淺談DWDM傳輸技術的應用

姚偉良

引言：DWDM技術以其大容量、支持多業務、可擴充性好等優點將成為未來傳輸網的主體。近幾年來，世界上的各大運營公司及設備制造廠家把目光更多的轉向DWDM技術，并對其投以越來越多的關注。本文從對DWDM技術的原理分析入手，對其系統組成進行了詳細介紹，并論述了DWM技術在通訊領域的應用。

一、DWDM技術原理

所謂DWDM（密集波分復用）實質就是一種在光波段的波分 （或頻分）復用技術，即：在當前為了充分利用單模光纖1.55μm低損耗區帶來的巨大帶寬資源，根據波長或頻率的不同將光纖的低損耗區劃分為若干個光波道，每個波道設置一個光波作為載波，在發送端采用光復用器（分波器）將不同規定波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進行傳輸。在接收端，再由一個光解復用（分波器）將這些不同波長承載不同信號的光載波分開，從而在一根光纖中可以實現多路光信號的復用傳輸。根據ITU-TG.692建議規定，信道間隔100GHz（0.8nm）的整數信倍。現在人們已經新實驗生產出間隔更小的產品。

二、DWDM系統構成

對于開放式的DWDM系統，發射部分主要包括發射機和合波器。根據ITU-T的建議和標準，除了對DWDM系統中發射激光器的中心波長有特殊的要求外，還需要根據DWDM系統的不同應用（主要是傳輸光纖的類型和無電中繼傳輸的距離）來選擇有一定色度色散容限的發射機。ITU-T G.693中詳細描述了DWDM系統的應用編碼與發射機的基本要求。

傳輸部分主要有光放大器，目前使用的光放大器大多數為摻鉺光纖光放大器，即EDFA。在DWDM系統中，必須采用增益平坦技術，使EDFA對不同波長的光信號具有相同的放大增益，同時，還需要考慮到不同數量的廣信道同時工作的各種情況，能夠保證光信道的增益競爭不影響傳輸性能。

光監控部分主要是光監控信道的物理層和幀結構，ITU-T建議優選采用1510nm波長，容量為2Mbit/s。

網管部分對DWDM系統進行網原級的管理，它包括工作站 （WS）和設備操作終端（EOT）上的管理軟件，以及在各子框上的網元管理單元（EMU）機盤和各機盤上的盤控器（BCT）固件等。

三、DWDM系統的優勢及局限性

（一）DWDM系統的優勢分析。（1）可以充分利用光纖的巨大帶寬資源，增大傳輸容量、提高傳輸速率。（2）提供透明的傳輸通道，可適合傳輸多種綜合業務信息，是引入寬帶新業務的方便手段。DWDM系統完成的是透明傳輸，對于“業務”層信號來說，WDM的每個波長就像“虛擬”的光纖一樣。

（二）DWDM系統的局限性分析。由于點到點的DWDM傳輸技術本身有很大的局限性，最大的局限性是沒有組網能力，不能在光層為業務提供完善的保護機制，因此點到點的DWDM傳輸系統只是“光聯網”的初級階段。點到點DWDM系統要為業務提供有效的保護，只能采用線路保護的方式，即敷設備用線路來進行業務保護，但這種方式成本較高，并未獲得普通應用，目前，雖然也有將DWDM組成環網的情況，其實質仍然是由多個DWDM傳輸段組成，在每一個終端站，都是背靠背的DWDM設備，所以雖然形式上組成了環網，其本質仍是點到點的傳輸。為了對業務實行保護，普遍采用的仍是基于SDH層的保護，波分復用系統與保護倒換完全無關。

四、DWDM 技術在通信傳輸領域的應用

（一）短途無中繼系統。DWDM技術除了能夠在長途干線系統上進行信號的傳輸外，在短途通信傳輸中也得到良好的應用。通常，短途無中繼密集型光波復用系統的分布距離是根據系統所處的地理位置等條件而決定的，一般在幾十公路到三四百公里以內。因為是在近距離范圍內采用的DWDM 技術，所以在組網時，只需在需要的地方設置合波器和分波器即可，即使是在無電力供應的情況下，也能實現信號的有效輸送，不僅保證了信號的傳輸質量和連續性，而且還降低了我國電力企業的運營成本和管理成本。相信隨著DWDM 技術的不斷發展和完善，該技術將被應用于更多的區域內，比如：不同的城市之間、不同的信息中心之間及不同的經濟區域間等。

（二）長途干線系統。目前，國際上通用的組網方式主要有點對點組網、鏈形組網及環形組網3種。長途干線系統主要采用的是點對點組網方式。在長途干線系統的鋪設過程中，總是要鋪設很多、很長的線路，采用DWDM技術相比傳統技術，不僅能夠節約大量的材料，避免了大量資源的消耗；而且能夠有效地提高改善網絡信號，提高聲音的清晰度和真實性，實現了超長距離無再生中繼。不過，目前我國在遠距離的光纖鋪設和使用過程中，基本上都是采用獨立的點對點密集型光波復用系統，無法實現網絡間的相互交流和溝通，這一問題還有待解決。

五、基于DWDM 層面的通信傳輸技術的發展趨勢

經過20多年的發展，DWDM 技術的一些相關技術已日趨成熟；與此同時，互聯網用戶對網絡流量需求的進一步增長，使得主要傳輸網絡出現擁堵的現象頻發。在這一背景下，使得光纖通信必須要往向超高速、超大容量、超長距離（3U）的方向發展，國際通信和信息產業正進入新一輪的競爭。2011年12月1日，武漢郵電科學研究院、光纖通信技術和網絡國家重點實驗室及烽火通信公司聯合承擔的國家“973”計劃項目關于“超高速、超大容量、超長距離光傳輸基礎研究”，由武漢郵電科學研究院正式對外宣布，經北京大學和工信部電信研究院專家測試，該院已實現了240Gbit/s 實時傳輸，其容量指標在國際上處于領先水平。

2010 年12 月，他們采取離線研究方式，在國際上率先實現了“單光源1- /s LDPC 碼相干光OFDM 1040公里傳輸技術與系統實驗”；2011年7月又完成多光源30.7Tb/s傳80公里處理，通過該技術可實現2.75 億對人在一對光纖上的同時通話，這在眼下國際上C波段傳輸實驗中也屬最高水平；2011年11月，他們采取在線實時處理方式，朝技術要求更高、數字信號處理難度更大的目標發起沖刺，成功實現了240Gbit/s 相干光正交頻分復用（OFDM）信號在普通單模光纖上無誤碼實時傳輸48km。

結束語

DWDM技術的發展及應用是未來通信網絡的一大趨勢，通過DWDM技術在光通信領域的應用，不僅大幅度提高了網絡系統的通信容量，還使得網絡系統的性能變得更加穩定、可靠，特別是它可以直接接入多種業務，而不致其相互干擾的優點，使得它的應用前景更加光明，隨著人們對信息的日益膨脹的需求，DWDM技術正在朝超高速、超大容量、超長距離的方向發展。

參考文獻

[1]劉佳、黃宏光，DWDM技術及其在城域網中的應用[J].通信技術，2009（02）.

[2]胡先志，胡佳妮.光纖通信技術[M].北京郵電大學出版社，2011.

[3]嚴曉華.現代通信技術基礎[M].清華大學出版社，2010.

（作者單位：廣東省電信工程有限公司）