WDM技术实现光网络组建
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摘要 本文以研究wdm之于光网的作用为目标，从原理出发结合现代光网特点分析波分技术在传输光网搭建中的作用，并结合具体实践指出WDM运用中的具体注意事项。
关键词 光网；WDM；掺铒光纤放大器；OADM；OXC
中图分类号 TN915 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）101-0108-01
组建光网是现代通信领域中非常热门的重大研究课题，作为通信事业的基本实现通道，光网络具有基础设施性，光网络的整体容量质量关系着通信的实现。对于陆地通信网，除了光纤光缆及波分多路系统正在点对点传输线路上大量应用并继续改进技术以扩大应用效果外，有的学者也在考虑通信网核心内部如何利用波分多路技术使电传送网进化为光传送网，笔者认为这是通信网的发展趋向所在。
1 WDM成为光网络组建最有效手段
1.1 电信业务发展的现状
数据通讯迅猛发展，通信不再仅仅限于语音服务，以IP电视为例目前几乎所有国内设备厂商都已能提供IPTV相关设备，08年上海电信公司已向用户开放IP电视业务，受到一定阶层人士的欢迎。除去技术实现层面的因素强大的服务器要求外，它的实现是依托于传输量庞大的通信网络。传统电话通信网使用电路交换方式，而如今分组交换方式是数据通信网运营的实现方式。这样未来通信网同时要保证话音业务畅通和数据通信业务畅通，从而实现计算机操作的多媒体通信。
1.2 业务扩大使得WDM必须进入光网络
足够大的容量是通信网的核心所在，各种通信业务特别是数据通信业务量每年以很高的增长率快速增长，未来的通信网就应该相应地扩大其容量。
光网络传输扩容的方法有三种SDM（空分复用）、TDM（时分复用）、WDM（波分复用），SDM扩容的方式是增加光纤；TDM则使用提高速率的方法，SDH（同步数字传输体制）使用的就是TDM：155M622M2.5G10G以及没有大规模商用的40G系统。一方面光纤资源具有有限性决，另一方面速率不可能无限制提高：按数字速率计，现行电通信网利用电的时分多路TDM技术，按照标准的同步数字群系列SDH，最高的数字速度限于最高一级数字群的速度，即10Gbit/s。目前，该数字速度尚未突破，是受到TDM技术的限制，常称“电子瓶颈”。也就是这一原因各大运营商正在推进“光进铜退”。也就是说对于未来光网络SDM、TDM使用性不那么高，因此对于WDM的研究就更具价值，从本质上这种技术增加了信道的数量，WDM的研究不断深入DWDM走向商用。
2 通信网从电的TDM发展至光的WDM
对于SDH传输体制来讲，一根光纤只传输一路光载波，其载荷的数字信号由电的TDM供给，最高数字速率为10Gbit/s，而单模光纤在波长1550nm有很宽的窗口可供光信号传输，虽然一个光载波载荷信号的数字速率受到电的TDM限度不能提高，但如能让一根光纤同时传输几个光载波，则光纤的传输容量就可以成倍地加大，将光纤的潜在容量发掘利用。WDM技术就是考虑在光纤上采用波分多路技术，实现一根光纤同时传输多路光载波的办法。从理论上讲不考虑色散和衰耗但根光纤传输的波长数是无限的。在密集波分系统中，使用了T的传输级别：100×l0Gbii/s=1Tbit/s（1×1012bit/s）。国内的设备厂商1.6T密集波分设备已经商用，而3.2T也在实验性的网络上得以实现。引入EDFA（掺铒光纤放大器），沿线路每隔100 km设置一个EDFA放大器，就可使1Tbit/s数字速率的信号传输至1000 km距离，实现大容量、长距离的信号传输。现在波分多路WDM技术结合光放大器EDFA使得波分技术更加完善，过去的电通信网虽然利用大容量光纤传输线路，但通信网本身由电的TDM起作用，通信网容量的数字速率属于Gbit/s级，最大是10Gbit/s。现在利用光的WDM，有n路不同波长操纵各种网络单元，则使通信网容量加大n倍。如用100路不同波长，则理论上应能使通信网容量加大至Tbit/法再扩大容量，如改用光通信网，WDM可以使用很多路数，以致光通信网可以扩大容量至很多倍。所以，随着通信业务量的快速增长，要求通信网扩大其容量，从电的通信网进化为光的通信网。
3 波分系统中OADM、0XC的出现
多路通信不论是电的时分多路TDM，或者是光的波分多路WDM，最基本的网络单元有multiplexer和demultiplexer，一般地称为复接器和分接器。它们在TDM结点与用户接入线连接处，一般称为合路器和分路器，而在结点内部，则称为合群器和分群器。
在SDH中，ADM的应用可以根据需要在线路传输过程中随意上下业务，即从高速信号（VC4级别）分叉2M信号，或将2M信号复用传送到线路上去，实现复用解复用。数字速率越高，则制成合群器和分群器的技术难度越大。类似地，在光的WDM复接器和分接器可以称为合波器和分波器，前者把几路不同的光波长合为一个波段，后者把一个光波段分为若干路光波长。当电通信网准备过渡为光通信网时，网络结点中的这些数字的ADM应该全部换成“波长的ADM”或“光的ADM”。它将是分波器与合波器的组合。
在网络结点中，为了灵活调度的需要，都应设置交叉连接系统XC（cross-connect）。在电通信网的结点有“数字的交叉连接”DXC（digital XC）。它的作用实质上就是改变路由，当电通信网过渡至光通信网时，每一网络结点中数字交叉连接应该相应地换成“波长的XC”或“光的XC”，原理与前相似。但因光网容量较大，交叉连接系统势必更为复杂，并且需要更加灵活地运用，所以OXC常常附设波长变换器，以便于实行交叉连接时按需要改换使用光波长。总的来说，光通信网不仅容量大，而且质量高，光网结点中光的ADM（OADM）和光的XC（OXC）等网络单元都必须具备完善的结构和优良的性能，那就完全能够满足大容量通信网运行的需要。
4 实际应用中的波分系统
4.1 基本实现原理
客户端连至一波分系统端站的特定波长上，特定波长信号进入OMU单元与其它波长光信号合波，合波后的信号送入OBA进行业务功率放大加入监控信号（监控信号不参与放大）一并送至线路，与中继站的光放设备相连并上下监控信号，传至目的端站后送入OPA继续进行业务信号发达并下发监控信号（监控信号不参与放大），放大后的业务信号进入ODU分波单元还原波长进入目的客户端。
4.2 波分系统实际应用应注意的问题
功率的控制：波分系统使用大量无源器件（分、合波器等）、进行长距离的传输再加上插损使得功率下降很快，也就是基于这个原因放大单元的作用也就显而易见了。一方面要确保输出的光功率符合线路传输的需要，另一方面光功率的合理控制也关系着波分线路整体性能优劣以及色散、非线性效应的控制。以单波如光功率为例，单波入光功率若与工程原有波长功率差值在1dbm以上就会引起单波漂移，单波漂移的影响不仅限于该波，它会使整个波分系统性能迅速劣化，短时间内烧毁机盘。当波分系统出现问题时经常需要更换机盘，新机盘性能不完全与旧机盘性能一致，这时更需更具实际需要对光功率各项指标进行调整。
以上是对WDM技术的一定程度的理解，以及在实际工作中获得的一些经验。未来的通信时代是一个数据业务发挥作用的时代，以波分技术为承载平台提高光网络传输性能成为必然趋势。
参考文献
[1]孙学康，毛京丽.SDH技术[J].人民邮电出版社，2002，3.
[2]张劲松，陶智勇，韵湘.光波分复用技术[J].北京邮电大学出版社，2002，6.
[3]Walter Goralski.光网络与波分复用[J].人民邮电出版社，2003，01.