目前,光纤短缺仍然是城域网普遍存在的一个问题。尽管光缆的价格不断下降,但是,挖沟、劳力以及其他安装成本仍然相当高。而WDM技术允许一根光纤上同时运行多条信道(波长)来承载多个信号,因此可以使已有的光纤具有更大的传送容量。
城域网中的WDM技术分为两类:稀疏波分复用(CWDM)和密集波分复用(DWDM)。正如它们的名字一样,它们之间的一个重要区别就是它们在光谱中的信道间隔不同。由于CWDM信道采用大通带(20±6-7nm),因此它可以采用更便宜的元器件,例如非制冷激光器和薄膜滤波器。所以,在同样的应用中,CWDM比DWDM具有更大的成本优势。很多人也由此认为CWDM是城域接入这类短距离通信的最佳平台。
但是,CWDM也有它的局限性,因为城域网有时会需要较长的距离和较多的波长,超出了CWDM所能提供的范围。根据ITU-T G.694.2的波长间隔标准,当前的CWDM在1271nm到1611nm波段内,实际能够支持的信道不超过18条。而且,目前电信级系统还不能提供10Gb/s的光波长。而在DWDM中,尽管有成本相对较低的“城域”DWDM,能够将多条—— 最多达40条——2.5Gb/s和10Gb/s的光波长复用到一根光纤上,但是要做到这一点就必须有精细滤波器、制冷激光器和更多的设备。这样一来,DWDM对于某些边缘网络而言,就显得太过昂贵了。
到底谁是最好的解决方案?城域网是一个依赖成本、距离和信道数各方面因素的综合体系,因此,它可能需要的是CWDM和DWDM的混合技术。
早期应用
早期的WDM出现在上世纪80年代中期,当时只是“双波长复用”,即1310nm和1550nm激光器通过无源滤波器在同一根光纤上传送两个信号。这种方法直接、可靠、成本低,并且易于操作,非常适用于运营商网络。
之后的其他WDM技术方案多适用于特定的场合。例如CWDM多用于LAN中,因为它工作在850nm波段,传输距离有限。
上世纪90年代早期,WDM的发展着重于解决运营商的容量短缺问题。由于各个运营商的骨干网具有不同的性能和费用结构,因此如果要进行长距离大容量的传送,就必须在系统中采用复杂昂贵的设备。而DWDM通过采用很窄的信道间隔(1.6到0.8nm),在很小的光谱窗口内开辟出了多条波长通道,恰好满足了这一需求。窄信道间隔对于长距离通信非常重要,因为光纤损耗只在C波段内是非常小的,而C波段非常窄。
城域核心网用DWDM
由于城域带宽需求的不断增长,长距离DWDM设备商发现可以在城域网中也采用DWDM方案。但是,这必须满足一系列新的要求,例如:距离短了很多;光纤多是现成的并且多采用SONET环形传送结构;为了能够处理更多种类的业务,例如在城域网中出现的吉比特以太网、存储网络以及视频业务,协议透明性更为重要了。
运营商们一直在寻找更便宜、更简单的长途DWDM技术,而设备商也因此不断地改进自己的DWDM系统。带通滤波器、无需色散补偿以及更宽的信道间隔都是针对这些目标提出的解决方案。如今,城域DWDM很好地满足了城域大容量核心网以及城市之间网络扩展的要求。
城域接入网用CWDM
目前的经济形势以及最近出现的ITU-T G.695 CWDM光接口标准都为城域网平台提供了更多机会。早期的CWDM主要是针对企业应用的,而现在主流运营商提供的CWDM都能达到电信级,一般至少支持ITU-T G.694.2规定的18条信道中的8条,传送距离最高可达80km。CWDM网络采用简单点到点拓扑和环形拓扑,不需要DWDM所必需的掺铒光纤放大器。表中列出了CWDM和DWDM之间的主要区别。
CWDM成本低、占地小,很适合安装在客户的大楼内和共址安装。吉比特接口转换器(GBIC)和小型可插拔(SFP)收发器由于结构简单,都已经实用了。热插拔光器件的采用也使系统能够在安装时选择波长,因而可以直接与数据通信设备连接。这些简易的特点是CWDM备受企业网和存储网青睐的重要原因。
多业务提供平台(MSPP)运营商开始在SONET接口中引入CWDM光器件。SONET平台上的CWDM激光器使运营商不再需要采用昂贵转发器的系统,而是直接运用CWDM。许多运营商认为CWDM技术的这一应用是它能够得以推广的关键所在。
转发器可以将多种业务连接到同一个CWDM系统中,这些模块也是业务提供商与网络运营商之间的分界点。有些转发器采用可插拔光器件来增加自身的灵活性,同时可调模块的使用可以减少备用器件的数量。组合器可以将多个较低速率的信号,例如GbE或者OC-12,进行组合或者复用后在高速波长转发器上传送,以提高波长利用率,从而延长CWDM的应用周期。
CWDM适用于具有下列特性的网络:
● 信道需求较少,在4-8条之间;
● 单信道的传送速率低于2.5Gb/s;
● 距离小于80km。