烽火通信科技股份有限公司技术支持 庞立鹏
受用户业务多样化要求和网络发展方向的驱动，特别是接入层IP业务带宽的显著增长和长途网DWDM容量的强劲爆增，在城域网特别是其核心层，波分复用技术得到了初步的应用。波分复用在城域网中的应用与其自身的技术特点有着很大的关系：
1、支持多协议多业务，具有光的透明性
WDM技术属于OSI七层协议的最底层－—物理层。它提供了独立于业务类型的传送结构，其表现形式是对上层业务透明，能在波长级别支持现有及未来新的数据格式。
2、网络可扩展性好，拓扑灵活
WDM系统既具备点到点的组网需求，也可以根据业务拓朴的需要满足星形、环形、格状等组网模式，非常适合城域网新业务的开拓及业务频繁调整的现实情况。
3、快速及时的带宽配置，业务扩展性能好
WDM系统能够快速地进行波长配置。随着技术的演进，今后还能提供便捷的端到端的连接。一个连接可以提供的带宽可以从几十Mb到波长级别，甚至可以扩大到整根光纤。另外，对于城域网未来衍生出的新类型业务，如按需带宽业务、波长批发、波长出租、带宽交易、光层虚拟专用网（VPN）等，城域波分系统今后也可以很好地支持。由于WDM系统的发展方向是全光网络和ASON，在光网络的基础上引入了控制平面的概念，管理平台可以更加灵活方便的对业务进行管理和调度。
4、多种生存性要求，多种业务保护机制共存
对于系统上运行的波长信号，点对点的WDM系统（OMT）提供光层的通道和复用段保护机制，以确保承载业务的可靠性传输。
5、提供大容量的带宽需求
波分系统提供的高带宽利用，是任何其它组网形态所无法比拟的。它在很大程度上弥补了城域网络中光纤数量不足的缺憾。目前商用的波分系统提供的带宽可以达到320G。利用长波长区（L-Band）或降低波长间隔可以方便地开发出更高的带宽通道，以解决实际需要。
上述优势及其在长途网络当中的成功应用背景，使WDM系统开始进入城域网系统。当然，最初期仅是将长途网络中的DWDM系统简单“移植”过来，进行“点对点”应用。但实际上，波分系统要在城域网中深入扎根，还需要解决诸多“现实”的问题：
首先是成本。众所周知，城域网（特别是小型城域网）的用户群相对长途网络较小，如果按照用户数量分摊成本，城域WDM技术占不到任何优势。考虑其它技术来降低用户成本，WDM技术才可能更有发展潜力。值得庆幸的是，城域网的传输距离较短，可以利用减少光纤放大器数目的办法初步降低设备成本。但这还是远远不够的，必须在系统内部找原因，减少关键部位的技术成本。当然，这种措施是在保障系统可靠性的前提下完成的。例如在32*2.5G长途波分系统中，考虑到波长的串扰等因素，要求系统终了时的各信道中心频率偏差不大于±20GHz，而城域网中由于传输距离较近，只要频率偏差不大于±40GHz（最大值）即可满足设计要求。这样一来，就可在城域系统波长转换器的控制电路上大幅度压缩成本。
其次是承载业务的灵活性。城域网的业务复杂多样，带宽颗粒分布几乎没有严格的规律及可预见性，对传输系统的适应性要求很强。而长途波分系统提供的波长通道一般为2.5G或10G。虽然说全光网或ASON网络可以提供灵活的带宽配置，但目前还是发展阶段，暂不具备可操作性和工程应用基础。因此如何利用在网络中的现实资源，快速低成本地解决工程问题是当前最迫切的环节。
最后是业务的可靠性及质量保证措施。由于城域网中的业务特别是数据业务大都没有QoS保障，需要系统在光层全面考虑。而点对点的OMT设备虽然也可以在光层上对单波道实现“光通道”保护，但必须补充硬件（如并发选收模块），且缺少智能的保护倒换机制，不能根据条件进行灵活的配置。
综合来讲，城域波分系统应该结合网络特点，因地制宜，在原有波分基础上有所改革，有所创新。因此，系统的可行性及其建设方案引起了广泛的关注。
这期间，北美、欧洲发达国家通信业遇到了前所未有的挫折，网络泡沫的破灭造成了短暂的信息危机，其影响波及了全球的电信建设。但是，从积极的角度来看，这场危机使电信运营商的投资及消费心理更趋于成熟。大家意识到，城域网建设不仅要采用先进的技术，更要在成本、性价比、实用性方面适应城域网的特点。所以，在经过了长时间的论证、试用后，实用的波分系统开始崭露头角：OADM技术和CWDM技术即是系统完善后的产物。
本文拟以OADM系统为主，介绍城域波分系统的特点。
OADM技术兼顾了客户信号的直传及本地上下，利用自愈环网形式对业务提供保护和恢复。OADM系统已经被工程采用，表现出了强大的组网优势。
城域OADM系统结构
OADM系统主要有两种形态：固定波长和动态重构的OADM。目前两者的工作波长都在常规的C波段，支持16波/32波/40波，其中固定波长的OADM可以上下的波长数目一般为4波或8波。动态重构的OADM可以实现有选择的波长信号上下，或全部波长业务的上下。
根据上下波长的数目及要求不同，OADM又分为串行、并行、串并结合三种类型。串行结构在节点上只对需要上下路的波长进行处理，对通过波长不做光层的复用（MUX）和解复用（DEMUX）处理；并行结构对上下路波长、通过波长都进行复用和解复用处理；串并行混合结构先通过子波带滤波器将在本节点上下路的1个或多个子波带进行滤波，然后对子波带内的每个波长进行复用和解复用处理，而其它子波带在经过子波带滤波/合波器的处理后直通。
OADM系统的主要配置单元有上路波长转换器(OTU-A)、下路波长转换器(OTU-D)、合波器、分波器、光功率放大器、光前置放大器、子速率复用/解复用器等。放大器主要是较长传送距离场合下的选用器件；合波/分波器是解决大容量波长业务上下的备选单元；子速率复用/解复用器只要是为了解决网络中小颗粒客户信号的承载而设计的。
图1 城域OADM系统图
OADM环网支持的业务：
SDH业务：支持速率为STM-1、STM-4、STM-16和STM-64的信号接入；
ATM业务：支持采用SDH帧结构的STM-1、STM-4（复用映射结构为VC-4或VC-4-4c）和STM-16（复用映射结构为VC-4、VC-4-4c或VC-4-16c）的ATM业务接入；
IP POS业务：支持采用SDH帧结构的STM-1、STM-4（复用映射结构为VC-4或VC-4-4c）和STM-16（复用映射结构为VC-4、VC-4-4c或VC-4-16c）的ATM业务接入；
以太网业务：支持千兆以太网业务（GE）的接入。
为了适应城域网更小带宽的业务颗粒，OADM设备还需具有灵活的多速率业务接口，它理论上可以将45M-2.5G范围的多种不同体制的业务信号承载下来。
考虑到城域网波长资源有限，且小颗粒业务信号对带宽的利用率不高，对于低速率业务信号较多的应用是T-MUX（透明复用）方式，将子速率带宽（也即小颗粒业务信号）进行“捆绑”传送。目前较多应用的是4*2.5G、2*GE、8*GE、8*FE、8*155M+2*622M等透明复用接口，可以大幅降低投资及运营成本。这样，城域网中业务复杂多样性的问题得到了根本的解决。
城域OADM的保护机制
OADM环网要对所承载业务提供保护。目前常用的保护方式有两种：单向光通道保护倒换（UPSR）和双向线路保护倒换（BLSR）。另外还有三种保护倒换方式：单向光线路保护倒换（ULSR）、双向光通道共享保护倒换（BPSR）和光子网连接保护倒换（OSNCP），也会在不同的场合得到应用。
城域OADM的成本
城域OADM系统很少采用光纤放大器；系统中直通型业务大都不需要在本站上下，不需要考虑电的再生，节省了多对的再生OTU；即使是上下的波长信号也没必要采用造价高昂的合波分波器件（采用滤波器型即可实现），总体来说节省了大量成本。
城域OADM系统的性能监测方式
可采用网管监测、内置光谱分析单元、不中断业务多点在线监测等多种方式：
（1）单盘管理单元将性能指标上报至网管，可直接读取各关键点光功率；
（2）通过内置光谱分析单元，提供直观便捷的性能监测手段，直接获得中心频率、光功率、OSNR等重要参数；
（3）多点在线光谱监测接口，在单盘输入输出端提供接口，可以在不中断业务情况下，外接光谱分析仪等分析仪表，监测主光通道及业务通道的性能情况。
城域OADM系统线路规划
支持光纤放大器，系统中2.5G业务的最大传输距离一般为640Km（8*22dB），10G业务的最大传输距离一般为480Km（6*22dB）。
在环网长度小于100Km的情况下，一般不采用光纤放大器。
另外，为了提高系统的传输效果，或避免环网中出现自激现象，有时会在中心局站加入背靠背的OMT设备。
OADM环网系统的出现，既解决了大容量业务的承载问题，也考虑了不同颗粒客户信号的兼容性，同时也为网上运行的业务信号提供了可靠的保护措施，不失为一种优选的城域网骨干层解决方案。
在信息产业部的主持下，国内已经制定了城域OADM的技术草案，为城域的传送网的规划的建设奠定了理论上的依据。同时，中国移动、中国联通等运营商也在为其城域网规划传输层的解决方案，并都明确提出采用OADM技术建设城域网骨干层的设想和思路。
对于小型的城域网系统，或是大型城域网的汇接层和接入层，为了进一步降低成本，也可采用CWDM（Coarse WDM，稀疏波分复用）技术。
由于CWDM技术还没有一个统一的国际标准，大部分通信产品制造商都未在这一邻域深入着手，国内也处于观望状态。但是随着城域网建设的深入，相信CWDM会有用武之地。
摘自《光纤新闻网》
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