高念东 重庆金美通信光纤设计部
关键词：WDM 全光网 SDH PDH 非线性效应
□ 波分复用光网络体系，无论是线路转换或打包转换都需要一些电子方面的应用，在线路转换光网络中，有限的波长限制了光网络中光节点的可测量性，使用波长路由可以使相互连接的节点数量增加，而不是采用分插和选择网络，或通过设一定级别的光网络，使具有一定级别的波长能重新使用。但是可测性仍受到全光波长转换器的限制。因这个原因，线路转换层必须与电子层接口，由这个层提供更小更细的路由来补充光网络的简单路由，同样“全光”的打包转换网，也需要用电子层来进行报头处理。即使在正在进行的光纤设备技术升级。光系统与电子的转换和存储的竞争也存在不确定性，因此，真正的全光网在今天并没有实现，“全光网”将继续同时依赖于光器件和电子器件。
□ 今天的光网络遇到的难点多数来自器件的限制，随着光器件技术的成熟这此困难将被减到最小，器件相关的问题如极化相关，光反射，放大器中的光谱获得不一致性，光器件中的串扰和能量损失，此外，激光和收光器长的调整时间和低稳定性，限制了信道的间隔，连接建立时间和打包速率，正在进行的研究如激光二极管阵列（如图1），半导体激光放大器和铟、磷化物的开关，光存储器，都显示了解决这些困难的潜在性。
图1
□ WDM的管理
从网管的角度来看，WDM和现有的SDH 和PDH 有很大的不同。这还是由于WDM的模拟性决定的，WDM是ITU-T 定义的光层，与传统的电层是不同的，这就增加了WDM网管的难度。远端设备的控制采用了一个专门的光通路来进行（ 如图2）。在每个光段内终结，处理，再生，再发送。这也增加了系统设计的难度和复杂性。WDM的模拟性，使得难于对数字串输信号进行直接监视。无论采用模拟参数还是采用数字参数为基础，都必须增加额外的备和技术难度。
同样，系统的控制和管理没有得到很好的发展，不仅在光网络层本身，包括光网络层与电子层的接口，都必须形成新的控制协议，由于波长路由的简单性，这就允许网络旁通更复杂的电子转换，光线路转换网络对控制来说较为简单，因为新颖的网络架构，难于预测的控制和管理问题就会出现。要实现网络的管理，必须对网络节点进行实时监视、判定网络的状态，并据此对网络进行相应的操作。对于一个透明的光网络，在线精确掌握网络的各种状态是相当困难的。这主要是由于透明网络中没有表征网络性能的标准数字信息。所检测的各项监视参数均为光域参数，如光频率、光功率、光信噪比等。对这些光域参数很难进行实时监测，而且这些光参数能否与业务层电信号的恶化（如误码率）建立联系以及如何建立这种联系，还需进一步研究。
WDM网络管理系统是对WDM系统及光网络的最大考验，失去了电信号的接入，运营者比较难于评估信号质量和系统传输性能，在光域上加入开销和光信号处理技术还待发展。在功能完善的WDM网管系统出现之前，WDM系统还不能被称作一个成熟的光传输系统。
现在各厂商WDM系统的网管系统都还不尽完善，且功能相差甚远，这在很大程序上与TTU-T缺少明确统一的规范有关，另外与WDM系统发展的“初级阶段”有关。相信随着ITU-T“光联网”建议的成熟和光开销处理技术的发展，WDM系统的网管系统会逐步完善起来。
□ 除此之外，光网络还受到几个不易解决的问题的困扰，由于DWDM与传统的SDH和PDH具有相似的模拟性，这样在系统的设计和实现方面带来了新的复杂性，传统的FDM遇到的难点都会在DWDM中从光域反应出来。如波长增益衰减特性，噪声累积。信号噪声比，放大与均衡波型失真，串音。 信号功率动态范围，交调，非线性，由于光纤的参与，上述模拟因数的影响，使控制变得更为复杂。如光纤传输中的色散和四波混频（如图3)等非线性特性，限制了点到点的传输距离和导致同步失误。这些问题在多波长的数据传输中都尚待解决。因为放大器的自发发射光信号的应用基本上是一个噪声处理过程。（由信噪出来评价），这种噪声在细致的系统设计中可以被减小。但绝对不能消除。然而在同轴系统放大器中出现的噪声叠加也出现在光系统放大的级连中，这些模拟特性对所传送的SDH 和PDH等数字 的影响，特别是光的信噪比与客户信的误码率之间的关系还是一个比较新的课题。
图3
在实际应用中，如最简单的点对点的DWDM网络中，也有不少新的网络参数需要确定，如经放大的信号和噪声，EDFA固有的非平坦增益（如图4）
图4
使原有的频谱出现波动和起伏。此外还会引入放大了的自发发射噪声（ASE），使光的信噪比（SNR）下降。由多个放大段组成的系统，由于各OEA的增益，增益平坦性和ASE的不一致性，以及各放大段对光纤的衰减补偿程度的不一致性，都增加了WDM的设计性能的复杂性。
再如光纤传输中的色散和接散射等非线性特性，限制了点到点的传输距离和导致同步失误。这些问题在多波长的数据传输中都尚待解决。困为放大器的自发发射光信号的应用基本上是一个噪声处理过程。（由信噪出来评价），这种噪声在细致的系统设计中可以被减小。但绝对不能消除。然而在同轴系统放大器中出现的噪声叠加也出现在光系统放大的级连中。
□ 总而言之，光网络是未来高速大容量，灵活性好，传输系统的方向，WDM将大的光带宽，划分成一个个单独的波长通道。提供了一个自然的方法将不同种类的设备接入同一网络的方法，在已有的报道和工程实际中，WDM线路转换光网络能提供一种宽带服务，能同时传输数字和模拟信号。并具有极佳的比特速率透明性。这些光网络的灵活性，实际上这些网络通过保留一部份波长通道给打包转换方式，光网灵活性进一步扩展。正在进行的许多实验就是为了扩展这种灵活性。例如一段载波用多波长打包转换传输，或者串行数据打包转换，或者多波长并行数据打包转换。这显然适合于延时敏感和并行数据应用。例电视电话就是一个很好的例子。其中声音和像被打包，且在不同波长中传输。另一方面如e-mail等延时不敏感的业务可以安排专门的并行通道，以保存带宽。
摘自《光纤新闻网》
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