(WDM)波分复用的总结

  1. WDM
    顾名思义,WDM即波分复用技术,是将多个不同波长(或频率)的调制光信号(携带有用信息)在发送端经复用器(也叫合波器,Mux)合路到一起送入光线路(光纤传输链路)的同一根光纤中进行传输,在接收端用解复用器(也叫分波器,demux)将不同波长信号分开接收的技术,原理图见图1。一个波分系统包含很多的功能单元,如光转发单元(OTU),用于转发客户侧数据业务到线路侧的光口;光合波单元(OMU)和光分波单元(ODU),分别用于将多个波长光信号合并和分开;以及光功率放大器(OBA),光线路放大器(OLA)和光前置放大器(OPA),分别用于发端,链路,和接收端光信号放大。当然还应该包括光监控信道(OSC),完成业务和链路的监控以便网络管理和维护。
    (WDM)波分复用的总结_第1张图片

图1. WDM系统组成框图
如果说WDM的本质是频分复用(FDM),可能还是不好理解,不如用图2的多车道的高速公路来类比WDM系统好了。
(WDM)波分复用的总结_第2张图片

图2. 多车道高速公路与WDM系统类比
要保证交通顺畅,标识并区分不同车道,让不同的车各行其道是必须的。与公路交通类似,WDM系统也需要相应的规则,最重要的就是波长频点的划分了。原则上WDM分为两种,CWDM(粗波分)和DWDM(密波分),前者波长间隔较大,一般为20nm,而后者间隔小,一般小于0.8nm。具体每个波长信道的中心波长也有相应的规定,也就是常说的C80,C96,C120等,对应为C波段的80波,96波,120波50GHz间隔WDM系统。另外,OSC监控信道波长一般不与信号波长范围重叠,约在1510nm处。
显然,相比于之前的时分复用(TDM),WDM技术的出现是具有划时代意义的。WDM系统具有以下方面的优势:
 高容量:可以充分利用光纤巨大带宽资源,使传输容量比单波长增加几十上百倍。
 低成本:在大容量长途传输时节省大量光纤和3R再生器,传输成本显著下降。
 保护投资:在网络升级和扩容时,无需对光缆线路进行改造,增加波长即可开通或叠加新业务;
 透明性:与信号速率、调制格式无关,方便引入大带宽新业务;
 波长路由:利用WDM选路可以实现网络交换和恢复从而实现未来透明全光网络。
既然WDM技术这么好,那它跟以往的业务是什么关系,对以后的光传输网络会有什么影响呢?还是看图说话吧。
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图3. WDM与其它业务的关系。
如图3所示,WDM不过是建立在光层之上,通过具体的接口来承载不同类型的业务罢了,具体的业务在WDM上适配情况如图4所示。
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图4. WDM支持广泛的业务接入
不过这是早期时候的网络,那时运营商的主要业务还是语音业务,数据较少,SDH传送占主导。SDH作为承载TDM类型业务的技术,设备效率低,成本高,越来越不适应以数据业务为主体的IP类型网络,业界急需一种简化的代成本,便于维护的新型传输网,适合传输IP业务。这也就导致了后来IP over WDM网络转变之说。如图5所示,在WDM上借鉴SDH技术,也就是后来的新传送网,即OTN了。

图5. IP over WDM网络架构转变

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