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【摘 要】以高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术为核心并面向IP互联网的密集波分复用技术己构成了今天的光纤通信的研究热点，在未来的一段时间里，人们将继续建设各种实验网络，并在验证有关新概念和新方案的同时，对下一代光传送网的关键技术进行更全面、更深入的研究。
【关键词】密集波；复用技术；光通信网络
1.密集波分复用技术的产生背景和优越性
1.1密集波分复用技术的产生背景
在过去20年里，光纤通信的发展超乎了人们的想象，光通信网络也成为现代通信网的基础平台。光纤通信系统经历了几个发展阶段，从70年代末的PDH系统，90年代中期的SDH系统，以及近来风起云涌的DWDM系统，乃至将来的智能光网络技术，光纤通信系统自身正在快速地更新换代。波分复用技术从光纤通信出现伊始就出现了。密集波分复用发展迅速的主要原因在于：TDM10Gb/s面临着电子元器件的挑战，利用TDM方式已日益接近硅和稼砷技术的极限，TDM已没有太多的潜力可挖，并且传输设备的价格也很高。已敷设G652光纤1550nm窗口的高色散限制了TDM10Gb/s系统的传输，光纤色度色散和极化模色散的影响日益加重。人们正越来越多地把兴趣从电复用转移到光复用，即从光域上用各种复用方式来改进传输效率，提高复用速率，而WDM技术是目前能够商用化最简单的光复用技术。
1.2密集波分复用技术的优越性
密集波分复用技术具有如下特点：
1.2.1超大容量
目前使用的普通光纤可传输的带宽是很宽的，但其利用率还很低。使用DWDM技术可以使一根光纤的传输容量比单波长传输容量增加几倍、几十倍乃至几百倍。国内己经商用的80x40Gb/s的DWDM系统，可以传4960万路电话。
1.2.2对数据率“透明”
由于DWDM系统按光波长的不同进行复用和解复用，而与信号的速率和电调制方式无关，即对数据是“透明”的。因此可以传输特性完全不同的信号，完成各种电信号的综合和分离，包括数字信号和模拟信号，以及PDH信号和SDH信号的综合和分离。
1.2.3系统升级时能最大限度地保护己有投资
在网络扩充和发展中，无需对光缆线路进行改造，只需更换光发射机和光接收机即可实现，是理想的扩容手段，也是引入宽带业务（例如CATV、HDTV和B-ISDN等）的方便手段，而月_利用增加一个附加波长即可引入任意想要的新业务或新容量。
2.密集波分复用的主要技术
2.1光源技术
石英光纤有三个低损耗窗口：600nm-900nm、1000nm-1350nm、1450nm-1800nm，即常说的860nm窗口、1310nm窗口和1550nm窗口。860nm窗口主要用于多模光纤，SDH业务传递多用1310nm窗口和1550nm窗口。鉴于目前尚无工作于1310nm窗口的宽带光放大器，所以波分复用系统的工作波长区为1550mm。DWDM系统对光纤色度色散系数的要求，基本上就是单个复用通路速率信号对光纤色度色散系数的要求。
2.2光合波与分波技术
光合波器与分波器在超高速，大容量波分复用系统中起着关键作用，性能的优劣对系统的传输质量有决定性的影响。系统对合、分波器的要求是衰耗以及偏差小、信道间的串扰小。光栅型波分复用器属于角色散型器件。光栅型波分复用器具有优良的波长选择性，可以使波长的间隔缩小到0.5nm左右。但是，由于光栅在制造上要求非常精密，不适合大批量生产，往往在实验室的科学研究中应用较多。介质薄膜型波分复用器是由薄膜滤波器（TFF）构成。介质薄膜波分复用器是一种结构稳定的小型化无源光器件，信号通带平坦，插入损耗低，通路间隔度好。阵列波导波分复用器是以光集成技术为基础的平面波导型器件，AWG结构紧凑，插损小，是光传送网络中实现合分波的优选方案。耦合型波分复用器是将两根或者多根光纤靠贴在一起适度熔融而成的一种表面交互式器件，只能实现合波功能，制造成本低，缺点是引入损耗大。通路的隔离度越高，波分复用器件的选频特性就越好；它的串扰抑制比也越大，各复用光通路之间的相互干扰影响也就越小。
2.3光放大技术
目前密集波分复用系统中主要采用的是掺铒光纤放大器和拉曼光纤放大器。EDFA主要由鉺掺杂光纤、泵浦光源、耦合器、隔离器等部件组成。根据放大器在光传送网络中的位置，可以分为功率放大器（BA）、线路放大器（LA）、前置放大器（队）。
3.密集波分复用技术的发展现状与趋势
3.1密集波分复用技术的发展现状
我国的密集波分复用光通信网的研究近年来也已取得了很大的进展，国内自行研制的密集波分复用传输系统己在多个省市提供运行。以华为、中兴、烽火为代表的国内电信设备制造商都己有多种密集波分复用设备投入商用。目前国内厂家可以提供80X40G的传输容量，已达国际先进水平。同时OTN（光传送网）的研究与应用工作在国家自然科学基金和863计划支持的中国高速信息互连试验网（NSFCNET）、国家863计划支持的中国高速星形示范网（以INONET）均取得了重大成果。
3.2密集波分复用光网络的演变与发展方向
回顾波分复用技术的发展过程可以看出，大规模的密集波分复用系统技术首先是从试验系统中开始的，如20世纪90年代美国斯坦福大学的STARNET，美国IBM的Rainbow，美国哥伦比亚大学的Tera NET等。随着越来越多的光传输系统升级为密集波分复用系统，人们发现在系统中引入光节点技术，可以在波长域实现低成本、高效率、灵活的组网，尤其是使得现有网络系统成倍地增长，其中EDFA所器的作用越来越大。从技术演进的角度看，密集波分复用组网遵循了从点到点系统，固定波长上下路，可变波长上下路，最终实现光域上的交叉连接和自动交换光网络的演变规律。目前，密集波分复用光网络在功能上还不够强大，尚不能满足可预见的客户层需求。为了解决上述问题，加强光网络功能，提高光网络的服务质量，ITU-T在充分考虑到现有光网络的实际情况、兼顾网络运营商利益的基础上，提出了ASTN模型、ASON模型和OTN的概念，赋予光网络以更多的智能，用以解决现有光网络中存在的不足。
采用自动交换光网络技术以后，原来复杂的多层网络结构可以变得简单和扁平化，在光网络层直接开始承载业务，避免了传统网络中业务升级时受到的多重限制。在这种光网络中主要以波长为颗粒度基本单位进行带宽分配和流量工程控制，原来多个独立的业务节点和传送节点将趋向于融合。这种光网络结构最核心的特点之一就是支持电子交换设备动态向光网络申请带宽资源，电子交换设备可以根据网络中业务分布模式动态变化的需求，通过信令系统或者管理平面自主地建立或拆除光通道，不需要人工干预。因此ASON是一种具有灵活性、高可扩展性的光公共网络基础设施，它能在光层上直接提供服务，快速满足用户的需求，有效解决网络可扩展性、可管理性、快速配置用户带宽、对用户带宽提供端到端保护等问题。■
【参考文献】
［１］陈超,张萍.波分复用技术初探[J].中国高新技术企业,2009,(04).
［２］易丛琴,张鹏.密集波分复用系统仿真设计[J].机械与电子,2008,(05).
【关键词】密集波；复用技术；光通信网络
1.密集波分复用技术的产生背景和优越性
1.1密集波分复用技术的产生背景
在过去20年里，光纤通信的发展超乎了人们的想象，光通信网络也成为现代通信网的基础平台。光纤通信系统经历了几个发展阶段，从70年代末的PDH系统，90年代中期的SDH系统，以及近来风起云涌的DWDM系统，乃至将来的智能光网络技术，光纤通信系统自身正在快速地更新换代。波分复用技术从光纤通信出现伊始就出现了。密集波分复用发展迅速的主要原因在于：TDM10Gb/s面临着电子元器件的挑战，利用TDM方式已日益接近硅和稼砷技术的极限，TDM已没有太多的潜力可挖，并且传输设备的价格也很高。已敷设G652光纤1550nm窗口的高色散限制了TDM10Gb/s系统的传输，光纤色度色散和极化模色散的影响日益加重。人们正越来越多地把兴趣从电复用转移到光复用，即从光域上用各种复用方式来改进传输效率，提高复用速率，而WDM技术是目前能够商用化最简单的光复用技术。
1.2密集波分复用技术的优越性
密集波分复用技术具有如下特点：
1.2.1超大容量
目前使用的普通光纤可传输的带宽是很宽的，但其利用率还很低。使用DWDM技术可以使一根光纤的传输容量比单波长传输容量增加几倍、几十倍乃至几百倍。国内己经商用的80x40Gb/s的DWDM系统，可以传4960万路电话。
1.2.2对数据率“透明”
由于DWDM系统按光波长的不同进行复用和解复用，而与信号的速率和电调制方式无关，即对数据是“透明”的。因此可以传输特性完全不同的信号，完成各种电信号的综合和分离，包括数字信号和模拟信号，以及PDH信号和SDH信号的综合和分离。
1.2.3系统升级时能最大限度地保护己有投资
在网络扩充和发展中，无需对光缆线路进行改造，只需更换光发射机和光接收机即可实现，是理想的扩容手段，也是引入宽带业务（例如CATV、HDTV和B-ISDN等）的方便手段，而月_利用增加一个附加波长即可引入任意想要的新业务或新容量。
2.密集波分复用的主要技术
2.1光源技术
石英光纤有三个低损耗窗口：600nm-900nm、1000nm-1350nm、1450nm-1800nm，即常说的860nm窗口、1310nm窗口和1550nm窗口。860nm窗口主要用于多模光纤，SDH业务传递多用1310nm窗口和1550nm窗口。鉴于目前尚无工作于1310nm窗口的宽带光放大器，所以波分复用系统的工作波长区为1550mm。DWDM系统对光纤色度色散系数的要求，基本上就是单个复用通路速率信号对光纤色度色散系数的要求。
2.2光合波与分波技术
光合波器与分波器在超高速，大容量波分复用系统中起着关键作用，性能的优劣对系统的传输质量有决定性的影响。系统对合、分波器的要求是衰耗以及偏差小、信道间的串扰小。光栅型波分复用器属于角色散型器件。光栅型波分复用器具有优良的波长选择性，可以使波长的间隔缩小到0.5nm左右。但是，由于光栅在制造上要求非常精密，不适合大批量生产，往往在实验室的科学研究中应用较多。介质薄膜型波分复用器是由薄膜滤波器（TFF）构成。介质薄膜波分复用器是一种结构稳定的小型化无源光器件，信号通带平坦，插入损耗低，通路间隔度好。阵列波导波分复用器是以光集成技术为基础的平面波导型器件，AWG结构紧凑，插损小，是光传送网络中实现合分波的优选方案。耦合型波分复用器是将两根或者多根光纤靠贴在一起适度熔融而成的一种表面交互式器件，只能实现合波功能，制造成本低，缺点是引入损耗大。通路的隔离度越高，波分复用器件的选频特性就越好；它的串扰抑制比也越大，各复用光通路之间的相互干扰影响也就越小。
2.3光放大技术
目前密集波分复用系统中主要采用的是掺铒光纤放大器和拉曼光纤放大器。EDFA主要由鉺掺杂光纤、泵浦光源、耦合器、隔离器等部件组成。根据放大器在光传送网络中的位置，可以分为功率放大器（BA）、线路放大器（LA）、前置放大器（队）。
3.密集波分复用技术的发展现状与趋势
3.1密集波分复用技术的发展现状
我国的密集波分复用光通信网的研究近年来也已取得了很大的进展，国内自行研制的密集波分复用传输系统己在多个省市提供运行。以华为、中兴、烽火为代表的国内电信设备制造商都己有多种密集波分复用设备投入商用。目前国内厂家可以提供80X40G的传输容量，已达国际先进水平。同时OTN（光传送网）的研究与应用工作在国家自然科学基金和863计划支持的中国高速信息互连试验网（NSFCNET）、国家863计划支持的中国高速星形示范网（以INONET）均取得了重大成果。
3.2密集波分复用光网络的演变与发展方向
回顾波分复用技术的发展过程可以看出，大规模的密集波分复用系统技术首先是从试验系统中开始的，如20世纪90年代美国斯坦福大学的STARNET，美国IBM的Rainbow，美国哥伦比亚大学的Tera NET等。随着越来越多的光传输系统升级为密集波分复用系统，人们发现在系统中引入光节点技术，可以在波长域实现低成本、高效率、灵活的组网，尤其是使得现有网络系统成倍地增长，其中EDFA所器的作用越来越大。从技术演进的角度看，密集波分复用组网遵循了从点到点系统，固定波长上下路，可变波长上下路，最终实现光域上的交叉连接和自动交换光网络的演变规律。目前，密集波分复用光网络在功能上还不够强大，尚不能满足可预见的客户层需求。为了解决上述问题，加强光网络功能，提高光网络的服务质量，ITU-T在充分考虑到现有光网络的实际情况、兼顾网络运营商利益的基础上，提出了ASTN模型、ASON模型和OTN的概念，赋予光网络以更多的智能，用以解决现有光网络中存在的不足。
采用自动交换光网络技术以后，原来复杂的多层网络结构可以变得简单和扁平化，在光网络层直接开始承载业务，避免了传统网络中业务升级时受到的多重限制。在这种光网络中主要以波长为颗粒度基本单位进行带宽分配和流量工程控制，原来多个独立的业务节点和传送节点将趋向于融合。这种光网络结构最核心的特点之一就是支持电子交换设备动态向光网络申请带宽资源，电子交换设备可以根据网络中业务分布模式动态变化的需求，通过信令系统或者管理平面自主地建立或拆除光通道，不需要人工干预。因此ASON是一种具有灵活性、高可扩展性的光公共网络基础设施，它能在光层上直接提供服务，快速满足用户的需求，有效解决网络可扩展性、可管理性、快速配置用户带宽、对用户带宽提供端到端保护等问题。■
【参考文献】
［１］陈超,张萍.波分复用技术初探[J].中国高新技术企业,2009,(04).
［２］易丛琴,张鹏.密集波分复用系统仿真设计[J].机械与电子,2008,(05).