CWDM及其在寬帶接入技術升級中的應用

摘要　著重介紹了CWDM在寬帶接入網中的應用，尤其對CWDM在雙向混合光纖同軸網絡(HFC)升級的技術方案進行了討論，認為CWDM將在寬帶接入網技術發(fā)展中起到重要作用。

關鍵詞　CWDM　接入網　升級　HFC

1、引言

　　波分復用技術是滿足傳輸網絡帶寬需求劇增的最佳解決方案。DWDM技術憑借其巨大的帶寬潛力和對傳輸數(shù)據格式、傳輸速率、調制方式、協(xié)議透明等優(yōu)點在廣域網中成功應用。而在城域網的應用中，考慮到性能價格比問題，DWDM面臨著諸多挑戰(zhàn)。根據城域網傳輸具有的傳輸距離短，無需使用EDFA以及無需進行色散補償?shù)忍攸c，人們提出了粗波分復用技術(Coarse WDM，CWDM)，為DWDM在城域網中的應用提供了有效的補充。在CWDM成功應用于城域網的技術上，其應用領域也向接入網部分拓展。

　　CWDM技術成本低是其最大的優(yōu)勢，這主要在于CWDM系統(tǒng)所需的光器件成本的降低，系統(tǒng)中使用的激光器無需制冷、波長鎖定等復雜的技術，而采用的復用、解復用器件也無需精確鍍上幾十甚至上百層的薄膜，設備成本大大降低。另外，CWDM激光器因無需制冷器而大大降低了功耗，且體積減小，易于集成。同時，CWDM系統(tǒng)不使用光放大器以及無需色散補償、色散均衡等也是其成本降低的重要原因。

2、CWDM的標準化

　　CWDM技術商用于20世紀80年代初，但是始終未能實現(xiàn)產業(yè)化應用，直到90年代末，IEEE 802.3高速研究組提議采用CWDM技術提高系統(tǒng)容量，2000年，全光譜CWDM聯(lián)盟成立，有力地推動了CWDM的標準化進程。2002年5月，ITU-T第十五工作組定義了G.694.2 CWDM頻率標準的建議，CWDM工作波長為1270-1610nm，波長間隔20nm，共18個波長通道。2003年10月，ITU-T G.695建議規(guī)定了CWDM系統(tǒng)的技術要求，對其光接口參數(shù)規(guī)范了“BLACK BOX”和“BLACK LINK”兩種方式，前者只要求在CWDM網元的群路光接口MPI-S,MPI-R和CWDM網元對外的單個通路光接口SS、RS進行規(guī)范，對其內部所有接口都不進行定義，實現(xiàn)的是網元群路光接口和支路光接口的橫向兼容性。而后者則需對RPS、RPR、SS、RS各個接口都進行標準化，以實現(xiàn)完全橫向兼容。

3、CWDM與PON結合的寬帶網絡

　　CWDM本身是針對城域網應用進行研制的，因此其最成功的應用是在城域網方面。根據CWDM的特點，其應用領域也能夠向接入網方面拓展。

　　CWDM+PON實現(xiàn)的基本原理就是將原來PON中的功率分配器更換為波分復用/解復用器，上行傳輸采用波分多址接入(WDMA)方式，系統(tǒng)中每一個ONU各占用一個波長，經過CWDM復用后到OLT，再經OLT內的分波器分波后送入接收機，下行由OLT內部的激光器發(fā)出多波長信號，經過CWDM解復用后送到對應的ONU接收機。目前支持該技術的標準是ITU-T G.983建議，只實用于1.31/1.55μm技術，支持的波長數(shù)N為2，經過拓展之后，可以采用CWDM，使波長數(shù)最多可達到18，最終隨著N的繼續(xù)增大朝DWDM過渡。

4、CWDM升級HFC

　　HFC是一種重要的寬帶接入方式，考慮到DWDM系統(tǒng)器件的成本以及對環(huán)境的要求，目前DWDM在HFC接入網中的應用難度很大，而CWDM技術因其硬件成本低、功耗小、體積小、可靠性高等優(yōu)點，可以采用CWDM技術對HFC網絡進行升級改造。

　　下行方向保持原有下行傳輸系統(tǒng)，上行方向上，一個光節(jié)點的回傳發(fā)射機占用一個波長，一根光纖能夠帶的光節(jié)點數(shù)量取決于CWDM的信道安排和光纖的情況，通常國內90%以上的CATV網絡都采用1310nm波長的設備進行傳輸，因此下行的波長確定為1310nm。

　　在ITU-T G.694.2建議中，一共有18個波長通道，除去系統(tǒng)下行方向占用的1311nm信道之外，還有17個波長通道，為1271？1291nm，1331？1611nm，但是并不是這17個信道均可以作為回傳信道的。對G.652光纖的氫氧根衰減和CWDM系統(tǒng)中可用的通道波長分布進行綜合考慮。

　　從曲線中看出，通常埋設的G.652A/B型光纖的衰減在1380nm附近有一個明顯的氫氧根吸收峰，因此，在余下的17個通道當中，應該去掉吸收峰涵蓋的1370nm、1390nm兩個波長，從而使得可用的信道數(shù)為15。如果采用的是G.652C型光纖，則因為1380nm處的水峰已經降下來，從而使整個17通道均可以使用，這種情況下，一根光纖可以最多帶17個光節(jié)點。

　　若原有的HFC系統(tǒng)采用了1550nm的下行傳輸設備，或者采用了G.652以外的其它類型的光纖，可進行類似討論獲得單根光纖所能支持的最大光節(jié)點數(shù)。

　　采用CWDM結合HFC技術之后，有效地解決了回傳信道占用大量光纖資源的問題，并且在實際的使用過程中，可以按照業(yè)務需求，循序漸進地安排回傳光端機數(shù)量，使系統(tǒng)保持有效的升級潛力。

5、結論

　　粗波分復用技術(CWDM)是一種性價比高的實用擴容技術，其應用不僅在城域網方面取得成功，同時也開始向接入網延伸。