CWDM及其在寬帶接入技術(shù)升級(jí)中的應(yīng)用

摘要　著重介紹了CWDM在寬帶接入網(wǎng)中的應(yīng)用，尤其對(duì)CWDM在雙向混合光纖同軸網(wǎng)絡(luò)(HFC)升級(jí)的技術(shù)方案進(jìn)行了討論，認(rèn)為CWDM將在寬帶接入網(wǎng)技術(shù)發(fā)展中起到重要作用。

關(guān)鍵詞　CWDM　接入網(wǎng)　升級(jí)　HFC

1、引言

　　波分復(fù)用技術(shù)是滿足傳輸網(wǎng)絡(luò)帶寬需求劇增的最佳解決方案。DWDM技術(shù)憑借其巨大的帶寬潛力和對(duì)傳輸數(shù)據(jù)格式、傳輸速率、調(diào)制方式、協(xié)議透明等優(yōu)點(diǎn)在廣域網(wǎng)中成功應(yīng)用。而在城域網(wǎng)的應(yīng)用中，考慮到性能價(jià)格比問題，DWDM面臨著諸多挑戰(zhàn)。根據(jù)城域網(wǎng)傳輸具有的傳輸距離短，無需使用EDFA以及無需進(jìn)行色散補(bǔ)償?shù)忍攸c(diǎn)，人們提出了粗波分復(fù)用技術(shù)(Coarse WDM，CWDM)，為DWDM在城域網(wǎng)中的應(yīng)用提供了有效的補(bǔ)充。在CWDM成功應(yīng)用于城域網(wǎng)的技術(shù)上，其應(yīng)用領(lǐng)域也向接入網(wǎng)部分拓展。

　　CWDM技術(shù)成本低是其最大的優(yōu)勢(shì)，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(zhǎng)鎖定等復(fù)雜的技術(shù)，而采用的復(fù)用、解復(fù)用器件也無需精確鍍上幾十甚至上百層的薄膜，設(shè)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(shí)，CWDM系統(tǒng)不使用光放大器以及無需色散補(bǔ)償、色散均衡等也是其成本降低的重要原因。

2、CWDM的標(biāo)準(zhǔn)化

　　CWDM技術(shù)商用于20世紀(jì)80年代初，但是始終未能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，直到90年代末，IEEE 802.3高速研究組提議采用CWDM技術(shù)提高系統(tǒng)容量，2000年，全光譜CWDM聯(lián)盟成立，有力地推動(dòng)了CWDM的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。2002年5月，ITU-T第十五工作組定義了G.694.2 CWDM頻率標(biāo)準(zhǔn)的建議，CWDM工作波長(zhǎng)為1270-1610nm，波長(zhǎng)間隔20nm，共18個(gè)波長(zhǎng)通道。2003年10月，ITU-T G.695建議規(guī)定了CWDM系統(tǒng)的技術(shù)要求，對(duì)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(wǎng)元的群路光接口MPI-S,MPI-R和CWDM網(wǎng)元對(duì)外的單個(gè)通路光接口SS、RS進(jìn)行規(guī)范，對(duì)其內(nèi)部所有接口都不進(jìn)行定義，實(shí)現(xiàn)的是網(wǎng)元群路光接口和支路光接口的橫向兼容性。而后者則需對(duì)RPS、RPR、SS、RS各個(gè)接口都進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，以實(shí)現(xiàn)完全橫向兼容。

3、CWDM與PON結(jié)合的寬帶網(wǎng)絡(luò)

　　CWDM本身是針對(duì)城域網(wǎng)應(yīng)用進(jìn)行研制的，因此其最成功的應(yīng)用是在城域網(wǎng)方面。根據(jù)CWDM的特點(diǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域也能夠向接入網(wǎng)方面拓展。

　　CWDM+PON實(shí)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(fù)用/解復(fù)用器，上行傳輸采用波分多址接入(WDMA)方式，系統(tǒng)中每一個(gè)ONU各占用一個(gè)波長(zhǎng)，經(jīng)過CWDM復(fù)用后到OLT，再經(jīng)OLT內(nèi)的分波器分波后送入接收機(jī)，下行由OLT內(nèi)部的激光器發(fā)出多波長(zhǎng)信號(hào)，經(jīng)過CWDM解復(fù)用后送到對(duì)應(yīng)的ONU接收機(jī)。目前支持該技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)是ITU-T G.983建議，只實(shí)用于1.31/1.55μm技術(shù)，支持的波長(zhǎng)數(shù)N為2，經(jīng)過拓展之后，可以采用CWDM，使波長(zhǎng)數(shù)最多可達(dá)到18，最終隨著N的繼續(xù)增大朝DWDM過渡。

4、CWDM升級(jí)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(duì)環(huán)境的要求，目前DWDM在HFC接入網(wǎng)中的應(yīng)用難度很大，而CWDM技術(shù)因其硬件成本低、功耗小、體積小、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，可以采用CWDM技術(shù)對(duì)HFC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級(jí)改造。

　　下行方向保持原有下行傳輸系統(tǒng)，上行方向上，一個(gè)光節(jié)點(diǎn)的回傳發(fā)射機(jī)占用一個(gè)波長(zhǎng)，一根光纖能夠帶的光節(jié)點(diǎn)數(shù)量取決于CWDM的信道安排和光纖的情況，通常國(guó)內(nèi)90%以上的CATV網(wǎng)絡(luò)都采用1310nm波長(zhǎng)的設(shè)備進(jìn)行傳輸，因此下行的波長(zhǎng)確定為1310nm。

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

　　從曲線中看出，通常埋設(shè)的G.652A/B型光纖的衰減在1380nm附近有一個(gè)明顯的氫氧根吸收峰，因此，在余下的17個(gè)通道當(dāng)中，應(yīng)該去掉吸收峰涵蓋的1370nm、1390nm兩個(gè)波長(zhǎng)，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?yàn)?380nm處的水峰已經(jīng)降下來，從而使整個(gè)17通道均可以使用，這種情況下，一根光纖可以最多帶17個(gè)光節(jié)點(diǎn)。

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

　　采用CWDM結(jié)合HFC技術(shù)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(shí)際的使用過程中，可以按照業(yè)務(wù)需求，循序漸進(jìn)地安排回傳光端機(jī)數(shù)量，使系統(tǒng)保持有效的升級(jí)潛力。

5、結(jié)論

　　粗波分復(fù)用技術(shù)(CWDM)是一種性價(jià)比高的實(shí)用擴(kuò)容技術(shù)，其應(yīng)用不僅在城域網(wǎng)方面取得成功，同時(shí)也開始向接入網(wǎng)延伸。