當前，通信技術正朝著寬帶化、智能化、大眾化和個人化的方向發(fā)展。隨著骨干傳輸網(wǎng)、局域網(wǎng)容量的大幅度增長，網(wǎng)絡寬帶化的瓶頸已經(jīng)轉移到位于這兩者之間的中間網(wǎng)絡——城域網(wǎng)。受用戶業(yè)務多樣化要求和網(wǎng)絡發(fā)展方向的驅動，特別是接入層IP業(yè)務帶寬的顯著增長和長途網(wǎng)DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing）容量的爆增，波分復用技術在城域網(wǎng)中得到了初步的應用。 1波分復用（WDM）技術的發(fā)展

　　WDM技術在20世紀80年代開始出現(xiàn)，早期使用間隔很大的兩個波長1 310 nm和1 550 nm（或者850 nm和1 310 nm）區(qū)域，有時被稱為寬帶WDM。波分復用的基本思路是如果將多個發(fā)送波長適當錯開的發(fā)源信號同時在一根光纖上傳送，就可以大大增加光纖的信息傳輸容量。

　　20世紀90年代早期，出現(xiàn)了第二代WDM,有時也被稱為窄帶WDM,使用2~8個信道，這些信道在1 550 nm窗口的間隔為400 GHz。到了90年代中期，帶16~40信道，間隔為100~200 GHz的密集波分復用器（DWDM）出現(xiàn)了，復用波長有2、4、8、16、32、40個波長。在有線電視系統(tǒng)中，zui典型的2波復用就是在1.3 μm的單模光纖上傳送節(jié)目，再在1.55 μm的波長上提供數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務。在通信系統(tǒng)中，往往是從復用4波開始，再以4波長為單位倍增，如40 Gbps就是用2.5 Gbps×16波來實現(xiàn)的。如今，擁有4~40個信道，每個信道zui高容量為10 Gb/s的系統(tǒng)已經(jīng)問世，并且有若干廠商可以提供商用產(chǎn)品。WDM技術本質上就是光域上的頻分復用FDM技術。90年代末，DWDM系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到有64~160平行信道，間隔為50 GHz甚至25 GHz。DWDM技術不斷地提高信道的密度，這對光纖的負載能力帶來了巨大的影響。在1995年，當*10 Gbps出現(xiàn)的時候，容量增加的速度從每4年增加4倍提高到每年增加4倍。

　　WDM技術過去主要是在光纖的C波段（1 530～1 565 nm）使用。的技術已將石英光纖在1.3～1.6 μm的兩個低損耗窗口打通并連成一個區(qū)域，未來的WDM可在1.3～1.6 μm的全波段窗口中使用，每根光纖的復用光波長數(shù)可達幾千，傳輸容量可高達數(shù)十個太（T）比特?；谌釪WDM設備的第三代網(wǎng)絡將能夠動態(tài)地配置和管理網(wǎng)絡，為業(yè)務提供商提供迫切需要的解決方案，可以認為WDM技術將為光傳輸網(wǎng)的發(fā)展提供幾乎取之不盡的資源。

　　采用波分復用系統(tǒng)的主要優(yōu)點是：可以充分利用光纖的巨大帶寬資源，使傳輸容量迅速擴大幾倍至上百倍；在大容量長途傳輸時可以節(jié)約大量光纖和再生器，大大降低傳輸成本；與信號速率及電調制方式無關，是引入寬帶新業(yè)務的方便手段；利用WDM選路實現(xiàn)網(wǎng)絡交換和恢復可望實現(xiàn)未來透明的、具有高度生存性的光層傳送聯(lián)網(wǎng)。

　　2MAN（Metro Area Network）建設

　　2.1寬帶城域網(wǎng)（MAN）建設的要求和關鍵特征

　　目前，寬帶城域網(wǎng)建設正成為國家信息化建設的熱點。城域網(wǎng)通常是指覆蓋城市及其郊區(qū)范圍、為城域多業(yè)務提供綜合傳送平臺的網(wǎng)絡，主要應用于大中型城市地區(qū)，城域網(wǎng)以多業(yè)務光傳送網(wǎng)絡為基礎，實現(xiàn)話音、數(shù)據(jù)、圖像、多媒體、IP等接入。它主要完成接入網(wǎng)中的企業(yè)和個人用戶與在骨干網(wǎng)絡上的運營商之間的協(xié)議互通，因此要求城域網(wǎng)：一方面，能夠滿足日益增長的數(shù)據(jù)傳送需求；另一方面，作為長途骨干網(wǎng)在本地的延伸，城域網(wǎng)必須與長途骨干網(wǎng)絡保持協(xié)調發(fā)展，從而有效地為長途骨干網(wǎng)吸納業(yè)務流量，簡而言之，即能夠快速將多種zui終用戶接入長途干線網(wǎng)絡。城域網(wǎng)的關鍵特征是公用多業(yè)務網(wǎng)，它具有一系列有別于其他網(wǎng)絡的特點：面向公用網(wǎng)應用和多用戶環(huán)境；網(wǎng)絡范圍??；多業(yè)務網(wǎng)絡；只需中等容量；需要支持各種客戶層信號和快速提供客戶層信號所需的帶寬；節(jié)點成本低。因此建設城域網(wǎng)時需要考慮以下幾點：應該有效支持從電路交換網(wǎng)向分組交換網(wǎng)的過渡，將來應該對IP傳送*；網(wǎng)絡的鏈路容量和節(jié)點數(shù)可以不受限擴展；具有光的透明性，適應各種現(xiàn)有和將來可能出現(xiàn)的協(xié)議和業(yè)務；具有拓撲靈活性，可快速擴展業(yè)務；可以實現(xiàn)快速業(yè)務指配。

　　2.2主要光傳輸技術的比較

　　在城域網(wǎng)骨干網(wǎng)絡的建設中，目前基本上都采用光纜作為傳輸介質。采用光纜作為傳輸介質的主要光傳輸技術有SDH、ATM、WDM、DPT及千兆以太網(wǎng)技術。

　　2.3城域網(wǎng)典型解決方案

　　目前，城域網(wǎng)解決方案主要有4大類，*類是以SDH為基礎的多業(yè)務平臺；第二類是基于第二層交換和第三層選路的以太網(wǎng)解決方案；第三類是以ATM為基礎的多業(yè)務平臺方案；第四類是以WDM為基礎的多業(yè)務平臺。

　　以SDH為基礎的多業(yè)務平臺的基本思路是將多種不同業(yè)務通過VC級聯(lián)等方式映射進不同的SDH時隙，而SDH設備與2層和3層乃至4層分組設備在物理上集成為一個實體，特別是集成了IP選路、以太網(wǎng)、幀中繼或ATM后，網(wǎng)絡可以提高TDM通路的帶寬利用率和減少局端設備的端口數(shù)，使現(xiàn)有SDH基礎設施*化。zui后，SDH多業(yè)務節(jié)點還可以方便地完成協(xié)議終結和轉換功能，使運營者可以在網(wǎng)絡邊緣提供多種不同業(yè)務，而同時將這些業(yè)務的協(xié)議轉換成其*的骨干網(wǎng)協(xié)議。SDH多業(yè)務平臺作為網(wǎng)絡邊緣的融合節(jié)點支持混合型業(yè)務量特別是以TDM業(yè)務量為主的混合型業(yè)務量。目前多數(shù)這類解決方案帶寬效率低下、開銷處理復雜、抖動要求嚴、設備成本較高、帶寬配置時間較長、同時管理多個面向連接和無連接網(wǎng)較困難而且管理成本較高。從長遠看，特別是數(shù)據(jù)業(yè)務成為網(wǎng)絡的主導業(yè)務類型后，這種解決方案不是一種有效的方法。

　　基于第二層交換和第三層選路的以太網(wǎng)解決方案，從技術上看，以太網(wǎng)是與媒體無關的承載標準技術，可以透明地與銅線對、電纜和各種光纖等不同傳輸媒體接口，互操作性好，具有廣泛的軟硬件支持，成本低；從結構上看，以太網(wǎng)絡較為簡單，易擴展；從管理上看，由于同樣的系統(tǒng)可以應用在網(wǎng)絡的各個層面上，因此網(wǎng)絡管理可以大大簡化。但以太網(wǎng)基于局域網(wǎng)，網(wǎng)管能力差，無法提供故障定位、性能監(jiān)視和保護功能。

　　以ATM為基礎的多業(yè)務平臺技術可以為IP或其他任意客戶層信號提供面向連接的、帶寬可控、安全性好、延時小的高質量業(yè)務。對于未來網(wǎng)絡zui重要的IP客戶層信號而言，將IP與ATM結合可以綜合利用ATM的速度快、顆粒細、多業(yè)務支持能力強的優(yōu)點以及IP的簡單、靈活、易擴充和統(tǒng)一性的特點，達到優(yōu)勢互補的目的，可以為不同類型的業(yè)務流建立不同的通道，根據(jù)業(yè)務流負荷和阻塞情況疏導不同鏈路，確保實時業(yè)務的QoS。以ATM為基礎的多業(yè)務平臺zui適用于多業(yè)務電信環(huán)境以及服務質量要求較高的IP業(yè)務，主要應用于網(wǎng)絡邊緣多業(yè)務的匯集和一般IP骨干網(wǎng)。但是網(wǎng)絡體系結構復雜重復、傳輸效率較低、速率難以提高、選路靈活性差、硬件投資高、運行維護管理復雜，對于IP業(yè)務量會持續(xù)大幅度攀升、網(wǎng)絡規(guī)模需要大幅度擴展的情況，這并非一種長遠的解決方案。

　　以WDM為基礎的多業(yè)務平臺的優(yōu)勢是：首先，采用WDM后，容量有了大幅度的增加，至少可以增加幾十倍，且可以提供某種形式的WDM環(huán)保護；其次，應用WDM后容許網(wǎng)絡運營者提供透明的以波長為基礎的業(yè)務，這樣用戶可以靈活地傳送任何協(xié)議和格式的信號而不受限于SDH格式；而且，DWDM節(jié)省了昂貴的電中繼，可以通過多個OADM級聯(lián)實現(xiàn)擴容，網(wǎng)絡建設初期僅需要少量的光器件，降低了首期投資成本，也降低了投資風險；zui后，城域網(wǎng)WDM系統(tǒng)還應具備波長可擴展性，新的波長應能隨時增加而不會影響原有工作波長，這樣，系統(tǒng)可以通過簡單增加波長而迅速提供新的業(yè)務，極大地增強了運營者的市場競爭能力。城域網(wǎng)WDM系統(tǒng)的主要不足之處在于不能有效靈活地將低速率信號匯聚進較昂貴的波長通路，不能動態(tài)地配置波長，實現(xiàn)光層靈活連接，而且，目前這種解決方案存在建設周期長、開通維護成本高、實際應用不靈活等方面的缺點。

　　WDM不僅解決了容量問題，而且刺激了大量新業(yè)務的產(chǎn)生。我國在國家863高科技計劃中安排了16×10 Gb/s的WDM系統(tǒng)研制項目，實驗室的zui高水平則已達到2.6 Tb/s。近幾年來技術上的重大突破和市場的驅動，使波分復用系統(tǒng)發(fā)展十分迅速，實用化系統(tǒng)的zui大容量已達400 Bbit/s?？梢哉J為，近幾年來在WDM系統(tǒng)中大于100光波長的復用系統(tǒng)特別是超大容量DWDM系統(tǒng)的發(fā)展是光纖通信發(fā)展*的又一個劃時代的里程碑。

　　3波分復用技術

　　城域網(wǎng)的特點是距離短，業(yè)務接口復雜，在短途網(wǎng)中使用骨干網(wǎng)DWDM技術缺乏足夠的成本優(yōu)勢，于是一種復用波長適度（一般不大于16個）、距離適中（一般在60~80 km以內）、不用光放大器、低成本（大概是DWDM的1/3~1/5）的粗波分復用的CWDM（Coarse Wavelength Division Multiplexing）技術應運而生，近兩年在城域網(wǎng)廣泛應用。

　　3.1CWDM技術的典型應用方案

　　如圖1所示，在城域核心網(wǎng)或接入網(wǎng)中采用CWDM設備組網(wǎng)，有利于節(jié)省光纖和促進多業(yè)務融合，可以說是CWDM技術的典型應用方案，如CWDM分插復用設備可以將SDH業(yè)務、IP業(yè)務、視頻圖像業(yè)務通過一個物理的光纖環(huán)實現(xiàn)多個邏輯環(huán)的疊加，每個環(huán)上承載一個獨立的業(yè)務，互不干擾。

　　CWDM設備實現(xiàn)了在數(shù)據(jù)平面上光復用段的1+1保護功能，支持雙纖單向波長通道保護環(huán)（UWPSR）業(yè)務，切換時間＜50 ms，保證了每個光通道業(yè)務不丟失，在組建環(huán)型拓撲時，可在光層面提供光通道的1+1保護，能實現(xiàn)類似SDH環(huán)網(wǎng)的自愈功能，提供1 310 nm的帶內網(wǎng)管監(jiān)控通道和帶外采用OMU上面的Ethernet數(shù)據(jù)接口公用數(shù)據(jù)網(wǎng)管系統(tǒng)，這些功能的實現(xiàn)可大大開拓CWDM系統(tǒng)的應用領域，也使得運營商進行網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸更加安全可靠。

　　3.2波分復用的技術特點

　　近年來，波分復用技術在城域網(wǎng)中得到越來越深入的應用，它具有以下技術特點：波分復用技術屬于OSI 7層協(xié)議的zui底層——物理層，支持多協(xié)議多業(yè)務，具有光的透明性；波分復用系統(tǒng)既具備點到點的組網(wǎng)需求，也可以根據(jù)業(yè)務拓撲的需要滿足星型、環(huán)型、格狀等組網(wǎng)模式，網(wǎng)絡可擴展性好，拓撲靈活；波分復用系統(tǒng)能夠快速地進行波長配置，業(yè)務擴展性能好，業(yè)務的管理和調度靈活方便；多種業(yè)務保護機制共存，以確保承載業(yè)務的可靠傳輸；波分復用系統(tǒng)提供的高帶寬利用，是其他任何組網(wǎng)形態(tài)所*的。

　　3.3存在問題

　　首先是成本。*，城域網(wǎng)（特別是小型城域網(wǎng)）的用戶群相對長途網(wǎng)絡較小，如果按照用戶數(shù)量分攤成本，城域WDM技術占不到任何優(yōu)勢，因此必須在系統(tǒng)內部減少關鍵部位的技術成本，新型光電器件的研發(fā)直至zui終的成本控制將成為DWDM發(fā)展的重要障礙。

　　其次是網(wǎng)絡管理。目前WDM系統(tǒng)的網(wǎng)絡管理仍處于不成熟時期，相關的運行維護軟件仍不成熟，若不解決好性能管理、故障管理、業(yè)務的可靠性及QoS保障措施等問題，將阻礙基于波分復用技術的城域網(wǎng)的建設。

　　三是互聯(lián)互通。WDM是一項新生的技術，其行業(yè)標準制定粗糙，不同廠家的WDM產(chǎn)品互通性較差，應加強光接口設備的研究，以加強WDM系統(tǒng)間的互操作性和不同系統(tǒng)間的互聯(lián)互通。四是承載業(yè)務的靈活性。城域網(wǎng)的業(yè)務復雜多樣，雖然說基于全光網(wǎng)第三代DWDM網(wǎng)絡可以提供靈活的帶寬配置，但目前還處于發(fā)展階段，暫不具備可操作性和工程應用基礎，因此如何利用網(wǎng)絡中的現(xiàn)實資源，快速低成本地解決工程問題是當前zui迫切的環(huán)節(jié)。為了能在新的競爭環(huán)境中更好地保護自身的利益，并獲取更大的效益，就必須合理規(guī)劃和充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡資源。既要提供顧客需要的功能，同時又要zui大程度地利用現(xiàn)有基礎設施的投資，在這種前提下，密集波分復用技術（DWDM）浮現(xiàn)出來，成為用智能光網(wǎng)絡技術擴展城域網(wǎng)的有效、高性價比的選擇。通過將光纖波長分解為單獨的信道，DWDM使運營商能夠根據(jù)不同的價格、不同的服務水平為顧客分配波長，同時增加智能應用。DWDM不僅是骨干網(wǎng)的重要選擇，也將是城域網(wǎng)建設的主要選擇，城域網(wǎng)建設方案選擇、發(fā)展的速度和規(guī)模zui終取決于應用。

　　4結束語

　　波分復用技術一直在高速發(fā)展，根據(jù)Dell＼'Oro集團發(fā)布的一份市場調查報告顯示：2003年第2季度整體光傳輸設備市場達到15億美元，2003年第2季度整體光傳輸設備市場中的DWDM城域設備與*季度相比增長20%，達到1.34億美元，是整個市場增長zui快的領域。根據(jù)“十五”規(guī)劃，我國未來的網(wǎng)絡將由DWDM光傳送網(wǎng)構成核心網(wǎng)絡，由SDH網(wǎng)、分組網(wǎng)和WDM環(huán)網(wǎng)構成省內城域網(wǎng)，由多元化發(fā)展的寬帶接入、綜合業(yè)務接入等向用戶延伸。隨著傳送網(wǎng)逐漸由基礎配套網(wǎng)轉變?yōu)榫C合業(yè)務提供的核心運營網(wǎng)，作為大型骨干光網(wǎng)絡“神經(jīng)末梢”的城域網(wǎng)也日臻完善，波分復用技術將在城域網(wǎng)建設中發(fā)揮巨大的作用。