基于DWDM層面的通信傳輸技術(shù)分析與探討

徐阿莉

摘 要：20世紀(jì)末期開始，DWDM作為一種大容量的光通信系統(tǒng)開始在全球范圍內(nèi)推廣使用。該通信系統(tǒng)被研制出來(lái)并投入使用以后，被大部分的西方發(fā)達(dá)國(guó)家的電信運(yùn)營(yíng)商普遍應(yīng)用，有效提高了通信傳輸?shù)男省，F(xiàn)在，為了更好滿足人們對(duì)通信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，人們不斷的圍繞DWDM技術(shù)研制開發(fā)新的技術(shù)應(yīng)用。密集波分復(fù)用系統(tǒng)在我國(guó)的電信企業(yè)也被廣泛使用，而且應(yīng)用效果很好。本文重點(diǎn)研究探討了基于DWDM層面通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：DWDM；通信傳輸；技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TN929.11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）16-0028-02

過(guò)去，我國(guó)通信技術(shù)領(lǐng)域的通信系統(tǒng)普遍應(yīng)用的衛(wèi)星及單波氏SDH光纖、低速率的載波通信、中小容量的微波等技術(shù)。從目前的使用情況看，已經(jīng)不能很好地滿足人們使用的需要。通信傳輸技術(shù)必須不斷創(chuàng)新發(fā)展。才能夠更好的滿足人們對(duì)通信不斷提高的需求，密集波分復(fù)用技術(shù)（DWDM）在通信傳輸領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，能夠更好的滿足人們對(duì)通信的需求，推動(dòng)了通信傳輸領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用革新。

1 密集波分復(fù)用技術(shù)的概念及工作原理

1.1 密集波分復(fù)用技術(shù)概述

密集波分復(fù)用（DWDM）技術(shù)是在上個(gè)世紀(jì)末，被研制出來(lái)并投入使用的。DWDM系統(tǒng)能夠支持150多束不同波長(zhǎng)的光波同時(shí)傳輸，能夠保證每束光波最高達(dá)到10Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸率。該系統(tǒng)能在一條很細(xì)（比頭發(fā)絲還要細(xì)）的光纖上提供超過(guò)1Tb/s的數(shù)據(jù)傳輸率。因此，當(dāng)前我國(guó)的電信業(yè)和其他相關(guān)行業(yè)都普遍引入了密集波分復(fù)用技術(shù)，該技術(shù)的研發(fā)力度和應(yīng)用范圍也在隨著技術(shù)的推廣應(yīng)用不斷的拓寬。不久的將來(lái)，密集波分復(fù)用技術(shù)就會(huì)成為我國(guó)通信領(lǐng)域的主要應(yīng)用技術(shù)。

1.2 密集波分復(fù)用技術(shù)的基本工作原理

密集波分復(fù)用技術(shù)（DWDM）的主要工作原理就是依靠光載波通過(guò)一條光纖同時(shí)輸送多個(gè)信息。要實(shí)現(xiàn)這一傳輸功能，只需要通過(guò)將波長(zhǎng)各異的光信號(hào)形成發(fā)射器，經(jīng)過(guò)復(fù)用后開始傳輸，進(jìn)入光纖放大器之后，再將這個(gè)光信號(hào)進(jìn)行分解復(fù)用，輸送到各自需要的終端進(jìn)行接收[1]。密集波分復(fù)用技術(shù)可以通過(guò)一條光纖便完成多條虛擬路徑的數(shù)據(jù)傳輸，傳輸效率大大提高。跟以往我們使用的傳輸系統(tǒng)相比，密集波分復(fù)用技術(shù)（DWDM）不僅能最大限度地利用帶寬，而且能不斷擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的容量。應(yīng)用密集波分復(fù)用技術(shù)搭建的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更優(yōu)化、過(guò)程更簡(jiǎn)潔、靈活性更強(qiáng)，其在通信傳輸領(lǐng)域擁有非常好的發(fā)展前景[1]。

2 密集波分復(fù)用技術(shù)的主要特點(diǎn)

2.1 組網(wǎng)靈活

經(jīng)濟(jì)高效應(yīng)用密集波分復(fù)用（DWDM）技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)，是現(xiàn)代電信企業(yè)普遍采用的模式，與使用傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)情況相比較來(lái)看，應(yīng)用該技術(shù)搭建的網(wǎng)絡(luò)更簡(jiǎn)潔，更優(yōu)化。從具體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上看，應(yīng)用密集波分復(fù)用（DWDM）技術(shù)搭建的網(wǎng)絡(luò)層次更清晰，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)固。應(yīng)用密集波分復(fù)用技術(shù)搭建網(wǎng)絡(luò)后整個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變得更加完善，大大提高了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的靈活性。應(yīng)用密集波分復(fù)用（DWDM）技術(shù)能夠在很大程度上提高光纖帶寬的使用率。不僅減少了組網(wǎng)過(guò)程中光纖的使用數(shù)量，還能有效的減少對(duì)前期信息的處理任務(wù)量，大大降低了搭建網(wǎng)絡(luò)的成本，同時(shí)大大減少了企業(yè)的日常運(yùn)營(yíng)成本，提高電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 容量擴(kuò)大，費(fèi)用節(jié)省

當(dāng)前我國(guó)普遍使用的光纖所能承載和傳輸?shù)膸捯呀?jīng)非常的快了，但是由于數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的發(fā)展相對(duì)滯后，不能有效的利用帶寬，大多數(shù)情況下，我們能夠利用的帶寬也就是相當(dāng)于整個(gè)帶寬的十分之一左右，從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度講極大的浪費(fèi)了帶寬資源。應(yīng)用DWDM技術(shù)后，就能夠?qū)崿F(xiàn)將大量的數(shù)據(jù)集中到一根光纖上，更加充分的利用了光纖帶寬。從我國(guó)當(dāng)前對(duì)密集波分復(fù)用技術(shù)具體應(yīng)用情況看，商用的80×40Gbit/s的分復(fù)用系統(tǒng)可以同時(shí)滿足4960萬(wàn)路電話使用，是光纖帶寬的利用率提高了數(shù)倍。在實(shí)際的使用中，能夠有效的減少材料損耗，降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，消費(fèi)者也能隨之受益，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用支出[2]。

2.3 方便升級(jí)擴(kuò)容

應(yīng)用密集波分復(fù)用（DWDM）技術(shù)搭建網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際應(yīng)用中，能夠很好的適應(yīng)不斷升級(jí)擴(kuò)容的需要。這樣方便的拓展性空間能夠更好的滿足用戶們不斷提升的使用需要。為將來(lái)技術(shù)更新?lián)Q代升級(jí)預(yù)留了充足的彈性空間。此外，密集波分復(fù)用（DWDM）技術(shù)的業(yè)務(wù)信號(hào)的類型和運(yùn)作速率都各不相同，網(wǎng)絡(luò)層次非常清晰，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況透明性非常強(qiáng)。

2.4 便捷的數(shù)據(jù)分離與綜合

應(yīng)用DWDM技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)的速度不受協(xié)議的影響?；贒WDM技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸主要采用IP協(xié)議、ATM，以太網(wǎng)協(xié)議，SONET/SDH進(jìn)行傳輸。以DWDM技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)能夠在激光信道上將不同的數(shù)據(jù)流量采用不同速度傳輸。傳輸過(guò)程中，不需要考慮信號(hào)速率及特性，能夠方便的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)有效分離與綜合。

2.5 多樣化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能

應(yīng)用DWDM技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾什皇軈f(xié)議的影響，DWDM網(wǎng)絡(luò)在相對(duì)透明的情況下，能夠與SDH、ATM、IP等進(jìn)行信號(hào)銜接，從而可以提供多樣化服務(wù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

3 在通信傳輸上DWDM技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 長(zhǎng)途干線系統(tǒng)中DWDM技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)前我國(guó)的長(zhǎng)途干線系統(tǒng)還是一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的系統(tǒng)模式，在長(zhǎng)途干線系統(tǒng)的建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)用傳統(tǒng)的傳輸技術(shù)建設(shè)時(shí)，為了達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)要求，實(shí)現(xiàn)技術(shù)功能，需要使用大量的光纜等建筑材料，建設(shè)施工相對(duì)復(fù)雜，建設(shè)成本比較高。在長(zhǎng)途干線系統(tǒng)中應(yīng)用DWDM技術(shù)后，由于DWDM技術(shù)自身的優(yōu)勢(shì)，可以將很大容量的數(shù)據(jù)傳輸集中在一條光纜上完成，因此，在長(zhǎng)途干線系統(tǒng)的建設(shè)過(guò)程中大大減少了光纜以及配套材料的使用數(shù)量，有效的減少了資源的消耗，節(jié)省了長(zhǎng)途干線系統(tǒng)的建設(shè)成本。應(yīng)用DWDM技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，在實(shí)際的使用過(guò)程中能夠很好的改善聲音的清晰度和真實(shí)度，很好的實(shí)現(xiàn)了超長(zhǎng)距離無(wú)再生中繼。從當(dāng)前的DWDM技術(shù)應(yīng)用情況看，我國(guó)建設(shè)使用的長(zhǎng)途干線系統(tǒng)在長(zhǎng)距離光纖鋪設(shè)和使用上大多數(shù)采用的是相對(duì)獨(dú)立的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式。在網(wǎng)絡(luò)互連方面還沒(méi)有建設(shè)成規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，還沒(méi)有形成一個(gè)很好的整體網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互相之間的溝通和交流，這也是長(zhǎng)途干線系統(tǒng)建設(shè)未來(lái)需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題。

3.2 短途無(wú)中繼系統(tǒng)中DWDM技術(shù)的應(yīng)用

從當(dāng)前我國(guó)DWDM技術(shù)的應(yīng)用情況看，除了在長(zhǎng)途干線系統(tǒng)中用于信號(hào)傳輸外，DWDM系統(tǒng)也已經(jīng)越來(lái)越多的應(yīng)用于短距離信號(hào)傳輸中。通常情況下，短程無(wú)中繼密集波分復(fù)用系統(tǒng)的有效使用距離需要根據(jù)實(shí)際情況和不同的地理位置和環(huán)境情況來(lái)確定，從實(shí)際應(yīng)用的情況看，距離短的地方可以達(dá)到幾十公里，距離遠(yuǎn)的地方能夠達(dá)到三四百公里，在距離相對(duì)比較接近的區(qū)域內(nèi)應(yīng)用DWDM系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)短距離通信及數(shù)據(jù)傳輸功能。與應(yīng)用傳統(tǒng)的技術(shù)手段和做法相比，實(shí)現(xiàn)技術(shù)要求的操作也比較簡(jiǎn)單，只需要在需要實(shí)現(xiàn)聯(lián)通的兩個(gè)地方的合適的位置上設(shè)置合波器或者是分波器就能可以了。短途無(wú)中繼系統(tǒng)建設(shè)使用后，能夠在沒(méi)有電力供應(yīng)的情況下實(shí)現(xiàn)信號(hào)的完整傳輸。實(shí)現(xiàn)這種功能在實(shí)際的使用工程中意義重大，能夠大大降低電信企業(yè)的運(yùn)營(yíng)和管理成本，還可以不受供電的限制，隨時(shí)保證信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量和連續(xù)性。隨著DWDM技術(shù)在短途無(wú)中繼系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，以及DWDM技術(shù)的不斷發(fā)展完善，未來(lái)更多的區(qū)域之間，或者是城市與城市之間，或者是不同的信息中心之間，或者是不同的經(jīng)濟(jì)區(qū)域之間，都可以應(yīng)用DWDM技術(shù)建立起短途無(wú)中繼系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通信與數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)更好的連接和溝通。

3.3 DWDM激光器調(diào)制技術(shù)應(yīng)用

DWDM的激光器調(diào)制技術(shù)主要表現(xiàn)在對(duì)光源的強(qiáng)弱干預(yù)能力上，具體的措施有兩種：（1）外調(diào)制技術(shù)。外調(diào)制的優(yōu)勢(shì)在于將高速電信號(hào)加載在另外的媒介中，運(yùn)用物理特性使型號(hào)光波特性產(chǎn)生變換，在通信信號(hào)和激光之間搭建起一道橋梁。由于激光器能使大功率的激光不易受到干擾，所以可以更加低調(diào)地被調(diào)制。（2）直接調(diào)制技術(shù)。所謂直接調(diào)制，就是通過(guò)控制電流的量來(lái)改變光波的強(qiáng)度，直接對(duì)光源進(jìn)行作用。其優(yōu)點(diǎn)在于減少插入損耗、節(jié)省投入資金以及運(yùn)作結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，如果從節(jié)省開支的層面看，直接調(diào)制激光器更為合適。

3.4 分波和光合波技術(shù)的應(yīng)用

分波和光和波的技術(shù)是DWDM系統(tǒng)的重要技術(shù)之一，其主要的功能就是能夠左右傳輸信號(hào)的整體質(zhì)量和穩(wěn)定性。判斷分波和光和波的技術(shù)的優(yōu)劣，通常情況下我們采用信道隔離度與插人損耗兩方面的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)作評(píng)判。信道隔離度的數(shù)值越高，傳輸信號(hào)被干擾和串改的頻率就會(huì)越小，插入損耗數(shù)值越小，傳輸信號(hào)的質(zhì)量越有保證。從當(dāng)前實(shí)際應(yīng)用情況看，普遍通用的分波器和光合波器主要有陣列波導(dǎo)光柵（AWG）和光柵型合波、陣列波導(dǎo)光柵（AWG）和光柵型分波、介質(zhì)薄膜濾波器以及耦合器等。陣列波導(dǎo)光柵（AWG）和光柵型合波主要用于速度高、容量大的DWDM系統(tǒng)，其主要的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)是信道數(shù)多、波長(zhǎng)間隔小且平坦等；存在的不足之處是溫度特性較弱。陣列波導(dǎo)光柵（AWG）和光柵型分波器的主要特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)是溫度特性較強(qiáng)。介質(zhì)薄膜濾波器制造過(guò)程較為繁復(fù)，投入資金較高，不適合應(yīng)用在多波長(zhǎng)DWDM系統(tǒng)，但插入損耗小卻是介質(zhì)薄膜濾波器的優(yōu)勢(shì)。耦合器普遍應(yīng)用在路線較少的情況下，它能夠節(jié)省資金且結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，但是插入損耗相對(duì)較大、傳輸信息易被干擾[3]。

4 基于DWDM層面的通信傳輸技術(shù)發(fā)展方向

現(xiàn)在，DWDM技術(shù)已經(jīng)經(jīng)過(guò)了20多年的發(fā)展，大部分DWDM技術(shù)的應(yīng)用也已經(jīng)日臻成熟。隨著科技的飛速發(fā)展，人們對(duì)互聯(lián)網(wǎng)使用的增多，用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量需求進(jìn)一步增長(zhǎng)，當(dāng)前，主要傳輸網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁堵的現(xiàn)象還時(shí)有發(fā)生。為了能夠有效解決這一問(wèn)題，更好的滿足人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的需求，基于DWDM層面的光纖通信技術(shù)必須要朝著更快速度、更大容量、更遠(yuǎn)距離的方向發(fā)展。國(guó)際通信和信息產(chǎn)業(yè)正買入新一輪的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)。資料顯示2011年12月1日，武漢郵電科學(xué)研究院、光纖通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及烽火通信公司聯(lián)合承擔(dān)的國(guó)家“973”計(jì)劃項(xiàng)目關(guān)于“超高速、超大容量、超長(zhǎng)距離光傳輸基礎(chǔ)研究”，由武漢郵電科學(xué)研究院正式對(duì)外宣布，經(jīng)北京大學(xué)和工信部電信研究院專家測(cè)試，該院已實(shí)現(xiàn)了240Gbit/s實(shí)時(shí)傳輸，其容量指標(biāo)在國(guó)際上處于領(lǐng)先水平。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，密集波分復(fù)用技術(shù)（DWDM）的出現(xiàn)，在很大程度上改變了當(dāng)前世界范圍內(nèi)通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用。并且隨著DWDM技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展完善，將繼續(xù)影響著全世界的通信與傳輸。密集波分復(fù)用技術(shù)（DWDM）在光通信領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，不僅能夠大幅度提高通信容量，還能夠讓整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能變得更加穩(wěn)定、可靠，特別是它可以直接接入多種業(yè)務(wù)，而彼此之間不相互干擾的優(yōu)點(diǎn)，使其擁有了更加光明的應(yīng)用前景，未來(lái)DWDM技術(shù)必將朝著超高速、超大容量、超長(zhǎng)距離的方向快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]焦曉波，周雅.電力通信系統(tǒng)下一代光網(wǎng)絡(luò)的分析與探討[J].信息系統(tǒng)工程，2009，（7）：126-130.

[2]劉佳，黃宏光.DWDM技術(shù)及其在城域網(wǎng)中的應(yīng)用[J].通信技術(shù)，2009，（2）：18-20.

[3]高珊.DWDM密集波分復(fù)用系統(tǒng)工程應(yīng)用淺談[J].鐵道通信信號(hào)，2009，（9）：60-62.