WDM技术标准和发展

恋々风

随着光放大器等光器件技术和光纤特性的进一步提高，到了90年代，WDM技术在世界范围内开始兴起，从初期的通路数少、单通路速率较低发展到今天160×10Gbit/s甚至基于40Gbit/s单通路速率的WDM系统，在短短10年的时间内，光纤中的带宽容量利用率指数级地被提高，但波分复用系统始终是作为一个透明的传输通道来被使用，上面承载的主要是SDH信号。

    近两年来随着城域建设的兴起，WDM系统如何经济有效地应用于城域也成为大家关心的一个问题，城域WDM环网技术被看好，CWDM技术以其低成本等优势重新又被提到了议事日程上，它们都可以通过多种波长转换器和TMUX等传送SDH和数据信号，为在城域范围内承载多种业务信号提供了平台。

    下面将分别针对DWDM技术、城域WDM环网技术和CWDM技术的标准进展情况进行分析。

    二、DWDM技术的标准进展

    1．国际标准进展

    PDH技术较为成熟，传输速率以2Mbit/s、34(45)Mbit/s和144Mbit/s接口为主，标准化程度较好，国际国内都有统一的标准。SDH的标准化工作在国际上领先于设备的开发，因此标准化相当完善，所有设备的研制在很大程度上遵循标准的规定，国际和国内这方面的标准都相当完备。但当传输技术发展到WDM技术时，情况有所不同，标准的制定滞后于设备的研制，国际上ITU-T在九十年代初制定了有关WDM系统标准的草案G.mcs，但是当时这只是一个框架型的标准，有许多参数均为空白，后来，该标准的正式编号变为G.692，但由于各个厂商已经有了自己的产品，而且对于技术的选择各不相同，因此在标准的制定过程中各执一词，难于达到统一，这就导致了到现在为止ITU-T还没有形成统一的规范，对于应用类型有了规范，但是具体的光接口参数仍有相当多的空白。

    2．国内标准进展

    正是因为基于干线长距离应用的WDM系统的国际标准一直没有能够在纵向和横向兼容性方面达到理想的水平，制定我国自己的WDM系统标准成为当务之急。1997年省际干线西安-武汉工程是第一个干线应用的WDM系统（8×2.5Gbit／s系统），1998、1999年建设的WDM系统承载的也全是SDHSTM-16系统。2000年开始在沪宁及宁汉线上进行了TDM10Gbit/s 及32×10 Gbit/s 系统的验证测试准备工作，随后TDM 10Gbit/s系统、32×10Gbit/s及160×10Gbit/s系统也相继在中国的骨干传输网上得到了广泛的应用。

    1999年，信息产业部正式颁布了YDN120-1999《光波分复用系统总体技术要求》，它对单通路速率为2.5Gbit/s的8通路和16通路的WDM系统做了较为详细全面的规定。2000年，信息产业部正式颁布了YD/T1060-2000《光波分复用系统技术要求－32×2.5Gbit/s部分》，它对单通路速率为2.5Gbit/s的32通路WDM系统做了较为详细全面的规定。2001年，正式颁布了YD/T 1143-2001 《光波分复用系统技术要求－16×10Gbit/s、32×10Gbit/s部分》，它对单通路速率为10Gbit/s的16和32通路WDM系统做了较为详细全面的规定。2001年，正式颁布了YD/T 1274-2003 《光波分复用系统技术要求－160×10Gbit/s、80×10Gbit/s部分》，它对单通路速率为10Gbit/s的16和32通路WDM系统做了较为详细全面的规定。其他WDM系统相关的配套标准有YD/T1159-2001 《光波分复用(WDM)系统测试方法》和YD/T 1259－2003 《波分复用系统(WDM) 光安全进程技术要求》、《光波分复用（WDM）网元管理系统技术要求》（已报批）。

    作为一系列的波分复用系统技术要求，这些标准分别对相应的WDM系统的光波长区分配、波分复用器件基本要求、光放大器技术要求、光接口分类、WDM系统光接口参数的定义及要求、波长转换器(OTU)的要求、WDM系统监控通路要求、OADM要求、网络管理要求、网络性能和APR和ALS进程等方面的内容进行了规范，为我国WDM系统的开发、试验和应用提供了技术依据。从应用的角度来说，这些WDM技术标准已经能够满足目前的需要，超长距WDM技术也已经发展了几年，国内已经有运营商准备开展相关方面的试验，我国也已经在ITU-T提交了相关文稿，建议开展相关方面的研究，相信不久之后随着技术的成熟，这个领域的标准工作会更加完善。

    三、城域WDM环网技术标准

    国际上关于城域WDM系统的标准研究正在进展中，一些大的电信设备制造商向ITU-T等国际标准组织提出了相关的建议，但到目前为止，这方面的正式标准尚未发布。

    我国因前两年城域传送网的建设兴起，对于标准的需求非常强烈，2001年我国制定了通信行业标准YD/T1205－2002《城市光传送网波分复用（WDM）环网技术要求》，并于2002年发布，为我国城域光传送网的技术策略和网络规划建设奠定了基础。

    《城市光传送网波分复用（WDM）环网技术要求》针对二纤OADM环网进行规范，主要内容包括OADM环网要求、光波长区的分配、OADM的基本要求、OADM光接口要求、波长转换器和子速率复用/解复用器的要求、OADM环网光监控通路要求、OADM环网保护功能要求、网络管理要求、网络性能和APR进程等。

    该标准规范的2纤OADM环网为双纤双向、开放式系统，工作在常规（C）波段（1528nm~1565nm），也可工作在长（L）波段（1565nm~1625nm），但具体参数待定。该OADM环网单方向传输的光波长通路数量为16/20或32/40，可承载SDH、ATM、IP POS或以太网等业务，主光通道的光通路信号为GE（1.25Gb/s）、STM-16（2.488Gb/s或2.67Gb/s）或STM-64（9.953Gb/s或10.71Gb/s）等（特殊情况下，允许主光通道直接传输低速率信号）。标准中的具体参数适用于16/20和32/40光通路OADM环网，如波长区划分、主光通道光接口参数、OTU接口参数等。OADM主光通道光接口参数适用于单纤单向WDM系统，OADM环网的光接口参数指标适用于G.652光缆系统，非零色散位移（G.655）光缆系统可参照。

    该标准规范的OADM环网主要适用于城域WDM光传送网，为城域的骨干层和汇聚层提供多种业务的综合传输平台。目前OADM环网的制造厂商非常多，几乎所有的骨干WDM系统厂商都有相关产品，而且还有一些针对城域市场的厂商都有相关产品，它主要适用于大型或特大型城市的骨干和汇聚层，尤其是光纤比较缺乏的区域。目前的应用还不是非常普遍，与成本和应用场合有关，相信随着器件等技术的成熟、成本下降、应用需求增加，这方面的应用会有较大的提高。

    四、CWDM技术的标准进展

    1.国际标准进展

    在2002年4～5月的SG15会议上，在ITU-T新建议G.694.2（CWDM系统的光谱栅隔：CWDM系统的波长栅隔）中，定义了18个从1270nm～1610nm的CWDM的标称频率，在2003年1月的会议上考虑到上海贝尔等企业提出的提案，该文稿提出将最大波长偏移改为不对称的（-5.5~+7.5）nm，主要是解决激光器波长的标称温度与实际工作温度不同造成的波长差异问题。但是经过会议讨论，最后同意将G.694.2的波长上移1nm（改变为1271nm/1291nm/…/1611nm），从而使激光器波长在实际环境刚好工作在（1270nm/1290nm/…/1610nm）。修改的G.694.2将于下次全会通过。

    在G.694.2中，定义了从1270nm~1610nm共18个CWDM标称波长，这些波长的间隔为20nm，这种间隔的设计可以允许使用无致冷激光器进行传输。CWDM系统的波长应用涵盖了单模光纤系统的O、E、S、C、L等五个波段。表1是G.694.2中规范的CWDM系统标称中心波长，要注意的是根据2003年1月会议的决议，这些波长将是在实际环境下的工作波长。

    表1G.694.2规范的CWDM系统工作波长

    波段CWDM的中心波长(nm)波段 CWDM的中心波长 (nm)

    O波段1271

    S波段1471

    12911491

    13111511

    13311531

    13511551

    E波段1371C波段1571

    13911591

    1411

    L波段1611

    1431

    1451

    CWDM系统应用的其它问题，如参考点的定义等问题，还需要下一步进行标准化。目前已有了一个G.695(G.capp)建议的框架，主要是针对使用单模光纤的CWDM光线路系统的网络应用，定义了点到点CWDM系统应用的光接口参数值，目标是实现CWDM系统的横向兼容性，本建议涉及的WDM系统的主要特征包括使用的最大通路数为18，单通路信号的比特率最大为10Gb/s。该建议计划在2003年10~11月的ITU-TSG15会议上达成共识。该建议规范了在各个参考点上应该规范的系统参数项目，但是所有参数值目前都处于待研究的阶段，总的来说，目前国际上CWDM系统尚没有形成统一的技术标准。

    2.国内标准进展

    国内标准组织中国通信标准化协会已经于2002年10月立项开始《粗波分复用（CWDM）系统技术要求》的研究，并于2003年4月的传送网工作委员会会议上对征求意见搞征求了意见，鉴于国际标准尚有许多需要明确的问题（如标准的定位等方面），国内的相关标准的研究也会受到一定程度的影响。该标准计划于2003年11月下旬的传送网工作委员会会议上进行送审稿的审查，目的是在保持与国际标准一致的基础上，制定出符合我国现状的标准，标准没有确定并没有影响设备制造商对这一技术的热情，目前已经有许多设备生产厂商着手开发CWDM的传输设备，而且一些厂家已经有了相关的设备（如烽火网络的C15000、美国Ciena企业的Online2500产品等等）已经投入商用化，这些产品的主要特点是能够灵活支撑100Mbit/s-2.5Gbit/s（或100Mb/s~2.5Gb/s）速率的多业务（SDH、PDH、GE/FiberChannel等业务信号）传输、支撑固定波长的上下，可灵活组网、支撑点到点的链形应用、部分支撑环形应用、有些产品具有子速率复用器，可将速率较低的多路信号复用成一路速率较高的信号进行传输。

    CWDM系统的标准逐步完善是系统和器件制造商以及运营商共同的愿望，统一的接口以及器件参数有利于进一步降低成本，因现在很多器件和接口的参数没有统一，器件制造商对于什么样的产品会有多大市场没有把握，批量生产的规模没有形成，以至于器件等成本尚不能大幅度下降。

    五、总结

    WDM技术自从九十年代中期进入中国以来，标准化的进程一直没有中断过，从骨干网应用的DWDM系统到城域WDM环网技术，直到CWDM技术，国际、国内的标准组织都在跟踪技术的发展，国内标准在一定程度上还有些超前，为我国的技术发展和设备的研发奠定了基础。