【文章內(nèi)容簡介】 選擇，特別是核心網(wǎng)部分。 可以預(yù)見，隨著網(wǎng)絡(luò)中 IP/以太網(wǎng)業(yè)務(wù)量的日益增加以及基于以太網(wǎng)技術(shù)的新型解決方案的不斷出現(xiàn)，電信級以太網(wǎng)多業(yè)務(wù)平臺在城域網(wǎng)中的應(yīng)用將會越來越多，成為面向未來的主流技術(shù)。 第三章 光纖通信的技 術(shù)發(fā)展展望 40Gbit/s 傳輸系統(tǒng)的發(fā)展、挑戰(zhàn)與應(yīng)用 目前， 10Gbit/s 傳輸系統(tǒng)已大批量裝備網(wǎng)絡(luò)，許多電信公司開始進(jìn)行 40Gbit/s 傳輸系統(tǒng)的現(xiàn)場試驗(yàn)和試商用。為了提高核心網(wǎng)的效率和功能，核心網(wǎng)的單波長速率向 40Gbit/s 發(fā)展是合乎邏輯的。 從實(shí)際應(yīng)用來看， 40Gbit/s 傳輸系統(tǒng)必須采用外調(diào)制器，目前具備足夠輸出電壓能夠驅(qū)動外調(diào)制器的驅(qū)動集成電路還不成熟；沿用多年的 NRZ 調(diào)制方式能否有效、可靠地工作于 40Gbit/s 系統(tǒng)還不確定，可能需要轉(zhuǎn)向性能更好的普通歸零（ RZ）碼乃至調(diào)制效率更高的其他調(diào)制方式。 除了技術(shù)因素外，經(jīng)濟(jì)上是 否可行也是必須考慮的關(guān)鍵因素。經(jīng)驗(yàn)表明，只有成本降到 倍以內(nèi)才有可能獲得規(guī)模應(yīng)用。理論上， 40Gbit/s 傳輸系統(tǒng)理想的應(yīng)用場合是長途網(wǎng)。但是，由于前幾年的大規(guī)模建設(shè)，盡管目前我國干線網(wǎng)絡(luò)的波道利用率已經(jīng)超過 70%，但是光纖利用率不到 30%， SDH 電路利用率不到 50%，因此只需要在波分復(fù)用層面上擴(kuò)容即可，光纜網(wǎng)的總體容量依然有余，并不需要立即全面升級到 40Gbit/s速率。另一個需要認(rèn)真考慮的因素是光纜的極化模色散特性。如果說我國光纜網(wǎng)的極化模色散特性除了少數(shù)路由外在支持 10Gbit/s傳輸方面還基本可 行的話，那么當(dāng)速率提高到 40 Gbit/s時能否有效支持長距離傳輸，還需要進(jìn)行大規(guī)模的實(shí)地測試后才清楚。不過，對于短距離傳輸，無須色散補(bǔ)償、光放大器和外調(diào)制器， 40 Gbit/s傳輸系統(tǒng)具有很低的單位比特成本，上述問題不是障礙。因此，40 Gbit/s 傳輸系統(tǒng)完全可以由短距離互連應(yīng)用開始，包括端局內(nèi)路由器、交換機(jī)和傳輸設(shè)備間的互連，乃至擴(kuò)展至城域網(wǎng)范圍和短距離長途應(yīng)用。 3。 2 CWDM 技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用 隨著技術(shù)和業(yè)務(wù)的發(fā)展， WDM 技術(shù)正從長途傳輸領(lǐng)域向城域網(wǎng)領(lǐng)域擴(kuò)展。盡管城域 WDM 系 統(tǒng)的建設(shè)成本明顯低于長途網(wǎng) WDM系統(tǒng)，但是目前的絕對成本仍然較高，特別是需要使用光纖放大器的長距武漢 鐵路 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 高職畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 離應(yīng)用成本較高。此外，當(dāng)前在網(wǎng)絡(luò)邊緣需要整個波長帶寬的用戶和應(yīng)用畢竟很少， WDM 多業(yè)務(wù)平臺主要適用于核心層，特別是擴(kuò)容需求較大、距離較長的應(yīng)用場合。 為了進(jìn)一步降低城域 WDM 多業(yè)務(wù)平臺的成本，出現(xiàn)了 CWDM（ CoarseWaveDivisionMultiplexer，粗波分復(fù)用）系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的典型波長組合有 8 和 16 三種，波長通路間隔達(dá) 20 nm，允許波長漂移 177。 nm，大大降低了對激光器的要求， 成本也大為降低。此外，由于 CWDM 系統(tǒng)對激光器的波長精度要求較低，無需制冷器和波長鎖定器，不僅功耗低、尺寸小，而且封裝可以采用簡單的同軸結(jié)構(gòu)，比傳統(tǒng)碟型封裝成本低，激光器模塊的總成本可以減少 2/3。從濾波器角度看，典型的 100 GHz 間隔的 介質(zhì)薄膜濾波器需要 150 層鍍膜，而 20 nm 間隔的 CWDM 濾波器只需要 50 層鍍膜，其成品率和成本都可以獲得有效改善。 綜上所述， CWDM系統(tǒng)無論是對激光器輸出功率、溫度的敏感度、色散容忍度、封裝的要求，都遠(yuǎn)低于 DWDM 激光器，再加上對濾波器要求的降低，成本有望大幅度下降。 8 波長 CWDM 系統(tǒng)的光譜安排由于避開了 1385nm 附近的 OH 吸收峰，適用于任意一類光纖，因此將會首先獲得應(yīng)用。 從業(yè)務(wù)應(yīng)用上看， CWDM 收容器已經(jīng)應(yīng)用于吉比特接口轉(zhuǎn)換器（ GBIC）和小型可插撥器件（ SFP），可以直接插入吉 比特以太網(wǎng)變換機(jī)和光纖通路交換機(jī)中，其體積、功耗和成本遠(yuǎn)小于對應(yīng)的 DWDM 器件。顯然，從業(yè)務(wù)需求和成本考慮出發(fā)， CWDM 在我國城域網(wǎng)具有良好的發(fā)展前景。 3。 3 下一代 ROADM 的發(fā)展與應(yīng)用 可重構(gòu)光分插復(fù)用器（ R0ADM）并不是一個新概念，最簡單的形式就是在 WDW 環(huán)結(jié)構(gòu)上能夠遠(yuǎn)程控制分插所需上下路波長的二維 ROADM。 ROADM 通常應(yīng)用在長途網(wǎng)領(lǐng)域，目前正向城域網(wǎng)領(lǐng)域擴(kuò)展。 從技術(shù)角度看，目前主要有三種實(shí)現(xiàn)技術(shù)。第一代采用微電子機(jī)械系統(tǒng)（ MEMS）的波長選擇開關(guān)式ROADM，具 有較寬的通帶和較低的色散，但是插入損耗和極化依賴損耗較大、傳輸距離受限、相對成本較高、密度較低、不支持網(wǎng)狀網(wǎng)。第二代采用液晶的波長阻塞器式 ROADM，具有較寬的通帶，可以支持較高的通路數(shù)（ 128/64 路）和較窄的通路間隔（ 50/100GHz），但是元件數(shù)多、阻塞器成本較高。第三代采用平面波導(dǎo)電路的 ROADM，是全集成解決方案，損耗低、成本低、密度高，適于大規(guī)模生產(chǎn)，最適合二維 ROADM，可以升級到網(wǎng)狀。 設(shè)備的實(shí)現(xiàn)方法有多種，采用電處理和光處理混合方式是一種較理想的、演進(jìn)的、低成本實(shí)現(xiàn)方案。它可以提 供任意波長或子波長級的流量疏導(dǎo)能力，允許運(yùn)營商在網(wǎng)絡(luò)中對于任意速率的任意業(yè)務(wù)實(shí)施路由。這種靈活性簡化了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，使建網(wǎng)初期成本很低，隨著流量的增加再逐步增加帶寬和波長。 隨著城域網(wǎng)流量的不斷攀升和日益動態(tài)化，具有靈活動態(tài)聯(lián)網(wǎng)功能的 ROADM 的應(yīng)用前景將變得更加明朗。 3。 4 從點(diǎn)到點(diǎn)傳輸走向動態(tài)傳送聯(lián)網(wǎng) 普通的點(diǎn)到點(diǎn)波分復(fù)用系統(tǒng)盡管有巨大的傳輸容量，但只提供原始的傳輸帶寬，需要靈活的節(jié)點(diǎn)才能實(shí)現(xiàn)高效的靈活組網(wǎng)能力?，F(xiàn)有的電 DXC 系統(tǒng)十分復(fù)雜，節(jié)點(diǎn)容量無法跟上網(wǎng)絡(luò)傳輸鏈路容量的增長 速度，進(jìn)一步擴(kuò)容的希望轉(zhuǎn)向光節(jié)點(diǎn)，即光分插復(fù)用器（ OADM）和光交叉連接器（ OXC）。 武漢 鐵路 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 高職畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 從實(shí)現(xiàn)技術(shù)上看， OXC 可以劃分為兩大類，即采用電交叉矩陣的 OXC（簡稱 OEO 方式）和采用純光交叉矩陣的 OXC（簡稱 OOO 方式）。 采用電交叉矩陣的 OXC 可以比較容易地實(shí)現(xiàn)信號質(zhì)量監(jiān)控和消除傳輸損傷，網(wǎng)管比較成熟，容量不是很大時成本較低，與現(xiàn)有線路技術(shù)兼容，更重要的是可以對小于整個波長的帶寬進(jìn)行處理和調(diào)配。然而，其擴(kuò)容依然主要依靠半導(dǎo)體芯片密度和性能的改進(jìn)來實(shí)現(xiàn)，改進(jìn)速度還是無法跟上網(wǎng)絡(luò)傳輸鏈路容量的增長速 度。 采用純光交叉矩陣的 OXC省去了光電轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，不僅節(jié)約了大量光電轉(zhuǎn)換接口，還消除了帶寬瓶頸，容量可望大幅度擴(kuò)展，隨之帶來的透明性可以使它支持各種客戶層信號，功耗較小，具有更長遠(yuǎn)的技術(shù)壽命。但是，這類設(shè)備可以交換的帶寬顆粒至少是整個波長，不經(jīng)濟(jì)；為了引入全光交換機(jī)，可能必須更新改造已有線路系統(tǒng)；在光域?qū)崿F(xiàn)性能監(jiān)視很困難；與全光交換機(jī)相連的線路是由一系列均衡過的光放大器構(gòu)成的，試圖在均衡好的網(wǎng)狀網(wǎng)中快速動態(tài)實(shí)施波長選路很困難；色散非線性損傷問題造成全光網(wǎng)的覆蓋范圍受限。種種原因?qū)е氯?OXC 的發(fā)展受 阻，全球目前僅有極少的應(yīng)用案例。相信隨著網(wǎng)絡(luò)容量的持續(xù)發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)質(zhì)量要求的不斷提升，全光 OXC的應(yīng)用將會在未來幾年中逐步提到日程。 隨著網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量向動態(tài)的 IP業(yè)務(wù)量的繼續(xù)匯聚，一個靈活動態(tài)的光網(wǎng)絡(luò)是不可或缺的。最新發(fā)展趨勢是引入自動交換光網(wǎng)絡(luò)（ ASON）。就傳送面看， OEO 硬件交換平臺已經(jīng)完全成熟商用，大規(guī)模 OOO交換平臺的可靠性還有待實(shí)際考驗(yàn)，帶寬顆粒大，容量需求也不足。從控制面看，標(biāo)準(zhǔn)已趨于基本成熟。 完全成熟，已實(shí)現(xiàn)多廠商設(shè)備互通， 的通用部分和 RSVP 信令部分在 2021 年完成； INII無需標(biāo)準(zhǔn)化； 的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)同一運(yùn)營商內(nèi)多廠商環(huán)境的組網(wǎng)，目前比較成