三大特征带动WDM持续演进
发布时间：2009-04-14 11:46:36 热度：1781
1 引言
随着通信技术的发展，特别是IP业务的迅猛崛起，全球信息量呈级数增长，通信业务由传统单一的电话业务转向以高速IP数据和多媒体为代表的宽带业务。这一趋势对通信网络的带宽和容量提出了越来越高的要求，电信业正面临巨大变革。
未来的3~5年是电信业转型的关键时期，业务转型带来的业务类型IP化、业务带宽大颗粒化、业务需求动态化、业务传送差异化等都对光传送网提出了新的需求。电信运营商为了降低CAPEX和OPEX，建网思路朝着网络的扁平化、智能化等方向发展。在此背景下，WDM网络已不能仅停留于最初的提供简单大容量数据管道的层面，更需在相关应用和技术的驱动下不断演进。
2 大容量长距离WDM网络
对于WDM网络来说，大容量长距离的传输一直是关注热点。通信业务尤其是数据业务的迅猛发展，以及运营商对网络建设成本的关注，使得大容量超长距离DWDM传输系统的应用规模日益扩大。大容量长距离DWDM传输系统可简化骨干传输网结构，减少昂贵的光电再生器件的使用，同时提供大容量带宽，从而减少网络投资，降低运营维护费用。
大容量长距离WDM网络主要包括三个发展方向：提高单波长的速率，传播更多的信息流，单通道的接口速率向40G乃至更高速率发展；提高频谱效率，传输更多的波长，扩展C波段波长数量，波道密度向25GHz间隔发展；更长的传输距离，无电中继传输距离仍将继续增长，10Gbit/s线路达数千公里，40Gbit/s线路也将超过1000km。
随着单波长速率的提高，WDM系统的物理限制越来越严酷。其中的关键技术是调制技术，特别是基于40G的调制技术。采用新型调制技术，可以增加系统OSNR容限色散容限、PMD容限、非线性容限以及串扰容限，从而提高系统比特距离积。目前可选的调制技术有ODB，DPSK，DQPSK等。
随着网络中通道速率趋向40Gbit/s，单个光方向波长数趋向160/192波，光方向数随着网络拓扑的Mesh化趋向6~10个，该趋势对大容量接入技术提出了更高要求。其中的关键技术在于高集成度光模块，如集成光电子技术，因为接入单板的集成度对于接入容量有关键性影响。
长距离传输的关键技术大体可以分为终端技术和线路技术。终端技术包括码型调制技术、FEC及超强FEC技术、自适应接收等；线路技术包括大功率EDFA，DRA（分布式RAMAN放大器），ROPA(遥泵)等。另外，还要考虑系统性能控制和调整技术，如自动增益调整，波长锁定等。长距离传输的光纤非线性效应抑制和色散补偿也是需要重点考虑的方面。
随着这些技术的发展，目前长距离40G WDM系统在技术层面已基本成熟，但限于未能实现规模商用，成本仍然比较高。随着应用的驱动，预计成本将会持续降低，乐观估计，2年后比特成本将与10G系统持平。
3 智能化的WDM网络
智能化是WDM网络的另一个重要发展方向。传统的WDM缺乏灵活的波长/子波长调度能力，但随着网络拓扑越来越复杂，节点光方向数量越来越多，大容量WDM节点需要波长/子波长调度能力。
在网络中引入ROADM，可实现节点的全光组网和波长级的业务灵活调度，提供大容量的交叉调度能力。ROADM通过提供节点的重构能力，使得DWDM网络也可以方便地重构，大大降低了对于网络规划的要求，其应付突发情况的能力也大大增强，使整个网络的效率有了很大提升。ROADM具备快速提供业务的能力，便于维护，在网络规划时省去了节点内的OEO转换，降低了传输成本，并实现业务的完全透明传送，适合10G，40G等大颗粒业务的传送。然而，由于省掉了节点内的OEO，在降低网络成本的同时也伴随着光层传输物理参数的限制、波长阻塞等问题。总体来说，目前ROADM技术已经相对成熟，也逐渐获得了越来越多的应用。
引入子波长调度是WDM网络智能化的另一个方向，特别适用于灵活处理颗粒较小的子波长业务。与ROADM相比，由于在每一个业务节点都要进行OEO转换，基本可以忽略ROADM组网中的物理参数限制的问题，且不会存在波长阻塞。但现阶段子波长交叉的交叉容量仍然较小，对于大容量的节点处理能力有限，制约了子波长交叉技术在网络中的应用。未来的技术发展方向应该是提高交叉容量，做到Tbits以上级别的交叉。
传送平面交叉调度能力越来越强，会进一步刺激控制层面GMPLS的需求。未来的WDM网络将具备ASON/GMPLS智能控制功能，在支持交叉的传送设备规模应用并形成MESH网后，加载了WASON的WDM网络可以实现对业务的灵活配置和调度，具备完善的网络保护和恢复功能以及良好的光层性能监控功能。
4 高效承载数据业务的WDM网络
随着数据业务的爆炸式增长，如何高效地承载数据业务是下一代WDM网络重点考虑的因素之一。采用IP over WDM方案，即将IP直接映射到WDM上，省掉SDH层是建设承载电信级业务的IP承载网的优选。SDH层面原来承担的网络生存性功能，也由WDM层面相应承担。
OTN（ITU-T G.709）体系架构是面向高速率下一代传送网的重要传送层标准，兼有传统SDH/SONET和WDM的优势，同时又保持了对它们的兼容能力。对于SDH技术优势的吸收和较强的大颗粒业务的处理能力，使之能够很好地满足宽带业务发展的需求，更加适合于任意客户业务（包含SDH，ATM，Ethernet，SAN，Video业务）的适配，这使得不同应用的客户业务都可统一到一个传送平台上。OTN提供有丰富的开销，承担了大部分SDH层面的网络生存型功能，并且有利于不同波分厂家设备的互联互通。符合OTN架构的WDM网络更适合GE和10GE的处理，能够完善地实现对IP业务的电信级承载。
原有的SDH完善网络保护机制，则可由IP层和WDM层进行分担，其中WDM层主要负责物理层的故障保护。目前，WDM层可以提供通道共享环网保护等多种光层保护功能，与SDH保护功能在保护效率和保护倒换时间方面相当。
另一方面，现有的数据业务在WDM上的透明承载模式和汇聚承载模式均面临着核心站点路由器端口使用效率低及投资成本偏高的问题。在WDM平台上引入分组业务处理功能也是一个发展方向，一方面可节省数据路由器上大量的数据端口数量和WDM系统中的波长数量，另一方面也增强了WDM网络的灵活性，同时降低了用户的CAPEX和OPEX。
5 结束语
作为整个电信网络的基础网络之一，传输网络多年来一直处于高速发展中，目前所面临的问题和需求决定了下一代传送网络的发展方向。中兴通讯WDM解决方案具备持续演进能力，助力合作伙伴构建大容量长距离、智能化、数据化低成本的融合承载网。
来源：泰尔网
随着通信技术的发展，特别是IP业务的迅猛崛起，全球信息量呈级数增长，通信业务由传统单一的电话业务转向以高速IP数据和多媒体为代表的宽带业务。这一趋势对通信网络的带宽和容量提出了越来越高的要求，电信业正面临巨大变革。
未来的3~5年是电信业转型的关键时期，业务转型带来的业务类型IP化、业务带宽大颗粒化、业务需求动态化、业务传送差异化等都对光传送网提出了新的需求。电信运营商为了降低CAPEX和OPEX，建网思路朝着网络的扁平化、智能化等方向发展。在此背景下，WDM网络已不能仅停留于最初的提供简单大容量数据管道的层面，更需在相关应用和技术的驱动下不断演进。
2 大容量长距离WDM网络
对于WDM网络来说，大容量长距离的传输一直是关注热点。通信业务尤其是数据业务的迅猛发展，以及运营商对网络建设成本的关注，使得大容量超长距离DWDM传输系统的应用规模日益扩大。大容量长距离DWDM传输系统可简化骨干传输网结构，减少昂贵的光电再生器件的使用，同时提供大容量带宽，从而减少网络投资，降低运营维护费用。
大容量长距离WDM网络主要包括三个发展方向：提高单波长的速率，传播更多的信息流，单通道的接口速率向40G乃至更高速率发展；提高频谱效率，传输更多的波长，扩展C波段波长数量，波道密度向25GHz间隔发展；更长的传输距离，无电中继传输距离仍将继续增长，10Gbit/s线路达数千公里，40Gbit/s线路也将超过1000km。
随着单波长速率的提高，WDM系统的物理限制越来越严酷。其中的关键技术是调制技术，特别是基于40G的调制技术。采用新型调制技术，可以增加系统OSNR容限色散容限、PMD容限、非线性容限以及串扰容限，从而提高系统比特距离积。目前可选的调制技术有ODB，DPSK，DQPSK等。
随着网络中通道速率趋向40Gbit/s，单个光方向波长数趋向160/192波，光方向数随着网络拓扑的Mesh化趋向6~10个，该趋势对大容量接入技术提出了更高要求。其中的关键技术在于高集成度光模块，如集成光电子技术，因为接入单板的集成度对于接入容量有关键性影响。
长距离传输的关键技术大体可以分为终端技术和线路技术。终端技术包括码型调制技术、FEC及超强FEC技术、自适应接收等；线路技术包括大功率EDFA，DRA（分布式RAMAN放大器），ROPA(遥泵)等。另外，还要考虑系统性能控制和调整技术，如自动增益调整，波长锁定等。长距离传输的光纤非线性效应抑制和色散补偿也是需要重点考虑的方面。
随着这些技术的发展，目前长距离40G WDM系统在技术层面已基本成熟，但限于未能实现规模商用，成本仍然比较高。随着应用的驱动，预计成本将会持续降低，乐观估计，2年后比特成本将与10G系统持平。
3 智能化的WDM网络
智能化是WDM网络的另一个重要发展方向。传统的WDM缺乏灵活的波长/子波长调度能力，但随着网络拓扑越来越复杂，节点光方向数量越来越多，大容量WDM节点需要波长/子波长调度能力。
在网络中引入ROADM，可实现节点的全光组网和波长级的业务灵活调度，提供大容量的交叉调度能力。ROADM通过提供节点的重构能力，使得DWDM网络也可以方便地重构，大大降低了对于网络规划的要求，其应付突发情况的能力也大大增强，使整个网络的效率有了很大提升。ROADM具备快速提供业务的能力，便于维护，在网络规划时省去了节点内的OEO转换，降低了传输成本，并实现业务的完全透明传送，适合10G，40G等大颗粒业务的传送。然而，由于省掉了节点内的OEO，在降低网络成本的同时也伴随着光层传输物理参数的限制、波长阻塞等问题。总体来说，目前ROADM技术已经相对成熟，也逐渐获得了越来越多的应用。
引入子波长调度是WDM网络智能化的另一个方向，特别适用于灵活处理颗粒较小的子波长业务。与ROADM相比，由于在每一个业务节点都要进行OEO转换，基本可以忽略ROADM组网中的物理参数限制的问题，且不会存在波长阻塞。但现阶段子波长交叉的交叉容量仍然较小，对于大容量的节点处理能力有限，制约了子波长交叉技术在网络中的应用。未来的技术发展方向应该是提高交叉容量，做到Tbits以上级别的交叉。
传送平面交叉调度能力越来越强，会进一步刺激控制层面GMPLS的需求。未来的WDM网络将具备ASON/GMPLS智能控制功能，在支持交叉的传送设备规模应用并形成MESH网后，加载了WASON的WDM网络可以实现对业务的灵活配置和调度，具备完善的网络保护和恢复功能以及良好的光层性能监控功能。
4 高效承载数据业务的WDM网络
随着数据业务的爆炸式增长，如何高效地承载数据业务是下一代WDM网络重点考虑的因素之一。采用IP over WDM方案，即将IP直接映射到WDM上，省掉SDH层是建设承载电信级业务的IP承载网的优选。SDH层面原来承担的网络生存性功能，也由WDM层面相应承担。
OTN（ITU-T G.709）体系架构是面向高速率下一代传送网的重要传送层标准，兼有传统SDH/SONET和WDM的优势，同时又保持了对它们的兼容能力。对于SDH技术优势的吸收和较强的大颗粒业务的处理能力，使之能够很好地满足宽带业务发展的需求，更加适合于任意客户业务（包含SDH，ATM，Ethernet，SAN，Video业务）的适配，这使得不同应用的客户业务都可统一到一个传送平台上。OTN提供有丰富的开销，承担了大部分SDH层面的网络生存型功能，并且有利于不同波分厂家设备的互联互通。符合OTN架构的WDM网络更适合GE和10GE的处理，能够完善地实现对IP业务的电信级承载。
原有的SDH完善网络保护机制，则可由IP层和WDM层进行分担，其中WDM层主要负责物理层的故障保护。目前，WDM层可以提供通道共享环网保护等多种光层保护功能，与SDH保护功能在保护效率和保护倒换时间方面相当。
另一方面，现有的数据业务在WDM上的透明承载模式和汇聚承载模式均面临着核心站点路由器端口使用效率低及投资成本偏高的问题。在WDM平台上引入分组业务处理功能也是一个发展方向，一方面可节省数据路由器上大量的数据端口数量和WDM系统中的波长数量，另一方面也增强了WDM网络的灵活性，同时降低了用户的CAPEX和OPEX。
5 结束语
作为整个电信网络的基础网络之一，传输网络多年来一直处于高速发展中，目前所面临的问题和需求决定了下一代传送网络的发展方向。中兴通讯WDM解决方案具备持续演进能力，助力合作伙伴构建大容量长距离、智能化、数据化低成本的融合承载网。
来源：泰尔网
