下一代波分复用（WDM）系统发展趋势

作者：工业和信息化部电信研究院通信标准研究所 张海懿  
    业务网络对传输网络的需求

    综合信息服务和多媒体服务在运营商业务中的比重不断提升，促使人们工作生活需求不断变化，电信网络的业务呈现多样化加速发的趋势，HeavyReading分析，电信网提供的多种业务主要包括商业用户、移动用户和居民用户业务。

    商业用户业务

    商业用户业务需要传送网为业务网络提供高质量的连接，比如数据中心、商业用户之间千兆比特连接、存储和灾难恢复、保证速率的多兆比特因特网接入、视频会议及广播、商业电话等。

    商业用户业务的发展演进主要体现在：IP-VPN、以太网VPNs、存储区域网络SAN的支持，高带宽的业务需求，提供网络高可用性和高安全性以及业务的快速提供和端到端管理及故障定位等。

    移动用户业务

    移动用户业务对传送网的需求主要包括无线城域接入汇聚，比如3G无线业务、Wi-Fi接入传输、WiMAX设施、下一代数据业务、高品质图片、无线视频、游戏、数字电视等。

    固定/移动网络的融合需求体现在公共的网络汇聚层(在网络L2/L1/L0提供业务疏导)；支持接入技术的不断演进；减少独立的骨干网络数量，优化网络结构，降低网络建设维护成本；多层业务OAM，提供高可用性和可恢复的网络支持等。

    居民用户业务

    居民用户业务的未来需求体现在三重播放和IPTV，100个电视频道、按需点播视频、视频录制/回放、互动视频应用、多兆比特因特网接入、远程学习和游戏等。

    根据居民用户业务的特点和需求，居民用户业务对于下一代光组网技术的驱动主要体现在：带宽需求大量增长；支持单播业务和组播业务的高效率传送；支持接入技术的不断演进(例如：ATM转向Ethernet)；对语音和视频业务提供高可靠性的传送保障等。

    目前的WDM系统基本上以点对点组网为主，对业务的监视管理主要是通过波长转换器支持SDH的B1、J0等字节等实现，单通路40G的WDM系统已经商用，满足大容量路由器端口的传送需求结合未来网络业务的发展需求。下一代的WDM系统应当满足业务网络的大容量传输需求；提供高可靠性和高生存性，具有完备的组网能力；满足多业务的大容量透明传送需求；提供灵活智能的组网能力等。

    下一代WDM系统的发展趋势

    满足大容量的传送需求

    WDM系统提高传送容量通过提高系统的通路数和提高单通路承载速率来实现，提高系统的通路数通过缩小通路间隔和扩展使用波段，从通路间隔来看目前已经实现50GHz间隔，在C波段可以实现80个波长，L波段也可以实现80个波长，通过扩展波段，不仅可以使用C波段，也可以使用L波段，受目前器件的商用化程度，实际容量需求等多方面因素影响，实际商用系统均为C波段，最大通路数为80～96波左右。单通路的传送速率商用化产品已经达到40Gbit/s，40Gbit/sDWDM系统大规模商用的推动力是由于IP业务的迅猛增长，路由器上高速40GPOS口的出现，从总体来看，40Gbit/s的需求在未来的1～2年会逐步扩大，目前几乎所有的传输设备制造厂商都已经有了相关产品，针对不同传输距离和不同波长数的应用，有多种码型的系统可以提供使用。

    针对未来100Gbit/s的传输需求来看，主要还是未来可能出现的100GE或者相应的POS接口的出现，100GE的标准化还在进行当中，预计2010年能够正式成为标准。但是很多设备制造商已经从5年甚至更早以前已经开始，最近两年全球各大运营商也对此表现出极大的兴趣。

    从40G向100G平滑过渡的问题，从技术上来说，100G传输所面临的物理传输限制更加严峻，无论是色度色散、偏振模色散、非线性效应、背靠背OSNR容限等都更加难以达到，与40G采用多种多样的码型相比，100G大家更为关注偏振复用、相干接收、多相位调制和OFDM等技术以克服物理传输的限制。因此简单地讨论40G和100G的平滑过渡是不现实的，必须在系统的设计和研发初期就考虑到演进的需求，同时在技术的采用方面进行统一的考虑，才可能在商用阶段真正达到平滑过渡，这也是运营商的网络初期应用中比较希望能够提供的功能，同时40Gbit/s和100Gbit/s系统的兼容也能够部分地减少40Gbit/s生命周期对于40G波分系统应用在业界的影响

    多业务透明传送和完善的组网能力

    目前WDM系统以点对点组网为主，对于业务的OAM主要通过波长转换器支持的部分字节实现，难以克服WDM系统作为一个模拟通信系统，性能监控和管理方面的一些问题。OTN技术为解决该类问题提供了解决方案，它的主要特点包括：提供多种客户信号封装和透明传输、大颗粒的业务复用、交叉和配置、多级串联连接监视（TCM）能力、增强了WDM层面的维护管理能力。

    高度的灵活和智能性

    目前，基于SDH的ASON单层控制技术相对成熟，主要实现了SDHVC-4颗粒的调度和控制，在现网中也得到了一定的应用。而基于OTN的智能光网络控制技术包括支持光层（OCH波长级）和电层（ODUk子波长级）两层控制，其中电层的控制与SDHVC-4控制类似，而光层由于受到光学技术原因，其控制技术更为复杂。因此，基于OTN的ASON控制技术面临解决以下方面的控制问题：基于OTN的ASON控制模型建立；光层和电层的邻居发现和拓扑发现；基于光学物理参数约束和波长冲突情况下的路由计算；光层和电层多层路由计算；光层波长业务调度和保护恢复；光层和电层混合业务调度和保护恢复和光层和电层联合网络规划等。

    由此可见，基于OTN的ASON控制技术侧重于解决两大核心问题，即：光层智能控制问题和光层/电层的统一控制问题。

    WSON（波长交换光网络）作为ASON技术对波长网络控制的延伸，在继承了其极高的带宽利用率、网络可靠性，和极低的网络运营成本等特性外，还将解决波长智能调度的问题，相关的标准化工作在IETF和ITU-T同时展开，也受到业界的广泛关注。但是同时需要关注考虑光层损伤的光路建立和光层性能参数的收集和处理等。