密集波分復用技術的應用

劉詩儒+原麗麗

【摘要】 密集波分復用技術在當前的計算機網絡領域已經得到了廣泛的應用，且這種光纖通信技術已經發展的相對成熟。但隨著計算機網絡的不斷發展，對密集波分復用技術提出了更高的要求，對通信傳輸的傳輸網絡容量和品質有了更進一步的要求。新的計算機發展背景下，實現對傳輸網絡的最大限度的容量和品質優化成為了重點，對傳輸效率的提高也是為運營商提高經濟效益的關鍵。本文主要對密集波分復用技術的應用概況進行闡述，同時對優化通信網絡的方法進行了分析，以期與廣大學者交流。

【關鍵詞】 密集波分復用技術（DWDM） 應用 探究

前言：因特網的應用帶來了21世紀的信息變革，計算機技術的應用遍布全球的各個領域，網絡通信也融入人類的發展和生活。隨著，移動通信業務的不斷發展，各種新型網絡通信技術也得到了長足的發展。而發展帶來的變革之一就是網絡傳輸的容量和品質將不斷面對新的挑戰。傳統網絡傳輸在進行容量擴展時采用空分復用技術或時分復用技術，而這兩種技術的傳輸網絡都采用單一的波長信號進行數據的傳輸。但這種傳輸方式并沒有將光纖這一大容量的傳輸介質充分利用，從而形成了極大的浪費，光纖這一傳輸介質的發明以為這傳輸的容量還是有非常大的拓展空間的，也就是說必須要使用容量傳輸量大的一種方式才能減少這種浪費。在此背景下，研究提出了密集波分復用技術，這種技術的重要優勢之一就是減少了對光纖寬帶的浪費，是這種大容量的傳輸介質得到了更好的利用。

一、DWDM技術的應用、發展及要解決的技木問題

經過不斷的研究和發展，DWDM技術的發展已經處于較為成熟的階段。而這些進步和發展總是離不開其他新技術的發展和研究，因此，DWDM技術具有的優勢都是由這些新技術的使用產生的。但是，在DWDM技術的發展中，仍然存在一些阻礙其發展的技術問題，這些問題的解決決定著DWDM技術的更進一步發展。以下是DWDM技術面臨的一些問題。

1、超大容量。超大容量，是當前計算機網絡技術不斷發展下通信傳輸所面臨的第一個挑戰。在當前的計算機網絡發展形式下，國內一級骨干網絡通常采用32×2.5Gbit/s或者32×10Gbit/s的系統，就算是二級骨干網絡的建設也會采用大于16×2.5Gbit/s的通訊網絡。因此，DWDM技術的發展方向必須要朝著更大容量的網絡通信發展，只有這樣才能滿足計算機網絡技術發展下的網絡傳輸需求。

2、超長距離。色散管理技術和拉曼放大器等新型技術的發展，為提高DWDM系統的傳輸距離提供了可能。在色散管理技術和拉曼放大器等技術的輔助下，DWDM系統的無電中繼傳輸性能將得到跨越性的提高，傳輸距離可以達到幾千公里，有望實現國家級的全光網。

3、超寬帶光放大問題。摻餌光纖放大器（DEFA）能夠放大帶寬的寬度，在內插增益平坦濾波器后能達到35nm。DEFA能夠滿足范圍較廣的波長需求，在C波段頻段中的1530-1560nm范圍中能夠滿足40多種放大需求。而光纖技術和光電子技術的不斷發展也使得L波段（1570-1610）即將成為商業化使用的波段，這一波段范圍的成功使用將使光纖的容量得到更進一步的拓展。拉曼放電器技術的使用將于EDFA技術得到互補，減少非線性傳輸獲得增益特性。另外，拉曼放大器的極低噪聲系數和寬帶特點也使得其在DWDM傳輸技術中具有非比尋常的意義。

4、色散管理問題。光纖和管器件的色散和偏振膜色散受到傳輸速率的影響較大，一般情況下，當傳輸速率在2.5Gbit/s以下時，色散和偏振模色散影響較小，色散的影響距離也能夠達到幾百公里甚至以上的水平。但當傳輸速率在10Gbit/s的單模光纖中時，色散和偏振模色散的影響會明顯變大，影響范圍縮短到幾十公里。因此采用色散管理技術是非常必要的。色散補償光纖、長調啾光纖光柵色散補償模塊、利用頻譜反轉技術等是常用的幾種色散補償方式。也可以通過改變光纖型號來解決色散問題，如采用G665光纖就能夠顯著緩解色散問題。但在偏振模色散管理技術上，目前尚未有新的突破，必須要加強對偏振模色散管理技術的研究。

5、非線性效應的抑制。所謂非線性效應是指在信號的傳輸過程中，由于部分光信號發生非支線傳輸而造成了的信息損失，這種信息損失是一項不可逆的損失。在DWDM系統中，抑制這種非線性效應也就顯得非常重要了。目前，通過對AF光纖這種大孔徑管線的使用來減少非線性效應，使用非零色散光纖來抑制四波混頻，提高光纖的傳輸總功率，對波長傳輸的通道進行一定程度的優化。基于DWDM系統的優勢，DWDM系統的仿真技術在色散管理和非線性效應抑制方面應用效果良好，為進一步的研究提供了指導。

6、光信噪比問題。光信噪比是衡量信息傳輸質量的重要指標，信息傳輸的速率越高，光信噪比的指標要求也應越高，否則傳輸信息質量會降低。影響光信噪比的重要因素是非線性效應的抑制，由于非線性效應導致了部分信息的丟失，因此放大器的使用功率就不能進行不斷放大，以此來提高光信噪比的指標。解決這一問題可使用前向糾錯碼技術，該項技術在確保誤碼率的同時還能慢去對光信噪比的一般要求。

二、DWDM的組網設計與實現

2.1 DWDM網絡結構

根據工作方式的不同，DWDM網絡有兩種業務存在形式，包括今天業務網和動態業務網。而根據波長變換的方式不同，又可以將DWDM網絡區別為無波長變換網絡和有波長變換網絡兩種形式。根據光電轉換方式的不同，可分為單跳網和多跳網兩種形式。DWDM同時也可有多種形式的物理連接方式，如環狀網，網狀網，星型網，總線網等多種結構。在網絡選路方式上，DWDM網絡系統可采用廣播廣播與選擇網結構或者波長選路網結構。

2.2 DWDM網絡設計

DWDM的網絡設計應該要滿足成本最小化、網絡結構最簡化、網絡功能最大化和最易修復等要求。在這些目標中，網絡結構和功能最優是最具技術難度的問題，而在此前提下還要控制DWDM網絡系統的成本就更具挑戰了。因此，在具體的網絡設計中可以分步進行設計，首先通過對網絡結構和功能的搭建來確定網絡的骨架，在后期的結構和功能優化時就可以結合設計建設成本進行，對整個網絡設計方案進行精修，實現功能最優前提下的經濟化。

網狀網絡的優化設計一般分為三個步驟進行：第一，拓撲設計，拓撲設計主要是為了確定鏈路的結構；第二，業務路由器和容量傳輸要求；第三，空閑容量的分配，空閑容量的分配主要是為了應對網絡故障。環形網絡的優化設計主要可以從基本情況界定和環內選路由和波長對網絡結構的分割和定位。環形網絡和網狀網絡的設計在空閑容量的分配上有一定的區別，環形網絡由于其空閑容量原本就已經嵌入環狀網絡內部，因此環狀網絡中無需進行空閑容量分配。

2.3 DWDM網絡優化

DWDM網絡的優化主要是為了解決信息傳輸中的衰減和損耗問題，如色散問題、非線性效應抑制問題等。要實現對網絡的優化首先必須要對光路傳輸中的各項參數進行科學方法的計算，通過對設計缺陷的彌補來實現對網絡的通信的優化。同時，在具體的網絡建設中，也要盡可能的減少工程失誤，優化工序，在信號傳輸系統架設完成后達到傳輸信號的高質量傳輸。為減少傳輸信號的失真和劣質信號的傳輸，必須要對高傳輸速率下的大容量傳輸過程中的影響因素進行控制，減少線性失真和非線性失真。

小結：科技的不斷發展使得計算機網絡的使用不斷普及，而人類的生活和工作與計算機網絡息息相關，于此同時人類的對計算機網絡的要求也在不斷的提高。為了滿足人類對計算機網絡的使用要求，使人類生活能夠更加便利，計算機網絡技術必須不斷的進行更新和發展。應該不斷的進行網絡傳輸技術的創新，對DWDM技術進行更加深入的研究，同時還要對其他新型的網絡傳輸技術進行開發，在各種技術良性發展的前提下才能實現最終的計算機網絡使用性能的提高。

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