用低成本光纖基礎(chǔ)設(shè)施滿足城域網(wǎng)容量需求VIP

1、用低成本光纖基礎(chǔ)設(shè)施滿足城域網(wǎng)容量需求作者：RayBoncek,PaulDickinson,SanlanuDasCWDM和DWDM技術(shù)都在用于城域網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，當(dāng)兩種技術(shù)一起用于適當(dāng)?shù)墓饫w時(shí)，就可以降低系統(tǒng)成本。雖然難以量化，但有跡象表明網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施很可能在03年下半年到04年出現(xiàn)某種程度的增長(zhǎng)。網(wǎng)絡(luò)容量的利用率正達(dá)到歷史最高水平。全世界互聯(lián)網(wǎng)的通信流量每年翻一番，02年為180Pbits/天，預(yù)計(jì)到2007年將上漲到5175Pbits/天。城域網(wǎng)和接入網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施增長(zhǎng)最快，所用的各種協(xié)議和體系結(jié)構(gòu)也是最復(fù)雜的。WDM正成為城域網(wǎng)應(yīng)用的一種主要技術(shù)，相對(duì)寬帶IP（高速以太網(wǎng)、GBE）以及其它數(shù)據(jù)

2、應(yīng)用（光纖信道、DV6000）而言在成本上更具競(jìng)爭(zhēng)力。WDM網(wǎng)絡(luò)不依賴于傳輸速率和協(xié)議，所以這些基礎(chǔ)設(shè)施能夠同時(shí)承載速率不同的各種類型數(shù)據(jù)流，這對(duì)城域網(wǎng)系統(tǒng)至關(guān)重要。這種技術(shù)還可以與下一代SONET/SDH及彈性分組環(huán)協(xié)同工作。CWDM和DWDM技術(shù)在現(xiàn)有及正在建設(shè)的城域網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施中都有各自的應(yīng)用空間。應(yīng)用這些技術(shù)的同時(shí)再配合使用合適的光纖就能降低系統(tǒng)成本，帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。適于城域網(wǎng)應(yīng)用的特殊光纖，如零水峰光纖（ZWPF）和非零色散位移光纖（NZDSF）能夠提高WDM帶來的效益。當(dāng)前，服務(wù)提供商的資本支出仍舊非常少，因此任何網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容方案都將面臨嚴(yán)格的審查，更加強(qiáng)調(diào)盡可能降低系統(tǒng)成本。最初考

3、慮將DWDM解決方案應(yīng)用于城域網(wǎng)，因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)在長(zhǎng)途傳輸中已得到了應(yīng)用。由于長(zhǎng)途傳輸需要使用摻銀光纖放大器（EDFA）來彌補(bǔ)損耗，因此需要在EDFA能放大的波段擠進(jìn)盡可能多的信道。這就要求精確的光學(xué)復(fù)用/解復(fù)用濾波器能夠提供200GHz或更低的信道間隔，還要求控制得很好的激光器能保持波長(zhǎng)穩(wěn)定，防止波長(zhǎng)漂移出給定信道。如此精確的波長(zhǎng)控制帶來的額外費(fèi)用，對(duì)于短途城域傳輸是不可接受的。在城域網(wǎng)中，由于傳輸距離短，所以不需要光放大器，因此WDM信道可以不受波段的限制。這種自由使得信道的間隔可以更寬，比如CWDM系統(tǒng)的信道間隔就有20nm（ITU-TG.694.2）。寬信道間隔有助于消除波長(zhǎng)控制帶來的附

4、加成本。如果在CWDM系統(tǒng)中使用ZWPF,就不會(huì)犧牲信道數(shù)和傳輸距離，在不使用放大器的情況下，16信道的CWDM系統(tǒng)在ZWPF上可以傳輸75km。CWDM的成本與信道間隔直接相關(guān)。在DWDM系統(tǒng)中，窄信道間隔需要更加昂貴的元器件。由于激光器的波長(zhǎng)漂移與溫度成正比，所以DWDM系統(tǒng)中需要使用制冷激光器，以便將波長(zhǎng)保持在復(fù)用/解復(fù)用濾波器所確定的狹窄波長(zhǎng)范圍內(nèi)。使用CWDM可以節(jié)省30%-65%的成本。單模光纖新標(biāo)準(zhǔn)除了傳輸設(shè)備外，光纖對(duì)系統(tǒng)性能的影響也很重要。如果鋪設(shè)光纖時(shí)能考慮到未來的需求，就能降低成本。在大城市及人口密集地區(qū)必須考慮獲得挖掘和安裝許可證的成本，這種考慮非常重要，因?yàn)楂@取挖掘和

5、安裝許可會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的費(fèi)用。大多數(shù)分析表明：工程一旦開始，所鋪設(shè)的光纖光纜本身只占整個(gè)系統(tǒng)成本的一小部分（大約2%-5%）。城域網(wǎng)的本地和接入部分使用的光纖必須是絕對(duì)通用的。同一類型的光纖既可以連接遠(yuǎn)在幾十公里之外的交換中心，也可以連接距離交換中心不到100米的商業(yè)大樓。城域網(wǎng)使用的光纖應(yīng)滿足以下一些關(guān)鍵要求：?支持傳統(tǒng)的1310nmSONET/SDH系統(tǒng)以及低成本的10Mb/s10Gb/s以太網(wǎng)系統(tǒng)。?支持1550nmDWDM系統(tǒng)。支持16信道CWDM系統(tǒng)。而常規(guī)單模光纖在S、C和L波段一般只能承載八個(gè)信道。?適用于多種接入方案，如FTTH-無源光網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)波段。ZWPF正成為一種標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)?/p>

6、相對(duì)于傳統(tǒng)單模光纖，ZWPF不僅能滿足上述所有要求，而且在成本方面也很有競(jìng)爭(zhēng)力。從技術(shù)角度來看，這些要求中最具挑戰(zhàn)性的一條是支持16信道CWDM系統(tǒng)，因?yàn)樵撓到y(tǒng)需要使用整個(gè)光譜。波長(zhǎng)越短則損耗越大，這就是全波段CWDM系統(tǒng)只使用1310-1610nm波段中16個(gè)信道的一個(gè)原因。傳統(tǒng)單模光纖很難應(yīng)用于全波段CWDM,因?yàn)閭鹘y(tǒng)單模光纖存在由氫氧根離子引起的高吸收峰，這些氫氧根離子源于生產(chǎn)過程中混入的水氣，對(duì)大多數(shù)城域網(wǎng)應(yīng)用而言，實(shí)際只要消除1400nm區(qū)域吸收峰的光纖即可滿足要求（圖1）。2.9f.3o1 口ao.Spew劉 秋ben的心n and川中白工的 comaansonWO ww pnM&

7、#187;1«015001600WITMMKKfh (nm)(EHRQ 1小看光桿心眼日川*除7京修匐的看島使號(hào)鞋E*國(guó)*G6鮑C/03t肝與符晚，光軒*郴周的色卜揖中出fITUG594JCWDM；那些用趕色寰樂的信也是使用4儂口口光界才事如的*（圖1）如果需要超過16個(gè)信道的容量，那么可以將1-2個(gè)C波段CWDM信道升級(jí)為DWDM信道。這類混合平臺(tái)目前已由領(lǐng)先的系統(tǒng)制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)了商用化。重點(diǎn)要注意的是：從CWDM升級(jí)為DWDM時(shí)，零水峰光纖能以比傳統(tǒng)單模光纖更低的價(jià)格提供相同的靈活性，整個(gè)壽命周期的成本大約少33%。城域骨干網(wǎng)中的DWDMZWPF與全波段CWDM相結(jié)合，就可以為城域

8、接入和邊緣應(yīng)用提供最低成本的解決方案，為了滿足對(duì)更多流量的需求，在城域骨干網(wǎng)中采用其它特殊光纖可以進(jìn)一步降低成本。目前大多數(shù)城域網(wǎng)的傳輸速率已達(dá)到了2.5Gb/s（OC-48）,而服務(wù)提供商期望將網(wǎng)絡(luò)傳輸速率升級(jí)到10Gb/s（OC-192）。許多運(yùn)營(yíng)商則希望DWDM基礎(chǔ)設(shè)施能在更長(zhǎng)的距離內(nèi)滿足容量增長(zhǎng)的需求。一般說來，激活階段只會(huì)開通少數(shù)DWDM信道，因此系統(tǒng)成本不僅由終端設(shè)備決定，還由城域骨干網(wǎng)中較長(zhǎng)距離傳輸所需的色散補(bǔ)償模塊（DCM）和放大器決定。盡管ZWPF的性能優(yōu)于傳統(tǒng)單模光纖，但其相對(duì)較高的色散（在1550nm處約為17Psec/nm?km）仍舊限制了傳輸距離，無論是在信道數(shù)較少?zèng)]

9、有進(jìn)行再生的條件下，還是在信道數(shù)較多采用了色散補(bǔ)償?shù)那闆r下都是如此。無論是再生還是色散補(bǔ)償都會(huì)增加相當(dāng)可觀的成本。止匕外，采用色散補(bǔ)償還會(huì)增加損耗，典型的結(jié)果就是增加了EDFA的復(fù)雜性和系統(tǒng)的偏振模色散。價(jià)格低廉的城域骨干網(wǎng)光纖與長(zhǎng)途網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)的光纖屬于同一類型，即NZDSF（非零色散位移光纖），特別是那些低色散和低色散斜率的光纖。NZDSF的色散比傳統(tǒng)單模光纖低3-4倍，因此在不補(bǔ)償色散且傳輸速率達(dá)到2.5或10Gb/s的條件下能使傳輸距離增加3-4倍。這一結(jié)果已在思科、朗訊及ADVA等開發(fā)的商用系統(tǒng)中得到了證實(shí)。NZDSF帶有的適度色散不僅能使現(xiàn)有設(shè)備傳輸更遠(yuǎn)的距離，而且為城域和地區(qū)性骨干網(wǎng)

10、傳輸節(jié)約了成本（圖2）。事實(shí)上，F(xiàn)arrFarhan發(fā)表的關(guān)于Movaz公司在鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)的發(fā)現(xiàn)一文中說：對(duì)地區(qū)性城域骨干網(wǎng)而言，在DWDM網(wǎng)絡(luò)中鋪設(shè)OFS的NZDSF,相比傳統(tǒng)單模光纖可以在激活期內(nèi)節(jié)約至少20%的系統(tǒng)成本。如果不進(jìn)行色散補(bǔ)償就可以采用簡(jiǎn)單、低成本的放大器，從而降低了對(duì)功率和空間的要求。DispersioncomparisonWavclcngmnm)與信觸單洸軒環(huán)比*話度他*沾尊事氈/曲配計(jì)左岸4Hl包看的情雙下依交抵的正直聲且玨幅里成本（圖2）采用上述縮減成本的方案時(shí)，很重要的一點(diǎn)是，新鋪設(shè)的光纖必須與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用兼容。在城域應(yīng)用中，服務(wù)提供商非常希望能夠利用1310nm波段。而NZDSF在1310nm處能以10Gb/s的速率傳輸70km,在沒有前向糾錯(cuò)的情況下比特誤碼率只有10-11?；旌瞎饫|，混合光纖CWDM不再是一種非主流技術(shù)。它為目前和未來的城域媵入帶寬需求提供了有力的選擇。在G.652.CZWPF上使用CWDM技術(shù)將發(fā)揮該技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)。采用ZWPF就能利用整個(gè)光波段，這樣信道數(shù)就從8擴(kuò)展到了16,即信道容量翻了一番。DWDM在城域骨干博屏.也區(qū)件應(yīng)用中招發(fā)拜恐龍?jiān)街匾淖饔?quot;助生出色業(yè)和史任色散制率NZDSF的使用，DWDM將更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠和通用，尤其是在比特率達(dá)到10Gb/s及更高速率時(shí)。ZWP