DWDM技術原理及發展趨勢

　　一、DWDM技術的產生背景

　　1、光網絡復用技術的發展

　　通信網絡中，包括多種傳輸媒介，如雙絞線、同軸線、光纖、無線傳輸。其中，光纖傳輸的特點是傳輸容量大、質量好、損耗小、保密性好、中繼距離長等。

　　隨著資訊時代寬帶高速業務的不斷發展，不但要求光傳輸系統向更大容量、更長距離發展，而且，要求其交互便捷。因此，在光傳輸系統中引入了復用技術。所謂復用技術是指利用光纖寬頻帶、大容量的特點，用一根光纖或光纜同時傳輸多路信號。在多路信號傳輸系統中，信號的復用方式對系統的性能和造價起著重要作用。

　　光纖傳輸網的復用技術經歷了空分復用（SDM）、時分復用（TDM）到波分復用（WDM）三個階段的發展。

　　SDM技術設計簡單、實用，但必須按信號復用的路數配置所需要的光纖傳輸芯數，投資效益較差；TDM技術的應用很廣泛，如PDH、SDH、ATM、IP都是基於TDM的傳輸技術，缺點是線路利用率較低；WDM技術在1根光纖上承載多個波長（信道），使之成為當前光纖通信網絡擴容的主要手段。

　　在過去20年裡，光纖通信的發展超乎了人們的想像，光通信網絡也成為現代通信網的基礎平臺。光纖通信系統經歷了幾個發展階段，從70年代末的PDH系統，90年代中期的SDH系統，以及近來風起雲湧的DWDM系統，乃至將來的智能光網絡技術，光纖通信系統自身正在快速地更新換代。

　　波分復用技術從光纖通信出現伊始就出現了，80年代末、90年代初，AT&T貝爾實驗室的厲鼎毅（T.Y.Lee）博士大力倡導波分復用（DWDM）技術，兩波長WDM（1310／1550nm）系統80年代就在美國AT&T網中使用，速率為2×1.7Gb／s。但是到90年代中期，WDM系統發展速度並不快，主要原因在於：

　　（1）TDM（時分復用）技術的發展，155Mb／s-622Mb／s-2.5Gb／s TDM技術相對簡單。據統計，在2.5Gb／s系統以下（含2.5Gb／s系統），系統每升級一次，每比特的傳輸成本下降30％左右。正由於此，在過去的系統升級中，人們首先想到並採用的是TDM技術。

　　（2）波分復用器件還沒有完全成熟，波分復用器／解復用器和光放大器在90年代初才開始商用化。

　　DWDM發展迅速的主要原因在於：

　　（1）TDM10Gb／s面臨著電子元器件的挑戰，利用TDM方式已日益接近矽和鎵砷技術的極限，TDM已沒有太多的潛力可挖，並且傳輸設備的價格也很高。

　　（2）已敷設G.652光纖1550nm窗口的高色散限制了TDM10Gb／s系統的傳輸，光纖色度色散和偏振模色散的影響日益加重。人們正越來越多地把興趣從電復用轉移到光復用，即從光域上用各種復用方式來改進傳輸效率，提高復用速率，而WDM技術是目前能夠商用化最簡單的光復用技術。

　　（3）光電器件的迅速發展。1985年英國南安普頓大學首先研製出摻餌光纖放大器。1990年，比瑞利(Pirelli)研製出第一臺商用光纖放大器（EDFA），EDFA的成熟和商用化，使WDM技術長距離傳輸成為可能。

　　從技術和經濟的角度，DWDM技術是目前最經濟可行的擴容技術手段。

　　2、光通信發展的三個階段

　　傳統的光纖傳輸技術，經歷了準同步數字體系（PDH）、同步數字體系（SDH），和波分復用（WDM）三個階段，如圖1所示。

　　圖1  光通信發展的三個階段

　　以下將簡要介紹PDH、SDH到DWDM的發展過程，以及各種技術的接口規範。