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有源WDM系统简介

网络中传输的数据量越来越多,波分复用(WDM,wavelength division multiplexing)技术也开始用在暗光纤系统中用来扩大光纤的传输容量。

在信息化时代,人们比任何时候都需要灾难恢复系统,为了防止意外事故造成数据丢失或网络瘫痪,数据中心被分成几个部分建立在不同的地理区域。那么如何将分散的数据中心连接起来呢?答案是暗光纤,即已经铺设但并没有投入使用的光纤光缆。现在,网络中传输的数据量越来越多,波分复用(WDM,wavelength division multiplexing)技术也开始用在暗光纤系统中用来扩大光纤的传输容量。通常,WDM系统分为有源和无源两类,本教程将重点介绍有源WDM系统。

无源WDM系统&有源WDM系统

无源WDM系统中包含无源滤波器、不同工作波长的光模块等。通常,无源WDM系统使用的光模块价格较高,而且需要对光路层进行分散管理。此外,无源WDM系统的光性能监控、光功率预算和传输距离常常受到限制,安装和管理过程比较复杂,不太适合用在室外点对点的网络拓扑结构中。

有源WDM系统是由具有收发器和复用转发器的CWDM/DWDM基础架构组成,如下图所示,有源WDM系统有一个光路层中心管理系统,而且具有光传输层划分能力,因此具有光性能监控和故障隔离功能。此外,有源WDM系统还可以将多个服务信号映射到一个波长里面,从而提高频谱效率,降低安装和管理成本。信号放大和再生装置也可以安装在有源WDM系统中用来增加链路预算和传输距离。

有源WDM系统

为什么有源WDM系统更受欢迎?

无源WDM系统适合骨干网连接需求较简单的应用,但是随着网络变得越来越复杂,无源WDM系统变得越来越难以管理,导致网络扩展、故障隔离等功能受阻。此外,无源WDM系统中使用的光模块通常是由特定的厂家生产,不具有 性,而且价格也不便宜,因此整个网络的敷设成本较高。

有源WDM系统VS无源WDM系统

有源CWDM/DWDM基础结构允许服务供应商用SLA技术向用户提供管理服务,并从中获得收入,这在一定程度上降低了运营成本。与无源WDM系统不同,有源CWDM/DWDM系统不受网络拓扑结构以及站点间距离的限制。此外,有源WDM系统中的复用转发器将多个服务信号映射到一个波长里面,提高了骨干网的频谱效率。

有源CWDM系统

有源CWDM系统是一种独立于交换机的交流或直流供电系统,其功能是将光纤或IP交换机中的短程输出信号转换成远程CWDM信号,这种光-电-光转换的过程由转发器完成;转换的CWDM信号然后通过光模块和复用器发送出去。由于有源CWDM系统是独立的系统,其构成要比嵌入式无源CWDM系统更加复杂。

有源DWDM系统

在无源DWDM接入网中,每一个波长通道会在固定时间被用来传输一种服务,波长通道的传输容量和服务的带宽需求并没有受到人们的关注。随着DWDM带宽容量的增加,人们发现接入网环境中的波长通道可以同时传输多种服务,这使得人们开始将时分复用(TDM)技术应用到单个DWDM波长通道中,形成了我们现在所说的有源DWDM接入光网络。

有源DWDM系统可以将8/16/32个通道映射到同一个波长(如1310 nm)上,然后在复用之前将这些通道转换成不同的频率。尽管有源DWDM接入网可以充分利用波长通道,节省光纤资源,但是由于中心局端和用户端直接的异步传输(ATM)设备价格昂贵,其成本要比有源CWDM系统高。此外,有源DWDM系统的管理和维护工作也更加复杂,因此其运营成本较高。尽管如此,有源DWDM系统仍然在大容量光传输应用中受到广泛欢迎。

双纤有源DWDM系统

带光纤放大器的有源DWDM系统主要用在长途骨干网和城域网中,这里通常使用掺铒光纤放大器(EDFA)来放大信号。这种有源DWDM系统一般采用双纤双向的传输方式(如上图),这是因为掺铒光纤放大器(EDFA)只能放大一个传输方向的信号。在实际应用中,这种双纤双向的有源DWDM系统有时并不容易付诸实现,因此人们又研发出了单纤双向传输的有源DWDM系统(如下图),与双纤双向系统不同,单纤双向系统额外使用了两个红/蓝滤波器将传输DWDM信号时使用的C波段分成了两个子波段:红波段(1547.72-1564.68 nm)和蓝波段(1528.77-1543.73 nm),这样这两个波段可以在一根光纤上分别传输。

单纤有源DWDM系统

结束语

有源WDM系统极大地提高了现有光纤基础设施的传输容量,可以节省大量的光纤资源。事实上,有源WDM系统的复用光通路速率可以为2.5Gbit/s、10Gbit/s等,而复用光通路的数量可以是4、8、16、32,甚至更多,因此系统的传输容量可以达到300-400Gbit/s,甚至更大。

相关文章:有源DWDM系统中的掺铒光纤放大器(EDFA)和色散补偿器(DCM)

无源DWDM系统VS有源DWDM系统

从CWDM系统中了解CWDM光模块

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