當前，通信技術正朝著寬帶化、智能化、大眾化和個人化的方向發展。隨著骨干傳輸網、局域網容量的大幅度增長，網絡寬帶化的瓶頸已經轉移到位于這兩者之間的中間網絡——城域網。受用戶業務多樣化要求和網絡發展方向的驅動，特別是接入層IP業務帶寬的顯著增長和長途網DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing）容量的爆增，波分復用技術在城域網中得到了初步的應用。 1波分復用（WDM）技術的發展
WDM技術在20世紀80年代開始出現，早期使用間隔很大的兩個波長1 310 nm和1 550 nm(或者850 nm和1 310 nm)區域，有時被稱為寬帶WDM。波分復用的基本思路是如果將多個發送波長適當錯開的發源信號同時在一根光纖上傳送，就可以大大增加光纖的信息傳輸容量。
20世紀90年代早期，出現了第二代WDM,有時也被稱為窄帶WDM,使用2~8個信道，這些信道在1 550 nm窗口的間隔為400 GHz。到了90年代中期，帶16~40信道，間隔為100~200 GHz的密集波分復用器（DWDM）出現了，復用波長有2、4、8、16、32、40個波長。在有線電視系統中，最典型的2波復用就是在1.3 μm的單模光纖上傳送節目，再在1.55 μm的波長上提供數據傳輸業務。在通信系統中，往往是從復用4波開始，再以4波長為單位倍增，如40 Gbps就是用2.5 Gbps×16波來實現的。如今，擁有4~40個信道，每個信道最高容量為10 Gb/s的系統已經問世，并且有若干廠商可以提供商用產品。WDM技術本質上就是光域上的頻分復用FDM技術。90年代末，DWDM系統已經發展到有64~160平行信道，間隔為50 GHz甚至25 GHz。DWDM技術不斷地提高信道的密度，這對光纖的負載能力帶來了巨大的影響。在1995年，當首個10 Gbps出現的時候，容量增加的速度從每4年增加4倍提高到每年增加4倍。
WDM技術過去主要是在光纖的C波段（1 530～1 565 nm）使用。最新的技術已將石英光纖在1.3～1.6 μm的兩個低損耗窗口打通并連成一個區域，未來的WDM可在1.3～1.6 μm的全波段窗口中使用，每根光纖的復用光波長數可達幾千，傳輸容量可高達數十個太（T）比特。基于全光DWDM設備的第三代網絡將能夠動態地配置和管理網絡，為業務提供商提供迫切需要的解決方案，可以認為WDM技術將為光傳輸網的發展提供幾乎取之不盡的資源。
采用波分復用系統的主要優點是：可以充分利用光纖的巨大帶寬資源，使傳輸容量迅速擴大幾倍至上百倍；在大容量長途傳輸時可以節約大量光纖和再生器，大大降低傳輸成本；與信號速率及電調制方式無關，是引入寬帶新業務的方便手段；利用WDM選路實現網絡交換和恢復可望實現未來透明的、具有高度生存性的光層傳送聯網。
2MAN（Metro Area Network）建設
2.1寬帶城域網（MAN）建設的要求和關鍵特征
目前，寬帶城域網建設正成為國家信息化建設的熱點。城域網通常是指覆蓋城市及其郊區范圍、為城域多業務提供綜合傳送平臺的網絡，主要應用于大中型城市地區，城域網以多業務光傳送網絡為基礎，實現話音、數據、圖像、多媒體、IP等接入。它主要完成接入網中的企業和個人用戶與在骨干網絡上的運營商之間全方位的協議互通，因此要求城域網：一方面，能夠滿足日益增長的數據傳送需求；另一方面，作為長途骨干網在本地的延伸，城域網必須與長途骨干網絡保持協調發展，從而有效地為長途骨干網吸納業務流量，簡而言之，即能夠快速將多種最終用戶接入長途干線網絡。城域網的關鍵特征是公用多業務網，它具有一系列有別于其他網絡的特點：面向公用網應用和多用戶環境；網絡范圍小；多業務網絡；只需中等容量；需要支持各種客戶層信號和快速提供客戶層信號所需的帶寬；節點成本低。因此建設城域網時需要考慮以下幾點：應該有效支持從電路交換網向分組交換網的過渡，將來應該對IP傳送最佳；網絡的鏈路容量和節點數可以不受限擴展；具有光的透明性，適應各種現有和將來可能出現的協議和業務；具有拓撲靈活性，可快速擴展業務；可以實現快速業務指配。
2.2主要光傳輸技術的比較
在城域網骨干網絡的建設中，目前基本上都采用光纜作為傳輸介質。采用光纜作為傳輸介質的主要光傳輸技術有SDH、ATM、WDM、DPT及千兆以太網技術。
2.3城域網典型解決方案
目前，城域網解決方案主要有4大類，第一類是以SDH為基礎的多業務平臺；第二類是基于第二層交換和第三層選路的以太網解決方案；第三類是以ATM為基礎的多業務平臺方案；第四類是以WDM為基礎的多業務平臺。
以SDH為基礎的多業務平臺的基本思路是將多種不同業務通過VC級聯等方式映射進不同的SDH時隙，而SDH設備與2層和3層乃至4層分組設備在物理上集成為一個實體，特別是集成了IP選路、以太網、幀中繼或ATM后，網絡可以提高TDM通路的帶寬利用率和減少局端設備的端口數，使現有SDH基礎設施最佳化。最后，SDH多業務節點還可以方便地完成協議終結和轉換功能，使運營者可以在網絡邊緣提供多種不同業務，而同時將這些業務的協議轉換成其特有的骨干網協議。SDH多業務平臺最適合作為網絡邊緣的融合節點支持混合型業務量特別是以TDM業務量為主的混合型業務量。目前多數這類解決方案帶寬效率低下、開銷處理復雜、抖動要求嚴、設備成本較高、帶寬配置時間較長、同時管理多個面向連接和無連接網較困難而且管理成本較高。從長遠看，特別是數據業務成為網絡的主導業務類型后，這種解決方案不是一種有效的方法。
基于第二層交換和第三層選路的以太網解決方案，從技術上看，以太網是與媒體無關的承載標準技術，可以透明地與銅線對、電纜和各種光纖等不同傳輸媒體接口，互操作性好，具有廣泛的軟硬件支持，成本低；從結構上看，以太網絡較為簡單，易擴展；從管理上看，由于同樣的系統可以應用在網絡的各個層面上，因此網絡管理可以大大簡化。但以太網基于局域網，網管能力差，無法提供故障定位、性能監視和保護功能。
以ATM為基礎的多業務平臺技術可以為IP或其他任意客戶層信號提供面向連接的、帶寬可控、安全性好、延時小的高質量業務。對于未來網絡最重要的IP客戶層信號而言，將IP與ATM結合可以綜合利用ATM的速度快、顆粒細、多業務支持能力強的優點以及IP的簡單、靈活、易擴充和統一性的特點，達到優勢互補的目的，可以為不同類型的業務流建立不同的通道，根據業務流負荷和阻塞情況疏導不同鏈路，確保實時業務的QoS。以ATM為基礎的多業務平臺最適用于多業務電信環境以及服務質量要求較高的IP業務，主要應用于網絡邊緣多業務的匯集和一般IP骨干網。但是網絡體系結構復雜重復、傳輸效率較低、速率難以提高、選路靈活性差、硬件投資高、運行維護管理復雜，對于IP業務量會持續大幅度攀升、網絡規模需要大幅度擴展的情況，這并非一種長遠的解決方案。
以WDM為基礎的多業務平臺的優勢是：首先，采用WDM后，容量有了大幅度的增加，至少可以增加幾十倍，且可以提供某種形式的WDM環保護；其次，應用WDM后容許網絡運營者提供透明的以波長為基礎的業務，這樣用戶可以靈活地傳送任何協議和格式的信號而不受限于SDH格式；而且，DWDM節省了昂貴的電中繼，可以通過多個OADM級聯實現擴容，網絡建設初期僅需要少量的光器件，降低了首期投資成本，也降低了投資風險；最后，城域網WDM系統還應具備波長可擴展性，新的波長應能隨時增加而不會影響原有工作波長，這樣，系統可以通過簡單增加波長而迅速提供新的業務，極大地增強了運營者的市場競爭能力。城域網WDM系統的主要不足之處在于不能有效靈活地將低速率信號匯聚進較昂貴的波長通路，不能動態地配置波長，實現光層靈活連接，而且，目前這種解決方案存在建設周期長、開通維護成本高、實際應用不靈活等方面的缺點。
WDM不僅解決了容量問題，而且刺激了大量新業務的產生。我國在國家863高科技計劃中安排了16×10 Gb/s的WDM系統研制項目，實驗室的最高水平則已達到2.6 Tb/s。近幾年來技術上的重大突破和市場的驅動，使波分復用系統發展十分迅速，實用化系統的最大容量已達400 Bbit/s。可以認為，近幾年來在WDM系統中大于100光波長的復用系統特別是超大容量DWDM系統的發展是光纖通信發展史上的又一個劃時代的里程碑。
3波分復用技術
城域網的特點是距離短，業務接口復雜，在短途網中使用骨干網DWDM技術缺乏足夠的成本優勢，于是一種復用波長適度（一般不大于16個）、距離適中（一般在60~80 km以內）、不用光放大器、低成本（大概是DWDM的1/3~1/5）的粗波分復用的CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing)技術應運而生，近兩年在城域網廣泛應用。
3.1CWDM技術的典型應用方案
如圖1所示，在城域核心網或接入網中采用CWDM設備組網，有利于節省光纖和促進多業務融合，可以說是CWDM技術的典型應用方案，如CWDM分插復用設備可以將SDH業務、IP業務、視頻圖像業務通過一個物理的光纖環實現多個邏輯環的疊加，每個環上承載一個獨立的業務，互不干擾。
CWDM設備實現了在數據平面上光復用段的1+1保護功能，支持雙纖單向波長通道保護環（UWPSR）業務，切換時間＜50 ms，保證了每個光通道業務不丟失，在組建環型拓撲時，可在光層面提供光通道的1+1保護，能實現類似SDH環網的自愈功能，提供1 310 nm的帶內網管監控通道和帶外采用OMU上面的Ethernet數據接口公用數據網管系統，這些功能的實現可大大開拓CWDM系統的應用領域，也使得運營商進行網絡數據傳輸更加安全可靠。
3.2波分復用的技術特點
近年來，波分復用技術在城域網中得到越來越深入的應用，它具有以下技術特點：波分復用技術屬于OSI 7層協議的最底層——物理層，支持多協議多業務，具有光的透明性；波分復用系統既具備點到點的組網需求，也可以根據業務拓撲的需要滿足星型、環型、格狀等組網模式，網絡可擴展性好，拓撲靈活；波分復用系統能夠快速地進行波長配置，業務擴展性能好，業務的管理和調度靈活方便；多種業務保護機制共存，以確保承載業務的可靠傳輸；波分復用系統提供的高帶寬利用，是其他任何組網形態所無法比擬的。
3.3存在問題
首先是成本。眾所周知，城域網（特別是小型城域網）的用戶群相對長途網絡較小，如果按照用戶數量分攤成本，城域WDM技術占不到任何優勢，因此必須在系統內部減少關鍵部位的技術成本，新型光電器件的研發直至最終的成本控制將成為DWDM發展的重要障礙。
其次是網絡管理。目前WDM系統的網絡管理仍處于不成熟時期，相關的運行維護軟件仍不成熟，若不解決好性能管理、故障管理、業務的可靠性及QoS保障措施等問題，將阻礙基于波分復用技術的城域網的建設。
三是互聯互通。WDM是一項新生的技術，其行業標準制定粗糙，不同廠家的WDM產品互通性較差，應加強光接口設備的研究，以加強WDM系統間的互操作性和不同系統間的互聯互通。四是承載業務的靈活性。城域網的業務復雜多樣，雖然說基于全光網第三代DWDM網絡可以提供靈活的帶寬配置，但目前還處于發展階段，暫不具備可操作性和工程應用基礎，因此如何利用網絡中的現實資源，快速低成本地解決工程問題是當前最迫切的環節。為了能在新的競爭環境中更好地保護自身的利益，并獲取更大的效益，就必須合理規劃和充分利用現有的網絡資源。既要提供顧客需要的功能，同時又要最大程度地利用現有基礎設施的投資，在這種前提下，密集波分復用技術（DWDM）浮現出來，成為用智能光網絡技術擴展城域網的有效、高性價比的選擇。通過將光纖波長分解為單獨的信道，DWDM使運營商能夠根據不同的價格、不同的服務水平為顧客分配波長，同時增加智能應用。DWDM不僅是骨干網的重要選擇，也將是城域網建設的主要選擇，城域網建設方案選擇、發展的速度和規模最終取決于應用。
4結束語
波分復用技術一直在高速發展，根據Dell＼'Oro集團發布的一份市場調查報告顯示：2003年第2季度全球整體光傳輸設備市場達到15億美元，2003年第2季度全球整體光傳輸設備市場中的DWDM城域設備與第一季度相比增長20%，達到1.34億美元，是整個市場增長最快的領域。根據“十五”規劃，我國未來的網絡將由DWDM光傳送網構成核心網絡，由SDH網、分組網和WDM環網構成省內城域網，由多元化發展的寬帶接入、綜合業務接入等向用戶延伸。隨著傳送網逐漸由基礎配套網轉變為綜合業務提供的核心運營網，作為大型骨干光網絡“神經末梢”的城域網也日臻完善，波分復用技術將在城域網建設中發揮巨大的作用。
