摘 要 介紹了光傳送網熱點技術的進展情況，并對光傳送網網絡及技術發展的趨勢進行了概述。
關鍵詞 光傳送網 ULH DWDM ROADM OXC
一、引 言
自2001年以來，由于整個通信市場的低迷，使當時火熱異常的光網絡市場受到了嚴重的沖擊，與光網絡有關的光纖以及光網絡系統市場一落千丈。從2003年底開始全球的光網絡系統市場逐步走出低谷，呈逐步增長的態勢。本文介紹了光傳送網熱點技術的進展情況，并對光傳送網網絡及技術發展的趨勢進行了概述。
二、光傳送網熱點技術進展情況
1．超長途傳輸蓄勢待發
超長途（ULH）密集波分復用設備最近成為傳輸界關注的焦點。超長途DWDM系統比較充分地利用了光纖的傳輸帶寬，解決了網絡節點間無電中繼傳輸問題，對多種數字業務具有透明傳輸特性，具有極高的性能價格比，正逐漸成為核心網傳輸技術的首選方案。
目前，超長途傳輸系統在碼型技術、FEC技術、Raman放大器技術、色散補償技術、孤子技術等方面都有所突破，延長了傳輸距離，可實現2000～4000km的無電中繼傳輸，朗訊、阿爾卡特、北電等公司都紛紛推出了商用化產品。表1是全球幾大設備廠商的長途傳輸系統及特性。
超長途DWDM系統已成為2004年光通信的一大熱點。2005年以后將是超長途DWDM系統的建設高峰期。也正基于此，近期多家廠商紛紛未雨綢繆地推出了新一代的大容量ULH波分系統，期待著一場長途光網的新革命。
2．ROADM成為業界的熱點話題
可重構的光分插復用器（ROADM）是目前業界的熱點話題，在2004年2月的OFC會議上，很多廠商都紛紛展示了他們的ROADM部件和子系統，不過ROADM在網絡中大規模采用還要等待價格的下降和技術的進一步成熟。ROADM具有如下優點：
�。�1）運營公司可根據需要上/下波長，僅僅通過操作鍵盤即可實現控制，這不僅大大簡化了網絡，而且節省了人工配置所需的費用。
�。�2）ROADM采用了交換矩陣，可將環形的網絡變成靈活的網狀結構。
�。�3）ROADM在整個波長內均衡了信號躁聲。
運營公司一直盼望著可配置的DWDM系統能在網絡中采用，但不能忍受目前有關設備的高昂費用，今后這種情況可能會有所改善。一批新的DWDM廠商，特別是Movaz Network公司、Photuris公司和Tropic 網絡公司等正研制新的、價格便宜的ROADM產品。另外，隨著一些大的廠商如Cisco、Lucent、北電網絡、ECI等一些公司也開始提供ROADM產品，兩年后ROADM的價格將會大大降低。一些運營公司如AT&T、SBC公司和Verizon公司都已經推出了ROADM設備的起草建議書。
如果ROADM設備價格合適，并容易配置，ROADM設備將會取代固定的OADM設備，不過何時設備能大量進入網絡還要取決于運營公司的網絡及業務量需求。
3．光交叉連接設備日趨成熟
光交叉連接（OXC）設備是未來智能化的光網絡的核心，也是近幾年光傳送網研究中的熱點，國際上一些知名大公司（如北電，ALCATEL，CIENA，Siemens，TELLIUM等）均推出了各具特色的OXC產品，近來一些大型國際通信展上也經常可以見到其展覽設備，其中以北電的HDX光交叉連接設備最為引人注目。目前，北電的HDX光交叉連接平臺傳輸容量達到5Tbit/s，而以前為1.2Tbit/s。升級后的HDC設備仍具有網絡智能和自動控制的能力。該新的光交換系統可使運營公司節省50%的運營費用。
實現光交叉連接（OXC）的關鍵在于開發應用先進的光器件，特別是光交換器件和光波長轉換器件，國外已研制了多種可用于實現光交換的器件，并已申請專利。目前，基于二維（2D）和三維（3D）設計的MEMS光開關技術發展很快，已有廠家能提供商用產品，據稱交叉規模很快可達512×512甚至1024×1024，但價格仍是阻礙其推廣的主要因素。目前，正在開發有關MEMS產品的公司有富士通、Agiltron和Xerox公司等。
4．每波道40Gbit/s超高速系統漸有起色
由于受多種物理效應（如色散、非線性、光信噪比和器件集成度）的限制，前幾年40Gbit/s系統進展不大。新的IP路由器的發展推動了40Gbit/s的需求，40Gbit/s設備的市場在2003年底開始出現復蘇的跡象，一些設備廠商宣布將推出40Gbit/s的產品，運營公司（如德國電信和MCI）開始在網絡中進行40Gbit/s系統的現場試驗，這些都標志著40Gbit/s的系統技術開始走出低谷。一些40Gbit/s的光器件廠商認為，2005年40Gbit/s的設備將進入商用，最終采用哪種傳輸調制格式更能提高40G系統的傳輸效率，目前還正在用戶中進行試驗，沒有最終確定。
西門子公司計劃2005年40Gbit/s系統能為其帶來一些收入，目前正在與德國電信進行40Gbit/s系統的現場試驗。德國電信2005年初將可能采用Cisco的新一代IP交換機，因此有安裝40Gbit/s系統的需求。西門子公司的40Gbit/s設備可支持80個波長，傳送500km。另外，StrataLight和Mintera公司也將推出40Gbit/s的產品。
三、全球光傳送網設備市場發展
2004年以來全球光網絡系統及設備市場開始走出低谷，呈逐步增長的態勢。
1．全球光網絡設備市場穩中有升
目前，全球光硬件市場趨于穩定，電信業務提供者的（Capex）資本支出下降的趨勢已經基本結束，從2004～2006年，全球光網絡設備市場將會緩慢、穩定的增長（見圖1）。
2002年全球光網絡設備市場（包括SONET，SDH，DWDM，DXC和OXC）下降了53%，降到了101億美元，不同的光網絡設備下滑的比率不一樣。但2003年僅比2002年下降了6%，預示著市場將慢慢復蘇。
2004年全球大多數光網絡產品將會出現增長，其中DWDM和交叉連接設備將會出現強勁增長。預計光網絡市場將會從2003年的100.1億美元增長到2007年的120億美元。
2．亞太地區是全球光設備市場增長最快的地區
如圖2所示，亞太地區是全球光通信設備市場最熱的地區這是無可爭議的事實，未來幾年增長速度將稍有下降，但仍要高于全球其它地區。由于亞洲地區經濟的強勁增長以及政策方面的原因，使得亞洲地區的電信能力有了很大的提高，今后幾年亞洲仍是全球經濟增長最快的地區，2004年亞洲的電信資本支出將增長5.9%，尤其是中國和印度增長最為突出。
印度由于電信業務普及率的持續增長、政府管制更加成熟、寬帶流量增長以及技術的進步，光通信設備市場增長很快，成為亞太地區增長最快的光傳輸設備市場。預計2004年的市場規模將增加15％以上，收入達到4.04億美元，到2007年，將達到6.347億美元，年均增長16％。
3．全球超長途DWDM設備逐步進入市場
2004年，骨干DWDM系統將比2003年有較大的增長，特別是超長途DWDM系統將開始逐步進入市場。據有關研究人員分析，一般當容量利用率達到40%～70%時，運營公司開始計劃在網絡中增添設備，以適應容量增長的需求。目前，在北美和歐洲，雖然帶寬需求的增長率低于20%，但仍舊有網絡擴容和升級的需求。
超長途技術的成熟、一部分網絡容量的近飽和以及數據業務的不斷增長將成為超長途光網絡設備市場發展的主要驅動力。 4．智能光網絡設備的比率將逐步增大
盡管會議電視、VOD、交互式娛樂游戲和其他應用已開始進入市場，但近兩年來帶寬的需求增長仍不是很快，運營公司購置設備的原因之一是升級現有的網絡，例如增加動態選路功能、靈活的處理業務量等，因此更多的將目光集中在光分插復用器、光交叉連接設備等智能光網絡設備。
KMI公司2003年7月對全球141個運營公司進行了調查，結果表明全球光網絡產品的類型正在發生改變，2004年以后智能光網絡設備的比重將會增加。由于運營公司準備將網絡向智能化轉變，新一代的產品，如OADM，OXC和下一代的SDH設備等銷量將有所增加。2003年全球智能光網絡產品占全部光網絡產品的62%，預計2007年將達到90%以上，而傳統的光硬件設備將下降到10%以內。
四、光傳送網網絡及技術發展趨勢
傳送網是電信網的基礎，未來光傳送網的發展目標是建成大容量、高可靠性、高靈活性、高質量、低成本的網絡。
1．智能的光網絡將是未來幾年骨干傳送網的發展方向
智能光網絡（ASON）在向下一代網（NGN）的演進中扮演著重要角色，必將給網絡運營帶來巨大的市場機遇，為光通信行業的復蘇注入新的活力。智能光網絡引入動態交換的概念，具有大容量光交換能力，可實現網絡拓撲結構自動發現、點對點電路配置、帶寬動態分配等，是未來光骨干網的發展方向。
從目前ASON網絡應用情況可以看出，已經有很多的國外運營商在自己的長途網上部署ASON網絡。ASON的網絡建設必須遵循“分階段、有步驟”的策略。借鑒以往的經驗，在智能光網絡的發展和演進過程中，勢必還會出現一些新的問題，包括網絡體系結構問題、控制層面可靠性問題、光交換節點結構問題、網絡安全性問題、多層網絡生存性的協調問題、服務策略問題、網絡運維能力問題等，這也需要引起我們足夠的重視。
智能光網絡的應用是一個逐步發展的過程。2005年智能光網絡產品將會在運營商的網絡中得到小規模試用，而幾年以后智能光網絡將會成為運營商傳送網的主流技術。
2．超長途DWDM系統將逐步進入市場
2004年，超長途DWDM技術成為業界關注的焦點。超長途波分復用傳輸系統具有較低的建網費用、較低的運營成本、更高的可靠性、更快的業務提供速度，應用于下一代骨干網絡建設中將可實現超長途直達通路，具有更強的網絡生存能力。未來的智能光網絡要求傳送層具有巨大的吞吐容量，而超長途DWDM傳輸技術的成熟和商用化，正是邁向高容量、高可靠性的傳送網絡的重要一步。
目前，世界上最先進的超長途光傳輸系統能夠將160波道、10Gbit/s光信號無中繼傳送3200km。最近美國兩大著名的長途運營公司正開始建設超長途試驗網。2005年以后將是超長途DWDM系統的建設高峰期。也正基于此，近期多家廠商紛紛未雨綢繆地推出了新一代的大容量超長途波分系統，期待著一場長途光網的新革命。
3．超高速傳輸系統速率越來越高
超大容量、超高速是未來DWDM系統的主要發展方向之一，世界各國的研究機構和設備制造商都在積極研制開發超高速DWDM系統，目前國際上很多廠商都推出了1.6Tbit/s的DWDM商用系統。
40G技術在經過幾年的沉寂后，又重新回到了人們的視線。在40G的光纖傳輸中，色度色散和偏振模色散等問題曾一直困擾著高速信號的傳播，但是隨著時間的推移，這些技術難題已經逐步得到了解決。2003年底，ITU發布的40G傳輸標準比舊的10G傳輸速率大大提高了傳輸容量，并使現有傳輸成本降低40%以上，這將給設備廠商，運營商乃至最終用戶帶來更大的利益。Siemens等公司準備在2005年推出商用產品，MCI和Sprint等國際著名運營公司正在進行40Gbit/s系統的現場試驗，都使人們看到了40Gbit/s系統的發展前景。
雖然40G系統不會很快在網絡中大規模采用，但是隨著網絡數據量的增加，用戶需求的日益增長，40G系統將會逐步在網絡中應用，2010年以后運營公司骨干網的速率將從10Gbit/s系統向40Gbit/s系統演變。
4．智能化的光節點設備走向成熟
OXC和ROADM具有組網靈活、可擴展性和可重構性強、易于升級、可透明傳輸各種格式的不同速率等級的信號等優點，是構成光傳送網非常重要的節點設備。下一階段的市場熱點將是能夠實現光層業務保護和恢復、靈活配置的OXC/OADM，智能化的光節點設備將在幾年后進入市場大規模商用。
目前國際上Ciena，Sycamore等設備廠商已經推出了具備一定智能的OXC設備，并在美國、日本等國家的網絡中得到應用。從近期的發展態勢看，光交叉設備將首先進入長途骨干網和大量商業用戶集中的城域網，預計一兩年后，光交叉連接系統將投入商用。
ROADM技術2004年有了新的突破，成為人們關注的熱點。目前，由于價格的原因，ROADM的用量很少。今后有關ROADM的市場將會發生變化，預計兩年后ROADM的價格將會大大降低，也許到2006～2007年ROADM產品能夠大規模進入市場。
李 暉 信息產業部電信研究院通信信息研究所高級工程師型正在發生改變，2004年以后智能光網絡設備的比重將會增加。由于運營公司準備將網絡向智能化轉變，新一代的產品，如OADM，OXC和下一代的SDH設備等銷量將有所增加。2003年全球智能光網絡產品占全部光網絡產品的62%，預計2007年將達到90%以上，而傳統的光硬件設備將下降到10%以內。
