CWDM技术在城域网中的应用（一）

摘要：本文通过对几种城域网构建技术的比较，分析CWDM技术在系统成本、性能及可维护性等方面的优势,其正逐渐成为今后日益增长的城域网市场中的主流技术。探讨了CWDM在城域网建设方面的应用方案。关键词：城域网 CWDM  技术优势  网络建设1.概述城域网原是与局域网和广域网相对应的计算机网络的概念,数据通信和电信技术的发展赋予城域网新的内涵,将城域网的概念延伸到整个通信网络,泛指运营商在城市及其郊区范围内提供多种业务的所有网络。它以宽带光传输为开放平台。各类网关实现话音、数据、图像、多媒体、IP接入合各种增值业务及智能业务,并与各运营商的长途网和公用电话交换网（PSTN）互通的本地宽带综合业务网。城域网与广域网的主要区别在于城域网的业务范围不仅有话音,还有数据和图像,是全业务网络。城域网需要支持各种客户层信号,而且要能很快地提供客户层信号所需的带宽。局域网的地域限制使各行各业形成了一个个信息孤岛,广域网的带宽限制又使信息高速公路上的宽带应用大打折扣,核心问题可归结为带宽与距离的矛盾。而城域网则是解决带宽和增加网络覆盖范围的很好方法,这使得城域网成为未来最具发展潜力的网络系统。简单地说，城域网覆盖大约2公里到150公里的范围，是城市中作为局域网互连的高速网络，通常又分为城域网接入部分及城域网核心部分。各个城市的城域网最终再透过更大范围的广域网络骨干相互衔接，最终形成一个全国或全世界规模的无所不在的网络。目前，SDH和 DWDM (Dense Wave Divisionmultiplexer, 密集波分复用)体制在全世界的电信网上得到了规模应用。无疑，所有刺激光网络发展的原因可以归结到一点：那就是以Internet 为立足点的数据业务正在蓬勃发展。出于竞争的需要，中国的各大运营商纷纷建设各自的光网络。为了进一步刺激数据业务增长，解决长途骨干网和接入网之间的“断层现象”，国内各大运营商都提出了各自的城域网实施方案，采用的数据类产品包括路由器、ATM交换机、以太网交换机等。宽带城域网的建设正成为电信建设的热点。由于DWDM技术的巨大带宽和传输数据的透明性,人们自然希望能把DWDM作为城域网中的传输平台。在长途传输中,由于DWDM采用了EDFA（掺铒光纤放大器）将光信号直接放大,节省了大量的电中继设备,从而大大节约了成本。但由于EDFA平坦增益带宽较窄和它本身某些增益特性的限制,人们不得不采用高波长稳定度的激光器和密集波分复用器和解复用器,并且在整个线路上进行光功率均衡；此外,由于电中继传输距离加长,对激光器的色散容限和啁啾特性也提出了很高的要求。这些技术的应用又提高了系统成本。尽管这些高性能的器件和部件价格昂贵,由于广域网传输距离很长,DWDM系统中多个波长通道共用光纤和放大器,仍然可以大幅度降低成本。而在城域网由于传输距离短（一般100公里以内）,不需要使用放大器,增加一根光纤成本也不高,如果简单采用和广域网一样的DWDM设备,无疑将得不偿失。解决的方法是采用CWDM（Coarse WDM, 稀疏分复用）技术。2.城域网建设的技术比较和选择在城域通信网骨干网络的建设中，目前基本上都采用光缆作为传输介质。采用光缆作为传输介质的主要光传输技术有SDH、ATM、WDM、DPT及千兆以太网技术。目前，这五种技术在国内的各个城市的城域通信网骨干网络的建设中都有应用。下面，我们将分析比较上述五种网络技术在城域通信网络建设中的应用特点。从OSI的角度来看，上述五种技术都属于物理层与数据链路层（不一定吻合，但可进行对应，如ATM有自己的分层模型）技术，从本质上讲，SDH与WDM都只是传输系统，应归入物理层。POS技术只是对在SDH帧结构中点到点的VC（虚容器）数据块进行了PPP封装以及扰码处理，属于点到点的传输技术。目前在SDH之上运行IP（IP over SDH）或称为POS（Packet over SDH）是运营商在骨干网的主要技术。但系统相对复杂（包括了PHYSICAL、SECTION、LINE、PATH四个层次），链路开销大（段开销、线开销、通道开销共占整个信道的近5%）等缺点，系统成本比较高，目前主要用于骨干链路。IP over ATM在97年左右非常热门，由经典的IPOA到MPOA再到IP Switch、Cisco的标记交换，最后形成了MPLS。但随着IP的普及以及千兆以太网的推出，ATM必将没落。因为其成本实在是太高昂了，根据ATM的设计，其可直接运行于裸纤之上，但具体实现时，都将其运行在SDH之上，以利用其成熟的硬件实现。而ATM为实现快速、无阻塞的Cell转发所采用的大规模交换网络（包括白切尔混合网络、陷阱网络、蓉树交换网络等）更为昂贵。同时因为“信元税”（9.4%的信元头开销），传输效率更低。DPT（Dynamic Packet Transcation）是Cisco所提出的一种基于光传输网络的子网传输技术，具有简洁而高效率的MAC层，稳定的物理层。兼有以太网的简单与高效和SDH的环网自愈能力，因而目前也有很多的应用。但DPT仍然是Cisco的专利技术，目前只有Cisco支持，所以在成本与大规模部署方面还有很大的障碍，一旦部署，就很难降低总拥有成本。千兆以太网（GE：Gigabit Ethernet）由以太网技术发展而来，具有简单，成熟，可靠，应用范围广，支持厂商多等优点；当然也有诸如QoS难以保障，用户控制能力弱等问题。IP技术、千兆交换和多层交换技术的不断发展，结合光纤传输技术的进步，给城域网络设计的观念上带来了一个全新的变革。采用具有多层交换能力的多功能千兆交换机为骨干，千兆交换机或百兆交换机为主体，以IP协议为信息承载协议，构造一个城域宽带IP光纤网已经成为一种高性能、低成本、极具发展前景的网络建设方案。IP OVER WDM是光层复用技术，每波通道均是透明的光通道。GE OVER WDM的解决方案可以在一对光纤上提供几十个千兆位的通信带宽和快速的网络自愈能力，而且具有以太网的简易性，与其它类似速率的通信技术相比，具有价格低廉的特点。与SDH技术相比，作为城域骨干网技术，IP OVER WDM技术具有更大的价格优势和性能优势，不需要特殊的格式转换，因此网络效率是最高的。主要城域网络技术运行IP 时的主要指标比较见表1。表1主要城域网络技术运行IP 时的主要指标比较主要城域网技术指标比较（运行IP）指标项IP/WDMIP/SDHIPDPTIP/ATM网络扩展容易难需使用同一家产品难网络带宽很宽较宽较宽一般保护与恢复电信级电信级电信级较差带宽利用率高较高高较高技术兼容性很好较好不好不好多业务支持透明支持各种业务多种业务多种业务多种业务技术发展前景广阔市场逐渐减小发展空间不大不明朗目前仅有CISCO一家产品发展空间很小逐渐成为接入层产品单位带宽成本很低高高高网络扩展成本低高很高高