CWDM技术在城域网中的应用（四）
4.5网络的灵活性和可扩展性
公务网将会是一个不断增长的网络，包括它的规模，它的应用范围和服务内容将随着上网机关和服务对象的不断普及而不断增加，因此在网络设计上必须非常重视网络的扩展能力。网络的扩展包括：一、网络规模的扩展，包括网络的地理分布，用户数；应用内容的扩展，IP主干网络将不仅仅担负数据传输的任务，包括VOD等其它视频和语音服务也会不断加入到IP网络中去。要求主干网络设备必须具有多种业务支持的能力。二、网络容量的扩展，随着规模和应用的扩展网络的传输容量也必须能相应的增加。
采用WDM光网络设备后，其模块化的系统在可伸缩性上亦有着固定式系统无法比拟的优越性。整个系统的性能将随着模块数量的增加而得到相应的增加，因此也就更能适应不同规模网络对设备的要求。模块化的网络设备在多种技术的适应能力上具有相当大的灵活性。网络系统具有统一的系统平台，具有平滑升级的能力，使系统能满足各种用户对应用处理不同程度的需求，以及逐步升级的发展规划，以节约投资避免系统性能的闲置和浪费。
如今,厂家已经能够提供具有2到8个波长的商用CWDM系统,将来这些系统有望在1290nm到1610nm的频谱内扩展到16个复用波长。目前,大多数CWDM系统工作在从1470nm到1610nm的范围内,其信道间距为20nm。此外在1310nm窗口附近也在开发之中。由于到目前为止,已经安装的大部分光纤中有残留水分,使得其在1400nm波长附近的光信号衰减。这个附加损耗会限制系统在长途传输中的使用,但是对于城域网使用的CWDM系统而言,这并不是一个障碍。
与传统的TDM方式相比CWDM更适应高速数据业务的发展。比如说，可以通过将分组和信元直接映射进一个波长的方式，将路由器和交换机直接与CWDM传送网相连，而不需要经过SONET／SDH TDM复用器。并且CWDM系统提供的灵活性是TDM系统所无法比拟的。
在许多的情况下，城域通信网络的建设都面临着光纤资源的紧张或光纤租赁价格的昂贵。采用CWDM的波分复用功能和环网自愈功能比点对点的升级有着更多的好处。比如可以为未来准备一些“虚”环和“虚”光纤。它可以根据新业务和新应用的引进而不断地扩展。
CWDM的协议透明性可以使业务提供者支持本地的企业数据，比如：以太网数据、ATM、IP over SDH等，用不同的波长来支持不同类型的数据。光层提供了独立于业务类型的传送结构。同时，CWDM提供了在一根光纤上提供不同速率的数据通道。这一点在城域环境中非常重要。因为城域网中有许多不同的业务和不同的速率。CWDM的透明性和分插复用功能可以允许使用者直接上下某一个波长，而不用转换原始信号的格式。当然，相应接入设备的光接口还是需要的。
在城域网中应用CWDM系统可以使光层恢复成为可能。光层恢复比电层恢复要经济得多。考虑到光层恢复是独立于业务和速率的，那么原来一些自身体制无保护功能的体系（例如：千兆网络技术），则可以利用CWDM来进行保护。
5.CWDM环网结构分析
CWDM系统以其低成本、大容量、易开通、应用灵活、业务透明性和易扩展性成为一种经济实用的短距离WDM传输系统。目前，CWDM在城域网应用中越来越受到大家的认可并已经实用化。CWDM作为一种新兴的传输网，为城域接入网与核心网的连接提供了全新的解决方案。利用稀疏分复用技术在城域网现有的网络基础上提高通信容量(波长带宽×N)、扩展带宽，能够有效解决光纤的资源问题。因此，目前在行业范围内CWDM得到了广泛认可。CWDM可应用于大都市的城域接入网，同时还可以应用于中小城市的城域核心网，且后者在我国的实际应用中应该非常有前途。当其应用于中小城市的城域核心网时，组网方式大多采用环形网且均采用双纤双向环。而稀疏分复用(CWDM) 技术在系统成本、性能及可维护性等方面具有优势，正逐渐成为今后日益增长的城域网市场的主流技术。如下从一个典型的CWDM系统出发，就CWDM系统环网的最佳保护方式和在城域核心网中专用通道保护方式中的最大节点数进行分析和探讨。
在CWDM系统一般不采用光放，当系统的最高速率为2.5Gbps 时，系统最大功率预算为20几个dB，最大传输距离为50km左右。当然限制系统的最大传输距离的参数还有色散、光纤的衰减系数等，但功率预算是系统最大传输距离的主要因数(尤其是在系统选好激光器类型后)。系统最大功率预算同时也限制了每一个波长通道所能通过的最大节点数和最大传输距离。若一个CWDM系统中的OADM节点中每个波长上下路和直通状态的典型插损为2dB，节点间的传输距离典型为20公里，每公里光纤的插损为0.3dB 则传输损耗为6dB，当系统最大功率预算为22dB时，系统很难支持更长的传输距离。
WDM系统的光层保护方式有复用端保护(OMS) 和通道保护(OCh) 两种，通道保护又可根据系统对保护通道的利用方式分为专有保护和共享保护两种。
在采用复用段保护的CWDM系统中，当发生保护倒换时系统中最大光波长通道距离可能大于或等于环长。此时该波长通道的光功率预算很难满足要求，更不用考虑如系统所用激光器所能支持的最大色散距离等其他因数的影响。因此在CWDM系统中采用OMS保护方式显然是行不通的。而对光通道保护方式而言，系统中的最大波长通道距离肯定小于环的总长度，若采用近端业务配置方式能使得最大波长通道距离约环长的一半。
就Och保护方式本身而言可分为两种：专用保护方式和共享保护方式，专用保护方式和共享保护方式除了星型业务所需波长数差不多外，在环形业务和均匀型业务两种情况下专用保护方式对波长的利用率均比共享保护方式差，且随环网节点数的增加专用保护方式的波长利用率越低。但是共享保护方式对波长利用率的提高是以系统成本的增加和系统的复杂性增加(共享保护方式需要复杂的协议)为代价的，尤其是在当前光开关等关键光器件的价格较高的情况下系统成本的增加尤为突出。另外系统成本的增加会削弱CWDM本身所具有的成本优势。因此共享的通道保护方式也不适用于CWDM环网系统。相对共享通道保护方式而言，专用通道保护系统具有成本低、系统结构简单、保护时间短等优势，因此对于城域CWDM环网系统而言专用通道保护方式的确是一个非常好的选择。
目前的CWDM系统大多只提供S+C+L波段的8个波长。当系统应用于中小城市的城域核心网时，系统所能支持的最大节点数就会受到限制。若城域核心网中的节点数为4个，完全的均匀性业务所需的波长数为6，此时环中只有两个波长剩余，当然这两个波长还可以用作从干线网的业务接入。当节点数为5，完全的均匀性业务情况下城域核心环网所需的波长数为10，这已超出目前大多数系统所提供的波长数，考虑到整个CWDM系统的波长数可以扩展到16(以20nm为间隔)城域核心网的最大节点数可以为5。
上海贝尔阿尔卡特公司推出的CWDM系统中所采用的保护方式正是专用通道保护，系统目前支持的波长数为8，将来可升级为16波系统，有助于建设一个实用、经济、可靠的CWDM系统。