劉詩(shī)儒+原麗麗

【摘要】 密集波分復(fù)用技術(shù)在當(dāng)前的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，且這種光纖通信技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的相對(duì)成熟。但隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，對(duì)密集波分復(fù)用技術(shù)提出了更高的要求，對(duì)通信傳輸?shù)膫鬏斁W(wǎng)絡(luò)容量和品質(zhì)有了更進(jìn)一步的要求。新的計(jì)算機(jī)發(fā)展背景下，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)的最大限度的容量和品質(zhì)優(yōu)化成為了重點(diǎn)，對(duì)傳輸效率的提高也是為運(yùn)營(yíng)商提高經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。本文主要對(duì)密集波分復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用概況進(jìn)行闡述，同時(shí)對(duì)優(yōu)化通信網(wǎng)絡(luò)的方法進(jìn)行了分析，以期與廣大學(xué)者交流。

【關(guān)鍵詞】 密集波分復(fù)用技術(shù)（DWDM） 應(yīng)用 探究

前言：因特網(wǎng)的應(yīng)用帶來(lái)了21世紀(jì)的信息變革，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用遍布全球的各個(gè)領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)通信也融入人類的發(fā)展和生活。隨著，移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，各種新型網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。而發(fā)展帶來(lái)的變革之一就是網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娜萘亢推焚|(zhì)將不斷面對(duì)新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸在進(jìn)行容量擴(kuò)展時(shí)采用空分復(fù)用技術(shù)或時(shí)分復(fù)用技術(shù)，而這兩種技術(shù)的傳輸網(wǎng)絡(luò)都采用單一的波長(zhǎng)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。但這種傳輸方式并沒有將光纖這一大容量的傳輸介質(zhì)充分利用，從而形成了極大的浪費(fèi)，光纖這一傳輸介質(zhì)的發(fā)明以為這傳輸?shù)娜萘窟€是有非常大的拓展空間的，也就是說必須要使用容量傳輸量大的一種方式才能減少這種浪費(fèi)。在此背景下，研究提出了密集波分復(fù)用技術(shù)，這種技術(shù)的重要優(yōu)勢(shì)之一就是減少了對(duì)光纖寬帶的浪費(fèi)，是這種大容量的傳輸介質(zhì)得到了更好的利用。

一、DWDM技術(shù)的應(yīng)用、發(fā)展及要解決的技木問題

經(jīng)過不斷的研究和發(fā)展，DWDM技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)處于較為成熟的階段。而這些進(jìn)步和發(fā)展總是離不開其他新技術(shù)的發(fā)展和研究，因此，DWDM技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)都是由這些新技術(shù)的使用產(chǎn)生的。但是，在DWDM技術(shù)的發(fā)展中，仍然存在一些阻礙其發(fā)展的技術(shù)問題，這些問題的解決決定著DWDM技術(shù)的更進(jìn)一步發(fā)展。以下是DWDM技術(shù)面臨的一些問題。

1、超大容量。超大容量，是當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展下通信傳輸所面臨的第一個(gè)挑戰(zhàn)。在當(dāng)前的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展形式下，國(guó)內(nèi)一級(jí)骨干網(wǎng)絡(luò)通常采用32×2.5Gbit/s或者32×10Gbit/s的系統(tǒng)，就算是二級(jí)骨干網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)也會(huì)采用大于16×2.5Gbit/s的通訊網(wǎng)絡(luò)。因此，DWDM技術(shù)的發(fā)展方向必須要朝著更大容量的網(wǎng)絡(luò)通信發(fā)展，只有這樣才能滿足計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展下的網(wǎng)絡(luò)傳輸需求。

2、超長(zhǎng)距離。色散管理技術(shù)和拉曼放大器等新型技術(shù)的發(fā)展，為提高DWDM系統(tǒng)的傳輸距離提供了可能。在色散管理技術(shù)和拉曼放大器等技術(shù)的輔助下，DWDM系統(tǒng)的無(wú)電中繼傳輸性能將得到跨越性的提高，傳輸距離可以達(dá)到幾千公里，有望實(shí)現(xiàn)國(guó)家級(jí)的全光網(wǎng)。

3、超寬帶光放大問題。摻餌光纖放大器（DEFA）能夠放大帶寬的寬度，在內(nèi)插增益平坦濾波器后能達(dá)到35nm。DEFA能夠滿足范圍較廣的波長(zhǎng)需求，在C波段頻段中的1530-1560nm范圍中能夠滿足40多種放大需求。而光纖技術(shù)和光電子技術(shù)的不斷發(fā)展也使得L波段（1570-1610）即將成為商業(yè)化使用的波段，這一波段范圍的成功使用將使光纖的容量得到更進(jìn)一步的拓展。拉曼放電器技術(shù)的使用將于EDFA技術(shù)得到互補(bǔ)，減少非線性傳輸獲得增益特性。另外，拉曼放大器的極低噪聲系數(shù)和寬帶特點(diǎn)也使得其在DWDM傳輸技術(shù)中具有非比尋常的意義。

4、色散管理問題。光纖和管器件的色散和偏振膜色散受到傳輸速率的影響較大，一般情況下，當(dāng)傳輸速率在2.5Gbit/s以下時(shí)，色散和偏振模色散影響較小，色散的影響距離也能夠達(dá)到幾百公里甚至以上的水平。但當(dāng)傳輸速率在10Gbit/s的單模光纖中時(shí)，色散和偏振模色散的影響會(huì)明顯變大，影響范圍縮短到幾十公里。因此采用色散管理技術(shù)是非常必要的。色散補(bǔ)償光纖、長(zhǎng)調(diào)啾光纖光柵色散補(bǔ)償模塊、利用頻譜反轉(zhuǎn)技術(shù)等是常用的幾種色散補(bǔ)償方式。也可以通過改變光纖型號(hào)來(lái)解決色散問題，如采用G665光纖就能夠顯著緩解色散問題。但在偏振模色散管理技術(shù)上，目前尚未有新的突破，必須要加強(qiáng)對(duì)偏振模色散管理技術(shù)的研究。

5、非線性效應(yīng)的抑制。所謂非線性效應(yīng)是指在信號(hào)的傳輸過程中，由于部分光信號(hào)發(fā)生非支線傳輸而造成了的信息損失，這種信息損失是一項(xiàng)不可逆的損失。在DWDM系統(tǒng)中，抑制這種非線性效應(yīng)也就顯得非常重要了。目前，通過對(duì)AF光纖這種大孔徑管線的使用來(lái)減少非線性效應(yīng)，使用非零色散光纖來(lái)抑制四波混頻，提高光纖的傳輸總功率，對(duì)波長(zhǎng)傳輸?shù)耐ǖ肋M(jìn)行一定程度的優(yōu)化。基于DWDM系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，DWDM系統(tǒng)的仿真技術(shù)在色散管理和非線性效應(yīng)抑制方面應(yīng)用效果良好，為進(jìn)一步的研究提供了指導(dǎo)。

6、光信噪比問題。光信噪比是衡量信息傳輸質(zhì)量的重要指標(biāo)，信息傳輸?shù)乃俾试礁?，光信噪比的指?biāo)要求也應(yīng)越高，否則傳輸信息質(zhì)量會(huì)降低。影響光信噪比的重要因素是非線性效應(yīng)的抑制，由于非線性效應(yīng)導(dǎo)致了部分信息的丟失，因此放大器的使用功率就不能進(jìn)行不斷放大，以此來(lái)提高光信噪比的指標(biāo)。解決這一問題可使用前向糾錯(cuò)碼技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)在確保誤碼率的同時(shí)還能慢去對(duì)光信噪比的一般要求。

二、DWDM的組網(wǎng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 DWDM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

根據(jù)工作方式的不同，DWDM網(wǎng)絡(luò)有兩種業(yè)務(wù)存在形式，包括今天業(yè)務(wù)網(wǎng)和動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)網(wǎng)。而根據(jù)波長(zhǎng)變換的方式不同，又可以將DWDM網(wǎng)絡(luò)區(qū)別為無(wú)波長(zhǎng)變換網(wǎng)絡(luò)和有波長(zhǎng)變換網(wǎng)絡(luò)兩種形式。根據(jù)光電轉(zhuǎn)換方式的不同，可分為單跳網(wǎng)和多跳網(wǎng)兩種形式。DWDM同時(shí)也可有多種形式的物理連接方式，如環(huán)狀網(wǎng)，網(wǎng)狀網(wǎng)，星型網(wǎng)，總線網(wǎng)等多種結(jié)構(gòu)。在網(wǎng)絡(luò)選路方式上，DWDM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可采用廣播廣播與選擇網(wǎng)結(jié)構(gòu)或者波長(zhǎng)選路網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

2.2 DWDM網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

DWDM的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)應(yīng)該要滿足成本最小化、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)化、網(wǎng)絡(luò)功能最大化和最易修復(fù)等要求。在這些目標(biāo)中，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能最優(yōu)是最具技術(shù)難度的問題，而在此前提下還要控制DWDM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的成本就更具挑戰(zhàn)了。因此，在具體的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中可以分步進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能的搭建來(lái)確定網(wǎng)絡(luò)的骨架，在后期的結(jié)構(gòu)和功能優(yōu)化時(shí)就可以結(jié)合設(shè)計(jì)建設(shè)成本進(jìn)行，對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行精修，實(shí)現(xiàn)功能最優(yōu)前提下的經(jīng)濟(jì)化。

網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化設(shè)計(jì)一般分為三個(gè)步驟進(jìn)行：第一，拓?fù)湓O(shè)計(jì)，拓?fù)湓O(shè)計(jì)主要是為了確定鏈路的結(jié)構(gòu)；第二，業(yè)務(wù)路由器和容量傳輸要求；第三，空閑容量的分配，空閑容量的分配主要是為了應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化設(shè)計(jì)主要可以從基本情況界定和環(huán)內(nèi)選路由和波長(zhǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的分割和定位。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)在空閑容量的分配上有一定的區(qū)別，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)由于其空閑容量原本就已經(jīng)嵌入環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，因此環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)中無(wú)需進(jìn)行空閑容量分配。

2.3 DWDM網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

DWDM網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化主要是為了解決信息傳輸中的衰減和損耗問題，如色散問題、非線性效應(yīng)抑制問題等。要實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化首先必須要對(duì)光路傳輸中的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行科學(xué)方法的計(jì)算，通過對(duì)設(shè)計(jì)缺陷的彌補(bǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的通信的優(yōu)化。同時(shí)，在具體的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，也要盡可能的減少工程失誤，優(yōu)化工序，在信號(hào)傳輸系統(tǒng)架設(shè)完成后達(dá)到傳輸信號(hào)的高質(zhì)量傳輸。為減少傳輸信號(hào)的失真和劣質(zhì)信號(hào)的傳輸，必須要對(duì)高傳輸速率下的大容量傳輸過程中的影響因素進(jìn)行控制，減少線性失真和非線性失真。

小結(jié)：科技的不斷發(fā)展使得計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的使用不斷普及，而人類的生活和工作與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)息息相關(guān)，于此同時(shí)人類的對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的要求也在不斷的提高。為了滿足人類對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的使用要求，使人類生活能夠更加便利，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)必須不斷的進(jìn)行更新和發(fā)展。應(yīng)該不斷的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的創(chuàng)新，對(duì)DWDM技術(shù)進(jìn)行更加深入的研究，同時(shí)還要對(duì)其他新型的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，在各種技術(shù)良性發(fā)展的前提下才能實(shí)現(xiàn)最終的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使用性能的提高。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]周旭娟.淺談密集波分復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用[J].都市家教（下半月），2016，（6）：273-273.

[2]張樂.波分復(fù)用的關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用研究[J].科技風(fēng)，2013，（22）：70-71.

[3]陳立.我國(guó)光通信技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].綿陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，（8）：44-48.

[4]朱建寧.密集波分復(fù)用技術(shù)在電力通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用研究[J].低碳世界，2015，（36）：9-10.

[5]王安梅.路由與波長(zhǎng)分配的RWA算法應(yīng)用于光通信網(wǎng)絡(luò)[J].激光雜志，2015，36（4）：179-181.