粗波分復用(CWDM,Coarse Wavelength Division Multiplexing)系統(tǒng),也稱稀疏波分復用系統(tǒng),是WDM系統(tǒng)的一種,是相對于密集波分復用(DWDM)系統(tǒng)而言,兩者的主要區(qū)別在于使用波長的波道間隔的不同。
一、CWDM的概念
在ITU-T G.671《光學元件和子系統(tǒng)的傳輸特性》中,給出的粗波分復用器的定義是:一類WDM器件,具有小于 50 nm卻大于1000 GHz的通路波長間隔(在1550 nm大約是8 nm,在1310 nm大約是5.7 nm)。這類器件之內可以包含幾個頻譜帶。那么相對應的密集波分復用器的定義是:一類WDM器件,具有小于或等于1000 GHz通路波長間隔。這種器件之內可以包含幾個頻譜帶。因此,它們的區(qū)別是介于1000 GHz通路波長間隔。
所謂通道間隔是指相鄰通道間的標稱波長差。
在ITU-T G.694.2《用于WDM應用的光譜柵格:CWDM波長柵格》中,給出的粗波分復用(CWDM)的含義是:一種WDM技術,其特征是比密集波分復用(DWDM)更寬的通道間距,如ITU-T Rec. 671所定義。CWDM系統(tǒng)可以通過結合非冷激光器、放寬激光波長選擇公差和寬通帶濾波器來實現(xiàn)低成本的應用。CWDM系統(tǒng)可以在大城市的傳輸網(wǎng)絡中用于各種客戶端、業(yè)務和協(xié)議。也即CWDM系統(tǒng)主要使用于本地網(wǎng)或城域網(wǎng)中,從建網(wǎng)成本和光纖利用效率角度,長途傳輸網(wǎng)絡基本不使用的。
二、CWDM的標稱工作波長
1、標稱工作波長的配置
在ITU-T G.694.2建議中,規(guī)定了CWDM系統(tǒng)使用的光波長范圍,該范圍覆蓋了單模光纖從1260nm以上的O、E、S、C、L和U等6個波段。其波長間隔為20nm,光纖鏈路內最大可容納18個標稱中心工作波長。
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2、系統(tǒng)波道間間隔的配置
在ITU-T G.695建議中規(guī)定,對于雙向應用程序,最大通道數(shù)以n/2 + n/2的形式表示,其中n是應用程序代碼支持的最大通道數(shù),n/2是每個方向上的通道數(shù)。應該注意的是,如果它需要能夠升級與某個最大信道數(shù)到一個配置更高的最大的通道數(shù),然后指定參數(shù)值的設定更高的通道數(shù)應用程序代碼應該滿足最初的鏈接。例如,根據(jù)4通道應用程序代碼設計的系統(tǒng)不能升級到8通道系統(tǒng)。這種選擇應該通過對8通道系統(tǒng)的不滿配置(如先期配置4個通道)和對8通道應用程序代碼使用一組參數(shù)值來實現(xiàn)。
為此,我國通信行業(yè)標準YD/T 1326-2013《粗波分復用(CWDM)系統(tǒng)技術要求》中,給出了8通道系統(tǒng)的等間隔的通道波長選用,即配置在S、C和L波段。
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三、CWDM的光接口
1、關于ITU-T G.695的要求
在ITU-T G.695《CWDM的光接口》中給出了CWDM的光接口規(guī)范要求。該建議適用于使用單模光纖網(wǎng)絡應用的粗波長分復用(CWDM)光線路系統(tǒng)的光接口。它定義并提供物理點到點和環(huán)形CWDM系統(tǒng)應用的光學接口參數(shù)值。其主要目的是實現(xiàn)橫向(多廠商)兼容接口。該建議描述光纖線路系統(tǒng),包括以下特點:最大通道數(shù)可達16以上;信道最大比特率可達PAM4 50G。CWDM的波長柵格應符合于G.694.2的規(guī)定。規(guī)范的組織是根據(jù)應用代碼。
2、光接口的應用
G.695為物理點到點和環(huán)形應用中的CWDM多通道和單通道接口提供物理層參數(shù)和值。CWDM系統(tǒng)可以通過結合非冷單模激光器、放寬激光波長選擇公差和寬通帶濾波器來實現(xiàn)高性價比的應用。CWDM系統(tǒng)可用于各種客戶機、服務和協(xié)議的傳輸網(wǎng)絡。
G.695中使用的規(guī)范方法分為兩類。第一個是“黑盒子(black box)”方法,這意味著它不打算限制或指定黑盒中的內部元素和/或元素之間的連接。第二種是“黑鏈接(black link)”方法,這意味著只指定(單通道)光分支信號的光接口參數(shù)。G.695僅考慮非放大的多通道接口,但是,將來可能會考慮放大接口。
3、光接口的參考點
G.695中給出的參考點包括單向應用和雙向應用。對于單向應用,給出了“黑盒子”方法、線形“黑鏈接”方法、環(huán)形“黑鏈接”方法的示意圖和參考點定義;對于雙向應用,同樣給出了“黑盒子”方法、線形“黑鏈接”方法、環(huán)形“黑鏈接”方法的示意圖及參考點定義。
在我國通信行業(yè)標準YD/T 1326-2013中,規(guī)定了多通路CWDM系統(tǒng)點到點雙纖雙向傳輸應用的情況,其采用線形和環(huán)形OADM的應用在附錄A中規(guī)范,單纖雙向的應用在附錄中B中規(guī)范。下圖3-3顯示了CWDM系統(tǒng)應用的配置及參考點的配置,該模型是以G.695的“黑鏈接”模型為基礎,參考“黑盒子”模型中的參考點,根據(jù)WDM實際情況而設置的。模型中沒有包含任何光放大器。圖中參考點的定義詳見下表3-3中。
圖3-3:CWDM參考點定義示意圖
表3-3:CWDM參考點的定義
4、應用代碼的命名方法
G.695規(guī)定:應用代碼識別應用的網(wǎng)絡、實現(xiàn)和體系結構特征。應用代碼符號構造如下:
CnWx-ytz
雙向系統(tǒng)通過在應用代碼前面添加字母B來表示。對于CWDM應用程序代碼將是:
B-CnWx-ytz
使用“黑連接”方法的系統(tǒng)通過在應用代碼前面添加字母S表示。對于CWDM應用代碼將是:
S-CnWx-ytz
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5、應用代碼的分類
在G.695中給出了參考點MPI-SM和MPI-RM的多通道接口、參考點SS和RS處的單通道接口的應用代碼的分類。
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6、應用參數(shù)的定義與參數(shù)的值
在G.695中給出了各參考點的相應的參數(shù)及定義。規(guī)定的參數(shù)值包括:多通道接口的物理層參數(shù)值(使用于“黑箱子”);單通道接口的物理層參數(shù)值(使用于“黑連接”)。
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7、光支路信號的比特率與線路編碼
在G.695中規(guī)定,CWDM系統(tǒng)的光支路信號(即承載的客戶業(yè)務信號)的級別有:NRZ 1.25G、NRZ 2.5G、NRZ 10G、NRZ 25G和PAM4 50G,具體要求詳見下表3-7-1中。
表3-7-1:CWDM系統(tǒng)所承載的光支路信號級別及要求(G.695要求)
在我國通信工程建設標準GBT 51152-2015《波分復用(WDM)光纖傳輸系統(tǒng)工程設計規(guī)范》中規(guī)定,CWDM系統(tǒng)所支持的客戶接口類型應符合下表3-7-2的要求,與上表相比多了以太網(wǎng)接口。
表3-7-2:WDM傳輸系統(tǒng)所承載的客戶接口類型(GBT 51152要求)
四、CWDM光線路系統(tǒng)
其實,粗波分復用(CWDM)系統(tǒng)是屬于WDM技術的一種,因此,CWDM的系統(tǒng)設備組成同樣由波分復用終端復用器(OTM,Optical Termination Multiplexer)、光分插復用設備(OADM,Optical Add/Drop Multiplexer)等組成,當然也包括光波長轉換器(OTU)、監(jiān)控通路設備和網(wǎng)管設備等。CWDM的光線路傳輸系統(tǒng)與DWDM的光線路傳輸系統(tǒng)有一定的相似性,在系統(tǒng)設備的實現(xiàn)上的主要區(qū)別如下表4-1所示。但在CWDM的光線路傳輸系統(tǒng)中沒有跨段配置和使用光線路放大器的應用。下表4-2為CWDM和DWDM的光線路系統(tǒng)技術框架的一個簡單比較。
表4-1:CWDM與DWDM在系統(tǒng)設備實現(xiàn)上的主要區(qū)別
表4-2:CWDM和DWDM的技術框架的簡單比較
CWDM光線路系統(tǒng)主要用于寬帶城域網(wǎng)的建設中,由于DWDM的巨大帶寬和傳輸數(shù)據(jù)的透明性,人們自然希望能把DWDM作為城域網(wǎng)中的傳輸平臺。但是,由于城域網(wǎng)傳輸距離短,業(yè)務接口復雜多樣,如果照搬主要應用于長途傳輸?shù)?/span>DWDM,會帶來成本上的大幅度提高。下表4-3給出了CWDM與DWDM在成本上的一個分析比較。
表4-3:CWDM與DWDM在成本上的分析比較
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