摘 要 在通信技术飞速发展的今天，人们对通信速率和稳定性的要求越来越高，为了满足用户的需求，我们正在积极的组建新的可靠的全光通信网络。其中密集波分复用（DWDM）作为全光通信的核心技术在本文中做了介绍。本文介绍了密集波分复用技术的原理，同时也介绍了密集波分复用技术构成的全光网络的组成以及全光网络的关键技术，并对其在通信网络中的应用进行了探讨。
【关键词】通信网络 全光通信密 集波分复用技术
由于光纤引入到通信网络，通信网络发生了巨大改变。同时由于人们对信息传输速度的需求日益增长，光纤通信已发展到一个新的高度。然而，在光纤通信系统中，网络中的每个节点都要经过多次的光/电，电/光转换，并受到一定电子装置自身缺点的影响，从而出现带宽限制、时钟漂移、严重串扰、功耗高等问题，这些会导致光通信网络中出现“电子瓶颈”现象。为了解决这个问题，充分发挥光纤通信超宽带、抗电磁干扰、高保密、低损耗的优点，人们提出了全光通信。
现阶段光通信仍在发展的第一阶段。全光通信目前主要以波分复用（WDM）为核心，对WDM的传输，交换和网络技术的研究与试验。在传输方面，掺铒光纤放大器（EDFA）和波分复用，再加上光纤色散补偿技术是全光通信的一种合理的方式；在技术交换，全光通信网由于波分复用技术的引入，使传输链路带宽大大增加；另外，波长路由的引入也使得WDM全光网络中的交换节点具有独特优势，可以实现信息在光层上的交换，结构简单灵活，易于升级网络。
在网络技术方面，近年来，WDM传输技术已进入实用阶段，同时也开始走进商业化。在世界上许多国家开始采用波分复用技术和现有的或即将铺设的光纤网络的所有光网络实验，为了寻求一个透明的，一个可扩展的，一个可重建的全光网络的全面解决方案，并为未来的宽带通信网络的实现打下了坚实的基础。
1 全光通信的新进展
研究机构的最新成果表明，密集波分复用（DWDM）成为全光通信网建设的关键技术。因此在我国未来网络的发展，应重点关注和使用DWDM技术。现有通信网络可以说是一个过渡的传输网络，DWDM全光网络是我们发展的一个方向。全光网的最新进展：
1.1 光通信技术在光纤领域、光学领域已经取得了很大的进步
目前的理论科学型光纤的几种，包括非色散位移光纤，色散位移光纤和非零色散位移光纤（例如，真波光纤）。真波光纤是专为1550nm波段多波长高码率传输而设计的，是由纺丝的方法制造，分散性和稳定性好，为海底光缆的建设提供保障；
1.2 光纤放大器（OFA）在构建远程光纤网络进行了大规模的使用，促进所有光网络设备的进一步开放
目前，DWDM系统中波数为16 的和波数为32的已经被广泛的应用。产品如华为公司的512波已投入业务，现在日本已成功开发出1024×40Gbit/s大容量光纤传输系统。放大区通常是在1525nm～1565nm的范围，新的光纤放大器可以支持三个波段，常用的结构1525nm～1565nm的C波段，1570nm～1620nm的L波段以及1400nm～1460nm的S波段。现在，在1024×40Gbit/s大容量光纤传输系统中长距离光放大器放大的光信号可以达到120公里无中继塑形。随着波分复用技术的不断发展，在同一时间，使用多个光纤放大器，每个任务集的一个子集集中的所有波长的光纤放大器的放大作用，使波长信道的总数可以大大增加；
1.3 光插入/落地功能的实现是一个全光信号最重要的条件
光交叉连接设备必须遵循公开透明的原则，光信号通路在比特率，信号格式，调制方式和其他信号的特点，要符合国际标准，应与一般的兼容。为了实现高速传输准确无误，开放和透明的全光交叉能力的标准化是建设大型高速全光网络的基本要求；
1.4 光网络的维护
光网络的维护是光纤通信系统的重要组成部分的，也是未来光网络的研究重要方向。高速智能维护系统，是光网络维护的发展方向。光网络管理系统是现在流行的系统，基本实现了智能自修复功能。业务信号和网管信号有着不同波长，一般在DWDM系统的信道网络管理，不参与信号复用和分解，与光信号板网络灵敏度比主要业务信道高多了。例如，像电信DWDM网络管理系统。实现专用通信信道管理可以在整个通信系统中加上一个额外的波长信道。通过以上论述，我们可以知道，伴随着DWDM技术的不断发展和进步，光网络系统也会飞速发展，正一步步走向我国通信行业建设的骨干路上。
2 密集波分复用（DWDM）的系统组成
DWDM通常有开放式和集成式两种应用形式。开放式DWDM系统对复用终端的光接口没有特殊的要求，仅仅需要满足ITU-T建议的光学接口标准。DWDM系统采用波长转换，光信号将被转换成指定的波长，不同的终端设备转换的波长不同，但都符合ITU-T建议，最后进行合波。集成式DWDM系统无波长转换技术的使用，它需要满足DWDM系统的规范，不同复用终端设备的传输波长不同但都符合ITU-T建议，所以他们合成器可以占据不同的信道，从而完成合波。工程上有不同的需求，所以选择形式也各不相同。实际应用中还可以混合使用两种形式。
DWDM系统包括光发射机，光放大器，光接收机，光监控信道及网络管理系统五部分。光发射机是WDM系统的核心，它发出的光信号的波长不同，但精度和稳定性满足一定的要求，信号通过一条波分复用通路合成传输到光功率放大器，然后耦合到传输光纤。光中继放大器用掺铒光纤放大器（EDFA），主要用于长距离传输的信号衰减引起光信号的补偿。该光接收机包括一个前置放大器，一个分光器。前置放大器首先放大衰减的光信号，然后用分波器把光信号的每个特定的波长分离，然后接收；网络管理系统对光波分复用系统进行管理，主要包括性能，配置，安全管理等功能，与上层管理系统连接。
波分复用器可分为发端的光学多路复用器和终端光分路器。光合波器是一个发送端传输系统，是一个具有多输入和单输出端口的设备，不同波长的光波信号通过不同的输入端口输入，之后再由同一个端口输出。光分波器有单一输入端口和多个输出端口，和合波器相反，它可以将不同波长的多个光信号按照一定条件进行分离。
光学放大器可以直接对光信号放大，除此之外，它还具有实时性好，增益高，噪声低，宽带宽，损耗低等优点，新一代的光纤通信系统中起着重要关键器件的作用。现阶段的光纤放大器有很多中了，最常用的是掺铒光纤放大器，它的优点很多，性能相比其他要好很多，满足现阶段我们对长距离、大容量、高速率的要求，广泛应用在现在的光通信系统中，他既可以做为前置放大器，也可以是线路放大器，还可以做功率放大器使用。
光监控信道的建立是要监测WDM光传输系统。ITU-T建议选择波长1510nm，容量2Mbit/s；如果速率低，但是接收灵敏度高的话也是可以工作的，但下光路必须要在EDFA之前，而上光路要在EDFA之后。
3 全光通信发展中的限制
WDM光因其透明传输，可扩展性，好的和巨大的带宽资源，基于一个强大的吸引力的重建，但也存在许多问题：
（1）目前在线的主要是掺铒光纤放大器，有商业产品，但它的带宽是有限的，一般1530nm和1560nm之间，约30nm左右。这使得可用的波长资源是有限的，但也有其局限性，由于EDFA级联受限，会产生增益不均匀和交叉饱和带，将限制波长数可容。
（2）交换节点（OXC，OADM）将加重串扰。在全光网络的交换节点中，因为光开关和滤波器的大量的存在，会产生很多串扰，串扰可以迅速积累。这些串扰可以分为两类：不同波长串扰和同波长串扰。不同波长时，如果串扰和信号差的波长是足够大的，那么就会高于接收机的带宽很多倍，输出信号功率和串扰的接收器是线性（线性串扰）的。同波长时，如果接收机带宽足够大，包括信号和串扰在内的串扰就会产生相互干扰形成相干串扰，和线性串扰相比，相干串扰更为严重。
（3）全光通信光滤波器会存在级联，而级联对传输进行约束。级联滤波器系统传输函数的所有光学滤波器产品的传输功能，所以总的有效带宽将减少。滤波器，以及滤波器的通带和信号波长，还有可能没有对齐，这也会导致信号的衰减。
同时，网络的运行，管理和控制是目前还没有成熟的方案，这可能会在未来的全光通信发展成为最大障碍。
近年来，中国已完成的大型光纤通信系统长途骨干网络大运营商建设。国防通信早在10多年前的光纤也基本完成。在全国范围内，大量铺设光缆，不论是长途电信的骨干网还是居间的中继网络，都开始使用光纤网络，而且光纤在信息高速公路上的使用和全光网在各个国家的实施的策略和趋势表明，通信已成为光传输发展的必然。
参考文献
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作者简介
王砺锋（1973.4-）， 河北省滦县人， 本科学历， 河北省长途通信传输局唐山传输局局长， 工程师。研究方向：光纤通信线路。
作者单位
河北省长途通信传输局唐山传输局 河北省唐山市 063000