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[Sonet/SDH] 超长距波分传输的发展趋势和经济效益 [复制链接]

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发表于 2004-12-3 21:50:00 |只看该作者 |倒序浏览

一、概述

近年来互联网等数据传输服务的兴起，导致传输网络的业务重心逐步从传统的语音业务，转向以数据、图像、多媒体、IP接入和各种增值业务和智能业务为代表的高速数据业务。这些新型数据传输业务的增加，对骨干网的传送容量和覆盖范围都提出了要求，也激励着网络运营商不断地对干线传输网络进行升级和扩容。超长距离密集波分复用（ULH DWDM）传输技术比较充分地利用了光纤的传输带宽，饩隽送缃诘慵湮薜缰屑檀涞奈侍猓远嘀质忠滴窬哂型该鞔涮匦裕约郾群芨撸狄殉晌歉赏ㄉ璧氖籽》桨浮?/P>

二、ULH传输的发展趋势和经济效益

在波分复用（WDM）技术出现之前，典型的长距离光传输链路的每对光纤仅传送一路SDH或SONET信号。由于光纤存在损耗，信号每传输80公里就需要进行3R光－电－光（OEO）再生，以6dB系统余量恢复信号质量。再生距离的选择由光纤衰减系数和接收机的灵敏度来决定。这种技术对于早期以语音为中心的长距离光传送网络非常有效，网络由一连串的OEO再生器组成。OEO再生器实质上就是一对光收发机，它是光传输链路中最昂贵的部件。由于OEO再生器的成本高，因此基于该技术的大容量数据传送网昂贵得令人却步。

二十世纪九十年代中期，互联网的快速发展对传送的容量提出了很大的需求。面对这种挑战，产生了密集波分复用（DWDM）和掺铒光纤放大器（EDFA）两种技术。综合采用这两种技术，运营商只须增加少量的额外成本即可提供较大的容量，同时解决了光纤的损耗问题。每经过80公里的光纤跨段后，仅用一个EDFA即可将所有的DWDM光信号功率放大到原来的水平，从而代替了大量的OEO再生器。一个宽频带EDFA与单个OEO再生器的成本很接近，但它却可以同时放大40-80个波长信道的光信号。在标准的DWDM传送系统中，上述的大量光信道可并行传输6-8个光纤跨段，因此DWDM技术的经济效益非常明显。此外，EDFA的额外成本由所有信道分摊，随着信道数目的增加，传送每比特的成本会进一步降低。成本优势加上光纤效率的提高是导致DWDM在LH传送系统中占据优势的主要原因。

第一代LH DWDM系统中，两个电再生端站之间选择6-8个光纤跨段，这主要有两个原因：一个是地理原因（光信号需要传输多远），另一个是技术原因（光信号可以传输多远）。陆地上的主要城市间的典型距离为400公里，骨干传送网的交叉节点通常处于这些城市，这就使这些城市成为上下载数据的电再生端站的自然位置。另外，当时的技术所允许的最大无电中继传输距离在640公里左右。在第一代DWDM网络中，穿通业务与本地上下业务一起在上一级交换机或路由器进行终结和处理，然后穿通业务再回到传输层。然而越来越多的工程研究表明，即使在这些主节点，50%以上的数据业务只是穿通业务。对穿通业务的处理占用了大量的交换设备和电再生设备，这无疑是一种巨大的资源浪费，使传送成本无谓地高昂。

第二代LH DWDM网络设计得高效率一些，穿通业务仍保留在传输层，经过OEO再生后传输到目的地。尽管这些OEO再生器的工作效率提高了，但它仍在系统总成本中占有很大比例。新兴的第三代LH DWDM网络采用超长距离（ULH）或扩展长距离（ELH）传送技术，信号的传输距离可以达到2000公里甚至4000公里而无须OEO电再生。在到达目的地之前，信号不但处于传输层，而且处于光层，可进一步去掉多余的OEO再生器，进一步降低传输成本。这点可以从图1所示的“单位距离上的每比特成本”（$/Gbps·km）指标明显地看出，“单位距离上的每比特成本”这一术语可反映出网络的真实成本。

图1 采用高速超长距离传输技术，可显著降低传输设备的容量-跨距积

三、ULH传输的性能优势

ULH DWDM传输的性能优势和经济效益还表现在如下几个方面：

1、简化网络结构，提供端到端传送业务

在ULH DWDM传送网络中，每一对收发设备连接网络中的任意两点，提供端到端业务传送。在到达目的地之前，业务信号一直处于光层，业务传输效率更高，网络结构进一步扁平化，便于实现向智能光网络的顺利演进。

2、更强的稳定性和运维功能

由于减少了有源器件的使用，ULH传输系统可进一步降低功耗和空间占用，也有助于增强系统设备的稳定性，减少故障隐患。同时也可方便地集成多种光层自动调节功能和增值服务功能，如内置光谱分析单元、光纤光缆在线监测技术、监控信道时钟等，极大地方便了对传输设备的运营、维护和管理。

3、更强的组网和保护能力

ULH传输采用了一系列先进的关键技术，使网络覆盖范围达到数千公里，也使几百公里的超长单跨传输（LHP）成为可能。提供点对点、链状、环状等多种组网模式，并借助灵活的OADM（光分插复用）、ROADM（可重构OADM）方式，可方便地上下和交换波长业务，极大地提高了对现有分布式传输业务的适应性。此外ULH传输的一个显著优点在于，它可方便地实现若干电信业务主节点之间的线路保护。综上所述，ULH传输的应用可增强电信骨干网的组网性能，使网络结构得以简化，方便向智能光网络平滑演进。

4、灵活的升级扩容能力

长途骨干传输网的建设要求传输设备具有较大的初期容量和更大的终期容量，以同时满足目前业务状况和今后几年甚至更长时间的业务发展需求。ULH传输技术能够以模块叠加的方式提供业务容量的平滑升级扩容，能够很好地解决了长途干线对容量及在线扩容的问题，最大限度地保护前期投资。

总之，ULH传输的上述特性都决定了能以更高的经济性、可靠度和灵活性满足骨干网的建设需求，为网络投资和运营提供更高的回报率

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