在信息化時代，人們比任何時候都需要災(zāi)難恢復(fù)系統(tǒng)，為了防止意外事故造成數(shù)據(jù)丟失或網(wǎng)絡(luò)癱瘓，數(shù)據(jù)中心被分成幾個部分建立在不同的地理區(qū)域。那么如何將分散的數(shù)據(jù)中心連接起來呢？答案是暗光纖，即已經(jīng)鋪設(shè)但并沒有投入使用的光纖光纜?，F(xiàn)在，網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量越來越多，波分復(fù)用（WDM，wavelength division multiplexing）技術(shù)也開始用在暗光纖系統(tǒng)中用來擴大光纖的傳輸容量。通常，WDM系統(tǒng)分為有源和無源兩類，本教程將重點介紹有源WDM系統(tǒng)。
無源WDM系統(tǒng)&有源WDM系統(tǒng)
無源WDM系統(tǒng)中包含無源濾波器、不同工作波長的光模塊等。通常，無源WDM系統(tǒng)使用的光模塊價格較高，而且需要對光路層進(jìn)行分散管理。此外，無源WDM系統(tǒng)的光性能監(jiān)控、光功率預(yù)算和傳輸距離常常受到限制，安裝和管理過程比較復(fù)雜，不太適合用在室外點對點的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中。
有源WDM系統(tǒng)是由具有收發(fā)器和復(fù)用轉(zhuǎn)發(fā)器的CWDM/DWDM基礎(chǔ)架構(gòu)組成，如下圖所示，有源WDM系統(tǒng)有一個光路層中心管理系統(tǒng)，而且具有光傳輸層劃分能力，因此具有光性能監(jiān)控和故障隔離功能。此外，有源WDM系統(tǒng)還可以將多個服務(wù)信號映射到一個波長里面，從而提高頻譜效率，降低安裝和管理成本。信號放大和再生裝置也可以安裝在有源WDM系統(tǒng)中用來增加鏈路預(yù)算和傳輸距離。
為什么有源WDM系統(tǒng)更受歡迎？
無源WDM系統(tǒng)適合骨干網(wǎng)連接需求較簡單的應(yīng)用，但是隨著網(wǎng)絡(luò)變得越來越復(fù)雜，無源WDM系統(tǒng)變得越來越難以管理，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擴展、故障隔離等功能受阻。此外，無源WDM系統(tǒng)中使用的光模塊通常是由特定的廠家生產(chǎn)，不具有 性，而且價格也不便宜，因此整個網(wǎng)絡(luò)的敷設(shè)成本較高。
有源CWDM/DWDM基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)允許服務(wù)供應(yīng)商用SLA技術(shù)向用戶提供管理服務(wù)，并從中獲得收入，這在一定程度上降低了運營成本。與無源WDM系統(tǒng)不同，有源CWDM/DWDM系統(tǒng)不受網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及站點間距離的限制。此外，有源WDM系統(tǒng)中的復(fù)用轉(zhuǎn)發(fā)器將多個服務(wù)信號映射到一個波長里面，提高了骨干網(wǎng)的頻譜效率。
有源CWDM系統(tǒng)
有源CWDM系統(tǒng)是一種獨立于交換機的交流或直流供電系統(tǒng)，其功能是將光纖或IP交換機中的短程輸出信號轉(zhuǎn)換成遠(yuǎn)程CWDM信號，這種光-電-光轉(zhuǎn)換的過程由轉(zhuǎn)發(fā)器完成；轉(zhuǎn)換的CWDM信號然后通過光模塊和復(fù)用器發(fā)送出去。由于有源CWDM系統(tǒng)是獨立的系統(tǒng)，其構(gòu)成要比嵌入式無源CWDM系統(tǒng)更加復(fù)雜。
有源DWDM系統(tǒng)
在無源DWDM接入網(wǎng)中，每一個波長通道會在固定時間被用來傳輸一種服務(wù)，波長通道的傳輸容量和服務(wù)的帶寬需求并沒有受到人們的關(guān)注。隨著DWDM帶寬容量的增加，人們發(fā)現(xiàn)接入網(wǎng)環(huán)境中的波長通道可以同時傳輸多種服務(wù)，這使得人們開始將時分復(fù)用（TDM）技術(shù)應(yīng)用到單個DWDM波長通道中，形成了我們現(xiàn)在所說的有源DWDM接入光網(wǎng)絡(luò)。
有源DWDM系統(tǒng)可以將8/16/32個通道映射到同一個波長（如1310 nm）上，然后在復(fù)用之前將這些通道轉(zhuǎn)換成不同的頻率。盡管有源DWDM接入網(wǎng)可以充分利用波長通道，節(jié)省光纖資源，但是由于中心局端和用戶端直接的異步傳輸（ATM）設(shè)備價格昂貴，其成本要比有源CWDM系統(tǒng)高。此外，有源DWDM系統(tǒng)的管理和維護(hù)工作也更加復(fù)雜，因此其運營成本較高。盡管如此，有源DWDM系統(tǒng)仍然在大容量光傳輸應(yīng)用中受到廣泛歡迎。
帶光纖放大器的有源DWDM系統(tǒng)主要用在長途骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)中，這里通常使用摻鉺光纖放大器（EDFA）來放大信號。這種有源DWDM系統(tǒng)一般采用雙纖雙向的傳輸方式（如上圖），這是因為摻鉺光纖放大器（EDFA）只能放大一個傳輸方向的信號。在實際應(yīng)用中，這種雙纖雙向的有源DWDM系統(tǒng)有時并不容易付諸實現(xiàn)，因此人們又研發(fā)出了單纖雙向傳輸?shù)挠性碊WDM系統(tǒng)（如下圖），與雙纖雙向系統(tǒng)不同，單纖雙向系統(tǒng)額外使用了兩個紅/藍(lán)濾波器將傳輸DWDM信號時使用的C波段分成了兩個子波段：紅波段（1547.72-1564.68 nm）和藍(lán)波段（1528.77-1543.73 nm），這樣這兩個波段可以在一根光纖上分別傳輸。
結(jié)束語
有源WDM系統(tǒng)極大地提高了現(xiàn)有光纖基礎(chǔ)設(shè)施的傳輸容量，可以節(jié)省大量的光纖資源。事實上，有源WDM系統(tǒng)的復(fù)用光通路速率可以為2.5Gbit/s、10Gbit/s等，而復(fù)用光通路的數(shù)量可以是4、8、16、32，甚至更多，因此系統(tǒng)的傳輸容量可以達(dá)到300-400Gbit/s，甚至更大。
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