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什么是CWDM？CWDM與DWDM的區(qū)別？CWDM有哪些優(yōu)勢？
Description
CWDM（Coarse Wavelength Division Multiplexing）算是時勢造物。 隨著數(shù)據(jù)通信和電信技術(shù)的發(fā)展，城域網(wǎng)的內(nèi)涵已不再是僅僅相對于廣域網(wǎng)而言。城域網(wǎng)是一種集話音、數(shù)據(jù)和圖像等為一體的全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。各個城市的城域網(wǎng)最終再透過更大范圍的廣域網(wǎng)絡(luò)骨干相互銜接，最終形成一個全國或全世界規(guī)模的無所不在的網(wǎng)絡(luò)。
寬帶城域網(wǎng)的建設(shè)已成為電信建設(shè)的熱點。目前，SDH和DWDM體制在全世界的電信網(wǎng)上得到了規(guī)模應(yīng)用。由于DWDM技術(shù)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。但在城域網(wǎng)中，由于傳輸距離短，不需要使用放大器，增加一根光纖成本也不高。如果簡單采用和廣域網(wǎng)一樣的DWDM設(shè)備，無疑將得不償失。由于沒有光放大器，波長數(shù)的增加和擴展也不再受光放大器頻帶的限制，可以容許使用波長間隔較寬、波長精度和穩(wěn)定度要求較低的光源、合波器、分波器和其他元件，使元器件特別是無源器件的成本大幅度下降。總的來說，城域網(wǎng)系統(tǒng)對WDM技術(shù)的的成本需求是很低的。作為DWDM技術(shù)的簡化版本，CWDM適應(yīng)了城域網(wǎng)普遍傳輸距離短等實際特點，無需使用價格高昂的放大器和收發(fā)器等設(shè)備，因此CWDM的采用無疑是一種節(jié)省成本的最好選擇。
那么究竟何為CWDM呢？CWDM（粗波分復(fù)用,或稱稀疏波分復(fù)用），顧名思義，是密集波分復(fù)用的近親。由于城域網(wǎng)范圍傳輸距離通常不超過100km，系統(tǒng)對單模光纖的傳輸衰減要求不高，也不需要使用光纖放大器。這樣可以使用1200~1700nm的帶寬窗口，將相鄰波長間隔放寬到10~20nm，同樣可以構(gòu)成數(shù)十路的波分復(fù)用系統(tǒng)。這就是粗波分復(fù)用(CWDM)系統(tǒng)。
CWDM與DWDM的區(qū)別主要有二點：一是CWDM載波通道間距較寬，因此，同一根光纖上只能復(fù)用５到６個左右波長的光波，“粗”與“密”之意便在于此；二是CWDM調(diào)制激光采用非冷卻激光，而DWDM采用的是冷卻激光。冷卻激光采用溫度調(diào)諧，非冷卻激光采用電子調(diào)諧。由于在一個很寬的波長區(qū)段內(nèi)溫度分布很不均勻，因此溫度調(diào)諧實現(xiàn)起來難度很大，成本也很高。CWDM避開了這一難點，因而大幅降低了成本，整個CWDM系統(tǒng)成本只有DWDM的30%。CWDM是通過利用光復(fù)用器將在不同光纖中傳輸?shù)牟ㄩL結(jié)合到一根光纖中傳輸來實現(xiàn)。在鏈路的接收端，利用解復(fù)用器將分解后的波長分別送到不同的光纖，接到不同的接收機。CWDM的信道間隔為20nm，而DWDM的信道間隔從0.2~1.2nm，所以相對于DWDM，CWDM稱為粗（稀疏）波分復(fù)用技術(shù)。
CWDM通信與在主干網(wǎng)中使用的DWDM 通信相比，加大了多重光信號的波長間隔的波長多重技術(shù)。具有可以利用不需溫度控制的光源等，能夠低成本構(gòu)筑通信系統(tǒng)的優(yōu)勢。
CWDM粗波分復(fù)用器
CWDM的特點和優(yōu)點在于：
1. 寬的波長間隔大大降低了對相應(yīng)的激光器和濾波器等光器件的性能需求;
2. 無致冷激光器，直接調(diào)制，無需波長鎖定；
3. 由于傳輸距離短(50KM以內(nèi))，故一般情況下無需放大器；
4. 低成本: CWDM技術(shù)充分利用了城域網(wǎng)傳輸距離短的特點，可以直接在1310~1560nm的整個光纖傳輸窗口上，比DWDM系統(tǒng)寬得多的波長間隔進行波分復(fù)用。由于波長間隔寬、傳輸距離短CWDM無須選擇昂貴的激光器，大幅度降低了激光器成本。除此之外，CWDM無須采用比較復(fù)雜的控制技術(shù)以維護較高的系統(tǒng)要求。只須選擇廉價的粗波分復(fù)用器和解復(fù)用器和采用便宜得多的多通道激光收／發(fā)器作為中繼。由于器件成本和系統(tǒng)要求的降低使得 CWDM系統(tǒng)的造價比DWDM系統(tǒng)有大幅下降。CWDM濾波器的成本比DWDM濾波器的成本要少70％左右。新的濾波器和復(fù)用器、解復(fù)用器技術(shù)的采用有望進一步縮減成本。
CWDM最初的設(shè)計便定位于低成本的波分復(fù)用技術(shù)，因此CWDM的成本優(yōu)勢是這項技術(shù)的最大亮點。目前在成本方面和DWDM具有可比性的主要有兩種方案：重新鋪設(shè)光纖和城域網(wǎng)、DWDM。與重鋪光纖比較重鋪光纖這種方案其實是最終的解決方案，但從鋪設(shè)光纖方面來看，由于建設(shè)和時間原因，以及需要耗費大量的人力資源，成本會很高。另外，從客戶的角度來看，長時間的等待當(dāng)然是他們不能接受的。CWDM比較波分復(fù)用同類產(chǎn)品DWDM，在同樣解決城域網(wǎng)傳輸問題的前提下，CWDM具有更加明顯的價格優(yōu)勢，平均每個波的價格是DWDM單波價格的15元左右。而在整體成本造價大幅度降低的同時，CWDM系統(tǒng)也能和DWDM一樣支持多業(yè)務(wù)接口。并且CWDM系統(tǒng)具有OADM功能可以和使用標(biāo)準(zhǔn)波長的DWDM系統(tǒng)互連、成環(huán)，或接入DWDM骨干層。此外，CWDM可以兼容在城域網(wǎng)中已得到廣泛應(yīng)用的1310nm的老的ＳＤＨ系統(tǒng)，而目前的DWDM還做不到這點。CWDM技術(shù)還具有應(yīng)用于長途傳輸?shù)臐撛谀芰?，一旦寬帶的LAMAN（拉曼）光放大器進入商用， CWDM技術(shù)就有可能進入長途傳輸市場。
5. 功耗低： 光傳輸系統(tǒng)的運營成本取決于系統(tǒng)的維護和系統(tǒng)消耗的功率。在此方面CWDM系統(tǒng)的功耗要比DWDM系統(tǒng)的功耗要低得多。例如，DWDM激光器采用的冷卻器及其控制電路每波長要消耗大約4W的功率。而沒有冷卻器的CWDM激光器僅消耗0.5W的功率。四波CWDM光傳輸系統(tǒng)大約消耗10~15W的功率然而類似的DWDM系統(tǒng)卻要消耗高達30W的功率。在DWDM系統(tǒng)中隨著復(fù)用的波長總數(shù)的增加以及單信道傳輸速率的增加功率損耗及其溫度管理變成了電路板設(shè)計的關(guān)鍵問題。
6. 體積?。?CWDM激光器要比DWDM激光器小得多。由于CWDM采用的為不帶冷卻器的激光器，一般是由激光片和密封在帶有玻璃窗口的金屬容器中的監(jiān)控光電二極管構(gòu)成的。DWDM激光發(fā)射機的尺寸大約是CWDM激光發(fā)射機體積的五倍。也就是說，如果DWDM激光發(fā)射機的體積為100cm2，那么沒有冷卻器的CWDM激光器體積僅僅為20 cm2。除了以上六方面以外，CWDM在安全性、網(wǎng)絡(luò)靈活性等方面也有比較明顯的優(yōu)勢。
7. 業(yè)務(wù)接口靈活：CWDM系統(tǒng)主要應(yīng)用于城域網(wǎng)，提供多業(yè)務(wù)的透明傳輸，客戶側(cè)業(yè)務(wù)接口靈活，可支持以下業(yè)務(wù)。SDH業(yè)務(wù)：支持ITU-T G.707建議規(guī)范的STM-x（x=1、4和16）的SDH業(yè)務(wù)；以太網(wǎng)業(yè)務(wù)：支持10M/100M和千兆以太網(wǎng)業(yè)務(wù)；ATM業(yè)務(wù)：支持采用ITU-T G.707建議規(guī)范的STM-x(x=1、4和16)的ATM業(yè)務(wù)；未來可能廣泛應(yīng)用的其他業(yè)務(wù)（如：Fiber Channel、ESCON、FICON、DigitalVideo、10GE等等）；8/34/140Mb/s的PDH業(yè)務(wù)。
在網(wǎng)絡(luò)中采用WDM光層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備后，通過光層自愈保護機制，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或光纖線路出現(xiàn)故障時，光層自愈保護時間只需20ms即可完成。與此同時，WDM加入了光層保護功能，大大增強網(wǎng)絡(luò)的安全性，這對網(wǎng)絡(luò)安全級別要求很高、網(wǎng)上業(yè)務(wù)十分重要的應(yīng)用對象來說，無疑是十分重要的。WDM光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠以多個波長的方式提供多條工作通道，并且各個通道雖然在同一根光纖中傳輸，但彼此物理上是隔絕的，這樣可以同時接入外網(wǎng)和公務(wù)網(wǎng)的電層設(shè)備，不但具有經(jīng)濟性提高了設(shè)備的利用效率，而且保證了公務(wù)網(wǎng)要求的高安全性，高可靠性。與傳統(tǒng)的TDM方式相比CWDM更適應(yīng)高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展。而且CWDM系統(tǒng)提供的靈活性是TDM系統(tǒng)所無法比擬的。
在許多的情況下，城域通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)都面臨著光纖資源的緊張或光纖租賃價格的昂貴。采用CWDM的波分復(fù)用功能和環(huán)網(wǎng)自愈功能比點對點的升級有著更多的好處。其中一個方面便是可以為未來準(zhǔn)備一些“虛”環(huán)和“虛”光纖。它可以根據(jù)新業(yè)務(wù)和新應(yīng)用的引進而不斷地擴展。
在城域網(wǎng)中應(yīng)用CWDM系統(tǒng)可以使光層恢復(fù)成為可能。光層恢復(fù)比電層恢復(fù)要經(jīng)濟得多。考慮到光層恢復(fù)是獨立于業(yè)務(wù)和速率的，那么原來一些自身體制無保護功能的體系，則可以利用CWDM來進行保護的。
在市場上由于適應(yīng)了城域網(wǎng)普遍傳輸距離短等實際特點，因此CWDM一出現(xiàn)，就吸引了業(yè)界的目光。許多廠家紛紛推出相關(guān)產(chǎn)品，逐鹿市場。使得CWDM技術(shù)也成為近來熱門的技術(shù)之一。像成都北億纖通、阿爾卡特這樣的大型設(shè)備提供商以及很多的小公司都在向CWDM進軍。CWDM真可謂“門庭若市”。
同時，不可置否的是由于絕大多數(shù)設(shè)備提供商都是在同樣的部件制造商那里采購CWDM配件，產(chǎn)品日益趨同化，而由于CWDM的一個主要優(yōu)勢就是成本低廉，因此CWDM廠商之間的競爭慢慢地演化為低層次的價格競爭。CWDM市場的火熱引來了不少人士的質(zhì)疑，他們稱CWDM向DWDM的升級將不可避免。這使得很多設(shè)備提供商發(fā)展CWDM的目的是將其作為未來推出DWDM的一個跳板。
的確，CWDM目前尚存在不少不足之處。比如CWDM在單根光纖上支持的復(fù)用波長個數(shù)較少，導(dǎo)致日后擴容成本會較高。以及目前CWDM還未形成國際標(biāo)準(zhǔn)等。但是從目前來看，客戶對升級至DWDM的需求還不明顯。另外，CWDM市場開始向企業(yè)進行轉(zhuǎn)移，這也使企業(yè)逐漸成為CWDM設(shè)備的主要客戶，無庸置疑的后果是，CWDM市場至少在短時間內(nèi)不會變冷。CWDM這個狹逢生長的技術(shù)雖被指責(zé)為粗糙，不長久，但在傳輸市場的夾縫中正以獨特的姿態(tài)發(fā)展著。
還記得哲學(xué)里說的“存在即合理”的道理，CWDM的存在是有其道理的。