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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)通信和電信技術的發(fā)展，城域網的內涵已不再是僅僅相對于廣域網而言。城域網是一種集話音、數(shù)據(jù)和圖像等為一體的全業(yè)務網絡。各個城市的城域網最終再透過更大范圍的廣域網絡骨干相互銜接，最終形成一個全國或全世界規(guī)模的無所不在的網絡。
寬帶城域網的建設已成為電信建設的熱點。目前，SDH和DWDM體制在全世界的電信網上得到了規(guī)模應用。由于DWDM技術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作為城域網中的傳輸平臺。但在城域網中，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一樣的DWDM設備，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?？偟膩碚f，城域網系統(tǒng)對WDM技術的的成本需求是很低的。作為DWDM技術的簡化版本，CWDM適應了城域網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（粗波分復用,或稱稀疏波分復用），顧名思義，是密集波分復用的近親。由于城域網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，同樣可以構成數(shù)十路的波分復用系統(tǒng)。這就是粗波分復用(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諧，非冷卻激光采用電子調諧。由于在一個很寬的波長區(qū)段內溫度分布很不均勻，因此溫度調諧實現(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是通過利用光復用器將在不同光纖中傳輸?shù)牟ㄩL結合到一根光纖中傳輸來實現(xiàn)。在鏈路的接收端，利用解復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）波分復用技術。
CWDM通信與在主干網中使用的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。具有可以利用不需溫度控制的光源等，能夠低成本構筑通信系統(tǒng)的優(yōu)勢。
CWDM粗波分復用器
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，直接調制，無需波長鎖定；
3. 由于傳輸距離短(50KM以內)，故一般情況下無需放大器；
4. 低成本: CWDM技術充分利用了城域網傳輸距離短的特點，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無須采用比較復雜的控制技術以維護較高的系統(tǒng)要求。只須選擇廉價的粗波分復用器和解復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。新的濾波器和復用器、解復用器技術的采用有望進一步縮減成本。
CWDM最初的設計便定位于低成本的波分復用技術，因此CWDM的成本優(yōu)勢是這項技術的最大亮點。目前在成本方面和DWDM具有可比性的主要有兩種方案：重新鋪設光纖和城域網、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，但從鋪設光纖方面來看，由于建設和時間原因，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，長時間的等待當然是他們不能接受的。CWDM比較波分復用同類產品DWDM，在同樣解決城域網傳輸問題的前提下，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)務接口。并且CWDM系統(tǒng)具有OADM功能可以和使用標準波長的DWDM系統(tǒng)互連、成環(huán)，或接入DWDM骨干層。此外，CWDM可以兼容在城域網中已得到廣泛應用的1310nm的老的ＳＤＨ系統(tǒng)，而目前的DWDM還做不到這點。CWDM技術還具有應用于長途傳輸?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計的關鍵問題。
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、網絡靈活性等方面也有比較明顯的優(yōu)勢。
7. 業(yè)務接口靈活：CWDM系統(tǒng)主要應用于城域網，提供多業(yè)務的透明傳輸，客戶側業(yè)務接口靈活，可支持以下業(yè)務。SDH業(yè)務：支持ITU-T G.707建議規(guī)范的STM-x（x=1、4和16）的SDH業(yè)務；以太網業(yè)務：支持10M/100M和千兆以太網業(yè)務；ATM業(yè)務：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；未來可能廣泛應用的其他業(yè)務（如：Fiber Channel、ESCON、FICON、DigitalVideo、10GE等等）；8/34/140Mb/s的PDH業(yè)務。
在網絡中采用WDM光層網絡設備后，通過光層自愈保護機制，網絡設備或光纖線路出現(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，大大增強網絡的安全性，這對網絡安全級別要求很高、網上業(yè)務十分重要的應用對象來說，無疑是十分重要的。WDM光網絡設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和公務網的電層設備，不但具有經濟性提高了設備的利用效率，而且保證了公務網要求的高安全性，高可靠性。與傳統(tǒng)的TDM方式相比CWDM更適應高速數(shù)據(jù)業(yè)務的發(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，城域通信網絡的建設都面臨著光纖資源的緊張或光纖租賃價格的昂貴。采用CWDM的波分復用功能和環(huán)網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備一些“虛”環(huán)和“虛”光纖。它可以根據(jù)新業(yè)務和新應用的引進而不斷地擴展。
在城域網中應用CWDM系統(tǒng)可以使光層恢復成為可能。光層恢復比電層恢復要經濟得多?？紤]到光層恢復是獨立于業(yè)務和速率的，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。
在市場上由于適應了城域網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產品，逐鹿市場。使得CWDM技術也成為近來熱門的技術之一。像成都北億纖通、阿爾卡特這樣的大型設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)設備提供商都是在同樣的部件制造商那里采購CWDM配件，產品日益趨同化，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疑，他們稱CWDM向DWDM的升級將不可避免。這使得很多設備提供商發(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用波長個數(shù)較少，導致日后擴容成本會較高。以及目前CWDM還未形成國際標準等。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)進行轉移，這也使企業(yè)逐漸成為CWDM設備的主要客戶，無庸置疑的后果是，CWDM市場至少在短時間內不會變冷。CWDM這個狹逢生長的技術雖被指責為粗糙，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。
還記得哲學里說的“存在即合理”的道理，CWDM的存在是有其道理的。