摘 要 介紹了光傳送網(wǎng)熱點技術(shù)的進展情況，并對光傳送網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)及技術(shù)發(fā)展的趨勢進行了概述。
關(guān)鍵詞 光傳送網(wǎng) ULH DWDM ROADM OXC
一、引 言
自2001年以來，由于整個通信市場的低迷，使當時火熱異常的光網(wǎng)絡(luò)市場受到了嚴重的沖擊，與光網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的光纖以及光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)市場一落千丈。從2003年底開始全球的光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)市場逐步走出低谷，呈逐步增長的態(tài)勢。本文介紹了光傳送網(wǎng)熱點技術(shù)的進展情況，并對光傳送網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)及技術(shù)發(fā)展的趨勢進行了概述。
二、光傳送網(wǎng)熱點技術(shù)進展情況
1．超長途傳輸蓄勢待發(fā)
超長途（ULH）密集波分復(fù)用設(shè)備最近成為傳輸界關(guān)注的焦點。超長途DWDM系統(tǒng)比較充分地利用了光纖的傳輸帶寬，解決了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間無電中繼傳輸問題，對多種數(shù)字業(yè)務(wù)具有透明傳輸特性，具有極高的性能價格比，正逐漸成為核心網(wǎng)傳輸技術(shù)的首選方案。
目前，超長途傳輸系統(tǒng)在碼型技術(shù)、FEC技術(shù)、Raman放大器技術(shù)、色散補償技術(shù)、孤子技術(shù)等方面都有所突破，延長了傳輸距離，可實現(xiàn)2000～4000km的無電中繼傳輸，朗訊、阿爾卡特、北電等公司都紛紛推出了商用化產(chǎn)品。表1是全球幾大設(shè)備廠商的長途傳輸系統(tǒng)及特性。
超長途DWDM系統(tǒng)已成為2004年光通信的一大熱點。2005年以后將是超長途DWDM系統(tǒng)的建設(shè)高峰期。也正基于此，近期多家廠商紛紛未雨綢繆地推出了新一代的大容量ULH波分系統(tǒng)，期待著一場長途光網(wǎng)的新革命。
2．ROADM成為業(yè)界的熱點話題
可重構(gòu)的光分插復(fù)用器（ROADM）是目前業(yè)界的熱點話題，在2004年2月的OFC會議上，很多廠商都紛紛展示了他們的ROADM部件和子系統(tǒng)，不過ROADM在網(wǎng)絡(luò)中大規(guī)模采用還要等待價格的下降和技術(shù)的進一步成熟。ROADM具有如下優(yōu)點：
�。�1）運營公司可根據(jù)需要上/下波長，僅僅通過操作鍵盤即可實現(xiàn)控制，這不僅大大簡化了網(wǎng)絡(luò)，而且節(jié)省了人工配置所需的費用。
�。�2）ROADM采用了交換矩陣，可將環(huán)形的網(wǎng)絡(luò)變成靈活的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
（3）ROADM在整個波長內(nèi)均衡了信號躁聲。
運營公司一直盼望著可配置的DWDM系統(tǒng)能在網(wǎng)絡(luò)中采用，但不能忍受目前有關(guān)設(shè)備的高昂費用，今后這種情況可能會有所改善。一批新的DWDM廠商，特別是Movaz Network公司、Photuris公司和Tropic 網(wǎng)絡(luò)公司等正研制新的、價格便宜的ROADM產(chǎn)品。另外，隨著一些大的廠商如Cisco、Lucent、北電網(wǎng)絡(luò)、ECI等一些公司也開始提供ROADM產(chǎn)品，兩年后ROADM的價格將會大大降低。一些運營公司如AT&T、SBC公司和Verizon公司都已經(jīng)推出了ROADM設(shè)備的起草建議書。
如果ROADM設(shè)備價格合適，并容易配置，ROADM設(shè)備將會取代固定的OADM設(shè)備，不過何時設(shè)備能大量進入網(wǎng)絡(luò)還要取決于運營公司的網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)量需求。
3．光交叉連接設(shè)備日趨成熟
光交叉連接（OXC）設(shè)備是未來智能化的光網(wǎng)絡(luò)的核心，也是近幾年光傳送網(wǎng)研究中的熱點，國際上一些知名大公司（如北電，ALCATEL，CIENA，Siemens，TELLIUM等）均推出了各具特色的OXC產(chǎn)品，近來一些大型國際通信展上也經(jīng)常可以見到其展覽設(shè)備，其中以北電的HDX光交叉連接設(shè)備最為引人注目。目前，北電的HDX光交叉連接平臺傳輸容量達到5Tbit/s，而以前為1.2Tbit/s。升級后的HDC設(shè)備仍具有網(wǎng)絡(luò)智能和自動控制的能力。該新的光交換系統(tǒng)可使運營公司節(jié)省50%的運營費用。
實現(xiàn)光交叉連接（OXC）的關(guān)鍵在于開發(fā)應(yīng)用先進的光器件，特別是光交換器件和光波長轉(zhuǎn)換器件，國外已研制了多種可用于實現(xiàn)光交換的器件，并已申請專利。目前，基于二維（2D）和三維（3D）設(shè)計的MEMS光開關(guān)技術(shù)發(fā)展很快，已有廠家能提供商用產(chǎn)品，據(jù)稱交叉規(guī)模很快可達512×512甚至1024×1024，但價格仍是阻礙其推廣的主要因素。目前，正在開發(fā)有關(guān)MEMS產(chǎn)品的公司有富士通、Agiltron和Xerox公司等。
4．每波道40Gbit/s超高速系統(tǒng)漸有起色
由于受多種物理效應(yīng)（如色散、非線性、光信噪比和器件集成度）的限制，前幾年40Gbit/s系統(tǒng)進展不大。新的IP路由器的發(fā)展推動了40Gbit/s的需求，40Gbit/s設(shè)備的市場在2003年底開始出現(xiàn)復(fù)蘇的跡象，一些設(shè)備廠商宣布將推出40Gbit/s的產(chǎn)品，運營公司（如德國電信和MCI）開始在網(wǎng)絡(luò)中進行40Gbit/s系統(tǒng)的現(xiàn)場試驗，這些都標志著40Gbit/s的系統(tǒng)技術(shù)開始走出低谷。一些40Gbit/s的光器件廠商認為，2005年40Gbit/s的設(shè)備將進入商用，最終采用哪種傳輸調(diào)制格式更能提高40G系統(tǒng)的傳輸效率，目前還正在用戶中進行試驗，沒有最終確定。
西門子公司計劃2005年40Gbit/s系統(tǒng)能為其帶來一些收入，目前正在與德國電信進行40Gbit/s系統(tǒng)的現(xiàn)場試驗。德國電信2005年初將可能采用Cisco的新一代IP交換機，因此有安裝40Gbit/s系統(tǒng)的需求。西門子公司的40Gbit/s設(shè)備可支持80個波長，傳送500km。另外，StrataLight和Mintera公司也將推出40Gbit/s的產(chǎn)品。
三、全球光傳送網(wǎng)設(shè)備市場發(fā)展
2004年以來全球光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及設(shè)備市場開始走出低谷，呈逐步增長的態(tài)勢。
1．全球光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場穩(wěn)中有升
目前，全球光硬件市場趨于穩(wěn)定，電信業(yè)務(wù)提供者的（Capex）資本支出下降的趨勢已經(jīng)基本結(jié)束，從2004～2006年，全球光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場將會緩慢、穩(wěn)定的增長（見圖1）。
2002年全球光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場（包括SONET，SDH，DWDM，DXC和OXC）下降了53%，降到了101億美元，不同的光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備下滑的比率不一樣。但2003年僅比2002年下降了6%，預(yù)示著市場將慢慢復(fù)蘇。
2004年全球大多數(shù)光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品將會出現(xiàn)增長，其中DWDM和交叉連接設(shè)備將會出現(xiàn)強勁增長。預(yù)計光網(wǎng)絡(luò)市場將會從2003年的100.1億美元增長到2007年的120億美元。
2．亞太地區(qū)是全球光設(shè)備市場增長最快的地區(qū)
如圖2所示，亞太地區(qū)是全球光通信設(shè)備市場最熱的地區(qū)這是無可爭議的事實，未來幾年增長速度將稍有下降，但仍要高于全球其它地區(qū)。由于亞洲地區(qū)經(jīng)濟的強勁增長以及政策方面的原因，使得亞洲地區(qū)的電信能力有了很大的提高，今后幾年亞洲仍是全球經(jīng)濟增長最快的地區(qū)，2004年亞洲的電信資本支出將增長5.9%，尤其是中國和印度增長最為突出。
印度由于電信業(yè)務(wù)普及率的持續(xù)增長、政府管制更加成熟、寬帶流量增長以及技術(shù)的進步，光通信設(shè)備市場增長很快，成為亞太地區(qū)增長最快的光傳輸設(shè)備市場。預(yù)計2004年的市場規(guī)模將增加15％以上，收入達到4.04億美元，到2007年，將達到6.347億美元，年均增長16％。
3．全球超長途DWDM設(shè)備逐步進入市場
2004年，骨干DWDM系統(tǒng)將比2003年有較大的增長，特別是超長途DWDM系統(tǒng)將開始逐步進入市場。據(jù)有關(guān)研究人員分析，一般當容量利用率達到40%～70%時，運營公司開始計劃在網(wǎng)絡(luò)中增添設(shè)備，以適應(yīng)容量增長的需求。目前，在北美和歐洲，雖然帶寬需求的增長率低于20%，但仍舊有網(wǎng)絡(luò)擴容和升級的需求。
超長途技術(shù)的成熟、一部分網(wǎng)絡(luò)容量的近飽和以及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的不斷增長將成為超長途光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場發(fā)展的主要驅(qū)動力。 4．智能光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的比率將逐步增大
盡管會議電視、VOD、交互式娛樂游戲和其他應(yīng)用已開始進入市場，但近兩年來帶寬的需求增長仍不是很快，運營公司購置設(shè)備的原因之一是升級現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)，例如增加動態(tài)選路功能、靈活的處理業(yè)務(wù)量等，因此更多的將目光集中在光分插復(fù)用器、光交叉連接設(shè)備等智能光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
KMI公司2003年7月對全球141個運營公司進行了調(diào)查，結(jié)果表明全球光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的類型正在發(fā)生改變，2004年以后智能光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的比重將會增加。由于運營公司準備將網(wǎng)絡(luò)向智能化轉(zhuǎn)變，新一代的產(chǎn)品，如OADM，OXC和下一代的SDH設(shè)備等銷量將有所增加。2003年全球智能光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品占全部光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的62%，預(yù)計2007年將達到90%以上，而傳統(tǒng)的光硬件設(shè)備將下降到10%以內(nèi)。
四、光傳送網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)及技術(shù)發(fā)展趨勢
傳送網(wǎng)是電信網(wǎng)的基礎(chǔ)，未來光傳送網(wǎng)的發(fā)展目標是建成大容量、高可靠性、高靈活性、高質(zhì)量、低成本的網(wǎng)絡(luò)。
1．智能的光網(wǎng)絡(luò)將是未來幾年骨干傳送網(wǎng)的發(fā)展方向
智能光網(wǎng)絡(luò)（ASON）在向下一代網(wǎng)（NGN）的演進中扮演著重要角色，必將給網(wǎng)絡(luò)運營帶來巨大的市場機遇，為光通信行業(yè)的復(fù)蘇注入新的活力。智能光網(wǎng)絡(luò)引入動態(tài)交換的概念，具有大容量光交換能力，可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)自動發(fā)現(xiàn)、點對點電路配置、帶寬動態(tài)分配等，是未來光骨干網(wǎng)的發(fā)展方向。
從目前ASON網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用情況可以看出，已經(jīng)有很多的國外運營商在自己的長途網(wǎng)上部署ASON網(wǎng)絡(luò)。ASON的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)必須遵循“分階段、有步驟”的策略。借鑒以往的經(jīng)驗，在智能光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和演進過程中，勢必還會出現(xiàn)一些新的問題，包括網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)問題、控制層面可靠性問題、光交換節(jié)點結(jié)構(gòu)問題、網(wǎng)絡(luò)安全性問題、多層網(wǎng)絡(luò)生存性的協(xié)調(diào)問題、服務(wù)策略問題、網(wǎng)絡(luò)運維能力問題等，這也需要引起我們足夠的重視。
智能光網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用是一個逐步發(fā)展的過程。2005年智能光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品將會在運營商的網(wǎng)絡(luò)中得到小規(guī)模試用，而幾年以后智能光網(wǎng)絡(luò)將會成為運營商傳送網(wǎng)的主流技術(shù)。
2．超長途DWDM系統(tǒng)將逐步進入市場
2004年，超長途DWDM技術(shù)成為業(yè)界關(guān)注的焦點。超長途波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)具有較低的建網(wǎng)費用、較低的運營成本、更高的可靠性、更快的業(yè)務(wù)提供速度，應(yīng)用于下一代骨干網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中將可實現(xiàn)超長途直達通路，具有更強的網(wǎng)絡(luò)生存能力。未來的智能光網(wǎng)絡(luò)要求傳送層具有巨大的吞吐容量，而超長途DWDM傳輸技術(shù)的成熟和商用化，正是邁向高容量、高可靠性的傳送網(wǎng)絡(luò)的重要一步。
目前，世界上最先進的超長途光傳輸系統(tǒng)能夠?qū)?60波道、10Gbit/s光信號無中繼傳送3200km。最近美國兩大著名的長途運營公司正開始建設(shè)超長途試驗網(wǎng)。2005年以后將是超長途DWDM系統(tǒng)的建設(shè)高峰期。也正基于此，近期多家廠商紛紛未雨綢繆地推出了新一代的大容量超長途波分系統(tǒng)，期待著一場長途光網(wǎng)的新革命。
3．超高速傳輸系統(tǒng)速率越來越高
超大容量、超高速是未來DWDM系統(tǒng)的主要發(fā)展方向之一，世界各國的研究機構(gòu)和設(shè)備制造商都在積極研制開發(fā)超高速DWDM系統(tǒng)，目前國際上很多廠商都推出了1.6Tbit/s的DWDM商用系統(tǒng)。
40G技術(shù)在經(jīng)過幾年的沉寂后，又重新回到了人們的視線。在40G的光纖傳輸中，色度色散和偏振模色散等問題曾一直困擾著高速信號的傳播，但是隨著時間的推移，這些技術(shù)難題已經(jīng)逐步得到了解決。2003年底，ITU發(fā)布的40G傳輸標準比舊的10G傳輸速率大大提高了傳輸容量，并使現(xiàn)有傳輸成本降低40%以上，這將給設(shè)備廠商，運營商乃至最終用戶帶來更大的利益。Siemens等公司準備在2005年推出商用產(chǎn)品，MCI和Sprint等國際著名運營公司正在進行40Gbit/s系統(tǒng)的現(xiàn)場試驗，都使人們看到了40Gbit/s系統(tǒng)的發(fā)展前景。
雖然40G系統(tǒng)不會很快在網(wǎng)絡(luò)中大規(guī)模采用，但是隨著網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量的增加，用戶需求的日益增長，40G系統(tǒng)將會逐步在網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用，2010年以后運營公司骨干網(wǎng)的速率將從10Gbit/s系統(tǒng)向40Gbit/s系統(tǒng)演變。
4．智能化的光節(jié)點設(shè)備走向成熟
OXC和ROADM具有組網(wǎng)靈活、可擴展性和可重構(gòu)性強、易于升級、可透明傳輸各種格式的不同速率等級的信號等優(yōu)點，是構(gòu)成光傳送網(wǎng)非常重要的節(jié)點設(shè)備。下一階段的市場熱點將是能夠?qū)崿F(xiàn)光層業(yè)務(wù)保護和恢復(fù)、靈活配置的OXC/OADM，智能化的光節(jié)點設(shè)備將在幾年后進入市場大規(guī)模商用。
目前國際上Ciena，Sycamore等設(shè)備廠商已經(jīng)推出了具備一定智能的OXC設(shè)備，并在美國、日本等國家的網(wǎng)絡(luò)中得到應(yīng)用。從近期的發(fā)展態(tài)勢看，光交叉設(shè)備將首先進入長途骨干網(wǎng)和大量商業(yè)用戶集中的城域網(wǎng)，預(yù)計一兩年后，光交叉連接系統(tǒng)將投入商用。
ROADM技術(shù)2004年有了新的突破，成為人們關(guān)注的熱點。目前，由于價格的原因，ROADM的用量很少。今后有關(guān)ROADM的市場將會發(fā)生變化，預(yù)計兩年后ROADM的價格將會大大降低，也許到2006～2007年ROADM產(chǎn)品能夠大規(guī)模進入市場。
李 暉 信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院通信信息研究所高級工程師型正在發(fā)生改變，2004年以后智能光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的比重將會增加。由于運營公司準備將網(wǎng)絡(luò)向智能化轉(zhuǎn)變，新一代的產(chǎn)品，如OADM，OXC和下一代的SDH設(shè)備等銷量將有所增加。2003年全球智能光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品占全部光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的62%，預(yù)計2007年將達到90%以上，而傳統(tǒng)的光硬件設(shè)備將下降到10%以內(nèi)。
