摘 要 介紹了光傳送網(wǎng)熱點(diǎn)技術(shù)的進(jìn)展情況，并對(duì)光傳送網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)及技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)進(jìn)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(lái)，由于整個(gè)通信市場(chǎng)的低迷，使當(dāng)時(shí)火熱異常的光網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)受到了嚴(yán)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(chǎng)一落千丈。從2003年底開(kāi)始全球的光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)市場(chǎng)逐步走出低谷，呈逐步增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。本文介紹了光傳送網(wǎng)熱點(diǎn)技術(shù)的進(jìn)展情況，并對(duì)光傳送網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)及技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)進(jìn)行了概述。
二、光傳送網(wǎng)熱點(diǎn)技術(shù)進(jìn)展情況
1．超長(zhǎng)途傳輸蓄勢(shì)待發(fā)
超長(zhǎng)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(diǎn)。超長(zhǎng)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(diǎn)間無(wú)電中繼傳輸問(wèn)題，對(duì)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(jià)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(zhǎng)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(bǔ)償技術(shù)、孤子技術(shù)等方面都有所突破，延長(zhǎng)了傳輸距離，可實(shí)現(xiàn)2000～4000km的無(wú)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(zhǎng)途傳輸系統(tǒng)及特性。
超長(zhǎng)途DWDM系統(tǒng)已成為2004年光通信的一大熱點(diǎn)。2005年以后將是超長(zhǎng)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(chǎng)長(zhǎng)途光網(wǎng)的新革命。
2．ROADM成為業(yè)界的熱點(diǎn)話題
可重構(gòu)的光分插復(fù)用器（ROADM）是目前業(yè)界的熱點(diǎn)話題，在2004年2月的OFC會(huì)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(guò)ROADM在網(wǎng)絡(luò)中大規(guī)模采用還要等待價(jià)格的下降和技術(shù)的進(jìn)一步成熟。ROADM具有如下優(yōu)點(diǎn)：
（1）運(yùn)營(yíng)公司可根據(jù)需要上/下波長(zhǎng)，僅僅通過(guò)操作鍵盤即可實(shí)現(xiàn)控制，這不僅大大簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)，而且節(jié)省了人工配置所需的費(fèi)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(gè)波長(zhǎng)內(nèi)均衡了信號(hào)躁聲。
運(yùn)營(yíng)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(fèi)用，今后這種情況可能會(huì)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(jià)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(kāi)始提供ROADM產(chǎn)品，兩年后ROADM的價(jià)格將會(huì)大大降低。一些運(yùn)營(yíng)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(shū)。
如果ROADM設(shè)備價(jià)格合適，并容易配置，ROADM設(shè)備將會(huì)取代固定的OADM設(shè)備，不過(guò)何時(shí)設(shè)備能大量進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)還要取決于運(yùn)營(yíng)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(lái)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(diǎn)，國(guó)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(lái)一些大型國(guó)際通信展上也經(jīng)常可以見(jiàn)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(tái)傳輸容量達(dá)到5Tbit/s，而以前為1.2Tbit/s。升級(jí)后的HDC設(shè)備仍具有網(wǎng)絡(luò)智能和自動(dòng)控制的能力。該新的光交換系統(tǒng)可使運(yùn)營(yíng)公司節(jié)省50%的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。
實(shí)現(xiàn)光交叉連接（OXC）的關(guān)鍵在于開(kāi)發(fā)應(yīng)用先進(jìn)的光器件，特別是光交換器件和光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器件，國(guó)外已研制了多種可用于實(shí)現(xiàn)光交換的器件，并已申請(qǐng)專利。目前，基于二維（2D）和三維（3D）設(shè)計(jì)的MEMS光開(kāi)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(dá)512×512甚至1024×1024，但價(jià)格仍是阻礙其推廣的主要因素。目前，正在開(kāi)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(jìn)展不大。新的IP路由器的發(fā)展推動(dòng)了40Gbit/s的需求，40Gbit/s設(shè)備的市場(chǎng)在2003年底開(kāi)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(yùn)營(yíng)公司（如德國(guó)電信和MCI）開(kāi)始在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行40Gbit/s系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，這些都標(biāo)志著40Gbit/s的系統(tǒng)技術(shù)開(kāi)始走出低谷。一些40Gbit/s的光器件廠商認(rèn)為，2005年40Gbit/s的設(shè)備將進(jìn)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(jìn)行試驗(yàn)，沒(méi)有最終確定。
西門子公司計(jì)劃2005年40Gbit/s系統(tǒng)能為其帶來(lái)一些收入，目前正在與德國(guó)電信進(jìn)行40Gbit/s系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。德國(guó)電信2005年初將可能采用Cisco的新一代IP交換機(jī)，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(gè)波長(zhǎng)，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(chǎng)發(fā)展
2004年以來(lái)全球光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及設(shè)備市場(chǎng)開(kāi)始走出低谷，呈逐步增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。
1．全球光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場(chǎng)穩(wěn)中有升
目前，全球光硬件市場(chǎng)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(shì)已經(jīng)基本結(jié)束，從2004～2006年，全球光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場(chǎng)將會(huì)緩慢、穩(wěn)定的增長(zhǎng)（見(jiàn)圖1）。
2002年全球光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場(chǎng)（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(chǎng)將慢慢復(fù)蘇。
2004年全球大多數(shù)光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品將會(huì)出現(xiàn)增長(zhǎng)，其中DWDM和交叉連接設(shè)備將會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)勁增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)光網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)將會(huì)從2003年的100.1億美元增長(zhǎng)到2007年的120億美元。
2．亞太地區(qū)是全球光設(shè)備市場(chǎng)增長(zhǎng)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(chǎng)最熱的地區(qū)這是無(wú)可爭(zhēng)議的事實(shí)，未來(lái)幾年增長(zhǎng)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(jì)的強(qiáng)勁增長(zhǎng)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(jì)增長(zhǎng)最快的地區(qū)，2004年亞洲的電信資本支出將增長(zhǎng)5.9%，尤其是中國(guó)和印度增長(zhǎng)最為突出。
印度由于電信業(yè)務(wù)普及率的持續(xù)增長(zhǎng)、政府管制更加成熟、寬帶流量增長(zhǎng)以及技術(shù)的進(jìn)步，光通信設(shè)備市場(chǎng)增長(zhǎng)很快，成為亞太地區(qū)增長(zhǎng)最快的光傳輸設(shè)備市場(chǎng)。預(yù)計(jì)2004年的市場(chǎng)規(guī)模將增加15％以上，收入達(dá)到4.04億美元，到2007年，將達(dá)到6.347億美元，年均增長(zhǎng)16％。
3．全球超長(zhǎng)途DWDM設(shè)備逐步進(jìn)入市場(chǎng)
2004年，骨干DWDM系統(tǒng)將比2003年有較大的增長(zhǎng)，特別是超長(zhǎng)途DWDM系統(tǒng)將開(kāi)始逐步進(jìn)入市場(chǎng)。據(jù)有關(guān)研究人員分析，一般當(dāng)容量利用率達(dá)到40%～70%時(shí)，運(yùn)營(yíng)公司開(kāi)始計(jì)劃在網(wǎng)絡(luò)中增添設(shè)備，以適應(yīng)容量增長(zhǎng)的需求。目前，在北美和歐洲，雖然帶寬需求的增長(zhǎng)率低于20%，但仍舊有網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容和升級(jí)的需求。
超長(zhǎng)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(zhǎng)將成為超長(zhǎng)途光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場(chǎng)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力。 4．智能光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的比率將逐步增大
盡管會(huì)議電視、VOD、交互式娛樂(lè)游戲和其他應(yīng)用已開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng)，但近兩年來(lái)帶寬的需求增長(zhǎng)仍不是很快，運(yùn)營(yíng)公司購(gòu)置設(shè)備的原因之一是升級(jí)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)，例如增加動(dòng)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(duì)全球141個(gè)運(yùn)營(yíng)公司進(jìn)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(huì)增加。由于運(yùn)營(yíng)公司準(zhǔn)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(jì)2007年將達(dá)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(shì)
傳送網(wǎng)是電信網(wǎng)的基礎(chǔ)，未來(lái)光傳送網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)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(lái)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(jìn)中扮演著重要角色，必將給網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)帶來(lái)巨大的市場(chǎng)機(jī)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(dòng)態(tài)交換的概念，具有大容量光交換能力，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電路配置、帶寬動(dòng)態(tài)分配等，是未來(lái)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(guó)外運(yùn)營(yíng)商在自己的長(zhǎng)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(yàn)，在智能光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和演進(jìn)過(guò)程中，勢(shì)必還會(huì)出現(xiàn)一些新的問(wèn)題，包括網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)問(wèn)題、控制層面可靠性問(wèn)題、光交換節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)問(wèn)題、網(wǎng)絡(luò)安全性問(wèn)題、多層網(wǎng)絡(luò)生存性的協(xié)調(diào)問(wèn)題、服務(wù)策略問(wèn)題、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維能力問(wèn)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(gè)逐步發(fā)展的過(guò)程。2005年智能光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品將會(huì)在運(yùn)營(yíng)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(huì)成為運(yùn)營(yíng)商傳送網(wǎng)的主流技術(shù)。
2．超長(zhǎng)途DWDM系統(tǒng)將逐步進(jìn)入市場(chǎng)
2004年，超長(zhǎng)途DWDM技術(shù)成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。超長(zhǎng)途波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)具有較低的建網(wǎng)費(fèi)用、較低的運(yùn)營(yíng)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(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)途直達(dá)通路，具有更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)生存能力。未來(lái)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(zhǎng)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(jìn)的超長(zhǎng)途光傳輸系統(tǒng)能夠?qū)?60波道、10Gbit/s光信號(hào)無(wú)中繼傳送3200km。最近美國(guó)兩大著名的長(zhǎng)途運(yùn)營(yíng)公司正開(kāi)始建設(shè)超長(zhǎng)途試驗(yàn)網(wǎng)。2005年以后將是超長(zhǎng)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(zhǎng)途波分系統(tǒng)，期待著一場(chǎng)長(zhǎng)途光網(wǎng)的新革命。
3．超高速傳輸系統(tǒng)速率越來(lái)越高
超大容量、超高速是未來(lái)DWDM系統(tǒng)的主要發(fā)展方向之一，世界各國(guó)的研究機(jī)構(gòu)和設(shè)備制造商都在積極研制開(kāi)發(fā)超高速DWDM系統(tǒng)，目前國(guó)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(guò)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(wèn)題曾一直困擾著高速信號(hào)的傳播，但是隨著時(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(yùn)營(yíng)商乃至最終用戶帶來(lái)更大的利益。Siemens等公司準(zhǔn)備在2005年推出商用產(chǎn)品，MCI和Sprint等國(guó)際著名運(yùn)營(yíng)公司正在進(jìn)行40Gbit/s系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，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(huì)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(zhǎng)，40G系統(tǒng)將會(huì)逐步在網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用，2010年以后運(yùn)營(yíng)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(diǎn)設(shè)備走向成熟
OXC和ROADM具有組網(wǎng)靈活、可擴(kuò)展性和可重構(gòu)性強(qiáng)、易于升級(jí)、可透明傳輸各種格式的不同速率等級(jí)的信號(hào)等優(yōu)點(diǎn)，是構(gòu)成光傳送網(wǎng)非常重要的節(jié)點(diǎn)設(shè)備。下一階段的市場(chǎng)熱點(diǎn)將是能夠?qū)崿F(xiàn)光層業(yè)務(wù)保護(hù)和恢復(fù)、靈活配置的OXC/OADM，智能化的光節(jié)點(diǎn)設(shè)備將在幾年后進(jìn)入市場(chǎng)大規(guī)模商用。
目前國(guó)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(guó)、日本等國(guó)家的網(wǎng)絡(luò)中得到應(yīng)用。從近期的發(fā)展態(tài)勢(shì)看，光交叉設(shè)備將首先進(jìn)入長(zhǎng)途骨干網(wǎng)和大量商業(yè)用戶集中的城域網(wǎng)，預(yù)計(jì)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(diǎn)。目前，由于價(jià)格的原因，ROADM的用量很少。今后有關(guān)ROADM的市場(chǎng)將會(huì)發(fā)生變化，預(yù)計(jì)兩年后ROADM的價(jià)格將會(huì)大大降低，也許到2006～2007年ROADM產(chǎn)品能夠大規(guī)模進(jìn)入市場(chǎng)。
李 暉 信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院通信信息研究所高級(jí)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(huì)增加。由于運(yùn)營(yíng)公司準(zhǔn)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(jì)2007年將達(dá)到90%以上，而傳統(tǒng)的光硬件設(shè)備將下降到10%以內(nèi)。
