城域网与广域网(第2版)
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CWDM在城域网中的组网方案

CWDM技术是为适应宽带IP城域网的需求而发展起来的。将CWDM传输系统和高性能路由器、交换机连接起来,就构成了宽带IP城域网。另外,将CWDM光传输设备和路由器、交换机结合在一起,可以由路由器、交换机端口直接驱动光传输设备。最简单情况是当一根光纤只传输一路数据时,在裸光纤上直接运行千兆以太网(GE);如果需要传输多路数据,可采用CWDM系统,根据需要逐步增加波长通道。

CWDM以其明显的成本优势而成为城域网核心层和汇聚层的理想选择,它能够凭借其灵活多样的组网方式构成不同的解决方案。也就是说,CWDM系统组网方式灵活多样,可以组成点到点、点到多点、环形、星形、链状等各种拓扑结构。一般在核心骨干层采用背靠背的方式实现多个环网或通道的叠加,在汇聚层采用环网的逻辑星形或双星形网络,在接入层采用链状或点到点的组网方式。当然,实际的网络需求相当复杂,要针对不同的用户环境选用最恰当的网络结构。较常用的组网方案有以下几种。

城域网环形拓扑组网方案

城域网将信息从高速骨干网传送到最终用户。宽带城域网从层次上可划分为城域核心网(Metro Core)、城域汇聚网(Metro Convergence)、城域接入网(Metro Access)和用户驻地网络(CPN)。

CWDM技术可以适应多种网络复杂的环境。从城域核心局到多个分支局间的不同业务传送,到汇聚局与客户端之间的接入网络建设,都可以采用CWDM技术。采用CWDM接入网传输多种数据业务,能够实现互不干扰,且各客户的业务传送能够得到可靠、安全的保证。CWDM还可与EPON或APON组成无源光网络,与DSLAM(数字用户线接入复用器)进行互连,为实现光纤到户(FTTH)提供很好的解决方案,实现多种业务的融合。

宽带城域核心网将高速骨干网的信号传送到较低层次的光纤通道(又称光纤信道)上,其容量比较高;城域接入网将城域核心网的高速信息传送到用户驻地网,其信息容量较城域核心网小;用户驻地网将城域接入网的信号进一步传送到用户。为了节省大量的光纤资源,同时实现多种业务的融合,在城域核心网或接入网中宜采用CWDM组网。CWDM设备应用于环形核心网示例如图2.17所示。

图2.17 CWDM设备应用于环形核心网示例

CWDM分插复用设备可以将SDH业务、IP业务、视频图像业务通过一条物理光纤环实现多个逻辑环的叠加。每个环上承载一个独立的业务,互不干扰。

对于具体的网络构建,以两波为例,如图2.17所示,环形线表示一对物理光纤环的环形逻辑,每段光纤上复用两波,在各个CWDM结点放置1台CWDM光分插复用器(OADM)设备(两波上下),对于具体的业务接入设备,如IP路由器和SDH分插复用器(ADM)设备,分两路分别接入CWDM OADM设备。

在这种“物理环网+逻辑环网”的组网方式中,整个逻辑环实质上是采用一段一段的“点到点”波分复用传输组成的。所以整个环的长度没有限制,点数越多,距离越长,但两点之间的距离不允许超过80 km。

CWDM设备用于核心网的主要优点如下:

img 8路业务可以复用到一对光纤上;

img 支持多种业务传送,包括IP、SDH、ATM、图像、光纤通道等业务;

img 目前可以在一根光纤上提供高达20 Gb/s的业务带宽;

img 提供物理层的通道和复用段保护能力,增强了数据网络的可靠性,可以使倒换时间低于50 ns,比通过三层的冗余路由保护效率高。

CWDM分插复用设备可以与终端复用设备结合使用,通过一条物理光纤环实现一个具有保护功能的逻辑上的双星形结构。具体连接如图2.18所示,图中采用一对光纤组成网络上的环形结构,虚线表示连接环上的双星形结构。这种逻辑双星形结构,每个汇聚层路由器(或者第3层交换机)到核心路由器(交换机)之间都有一条冗余路径,从而提高了网络的可靠性。这种CWDM设备的物理环形连接,与以往的网络双星形连接相比要节省光纤资源。

图2.18 CWDM设备用于逻辑双星形汇聚层网络

城域点到点拓扑组网方案

点到点的拓扑组网方案可以利用现有的有限光纤资源,以数倍于现有传输容量的带宽实现两点之间多业务的双向汇聚,比传统的DWDM具有更高的性价比。CWDM应用于城域点到点拓扑组网方案示意图如图2.19所示。

图2.19 CWDM应用于城域点到点拓扑组网方案示意图

城域点到多点拓扑组网方案

通常,为实现在光网络中点到多点的应用,需要较多数量的光纤组成星形拓扑。在光纤资源不足的情况下,利用一条光路串接需要传输数据的各个分局,通过事先定义波长来区分用户和业务,在各个业务结点利用CWDM的终端复用设备和分插复用设备,实现地区业务的复用传输和业务的上下传输。通过这种方式可解决中心结点到多个分支结点间的不同业务传送,从而用一条简单的物理光路实现逻辑上的星形拓扑结构,其示意图如图2.20所示。

图2.20 CWDM应用于城域点到多点拓扑组网方案示意图

通过以上几种组网方案可知,CWDM系统是一种适合宽带城域网使用的波分复用系统。它的出现解决了长期困扰城域网建设的性价比问题,而且最大限度地利用了现有城域光纤基础设施,满足了未来小型城域网和大型城域网汇接、接入层业务所需的带宽。当然,CWDM技术也有其不足之处,比如要建设一个16波的CWDM系统,其带宽范围覆盖了近400 nm的光纤工作窗口,其中包括1 380 nm的高衰减区,普通的光纤介质根本无法适应,必须敷设全波光纤才能满足要求。