光分插复用器和光交叉连接器等WDM网元的功能必须更像对应的SONET/SDH网元。

　　关于同步光网/同步数字系列（SONET/SDH）即将走到穷途末路的谣言曾经甚嚣尘上，然而，到目前为止，对电信传输市场所做的各种预测以及运营商的购买计划都清楚证明了这些谣言有多么离谱。目前，全世界范围内的城域运营商依旧把SONET/SDH作为组建传输网络时的主要方案，并且在网络运营、网络维护以及赚取利润方面已经积累了大量有价值的经验。

　　最近研发的重点在于进一步装备SONET/SDH网络以适应时代的变化。具体而言，通过改进SONET/SDH传输网，使得网络更适合于传输数据信号，在支持新数据业务传输的同时，驱动网络朝着提高效率和灵活性的方向发展。这一发展趋势将提高SONET/SDH网络在数据传输时的灵活性和弹性，同时利用了传输网络运营商在SONET/SDH带宽管理上的得心应手。

　　在复兴SONET/SDH功能和运营模式时出现了一些特征，这些特征集中体现了合理设计基于WDM系统的SONET的必要性。器件和子系统厂商必须理解并适应这些新的特性和功能，它们将被引进下一代WDM系统。
　　
　　WDM进入市场的障碍

　　考虑到WDM进入市场时遇到的传统障碍——全部与铺设WDM系统的困难有关，为了能够大量铺设WDM系统，显而易见，必须对系统进行改进，使得改进后的WDM系统在本质上更接近于SONET/SDH。过去对铺设WDM系统存在着这样的偏见，即铺设WDM是最后一种选择，是不得已之选，要消除这样的偏见关键在于消除这些障碍。

　　最初铺设WDM系统是因为在点对点应用中出现了“容量枯竭”或为了“复用光纤”（见图１）。在这种情况下，　　WDM系统中所有波长的源点和终点都是相同的。运营商不得不在多个WDM系统之间路由波长——换言之，为了在一些电话局之间实现流量“快递”，要建立线性的光分插链路甚至环形WDM系统。对这些应用而言，第一代点对点WDM解决方案并不理想，因为需要对所有通过的波长进行昂贵的光电光（OEO）再生。

　　第二代WDM解决方案试图解决OEO再生过多的问题，即通过直接连线让直通波长全部通过节点，这样就不需要对每一个波长进行复用和解复用操作。这些系统使用了固定的光分插滤波器，这些滤波器只分插选定的波长而让其余通过。不过，为了消除串接滤波器引起的一些效应，如滤波带宽变窄、损耗过高、环行激射等问题，需要对每一个波长进行精心的设计。


图１　　WDM系统是从简单的点对点应用中演化过来的，期间其结构变化经历了从灵活性受限到可以提供动态可重新配置应用的过程，进化后的WDM系统提供的应用与SONET/SDH提供的控制和业务选项相似。

　　从运营商的视角来看，要在某一特定节点上提供新的波长业务，如果采用现有的固定OADM，就需要大量的人工和大量的光纤跳线。要在一个节点上分离3-4个波长，就必须采用WDM分插滤波器。如果没有预先安装WDM分插滤波器，并且在提供业务前没有进行必要的测试，那么开通新波长业务的过程会变得极为复杂。这不仅需要增加WDM分插滤波器电路板，还必须使用大量的光纤接线板、特定的连接设备以及跨接机架的光纤跳线。要将固定的分插波长改变为直通波长，非常耗费时间，并且可能会对运行规则带来极大的影响。

　　另外，要在现有的系统中增加新的波长信道，运营商在进行设计时将面临任务难度增大的问题，因为必须解决新增信道中波长再生的问题。这些局限使得准备、安装和升级过程变得既麻烦又容易出错，而且通常需要很长的筹备时间、昂贵的安装费用以及大量的人工。

　　最近出现的一些创新带来了第三代动态可重新配置的光分插复用（ROADM）以及光交叉连接（OXC）解决方案，第三代方案借助单波长粒度解决了固定OADM中固有的那些问题。这样，运营商在管理WDM系统中的波长时就像在管理SONET/SDH系统中的时隙一样——避免了传统WDM中耗费大量人工而且容易出错的业务提供过程。
　　
　　让WDM更像SONET

　　运营商的需求导致了现有ROADM和OXC网元的出现，这些网元解决了对远程可编程性、单波长分插粒度，以及一次性网络设计而不是对每一个波长进行设计的需求。前一种需求通过可以控制每一个波长的全光开关来实现，而后一种需求则通过全自动光层来实现，其中不仅包括了可编程的光分插复用，还需要对每个独立的波长进行动态增益平坦（DGF），从而实现自动的功率控制，此外，还必须对光放大系统进行自动增益控制（AGC），从而实现瞬态控制。达到这样的自动化水平后，运营商就不必面对WDM遇到的传统障碍，从而避免了耗费大量人工但却容易出错的过程。

　　综上所述，运营商需要的是本质上更类似于SONET/SDH的WDM系统。从网络工程师的视角来看，这意味着在增加新波长时不需要重新设计WDM系统的光层，而像SONET/SDH系统那样，只需要在安装系统时进行唯一一次光链路设计即可，而且还可以实现远程配置，即对某一特定位置的TDM信道配置分插通路或直接通路时，只需轻轻松松按下几个键就能完成，而不必向每一个位置都派出熟练的技术人员。全自动光层中的网元将使上述的WDM系统成为现实。

　　从运营的角度来看，这意味着性能与SONET/SDH相似的WDM系统应当是实时的，能对每个波长的性能进行监测，从而保证长期的业务质量，此外，还能设置报警的底限，标记潜在的问题和网络中出现的最细小的故障。
　　
　　应用子系统

　　光层不仅应该从外观和感觉上类似于SONET，日常运营和使用的运行规则也必须类似于SONET。如果WDM网元的外观和感觉类似SONET，那么运营商在维持有价值的SONET/SDH运营模式的同时，就能够很容易地利用WDM的灵活性、可扩展性以及动态可编程功能。为了提高性能的有效性，必须改进或集成关键的功能，而且这些功能应当与改进的WDM设备相吻合。

　　ROADM。以现有的ROADM子系统为例，该子系统应当集成有自动光层中的多个网元——复用和解复用、单波长粒度光交换、监测每个信道的光学性能（OPM）、以及类似于可变光衰减器可以实现DGF功能的网元（见图２）。复用/解复用滤波器的通带特性应当适合于串接的多个网元以实现更多节点数的WDM环，例如在全光通路上节点数达到了15个的WDM环（接近传统的16个节点的SONET/SDH环的极限）。


图２　　子系统要支持类似于SONET的性能，就必须提供全自动的光层，其中包括可重新配置的光分插复用，单波长粒度，自动功率和瞬态控制，以及确保业务质量和故障管理的连续实时性能监测。

　　OPM应当包括基本的性能监测——换言之，用实时光层性能监测跟踪信号质量——并利用光层性能监测来进行故障管理、潜在故障标记，当故障发生时可以对出现故障的位置进行定位/分段。光交换机应当是可完全重新配置的（在重新配置的过程中不会影响其他的波长），而且用于重新配置的时间必须限制在1到10ms之内（甚至更短），以支持整个系统范围内的交换保护（例如环行光网保护）在传统的50到60ms的SONET/SDH限制内。

　　光放大器子系统。构成ROADM或OXC网元的OA子系统也必须对泵浦激光器的好坏、状态以及复用后的WDM信号进行实时的连续性能监测。为了防止任何可能的瞬态变化导致网络信号故障，必须采用超快的AGC，光放大器的这一重要性能使得运营商可以获得全自动光层带来的全部好处。

　　转发器。由于基于转发器的系统在转发器中集成了越来越多的SONET/SDH性能，所以WDM系统接口就反映出这些单机网元展现出的SONET/SDH性能。这些性能包括对SONET/SDH分插复用器和交叉连接功能的支持，而且与定时和同步要求相关。虽然固定波长的转发器是现有标准，但是从运营商的角度出发，将来可调谐激光器会得到更广泛的应用，并因此进一步简化WDM系统，例如，如果用单个转发器取代32信道系统，那么WDM系统就得到了极大的简化。

　　由于SONET/SDH仍将在传输网络中占据主要地位，因此所有的迹象都预示了带宽将驱动WDM系统向SONET/SDH形式发展。从运营商的角度出发，要消除WDM系统进入市场的障碍，关键要对WDM系统的网元进行改进，使得WDM系统的网元——特别是OADM和OXC——应用时更像SONET/SDH中的相应设备。

　　为了实现这种变化，WDM系统的波长管理必须像SONET/SDH中的时隙管理那样简单。从器件和子系统的角度出发，只要提供全自动光层需要的所有要素就可以实现这种简化的波长管理，这些要素包括一次性网络设计，具有单波长粒度的可重新配置光分插复用，用于自动功率和瞬态控制的AGC和DGF，以及对每个波长进行的实时、连续性能监测以保证业务质量和进行故障管理。