1、引言
    
     　　波分复用(WDM)技术已经成为光传送网的主流技术，在光通信系统中得到广泛的应用。密集波分复用(DWDM)技术广泛应用于长途干线和骨干网络，较好的解决了当前的带宽需求。网络的带宽瓶颈逐渐转移到了城域网，城域网的建设成为当前的网络建设的热点。CWDM技术以其独特的优势在城域网的建设中越来越受到重视。据Gartner Dataquest估计，全球城域接入市场到2005年会达到$45亿，而其中20%～30%会投入到CWDM。除了城域网和接入网以外，在光纤区域存储网络(SAN)中也受到广泛的重视。
    
     　　粗波分复用技术在上个世纪80年代初期就曾经被人们用来在多模光纤上传输数字视频信号。Quante公司推出了一种工作在850nm窗口的四波长系统，每波长传输的信号速率为140Mb/s。在局域网中，850nm的CWDM系统正走向实用，利用850nm VCSEL激光器在已铺设的传统62.5μm多模光纤可实现4×10Gb/s的传输，传输距离超过100m。而利用新型高带宽50μm多模光纤，可实现4×10Gb/s信号的传输距离超过310m[2]。1300nm和1550nm的VCSEL技术正在进步，传输距离还可再延长。
    
     　　国际电联通信标准部门(ITU-T)针对波分复用的技术发展，在2001年对其作了新的分类。将通道间隔￡1000 GHz的称为Dense WDM，并使用统一的缩写 DWDM。将通道间隔<50nm的称为Coarse WDM，并使用统一的缩写CWDM。将通道间隔350 nm的称为Wide WDM，并使用统一的缩写WWDM。在2002年的建议G.694.2中，将CWDM的中心频率定在1270nm~1610nm的18个波长上，波长间隔为20nm[1]。而涉及到CWDM设备光口指标的建议G.capp在2003年10月的会议上会通过。
    
     　　2、CWDM设备技术开发状况
    
     　　CWDM由于具有器件成本低、设备体积小、功耗低、可靠性高的优点，在城域网、接入网、光纤区域存储网中得到青睐。它的传输距离短、复用波长少的缺点在这些应用环境中变得可以接受。特别是在城域网中，它与密集波分复用技术互相补充，能提供性价比很高的建网方案。从2001年开始，不断有设备制造商推出CWDM设备，并在相关行业得到应用。国外的Luminent，ONI , Sorrento，Transmode, LuxN，AFC等公司在2001年就推出CWDM产品。Nortel、CISCO等在2002年也有产品推出，或在其设备中增加CWDM接口和功能。国内烽火通讯公司的CWDM系统在2002、2003年已在国内几个地方开通了实验工程。下面是有代表性的几加国内外公司的产品对比。
    
    
     　　表1 几个厂商的CWDM设备对比
    
    
    
     　　其它 可升级到16波 有一个升级通道智能3R功能信号协议自动识别 CWDM/DWDM公用平台可选用DWDM保护方案 信号采用SONET/SDH包封。
    
     　　目前已铺设的光纤多数是常规的G.652光纤，在1385nm附件存在水吸峰。因此绝大部分CWDM设备采用从1470～1610nm的八个波长作为工作波长。当然，对于采用朗讯的全波光纤(All Wave)和康宁的城域光纤(MetroCore)的网络，则可以使用全部波长。多数厂家的CWDM设备采用标准19英寸的子架式结构，这种结构使设备具有模块特性，可根据需要配置波长，也方便以后的升级。各厂商的设备都能提供220V交流电源或通信机房一般采用的-48V直流电源输入，方便不同行业的客户应用。甚至有的厂家的设备可以在室外环境应用。网管方面则采用相对较简单的Telnet和SNMP协议。传输距离则是目前CWDM设备的一个弱项。因为不使用光放大器，实际应用传输距离通常不超过50km。上表中标出的传输距离是各厂家宣传的数据，实际传输距离与信号速率以及光纤衰耗等有关，再考虑工程余量，很难达到80km。下表是点到点CWDM系统的功率预算。从中可以看出其传输距离是有限的。当然对于局域网和城域网的应用而言，能适应大多数应用场合。
    
    
     　　表2 点到点CWDM系统的传输距离
    
    
    
    
    
    
    
     　　备注：
    
     　　1 ) 光复用器及解复用器(8路)的插损定为(带连接头)3.3dB。
    
     　　2 ) 线路衰耗考虑为0.3dB/km，蓝色斜体为线路衰耗考虑为0.275dB/km。
    
     　　CWDM设备的发展趋势是小型化、低成本。垂直腔面发射激光器(VCSEL)成本低廉，在850nm的产品已经比较成熟，在1300nm和1550nm的VCSEL技术也正在取得进展。一旦VCSEL技术的CWDM激光器取得突破，将会使设备成本进一步降低。小封装、热插拔、具有数字诊断功能的CWDM光模块正在成为CWDM设备的主流接口。10Gbps速率的小封装光模块正在成熟，下一步将向CWDM应用发展，从而将CWDM系统的容量大大提高。价格低廉的薄膜滤波器是CWDM设备的主流器件，体积不断向小型化发展。同时，CWDM系统也在向长距离发展。2002年9月12日，开发线性光放大器(LOA)的Genoa公司在ECOC上同Finisar, OFS以及瑞典设备厂商Transmode一起展示了世界首个160公里无中继4通道CWDM系统。此次展览，OFS提供全波光纤，Finisar提供光模块，Genoa则提供了针对CWDM系统应用的放大器。Genoa的线性放大器在1500nm到1610nm范围内增益大于10dB，适合CWDM系统应用。在OFC2003上，日本Sumitomo公司报道了采用分布式喇曼放大技术的CWDM光放，净增益为10dB，增益带宽可达140nm，覆盖从1470nm～1610nm的8个常用CWDM波段。OFS公司报道了在全波光纤上传输16×2.5Gb/s信号的CWDM系统实验，其中1410nm的波长采用SOA,1510nm～1610nm的四个波长采用Genoa公司的LOA，传输距离可达125km[3,4]。
    
     　　3、8波的CWDM设备
    
     　　根据国内市场的需求和CWDM设备的发展应用前景，我们开发了一套8波的CWDM设备。设备采用19英寸的子架式结构，方便以后功能的扩展和升级。根据目前的器件和光纤状况，采用从1470nm到1610nm的8个波长。电源可提供直流和交流两种，提供1+1热备份。网管采用简单的文本命令行方式，可远程登录配置管理。设备体积小、功耗低，8波满配不超过60W。提供多速率、多业务接口。
    
     　　在系统光接口盘的设计中，采用了具有旁路功能的CDR芯片。这样既可以完成信号的2R透明传输，也可以完成信号的3R功能。在测试中发现，对GE信号，在2R功能情况下，不能达到其最大吞吐量，而在3R情况下才能达到。同样在3R情况下，可以轻易完成8波的级联测试。测试框图见图1。
    
    
    
     　　图1 CWDM级联测试配置图
    
    
     　　图1中是两套CWDM端机设备，配置为双向点到点的系统，中间连接60km的光纤。采用SDH误码仪产生和接收622Mb/s的PRB23伪随机信号，在3R情况下全部级联，稳定观测24无误码。各项性能指标达到设计要求。