城域網(Metro)原是與局域網和廣域網相對應的計算機網絡的概念,指城域范圍的計算機網絡。數據通信和電信技術的發展賦予城域網新的內涵, 將城域網的概念延伸到整個通信網絡,泛指運營商在城市及其郊區范圍內提供多種業務的所有網絡。它以寬帶光傳輸為開放平臺。

各類網關實現話音、數據、圖像、多媒體、IP接入合各種增值業務及智能業務,并與各運營商的長途網和公用電話交換網 (PSTN)互通的本地寬帶綜合業務網。城域網與廣域網的主要區別在于城域網的業務范圍不僅有話音,還有數據和圖像,是全業務網絡。城域網需要支持各種客戶層信號,而且要能很快地提供客戶層信號所需的帶寬。

局域網的地域限制使各行各業形成了一個個信息孤島,廣域網的帶寬限制又使信息高速公路上的寬帶應用大打折扣,核心問題可歸結為帶寬與距離的矛盾。而城域網則是解決帶寬和增加網絡覆蓋范圍的很好方法,這使得城域網成為未來最具發展潛力的網絡系統。寬帶城域網的建設正成為電信建設的熱點。

由于密集波分復用(Dense Wave Division Multiplexer, DWDM)技術的巨大帶寬和傳輸數據的透明性,人們自然希望能把DWDM作為城域網中的傳輸平臺。在長途傳輸中,由于DWDM采用了EDFA(摻鉺光纖放大器)將光信號直接放大,節省了大量的電中繼設備,從而大大節約了成本。

但由于EDFA平坦增益帶寬較窄和它本身某些增益特性的限制,人們不得不采用高波長穩定度的激光器和密集波分復用器和解復用器,并且在整個線路上進行光功率均衡;此外,由于電中繼傳輸距離加長,對激光器的色散容限和啁啾特性也提出了很高的要求，這些技術的應用又提高了系統成本。

盡管這些高性能的器件和部件價格昂貴,由于廣域網傳輸距離很長,DWDM系統中多個波長通道共用光纖和放大器,仍然可以大幅度降低成本。而在城域網由于傳輸距離短(一般100公里以內),不需要使用放大器,增加一根光纖成本也不高,如果簡單采用和廣域網一樣的DWDM設備,無疑將得不償失。 解決的方法是采用粗波分復用(Coarse WDM,CWDM)技術。

城域網對波分復用(WDM)技術的需求

首先是成本需求。眾所周知,城域網的用戶群相對長途網絡較小,如果按照用戶數量分攤成本,城域WDM技術占不到任何優勢。考慮其它技術來降低用戶成本,WDM技術才可能更有發展潛力。

值得慶幸的是,城域網的傳輸距離較短,可以利用減少光纖放大器數目的辦法初步降低設備成本。但這還是遠遠不夠的, 必須在系統內部找原因,減少關鍵部位的技術成本。

其次是承載業務的靈活性需求。城域網的業務復雜多樣,帶寬顆粒分布幾乎沒有嚴格的規律及可預見性,對傳輸系統的適應性要求很強。 而長途波分系統提供的波長通道一般為2、5G或10G。

最后是業務的可靠性及質量保證措施需求。由于城域網中的業務特別是數據業務大都沒有QoS保障,需要系統在光層全面考慮。

由于城域網范圍傳輸距離通常不超過100km,因而長途網必須使用的外調制器和光放大器在城域網中可以不使用。沒有光放大器,波長數的增加和擴展也不再受光放大器頻帶的限制,可以容許使用波長間隔較寬、波長精度和穩定度要求較低的光源、合波器、分波器和其他元件,使元器件特別是無源器件的成本大幅度下降,城域網系統對WDM技術的的成本需求是很低的。

對于城域網,系統對單模光纖的傳輸衰減要求不高,也不需要使用光纖放大器， 這樣這可以使用1200-1700nm的寬窗口,將相鄰波長間隔放寬到10或20nm同樣可以構成數十路的波分復用系統。這就是粗波分復用(CWDM)系統。

CWDM收發設備成本優勢

易天光通信（etulink作為一家專業光模塊制造商，供應著高性價比、信號傳輸穩定的CWDM光模塊和DWDM光模塊,以及數據中心常用的高速線纜（DAC）, 有源光纜（AOC）等配套產品。

CWDM系統采用的DFB激光器不需要冷卻,帶Peltier冷卻設備和熱敏電阻的蝶形DWDM激光器要比無冷卻的同軸CWDM激光器貴很多，當CWDM系統工作在0℃到70℃的溫度范圍內,其激光器的波長一般會有6nm的漂移。這個波長漂移再加上激光器生產過程造成的±3nm波長變化,總共大約有±12nm的變化，這樣就要求光濾波器的通帶和激光器信道間距必須足夠寬。

在這些系統中,在信道帶寬為13nm的情況下信道間距一般為20nm。當復用的信道數為16或者更少時,在成本、功耗要求和設備尺寸方面,CWDM系統比DWDM系統更有優勢。隨著越來越多的城域網運營商開始尋求更合理的傳輸解決方案,CWDM越來越廣泛地被業界所接受。

CWDM最大的特點即是對波分復用設備系統要求不高，CWDM無須選擇成本昂貴的密集波分解復用器和EDFA,只須采用便宜得多的多通道激光收/發器作為中繼,因而成本大大下降，在地理范圍不是特別大、數據業務發展不是非常快的城市,具有良好的應用價值。