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技术简介
电信网络的骨干，通常被称为核心网或传送网，是大型网络提供商运营的核心所在。这种光纤“高速公路”在不断演变——规模越来越大、速率越来越高、技术越来越复杂。骨干网通常可分为两个“子网”：长途和城域网。
长途网
长途网将城域网彼此相连，或与其它长途网相连，从而将不同城市或国家无缝、高效地连接起来。长途网传输的数据远远多于其它类型的网络，传输的距离也更长，可达到数百或数千公里。
图1.地面光纤网
常见的长途网的数据传输速率通常为2.5 Gbit/s或10 Gbit/s。目前，正进行一些40 Gbit/s传输试验，以便满足部署高带宽应用（如IPTV和VoD）导致的更高带宽需求。
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光传输速率（OC-x）
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同步传输模式（STM-x）
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比特率（Mbit/s）
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OC-3
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STM-1
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155.52
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OC-12
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STM-4
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622.08
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OC-48
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STM-16
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2488.32 (2.5)
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OC-192
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STM-64
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9953.28 (10)
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OC-768
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STM-256
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39813.12 (40)
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表 1.标准的传输线路速率
简单的光链路是点对点链路，没有光放大（图1）或信号复用功能。在使用EDFA的长途网中，传输信号必须每隔400公里左右（取决于EDFA的特性）进行再生，以便克服由于光纤损耗导致的信号衰减、色散和非线性效应导致的信号失真，以及多个EDFA（级联）造成的噪声累积。传输信号的再生需要光-电-光的转换，信号在电域被再放大，再整形，再定时（3R）。每个通道都需要这种信号再生设备，因此成本比较高。
图2.无光信号放大功能的传统长途网
然而，将混合分布式拉曼放大器和EDFA（图2）结合使用，可以将信号再生距离从500公里延长到2000公里。但是，拉曼放大器带来的低噪声优势需要付出一定的代价：因为拉曼放大过程的效率较低，因此所使用的泵浦必须比在EDFA使用的泵浦的功率大。这就带来了与成本、人员安全、连接器洁净度和其它潜在非线性效应有关的限制。
图3.长途WDM点对点链路
SONET（同步光纤网）或SDH（同步数字体系）是长途网络中最常用的传输技术。可通过密集波分（DWDM）技术在同一条光纤上同时传输大量的数据。由于随着DWDM通道数量的增加，可能会出现严重的损伤，因此需要严格的工程规范来保证长距离通道的质量。
要实现高比特率和同步数据传输，需要对SONET/SDH基础设施进行详细的测试。数据完整性、时延、放大和衰减等参数在网络生命周期每个阶段中需要严加控制。在评估这些网络内的问题时，必须同时测试SONET/SDH和光传输层。从光学角度来说，更高的比特率要求最复杂的测试——需要控制色度色散（CD）和偏振模色散（PMD）等参数。
城域网
城域网将城区第一英里基础设施（接入网）与长途网连接起来。城域网结合各种下一代技术，如基于DWDM或CWDM（粗WDM）环的光传输、传统的电路交换传输协议（SONET/SDH/PDH）以及以太网、IP和光纤通道等数据协议。在过去的几年里，由于运营商级千兆以太网技术的发展，以太网成为城域网（MAN）中的主要解决方案。
图4.城域网中基于SONET/SDH的以太网（EoS）故障诊断和维护
这些技术的混合使互操作性和多协议测试变得极为重要。从光纤物理层到应用层的各层测试非常关键，以便有效地安装、维护并管理这种复杂的网络。协议标准方面的进展方便了当今的多协议结构。然而，像下一代SONET/SDH，万兆LAN/WAN以太网等技术仍然需要面对旧有协议，（从物理层到应用层的）各层混合的测试环境。
波分复用：使网络容量倍增
自1996年开始使用以来，波分复用（WDM）使网络容量迅速增长。它能够使现有光纤网络上的光纤带宽成倍增加，从而大幅减少部署新光缆的需求，并为以后的全光纤网络设计和安装铺平道路。
图5.光谱分析仪测量并显示的连续WDM通道光谱
WDM系统的基于光纤能够同时传输多个不同波长的光，而不会互相干扰。每个波长都代表光纤里的一个光通道。现在已有一些经过验证的光学方法，可在单个光纤内复用不同的通道，并在网络的适当位置将这些通道提取出来。通道波长间距可以非常小——仅为几分之一纳米（10-9 m）——即密集波分复用（DWDM）系统。
图6.随着通道数量的增加，带宽容量也剧增（DWDM指南第3页）。
市场上已经出现了单个光纤能够承载最多160个独立光通道的商用WDM网络，每个通道的速率最高可达10 Gbit/s。甚至可在同一条光纤上同时进行双向传输。然而，目前部署的大多数WDM系统通常承载8-16个通道，速率为2.5-10 Gbit/s。
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缩略语
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全名
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通道间隔
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WWDM
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宽波分复用
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≥ 50 nm
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CWDM
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粗波分复用
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< 50 nm
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DWDM
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密集波分复用
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≥ 1000 GHz
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表2.WDM系统分类规定——ITU-T g.671/IEC 62074-1
DWDM的成功在很大程度上归功于掺饵光纤放大器（EDFA）的发展，EDFA使用从激光泵浦获得的能量，在其以1550 nm为中心的通带内，对输入端口接收到的各种波长的信号进行光学放大，无需将这些信号转化为电信号，然后再转化回光信号（光-电-光转化）。
DWDM器件和关键参数
DWDM系统具有许多优势，但同时也造成了严格的设计和测试要求：
- 必须解决光学器件和光缆特性问题，而在使用较为简单的传输技术时可能会完全忽视这些问题。
- 这些系统特有的新光谱范围意味着需要采用新的网络设计和器件选择标准，从而导致系统规格与单波长系统的规格有所不同，而且在很多时候更为严格。
- 必须以各个通道波长测量与传输效率和精度相关的参数，尤其是在波长相距很近时更是如此。需要对整个DWDM网络进行验证和多级测试：网络器件、子系统、光介质等。
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