DWDM系統誤碼及分析

郭亞民

DWDM系統誤碼及分析

郭亞民

摘 要：DWDM誤碼問題涉及因素多，定位復雜，是運維工作的難點。以某傳輸干線DWDM網絡運行與誤碼維護實例為背景，論述波道誤碼問題的產生原因及基本排查思路，重點分析端面反射對DWDM系統的影響和解決方法。

關鍵詞：密集波分復用;誤碼;反射

DWDM系統作為骨干傳送網，是數據網、核心網、無線G網等所有業務網的安全運行基礎，保障其穩定運行是運維管理工作的重點。DWDM系統誤碼產生原因復雜，定位排查相對困難，因此有必要總結誤碼處理過程，這對DWDM系統的日常維護具有借鑒意義。

故障類別序號故障原因 監控/定位手段線路問題1 2 3 4 5 6 7 8光纜環境問題，高溫、高寒地區設備環境問題(設備溫度過高)光放大板失效或性能劣化線路光功率異常(過高、過低)信噪比劣化、波道均衡性差光纖非線性效應色散容限問題光纖接頭、尾纖端面污漬導致的回損過大線路光功率設備溫度光放性能與告警光放功率在線光譜監測線路光功率DCM補償OTDR、光纖顯微鏡單波問題1 2 3 OTU單板到合分波間尾纖異常、連接不穩定OTU單板失效或性能劣化OTU接收功率(過高、過低)現場檢查OTU性能與告警OTU 功率

1 誤碼原因

誤碼是指在傳輸過程中碼元發生了錯誤。DWDM系統產生誤碼的因素有很多種，維護中常見的誤碼原因包括線路光功率異常、色散容限不夠、波道間功率不平坦、信噪比過低、光纖非線性以及傳輸設備的光器件性能劣化等。DWDM系統出現誤碼后，應首先確定是單波道誤碼還是多波道誤碼。若是單波道誤碼，需要對該誤碼波道的OTU收發光功率、光器件、與合分波單元的尾纖進行排查定位;若多波道同時出現誤碼，通常是光線路出現問題，需要對光纜、線路功率、色散、非線性、光放大板卡等進行檢查。DWDM系統常見誤碼原因見表1。

2 問題分析

某DWDM網絡A和B站為OTM站，距離362 km，中間設C站 (OADM站)和D、E、F站(OLA站)，使用32×2.5Gb/s系統組網。系統在A、B間開通20個波道，線路功率與波道信噪比符合指標，但B站收A站方向6個波道OTU上報大量RSBBE(再生段誤碼)，個別波道甚至由于誤碼過大無法正常承載業務，必須進行波長倒代轉移。

因20個波道中6個波道出現了誤碼，且誤碼量隨時間的變化步調一致，所以基本可以判斷非單個波道故障，需要對線路展開分析定位。根據上表中線路問題的常見故障原因，結合相關原理知識，排查過程如下。

1．確認光纜環境和全線機房環境溫度正常。

2．檢查放大板功率、增益等指標，確認非傳輸設備板卡故障。

3．檢查線路光功率，發現A-B間線路功率與標稱值基本一致，均小于1 dBm，說明當前線路功率正常。

4．用光譜在線分析儀對B站接收A方向線路進行光譜監測，所有波道信噪比均大于25 dB，波道間的均衡平坦性良好，說明均衡、信噪比均正常。

5．光纖非線性效應主要由功率過高導致，光功率越高單位光纖橫截面的能量密度越大，當此密度過大時，會導致傳輸信號的非線性效應，影響系統性能。G.652光纖只要入纖功率符合設備光放標稱值，通常不會產生非線性效應。

6．色散容限是DWDM系統中重要維護指標，與光功率指標同樣重要，通常在系統設計與工程開局時已按距離使用相應型號DCU(色散補償單元)進行合理補償，但2.5Gb/s的DWDM系統通常受色散影響很小，工程設計中無須進行補償。本例中DWDM系統是2.5Gb/s×32系統，所以可以排除色散問題導致誤碼的可能。

7．光纖接頭、尾纖端面污漬會產生回損，造成線路中的多徑反射現象，而不同波長的諧振長度不一樣，當反射長度與波長可比擬時，就會產生相干調制等現象，對信號造成損傷，導致系統性能劣化，因此在反射過大的情況下，可能會出現相同路由部分波道性能正常，而另一部分波道產生誤碼的現象。但回損通常無法通過傳輸設備與網管系統進行量化監測，給問題定位帶來一定的困難。

3 解決方法

根據上述分析，重點懷疑光纖接頭或端面污染引起反射，導致系統產生了誤碼。從接收端B站開始，沿F、E、D站對區間光纜、站內尾纖接頭一一檢查，具體定位手段是用OTDR工具對光纜進行損耗和回損測試，用光纖端面顯微鏡對站內的尾纖接頭進行400倍放大觀察，以查找反射點。

3.1 OTDR檢測站間光纜反射

用OTDR對B-A各區段光纜檢查，損耗與反射測試結果均正常，發現外部光纜不存在明顯的反射點，排除了外部線路反射的可能。

3.2 光纖顯微鏡查看光纖端面

清潔的尾纖接頭端面放大觀察應該是一個灰色潔凈的圓面，因單模光纖的纖芯直徑為8～10 μm，放大100倍數時約為0.8～1 mm，這時可以看到圓心中間的纖芯，為一個顏色稍淺的小圓點，在纖芯及其邊沿都不應該有灰塵、污漬或劃痕，如圖1

所示。

圖1 尾纖端面放大效果圖

用光纖顯微鏡對B至A站室內ODF架接口、設備接口、對接法蘭、尾纖端面逐一進行測試，發現光接口、尾纖接頭污染嚴重，全線有60%以上的光纖接頭污染嚴重，清潔前用光纖顯微鏡對部分接頭做了截圖，如圖2所示。

圖2 顯微鏡觀察尾纖清潔前端面

3.3 清潔污漬尾纖端面

對B-A段各機房室內ODF架、設備接口、法蘭盤、尾纖所有光接口使用專用擦纖工具進行清潔。光纖端面污染較重的使用普通的擦纖盒無法清潔干凈，首先使用酒精多次清潔，再使用擦纖盒清潔才能清潔干凈;污染、劃痕更嚴重的端面只能通過更換尾纖解決。

4 結束語

通過對沿線各個站點的光纖端面進行排查和清潔，線路性能得到明顯提升，光譜掃描中各個單波的均衡性得到改善，6個故障波道的OTU誤碼全部消失。本次誤碼主要原因是DWDM系統設備運行年久，機房環境較差，室內部分光纖端面長時間積累污染、劃痕等造成反射，導致系統產生誤碼。

［1］金明曄，張智江，陸斌.DWDM技術原理與應用［M］.北京：電子工業出版社，2004－1－1.

［2］曾甫泉.光同步傳輸網技術［M］.北京：北京郵電大學出版社1999，9.

Abstract:DWDM error code involves in various factors and high complexity of pinpointing and is a difficult point in operation and maintenance．In a certain maintenance case of transport trunk DWDM network error，this article discusses the causes and basic troubleshooting process of channel code error and focuses on the analysis of the impact of end reflection on DWDM systems and solutions．

Key words:DWDM;BER;Reflection

郭亞民：北京鐵路通信技術中心 工程師 北京

2012-06-05

(責任編輯：諸 紅)