密集波分復用DWDM在長途干線傳輸網中的應用

張 益

（中國人民解放軍第六九〇五工廠，重慶 400000）

1 密集波分復用DWDM概況

如今，隨著Internet和多媒體技術的飛速發展及IP服務的增長，人們對寬帶通信提出了更高的要求[1]。光纖通信系統以10年近100倍的速度穩定增長，這改變了通信網絡的發展面貌。

1.1 密集波分復用技術

密集波分復用技術是光纖通信技術的一種，一般用縮寫的DWDM替代密集波分多路復用，通常用此技術來實現系統擴展[2,3]。DWDM組合進行信號傳輸是將不同波長的光信號多路復用來得以實現。在一個物理光纖中提供多個虛擬光纖通道，在光纖中解復用并發送到不同的通信點的組合的光信號是在發送信號之后進行的。

1.2 密集波分復用技術的產生

TDM 10 Gb/s面臨電子組件的挑戰。由于TDM傳輸設備的價格很高并且難以突破硅和砷化鎵技術的極限，因此TDM使用的可能性很小，這是DWDM技術快速發展的主要原因。已安裝的G.652光纖窗口的高色散為1 550 nm，增加了光纖色散和偏振模色散的影響，限制了TDM 10 Gb/s系統的傳輸。人們越來越多地在光領域中使用各種復用方法來提高傳輸效率并提高復用率，從電多路復用轉移到光多路復用。DWDM技術是目前最簡單的商業化方法。

2 密集波分復用DWDM在長途干線傳輸網中的應用

2.1 移動干線DWDM傳輸項目簡介

2.1.1 項目背景

隨著移動服務網絡的迅速發展，傳輸線中對服務網絡的需求也在增加[4]。為了充分發揮省內長途電網的作用，進一步提高競爭力，移動通信將擴展和協調該省現有的長途傳輸網絡，從而為該省的移動通信公司創造一個新的長途傳輸網絡工程建設[5]。

2.1.2 項目概況

經過幾期的建設，移動運營商的二干長途傳輸網已達到一定規模。已經建立了許多SDH環形網絡系統和多層DWDM系統，并建立了第一和第二平面層架構。如今，服務網絡基本上使用雙平面或雙歸屬結構。當前的網格建設計劃也采用了雙平面設計概念[6]。在每個城市中有效避免由于節點故障而導致的完全服務中斷需要分別組織兩個傳輸級別，至少設置兩個不同的節點，在不同的傳輸面上布置服務網絡線路[7]。本文的項目方案包括波分復用系統和網絡管理系統，目標是制定中心頻率偏差的評估標準。目前，一干波分離系統的A和B側都是40個頻率間隔為100 GHz的波系統，可以通過網絡管理來調整此解決方案，以將中心頻率重置為正常范圍。

2.1.3 項目范圍及界面

項目范圍及界面如圖1所示。具體來說，從光跳線、電源、信號電纜以及光電通信設備到最后的智能光配線架（Intelligent Optical Distribution Frame，IODF）[8,9]。從OTU端到其他設備的中間分發框架屬于業務網（或SDH）項目的范圍，土建工程和空調系統的擴展與更新不屬于該項目的范圍。

圖1 項目范圍及界面

2.2 傳輸設計

2.2.1 通路組織

（1）本工程通路安排原則。該項目通路組織是根據以下原則準備的，一是為了提高網絡的安全性，應盡可能使用兩層傳輸網絡進行傳輸，并使用相同類型的服務或負載平衡方法[10]。二是結合公司的網絡管理原則，采用安全合理的渠道布局策略，以確保整個過程中服務網絡線路的可靠性。三是在配置二干傳輸設備時，應考慮到各種服務的連接。同樣對于接口類型有明確定義要求的生產線必須與兩端的接口匹配[11]。四是考慮通路安排應根據最終將要遷移局址的位置來遷移一個或多個交換局。五是基于活動備用模式下節點數最少的原理和最短物理路由距離放置DWDM光通道1+1。但是，應避免保護組中兩個光通道（包括進局部分）的同路由問題。

（2）本項目解決的業務。省內長途通信網絡為移動通信提供的服務包括TDM串行網絡、軟交換網絡、CMNET、專用IP承載網絡、城域IP網絡、網絡管理DCN、MDCN、數據備份和容災以及其他業務。基于相關的統計數據和計劃切換新系統。

（3）本地網轉接電路統計。本項目是純WDM建設，不需要局域網來解決本地線路問題。

2.2.2 同步、網管及保護方案

（1）本工程使用同步定時方式。DWDM系統通常由OTU從每個服務信號代碼流中提取時鐘，不需要外部時鐘信號。

（2）網管系統。網絡管理系統（Network Management System，NMS）和網元管理系統（Network Element Management System，EMS）是組成DWDM網絡管理系統是主要系統。二干移動傳輸網絡是由華為DWDM網絡管理系統先前建立，更新和擴展的。新添加的系統可以連接到項目的網絡管理系統。方法為重建5個系統，并從A點和B點提取網絡管理信號，即將點A和點B用作傳輸系統元件的網關網絡。

（3）保護方式。對于SDH存儲通道，SDH系統已經可以在50 ms內提供保護，因此不需要WDM級別的保護。該項目的此階段承載IP服務并使用雙重發送和選擇性接收方案，為發送IP服務的信道提供光信道保護。具體的保護原理與SDH系統的1+1通道保護模式相似，即使用WDM系統提供的雙傳輸模式時需要從源節點的WDM系統發送服務信號，將服務信號復制到兩個相同的服務信號（主信號和備用信號）中，通過兩條不同的路徑到達目標節點，并通過選擇接收方法在服務節點處收集這兩個服務信號。

2.3 局站通信系統

2.3.1 通信系統

局站通信系統主要由輔助系統（電源，網絡管理）、光配線架以及華為OptiX OSN 6800/8800等設備組成。

選擇先進的OTN設備—OptiX OSN 6800/8800為該項目進行聯網，轉換大容量寬帶WDM傳輸系統，工業系統構建和國內外業務運營商現在的主流技術就是光傳輸網絡（Optical Transmission Network，OTN）。另外，局內骨干網的專網和分支網將變得更加重要。多路復用器將不同波長的多個信號組合成幾個波長的光信號，然后將它們發送到光纖目標。來自另一端的光纖信號由波長轉換器轉換為波長為1 550 nm的光信號并由多路分解器分解為不同波長的多個光信號。

該項目的WDM系統為SDH或其他系統（如IP）提供了一個通道，電路的規劃和交換可以由ODF完成。每個站的OTU側信號可以直接連接到其他轉發項或數據設備。

2.3.2 局內配線光纖/電纜的選用

設備制造商提供了此項目中用于OTU卡板到合成器和多路分解器的尾纖，型號為LC/PC-LC/PC。從OTU卡板到OTU智能光纖配線架（Intelligent Optical Distribution Frame，IODF）的鎧裝尾纖為FC/PC（ODF側）-LC/PC（OTU側），光跳站（或OTU之間）的尾纖模型是FC/PC-FC/PC。此外還有由制造商提供以及從機柜到設備的電源電纜的網絡管理電纜等其他電纜。接地電纜、傳輸機的直流配電柜的電源線以及傳輸室的直流配電柜，立式機柜到傳輸室的直流配電柜均在國內生產。

2.4 系統性能測試

完成系統構建后，工程師在8個方向上測試了系統4個部分的主要性能數據，記錄如表1-表8所示。

表1 系統性能測試表（主電網功率）

表2 系統性能測試表（開銷通道功率）

表3 系統性能測試表（電源，主視覺通道）

表4 系統性能測試圖（跨通道功率）

表5 系統性能測試表（干線可視通道的電能）

表6 系統性能測試表（跨通道功率）

表7 系統性能測試表（干線可視通道功率）

表8 系統性能測試表（開銷通道功率）

2.4.1 A站點-B站點

（1）B站接收到A站的指示，兩個站的干擾波形均為2波。

收端OSNR為＞27.64，OSC從“A站點發B站點”計算的線損：12；設計線損：17.45。

（2）站A從站B接收指令，兩個站的指定波數為2波。

收端OSNR為＞27.64，根據OSC計算“A站點收B站點”的線損：13.6；設計線損：17.45。

本段中的關鍵問題：無。

2.4.2 B站點-C站點

（1）電臺C從電臺B接收方向，這3個電臺的指定波數為2波。

收端OSNR為＞22.05，OSC為“B站點發D站點”線損：17.4；設計線損為30.3，OSC從“D站點發C站點”線損為15.5，設計線損為17.5。

（2）B站收到C站的指令，3個站的調諧頻率為2波。

收端OSNR為＞22.05，根據OSC計算的“B站點收D站點”的線損：29.1；設計線損：30.3；OSC從“D站點收C站點”線損：16.7；設計線損：17.5。本段中的關鍵問題：無。

對于其余兩段，以相同的方式運行系統功能測試。剩余的偏差值非常小，最終端點的OSNR高于模擬中計算的值。在每個部分中，這個項目都沒有大問題。每段接收到的VOA的關注度為4～24 dB，接收頻率足夠。

2.5 工程驗收測試

項目完成后，接收器接收光傳輸線，輸出速度，頻率，光纖頻率，每個通道的功率等作為傳輸比率，以對下一個系統操作進行驗收測試。傳輸光纜后，還必須檢查光纜。在該項目中，已選擇將高級OTNOptiX OSN 6800/8800設備用于網絡。OTN（光傳輸網絡）是一種網絡技術，已成為國內外運營商和工業系統的核心技術。

速度分配器設備的變頻器將服務信號轉換為對應于頻帶的信號，并通過多路復用器信號將不同波長的多個信號合并為多個光波長信號，然后將它們傳輸到目標光纖。來自光纖另一端的信號通過多路分解器降解為不同波長的多線光信號，并通過波導轉換器轉換為1550 nm光信號。特定要求以及錯誤率散射和衰減是否滿足載波的指標是級別要求：

（1）將頻譜分析儀連接到光功率放大器板的“MON”監視器端口。光再生單元的每個信道的中心頻率以及輸出發送功率和光接收功率之間的頻率差使用相同大小的指示符。

①中心頻率和輸出光頻率：偏轉頻率40為+-10 GHz，允許頻率80為+-5 GHz。

②在光再生部分中傳輸光能并從每個通道接收光：編輯從測試中獲得的數據（原始數據+20 dBm）。40波傳輸系統為2～7 dBm，80波傳輸系統為-1～4 dBm；

③每個通道的音頻通道比：音頻音頻傳輸比必須大于28 dBm，接收到的信號光比取決于線路的距離。在此項目中完全定義了通道之后，MPI-R點上每個通道的信噪比應該有所不同。

④OTU平均傳輸系統：10 G（-1～-6 dBm）。使用光度計測量ODF的側面和其他邊緣，建議的電導率不得超過0.5 dBm。

（2）使用2.5G電路測試設備評估2.5G通道的性能，錯誤率，分布等數據，并根據該數據確定電路性能。

在驗收測試中發現了幾個小問題。調整后立即調整所有性能指標，以滿足使用DWDM技術實施移動網絡是合理且有效的。