2 波分工程應用與組網(wǎng)案例分析

波分工程應用與組網(wǎng)案例分析城域WDM市場的興起RHK年度光網(wǎng)絡報告：城域WDM市場增長迅速，RHK預測到2007年其應用規(guī)模將超過長途W(wǎng)DM市場的規(guī)模，而到2021年OED和城域WDM將占據(jù)三分之二以上的光網(wǎng)絡市場.解決數(shù)據(jù)業(yè)務急劇增長,端口壓力增大、光纖直連繁亂，難以管理等問題，此IPOVERWDM為城域波分的主要增長點；解決業(yè)務平安性和網(wǎng)絡管理等問題；解決大帶寬專線業(yè)務以及SAN等高價值客戶業(yè)務需求；解決網(wǎng)絡延伸覆蓋以及帶寬和光纖短缺問題；維護和管理壓力，降低維護本錢。

第二代MetroWDM特征：靜態(tài)OADM環(huán)網(wǎng)評述：分帶設計光層，靜態(tài)網(wǎng)絡，帶寬管理能力有限第三代MetroWDM特征：ROADM、x-ADM評述：光層管理，重構網(wǎng)絡，不中斷業(yè)務升級；電層交叉，靈活業(yè)務適配；更強大的數(shù)據(jù)業(yè)務處理能力〔二層交換〕第四代MetroWDM

特征：OTN+WXC+GMPLS(ASON)評述：具備資源自識別Mesh組網(wǎng)，智能特性，波長路由，OTN交叉、光和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡充分融合19971998-20002004-20062021-2021MetroWDM網(wǎng)絡演進趨勢

第一代MetroWDM

特征：點到點的復用和解復用評述：對長途W(wǎng)DM的簡單移植，只是解決了大容量傳送問題，組網(wǎng)能力弱動態(tài)化，OTN化，智能化電信設計注意要點工程配置舉例智能特性介紹WDM系統(tǒng)網(wǎng)絡設計需要解決的問題1、站址、站型的選擇2、系統(tǒng)容量與波段確實定3、放大器的配置4、色散補償模塊的配置5、波道規(guī)劃與OSNR計算6、OTU的選擇7、業(yè)務的保護限制光纖系統(tǒng)傳輸?shù)娜齻€主要因素：衰耗、色散和信噪比〔事實上還包含光纖非線性等其他因素的影響〕WDM系統(tǒng)網(wǎng)絡設計輸入?yún)?shù)1光纖規(guī)格光纖類型G.652、G.655、G.653等光纖色散系數(shù)如G.652光纖取17或20ps/nm.km、G.655光纖取6或4.5ps/nm.km光纖段實測衰耗值/光纖衰耗系數(shù)&線路衰耗計算公式/預留余量（1）提供每段光纜線路的實測衰耗值。（2）若無實測衰耗值，則需用戶提供每段光纜線路的實際距離、光纖衰耗系數(shù)、光纖跳站數(shù)量與取值、線路衰耗計算公式。光纜實測出的PMD系數(shù)或DGD計算出各光放段和光復用段的DGD（ps），并據(jù)此判斷再生段劃分是否符合WDM設備的要求。2網(wǎng)絡參數(shù)本工程開通的業(yè)務在每個業(yè)務站點上下的波數(shù)（含用戶要求的冗余、備用波道）、速率（可能為2.5G和10G混傳的系統(tǒng)）、中繼波速率及數(shù)量保護方式。站型/方向數(shù)包括OTM、OLA、OADM、OREG，關注OTM站是否有多個方向是否需要配置公務一般每站需要配置。但有些運營商不需要配置；有些運營商要求在OLA站不配公務。配置電可調VOA在10G系統(tǒng)中要求必配；對2.5G系統(tǒng)，要求ALC功能時，配置。網(wǎng)管所管網(wǎng)元/DCN端口數(shù)/電源3特別要求升級方面的要求；對接方面的要求；光纖路由的改造切換；站點搬遷；…………WDM系統(tǒng)網(wǎng)絡設計根據(jù)實際電信業(yè)務需求、地理位置的分布和設備能力來規(guī)劃網(wǎng)絡拓仆結構需要上下業(yè)務的站點設置為OTM站或OADM站。根據(jù)設備傳輸能力，在OTM站之間設置必要的OLA站、REG站或OEQ站第二原那么：OLA

OLA站根據(jù)光放接收靈敏度和復用段OSNR值、地理許可和特殊要求來設置第三原那么：REG

REG站根據(jù)復用段的OSNR、DGD值來設置第四原那么：OEQ

OEQ站根據(jù)復用段距離和跨段數(shù)量來設置站址、站型選擇的四項根本原那么HOWTODO第一原那么：OTMBD172Km48.6dBACLA75Km24.7dB25Km9.6dBLALA114Km29.4dBE中間不能加站BD172Km48.6dBACLA75Km24.7dB25Km9.6dB114Km29.4dBE中間不能加站REGREGWDM系統(tǒng)網(wǎng)絡設計原那么：OLA站根據(jù)光放接收靈敏度和復用段OSNR值、地理許可和特殊要求來設置長途傳送導致各波功率差異問題：各波功率不均衡

不同波長光纖損耗不同：衰減譜不平坦，拉曼效應

放大器增益譜不絕對平坦

器件的穿通插損存在通道差異，如Mux/DeMux,OADM等

非線性效應導致光功率向長波長轉移結論：必須均衡傳輸中的功率不均衡問題…………信道功率功率差異變大信道功率傳輸距離越長，功率差異越大WDM系統(tǒng)網(wǎng)絡設計原那么：OEQ站根據(jù)復用段距離和跨段數(shù)量來設置預均衡具有兩種實現(xiàn)方式：OTU內置VOA，合波器采用一般的AWG模塊；OTU沒有VOA，合波器采用VMUX模塊。均衡站具有兩種實現(xiàn)方式：DGE〔動態(tài)增益均衡器〕方式，優(yōu)點是本錢低，缺點是調節(jié)范圍窄，精度低；VMUX技術：調節(jié)范圍寬，精度高，但本錢高。解決功率不均衡問題WDM系統(tǒng)網(wǎng)絡設計…………DGE：動態(tài)增益均衡器（濾波片技術）ChannelPowerChannelPower預均衡VMUX：MUX+40路VOA帶VOA的OTU單元原那么：OEQ站根據(jù)復用段距離和跨段數(shù)量來設置光放大器的配置：同時滿足功率原那么、DCM插損補償原那么、非線性抑止原那么功率原那么：放大器的配置必須滿足光放段的衰耗需要〔經線路衰耗后仍能滿足放大器接收靈敏度〕和接收器件的需要〔放大輸出后可以被后一級設備接收〕。WDM系統(tǒng)網(wǎng)絡設計功率關注點線路衰耗OTU合波器分波器OTU發(fā)送光功率光放段接收光功率線路衰耗OTU發(fā)送光功率發(fā)送光功率光放段接收光功率發(fā)送光功率光放段接收光功率OTU接收光功率根據(jù)OSNR調整光放器的配置WDM系統(tǒng)網(wǎng)絡設計當OSNR偏小，需要提高其值，就可以：〔1〕將發(fā)送端放大器更換為更高功率輸出的放大器〔2〕在線放站或接收端采用Raman放大器色散受限距離=色散容限/色散系數(shù)系統(tǒng)2.5G系統(tǒng)10G系統(tǒng)光纖類型G.652G.655G.652G.655-C波段色散系數(shù)ps/nm.km206206色散受限距離km12800/20=64012800/6=2133700/20=35700/6=116冗余量km10～3030～50無補償時的最大傳輸距離km25～35809～100補償說明一般不需要進行色散補償超過30km需補償超過100km需補償特別說明：對于含有G.652光纖和G.655光纖的再生段，需要分段計算色散，并分段補償。實際補償色散=再生段距離色散系數(shù)—色散容限+色散冗余量G.652上實際補償距離=實際再生段距離－色散受限距離〔30km〕+距離冗余量〔10～30km〕G.655上實際補償距離=實際再生段距離－色散受限距離〔100km〕+距離冗余量〔30～50km〕線路上某點的色散量計算方法：色散量＝該點前面的光纖長度×光纖色散系數(shù)＋該點前面的補償模塊的色散量〔為負值〕WDM系統(tǒng)網(wǎng)絡設計1、根據(jù)業(yè)務保護情況選擇雙發(fā)選收或單發(fā)單收OTU，根據(jù)傳輸距離要求選擇長距OTU或短距OTU。2、在一個復用段內，根據(jù)該段的OSNR選擇，選擇能在此OSNR下正常工作的OTU類型。3、根據(jù)OTU的接收功率，選擇OTU接收光口類型；根據(jù)OTU需要的發(fā)送功率，選擇其發(fā)送光口類型。4、在一個復用段內，其二端OTM/OADM應配置相同類型的OTU，保證發(fā)送時采用的信號編碼與解碼采用的方式相同；中繼OTU采用對應的OTU。5、對于跨多個復用段的信號，如果各段使用的OTU的編碼方式不同，那么需要逐段終結信號為G.957的信號，再將其上到下一段的發(fā)送OTU上；如果各段使用的OTU編碼方式相同，那么采用對應的中繼OTU，或不使用中繼OTU，而直接串接方式聯(lián)通信號通道。OTU配置的幾個根本原那么WDM系統(tǒng)網(wǎng)絡設計1、根據(jù)業(yè)務保護情況選擇雙發(fā)選收或單發(fā)單收OTU，根據(jù)傳輸距離要求選擇長距OTU或短距OTU。對于長途波分，一般不需此選擇步驟〔特殊情況下需要〕。對于城域波分，那么一般需要進行此步驟的選擇?！?〕如果在某站上下的某一業(yè)務需要走不同的路由，實行線路保護方式，那么需要為該業(yè)務選擇雙發(fā)選收OTU轉換，其他不需要實行線路保護方式的業(yè)務那么選用單發(fā)單收OTU轉換?！?〕長距和短距選擇：對于2.5G業(yè)務，OTU傳輸距離〔規(guī)格再生段距離〕一般有170km、320/360km、640km三種，按實際距離。對雙發(fā)選收的單板，按2路由的較長距離考慮。OTU配置的根本原那么一WDM系統(tǒng)網(wǎng)絡設計2、在一個復用段內，根據(jù)該段的OSNR選擇，選擇能在此OSNR下正常工作的上下業(yè)務的OTU。

WDM系統(tǒng)網(wǎng)絡設計OTU配置的根本原那么二WDM系統(tǒng)網(wǎng)絡設計舉例AOTMλ170kmOSNR:26dBBOADMCOADMDOADMAOTM210kmOSNR:24dB210kmOSNR:26dBLWF70kmOSNR:26dBLWFLWFLWFLWFLWFLWFLWFλ3λ4LWCλ2LWCLWCLWCLWCLWCLWCLWCLWCLWCLWCLWC業(yè)務規(guī)劃站點規(guī)劃LALALAABCDOLA1OLA2OLA3LAOLA470km22dB70km23dB70km22dB70km22dB70km22dB70km22dB70km22dB70km22dB光跳站光纖類型:G.652490kmOSNR:21dB280kmOSNR:22dB280kmOSNR:22dB490kmOSNR:21dBMR4MR4MR4MR4MR4MR4WDM系統(tǒng)網(wǎng)絡設計舉例光放配置OBU03A鳳凰

OBU03

OAU01復用段距離70KmOSNR：26dB/26dBOLA1OAU01OAU01OLA2CDM40D40BOAU01OBU03OAU01MR4MR470Km22dB復用段距離70KmOSNR：26dB/26dBOAU01

OBU03COAU01OBU03OAU01MR4MR4CACAOLA3OAU01OAU01OLA4CDOAU01COAU01D

OBU03DOAU01OBU03OAU01MR4MR4CCAOAU01

OBU03M40D4070Km23dB70Km22dB70Km22dB70Km22dB70Km22dB70Km22dB70Km22dBCDACCOAU01CC跳站復用段距離210KmOSNR：24dB/24dB復用段距離210KmOSNR：24dB/24dBA電信設計注意要點

WDM的保護方式防止光纖或OLA失效

通過OLP單元實現(xiàn)雙發(fā)選收，通過LOS、B1OVER等觸發(fā)保護倒換，系統(tǒng)信號切換到備用光線路倒換過程不通過主控，快速可靠工作保護OTUOTUOTUOLPOTUOTUOTUOTUOTUOAOAOAOAOAOA1、光復用段線路保護OLMsPOLPWDM的保護方式2、光通道1＋1保護防止光纖、OLA或OTU失效通過OLP單元實現(xiàn)雙發(fā)選收，通過LOS、B1誤碼、B2誤碼等觸發(fā)保護倒換，系統(tǒng)信號切換到備用光線路倒換過程僅在接收單元處理，不通過主控，快速可靠〔<50ms〕雙發(fā)選收WDM的保護方式OTUOTUOTUOTUOA3設備級保護：光層TPS1:N端到端波長保護光層保護面向波長級的業(yè)務，原理類似SDH的TPS保護1：NOCP保護只需在OTM兩端配保護OTU和OCP單板，還可利用備件中的OTU板，投資很低。一般干線網(wǎng)絡上有平均6波左右的業(yè)務，還有很多擴容空間，用一個波長作保護容量上不成問題。波分網(wǎng)絡一般都要備OTU備板備件，利用這種保護形式讓備件對網(wǎng)絡實時保護，比人為更換快而且平安，大大節(jié)省維護本錢。WDM的保護方式WDM系統(tǒng)網(wǎng)絡設計6、OWSP(OpticalWavelengthSharedProtection)光波長共享保護光波長共享保護單板，提供基于光纖環(huán)的光波長/通道共享保護。OWSP不單獨使用，它需要結合光分合波單元、光分插復用單元、光波長轉換單元一起使用