光切換保護(hù)DWDM傳輸 DWDM促進(jìn)EDFA技術(shù)發(fā)展

　 密集波分DWDM系統(tǒng)在干線及本地光傳輸網(wǎng)中已大量應(yīng)用，由于所承載的業(yè)務(wù)量集中，其安全的重要性也越來(lái)越受到重視，一旦發(fā)生全阻將影響到所承載的所有業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。因此，DWDM網(wǎng)絡(luò)的安全一直是傳輸維護(hù)工作中的重中之重。而DWDM本身的保護(hù)技術(shù)受其自身限制，存在不靈活、投資大、效果不理想的問(wèn)題，因此光切換保護(hù)技術(shù)的引入起到了很重要的作用。本文介紹了光切換技術(shù)的基礎(chǔ)原理及在實(shí)際中的應(yīng)用，說(shuō)明了保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，將在現(xiàn)網(wǎng)中大量使用來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。

　　DWDM網(wǎng)絡(luò)主要保護(hù)方式：基于光通道的1+1或1：n的保護(hù)、OLP保護(hù)、雙發(fā)選收保護(hù)及收發(fā)雙選保護(hù)。這些方式能有效的提高網(wǎng)絡(luò)的安全性，但是成本也比較高，相對(duì)其他層面的保護(hù)不夠靈活。在實(shí)際系統(tǒng)中，光纖、光纜的可靠性比設(shè)備的可靠性要差，只對(duì)系統(tǒng)保護(hù)，而不對(duì)線路保護(hù)，實(shí)際效用也不是太大。

　　因此，一種方便、靈活、投資小的光自動(dòng)保護(hù)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它可有效解決目前的保護(hù)問(wèn)題，提供經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、安全的保護(hù)網(wǎng)絡(luò)。

　　光自動(dòng)切換保護(hù)系統(tǒng)

　　光自動(dòng)切換保護(hù)系統(tǒng)為通信網(wǎng)的重要通信光纖路由的安全保護(hù)提供一套經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的解決方案，可以組建一個(gè)無(wú)阻斷、高可靠性、安全靈活、抗災(zāi)害能力強(qiáng)的光通信網(wǎng)。光自動(dòng)切換保護(hù)系統(tǒng)由自動(dòng)切換站和網(wǎng)管組成，可以實(shí)現(xiàn)光系統(tǒng)切換保護(hù)、光功率監(jiān)測(cè)和光路應(yīng)急調(diào)度三大主要功能。

　　光自動(dòng)切換保護(hù)系統(tǒng)的切換模塊是集光開(kāi)關(guān)控制、光功率監(jiān)測(cè)、穩(wěn)定光源監(jiān)測(cè)于一體的高集成度模塊。光功率監(jiān)測(cè)模塊和光開(kāi)關(guān)控制模塊之間協(xié)調(diào)工作，選用分光比97：3在干線上應(yīng)用比較合適，相當(dāng)于在傳輸線路上增加了約0.2dB的衰耗；光路切換模塊要包含1×2或2×2光開(kāi)關(guān)，受控完成在主、備用光路由之間的切換操作。

　　光功率監(jiān)測(cè)模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)通信光纖的光功率值并上報(bào)給主控模塊；主控模塊分析比較，發(fā)現(xiàn)光功率變化值超過(guò)預(yù)設(shè)切換門限即刻給光開(kāi)關(guān)模塊下發(fā)指令；光開(kāi)關(guān)模塊受到指令即刻發(fā)生切換動(dòng)作。從而實(shí)現(xiàn)了切換動(dòng)作。

　　光路自動(dòng)切換保護(hù)設(shè)備介入干線傳輸系統(tǒng)時(shí)絲毫不會(huì)影響傳輸特性。實(shí)際上，切換設(shè)備只介入光開(kāi)關(guān)和分光器兩種無(wú)源光器件。

　　切換單元的一端連接著傳輸系統(tǒng)的收發(fā)，主用光纜和備用光纜分別連接在2x2光開(kāi)關(guān)的兩個(gè)輸出端。當(dāng)光路發(fā)生光功率異常時(shí)，光開(kāi)關(guān)自動(dòng)切換到備用路由。

　　據(jù)了解，光自動(dòng)切換保護(hù)系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢(shì)：

　　切換速度快，光開(kāi)關(guān)的切換速度一般為5ms，加上系統(tǒng)分析、響應(yīng)的時(shí)間，單端切換時(shí)間小于20ms，整個(gè)系統(tǒng)的切換時(shí)間小于50ms，切換動(dòng)作基本可以做到不中斷通信，達(dá)到了業(yè)務(wù)級(jí)的保護(hù)水平。

　　切換可靠性高，通過(guò)對(duì)光功率實(shí)施監(jiān)測(cè)，避免光端機(jī)架的誤告警，確保切換判斷的無(wú)誤。同時(shí)對(duì)備用光纖路由進(jìn)行監(jiān)測(cè)，確保切換的有效性，并且對(duì)倒換后的光路繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

　　應(yīng)急調(diào)度功能方便，只需從程序發(fā)出切換指令，即可調(diào)配路由，方便地實(shí)現(xiàn)了無(wú)阻斷割接和線路檢修工作。

　　切換設(shè)備對(duì)于傳輸系統(tǒng)是透明的，即切換設(shè)備對(duì)傳輸系統(tǒng)的類型沒(méi)有要求，無(wú)論SDH還是DWDM均可以使用。

　　光切換系統(tǒng)在DWDM中的應(yīng)用

　　光自動(dòng)切換保護(hù)系統(tǒng)對(duì)于DWDM是一個(gè)即經(jīng)濟(jì)又安全的一種線路保護(hù)方法，但是把光自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)介入到DWDM系統(tǒng)之中，還有很多問(wèn)題需要考慮。

　　以分光器為97：3分光計(jì)算，一對(duì)光切換設(shè)備的插損約為2dB，介入光切換設(shè)備后，系統(tǒng)又額外增加了兩個(gè)光跳纖，插損估計(jì)為1dB，所以整個(gè)切換設(shè)備的介入，理論上最大將會(huì)帶來(lái)3dB的衰耗，而實(shí)際使用中僅在1.5-2.5dB間的情況較多。

　　如果主備路由的全程衰耗均勻，即主備路由線路的衰耗差很小，則系統(tǒng)對(duì)備用線路不用考慮。如果備用路由的衰耗過(guò)大，則需要考慮在備用路由中使用EDFA，對(duì)備用線路進(jìn)行放大。放大的原則就是，備用路由比主用路由的線路衰耗大多少，EDFA就補(bǔ)償多少。當(dāng)然，EDFA一般留有一定的余量可調(diào)。

　　信噪比OSNR值方面。以2.5G系統(tǒng)為例，如果無(wú)FEC功能，OSNR>20dB；如果有FEC功能，OSNR>16dB。而10G系統(tǒng)如果有FEC功能，OSNR>20dB。

　　介入光切換設(shè)備以后，全程衰耗會(huì)降低3dB，系統(tǒng)的OSNR值也將會(huì)降低3dB，如果這時(shí)DWDM系統(tǒng)仍能夠滿足開(kāi)通需求，則不需要再介入EDFA。如果不能滿足DWDM系統(tǒng)的開(kāi)通需求，則需要介入EDFA光放大器，EDFA的介入，雖然增加了NFEDFA(一般取5.5dB)，但也降低了線路的全程衰耗并提高了單波的發(fā)光功率，整體上OSNR值比介入前稍有提高。

　　光纖的色散用色散系數(shù)來(lái)衡量，色散系數(shù)就是兩個(gè)波長(zhǎng)間隔為1nm的兩個(gè)光波傳輸1 km長(zhǎng)度光纖到達(dá)時(shí)間之差，單位為ps/nm·km。G.652光纖上色散系數(shù)為17 ps/nm·km，G.655光纖上色散系數(shù)為6.5ps/nm·km，2.5G的信號(hào)一般不需要進(jìn)行補(bǔ)償。10G信號(hào)由于色散容限比較小，10G速率信號(hào)在G.652光纖上傳輸距離超過(guò)了30km就需要進(jìn)行色散補(bǔ)償，如果在G.655光纖上傳輸距離超過(guò)了100km也需要進(jìn)行補(bǔ)償。色散補(bǔ)償?shù)脑瓌t是色散補(bǔ)償后必需留有10～30km余量，色散補(bǔ)償最好是色散容限正負(fù)交替，效果最好。

　　目前多采用分段放置用色散補(bǔ)償光纖(DCF)制成的色散補(bǔ)償模塊(DCM)，周期性地使光纖鏈路上累積的色散接近于零的方法進(jìn)行色散補(bǔ)償。一般說(shuō)來(lái)，備路由的色散量應(yīng)和主用路由相當(dāng)。

　　需要注意的是，DCF光纖的插損一般比較大，所以一般DCM模塊與EDFA一起使用。

　　光自動(dòng)切換系統(tǒng)對(duì)于DWDM線路保護(hù)是個(gè)既安全又經(jīng)濟(jì)的保護(hù)手段。呼(和)——銀(川)——蘭(州)一級(jí)干線系統(tǒng)采用烽火4×2.5G的波分設(shè)備，承載了北京到西部的重要傳輸電路，為保障其安全，內(nèi)蒙古聯(lián)通于2011年安裝了烽火光切換保護(hù)系統(tǒng)，由切換設(shè)備及本地網(wǎng)保護(hù)光纜組成，在原有系統(tǒng)中介入了1.5dB的衰耗，不影響業(yè)務(wù)的使用。由于保護(hù)措施得力，2012年傳輸干線在發(fā)生光纜故障后，能及時(shí)切換到備用路由使用，因此保證了通信的暢通。

　　今后，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，光切換保護(hù)系統(tǒng)將會(huì)發(fā)揮更加重要的作用，滿足了考核指標(biāo)的要求，提高傳輸網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性。

　　實(shí)際情況表明，DWDM必然在光傳輸網(wǎng)絡(luò)中扮演重要的角色，由于EDFA和光纖技術(shù)的不斷發(fā)展，光傳輸系統(tǒng)克服了光信號(hào)衰減和色散的障礙，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)途無(wú)再生傳輸。新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，將推動(dòng)DWDM從線路傳輸應(yīng)用到全光網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的發(fā)展。