DWDM技术培训

WDM原理及设备技术培训原理及设备技术培训烽火通信科技股份有限公司2009年6月唐正超 产品行销工程师目录目录nWDM概述nDWDM系统介绍n烽火通信FONST系列W1600设备特色扩容的选择扩容的选择空分复用空分复用 SDM(Space Division Multiplexer)时分复用时分复用 TDM(Time Division Multiplexer)波分复用波分复用 WDM(Wavelength Division Multiplexer)TDM和和WDM技术合用技术合用什么是什么是DWDM技术技术n从频域来看光的频域上信号频率差别比较大，人们更喜欢采用波长来定义频率上的差别，因而这样的复用方法称为波分复用。WDM本质上是光域上的频分复用本质上是光域上的频分复用FDM技术技术 CWDMcoarse WDMCWDMcoarse WDM信道间隔是信道间隔是信道间隔是信道间隔是20nm20nm20nm20nm的的的的WDMWDMWDMWDM。省成本，高传输带宽，主要用于中短距。省成本，高传输带宽，主要用于中短距。省成本，高传输带宽，主要用于中短距。省成本，高传输带宽，主要用于中短距离的光城域网中。离的光城域网中。离的光城域网中。离的光城域网中。NWDMnarrow WDMNWDMnarrow WDM信道间隔是信道间隔是信道间隔是信道间隔是10nm10nm的的的的WDMWDMDWDMdense WDMDWDMdense WDM工作于工作于工作于工作于1550nm1550nm窗口，信道间隔窗口，信道间隔窗口，信道间隔窗口，信道间隔1.6nm1.6nm、0.8nm0.8nm、0.4nm0.4nm、0.2nm,0.2nm,可以广泛用于长途传输，组建全光网络。可以广泛用于长途传输，组建全光网络。可以广泛用于长途传输，组建全光网络。可以广泛用于长途传输，组建全光网络。WWDMwide WDMWWDMwide WDM1310nm+1550nm 1310nm+1550nm，纯无源器件，纯无源器件，纯无源器件，纯无源器件 几种几种WDM技术技术DWDM 技术的三个发展方向技术的三个发展方向n更长距离更长距离LH(1000KM以下以下)ELH(1000-2000KM)ULH(2000以上以上)烽火通信在烽火通信在2003年实现无电中继传输距离已达年实现无电中继传输距离已达3040公里，单跨距最大已达到公里，单跨距最大已达到140多公里。多公里。n更大容量更大容量DWDM的容量的容量:10G32波波10G160波波40G80波波烽火通信是目前国内唯一能够提供烽火通信是目前国内唯一能够提供3.2TDWDM系统的厂商，并已经通过国家系统的厂商，并已经通过国家863专家组的专家组的验收。验收。n更灵活的组网方式更灵活的组网方式 OTMOADMOADM环网成为可能。环网成为可能。烽火通信的烽火通信的OADM在国内国外已成熟商用。在国内国外已成熟商用。目录目录nWDM概述nDWDM系统介绍n烽火通信FONST系列W1600设备特色DWDM系统组成系统组成nDWDM系统组成发送和接收有源部分合波分波无源部分光放大部分光传输线路部分OSC和网管部分WDM分类分类n以系统接口分类全开放型集成型半开放型n信道间隔划分WWDMwide WDMCWDMcoarse WDMNWDMnarrow WDMDWDMdense WDMn以信道数分类n以信道速率分类n以地理域分类隔离带隔离带隔离带隔离带 隔离带隔离带正向车道正向车道反向车道反向车道第一车道第一车道:1第二车道第二车道:2第三车道第三车道:3第第N车道车道:N第一车道第一车道:1第二车道第二车道:2第三车道第三车道:3第第N车道车道:nDWDM系统好比一条高速公路系统好比一条高速公路DWDM系统相关理解系统相关理解n一个DWDM系统好比一条高速公路，分为正反向双车道，就好比通信系统用的两条双纤一样，所有的车辆只允许单向行进，就是所谓的（双纤双向或单纤单向）系统。n一个高速公路设计之初就用规划所使用的车道的数量81632、160n每个高速公路都有规定的最高时速，120km/h,180km/h,对应起来就好比DWDM系统的每个波道的最高速率一样：2.5G、10G，高速率向下（低速率）兼容。n每个车道上都允许跑不同种类的车：大卡车（SDH业务）、小轿车（GE、FE业务）规划系规划系统统设计波设计波道数量道数量设计单波道设计单波道最高速率最高速率承载业承载业务类型务类型线路对线路对WDM系统的影响系统的影响n吸收、散射吸收、散射n光能转换为热能光能转换为热能n自相位调制自相位调制(SPM)n交叉相位调制交叉相位调制(XPM)n四波混频四波混频(FWM)nSBSnSRS衰减衰减非线性效应非线性效应n模间色散模间色散n波导色散波导色散n材料色散材料色散n偏振模色散偏振模色散色散色散光信躁比光信躁比n放大器的自发辐射噪声放大器的自发辐射噪声n系统的噪音积累系统的噪音积累G.652：普通单模光纤，1550nm窗口具有低衰耗值，大有效面积和大色散分布，是大多数已经敷设的光纤。G.653：零色散位移光纤，1550nm窗口具有低衰耗值，小有效面积和零色散。G.655：常规G.655、大有效面积G.655（LEAF）非零色散位移光纤，1550nm窗口具有低衰耗值，较大有效面积和小色散。正向车道正向车道第一车道第一车道:1第二车道第二车道:2第三车道第三车道:3DWDM系统需考虑的问题（衰耗）系统需考虑的问题（衰耗）n汔车在公路上行进需要消耗汔油，就好比DWDM系统的光信号在光纤中传输一样，光信号会慢减弱，因此必须在高速公路适当距离设置加油站，给汔车补充油量，以便于继续向前传送。n光信号在DWDM系统中进行传送，光信号会慢减弱，在经过适当的距离要不断的进行放大，也就是要在适当的距离要合理设置站点，配置EDFA进行光信号放大形象的说所置的形象的说所置的OAOA站点就相当于加油站站点就相当于加油站EDFAEDFA就相当于汔油。就相当于汔油。加油站加油站合理的设置放大器合理的设置放大器n一个高速公路里的加油站（OA站），要根据所跑汔车的类型以及距离合理的调整自己油量系统.油料分很多种：汔油/柴油、机油、润滑油等。OBA/OLA相当于汔油，汔车跑一段时间就要加油。（上高速路之前就要加满汔油，也最是发送端配置OBA).OPA相当于润滑油，一般汔车跑过一段距离就要加，或者和汽油（OBA）配合使用。超长段的时候怎么办？超长段的时候怎么办？n前面的路很长，我的油箱装不了那多，跑不了这远的距离，怎么办？n空中加油机相当于拉曼放大器，在某两点之间全程的为飞机加油，汽车一边消耗汽油一边由空中加油机为其加油。n正好符合拉曼放大器的原理，分布式放大，信号一边衰减一边放大。加油站加油站两点之间两点之间太远了太远了空中加油机空中加油机一一一一.光纤色散：光纤色散：光纤色散：光纤色散：模间模间模间模间色散、色度色散、偏振色散、色度色散、偏振模模模模色散色散二二二二.色度色散色度色散色度色散色度色散 色散系数色散系数D()：指光源谱宽和单位长度光纤的色度色散，其单位是指光源谱宽和单位长度光纤的色度色散，其单位是ps/(nm.km)。零色散波长零色散波长 0：当波导色散与材料色散在某各波长互相抵消，使总的色当波导色散与材料色散在某各波长互相抵消，使总的色度色散趋近于零时，该波长即为零色散波长。度色散趋近于零时，该波长即为零色散波长。零色散斜率零色散斜率S0：在零色散波长在零色散波长 0处色散系数随波长变化的斜率即为处色散系数随波长变化的斜率即为S0DWDM系统需考虑的问题（色散）系统需考虑的问题（色散）DWDM系统需考虑的问题（色散）系统需考虑的问题（色散）n为了解光了解光纤色散，需要知道送色散，需要知道送进光光纤中的信号中的信号结构。一是光源构。一是光源发出的并不是出的并不是单色光；二色光；二是是调制信号有一定的制信号有一定的带宽。图3.4 光源的光源的谱宽表表 典型光源的典型光源的线宽光源类型线宽(nm)发光二极管(LED)20100激光二极管(LD)15分布反馈半导体激光器(DFB)50(MHz)多量子阱激光器(MQW)0.010.1第一车道第一车道:1第二车道第二车道:2第三车道第三车道:3第第N车道车道:NDWDM系统需考虑的问题（色散）续系统需考虑的问题（色散）续n高速公路上的每一辆车相当于一个光信号脉冲一样，色散就好比汽车的前轮和后轮的速度不高速公路上的每一辆车相当于一个光信号脉冲一样，色散就好比汽车的前轮和后轮的速度不一致一样，造成汽车的长度增大，从面发生碰车事故。一致一样，造成汽车的长度增大，从面发生碰车事故。撞车了撞车了当一个光脉冲从光纤中输入，经过一段长度的光纤传输之后，其输出端的光脉当一个光脉冲从光纤中输入，经过一段长度的光纤传输之后，其输出端的光脉冲会变宽，甚至有了明显的失真，这说明光纤对光脉冲有展宽的作用，即光纤冲会变宽，甚至有了明显的失真，这说明光纤对光脉冲有展宽的作用，即光纤存在色散。这主要是光脉冲的前端和后端在光纤中传输的距离不一致，导致脉存在色散。这主要是光脉冲的前端和后端在光纤中传输的距离不一致，导致脉冲变宽。冲变宽。色散斜率的影响色散斜率的影响 SMF 1533nm 1557nm 17ps/nm.km1545nm 15.92ps/nm/km18.08ps/nm/km0.09ps/nm2.km色散斜率色散斜率(400km)6368ps/nm 7232ps/nm DCF-总色散总色散总色散总色散距离距离距离距离短波长短波长短波长短波长长波长长波长长波长长波长DCFDCFDCFDCFn工程设计时，以满足系统设计要求，即保证接收端在工程设计时，以满足系统设计要求，即保证接收端在1550nm的残留色散值在的残留色散值在0800ps之间（该条件下，可保证整个波段之间（该条件下，可保证整个波段1525-1565nm的所有波长的所有波长均处于收端的容限之内）。均处于收端的容限之内）。光信噪比影响光信噪比影响n对于DWDM系统两个重要的指标：光信噪比(OSNR)误码率(BER)nOSNR:信号光功率与噪声光功率之比，每个EDFA产生的 ASE噪声会经过后续的放大器放大以及光纤衰之后积累起来，使得系统输出端OSNR下降。光信噪比影响光信噪比影响n精确计算WDM系统中光信道的OSNR是很复杂的，一方面EDFA光放大器对系统噪声积累的影响的理论模型还有待于完善；另一方面，WDM系统中许多主要参数与波长的相关性也增加了计算的复杂性，如光纤段衰减的波长相关、EDFA增益的不平坦等。但在现有理论和研究水平的基础上，为保证设计的WDM系统性能满足工程基本要求，根据最坏情况的设计原理，在工程中可以粗略地估算OSNR。简单化模型：简单化模型：对于最坏情况信道的可变跨距衰减对于最坏情况信道的可变跨距衰减OSNRK=58+P(最坏情况最坏情况)-Nf-Langk-10LogKOSNRK：K个跨距后的光信噪比，个跨距后的光信噪比，dBM：波分复用得光信道数量波分复用得光信道数量P(最坏情况最坏情况)：最坏情况信道的输出光功率，：最坏情况信道的输出光功率，dBmNf：光放大器光放大器(OA)的噪声指数的噪声指数Langk：渐增的跨距衰减，渐增的跨距衰减，dB光信噪比影响续光信噪比影响续nOSNR:信号光功率与噪声光功率之比，每个EDFA产生的 ASE噪声会经过后续的放大器放大以及光纤衰之后积累起来，使得系统输出端OSNR下降。n必须在信道数、光纤段数以及段损耗之间进行综合选择。n累积噪声随着放大器的级数线性增长,而且还随着放大器级间损耗(增益)指数增长，系统总长度一定时,低增益、多级数比高增益、少级数方案有高得多的OSNR;n其他条件一定时,信道数M和光纤段数N有互补作用;n提高EDFA总输出功率的有效方法。n对于ULH DWDM系统，光纤非线性效应的影响非常显著。由于我们采用G.652光纤传输，系统设计中主要考虑自相位调制（SPMSelf Phase Modulation）和相邻信道交叉相位调制（XPMCross Phase Modulation）的影响。考虑非线性效应后，需要重新考虑光信噪比，信号的传输受诸多物理因素的限制，一味追求高OSNR是不对的。网络设计仿真软件模拟真实系统网络设计仿真软件模拟真实系统n利用设计仿真软件模拟光路的建立、帮助设计人员准确无误进行系统设计。n简单、方便、快捷、准确。n将网络的实际参数以导入到网络仿真软件；n网络仿真软件模拟各个光复用段和放大段的功耗以及光信噪比(OSNR)。非线性效应的影响非线性效应的影响非线性效应非线性效应在常规光纤系统中，光纤一般呈现线性传输特性。然而，当光功率增加到在常规光纤系统中，光纤一般呈现线性传输特性。然而，当光功率增加到一定值时，光纤开始呈现非线性特性。因为在高强度电磁场中任何电介质一定值时，光纤开始呈现非线性特性。因为在高强度电磁场中任何电介质对光的响应都会变成非线性，光纤也不另外。过去，这种非线性不太为人对光的响应都会变成非线性，光纤也不另外。过去，这种非线性不太为人们所关注，然而进几年来随着传输速率的提高，传输距离的延长，波分复们所关注，然而进几年来随着传输速率的提高，传输距离的延长，波分复用通路的增加以及光纤放大器的使用，这种光纤的非线性已成为最终限制用通路的增加以及光纤放大器的使用，这种光纤的非线性已成为最终限制系统性能的因素。非线性问题已成为新一代光纤系统设计考虑的重要方面。系统性能的因素。非线性问题已成为新一代光纤系统设计考虑的重要方面。光纤中的非线性效应，一方面可引起传输信号的附加损耗、信道之间的串光纤中的非线性效应，一方面可引起传输信号的附加损耗、信道之间的串话、信号频率的移动等话、信号频率的移动等。受激的散射效应受激的散射效应受激的散射效应受激的散射效应受激拉曼散射受激拉曼散射受激拉曼散射受激拉曼散射(SRS)(SRS)受激布里渊散射受激布里渊散射受激布里渊散射受激布里渊散射(SBS)(SBS)折射率效应折射率效应折射率效应折射率效应相位调制相位调制相位调制相位调制(SPM)(SPM)交叉相位调制交叉相位调制交叉相位调制交叉相位调制(XPM)(XPM)四波混频四波混频四波混频四波混频(FWM(FWM，FPM)FPM)WDM系统组成系统组成p合波/分波单元p光放大单元p波长转换单元p光传输线路部分p管理维护单元 1 1，2 2，3 3，n n 1 1，3 3，n n 2 2输出孔阑输出孔阑象平面象平面物平面物平面输入孔阑输入孔阑多层介质膜干涉滤波器多层介质膜干涉滤波器对环境不敏感，滤波特性好对环境不敏感，滤波特性好各通路插损差异问题各通路插损差异问题光纤熔锥型耦合器光纤熔锥型耦合器实现简单，成本低实现简单，成本低插损大插损大 2 2 1 1 1+1+2 2 1+1+2 2合波合波/分波单元分波单元n烽火通信DWDM系统采用AWG器件实现合波/分波n单盘可提供32/40波合/分波n插损小，隔离度高n降低首级EDFA的增益要求，减小噪声引入n提高整个系统裕度和性能指标。合合合合波波波波器器器器分分分分波波波波器器器器OAD单元单元n串行OAD，固定波长上下1/2/4/8波OAD模块可选可通过OAD级联实现扩容成本降低（相对于背靠背）n并行OAD（COAD）波长灵活上下可提供8波COAD利于波长资源规划WDM设备组成设备组成p合波/分波单元p光放大单元p波长转换单元p光传输线路部分p管理维护单元qPs 发送机在发送机在S点最小平均发送光功率（点最小平均发送光功率（dBm）；）；qPR 接收机在接收机在R点最差灵敏度（点最差灵敏度（BER=10-12时）时）(dBm)；qMe 设备富余度，一般取设备富余度，一般取3dB，在光接口参数中已考虑；，在光接口参数中已考虑；qPP 最大光通道代价最大光通道代价(dB)；q c 光纤连接器损耗，通常一个中继段两端各光纤连接器损耗，通常一个中继段两端各1个连接器，损耗个连接器，损耗0.5dB/个；个；q f 光纤衰减，光纤衰减系数为：光纤衰减，光纤衰减系数为：q1310nm f0.36dB/kmq1550nm f0.22 dB/km；q j 光纤接头损耗，通常取平均光纤接头损耗，通常取平均1.85km 一个接头，接头平均损耗一个接头，接头平均损耗0.08dB/个，个，则则 j 0.08/1.850.043dB/km；qMc线路富余度，每个中继段取线路富余度，每个中继段取3dB，也可按，也可按Mc取取.050.1dB/km固定值固定值或由光缆或由光缆线路决定线路决定线路衰耗分析线路衰耗分析中继距离光功率预算中继距离光功率预算需进行光功率放大和补偿需进行光功率放大和补偿掺铒光纤放大器掺铒光纤放大器喇曼光放大器喇曼光放大器EDFA掺铒光纤放大器掺铒光纤放大器EDFA种类种类nOBA18-28dB增益（18、23、25、27），+20/23dBm输出nOPA14-25增益（14、20、25），VOA，适应线路衰耗变化。nOLA23/25/27/30/33dB增益，+20/23dBm输出，VOA单元，可适应线路衰耗变化。烽火通信为DWDM系统设计制造了多种EDFA单元，应用于不同线路状态，保证系统指标最优。VOAVOADCFOAD此处可插入EDFA的缺陷的缺陷n非线性问题光功率大到一定程度，光纤将产生非线性效应，限制EDFA的放大性能和长距离无中继传输的实现。n光涌浪问题EDFA的动态增益变化较慢。在输入信号功率跳变的瞬间，输出光功率出现尖峰，当EDFA级联时，此现象更为明显，可能造成光/电转换器和光连接器端面的损坏。n放大范围只对1550nm附近的近红外波长有效。受激喇曼散射效应,不同频带的光功率转移效率最高的能量转移发生在间距为100nm的波段204620406080100120140增增益益因因子子0频率偏移频率偏移(nm)nR=7 T Hz55 nmRAMAN喇曼放大器喇曼放大器RamanOA特点特点n能量转移，波长间距100nm，理论上可以放大任何波段。n分布放大，等效噪声指数低，特别是和EDFA配合使用，Nf为3dB左右。n后向泵浦，多泵浦源（25）。n偏振相关，泵浦光源需进行去偏振。n泵浦光功率达500mw，需APR。WDMEDFARamanSourceWDM设备组成设备组成p合波/分波单元p光放大单元p波长转换单元p光传输线路部分p管理维护单元 中心波长和中心频率中心波长和中心频率中心波长和中心频率中心波长和中心频率196.0199.0195.0194.0193.0192.0191.015051510153015351540154515501555156015651570OSC信道信道1510 10nmC-BandL-Band(THz)(nm)中心频率中心频率(中心波长中心波长)偏差偏差n/5，n为光信道间隔为光信道间隔 标称中心频率或波长是以标称中心频率或波长是以193193.1.1THzTHz（1552.52nm)1552.52nm)为中为中心、间隔为心、间隔为50/100GHz50/100GHz的整数倍。的整数倍。DWDM系统对光发射和光接收的基本要求系统对光发射和光接收的基本要求波长转换波长转换(Wavelength Convertion)TXOTUTXOTU n nM MU UX XD DM MU UX XB1B1，J0J0检测检测B1B1，J0J0检测检测RXOTURXOTUB1B1，J0J0检测和计算检测和计算 n nIRIR OTUOTUM MU UX XD DM MU UX XO/EO/EE/OE/O信号再生信号再生信号再生信号再生定时、降抖定时、降抖定时、降抖定时、降抖性能检测性能检测性能检测性能检测qOTU单元进行信号单元进行信号O/E/O再生，同时定再生，同时定时提取并经降抖处理，可实现长距离信时提取并经降抖处理，可实现长距离信号再生。号再生。q在测试中验证了在测试中验证了32640km无无SDH传输，传输，抖动指标符合要求。抖动指标符合要求。OTU的应用类型的应用类型收发型OTU中继型OTUOTU业务侧接口类型业务侧接口类型SDHSDH、SONETSONET接口接口数据业务接口数据业务接口多速率自适应接口多速率自适应接口MUXMUX接口接口其他接口其他接口WDM设备组成设备组成p合波/分波单元p光放大单元p波长转换单元p光传输线路部分p管理维护单元长途传输受限因素长途传输受限因素n衰耗与光放n色度色散与色散补偿nPMD与系统容限n非线性效应与系统容限nOSNR与系统规划1550nm1310nm 180色色色色散散散散系系系系数数数数 (p ps s/n nmm.k kmm)波长波长波长波长PMDPMDL LS SE EOOU U1.31.41.51.61.7波长波长波长波长 (m)m)1.01.01010衰衰衰衰耗耗耗耗 (d dB B/k kmm)1625-1675,U-1625-1675,U-b bandand1565-1565-1621625 5,L L-b bandand15153030-1-156565,5,C C-b bandand1 14 46 60 0-15-153030,S S-b bandand1 1360360-1-1460460,E E-b bandand1 12 26 60 0-1-13 36 60 0,OO-b bandand随着脉冲在光纤中传输随着脉冲在光纤中传输，脉冲的宽度被展宽脉冲的宽度被展宽劣化的程度随数据速率的平方增大劣化的程度随数据速率的平方增大劣化的程度随数据速率的平方增大劣化的程度随数据速率的平方增大 决定了电中继器之间的距离决定了电中继器之间的距离决定了电中继器之间的距离决定了电中继器之间的距离光纤的色散光纤的色散模间色散模间色散模间色散模间色散(Mode Dispersion)(Mode Dispersion)(Mode Dispersion)(Mode Dispersion)色度色散色度色散色度色散色度色散(Cromatic Dispersion)(Cromatic Dispersion)(Cromatic Dispersion)(Cromatic Dispersion)偏振模色散偏振模色散偏振模色散偏振模色散(Polarization Mode Dispersion)(Polarization Mode Dispersion)(Polarization Mode Dispersion)(Polarization Mode Dispersion)光源预啁啾技术进行定量的色散补偿光源预啁啾技术进行定量的色散补偿n信号相位反向预啁啾技术，可克服色散限制，节省DCF使用。n提高系统色散受限距离，2.5G色散容限达12800ps/nm；G.655纤，D：5，1440km2560km。G.652纤，D：20，360km640km。MQW-DFB激光器激光器设置输入设置输入/监控输出监控输出温度波长监控控制电路2.5G/10Gbit/s电输入信号电输入信号2.5G/10Gb/s光输出信号光输出信号外调制器外调制器2.5G/10G驱动电路预啁啾在预啁啾在预啁啾在预啁啾在这里完成这里完成这里完成这里完成采用采用DCF进行色散补偿进行色散补偿n采用色散补偿光纤（DCF）进行色散补偿模块化，无源/简单/补偿量易于控制可补偿色散和工作波段的色散斜率-800/-1200/-1600 ps/nm DCM可选机架内置总色散距离短波长长波长DCFDCFDCFDCFD D D DPMD对对DWDM工程的限制工程的限制nPMD造成脉冲畸变展宽，目前补偿成本较高n造成1dB功率代价的PMD影响DGD：=PMD*L n10G系统平均的DGD容限为20（60）ps 光纤线路：0.2ps/km1/2传送距离：L(/PMD)2=5625KMn2.5G系统一般不受PMD限制。慢轴快轴DGDDWDM系统总体考虑系统总体考虑色散色散限制了复用段的总长度限制了复用段的总长度衰减衰减和和光信噪比光信噪比限制了放大段的长度限制了放大段的长度（跨距）和跨距段数。（跨距）和跨距段数。合合波波器器分分波波器器终端站终端站终端站终端站中继站中继站中继站中继站终端站终端站终端站终端站中继站中继站中继站中继站3120km580kmOSNR20dB40dB长跨距劣化长跨距劣化OSNR！各应用代码系统各应用代码系统OSNR比较比较WDM设备组成设备组成p合波/分波单元p光放大单元p波长转换单元p色散补偿单元p管理维护单元DWDM系统对光监控信道的基本要求系统对光监控信道的基本要求 监控通路波长监控通路波长监控通路波长监控通路波长1510nm1510nm1510nm1510nm，监控速率，监控速率，监控速率，监控速率25Mb/s25Mb/s25Mb/s25Mb/s或其它或其它或其它或其它对光监控通路的要求对光监控通路的要求对光监控通路的要求对光监控通路的要求 (1)(1)监控通路不限制光放大器的泵浦波长监控通路不限制光放大器的泵浦波长监控通路不限制光放大器的泵浦波长监控通路不限制光放大器的泵浦波长 (2)(2)监控通路不限制光放大器之间的距离监控通路不限制光放大器之间的距离监控通路不限制光放大器之间的距离监控通路不限制光放大器之间的距离 (3)(3)监控通路不限制未来在监控通路不限制未来在监控通路不限制未来在监控通路不限制未来在 1310 nm 1310 nm 波长的业务波长的业务波长的业务波长的业务 (4)(4)在光放大器失效时监控通路仍然可用在光放大器失效时监控通路仍然可用在光放大器失效时监控通路仍然可用在光放大器失效时监控通路仍然可用 (5)OSC(5)OSC传输是分段的且具有传输是分段的且具有传输是分段的且具有传输是分段的且具有3R3R功能和双向传输功能功能和双向传输功能功能和双向传输功能功能和双向传输功能 (6)(6)应有应有应有应有OSCOSC保护路由，防止光纤被切断后监控信息不保护路由，防止光纤被切断后监控信息不保护路由，防止光纤被切断后监控信息不保护路由，防止光纤被切断后监控信息不 能传送的严重后果能传送的严重后果能传送的严重后果能传送的严重后果高速监控通道高速监控通道OSCnOSC功能2048Kb/sE1字节、E2字节、使用者F1字节(各64kbit/s)K1字节、K2字节(各64Kbit/s)用于DWDM环网双向线路保护DCCR(512Kbit/s)、DCCM(512Kbit/s)、NMC(10Mbit/s，用于网管连网)DCCR、DCCM可分别作为2个独立的512Kbit/s通道提供给网管使用，也可以通过网管配置合成一个DCCR，共享1Mbit/s带宽APR(64Kbit/s)字节，用于APR功能。目录目录pWDM概述pDWDM系统介绍n烽火通信FONST系列W1600设备特色烽火通信干线波分设备烽火通信干线波分设备nFONST W1600高速大容量DWDM系统广泛应用于干线通信网可配置为OMT/OADM/OAn集成度极高单子架16波10G，单机架完成32/40波系统，最大上下48波n物理特性2600/2200/2000,600,600分散供电，机架/子框/单盘2路主备用供电40波满配置系统耗电1100wOTUOTUOOMMU U.OTUOTUOTUOTUOSCOSCEMUEMUEOWEOWOMTOMTOSCOSCEMUEMU EOWEOWOTUOTUOOD DU U.OTUOTUOTUOTUOSCOSCEMUEMUEOWEOWOSCOSCEMUEMU EOWEOWOADOADOTUOTUOMTOMTOADMOADMILAILA架顶区DCFDCFNM接口 公务电话DCFDCFOTUEDFAEDFAOMUODUEOWEMUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUFONST W1600技术特点技术特点p平滑升级、大容量、高集成度p全面的业务接入能力p完善的OSNR预算p超长跨距传输技术、ULHp优异的功率控制技术p灵活的OADM应用p完善的保护机制p先进的OSC技术p远程在线光谱性能监测p大量的工程应用一、平滑升级站型平滑升级一、平滑升级站型平滑升级架顶区NM接口 公务电话EDFAEDFAEOWEMU架顶区NM接口 公务电话EDFAEDFAOADEOWEMUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTU架顶区NM接口 公务电话OTUEDFAEDFAOMUODUEOWEMUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOA8波双向OADM增加OAD增加OTU增加OMUODU根据业务量的增长，由OA向OTM平滑升级最终可升级为40波OTM设备无浪费单机架可完成40波10G或2.5G系统本地上下，包括采用FEC技术平滑平滑1.6T升级，满足大容量波长运营升级，满足大容量波长运营n1.6Tbps系统，160 x10Gbps,nC+L波段，interleave技术，50GHZ波道间隔。L-BAND(80Lamdas)L-BAND(80Lamdas)C-BAND(80Lamdas)C-BAND(80Lamdas)OTUOTUOOC CGG1 1.C-1C-1OTUOTUC-3C-3OTUOTUC-79C-79OTUOTUC-2C-2OTUOTUC-4C-4OTUOTUC-80C-80OOC CGG2 2.C-EDFAC-EDFAL-EDFAL-EDFAC CL LMML-BAND(80Lamdas)L-BAND(80Lamdas)C-BAND(80Lamdas)C-BAND(80Lamdas)OOC CGG1 1OTUOTU.OTUOTUOTUOTUC-1C-1C-3C-3C-79C-79OOC CGG2 2OTUOTU.OTUOTUOTUOTUC-2C-2C-4C-4C-80C-80C-EDFAC-EDFAC-DCUC-DCUC CL LD DOLAOLAC CL LMMC CL LD DRaman PumpC-EDFAC-EDFAC-DCUC-DCUL-DCUL-DCUL-EDFAL-EDFA160波道Raman Pumpq合波器合波器/分波器分波器qAWG型型 40波满配置波满配置q32/40波单盘完成波单盘完成首创首创40G OTU接口接口n直接组帧方式采用标准的STM-256接口,直接支持40G SDH及路由器n采用子速复用方案复复接接STM-64STM-64适配适配STM-64STM-64适配适配STM-64STM-64适配适配STM-64STM-64适配适配40G 40G E/OE/O业业务务信信号号分分接接STM-64STM-64适配适配STM-64STM-64适配适配STM-64STM-64适配适配STM-64STM-64适配适配40GO/E40G40G光信号光信号业业务务信信号号1 12 23 34 4沪沪-杭杭3.2T DWDM系统系统n工程采用G.655光纤；n开通40G波长和10G波长业务。上海民生上海民生上海松江上海松江嘉兴清河嘉兴清河余杭临平余杭临平杭州武林杭州武林全面的业务接入能力全面的业务接入能力nSDH、SONET接口STM-16POS OC-48 STM-64STM-64n数据业务接口100M（FE）1000M（GE）ATMn多速率自适应接口34M 2.5G，软件调节速率适应nT-MUX接口42.5GN155MN622M2GE、8GEn其他接口数字视频图像业务ESCON/FICON/FCn10G收发合一OTU收发合一，内置FEC功能，支持FEC打开/关闭n10G收发合一OTU收发合一，内置Super FEC功能，支持打开/关闭n10G中继OTU2发2收，内置FEC/Super FECn8GE收发合一OTU内置SFECn8FC收发合一OTU内置SFECn10GE 收发合一OTU内置SFECn4:1透明复用OTU4*2.5Gn4:1反向复用OTU40G复用成4个10G波长n50GHz波长可调波长可调OTUB1、J0字节检测及时准确地定位故障发生位置在字节检测及时准确地定位故障发生位置在SDH层还是层还是DWDM层；层；EP(错包错包)检测判断故障位置是在检测判断故障位置是在IP数据层还是数据层还是DWDM层。层。全面的业务接入能力全面的业务接入能力nSDH、SONET接口STM-16POS OC-48 STM-64STM-64n数据业务接口100M（FE）1000M（GE）ATMn多速率自适应接口34M 2.5G，软件调节速率适应nT-MUX接口42.5GN155MN622M2GE、8GEn其他接口数字视频图像业务ESCON/FICON/FCB1、J0字节检测及时准确地定位故障发生位置在字节检测及时准确地定位故障发生位置在SDH层还是层还是DWDM层；层；EP(错包错包)检测判断故障位置是在检测判断故障位置是在IP数据层还是数据层还是DWDM层。层。n2.5G多速率收发合一OTU内置SFEC/FECn2.5G中继OTU2发2收，两种色散容限可选内置FECn2.5G中继OTU2发2收内置双向SFECn2GE收发合一OTUSFEC/FEC色散容限可选n8155M2622M透明复用OTU特定波长，两种色散容限可选n自由速率接入OTU8M2.7G自由速率接入SAN接口T-MUX增强业务提供能力增强业务提供能力n烽火公司DWDM系统可提供的复用TMUX功能种类4路10G 40G4路2.5G 10G8路GE 10G 2路622M+8路155M 2.5G2路GE 2.5GT-MUXT-MUX10Gb/s10Gb/s4x2.5Gb/s4x2.5Gb/sT-MUXT-MUX2.5Gb/s2.5Gb/s2xGE2xGET-MUXT-MUX10GE10GE8xGE8xGE数字视频图像业务数字视频图像业务POS(155M-2.5Gb/s)ATM/IP/SDH/SONET自适应速率自适应速率34M-2.5Gb/s1600Gb/s1600Gb/sn充分利用每一波道n充分利用已有设备TMUXDMUXADM2.5GADM2.5GADM2.5G2.5G10G320G10G2.5G2.5G环ADM2.5G三、三、FEC技术改善技术改善OSNRnFEC、SuperFEC技术对OSNR的改善：1 11010-12-12无FEC3.53.51010-3-3FEC2.52.51010-2-2SuperFEC开销增加线路速率提高分组长度 改正最大 突发错误码OSNR增益带外FEC RS-8 RS（255，239）增加7%n=25585-7dB带外超级带外超级FECFEC级联编码级联编码增加7%n=2552568-10dB带内FEC BCH-3 二进制循环分组系统码不变n=435932-4dBFEC技术的灵活使用技术的灵活使用延长光信号传输距离延长光信号传输距离延长光信号传输距离延长光信号传输距离降低接受机灵敏度要求降低接受机灵敏度要求降低接受机灵敏度要求降低接受机灵敏度要求降低光发射机发射功率降低光发射机发射功率降低光发射机发射功率降低光发射机发射功率前向纠错编码技术前向纠错编码技术（FECFEC）电子电路的复杂性换取电子电路的复杂性换取光功率预算的增加光功率预算的增加早期应用于超长距离早期应用于超长距离海底光缆系统海底光缆系统q10G WDMq光信噪比光信噪比(带外带外FEC）：）：20dBq光信噪比光信噪比(增强型增强型FEC）：）：18dB采用采用(Super)FEC技术提高系统规划裕度技术提高系统规划裕度q2.5G WDMq光信噪比光信噪比(无无FEC）：）：22dBq光信噪比光信噪比(带外带外FEC）：）：15dB烽火通信烽火通信(Super)FEC技术应用技术应用n普通FEC采用G.975 RS(255,239)编码，速率为10.67Gn超强FEC采用G.709包封和帧格式，速率为10.709GnOSNR预算改善达810dBn速率提高的影响可以忽略nFEC已广泛应用于各级干线工程，中国电信一级干线采用超级FEC技术，指标改善好于10dBn完整G.709帧格式对于后续系统向ASTN演进提供了条件1234116 173824RowColumnOPUk PayloadOPUk Payload(4 x 3808 bytes)(4 x 3808 bytes)1514OPUkOPUkOverheadFECFEC四、优异的功率控制技术四、优异的功率控制技术nEDFA增益平坦各通道增益差不大于1dB。增益锁定技术增益锁定技术l控制泵浦光源增益光分光分路器路器光分光分路器路器泵浦激光器泵浦激光器输出输出输入输入光电二级管光电二级管非线性控制非线性控制解决方法：解决方法：监测电路通过监测输入和输出功率的比值来控制泵浦源的输出；监测电路通过监测输入和输出功率的比值来控制泵浦源的输出；当输入的某些波长丢失，输入功率变小，输出功率和输入功率的比值会增加；当输入的某些波长丢失，输入功率变小，输出功率和输入功率的比值会增加；通过反馈电路，降级泵浦源的输出功率，保持通过反馈电路，降级泵浦源的输出功率，保持EDFA的增益不变；的增益不变；从而使从而使EDFA的总输出功率减少，保持输出信号电平的稳定。的总输出功率减少，保持输出信号电平的稳定。光电二级管光电二级管nEDFA增益锁定（增益控制）采用智能增益控制技术,稳定时间10ms增减波道（32波系统增减31波)对其他波道无影响n充分的实际工程和权威测试验证中国电信国家干线沈大、贵兴工程等，被评为国家级优良工程中国电信传输研究所测试中，烽火通信作出35波2.5G和32波10G配置测试，指标优秀中国电信传输研究所深圳测试，32波中31波增减无误码发生增益锁定技术增益锁定技术五、五、VOA自适应功率调整自适应功率调整n可为自动和半自动两种方式：n半自动指线路衰耗变化时，维护人员根据监测的指标，在网管上远程调节VOA，使网络始终工作于最佳状态；n自动方式不需要人工干预，系统自动调整VOA，使系统工作稳定。光功率检测光功率检测PinPinPoutPoutVOAVOAVOA适应光纤/系统参数动态变化的自动网络功率调整，便于工程维护及扩容发送功率均衡控制发送功率均衡控制nOTU单元中VOA可动态调节，简化了开通、扩容的功率调整工作n长途传输实现接收端功率、OSNR各通道均衡n调节范围15dB。.TX OTUTX OTUTX OTUVOAVOAVOAVOAVOAVOA合合合合波波波波器器器器分分分分波波波波器器器器功率功率均衡均衡OSNR光功率平衡光功率平衡增益平坦增益平坦控制控制五、灵活的五、灵活的OAD单元单元n串行OADM，固定波长上下n并行OADM，灵活波长上下n1/2/4/8波OAD模块n可通过OAD级联实现扩容n可组成环网，实现各种光层保护n配合各种OTU使用，实现业务透明和子速率复用n成本降低（相对于背靠背）ROADM技术技术TMOADMOADMTMSDHSDHSDHSDH1 1 1 32n无需事先规划即可方便地在任何节点进行任意的业务调度无需事先规划即可方便地在任何节点进行任意的业务调度 n光转发盘通用性很好光转发盘通用性很好 n设备利用率高设备利用率高n成本较高成本较高DWDM新发展新发展-ROADM的应用的应用n采用WB、PLC等模块，技术成熟、成本低；n模块可支持40波全波长上下，结合Interleave技术，可平滑升级到80波系统。n可实验本地和远端网管对于上下波长和直通波长的配置，摆脱了大量手动跳纤的烦恼。五月 24多维多维ROADM的演进的演进nWSS模块，支持多方向波长业务的调度；n目前最大为8方向。五月 24WSS based ROADM(Mesh Upgradeable)六、完善的保护方式六、完善的保护方式数据业务光数据业务光通道层保护通道层保护实时业务实时业务SDHSDH自自愈环保护愈环保护SDH ADMGE交换机路由器光波分复用设备q不同业务子网分别提供最佳保护方式！不同业务子网分别提供最佳保护方式！多种光层保护方式多种光层保护方式n基于OTU的光层通道保护（nm）n基于光线路的光层通道保护OTUOTU用户终端二、三 层交换机nmnmOTUOTU用户终端二、三 层交换机发端并发收端选收OTU用户终端二、三 层交换机nnnn用户终端二、三 层交换机发端并发收端选收nOTU线路1线路2OTUOTUOTUOTU多种光层保护方式多种光层保护方式n基于OTU和光线路的光层通道保护（n、m无要求）n基于光线路的复用段保护（OMSP）OTUOTU用户终端二、三 层交换机nmnmOTUOTU用户终端二、三 层交换机发端并发收端选收OTU用户终端二、三 层交换机用户终端二、三 层交换机发端选发收端选收OTU线路1线路2线路1线路2OLP线路保护方式线路保护方式n采用OLP技术实现光线路保护在两个光节点之间存在两条不同路由的光传输线路时，完成光放大段的双纤双向光线路保护功能。在正常情况下，光信号在工作光纤线路上传送。当工作光纤线路由于某些原因导致衰耗增大或光纤线路中断时，OLP单盘就根据倒换协议产生相应的倒换动作，把光信号倒换到保护工作线路上。工作方式：实现1+1或1:1的保护。OLP引入衰减考虑：发端1.5db,收端1.5db倒换时间：小于50msOLP工程应用工程应用nOLP保护工程的实施甘肃移动二干、一干OLP保护全网采用OLP保护方案，极大提升网络安全性对管辖一干实现OLP保护，保障网络的安全江苏盐城电信OLP保护全网采用OLP保护方案，极大提升网络安全性黑龙江移动OLP保护增加传输系统或线路的可靠性，提高服务质量 缩短通讯中断时间，提高维护效率减少线路故障造成的营收损失避免用户的抗议与争端增加传输系统可靠性，提高服务质量高可用性设计高可用性设计OTU保护保护n为省内干线定做:优先级可调的1:4 OTU保护OTUOTUOTUOTUOAOTUOTUOTUOTUOAq倒换可根据：收无光、LOF、误码越限和发送失效q小于50ms的倒换时间 七、先进的七、先进的OSC技术技术可实现可实现可实现可实现6 6 6 6个方向的个方向的个方向的个方向的OSCOSCOSCOSC互通，从而实现公务、网管信息等互通。互通，从而实现公务、网管信息等互通。互通，从而实现公务、网管信息等互通。互通，从而实现公务、网管信息等互通。A AD DOSCOSCOSCOSCOSCOSCC CB B北环北环北环北环南环南环南环南环多方向多方向OSC互通，互通，25M带宽可选带宽可选支持定时同步信号的传送支持定时同步信号的传送nSDH的支路不适合传送定时信号n烽火通信增强OSC通道：纯PDH通道对同步信号的传递组建同步网n对于长途干线网，WDM网络PDH通路传递的时钟性能较SDH线路提取时钟信号的性能优越几个数量级2Mb2Mb2Mb2MbDWDM 线路线路SDH 线路线路本地本地SDHSDH网络网络八、在线监测，降低长期运维成本八、在线监测，降低长期运维成本n光系统系统提供三种性能监测方式单盘管理单元将性能指标上报至网管，可直接读取各关键点光功率。通过内置光谱分析单元，提供直观便捷的性能监测手段，直接获得中心频率、光功率、OSNR等重要参数。多点在线光谱监测接口，在不中断业务情况下，外接光谱分析仪等分析仪表。OOMMU UOOD DU URX OTURX OTUTX OTUTX OTUTX OTUTX OTUTX OTUTX OTURX OTURX OTURX OTURX OTU.OSCOSCOSCOSCTXTXRXRXEDFAEDFAOPMOPMOPM在线光谱监测单元在线光谱监测单元nOSNR,光功率准确度1dBDWDMDWDM新技术新技术-ULH-ULH超长距离传输系统超长距离传输系统n烽火公司ULH系统在烽火公司160*10Gbit/s DWDM平台上实现大于3000km的无电中继国家“863”项目，已通过专家组验收国际业界同等水平、国内领先水平、拥有自主知识产权极大地降低了建网和运维成本nULH系统的应用核心城市之间的高速网络直通车大跨距、高衰耗的骨干线路传输ULH超长距离传输系统超长距离传输系统nULH系统的应用核心城市之间的高速网络直通车大跨距、高衰耗的骨干线路传输无电中继距离1000km 以上nULH系统的核心技术RAMAN动态增益均衡超强FEC的应用编码技术严格的色散控制n烽火公司ULH系统在烽火公司160*10Gbit/s DWDM平台上实现大于3000km的无电中继国家“863”项目，已通过专家组验收国际业界同等水平、国内领先水平、拥有自主知识产权极大地降低了建网和运维成本烽火通信实现了我国第一个烽火通信实现了我国第一个Raman光放的应用光放的应用n我国的第一个应用模块的应用黑龙江系统的应用如网通国家干线四川区域网泸州宜宾等，网通国家干线浙闽赣区域网福建段n应用方式宽带放大后向泵浦，多泵浦源（25）偏振相关，泵浦光源需进行去偏振。泵浦光功率达500mw，安全性和APS/R。对泵浦源近端20km线路要求。对大跨距效果明显编码技术编码技术nNRZ编码简单、成熟长距离传输时非线性影响大、传输损伤敏感不适于长途传输和高速系统nRZ编码传统RZ编码非线性容限增加、定时信息丰富理论和实验证明适合ULH和高速系统CS-RZ（Carrier Suppressed RZ）载频处无尖峰非线性抑制优越理论分析和实验表明：NRZ编码方式虽然具有较好的色散容限，但在非线性效应抑制、接收机灵敏度、OSNR指标改善等方面明显劣于RZ码。特别是CS-RZ码在SPM抑制方面效果更明显。DGEDGE动态增益均衡动态增益均衡n增益均衡技术：OTU功率预调整n掺杂（Al-P）增益均衡器：利用均衡器损耗特性与放大器增益波长特性相反实现平坦。国内首个国内首个ULH DWDM实际工程实际工程DWDM新技术新技术-超高速超高速WDM系统系统n3.2Tbps系统，80 x40Gbpsn6.4Tbps系统，160 x40Gbpsn放大低噪EDFA，宽带40G ROAn色散补偿精确单波道补偿沪沪-杭杭3.2T DWDM系统系统n工程采用G.655光纤；n开通40G波长和10G波长业务。烽火通信骨干光网络建设情况烽火通信骨干光网络建设情况n烽火通信提供成熟的光通信设备n网上应用设备数万端以上n烽火通信光通信设备应用于各大运营商网络n烽火通信光通信设备应用于全国各省区烽火系列光网络产品广泛服务运营商烽火系列光网络产品广泛服务运营商n中国网通中国网通一干浙闽赣、四川区域网、西安兰州、贵阳昆明中国网通一干中俄、太银、凭祥南宁钦州、兰乌、兰西格中国网通一干成昆、钦北海、呼银兰沈阳-大连80G/320G 国家一级干线黑龙江通信省干线东环80G/320G张家口通信本地网320G/1600G邯郸通信本地网320G/1600G河北唐山通信城域网40G/320G辽宁省移动14个本地网工程山西通信、n中国联通江苏省联通干线320G/1600G重庆联通干线320G/1600G上海联通本地城域网40/160G南京联通本地、城域网40G/160G苏州联通城域网40G/160G辽宁联通省干80G黑龙江联通、吉林联通n中国电信中国电信一干东北环320G及800G工程中国电信一干兰乌格320G中国电信一干北呼银兰、北太西800G中国电信黑龙江、吉林、辽宁省干线广东省电信干线400G/1600G湖北电信二级DWDM干线东环 广西区电信宽带网干线80G/320G浙江省电信干线40/160G湖南省电信公司20G/80G n中国移动湖南移动干线400G/1600G黑龙江移动干线 320G/1600G湖北省移动/320G/1600G 山西省移动干线80G/320G云南省