波分系统的时延怎么计算？

Waxberrylee

我们知道，根据OSI、TCP/IP的层级定义，层级越低越靠近物理层，所涉及到的信息处理就越少，相应的时延也就越低。而波分OTN是基于L0/L1层，我们一般认为其时延都要比数据设备的时延低，这主要是波分对数据基本上不做任何的处理。在数据设备中，我们需要逐层对报文头进行解封装，一个报文或分组，甚至比特）从网络（或链路）的一端传送到另一端需要经历发送时延 、 传播时延 、处理时延和排队时延。

而在波分系统中，考虑波分系统的技术特征，一般来说都是一跳直达，我们主要考虑传输时延和处理时延，而最主要的时延也是来自于光纤传输所带来的时延。

在这里：

处理时延：指业务单板解/封装时延和交叉处理时延等。

传输时延：信号光在光纤中传输造成的时延，与光纤长度，光纤折射率有关。

通过以下10G系统的时延举例分析：

（1）传输时延

通常来说，传输时延说的是光层的时延，包括光纤线路的传输时延、DCM补偿光纤时延和OA放大器时延等。一般来说主要指的是光纤传输中造成的时延。所以我们需要计算光在光纤中的速度。一般认为光在真空中，折射率为1，其光速为c=30万公里/秒；当光在其他介质里来面传播，其介质折射自率为n,光在其中的速度就降为 v=c/n。光纤的材料是二氧化硅，其折射率n为1.44左右，计算延迟的时候，可以近似认为1.5；因此光纤中的光传输速度近似为 v=c/1.5= 20万公里/秒。折算后，1公里的光纤时延为5us。

因此，传输时延=光纤线路时延+OA放大器时延+DCM补偿光纤时延=总的线路光纤长度*5us+(DCM补偿距离/K)*5us+单方向OA的数量*0.25us

其中：

• 5us为1公里的光纤时延；
• K值：色散补偿光纤在1550nm波长的负色散值可达−80～−150ps/（nm·km）。一般1km色散补偿光纤可以补偿4～8km标准单模光纤的色散。也就是说上面的K取值介于4~8之间，G.652与G.655取值不同；
• 每个OA的时延以0.25us估算（不同厂家OA时延值不一样）。
  

（2）处理时延

在波分系统中，处理时延主要体现在电层设备或单板上，包括中间节点3R模式下的中继、支线路合一单板收发处理以及电交叉单板的交叉处理（含支线路分离单板处理过程）。

其中在上面的过程中，对FEC的编码和解码所占的时延最多。在编码时只需要按规定加入纠错码，比较简单。而在解码时，需要对线路传输造成的误码等进行检查与纠正，因此解码的整体过程的时延要比编码大得多。我们在G.975.1等标准中有对硬判决AFEC的算法有一个建议值，一般考虑在50-100us左右。不同FEC的编解码时间不一样。

综上：

处理时延=业务解/封装时延+交叉时延*2+FEC编/解码时延

其中：

• 业务解/封装时延：考虑的是从业务-OPUk-ODUk-OTUk等GFP,GMP的封装映射过程以及反过程，取值5~15us估算；
• 交叉时延*2：业务的收发各一次交叉，以1~2us估算；
• FEC编解码以50us估算。
  

因此：

10G系统的总时延=总的线路光纤长度*5us+(DCM补偿距离/K)*5us+单方向OA的数量*0.25us+业务解/封装时延+交叉时延*2+FEC编/解码时延。

最后，在100G系统中，它的时延要比10G系统低得多，主要是来源于以下几个方面的原因：

（1）100G系统的色散补偿是基于电层DSP处理，无需DCF光纤补偿造成的时延；

（2）100G系统比10G数据处理时延小得多，100G系统的数据处理一个比特数据的时间为0.01ns，10G处理一个比特的时间为0.1ns。

（3）100G系统采用更为强大的FEC，如软判决等，提升传输距离，可以减少中继节点的OEO的3R处理过程。

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