超长距波分传输的增值服务技术

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为了实现超长距离传输，有必要采用多种物理层关键使能技术，如喇曼放大、色散补偿、前向纠错、码型技术等。这些技术的重要性已经成为众多传输设备供应商的共识，并广泛应用于各自的ULH传输产品系列中。同时还必须注意到，一个ULH传输系统中仅有这些物理层关键技术是远远不够的。在传输网络的实际运营过程中，对传输设备的业务接入性能、保护倒换性能、维护性能等方面也有很高的要求。以运维性能为例，现有网络的复杂性给设备维护带来了很多困难，电信运营的维护成本也随之增加。据统计，目前电信系统的维护费用已经占到设备后期使用费用的70%。特别是对于LH、ULH传输系统，面临着跨段距离不均匀、站点所处物理环境多变、传输光纤组份和特性不一致等诸多复杂因素。因此，如何降低运维成本是各运营商所关注的重点，传输设备的高效和可维护特性在竞争中起到举足轻重的作用。

    有鉴于此，在LH、ULH传输设备中，必须配备与其传送能力相适应的、高效方便的保护措施和维护特性，使用户及时了解网络状态，调整网络使其处于最佳工作状态。在出现故障时可快速定位故障区段，保证业务的可靠传输和业务质量。此外，根据传输系统的特点，还可提供一系列的增值服务功能，如在传输系统中集成光谱分析模块、利用监控信道传递时钟信号等，以此来满足多样化的客户需求。这些措施都可增强传输设备的竞争力，进而实现“可运营、可维护、可管理”目标，最终实现运营商和系统商的“双赢”。

    本文以华为公司的长途DWDM产品为例，介绍ULH传输系统提供的增值服务。

    一、AGC、ALC功能

    在DWDM光传输系统中，各个波长承载的业务可以完全没有关联，因此在整个光网络中需要保证各光信道传输性能的独立性。但是，DWDM系统中的光放大器增益一般与输入总光功率有关。对于一个未采用增益控制的光放大器，当系统所承载的光信道出现下波时，剩余光信道的单波输出光功率就会随之增加，反之亦然。此外任何信道的光功率偏离设计要求时都有可能导致系统性能的劣化。上述问题的一个有效解决方案是采用光放大器的自动增益控制（AGC）技术，使每个通道的信号增益与光纤内总通道数目无关，当在线光信道数目改变时，仍然保证其它每个波长的输出光功率不受影响。AGC是单板级别的调节功能，具有技术安全、可靠的特点，不会引入额外的通道代价，已在DWDM系统中获得广泛应用。

    另外，在DWDM系统应用中，光纤老化、连接器老化或人为因素都会引入光纤链路的异常衰减。对于仅采用AGC模式的传输系统，当某一段线路衰减增加时，下游的所有放大器的输入输出光功率都将下降，最终导致接收端光功率和OSNR的下降，甚至危害误码性能。衰减增大的传输光纤越靠近链路的前端，对接收端OSNR的影响越大。在传输设备中引入自动线路控制（ALC）技术，可有效地避免这种光纤链路损耗的异常增加所导致的系统性能劣化。ALC功能可以定位出现损耗异常增加的光纤链路，并自动调整相应放大器的增益以补偿该段传输光纤损耗的变化，并保证后续光放大站的输入输出光功率基本不变。在采用ALC功能后，传输光纤线路损耗的变化对接收端OSNR的影响要小得多，也不会影响接收端的光功率。与AGC相比，ALC是系统级别的调节功能，在提高传输信号质量的同时，也提高了设备的可维护性。

    总之，综合采用AGC、ALC功能，可有效地调节传输系统的光功率，保持各段传输光纤的入纤光功率的一致性，减轻由于光纤链路或系统性能劣化而对传输性能造成的影响。

    二、内置光谱分析单元

    华为长途波分传输设备集成了光谱分析单元，是一项具有突出运维优势的增值功能。WDM信道的光谱性能是反映网络优劣的基本参数。在DWDM网络中，掌握网络各监测点上的OSNR、光功率、中心波长等参数，可基本上判断出网络的性能和位置。采用内置光谱分析仪可帮助维护人员及时了解到DWDM网络的运行状态，从上报的数据可了解到传输系统不同参考点处的WDM波形特性，包括每个通道的光功率、OSNR、波长、中心频率偏移、系统中总的通道数量和WDM光谱平坦度，使网管人员对设备运行状态一目了然，也便于提前发现潜在的传输性能劣化现象。

    三、光纤光缆自动监控系统（OAMS）

    长途波分系统跨越的地理环境十分复杂，设备配置不均，一旦传输光缆老化或破损，对业务传送造成的影响是无法估计的。光缆断裂将直接造成业务中断，后果非常严重。在光缆的修复过程中，故障点的定位需要专门的仪器，如光时域反射仪（OTDR），地增加了维护资源的配备。在华为的长途波分传输系统中集成了光纤光缆自动监控系统（OAMS），是另一项贴近用户需求的创新。嵌入式OAMS系统利用OTDR技术，通过测试传输光纤路径上不同距离处的反射谱，获得光纤线路的损耗、光连接器损耗特性及其历史变化趋势，提供光纤老化预警。若光纤发生故障，OAMS系统可发出相应告警并精确定位出光路中断点的位置和断点类型，方便对光纤线路维护和监控。嵌入式OAMS特性可进一步完善传输设备的告警性能，变被动维护为主动维护，增强传输网络的可维护性。

    四、PDH时钟传送

    现代网络对同步时钟要求严格，实现成本较高。传统的传送时钟方式主要通过PDH设备来完成。由于PDH设备技术落后，已成为各大运营商的主要网改对象，并且采用PDH传送时钟还需另外占用光纤资源。如果能在长途传送设备中提供同步时钟传输通道，不失为一种明智的选择。华为长途波分传输系统可为同步网时钟提供PDH级别的传输通道，系统可实现双向传送3路2M PDH时钟，并可在任何站点选择上下或者穿通。同时还可根据时钟的优先级别，对时钟单板进行1+1单板保护，为时钟网络传送提供了一种新的、高附加值的解决方案。

    五、总结

    近年来国内电信业务一直保持着持续高速增长的势头，服务于日益扩大的用户群体。对于电信系统运营商而言，如何降低成本、扩大网络覆盖率、开发新业务和增加业务收入，是保障正常运营和持续高速发展的重要策略之一。超长距离DWDM传输技术可大幅度降低投资成本，提高系统的传输质量和可靠性，具有良好的升级扩容潜力，同时提供高效方便的维护特性和增值服务。对于中国这样的一个幅员辽阔、人口众多的国家，这种技术有着广阔的前景和应用市场。

    宽带接入、视频业务、3G移动通信等多元化新兴通信业务的迅猛发展，深刻地影响着当今电信网的概念、格局和体系，推动电信科技的不断进步。未来的智能光网络将要求传送层具有巨大的吞吐容量，而超长距离DWDM传输技术的成熟和商用化，正是迈向高容量、全光传送网络的重要一步。作为未来全光核心网的重要支撑型组成部分，超长距离高容量DWDM传输技术也必将在今后的海量数据通信传送业务中发挥重大作用。