光切換保護DWDM傳輸 DWDM促進EDFA技術發(fā)展

　 密集波分DWDM系統(tǒng)在干線及本地光傳輸網中已大量應用，由于所承載的業(yè)務量集中，其安全的重要性也越來越受到重視，一旦發(fā)生全阻將影響到所承載的所有業(yè)務網絡。因此，DWDM網絡的安全一直是傳輸維護工作中的重中之重。而DWDM本身的保護技術受其自身限制，存在不靈活、投資大、效果不理想的問題，因此光切換保護技術的引入起到了很重要的作用。本文介紹了光切換技術的基礎原理及在實際中的應用，說明了保護技術的發(fā)展趨勢，將在現網中大量使用來提高網絡的安全性。

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

　　因此，一種方便、靈活、投資小的光自動保護技術應運而生，它可有效解決目前的保護問題，提供經濟、實用、安全的保護網絡。

　　光自動切換保護系統(tǒng)

　　光自動切換保護系統(tǒng)為通信網的重要通信光纖路由的安全保護提供一套經濟、實用的解決方案，可以組建一個無阻斷、高可靠性、安全靈活、抗災害能力強的光通信網。光自動切換保護系統(tǒng)由自動切換站和網管組成，可以實現光系統(tǒng)切換保護、光功率監(jiān)測和光路應急調度三大主要功能。

　　光自動切換保護系統(tǒng)的切換模塊是集光開關控制、光功率監(jiān)測、穩(wěn)定光源監(jiān)測于一體的高集成度模塊。光功率監(jiān)測模塊和光開關控制模塊之間協調工作，選用分光比97：3在干線上應用比較合適，相當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光開關，受控完成在主、備用光路由之間的切換操作。

　　光功率監(jiān)測模塊實時監(jiān)測通信光纖的光功率值并上報給主控模塊；主控模塊分析比較，發(fā)現光功率變化值超過預設切換門限即刻給光開關模塊下發(fā)指令；光開關模塊受到指令即刻發(fā)生切換動作。從而實現了切換動作。

　　光路自動切換保護設備介入干線傳輸系統(tǒng)時絲毫不會影響傳輸特性。實際上，切換設備只介入光開關和分光器兩種無源光器件。

　　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光開關的兩個輸出端。當光路發(fā)生光功率異常時，光開關自動切換到備用路由。

　　據了解，光自動切換保護系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢：

　　切換速度快，光開關的切換速度一般為5ms，加上系統(tǒng)分析、響應的時間，單端切換時間小于20ms，整個系統(tǒng)的切換時間小于50ms，切換動作基本可以做到不中斷通信，達到了業(yè)務級的保護水平。

　　切換可靠性高，通過對光功率實施監(jiān)測，避免光端機架的誤告警，確保切換判斷的無誤。同時對備用光纖路由進行監(jiān)測，確保切換的有效性，并且對倒換后的光路繼續(xù)進行監(jiān)測。

　　應急調度功能方便，只需從程序發(fā)出切換指令，即可調配路由，方便地實現了無阻斷割接和線路檢修工作。

　　切換設備對于傳輸系統(tǒng)是透明的，即切換設備對傳輸系統(tǒng)的類型沒有要求，無論SDH還是DWDM均可以使用。

　　光切換系統(tǒng)在DWDM中的應用

　　光自動切換保護系統(tǒng)對于DWDM是一個即經濟又安全的一種線路保護方法，但是把光自動保護系統(tǒng)介入到DWDM系統(tǒng)之中，還有很多問題需要考慮。

　　以分光器為97：3分光計算，一對光切換設備的插損約為2dB，介入光切換設備后，系統(tǒng)又額外增加了兩個光跳纖，插損估計為1dB，所以整個切換設備的介入，理論上最大將會帶來3dB的衰耗，而實際使用中僅在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)對備用線路不用考慮。如果備用路由的衰耗過大，則需要考慮在備用路由中使用EDFA，對備用線路進行放大。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就補償多少。當然，EDFA一般留有一定的余量可調。

　　信噪比OSNR值方面。以2.5G系統(tǒng)為例，如果無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。

　　介入光切換設備以后，全程衰耗會降低3dB，系統(tǒng)的OSNR值也將會降低3dB，如果這時DWDM系統(tǒng)仍能夠滿足開通需求，則不需要再介入EDFA。如果不能滿足DWDM系統(tǒng)的開通需求，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來衡量，色散系數就是兩個波長間隔為1nm的兩個光波傳輸1 km長度光纖到達時間之差，單位為ps/nm·km。G.652光纖上色散系數為17 ps/nm·km，G.655光纖上色散系數為6.5ps/nm·km，2.5G的信號一般不需要進行補償。10G信號由于色散容限比較小，10G速率信號在G.652光纖上傳輸距離超過了30km就需要進行色散補償，如果在G.655光纖上傳輸距離超過了100km也需要進行補償。色散補償的原則是色散補償后必需留有10～30km余量，色散補償最好是色散容限正負交替，效果最好。

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

　　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。

　　光自動切換系統(tǒng)對于DWDM線路保護是個既安全又經濟的保護手段。呼(和)——銀(川)——蘭(州)一級干線系統(tǒng)采用烽火4×2.5G的波分設備，承載了北京到西部的重要傳輸電路，為保障其安全，內蒙古聯通于2011年安裝了烽火光切換保護系統(tǒng)，由切換設備及本地網保護光纜組成，在原有系統(tǒng)中介入了1.5dB的衰耗，不影響業(yè)務的使用。由于保護措施得力，2012年傳輸干線在發(fā)生光纜故障后，能及時切換到備用路由使用，因此保證了通信的暢通。

　　今后，隨著網絡規(guī)模的不斷擴大，光切換保護系統(tǒng)將會發(fā)揮更加重要的作用，滿足了考核指標的要求，提高傳輸網絡運行的安全性。

　　實際情況表明，DWDM必然在光傳輸網絡中扮演重要的角色，由于EDFA和光纖技術的不斷發(fā)展，光傳輸系統(tǒng)克服了光信號衰減和色散的障礙，實現了長途無再生傳輸。新技術的不斷涌現，將推動DWDM從線路傳輸應用到全光網絡應用的發(fā)展。