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1、波分网络设计,WDM原理WDM的系统受限因素和补偿华为WDM工程设计,Page2,什么是波分复用？,高速公路,加油站,巡逻车,Page3,WDM的定义,把不同波长的光信号复用到同一根光纤中进行传送，这种方式我们把它叫做波分复用（Wavelength Division Multiplexing）,Page4,CWDM 与 DWDM,CWDM:稀疏波分复用相邻两波间隔：20nmDWDM:密集波分复用相邻两波间隔：25GHz,Page5,N路波长复用的WDM系统的总体结构主要有：光波长转换单元（OTU）；波分复用器：分波/合波器（ODU/OMU）；光放大器（BA/LA/PA）；光/电监控信道（OSC
2、/ESC）。,WDM的系统结构,Page 6,波分系统的站点,OLA,OLA,OEQ,OLA,OADM,光放段光再生段,.,40/80波,再生段,再生段,复用段,OEQ：光均衡器（功率均衡站、色散均衡站）,OLA：光线路放大,OTM：光终端复用,OADM：光分插复用 根据需求进行业务上下和穿通,OTU 对各波长进行电中继再生，再继续向下一站传送。REG站根据复用段的OSNR、DGD值来设置,波长在OTM系统中将被终结掉。对于在本站上下业务的波长由OTU 送至客户设备。对在本站穿通的波长则由OTU 电中继再生或直接穿通。,OEQ站根据复用段距离和跨段数量来设置,REG：电中继站,对光信号能量进行
3、放大（对信号进行放大的同时也放大了噪声）对传送过程中引起的色散进行补偿对业务不做任何处理。,组网案例,SITE_1,SITE_2,SITE_3,SITE_4,SITE_5,SITE_6,SITE_7,SITE_8,80km,80km,80km,80km,80km,80km,80km,OTM,OTM,OTM,OLA,OLA,OLA,ROADM,FOADM,业务描述：站点1-站点4、站点5、站点7、站点8开通业务。其中到站点8的业务需要具有能够灵活调度到站点7的能力,Page 8,客户侧信号,FIU,DCM,1,40,OTU,SC1/TC1,OTM站,OTU,FIU,OTU,OTU,DCM,SC1
4、/TC1,A站OTM设备,B站OTM设备,A-B距离,Page 9,OLA单站配置,OLA站及FOADM站,FOADM站配置,局方ODF架东向线路侧,局方ODF架西向线路侧,OAU,FIU,OAU,OBU,DCM,OAU,DCM,MR2,MR2,MR2,SC2,FIU,OTU,OTU,MR2,OTU,OTU,对合波光信号进行放大，使用EDFA/拉曼等技术,终结并再生合波光信号中的部分波长。对于不使用的波长直接串通。,ROADM站,Page 11,背靠背OTM（可以带REG/OEQ功能）,终结并再生合波光信号中的波长，进行REG（电中继再生）。,背靠背OTM站（REG站）,实际网络配置图,60.
5、00 km16.20 dBG652,SITE_1,M40,D40,B103,A,A101,B,工作 OSNR=28.912dB/28.882 dB,60.00 km16.20 dBG652,SITE_2,A101,C,A101,C,60.00 km16.20 dBG652,SITE_3,A101,C,A101,C,60.00 km16.20 dBG652,SITE_4,WSMD4,M40,D40,WSMD4,M40,D40,B103,A,A101,B,B103,A,A101,B,工作 OSNR=31.607dB/31.663 dB,60.00 km16.20 dBG652,SITE_5,MR4
6、,MR4,B103,A,A101,B,B103,A,A101,B,工作 OSNR=30.073dB/30.073 dB,60.00 km16.20 dBG652,SITE_6,A101,C,A101,C,SITE_7,M40,D40,B103,A,A101,B,60.00 km16.20 dBG652,SITE_4,WSMD4,M40,D40,B103,A,A101,B,工作 OSNR=31.607dB/31.663 dB,SITE_8,M40,D40,B103,A,A101,B,WDM原理WDM的系统受限因素和补偿华为WDM工程设计,Page14,WDM的受限因素,光功率衰减,单模光纤目前最
7、常用的两个窗口，1310nm和1550nm处的损耗（G.652/653/655）约为0.35dB/km和0.170.23dB/km.,单模光纤衰减曲线,Page16,光功率预算,光纤损耗(dB)=P输出(dBm)-P输入(dBm)=距离(km)x a(dB/km)a：损耗系数在1550nm窗口，G.652和G.655光纤的损耗系数：a=0.22dB/km,P输出,P输入,距离L(km),对于光衰耗的补偿：光放大器,(EDFA),优点：灵活的增益区间结构简单 利用了非线性效应低噪声特性,缺点：高泵浦功率低能量转换效率成本较高,优点：耦合效率高能量转换效率高增益高、噪声指数较低、输 出功率大良好的
8、增益稳定性,缺点：增益区间固定受限 增益不平坦性光浪涌问题,OSNR（Optical Signal Noise Ratio）：光信噪比 光信噪比的定义是在光有效带宽为0.1nm内光信号功率和噪声功率的比值。光信号的功率一般取峰值，而噪声的功率一般取两相临通路的中间点的功率电平。光信噪比是一个十分重要的参数，对系统有重要意义。对于带有前置放大器的系统而言，接收机内噪声的主要来源是EDFA放大器引入的。,OSNR,Page19,OSNR,提高系统信噪比RAMAN放大技术采用低噪声的前置放大器+高增益的功率放大器降低系统对信噪比的要求新的码型技术，不同的单波速率、码型，门限不同前向纠错编码技术，G.
9、709 FEC提升OSNR 5-6dB，AFEC提升7-9dB,色度色散,色度色散：非单色光信号在光纤中传输时由于各波长传输速度不同而造成彼此互相分离的过程，称为色散。,在光纤的色度色散作用下，光脉冲将发生展宽，不但引起光脉冲的峰值光功率降低，而且引起前后脉冲在时间上的交叠并产生码间干扰（ISI:Inter Signal Interfere），从而引起接收性能劣化，增加误码率。,pulse,f1,f2,f3,.,pulse,f1,f2,f3,.,色度色散,波长 nm,S波段,C波段,L波段,1310nm波段,C波段色散量G.65516(ps/nm*km)色散位移光纤G.6521720(ps/n
10、m*km)零色散点在1310nmG.65303.5(ps/nm*km)零色散点在1550nm,单模光纤色度色散曲线,对于色度色散的补偿：色散补偿,目前降低色度色散的影响主要是采用色散补偿模块对光纤中的色散累积进行补偿,主要方式为使用DCF（色散补偿光纤）。色散补偿光纤与普通传输光纤的不同之处是它在1550nm处具有负的色散系数，DCF补偿法实际上就是利用这种负色散的光纤，抵消 G.652/G.655光纤中的正色散。,偏振模色散（PMD）,偏振模色散 由于光纤物理尺寸不均匀和受到外力作用，导致光波在两个相互垂直的极化态上以不同的速度传播，最终到达对端的时间不同，造成光脉冲展宽，产生码间干扰。PM
11、D系数 差分群延时(DGD).性能良好的光纤PMD系数为0.1.PMD补偿方式无有效手段补偿，通过高PMD门限接收机来容忍。,非线性效应,Page25,SRS（受激喇曼散射）,短波长泵浦长波长,对系统的影响：引起信道功率失衡引起信道间的拉曼串扰,输入,输出,Page26,SBS（受激布里渊散射）,是一种当达到门限功率水平时，信号产生向信号相反方向传播的受激发射的非线性现象SBS的功率阈值门限：单波长信道 9dBm,对系统的影响：大于一定值时，引起强烈背向散射，叠加强度噪声。,Page27,XPM/SPM,自相位调制（SPM）相位随光强而变化，转化为波形畸变影响随该通道注入光纤的光功率增大而增大
12、，随光纤及传输段而积累。交叉相位调制（XPM）相位受到其它其它信道的调制，经光纤色散转化引起强度噪声。增加信道间隔,可以抑制XPM。,Page28,FWM（四波混频）,定义：两个或三个不同波长的光波相互作用而导致在其它波长上产生混频成分，或在边带上产生新的光波效应。,产生的影响：当FWM产生的新频率落入信道带宽范围内时，会引起信道强度起伏和信道间串扰。产生的因素：色散、信道数、信道间隔、信号功率,WDM原理WDM的系统受限因素和补偿华为WDM工程设计,Page 30,波分设计包括哪些部分,获取信息,平台搭建,参数计算,完成,面板图,通过参数计算验证平台配置是否合理,平台无法满足业务要求，需要重
13、新调整,根据业务需要确定计算参数的段落,波分网络设计实际上是一个反复验证调整的过程。,波道规划,OTU分类,Page 31,获取信息,组网方式环形？链形？MESH网？站址设置业务上下站？光放大站？光纤属性光纤的类型G.652？655？长度？衰耗？承载业务类型GE/POS/SDH/FE/STM-1/FICON保护方式线路保护？业务保护？特殊要求,获取信息,平台搭建,波道规划,OTU分类,参数计算,完成,面板图,Page 32,网络结构图纸第一步,获取信息,平台搭建,参数计算,完成,面板图,离石（电信1）,离石（电信2）,交城,文水,孝义,汾阳,汾阳,中阳,4010G DWDM系统,85km26.
14、4dB,OTM站,OLA站,G.652,G.655,波道规划,OTU分类,Page 33,平台配置图纸第二步,获取信息,平台搭建,参数计算,完成,面板图,波分平台搭建主要包括三部分确定OADM配置上下40波？80波？16波？是否需要色散补偿，如何进行补偿。根据色散补偿的结果和线路衰耗配置放大器。平台搭建完毕要进行信噪比计算，根据计算结果和业务对平台的要求进行放大器和色散的调节。,波道规划,OTU分类,Page 34,光放段的线路衰耗计算,1、若给出各段光纤的实测衰耗值，没有任何说明时，按照下式计算：,中继段衰耗局方提供的光纤衰减值3dB(设计余量)FIU插损,2、若提供实测衰耗值，并注明已包含
15、余量，则：,中继段衰耗局方提供光纤损耗（注明有预留量）FIU单板插损,3、当系统光纤衰耗按照0.22dBN（光纤公里数）计算，系统计算的理论功率值为：,中继段衰耗0.22dBN（光纤公里数）3dB(设计余量)FIU插损+活接头衰耗等,4、当用OLP进行线路保护时，一定要考虑OLP引入的线路插损：对1段线路来说，配置在收端和发端的OLP将引入5dB损耗（3dB耦合器+光开关插损1.5dB）。配置光放时，按二路由中衰耗比较大的一个来配置。,注意：对于光纤跳转站点的衰耗计算，我们提供默认值取1dB/跳站；对于上述公式中注明预留余量且大于或等于3dB的，FIU不考虑损耗；对没有考虑余量的情况，FIU插
16、损0.6dB计算。,Page 35,平台配置（1）色散配置原则,35Km16.4dB,OAU03,OBU03,OAU03,96Km26.6dB,OBU03,OAU03,OBU03,A,E,B,E,D,OAU03,OAU01,83Km25.1dB,D,C,OAU01,75Km22.4dB,C,60Km21dB,OAU01,C,M40,D40,OAU01,OBU03,B,D40,M40,A,A,复用段距离352Km,根据距离确定，每段精细补偿。,发端预补,收端将预补减掉,A,B,C,D,E,F,Page 36,色散补偿单元说明,Page 37,平台配置（2）放大器配置原则,发端采用OBU103的情
17、况下，收端放大器配置如下：总增益（信道增益+DCM插损）23dB，使用OBU03；23dB总增益（信道增益+DCM插损）31dB，使用OAU01（限定OAU01输入功率-16dB）；24dB总增益（信道增益+DCM插损）36dB，使用OAU03（限定OAU01输入功率-20dB）；总增益（信道增益+DCM插损）44dB，使用OPU+OBU03；如需要更大增益可选用OPU+OAU01;如果跨段大，可以采用OBU205或者OAU105提高发端光功率。,OTN设备指标大全,Page 38,放大器配置举例,35Km16.4dB,OAU03,OBU03,OAU03,96Km26.6dB,A,OBU03,
18、OAU03,OBU03,A,E,B,E,D,OAU03,OAU01,83Km25.1dB,D,C,OAU01,75Km22.4dB,C,60Km21dB,OAU01,C,M40,D40,OAU01,OBU03,B,D40,M40,A,A,复用段,400G系统长途波分10G速率按照精确配置原则,B,C,D,E,F,OBU03发端光功率+4,需要增益为16.4dB+B模块色散插损4.5dB,输入功率:-16.9dB输出保证:+4dB,OAU01发端光功率+4,输入功率:-17dB输出功率：+4dB,需要增益为21dB+B模块色散插损4.5dB,Page 39,OTU分类说明线路、支路、中继OTU,
19、获取信息,平台搭建,参数计算,完成,面板图,波分设备最重要的部分就是OTU波长转换单元主要支路，线路分类如下表：,支路和线路OTU共同完成业务的上下和传送功能。,波道规划,OTU分类,Page 40,OTU分类说明OTU面板,线路OTU,支路OTU,Page 41,波道规划图纸第四步,获取信息,平台搭建,参数计算,完成,面板图,波道规划的过程实际是把需要开通的业务人工规定其在波分设备上的承载，通常可以获得如下的业务矩阵：,波道规划,OTU分类,Page 42,波道规划业务分析和OTU类型选择,十堰中心局,武当山门,丹江口,安阳,郧县联通大楼,十堰中心局,1,2,NS2,NS2,NS2,NS2,
20、TOA,TOA,TDX,TOA,TDX,TOA,OTU的选择首先要根据业务需求确定类型，对于推广的OTN支线路分离的方式下：线路板是根据线路速率确定的，如我们建立的是40*10G系统，单波长是10G，因此线路板就是NS2/ND2/NQ2，如果是40*40G系统，那么线路板就是NS3。而支路板是根据具体业务确定的，比如传送10G业务，就采用TDX/TQX，而2.5G速率以下其他业务则采用TOA/THA（8路any业务/16路any业务）,8*GE,1*10G,3,4*2.5G,Page 43,1.线路OLP保护：该种保护方式需要提供两条独立的物理路径（两对光纤）才能完成。,武汉香港路,武汉关山,
21、40Km12dB,50Km15dB,70Km22dB,80Km25dB,武汉车站,49Km15dB,50Km15dB,汉口车站,OLA,波道规划保护方式（1）线路OLP保护,Page 44,A,B,C,F,D,E,G,H,提供波长交叉连接保护波长利用率高，保护通道只占用波长带宽的一部分，其他部分可以传送主业务；配置灵活，可根据业务需要灵活选择是否配置保护，重要业务实现QOS；电层倒换，时间快，稳定可靠；基于通道的保护，只对失效业务实施保护。避免一路业务失效，波长内的所有通道都要被动地执行保护倒换；可以实现不同波长之间通道的交叉保护，节省波长资源。,子波长保护,ODU1-1,ODU1-2,ODU
22、1-3,ODU1-4,一个波长,只倒换失效通道，其它通道不受影响,ODU1-1,波道规划保护方式（2）子波长保护,ODU1-2,ODU1-3,ODU1-4,Page 45,参数计算图纸第五步,获取信息,平台搭建,参数计算,完成,面板图,衡量一个波分系统的配置最重要的参考指标包括三点：1.衰耗补偿（线路衰耗+器件衰耗）2.色散补偿3.信噪比计算（根据配置的放大器计算）OTU对平台信噪比的要求：,波道规划,OTU分类,Page 46,面板图图纸第六步,获取信息,平台搭建,参数计算,完成,面板图,完成OTN设备的面板图主要包括以下两个部分：1.固定配置部分（主控单元，电源单元，监控单元）2.根据各站
23、具体情况配置部分（放大器和色散，OTU）其中OTU是根据各站业务类型和业务数量不同确定的；放大器和色散则是根据端设备与其连接的下一端设备之间距离和其他光纤物理参数确定的。3.放置限制：对于2.2m机柜，放置4个6800子架，1个DCM托盘放置2个8800 T32子架，4个8800 T16子架,波道规划,OTU分类,Page 47,OptiX OSN 8800支持2种信道的监控方式：1、光监控方式 2、电监控方式在整个系统中可以混合使用。,监控信道的选择,注：每个光方向配置1*FIU+1*SC1，多个光方向配置n*(FIU+SC1),其中2*SC1=SC2。多个方向的SC1/SC2需要放置在同一个主子架中。,Page 48,多子架连接模式,Page 49,报价图纸第七步,获取信息,平台搭建,参数计算,完成,面板图,波道规划,OTU分类,设计完成输出：1.光层配置2.波道配置3.电层配置4.完整的机架面板图,
