浅谈广电城域100G波分项目

□苏宣丰

浅谈广电城域100G波分项目

□苏宣丰

为论述波分复用（WDM）技术在广电城域网中的实际应用，本文主要从柳州广电城域网建设环境和建设要求引出波分技术的应用，分析波分技术特点，并结合柳州各分前端实际地理位置搭建100G波分光传送网（OTN）传输系统。

波分；光传送网；城域网

近年来，随着网络的高速发展，网络需求和设备性能的大幅度提升，城域组网应用加速下，大容量城域波分技术应运而生。2013年广西全区IP承载网完成SDH到WDM的割接，使用GE数据通道传输。2014年南宁、柳州、桂林、梧州等地市的IP承载网业务已有GE数据通道扩容为10GE数据通道。2015年柳州城域波分自建成使用以来，波分作为公司业务传输的骨干网络，建设初期规划为市到区8×GE广播业务，2×10GE数据业务，县到市8×GE广播业务，16×GE数据业务。但随着公司业务的快速发展及用户数量的不断增加，根据IP承载网对带宽需求的估算，为满足公司未来一段时间内的业务发展需求，数据网络中的使用设备已不能满足扩容需求。为此，2016年柳州广电网络组网城域100G波分系统进一步提高IP承载网业务数据传输的扩容性，为柳州市今后的广电业务发展奠定基础。

一、波分复用简介

波分复用（Wavelength Division Multiplexing），指将两种或多种不同波长的光载波信号在发送端经复用器汇合在一起，并耦合到光纤线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用（WDM）。

（一）波分的发展

从过去的准同步数字系列（PDH）系统到同步数字系列（SDH）系统，再到今天的波分复用（WDM）系统，波分是一种在光域上的复用技术，随着光传送网络发展、数据业务增长、光纤通信系统的更新换代，要形成一个光层的网络即“全光网”，这将是光域通信系统中最理性的阶段。建立一个以波分复用和光交叉连接为基础的光网络层，实现用户端到端的全光网连接，用一个纯粹的全光网解决光电转换的瓶颈，是未来通信网络的趋势。所以波分技术的应用与实践将是全光网通信发展至关重要的一步。

（二）波分的工作原理

波分复用系统工作主要由波长转换单元（OTU）、光合/分波器（ODU/OMU）、光放大器（OA）、光/电监控信号（OSC/ESC）四部分构成。将不同波长的光信号通过波长转换单元（OTU）将光信号经过光电二极管（APD/P2N）与标准波长激光器调制为标准波长，由光合波器（ODU）合波后经光放大器（OA）放大，最后接收端由光分波器（OMU）分波后客户侧接收，整个过程光监控信号（OSC）不经过光放大器（OA），电监控信号（ESC）靠波长转换单元（OTU）帧空闲字节传递监控信息。

简言之，我们可以将一根光纤看作是一条多车道的高速公路，传统的时分复用（TDM）系统只不过利用了这条“高速公路”上的一条车道，而波分复用（WDM）系统技术却充分利用了这条“高速公路”上其它尚未使用的车道，以便让车辆更多更快地通过，借此获取光纤中未开发的巨大传输能力。

（三）波分的技术特点

波分系统中的关键技术主要有四点：1.光源技术：指波分侧光源，波长输出标准且稳定，色散容限较大，目前普遍使用电吸收（EA）调制方式；2.光放大器技术：主要包括掺稀土元素光放大器和非线性放大器，目前使用的两种放大器技术是掺铒光纤放大器（EDFA）技术和拉曼放大器（RAMAN）技术；3.光复用器与解复用器技术：光复用器和解复用器是波分系统的核心部件，属于光学滤波器，在工作中合/分波器原理相同，只需改变输入输出的方向即可互换使用，目前使用的复用与解复用器有介质薄膜滤波器（TFF）与阵列波导光栅（AWG）两种；4.监控技术：光监控技术与电监控技术，具有超长、分段双向传输功能与结构简单、改善光功率预算的特点。

二、城域网中波分技术的应用

（一）柳州城域波分系统概况

根据柳州市广电业务需求，结合目前实际光缆及分前端地理情况，搭建100G OTN传输系统，设计柳州城域100G波分为三个保护环网，通过光缆连接12个分前端，其中柳州广电中心机房为核心节点。三个保护环分别选择40（或以上）×100Gb/s的OTN系统，采用线路单波100Gb/s承载，网络结构规划如图1所示。

图1

本次柳州广电网络城域波分项目搭建100G的OTN系统，建成后将作为柳州分公司的城域网络传输平台，主要传送单向广播电视业务、双向互动视频业务、专网业务、数据承载网业务和扩展业务等，可支撑柳州分公司当前及未来一段时间的数据业务发展需求。

（二）柳州城域波分系统优势

目前柳州城域100G波分系统不仅不必取代现有的SDH系统，而且实际上波分系统可承载SDH系统业务。波分系统支持多种协议，是至今唯一能容纳大量非SDH系统信号的地方。波分系统主要对100G整颗粒度业务进行光层穿通，子颗粒度业务的电层调度。其中相干波长可以和现网的非相干波长同时接入合波单元，在同一根光纤中进行传输，且不影响现有新增业务。对于40Gbit/s和100Gbit/s相干波长混合传输无需进行色散补偿，具有超长距离传输、简化网络结构、高效带宽利用、系统平滑升级的优势。

（三）柳州城域波分系统组网设计

此次柳州城域100G波分组网原则上主要是光电分离和方向分离，光电分离需将电层子架与光层子架分离，方向分离则是东西分离，目的也是为了方便后期的维护，组网方式即采用环型组网方式。OTN系统共组建三个100G速率环网，覆盖12个分前端机房，每个环网启动2芯光纤连接，环与环之间通过柳州广电中心核心机房进行汇聚。环1：由广电中心、映山、百旺都、胜利组成一个100G速率环网，广电中心分别对映山、百旺都、胜利开通8×10GE+16×GE业务。环2：由广电中心、水晶、依山、新翔、鱼峰、中山组成一个100G速率环网，广电中心分别对水晶、依山、新翔、鱼峰、中山开通8×10GE+16×GE业务。环3：由广电中心、大桥、古亭、柳东组成一个100G速率环网，广电中心分别对大桥、古亭、柳东开通8×10GE+16×GE业务。

在组网设计时也需要为系统投入使用后的运行维护进行多方面的考虑，通过监测光功率、光信噪比、各波道波长等参数，及时发现并排除隐患，保证系统性能，以减少后续运营成本。

三、结语

城域网络建设离不开光传送网（OTN），OTN以波分为基础。波分系统构建必须严格，对网络环境要素需细致谨慎，确保波分系统的长期稳定性。细节决定成败，一个合格的城域波分系统离不开设计、调试、监控，系统搭建时考虑得越严密周全，系统便会越稳定可靠，从而才能保证整个波分系统性能的完善与安全。

（作者单位：广西广播电视信息网络股份有限公司柳州分公司）