【OTN系統(tǒng)布局設(shè)計(jì)案例】4200字

OTN系統(tǒng)布局設(shè)計(jì)案例綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u16986OTN系統(tǒng)布局設(shè)計(jì)案例綜述 186121.1設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1123241.1.1色散 1105531.1.2光功率 249111.1.3光信噪比 2196811.1.4非線性效應(yīng) 254351.2光纖選型 3156741.3設(shè)備選型 4296371.5組網(wǎng)及波道配置 6250841.5板卡配置 10188201.6保護(hù)方式 151.1設(shè)計(jì)要點(diǎn)1.1.1色散光纖信號(hào)的傳輸不僅非常穩(wěn)定，而且光纖的傳送容量也非常大。可光信號(hào)在傳輸時(shí),光信號(hào)的衰減對(duì)光纖信號(hào)的傳輸質(zhì)量影響很大[7]。光纖中的色散有很多可分為四種：材料色散、波導(dǎo)色散、模式色散和偏振膜色散。材料色散是由于光纖材料的折射率隨光源頻率的變化引起的，不同光源頻率所所應(yīng)的群速度不同，引起脈沖展寬[8]。波導(dǎo)色散的產(chǎn)生是因?yàn)閷?dǎo)波模的不同而產(chǎn)生的群時(shí)延，光脈沖進(jìn)入了光纖之后，脈沖的能量被分解到好幾個(gè)導(dǎo)波模上，而這些不一樣的模式就以他們自己的群時(shí)延不不在一個(gè)時(shí)間到達(dá)光纖的另一頭，這會(huì)使得光脈沖信號(hào)發(fā)生展寬，波導(dǎo)色散跟光纖波導(dǎo)結(jié)的構(gòu)參數(shù)相關(guān)，波導(dǎo)色散的大小可以和材料色散相比。在長度比較遠(yuǎn)的光傳送網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)采用色散補(bǔ)償技術(shù)。其基本的原理是當(dāng)光信號(hào)經(jīng)較大長度輸送后，會(huì)因?yàn)樯⑿?yīng)從而使脈沖展寬或畸變，這時(shí)需要使用一一定的方法來修正或者降低色散?？刂粕⒌霓k常見法：1.壓縮光源的譜寬：通過激光器本身調(diào)制信號(hào)的特點(diǎn)來控制色散效應(yīng)。2.選用合適的光纖：目前G.655是比較適合DWDM長途傳輸?shù)墓饫w。1.色散補(bǔ)償技術(shù)：色散補(bǔ)償光纖/色散補(bǔ)償光柵。本方案為10GOTN的設(shè)計(jì)，而10Gbit/s速率以下的系統(tǒng)，光纖中主要是色度色散。偏振模色散在10GOTN系統(tǒng)中的影響不如色度色散，因此實(shí)際設(shè)計(jì)中基本只考慮色度色散的影響。對(duì)于色度色散本方案預(yù)選用DMC模塊，實(shí)現(xiàn)全譜色散斜率匹配補(bǔ)償。1.1.2光功率光功率計(jì)算公式為:線路衰減等于光纖的長度乘光纖衰減系數(shù)最后加上光纖老化余量，其中光纖衰減系數(shù)和光纖型號(hào)相關(guān)，組網(wǎng)中用的比較多的G.652、G.655型號(hào)光纖的衰減系數(shù)是0.22dB/km，光纖老化余量跟實(shí)際光纜光纖的纖芯品質(zhì)，在組網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)可參照1.5dB，實(shí)際值還要分析實(shí)際光纖的情況。1.1.3光信噪比OTN網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生誤碼的關(guān)鍵原因之一是OSNR。在OTN網(wǎng)絡(luò)中，光噪的光功率主要是分光放大器的自發(fā)發(fā)射噪聲規(guī)劃。OSNR等于通道光功率與通道噪聲光功率的比值。1.1.4非線性效應(yīng)受激拉曼散射SRS：短波長泵浦長波長，會(huì)引起信道功率失衡引起信道間的拉曼串?dāng)_。圖1.1受激拉曼散射SBS的功率閾值大于一定值時(shí)，引起強(qiáng)烈背向散射，使得噪聲相互疊加。自相位調(diào)制SPM：相位隨光強(qiáng)而變化，轉(zhuǎn)化為波形畸變。會(huì)隨該通道進(jìn)入光纖的功率增大而增大，隨光纖各傳輸各段而累積。四波混頻FWM：2或3個(gè)不一樣波長的光波互相作用從而使在其他波長上產(chǎn)生混頻，或者在邊緣上生成新的光波效應(yīng)[9]。圖1.2四波混頻非線性效應(yīng)一旦產(chǎn)生，就無法消除或補(bǔ)償，必須盡量防止其產(chǎn)生。1.2光纖選型表1.1光纖類型表類型適用范圍主要指標(biāo)G.652SDH系統(tǒng)、DWDM系統(tǒng)均可。衰耗：1310nm基本在0.3-0.4dB/km，常用0.35dB/km；1550nm基本在0.17-0.25dB/km，常用0.20dB/km；色散：零色散波長的允許范圍是1300nm和1324nm之間。在1550nm的色散系數(shù)為正。G.653SDH系統(tǒng)可以，DWDM一般不采用。衰減：1310nm波段：<0.55dB/km。1550nm波段：<0.35dB/km，目前一般在0.19-0.25dB/km；色散：G.653的零色散波長在1550nm附近，在1525-1575nm內(nèi)，最大色的散系數(shù)是1.5ps/nm-km。G.654海纜衰減：在1550nm波段：<0.20dB/km，目前一般在0.15-0.19dB/km。G.655SDH/DWDM系統(tǒng)均可，但更適合DWDM系統(tǒng)。衰減：1310nm波段：ITU-T沒有規(guī)定。1550nm波段：<0.35dB/km，目前一般在0.19-0.25dB/km。色散：當(dāng)1530nm

<λ<

1565nn，0.1ps/nm-km

<

|D(λ)|

<6.0

ps/nm-km。G.655雖然更適用于OTN系統(tǒng)，應(yīng)對(duì)色散問題也比較優(yōu)秀，考慮到資金問題，此次S市10GOTN組網(wǎng)設(shè)計(jì)預(yù)選用G.652型號(hào)光纖,G.652型號(hào)光纖是目前我國使用最多的一種單模光纖。于上世紀(jì)九十年代末開始大范圍使用，它的零色散波長在1310nm處，在波長為1550nm處它的信號(hào)衰減值為最低，卻會(huì)發(fā)生很不理想的正色散，大約為18ps（nm/km），工作波長既可選用1310nm，也可選用1550nm。G.652光纖是目前國內(nèi)使用數(shù)量最多的，現(xiàn)在國內(nèi)已已經(jīng)使用的\t"/item/G.652%E5%85%89%E7%BA%A4/_blank"光纖、光纜基本都是這種類型。通常工作在1550nm波長。1.3設(shè)備選型圖1.3OSN8800-T32交叉容量：1.2T，支持80x10G/40G/100G任意波長，豐富的多業(yè)務(wù)接入圖1.4OSN8800子架介紹OptiXOSN8800該設(shè)備大部分使用在省、國家干線以及少數(shù)城市組網(wǎng)重要站點(diǎn)，該設(shè)備的主要特征是良好容量OTN調(diào)度功能以及長距離波分特性，綜合了ROADM、T-bit電交叉、100M-100G大小的顆粒調(diào)度、多種多樣的管理功能和強(qiáng)大的保護(hù)性能，能組建端到端的OTN骨干傳輸網(wǎng)。

OptiXOSN8800

T64/8800T32/8800T16/1800可搭建整體的OTN端到端組網(wǎng)，同時(shí)可以和OptiXBWS1600G一起組建網(wǎng)絡(luò)，還能和NG-SDH/PTN搭配組網(wǎng)。該設(shè)備擁有行業(yè)內(nèi)首屈一指的集成度；巨大量的IP業(yè)務(wù)接入，能夠一起調(diào)度和管理業(yè)務(wù)，解決了以往幾個(gè)子架的搭配組網(wǎng)；節(jié)約了八成的空間，減少了一半的帶寬能耗。圖1.5OptiXOSN1800VOptiXOSN

1800是新一代的分組增強(qiáng)型多業(yè)務(wù)光傳送平臺(tái)，他非常高的集成符合城域設(shè)備外型的要求。支持OTN/PKT/SDH統(tǒng)一交換功能，以太網(wǎng)、TDM、專線等2M~100G全業(yè)務(wù)接入，并集成MPLS-TP功能，解決城域網(wǎng)絡(luò)以下光纖資源不足的問題，為金融，媒資，政府，能源，教育等提供了低成本、高效的業(yè)務(wù)傳輸方案。1.5組網(wǎng)及波道配置經(jīng)過對(duì)S各縣區(qū)位置分布分析，本次S市10GOTN組網(wǎng)設(shè)計(jì)采用環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)［10］，分為S市縣區(qū)環(huán)網(wǎng)和廣饒縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)環(huán)網(wǎng)。由于廣饒縣發(fā)展迅速，業(yè)務(wù)接入量比較大，目前本方案接入層只開通廣饒縣環(huán)網(wǎng)，匯聚層是S市各縣區(qū)組成的環(huán)網(wǎng)。廣饒縣環(huán)網(wǎng)由各種小型OTN組成，將廣饒縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)業(yè)務(wù)匯聚到縣區(qū)環(huán)網(wǎng)，然后在縣區(qū)環(huán)網(wǎng)上形成大顆粒業(yè)務(wù)，經(jīng)匯集層進(jìn)入省級(jí)干線OTN系統(tǒng)。根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展區(qū)域預(yù)測進(jìn)行OTM站選址，匯聚層共設(shè)置6個(gè)光復(fù)用段，東城聯(lián)通大樓、西城聯(lián)通大樓、墾利區(qū)、河口區(qū)、利津縣、廣饒縣共6個(gè)OTM站；接入?yún)R聚層共設(shè)置5個(gè)OTM站，覆蓋全市兩區(qū)三縣重要匯接局點(diǎn)。匯聚層環(huán)路建設(shè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖如圖1.7所示。匯聚層及以下采用環(huán)形組網(wǎng)。廣饒縣環(huán)路如圖1.8所示。通信行業(yè)面臨轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵階段[11]，根據(jù)未來的發(fā)展情況，接入層環(huán)網(wǎng)未來向MESH型組網(wǎng)演進(jìn)?？梢栽诮M網(wǎng)形狀上保證S市10OTN系統(tǒng)的安全性。新建S市10GOTN系統(tǒng)組網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1.6所示。圖1.6S市10GOTN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D圖1.7匯聚層環(huán)路建設(shè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖圖1.8廣饒縣環(huán)路架構(gòu)圖本次S市OTN系統(tǒng)建設(shè)容量為40×10G。按S市各地業(yè)務(wù)現(xiàn)狀配置分離的板卡承載10G業(yè)務(wù)，板卡擴(kuò)容將跟根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)發(fā)展進(jìn)行。OTN系統(tǒng)覆蓋S市各個(gè)業(yè)務(wù)量較大的區(qū)域，每個(gè)縣區(qū)匯聚局至地市兩個(gè)核心局均開通兩波10G波道。廣饒縣環(huán)網(wǎng)與匯集層環(huán)網(wǎng)對(duì)接，廣饒縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)業(yè)務(wù)由廣饒縣局匯集，然后通過匯聚層環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)綎|城和西城兩個(gè)核心局，將業(yè)務(wù)向省干線傳輸。S市10GOTN系統(tǒng)波道配置如圖1.9S市匯聚層波道設(shè)計(jì)所示。接入層為廣饒縣環(huán)網(wǎng)，考慮廣饒縣環(huán)網(wǎng)業(yè)務(wù)承載數(shù)量相較于接入層的環(huán)網(wǎng)來說要少得多，所以本次廣饒縣環(huán)網(wǎng)10G波道數(shù)量為匯聚層波道的一半。將來業(yè)務(wù)量提升，波道滿足不了業(yè)務(wù)需求時(shí)，可以考慮再對(duì)波道進(jìn)行擴(kuò)容。廣饒縣環(huán)網(wǎng)波道設(shè)置如圖1.10S市接入層波道設(shè)計(jì)所示。圖1.9S市匯聚層波道設(shè)計(jì)1.10S市接入層波道設(shè)計(jì)1.5板卡配置對(duì)于光功率的放大采用OPU單板（OPU單板面板圖及接口類型如圖1.11所示）。對(duì)S匯聚層環(huán)網(wǎng)在東城聯(lián)通大樓、西城聯(lián)通大樓、墾利區(qū)、河口區(qū)、利津縣共五個(gè)站點(diǎn)分別配備兩個(gè)OPU單板，廣饒縣配備三個(gè)OPU單板。接入層環(huán)網(wǎng)對(duì)李鵲鎮(zhèn)、大碼頭鎮(zhèn)、稻莊鎮(zhèn)、陳官鎮(zhèn)、花官鎮(zhèn)五個(gè)站點(diǎn)各配備一個(gè)OPU單板。共十八個(gè)OPU單板，實(shí)現(xiàn)對(duì)接入層環(huán)網(wǎng)以及匯聚層環(huán)網(wǎng)光功率放大、光信號(hào)監(jiān)測等功能。圖1.11OPU單板面板圖及接口類型OPU網(wǎng)管額定光功率參數(shù)設(shè)置參考表1.2S市匯聚層各路段光功率和表1.3S市接入層各路段光功率。表1.2S市匯聚層環(huán)路各路段光功率路段名稱光纖長度（km）光纖衰減系數(shù)（dB）光纖老化余量（dB）光功率（dBm）東城聯(lián)通大樓-西城聯(lián)通大樓7.06西城聯(lián)通大樓-墾利區(qū)機(jī)房18.07.46墾利區(qū)機(jī)房-河口區(qū)機(jī)房4711.84河口區(qū)機(jī)房-利津縣機(jī)房50.314.57利津縣機(jī)房-廣饒縣機(jī)房71.219.60廣饒縣機(jī)房-東城聯(lián)通大樓6217.14表1.3S市匯聚層環(huán)路各路段光功率路段名稱光纖長度（km）光纖衰減系數(shù)（dB）光纖老化余量（dB）光功率（dBm）廣饒縣機(jī)房-李鵲鎮(zhèn)機(jī)房4李鵲鎮(zhèn)機(jī)房-大碼頭鎮(zhèn)機(jī)房3110.32大碼頭鎮(zhèn)機(jī)房-稻莊鎮(zhèn)機(jī)房146.58稻莊鎮(zhèn)機(jī)房-陳官鎮(zhèn)機(jī)房299.88陳官鎮(zhèn)機(jī)房-花官鎮(zhèn)機(jī)房115.92花官鎮(zhèn)機(jī)房-廣饒縣機(jī)房167.02對(duì)于組網(wǎng)保護(hù)采用OLP/OTU單板（OLP單板面板圖及接口類型如圖1.13所示）。對(duì)S匯聚層環(huán)網(wǎng)在東城聯(lián)通大樓、西城聯(lián)通大樓、墾利區(qū)、河口區(qū)、利津縣共五個(gè)站點(diǎn)各配備兩個(gè)OTU單板，廣饒縣配備兩個(gè)OTU單板一個(gè)OLP單板。接入層環(huán)網(wǎng)對(duì)李鵲鎮(zhèn)、大碼頭鎮(zhèn)、稻莊鎮(zhèn)、陳官鎮(zhèn)、花官鎮(zhèn)五個(gè)站點(diǎn)各配備一個(gè)OLP單板。共十二個(gè)OTU單板六個(gè)OPL單板，實(shí)現(xiàn)對(duì)接入層環(huán)網(wǎng)以及匯聚層環(huán)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)光線路保護(hù)、班內(nèi)1+1保護(hù)等功能。圖1.13OLP單板面板圖及接口類型光分插復(fù)用版，接入層各站點(diǎn)采用DMD2單板（面板圖和應(yīng)用場景如圖1.14、圖1.15所示），匯聚層則采用MR4單板（面板圖和應(yīng)用場景如圖1.16、圖1.17所示）。圖1.14DMD2單板面板圖圖1.15DMD2單板應(yīng)用場景圖1.16MR4單板面板圖圖1.17MR4單板應(yīng)用圖1.6保護(hù)方式圖1.18OTU板內(nèi)1+1保護(hù)－組網(wǎng)使用OTU單板的雙發(fā)選收的保護(hù)時(shí)，對(duì)OTU后端的設(shè)備以及光纖進(jìn)行保護(hù)使用比較多的組網(wǎng)方式為環(huán)型、鏈型，使用分離路由實(shí)施保護(hù)A點(diǎn)和C點(diǎn)間的業(yè)務(wù)通過OTU雙發(fā)選收功能來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)保護(hù)，這個(gè)波長業(yè)務(wù)在環(huán)網(wǎng)的B點(diǎn)和D點(diǎn)或者其他業(yè)務(wù)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)光層穿通。圖1.10OTU板內(nèi)1+1保護(hù)－組網(wǎng)對(duì)2.5G線路速率，可提供雙發(fā)選收規(guī)格的OTU[12]；對(duì)5G、10G線路速率，只能通過外置OLP實(shí)現(xiàn)雙發(fā)選收功能。2.5G雙發(fā)OTU依據(jù)主備通道業(yè)務(wù)的狀態(tài)進(jìn)行倒換[13]；OLP則只能根據(jù)光功率進(jìn)行。主從子架模式下，OLP/DCP和OTU單板可以在不同子架，但不能在不同網(wǎng)元[14]。圖1.19對(duì)5G/10GOTU單板的板內(nèi)提供1+1保護(hù)，增加OTU單板倒換檢測單元，即擴(kuò)展型的板內(nèi)保護(hù)增加OTU檢測點(diǎn)后，當(dāng)前工作通道的電層告警也作為倒換條件，增強(qiáng)保護(hù)檢測的可靠性。是否擴(kuò)展，可以根據(jù)用戶的需求選配。擴(kuò)展模式原理：在擴(kuò)展下，OTU單板將進(jìn)一步檢測OLP/DCP選收的信號(hào)（我們假設(shè)當(dāng)前選收工作通道的信號(hào)）經(jīng)過OTU單板的檢測未發(fā)現(xiàn)異常，則客戶側(cè)接收工作通道信號(hào)。配置要求：是否使用擴(kuò)展型的板內(nèi)保護(hù)是選配的，默認(rèn)為不選OTU單板作為檢測單元，即為普通模式。如果選擇檢測單元選擇為OTU單板，則為擴(kuò)展型的保護(hù)。重點(diǎn)說明，在擴(kuò)展模式下，保護(hù)組的恢復(fù)模式必須設(shè)置為非恢復(fù)，并且此時(shí)就算工作通道信號(hào)沒有發(fā)生故障，OTU單板還是可以選收保護(hù)通道的光信號(hào)。缺陷：業(yè)務(wù)源失去效果時(shí)，比如OTU單板出現(xiàn)問題、業(yè)務(wù)輸入故障，會(huì)發(fā)生不斷倒換的現(xiàn)象，這樣的原因是，