城域光缆传输系统波分复用互保

2019-11-03 18:21:28

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供稿：网友

刘世春
中国网通天津通信长途线务局

　　摘要：城域光缆线路常会受到外力的作用而阻断，因而依据城域光缆线路传输特点提出了一种由1/2分路器、1×2光开关和波分复用（WDM）组成的互保传输方式设想，用以减小光缆线路阻断带来的影响。此设想可供运行维护部门和有关商家做进下的研究、探讨和实验。

　　关键词：光缆线路；波分复用；传输互保

1 城域光缆线路的阻断问题

　　由于市政建设的发展，通信线路工程维护部门配合市政建设对城域光缆线路进行迁改割接是十分频繁的，再加上道路修整、改扩建以及其他开挖路面工程的增多、各种有规划、无规划、有预或无预定突发的施工都在不分黑白天昼的进行着，每时每刻都在威胁着通信管道及其管道内光缆线路的安全。为此要求通信线路工程维护人员在施工和处理故障中，一定要尽量不中断或少中断通，确保通信的安全、稳定和减少通信阻恶习带来的经济损失以及不良的社会影响。

　　然而，目前光纤传输系统的自保能力是有限的，在光缆线路发生全阻性的故障时，如只靠光纤传输设备自身的保护系统，很难确保线路的安全和畅通。例如，具有环路自愈功能的SDH传输系统，如果光纤传输环不是真实的物理光缆环，在某处光缆线路发生的阻断，就有可能造成整个SDH传输环的中断。再如近年来兴起并被采用的光缆线路自动监测系统，虽然能够完成对光缆线路实时，自动的监测，但也不能预防和预测因外力造成的光缆突发性的阻断，不能在光缆线路发生故障时对其中的光纤传输系统起到保护作用。就是说，无论哪一条光缆发生全部阻断或部分纤芯阻断，都会对没有通过另一条物理光缆传输路由保护的光通信系统造成一定时长的通信中断。

　　目前，城域中继光旨和用户主干光缆大都在24芯以上，光缆中的多数纤芯都处于使用状态，一但阻断，即使条件比较优越，要完全修复也得用6h～10h。使是有计划的割接，在目前的技术条件下，也得使通信中断1h～6h。因此不仅会对高速、宽带、大容量的光纤传输造成较大的影响。为了向用户提供优质、高效、安全、畅通的通信线路，要求通信线路工程维护部门必须拿出更加切实有效的保护措施来。例如，双路由的互保就是一种十分有效的保护措施。通过这种互保，不管是突发性的线路阻断或链路阻断，还是光缆线路的割接，都不会出现明显的通信中断或用户能感觉得到的通信中断的情况。现在就来介绍采用波分复用（WDM）和粗波分复用（CWDM）技术对城域光缆进行系统互保的两种保护方式。

2 采用WDM技术的互保方式

　　随着宽带网和宽带业务的发展，宽带用户的数量在持续增长因而通过光缆传输的信息量也在不断增大，使得密集波分复用（DWDM）技术不仅在干线传输中得到了广泛的应用，在城域光缆传输中也被提到了议事日程，即适合城域光缆传输特点的波分复用（WDM）技术已达到了实用化的程度。因此利用WDM技术来实现光纤传输的互保，使因光缆阻断而造成传输中断的故障减少，或使用户感觉不出有明显通信阻断的情况，已成为可行的措施。

　　城域光缆传输网的特点是传输的距离大都较短，如只有几km或十几km，超过20km的很少。因此线路损耗指标的余量较大，且点到点的中断传输一般都具有光缆物理双路由，因此极有条件采用WDM技术来实现传输互保，如图1所示。

　　图1是A、B两点间具有WDM传输互保的系统示意图，光缆1和光缆2表示两条不同物理路由的光缆线路。从A到B可能没有直达光缆，需要光缆线路经过中间局来转跳接，使得两光缆线路或光纤传输链路的长度不等。另外，图1所示的4波分复用互保传输系统（注意：这里只画了传输系统的一半。另一半，即A端的收和B端的发没有画），在A端，有4个光端机，发出的波长分别为λ1、λ2、λ3和λ4，这些光信号先通过1/2光分路器进行平均分配，然后由WDM耦合到光缆1和光缆2相应的光纤之中。而在B端，则把由2只WDM分离出来的波长相同的光信号送入同一个1×2的光开关内。

　　这样，从A端可以看出，在光缆1和光缆2的相应光纤中，平时都保持有λ1、λ2、λ3和λ4的光信号。假设，在B端，光开关平时接通了光缆1，即A、B间的传输平时由光缆1保持，那么当光缆1发生阻断或迁改割接以及传输λ1、λ2、λ3、λ4的光纤阻断时，光开关即动作，在瞬间自动接通来自光缆2的λ1、λ2、λ3、λ4信号，使整个系统仅有瞬间中断。这时可对光缆1进行修复或割接，而通信传输则几乎不受影响，修复或割接的历时也可以宽松一些，保证了修复或割接的质量。当光缆1的阻断修复或割接完毕后，可采用工人或自动方式将光开关接回光缆1（当然，也可不再接回光缆1），使线路恢复。如果光缆2发生了阻断或迁改割接，也同样有如此处理的过程。

　　从图1中还可以看出，采用传输互保方式，在光纤链路中增加了分路器，波分复用器和光开关的损耗，例如1/2分路器的损耗在理论上为3dB,B端1×2光开关的插入损耗≤1.0Db（含光纤连接器）等等，但由于线路损耗指标的余量大，不会对通信传输产生较大影响。另外，光开关的切换时间≤8ms，也不会感觉出有明显通信阻断的情况。

3 采用CWDM技术的互保方式

　　随着网络宽带化的发展，通信网将逐步由传统的电路交换向高速包交换技术的方向过渡，在骨干网和城域网方面，ATM技术、ip over SDH技术、IP over WDM技术将占主导地位，尤其是IP over SDH技术将被大力推广和使用。但目前在长途干线传输中被广泛使用的DWDM+EDFA技术，尽管可以极大地提高传输线路的容量，但如用于传输距离较短的城域网中，成本就太高了。因此，在城域网中，可以采用粗波分复用（CWDM）技术，是比较有实用价值的。

　　 CWDM是DWDM相近的技术，充分考虑了城域网传输距离短的要求，造价也比DWDM系统低得多，而且不受EDFA放大波段的限制，可在1310nm～1560nm整个光纤低损耗波长区内以比DWDM系统宽得多的波长间隔进行波分复用。由于其波长间隔大，传输距离短，无需配置光放大器和选择价格昂贵的高波长稳定度和高色散容限的激光器，因而能与DWDM系统一样支持多业务接口，例如可以提供SDH接口，实现IP/Ethernet over SDHT和ATM over SDH，可以为路由器和ATM交换机提供光纤直连接口，实现IP/Ethernet over OPTECA、ATM over OPTICA，以及兼容在城域网中已经得到广泛应用的1310nm窗口老型号的SDH系统等等。CWDM传输还可以与高性能路由交换机相连，构成宽带IP城域网，以及把CWDM传输设备直接与路由交换机连接起来，由路由交换机直接驱动光传输设备等等。

　　因此，IP over CWDM技术会在城域宽带传输中得到广泛的应用，而CWDM技术则可容易地实现传输互保。CWDM有三个可用的波段，分别是：

　　(1)O-Band:1 275.0nm,1 300.2nm,1 324.7nm,1 349.2nm;

　　(2)E-Band:1 380nm,1 400nm,1 420nm,1 440nm;

　　(3)S+C+L-Band:1 470nm,1 497nm,1 510nm,1 530nm,1 550nm,1 570nm,1 590nm,1 610nm。

　　目前，商用的CWDM系统集中在1550nm窗口。用CWDM技术实现传输互保的方法与采用普通WDM技术实现传输互保的方法是一样的，这里不再赘述。

4 结语

　　无论是采用WDM技术还是CWDM技术实现传输互保，都会优越于SDH。因为SDH只能通过光纤环路实现1个系统的自愈传输，而在WDM互保传输与SDH自愈传输占用同样多光纤的情况下，WDM却能实现多系统、多传输制式的互保，且不受光端设备的限制（见图1），因此更具灵活性。

　　以上WDM和CWDM互保传输是笔者依据多年来在光缆线路维护工作中积累的经验设想出来的，仅供运行维护部门和有关商家研究、探讨和试验。

摘自　天津通信技术

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