您的(de)位置： 光(guāng)波分(fēn)複用(yòng)系統(WDM)技術(shù)要求摘要
關鍵詞 波分(fēn)複用(yòng)(WDM) 喇曼放(fàng)大(dà)器(qì) 色散補償
一、引言
在過去幾年中，WDM技術(shù)使得光(guāng)纖豐富的(de)帶寬資源得以開(kāi)發利用(yòng)。然而，2.5Gbit/s或10Gbit/s的(de)WDM信号經過400-600km傳輸後，還需要進行(xíng)電再生中繼。整個(gè)系統結構複雜，成本昂貴。如(rú)何在實現全光(guāng)傳輸的(de)前提下，降低傳輸成本，延長傳輸距離(lí)，是一個(gè)急需解決的(de)問題。
在超長距傳輸環境下，引入了許多新的(de)技術(shù)，如(rú)采用(yòng)喇曼放(fàng)大(dà)器(qì)。在傳輸過程中，進行(xíng)波形管理(lǐ)、功率管理(lǐ)、色散管理(lǐ)，以及信号編碼采用(yòng)RZ編碼和(hé)超強FEC等技術(shù)。信号在無電中繼傳輸的(de)距離(lí)達到(dào)3000km，在實驗室甚至達到(dào)了10000km。鑒于國内外WDM技術(shù)發展迅速，1.6Tbit/s與800Gbit/s的(de)WDM設備已經有(yǒu)商用(yòng)化産品，并在幹線網絡上(shàng)有(yǒu)實際應用(yòng)。爲了給研制(zhì)和(hé)運營部門提供技術(shù)依據，在以往WDM标準基礎上(shàng)，制(zhì)定了《光(guāng)波分(fēn)複用(yòng)系統(WDM)技術(shù)要求--1.6Tbit/s部分(fēn)與800Gbit/s部分(fēn)》。
二、光(guāng)波分(fēn)複用(yòng)系統(WDM)技術(shù)标準介紹
我國于1997年在省際幹線引入第一條WDM系統(Lucent公司的(de)8*2.5Gbit/s系統),從此揭開(kāi)了WDM系統在中國大(dà)規模應用(yòng)的(de)序幕，WDM技術(shù)系列标準的(de)研究和(hé)制(zhì)定也(yě)正式開(kāi)始。1999年，我國第一個(gè)針對WDM技術(shù)的(de)标準--《光(guāng)波分(fēn)複用(yòng)系統總體技術(shù)要求暫行(xíng)規定》(YDN120--1999)正式發布，标準中對8*2.5Gbit/sWDM系統及16*2.5Gbit/sWDM系統的(de)技術(shù)要求進行(xíng)了規範。2000年，發布了《光(guāng)波分(fēn)複用(yòng)系統(WDM)技術(shù)要求--32*2.5Tbit/s部分(fēn)》(YD/T1060--2000)。2000年對于中國WDM技術(shù)發展和(hé)應用(yòng)是一個(gè)新的(de)裏程碑。從1997-1999年間，基于2.5Tbit/sSDH系統的(de)地(dì)位受到(dào)了嚴重挑戰，以中國電信爲代表的(de)運營商開(kāi)始全面轉向SDH10Gbit/s與WDM320Gbit/s系統，基于10Gbit/sWDM系統開(kāi)始成爲傳輸系統的(de)主流。從2000年開(kāi)始，對基于單波長爲10Gbit/s的(de)WDM系統的(de)标準制(zhì)定開(kāi)始迅速展開(kāi)。當時，正逢中國電信對10Gbit/sSDH和(hé)320Gbit/sWDM的(de)選擇測試。經過對實際設備及系統的(de)測試，以及與各運營商和(hé)國内外廠(chǎng)家單位進行(xíng)廣泛的(de)技術(shù)交流，制(zhì)定出了《光(guāng)波分(fēn)複用(yòng)系統(WDM)技術(shù)要求--1.6Tbit/s部分(fēn)與800Gbit/s部分(fēn)》(YD/T1143-2001)。
《光(guāng)波分(fēn)複用(yòng)系統(WDM)技術(shù)要求--1.6Tbit/s部分(fēn)與800Gbit/s部分(fēn)》是爲了适應超長距WDM系統的(de)應用(yòng)而制(zhì)定的(de)，該标準規定了1.6Tbit/s和(hé)800Gbit/s的(de)WDM系統技術(shù)要求。
1.标準的(de)适用(yòng)範圍
該标準給出的(de)具體參數針對160路(lù)與80路(lù)的(de)點到(dào)點線性WDM系統，承載信号爲SDH STM-64系統或10Gbit/s以太網信号，即1.6Tbit/s和(hé)800Gbit/s的(de)WDM系統。規定的(de)參數包括波長區劃分(fēn)、波分(fēn)複用(yòng)器(qì)件(jiàn)的(de)要求、光(guāng)接口參數、波長轉換器(qì)(OTU)的(de)要求、OADM要求及網管要求等。光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)和(hé)主光(guāng)通道的(de)參數适用(yòng)于單方向使用(yòng)增益範圍爲192.1-196.1THz和(hé)186.95-190.90THz的(de)光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)，波長間隔最小(xiǎo)爲50GHz。該标準适用(yòng)于2000km以内的(de)長途傳輸。對于不采用(yòng)喇曼放(fàng)大(dà)器(qì)，采用(yòng)非NRZ調制(zhì)方式達到(dào)1000-2000km距離(lí)傳輸的(de)系統不在标準範圍之内。此外，該标準對于WDM系統應用(yòng)的(de)新技術(shù)、向前糾錯(帶内和(hé)帶外)的(de)功能(néng)、喇曼放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)應用(yòng)、梳狀濾波器(qì)及色散補償技術(shù)都(dōu)作了相(xiàng)應的(de)規範。
2.1.6Tbit/s和(hé)800Gbit/sWDM系統波長分(fēn)布
1.6Tbit/s的(de)WDM系統在C波段的(de)基礎上(shàng)，啓用(yòng)新的(de)波長區段--L波段，C+L波段共160個(gè)波長，波段内的(de)波長間隔爲50GHz。C波段的(de)波長分(fēn)布範圍爲191.80-196.05THz(1529.16-1563.05nm)，該範圍内共有(yǒu)86個(gè)波長,建議優選192.10-196.61nm)這80個(gè)波長。L波段的(de)波長分(fēn)布範圍爲186.95-190.90THz(1570.42-1603.57nm)。由于波長數目增多，相(xiàng)鄰波長的(de)間隔減少(shǎo)。1.6Tbit/sWDM系統對激光(guāng)器(qì)的(de)穩定性要求更加嚴格，規定最大(dà)中心頻率偏移爲GHz(約爲0.04nm)，而320Gbit/sWDM系統的(de)要求爲2.5GHz(約爲0.1nm)。最大(dà)中心頻率偏移爲壽命終了值，即在系統設計(jì)壽命終了時，考慮了溫度、濕度等各種因素仍能(néng)滿足數值。
基于C+L波段80通路(lù)的(de)WDM系統，用(yòng)于超過1500km長距離(lí)傳輸時，可(kě)以分(fēn)别采用(yòng)C波段的(de)40個(gè)波長和(hé)L波段的(de)40個(gè)波長，波段内的(de)波長間隔爲100GHz。
實際應用(yòng)的(de)1.6Tbit/s系統中，C波段和(hé)L波段是完全分(fēn)開(kāi)的(de)，其中C波段和(hé)L波段各具80個(gè)波長。而C波段和(hé)L波段内80波的(de)，可(kě)以通過梳狀濾波器(qì)将兩個(gè)基礎波長間隔爲100GHz40波複用(yòng)器(qì)交織複用(yòng)構成，也(yě)可(kě)以直接采用(yòng)50GHz間隔的(de)複用(yòng)器(qì)件(jiàn)構成。
采用(yòng)梳狀濾波器(qì)方案，要完成C波段80波的(de)複用(yòng)，需要2個(gè)C波段複用(yòng)器(qì)(其中兩個(gè)波段相(xiàng)鄰波長的(de)差别爲50GHz)和(hé)1個(gè)梳狀濾波器(qì)(C-Interleaver)。梳狀濾波器(qì)是一個(gè)3端子器(qì)件(jiàn)，兩個(gè)輸入端是兩路(lù)波長間隔均爲100GHz的(de)40波群路(lù)信号，輸出端則爲波長間隔爲50GHz的(de)80波信号。在通過波分(fēn)複用(yòng)器(qì)或耦合器(qì)将C波段的(de)80波和(hé)L波段的(de)80波複用(yòng)爲160波的(de)系統。
爲了确保大(dà)容量WDM系統的(de)性能(néng)，要求波分(fēn)複用(yòng)器(qì)件(jiàn)插入損耗小(xiǎo)，間隔度大(dà)，帶内平坦，帶外插入損耗變化陡峭，溫度穩定性好，尺寸小(xiǎo)等。目前的(de)複用(yòng)器(qì)／解複用(yòng)器(qì)一般是以40波爲基本單位，相(xiàng)鄰通道間隔爲100GHz，在技術(shù)實現上(shàng)較爲成熟。當複用(yòng)通路(lù)數爲80個(gè)時，相(xiàng)鄰通道間隔爲50HGz，這時對複用(yòng)器(qì)件(jiàn)隔離(lí)度的(de)要求就更加嚴格了。
3.喇曼放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)應用(yòng)
超長距WDM系統中的(de)光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)除了應用(yòng)傳統意義上(shàng)的(de)摻铒光(guāng)纖放(fàng)大(dà)器(qì)外，最主要的(de)是對喇曼放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)應用(yòng)。摻铒放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)增益取決于摻雜元素的(de)濃度，而喇曼增益取決于泵浦光(guāng)功率、泵浦光(guāng)波長和(hé)信号光(guāng)波長之間的(de)波長差值。喇曼放(fàng)大(dà)器(qì)就地(dì)取材，利用(yòng)幹線光(guāng)纖作爲工(gōng)作的(de)媒質。其增益特性還取決于光(guāng)纖的(de)性能(néng)，如(rú)對泵浦光(guāng)的(de)吸收能(néng)力、光(guāng)纖有(yǒu)效面積等。
采用(yòng)喇曼放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)系統，每通路(lù)光(guāng)信号的(de)發送功率較低。而輸出光(guāng)功率的(de)降低，使得每個(gè)通路(lù)經過線路(lù)放(fàng)大(dà)器(qì)後，信号得到(dào)放(fàng)大(dà)的(de)同時，所引入的(de)非線性損耗降低，這樣使得信号盡可(kě)能(néng)以線性模式(如(rú)準線性模式)傳輸。因此，輸出信号的(de)光(guāng)信噪比增大(dà)，從而保證在沒有(yǒu)電再生中繼設備的(de)條件(jiàn)下，信号可(kě)以傳輸更遠的(de)距離(lí)。
對于采用(yòng)喇曼放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)800Gbit/s和(hé)1.6Tbit/sWDM系統，其光(guāng)接口參數有(yǒu)N(22dB長距離(lí)間隔)與M(30dB(甚長距離(lí)間隔)兩種。由于喇曼放(fàng)大(dà)器(qì)有(yǒu)一定的(de)增益，線路(lù)損耗由EDFA和(hé)喇曼光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)共同承擔，其效果等級于兩極光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)(EDFA+REMAN)串聯。由于後一級喇曼放(fàng)大(dà)器(qì)具有(yǒu)較小(xiǎo)的(de)噪聲系統，其等效噪聲系數相(xiàng)應減少(shǎo)。
在應用(yòng)喇曼放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)系統中，爲了實現光(guāng)纖非線性效應，喇曼泵譜源輸出功率必須很高(gāo)，處于安全考慮，其總輸出功率必須小(xiǎo)于+29dBm(800mw)。由于喇曼泵譜源的(de)高(gāo)功率，必須保證相(xiàng)應連接部分(fēn)的(de)清潔，這對運行(xíng)維護提出了很高(gāo)的(de)要求。不能(néng)讓喇曼放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)泵譜源功率輸出裸露在空間，光(guāng)纖切斷時，系統應具有(yǒu)喇曼泵譜源自動關閉功能(néng)，以防止對人(rén)體造成傷害。
對80/160路(lù)WDM系統，當逐路(lù)增加承載的(de)通路(lù)數量時，不應影響其它通路(lù)的(de)性能(néng)。當同時增加多個(gè)通路(lù)時，系統也(yě)應不受影響。當運行(xíng)中增加或減少(shǎo)承載的(de)通路(lù)數量時，系統的(de)各項參數應可(kě)以進行(xíng)自動調整，不需要進行(xíng)其他(tā)任何硬件(jiàn)或軟件(jiàn)的(de)改動。對于光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)(包括EDFA+喇曼放(fàng)大(dà)器(qì))增益的(de)調整，可(kě)以基于單個(gè)光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)或整個(gè)光(guāng)複用(yòng)段進行(xíng)。單個(gè)光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)增益調整時間小(xiǎo)于50ms，整個(gè)光(guāng)複用(yòng)段全部光(guāng)信号調整完成時間應小(xiǎo)于60s，包括各個(gè)波長的(de)發送功率、預均衡和(hé)全部光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)增益調整時間。
4.系統分(fēn)類
由于喇曼光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)在WDM系統的(de)應用(yòng)和(hé)超強FEC的(de)應用(yòng)，1.6Tbit/s與800Gbit/s系統的(de)分(fēn)類和(hé)應用(yòng)代碼增加，超長距傳輸系統分(fēn)爲常規LH(Long haul)長距離(lí)傳輸系統、亞超長傳輸系統ELH(Enhanced long haul)和(hé)超長傳輸系統ULH(Ultra-long haul)。對于傳輸距離(lí)小(xiǎo)于1000kmWDM系統稱爲常規長距離(lí)傳輸系統，傳輸距離(lí)在1000-2000km系統稱爲亞超長傳輸系統，傳輸距離(lí)大(dà)于2000kmWDM系統成爲超長傳輸距離(lí)系統。
對于亞超長傳輸系統，又(yòu)可(kě)以分(fēn)爲波長間隔100GHz系統與波長間隔爲50GHz系統。對于需要亞超長距離(lí)傳輸的(de)波長并不需要那麽多，爲了盡可(kě)能(néng)達到(dào)更遠的(de)距離(lí)，則對于亞超長距離(lí)傳輸WDM系統，允許進行(xíng)波長間隔100GHz的(de)傳輸。
800Gbit/s和(hé)1.6Tbit/s的(de)系統分(fēn)類如(rú)下：
(1)沒有(yǒu)喇曼放(fàng)大(dà)器(qì)，隻有(yǒu)常規帶外FEC的(de)80/160波WDM系統，定義有(yǒu)8*22dB和(hé)3*30dB兩種光(guāng)接口。
(2)具有(yǒu)常規FEC與喇曼光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)80/160波WDM系統(50GHz間隔)，定義有(yǒu)14*22dB與6*30dB兩種光(guāng)接口。
(3)具有(yǒu)常規FEC與喇曼光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)80波WDM系統(100GHz間隔)，定義有(yǒu)20*22dB與8*30dB兩種光(guāng)接口。
(4)具有(yǒu)超強FEC與喇曼光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)80/160波WDM系統(50GHz間隔)，定義有(yǒu)18*22dB與7*30dB兩種光(guāng)接口。
(5)具有(yǒu)超強FEC與喇曼光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)80波WDM系統(100GHz間隔)，定義有(yǒu)25*22dB與9*30dB兩種光(guāng)接口。
在這裏，傳輸距離(lí)最遠的(de)系統，定義的(de)是最具有(yǒu)超強FEC與喇曼光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)80波WDM系統(100GHz間隔)，傳輸距離(lí)爲2000km。由于是多波長系統，需要考慮沿途某些站點對波長上(shàng)下的(de)需求，因此會(huì)産生對OADM應用(yòng)的(de)需求。OADM的(de)出現會(huì)減少(shǎo)區段的(de)數量，與傳輸距離(lí)的(de)遠近無關。爲保證接受機的(de)正常接受，對于采用(yòng)常規帶外FEC的(de)WDM系統，在主光(guāng)通路(lù)接收點(MPI-R)，光(guāng)接口光(guāng)信噪比爲20dB。采用(yòng)超強帶外FEC的(de)WDM系統，光(guāng)接口光(guāng)信噪比爲18dB。
5. 色度色散補償
對于超長距離(lí)的(de)傳輸，色散是一種主要線性補償對象，一般都(dōu)采用(yòng)DCF色散補償光(guāng)纖技術(shù)。目前，采用(yòng)2個(gè)色散補償模塊分(fēn)别補償C/L波段信号。對于超過1000km的(de)傳輸，爲了實現精确補償，不排除采用(yòng)多個(gè)色散斜率補償模塊對每個(gè)子波段進行(xíng)補償。
由于G.652光(guāng)纖和(hé)G.655光(guāng)纖在1550nm窗口是正色散，因此WDM系統在此光(guāng)纖上(shàng)使用(yòng)的(de)色散補償光(guāng)纖主要爲負色散的(de)DCM模塊，此模塊在一段距離(lí)之後對于不同的(de)波長給予不同的(de)色散補償。色散補償模塊一般用(yòng)于發送端功放(fàng)、線路(lù)光(guāng)放(fàng)和(hé)接收端預放(fàng)的(de)中間級，其補償原則根據光(guāng)功率預算的(de)結果而定。
由于G.652/G.655光(guāng)纖都(dōu)有(yǒu)一定斜率，有(yǒu)可(kě)能(néng)會(huì)在一個(gè)頻段内造成比較大(dà)的(de)色散差異。要補償這些斜率，DCF光(guāng)纖也(yě)要有(yǒu)相(xiàng)應的(de)斜率分(fēn)布。在C/L頻帶内，在一個(gè)光(guāng)複用(yòng)段内，補償後剩餘色散差别應小(xiǎo)于500ps/nm。 6.自動光(guāng)功率降低(APR)和(hé)自動激光(guāng)關斷(ALS)進程
光(guāng)纜切斷、設備失效及光(guāng)連接器(qì)拔出等均會(huì)導緻光(guāng)功率丢失。出于安全的(de)考慮，在主光(guāng)通道一個(gè)光(guāng)段内光(guāng)功率丢失的(de)情況下，需要系統實施ALS與APR進程。功率減少(shǎo)後，剩餘的(de)所有(yǒu)通道的(de)功率(包括由光(guāng)監控通路(lù)OSC來的(de)功率)減少(shǎo)10dBm水(shuǐ)平以内，不排除光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)完全關閉。爲便于在鏈路(lù)重新連接好後系統能(néng)容易的(de)恢複，同時考慮實施自動(或人(rén)工(gōng))重啓動進程。對于帶喇曼增益型的(de)光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)，WDM系統也(yě)必須滿足同樣的(de)光(guāng)安全要求，并必須保證在APR進程中對喇曼泵浦也(yě)進行(xíng)光(guāng)安全進程處理(lǐ)。
三、結束語
在今後的(de)光(guāng)網絡建設中，必将會(huì)面臨大(dà)容量、超長距離(lí)(1000km以上(shàng))的(de)信号傳送問題。<光(guāng)波分(fēn)複用(yòng)系統(WDM)技術(shù)要求--1.6Tbit/s 部分(fēn)和(hé)800Gbit/s部分(fēn)>的(de)制(zhì)定，爲我國1.6Tbit/s 部分(fēn)和(hé)800Gbit/sWDM系統的(de)研制(zhì)、生産、工(gōng)程應用(yòng)及入網測試給出了統一的(de)技術(shù)依據，爲科研和(hé)網絡建設提供了标準和(hé)規範。
一、引言
在過去幾年中，WDM技術(shù)使得光(guāng)纖豐富的(de)帶寬資源得以開(kāi)發利用(yòng)。然而，2.5Gbit/s或10Gbit/s的(de)WDM信号經過400-600km傳輸後，還需要進行(xíng)電再生中繼。整個(gè)系統結構複雜，成本昂貴。如(rú)何在實現全光(guāng)傳輸的(de)前提下，降低傳輸成本，延長傳輸距離(lí)，是一個(gè)急需解決的(de)問題。
在超長距傳輸環境下，引入了許多新的(de)技術(shù)，如(rú)采用(yòng)喇曼放(fàng)大(dà)器(qì)。在傳輸過程中，進行(xíng)波形管理(lǐ)、功率管理(lǐ)、色散管理(lǐ)，以及信号編碼采用(yòng)RZ編碼和(hé)超強FEC等技術(shù)。信号在無電中繼傳輸的(de)距離(lí)達到(dào)3000km，在實驗室甚至達到(dào)了10000km。鑒于國内外WDM技術(shù)發展迅速，1.6Tbit/s與800Gbit/s的(de)WDM設備已經有(yǒu)商用(yòng)化産品，并在幹線網絡上(shàng)有(yǒu)實際應用(yòng)。爲了給研制(zhì)和(hé)運營部門提供技術(shù)依據，在以往WDM标準基礎上(shàng)，制(zhì)定了《光(guāng)波分(fēn)複用(yòng)系統(WDM)技術(shù)要求--1.6Tbit/s部分(fēn)與800Gbit/s部分(fēn)》。
二、光(guāng)波分(fēn)複用(yòng)系統(WDM)技術(shù)标準介紹
我國于1997年在省際幹線引入第一條WDM系統(Lucent公司的(de)8*2.5Gbit/s系統),從此揭開(kāi)了WDM系統在中國大(dà)規模應用(yòng)的(de)序幕，WDM技術(shù)系列标準的(de)研究和(hé)制(zhì)定也(yě)正式開(kāi)始。1999年，我國第一個(gè)針對WDM技術(shù)的(de)标準--《光(guāng)波分(fēn)複用(yòng)系統總體技術(shù)要求暫行(xíng)規定》(YDN120--1999)正式發布，标準中對8*2.5Gbit/sWDM系統及16*2.5Gbit/sWDM系統的(de)技術(shù)要求進行(xíng)了規範。2000年，發布了《光(guāng)波分(fēn)複用(yòng)系統(WDM)技術(shù)要求--32*2.5Tbit/s部分(fēn)》(YD/T1060--2000)。2000年對于中國WDM技術(shù)發展和(hé)應用(yòng)是一個(gè)新的(de)裏程碑。從1997-1999年間，基于2.5Tbit/sSDH系統的(de)地(dì)位受到(dào)了嚴重挑戰，以中國電信爲代表的(de)運營商開(kāi)始全面轉向SDH10Gbit/s與WDM320Gbit/s系統，基于10Gbit/sWDM系統開(kāi)始成爲傳輸系統的(de)主流。從2000年開(kāi)始，對基于單波長爲10Gbit/s的(de)WDM系統的(de)标準制(zhì)定開(kāi)始迅速展開(kāi)。當時，正逢中國電信對10Gbit/sSDH和(hé)320Gbit/sWDM的(de)選擇測試。經過對實際設備及系統的(de)測試，以及與各運營商和(hé)國内外廠(chǎng)家單位進行(xíng)廣泛的(de)技術(shù)交流，制(zhì)定出了《光(guāng)波分(fēn)複用(yòng)系統(WDM)技術(shù)要求--1.6Tbit/s部分(fēn)與800Gbit/s部分(fēn)》(YD/T1143-2001)。
《光(guāng)波分(fēn)複用(yòng)系統(WDM)技術(shù)要求--1.6Tbit/s部分(fēn)與800Gbit/s部分(fēn)》是爲了适應超長距WDM系統的(de)應用(yòng)而制(zhì)定的(de)，該标準規定了1.6Tbit/s和(hé)800Gbit/s的(de)WDM系統技術(shù)要求。
1.标準的(de)适用(yòng)範圍
該标準給出的(de)具體參數針對160路(lù)與80路(lù)的(de)點到(dào)點線性WDM系統，承載信号爲SDH STM-64系統或10Gbit/s以太網信号，即1.6Tbit/s和(hé)800Gbit/s的(de)WDM系統。規定的(de)參數包括波長區劃分(fēn)、波分(fēn)複用(yòng)器(qì)件(jiàn)的(de)要求、光(guāng)接口參數、波長轉換器(qì)(OTU)的(de)要求、OADM要求及網管要求等。光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)和(hé)主光(guāng)通道的(de)參數适用(yòng)于單方向使用(yòng)增益範圍爲192.1-196.1THz和(hé)186.95-190.90THz的(de)光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)，波長間隔最小(xiǎo)爲50GHz。該标準适用(yòng)于2000km以内的(de)長途傳輸。對于不采用(yòng)喇曼放(fàng)大(dà)器(qì)，采用(yòng)非NRZ調制(zhì)方式達到(dào)1000-2000km距離(lí)傳輸的(de)系統不在标準範圍之内。此外，該标準對于WDM系統應用(yòng)的(de)新技術(shù)、向前糾錯(帶内和(hé)帶外)的(de)功能(néng)、喇曼放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)應用(yòng)、梳狀濾波器(qì)及色散補償技術(shù)都(dōu)作了相(xiàng)應的(de)規範。
2.1.6Tbit/s和(hé)800Gbit/sWDM系統波長分(fēn)布
1.6Tbit/s的(de)WDM系統在C波段的(de)基礎上(shàng)，啓用(yòng)新的(de)波長區段--L波段，C+L波段共160個(gè)波長，波段内的(de)波長間隔爲50GHz。C波段的(de)波長分(fēn)布範圍爲191.80-196.05THz(1529.16-1563.05nm)，該範圍内共有(yǒu)86個(gè)波長,建議優選192.10-196.61nm)這80個(gè)波長。L波段的(de)波長分(fēn)布範圍爲186.95-190.90THz(1570.42-1603.57nm)。由于波長數目增多，相(xiàng)鄰波長的(de)間隔減少(shǎo)。1.6Tbit/sWDM系統對激光(guāng)器(qì)的(de)穩定性要求更加嚴格，規定最大(dà)中心頻率偏移爲GHz(約爲0.04nm)，而320Gbit/sWDM系統的(de)要求爲2.5GHz(約爲0.1nm)。最大(dà)中心頻率偏移爲壽命終了值，即在系統設計(jì)壽命終了時，考慮了溫度、濕度等各種因素仍能(néng)滿足數值。
基于C+L波段80通路(lù)的(de)WDM系統，用(yòng)于超過1500km長距離(lí)傳輸時，可(kě)以分(fēn)别采用(yòng)C波段的(de)40個(gè)波長和(hé)L波段的(de)40個(gè)波長，波段内的(de)波長間隔爲100GHz。
實際應用(yòng)的(de)1.6Tbit/s系統中，C波段和(hé)L波段是完全分(fēn)開(kāi)的(de)，其中C波段和(hé)L波段各具80個(gè)波長。而C波段和(hé)L波段内80波的(de)，可(kě)以通過梳狀濾波器(qì)将兩個(gè)基礎波長間隔爲100GHz40波複用(yòng)器(qì)交織複用(yòng)構成，也(yě)可(kě)以直接采用(yòng)50GHz間隔的(de)複用(yòng)器(qì)件(jiàn)構成。
采用(yòng)梳狀濾波器(qì)方案，要完成C波段80波的(de)複用(yòng)，需要2個(gè)C波段複用(yòng)器(qì)(其中兩個(gè)波段相(xiàng)鄰波長的(de)差别爲50GHz)和(hé)1個(gè)梳狀濾波器(qì)(C-Interleaver)。梳狀濾波器(qì)是一個(gè)3端子器(qì)件(jiàn)，兩個(gè)輸入端是兩路(lù)波長間隔均爲100GHz的(de)40波群路(lù)信号，輸出端則爲波長間隔爲50GHz的(de)80波信号。在通過波分(fēn)複用(yòng)器(qì)或耦合器(qì)将C波段的(de)80波和(hé)L波段的(de)80波複用(yòng)爲160波的(de)系統。
爲了确保大(dà)容量WDM系統的(de)性能(néng)，要求波分(fēn)複用(yòng)器(qì)件(jiàn)插入損耗小(xiǎo)，間隔度大(dà)，帶内平坦，帶外插入損耗變化陡峭，溫度穩定性好，尺寸小(xiǎo)等。目前的(de)複用(yòng)器(qì)／解複用(yòng)器(qì)一般是以40波爲基本單位，相(xiàng)鄰通道間隔爲100GHz，在技術(shù)實現上(shàng)較爲成熟。當複用(yòng)通路(lù)數爲80個(gè)時，相(xiàng)鄰通道間隔爲50HGz，這時對複用(yòng)器(qì)件(jiàn)隔離(lí)度的(de)要求就更加嚴格了。
3.喇曼放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)應用(yòng)
超長距WDM系統中的(de)光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)除了應用(yòng)傳統意義上(shàng)的(de)摻铒光(guāng)纖放(fàng)大(dà)器(qì)外，最主要的(de)是對喇曼放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)應用(yòng)。摻铒放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)增益取決于摻雜元素的(de)濃度，而喇曼增益取決于泵浦光(guāng)功率、泵浦光(guāng)波長和(hé)信号光(guāng)波長之間的(de)波長差值。喇曼放(fàng)大(dà)器(qì)就地(dì)取材，利用(yòng)幹線光(guāng)纖作爲工(gōng)作的(de)媒質。其增益特性還取決于光(guāng)纖的(de)性能(néng)，如(rú)對泵浦光(guāng)的(de)吸收能(néng)力、光(guāng)纖有(yǒu)效面積等。
采用(yòng)喇曼放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)系統，每通路(lù)光(guāng)信号的(de)發送功率較低。而輸出光(guāng)功率的(de)降低，使得每個(gè)通路(lù)經過線路(lù)放(fàng)大(dà)器(qì)後，信号得到(dào)放(fàng)大(dà)的(de)同時，所引入的(de)非線性損耗降低，這樣使得信号盡可(kě)能(néng)以線性模式(如(rú)準線性模式)傳輸。因此，輸出信号的(de)光(guāng)信噪比增大(dà)，從而保證在沒有(yǒu)電再生中繼設備的(de)條件(jiàn)下，信号可(kě)以傳輸更遠的(de)距離(lí)。
對于采用(yòng)喇曼放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)800Gbit/s和(hé)1.6Tbit/sWDM系統，其光(guāng)接口參數有(yǒu)N(22dB長距離(lí)間隔)與M(30dB(甚長距離(lí)間隔)兩種。由于喇曼放(fàng)大(dà)器(qì)有(yǒu)一定的(de)增益，線路(lù)損耗由EDFA和(hé)喇曼光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)共同承擔，其效果等級于兩極光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)(EDFA+REMAN)串聯。由于後一級喇曼放(fàng)大(dà)器(qì)具有(yǒu)較小(xiǎo)的(de)噪聲系統，其等效噪聲系數相(xiàng)應減少(shǎo)。
在應用(yòng)喇曼放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)系統中，爲了實現光(guāng)纖非線性效應，喇曼泵譜源輸出功率必須很高(gāo)，處于安全考慮，其總輸出功率必須小(xiǎo)于+29dBm(800mw)。由于喇曼泵譜源的(de)高(gāo)功率，必須保證相(xiàng)應連接部分(fēn)的(de)清潔，這對運行(xíng)維護提出了很高(gāo)的(de)要求。不能(néng)讓喇曼放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)泵譜源功率輸出裸露在空間，光(guāng)纖切斷時，系統應具有(yǒu)喇曼泵譜源自動關閉功能(néng)，以防止對人(rén)體造成傷害。
對80/160路(lù)WDM系統，當逐路(lù)增加承載的(de)通路(lù)數量時，不應影響其它通路(lù)的(de)性能(néng)。當同時增加多個(gè)通路(lù)時，系統也(yě)應不受影響。當運行(xíng)中增加或減少(shǎo)承載的(de)通路(lù)數量時，系統的(de)各項參數應可(kě)以進行(xíng)自動調整，不需要進行(xíng)其他(tā)任何硬件(jiàn)或軟件(jiàn)的(de)改動。對于光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)(包括EDFA+喇曼放(fàng)大(dà)器(qì))增益的(de)調整，可(kě)以基于單個(gè)光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)或整個(gè)光(guāng)複用(yòng)段進行(xíng)。單個(gè)光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)增益調整時間小(xiǎo)于50ms，整個(gè)光(guāng)複用(yòng)段全部光(guāng)信号調整完成時間應小(xiǎo)于60s，包括各個(gè)波長的(de)發送功率、預均衡和(hé)全部光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)增益調整時間。
4.系統分(fēn)類
由于喇曼光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)在WDM系統的(de)應用(yòng)和(hé)超強FEC的(de)應用(yòng)，1.6Tbit/s與800Gbit/s系統的(de)分(fēn)類和(hé)應用(yòng)代碼增加，超長距傳輸系統分(fēn)爲常規LH(Long haul)長距離(lí)傳輸系統、亞超長傳輸系統ELH(Enhanced long haul)和(hé)超長傳輸系統ULH(Ultra-long haul)。對于傳輸距離(lí)小(xiǎo)于1000kmWDM系統稱爲常規長距離(lí)傳輸系統，傳輸距離(lí)在1000-2000km系統稱爲亞超長傳輸系統，傳輸距離(lí)大(dà)于2000kmWDM系統成爲超長傳輸距離(lí)系統。
對于亞超長傳輸系統，又(yòu)可(kě)以分(fēn)爲波長間隔100GHz系統與波長間隔爲50GHz系統。對于需要亞超長距離(lí)傳輸的(de)波長并不需要那麽多，爲了盡可(kě)能(néng)達到(dào)更遠的(de)距離(lí)，則對于亞超長距離(lí)傳輸WDM系統，允許進行(xíng)波長間隔100GHz的(de)傳輸。
800Gbit/s和(hé)1.6Tbit/s的(de)系統分(fēn)類如(rú)下：
(1)沒有(yǒu)喇曼放(fàng)大(dà)器(qì)，隻有(yǒu)常規帶外FEC的(de)80/160波WDM系統，定義有(yǒu)8*22dB和(hé)3*30dB兩種光(guāng)接口。
(2)具有(yǒu)常規FEC與喇曼光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)80/160波WDM系統(50GHz間隔)，定義有(yǒu)14*22dB與6*30dB兩種光(guāng)接口。
(3)具有(yǒu)常規FEC與喇曼光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)80波WDM系統(100GHz間隔)，定義有(yǒu)20*22dB與8*30dB兩種光(guāng)接口。
(4)具有(yǒu)超強FEC與喇曼光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)80/160波WDM系統(50GHz間隔)，定義有(yǒu)18*22dB與7*30dB兩種光(guāng)接口。
(5)具有(yǒu)超強FEC與喇曼光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)80波WDM系統(100GHz間隔)，定義有(yǒu)25*22dB與9*30dB兩種光(guāng)接口。
在這裏，傳輸距離(lí)最遠的(de)系統，定義的(de)是最具有(yǒu)超強FEC與喇曼光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)80波WDM系統(100GHz間隔)，傳輸距離(lí)爲2000km。由于是多波長系統，需要考慮沿途某些站點對波長上(shàng)下的(de)需求，因此會(huì)産生對OADM應用(yòng)的(de)需求。OADM的(de)出現會(huì)減少(shǎo)區段的(de)數量，與傳輸距離(lí)的(de)遠近無關。爲保證接受機的(de)正常接受，對于采用(yòng)常規帶外FEC的(de)WDM系統，在主光(guāng)通路(lù)接收點(MPI-R)，光(guāng)接口光(guāng)信噪比爲20dB。采用(yòng)超強帶外FEC的(de)WDM系統，光(guāng)接口光(guāng)信噪比爲18dB。
5. 色度色散補償
對于超長距離(lí)的(de)傳輸，色散是一種主要線性補償對象，一般都(dōu)采用(yòng)DCF色散補償光(guāng)纖技術(shù)。目前，采用(yòng)2個(gè)色散補償模塊分(fēn)别補償C/L波段信号。對于超過1000km的(de)傳輸，爲了實現精确補償，不排除采用(yòng)多個(gè)色散斜率補償模塊對每個(gè)子波段進行(xíng)補償。
由于G.652光(guāng)纖和(hé)G.655光(guāng)纖在1550nm窗口是正色散，因此WDM系統在此光(guāng)纖上(shàng)使用(yòng)的(de)色散補償光(guāng)纖主要爲負色散的(de)DCM模塊，此模塊在一段距離(lí)之後對于不同的(de)波長給予不同的(de)色散補償。色散補償模塊一般用(yòng)于發送端功放(fàng)、線路(lù)光(guāng)放(fàng)和(hé)接收端預放(fàng)的(de)中間級，其補償原則根據光(guāng)功率預算的(de)結果而定。
由于G.652/G.655光(guāng)纖都(dōu)有(yǒu)一定斜率，有(yǒu)可(kě)能(néng)會(huì)在一個(gè)頻段内造成比較大(dà)的(de)色散差異。要補償這些斜率，DCF光(guāng)纖也(yě)要有(yǒu)相(xiàng)應的(de)斜率分(fēn)布。在C/L頻帶内，在一個(gè)光(guāng)複用(yòng)段内，補償後剩餘色散差别應小(xiǎo)于500ps/nm。 6.自動光(guāng)功率降低(APR)和(hé)自動激光(guāng)關斷(ALS)進程
光(guāng)纜切斷、設備失效及光(guāng)連接器(qì)拔出等均會(huì)導緻光(guāng)功率丢失。出于安全的(de)考慮，在主光(guāng)通道一個(gè)光(guāng)段内光(guāng)功率丢失的(de)情況下，需要系統實施ALS與APR進程。功率減少(shǎo)後，剩餘的(de)所有(yǒu)通道的(de)功率(包括由光(guāng)監控通路(lù)OSC來的(de)功率)減少(shǎo)10dBm水(shuǐ)平以内，不排除光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)完全關閉。爲便于在鏈路(lù)重新連接好後系統能(néng)容易的(de)恢複，同時考慮實施自動(或人(rén)工(gōng))重啓動進程。對于帶喇曼增益型的(de)光(guāng)放(fàng)大(dà)器(qì)，WDM系統也(yě)必須滿足同樣的(de)光(guāng)安全要求，并必須保證在APR進程中對喇曼泵浦也(yě)進行(xíng)光(guāng)安全進程處理(lǐ)。
三、結束語
在今後的(de)光(guāng)網絡建設中，必将會(huì)面臨大(dà)容量、超長距離(lí)(1000km以上(shàng))的(de)信号傳送問題。<光(guāng)波分(fēn)複用(yòng)系統(WDM)技術(shù)要求--1.6Tbit/s 部分(fēn)和(hé)800Gbit/s部分(fēn)>的(de)制(zhì)定，爲我國1.6Tbit/s 部分(fēn)和(hé)800Gbit/sWDM系統的(de)研制(zhì)、生産、工(gōng)程應用(yòng)及入網測試給出了統一的(de)技術(shù)依據，爲科研和(hé)網絡建設提供了标準和(hé)規範。
