劉立

【摘要】 文章主要闡述了100G波分在城域網(wǎng)中應(yīng)用的必要性，在此基礎(chǔ)上，針對(duì)100G波分在城域網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，以供通信人員參考。

【關(guān)鍵詞】 100G波分 城域網(wǎng) 色散 光功率 應(yīng)用

一、引言

波分傳輸技術(shù)一直沿著更高傳輸容量、更長傳輸距離和更低比特傳輸成本的方向發(fā)展，目前伴隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的迅速增長和寬帶化應(yīng)用的增加，前期OTN網(wǎng)絡(luò)在城域網(wǎng)骨干網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了規(guī)模部署。近年來，隨著LTE網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的100GE和相應(yīng)POS接口的出現(xiàn)，對(duì)傳輸承載網(wǎng)提出了更高的要求。骨干傳輸網(wǎng)對(duì)于要求支持100G端口的需求越來越強(qiáng)。

二、100G波分在城域網(wǎng)中應(yīng)用的必要性

城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以分成骨干層、匯聚層和接入層，其中100G波分技術(shù)主要應(yīng)用在骨干層的規(guī)劃建設(shè)中。目前骨干層波分網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一般配置為40波*10G或80波*10G，滿配容量為400G或800G。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及3G、4G技術(shù)的商用，城域網(wǎng)的帶寬壓力逐漸增大，骨干層的波道利用率將迅速提高，甚至達(dá)到網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容的臨界值。為了滿足未來的城域網(wǎng)業(yè)務(wù)需求，運(yùn)用100G波分技術(shù)使未來的大顆粒業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)雙平面保護(hù)和負(fù)荷分擔(dān)，是非常有必要的。

三、100G波分在某地區(qū)城域骨干網(wǎng)中的應(yīng)用

本文以某地區(qū)城域骨干網(wǎng)OTN系統(tǒng)為例，分析網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，探討后期網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

3.1 骨干層OTN現(xiàn)狀

3.1.1 現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

現(xiàn)網(wǎng)所部署的OTN網(wǎng)絡(luò)主要作為城域傳送網(wǎng)的匯聚層及IP城域網(wǎng)的骨干網(wǎng)，承載PTN、OLT等上行業(yè)務(wù)及部分大顆粒專線業(yè)務(wù)，還為IP城域網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)路由器之間提供高可靠性的傳輸鏈路，如圖1所示。

3.1.2 主要承載業(yè)務(wù)分析

（1）業(yè)務(wù)現(xiàn)狀。系統(tǒng)一般配置為40波*10G或80波*10G，滿配容量400G或800G，詳細(xì)如下：①專線業(yè)務(wù)主要承載核心機(jī)房之間的IP承載網(wǎng)/CMNet業(yè)務(wù)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)到市的大顆粒專線業(yè)務(wù)；②PTN業(yè)務(wù)主要承載2G、3G基站業(yè)務(wù)回傳至核心機(jī)房落地和部分小顆粒專線；③OLT業(yè)務(wù)主要承載各鄉(xiāng)鎮(zhèn)、各縣的OLT上行業(yè)務(wù)；④數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)主要承載SR/BRAS縣到市的業(yè)務(wù)；（2）業(yè)務(wù)特點(diǎn)。本地網(wǎng)是地市所轄行政區(qū)域內(nèi)，承擔(dān)所有城市內(nèi)/縣/鄉(xiāng)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)到城域核心節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)流量的承載網(wǎng)絡(luò)，其骨干層OTN所承載業(yè)務(wù)具有以下特點(diǎn)：①現(xiàn)網(wǎng)上有大量的GE業(yè)務(wù)，來自寬帶接入和大客戶接入的GPON設(shè)備上行，接入層PTN設(shè)備的上行（2G/3G業(yè)務(wù)）。②有少量的MSTP網(wǎng)絡(luò)STM-N信號(hào)，OTN替代裸光纖使用。③各個(gè)城市內(nèi)/縣/鄉(xiāng)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)以多數(shù)以雙歸屬方式流向兩個(gè)城域核心出口。④各業(yè)務(wù)QoS要求不同，有的業(yè)務(wù)需要高可靠性O(shè)DUk保護(hù)，有的不需要保護(hù)。⑤統(tǒng)計(jì)復(fù)用業(yè)務(wù)較多，有一定的彈性承載需求。

3.1.3 后期發(fā)展建議

未來2G/3G業(yè)務(wù)的新增需求仍將長期存在，其承載方式也統(tǒng)一為PTN承載。結(jié)合三年滾動(dòng)規(guī)劃的發(fā)展目標(biāo)及前期本地區(qū)的2G/3G新增業(yè)務(wù)占比，現(xiàn)有OTN系統(tǒng)完全可以滿足截止2014年底的2G/3G新增基站業(yè)務(wù)量。表1為某地市三年滾動(dòng)規(guī)劃中的波道利用預(yù)測(cè)。

3.2 N*100G在現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用的條件

隨著100G的基本成熟和商用，運(yùn)營商也希望加快推進(jìn)100G應(yīng)用部署的步伐。根據(jù)某運(yùn)營商發(fā)布的建設(shè)指導(dǎo)意見，也明確目前限制40G波分的應(yīng)用，100G測(cè)試及試點(diǎn)的完成會(huì)加速100G的商用部署，并將導(dǎo)致100G迅速替代40G應(yīng)用需求，完成從10G到100G的直接跨越。

3.3 規(guī)劃和建設(shè)中注意問題

3.3.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼熬W(wǎng)元類型

環(huán)網(wǎng)主要包含OTM站點(diǎn)、OLA站點(diǎn)等，為方便光層業(yè)務(wù)調(diào)度，可將部分站點(diǎn)配置為ROADM類型。

3.3.2 光功率

100G波分系統(tǒng)具有與10G系統(tǒng)相似的光功率要求。由于目前已知的有光纖距離和光纖類型，因此可做如下估算：線路衰耗=光纖長度×0.3dB/km（G.652光纖衰耗系數(shù)）+3dB（光纖老化余量）+光纖跳轉(zhuǎn)站點(diǎn)的衰耗（按0.5dB/站考慮）

以某段為例，線路衰耗=60km×0.3dB/km+3dB+0.5dB

*2=22dB。

根據(jù)所配置設(shè)備的發(fā)送和接受光功率指標(biāo)，再考慮如何配置光放大設(shè)備。

3.3.3 色散

傳統(tǒng)10G波分中色散因素主要考慮色度色散和偏振模色散參數(shù)，在實(shí)際工程中主要考慮色度色散，在長距離傳輸?shù)那闆r下，需根據(jù)色散估算值采用色散補(bǔ)償模塊（DCM）進(jìn)行補(bǔ)償。

色散受限距離（km）=色散容限（ps/nm）/色散系數(shù)（ps/nm.km）

對(duì)于10Gb/s系統(tǒng)，當(dāng)光復(fù)用段距離大于40km（G.652光纖）或133km（G.655光纖）時(shí)，就需要配置DCM。

100G系統(tǒng)采用正交相移鍵控QPSK調(diào)制技術(shù)后所產(chǎn)生的信號(hào)與10G系統(tǒng)調(diào)制數(shù)字信號(hào)不同，原有10G系統(tǒng)信號(hào)通過高低電平來判決0和1，而100G系統(tǒng)信號(hào)在接收端通過相位來區(qū)分0和1。由于色散能夠影響數(shù)字信號(hào)的脈沖展寬或者收窄，從而造成接收端判決抽樣時(shí)出錯(cuò)；而采用相位信息來傳遞0/1信息的信號(hào)基本不受其影響，因?yàn)樾盘?hào)傳遞的只是相位信息，不存在脈沖寬度的概念，只要相位判決正確，接收機(jī)就能準(zhǔn)確恢復(fù)出正確的0/1序列。因此采用QPSK調(diào)制技術(shù)的100G信號(hào)對(duì)光纖帶色散要求比10G波分系統(tǒng)要低很多。在城域范圍組網(wǎng)時(shí)光中繼段不必進(jìn)行類似10G系統(tǒng)的色散補(bǔ)償。

3.3.4 光信噪比

OSNR（光信噪比Optical Signal to Noise Ratio）與光功率預(yù)算和配置的光放大器有關(guān)；可使用相關(guān)計(jì)算工具算出OSNR值；不同OTU的OSNR容限不同；當(dāng)計(jì)算出來的OSNR值不滿足OTU的OSNR要求時(shí)，可以考慮使用拉曼放大器、更高輸出光功率的放大器或增加中繼站等。

OSNR（dB）=10×log=P信號(hào)（dBm）-P噪聲（dBm）

四、結(jié)語

綜上所述，城域光纜網(wǎng)基礎(chǔ)資源建設(shè)的日趨完善和100G波分系統(tǒng)的成熟商用，為即將開始的LTE承載網(wǎng)大規(guī)模建設(shè)提供了可行性很高的建設(shè)方案，100G波分技術(shù)在城域網(wǎng)骨干層中的應(yīng)用能有效降低組網(wǎng)難度，提高傳輸速率，為今后城域網(wǎng)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。