光波分復用系統(WDM)手藝要求
摘要 對1.6Tbit/s與800Gbit/s光波分復用系統舉行了歸納綜合和形貌，先容了該系統波長漫衍規模、波分復用器件的要求、系統分類以及光清靜歷程要求。同時，對系統所應用的新手藝，如喇曼放大器、色散賠償手藝等做了形貌。
要害詞 波分復用(WDM) 喇曼放大器 色散賠償
一、小序
在已往幾年中，WDM手藝使得光纖富厚的帶寬資源得以開發使用。然而，2.5Gbit/s或10Gbit/s的WDM信號經由400-600km傳輸后，還需要舉行電再生中繼。整個系統結構重大，本錢騰貴。怎樣在實現全光傳輸的條件下，降低傳輸本錢，延伸傳輸距離，是一個急需解決的問題。 在超長距傳輸情形下，引入了許多新的手藝，如接納喇曼放大器。在傳輸歷程中，舉行波形管理、功率管理、色散管理，以及信號編碼接納RZ編碼和超強FEC等手藝。信號在無電中繼傳輸的距離抵達3000km，在實驗室甚至抵達了10000km。鑒于海內外WDM手藝生長迅速，1.6Tbit/s與800Gbit/s的WDM裝備已經有商用化產品，并在干線網絡上有現實應用。為了給研制和運營部分提供手藝依據，在以往WDM標準基礎上，制訂了《光波分復用系統(WDM)手藝要求--1.6Tbit/s部分與800Gbit/s部分》。
二、光波分復用系統(WDM)手藝標準先容
我國于1997年在省際干線(西安－武漢)引入第一條WDM系統(Lucent公司的8*2.5Gbit/s系統),以后揭開了WDM系統在中國大規模應用的序幕，WDM手藝系列標準的研究和制訂也正式最先。1999年，我國第一個針對WDM手藝的標準--《光波分復用系統總體手藝要求暫行劃定》(YDN120--1999)正式宣布，標準中對8*2.5Gbit/sWDM系統及16*2.5Gbit/sWDM系統的手藝要求舉行了規范。2000年，宣布了《光波分復用系統(WDM)手藝要求--32*2.5Tbit/s部分》(YD/T1060--2000)。2000年關于中國WDM手藝生長和應用是一個新的里程碑。從1997-1999年間，基于2.5Tbit/sSDH系統的職位受到了嚴重挑戰，以中國電信為代表的運營商最先周全轉向SDH10Gbit/s與WDM320Gbit/s系統，基于10Gbit/sWDM系統最先成為傳輸系統的主流。從2000年最先，對基于單波長為10Gbit/s的WDM系統的標準制訂最先迅速睜開。其時，正逢中國電信對10Gbit/sSDH和320Gbit/sWDM的選擇測試。經由對現實裝備及系統的測試，以及與各運營商和海內外廠家單位舉行普遍的手藝交流，制訂出了《光波分復用系統(WDM)手藝要求--1.6Tbit/s部分與800Gbit/s部分》(YD/T1143-2001)。
《光波分復用系統(WDM)手藝要求--1.6Tbit/s部分與800Gbit/s部分》是為了順應超長距WDM系統的應用而制訂的，該標準劃定了1.6Tbit/s和800Gbit/s的WDM系統手藝要求。
1.標準的適用規模
該標準給出的詳細參數針對160路與80路的點到點線性WDM系統，承載信號為SDH STM-64系統或10Gbit/s以太網信號，即1.6Tbit/s和800Gbit/s的WDM系統。劃定的參數包括波長區劃分、波分復用器件的要求、光接口參數、波長轉換器(OTU)的要求、OADM要求及網管要求等。光放大器和主光通道的參數適用于單偏向使用增益規模為192.1-196.1THz和186.95-190.90THz的光放大器，波長距離最小為50GHz。該標準適用于2000km以內的遠程傳輸。關于不接納喇曼放大器，接納非NRZ調制方法抵達1000-2000km距離傳輸的系統不在標準規模之內。 別的，該標準關于WDM系統應用的新手藝、向前糾錯(帶內和帶外)的功效、喇曼放大器的應用、梳狀濾波器及色散賠償手藝都作了響應的規范。
2.1.6Tbit/s和800Gbit/sWDM系統波長漫衍
1.6Tbit/s的WDM系統在C波段的基礎上，啟用新的波長區段--L波段，C+L波段共160個波長，波段內的波長距離為50GHz。C波段的波長漫衍規模為191.80-196.05THz(1529.16-1563.05nm)，該規模內共有86個波長,建議優選192.10-196.61nm)這80個波長。L波段的波長漫衍規模為186.95-190.90THz(1570.42-1603.57nm)。 由于波長數目增多，相鄰波長的距離鐫汰。1.6Tbit/sWDM系統對激光器的穩固性要求越發嚴酷，劃定最大中心頻率偏移為GHz(約為0.04nm)，而320Gbit/sWDM系統的要求為2.5GHz(約為0.1nm)。最大中心頻率偏移為壽命終了值，即在系統設計壽命終了時，思量了溫度、濕度等種種因素仍能知足數值。
基于C+L波段80通路的WDM系統，用于凌駕1500km長距離傳輸時，可以劃分接納C波段的40個波長和L波段的40個波長，波段內的波長距離為100GHz。
現實應用的1.6Tbit/s系統中，C波段和L波段是完全脫離的，其中C波段和L波段各具80個波長。而C波段和L波段內80波的，可以通過梳狀濾波器將兩個基礎波長距離為100GHz40波復用器交織復用組成，也可以直接接納50GHz距離的復用器件組成。
接納梳狀濾波器計劃，要完成C波段80波的復用，需要2個C波段復用器(其中兩個波段相鄰波長的差別為50GHz)和1個梳狀濾波器(C-Interleaver)。梳狀濾波器是一個3端子器件，兩個輸入端是兩路波長距離均為100GHz的40波群路信號，輸出端則為波長距離為50GHz的80波信號。在通過波分復用器或耦合器將C波段的80波和L波段的80波復用為160波的系統。
為了確保大容量WDM系統的性能，要求波分復用器件插入消耗小，距離度大，帶內平展，帶外插入消耗轉變險要，溫度穩固性好，尺寸小等。現在的復用器／解復用器一樣平常是以40波為基本單位，相鄰通道距離為100GHz，在手藝實現上較為成熟。當復用通路數為80個時，相鄰通道距離為50HGz，這時對復用器件隔離度的要求就越發嚴酷了。
3.喇曼放大器的應用
超長距WDM系統中的光放大器除了應用古板意義上的摻鉺光纖放大器外，最主要的是對喇曼放大器的應用。摻鉺放大器的增益取決于摻雜元素的濃度，而喇曼增益取決于泵浦光功率、泵浦光波長和信號光波長之間的波長差值。喇曼放大器就地取材，使用干線光纖作為事情的媒質。其增益特征還取決于光纖的性能，如對泵浦光的吸收能力、光纖有用面積等。
接納喇曼放大器的系統，每通路光信號的發送功率較低。而輸出光功率的降低，使得每個通路經由線路放大器后，信號獲得放大的同時，所引入的非線性消耗降低，這樣使得信號盡可能以線性模式(如準線性模式)傳輸。因此，輸出信號的光信噪比增大，從而包管在沒有電再生中繼裝備的條件下，信號可以傳輸更遠的距離。
關于接納喇曼放大器的800Gbit/s和1.6Tbit/sWDM系統，其光接口參數有N(22dB長距離距離)與M(30dB(甚長距離距離)兩種。由于喇曼放大器有一定的增益，線路消耗由EDFA和喇曼光放大器配合肩負，其效果品級于南北極光放大器(EDFA+REMAN)串聯。由于后一級喇曼放大用具有較小的噪聲系統，其等效噪聲系數響應鐫汰。
在應用喇曼放大器的系統中，為了實現光纖非線性效應，喇曼泵譜源輸出功率必需很高，處于清靜思量，其總輸出功率必需小于+29dBm(800mw)。由于喇曼泵譜源的高功率，必需包管響應毗連部分的清潔，這對運行維護提出了很高的要求。不可讓喇曼放大器的泵譜源功率輸出裸露在空間，光纖切斷時，系統應具有喇曼泵譜源自動關閉功效，以避免對人體造成危險。
對80/160路WDM系統，當逐路增添承載的通路數目時，不應影響其它通路的性能。當同時增添多個通路時，系統也應不受影響。當運行中增添或鐫汰承載的通路數目時，系統的各項參數應可以舉行自動調解，不需要舉行其他任何硬件或軟件的改動。關于光放大器(包括EDFA+喇曼放大器)增益的調解，可以基于單個光放大器或整個恢復用段舉行。單個光放大器的增益調解時間小于50ms，整個恢復用段所有光信號調解完成時間應小于60s，包括各個波長的發送功率、預平衡和所有光放大器的增益調解時間。
4.系統分類
由于喇曼光放大器在WDM系統的應用和超強FEC的應用，1.6Tbit/s與800Gbit/s系統的分類和應用代碼增添，超長距傳輸系統分為通例LH(Long haul)長距離傳輸系統、亞超長傳輸系統ELH(Enhanced long haul)和超長傳輸系統ULH(Ultra-long haul)。關于傳輸距離小于1000kmWDM系統稱為通例長距離傳輸系統，傳輸距離在1000-2000km系統稱為亞超長傳輸系統，傳輸距離大于2000kmWDM系統成為超長傳輸距離系統。
關于亞超長傳輸系統，又可以分為波長距離100GHz系統與波長距離為50GHz系統。關于需要亞超長距離傳輸的波長并不需要那么多，為了盡可能抵達更遠的距離，則關于亞超長距離傳輸WDM系統，允許舉行波長距離100GHz的傳輸。
800Gbit/s和1.6Tbit/s的系統分類如下：
(1)沒有喇曼放大器，只有通例帶外FEC的80/160波WDM系統，界說有8*22dB和3*30dB兩種光接口。
(2)具有通例FEC與喇曼光放大器的80/160波WDM系統(50GHz距離)，界說有14*22dB與6*30dB兩種光接口。
(3)具有通例FEC與喇曼光放大器的80波WDM系統(100GHz距離)，界說有20*22dB與8*30dB兩種光接口。
(4)具有超強FEC與喇曼光放大器的80/160波WDM系統(50GHz距離)，界說有18*22dB與7*30dB兩種光接口。
(5)具有超強FEC與喇曼光放大器的80波WDM系統(100GHz距離)，界說有25*22dB與9*30dB兩種光接口。
在這里，傳輸距離最遠的系統，界說的是最具有超強FEC與喇曼光放大器的80波WDM系統(100GHz距離)，傳輸距離為2000km。由于是多波長系統，需要思量沿途某些站點對波長上下的需求，因此會爆發對OADM應用的需求。OADM的泛起會鐫汰區段的數目，與傳輸距離的遠近無關。為包管接受機的正常接受，關于接納通例帶外FEC的WDM系統，在主光通路吸收點(MPI-R)，光接口光信噪比為20dB。接納超強帶外FEC的WDM系統，光接口光信噪比為18dB。
5. 色度色散賠償
關于超長距離的傳輸，色散是一種主要線性賠償工具，一樣平常都接納DCF色散賠償光纖手藝。現在，接納2個色散賠償?？榛峙獬/L波段信號。關于凌駕1000km的傳輸，為了實現準確賠償，不掃除接納多個色散斜率賠償?？槎悅扛鱟硬ǘ尉儺信獬?。 由于G.652光纖和G.655光纖在1550nm窗口是正色散，因此WDM系統在此光纖上使用的色散賠償光纖主要為負色散的DCM?？?，此?？樵諞歡尉嗬脛蠊賾誆畋鸕牟ǔじ璨畋鸕納⑴獬?。色散賠償?？橐謊匠Ｓ糜詵⑺投斯Ψ擰⑾唄飯夥藕臀斬嗽し諾鬧行募?，其賠償原則憑證光功率預算的效果而定。
由于G.652/G.655光纖都有一定斜率，有可能會在一個頻段內造成較量大的色散差別。要賠償這些斜率，DCF光纖也要有響應的斜率漫衍。在C/L頻帶內，在一個恢復用段內，賠償后剩余色散差別應小于500ps/nm。 6.自動光功率降低(APR)和自動激光關斷(ALS)歷程
光纜切斷、裝備失效及光毗連器拔出等均會導致光功率喪失。出于清靜的思量，在主光通道一個光段內光功率喪失的情形下，需要系統實驗ALS與APR歷程。功率鐫汰后，剩余的所有通道的功率(包括由光監控通路OSC來的功率)鐫汰10dBm水平以內，不掃除光放大器的完全關閉。為便于在鏈路重新毗連好后系統能容易的恢復，同時思量實驗自動(某人工)重啟動歷程。關于帶喇曼增益型的光放大器，WDM系統也必需知足同樣的光清靜要求，并必需包管在APR歷程中對喇曼泵浦也舉行光清靜歷程處置懲罰。
三、竣事語
在以后的光網絡建設中，必將碰面臨大容量、超長距離(1000km以上)的信號傳送問題。<光波分復用系統(WDM)手藝要求--1.6Tbit/s 部分和800Gbit/s部分>的制訂，為我國1.6Tbit/s 部分和800Gbit/sWDM系統的研制、生產、工程應用及入網測試給出了統一的手藝依據，為科研和網絡建設提供了標準和規范。
