基于OTN系统干线传输网的优化

2020-02-20况璟

通信电源技术 2020年1期

关键词：色散干线光缆

况璟

（湖北邮电规划设计有限公司，湖北武汉 420023）

1 OTN在干线传输网中的应用优势

1.1 和DWDM比较

传统DWDM仅能够实施点与点之间的组网，即便于物理网络结构中构成一种环形和链形网络，但依然无法逃脱点到点之间的网络结构。OTN网络在业务承载水平、保护能力和传送能力等方面存在较多优势。

第一，组网能力强，传输距离远，且线路设计十分简单。OTN拥有G.709接口相关FEC功能，整体容限更突出。由于融入OTH电交叉模块，各个节点中的波长也都实施了天然光、电、光处理流程，其组网能力和传输距离更佳。针对本地骨干网络和二级干线进行规划设计时，OTN针对SONR预算要求相对较低，进一步简化了干线传输网络的设计流程。

第二，保护功能完善。OTN支持以电层为基础的ODUk SNC（1+1）和SNRing保护形式，电层保护相关判决条件十分多样，包含ODUK层面各种警报信息。特别是本地网络干线中存在诸多环网，针对单独跨环业务信号，OTN以ODUk SNC（1+1）保护为主，能够轻易实现相关的保护工作。

1.2 和SDH比较

从网络结构层面分析，OTN主要在SDH下层。OTN除了倒换保护功能，还拥有远距离和大容量等优势。从业务承载能力层面分析，SDH承载IP业务过程中涉及较为繁琐复杂的封装问题，把分组业务打包至VC时隙中，而OTN只需简单实施G.709封装即可。从多业务角度分析，OTN运行效率更高，甚至在本地干线网中可替代一些大容量SDH设备市场，一定程度上缩减了建设成本。

2 背景

湖北到安徽某运营商于2012年创建OTN系统干线，选择华为的OptiX OSN 8800/6800型号设备，系统整体容量是80×10G。干线网总长为672.7 km，其中合肥与武汉是OTN中的核心节点，剩余的市和县都是OA节点。在两核心节点之间创建33个10G的波道，发展点对点业务。当下OTN整个干线系统普遍存在性能不稳定问题，有时发生乱码现象，导致业务中断，为此需要进行优化。

3 OTN系统常用指标

3.1 光功率

OTN系统中，非线性效应、色散以及光功率等内容会限制传输距离。在进行OTN系统设计过程中，应该充分结合远距离传输中的信号衰耗影响。通过设置掺铒光纤放大装置进一步消除链路衰耗，但光纤放大装置操作中产生的噪音、设置数量等因素会对系统OSNR产生影响。

3.2 色散

色散主要包括偏振模色散和色度色散两种形式，通常利用相关色散补偿模块克服常见的色散问题。系统设计中，需要确保系统容忍OSNR拥有2 dB的余量。

3.3 信噪比

OSNR相关问题大都可以通过电中继、特殊编码、缩减信噪比容限以及优化网络参数等方法进行集中处理。OSNR模拟计算和相关优化措施能够为网络设计提供有效指导[1]。

4 OTN优化方案

4.1 干线网络现状

OTN整体系统架构比DWDM多出一种OTN子层，可以把OTN分成两种类型。一是OTN终端复用设备，即物理接口和逻辑接口满足要求。二是OTN交叉设备，在满足标准要求的同时，兼具波长和子波长交叉能力。OTN相关交叉功能包括OTH电交叉和光复用阶段中的光交叉技术。设备实现中，OTN装置电交叉等同于将和SDH接近的VC交叉功能融入DWDM装置，对其中频繁应用的OTU单元实施有效分割，随后把客户端接口当成交叉模块内部支路，而线路端接口充当群路。同一波分系统内存在多种优化方案，包括替换光缆、更新光放、调节光放增益、优化光功率、维修光缆、扩展OA站、把原本的OA站升级成REG站以及增设REG站等。通过相关方案的实施，均能进一步提升网络性能。

当下武汉到合肥相关OTN系统干线传输中的路由设置如下：武汉（OTM）、A（OA）、B（OA）、C（OA）、D（OA）、E（OA）、F（OA）、合肥（OTM）。具体网络框架如图1所示，其中长方形为OTM站点，三角形是OA站点。

图1 OTN系统拓扑结构

4.2 系统指标和问题

结合武汉到合肥OTN系统中不同阶段线路中的最新衰耗测试数据分析，可以通过SOMR模拟算法研究，OSNR简化公式如下：

其中Ix=10(F+G-H)/10，F是光放段中的衰耗值，G代表放大装置的噪声系数，H代表单波平均光纤功率。通过分析实际发现，当下武汉到合肥阶段的OSNR模拟数值远远低于17 dB，充分考虑后期线路扩容需求和稳定运行对该环节实施优化设计，从而进一步满足波道后期的扩容负担需求[2]。

4.3 系统优化方案

结合系统优化测算，设置关键指标。

设计衰减。结合最新测试的衰减值，如果遇到低于20 dB的跨段，则在测算过程中选择统一值20 dB。如果超出20 dB，则取值为5，充分结合现网中相关设备的配置要求实施微调处理。

单波入纤平均光功率。结合设备商现网的配置状况、实际衰耗和跨段距离等信息进行设置，单波平均入纤光功率是-2 dB、4 dB、1 dB和7 dB。

OSNR门限。此次系统品牌主要是华为设备，将OSNR 17 dB作为判断优化的界限值。充分结合总体设计思路，设定系统内部关键性指标，其中武汉到合肥阶段中的优化方案如下：

武汉（OTM）-A（OA），于两站当中新设置G（OA）站，其中武汉到G站跨段之间的光缆长度81.4 km，而整个光缆衰减23.76 dB，G（OA）-A（OA）之间的光缆长度41 km，而光缆衰减总和是12.34 dB。

A（OA）-B（OA），于两站之间新设置H（OA站），其中A（OA）-H（OA）两站之间的光缆长度总和64 km，光缆衰减21.7 dB，J（OA）-E（OA）两站之间的跨段光缆长度总和64 km，该种条件下光缆衰减结果20.47 dB。

F（OA）-合肥（OTM），于两站之间新设置K（OA）站，而F（OA）-K（OA）站之间的光缆长度总和63 km，光缆衰减结果19.23 dB，K（OA）-合肥（OTM）两站之间的光缆长度总和33 km，当下传输网光缆衰减19.97 dB。在对整个系统实施更新升级的过程中，需充分结合现网性能相关优化指标判断饱和输出的光功率。

通过分析发现，本复用段中共新设置了4个OA站，分别是武汉到A段之间新增了G站，A站和B站之间新增了H站，D站和E站之间新设置了J站，F站到合肥站之间新设置了K站。剩余站点可以通过调整光纤放大装置相关标称增益，OSNR模拟值远远超出17 dB限制值，系统整体运行状态较为稳定，证明优化方案拥有良好的实效性。针对后期出现严重裂化问题的光缆实施重新替换，能够进一步提高整个光缆运行质量[3]。

优化光缆系统后，虚线三角代表新设置的OA站点，从武汉到合肥之间的传输干线OTN系统如图2所示。