波分技术之入门篇.pptx

2019/11/11,波分技术之入门篇,目 录,基础知识 节点模型 线路配置 业务收发 网络演进,Page 3,波分登场,WDM,我的英文名叫做“Wavelength Division Multiplexing”，简称“WDM”,我的中文名叫做“波分复用”，简称“波分”,WDM,Page 4,(波分) 是什么?,先回忆一下初中物理课的材料：牛顿的三棱镜实验,WDM,1）白光（也称为灰光/灰白光）能分解成不同颜色的单色光； 2）单色光可以复合为白光；,色散,光谱,棱镜使白光分开成各种单色光的现象叫做色散（顾名思义：颜色散开了）,红、橙、黄、绿、青、蓝、紫这样的颜色排列叫做光谱,各色光以不同角度折射，结果就被分开成颜色光谱。 折射率与 波长 相关。波长越小折射率越大。,为什么可以把白光分开？,光学的可逆性,Page 5,一根光纤中有多个波道 vs 一条高速公路有多个车道 两根光纤 vs 双向车道； 信号/小车 ； 光放站 /加油站 ； 监控信道/巡逻车,波分系统与高速公路系统类似,高速公路,加油站,巡逻车,10G,40G,100G,波分复用基本原理,定义： 将不同波长的光信号复用到一根光纤中进行传送的方式称为波分复用； 发端MUX器件将不同波长的光复用到一个光纤中传输，收端DMUX反之。,密集波分复用，简称DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing 粗波分复用简称，简称CWDM Coarse Wavelength Division Multiplexing,单纤单向,MUX,DMUX,O T U,O T U,灰光,彩光,彩光,灰光,Page 6,Page 7,波分系统主要构件,40波的波分复用的WDM系统的总体结构主要有： 光波长转换单元（OTU）； 波分复用器：分波/合波器（ODU/OMU）； 光放大器（BA/LA/PA）； 光/电监控信道（OSC/ESC）。,.,.,.,.,10G,10G,Page 8,波分的价值:光层直达!（用OLA替代REG）,.,.,.,.,10G,10G,80 * 10G/40G/100G,OA,OA,OA,10GE/100GE,10GE/100GE,波分为什么越来越重要？,大容量,低成本,透明 传送,WDM,波道数量： 32/40 80/96 160/192 波道速率: 2.5G/10G 40G 100G400G/1T,透明传输 效率高,使用光放站替代电中继站 One for All & All in One,波分是大容量业务长距离传输的唯一解决方案 波分能够对所有业务信号实现“透明”传输 采用低成本的光放站取代昂贵的电中继，成本优 ！,Page 9,Page 10,dB是一个表示两个功率量的比值(P1/P2)，是一个相对值，使用以10为底的对数乘以10来表示，为10lg（P1/P2)； dBm是一个表征功率的单位，是一个绝对值，与mW相对应，使用以10为底的对数除以1mW来表示，为10lg（P/1mW)； 大家可能要问，不用10进制代表功率的比值，不用mW代表光功率数不用，为什么非要引入dB/dBm这两种对数表示方法？ 主要是基于两个方面的考虑，一是可以将很大或者很小的数，简化为人们比较熟悉的数量，例如：增益1000倍，接收灵敏度0.001mW，不如说增益30dB，接收灵敏度-30dBm简单。二是可以将乘除法变成加减法，通过查对数表来处理复杂的计算，这在计算机还没有普及的年代，具有很大的好处。,dB/dBm是什么？,Page 11,高锟（Charles Kuen Kao，1933年11月4日），华裔物理学家，生于中国上海，祖籍江苏金山，能操粤语、吴语、普通话、英语、法语。1949年移居香港，完成中学教育后赴英留学，他拥有英国、美国国籍，及持有香港居民身份。高锟为光纤通讯、电机工程专家，华文媒体誉之为“光纤之父”、普世誉之为“光纤通讯之父”（Father of Fiber Optic Communications ）， 曾任香港中文大学校长。因为“在光传输于纤维的光学通信领域突破性成就”，高锟荣获2009年诺贝尔物理学奖！,光纤之父-高锟(2009年诺贝尔物理奖),在高锟之前，光纤衰耗系数远大于20dB/Km，传输只有12Km，应用非常受限！ 1966年7月，高锟通过在ITT公司的研究实践，在PIEE杂志上发表了一篇著名的文章用于光频的光纤表面波导，该文从理论上分析证明了用光纤作为传输媒体以实现光通信的可能性；设计了通信用光纤的波导结构；更重要的是他指明了制造通信用的超低衰耗光纤的可能性与研究方向，即加强原材料提纯，加入适当的掺杂剂，可把光纤的衰耗系数降到20dB/km以下以实现通信。康宁公司将高锟的梦想实现！,Page 12,光纤的结构,光纤是由圆柱形玻璃纤芯和玻璃包层构成，最外层是一种弹性耐磨 的塑料护套，整根光纤呈圆柱形。 问题：纤芯的折射率n1 和包层的折射率 n2 哪个更大一些？,光纤的结构,Page 13,n1*Sin A1= n2*Sin A2 SinAc=n2/n1 所以：A1 = Ac,折射定律以及全反射定律：,光在光纤中传输的原理,纤芯的折射率n1大于包层折射率n2，这也是光信号在光纤中传输的必要条件。,折射,Page 14,随着纤芯直径的粗细不同，光纤中传输模式的数量多少也不同。因此光纤按照传输模式的数量多少，分为单模光纤和多模光纤 ： 当光纤纤芯的几何尺寸远大于光波波长时，光在波导光纤中会以几十种或更多的传播模式进行传播，这样的光纤叫做多模光纤。多模光纤的纤芯直径较粗，通常直径等于50um左右； 当光纤的几何尺寸可以与光波长相比拟时，即纤芯的几何尺寸与光信号波长相差不大时，光纤只允许一种模式（主模/基模）在其中传播，其余的高次模全部截止，这样的光纤叫做单模光纤。单模光纤的纤芯直径较细，通常直径为510um； 从光纤的外观上来看，两种光纤区别不大，包括塑料护套的光纤直径都小于1mm； 波分系统里用的都是单模光纤！,单模光纤/多模光纤,Page 15,光纤的衰减或损耗是一个非常重要的、对光信号的传播产生制约作用的特性。光纤的损耗限制了光信号的传播距离。光纤的损耗主要包含吸收损耗、散射损耗、弯曲损耗三种损耗。 光纤吸收损耗是制造光纤的材料本身造成的，包括紫外吸收、红外吸收和杂质吸收； 由于材料的不均匀使光散射而引起的损耗称为瑞利散射损耗。瑞利散射损耗是光纤材料二氧化硅的本征损耗； 光纤的弯曲会引起辐射损耗； 决定光纤衰减常数的损耗主要是吸收损耗和散射损耗,光纤的衰耗特性,Page 16,光纤衰耗系数随波长变化曲线（损耗谱）,波长不同，损耗不同：850nm/1310nm/1550nm通常简称第1/2/3窗口； 1380nm附近由于氢氧根粒子吸收，光纤损耗急剧加大，俗称水峰（Water Peak）； ITU-T将单模光纤在1260nm以上的频带划分了O、E、S、C、L、U等6个波段； 容易看出，在这6个波段中，C波段和L波段损耗最小！但仅有C波段才是天命所归！,Page 17,WDM中信号光窗口范围,C波段和L波段这两个传输窗口的传输衰耗最小，所以DWDM系统中信号光选择在C波段和L波段。经过多年发展，大浪淘沙， 时间证明C波段才是波分的天命所归！ SDH/PTN/Router等短距使用O波段的1310nm窗口，长距离也使用C波段1550窗口； 粗波分由于传输距离短，一般情况先，其衰耗并非主要限制因素，所以CWDM系统中信号光可以跨越多个波段（13111611nm）。,Page 18,光纤固有的 衰减曲线,水峰,CWDM（粗波分），常用的为8波系统,ITU-T 694.2 定义的18个CWDM 波长，波长间隔达到20nm,光纤衰耗 (dB/km),波长（nm）,G.652a、G.652b光纤在 E 波段的水峰？ 城域内敷设的大部分都是常规G.652a光纤，制造过程中由于提纯不足，引入了水分，OH- （氢氧根离子）大量吸收光波能量，这时1385nm处光纤衰耗飙升到2dB/km，基本不可用。 2001左右发明的G.652c光纤（“全波光纤”，也称“低水峰光纤”），才能消除水峰的影响。,普通单模光纤的衰减随波长变化示意图,S-Band,C-Band,L-Band,1.0,0.1,0.4,0.8,O-Band,E-Band,G.655光纤截止波长1450nm G.655a光纤的截止波长1430nm，可开通8波。LEAF光纤的截止波长1470nm，无法开通8波系统。,Page 19,DWDM标准：C波段40波或80波,主流DWDM应用集中在C波段（ C波段衰减最小） 更多的波长、更大的波段（如L波段）不是当前演进方向 当前重点是提升单波长的速率（40G100G400G/1T）,PS: 由于DWDM相邻中心波长数值差为100GHz，所以 DWDM的波长常以 Hz 为单位 进行说明。 而CWDM相邻中心波长数值差为20nm，所以CWDM的波长常以 nm 为单位 进行说明。,注：黄色区域是40波的中心波长,Page 20,为什么C波段80波系统成为主流？,1，L波段的由于需要独立使用一套系统（Mux/DeMux/放大器等），如果使用C+L波段来传送160波，就需要使用2套系统），性价比不如2套C-Band系统。因此在成本上，传输规格上没有竞争力，产业链也发展不起来，已经被淘汰出局； 2，目前仅有日本公司如NEC/富士通等使用L波段设备来解决G653光纤传输难题，闭门造车，难成气候； 3，在2006年前后，96/192波的50/25GHz的波分系统曾经热过一阵子，如Huawei/AL/Ciena等公司曾经推广过，但产业链不成熟，发展不起来，仅在海缆上有少量应用，但在路缆上基本不再使用； 4，对于88波系统，其容量仅比80波系统提升10%，但其光层成本要增加20%以上，传输距离要减少15%以上，得不偿失。噱头而已！ 因此，50GHz的80波WDM产业链最成熟，性价比最好，应用最广泛！,Page 21,光脉冲中的不同频率或模式在光纤中的群速度不同，因而这些频率成分和模式到达光纤终端有先有后，使得光脉冲发生展宽，这就是光纤的色散。,光纤中的色散可分为模式色散、色度色散、偏振模色散： 模式色散也称为模间色散，模式色散主要存在于多模光纤中； 色度色散（简称CD）也称为模内色散，可以分为材料色散和波导色散； 偏振模色散（简称PMD）是由于信号光的两个正交偏振态在光纤中有不同的传播速度而引起的，偏振模色散是由随机因素产生的，因而其为一随机量，难补偿； 色度色散系数就是单位波长间隔内光波长信号通过单位长度光纤所产生的时延差，用D表示，单位是ps/nm.km。偏振模色散系数则用PMD来表示，单位是ps/km1/2 （km1/2 即 ）,光纤中的色散特性（CD/PMD）,Page 22,从TDM信号角度上说，色散将导致码间干扰。,光源是非零谱宽的，光源输出的光信号被电脉冲进行强度调制 ，调制信号具有调制光源的每一波长成分 。 由于各波长成分到达的时间先后不一致，因而使得光脉冲加长（T+T），这叫作脉冲展宽。光脉冲传输的距离越远，脉冲展宽越严重。脉冲展宽将使前后光脉冲发生重叠，称为码间干扰。码间干扰将引起误码，限制了传输的码速率和传输距离。 但从WDM角度上说，色度色散有利于克服光纤的非线性造成的信道间干扰，如FWM和XPM。因此，需要辨证的看待色度色散的影响。,色度色散CD的影响,Page 23,ITU-T已经在G.652、G.653、G.654（海缆，这里不做讨论）和G.655建议中分别定义了4种不同设计的单模光纤，区别见下表：,G.652/G.653/G.655三种单模光纤比较,Page 24,G.652/G.653/G.655光纤的色散特点,色散系数(ps/nmkm),正色散系数G.655光纤,波长(nm)负色散系数G.655光纤,1550,1310,17,1.1550nm波长区具有最小色散和衰减，适合DWDM系统、高速SDH信号传输 2.应用：TrueWave真波光纤(正色散区的SPM效应有利于传输)；LEAF-大有效面积光纤（克服非线性效应）,G.652光纤:大量部署，高速信号需色散补偿！,G.653光纤:1550nm波长区混频严重，不太适合DWDM！,世易时移，攻守之势易矣！ 在SDH时代，色散是光纤传输主要矛盾与瓶颈！ 但在WDM时代，无论是With DCM的非相干系统，还是DCM free的相干系统，色散都不再是瓶颈， 主要矛盾都是非线性/信噪比！因此，G.652更适合波分传输！,Page 25,从本质上讲，所有介质都是非线性的，只是一般情况下非线性特征很小，难以表现出来。当光纤的入纤功率不大时，光纤呈现线性特征，当光放大器和高功率激光器在光纤通信系统中使用后，光纤的非线性特征愈来愈显著； 单模光纤的非线性效应一般可以分： 受激非弹性散射（受激拉曼散射SRS、受激布里渊散射SBS）、 克尔效应（自相位调制SPM、交叉相位调制XPM、四波混频FWM/G653）,注意：非线性效应一旦产生，就无法消除或补偿，必须尽量防止非线性效应的产生！ 使用模场直径大的光纤，可以降低通过光纤的功率密度，可以抑制非线性效应的产生。 最主要我们可以通过降低入纤光功率、采用大有效面积光纤等来防止非线性效应的发生。 非线性效应与色散相关，色散并不是越小越好。,单模光纤的非线性效应,Page 26,在光纤中，光能量不完全集中在纤芯中传输，部分能量在包层中传输，纤芯的直径不能反映光纤中光能量的分布 ，于是提出了模场直径的概念。,模场直径就是描述单模光纤中光能集中程度的参量 模场直径越小，通过光纤横截面的能量密度就越大。当通过光纤的能量密度过大时，会引起光纤的非线性效应，造成系统的光信号的质量劣化，大大影响系统性能。,思考：此值是越大越好还是越小越好？,光纤的模场直径,无论是With DCM的非相干系统，还是DCM free的相干系统，色散都不再是瓶颈，主要矛盾都是非线性与OSNR受限！因此，模长直径大，非线性小，可以承受更高入纤光功率的G.652光纤，更适合40G/100G等高速波分网络！,为什么G652传输性能最好？模场直径！,Page 27,Page 28,什么是彩光，什么是灰光（白光/灰白光）？ 为什么波分系统中经常使用dB/dBm？3dB是很大的数吗？ 波分系统中使用的是单模光纤还是多模光纤？ 单模光纤中损耗最小的窗口是哪些窗口？ 信号光在单模光纤中传输会遇到哪些问题？ G.652/653/655光纤各自的特点是什么？ 色散是不是越小越好？为什么G.653光纤不适合波分传输？ 为什么波分越来越重要？ 为什么C波段80波系统会成为主流？ 为什么使用L波段可以解决G653光纤的四波混频问题？ 日本公司采用的L波段的解决方案有竞争力吗？为什么？,第一章基础知识 思考题,目 录,基础知识 节点模型 线路配置 业务收发 网络演进,Page 30,波分系统光信号走向（一个光方向）,DCM,DCM,OTM站点,OTM站点,OLA光放站,光监控通道OSC如何工作？,对光监控的要求： 不应限制OA上的泵浦光波长； 不应限制未来1310nm波长的业务； OA失效时仍有效； 可超长传输；具有分段双向传输功能。,Page 31,OTM站点主要构件与信号走向,Optical Terminal Multiplexer（OTM/光终端复用站):,Page 32,OLA站点主要构件与信号走向,Optical Line Amplifier(OLA/光放站):,Page 33,电中继主要构件与信号走向,Note: Signals are regenerated through the regenerating OTU.,Regenerator （电中继站）:,Page 34,OADM站点主要构件与信号走向,Optical Add/Drop Multiplexer (OADM/光分叉复用站):,Page 35,Page 36,光信号在波分系统中是怎么走的？ 线路上的光放大器坏了，会影响OSC监控信号传送吗？ 线路上的光放大器坏了，会影响ESC监控信号传送吗？ 光信号在OLA站点是怎么走的？ 光信号在OTM站点是怎么走的？ 光信号在REG站点是怎么走的？ 光信号在OADM站点是怎么走的？ 电中继站点与OTM/OADM站点有什么区别？ 采用并联方式(如MRx单板）节点扩容，会中断业务吗？为什么？,第二章节点模型 思考题,目 录,基础知识 节点模型 线路配置 业务收发 网络演进,Page 38,同样是一跳，可能相差十万八千里！,OTS (Optical Transmission Section) OMS (Optical Multiplexing Section) OCh (Optical Channel),波分中的一跳（级），指最小的传输跨段，也叫光放段，或者OTS Hop； 一般来说，路由器所说的一跳，并不考虑物理层，但至少要包括一个OCH。,Page 39,波分传输主要受限因素以及解决方案,光功率Optical Power,色散 Dispersion PMD/DGD,光信噪比 OSNR,DHD JGDJ D J,线路配置目标 (BER101E-12),非线性 Nonlinearity,光在线路上传输主要问题 Key Factors in Optical Line,Page 40,信噪比与误码率有函数关系，判断更直观！,OLA,OLA,MUX/ DeMUX,MUX DeMUX,OA,OA,OTU,OTU,Digital Signal,Analog Signal,Router,Digital Signal,Router,5005000Km,10m10Km,10m10Km,IP over WDM,IP over WDM,Page 41,光功率预算根据衰耗配置放大器,Fiber loss (dB)+ Margin（3dB） Pout (dBm) - Pin (dBm) L (km) x a (dB/km)+ Margin(3dB) Pout (dBm) - Pin (dBm) 其中a为光纤衰耗系数( Attenuation Coefficient)，G652/655光纤衰耗系数 一般按照 a = 0.275dB/km估算 (通常为 0.20.3dB/km)。,Page 42,放大器做什么？（Optical Amplifier ）,光放大器OA即无需光-电-光转换，能直接将光信号放大的器件 常用放大器有两种：掺铒光纤OA（EDFA）、拉曼放大器Raman,Page 43,掺铒光纤放大器EDFA工作原理,Er3+离子能极图,E2 暂稳态,E3 激发态,E1 基态,Page 44,EDFA放大器的结构与优缺点,耦合器,掺铒光纤,隔离器,泵浦源,隔离器,光电检测PIN,信号输入,信号输出,光电检测PIN,工作波长与单模光纤的最小 衰减窗口一致 耦合效率高 能量转换效率高 增益高、噪声指数较低、 输出功率大、增益稳定性,增益区间固定受限 增益不平坦性 光浪涌问题,优点,缺点,受激拉曼散射（SRS: Stimulated Raman Scattering）,Page45,拉曼放大器工作原理,LINE,SYS,Page 46,单级光放的结构与信道增益计算,信道增益(dB) =输出光功率 (dBm) 输入光功率 (dBm) Channel gain (dB) = Pout (dBm) - Pin (dBm),TDC,RDC,Page 47,多级光放的结构与信道增益计算,Channel gain (dB) = Pout (dBm) - Pin (dBm) Channel gain (dB) + Insert loss of DCM (dB) Max. total gain (dB)- VOA loss(2dB),Page48,色度色散（ps/nm）= 距离（km）x 色散系数（ps/nm.km） G.652光纤：色散系数 = 17ps/nm.km，一般按照20ps/nm.km来估算； G.655光纤：色散系数 = 4.5ps/nm.km，一般按照5ps/nm.km估算。 由于PMD无法补偿，在实际工程中主要考虑色度色散的补偿问题； 在长距离系统中，采用色散补偿模块（DCM/DCU/FBG）进行补偿。,色散计算,Page49,常用OTU的色散容限及计算方法,在非相干系统中，除了2.5G系统（已经很少用），10G/40G系统无色散补偿的传输 距离一般只有2040Km（G652光纤），或者70160Km（G655光纤），都非常有限！ 因此，在非相干系统中，每个复用段的色散都要补偿好，否则会影响业务正常开通。 在相干系统中，由于色散补偿（CD/PMD）都通过每个OTU的高速DSP芯片在电域进行实时运算补偿，色散容限都比较大，色散问题从此似乎可以高枕无忧！,Page50,色散补偿方式主要有两种： 光域色散补偿 预补偿/集中补偿(G.652)； FBG集中补偿（Leaf）， 斜率补偿（G.653），分带色散补偿（早期海缆使用）等等。 电域色散补偿（DCM free：精于心，简于形！）,色散补偿方法,电域色散补偿 主要在纯相干 40G/100G网络 中使用！光层配置 设计越来越简单！,Page 51,光域色散补偿,目前降低色度色散的影响主要是采用色散补偿模块对光纤中的色散累积进行补偿,主要方式为使用DCF（色散补偿光纤）。 色散斜率补偿 FBG色散补偿 分带色散补偿,Page 52,色散补偿配置方法,+1360ps/nm Dispersion at Node 3,Length(km),G.652 Fiber:Dispersion Coefficient=17ps/nmkm,Dispersion(ps/nm),20km,80km,OTM 1,M 40,D 40,A,OLA 2,A,D,7.4dB,20.0km,G.652,OLA 3,D,A,20.6dB,80.0km,G.652,OLA 4,A,C,9.6dB,30.0km,G.652,OTM 5,C,D 40,M 40,16.2dB,60.0km,G.652,0,Node 2,30km,60km,DCM A,DCM D,DCM A,DCM C,Node 3,Node 4,Node 5,Node 1,+170ps/nm Dispersion at Node 5,Page53,Polarization Mode Dispersion (偏振模色散简称PMD).,什么是偏振模色散（PMD）,由于信号光的两个正交偏振态在光纤中有不同的传播速度而引起的色散称偏振模色散，它也是光纤的重要参数之一，尤其在40G/100G等高速波分系统！ 引起偏振模色散的因素是随机产生的，因而偏振模色散是一个随机量，难以补偿。,Page54,DGD (ps) = x PMD coefficient (ps/km1/2) DGD: Differential Group Delay，一般采用DGD平均值，最大值为平均值的3倍。,常用OTU的DGD容限及计算方法,当光纤PMD系数小于0.5ps/km1/2时，除了非相干40G（如eDQPSK/ODB）传输距离小于1000Km之外，其余传输距离均大于1000Km，DGD一般不是主要受限因素。 当光纤PMD系数大于0.5ps/km1/2时，10G/40G/100G系统均为DGD受限系统！ 因此，PMD系数必须与客户确认清楚，尤其是拉美地区！否则，差之毫厘谬之千里！,Page55,多个复用段DGD计算方法,光纤类型，衰耗系数，以及PMD系数，这三个参数必须明确，尤其在40G/100G系统中，PMD必须搞清楚！ 否则会影响成本相差300%！不是30%！ 拉美地区，以及英法德意，西班牙等西欧老牌资本主义国家，以及美国等等，这些国家有些光纤由于铺设年代久远；或者架在空中，随风飘摇；或者还有少量G.653，其PMD系数甚至会大于1 .0ps/km1/2，请大家小心谨慎。,Page56,OSNR (dB) = 10 x log = Psignal (dBm) - Pnoise (dBm) OSNR: Optical Signal to Noise Ratio光信噪比 ASE: Amplified Spontaneous Emission 自发辐射噪声 NF: Noise Figure噪声指数,光信噪比的定义(OSNR),Page 57,为什么OSNR在波分系统中逐级降低？,Page 58,常用OTU的OSNR容限,Page 59,OSNR优化之屠龙刀：确定瓶颈在哪里？,1，对于单个放大器：OSNR=58+Pin-NF 光放的输入光功率Pin一般为负值，变化范围宽，对OSNR影响很大，噪声指数NF一般在46dB左右，变化范围窄，对OSNR影响不是那么大。 后向Raman的噪声指数NF等效于-1.5dB，对于超过26dB的跨段，增加后向Raman（如RAU）对OSNR提升帮助很大。 注意：使用Raman放大器有安全问题，并且需要熔纤，或者使用特殊的活接头，否则会经常烧坏光纤。印度运营商由于光纤差，就禁止使用Raman！ 2，对于多个放大器或者多个复用段：1/OSNRtatol=1/OSNRi 这个公式成立的单位是10进制，类似并联电阻(1/R(total)=1/Ri)，因此业务的OSNRtatol主要取决于OSNRi最差的那一级光放或者复用段； 如果单位改为dB，需要先转换为10进制，再套用上述公式。,Page 60,如何克服非线性？,新的码型技术 10G SuperWDM，40G QPSK/BPSK，100G QPSK。 色散管理技术 Leaf/G653采用FBG集中补偿/斜率补偿，100G电域色散补偿。 入纤功率控制 G655采用 -1或-3dBm入纤， G653采用 -5或-7dBm入纤。 波道间隔技术 OSNR要求不高的10G业务用短波长，100G则使用长波长。,Page 61,光接口定义,Page 62,波分如何PK传输能力?-单跨1NdB,OTS 1,例如SuperWDM 10G单跨规格可达:170dB！,Page 63,波分如何PK传输能力?-多跨N22dB,例如华为100G软判2代多跨规格可达:2622dB，可媲美10G!,Page 64,波分系统中，如何克服衰耗的（如线路衰耗与器件插损）？ 什么是信道增益？为什么单波输出光功率随信道数量增加而降低？ 波分系统中，如何解决色散问题？ 为什么10G时代，一般采用光域色散补偿方法，不采用电域色散补偿方法？100G时代恰好相反，为什么？ 光域&电域色散补偿方法的优缺点分别是什么？ PMD/DGD与什么相关？能否可以通过网络设计来补偿吗？ 波分在线路上比拼规格，一般说N22dB，为什么不说公里数？ OSNR定义？单个放大器的OSNR与什么相关？多个放大器呢？ 为什么波分网络中，长波的传输性能（如OSNR），比短波的好？ 如何提升与优化波分系统的OSNR（给定站点/站点自由规划）?,第三章线路配置 思考题,目 录,基础知识 节点模型 线路处理 业务收发 网络演进,Page 66,OTN是什么？,带宽灵活分配，不同的业务通过 ODUk(0/1/2/3/4/5/flex)进行高安全的隔离 对OTN/SDH/Packet流量进行高质量的传输 Packet流量， 基于优先级进行QoS保证，不同的优先级提供不同的QOS,OTM-n,OCH,OTUk,HO ODUk,ODUflex,ODU0,ODU2,GE,FC1/2/4/8/10,ODUk,Ethernet,MPLS,E-LAN,VLAN,MPLS,E-LAN,E-Line,E-Line,ODUk,STM-n,VC12,VC4,VC3,E1,大颗粒业务(CBR) GE, 10GE, 40GE,100GE,.,小颗粒业务 (CBR) E1/T1,E3/T3, STM-n,Packet 业务 (CBR/VBR) E-Line/E-Lan/E-Tree,10GE,E3,STM-1,Page 67,OTN的复用架构与映射关系,ODU4 (L),ODU4 (H),OTU1,ODU3 (L),ODU2e,ODU1 (L),ODU0,OTU2,OTU2e,OTU3,OTU4,ODU3e1 (H),ODU3 (H),ODU2 (H),ODU1 (H),STM-16, BT,STM-64, BT,STM-256, BT,1GE, TTT,10GE, BT,40GE, TTT,100GE, BT,ODU2 (L),Sub-1G, BT,10GE, MAC,OTU3e1,ODU3e2 (H),OTU3e2,ODUflex,Other Service， BT,GMP,Page 68,OTN演进之路:MS-OTN(POTN/POTS),Traditional Mode,Layer 1,Layer 2,Layer 3,Universal Mode,TDM,OTN,PKT,VC,PKT,ODU,ODUk/VC,PKT,One Layer,0,100%,混合传输: Native SDH/OTN/Packet 流量进入统一线卡后，适配成不同的ODUk，统一封装后在同一个线卡里统一传送，同时实现了All in One&One for All功能！,Page 69,波分OTN系统划分,Page 70,什么是OTU(Transponder)？,OTU,ITU-TG.692 ITU-TG.694.1 ITU-TG.709 FEC/HDFEC/SDFEC ESC Function Channel Spacing (50GHz/100GHz) DQPSK/QPSK Tunable/Fixed NRZ/RZ,Client,WDM,ITU-TG.691 ITU-TG.957 IEEE802 series FE/GE/10GE/40GE/100GE SAN/ATM 850nm/1310nm /1550nm,B1 （B2）,J0 monitoring Performance/Alarm ALS function （IPA） 3R function,Qos. of communication between D/A signal depends on BER(BER101E-12).,波分侧 WDM Side,客户侧 Client Side,Page 71,客户侧,线路侧,LTX Muxponder （2/4槽位）,光纤,OTU4,OTU4,80 X 100G,180,灰光（客户侧）,彩光（线路侧）,O：光处理 接收输入的光信号,O：光处理 调制成WDM波长输出,1,3,2,E：电路处理 处理输入信号， 映射到OTN帧中,客户侧/线路侧,OTU将客户侧信号转换为特定的波长,Mux,Page 72,OTU的工作原理简介-10G NRZ/RZ调制,NRZ光眼图,RZ光眼图,开关键控NRZ、RZ码元的振幅大小表示二进制信息，上图通过一小串数据流描绘了NRZ和RZ的区别 RZ类似于光孤子信号，抗非线性能力比较强，常用于WDM超长距离传输 对于50%的RZ，当RZ信号与NRZ信号平均光功率相同时，RZ的峰值光功率比NRZ高3dB，其OSNR容限理论比NRZ高3dB，实测结果相差略小,Page 73,OTU的工作原理-编码纠错技术FEC,FEC技术是一种广泛应用于通信系统中的编码技术。 基本原理是:在发送端，通过将k bit信息作为一个分组进行编码，加入(n-k)bit的冗余校验信息，组成长度为n bit的码字；码字经过信道到达接收端之后，如果错误在可纠范围之内，通过译码即可检查并纠正错误bit，从而抵抗信道带来的干扰，提高通信系统的可靠性。,U401,N402,N302,N216/N210,N501,N601,Page 74,ODU,PKT,VC,Line Board （N&U series ）,Tributary Board （T&E series ）,Universal Switch Fabrics,2OTU4,2OTU3,16/10OTU2,1OTU4 (Universal),1200G,1400G,2100GE,240G,16/1010G,30Any (100M2.75G),1100GE (L2 Switch),12/810GE (L2 Switch),24GE (L2 Switch),OSN 9800 U32,300mm depth Single-side 6.4T/12.8T XC 400G/slot,600mm depth Dual-side 12.8T/25.6T XC 400G/slot,OSN 9800 U64,华为9800常用线路板/支路板,引领All IP & SDN时代：最大交叉容量，最高集成度，最低功耗！,华为8800的常用线路板/支路板,支路板,线路板,交叉板,TDX,NS2,NQ2,2*10G Any (STM-64/10GE LAN/WAN),1 OTU2,8 OTU2,NS3,32*ODU0 16*ODU1 4*ODU2,1 OTU3,8*ODU0 4*ODU1 1*ODU2,2 ODU2 /ODU2e,32*ODU0 16*ODU1 4*ODU2 1*ODU3,TQX,4 ODU2 /ODU2e,4*10G Any,ND2,2 OTU2,16*ODU0 8*ODU1 2*ODU2,3.2T/6.4T,TOA,8*Any(100M4.5G),(28) ODU0/1,ODU0,ODU1,TSXL,1*40G Any,1 ODU3,NO2,HUNQ2(2lots),4 OTU2（三混合）,ODU2,THA,16*Any(100M4.5G),(216) ODU0/1,HUNS3(2lots),32*ODU0 16*ODU1 4*ODU2,TOX,8*10G Any,8ODU2 /ODU2e,TTX,10ODU2 /ODU2e,TSC,1 ODU4,NS4（1/2slots）,1 OTU4,80*ODU0 40*ODU1 10*ODU2 1*ODU4,EG16（配合混合线路卡，2slots）,16*GE L2Switch,2 ODU2,10*10G,1*100G Any,TEM28（2Slots）,24*GE+4*10GE ODU flex:18,2 ODU2,EX2（配合混合线路卡）,2 ODU2,2*10GE L2Switch,32*ODU0 16*ODU1 4*ODU2 1*ODU3,1 OTU3（三混合）,64*ODU0 32*ODU1 8*ODU2,4 OTU2,Page 75,华为NG WDM的常用Transponder,LOM,TMX,LSQ(2slots),42.5G,1STM-256,8*GE,LOG,LDX,STM-64,10GE LAN/WAN,8*Any (100M2.7G),LEX4,4*10GE,NS3,OTU3,ND2/NQ2/NO2,OTU2,OTU2,OTU-3,LSX,1STM-64,OTU-2,3R,3R,LOA,8*Any (100M8.5G),NS4(1/2slots),OTU4,3R,LTX(2/4Slots),1010G,LEM24(2slots),22*GE+2*10GE,LSC(2/4Slots),1100GE,OUT-4,Page 76,业务保护的层次,客户侧保护,线路保护,ODUk保护,波长保护,客户侧1+1,光侧1+1,线路侧1+1 OWSP,ODUk SNCP ODUk SPRing,WDM ASON,一次保护,多次保护,一对光纤,ROADM ASON,OTN ODUk ASON,SDH ASON,OTN 保护,SDH 保护,PKT 保护,SDH ASON&OTN ASON,Page 77,ODUk SNCP 1+1保护,Page 78,TTX,备UXCH,主UXCH,NS4,NS4,NS4,NS4,主UXCH,备UXCH,TTX,lp,op,op,op,op,lp,ip,倒换与恢复： 保护原理：双发选收，单端倒换，默认非恢复式； APS协议：不需要全网协议； 触发条件：单板不在位或的SF/SD条件。,ip,为什么需要ASON？,Page 79,传统网络传送平面 管理平面 ASON传送平面控制平面管理平面,Qx,CCI,NMI,传送平面,控制平面,ASON是传送网络智慧的大脑，ASON为英文缩写。 (Automatically Switched Optical Network),电层ASON业务如何切换光方向？,TQX,NS3,NS3,NS3,NS3,NS3,NS3,TQX,1,2,工作路径,保护路径,恢复路径,A,C,B,D,1,2,A,B,C,D,Page 80,光层ASON业务如何切换光方向？,关联业务在支线路分离情况下，电层采用SNCP保护，光层采用关联保护。,Add/drop Channel 1,Add/drop Channel 2,RDU9,WSM9,M40,D40,LU,LU,X C H,WSM9,RDU9,WSM9,RDU9,D40,M40,TU,A,B,C,D,E,To node B,To node D,To node E,1,1,电层工作路径,电层保护