1.76Tb/s DWDM光传输系统及其关键技术

南京富士通通信设备有限公司 王冬

摘要：
　　本文介绍一种通过在C波段和L波段分别传输88波长共176波长的光信号,每波长信号的最高速率达10Gb/s的1.76Tb/S的大容量新型DWDM传输系统,其关键技术包括C,L带分离掺铒光纤放大器,拉曼光纤放大器,自动预加重技术等,具有传输容量大,传输距离长,应用灵活等特点,最后介绍了系统的具体构成和应用模式。

1.前言

　　随着社会信息化水平的不断提高,人们对信息的要求无论是其质量还是速度均不断提出更高的要求,构筑现代化信息系统的一个重要方面就是要建设一个具备大带宽,高生存力,运用灵活的传输网络,近年来密集波分复用系统(DWDM)被认为是构筑宽带传输系统的最有效手段之一。

　　为了充分利用光纤的带宽必须不断充分利用光纤的的波长资源,目前在我国大量采用的DWDM系统大多利用光纤的C波段即1528nm~1565nm约37nm的通带范围,若波长间隔为0.8nm 约可容纳40波光信号,如须进一步增加传输容量必须扩大通带范围并同时减小光信号间的间隔,而且需要研制更加高效的光放大器。

　　富士通公司的新型DWDM系统不仅利用传统的C波段而且使用了长波长的L波段,波长间隔为50GHz,目前最大可传输176波光信号,最大容量为1.76Tb/s传输容量大,采用了C,L分离式掺铒光纤放大器和分布式拉曼光纤放大器提高了传输距离,利用自动预加重调整机制保证在全频带的信号传输质量,采用模块化设计可根据用户需要灵活增加传输容量,在OTU中还可支持光通道层保护(OBPSR)以保证网络的高可靠性.

2.1.76Tb/s DWDM传输系统的关键技术

　　下面简要介绍176波长DWDM系统的关键技术,包括多级间插复用方式,C+L分离式光纤放大器,拉曼光纤放大器,自动预加重技术等。

2.1 多级间插复用技术

　　在传统的32波DWDM系统基本采用100GHz间隔的光 支路信号而合/分波器件大多采用AWG技术,在176波DWDM系统中各支路采用了50GHZ间隔的光信号，但要利用单个器件对176波长的光信号进行合/分波,对器件设计的压力相当大,为此在176波DWDM系统中采用了多级复用的结构,既利用多个分别先进行较少波长的奇数和偶数波长复用，再配合具备周期性通谱特性的间插复用器（Interleaver）即可实现多波长的复用，以C波段为例利用8个11波长的合/分波器，再通过3级间插复用器（Interleaver）实现C波段88波的合/分波,L波段88波长的复用方式与此类似。

2.2 C/L波段分离式放大器

　　在176波DWDM系统中同时采用了C，L波段共约71nm的频段，为此在系统中采用了C，L波段分离式光纤掺铒光纤放大器。

　　各波段放大器均采用前后两级结构,前后级之间包括了用于自动电平调整(ALC)的电流控制可变光衰耗器(VAT)和用于色散补尝的模块(DCM),采用了前后两级AGC控制可以自动调整输入信号的功率变化和由于插入DCM模块而带来的插入衰耗,利用AGC/ALC模式变化可实现在线波长增减,光放大器可根据不同的应用场合实现C/L波段的在线升级。

2.3拉曼(Raman)光纤放大器

　　当所利用的频段不断扩大和波长数的增加需要研究新的宽带光放大器,为此利用光纤的非线形效应-受激拉曼散射(SRS)进行光放大的拉曼光纤放大器应运而生,采用较短波长的泵浦源在接受侧的光纤进行反向注入可同时放大C/L波段的信号由于拉曼光纤放大器的放大效应是利用传输光信号的光纤而实现的，故拉曼光纤放大器的放大特性不仅与放大器本身有关，同时与光纤的衰耗特性有关采用了拉曼光纤放大器可以在更宽的频带传输更多数量的光信号,在拉曼光纤光放大器的采用了拉曼放大器后，可提高系统增益约5dB。

2.4自动预加重技术

　　由于光纤传输及线路放大器的影响随着传输距离的及跨段数的增加，不同波长的光信噪比将产生不同程度的恶化，为此需要在系统中引入预加重机制，在176波DWDM传输系统中采用了远端反馈自动预加重技术，在接受侧对受到的信号进行分析将调整要求通过OSC传送到远端,通过可变光衰耗器自动进行预加重调整,通过自动预加重处理可提高经长距离传输的各波长光信号的传输质量。

3. 1.76T DWDM系统的系统构成及应用

　　1.76T DWDM系统由波长转换器(OTU),复用系统(Channel system),波段放大器(Band amplifier),在线放大器(ILA),拉曼放大器(Raman Aplifier),系统控制(Management complex)等部分构成。

3.1 波长转换器(OTU)

　　为将传统的G.957光接口转换成符合DWDM系统要求的接口,在1.76T DWDM系统中采用了波长可调OTU，可通过网络管理系统灵活设定输出波长,目前每一单元可设置4个不同的波长,近期将实现一单元22波长可调,同时在OTU中还要完成对所承载的SDH信号的在线监视和带外前向纠错功能,根据网络构成需要还可提供光通道层保护功能(OBPSR)。

3.2 复用系统(Band CH)

　　在每个复用系统中利用两组，每组8个共16个支路复用单元分别复用C/L波段的支路信号，在通过间插复用（Interleaver）和耦合器（Coupler）合成176波的合路光信号，在每一个支路复用单元中对11个间隔为400GHz的光信号进行复用,降低了对单个复用器件的设计难度,再通过两级Interleaver实现对88个C(或L)波段的信号的复用,为了对输出的合路光信号进行自动预均衡,每一路输入光信号均配置电流控制的可变光衰耗器,与频谱分析单元配合实现对每个支路信号的自动调整,以保证系统的传输质量。

3.3 波段放大系统(C/L Band AMP)

　　在1.76TDWDM 传输系统中波段放大器采用分离式结构,两种放大器分别放大C波段和L波段的光信号,同时放大器包括了在线频谱分析系统,可对合路光信号中每一波长的信号进行监视,并将信息反馈到远端自动调整输入的光衰耗器,保证频带范围内的所有信号的光信噪比,在一个波段放大器的托架中可配置一套完整的C+L波段放大系统和在线频谱分析单元。

3.4拉曼光纤放大器(Raman AMP)

　　在1.76T DWDM系统中拉曼光纤光放大器系统用与放大L波段与C波段的光信号,光前置放大,同时包括了L+C波段的分离器和和波器。

3.5 管理系统(Management Complex)

　　管理子系统用于对1.76T 1DWDM系统的集中管理,管理系统与各分系统间采用155M ATM方式进行通信,远端网元的管理信息通过OSC通道传输,在系统对C,L波段分别采用了1510nm和1625nm波长的光信号进行传输,网元/子网管理系统与网元之间采用ISO标准7层协议,向上采用CORBA协议以便与高层网管连接,可实现对网元的故障管理,性能管理,配置管理和安全管理。网元支持TCP/IP协议，可支持远端接入。

4.系统应用

　　1.76T DWDM系统在网络中的应用可支持点对点,多跨段及背对背(Back-to-Back)OADM应用。对于普通单模光纤（SMF）可支持5X25dB应用对非零色散位移光纤可支持6X25dB应用，在中间OADM站目前可采用背对背方式完成固定分插，近期将支持动态分插复用。

摘自《网络通信世界》