OTN干线电路超长距解决方案

内容摘要 1 OTN技术介绍 2 OTN设备介绍 3 线路设计方案 4 OTN山东应用方案探讨

光网络技术发展围绕业务分组化发展 分组化、IP化 λ技术 （光层调度、单波长40G/100G） PTN发展 OTN发展 （ODUk调度） 接入网分组化（XPON） （MPLS-TP等技术）

组网模式变化带来的思考 传统 IP over DWDM VC-12/VC-4交叉，大颗粒业务适用? WDM管理功能弱，只能J0,B1，组网 SDH IP WDM VC-12/VC-4交叉，大颗粒业务适用? 高效的操作管理维护和配置(OAM&P)特性； 多种保护功能，快速的保护时间； 灵活的小带宽复用技术。 WDM管理功能弱，只能J0,B1，组网 能力弱，如何满足IP业务灵活调度需要？ 网络层次多，功能部分重叠

OTH与SDH+WDM体系对比 OTH体系省掉了SDH设备，仅增加了ODUk电交叉矩阵； ODUk电交叉矩阵采用交叉盘方式实现； 较大幅度的降低了CAPEX和OPEX。

一般定义提供OTN G.709接口的设备统称为OTN设备，但OTN网络核心是OTN节点设备（特别是交叉节点） 基于ROADM（可重构的光分插复用器） ODUk交叉（OTH) 控制平面 G.872：定义了光传送网的网络架构。 G.709：定义了OTN帧结构、各个层网络的开销功能，及OTN的映射、复用 、虚级联。其地位类似于SDH体制的G.707。 G.798：定义了OTN的原子功能模块，各个层网络的功能，包括客户/服务层的适配功能、层网络的终结功能、连接功能等。其地位类似于SDH体制的G.783。 G.7710：通用设备管理功能需求，适用于SDH、OTN。 G.874：OTN网络管理信息模型和功能需求。 G.7710：描述OTN特有的五大管理功能（FCAPS）。 G.808.1：通用保护倒换（linear），适用于SDH、OTN。 G.873.1：定义了OTN线性（linear）ODUk保护。 G.8251：根据G.709定义的比特率和帧结构定义 了OTN NNI的抖动和漂移要求。 G.8201：定义了OTN误码性能。 OTN物理层特性在G.959.1及G.664等中规定。 另外还有部分建议正在制定中，如：G.808.2（通用保护倒换环）、G.873.2（OTN环网ODUk保护）。 一般定义提供OTN G.709接口的设备统称为OTN设备，但OTN网络核心是OTN节点设备（特别是交叉节点） 6

WDM和OTN技术 WDM－波分复用 OTN－光传送网络 把不同波长的光信号复用到一 根光纤中传送的技术 主要功能（线路技术、模拟信号） 多波长复用 高速长距离传输 光层监控和管理 OTN－光传送网络 通过引入电域子层，为客户信号提供在波长/子波长上进行传送、复用、交换、监控和保护恢复的技术 特点（节点技术、数字化、交叉） 线路上采用WDM技术 采用G.709封装和开销管理，提高管理和互通能力 对波长/子波长进行交叉连接提高组网、保护和调度能力

WDM技术和OTN技术 WDM 技术 OTN 技术 线路技术 节点技术 WDM相当于OTN的一个子集 大容量 采用WDM技术 长距离 高速率 采用WDM技术 OTN开销 OTN交叉 线路技术 节点技术 WDM相当于OTN的一个子集

OTN网络 DWDM好比高速公路(超大容量、超高速率、超长距离传送） OTN好比有立交桥的高速公路 智能控制平面相当于红绿灯和交管系统

OTN的网络的定位

传送网演进路线选择 11

OTN关键技术 G.709 ROADM OTH

G.709帧结构 光通路净荷单元OPU 光通路数据单元ODU 光通路传送单元OTU G.709帧周期不固定，帧长固定 同SDH的分层结构类似，OTN根据ITU-T G.709规定，采用网络分层方式定义了光层（包括OTSn、OMSn、OCh）和电层（包括OTUk、ODUk、OPUk）结构。两个相邻层之间构成客户/服务层关系。 光通路净荷单元OPU 业务适配 光通路数据单元ODU 串联连接监测 光通路传送单元OTU 传输性能改善 G.709帧周期不固定，帧长固定 2.5G：约2万帧/s 10G: 约8.2万帧/s 40G: 约33万帧/s

FOADM与ROADM(可重构光分插复用器) 减少OEO转换 降低网络成本 ROADM λ1 ~ λ 80 λ1 ~ λ80 OA λ1 ~ λ80 λ1 ~ λ80 FOADM OA OA OA ROADM λ1 ~ λN λ1 ~ λany 固定波长上下设计，初期波长规划方案复杂； 工程升级复杂，运维成本高； 开通业务或升级扩容周期长，可靠性低。 可远程重新配置波长上下，降低运维成本； 支持快速业务开通，满足波长租赁业务； 可自由升级扩容， 实现任意波长到任意端口上下； 可实现波长到多个方向，实现多维度波长调度； 支持通道功率调整和通道功率均衡。 ROADM　(Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer） 14 14

ROADM-WSS波长选择开关 WSS器件原理 目前主要应用： 实现任意波长到任意端口； 不同端口任意波长到同一端口（避免波长冲突）。 二维节点； 业务的快速部署。

基于WSS的PXC系统 含ROADM节点的MESH网络 基于WSS的全光交叉节点 16 PXC:基于ROADM的三维及以上光交叉节点 优点 F Z A B C G H D E 基于WSS的全光交叉节点 含ROADM节点的MESH网络 PXC:基于ROADM的三维及以上光交叉节点 优点 支持任意波长到任意端口的指配，配合可调谐OTU，实现光网络波长自由上下； 基于WSS可从升级到4维，6维和8维，支持灵活增加网元节点或增加的新的光方向； 通过ASON控制平面完成波长自动路由，实现多层次的保护方式； 相对于光开关整列构成的OXC，连纤数量少。 缺点 受波长冲突限制和传输物理损伤限制 ROADM　(Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer） 16 16

OTH电交叉实现 SDH技术与WDM技术相结合 实现方式：将OTU切分为客户侧和群路侧 特点 大的业务颗粒：1-40Gb/s； 大的交叉颗粒：GE/ODU1/ODU2/ODU3； 没有类似与SDH VC4的统一交叉颗粒； 具有SDH相当的保护调度能力； 业务接口变化时只需改变接口盘； 将OTU种类由MxN降低为M+N,减少了单盘种类。

OTN给网络带来的价值 1.支线路分离 2.OTN交叉 3.强大的OAM能力 4.多种策略保护 客户侧和网络侧解耦，部署带宽资源池，业务板卡即插即用； 简化网络设计，缩短交付时间 平滑支持未来业务。 2.OTN交叉 带宽速递：专线业务快速提供； 带宽管理：波长/子波长汇聚和梳理，提高带宽效率； 节省穿通OEO数量 3.类SDH管理 类SDH的OTN网络管理和维护 4. 多策略保护 光层和电层多种保护 ASON/GPMLS 光层保护和数据层保护相互合作相互补充，确保电信级网络可靠性需求 由于SDH设备的停建或退网，导致部分子波长颗粒的业务需要在WDM网络中提供保护 18

支线路分离OTU 利用OTN设备中的电交叉，将传统WDM中的支线路OTU合一的形态分为支路侧OTU和线路侧OTU分离的形态： 保护网络的现有投资。 缩短业务开通时间。 有效减少在网应用的OTU种类，减少备盘数量，降低维护成本。

OTN交叉 OTN交叉分为光交叉(ROADM)和电交叉(OTH)两个方面： 根据业务的不同，调度要求的不同，灵活进行选择 支持任意波长到任意端口的指配，配合可调谐OTU，实现光网络波长自由上下； 电交叉(OTH)为基于单个ODUk颗粒的交叉 支持任意ODUk到任意波长的交叉，可以实现业务的端口到端口灵活调度。 根据业务的不同，调度要求的不同，灵活进行选择

业界争论的OTN热点问题-光电交叉 光交叉:组全光网 ROADM 光交叉 电交叉:传输全光化，节点电智能化 SWXC 电交叉 OAM 设备成熟度 保护 长距离传输和组网 交叉容量 色散补偿：光信号经过不同路径和不同距离的残余色散不同，组大网时对色散补偿技术要求很高，增加了网络复杂度和成本 OSNR：目前无电中继距离一般不超过1000公里，否则需改变调制格式和采用拉曼放大器，网络改造成本巨大 波长冲突：节点较多时波长使用受限 光开关切换时间>100 ms ROADM 光交叉 电交叉:传输全光化，节点电智能化 CAPEX 互通 标准化 OPEX 颗粒度 设备成熟度 OAM 保护 交叉容量 长距离传输和组网 SWXC 电交叉 增加光电变换成本 目前电交叉矩阵容量相对较小 CAPEX 互通 标准化 OPEX 颗粒度

一干、二干等网络作用突显 强大的操作和管理能力(OAM) SM：段监测，段段终结； PM：路径监测，业务端到端监测； TCMi：串型连接监测，根据网络情况分配； 跨域、跨运营商、跨设备商管理； 利于组成大型网络。 一干、二干等网络作用突显 ODU中汇接连接监控TCM开销（Tandem Connect Monitor）共有6个字段，具体位置、结构见上页图示。TCM使得网络运营商能够让信号从自己的网络入口点和出口点对该信号进行监控。这6个监控字段的结构于PM字段相同，并且支持从下列应用情形中的一个或多个对ODU连接进行监控。 1．  通过公用网络对ODU连接进行UNI到UNI的监控。 2．  通过网络运营商对ODU进行NNI到NNI监控。 3．  为保护切换进行子层监控，以及检测信号故障或劣化状况。 4．  监控汇接连接，对故障进行定位或验证。 六个TCM字段支持一各种各样的网络配置形式进行汇接连接监控，并且可以用于嵌套，重叠和级连拓扑结构。 这种丰富的监测手段，使整个网络可以以非常灵活的方式运营和管理。 不同的是TCM监测点的起始位置、使能状态完全由网管控制。通过选择不同的监测起始节点，不同的运营商和客户可对同一信号进行监控，有利于业务的维护和故障定位及解决业务提供质量方面的纠纷。 22

光层网络级保护 光通道1+1保护 1+1光复用段保护 光线路1:1保护 光通道1+1波长保护； 光通道1+1路由保护； OCP OCP 主用线路 λn OMU ODU λn OCP OTU OTU OCP 备用线路 λm OMU λm OTU ODU OTU 主用线路 λn OMU ODU λn OCP OCP λn OTU OTU λn 备用线路 λn OMU ODU OTU OMSP ODU 主用线路 备用线路 OMU 主用线路 OLP OLP OTU OTU OMU ODU OTU OTU OTU OTU 备用线路

电层网络级保护—Och / ODUk保护 OCh 1+1保护 OCh m:n保护 OCh Ring保护 XCU XCU λn λm λn 线路OTU λn λm XCU OMU ODU 主用线路 备用线路 支路OTU λn 主用OTU 备用OTU λm XCU ODU OMU 支路OTU 1 OCh 1+1保护：基于单个光通道的1+1保护，利用XCU盘实现光通道信号的并发选收，倒换时间小于50ms。 OCh m:n保护：实现基于光通道的m:n 保护，m 是保护通道的数目，n是工作通道的数目。该保护由XCU 盘配合APS 协议完成，属于双端倒换，每一个通道的倒换与其它通道的倒换独立。 OCh RING保护：该保护类型适用于分布式业务网络，环内仅需2个波长通道即可对各节点间的分布式业务实现保护。 2 3 1 2 3 1 2 3 4 5 6 4 5 6 4 5 6

多种保护策略 多种保护方式，适合不同的网络结构和业务需求。 没有最好的保护，只有最合适的保护。 组网结构 环网 链路 业务形式 汇聚 -- 光通道1+1波长保护 光通道1+1路由保护 1+1光复用段保护 光线路1:1保护 OCh 1+1保护 OCh m:n保护 OCh Ring保护 组网结构 环网 链路 业务形式 汇聚 -- 分布 倒换 单端倒换 双端倒换 抵御故障 单盘+线路 线路 单盘 倒换时间 50ms 多种保护方式，适合不同的网络结构和业务需求。 没有最好的保护，只有最合适的保护。

不同复用段保护方式的系统图 基于光纤线路的光线路保护（OMSP） 光缆线路的保护也是应用较多的一种保护方式，与SNCP相比，OLP保护是基于线路的保护，对于波长没有感知。但其实现成本低，同时可有效的保护光缆线路。 1：N共享波长的保护，是当前可靠性和成本结合最后的保护方式，通过减少保护OTU的数据降低了成本，同时可以实现基于波长的精细保护。 26 26

不同复用段保护方式的系统图 基于光纤线路的光线路保护（OLP） 光缆线路的保护也是应用较多的一种保护方式，与SNCP相比，OLP保护是基于线路的保护，对于波长没有感知。但其实现成本低，同时可有效的保护光缆线路。 1：N共享波长的保护，是当前可靠性和成本结合最后的保护方式，通过减少保护OTU的数据降低了成本，同时可以实现基于波长的精细保护。 27 27

GMPLS管理下的OTN与ROADM——使ASON实至名归 OTN的下一步发展方向-ASON GMPLS管理下的OTN与ROADM——使ASON实至名归 实现波长级的与OTUn级的用户定制与分级服务 承载业务类型多样 统一的网络数据格式，便于互连互通 真正实现光域的自动交换与调度网络 28 28

内容摘要 1 OTN技术介绍 1 OTN技术介绍 2 OTN设备介绍 2 OTN设备介绍 3 线路设计方案 4 OTN山东应用方案探讨

烽火公司端到端的OTN解决方案（新系列） FONST 5000 FONST 4000 FONST 3000 FONST2000/1000 支持3T以上交叉容量 支持100GE传送 支持ODU4交叉 交叉容量 1.44T 业务槽位/总槽位数量 27/32 应用场景 一干、二干、本地、城域核心 交叉容量 360G 业务槽位/总槽位数量 28/32 应用场景 一干、二干、本地、城域核心汇聚层 总槽位数量16/12 应用场景 城域接入,边缘汇聚、重要接入节点

DWDM/OTN系统—FONST W1600+ FONST W1600 高速大容量DWDM/OTN系统 可配置为OTM/ROADM/OTH/OA 集成度极高 单子架16波10G，单机架完成40波系统，最大上下48波 物理特性 2600/2200/2000mm* 600mm* 600mm 分散供电，机架/子框/单盘2路主备用供电 40波满配置系统耗电<1600w FONST W1600 G.709 FONST W1600所有OTU均支持G.709接口 ROADM 插入ROADM单盘可升级光交叉功能 OTH 配置OTH扩展子框可升级电交叉功能 OTH扩展子框

OTN设备产品族 FONST 3000/FONST 4000： FONST 5000 32 烽火通信新一代智能OTN光传送平台 ： 通过子框和机盘的不同组合，可以灵活的配置成DWDM终端站、DWDM线放站以及OADM站等形式 ； 支持点到点、链形、环形、网状网等多种组网方式 ； 兼顾电层的灵活性和光层的大容量 ； 提供从网络边缘到骨干网络的多种解决方案 ； 智能控制平面和整体规划软件； 集成维护系统 FONST 5000 更大交叉容量(3.2Tb/s)； 更大交叉颗粒(ODU4)； 更高传输速率(100Gb/s) 32

OTN系列产品体系架构 FONST 3000 FONST W1600 FONST 4000 FONST 2000 FONST 1000 33

NRZ, ODB, sDPSK, RZ-DQPSK, PM-QPSK 具备1.44T交叉能力，交叉颗粒ODU0、ODU1、ODU2、ODU3 烽火通信新一代OTN系统-FONST 4000 支持96波配置 满系统容量达3.84Tb/s 支持多种码型的光电转发单元 NRZ, ODB, sDPSK, RZ-DQPSK, PM-QPSK 色散管理技术（线路＋单通道） 功率均衡和自适应控制技术 具备1.44T交叉能力，交叉颗粒ODU0、ODU1、ODU2、ODU3 支持10G/40G混合传输 C波段连续可调、可插拔光模块 支持配置为ROADM 8维度，50GHz波道间隔 机架深度300mm 电源、网管、交叉及控制单元1+1热备份 配合OTNP进行网络规划和优化 支持智能控制平面加载 全面兼容FONST 3000业务单盘 34

FONST3000机架 FONST3000机架 采用满足ETSI标准机架，有2600×600×300mm、2200×600×300mm、2000×600 ×300mm三种机架可供选择 35

NRZ, ODB, sDPSK, RZ-DQPSK, PM-QPSK 具备360G交叉能力，交叉颗粒ODU0、ODU1、ODU2 烽火通信新一代OTN系统-FONST 3000 支持96波配置 满系统容量达3.84Tb/s 支持多种40G码型的OTU NRZ, ODB, sDPSK, RZ-DQPSK, PM-QPSK 精确色散管理技术（线路＋单通道） 功率均衡和自适应控制技术 具备360G交叉能力，交叉颗粒ODU0、ODU1、ODU2 支持10G/40G混合传输 C波段连续可调、可插拔光模块 支持配置为ROADM 8维度，50GHz波道间隔 机架深度300mm 电源、网管、交叉及控制单元1+1热备份 配合OTNP进行网络规划和优化 支持智能控制平面加载 36

FONST 3000子框 机架深度300mm 2.6m机架子框可安装2个OTH子框或者一个OTH子框＋2个波道子框 单层波道框和线路框合一 (a)线路/波道子框 (b)OTH子框 37

NRZ, ODB, sDPSK, RZ-DQPSK, PM-QPSK 具备1.44T交叉能力，交叉颗粒ODU0、ODU1、ODU2、ODU3 烽火通信新一代OTN系统-FONST 4000 支持96波配置 满系统容量达3.84Tb/s 支持多种码型的光电转发单元 NRZ, ODB, sDPSK, RZ-DQPSK, PM-QPSK 色散管理技术（线路＋单通道） 功率均衡和自适应控制技术 具备1.44T交叉能力，交叉颗粒ODU0、ODU1、ODU2、ODU3 支持10G/40G混合传输 C波段连续可调、可插拔光模块 支持配置为ROADM 8维度，50GHz波道间隔 机架深度300mm 电源、网管、交叉及控制单元1+1热备份 配合OTNP进行网络规划和优化 支持智能控制平面加载 全面兼容FONST 3000业务单盘

FONST 4000子框 机架深度300mm 2.6m机架子框可安装2个OTH子框或者一个OTH子框＋2个波道子框

OTN智能风扇特性 具备温控可调速智能风扇单元：框配有上抽下吹2个风扇单元，以满足OTH子框高功耗引发的强降温需求。 每个风扇单元配有三个子风扇，上下风扇单元的对应子风扇各为一组，各组子风扇可独立控制、互为备份： 可通过网管控制每组子风扇的运行状态，任一组子风扇故障，其它两组子风扇会提高转速，保证设备在稳定的环境温度下正常高效地运行。

内置光纤在线监测系统（OTDR) OTM OMT OLA 内置OTDR 随着光缆线路的大量敷设和使用，OTDR的应用越来越广泛。 主要用于测试整个光纤链路的衰减并提供与长度有关的衰减细节，具体表现为探测、定位和测量光纤链路上任何位置的事件(事件是指因光纤链路中熔接、连接器、弯曲等形成的缺陷，其光传输特性的变化可以被测量) OTDR模块是依靠光的菲涅耳反射和瑞利散射进行工作的，通过将一定波长的光信号注入被测光纤线路，然后接收和分析反射回来的背向散射光，经过相映的数据处理后，在网管上显示出被测光纤线路的背向散射曲线，从而反映出被测光纤线路的接头损耗和位置、长度、故障点、两点间的损耗、大衰减点、光纤的损耗系数，为光缆线路工程技术人员和维护人员判断、评价光缆线路传输质量及光缆线路工作状况提供原始资料和相关数据.. OTM OMT OLA 内置OTDR

波道在线监测，降低长期运维成本 光系统系统提供三种性能监测方式 单盘管理单元将性能指标上报至网管，可直接读取各关键点光功率。 通过内置光谱分析单元，提供直观便捷的性能监测手段，直接获得中心频率、光功率、OSNR等重要参数。 多点在线光谱监测接口，在不中断业务情况下，外接光谱分析仪等分析仪表。 O M U O D U TX OTU RX OTU EDFA TX OTU …. RX OTU …. TX RX OSC OSC RX OTU TX OTU OPM OPM

烽火通信所有传输类产品均可共用OTNM2000网管系统 高精度纠前误码统计 烽火通信所有传输类产品均可共用OTNM2000网管系统 烽火公司提供的网元管理系统对“光再生段纠错前误码率”具有追溯性和实时性监测功能。 可以统计15分钟内每秒线路误码率的“最大值”、“最小值”，根据“线路误码率”描绘曲线并完成输出，同时可以列表显示和输出。可以对“每秒线路误码率”性能实时显示，实时显示的刷新频率为1秒，数据支持图形显示、列表输出。纠前误码率统计精度高。

仿真 规划 模拟 维护 优化 业界独有网络规划系统OTNP平面 传统的WDM/SDH 光传输网络目前主要还是采用经验方法人工规划设计的，但随着基于ASON的OTN/WDM逐渐应用，传统的人工设计方式已无法应付智能化的网络的规划和优化，因此，OTNP 网络规划平面对于智能光网络的部署和运营起着十分重要的作用。对于电信设计部门，需要用此工具优化设计智能光网络，降低网络建设成本，定期优化业务路由，提高资源利用率，利用此工具辅助智能光网络的可自动生成路由表，设备报价清单，设备安装图等报表，提高工作效率并减少人工错误。 仿真 规划 模拟 维护 优化

武汉移动本地网OTN方案——拓扑图 火车站 长春街 核心环(80*40G系统） 东菜园 常青 妙墩 关南 罗家路 4km 3.73km 5.7km 24.4km 18.2km 28km 8.3km 10.2km 汇聚环1 14区待建(今年) 5区待建(今年) 6区待建(今年) 5.3km 1.6km 8km 2km 7.6km 京山机电 3km 金银湖 华中厨具 5.89km 盘龙城2 9.24km 汉口北待建机房 （今年） 21km 汇聚环2 9区待建(今年) 6km 10区待建(今年) 1.8km 5km 汇聚环3 邮监站 4.5km 2区待建（今年） 顺道街 8.1km 机床厂 4.2km 3.7km 汇聚环4 盘龙2 18km 天河机场 15km 黄陂 30.66km 新洲 75.14km 阳逻 40.5km 26.5km 汇聚环5 30区待建（今年） 28区待建 青山发改委 15.85km 2.5km 7km 7.4km 汇聚环9 27区待建 35区待建 铁通机房 紫阳路 6.2km 小东门 2.9km 汇聚环10 整体网络由10个汇聚环网和1个核心环网组成，汇聚节点到核心节点多为2.5G POS或GE业务。所有波道均采用支线路分离式的OTU： GE业务向2.5G业务升级时线路OTU保持不变，保护网络的现有投资。 光路不需在重新调测，只需要增加2.5G的支路OTU即可，有效缩短业务开通时间。 有效减少在网应用的OTU种类，减少备盘数量，降低维护成本。

安阳联通-基于光交叉(ROADM)的调度网络 安阳联通采用8端FONST W1600组建两个环网，在红旗路和相一路采用WSS模块，实现了跨环业务的自由调度。

云南移动二干OTN 40G中继环 大容量的环网设计，工程采用96×10G平台进行建设能满足至少未来5年的业务发展需求； 55 85 82 106 67 84 102 94 61 110 81 105 95 53 118 98 108 101 114 70 60 96*10G 西北环 96*10G 西北环II 96* 10G 76 96*10G 东南环 75 64 97 68 83 73 42 93 99 112 77 65 109 96 50 10 45 57 91 79 40G中继环 86 大容量的环网设计，工程采用96×10G平台进行建设能满足至少未来5年的业务发展需求； 全面的OTN平台，实现ODUk级别的业务颗粒调度，业务上下灵活，后期可根据业务需求引入ROADM模块的实现波长级业务灵活调度以及ASON控制平面的加载； 成熟的保护方式，同时采用电层光层、线型及环网等多种保护方式； 统一的网管平台，网管平台和已有的MSTP系统网管一致;

OTN工程案例 云南移动二干OTN工程 武汉移动本地城域OTN工程 黄石移动本地城域OTN工程 黄冈移动本地城域OTN工程 …… 湖州移动本地城域OTN工程 嘉兴移动本地城域OTN工程 绍兴移动本地城域OTN工程 金华移动本地城域OTN工程 巴盟联通本地城域OTN工程 宜昌移动本地城域OTN工程 眉山移动本地城域OTN工程 吉林通化联通本地城域OTN工程 吉林松原联通本地城域OTN工程 吉林白城联通本地城域OTN工程 山东莱芜移动本地城域OTN工程 合肥联通本地城域OTN工程 绥化移动本地城域OTN工程 鸡西本地城域OTN工程 ……

内容摘要 1 OTN技术介绍 1 OTN技术介绍 2 OTN设备介绍 3 OTN线路方案 3 线路设计方案 4 OTN山东应用方案探讨

在工程设计时要考虑色散，功率衰耗和光信噪比（OSNR）三方面的因素 DWDM总体设计方法 传输受限因素：限制光纤系统传输的三个主要因素：衰耗、色散和信噪比 色散的解决办法：采用高色散容限的光源（比如EA激光器、M-Z外调制激光器）、色散补偿模块,系统PMD容限等。 衰耗的解决办法：在光纤线路中使用掺饵光纤放大器（EDFA）或者采用高功率输出的激光器。 信噪比（OSNR）：光放大器的级联使光ASE噪声累积，导致光信噪比（OSNR）降低，光信噪比降低到一定程度后将严重危害系统的性能值（灵敏度降低）,可以通过优化网络参数（例如不同规格光放的配置等）或者采用电中继来解决. 在工程设计时要考虑色散，功率衰耗和光信噪比（OSNR）三方面的因素

目前工程中绝大部分为NRZ码，少数OSNR值非常低的工程采用了RZ码 传输码型的考虑 DWDM系统码型比较： NRZ码：技术成熟，频谱效率较高，信号完整性好，因而广泛应用于目前的商用化长途DWDM传输系统中。 RZ码：脉冲序列中，在每个连“1”的过渡区域电场振幅是归零的，每个“1”码的电场振幅具有彼此独立的时间包络，这对于接收端的时钟恢复是非常有利的；而NRZ码的连“1”则是连为一体的。 因此在相同平均接收功率条件下，RZ码的眼图张开度更大，误码性能更为优异，一般能提供3dB的OSNR改善。 CS-RZ码：相邻码元的电场振幅的符号相反，从而达到降低光谱宽度的目的。 增加了色散容限，而且有更强的抵抗SPM和FWM等光纤非线性效应的能力 目前工程中绝大部分为NRZ码，少数OSNR值非常低的工程采用了RZ码

线路设计提纲 DWDM系统配置原则 DWDM系统色散设计思路 DWDM系统放大器设计思路 DWDM系统OSNR仿真计算软件

DWDM系统色散设计思路 当一个光脉冲从光纤中输入，经过一段长度的光纤传输之后，其输出端的光脉冲会变宽，甚至有了明显的失真，这说明光纤对光脉冲有展宽的作用，即光纤存在色散。在DWDM系统中主要通过两种措施来解决光纤的色散问题： 1.通过预啾啁技术提高光源（激光器）的色散容限。 2.加入负色散的DCM（色散补偿模块）。 对于工程设计来说，一般来说应遵循欠补偿优于过补偿的原则（因为过补偿会增加系统的通道代价，严重的时候使脉冲明显失真）。色散补偿模块通常放置于接收端，这样光脉冲通过周期性的展宽和压缩，使系统的色散控制在一个比较好的范围内。 在实际工程中，一般来说，网络的情况是比较复杂的，经常要面临DCM放置在哪个站点比较好，隔多少距离放置DCM比较合适的问题。其实这是一个很灵活的问题，在一定的网络条件下，会有多种满足系统指标的补偿方式，但总的原则是，分布式色散补偿系统的性能比集中式色散补偿性能优越很多。 由于DCM模块都有比较大的衰耗 ，而且其色散值对值和其本身的衰耗有一定的线性的对应关系，因此要综合考虑系统衰耗、色散、非线性和OSNR因素，把系统的各个指控制在一个最佳的平衡点。

以上所说是同一复用段之间的距离(准确的说应该同一复用段为上下（中继）业务节点之间的距离） 2.5G系统色散的设计 光源的色散容限 2.5G色散容限达12800ps/nm 系统色散受限距离 G.655纤，D：5， 2560km。 G.652纤，D：20， 640km。 对于G.652光缆可以简单的基本不用进行补偿 以上所说是同一复用段之间的距离(准确的说应该同一复用段为上下（中继）业务节点之间的距离） 定西1 OTM 通渭 OADM 文峰 OADM 漳县 OADM 岷县 OTM （G.652） 103Km 28.33dB 110Km 30dB 90Km 26dB 120Km 32dB OBA OPA OBA OPA OBA OPA OBA OPA OPA OBA OPA OBA OPA OBA OPA OBA

10系统色散的设计 国内最大的色散容限 预留色散富余度 工程设计时按照800ps容限考虑 光源的色散容限 10G OTU色散容限：1600ps 系统色散受限距离 G.655纤，D：5， 300公里。（欠补偿距离控制在140Km内） G.652纤，D：20， 80公里（欠补偿距离控制在40Km内）。 国内最大的色散容限 预留色散富余度 工程设计时按照800ps容限考虑 OBA 建水 OA 通海 OA 86.5km 27.2dB 87km 27.3dB 57.7km 18.5dB OPA 80 OLA 40 玉溪新局 OTM 231.2km 开远OTM （G.652）

10系统色散的设计-G.655纤 A OTM B OADM C OADM D OADM E OADM F OADM G OADM H 站名 光缆类型 G.655（一级） 光放段长度（KM） 61 21.9 32 14.3 45 22 光放段衰减（dB） 130 42.6 光复用段长度（KM） 456 OBA 1820 OPA 1413 OBA 1820 OBA 1820 OLA 1820 OBA 1823 RAU 1020 OPA 2013 OBA 1820 OBA 1820 OPA 1413 OBA 1820 WDM系统配置（40×10Gb/s） 40 120 40 40 120 40 OBA 1820 OPA 1413 OBA 1820 OLA 1820 OBA 1820 OBA 1820 OPA 2013 RAU 1020 OBA 1823 OBA 1820 OPA 1413 OBA 1820 F OADM G OADM H OADM A OTM 站名 光缆类型 G.655（一级） 光放段长度（KM） 光放段衰减（dB） 78 27 80 27.6 30 13.8 光复用段长度（KM） 456 OBA 1820 OPA 1413 OBA 1820 OBA 1820 OPA 2013 OBA 1820 OBA 1820 OLA 1820 WDM系统配置（40×10Gb/s） 40 80 40 80 OBA 1820 OPA 1413 OBA 1820 OBA 1820 OPA 2013 OBA 1820 OLA 1820 OBA 1820

PMD考虑 建议在工程厂勘时能测试光缆DGD实际值 与10G比较DGD容限 烽火公司提供的FONST W1600 10G系统的平均DGD容限为20ps，最大DGD容限为60ps。 烽火公司提供的FONST W1600 2.5G系统的平均DGD容限为40ps，最大DGD容限为120ps。 DGD值=0.5 * 231.2=7.6ps G.652纤PMD系数为0.5 G.655纤PMD系数为0.3 建议在工程厂勘时能测试光缆DGD实际值

京太西工程数据 光复用段 北京 大同 DGD(ps) 19.9 太原 19.8 西安 4.2

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工程设计方法 一般来说，目前各个厂商都采用等效增益法进行工程设计。也就是放大器的增益大于等于前段的衰耗（包括光缆的线路衰耗、富裕度、接口损耗等）。 1 2 3 n - PNO IS E POU T P IN 系统传输距离 D 光纤衰减 =L 光放大器增益 =G 光放大器间跨距 S

解决线路衰耗的方案——光放大技术 TX RCV 功率放大器 线路放大器 前置放大器 信号功率 接收灵敏度 距 离 位置：发射机之后 距 离 位置：发射机之后 功能：提高发送光功率。 要求：要求功率线性放大，对放大器噪声特性要求不高。 备注：为了提高泵浦源功率转化为光信号功率的效率。要求放大器工作在增益或输入功率饱和区。 位置：整个中继段的中间或接收端。 功能：弥补线路损耗。 要求：要求对小信号增益高，而且噪声系数小。 位置：接收机前 功能：将信号功率放大到接收机灵敏度范围之内。 要求：要求降低噪声，使用窄带光滤波器。 备注：前放极大改善了直接检测式接收机的灵敏度。

采用拉曼放大器延长传输距离 增益因子 频率偏移 (nm) 我国的第一个应用 受激喇曼散射效应, 不同频带的光功率转移 效率最高的能量转移发生 模块的应用 黑龙江 系统的应用 如网通国家干线四川区域网泸州—宜宾等，网通国家干线浙闽赣区域网福建段 受激喇曼散射效应, 不同频带的光功率转移 效率最高的能量转移发生 在间距为100nm的波段 nR = 7 T Hz 55 nm 6 增益因子 4 拉曼放大器的思想是让短波长的激光泵发出的激光通过光纤，与信号的波长混合在一起， 利用高频能量向低频能量的转移的特性来实现光信号的放大。 拉曼放大器可以放大任何波段的信号。 2 频率偏移 (nm) 20 40 60 80 100 120 140 使用拉曼放大器的时候需注意工程开通维护安全！ 目前我公司的拉曼放大器的参数为1020，NF为0

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光信噪比影响 简单化模型：对于最坏情况信道的可变跨距衰减 OSNRK=58+P(最坏情况) -Nf-Langk-10LogK 精确计算WDM系统中光信道的OSNR是很复杂的，一方面EDFA光放大器对系统噪声积累的影响的理论模型还有待于完善；另一方面，WDM系统中许多主要参数与波长的相关性也增加了计算的复杂性，如光纤段衰减的波长相关、EDFA增益的不平坦等。但在现有理论和研究水平的基础上，为保证设计的WDM系统性能满足工程基本要求，根据最坏情况的设计原理，在工程中可以粗略地估算OSNR。 简单化模型：对于最坏情况信道的可变跨距衰减 OSNRK=58+P(最坏情况) -Nf-Langk-10LogK OSNRK： K个跨距后的光信噪比，dB M： 波分复用得光信道数量 P(最坏情况)：最坏情况信道的输出光功率，dBm Nf： 光放大器(OA)的噪声指数 Langk： 渐增的跨距衰减，dB 光纤中的非线性效应一般分为两类: 一类与折射率相关(Kerr效应),通常指自相位调制(SPM)、交叉相位调制(XPM)、四波混频(FWM)等; 另一类为受激散射,如受激布里渊散射(SBS)和受激喇曼散射(SRS).本文仅讨论与折射率相关的非线性效应对高速长距离光传输的影响以及消除或者减轻其影响程度的对策. 解决光纤非线性影响的根本性措施是降低光中的光功率密度.降低入纤功率或者选用大积光纤都能够达到这一目的,但是,降低入纤为实现多波长远距离光传输设置了障碍.选效面积光纤作为传输线路要理想得多,它可线性发生机率或影响程度.开发、应用大有效纤(LEAF,LargeEffectiveAreaFiber)已是新型光纤领域的热点.

光信噪比影响－续 OSNR:信号光功率与噪声光功率之比，每个EDFA产生的 ASE噪声会经过后续的放大器放大以及光纤衰之后积累起来， 使得系统输出端OSNR下降。 必须在信道数、光纤段数以及段损耗之间进行综合选择。 累积噪声随着放大器的级数线性增长,而且还随着放大器级间损耗(增益)指数增长，系统总长度一定时,低增益、多级数比高增益、少级数方案有高得多的OSNR; 其他条件一定时,信道数M和光纤段数N有互补作用; 提高EDFA总输出功率的有效方法。 对于ULH DWDM系统，光纤非线性效应的影响非常显著。由于我们采用G.652光纤传输，系统设计中主要考虑自相位调制（SPM[Self Phase Modulation]）和相邻信道交叉相位调制（XPM[Cross Phase Modulation]）的影响。考虑非线性效应后，需要重新考虑光信噪比，信号的传输受诸多物理因素的限制，一味追求高OSNR是不对的。 光纤中的非线性效应一般分为两类: 一类与折射率相关(Kerr效应),通常指自相位调制(SPM)、交叉相位调制(XPM)、四波混频(FWM)等; 另一类为受激散射,如受激布里渊散射(SBS)和受激喇曼散射(SRS).本文仅讨论与折射率相关的非线性效应对高速长距离光传输的影响以及消除或者减轻其影响程度的对策. 解决光纤非线性影响的根本性措施是降低光中的光功率密度.降低入纤功率或者选用大积光纤都能够达到这一目的,但是,降低入纤为实现多波长远距离光传输设置了障碍.选效面积光纤作为传输线路要理想得多,它可线性发生机率或影响程度.开发、应用大有效纤(LEAF,LargeEffectiveAreaFiber)已是新型光纤领域的热点.

OSNR 长跨距劣化OSNR！ 如何解决OSNR过低的问题-方法3 3120km 580km 40dB 20dB 尽量缩短每个光放段的长度（减少每个光放段的衰减）。 3120km 580km OSNR 长跨距劣化OSNR！ 40dB 20dB

DWDM系统OSNR仿真计算软件 公司研发部门根据理论上的OSNR算法，开发了OSNR的计算软件。这个软件从理论的角度对OSNR的计算进行了模拟，与实际设备OSNR的测试值对照，差距不大。下面将OSNR的计算过程做简要的描述。 1. 软件的安装及缷载 本软件为绿色软件，即无需安装即可使用，若不再需要该软件了，也只需直接删除。 2.软件组成结构及计算过程 软件包含系统登陆界面、配置输入窗口、主窗口界面、OSNR计算窗口等4个部分。 双击DWDM.EXE文件即可启动软件程序进入登陆界面

内容摘要 1 OTN技术介绍 1 OTN技术介绍 2 OTN设备介绍 3 OTN线路方案 3 线路设计方案 3 线路设计方案 3 线路设计方案 3 线路设计方案 4 OTN山东应用方案探讨 3 OTN线路方案 4 山东电力网络规划探讨

大致组网模式 目前大致情况： 总共需要传送18个点的业务数据。每个点初期规划3*10G。 省调单端设备终结至少需要540G以上的电层交叉能力

网络规划方案探讨（一） 网络拓扑规划受限： 光缆资源： 组建OTN环网需要综合考虑地市地理位置和现有光缆资源，因地制宜； 线路衰耗： 单跨段距离不宜过长。需要合理划分区域。 色散： ……..

网络规划方案探讨（二） 网络容量规划： 40波还是80波？ 假设按照南北环划分，每个汇聚环平均带9个节点，单环节点数量较多，初期已经使用27个波长。后期扩容不够。 推荐采用80波系统。 初期可按照80波系统配置，具备向80波系统平滑升级的能力。（只需要增加相应的OTU单元即可。） 设备配置建议： 汇聚节点采用FONST 3000光层子框+360G电层子框 可供交叉的槽位数量为26个（20G 10个/10G 16个），单机架2.2m 可完成48波业务的上下 核心节点采用FONST 3000光层子框+1.44T电层子框 可供交叉的槽位数量为27个（9个80G/18个40G），单机架2.2m可完成80波业务的上下（1.44T）

网络规划方案探讨（三） 网络保护规划： 节点冗余保护： 波道上安排业务归属到主备两个不同节点。避免业务在单一核心节点上下。 光层面保护规划： 采用OCP保护方式。目前OTN工程基本都采用这种保护方式。 电层面保护方式： 采用ODUk 1+1保护方式

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