WDM在線(xiàn)光纜可視化監測解決方案實(shí)踐

隨著(zhù)光網(wǎng)絡(luò )結構日益復雜，網(wǎng)絡(luò )動(dòng)態(tài)重構越來(lái)越頻密，在線(xiàn)光纜資源以及暗光纖的管理也變得越來(lái)越重要。 

   另一方面，光網(wǎng)絡(luò )智能化的演進(jìn)越來(lái)越快，但智能化多集中在網(wǎng)絡(luò )層及以上的層面，底層特別是作為整個(gè)光網(wǎng)絡(luò )物理基礎的光纖的質(zhì)量、以及光纖資源的可視化、可調度化、智能化實(shí)時(shí)在線(xiàn)管理一直以來(lái)沒(méi)有太大的進(jìn)展，實(shí)現對在線(xiàn)光纖鏈路質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監測以及光纖資源動(dòng)態(tài)管理可能會(huì )成為未來(lái)強健、自動(dòng)化、智能化、可調度化光網(wǎng)絡(luò )的一項關(guān)鍵技術(shù)。 
當前光網(wǎng)絡(luò )中光纖資源的里程數及管理復雜度都在急劇增長(cháng)中，而傳統的、效率低下的人工維護已難以高效支撐現代光網(wǎng)絡(luò )的高質(zhì)量要求。 

   作為一項能夠契合上述需求變革方向的新技術(shù)，傳送網(wǎng)用在線(xiàn)式OTDR（以下簡(jiǎn)稱(chēng)在線(xiàn)式OTDR）日益成為WDM系統中的一個(gè)新的必備組件單元。不同于傳統OTDR儀表或者離線(xiàn)式OTDR模塊，當需要對在線(xiàn)光纖鏈路進(jìn)行實(shí)時(shí)監測時(shí)，需要考慮對于在線(xiàn)光纖鏈路中，由于EDFA、Raman、Hybrid（EDFA+Raman）等光放大器開(kāi)啟時(shí)，以及單個(gè)或者多個(gè)波長(cháng)承載業(yè)務(wù)運行時(shí)，系統中的噪聲（可能來(lái)源于光放大器的ASE，信號光的串擾以及非線(xiàn)性產(chǎn)物等）會(huì )對在線(xiàn)光纖質(zhì)量監測產(chǎn)生巨大影響。 

因此，在線(xiàn)式OTDR需要根據WDM傳送網(wǎng)的系統特征做必要的技術(shù)研究，以解決歷史上無(wú)法對傳送網(wǎng)在線(xiàn)光纖鏈路進(jìn)行實(shí)時(shí)監測的問(wèn)題。 
在線(xiàn)式OTDR在系統中應用的幾種可能實(shí)現方式及應用方式如下： 
方式一 波分復用在線(xiàn)式OTDR 
根據使用波段的差別，這種方式又可具體分為兩種細分方式。 
1>L band波分復用在線(xiàn)式OTDR 
   在該種應用方式下，在線(xiàn)式OTDR借用當前L band空閑波段，在主光路上以波分復用的方式接入到現網(wǎng)中（圖中e-OTDR即上文所提到在線(xiàn)式OTDR，圖中OA即上文提到的光放大器，下同）。應用拓撲示意如下： 
  
 

   需要說(shuō)明的是，上圖只示意了OTDR從發(fā)送端接入的應用場(chǎng)景；OTDR也可以從接收端接入系統。 
這種應用方式的優(yōu)點(diǎn)在于： 
動(dòng)態(tài)范圍較大，對于系統中ASE的抑制有較好的效果，可對100Km以上光纖鏈路進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)連續監測。原因在于可使用多種L-band激光器，激光器輸出功率和波長(cháng)及譜寬等性能均不用有太苛刻的要求，可獲得性及成本方面有一定優(yōu)勢。 
其缺點(diǎn)在于： 
a.需要在主光路插入額外WDM，給主光路帶來(lái)額外插損；此外對存量老網(wǎng)絡(luò )升級操作不便； 
b.近年來(lái)越來(lái)越多的系統向C+L-band擴展，現有的L-band OTDR將會(huì )與擴展后的系統產(chǎn)生波長(cháng)沖突； 

2>OSC band波分復用在線(xiàn)式OTDR 
   在該種應用方式下，在線(xiàn)式OTDR借用OSC band（如1510±10nm）內的空閑波長(cháng)，跟OSC模塊以波分復用的方式從OSC band接入到現網(wǎng)中。應用原理如下： 
  
 

需要說(shuō)明的是，上圖只示意了OTDR從發(fā)送端接入的應用場(chǎng)景；OTDR也可以從接收端接入系統。 
這種應用方式的優(yōu)點(diǎn)在于： 
a.無(wú)需改動(dòng)現有主光路，不增加主光路損耗。因此對于存量老網(wǎng)絡(luò )的平滑升級和新系統部署均非常容易； 
b.動(dòng)態(tài)范圍較大，對于系統中ASE及噪聲的抑制有較好的效果，可對100Km以上在線(xiàn)光纖鏈路進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)連續監測； 
c.兼容C及C+L-band系統。 
其缺點(diǎn)在于： 
a.需要在OSC通路加入額外WDM，引入了額外的0.5dB插損； 
b.由于使用定制激光器導致1:1使用時(shí)成本相對較高。但在實(shí)際應用中，可根據系統特征，跟1*N光開(kāi)關(guān)連用，可大幅降低單線(xiàn)路監控成本； 

方式二 時(shí)分復用在線(xiàn)式OTDR 
   在該種應用方式下，在線(xiàn)式OTDR復用OSC工作波長(cháng)（共用同一個(gè)激光器），跟OSC模塊以時(shí)分復用方式接入到現網(wǎng)中。應用拓撲示意如下：

 

   需要說(shuō)明的是，上圖示意了從發(fā)送端接入的應用場(chǎng)景；但是由于復用了OSC激光器，OTDR需要跟OSC發(fā)射方向相同，限制了該方式下OTDR從OA接收端接入。 
這種應用方式的優(yōu)點(diǎn)在于： 
a.無(wú)需改動(dòng)主光路。因此對于新網(wǎng)絡(luò )部署和老網(wǎng)絡(luò )的平滑升級部署均非常容易； 
b.單線(xiàn)路監控成本較低。原因在于OTDR跟OSC模塊共用同一個(gè)激光器，分攤了部分硬件成本； 
其缺點(diǎn)在于： 
a.需要在OSC光路插入額外光器件（如耦合器等類(lèi)似器件）、增加了OSC光路的插損。其根本原因在于由于激光器復用，為了實(shí)現OTDR功能需要在OSC光路中插入額外光器件； 
b.需要在網(wǎng)管層面對OSC業(yè)務(wù)的傳送進(jìn)行間斷控制以協(xié)調OTDR掃描窗口對特定時(shí)隙的獨占性； 
c.動(dòng)態(tài)范圍較低。由于大批量使用的OSC用激光器功率相對非常?。ㄒ话?mW左右），所以實(shí)現OTDR功能時(shí)動(dòng)態(tài)范圍較低； 
d.受限于只能從發(fā)送端接入，且激光器譜寬較寬，在線(xiàn)性能更易受到系統ASE的影響，在線(xiàn)性能較差。 
NOTE：以上所提到動(dòng)態(tài)范圍，均遵循IEC61746 RMS動(dòng)態(tài)范圍定義。 
下表將上述三種拓撲的應用特性做簡(jiǎn)單小結： 

 

   作為全球領(lǐng)先的光器件/模塊廠(chǎng)商，光迅科技緊跟技術(shù)發(fā)展趨勢，通過(guò)與全球領(lǐng)先的電信設備商、運營(yíng)商的持續緊密合作已實(shí)現對多種OTDR解決方案的支撐，推出了全系列在線(xiàn)式OTDR產(chǎn)品。該系列產(chǎn)品已大規模發(fā)貨，服務(wù)于全球海量在線(xiàn)光纜的實(shí)時(shí)監測中，為實(shí)現WDM系統在線(xiàn)/離線(xiàn)光纜的自動(dòng)化、智能化運維提供了強勁的技術(shù)支撐。