ICCSZ訊 光纖鏈路資源作為光纖通信系統(tǒng)的物理層介質(zhì),是整個光網(wǎng)絡系統(tǒng)的基礎。伴隨著光網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展和各種新型數(shù)據(jù)應用需求的爆發(fā)式增長,海量光纖已經(jīng)被敷設于各種應用環(huán)境之中。隨著光網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)日益復雜,網(wǎng)絡動態(tài)重構(gòu)越來越頻密,在線光纜資源以及暗光纖的管理也變得越來越重要。
另一方面,光網(wǎng)絡智能化的演進越來越快,但智能化多集中在網(wǎng)絡層及以上的層面,底層特別是作為整個光網(wǎng)絡物理基礎的光纖的質(zhì)量、以及光纖資源的可視化、可調(diào)度化、智能化實時在線管理一直以來沒有太大的進展,實現(xiàn)對在線光纖鏈路質(zhì)量進行實時監(jiān)測以及光纖資源動態(tài)管理可能會成為未來強健、自動化、智能化、可調(diào)度化光網(wǎng)絡的一項關(guān)鍵技術(shù)。
當前光網(wǎng)絡中光纖資源的里程數(shù)及管理復雜度都在急劇增長中,而傳統(tǒng)的、效率低下的人工維護已難以高效支撐現(xiàn)代光網(wǎng)絡的高質(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)用在線式OTDR(以下簡稱在線式OTDR)日益成為WDM系統(tǒng)中的一個新的必備組件單元。不同于傳統(tǒng)OTDR儀表或者離線式OTDR模塊,當需要對在線光纖鏈路進行實時監(jiān)測時,需要考慮對于在線光纖鏈路中,由于EDFA、Raman、Hybrid(EDFA+Raman)等光放大器開啟時,以及單個或者多個波長承載業(yè)務運行時,系統(tǒng)中的噪聲(可能來源于光放大器的ASE,信號光的串擾以及非線性產(chǎn)物等)會對在線光纖質(zhì)量監(jiān)測產(chǎn)生巨大影響。
因此,在線式OTDR需要根據(jù)WDM傳送網(wǎng)的系統(tǒng)特征做必要的技術(shù)研究,以解決歷史上無法對傳送網(wǎng)在線光纖鏈路進行實時監(jiān)測的問題。
在線式OTDR在系統(tǒng)中應用的幾種可能實現(xiàn)方式及應用方式如下:
方式一 波分復用在線式OTDR
根據(jù)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波分復用在線式OTDR
在該種應用方式下,在線式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(xiàn)網(wǎng)中(圖中e-OTDR即上文所提到在線式OTDR,圖中OA即上文提到的光放大器,下同)。應用拓撲示意如下:
Fig1 L band波分復用在線式OTDR應用拓撲示意圖
需要說明的是,上圖只示意了OTDR從發(fā)送端接入的應用場景;OTDR也可以從接收端接入系統(tǒng)。
這種應用方式的優(yōu)點在于:
動態(tài)范圍較大,對于系統(tǒng)中ASE的抑制有較好的效果,可對100Km以上光纖鏈路進行實時在線連續(xù)監(jiān)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。
其缺點在于:
a. 需要在主光路插入額外WDM,給主光路帶來額外插損;此外對存量老網(wǎng)絡升級操作不便;
b. 近年來越來越多的系統(tǒng)向C+L-band擴展,現(xiàn)有的L-band OTDR將會與擴展后的系統(tǒng)產(chǎn)生波長沖突;
2> OSC band波分復用在線式OTDR
在該種應用方式下,在線式OTDR借用OSC band(如1510±10nm)內(nèi)的空閑波長,跟OSC模塊以波分復用的方式從OSC band接入到現(xiàn)網(wǎng)中。應用原理如下:
Fig2 OSC帶波分復用在線式OTDR應用拓撲示意圖
需要說明的是,上圖只示意了OTDR從發(fā)送端接入的應用場景;OTDR也可以從接收端接入系統(tǒng)。
這種應用方式的優(yōu)點在于:
a. 無需改動現(xiàn)有主光路,不增加主光路損耗。因此對于存量老網(wǎng)絡的平滑升級和新系統(tǒng)部署均非常容易;
b. 動態(tài)范圍較大,對于系統(tǒng)中ASE及噪聲的抑制有較好的效果,可對100Km以上在線光纖鏈路進行實時在線連續(xù)監(jiān)測;
c. 兼容C及C+L-band系統(tǒng)。
其缺點在于:
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使用時成本相對較高。但在實際應用中,可根據(jù)系統(tǒng)特征,跟1*N光開關(guān)連用,可大幅降低單線路監(jiān)控成本;
方式二 時分復用在線式OTDR
在該種應用方式下,在線式OTDR復用OSC工作波長(共用同一個激光器),跟OSC模塊以時分復用方式接入到現(xiàn)網(wǎng)中。應用拓撲示意如下:
需要說明的是,上圖示意了從發(fā)送端接入的應用場景;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)點在于:
a.無需改動主光路。因此對于新網(wǎng)絡部署和老網(wǎng)絡的平滑升級部署均非常容易;
b.單線路監(jiān)控成本較低。原因在于OTDR跟OSC模塊共用同一個激光器,分攤了部分硬件成本;
其缺點在于:
a. 需要在OSC光路插入額外光器件(如耦合器等類似器件)、增加了OSC光路的插損。其根本原因在于由于激光器復用,為了實現(xiàn)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)務的傳送進行間斷控制以協(xié)調(diào)OTDR掃描窗口對特定時隙的獨占性;
c. 動態(tài)范圍較低。由于大批量使用的OSC用激光器功率相對非常小(一般2mW左右),所以實現(xiàn)OTDR功能時動態(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,在線性能更易受到系統(tǒng)ASE的影響,在線性能較差。
NOTE:以上所提到動態(tài)范圍,均遵循IEC61746 RMS動態(tài)范圍定義。
下表將上述三種拓撲的應用特性做簡單小結(jié):
Table1 三種拓撲的應用特性對比
作為全球領先的光器件/模塊廠商,光迅科技緊跟技術(shù)發(fā)展趨勢,通過與全球領先的電信設備商、運營商的持續(xù)緊密合作已實現(xiàn)對多種OTDR解決方案的支撐,推出了全系列在線式OTDR產(chǎn)品。該系列產(chǎn)品已大規(guī)模發(fā)貨,服務于全球海量在線光纜的實時監(jiān)測中,為實現(xiàn)WDM系統(tǒng)在線/離線光纜的自動化、智能化運維提供了強勁的技術(shù)支撐。
2018年3月,光迅科技將在美國圣地亞哥舉行的OFC上全球首發(fā)高達52dB動態(tài)范圍的OTDR。該OTDR支持直接接入WDM傳送網(wǎng)中進行光纜測試,除了支持傳統(tǒng)OTDR曲線圖方式監(jiān)測光纖質(zhì)量外,借助于引入前沿技術(shù),該OTDR還支持智能光纖路由表達、高精度實時光纖路由地圖表達等多種AI輔助智能化方式對光纖路由進行可視化表達,以AI技術(shù)進一步簡化光纜維護操作,有效提升了光纜維護效率,有助于大幅降低光纜維護成本,實現(xiàn)對光纜資源的集中化、自動化、智能化、可調(diào)度化管理,為未來網(wǎng)絡的SDN化、云化操作提供支撐平臺。
未來,光迅科技將和全球領先的客戶,通過更加緊密、廣泛的合作,將上述前沿智能化技術(shù)全面落地到OTDR系列產(chǎn)品中,幫助早日實現(xiàn)全網(wǎng)光纖的智能化運維。