全光網(wǎng)絡(luò)的運維管理

        視頻業(yè)務(wù)和智能終端的快速發(fā)展正推動著網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)流量以近乎每年翻翻的速度快速上升，隨之而來的寬帶提速正在全國如火如荼地進(jìn)行著，骨干光傳送網(wǎng)的擴容也必須與之相適應(yīng)。

        為了使骨干光傳送網(wǎng)的擴容與投資收益的增加能保持一個良性的正循環(huán)，運營商目前都試圖盡力降低網(wǎng)絡(luò)的整體成本（TCO）。在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面，通過引入100G等高速傳送技術(shù)來降低每比特成本，通過在光層旁路穿通業(yè)務(wù)來降低對路由器、OTN交叉機等設(shè)備的容量需求，并降低功耗；在網(wǎng)絡(luò)運維方面，則不遺余力地簡化運維操作，以便降低網(wǎng)絡(luò)的運行成本。

        在降低光網(wǎng)絡(luò)的初始投資成本和運維成本目前看似有一定的矛盾之處，即一般認(rèn)為OEO的處理方式可以實現(xiàn)類似SDH的運維管理，容易實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的管理和維護(hù)，但這種方式要求設(shè)備具備足夠的電交叉處理能力，初始投資和設(shè)備功耗居高不下。相反，基于WSS等技術(shù)的OOO處理方式可以將業(yè)務(wù)盡可能處理在最低的層面，網(wǎng)絡(luò)初始投資和功耗最低，但通常運營商對全光業(yè)務(wù)的管理缺乏足夠的手段。本文主要介紹阿爾卡特朗訊基于Wavelength TrackTM技術(shù)所實現(xiàn)的對全光網(wǎng)絡(luò)的類似SDH管理能力。

        Wavelength TrackTM技術(shù)是阿爾卡特朗訊的一項專利技術(shù)，其實現(xiàn)原理是對每個進(jìn)入系統(tǒng)的波長（可以是第三方的異種波長）調(diào)制一個副載波，從而給每個波道編碼生成唯一的波道標(biāo)識WaveKeys以便管理光功率和識別光路由 （如圖一所示）：   

        整個阿爾卡特朗訊的OTN系統(tǒng)可以做到一次編碼，全程解碼，即在業(yè)務(wù)起始點加入Wavekeys編碼后，線路上的每個光放接收點、MUX的輸入點、OTU的輸入點進(jìn)行解碼并實現(xiàn)對每個通道的全方位監(jiān)控（如圖2所示），并實時精確地判斷故障和性能劣化，包括：

        ·光纖彎曲

        ·不正確的光功率均衡

        ·光纖錯聯(lián)

        ·F/ROADM錯配等     

         以F/ROADM錯配情況檢測來說，如果業(yè)務(wù)1 (1)和業(yè)務(wù)2 (2)運行正常，但部署業(yè)務(wù)3(1)失敗 ，所有波道的功率沒有問題，光放沒有告警，顯示正常。在傳統(tǒng)的運維方式下，維護(hù)人員無法定位故障發(fā)生在哪個節(jié)點或哪段光纖，需要派遣人員到個站點查看，往往需要需要數(shù)個小時隔離定位F/R/TOADM配置的問題。在有Wavelength TrackTM的情況下，操作人員可以在憑借Wavelength key在網(wǎng)管中心很快速地判斷出故障出在D點（因為業(yè)務(wù)1使用1從A-D是正常的），原因很可能是1未在D點阻斷，導(dǎo)致與業(yè)務(wù)3出現(xiàn)波長沖突。基于這樣的判斷，操作員可以遠(yuǎn)程控制在D點阻斷1，從而快速恢復(fù)業(yè)務(wù)。

                                     

        Wavelength TrackTM的另外一個重要作用是提供與單波速率無關(guān)的每波道OSNR在線監(jiān)測能力。眾所周知，OSNR是運維人員對OTN網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的一個重要指標(biāo)，傳統(tǒng)的監(jiān)測方式可以由外置的儀表和內(nèi)置的OSA模塊兩種。但是，目前50GHz的通道間隔和40G/100G的線路速率已經(jīng)很普遍了，光信號帶寬與通道濾波器的帶寬非常接近，信號和噪聲的過渡變得很平滑，傳統(tǒng)測試方法（IEC 61280-2-9）無法應(yīng)對挑戰(zhàn)。另外，目前業(yè)界通常采用偏振消光法來測試高速信號單偏振信號的OSNR, 但成本較高，更重要的是偏振消光發(fā)在以下情形中不能正常工作：

        ·如果信號的偏振態(tài)發(fā)生了快速的變化或者信號已經(jīng)去偏振了，測量結(jié)果就不準(zhǔn)確了；

        ·如果通道間存在串?dāng)_，則串?dāng)_有可能被包含進(jìn)噪聲，也有可能不被包含，這取決于信號與串?dāng)_之間的相對偏振關(guān)系，這樣測量結(jié)果就有很大的隨機性；

        ·偏振相關(guān)損耗(PDL)有可能會導(dǎo)致明顯的測量誤差，與信號有相同偏振方向的噪聲與處于正交偏振態(tài)的另一噪聲有不同的振幅；

        ·對于偏振復(fù)用信號（比如雙偏振的40G/100G信號），在兩個正交的偏振方向上分別存在獨立的信號，不可能用偏振分光器來識別出真實的信號。

        因為這些原因，OSNR測量困難正成為100G等高速傳輸系統(tǒng)部署的一個難題。

        基于ALU專有的Wavelength TrackTM結(jié)合窄帶可調(diào)光濾波器可以完美地解決這個難題，它是業(yè)內(nèi)首家用一種方法測量所有的10G/40G/100G信號的帶內(nèi)OSNR，支持所有的單偏振和多偏振信號OSNR實時測量精度優(yōu)于1dB，完全滿足業(yè)務(wù)管理和維護(hù)的要求。OSNR在線實時測量為WSON網(wǎng)絡(luò)的光損傷的發(fā)現(xiàn)和補償提供了可能。

        其技術(shù)原理是當(dāng)進(jìn)行OSNR測量時，窄帶可調(diào)光濾波器動態(tài)選定待測量的通道，通過特定的算法，在可調(diào)光濾波器的輸出，就可以得到信號和帶內(nèi)ASE噪聲。由于光信號本身攜帶了波長追蹤器和ASE的信息，無需進(jìn)行繁雜的處理和運算，我們就可以準(zhǔn)確評估出帶內(nèi)的ASE噪聲和信號，從而實時得到帶內(nèi)OSNR。經(jīng)過實驗室的初步驗證，ALU的測量方法可以高精度完整地測量任意10G/40G/100G信號的OSNR，完全超越了傳統(tǒng)測量方法和偏振消光法。

                                  
        在2011年中國移動集團(tuán)組織的OTN測試中，阿爾卡特朗訊采用這種方式進(jìn)行了100G通道的測量，經(jīng)過與儀表比對，其誤差在1dB之內(nèi)，完全達(dá)到實際應(yīng)用的要求。

        總之，在引入了Wavelength TrackTM技術(shù)后，阿爾卡特朗訊的OTN設(shè)備可以做到類似SDH的運維管理能力，消除了向全光網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)道路上最大的障礙。