ULH WDM系统的关键技术

发布: 2010-10-21 00:33 | 作者: 霍晓莉 | 来源: | 字体: 小中大

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　　ULH WDM系统之所以能够突破原有的传输限制，就是它在一些关键技术上取得了较大的发展，更大程度上突破了功率、色散、非线性等WDM系统固有的对于传输距离的限制，实现了上千公里的良好传输。这些关键技术包括：调制码型、FEC技术、色散补偿技术、光放大技术和光波道功率自动调整技术。而且，在应用超长距离系统时，将不可避免地应用到OADM来实现中间节点少量业务的上下。下面就对这些关键技术的特点和现状进行简要的介绍。

　　——调制码型。NRZ码型是以往WDM系统采用最多的码型，但是NRZ码型由于受色散、非线性的影响，当传输距离增大特别是超过2000km以上时，带宽严重不足，其灵敏度和OSNR的功率代价过大，如果不采取额外的补救措施（比如电上的FEC及电色散补偿处理），系统性能会劣化到无法传输有效信号。而RZ和CS－RZ等码型由于频谱、占空比等特性与NRZ码存在较大区别，在基本情况相同的条件下，RZ和CS－RZ码对系统的OSNR有改善作用，较之NRZ码大致可提高两个dB左右。因此，在当前商用的ULH产品中，特别是超过2000km的应用，更多的厂商采用了NRZ码之外的RZ、CS－RZ等码型。调制码型的改变可以说是ULH系统最显著的特点。

　　——FEC技术。FEC技术是通过在传输码列中加入冗余纠错码，降低对接收信噪比的要求，以达到改善系统性能、降低系统成本、延长传输距离的目的。在常规WDM系统中多采用带内FEC（可获得编码增益3dB～4dB）和普通带外FEC（可获得编码增益4dB～5dB），而在ULH系统中，为了获得更高的编码增益，以克服传输系统中线性及非线性因素对系统性能的影响，商用产品中更多地采用了级联码的增强型FEC（EFEC）或超强的FEC（SuperFEC），使得编码增益达到7dB～9dB。比较常见的级联码有RS（255，237）和RS（255，244）级联编码以及BCH（1020，990）＋BCH（1020，990）编码。

　　——色散补偿技术。色散补偿对于10G波分系统是必需的，目前多采用色散补偿光纤（DCF）制成的色散补偿模块（DCM），周期性地使光纤链路上累积的色散接近于零的方法进行色散补偿。由于色散是随波长变化的，长距离传输后短波长和长波长之间的色散会存在较大的差异，因此在ULH系统中必须进行色散斜率补偿。鉴于此，一些光纤厂家已开发了多种斜率补偿型色散补偿光纤，如康宁的用于补偿100km的DCF模块，色散系数值为－1450ps／nm／km到－1700ps／nm／km；OFS的用于补偿100km的DCF模块，色散参数值为－1500ps／nm／km到－1700ps／nm／km等。

　　除了采用色散补偿光纤的方式进行补偿外，个别厂家还使用先进的色散管理光孤子、电域色散预补偿等方式进行色散的补偿。

　　——光放大技术。分布式拉曼光纤放大器凭借其低噪声特性，一度成为光放大技术的新宠，但是由于它必须使用高功率的泵浦源，对光纤、连接器件、工程安装和维护管理都提出了更高的要求。因此，到目前为止，使用全拉曼光纤放大器的系统是非常少的。目前，拉曼放大器的应用主要放在单跨段光纤插入损耗太大的链路上（单段损耗的大小对OSNR的影响很大），且与EDFA混合使用，作为前置放大，以达到减少噪声、降低系统OSNR在长距离下过度劣化的目的。

　　——光波道功率自动调整技术。与前4个技术相比，该技术存在较大的差异性，各个厂家采用的设计思路和实现方式多种多样。从调整原则看，有以OSNR均衡、功率均衡等光域性能为调整标准的，有以BER、FEC纠错数满足要求等电域性能为调整标准的；从调整位置上看，有在发送端调整的，有在光放站调整的；从实现手段上看，有自动完成的，有需要网管操作的。当然，无论是怎样的实现方式，各个厂家的最终目的都是保证系统所承载业务的传输性能。

　　——OADM技术。OADM根据结构划分有串行、并行和串并行三种结构。串行结构在节点上只对需要上下路的波长进行处理，对通过波长不作光层的复用（MUX）和解复用（DEMUX）处理；并行结构是指对上下路波长、通过波长都进行复用和解复用处理；串并行混合结构是指先通过子波带滤波器将在本节点上下路的1个或多个子波带进行滤波，然后对子波带内的每个波长进行复用和解复用处理，而其它子波带在经过子波带滤波／合波器的处理后直通。

　　到目前为止，OADM的发展已经过了固定波长上下、任意波长上下和可灵活配置上下波长三个阶段。在已经商用的产品中，并行结构或串并行结构的任意波长上下的OADM是最常见的，也是在网络中应用最多的。而可灵活配置上下波长的ROADM是比较先进的技术，多采用可配置的波长阻断模块实现直通和下路波长的选择。但是ROADM技术还处于发展阶段，设备相对昂贵，可靠性与稳定性还有待证实，能够正式提供商用产品的厂商还很少。不过，ROADM是未来的发展方向。

作者：霍晓莉来源：中国联通网站