全光網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維管理

視頻業(yè)務(wù)和智能終端的快速發(fā)展正推動(dòng)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(lái)的寬帶提速正在全國(guó)如火如荼地進(jìn)行著，骨干光傳送網(wǎng)的擴(kuò)容也必須與之相適應(yīng)。

為了使骨干光傳送網(wǎng)的擴(kuò)容與投資收益的增加能保持一個(gè)良性的正循環(huán)，運(yùn)營(yíng)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(guò)引入100G等高速傳送技術(shù)來(lái)降低每比特成本，通過(guò)在光層旁路穿通業(yè)務(wù)來(lái)降低對(duì)路由器、OTN交叉機(jī)等設(shè)備的容量需求，并降低功耗；在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維方面，則不遺余力地簡(jiǎn)化運(yùn)維操作，以便降低網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行成本。

在降低光網(wǎng)絡(luò)的初始投資成本和運(yùn)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(shí)現(xiàn)類似SDH的運(yùn)維管理，容易實(shí)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(yùn)營(yíng)商對(duì)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(shí)現(xiàn)的對(duì)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(xiàng)專利技術(shù)，其實(shí)現(xiàn)原理是對(duì)每個(gè)進(jìn)入系統(tǒng)的波長(zhǎng)（可以是第三方的異種波長(zhǎng)）調(diào)制一個(gè)副載波，從而給每個(gè)波道編碼生成唯一的波道標(biāo)識(shí)WaveKeys以便管理光功率和識(shí)別光路由（如圖一所示）：

圖一：Wavelength TrackTM工作原理

整個(gè)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(diǎn)加入Wavekeys編碼后，線路上的每個(gè)光放接收點(diǎn)、MUX的輸入點(diǎn)、OTU的輸入點(diǎn)進(jìn)行解碼并實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)通道的全方位監(jiān)控（如圖2所示），并實(shí)時(shí)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(cuò)聯(lián)

·F/ROADM錯(cuò)配等

圖二：Wavelength TrackTM實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光層波長(zhǎng)業(yè)務(wù)

以F/ROADM錯(cuò)配情況檢測(cè)來(lái)說(shuō)，如果業(yè)務(wù)1 (1)和業(yè)務(wù)2 (2)運(yùn)行正常，但部署業(yè)務(wù)3(1)失敗，所有波道的功率沒(méi)有問(wèn)題，光放沒(méi)有告警，顯示正常。在傳統(tǒng)的運(yùn)維方式下，維護(hù)人員無(wú)法定位故障發(fā)生在哪個(gè)節(jié)點(diǎn)或哪段光纖，需要派遣人員到個(gè)站點(diǎn)查看，往往需要需要數(shù)個(gè)小時(shí)隔離定位F/R/TOADM配置的問(wèn)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(diǎn)（因?yàn)闃I(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(diǎn)阻斷，導(dǎo)致與業(yè)務(wù)3出現(xiàn)波長(zhǎng)沖突?；谶@樣的判斷，操作員可以遠(yuǎn)程控制在D點(diǎn)阻斷1，從而快速恢復(fù)業(yè)務(wù)。

圖三：Wavelength TrackTM判斷ROADM配置錯(cuò)誤

Wavelength TrackTM的另外一個(gè)重要作用是提供與單波速率無(wú)關(guān)的每波道OSNR在線監(jiān)測(cè)能力。眾所周知，OSNR是運(yùn)維人員對(duì)OTN網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的一個(gè)重要指標(biāo)，傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)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(hào)帶寬與通道濾波器的帶寬非常接近，信號(hào)和噪聲的過(guò)渡變得很平滑，傳統(tǒng)測(cè)試方法（IEC 61280-2-9）無(wú)法應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。另外，目前業(yè)界通常采用偏振消光法來(lái)測(cè)試高速信號(hào)單偏振信號(hào)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(hào)的偏振態(tài)發(fā)生了快速的變化或者信號(hào)已經(jīng)去偏振了，測(cè)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(hào)與串?dāng)_之間的相對(duì)偏振關(guān)系，這樣測(cè)量結(jié)果就有很大的隨機(jī)性；

·偏振相關(guān)損耗(PDL)有可能會(huì)導(dǎo)致明顯的測(cè)量誤差，與信號(hào)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(duì)于偏振復(fù)用信號(hào)（比如雙偏振的40G/100G信號(hào)），在兩個(gè)正交的偏振方向上分別存在獨(dú)立的信號(hào)，不可能用偏振分光器來(lái)識(shí)別出真實(shí)的信號(hào)。

因?yàn)檫@些原因，OSNR測(cè)量困難正成為100G等高速傳輸系統(tǒng)部署的一個(gè)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(gè)難題，它是業(yè)內(nèi)首家用一種方法測(cè)量所有的10G/40G/100G信號(hào)的帶內(nèi)OSNR，支持所有的單偏振和多偏振信號(hào)OSNR實(shí)時(shí)測(cè)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(shí)時(shí)測(cè)量為WSON網(wǎng)絡(luò)的光損傷的發(fā)現(xiàn)和補(bǔ)償提供了可能。

其技術(shù)原理是當(dāng)進(jìn)行OSNR測(cè)量時(shí)，窄帶可調(diào)光濾波器動(dòng)態(tài)選定待測(cè)量的通道，通過(guò)特定的算法，在可調(diào)光濾波器的輸出，就可以得到信號(hào)和帶內(nèi)ASE噪聲。由于光信號(hào)本身攜帶了波長(zhǎng)追蹤器和ASE的信息，無(wú)需進(jìn)行繁雜的處理和運(yùn)算，我們就可以準(zhǔn)確評(píng)估出帶內(nèi)的ASE噪聲和信號(hào)，從而實(shí)時(shí)得到帶內(nèi)OSNR。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室的初步驗(yàn)證，ALU的測(cè)量方法可以高精度完整地測(cè)量任意10G/40G/100G信號(hào)的OSNR，完全超越了傳統(tǒng)測(cè)量方法和偏振消光法。

圖四：基于Wavelength TrackTM和窄帶可調(diào)光濾波器的OSNR在線測(cè)量

在2011年中國(guó)移動(dòng)集團(tuán)組織的OTN測(cè)試中，阿爾卡特朗訊采用這種方式進(jìn)行了100G通道的測(cè)量，經(jīng)過(guò)與儀表比對(duì)，其誤差在1dB之內(nèi)，完全達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的要求。

表一：Wavelength TrackTM在中移集團(tuán)對(duì)100G信道OSNR測(cè)試結(jié)果

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(yùn)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。