全光網絡的運維管理

        視頻業務和智能終端的快速發展正推動著網絡中的業務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行著，骨干光傳送網的擴容也必須與之相適應。

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

        在降低光網絡的初始投資成本和運維成本目前看似有一定的矛盾之處，即一般認為OEO的處理方式可以實現類似SDH的運維管理，容易實現網絡的管理和維護，但這種方式要求設備具備足夠的電交叉處理能力，初始投資和設備功耗居高不下。相反，基于WSS等技術的OOO處理方式可以將業務盡可能處理在最低的層面，網絡初始投資和功耗最低，但通常運營商對全光業務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技術所實現的對全光網絡的類似SDH管理能力。

        Wavelength TrackTM技術是阿爾卡特朗訊的一項專利技術，其實現原理是對每個進入系統的波長（可以是第三方的異種波長）調制一個副載波，從而給每個波道編碼生成唯一的波道標識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系統可以做到一次編碼，全程解碼，即在業務起始點加入Wavekeys編碼后，線路上的每個光放接收點、MUX的輸入點、OTU的輸入點進行解碼并實現對每個通道的全方位監控（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

        ·F/ROADM錯配等     

         以F/ROADM錯配情況檢測來說，如果業務1 (1)和業務2 (2)運行正常，但部署業務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。在傳統的運維方式下，維護人員無法定位故障發生在哪個節點或哪段光纖，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在網管中心很快速地判斷出故障出在D點（因為業務1使用1從A-D是正常的），原因很可能是1未在D點阻斷，導致與業務3出現波長沖突?；谶@樣的判斷，操作員可以遠程控制在D點阻斷1，從而快速恢復業務。

                                     

        Wavelength TrackTM的另外一個重要作用是提供與單波速率無關的每波道OSNR在線監測能力。眾所周知，OSNR是運維人員對OTN網絡監控的一個重要指標，傳統的監測方式可以由外置的儀表和內置的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，傳統測試方法（IEC 61280-2-9）無法應對挑戰。另外，目前業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在以下情形中不能正常工作：

        ·如果信號的偏振態發生了快速的變化或者信號已經去偏振了，測量結果就不準確了；

        ·如果通道間存在串擾，則串擾有可能被包含進噪聲，也有可能不被包含，這取決于信號與串擾之間的相對偏振關系，這樣測量結果就有很大的隨機性；

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

        ·對于偏振復用信號（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等高速傳輸系統部署的一個難題。

        基于ALU專有的Wavelength TrackTM結合窄帶可調光濾波器可以完美地解決這個難題，它是業內首家用一種方法測量所有的10G/40G/100G信號的帶內OSNR，支持所有的單偏振和多偏振信號OSNR實時測量精度優于1dB，完全滿足業務管理和維護的要求。OSNR在線實時測量為WSON網絡的光損傷的發現和補償提供了可能。

        其技術原理是當進行OSNR測量時，窄帶可調光濾波器動態選定待測量的通道，通過特定的算法，在可調光濾波器的輸出，就可以得到信號和帶內ASE噪聲。由于光信號本身攜帶了波長追蹤器和ASE的信息，無需進行繁雜的處理和運算，我們就可以準確評估出帶內的ASE噪聲和信號，從而實時得到帶內OSNR。經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，完全超越了傳統測量方法和偏振消光法。

                                  
        在2011年中國移動集團組織的OTN測試中，阿爾卡特朗訊采用這種方式進行了100G通道的測量，經過與儀表比對，其誤差在1dB之內，完全達到實際應用的要求。

        總之，在引入了Wavelength TrackTM技術后，阿爾卡特朗訊的OTN設備可以做到類似SDH的運維管理能力，消除了向全光網絡演進道路上最大的障礙。