利用糾錯(cuò)前誤碼率指標(biāo)來衡量波分系統(tǒng)

1、利用糾錯(cuò)前誤碼率指標(biāo)來衡量波分系統(tǒng)0 引言密集波分復(fù)用系統(tǒng)（DWD,以下簡(jiǎn)稱波分系統(tǒng)）作為傳輸網(wǎng) 絡(luò)的基礎(chǔ)，為上層SDH（同步數(shù)字系列）、PTN（分組傳送網(wǎng)） 傳輸網(wǎng)及大顆粒的GE級(jí)別及以上速率的IP電路提供了透明傳輸 通道，波分系統(tǒng)的建設(shè)質(zhì)量直接影響到業(yè)務(wù)通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行質(zhì) 量。中國(guó)移動(dòng)一干六期工程南寧白沙 -云南文山OTM（光終端復(fù) 用）段落，按傳統(tǒng)波分系統(tǒng)的驗(yàn)收指標(biāo)光信噪比（ OSNR和誤碼 率等測(cè)試指標(biāo)都達(dá)標(biāo)， 但是在后期光纜因公路建設(shè)多次遷改引起 線路衰耗增大或者地質(zhì)災(zāi)害引起光纜衰耗增大的情況下， 波分系 統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)性能下降導(dǎo)致承載的 IP 承載網(wǎng)電路經(jīng)常出現(xiàn)誤碼及瞬 斷，業(yè)務(wù)運(yùn)行質(zhì)量受

2、到影響。因此，在工程調(diào)測(cè)完畢后，怎樣衡 量波分系統(tǒng)的冗余度是我們迫切需要解決的問題。1 影響波分系統(tǒng)建設(shè)質(zhì)量的因素分析 決定波分系統(tǒng)建設(shè)質(zhì)量的因素主要有光功率， 色散補(bǔ)償、 信 噪比OSNR非線性效應(yīng)及設(shè)備硬件質(zhì)量，光功率，色散補(bǔ)償、 信噪比在系統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后會(huì)逐漸產(chǎn)生變化， 因此， 在波分系 統(tǒng)建設(shè)中，對(duì)光功率，信噪比 OSNR色散補(bǔ)償在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了 適當(dāng)?shù)娜哂啵?.1 光功率計(jì)算在規(guī)劃DWD波分系統(tǒng)中，一般情況只測(cè)算傳輸網(wǎng)絡(luò)相鄰的 設(shè)備之間的功率， 而不會(huì)測(cè)算整個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)的功率。 在工程設(shè)計(jì) 時(shí)，應(yīng)該對(duì)整個(gè)鏈路的光纖損耗進(jìn)行計(jì)算， 且考慮波分系統(tǒng)衰耗 余量(沒有特殊要求的工程一般考慮 3

3、dB 余量)的情況下。如圖1所示，S為A站的發(fā)送參考點(diǎn)，R為B站的接收參考 點(diǎn)，R點(diǎn)與S點(diǎn)之間的傳輸?shù)木嚯x為L(zhǎng),則計(jì)算中繼段衰耗公式 如下：中繼段衰耗(dB) =L (km)x a (dB/km) +b (dB) +3 (dB)(1)其中，a為衰耗系數(shù)(dB/km)。b為光纖跳轉(zhuǎn)站點(diǎn)接頭損耗。3db 為光功率余量。1.2 色散補(bǔ)償計(jì)算對(duì)于 10Gbit/s 速率及以下的波分系統(tǒng)，色散主要是指色度 色散，因?yàn)槠衲Ｉ⒌挠绊憶]有色度色散明顯， 所以實(shí)際工程 中主要考慮色度色散的補(bǔ)償。色度色散與采用的光纜纖芯材料有關(guān)系， 目前移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)主要 有 G.652 和 G.655 兩種纖芯型號(hào)， G.652

4、 光纖典型色散系數(shù)為 17ps/nm.km,設(shè)計(jì)上一般取色散值 20ps/nm.km, G.655光纖典型 色散系數(shù)為 4.5ps/nm.km ，設(shè)計(jì)上一般取色散值 6ps/nm.km 進(jìn)行 計(jì)算。L(DCM色散補(bǔ)償距離=傳輸距離(L)-光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單板(OTU 色散受限距離工程余量( 2)說明：光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單板的色散容限有800ps/nm、400ps/nm， 如果系統(tǒng)是采用 G.652 光纖，則色散受限距離 =色散容限 800ps/ 色散系數(shù) 20ps/nm.km=40KM。工程余量一般采用欠補(bǔ)償色散受限距離的一半左右最佳 （例 如單板色散容限800ps/nm,則余量取值范圍對(duì)G.652光纖為：

5、1030km 對(duì) G.655 光纖為：38113km）。工程上采用色散補(bǔ)償模塊（DCM 段負(fù)色散系數(shù) -90ps/nm.km 的光纖），添加在站點(diǎn)設(shè)備的光放大單板之間。按 照OTM站發(fā)端預(yù)補(bǔ)20Km DCM模塊，后續(xù)段落100%色散補(bǔ)償， 在OTM站點(diǎn)的收端，根據(jù)色散余量的要求進(jìn)行配置。1.3 信噪比計(jì)算應(yīng)用摻鉺光纖放大器（EDFA時(shí)引入ASE噪聲，波分信號(hào)質(zhì) 量降低，從而影響系統(tǒng)接收靈敏度。 光放大器級(jí)聯(lián)會(huì)引起 ASE噪 聲在接收端累積效果，最終影響 OSNR多個(gè)放大器級(jí)聯(lián)后累積 ASE噪聲的大小與所級(jí)聯(lián)的各個(gè)放大器增益和中繼段距離衰耗有 關(guān)。在總長(zhǎng)度不變的情況下， 多個(gè)小增益的中繼段級(jí)聯(lián)比

6、少個(gè)高 增益的中繼段級(jí)聯(lián)后的 OSN頑好。因此在工程設(shè)計(jì)時(shí)，必須根 據(jù)實(shí)際計(jì)算結(jié)果采用合適方案， 主要設(shè)計(jì)方法有規(guī)則設(shè)計(jì)法和簡(jiǎn) 易信噪比設(shè)計(jì)法。 在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中， 在上述兩種設(shè)計(jì)法均不能 滿足系統(tǒng)OSNR勺情況下，需要采用專用計(jì)算工具進(jìn)行計(jì)算確定， 必須充分考慮系統(tǒng)未來的升級(jí)擴(kuò)容需求。在波分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)光功率、 色散補(bǔ)償和信噪比都考慮了 適當(dāng)?shù)娜哂啵?但是在工程實(shí)際當(dāng)中還是存在一定的偏差， 比如光 功率，有些段落的光纜衰耗比設(shè)計(jì)值偏大， 衰耗的富余度達(dá)不到 要求；工程施工時(shí)同一段落既有 G.652、也有G.655的光纖纖芯， 實(shí)際使用的纖芯與設(shè)計(jì)不一致導(dǎo)致色散存在偏差等等。 目前的工 程驗(yàn)

7、收指標(biāo)當(dāng)中并沒有對(duì)富余度進(jìn)行測(cè)試的要求， 要對(duì)余量測(cè)試 也較困難，例如兩個(gè)OTM復(fù)用段全程色散補(bǔ)償最終的色散余量測(cè) 試，因兩個(gè)OTM站點(diǎn)全程的光纜距離較長(zhǎng)， 普通的色散測(cè)試儀表 測(cè)試距離不超過120KM，不支持帶光放大站點(diǎn)的色散測(cè)試功能， 一般都無法測(cè)試全程的色散余量值。波分系統(tǒng)的質(zhì)量最終通過誤碼率指標(biāo)來反映， 在工程驗(yàn)收指 標(biāo)測(cè)試中，采用SDH分析儀掛表測(cè)試24小時(shí)，結(jié)果要求無誤碼。 但是該指標(biāo)只體現(xiàn)了當(dāng)前波分系統(tǒng)的可用性， 不能客觀反映系統(tǒng) 的冗余度，我們考慮利用傳輸網(wǎng)管對(duì) OTL單板的糾錯(cuò)前誤碼率性 能檢測(cè)值來衡量波分系統(tǒng)的冗余程度，此法比較方便精確。FEC糾錯(cuò)前誤碼率檢測(cè)技術(shù)在 ITU

8、-T G.975/709標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行 了規(guī)定， 目前各廠家的傳輸網(wǎng)管都支持該功能， 實(shí)際應(yīng)用非常簡(jiǎn) 單，在OTM設(shè)備連接上網(wǎng)管后，查詢?cè)撛O(shè)備的OTL單板FEC糾錯(cuò) 前誤碼率性能，只需幾分鐘就可得出結(jié)果。2 利用糾錯(cuò)前誤碼率指標(biāo)來衡量波分系統(tǒng)冗余度的實(shí)踐成 果一干六期工程采用中興 M900波分設(shè)備，OTI單板的信噪比門限為18db，在2010年12月工程初驗(yàn)時(shí)誤碼測(cè)試及信噪比 都達(dá)標(biāo)，系統(tǒng)上業(yè)務(wù)后，發(fā)現(xiàn)廣州-昆明W-1的IP承載網(wǎng)電路存 在異常瞬斷現(xiàn)象， 影響業(yè)務(wù)穩(wěn)定運(yùn)行， 檢查南寧白沙 （文山方向）傳輸網(wǎng)管性能發(fā)現(xiàn) OTL單板的糾錯(cuò)前誤碼率性能檢測(cè)值偏高，性能值在 1E-6 左右，部分波道低于 1

9、E-5 ，系統(tǒng)的冗余度不夠。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)排查分析， 發(fā)現(xiàn)存在兩個(gè)較大的問題， 一是南寧白 沙-那坡的線路原來是 2001 年本地網(wǎng)的線路， 一干網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)利 舊原有纖芯，部分線路衰耗較大，超過了設(shè)計(jì)的估算值。二是德 保-田陽(yáng)、那坡-靖西段落的配置的光放大單板采用的是33dB高增益的放大單板，在線路上收光口加了 7dB固定光衰，會(huì)降低系 統(tǒng)的信噪比指標(biāo)， 即降低了系統(tǒng)的冗余度。 我們針對(duì)這兩個(gè)問題 作了專項(xiàng)優(yōu)化工作， 通過多次光纜割接， 更換因線路中斷接頭盒 較多的光纜段落、排除接頭盒封裝不好進(jìn)水導(dǎo)致衰耗大等問題， 使纖芯質(zhì)量達(dá)到 0.275db/KM 的要求， 另一方面將田東 -田陽(yáng)、 那 坡-靖

10、西段落的33dB增益的光放大單板更換為25dB增益的單板， 提高系統(tǒng)的信噪比。經(jīng)過歷時(shí)半年多的優(yōu)化割接，南寧白沙（文 山方向）的傳輸網(wǎng)管性能各OTU波道的糾錯(cuò)前誤碼率性能值全部 大于1E-6，平均在1E-8以上，部分波道糾錯(cuò)前誤碼率為 0。優(yōu)化后一干六期系統(tǒng)從 2011 年下半年至今業(yè)務(wù)一直穩(wěn)定運(yùn) 行，廣州 -昆明 W-1 電路再無瞬斷情況出現(xiàn)。為了保證波分系統(tǒng)建設(shè)的冗余度， 在后續(xù)的工程中我們明確 提出將糾錯(cuò)前誤碼率性能指標(biāo)作為驗(yàn)收參考指標(biāo)， 各波的性能值 必須全部大于1E-6，平均值應(yīng)在1E-8。2011年7月一干七期工 程初驗(yàn)前也發(fā)現(xiàn)有兩個(gè) OTM復(fù)用段各波的糾錯(cuò)前誤碼率性能查 詢值有部分波道指標(biāo)低于 1E-6，后來核查發(fā)現(xiàn)存在兩個(gè)問題，一是現(xiàn)場(chǎng)使用的纖芯部分段落實(shí)際使用的是 G.652 的纖芯，與設(shè) 計(jì)文件不符， 重新更換色散補(bǔ)償模塊后解決。 二是部分單板的硬 件質(zhì)量存在問題，通過更換解決。3 結(jié)論在工程驗(yàn)收工作中， 通過創(chuàng)新性的利用傳輸網(wǎng)管對(duì)設(shè)備的糾 錯(cuò)前誤碼率性能檢測(cè)指標(biāo)來衡量波分系統(tǒng)的