OTN网络规划及设计

Page0OTN网络规划和设计Page1目录1.OTN网络概述2.OTN网络规划要素3.OTN网络设计流程Page2目录1.OTN网络概述1.1OTN网元类型1.2信号流Page3OTN网元类型光终端复用站OTM（OpticalTerminalMultiplexer）光线路放大站OLA（OpticalLineAmplifier）光分插复用站OADM（OpticalAdd/DropMultiplexer）FOADM（FixedOpticalAdd/DropMultiplexer）ROADM（ReconfigurableOpticalAdd/DropMultiplexer）电中继站REG（Regenerator）Page4信号流OTM：客户侧信号OTUλ1λ40M40M40M40D40OBU1OAU1DCMFIUSC1OTNOTUOTUOTUλ1λ40Page5信号流OLA：OTUλ1λ40M40M40M40D40OBU1OAU1DCMFIUSC1OTNOTUOTUOTUλ1λ40客户侧信号Page6信号流FOADM：(串行OADM）FIUFIUOAOAOAOASC2TL1n≤8MR2MR2OTUOTUOTUOTUPage7信号流FOADM：(并行OADM）FIUFIUOAOAOAOASC2M40M40M40D40M40M40D40M40OTUOTUOTUOTUPage8信号流ROADM：(ROAM＋ROAM）FIUFIUSC2ROAMOAOAOAOAROAMM40D40M40D40OTUOTUOTUOTUPage9信号流ROADM：(WSD9+RMU9）FIUOAU1OBU1M40M40WSD9DCMRMU9M40M40VM40D40FIUOBU1OAU1DCMM40RMU9M40WSD9M40M40VM40D40OTUOBU1OBU1OTUOTUOTUPage10信号流REG:注意：使用中继型OTU对信号进行电中继再生。FIUFIUOAOAOAOASC2M40M40M40D40M40M40D40M40OTUOTUOTUOTUPage11目录1.OTN网络概述2.OTN网络规划要素3.OTN网络设计流程Page12OTN网络规划基本要素光功率色散光信噪比DHDJGDJDJOTN网络非线性效应组网基本要素Page13基本概念光传送段OTS（Opticaltransmissionsection）光复用段OMS（Opticalmultiplexsection）光通道OCh（Opticalchannel）说明：常用的传输级数(TransmittingHop)，光放跨段(OpticalAmplifierSpan)与光传送段OTS是同一概念，都是指由一段光纤以及两段光放组成的最小的光传送单元。OAOTUM40OMOTUOAOAM40ODOTUOTUOTSOTSOMSOChPage14目录2.OTN网络规划要素2.1光功率预算2.2色散2.3光信噪比2.4非线性效应Page15光功率预算光纤损耗(dB)=P输出(dBm)-P输入(dBm)=距离(km)xa(dB/km)a：损耗系数在1550nm窗口，G.652和G.655光纤的损耗系数：a=0.22dB/kmSRP输出P输入距离L(km)站点A站点BPage16色散光纤的色散分为两种：色度色散偏振模色散PMD(PolarizationModeDispersion)Page17色散色度色散：时间光功率光脉冲信号光传送L1(km)信号光传送L2(km)Page18色散色度色散（ps/nm）=距离（km）x色散系数（ps/nm.km）G.652光纤：色散系数=17ps/nm.kmG.655光纤：色散系数=4.5ps/nm.km实际工程中主要考虑色度色散。在长距离传输的情况下，采用色散补偿模块（DCM）进行色散补偿。OMS距离L(km)站点A站点BPage19色散偏振模色散PMD：快轴慢轴时延信号光功率时间快轴慢轴信号传送方向Page20色散DGD(ps)=xPMD系数(ps/km1/2)DGD：差分群时延（DifferentialGroupDelay）10ps=(2500km)1/2x0.2ps/km1/2对于10Gbit/s以下的系统，偏振模色散的影响没有色度色散那么显著。)(km距离信号速率(Gb/s)DGD容限(ps)传输距离(km)(@0.5ps/km1/2)传输距离(km)(@0.2ps/km1/2)传输距离(km)(@0.08ps/km1/2)2.5406400100002500001010400250015625402.525156.25976Page21光信噪比OSNR(dB)=10xlog=P信号(dBm)-P噪声(dBm)OSNR：光信噪比（OpticalSignaltoNoiseRatio）ASE：放大的自发辐射（AmplifiedSpontaneousEmission）NF：噪声系数（NoiseFigure）)()(mWPmWP噪声信号Page22光信噪比距离(km)光功率(dBm)P信号P噪声（ASE）OSNR(dB)距离(km)M40M40OAOAOAOAM40D40OAOAOTUOTUOTUOTUOTS1OTS2OTS3OTS4OTS5Page23光信噪比ITU-TG.692建议给出，在单位频率间隔下，光放大器的ASE噪声光功率（单位：mW）为：NSP：自发噪声因子，NSP≥1G：放大器增益h：普朗克常数（6.626x10-34Ws2）υ：光频率（单位：Hz）ITU-TG.692建议给出，放大器的噪声系数（单位：dB）为:ηIN：放大器的输入耦合损耗（单位：dB）hGNPSPASE)1(2INSPSPGNNNF122Log10PASE(dBm)=-58(dBm)+NF(dB)+G(dB)ηIN=0ⅡⅠPage24光信噪比ITU-TG.692建议给出，如果级联的每个放大器输出的总光功率相同，并且放大器增益远大于1，那么OSNR可以近似为：Pout：单通道的输出光功率（单位：dBm）L：放大器之间的段损耗（单位：dB）NF：噪声系数（单位：dB）Δυ0：光信号带宽N：链路中的段数，并假设每一段的损耗相同在1550nm波段，0.1nm带宽内，10Log(hυΔυ0)=-58dBm0Log10Log10hNNFLPOSNRoutⅢPage25光信噪比案例：5个光传送段，L=20dB，G=20dB，NF=7.7dB，Pout=4dBm，Pin=-16dBmOSNR=Pout-L-NF-10LogN+58PASE=-58+NF+GM40M40OAOAOAOAM40D40OAOAOTUOTUOTUOTUOTS1OTS2OTS3OTS4OTS5OSNR1=34.30dBPASE=-30.3dBmOSNR2=31.29dBOSNR3=29.53dBOSNR5=27.31dBOSNR4=28.28dBOSNR1=Pout-G-NF+58=Pin-NF+58=Pout-PASEOSNRN=Pout-PASE-10LogN=OSNR1-10LogNL=GPage26非线性效应受激拉曼散射SRS:StimulatedRamanScattering受激布里渊散射SBS:StimulatedBrillouinScattering四波混频FWM:Four-WaveMixing自相位调制SPM:Self-PhaseModulation交叉相位调制XPM:Cross-PhaseModulation……Page27非线性效应受激拉曼散射、受激布里渊散射：Page28非线性效应四波混频、自相位调制、交叉相位调制：Page29非线性效应怎样抑制非线性效应？使用高性能的光纤作为传输媒质；控制信号光功率；良好的色散管理；先进的光源技术。Page30目录1.OTN网络概述2.OTN网络规划要素3.OTN网络设计流程Page31OTN网络设计的主要步骤业务拓扑光纤规格(损耗/色散)站点类型和位置(OTM/OADM/OLA/REG)合波/分波器&DCM放大器OSNR是否满足要求?组网图/子架配置确认光复用段否调整OLA或增加REG是输入:输出:规划和设计:Page32OTN网络设计所需要的最少信息系统容量：初始容量，最终容量，未来不断业务扩容时的最大容量？业务需求:10Gb/s系统，还是2.5Gb/s系统？业务矩阵，以及业务保护要求？光纤类型：G.652，G.655，G.653？每一段的光纤长度和计算损耗的原则站点类型（OTM，OLA，OADM）其它要求和限制注意：在进行网络设计之前，必须提供这些信息。Page33统一的端到端管理Metro/RegionalCoreAccessMetroAggregationLH/ULHDOTNCPE初始选择——选择设备类型OSN6800/Metro6100COTN/DOTNBWS1600G/1600ADOTN100~600km8波Upto5000km160/192波0~80km8波1500~3000km40/80波总线inessSubscriberResidentialSubscriberOSN900A/BCOTN/DOTNOSN3800/Metro6040COTN/DOTNPage34初始选择——OSC还是ESC?必须配置OSC的场合：需要配置公务电话；无业务上下的OLA站点；支持OTN波长ASON功能；提供OTN光层管理开销；支持OWSP保护。必须配置ESC的场合：COTN系统；单跨超过52dB的跨段。Page35初始选择——OSC还是ESC?光监控信道独立于业务信道需使用FIU和SC1/SC2单板通过波长转换板将监控信息合入业务信道中传输特性适合复杂组网能够监控任何站点降低投资成本（不必使用FIU和SC1/SC2单板）降低光通道的功率预算（不必考虑FIU的插损）优点成本高需考虑FIU的插损只适用于简单组网使用ESC不能监控OLA站点缺点光监控信道OSC(OpticalSupervisoryChannel)电监控信道ESC(ElectricSupervisoryChannel)Page36初始选择——合波器&分波器首先，按照客户要求确定OADM/ROADM/OTM/OLA站点类型；其次，确定有业务上下的节点（OADM/ROADM/OTM）的合波器和分波器：小于8波时，一般选择MR2或MR4（称为串行OADM）；大于8波时，一般选择M40/V40和D40（称为OTM/并行OADM）；如果要求波长可动态重配置，必须配置ROADM。ROAM:应用于普通的二维调度节点；WSD9+RMU9:主要运用于环间节点的多维调度。Page37目录3.OTN网络设计流程3.1光功率预算3.2色散预算3.3规划跨段规格3.4光信噪比预算3.5规划非线性要求3.6规划OTU3.7单长跨段（LHP）Page38光功率预算6种计算光纤线路衰耗的模型：1如果已经详细给出了光纤线路计算的模型，包括光纤衰减的计算要求和余量考虑原则，按照如下公式进行计算：线路衰耗=光纤线路计算的模型要求+FIU插损FIU差损=0.9dB2如果只给出了光纤线路的实际测试损耗，没有考虑其它因素：线路衰耗=光纤实际衰减＋3dB光纤老化余量如果存在≥3dB的余量，FIU插损在功率计算时不考虑。3如果客户给出的光纤终了参数值作为光纤的插损：线路衰耗=光纤终了值+FIU插损Page39光功率预算6种计算光纤线路衰耗的模型：4如果给出了各站点间光缆线路的实际距离和每段光缆线路的光纤衰耗系数，按照客户给出的光纤计算，不再考虑过多的余量：线路衰耗=实际距离x光纤衰耗系数+FIU插损5如果只给出了光纤距离和光纤类型，没有给出其他参数：线路衰耗=光纤长度