光傳輸網中DWDM技術在廣電網絡中的應用研究

段華瓊，周相吉

(1.四川大學 錦城學院，四川 成都 611371；2. 安徽皖通郵電股份有限公司成都辦事處，四川 成都 610041)

光傳輸網中DWDM技術在廣電網絡中的應用研究

段華瓊1，周相吉2

(1.四川大學 錦城學院，四川 成都 611371；2. 安徽皖通郵電股份有限公司成都辦事處，四川 成都 610041)

采用光傳輸的DWDM技術擴展運營商的網絡帶寬，不僅極大地利用了有限而且昂貴的光纜資源，而且增加了光纖帶寬的利用率，還降低了整個系統的維護和建設成本。首先對DWDM技術進行了介紹；然后通過對達州廣電城域網的業務網絡帶寬需求量的分析，再結合實際情況量身定制了達州廣電網絡的建設方案；還對達州廣電整個OTN網絡中DWDM設備的實際應用情況進行了分析，從網絡規劃、設備確定、設備安裝和調試、承載業務等方面詳細闡述了DWDM設備在承載網絡中的實際應用。關鍵詞: 光傳輸；密集型光波復用；廣電網絡

1 DWDM技術簡介

DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing)技術就是密集波分復用技術，是傳輸網絡中最為廣泛應用的技術之一，OTN (Optical Transport Network)設備中最基礎也最核心的技術就是DWDM技術。DWDM技術將1 550 nm附近的不同波長(現在應用較多的是40波、80波)合到一根光纖中進行傳輸。在目前的技術發展層次上，可以將DWDM技術看作是一種“虛擬光纖”技術[1]。DWDM通過單波耦合在一起，然后通過同一纖芯傳輸出去，每個波長都可以攜帶大量的數據信息，到達對端后，通過光解復用器，將一束主激光分解成不同波長的光，還原其傳輸的信息。反向也一樣，這樣一個點到另外一個點的數據傳輸就實現了收和發的功能。DWDM系統主要由光發射機、光中繼放大、光接收機、光監控信道和網絡管理系統5個部分組成。

2 達州市廣電網絡現狀

2.1 達州市廣電網絡情況分析

整個達州市的廣電網絡需要實現模擬信號向數字信號的過渡，并且在現有的數字電視設計中，增加了“回放”、“預約”以及“點播”等服務，用戶不再是單純地接收信號并接收寬帶。廣電網絡的數字互動信號和寬帶信號需要逐漸融合，“點播回看”等功能也需要非常高的網絡帶寬才能有良好的用戶體驗。所以，只有建立新的傳輸承載網絡才能解決這些問題，為用戶提供良好的體驗。

2.2 達州市廣電網絡的帶寬需求

達州廣電高清互動電視平臺的建設目標是建設一個以達州廣電網絡為主導的大容量、高性能、易維護、開放性和擴展性良好、有服務質量保證的三網融合業務公共服務平臺。該平臺可向用戶提供數字電視高標清直播、VOD 高標清點播、頻道回看、頻道時移、魅力達州、陽光政務、家庭相冊、在線游戲、遠程教育、在線醫療、電視支付、電視銀行等應用項目，以上功能雖然沒有完全實現，但是未來都會逐項添加，隨著業務量的增多，整個業務將會變得錯綜復雜，需要的承載設備必須有非常高的穩定性和高帶寬低延遲的特性，設備的組網結構也要盡可能的簡單，這樣可以大大降低維護成本。

達州廣電下轄萬源、渠縣、大竹、開江、宣漢以及達州市局，如今隨著寬帶容量的急劇增加，原有網絡設備已經不堪重負，所以需要新的網絡來承載越來越大的數據量。達州中心局作為整個達州環網的中心節點，需要的最低帶寬達到120 GE，宣漢和開江因為用戶量較多的原因，規劃了30 GE，其他地方現在的出口帶寬在20 GE。

3 達州市廣電網絡改造的具體實施方案

根據達州廣電整體的網絡實際情況，設計了一套采用DWDM技術的OTN傳輸設備來進行組網，實現達州市的萬源、渠縣、大竹、開江、宣漢以及達州市局之間網絡的互聯互通。

3.1 達州市廣電網絡的總體方案設計

1)地理位置和業務實際

達州管轄萬源、渠縣、大竹、開江、宣漢等行政區域。達州的整體區域呈現一個狹長地帶，并且萬源處于大巴山脈，山高路險，光纜的距離也比直線距離長很多。綜合地理位置等各種因素，直接設計成一個環網是很不現實也是十分不合理的。

(1)光纜距離較遠，衰耗大

由于達州市是一個狹長地形，如果設計成一個環網，那么就是從達州—渠縣—大竹—開江—宣漢—萬源—達州，總的來看這樣并沒有什么不妥，但是這樣做，由于距離太遠，整個光纜衰耗會相當大，這樣非常不利于通信質量的保證，會產生誤碼，影響用戶體驗。

(2)單環結構更易發生通訊中斷

由于單環結構，加上距離太遠，那么當一個方向光纜斷了后，業務馬上會切換到另外一個方向傳輸，由于距離遠，節點多，那么會產生很大的風險，備用通道假如出現故障，那么整個環網業務就會全部中斷，這樣風險非常高。

(3)業務調度不夠靈活

廣電網絡很大程度上依賴的是中心局下發的數據，整個網絡需要以達州中心局為核心，如果單環結構，那么中心局的核心位置不再能夠體現，中心局想進行業務控制也力不從心，調度也不靈活。

2)網絡設計方案

由于地理位置的原因，以及上述提到的業務原因，共設計了三個環網，兼顧了成本、維護以及業務需要。網絡設計方案如圖1所示。

圖1 網絡設計方案

北環：達州中心局—羅文(距離太遠增加OLA放大站)—萬源—達州中心局。

南環：達州中心局—大竹—渠縣—達州中心局。

東環：達州中心局—宣漢—開江—達州中心局。

達州廣電由于項目特殊，期間對所有的機房條件都進行了前期工勘，便于后續發貨設備能夠滿足機房條件，具體工勘表如表1所示。

隨后，對廣電網絡現在的光纜衰耗情況進行了復查核實，便于后期進行設備調試以及設備NA和BA以及PA單板的配套，光纜性能如表2所示。

表1 達州廣電OTN工程勘察表

項目達州廣電大樓宣漢開江大竹渠縣萬源羅文OLA8300波分安裝位置是否確定是是是是是是是8300到直流電源柜位置距離/m1581525201010ODF的尾纖類型SC/APCFC/APCFC/APCFC/APCFC/APCSC/APC(方頭)FC/APC(圓頭)8300波分到ODF的距離/m158257107—是否需要安裝底座是是是是是否否底座尺寸(高度)-地面到防靜電地板高/m0.150.15無0.1518無無8300設備地線到地排的距離/m0.150.101525201516工作地和保護地是否共用否否是是是否否

表2 光纜性能表

性能北環南環東環達州—羅文1羅文1—萬源萬源—羅文2羅文2—達州達州—渠縣渠縣—大竹大竹—達州達州—開江開江—宜漢宜漢—達州設計衰耗/dB22.526.031.629.035.019.728.028.519.515.0實際衰耗/dB24.027.131.830.236.821.328.928.022.517.1

3.2 達州市廣電網絡的設備選型

根據達州廣電網絡的實際情況，綜合考慮到整個網絡結構的功能，以及后續平滑擴容的特點，本項目計劃采用全ZXONE 8300設備組網。

ZXONE 8300設備具有大容量交叉能力，設備可以達到1.6T ODUk Switch，主要使用位置在城域/本地網核心層、骨干層，8 300提供10個80G背板帶寬槽位和20個40G背板帶寬槽位，等效40個40G背板

帶寬槽位并且強調CCP、CLK和PWD的1+1備份，XCA支持立方保護，客戶側支持100M-40G any業務接入：STM-N、FE/GE/10GE/40GE、OTU1/2/3、DVB、ESCON、FC等。

3.3 達州市廣電網絡的應用方案細節

1)系統配置

在系統配置中，根據距離的遠近，詳細規劃了放大版的功率，并根據實際情況配置了DCM色散補償模塊。以東環系統配置為例進行說明(圖2)。

圖2 東環系統配置圖

2)網管系統配置

為了便于未來達州廣電中心局對整個網絡的管理，在中心局配置了網管中心，用于監控網絡的運行情況，也便于平時進行相應的維護，其他站點統一歸中心局監控和管理，站點只需要配合維護即可。網管系統配置情況如圖3所示。

圖3 網管系統配置圖

3)波道配置

根據之前統計的需求情況，對廣電網絡現在的帶寬需求進行規劃，對DWDM設備中的波道進行相應規劃調整，便于以后的維護和資料的保存，以及相關保護配置的規劃。東環波道配置如圖4所示。

圖4 東環波道圖

4)站點的設備安裝

站點設備安裝情況如表3所示。

表3 廣電設備配置表

匯聚點支局點設備型號機架數傳輸子框數交叉子框數達州中心局萬源ZXONE8300262羅文OLA120大竹ZXONE8300121渠縣ZXONE8300121宣漢ZXONE8300121開江ZXONE8300121

5)電源

(1)所有站點電源為直流-48 V電源，考慮到此次設備最大功率可以達到2 800 W，計劃主備電源均采用100 A空開，這樣每個局點需要的電源空開至少兩個-48 V對于交流電的需求，需要三相電交流接入，通過電源柜交流轉直流再輸送到DWDM設備進行供電。

(2)保護地線需要工作地和保護地分開，保護地采用38 mm銅芯電纜，接電源柜保護地線。工作地直接接電源柜正極，也就是0 V。

(3)由于設備重要性，所有電源柜必須配蓄電池，以保證在突然斷電的情況下，設備不會立即斷電，還能正常運行一段時間，直到重新來電，或者有其他解決辦法。

3.4 工程實施的具體步驟

1)工程概況

此次廣電OTN項目，共涉及達州西外中心局、萬源、羅文、宣漢、開江、大竹、渠縣7個站點，設備機架共計8個(中心局2個，其他地方均為1個)。工程大概分為5個階段：工勘及設備采購、設備到貨及驗貨、硬件安裝、系統調試、驗收。現在處于設備到貨以及驗貨階段，后續工作需要盡快實施以滿足廣電網絡需求。

2)設備驗貨階段的詳細規劃

設備于2016年3月9日到達各地機房，到貨驗收環節從2016年3月14日開始，在驗貨同時，需要對整個機房的設備安裝位置以及存在問題進行最終確認和解決，驗貨主要由督導調測人員以及廣電相關人員進行。

3)硬件安裝階段

硬件安裝實施日期3月16日，由于站點工作量較大，每個站點施工時間為期2～3天，共涉及到7個站點，硬件安裝所需時間在14～20天，在4月初完成。

硬件安裝階段，由成都施工隊參與，硬件安裝施工人員共計4人，督導調測人員以及廣電相關人員配合實施工程，在硬件安裝階段，督導負責工程資源調度和人員的協調工作，硬件安裝主要有ZMX8300、電源柜(部分地方需要安裝)、電池(羅文電池承重問題需要注意)、架內纖、網管等，如果有空余纖芯，那么可以在硬件施工階段就將傳輸光纜過ODF架接入波分設備，設備加電工作需要征求局方意見或者正式申請回復，進行加電工作。

4)系統調試階段

系統調試在4月開始，具體時間由于環路較多，計劃5天左右完成，調試時間設在每天0時—6時的窗口期內。

系統調試需要在整個設備硬件安裝完成后開始，中間涉及到部分纖纜性能指標要求，需要局方相關人員配合對光纜衰耗情況進行檢測，并將具體數據填入附錄中的《達州廣電光纜性能采集表中》。

這次工程涉及到光纜鉛芯有限問題，所以在調試過程中，需要將業務進行中斷才能空出相關光纜資源，整個調試難度較大，調試過程需要局方配合，中間涉及到瑞士康德以及華為相關設備割接問題，局方需與相關供貨商技術人員協商好，以防止在窗口期調試未能完成的情況下返回相關業務，能保證業務的正常。系統整體調試完成后，需要對三個環網的資料進行補充和提交，并配置好網管上的數據，對局方相關人員進行簡單的培訓，以便于在日后出現故障時能被及時發現，在出現簡單故障時可以局方自行處理。

5)驗收

驗收時間在4月25日—5月15日。在整個設備調試完成后，提交工程資料，并對網絡現階段性能進行采集，完成工程的相關驗收工作，驗收合格后移交局方。

4 總結

本文對DWDM原理在達州廣電網絡中的實際應用進行了詳細的論述。在達州廣電網絡中，使用的是性能一般的型號，但也能完全支撐起整個達州廣電網絡的核心傳輸業務，并且還承受今后10年的網絡數據流量的增加。

DWDM設備現在已經完全淘汰了舊的SDH設備等其他傳輸設備，其優點在于：

1)靈活的電層業務交叉調度[2]；

2)低延遲，高速率的網絡帶寬；

3)超低的纖芯資源占用；

4)非常簡單以及高效的帶寬擴容；

5)簡單的后期維護。

未來DWDM技術還會被不斷地革新，相應的DWDM設備集成度也會越來越高。DWDM設備還在不斷地吸收其他設備的優點，比如新的DWDM設備已經開始和IP設備進行融合，這樣便于在IP化傳輸網中完成復雜組網(中興最新的9X00系列已經融合了IP傳輸技術)[3]。在將來，可能如今被廣泛應用的PTN設備都會消失。而新的DWDM設備將會為人類的第四次工業革命打下一個堅實的基礎。

[1] 王建國. DWDM技術在傳輸網中的應用[D].南京：南京郵電大學，2014.

[2] 張文龍. 光波分復用技術與應用研究[J]. 中國新技術新產品，2011(12)：22-23.

[3] 李佳航. 探析數據通信中的多路復用技術及其應用[J]. 網絡安全技術與應用，2013(10)：40-41.

Research on application of DWDM in optical transmission network

DUAN Huaqiong1， ZHOU Xiangji2

(1.JinchengCollegeofSichuanUniversity，Chengdu611371，China；2.AnhuiWantongPostandTelecommunicationsLimitedbyShareLtdChengduOffice，Chengdu610041，China)

Operator's network bandwidth is expanded by DWDM technology in light transmission， not only greatly using the limited and expensive cable resources， and increase the utilization rate of the bandwidth of optical fiber， but also reduce the maintenance and construction cost of the whole system. The DWDM equipment in the network in the practical application of bearing is described in detail. Firstly， the DWDM technology is detailed introduction； and then through analysis of Dazhou CATV business network bandwidth demand， combined with the actual situation of tailored as the construction scheme of the state radio and television networks is made. Application of DWDM equipment in Dazhou broadcasting OTN network is analyzed from the network planning， the facility determines， equipment installation and commissioning， carrying business and so on.

OTN； DWDM； radio and television network construction

段華瓊，周相吉. 光傳輸網中DWDM技術在廣電網絡中的應用研究[J].電視技術，2017，41(2)：39-43. DUAN H Q， ZHOU X J. Research on application of DWDM in optical transmission network [J]. Video engineering，2017，41(2)：39-43.

TP393.1

A

10.16280/j.videoe.2017.02.009

2016-06-18

段華瓊(1980— )，女，碩士，主要研究方向為系統集成開發、網絡安全；

周相吉(1992— )，學士，主要從事OTN方面的研究和開發。

責任編輯：閆雯雯