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AI 闪亮光网络智能化运维: WDM在线光缆可视化监测解决方案实践

摘要:光迅科技紧跟技术发展趋势,通过与全球领先的电信设备商、运营商的持续紧密合作已实现对多种OTDR解决方案的支撑,推出了全系列在线式OTDR产品。

  ICCSZ讯 光纤链路资源作为光纤通信系统的物理层介质,是整个光网络系统的基础。伴随着光网络技术的发展和各种新型数据应用需求的爆发式增长,海量光纤已经被敷设于各种应用环?#25345;?#20013;。随着光网络结构日益复杂,网络动态重构越来越频密,在线光缆资源以及暗光纤的管理也变得越来越重要。

  另一方面,光网络智能化的演进越来越快,但智能化多集中在网络层及以上的层面,底层特别是作为整个光网络物理基础的光纤的质量、以及光纤资源的可视化、可调度化、智能化实时在线管理一直以来没有太大的进展,实现对在线光纤链?#20998;?#37327;进行实时监测以及光纤资源动态管理可能会成为未来强健、自动化、智能化、可调度化光网络的一项关键技术。

  当前光网络中光纤资源的里程数及管理复杂度都在?#26412;?#22686;长中,而传统的、效?#23454;?#19979;的人工维护已难以高效支撑现代光网络的高质量要求。

  作为一项能够契合上述需求变革方向的新技术,传送网用在线式OTDR(以下简称在线式OTDR)日益成为WDM系?#25345;?#30340;一个新的必备组件单元。不同于传统OTDR仪表或者离线式OTDR模块,当需要对在线光纤链?#26041;?#34892;实时监测时,需要考虑对于在线光纤链?#20998;校?#30001;于EDFA、Raman、Hybrid(EDFA+Raman)等光放大器开启时,以及单个或者多个波长?#24615;?#19994;务运行时,系?#25345;?#30340;噪声(可能来源于光放大器的ASE,信号光的串扰以及非线性产物等)会对在线光纤质量监测产生巨大影响。

  因此,在线式OTDR需要根据WDM传送网的系统特征做必要的技术研究,以解决历史上无法对传送网在线光纤链?#26041;?#34892;实时监测的问题。

  在线式OTDR在系?#25345;?#24212;用的几种可能实现方式及应用方式如下:

  方式一 波分复用在线式OTDR

  根据使用波段的差别,这种方式又可具体分为两种细分方式。

  1> L band波分复用在线式OTDR

  在该种应用方式下,在线式OTDR借用当前L band空闲波段,在主光路上以波分复用的方式接入到现网中(图中e-OTDR即上文所提到在线式OTDR,图中OA即上文提到的光放大器,下同)。应用拓扑示意如下:

  Fig1 L band波分复用在线式OTDR应用拓扑示意图

  需要?#24471;?#30340;是,上图只示意了OTDR从发送端接入的应用场景;OTDR也可以从接收端接入系?#22330;?

  这种应用方式的优点在于:

  动态?#27573;?#36739;大,对于系?#25345;蠥SE的?#31181;?#26377;较好的效果,可对100Km以上光纤链?#26041;?#34892;实时在线连续监测。原因在于可使用多种L-band激光器,激光器输出功率和波长及谱宽等性能均不用有太?#37327;?#30340;要求,可获得性及成本方面有?#27426;?#20248;势。

  其缺点在于:

  a. 需要在主光路插入额外WDM,给主光路带来额外插损;?#36865;?#23545;存量老网络升级操作不便;

  b. 近年来越来越多的系统向C+L-band扩展,现有的L-band OTDR将会与扩展后的系统产生波长冲突;

  2> OSC band波分复用在线式OTDR

  在该种应用方式下,在线式OTDR借用OSC band(如1510±10nm)内的空闲波长,跟OSC模块以波分复用的方式从OSC band接入到现网中。应用原理如下:

  Fig2 OSC带波分复用在线式OTDR应用拓扑示意图

  需要?#24471;?#30340;是,上图只示意了OTDR从发送端接入的应用场景;OTDR也可以从接收端接入系?#22330;?

  这种应用方式的优点在于:

  a. 无需改动现有主光路,不增加主光路损耗。因此对于存量老网络的平滑升级和新系统部署均非常容易;

  b. 动态?#27573;?#36739;大,对于系?#25345;蠥SE及噪声的?#31181;?#26377;较好的效果,可对100Km以上在线光纤链?#26041;?#34892;实时在线连续监测;

  c. 兼容C及C+L-band系?#22330;?

  其缺点在于:

  a. 需要在OSC通路加入额外WDM,引入了额外的0.5dB插损;

  b. 由于使用定制激光器导致1:1使用时成本相对较高。但在实?#35270;?#29992;中,可根据系统特征,跟1*N光开关连用,可大幅降低单线路监控成本;

  方式二 时分复用在线式OTDR

  在该种应用方式下,在线式OTDR复用OSC工作波长(共用同一个激光器),跟OSC模块以时分复用方式接入到现网中。应用拓扑示意如下:

      Fig3 OSC band时分复用方式在线式OTDR应用拓扑示意图

  需要?#24471;?#30340;是,上?#38469;?#24847;了从发送端接入的应用场景;但是由于复用了OSC激光器,OTDR需要跟OSC发射方向相同,限制了该方式下OTDR从OA接收端接入。

  这种应用方式的优点在于:

  a.无需改动主光路。因此对于新网络部署和老网络的平滑升级部署均非常容易;

  b.单线路监控成本?#31995;汀?#21407;因在于OTDR跟OSC模块共用同一个激光器,分摊了部分硬件成本;

  其缺点在于:

  a. 需要在OSC光路插入额外光器件(如耦合器等类似器件)、增加了OSC光路的插损。其根本原因在于由于激光器复用,为了实现OTDR功能需要在OSC光?#20998;?#25554;入额外光器件;

  b. 需要在网管层面对OSC业务的传送进行间断控制以协调OTDR扫描窗口对特定时隙的独占性;

  c. 动态?#27573;Ы系汀?#30001;于大批量使用的OSC用激光器功率相对非常小(一般2mW左右),所以实现OTDR功能时动态?#27573;Ы系?

  d. 受限于只能从发送端接入,且激光器谱宽较宽,在线性能更?#36164;?#21040;系统ASE的影响,在线性能较差。

  NOTE:以?#32420;?#25552;到动态?#27573;В?#22343;遵循IEC61746 RMS动态?#27573;?#23450;义。

  下表将上述三种拓扑的应用特性做简单小结:

  Table1 三种拓扑的应用特性对比

  作为全球领先的光器件/模块厂商,光迅科技紧跟技术发展趋势,通过与全球领先的电信设备商、运营商的持续紧密合作已实现对多种OTDR解决方案的支撑,推出了全系列在线式OTDR产品。该系列产品已大规模发货,服务于全球海量在线光缆的实时监测中,为实现WDM系统在线/离线光缆的自动化、智能化运维提供了强劲的技术支撑。

  2018年3月,光迅科技将在美国圣地亚哥举行的OFC上全球首发高达52dB动态?#27573;?#30340;OTDR。该OTDR支持直接接入WDM传送网中进行光缆测试,除了支持传统OTDR曲线图方式监测光纤质量外,借助于引入前沿技术,该OTDR还支持智能光纤路由表达、高精度实时光纤路由地?#24613;?#36798;等多种AI辅助智能化方式对光纤路由进行可视化表达,以AI技术进一步简化光缆维护操作,?#34892;?#25552;升了光缆维护效率,有助于大幅降低光缆维护成本,实现对光缆资源的集中化、自动化、智能化、可调度化管理,为未来网络的SDN化、云化操作提供支撑平台。

  未来,光迅科技将和全球领先的客户,通过更加紧密、广泛的合作,将上述前沿智能化技术全面落地到OTDR系列产品中,帮助早日实现全网光纤的智能化运维。

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