研討超長距離無中繼光傳輸技術(shù)與應(yīng)用

張少兵　惠建平

摘? 要：光纖通信系統(tǒng)是由光發(fā)送機(jī)、光接收機(jī)、中繼器、無源器件、光纜等構(gòu)件組成，怎樣確保構(gòu)件在超長距離的安全運(yùn)行與傳輸效率。本文主要分析超長距離無中繼光技術(shù)的應(yīng)用及主要技術(shù)，為滿足電力系統(tǒng)在沙漠、沼澤等特殊地區(qū)的通信要求，以供相關(guān)工作人員參考。

關(guān)鍵詞：超長距離;無中繼光;傳輸技術(shù);應(yīng)用

引言：

目前超長距離無中繼光傳輸技術(shù)主要被應(yīng)用于沙漠地區(qū)、沼澤地區(qū)或洲際干線中。為滿足要求可利用超長距離無中繼光傳輸技術(shù)，其優(yōu)勢在于它的通信容量大、中繼距離長、體積小重量輕、價格低廉等的優(yōu)點(diǎn)，這一技術(shù)可以用于打造超高速度超大容量超長距離傳輸網(wǎng)絡(luò)，為下一代光傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的技術(shù)儲備推動中國在光通信保持領(lǐng)先地位。

1、超長距離無中繼光傳輸技術(shù)

根據(jù)ITU-T的標(biāo)準(zhǔn)，超長距離為160km，超出160km后在超長間隔中傳輸可直達(dá)各個端點(diǎn)并且不必增加中繼裝置的光傳輸技術(shù)。例如在一些特殊地區(qū)或較大規(guī)模的多城區(qū)下，為不添加工程成本也能保持通信的時效性，應(yīng)選用超長距離無中繼光傳輸技術(shù)，其超長距離無中繼光技術(shù)不但減少了工程成本也降低了原來的中繼站總數(shù)與運(yùn)維成本，并且有較好的通信穩(wěn)定性。

2、超長距離無中繼光傳輸技術(shù)分析

2.1光傳輸調(diào)制技術(shù)分析

在超長距離無中繼光傳輸技術(shù)中其光傳輸調(diào)制技術(shù)主要分為功率與色散，是為解決傳輸系統(tǒng)中出現(xiàn)的功率限制問題而形成的。例如在光放大與色散補(bǔ)償后會造成一定的碼間干擾、非線性效應(yīng)等問題，這些問題會影響光傳輸系統(tǒng)的容量以及傳輸后的延長距離。在光傳輸調(diào)制技術(shù)中為確保傳輸信號的光載波達(dá)到正常傳輸方式，可分為直接調(diào)制與間接調(diào)制兩種，一般可采用間接調(diào)試的方式以連續(xù)波激光器與外調(diào)制器相結(jié)合以此達(dá)到2.5Gbit。在利用直接調(diào)制方法時一般是在2.5Gbit以下系統(tǒng)中使用^[1]。

2.2FEC前向糾錯技術(shù)分析

在光纖長距離傳輸系統(tǒng)中為提高傳輸信號速率應(yīng)以FEC（Forward Error Correction）前向糾錯技術(shù)提高光傳輸?shù)男?，以此確保光纖長距離傳輸系統(tǒng)中的傳輸信號速率達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)。在確保信號的長距可靠傳輸方面也起著非常重要的作用。相比于10G系統(tǒng)，100G的OSNR需要提高10倍，這需要多種技術(shù)的組合應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)，其中就包括FEC。

前向糾錯技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)信息可靠傳輸?shù)年P(guān)鍵，逐漸成為必不可少的主流技術(shù)。光纖通信中的FEC也經(jīng)歷了幾代技術(shù)的演變，從經(jīng)典硬判決，到級聯(lián)碼，而100G相干技術(shù)的出現(xiàn)使得軟判決成為演進(jìn)的方向。FEC在光通信中的位置如下圖1所示：

3、超長距離無中繼光傳輸技術(shù)的應(yīng)用

3.1升級能力應(yīng)用

在超長距離無中繼光傳輸技術(shù)的應(yīng)用中一般在初期配置可達(dá)到40波的情況下可進(jìn)行升級最高可達(dá)到160波的能力。在升級時可采用分層升級，在系統(tǒng)初始40波的配置后可進(jìn)行一次升級，一次升級可達(dá)到80波，在按照分波進(jìn)行所指的OM模板以及輸入波將原頻率尾數(shù)為0的波道與頻率尾數(shù)為5的波道進(jìn)行合并后可升級到120波，當(dāng)進(jìn)行第三次升級應(yīng)將接收分波段與所指OM模塊相對應(yīng)，以此達(dá)到160波的升級^[2]。

3.2產(chǎn)品應(yīng)用

在超長距離無中繼光傳輸技術(shù)中，如華為、烽火、愛立信馬克尼等產(chǎn)品就應(yīng)用了超長距離無中繼光傳輸技術(shù)。在這些產(chǎn)品超長距離中包括有DEDFA最大飽和傳輸功率、DCM發(fā)送端、EDC電色散補(bǔ)償?shù)腛TU。其主要優(yōu)勢在于在應(yīng)用超長距離無中繼光傳輸技術(shù)后不但工程成本較低其光纖功率也達(dá)到了長期使用的安全可靠性。例如在烽火產(chǎn)品逐漸創(chuàng)新中，我國遼寧地區(qū)完成國內(nèi)首個單波400G傳輸1000km現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)，本次試點(diǎn)基于烽火現(xiàn)網(wǎng)FONST 6000系列產(chǎn)品，雙方利用聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)質(zhì)平臺，采用400G PS16QAM碼型，在無中繼的情況下完成了單波400G超長距離的現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)。這是雙方在光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上的又一次創(chuàng)新，標(biāo)志著400G超長距傳輸方案已經(jīng)成熟，也意味著超長距離無中繼光傳輸技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了它本身的應(yīng)用價值^[3]。

3.3 APR技術(shù)應(yīng)用

在超長距離無中繼光傳輸技術(shù)應(yīng)用中，其傳輸系統(tǒng)中的激光器、光纖放大器等主要設(shè)備需要有一定的安全標(biāo)志以此確保使用者的人身安全。在ITU-TG.664中明確提出了在光傳送網(wǎng)絡(luò)的接口上，特別是在采用放大器技術(shù)的系統(tǒng)的光接口上促成光學(xué)上（對人的眼睛與皮膚）安全的工作條件，需要在限定位置和受控位置的設(shè)備上采用自動重啟的功率自動降低ARP（Automatic power drop）技術(shù)。例如當(dāng)光纖斷開后可采取G.664建議以此確保輸出功率達(dá)到安全范圍內(nèi)，當(dāng)光纖恢復(fù)后可重啟設(shè)備確保功能正常運(yùn)行。

結(jié)束語：

綜上所述，在我國信息高速發(fā)展中，在一些特殊的環(huán)境下為實(shí)現(xiàn)超高效率、超大容量、超長跨距，應(yīng)利用超長距離無中繼光傳輸技術(shù)實(shí)施高效率的技術(shù)手段。以此在確保提高通信的穩(wěn)定性與傳輸距離后，不斷提高我國經(jīng)濟(jì)效益發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 白歌樂. 內(nèi)蒙古電力通信網(wǎng)無中繼超長距離光纖傳輸系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D]. 內(nèi)蒙古：內(nèi)蒙古大學(xué)，2014.

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[3] 李波，張羽，王彥入，等. 寬帶模擬射頻信號超長距離無中繼光傳輸系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（18）：1-2.