密集波分复用系统在干线传输网中的应用设计(DWDM系统)

毕业设计说明书（论文）中文摘要
随着Internet业务、交互多媒体业务、高带宽视频业务以及无线通信业务的迅猛发展，对骨干传输网络的传输速率、传输带宽、传输质量提出了迫切的要求。目前的骨干传输网络容量却难以承载未来大容量业务，密集波分复用技术正好解决了这一难题。大容量长距离DWDM传输系统可以简化骨干传输网结构，减少昂贵的光电再生器件的使用，同时提供大容量带宽，从而减少网络投资，降低运营维护费用。详细论述了密集波分复用(DWDM) 光纤传输系统工程设计中的设备选型、网络结构与传输系统组织、站段配置、网管公务及传输指标。主要就DWDM系统应用设计中的关键问题进行了研究，采用32×2.5Gb/s密集波分复用系统，设计了一具体的DWDM干线传输网。该网的建成可以满足当前社会对信息的需求量，同时也保障了未来几年内传输网络资源的需求。
关键词   密集波分复用   干线传输网   应用   工程设计

毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title The applied design of DWDM system in the truck network of Xinjiang           
Abstract
Along with the fast fierce development of the service of Internet, each other multi-media, high bandwidth video and radio correspondence, the rate, bandwidth and quantity of the transmission have been put forward the urgent request to the framework. The big network capacity service of hard loading to the current framework in future，the DWDM system replies to solve this hard nut to crack at the right moment. The big capacity and long distance DWDM transmission system can simplify the framework structure; reduce the use of the expensive photoelectric reborn apparatus. At the same time, the system can also provide the big capacity bandwidth .Thus it reduces the network investment and lower the run and maintenance expenses. It introduces the type selection of equipment，network structure and the organization of transmission system，station section configuration，common service of network management and transmission index of DWDM optical transmission system project design．It mainly researches the key problems in the applied design of DWDM system, and designs a concrete DWDM trunk network with 32×2.5Gb/s DWDM system. The network can satisfy a current society's demand for information, also guarantee to the need of the deliver network resources in several years in the future.
Keywords  DWDM   Transmission in backbones   Application  Project design

密集波分复用(DWDM)系统
DWDM系统概述
DWDM即密集波分复用技术，是一种光纤数据传输技术，利用激光的波长按照比特位并行传输或者字符串行传输方式在光纤内传送数据[4]。由于其高带宽、可承载多业务的特点，各网络运营商纷纷建设DWDM传输网系统。
通常，DWDM系统是由光发射、光接收、光传输、光监控和网管五部分组成。光发射部分主要指发射机。根据ITU-T建议DWDM系统用作发射机光源的应是特定波长、波长稳定、色散容限大的激光器。如：发光二极管、多纵模激光器、单纵模激光器、分布反馈激光器、量子激光器等。光接收部分主要是指用作接收机的光探测器。它们应是能容忍一定信噪比信号的光二极管和雪崩二极管。合波器和分波器的功能是用对不同波长的光信号进行复合和分离，它们应是信道隔离度高的无源器件，其性能应满足ITU-G.671建议要求。DWDM系统中常用的合波器有：耦合器型、介质薄膜滤波器型和集成光波导型等； 分波器有：光纤光栅型、干涉滤波器等类型。光传输部分是小色散系数光纤和增益平坦和增益锁定的EDFA共同组成的。小色散系数光纤可以延长色散受限距离，减少色散补偿成本。EDFA增益平坦使不同波长的光信号具有相同的放大增益。光监控部分主要为光监控信道的物理层和帧结构，ITU-T建议监控通道波长1510，监控速率2Mbit/s。网管部分对DWDM系统进行网元级管理，它包括工作站、设备操作终端上的管理软件，以及在各子框上的网管理单元机盘和各机盘上的盘控器等。

DWDM系统结构
DWDM系统根据其分类， 可以分为集成式系统和开放式系统。
集成式系统见图2.3所示就是SDH终端设备具有满足G.692 的光接口：标准的光波长，满足长距离传输的光源。这两项指标都是当前SDH系统不作要求的。整个波分复用系统的结构比较简单，没有任何多余的设备。但若接入原先的SDH系统时，必须引入波长转换器(OTU) ，以完成波长的转换，在网络管理上较难实现SDH层和DWDM层彻底分开[5]。
开放式系统见图2.2所示是在合波器前端及分波器的后端，加波长转移单元OTU，将当前通常使用的G.957接口波长转换为G.692标准的波长光接口。这样，开放式系统采用波长转换技术，使任意满足G.957建议要求的光信号能运用光-电-光的方法，通过波长变换之后转换至满足G.692要求的规范波长光信号，再通过波分复用，从而在DWDM系统上传输。

随着语音、数据和无线传输量的迅速增加,多媒体视频、Internet通信业务的大力发展,形成对传输带宽的极大需求,DWDM技术在这样的背景下应运而生。DWDM技术充分利用光纤的巨大带宽资源，同时传输多种不同类型的信号，实现单根光纤双向传输，而且波分复用通道对数据格式是透明的,可传送任何不受限的业务,在网络扩充和发展中是理想的扩容手段。
本文在论述密集波分复用理论的基础上，设计了一具体的密集波分复用的系统干线传输网。路由选择基本覆盖了该地区所有的主要业务增长点，DWDM系统选用32波系统制式，可满足未来3到5年的业务需求。DWDM技术的优势有目共睹，但存在的问题亦不可忽视。系统的网络管理，特别是具有复杂上/下通路需求的WDM网络管理不是很成熟。例如：在性能管理方面，WDM系统使用模拟方式复用及放大光信号，因此常用的比特误码率并不适用于衡量WDM的业务质量，必须寻找一个新的参数来准确衡量网络向用户提供的服务质量等。

工程结论
本工程组网方案的核心是建立DWDM传输平台，在该平台上充分利用SDH现有的成熟保护技术组建传输通道。
工程采用32×2.5Gb/s密集波分复用系统，以提高对租用纤芯的利用率。它的建成将使新疆具有以SDH+DWDM为主体的大规模、大容量的干线传输网，满足了当前社会对信息需求量，并随着通信市场容量的持续迅速发展，同时也保障了未来几年内传输网络资源的需求。
本工程采用的主要设备类型有32×2.5Gb/sDWDM设备（ZXWM-32）、SDH2.5Gb/s设备（ZXSM-2500（V10.0））。所选设备符合我国《光波分复用系统总体技术要求(暂行规定)》、《光同步传送网技术体制》的要求和ITU-T相关建议。










目   录
1   引言…………………………………………………………………………………1
2   密集波分复用系统…………………………………………………………………1
2.1 密集波分复用原理…………………………………………………………………2
2.2 DWDM系统的核心部件---波分复用器件 …………………………………………4
2.3 长距离DWDM传输关键技术及其实现 ……………………………………………9
2.4 工程建设中采用DWDM技术的必要性……………………………………………13
2.5 DWDM技术在长途通信干线传输中的应用 ………………………………………17
2.6 DWDM的发展方向 …………………………………………………………………18
3   DWDM 光纤传输系统工程设计……………………………………………………19
3.1 设备选型 …………………………………………………………………………19
(毕业设计 )
3.2 网络结构与传输系统组织 ………………………………………………………21
3.3 站段配置 …………………………………………………………………………23
3.4 网管、公务与传输指标 …………………………………………………………26
3.5 密集波分复用系统的设计原则 …………………………………………………26
4   密集波分复用系统在干线传输网中的应用设计 ………………………………28
4.1 工程总体设计方案 ………………………………………………………………28
4.2 工程具体情况 ……………………………………………………………………29
4.3 工程结论 …………………………………………………………………………32
结论 ……………………………………………………………………………………33
致谢 ……………………………………………………………………………………34
参考文献 ………………………………………………………………………………35

附录：密集波分复用设备ZXWM-32关键技术说明
　　（1）多业务接入
ZXWM-32光传输系统采用开放式设计，利用O/E/O波长转换技术将接入的光信号转换为满足G.692建议要求的光信号。除了对任何厂家的SDH设备STM-N信号进行透明接入外，还可承载其它格式的光信号，如IP（POS）、GbE（1.25Gb/s）、ATM和PDH等。中兴通讯ZXWM-32波分复用设备提供开放式系统，采用OTU单元实现多种信号的接入功能。
（2）组网方式
　　ZXWM-32密集波分复用光传输系统具有光终端设备（OTM）、光线路放大设备（OLA）、可配置光分插复用设备（OADM）等多种设备系列。同时，系统中的OSC板、NCP板和OHP板均支持十字交叉组网，因此，ZXWM-32光传输系统能够灵活地组成点对点的链型网、星型网、十字型网、两环相切网、两环相交网等各种复杂的网络拓扑结构，适用于不同网络布局。
　　中兴双OSC专利技术支持十字型网、两环相切网等复杂网络拓扑结构。
　　（3）保护功能
　　对于传输容量巨大的DWDM传输网来讲，网络的安全性和稳定性是至关重要的。ZXWM-32密集波分复用系统提供了多种有效的保护方式：基于SDH层的1+1保护、1：N保护和基于光网络层上的光复用段保护（OMSP），其中光复用段保护（OMSP）采用了独特的故障检测技术，使得保护倒换时间小于10ms。
　　ZXWM-32密集波分复用光传输系统具备OADM设备，可实现二纤单向复用段保护和二纤双向复用段保护。
　　（4）功率管理技术
　　ZXWM-32密集波分复用光传输系统为了保障网络性能，采用了完善的功率管理技术对系统中各点的功率进行调整和控制。系统的功率管理包括了功率预均衡技术和智能化光放大器控制技术。其中功率预均衡通过网管对光转发单元的输出功率进行调整，保证在系统光接收端的各信道光功率均衡。智能化的光放大器除了具有增益平坦、增益锁定功能外，还具有增益可调和输出功率瞬态抑制功能。
　　（5）故障定位，性能监测
　　ZXWM-32密集波分复用光传输系统的光转发板具有B1和J0字节的校验功能，可以准确定位故障点、故障类型等。
　　ZXWM-32密集波分复用系统中主光通道各单板均采用大动态范围、高精度的功率采集和监测技术，测量误差小于1dB，真实反映系统性能。
　　（6）网管系统 
　　ZXWM-32具有友好而且易于操作的用户界面。支持网元层、网元管理层和网络管理层的多层次管理。各层管理均具有完善的告警管理、维护管理、配置管理、性能管理、安全管理和系统管理功能。具有以下几个特点：
　　●　远程软件下载：系统版本升级不仅包括后台网管的升级，同时也包括任一单板的内嵌软件的升级，ZXWM-32密集波分复用网管系统ZXWM-32采用最新技术，可以在不中段断业务的情况下实现所有软件的在线升级。
　　●　远程调控光接口：ZXWM-32密集波分复用系统可通过网管系统对光接口参数，如波长、功率、增益等进行调控。
　　（7）系统结构设计和平滑升级能力
　　ZXWM-32光传输系统采用了模块化结构设计，所有主光通道单板的背板接口设计完全相同，可以任意混插，实现系统灵活配置。只需通过在同一机架内增加光转发子架和部分单板的方式，即可实现系统升级和扩容，具有极好的兼容性和扩展性，最大限度地保护用户的投资。
　　中兴通讯为了更好的保证产品的质量，采用了一系列的可靠性措施，主要有：
　　●　供电设计：包括防雷保护、防接错保护、子架电源保护、单板电源保护等。单板和子架供电具有自恢复功能。
　　●　工艺控制：采用微处理器技术和先进的EPLD、FPGA器件技术，优化和简化了电路。
　　●　电磁兼容措施：详细的EMS（电磁抗扰度）和EMI（电磁扰度）设计。
　　●　器件降额措施：通用器件至少二级降额标准。
　　●　完整的可测试性设计：具有机内测试（BIT）和模块BIT的故障检测措施。

参 考 文 献
1   秦小英.DWDM光通信发展的热点技术[J].光通信技术，2001（25）：96～98
2   王世忠，刘万明. DWDM 技术：为网络扩容.中国有线电视，2002(12)：30～31
3  董天临.光纤通信与光纤信息网.北京：清华大学出版社，2005
4  周林荣，卢 刚.浅谈D W D M 密集波分复用技术.宁波职业技术学院学报，2005(4)：21～24
5  秦保根.密集波分复用系统探析.电信工程技术与标准化，2003(10)：49～51
6  Shuichi Suzuki，Yasuo Kokubun．Reduction of Rejection Floor of Filter for Ultimate Spectral Effiviency in DWDM Systems .ACTA OPTICA SINECA，2003(10)：548～549 www.papersay.com
7  刘增基，周洋溢，沪辽林，周绮丽.光纤通信.第1版.西安：西安电子科技出版社，2001
8  王加莹.长途超大容量DWDM光通信技术及发展.光网络技术，2003（1）：4～8
9 BregniS，JanigroU.Pattavinsa optimal allocation of limited optical-layer resources in WDM networks under static traffic demand[J].PhotonicNetworkCommunications，2003，5(1)：33～40.
10  雷喜梅.密集波分复用技术在光缆通信干线工程中的应用.邮电设计技术，1998（8）：16～19
11  郑延东. DWDM 光纤传输系统工程设计.新疆教育学院学报，2003(6)：73～76
12  田瑞然.DWDM光纤传输系统工程设计.邮电设计技术，1999(9)：1～5
13  杨青龙. DWDM 系统及其线路传输系统的设计.邮电设计技术，1999（7）：8～12
14  漆学东.对密集波分复用(DWDM)技术应用的若干建议.江苏通信技术，2001（8）：41～45
15  李雪松，王华，马石.DWDM技术进展及其长途线路传输系统的设计.通信工程，2003（4）：23～29