基于三網(wǎng)融合下光傳輸網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)技術(shù)研究

【摘要】隨著三網(wǎng)融合在我國十幾年的發(fā)展，電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和廣播電視網(wǎng)相互滲透并逐步整合成為統(tǒng)一的綜合信息網(wǎng)絡(luò)，利用光傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如何將接入網(wǎng)絡(luò)的三網(wǎng)融合做好，實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)互聯(lián)互通、資源共享，對(duì)于解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)瓶頸、提高基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)水平意義重大。

【關(guān)鍵詞】三網(wǎng)融合；接入網(wǎng)絡(luò)；CWDM技術(shù)；PON技術(shù)

一、油田三網(wǎng)融合的背景

三網(wǎng)融合在我國歷經(jīng)十多年的發(fā)展，已經(jīng)走到了實(shí)際應(yīng)用階段，國內(nèi)電信與廣電行業(yè)的三網(wǎng)融合建設(shè)正開展得如火如荼。三網(wǎng)融合實(shí)際包含3個(gè)層次的融合：網(wǎng)絡(luò)融合、業(yè)務(wù)融合和監(jiān)管融合。其中最基礎(chǔ)的就是網(wǎng)絡(luò)融合，即電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和廣播電視網(wǎng)相互滲透并逐步整合成為統(tǒng)一的綜合信息網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)籌規(guī)劃和共建共享。

二、光傳輸網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)

1、CWDM（Coarse Wavelength Division Multiplexing）技術(shù)，即稀疏波分復(fù)用系統(tǒng)，或稱粗波分復(fù)用技術(shù)，作為一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的短距離WDM傳輸系統(tǒng)，在城域網(wǎng)應(yīng)用中越來越受到大家的認(rèn)可并已經(jīng)實(shí)用化。CWDM是波分復(fù)用（WDM）技術(shù)的一種，相對(duì)于DWDM而言，CWDM具有更寬的波長間隔，業(yè)界通行的標(biāo)準(zhǔn)間隔為20nm。常用的波長為1470nm、1490nm、1510nm、1530nm、1550nm、1590nm以及1610nm。

2、DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing）技術(shù)，即密集型光波復(fù)用技術(shù)，這是一項(xiàng)用來在現(xiàn)有的光纖骨干網(wǎng)上提高帶寬的激光技術(shù)，能夠在同一根光纖中，把不同的波長同時(shí)進(jìn)行組合和傳輸。即在一根指定的光纖中，多路復(fù)用單個(gè)光纖載波的緊密光譜間距，以便利用可以達(dá)到的傳輸性能（例如，達(dá)到最小程度的色散或者衰減）。

3、PON（Passive Optical Network）無源光纖網(wǎng)絡(luò)，是指（光配線網(wǎng)）中不含有任何電子器件及電子電源，ODN全部由光分路器（Splitter）等無源器件組成，不需要貴重的有源電子設(shè)備。一個(gè)無源光網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)安裝于中心控制站的光線路終端（OLT），以及一批配套的安裝于用戶場(chǎng)所的光網(wǎng)絡(luò)單元（ONUs）。在OLT與ONU之間的光配線網(wǎng)（ODN）包含了光纖以及無源分光器或者耦合器。

三、實(shí)際應(yīng)用中的研究

1、采用CWDM技術(shù)優(yōu)化鄯善-大河沿鏈路

通過分析鄯善通信樓到2號(hào)閥室、葡北、3號(hào)閥室和大河沿站點(diǎn)業(yè)務(wù)和光纖資源的實(shí)際使用現(xiàn)狀后，采用CWDM技術(shù)，將現(xiàn)有的METRO1000和電視業(yè)務(wù)所占用的3芯光纖復(fù)用到1芯上，實(shí)現(xiàn)全程業(yè)務(wù)的正常傳輸。

優(yōu)點(diǎn)：1.采用該技術(shù)提高光纖資源的利用率，全程可提供2芯備用芯資源。

2.網(wǎng)絡(luò)可隨時(shí)升級(jí)擴(kuò)容，在設(shè)計(jì)上鄯善到葡北之間可擴(kuò)展5個(gè)通道以備千兆等鏈路的復(fù)用，方便未來西部環(huán)網(wǎng)的擴(kuò)容升級(jí)。

3.采用CWDM技術(shù)，投資成本低。

缺點(diǎn)：1.CWDM技術(shù)在單根光纖上支持的復(fù)用波長個(gè)數(shù)較少，承載超大容量業(yè)務(wù)有限。

2.CWDM技術(shù)大部分波長不能光放大，不適用于光節(jié)點(diǎn)間距離較長的應(yīng)用。

2、采用DWDM技術(shù)改造全程鏈路

鄯-烏新干線按照總?cè)萘?0G設(shè)計(jì)，單通道速率為10G，采用DWDM技術(shù)，避免占用有限的光纖資源，因鄯-烏光纜無多余光纖資源，將2.5G系統(tǒng)波分復(fù)用。

采用先進(jìn)的IP over DWDM和Service over DWDM理念，打造一個(gè)高性能、高帶寬和高可靠性的干線網(wǎng)絡(luò)。（Service over DWDM就是按照服務(wù)類型，為帶寬需要很大的業(yè)務(wù)專門安排一個(gè)光通道，徹底解決不同業(yè)務(wù)和服務(wù)之間帶寬競(jìng)爭(zhēng)問題）。

優(yōu)點(diǎn)：1.采用設(shè)備模塊分離技術(shù)，后續(xù)擴(kuò)容成本低。

2.可根據(jù)線路指標(biāo)，做到按需定制。

3.中繼段超長且損耗偏高，為保證系統(tǒng)有足夠的余量可采取以下方法：

4.發(fā)射端加功率放大器，提高光發(fā)射功率，提高OSNR指標(biāo)。

5.接收端加前置放大器，降低接收光功率要求。

6.加FEC前向糾錯(cuò)設(shè)備，降低系統(tǒng)對(duì)OSNR光信噪比的要求。

7.加拉曼光放大器，提高光信號(hào)的OSNR。

8.同比OTN技術(shù)，在相同容量下投資成本低，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)靈活。

缺點(diǎn)：DWDM技術(shù)由于光纖的物理性質(zhì)，它除了色散效應(yīng)外，相鄰信道之間信號(hào)相互影響，非線性效應(yīng)對(duì)其影響嚴(yán)重。這些非線性效應(yīng)使得多路波分復(fù)用信道間產(chǎn)生串音和功率代價(jià)，從而限制光纖通信的傳輸容量和最大傳輸距離，影響系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)。

3、利用PON技術(shù)在接入網(wǎng)改造中的優(yōu)劣性對(duì)比，對(duì)新建樓棟與老樓棟接入方式進(jìn)行更改，在鄯哈基地老樓改造采用FTTB EPON技術(shù)，新樓棟采用FTTH方式，可一次建設(shè)到位

（1）新建樓棟采用FTTH方式，局端建設(shè)OLT（光線路終端）與合波器設(shè)備，OLT負(fù)責(zé)語音和寬帶信號(hào)的匯聚，合波器負(fù)責(zé)將OLT信號(hào)與有線電視信號(hào)混合處理并輸出，通過ODN（光纖分配網(wǎng)）以單纖三波的方式傳輸至各用戶端。通過新建ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）將語音、寬帶和有線電視信號(hào)傳輸至用戶端。

（2）在老樓改造中采用FTTB+LAN方式，局端建設(shè)OLT（光線路終端）與合波器設(shè)備，OLT負(fù)責(zé)語音和寬帶信號(hào)的匯聚，合波器負(fù)責(zé)將OLT信號(hào)與有線電視信號(hào)混合處理并輸出，通過ODN（光纖分配網(wǎng)）以單纖三波的方式傳輸至各樓棟。在樓棟內(nèi)新建ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）與分波器設(shè)備，通過超五類線與同軸電纜，將語音、寬帶和有線電視信號(hào)傳輸至用戶端。

針對(duì)油田實(shí)際情況，對(duì)鄯哈石油基地老樓實(shí)現(xiàn)改造，可采用FTTB 10G EPON技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)和電話的融合（不包括電視的融合），由于最遠(yuǎn)樓棟距離中心機(jī)房較近（3km左右）根據(jù)小區(qū)樓棟情況分光比可采用1：64或1：32的一級(jí)分光方式，這樣通信樓主干到小區(qū)機(jī)房只占用1芯，每個(gè)小區(qū)可以達(dá)到一個(gè)萬兆。按最多49棟樓每棟30戶計(jì)算，套入帶寬計(jì)算公式（用戶帶寬=總帶寬/用戶數(shù)/并發(fā)在線比），可以得出接入層用戶帶寬為13.6M （10000M/（49*30）戶/50%≈13.6M）。

四、研究的成果

通過對(duì)干線、接入網(wǎng)光傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)鄯-烏干線網(wǎng)融合、接入網(wǎng)融合，研究取得的成果分述如下：

1、鄯-烏干線網(wǎng)融合：鄯-烏線可分別采用CWDM優(yōu)化鄯善-大河沿鏈路、DWDM技術(shù)改造全程鏈路，兩種改造方式。上述方案中CWDM技術(shù)的偏重點(diǎn)，主要解決優(yōu)化光纜纖芯資源的使用率問題。通過復(fù)用技術(shù)可提供鄯善通信樓-烏石化末站全程2芯備用纖，同時(shí)兼顧鄯善通信樓-葡北之間千兆及以下速率業(yè)務(wù)的通道提供，結(jié)合SDH鏈路的整體資源優(yōu)化，可同時(shí)滿足纖芯和千兆速率雙重通道的外租或業(yè)務(wù)通道置換。DWDM技術(shù)對(duì)全程鏈路實(shí)現(xiàn)升級(jí)改造后，主要偏重于全程2M至10G全速率的通道提供功能，不僅滿足自身業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，而且可提供全速率的通道外租或業(yè)務(wù)置換。

2、接入網(wǎng)融合：對(duì)接入網(wǎng)采用的EPON和GPON的對(duì)比學(xué)習(xí)，在鄯哈石油基地老樓改造采用FTTB EPON技術(shù)，新樓棟采用FTTH方式，可一次建設(shè)到位。

通過三網(wǎng)融合最終可達(dá)到智能管道的目標(biāo)：即“用戶可識(shí)別、業(yè)務(wù)可區(qū)分、流量可調(diào)控、網(wǎng)絡(luò)可管理”。當(dāng)用戶接入帶寬達(dá)到20M以上時(shí)，可以利用IPTV來開展雙向高清互動(dòng)業(yè)務(wù)，從信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展角度看，IPTV還是三網(wǎng)合一的最大切入點(diǎn)。三網(wǎng)融合在電信和廣電行業(yè)已經(jīng)有了成熟的技術(shù)，但實(shí)施成本和建設(shè)方式是否適合吐哈三網(wǎng)現(xiàn)狀的建設(shè)方式值得探討。