YDT1060通信标准doc 31页.docx

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YDT1060通信标准doc31页

YDT1060-2000通信标准（doc31页）

中华人民共和国通信行业标准

光波分复用系统（WDM）技术要求

——32×2.5Gbit/s部分

Technicalrequirementsofopticalwavelength

divisonmultiplexing（WDM）system——32×2.5Gbit/spart

YD/T1060—2000

前言

本标准是根据国际电信联盟电信标准部门（ITU—T）有关建议G.692、G.691和国内标准YDN120-1999，结合我国具体情况制定的。

编写格式和方法采用我国标准化工作导则的有关规定。

本标准的主要目的是规范应用于骨干网的32×2.5Gbit/s波分复用（WDM）系统的技术要求。

包括波长区分配、波分复用器件的基本要求、光放大器要求、WDM系统光接口参数、光监控通路要求、OADM要求、网络管理要求、网络性能和光安全进程要求等。

本标准由信息产业部电信研究院提出并归口。

本标准起草单位：

信息产业部电信传输研究所

本标准主要起草人，张海懿张成良张佰成

2000-05-031发布2000-10-01实施中华人民共和国信息产业部发布

1范围

本标准规定了32×2.5Gbit/s的WDM系统的技术要求，针对采用共享掺饵光纤放大器EDFA技术和光纤1550nm窗口的密集波分复用系统。

它的目标是将来提供不同系统间的横向兼容性，目前则只能达到部分横向兼容目的。

本标准给出的某些具体参数针对32通路WDM系统，如波长区划分、光接口参数等，本标准中有关光放大器和主光通道的参数适用于单方向使用增益范围为192.1THz～196.1THz的光放大器的WDM系统。

本标准规范的是点到点线性WDM系统和在OADM应用于线性结构的要求，不考虑OADM设备在环网中的应用。

本标准适用于32×2.5Gbit/s的WDM系统，即以SDHSTM—16速率为基础的干线网32通路单

和予系统的主要特性

ITU-T建议G.663（1996）与光放大器有关传输问题

ITU-T建议G.664（1996）光传送系统的光安全进程和要求

ITU-T建议G.671（1996）无源光器件要求

ITU-T建议G.681（1997）使用光放大器，包括光复用器的局间和长途线路系统的功能特性

ITU-T建议G.691（1997）有光放大器SDH单通路系统和STM-64系统的光接口

ITU-T建议G.692（1998）有光放大器多通路系统的光接口

ITU-T建议G.957（1995）SDH系统和设备的光接口

3光波长区的分配

光纤有两个长波长的低损耗窗口，1310nm窗口和1550nm窗口，均可用于光信号传输，但由于目前常用的掺饵光纤放大器的工作波长范围为192.1—196.1THz。

因此，光波分复用系统购工作波长区为192.1～196.1THz。

3.1绝对频率参考和最小通路间隔

选择193.1THz作为频率栅隔的参考频率比基于任何特殊物质的绝对频率参考（AFR）（对于不同的应用需要选挥特定的AFR）更好，193.1THz值处于几条AFR线附近。

一个光频率参考可以为光信号提供较高的频率精度和频率稳定度，具体的频率精度和频率稳定度的值正在研究当中，这两者都应符合理想的频率标准，包括碘稳定氦—氖激光器和甲烷稳定氦—氖激光器。

对AFR的要求可以用频率和真空中的光速表示，AFR精确度指AFR信号相对于理想频率的长期频率偏移（其中长期是指AFR预定的工作时间）。

频率精度包括温度、湿度和其他环境条件变化可能引起的频率变化，也包括了理想频率标准的稳定性、可重复性和跟踪能力。

AFR的稳定性待研究。

通路间隔指的是相邻通路间的标称频率差，可以是均匀间隔也可以是非均匀间隔的，非均匀间隔可以用来抑制G.653光纤中的四波混频效应（FWM）。

但本标准只规范通路间隔均匀的系统。

3.2标称中心频率

标称中心频率指的是光波分复用系统中每个通路对应的中心波长。

在G.692中允许的通路频率是基于参考频率为193.1THz、最小间隔为100GHz的频率间隔系列。

3.3通路分配表

32通路WDM系统的32个光通路的中心频率有两种选择方案，一种是连续的频带方案，也就是说，这32个波长在同一个频带内，且采取的是均匀间隔，连续的频带分配方案；另一种是分别在两个频带内的分离频带分配方案，一般来说是分别在红带和蓝带内安排16个波长，中间留有一定的保护频带，我们将这两种方案作为可选项列在下面。

3.3.1连续频带方案

采取连续波的32通路WDM系统是基于近年来掺饵光纤放大器（EDFA）技术的迅速发展，EDFA的增益平坦度和平坦输出范围都有了很大提高，采用这种方案的WDM系统的中心频率应满足表1的要求。

表132通路WDM系统连续频带中心频率

序号

中心频率（THz）

波长（nm）

1

192.1

1560.61

2

192.2

1559.79

3

192.3

1558.98

4

192.4

1558.17

5

192.5

1557.36

6

192.6

1556.55

7

192.7

1555.75

8

192.8

1554.94

9

192.9

1554.13

10

193.0

1553.33

11

193.1

1552.52

12

193.2

1551.72

13

193.3

1550.92

14

193.4

1550.12

15

193.5

1549.32

16

193.6

1548.51

17

193.7

1547.92

18

193.8

1546.92

19

193.9

1546.12

20

194.0

1545.32

21

194.1

1544.53

22

194.2

1543.73

23

194.3

1542.94

24

194.4

1542.14

25

194.5

1541.35

26

194.6

1540.56

27

194.7

1539.77

28

194.8

1538.98

29

194.9

1538.19

30

195.0

1537.40

31

195.1

1536.61

32

195.2

1535.82

3.3.2分离频带方案

分离频带方案的32通路WDM系统采用蓝带和红带两个频带,每个频带中安排16个波长,它将现有的频带分为两部分,适于在单根光纤上分别用这两个频带的信号传送两个方向的光信号,采用这种方案的WDM系统的中心频率应满足表2的要求。

表232通路WDM系统分离频带中心频率

序号

频带

中心频率（THz）

波长（nm）

1

红

带

192.1

1560.61

2

192.2

1559.79

3

192.3

1558.98

4

192.4

1558.17

5

192.5

1557.36

6

192.6

1556.55

7

192.7

1555.75

8

192.8

1554.94

9

192.9

1554.13

10

193.0

1553.33

11

193.1

1552.52

12

193.2

1551.72

13

193.3

1550.92

14

193.4

1550.12

15

193.5

1549.32

16

193.6

1548.51

17

蓝

带

194.5

1541.35

18

194.6

1540.56

19

194.7

1539.77

20

194.8

1538.98

21

194.9

1538.19

22

195.0

1537.40

23

195.1

1536.61

24

195.2

1535.82

25

195.3

1535.04

26

195.4

1535.25

27

195.5

1533.47

28

195.6

1532.68

29

195.7

1531.90

30

195.8

1531.12

31

195.9

1530.33

32

196.0

1529.55

3.4中心频率偏移

中心频率偏移定义为标称中心频率与实际中心频率之差。

32通路WDM系统的通道间隔为100GHz，最大中心频率偏移为20GHz（约为0.16nm），该值为寿命终了值，即在系统设计寿命终了，考虑到温度、湿度等各种因素仍能满足的数值。

4波分复用器件的基本要求

波分复用器件是波分复用系统的重要组成部分，为了确保波分复用系统的性能，对波分复用器件提出了基本要求，主要是插入损耗小、隔离度大、带内平坦、带外插入损耗变化陡峭，温度稳定性好，复用通路数多，尺寸小等。

4.1波分复用器件

将不同光源波长的信号结合在一起经一根传输光纤输出的器件称为合波器，如图1（a）所示。

反之，经同一传输光纤送来的多波长信号分解为个别波长分别输出的器件称分波器，如图1（助所示。

有时同一器件既可作分波器，又可以作合波器。

WDM系统中使用的波分复用器件的性能应满足ITU-TG.671及相关建议的要求。

（a）合波器

（b）分波器

图1波分复用器件

WDM器件有多种制造方法，制造的器件各有特点，目前已广泛商用的WDM器件可以分为四大类，即光栅型WDM器件、干涉滤波器型WDM器件、集成光波导型WDM器件、光纤布喇格光栅型WDM器件。

下面将分别定义器件的参数并提出相应的指标要求。

可以采用分级的方式来实现复用和解复用方案，参数的规定是针对整个系统的复用和解复用模块。

4.2波分复用器件的参数

4.2.1插入损耗

插入损耗指的是无源器件的输入和输出端口之间的光功率之比，单位是dB，定义为：

IL=-10log（P1/P0）

其中P0指的是发送到输入端口的光功率；P1指的是从输出端口接收到的光功率。

4.2.2回波损耗

回波损耗指的是从无源器件的输入端口返回的光功率与输入光功率的比例，它定义为：

RL＝-10log（Pr/Pj）

其中Pj是发送进输入端口的光功率；Pr指的是从同一个输入端口接收到的返回的光功率。

4.2.3反射系数

反射系数指的是对于给定条件的谱组成、偏振和几何分布，在WDM器件的给定端口的反射光功率Pr与入射光功率Pi之比，通常用dB表示：

R=-10log（Pr/Pi）

4.2.4工作波长范围

规定的从min到max的波长范围是标称工作波长1，在这个波长范围内WDM器件能够按照规定的性能工作。

4.2.5偏振相关损耗（PDL）

偏振相关损耗指的是对于所有的偏振态，由于偏振态的变化造成的插入损耗的最大变化值。

4.2.6远端串音

WDM器件可以将来自一个输入端口的n个波长（1，2，…，n）信号分离后送到n个输出端口，每个端口对应一个特定的标称波长久允j（j=1…n），远端串音由以下公式定义：

FCj（λi）=-10lg[Pj（λi）/Pi（λi）]i,j=1,…n，且j≠i

其中Pj（λi）是从第j个端口发出的波长为λi的信号的光功率，Pi（λi）是从第i个端口发出的波长为λi的信号的光功率。

4.3合波器（OMU）

WDM系统的合波器可以采用各种技术来实现，目前常用的32通路合波器可以分为波长敏感型和波长不敏感型，它们的相关参数指的是Sn参考点与BA输入之前的插损等参数，即若有多级合波，作为一个整体器件考虑，它应满足表3要求。

表332通路合波器参数要求

项目

单位

波长敏感型

波长不敏感型

插入损耗

dB

<12

<17

光反射系数

dB

>40

>40

工作波长范围

dB

1530～1561

1530～1561

偏振相关损耗

dB

<0.5

-

相邻通路隔离度

dB

>22

-

非相邻通路隔离度

dB

>25

-

各通路插损的最大差异

dB

<3

<3

4.4分波器（ODU）

WDM系统的分波器的相关参数应满足表4要求。

表4WDM系统分波器参数要求

项目

单位

32通路指标

通路间隔

GHz

100

插入损耗

dB

<40

光反射系数

dB

40

相邻通路隔离度

dB

>25

非相邻通路隔离度

dB

>25

偏振相关损耗

dB

0.5

各通路插损的最大差异

dB

<3

温度特性

nm/℃

*

-1dB带宽

nm

>0.2

-20dB带宽

nm

*

5光放大器

光放大器在WDM系统中的应用主要有3种形式。

在发送端，光放大器可用在光发送端机的后面作为系统的功率放大器（BoosterAmplifier），简称BA，用于提高系统的发送光功率。

在接收端，光放大器可用在光接收端机之前作为系统的预放大器（Preamplifier），简称PA，用于提高信号的接收灵敏度。

光放大器作为线路放大器时可用在无源光纤段之间以补充光纤损耗，延长中继长度，称为线路光放大器（LineAmplifier），简称LA。

5.1光放大器参数定义

5.1.1线路放大器噪声系数（NF）

散弹噪声信号通过光放大器传输引起的具有特定量子效率光检测器输出端信噪比降低，即输入端信噪比与输出端信噪比之比，以dB表示，它的定义如下：

n：

输入信号光功率

Nin：

输出光噪声功率

Sout：

输出信号光功率

Nout：

输出光噪声功率

光放大器的噪声来自不同方面，如信号-ASE差拍噪声、ASE-ASE差拍噪声、内部反射噪声、信号散弹噪声、ASE散弹噪声，每种来源的大小都与不同的条件有关。

该参数对于系统性能、特别是整个光链路光信噪比（OSNR）有重要影响。

该参数的大小与泵涌源的选择有重要关系。

EDFA利用光纤中掺杂的饵元素引起的增益机制实现光放大，它有980nm和1480nm两种泵浦光源。

1480nm泵浦源泵浦增益系数高，可以获得较大的输出功率。

采用980nm虽然功率较小，但它引入的噪声小，效率更高，可以得到好的噪声系数。

也可采用1480nm和980nm双泵涌源运用，980nm的泵涌源工作在放大器的前端，用以优化噪声系数性能；1480nm泵浦源工作在放大器的后端，以便获得最大的功率转换效率，既获得高的输出功率，又能得到较好的噪声系数。

5.1.2增益变化

增益变化是光放大器增益在光放大器工作波段内（多通路）的变化，最大和最小增益变化的数值与通路数无关。

5.1.3接收功率

光放大器输入口的总输入功率。

5.1.4总发送功率

光放大器输出口的总发送功率。

5.1.5增益倾斜

在工作波长区处，增益变化的最大值与总输入功率之间的函数。

参见YDN120-1999相应的章节。

5.2光放大器的参数要求

光放大器是WDM系统的一种重要器件，对于不同应用代码有不同参数要求，本标准规定了8×22dB、5×30dB和3×33dB三种标称系统，光放大器也就这三种应用提出性能参数要求。

5.2.1光功率放大器要求

光功率放大器的参数要求如表5所示。

表5光功率放大器性能参数

项目

单位

32通路系统指标

dB

8×22

5×30

3×33

通路分配

nm

*

*

*

总输入功率范围

dBm

*

*

*

噪声系数

dB

<7

<7

<7

通路输入功率范围

dBm

*

*

*

通路输出功率范围

dBm

*

*

*

输入反射系数

dB

>30

>30

>30

输出反射系数

dB

>30

>30

>30

泵浦在输入的泄漏

dB

*

*

*

输入可容忍的最大反射系数

dB

*

*

*

输出可容忍的最大反射系数

dB

*

*

*

最大总输出功率

dBm

17[注]

20

20

通路增加/移去增益响应时间（稳态）

ms

<10

<10

<10

通路增益

dB

20～25

*

*

增益平坦度

dB

±1

±1

±1

增益斜度

dB/dB

<2

<2

<2

偏振相关损耗

dB

<0.5

<0.5

<0.5

*：

待研究。

注：

特殊情况时可为+20dBm。

5.2.2光线路放大器要求

光线路放大器的参数要求如表6所示。

表6光线路放大器性能参数

项目

单位

32通路系统指标

dB

8×22

5×30

3×33

通路分配

nm

*

*

*

总输入功率范围

dBm

*

*

*

噪声系数

dB

<6.5

<6.5

<6.5

通路输入功率范围

dBm

*

*

*

通路输出功率范围

dBm

*

*

*

输入反射系数

dB

>30

>30

>30

输出反射系数

dB

>30

>30

>30

泵浦在输入的泄漏

dB

*

*

*

输入可容忍的最大反射系数

dB

*

*

*

输出可容忍的最大反射系数

dB

*

*

*

最大总输出功率

dBm

17[注]

20

20

通路增加/移去增益响应时间（稳态）

ms

<10

<10

<10

通路增益

dB

20～25

*

*

增益平坦度

dB

±1

±1

±1

增益斜度

dB/dB

<2

<2

<2

偏振相关损耗

dB

<0.5

<0.5

<0.5

5.2.3光前置放大器要求

光前置放大器的参数要求如表7所示。

表7光前置放大器性能参数

项目

单位

32通路系统指标

dB

8×22

5×30

3×33

通路分配

nm

*

*

*

总输入功率范围

dBm

*

*

*

噪声系数

dB

<5.5

<5.5

<5.5

通路输入功率范围

dBm

*

*

*

通路输出功率范围

dBm

*

*

*

输入反射系数

dB

>30

>30

>30

输出反射系数

dB

>30

>30

>30

泵浦在输入的泄漏

dB

*

*

*

输入可容忍的最大反射系数

dB

*

*

*

输出可容忍的最大反射系数

dB

*

*

*

最大总输出功率

dBm

17[注]

20

20

通路增加/移去增益响应时间（稳态）

ms

<10

<10

<10

通路增益

dB

20～25

*

*

增益平坦度

dB

±1

±1

±1

增益斜度

dB/dB

<2

<2

<2

偏振相关损耗

dB

<0.5

<0.5

<0.5

*：

待研究。

5.3安全要求

单路或合路光纤最大光功率电平为+17dBm或+20dBm，应保持光接头和光连接器的清洁。

光放大器必须有明显的安全标志以确保人身安全。

当光纤断开时，应具有泵浦源自动关闭功能或将EDFA输出功率降低到安全功率以内。

5.4可靠性要求

光放大器光器件（泵涌源）寿命应不小于30万h。

5.5光放大器自动增益控制要求

在WDM系统中，应有光放大器自动增益控制功能。

当32路信号中的某些信号失去时，应不影响其他通路的正常工作，没有突发误码产生。

在极限情况下，如同时失去31个通路，剩余的一个通路在10ms内恢复正常无误码工作。

对32路WDM系统，当逐路增加承载的通路数量时，不应影响其他通路的性能；当同时增加多个通路时，系统也匝不受影响。

当运行中增加或减少承载的通路数量时，系统的各项参数应可以进行自动调整，不需要进行其他任何硬件或软件的改动。

6光接口分类

6.1有线路光放大器系统

6.1.1有线路光放大器系统的参考配置

图2是一般WDM系统的配置图，Tx1，Tx2，TxN是通常2.5Gbit/s系统的终端发送机，在发送端采用波分复用器（合波器），将不同规定波长的信号光载波合并起来并送入一根光纤进行传输。

在接收端，再由一波分复用器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。

由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立（不考虑光纤非线性时），因而只需将两个方向的信号分别安排在不同波长传输，即使一根光纤也可实现双向传输。

图2有线路光放大器系统的参考配置

图2所示的WDM系统具有下列参考点：

S1…Sn：

通路1…n在发射机光输出连接器处光纤上的参考点；

RM1…RMn：

通路1…n：

在OM/OA的光输入连接器处光纤上的参考点；

MPI-S:

OM/OA的光输出连接器后面光纤上的参考点；

S'：

线路光放大器的光输出连接器后面光纤上的参考点；

R'：

线路光放大器的光输入连接器前面光纤上的参考点；

MPI-R：

OA/OD的光输入连接器前面光纤上的参考点；

SD1…SDn：

是OA/OD的光输出连接器处的参考点；

R1…Rn：

接收机光输入连接器处的参考点。

6.2系统分类和应用代码

由于现在应用的WDM系统都是用于长途传输，因而我国只选用有线路光放大器的系统，不考虑两点之间的无线路光放大器的WDM系统。

我们考虑确定32通路的应用。

我国所选用的WDM系统的分类和应用代码见表8。

表8我国选用的有线路放大器线路系统的应用代码

应用

长距离间隔

（每个间隔的目标距离为80km）

很长距离间隔

5×30dB系统

超长距离间隔

（每个间隔的目标距离为120km）

Span数目

8

6

3

32波长

32L8-16.2

32V’5-16.2

32V3-16.2

7WDM系统光接口参数的要求

7.1光接口参数的要求

表9和表10分别给出适用于点到点WDM系统的参数的规范。

规范的目标是为将来提供不同系统间的横向兼容性，目前则只能达到部分横向兼容的目的。

表9和表10中的光信噪比（OSNR）的要求为系统寿命开始时值，其它值均为寿命终了值，即在系统设计寿命终了，并处于所允许的最坏工作条件下仍然能满足的数值。

7.1.1应用在32通路WDM系统中的S1—Sn和R1-Rn接口

表9应用在32通路WDM系统中的S1-Sn和R1-Rn接口（暂定）

单位

数值

单个发送机输出S1..Sn

标称光源类型

线路码型

光谱特性

—最大-20dB谱宽

—最小边模抑制比

—啁啾系数

中心频率

—标称中心频率

—最大中心频率偏移

通路间隔

平均发送功率

—最大

—最小

最小消光比

眼图模板

nm

dB

THz

GHz

GHz

dBm

dBm

dB

*

NRZ

0．2

35

*

*

±20

100

0

-10

+10

符合G.957建议眼图模板

光通道（Sn-Rn参考点之间）

光通道代价（BER=10E-12）

dB

2

单位个接收机输入（R1..Rn参考点）

接收机类型

接收机最差灵敏度（BER=1.0E-12）

接收机最大过载

接收机反射

光信噪比

最大接收波长

最小接收波长

dBm

dBm

dB

dB

nm

nm

*

-25

-9

-27

22（20）