运营商可以通过部署C + L波段波分复用系统来增加现有光网络的容量。在现有网络中增加L波段容量会使现有光纤的网络容量增加一倍。
随着高速数据需求不断增长,运营商需要不断进行的网络升级,以支持更高的传输能力。从长期来看,由于基于云服务的软件,5G系统以及工业4.0的需求,容量需求将继续增长。 许多区域和长途运营商通过租用的光纤来运营其网络,而不是实际拥有光纤电缆。一般来说,运营商在其现有的C波段WDM容量填满后将继续租用新的光纤来建立新的WDM系统。但是,在区域性或长途1000-3000公里路线上租用光纤的成本可能非常高,而且构建覆盖网络所需的成本和时间也非常高。 运营商可以通过部署C + L波段WDM系统来增加其现有光网络的容量,从而从中受益。在现有网络中增加L波段容量会使现有光纤对的网络容量增加一倍,从而无需租用第二对光纤。 达到C波段极限 网络运营商通过利用高速波长和减小的信道间隔来成功地增加了C波段上的网络容量,从而满足了带宽需求的不断增长。一般来说,运营商可以通过简单地部署越来越快的波长来增加其网络容量,这些波长最初是从10G到100G波长,最近是从100G到200G到400G波长。运营商也可以通过将信道间隔从100 GHz减小到50 GHz来向网络添加其他信道。增加波长容量和减小通道间隔的这两种选择是相互关联的,并且都受总体Shannon光纤容量限制的约束。 第四代和第五代相干DSP提供多波特率,多种调制格式和强大的前向纠错(FEC),以确保从地铁到海底距离的任何距离的最佳波长容量。而且,相干优化的 CDC-F ROADM可以利用这些DSP的200G-600G波长模式,这些模式需要新的信道间隔(例如62.5 GHz,75 GHz,87.5 GHz等)。在过去的十年中,相干DSP和光学器件的发展带来了巨大的容量提高,同时降低了每千兆比特的总体成本。不幸的是,由于现代应答器的工作频率接近香农的容量极限,因此未来在C波段的容量和频谱效率的提高将受到相当大的限制。
运营商如何有效,经济地扩展其网络容量?通过将L波段容量添加到其C波段网络,运营商可以将其现有网络的网络容量提高一倍。在运营商通过租用光纤工作的情况下,使用C + L波段波分复用系统将现有光纤的容量提高一倍的能力尤其重要。 灵活的升级选项 C + L波段WDM系统的一个关键方面是网络升级的效率和成本效益。换句话说,将L波段系统添加到现有的已部署C波段网络有多容易?运营商具有不同的运营和资本支出要求,因此支持模块化,灵活的升级选项可确保广泛的行业采用-而不是不可避免的局限性:“一刀切”。 许多运营商已选择按照常规的独立C波段WDM程序部署C波段WDM系统。一旦填满了C波段通道,便会将L波段设备添加到现有的ROADM和在线放大器(ILA)站点。
某些运营商可能更喜欢在初始部署中将ILA站点安装为C + L ILA节点的选项。由于骨干ILA节点通常位于远程站点,因此在初始部署中安装C + L ILA节点可以节省时间和运营成本,因为在L波段升级过程中不必重新访问远程ILA站点。当需要额外的L波段容量时,仅ROADM站点需要使用额外的L波段设备进行升级。由于ROADM节点通常位于配备人员的中央办公室和数据中心中,因此可以执行升级快速有效地。 了解SRS倾斜管理 部署C + L波段WDM系统以最大化网络容量,效率和每位成本的决定必须考虑任何性能限制问题。影响WDM网络性能的一个问题是受激拉曼散射(SRS)。 SRS是光纤中的非线性效应,会导致光功率从较短的波长转移到较长的波长,从而导致整个光谱的波长倾斜。这种效果在纯C波段WDM系统以及C + L WDM中都存在。在单个C波段内,供应商通过对每个放大器站点的波长施加预加重来管理SRS倾斜。放大器监视每个节点上每个波长的功率,并稍微调整(增加)较短波长的功率,以确保平坦的波长响应。当在网络中添加或删除波长时,WDM系统会自动调整SRS预加重。这种动态的,自调整的SRS倾斜管理功能可确保运营商永远不必担心SRS倾斜。 在C + L网络上,单个频带以及整个C + L频带仍会发生SRS倾斜。现代的最新WDM系统结合了可在C波段和L波段系统上运行的控制系统,可同时调整C波段放大器和L波段的倾斜曲线和每通道波长功率频带放大器,可确保两个频带上的波长频谱平坦。根据每个波段内使用的波长,可以动态调整应用于每个C波段和L波段的预加重倾斜量。这些自整定WDM系统可在两个C + L网络上提供优化的SRS倾斜和每通道功率管理,而无需任何载波干预或调整-自动且无后顾之忧。 在C + L波段上进行动态SRS倾斜管理的另一种方法要求对未使用的信道进行“噪声加载”。噪声加载是在海底系统中使用的一种技术,在这种系统中,未使用的光通道会被加载人工光噪声功率,有时也称为“虚拟光”。由于海底系统中使用的放大器类型(恒定功率),在海底网络中需要加载噪声。当应用于地面网络时,噪声负载有效地操作了波分复用系统,就好像它已完全填充一样。
即使在噪声负载的系统中,纯C波段系统以及C + L WDM网络仍需要SRS倾斜预加重,但是在向网络添加或删除波长时,不会动态调整SRS倾斜预加重。噪声加载的系统导致“前期成本”略高,因为在最初部署时,C波段噪声加载模块和L波段噪声加载模块都必须包含在WDM系统中。此外,在噪声加载模块发生故障的故障情况下,系统仍需要执行“动态” SRS倾斜调整,以防止服务质量下降。 C + L网络的好处 在过去的十年中,光学技术和相干DSP技术的进步已导致网络容量的巨大增加,同时大大降低了光网络的每千兆位成本。随着我们的光网络产业接近Shannon光纤的容量限制,未来带宽和频谱效率的提高将受到更大的限制。 通过部署C + L波段WDM系统,运营商可以将其现有网络的容量提高一倍,这对于在暗光纤上运行的区域和远程运营商来说是理想的选择。 C + L波段WDM系统消除了对额外的昂贵的暗光纤租赁的需求。模块化和灵活的C + L波段WDM系统可确保运营商能够最高效,最经济地升级其网络。虽然SRS是非常真实的非线性效应,但是具有SRS倾斜管理功能且可以在两个C + L波段上运行的自动自调谐系统对于实现无忧光纤网络运行至关重要。