波分复用系统(WDM)光安全进程技术

波分复用系统(WDM)光安全进程技术  
2003-8-28  
中国电信集团北京研究院 张成良

　　随着光放大器在光通信系统中的大量采用，如何防止OTN中的高功率对人体的影响显得越来越重要。G.681 中规范了有光放大器的单通道SDH 系统或WDM 系统的安全进程，对链路切断情况下可能引起的强烈“浪涌”效应采取了措施，其中一个重要规定就是关断光复用段内所有的光放大器。但是光网络中关断所有的光放大器有可能使有波长上下的OADM节点丢失业务，重启动时所有链路上的放大器也都会被重新激活,在实施上比较复杂，且响应时间长。为此ITU-T 又推出了有关光通信系统安全的新规范G.664 ——《光传送系统的安全进程和要求》。G.664的突出特点是提出了APR自动光功率减少进程，并就ALS和APR适用范围进行了详细描述。本文着重介绍了根据G.664规定的WDM 系统光安全进程的最新技术要求。 

1. APR 进程

　　光缆切断、设备失效或光连接器拔出等均会导致光功率丢失，出于对人眼安全的考虑，在主光通道的一个光段内光功率丢失的情况下，需要系统实施APR、ALS进程。为便于在链路重新连好以后系统容易恢复，同时考虑实施自动（或人工）重启动进程。当探测到所有主通道的光信号都丢失时，WDM/OTN 系统才启动APR进程， 关闭受影响的OTS段中所有的放大器；当信号恢复时，系统又能恢复光放大器的工作。这样能保证在关闭情况下，光纤中的光功率电平处于安全等级要求之内。 

2. APR进程的基本原理

　　APR进程的基本原理如图1所示：当A点光缆断裂后，接收端口R2处会检测到光传送段信号的连续性丢失（LOC-OTS） ，这种丢失将会导致T2的发送端口输出功率的减少，同样又引起接收端口R1处的LOC-OTS ，从而使得发送端口T1处输出功率减少。通过此过程，系统可以保证在发生故障处的A点这一段光纤上的光功率都处于安全水平。




图1 APR功能示意


　　在受影响的OTS内，所有光输出端处的功率应在 3 秒之内（OTS中断时刻起）减成危险等级为+10dBm以下。 

　　APR不排除在受影响的OMS段内对其它放大器的二次动作，也不排除OMS外正在工作的设备，如SDH单波长设备的关断。然而这不能干扰受影响的OTS的安全程序。

APR程序也不会导致下游产生其他告警，即只有受影响的OTS段知道。

　　3. APR进程激活及去激活时间

　　APR激活时间，即从“R2”出现LOC-OTS那一时刻起至“T1”减少发送光功率完成为止的时间。该时间由两部分组成，即“R2”端设备的激活时间和“R2”端设备的激活时间（考虑到线路的传输延时比较小，可以忽略不计）。这段时间包括两端的LOC-OTS的确认时间、监测时间和减少光放大器输出的响应时间。一般来说，“R1”端和“R2”端的激活时间相等。ITU-T规定总的激活时间应该小于3s，即每端的激活时间必须<1.5s。 

　　APR的去激活进程与激活类似，应包括R2端设备的去激活响应时间和R1设备端的去激活响应时间。R1端去激活时间段应为从R1接收到正常工作信号至T1发送正常工作信号，而不再发送重启动脉冲为止。这两端的去激活时间差不多。由于光放大器的去激活时间要长，可以到300ms，单端的响应时间在800~1250ms，比激活时间要长，整个APR进程去激活时间应在1600~2500ms之间，该时间段包含了功放和预放的响应时间。具体情况演示如图2所示。 




图2 WDM设备APR进程的时间流程图


4. 重启动脉冲功率电平

　　重启动脉冲电平应该小于+10dBm，但也不能太小，必须保证其经过线路衰减后的光功率值仍大于LOC-OTS判决阈值；并且重启动脉冲与正常的工作信号不相同。

5. 带RAMAN放大器WDM系统

　　对于带RAMAN增益型的光放大器WDM系统也必须满足同样的光安全要求，并必须保证在APR进程中对RAMAN泵浦也进行光安全进程处理。在光纤切断时，接收接口R2处出现的光传输段的连续性丢失（LOC-OTS）缺陷，不仅用于减少T2端EDFA光放大器，也用来减少/切断接收接口R2的RAMAN泵浦源输出功率， T2的输出功率减少又导致接收接口R1处的LOC-OTS缺陷，后者又使得传输接口T1处的输出功率减少，同时减少/切断接收接口R1的RAMAN泵浦源输出功率。 

　　如果光纤恢复正常，它将导致对端“R2”设备解除LOC-OTS状态，T1- R2方向的反向RAMAN 放大器恢复，T2发送端口信号恢复至正常工作状态，从而导致“R1”设备解除LOC-OTS状态，T2- R1方向的反向RAMAN 放大器恢复，进而T1发送进入正常状态，整个系统恢复正常传输。采用RAMAN光放大器WDM系统其APR激活时间小于3秒，去激活时间小于2.5秒。

小结
　　当前WDM 技术复用的波长数目已经超过160波，随着系统波长数目的增加，光放大器总输出功率提高到+20dBm， 或更高，高功率状态下APR功能也显得更为重要。新制定的《波分复用系统（WDM）光安全进程技术要求》定义了光安全进程的基本要求，可以确保人身在光放大器条件下的安全工作。ITU-T 正在对G.664做进一步的修改，例如引入OSC光监控通路完成重启动进程。我们应该密切注意国际上的最新发展，以确保国内标准的先进性和实时更新。 
----《通信世界》