100G传输关键技术-光网络走向100G时代
侯廷辉
【摘要】 本文简要介绍了100G传输系统，对其优势进行了分析，列举了系统关键技术，同时对常见故障进行研究和分析，结合实践经验，指出了相应的判定方法，并对预防故障的日常维护注意事项进行了说明。
【关键词】 100G传输系统 关键技术 故障分析
前言：100G传输系统是当前最新型的传输系统。随着社会的不断发展，用户对宽带的需求量快速增长，宽带所面临的压力逐渐增大，传统传输系统已经无法满足时代的要求，其缺陷开始暴露出来。100G传输系统的出现，有效解决了传统10G/40G传送网存在的缺陷，进一步满足了用户的需求，成为了当前网络运营建设领域的首选。
一、100G传输系统概述
1.1 100G传输系统简介
100G传输系统，从本质上看属于光传输系统的一种。数据的传输，需要通过光传送设备的承载而实现[1]。100G代表光传输设备所能够承载的数据量，与传统10G/40G传输系统相比，100G传输系统的数据传输量得到了极大的提升，传输速率明显提高[2]。系统封装格式通常为OTN或以太网，系统复杂程度较低，维护相对便利[3]。
1.2 100G传输系统关键技术
100G传输系统关键技术主要包括高级正交幅度调制技术、前向纠错编码、电域色散补偿、并行模数转换和软判决SD/硬判决HD技术等 [4]。以高级正交幅度调制技术为例，传统40G传输系统，一般以两相调制以及四相调制作为主要调制技术，在传输距离方面，与10G相比优势显著。100G传输系统对数据传输速率的要求有所提高，调制技术必须保证能够与数据的传输要求相适应，对此，在充分吸取四相调制优势的基础上，形成了16QAM调制技术，虽提高了传输速率，但由于最小欧氏距离缩短，且非线性容忍性较差，因此在传输距离方面缺陷较大，无法满足长距离传输要求。
为全面提高100G传输系统的性能，在综合多种关键技术优势的基础上，形成了软判决SD/硬判决HD技术，该技术的应用，使得FEC的净编码增益得到了提高（可达11.5dB），有效满足了100G传输系统对于数据传输量以及传输速率的需求，使得系统性能得到了极大的提高。
二、100G传输系统常见故障分析
在100G传输系统功能发挥的过程中，受多种因素影响，系统出现故障不可避免。通过对实践经验的总结，发现常见故障类型基本包括光发射机故障、光分路器故障、光接收机故障三种：
2.1 光发射机故障
光发射机是100G传输系统的主要组成部分，是数据传输赖以实现的基础，功能主要在于实现电/光的转换[5]。光发射机一般由光源、驱动器与调制器构成，在运行过程中，常见故障以电光输出失真为主。如发生上述故障，电信号的传输必定会受到影响，导致传输失真问题发生，最终导致数据传输信号发生丢失，对通信质量的影响较大。
2.2 光分路器故障
在100G传输系统中，光传输机在完成电/光转换之后，光分路器会将其信号接收，并对信号进行分配，以使信号能够有效传输到接收机部分，使通信过程得以实现。光分路器故障一般由端口的移动所引起。通常情况下，光分路器端口需固定在某一位置，无需移动，如发生移动，端口接口耦合便容易受到影响，尾纤头容易沾染灰尘，受其影响，通信过程中的光功率容易降低，最终导致通信质量下降。解决上述问题的关键在于避免光分路器移动，如移动，必须做好尾纤头的清理工作，避免灰尘积累过多，导致通信质量下降。
2.3 光接收机故障
在100G传输系统中，光接收机的功能在于实现对信号以及数据的接受。光接收机主要由光检测器与光放大器两部分组成。在光分路器完成信号的分配后，光接收机便会接收到信号，其所接收到的信号，以光信号的形式存在，为确保数据信息可被有效读取，需首先将光信号转换为电信号，并通过光放大器，将所转换的电信号放大，使其电平能够达到满足信号接收标准的程度。在此之后，信号才可被接收并读取。光接收机的故障类型相对较多，一般集中在电源或尾纤接头两大部分。以电源部分的故障为例，电源的正常供电，对于光节点电压的稳定性要求较高，如达不到这一标准，电源则容易出现损毁。尾纤部分的故障，与光分路器的尾纤故障原因相同，均由灰尘积累所导致，对此，清理灰尘是关键。上述故障的发生，均会对100G传输系统的通信质量产生影响，因此加强日常维护很有必要。
三、100G传输系统的故障判定与预防措施
3.1 100G传输系统的故障判定
为及时判定100G传输系统是否存在故障，或判断故障处于哪一位置，应在坚持以下原则的基础上，对故障进行分析与定位：（1）先外部，后传输。即首先需判断外部是否存在问题，其次考虑传输问题。以光分路器的故障为例，需首先检查尾纤部分是否存在灰尘积累过多的问题。（2）先网络，后网元。如外部不存在问题，应对网络问题进行检查，排除网络问题后，检查网元问题。（3）先高速，后低速。即首先检查高速信号，继而检查低速信号。（4）先高级，后低级。即首先检查高级警告，继而检查低级警告。
3.2 100G传输系统故障的预防措施
加强日常维护工作的细节管控，是降低故障发生率的最有效手段。100G传输系统在日常维护中应注意以下事项：（1）运行环境维护：通信设备属于精密的电子设备，对运行环境的温度、湿度、空气等均具有较高的要求。以尾纤部分故障为主的设备外部故障，一般均与环境问题有关。对此，应在控制好机房温度与湿度的基础上，做好防静电以及防尘工作，在適当的时间内，检查设备是否存在灰尘，并对灰尘加以清理，降低故障发生几率。（2）温度问题的解决：设备在运行过程中，本身会散发出大量的热量，如设备内温度过高，极易导致线路出现误码等问题，致使传输信号中断。对此，必须做好设备散热工作，一旦发现设备温度过高，必须及时处理。（3）为避免静电问题导致设备发生故障，在进行设备维护作业时，需戴好防静电手套。（4）为避免光连接器件堆积灰尘过多，需采用防尘帽将其端口封好。（5）发现设备电路出现故障后，应通过对插件以及插盘等的更换解决故障，维修无法解决问题，对此必须加以重视。受实际经验不足的影响，部分维护人员可能通过尝试维修解决故障，该方法很容易导致机盘整盘报废，得不偿失。（6）应用现代化技术，建立自动化管理系统，实现对100G传输系统的自动控制，在故障产生时，系统能够及时发送预警，避免故障扩大化。（7）在传输系统设备中，大部分设备的单板插入位置，均存在插针，维护操作时需小心谨慎，避免倒针问题发生，导致电路出现短路问题。对此，在拔板时，需首先将螺丝拧松，再在控制好力度的基础上操作，直至单板拔出。
四、结论
与传统10G/40G传输系统相比，100G传输系统在通信效率与通信质量方面，其性能都得到了极大的提升，为提高通信系统的稳定性水平，应加强对系统的维护管理，从日常维护细节入手，降低故障的发生几率；同时在故障发生时，及时查找原因，做好故障的判断与定位，并采取措施加以解决，以避免故障影响范围进一步扩大。
参 考 文 献
[1]郭大林. 100G WDM传输系统的关键技术运用与分析[J]. 信息通信，2015，（11）：264-265.
[2]王立新. 关于光纤通信系统中光传输技术分析及维护的探讨[J]. 电子技术与软件工程，2014，（13）：80.
[3]张宇，廖圆月. 关于100G系统传输关键技术的应用探讨[J]. 中国新通信，2014，（06）：80-81.
[4]余银凤，袁秀森. 100G传输系统中的关键技术及解决方案[J]. 邮电设计技术，2012，（09）：68-70.
[5]赖广文. SDH数字微波传输系统的关键技术及优点分析[J]. 有线电视技术，2011，（07）：114-117.
