浅谈光纤中继距离的计算

L=
Dsys |D|
n
L=Σ（[ Aspan-ΣAc）（/ Af+Amc）] i=1
（1） （2）
2.1 SDH 光纤中继距离的计算
公式（1）中：
目前，ITU-T 已经在 G.652、G.653、G.654 和 G.655 中分别定义了 4 种
L 为色散受限的再生段长度；
不同设计的单模光纤。其中 G.652 光纤就是目前广泛使用的单模光纤，称
衰减限制中继段长度预算：L=（Ps-Pr-Ac-Pp-Mc）（/ Af+As）
Ac 为 MPI-S，R' 点或 S'，R' 或 S'，MPI-R 之间所有连接器衰减之和
其中：
（dB）；
Ps-平均发射功率；
Af 为光纤衰减常数（dB/km）；
Pr-最小灵敏度；
Amc 光线路维护每公里余量（dB/km）。
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民营科技 2009 年第 4 期
科技论坛
浅谈光纤中继距离的计算
边建钢 赵伟东 罗西军 （海军蚌埠士官学校有线通信教研室，安徽 蚌埠 233012）
摘 要：光纤中继距离的长短影响着光传输网的灵活性和投资规模，因此，为了规范合理地组建光传输网，提高光传输网设计的科学性，光纤中 继距离的计算是前提。下面将分别分析影响光传输中继距离的各种因素及计算方法。
1）发送机输出耦合进光纤的平均光功率。耦合进光纤的功率越大，中
其中：
继距离越长。
Dmax：光传输收发两点间的允许的最大色散值；
2）光纤的色散，若光纤的色散大，则经过一定距离传输后出现的波形
│D│：光纤色散系数，在 G.652 光纤中 1310nm 取 3.5Ps/nm.km，在
失真就严重。传输的距离越长，波形失真就越严重。在数字通信系统中，波 1550nm 取 18Ps/nm.km。
Dsys 为 MPI-S、MPI-R 之间光通道允许的最大色散值（ps/nm）；
为 1310nm 波长性能最佳的单模光纤，它可以应用在 1310nm 和 1550nm
|D|为光纤色散系数（ps/nm.km）。
两个波长区，因此选定以中 G.652 光纤为例进行计算。
公式（2）中：
选定了光纤的类型后，在进行光传输中继段距离预算计算时，必需考
信号光功率在光纤上的损失就越小，光信号在光纤中的传输距离就越远。 2.2 WDM 的光传输距离计算方法
在工程实际设计中还要考虑到光通道代价、光缆富余度和高速传输存在
随着技术的进展及数据业务的快速增长，通信业务的迅速增长，在通
的偏振模色散（PMD）等。
信行业中，越来越多的光传输采用了波分复用（WDM）。在波分复用中，要
Mc）
来决定光放段的长度，也可确定通过几个 OA 级联的再生段长度。
As-光纤接头平均衰减（活接头取 0.5dB/个，死接头取 0.08dB/个）。
上面有关公式的一些取值，请参见中华人民共和国通信行业标准（长
为了满足衰减限制可通过下面方法求得：
途光缆波分复用（WDM）传输系统工程设计暂行规定）及设备厂家的参数。
L 为保证信噪比的衰减受限的再生段长度（km）；
虑衰减受限距离及色散受限距离，为保证能满足最坏情况要求，选段数量；
之中较小值作为可用传输距离。
Aspan 为最大光放段衰耗。其值应小于并等于 WDM 系统采用的应用
1）衰减限制
代码所限制的段落衰减（dB）；
设计，即利用保证色散受限和系统的信噪比来确定再生段/光放段的长度。
Ac-连接器衰减和，包含 S 和 R 点间除设备连接器 C 以外的其它连 此方法适用光放段衰耗差别不太大的情况。
接器（如 ODF 等）衰减，如 ODF 等 FC 型平均 0.8dB/个，PC 型平均 0.5dB/ 个，一般取 2×0.5；
Nf 为光放大器的噪声系数；
不宜超过 5dB，一般预算距离小于 30km 时取 0.1dB/km，大于 30km 时取
Aspan 为最大光放段损耗（dB）。
3dB；
在信噪比（OSNR）的计算中，取光滤波器带宽 0.1nm，在每个光放段 R'
注：当 MC 取 0.1dB/km 时预算公式改为 L=（Ps-Pr-Ac-Pp）（/ Af+As+ 点及 MPI-R 点的各个通路的 OSNR 大于 22dB 的情况下，由光放段损耗
Pp-光通道代价，也就是设备富余度。由于设备时间效应（设备的老
2）简易的信噪比计算方法：光规刚设计法不能满足实际应用的要求
化）和温度因素对设备性能影响所需的余量，也包括注入光功率、光接受 时，可采用色散受限式公式（1）及简易的信噪比计算式公式（3）进行系统
灵敏度和连接器等性能劣化，一般取 1dB 或 2dB；
传输的最远距离，在设计一个光纤通信系统时，计算最大中继距离是十分
b.最短限制传输距离
重要的。
Ps 取最大平均发射功率，Pr 取光口接收过载功率，Mc 取 0，得出短限
1 影响光纤中继距离的因素
制距离 L2。
在发射机与接收机之间影响光纤中继距离的因素有很多，概括起来
2）色散限制
可以分为以下四个因素。
色散限制的中继段长度：Ld=Dmax/│D│
OSNRN=58+PtotⅠM-Nf-Aspan-101gN OSNRN 为 N 个光放段后的每通路光信噪比（dB）；
（3）
Af-光纤衰减系数 （在 1310nm 中取 0.36dB/km，在 1550nm 中取
M 为通路数量；
0.22dB/km）；
PtotⅠM 为每通路的平均输出功率（dBm）；
MC-线路富余度，可取 0.05~0.1dB/km，在一个中继段内，光缆富裕度
1）规则设计法（称固定衰耗法）：得用色散受限式公式（1）及保证系统
已知的，影响其中继距离的因素主要是损耗限制和色散限制。
信噪比的衰耗受限式公式（2），分别计算这二式，取其较小值。此方法适用
2 光纤中继距离的计算
段落比较均匀的情况。
要计算光纤中继距离首先要选好光纤类型，然后，根据光纤损耗、色 散及设备的有关性能影响计算光纤中继距离，开通光传输系统。不同的光 传输系统其中继距离的计算也有所不同，下面分别对 SDH 和 WDM 两种 光传输系统的中继距离进行计算。
关键词：SDH 光纤中继距离；WDM 光纤中继距离
光纤数字通信系统是适于远距离、大容量通信的。在长距离传输中，
a.最长限制传输距离
需要使用中继器来放大经过长距离传输而减弱了的信号，在光纤数字传
Ps 取最小平均发射功率，Pr 取光口最小接收灵敏度，得出长限制距离
输系统中光纤中继距离是指在光发射机和光接收机之间不设中继器时能 L1。
4）满足一定误比特率要求的光接收机灵敏度。接收灵敏度越高，即满 增加传输中继距离，主要是克服光纤对光波信号的衰减或由光纤引起的
足系统误比特率要求的最低接收光功率越小，中继距离就越长。
色散影响。WDM 的光传输距离计算有两种方法，下面分别给以介绍。
对于某一光纤通信系统来说，发送光功率和光接收灵敏度一般都是
形失真将引起码间干扰，使光接收灵敏度降低，影响系统的中继距离。
中继段范围：l～min（L，Ld）。
3）光纤的损耗。光纤线路的损耗包括光纤活动连接器损耗和光纤的
通过以上的计算就可以初步判定在 SDH 系统中 G.652 光纤的中继距
熔接损耗，当然主要是光纤的每公里损耗。如果光纤每公里损耗越小，则 离。