光纤通信系统设计PPT课件

AS 是再生段平均接头损耗（dB），
Lf 是单盘光缆的盘长（km），
Mc 是光缆富余度（dB/km），
AC 是光纤配线盘上的活动连接器损耗（dB）， 这里按两个考虑。
7
图7-1 光通道损耗的组成
在中继距离的设计中应考虑衰减和色散这两个限 制因素，因而对于中继距离的设计可以分为两种情况 来讨论。
第一种情况是损耗受限系统，即再生段距离由S 和R点之间的光通道损耗决定。
10
采用最坏值法设计时，再生段距离Ll的计算公式 （7−4）可以简化为下式
Ll
7）

PTm

PRm
2ACm
Afm

Asm Lf
PPm－M em＋Asm Mc
（7-
11
7.2 色散受限系统设计
色散受限系统的再生段距离的最坏值可用下式估 算：
Ld=DSR/Dm
（7-8）
其中DSR为S点和R点之间允许的最大色散值，可 以从相关的标准表格中查到，Dm为允许工作波长范围 内的最大光纤色散系数，单位为ps/（nm·km），可
3
再生段的设计
光传输设计主要内容是根据应用对传输距离的 需求，确定经济而且可靠工作的光接口，并根据光 接口的具体参数指标进行预算，验证再生段能可靠 工作且经济上尽可能低成本。
一个光再生段也称为光缆线路系统。
在实际组网应用中通常有三种光传输设计方法：
– 即最坏值设计法 – 联合设计法 – 统计设计法(包括半统计设计法)
采用单纵模激光器，沿途具备设站条件的候选站点 间的距离为（57～70）km，系统设计要求设备富余 度Me为4dB，光缆富余度Mc为0.05dB/km。
16
步骤1：先分析所设计的系统为那种再生段类型
根据上述70km的最长站间距离可以初选L−16.2 系统（其目标距离80km），并假设工作波长为极端 的1580nm，单盘光缆的衰减系数Af=0.22dB/km，单 个光纤熔接接头的损耗αs=0.1（dB），单盘光缆的 盘长Lf=2km，活动连接器损耗AC=0.35dB，光纤色 散系数Dm=20ps/（nm·km），接收机动态范围 Dr=18dBm。依据L−16.2规定，PT=（−2～3）dBm， PR=−28dBm，P0=2dB，设激光器啁啾系数α=3，则 依据式（7-4）和式（7-10）可以分别计算出：
第二种情况是色散受限8 系统，即再生段距离由S
损耗受限系统的实际可达再生段距离估算：
PT
PR

Af
L
AS

L Lf
1 McL

PP

Me
2AC

2 AC

PP

Me

AS
（Af

AS Lf

Mc） L
（7-3）所以Ll Nhomakorabea
PT

PR
2AC PP M e
限距离可以延长到1 275km左右。
实际系统设计分析时，首先根据式（7-4）或（7-7）算
出损耗受限的距离，再根据式（7-8）至式（7-11）算出
色散受限的距离，最后选择其中较短的一个即为最大再
生段距离。
15
7.4 应用举例
【例1】 以STM−16长途通信系统光传输设计为例。 计划建设一条2.5Gbit/s单模光纤干线系统，系统
取实际光纤色散分布最大值。
12
（1）多纵模激光器(MLM-LD)和发光二极管（LED）
Ld 106 fb Dm
（7-9）
式中：f b是线路信号比特率，单位为Mbit/s； Dm 是 光纤色散系数，单位为ps/（nm·km）；δλ是光源的 均方根谱宽，单位为nm；ε是与色散代价有关的系 数，当光源为多纵模激光器（MLM−LD）时，ε取
4
光再生段模型包括发送机、光通道和接收机。 发送机与光通道之间定义S 参考点，光通道与接收机 之间定义R 参考点，S 参考点与R参考点之间为光通 道。L表示S-R之间的距离。
5
7.1 损耗受限系统设计
光缆数字线路系统设计的基本方法是最坏值设计 法。
所谓最坏值设计法，就是在设计再生段距离时， 将所有参数值都按最坏值选取，而不管其具体分布如 何。
按照ITU−T建议G.957的规定，允许的光通道损 耗PSR为：
PSR =PT−PR−P0
（7-1）
PT —光发送功率； P6R —光接收灵敏度；
P0在实际中可以等效为附加接收损耗，需扣除， 于是实际S-R点的允许损耗为：
PSR

Af
L

AS Lf
L

McL

2 AC
（7-2）
式中，Af 表示再生段平均光缆衰减系数（dB/km），
0.115，若为发光二极管，ε取0.306。
13
（2）单纵模激光器（SLM-LD）
LC


71400 （7-10）
Dm 2 fb2
式中α为啁啾系数，当采用普通DFB激光器作为系
统光源时，α取值范围为4～6；当采用新型的量子阱激
光器时，α取值范围为2～4；λ为波长（单位为nm）；f
b为线路信号比特率（单位为Tbit/s）。
以2.4Gbit/s系统为例，假设工作波长λ为1550nm， Dm为17ps/（nm·km），则采用普通量子阱激光器（设 α=3）和EA调制器（设α=0.5）后，传输距离可以分别 达101km和607km。
14
（3）采用外调制器
LC

Dm
c
2

fb2
式中c为光速。
（7-11）
以2.4Gbit/s为例，λ=1550nm，Dm=17ps/ （nm·km），则采用M-Z外调制器的系统色度色散受
第7章 光纤通信系统设 计
1
本章内容、重点、难点和要求
本章内容
损耗受限系统的再生段距离的设计。 色散受限系统的再生段距离的设计。 损耗受限和色散受限系统的再生段距离的设计示
例。
本章重点和难点
损耗受限和色散受限系统的再生段距离的设计示 例。
学习本章目的和要求
掌握再生段距离设计的2 方法。
Af

AS Lf

Mc

AS
（7-4）
其中
n
Af fi / n i1
n1
AS si /(n 1) 9 i1
式中PT为发送光功率（dBm），PR为光接收灵敏 度（dBm），AC是光纤配线盘上的收发端两个附加活 动连接器损耗（dB），PP为光通道功率代价（dB）， 由反射功率代价Pr和色散功率代价Pd组成，Me为系 统设备富裕度（dB），Mc为光缆富余度（dB/km）， n是再生段内所用光缆的盘数，αfi是单盘光缆的衰减 系数（dB/km），Af表示再生段平均光缆衰减系数 （dB/km），αsi是单个光纤接头的损耗（dB），AS 是再生段平均接头损耗（dB）。
系统的总体考虑
光纤通信系统/网络的总体设计必须从实际需求出 发，光纤通信网络的设计规划涉及网络拓扑和路由选 择、网络容量确定、业务通路组织、设备线路类型选 择、最大中继距离计算等。
1. 网络拓扑、线路路由选择 2. 网络/系统容量的确定 3. 光纤/光缆选型 4. 透择合适的设备，核实设备的性能指标 5. 光传输设计