光纤传输的中继-距离

一、概述

为了规范合理地组建光传输网，光传输中继距离是前提。光传输中继传输距离与设备的性能、所采用的光纤性能、两端光设备间线路传输的连接器件等有关。传输距离的长短影响着组建光传输网灵活性、投资规模。为提高我们组建光传输网设计的科学性,有必要对各光中继传输距离进行核算。下面将分别总结影响光传输中继距离的各种因素及计算方法。

二、影响光传输距离因素

在发送机与接收机之间影响信号传输距离的因素有很多，不同的物理媒介会给信号带来不同的影响。

从上面的示意图看我们可以从光设备、光缆设施和光连接器三个方面考虑影响信号传输距离的因素。

1.光设备对信号传输的影响

光信号的传输距离受限于光设备的光口类型。SDH中的光接口按传输距离和所用的技术可分为三种，即局内连接、短距离局间连接和长距离局间连接。为了便于应用，将不同的光口类型用不同的代码（如S－１６.1)来表示：

第一个字母表示应用场合:I表示局内通信；S表示近距通信;L表示长距通信;Ｖ表示甚长距通信；U表示超长距;

字母后第一个字母表示STM的等级;

字母后第二个字母表示工作窗口和所用光纤类型：空白或1表示工作波长是1３10nm所用光纤为Ｇ.652，2表示工作波长为１550nm所用光纤为Ｇ.652、G.654,5表示波长1550nm所用光纤为G.６５5。

另：电接口仅限STM-１等级、PＤH接口。

2.光纤对信号传输的影响

光在光纤中传输,主要受到光纤的衰减及色散的影响,另外我们在工程实际设计中还要考虑到两段光纤间接头的损耗、光通道代价、光缆富余度和高速传输存在的偏振模色散(PMD)等。

在光传输系统中,光纤的衰减是不可确定的因素,不同厂家的光纤在不同的环境均有不同的衰减值,不同工艺的光纤接续的衰减也不同;光纤在不同的光波长传输，损耗也不同的。具体的参数见有关厂家的资料及参照国家通信行业的有关标准。

这里介绍六种典型单模光纤的性能和应用:

a.

b．

c.

ｄ.

e.

f.

3.光连接器对信号传输的影响

Ｓ、Ｒ点间其他连接器损耗,如ＯDＦ等FC型平均０．8dＢ／个,PＣ型平均

0.5dB/个，一般取２＊0.5

三、光传输距离计算方法

在光传输系统中，在已选好的光纤类型上开通光传输系统，传输距离将受到损耗和色散两种因素的影响及设备的有关性能影响。

在每个中继段中,需要进行光功率预算,在允许的范围内选用合适的光接口板类型。

1.SDH的光传输距离计算方法

在SDH光传输中，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,称为1310nm波长性能最佳的单模光纤，它可以应用在1310 nm 和1550ｎm 两个波长区;G.６53光纤称为１550nｍ波长性能最佳的单模光纤，主要应用于1５5０nm工作波长区;G.６５4光纤称为截止波长移位单模光纤，主要应用于需要很长再生段距离的海底光纤通信；G.655光纤是非零色散移位单模光纤，适于密集波分复用(ＤWＤＭ)系统应用。

根据工程的具体情况，在本地网建光传输建议全部使用符合Ｇ.652建议的光纤，并根据不同的敷设方式选择不同程式的光缆。如选用符合G.６5５建议的光缆，

应能满足13１0nm窗口传输的要求。

选定了光纤的类型,在进行光传输中继段距离预算计算时,必需考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,选择两者之中较小值作为可用传输距离。

1.1衰减限制

衰减限制中继段长度预算L= (Ps-Pr-Ac－Pp- Mc) ／（Ａf+Aｓ) Ps—平均发射功率

Pr —最小灵敏度

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、光接受灵敏度和

连接器等性能劣化，一般取1dB或2ｄB

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

Af —光纤衰减系数（在131０nm中取0.36dB/ｋｍ，在１５5０nm中取0.22d Ｂ/km)

MＣ—线路富余度，可取0．０5--0．1dB/km，在一个中继段内,光缆富裕度不宜超过5dB.一般预算距离小于3０ｋm时取0.１dB/km，大于3０km时取

3dＢ

(注：当MＣ取０.１ｄＢ／kｍ时预算公式改为L= (Ｐｓ-Pr-Ａc-Ｐp) / (Aｆ＋As+Mｃ)）

Ａs —光纤接头平均衰减（活接头取0.５dB/个，死接头取0.08ｄB/个）

注：上面计算中继段距离的取值,仅作为参考

为了满足衰减限制可通过下面方法求得：

(1)最长限制传输距离

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Ｌ。

(2)最短限制传输距离

Ｐs取最大平均发射功率，Ｐr取光口接收过载功率，Mｃ取０,得出短限制距离l。

1.2色散限制

色散限制的中继段长度Ｌd＝Dmａx／│Ｄ│

Dmax:光传输收发两点间的允许的最大色散值;

│D│：光纤色散系数,在G．６52光纤中１３10nm取3.5Ｐs/nm.ｋm，在155０ｎm取１８Ps/nｍ.ｋm。

中继段范围:ｌ～ｍin（L,Ld)．

1.3偏振模色散(PＭD)受限

系统偏振模色散受限距离的计算和解决方法:L＝（Pt/P）２ﻫ其中：Pｔ指光口的PＭD容限(对于10Gb/ｓ信号,Pt=10ｐs=（1／A）1/2）

Ａ为系统速率(Tb/s)),P为光缆实际测试的PMD值。

例如某段光纤PMＤ值为1．2ps/kｍ１/2，那么对于１0G系统来说:

PMD受限距离=(10/1.2)２＝69.44ｋｍ。

2.WＤM的光传输距离计算方法

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色散影响。

（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。此方法适用段落比较均匀的情况。

公式１中：

L为色散受限的再生段长度

Dsｙｓ为MPI－S MＰI-R之间光通道允许的最大色散值(ｐs/nｍ)

1Ｄ1 为光纤色散系数（ps／ｎm.km)

公式2中：