光傳輸中繼距離總結

2021-12-25 08:33:49 字數 4286 閱讀 4148

為了規範合理地組建光傳輸網,光傳輸中繼距離是前提。光傳輸中繼傳輸距離與裝置的效能、所採用的光纖效能、兩端光裝置間線路傳輸的連線器件等有關。傳輸距離的長短影響著組建光傳輸網靈活性、投資規模。

為提高我們組建光傳輸網設計的科學性,有必要對各光中繼傳輸距離進行核算。下面將分別總結影響光傳輸中繼距離的各種因素及計算方法。

在傳送機與接收機之間影響訊號傳輸距離的因素有很多,不同的物理媒介會給訊號帶來不同的影響。

從上面的示意圖看我們可以從光裝置、光纜設施和光聯結器三個方面考慮影響訊號傳輸距離的因素。

1. 光裝置對訊號傳輸的影響

光訊號的傳輸距離受限於光裝置的光口型別。sdh中的光介面按傳輸距離和所用的技術可分為三種,即局內連線、短距離局間連線和長距離局間連線。為了便於應用,將不同的光口型別用不同的**(如s-16.

1)來表示:

第乙個字母表示應用場合:i表示局內通訊;s表示近距通訊;l表示長距通訊;v表示甚長距通訊;u表示超長距;

字母後第乙個字母表示stm的等級;

字母後第二個字母表示工作視窗和所用光纖型別:空白或1表示工作波長是1310nm所用光纖為g.652,2表示工作波長為1550nm所用光纖為g.

652、g.654,5表示波長1550nm所用光纖為g.655。

另:電介面僅限stm-1等級、pdh介面。

2. 光纖對訊號傳輸的影響

光在光纖中傳輸,主要受到光纖的衰減及色散的影響,另外我們在工程實際設計中還要考慮到兩段光纖間接頭的損耗、光通道代價、光纜富餘度和高速傳輸存在的偏振模色散(pmd)等。

在光傳輸系統中,光纖的衰減是不可確定的因素,不同廠家的光纖在不同的環境均有不同的衰減值,不同工藝的光纖接續的衰減也不同;光纖在不同的光波長傳輸,損耗也不同的。具體的引數見有關廠家的資料及參照國家通訊行業的有關標準。

這裡介紹六種典型單模光纖的效能和應用:

a.b.

c.d.

e.f.3. 光聯結器對訊號傳輸的影響

s、r點間其他聯結器損耗,如odf等fc型平均0.8db/個,pc型平均0.5db/個,一般取2*0.5

在光傳輸系統中,在已選好的光纖型別上開通光傳輸系統,傳輸距離將受到損耗和色散兩種因素的影響及裝置的有關效能影響。

在每個中繼段中,需要進行光功率預算,在允許的範圍內選用合適的光介面板型別。

在sdh光傳輸中,目前,itu-t已經在g.652、g.653、g.

654和g.655中分別定義了4種不同設計的單模光纖。其中g.

652光纖就是目前廣泛使用的單模光纖,稱為1310nm波長效能最佳的單模光纖,它可以應用在1310 nm 和1550nm兩個波長區;g.653光纖稱為1550nm波長效能最佳的單模光纖,主要應用於1550nm工作波長區;g.654光纖稱為截止波長移位單模光纖,主要應用於需要很長再生段距離的海底光纖通訊;g.

655光纖是非零色散移位單模光纖,適於密集波分復用(dwdm)系統應用。

根據工程的具體情況,在本地網建光傳輸建議全部使用符合g.652建議的光纖,並根據不同的敷設方式選擇不同程式的光纜。如選用符合g.

655建議的光纜,應能滿足1310nm視窗傳輸的要求。

選定了光纖的型別,在進行光傳輸中繼段距離預算計算時,必需考慮衰減受限距離及色散受限距離,為保證能滿足最壞情況要求,選擇兩者之中較小值作為可用傳輸距離。

1.1 衰減限制

衰減限制中繼段長度預算 l= (ps-pr-ac-pp- mc) / (af+as)

ps—平均發射功率

pr —最小靈敏度

pp —光通道代價,也就是裝置富餘度。由於裝置時間效應(裝置的老化)和溫度因素對裝置效能影響所需的餘量,也包括注入光功率、光接受靈敏度和聯結器等效能劣化,一般取1db或2db

ac —聯結器衰減和,包含s和r點間除裝置聯結器c以外的其它聯結器(如odf等)衰減,如odf等fc型平均0.8db/個,pc型平均0.5db/個,一般取2*0.5

af —光纖衰減係數(在1310nm中取0.36db/km,在1550nm中取0.22db/km)

mc —線路富餘度,可取0.05--0.1db/km,在乙個中繼段內,光纜富裕度不宜超過5db.一般預算距離小於30km時取0.1db/km,大於30km時取3db

(注:當mc取0.1db/km時預算公式改為l= (ps-pr-ac-pp) / (af+as+mc))

as —光纖接頭平均衰減(活接頭取0.5db/個,死接頭取0.08db/個)

注:上面計算中繼段距離的取值,僅作為參考

為了滿足衰減限制可通過下面方法求得:

(1) 最長限制傳輸距離

ps取最小平均發射功率,pr取光口最小接收靈敏度,得出長限制距離l。

(2) 最短限制傳輸距離

ps取最大平均發射功率,pr取光口接收過載功率,mc取0,得出短限制距離l。

1.2 色散限制

色散限制的中繼段長度 ld= dmax/│d│

dmax:光傳輸收發兩點間的允許的最大色散值;

│d│:光纖色散係數,在g.652光纖中1310nm取3.5ps/在1550nm取18ps/

中繼段範圍:l~min(l,ld).

1.3 偏振模色散(pmd)受限

系統偏振模色散受限距離的計算和解決方法:l=(pt/p)2

其中:pt指光口的pmd容限(對於10gb/s訊號,pt=10ps=(1/a)1/2)

a為系統速率(tb/s)),p為光纜實際測試的pmd值。

例如某段光纖pmd值為1.2ps/km1/2,那麼對於10g系統來說:

pmd受限距離=(10/1.2)2=69.44km。

隨著技術的進展,及資料業務的快速增長,通訊業務的迅速增長,在通訊行業中,越來越多的光傳輸採用了波分復用(wdm)。在波分復用中,要增加傳輸中繼距離,主要是克服光纖對光波訊號的衰減或由光纖引起的色散影響。

(1) 規則設計法(稱固定衰耗法):得用色散受限式公式1及保證系統訊雜比的衰耗受限式公式2,分別計算這二式,取其較小值。此方法適用段落比較均勻的情況。

公式1中:

l為色散受限的再生段長度

dsys為mpi-s mpi-r之間光通道允許的最大色散值(ps/nm)

1d1 為光纖色散係數(ps/

公式2中:

l為保證訊雜比的衰減受限的再生段長度(km)

n為wdm系統應用的應用**所限制的光放段數量

aapan為最大光放段衰耗。其值應小於並等於wdm系統採用的應用**所限制的段落衰減(db)

ac為mpi-s,r』點或s』,r』或s』,mpi-r之間所有聯結器衰減之和(db)

af為光纖衰減常數(db/km)

amc光線路維護每公里餘量(db/km)

(2) 簡易的訊雜比計算方法:光規剛設計法不能滿足實際應用的要求時,可採用色散受限式(公式1)及簡易的訊雜比計算式(公式3)進行系統設計,即利用保證色散受限和系統的訊雜比來確定再生段/光放段的長度。此方法適用光放段衰耗差別不太大的情況。

osnrn=58+ptotⅰm-nf-aspan-101gn (公式3)

osnrn為n個光放段後的每通路光訊雜比(db)

m為通路數量

ptotⅰm為每通路的平均輸出功率(dbm)

nf為光放大器的雜訊係數

aspan為最大光放段損耗(db)

在訊雜比(osnr)的計算中,取光濾波器頻寬0.1nm,在每個光放段r』點及mpi-r點的各個通路的osnr大於22db的情況下,由光放段損耗來決定光放段的長度,也可確定通過幾個oa級聯的再生段長度。

(3) 專用系統計算工具計算:在上述兩種均不能滿足系統osnr的情況下,要採用專用系統計算osnr來確定。

上面有關公式的一些取值,請參見中華人民共和國通訊行業標準(長途光纜波分復用(wdm)傳輸系統工程設計暫行規定)及裝置廠家的引數。

(1) 光口板的選擇

在組建傳輸中,要考慮到光口板接收功率、發射功率的上限值及下限值,根據不同路由長度,選擇適當的光口板型別(局內、短距離、長距離、超長距離)。

在設計中,選用不同型別光口板時,在通過計算其最大的傳輸距離,不能滿足需要時,需要增加光衰減或光功率放大器。在局內的光裝置組網(或傳輸距離較近),一般選用局內通訊用的光口板(i1)。

當傳輸路由長度較長時,也可考慮加光放大器來實現長傳輸距離的傳輸。在本地傳輸網設計中,常不作考慮。

(2) 不同波長光口板的選擇

在組建乙個傳輸網路時,採用光介面板的型別影響到傳輸中繼距離,一般,1550波長視窗的傳輸距離都優於1310nm波長的光介面板。在本地網設計中,一般採用1310nm視窗,長途網常採用1550nm視窗。

同一中繼段內,對應的兩光介面板應同時工作在同一波長(即相同的工作視窗)。

(3) 光傳輸裝置廠家的技術引數

不同光傳輸裝置廠家的技術引數也不同,在設計中要注意設計檔案中的光傳輸裝置技術引數與所選擇的光傳輸裝置廠家是否一致。

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