光纤传输的中继 距离

《光纤传输的中继 距离》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光纤传输的中继 距离（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、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。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

2、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。应用类型局内局间短程长程

3、光源标称波长(nm)13101310155013101550光纤类型G.652G.652G.652G.652G.652G.653距离(km)2154080STM等级STM-11-1S-1.1S-1.2L-1.1L-1.2L-1.3STM-41-4S-4.1S-4.2L-4.1L-4.2L-4.3STM-16I-16S-16.1S-16.2L-16.1L-16.2L-16.3注：表内距离用于分类而不是用于规范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(PM

4、D)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非色散位移单模光线G652光纤常规单模光纤的性能及应用：性能模场直径(|J m)截止波长 入 cc(nm)零色散波 长工作波长最人衰减系数 (dB/km)最大色散系数 (ps/(nmkm)要求值1310nm8.6 9.5土0.7入 ccW1260入 cW1250入 cjW125013101310或15501310nm0.401550

5、nm0.401310nm:01550nm:17应用 场合最广泛用于数据通信和模拟图像传输媒介，其缺点是工作波长为1550nm是色散系数高达 17ps/(nm km)阻碍了高速率、远距离通信的发展低水峰(全波)单模光纤的性能及应用：性能模场直径(|J m)截止波长 入 cc(nm)零色散波 长工作波长最人衰减系数 (dB/km)最大色散系数 (ps/(nmkm)要求值1310nm9.30.51550nml0.5土0.7入 ccW1260入 cW1250入 cjW125013001322128016251310nm:0.351550nm:0.31550nm:0.21 0.25应用 场合这种光纤的优

6、点是工作波长范围宽，即12801625nm，故其主要用于密集波分复用的城域网 的传输系统，它可提供120个或更多的可用信道。b色散位移单模光纤(G.653)的性能及应用：性能模场直径(p m)截止波长入CC (nm)零色散 波长工作波长最人衰减系数 (dB/km)最大色散系数 (ps/(nmkm)要求值1310nm：8.3入 ccW1270入 cW1250入 cjW1270155015501550nmW0.251525 1575nm:3.5应用 场合这种光纤的优点是在1550nm工作波长衰减系数和色散系数均很小。它最适用于单信道几千千 米海底系统和长距离陆地通信干线。但用于波分复用信号传输系统

7、时存在问题。c.截止波长位移单模光纤(G.654)的性能及应用：性能模场直径(p m)截止波长入cc(nm)零色散 波长工作 波长最大衰减系数 (dB/km)最大色散系数 (ps/(nmkm)要求值1550nm：10.5入 ccW15301350入 c1600131015501550nm:W0.201500nm:20应用 场合这种光纤的优点是在1550nm工作波长衰减系数极小。其弯曲性能好。它主要用于远距离 无需插入有源器件的中继海底光纤通信系统，其缺点是制造困难，价格昂贵。d.非零色散位移单模光纤(G.655 )的性能及应用性能模场直径(p m)截止波长入CC (nm)零色散波长工作波长冃一

8、1右、宀W夹4冃為 ik/r W 来4最人衰减系数 (dB/km)最人色散系数 (ps/(nmkm)要求值1550nm：8110.7入 ccW1480入 cW1470入 ci148015301565153015651550nm:0.251625nm:0.300.1W|D|W10应用 场合这种光纤的优点是在1550nm工作波 得其能用在EDFA和波分复用结合皮长处有一低 的传输速率在的色散，保证抑制FWM等非色乍 10Gbit/s以上的WDM和 DWD M的 r散线性效应，使 高速传输系统中e.色散平坦单模光纤的性能及应用：性能模场直径(p m)截止波长 入 cc(nm)零色散波长工作波长最大衰

9、减系数 (dB/km)最大色散系数 (ps/(nmkm)1310nm：812701310和1550131015501310nm0.251310nm:0要求值1550nm：111550nm0.301550nm:0应用 场合这种光纤的优点是在13101550nm工作波长范围内低色散。但其折射率剖面结构复杂， 制造难度大，尤其是该光纤的衰减大，离实用距离很远。f.色散补偿单模光纤的性能及应用：性能模场直径(p m)截止波长 入 cc(nm)零色散波长工作波长最大衰减系数 (dB/km)最大色散系数 (ps/(nmkm)1550nm：6155015501550nm:1.001550nm:要求值-80T

10、50应用 场合这种光纤的优点是在1550nm工作波长范围内有很大的负色散，其主要用作G.652光纤工作 波长由1310nm扩容升级至1550nm的进行色散补偿。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

11、、 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

12、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 2dBAc 连接器衰减和，包含 S 和 R

13、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*0.5Af 光纤衰减系数(在1310nm中取0.36dB/km,在1550nm中取0.22dB/km)MC 线路富余度，可取0.050.1dB/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O.ldB/km，大于30km时取3dB (注：当 MC 取 O.ldB/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

14、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，Me取0,得出短限制 距离 l。l.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 l8Ps/nm.km。中继段范围：lmin(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)2其中：Pt指光口的PMD容限(对于10Gb/s信号,P t=10ps=(l/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/kml/2,那么对于10G系统来说：PMD 受限距离=(10/1.2)2=69.44kmo2. 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,