1、概述為了標準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設備的性能、所采用的光纖性能、兩端光設備間線路傳輸的連接器件等有關。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。二、影響光傳輸距離因素在發送機與接收機之間影響信號傳輸距離的因素有很多，不同的物理媒介會給信號帶來不同的影響。光纜設施Ck從上面的示意圖看我們可以從光設備、光纜設施和光連接器三個方面考慮影響信號傳輸距離的因素。1. 光設備對信號傳輸的影響光信號的傳輸距離受限于光設備的光口類型。

2、SDH中的光接口按傳輸距離和所用的技術可分為三種，即局內連接、短距離局間連接和長距離局間連接。為了便于 應用，將不同的光口類型用不同的代碼如 S-16.1 來表示：第一個字母表示應用場合：I表示局內通信；S表示近距通信；L表示長距通信；V表示甚長距通信；U表示超長距；字母后第一個字母表示STM的等級；字母后第二個字母表示工作窗口和所用光纖類型：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：電接口僅限STM-1等級、PDHS口應用類型局內局間短程長程光源標稱波長(nn)

3、13101310155013101550光纖類型G.652G.652G.652G.652G.652G.653距離(kn)2 :154080STM等 級STM-11-1S-1.1S-1.2L-1.1L-1.2L-1.3STM-4I-4S-4.1S-4.2L-4.1L-4.2L-4.3STM-16I-16S-16.1S-16.2L-16.1:L-16.2L-16.3注：表內距離用于分類而不是用于標準2. 光纖對信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、光纜充裕度和高速傳輸存在 的偏振模色散(PMD等。在光傳輸

4、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。具體的參數見有關廠家的資料及參照國家通信行業的有關標準這里介紹六種典型單模光纖的性能和應用：a.非色散位移單模光線G652光纖常規單模光纖的性能及應用：性能模場直徑(卩m截止波長 入 cc (nm)零色散波 長工作波長最大衰減系數(dB/km)最大色散系數 (ps/(nm km)要求值1310 nm8.6 9.5 士 0.7入 cc1260入 c 1250入 cj 125013101310或 15501310 nm 0.401550 nm 0

5、.401310 nm:01550nm:17應用 場合最廣泛用于數據通信和模擬圖像傳輸媒介，其缺點是工作波長為1550nm是色散系數高達17ps/(nm km)阻礙了高速率、遠距離通信的開展低水峰(全波)單模光纖的性能及應用：性能模場直徑(卩m截止波長 入 cc (nm)零色散波 長工作波長最大衰減系數(dB/km)最大色散系數 (ps/(nm km)要求值1310nm9.3士 0.51550nm10.5士 0.7入 cc1260入 c 1250入 cj 125013001322128016251310 nm:0.351550 nm:0.311550nm :0.21 0.25應用 場合這種光纖的

6、優點是工作波長范圍寬，即12801625nm故其主要用于密集波分復用的城域網 的傳輸系統，它可提供120個或更多的可用信道。b.色散位移單模光纖(G.653)的性能及應用：性能模場直徑 (卩m截止波長入cc(n m)零色散 波長工作波長最大衰減系數(dB/km)最大色散系數 (ps/(nm km)要求值1310nm 8.3入 cc1270 入 c 1250入 cj 1270155015501550 nmc 0.2515251575nm 35應用 場合這種光纖的優點是在155 OnmE作波長衰減系數和色散系數均很小。它最適用于單信道幾千千 米海底系統和長距離陸地通信干線。但用于波分復用信號傳輸系

7、統時存在問題。c.截止波長位移單模光纖(G.654)的性能及應用：性能模場直徑 (卩m截止波長入cc (nm)零色散 波長工作 波長最大衰減系數(dB/km)最大色散系數(ps/(nm km)要求值1550 nm 10.5入 cc 15301350 入 c1600131015501550nmW 0.201500nm:20應用 場合這種光纖的優點是在1550 nn工作波長衰減系數極小。其彎曲性能好。它主要用于遠距離 無需插入有源器件的中繼海底光纖通信系統，其缺點是制造困難，價格昂貴。d.非零色散位移單模光纖(G.655)的性能及應用性能模場直徑(卩m截止波長入cc(n m)零色散波長工作波長最大

8、衰減系數(dB/km)最大色散系數 (ps/(nm km)要求值1550nm811 0.7入 cc1480入 c 1470入 cj 148015301565153015651550 nm:0.251625nm:0.300.1 |D| 10應用 場合這種光纖的優點是在1550 nm工作波長處有一低的色散，保證抑制 FW等非色散線性效應，使 得其能用在EDFA口波分復用結合的傳輸速率在10Gbit/s以上的WD和DWD的高速傳輸系統中e.色散平坦單模光纖的性能及應用：性能模場直徑(卩m截止波長 入 cc (nm)零色散波長工作波長最大衰減系數(dB/km)最大色散系數 (ps/(nm km)131

9、0nm 8 12701310和 1550131015501310 nmc 0.251310 nm:0要求值1550nm 111550 nmc 0.301550 nm:0應用 場合這種光纖的優點是在13101550 nm工作波長范圍內低色散。但其折射率剖面結構復雜， 制造難度大，尤其是該光纖的衰減大，離實用距離很遠。f.色散補償單模光纖的性能及應用：性能模場直徑 (卩m截止波長 入 cc (nm)零色散波長工作波長最大衰減系數(dB/km)最大色散系數(ps/(nm km)要求值1550nm 6155015501550nmW 1.001550nm:-80 -150應用 場合這種光纖的優點是在15

10、50nn工作波長范圍內有很大的負色散，其主要用作 G.652光纖工作 波長由1310 nn擴谷升級至1550nn勺勺進行色散補償。3. 光連接器對信號傳輸的影響S、R點間其他連接器損耗，如 ODF等FC型平均0.8dB/個，PC型平均0.5dB/ 個，一般取2*0.5三、光傳輸距離計算方法在光傳輸系統中，在已選好的光纖類型上開通光傳輸系統，傳輸距離將受到損 耗和色散兩種因素的影響及設備的有關性能影響。在每個中繼段中，需要進行光功率預算，在允許的范圍內選用適宜的光接口板 類型。1.SDH勺光傳輸距離計算方法在SDH光傳輸中，目前，ITU-T已經在G.652、G.653、G.654和G.655中分

11、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波長性能最正確的單模光纖,它可以應用在1310 nm和1550nm兩個波長 區;G.653光纖稱為1550nm波長性能最正確的單模光纖,主要應用于1550nm工作波長 區；G.654光纖稱為截止波長移位單模光纖，主要應用于需要很長再生段距離的海 底光纖通信；G.655光纖是非零色散移位單模光纖，適于密集波分復用(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， 并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13

12、10 nm窗口傳輸的要求。選定了光纖的類型，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，也就是設備充裕度。由于設備時間效應(設備的老化)和 溫度因素對設備性能影響所需的余量，也包括注入光功率、光接受靈敏 度和連接器等性能劣化，一般取1dB或2dBAc 連接器衰減和，包含S和R點間除設備連接器C以外的其它連接器(如ODF等)衰減，女口 ODF等 FC型平均0

13、.8dB/個，PC型平均0.5dB/個，一 般取 2*0.5Af 光纖衰減系數(在 1310nm中取0.36dB/km，在1550nm中取0.22dB/km)MC 線路充裕度，可取，在一個中繼段內，光纜富裕度不宜超過5dB.一般預算距離小于 30km時取0.1dB/km，大于30km時取3dB(注：當 MO 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

14、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，Me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|:光纖色散系數，在 G.652光纖中1310nm取3.5Ps/nm.km，在1550nm取 18Ps/nm.km。中繼段范圍：IminL,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/P2其中：Pt 指光口的 PMD容限對于 10Gb/s 信號,Pt=10ps = 1/A 1/2 A為系

15、統速率Tb/s , P為光纜實際測試的PM值。例如某段光纖PMDS為1.2ps/km1/2,那么對于10G系統來說：2PMD受限距離=10/1.2=69.44km。2.WD啲光傳輸距離計算方法隨著技術的進展，及數據業務的快速增長，通信業務的迅速增長，在通信行業中，越來越多的光傳輸采用了波分復用 WD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信號的衰減或由光纖引起的色散影響。1規那么設計法稱固定衰耗法：得用色散受限式公式1及保證系統信噪比的衰 耗受限式公式2,分別計算這二式，取其較小值。此方法適用段落比擬均勻 的情況。I 八字qI Zr-VI_|p I的北公式1中：L為色散受限的再

16、生段長度Dsys為MPI-S MPI-R之間光通道允許的最大色散值ps/nm1D1為光纖色散系數ps/nm.km公式2中：L為保證信噪比的衰減受限的再生段長度kmn為WD系統應用的應用代碼所限制的光放段數量Aapan為最大光放段衰耗。其值應小于并等于WD系統采用的應用代碼所限制的段落衰減dBAc為MPI-S, R點或S, R或S, MPI-R之間所有連接器衰減之和dBAf 為光纖衰減常數 dB/kmAmc光線路維護每公里余量dB/km 2 簡易的信噪比計算方法：光規剛設計法不能滿足實際應用的要求時，可采用 色散受限式公式 1及簡易的信噪比計算式公式 3進行系統設計，即利 用保證色散受限和系統的

17、信噪比來確定再生段 /光放段的長度。此方法適用光 放段衰耗差異不太大的情況。OSNN=58+Pot I M-Nf-Aspan-101gN公式 3OSNR為N個光放段后的每通路光信噪比dBM為通路數量Pot I M為每通路的平均輸出功率dBmNf 為光放大器的噪聲系數Aspan為最大光放段損耗dB在信噪比OSNR勺計算中，取光濾波器帶寬0.1 nm,在每個光放段R點及MPI-R點的各個通路的OSNR大于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勺情況下，要采用專用系統計算OSN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信行業標準 長途光纜波分復用WDM傳輸系統工程設計暫行規定及設備廠家的參數。四、設計需要注意的問題 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，選擇適當的光口板類型局內、短距離、長距離、超長距離在設計中，選用不同類型光口板時，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。 在局內的光設備組網 或傳輸距離較近 ， 一般選用局內通信用的光口板 I1