SDH设备光传输距离计算指导

ZXMP-S360/S380/S390光传输距离计算指导本部用服部安全/保密警告该文件中包含的信息资料为中兴通讯所有并且是保密的。未经中兴通讯书面许可，不允许向任何其约定受众之外的方面透露。未经中兴通讯书面许可，该文件不允许通过影印或电子等手段复制。每一位保管或使用该文件的人，都必须认识到此处所包含的文件资料的保密性，并且同意不管有意或无意，都要防止该文件的发布、发送，向约定的受众发布或发送除外。文件信息和修改信息版本日期创建人/修改人修改注释1.02002-12-30杜广文档创建1.12005-04-05傅祥文档重排版目录传输距离受限的理论分析及计算方法......................................................................................-1-衰减受限传输距离理论计算------最坏值法......................................................................-1-色散受限传输距离理论计算..............................................................................................-2-DCM模块在系统中的位置........................................................................................................-3-我司设备性能参数......................................................................................................................-3-2.5Gb/s光板类型及参数....................................................................................................-3-10Gb/s光板类型及参数.....................................................................................................-4-光放大板类型及参数..........................................................................................................-4-色散补偿模块的类型及参数..............................................................................................-4-2.5Gb/s光口配置实例................................................................................................................-5-10Gb/s光口计算和配置实例.....................................................................................................-6-附录:光接口规范....................................................................................................................-10-SDH设备光传输距离计算指导-1-传输距离受限的理论分析及计算方法SDH系统的光传输距离受两个因素的限制：一是光功率限制，即再生段传输距离受光源的发送功率、接收机的灵敏度和通道的光衰减限制；二是光源的色散限制，即再生段传输距离受光源的类型和光通道总色散限制。设备的最大传输距离同时满足上述两个限制条件。【注：在系统传输距离超长时，需要考虑系统的另一个受限因素：接收光信噪比的限制，本文暂时没有包含此内容。】衰减受限传输距离理论计算------最坏值法最坏值法中，所有参数均取最坏值，可以保证系统在寿命终了（20-25年）时仍能符合传输性能指标。一般认为，实建的光缆和设备性能应优于最坏值，因此，设备的传输系统会有较多的衰减余量。理论计算公式：L=（Ps–Pr–Pp–C-Mc）/（af+as）(1)L=（Ps–Pr–Pp-C）/（af+as+△Mc）(2)一般采用公式(1)进行计算。式中：L再生段最大距离(km)。PsS点寿命终了（EOL）最小平均发送功率(dBm)，已扣除设备连接器的衰减和LD耦合反射噪声代价。PrR点寿命终了（EOL）最差灵敏度(dBm)（BER≤10-12），已扣除设备连接器C的衰减。Pp光通道代价，它包括反射、码间干扰、模分配噪声和激光器啁啾而产生的总色散功率代价。一般在1310nm波长时取1dB，在1550nm波长时根据传输距离的长短分别取1dB或2dB。C所有活动连接器衰减之和，每个连接器衰减取0.5dB，共两个连接器。Mc光缆线路光功率余量（光缆富裕度），光纤长短不同取值不同，最大取值为3dB。公式（1）中取3dB；公式（2）中△Mc单位为dB/km，一般为0.02～0.03dB/km。【Mc参数说明】光缆线路光功率余量包括维护维修过程中增加的接头损耗，线路变动光缆长度增加引起的附加损耗及由于环境因素引起的光缆衰减的变化。af光纤衰减系数（dB/km）【af参数说明】光纤衰减系数与工作波长密切相关。在一定工作波长上，光纤的衰减为一定值，不随传输信号速率的高低而变化。单模光纤工作在1310nm波长时，衰减系数为0.26dB/km～0.37dB/km，一般取0.32dB/km，工作在1550nm波长时，衰减系数为0.18dB/km～0.22dB/km，一般取0.22dB/km。as光纤熔接接头每公里衰减系数（dB/km）【as参数说明】as参数与光缆质量，熔接机性能，操作水平有关。工程中取0.01～0.02dB/km。af+as的具体数值要视局方工程状况而定，如果标书中指定了以上参数，则按标书参数计算。SDH设备光传输距离计算指导-2-【注：公式(1)与公式(2)的区别在于Mc所处的位置不同，在具体应用时应注意，当线路损耗值按0.27dBm/km计算时，应采用公式(2)进行计算，避免Mc被重复考虑。当局方强调Mc按3dBm进行计算时，应采用公式（1）进行计算，特别是在长距传输时，一般采用公式（1）。以下实例大多是以公式（1）进行计算的。】光纤掺铒放大器EDFA的配置：在工程中，若衰减受限距离小于实际需要的传输距离，则需要配置光纤掺铒放大器（EDFA），进行衰减补偿。光放大板分为三种：功率放大板OBA、前置放大板OPA和光线路放大板OLA。可以依据工程需要，灵活配置。OBA的作用是提高发送端的光功率，也就是增大公式（1）、（2）中的Ps；OPA的作用是提高接收端的录敏度，也就是减小公式（1）、（2）中的Pr。OLA的作用是补偿光线路的衰减。（暂不提供）色散受限传输距离理论计算色散主要是指集中的光能（例如光脉冲）经过光纤传输后在输出端发生能量分散，导致传输信号畸变。在数字通信系统中，由于信号的各频率成分或各模式成分的传输速度不同，在光纤中传输一段距离后，将互相散开，脉冲加宽。严重时，前后脉冲将互相重叠，形成码间干扰，增加误码率，影响光纤的带宽，限制光纤的传输容量。与光纤色散有关的系统性能损伤有多种因素，主要有码间干扰、模分配噪声和啁啾噪声（chirping）三种。对于高比特率的传输系统，色散是限制中继段传输长度的主要因素。色散功率代价随传输距离、光谱宽度和色散系数这些参数值的增加而迅速增加。为了防范由于色散功率代价的迅速增加而导致的系统性能恶化，应该使系统有足够的工作余度，避开高功率代价区。一般将1dB功率代价所对应的光通道色散值(D*L)定义为通道最大色散值。就目前含EDFA的光通信系统工程应用的情况来看：光缆均采用G.652光纤，波长范围在1535nm～1565nm，属于单模传输，故不存在模分配噪声；对于STM-1和STM-4系统，系统一般采用DFB光源，由于速率不高，输出功率不大（≤3dBm），虽采用内调制方式，但啁啾噪声很小，可以忽略；而STM-16和STM-64系统一般采用外调制，激光器中没有啁啾噪声。因而系统色散对于目前的光通信系统的损伤主要是码间干扰。下面就色散受限距离进行计算。理论计算公式Ld=ε/Dm(3)式中：Ld色散受限传输距离(km)。ε光源的色散容限值(ps/nm)，由光源的性能决能。Dm光纤色散系数ps/(nm·km)。G.652光纤的色散系数一般取18ps/(nm·km)，若局方有明确要求，则以标书要求的数据进行计算。色散补偿的计算在工程中，若色散受限距离小于实际需要传输距离，则要配置色散补偿模块DCM，进行色散补偿。若已知两点间的实际传输距离，确定是否加色散补偿可根据公式计算：SDH设备光传输距离计算指导-3-L实际=（ε+△ε）/Dm△ε=L实际*Dm－ε根据计算出的需要的色散补偿值△ε来选取DCM模块。DCM模块在系统中的位置DCM模块具有插损，在系统配置时需要考虑其插损值。为了使DCM的插损不影响系统的最大传输距离，在系统中优选的DCM配置方案为：OBA之前和OPA之后，如下图所示。DCMOBAOL16DCMOL16OPA配置在OBA之前时，光板的输出光功率Ps减DCM的插损，应在OBA的输入光功率范围之内；配置在OPA之后时，OPA的输出光功率减DCM的插损应大于光板接收灵敏度，为保证系统长时间稳定工作，需要留有足够的余量，至少是预留设备寿命终了值3dB，代价2dB。由于DCM光纤的有效截面积比G.652光纤的小，DCM光纤的SBS、SPM效应的光功率域值点更低，因此在配置时注意，入DCM的光功率不能太大，建议小于+3dBm。以上计算方法实用于SMT-1、STM-4、STM-16、STM-64的所用光接口和我司的各种机型。我司设备性能参数2.5Gb/s光板类型及参数II型机、2500（V10.0）及ZXSM-10G的2.5Gb/s光口现能提供的光板类型及主要参数如下表一，各种详细的指标规范可参见附件：《STM-16光接口规范》表一光接口类型及技术指标表序号光接口类型Ps（dBm）Pr（dBm）ε（ps/nm）1I-16-10-18122S-16.1-5-18NA3L-16.2-2-281600(80km)4L-16.2JE+4-281800(100km)5L-16.2U-2-283200(160km)6L-16.2P-2-283600(200km)注1：上表中的色散容限值是按光纤色散系数18ps/nmkm测得，如果在工程配置时光纤色散按20ps/nmkm，余量将会比较大，必要时可做适当的调整,表中给出的传输距离仍做参考。注2：国际标准G.957中对于2.5Gb/s的L-16.2的工作波长的规范为1500-1580nm，在我司设备中，传输距离大于80公里，一般需要采用EDFA进行光放大，EDFA的增益范围为1530-1565nm，因此我司设备的L-16.2等需要与OBA、OPA配合的光板的输出光波长范围为1530-1565nm。注3：L-16.2U接口相对L-16.2，只是色散容限指标增加到2880ps/nm，其它指标相同。注4：L-16.2P相对L-16.2U，色散容限值增加到3600ps/nm，另外L-16.2P的光源为SDH设备光传输距离计算指导-4-特定波长的，波长为1550.12nm。与内置OPA