超長距離傳輸技術(shù)

1、長距離傳輸所考慮的問題長距離傳輸所考慮的問題 長距離傳輸系統(tǒng)需考慮的問題長距離傳輸系統(tǒng)需考慮的問題 線路的衰耗 光信噪比 線路的色散 非線性效應(yīng) 長距離光纖傳輸衰耗問題長距離光纖傳輸衰耗問題 線路的衰耗：線路損耗，接頭損耗，通道代價，富裕度等； 線路損耗：對于1550nm，普通單模光纖光纜的衰耗系數(shù)介于0.2dB/km到 0.25dB/km； 接頭的損耗：該指標(biāo)目前尚無標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，一般按0.5dB/個來計算； 通道代價：L1.2和L4.2的系統(tǒng)，1dB （ITU-T G.957） L16.2和L64.2的系統(tǒng)，2dB；(ITU-T G.957 ITU-T G.691) 富裕度：該指標(biāo)目前尚無標(biāo)準(zhǔn)

2、規(guī)定，主要是根據(jù)線路長度及線路質(zhì)量由 客戶指定。 解決方案：合理配置解決方案：合理配置EDFA-BA EDFA-PA等光放大器設(shè)備等光放大器設(shè)備 長距離光纖傳輸長距離光纖傳輸OSNROSNR問題問題 對有光放的系統(tǒng)而言，功率不是主要問題，此時主要 要考慮系統(tǒng)的光信噪比(OSNR)問題。 傳輸速率傳輸速率OSNROSNR設(shè)計要求（設(shè)計要求（dBdB） 155M8（包含通道代價） 622M14（包含通道代價） 2.5G20（包含通道代價） 10G26（包含通道代價） OSNR計算公式計算公式 0 log10log10hvNNFLPOSNR out ( ITU-T G.692 )G.692 ) 15

3、50nm 測量帶寬是測量帶寬是0.1nm時時 NNFLPOSNR out log1058 長距離光纖傳輸色散問題長距離光纖傳輸色散問題 隨著脈沖在光纖中傳輸，脈沖的寬度被展寬，當(dāng)脈寬展寬到一定程度，一般隨著脈沖在光纖中傳輸，脈沖的寬度被展寬，當(dāng)脈寬展寬到一定程度，一般 大于大于1/41/4比特時間，可能導(dǎo)致碼間干擾，而產(chǎn)生誤碼比特時間，可能導(dǎo)致碼間干擾，而產(chǎn)生誤碼 模間色散(Mode Dispersion) 不同模式的光在光纖中時延不同 色度色散(Cromatic Dispersion) 所有系統(tǒng)需要考慮 偏振模色散(Polarization Mode Dispersion) 10G及10G以

4、上系統(tǒng)需考慮 劣化的程度隨數(shù)據(jù)速率的平方增大決定了再生中繼器之間的距離 解決方案：合理配置解決方案：合理配置DCM 長距離光纖傳輸非線性問題長距離光纖傳輸非線性問題 在在SDH系統(tǒng)中，影響系統(tǒng)性能的非線性因素系統(tǒng)中，影響系統(tǒng)性能的非線性因素： 受激布里源散射(SBS)的影響 l SBS是指光纖中單個波長的功率超過一定的閾 值是時，光子與光纖中的聲子發(fā)生很強的相互 作用，使得散射光顯著增強，影響信號的正常 傳輸。 l 信號功率超過SBS 閾值時，表現(xiàn)為信號光功率 抖動及光纖損耗顯著變大。 解決方案：產(chǎn)生解決方案：產(chǎn)生SBS的閾值光功率與入射光波的譜寬有關(guān)，通過相關(guān)技術(shù)調(diào)寬的閾值光功率與入射光波的

5、譜寬有關(guān)，通過相關(guān)技術(shù)調(diào)寬 譜寬，可以有效提高其閾值光功率。譜寬，可以有效提高其閾值光功率。 長距離傳輸中需用的設(shè)備長距離傳輸中需用的設(shè)備 EDFAEDFA EDFA，即摻餌光纖放大器，是目前應(yīng)用最 為廣泛的光纖放大器。由于EDFA是在光域 層面進行的能量積累放大，所以它也具備 如下優(yōu)點： 增益高； 與偏振無關(guān)； 放大特性與系統(tǒng)比特率和數(shù)據(jù)格式無關(guān)。 EDFAEDFA的基本應(yīng)用框圖的基本應(yīng)用框圖 前置放大前置放大EDFAEDFA的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu) 低噪聲放大器窄帶濾波器 轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)EDFAEDFA的基本應(yīng)用的基本應(yīng)用 Tx Rx RT-EDFA 1310/1550nm，速率2M2.5GBit/

6、S 光纜 光纖放大器的組合應(yīng)用光纖放大器的組合應(yīng)用 RAMAN+EDFA-PARAMAN+EDFA-PA RFA 前置EDFA 1) 不要在Raman的輸入端加衰減器，這是因為對信號而 言是輸入端，對泵浦光而言則是輸出端，泵浦光與信號 光是反方向的。 2) 注意光纖端面的保護（包括30km以內(nèi)的活接頭）， 由于Raman泵浦光輸出功率比較大，光纖端面不干凈， 很容易造成端面的燒毀，影響系統(tǒng)的正常工作。 3) Raman 的輸入端一定要與傳輸光纖相連接，不要直 接接到光源等測試儀表上，以免燒毀儀器。 RAMANRAMAN光纖放大器使用中注意事項光纖放大器使用中注意事項 FECFEC簡介簡介 前向

7、糾錯是一種利用數(shù)字計算法在單向信道上對誤碼進行糾 正的方法。在發(fā)送端正與所傳送的信息碼段一起，附加上一些 校驗比特，在接收端，利用這些校驗比特，可檢出信息碼段的 誤碼，并進行糾正)恢復(fù)原有的數(shù)據(jù)。 FEC屬于差錯控制編碼中的信道編碼，ITU-T G.707和G.709標(biāo) 準(zhǔn)中分別規(guī)定了用于高速光纖通信系統(tǒng)中的FEC碼主要是BCH（ Bose Chaundhuri Hocquengham code）碼和RS（Reed Solomon code）碼。此外，也可將這兩種編碼進行級聯(lián)，即得到 EFEC （級聯(lián)FEC），信號速率仍為標(biāo)準(zhǔn)OTU的速率。 如何理解如何理解FECFEC的編碼增益（的編碼增益（

8、Coding GainCoding Gain） 以下圖為例： 產(chǎn)品指標(biāo)產(chǎn)品指標(biāo) EDFA-BA EDFA-BA 參數(shù)最小值典型值最大值單位 工作波長15301565Nm 輸入功率范圍-6+3dBm 飽和輸出功率 +171 +122 dBm 噪聲指數(shù)（Pin=0dBm）5.5dB 供電電壓-48VDC 功耗20W 說明：典型說明：典型2.5G系統(tǒng)允許最高功率是系統(tǒng)允許最高功率是17dBm，10G系統(tǒng)允許最高功率是系統(tǒng)允許最高功率是12dBm。 產(chǎn)品指標(biāo)產(chǎn)品指標(biāo) EDFA-PA EDFA-PA 參數(shù)參數(shù)最小值最小值典型值典型值最大值最大值單位單位 工作波長工作波長1550.121nm 小信號增益小

9、信號增益 25 20 dB 噪聲指數(shù)（噪聲指數(shù)（Pin=-35dBm）4.5dB 供電電壓供電電壓-48VDC 功耗功耗20W 產(chǎn)品指標(biāo)產(chǎn)品指標(biāo) RT-EDFA RT-EDFA W20功耗 VDC-48工作電壓 dBm17-飽和輸出光功率 km160傳輸距離（代價小于2dB） dB35邊模抑制比 nm1-20dB譜寬 nm 1550.12輸出中心波長 符合ITU-T G.957標(biāo)準(zhǔn)輸出光眼圖 dB8.2消光比 dBm-3-18輸入光功率 nm16501260輸入波長 Bits/s2.5G傳輸速率 單位最大值典型值最小值參數(shù) 產(chǎn)品指標(biāo)產(chǎn)品指標(biāo) RFA RFA 參數(shù)條件最小值典型值最大值單位 開關(guān)

10、增益 C-band SMF-28 1420dB 泵浦功率800mw 偏振相關(guān)增益0.3dB 偏振模色散0.5ps 等效噪聲指數(shù)-1dB 內(nèi)置濾波器帶寬-20dB0.8nm 供電電壓-36-48-72V 功耗Cband50W 產(chǎn)品指標(biāo)產(chǎn)品指標(biāo) 2.5G FEC 2.5G FEC ClientClient側(cè)指標(biāo)側(cè)指標(biāo) 參數(shù)參數(shù)最小值最小值典型值典型值最大值最大值單位單位 輸入波長范圍輸入波長范圍12601650Nm 速率速率2.488Gbit/s 輸入功率范圍輸入功率范圍-18-3dBm 輸出波長輸出波長1310dBm 輸出功率范圍輸出功率范圍-10-5-3dBm 產(chǎn)品簡介產(chǎn)品簡介 2.5G FE

11、C 2.5G FEC Line側(cè)指標(biāo) 參數(shù)參數(shù)最小值最小值典型值典型值最大值最大值單位單位 工作速率工作速率2.66606Gbit/s 接收波長范圍接收波長范圍15281564nm 輸入光功率輸入光功率-28-8dBm 輸出光波長輸出光波長1550.12nm 平均發(fā)射功率平均發(fā)射功率0+4dBm 色散容限色散容限 （G652） 160 70 km 產(chǎn)品指標(biāo)產(chǎn)品指標(biāo) 10G FEC 10G FEC LineLine側(cè)指標(biāo)側(cè)指標(biāo) 參數(shù)參數(shù)最小值最小值典型值典型值最大值最大值單位單位 速率速率10.709Gbit/s 輸入波長范圍輸入波長范圍12601565nm 輸入功率范圍輸入功率范圍-22-8d

12、Bm 輸出波長輸出波長1550.12nm 輸出功率范圍輸出功率范圍-2+2dBm 色散容限色散容限 （G652） 40 80 km 產(chǎn)品指標(biāo)產(chǎn)品指標(biāo) 10G FEC 10G FEC ClientClient側(cè)指標(biāo)側(cè)指標(biāo) 參數(shù)參數(shù)最小值最小值典型值典型值最大值最大值單位單位 速率速率9.953Gbit/s 輸入波長范圍輸入波長范圍12601650nm 輸入功率范圍輸入功率范圍-14-1dBm 輸出波長范圍輸出波長范圍 1530 1565nm 輸出功率范圍輸出功率范圍-5+2dBm FECFEC典型應(yīng)用框圖典型應(yīng)用框圖 產(chǎn)品指標(biāo)產(chǎn)品指標(biāo) DCM ( DCM (光柵型光柵型) ) 參數(shù) 最小 值 典

13、型值最大值單位 中心波長 -0.5dB1550.12nm 反射帶寬 -0.5dB0.4nm 補償色散量-680、-1020、-1360、-1700ps/nm 群時延抖動25ps 插損3.5dB 偏振模色散1ps 偏振相關(guān)損耗0.5dB 波長漂移0.07nm 長距離傳輸方案設(shè)計長距離傳輸方案設(shè)計 各技術(shù)在設(shè)計中的選擇順序各技術(shù)在設(shè)計中的選擇順序 -主體思想 對于各種方案的選取必須要充分考慮到操作維護的簡易性，安全性，特 別是在同等改善條件下，更是要遵循此點原則，所以基于此點，在方案 設(shè)計時遵循以下順序： 第一步：首先考慮配置BA； 第二步：加配PA，但是需要注意系統(tǒng)工作波長，若波長未知，最好前端

14、 配置RT-EDFA或10G FEC等設(shè)備以保證輸出波長的可控性； 上述兩個步驟還是基于目前最為傳統(tǒng)的BA和PA的設(shè)計，技術(shù)上非常成熟 ，且操作維護非常方便，因而也是最為常見的設(shè)計。 第三步：若是2.5G或10G速率系統(tǒng)，則加配FEC 第四步：加配支持高功率的FEC，同時需要配合的是高功率輸出的BA。 第五步：加配喇曼放大器。 DCM需要根據(jù)實際線路情況及系統(tǒng)要求來決定。 按照上述原則進行配置，目前可支持72dB2.5G 59dB10G的極限跨距損 耗要求，基本上能滿足目前的長距離傳輸需求。 網(wǎng)管簡介網(wǎng)管簡介 組網(wǎng)方式組網(wǎng)方式 DCN 2M通道 冗余光纖 上述方式所需要的通道由用戶根據(jù)實際情上述方式所需要的通道由用戶根據(jù)實際情 況自行建立況自行建立 組網(wǎng)方式組網(wǎng)方式 組網(wǎng)方式組網(wǎng)方式 組網(wǎng)方式組網(wǎng)方式 組網(wǎng)方式組網(wǎng)方式 OESScape CS網(wǎng)管軟件網(wǎng)管軟件 OESScape CS是用來監(jiān)控長跨距系列設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)管 理軟件，能對線路上的FEC、EDFA-BA、EDFA-PA、 RAMAN、RT-EDFA等設(shè)備進行性能監(jiān)控。 采用目前成熟的Client/Server架構(gòu)。 Client Client Client Client Server OESScape CS網(wǎng)管軟件網(wǎng)