建設(shè)程序中繼距離

建設(shè)程序中繼距離1第一頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日3.1光纜通信工程的建設(shè)程序光纜通信工程分光纜線路工程和設(shè)備安裝工程兩個(gè)部分，大中型工程的建設(shè)程序分規(guī)劃、設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備、施工、竣工投產(chǎn)五個(gè)階段。1.規(guī)劃階段（做什么）：項(xiàng)目建議書（擬定的輪廓設(shè)想）可行性研究（經(jīng)濟(jì)、技術(shù)上論證）專業(yè)評(píng)估（專家評(píng)估報(bào)告）設(shè)計(jì)任務(wù)書（依可行性研究報(bào)告的最佳方案進(jìn)行。內(nèi)容：建設(shè)的目的、依據(jù)、規(guī)模；預(yù)期增加的通信能力；經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)、資金來(lái)源的審查意見(jiàn)等；線路的走向、設(shè)備安裝局站地點(diǎn)及配套情況。）2第二頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日2.設(shè)計(jì)階段（如何做）：編制設(shè)計(jì)文件，并對(duì)其審定。依規(guī)模、性質(zhì)分兩階段設(shè)計(jì)：初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)三階段設(shè)計(jì)：初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)。施工圖設(shè)計(jì)是承擔(dān)工程實(shí)施部門完成項(xiàng)目建設(shè)的主要依據(jù)。3.準(zhǔn)備階段（準(zhǔn)備）：建設(shè)準(zhǔn)備（勘察、資料收集、預(yù)定貨及招投標(biāo)）；計(jì)劃安排（編制年度計(jì)劃）。3第三頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日4.施工階段（做）：編制施工組織計(jì)劃：線路施工，設(shè)備安裝施工（光電設(shè)備的安裝、調(diào)試）。5.竣工投產(chǎn)階段（完成）：工程初驗(yàn)：線路/設(shè)備初驗(yàn)，初驗(yàn)報(bào)告。生產(chǎn)準(zhǔn)備/工程移交/試運(yùn)行：由維護(hù)部門代維，3個(gè)月，系統(tǒng)使用情況報(bào)告?？⒐を?yàn)收：對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查和指標(biāo)抽測(cè)。4第四頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日5第五頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日3.1光纜通信工程的建設(shè)程序3.2中繼段長(zhǎng)度的確定3.3光纜線路工程的查勘3.4光纜工程的圖紙繪制3.5光纜在接入網(wǎng)中的應(yīng)用6第六頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日3.2中繼段長(zhǎng)度的確定

以長(zhǎng)途光纜系統(tǒng)（與市內(nèi)光纜系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法基本相同，參數(shù)選取有別）為例說(shuō)明光中繼段內(nèi)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，分兩個(gè)步驟：設(shè)計(jì)方案：依據(jù)系統(tǒng)各部分性能要求，提出具體的性能指標(biāo)（假定或計(jì)算得出），以便購(gòu)買或研制產(chǎn)品，為系統(tǒng)預(yù)算做好準(zhǔn)備。損耗、色散限制。系統(tǒng)預(yù)算：依所得設(shè)備實(shí)際性能參數(shù)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)算，以確定所設(shè)計(jì)系統(tǒng)能否正常工作（已知中繼距離）或確定合適的中繼距離范圍。損耗、色散預(yù)算。7第七頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日一.設(shè)計(jì)方案——損耗、色散限制

設(shè)計(jì)方案中主要考慮損耗和色散對(duì)系統(tǒng)的影響?；竟庵欣^段的設(shè)計(jì)一般有三套方案可選。一般采用傳統(tǒng)的最壞情況設(shè)計(jì)法。最壞情況設(shè)計(jì)法：系統(tǒng)參數(shù)在最壞情況下的保證值，以犧牲中繼段長(zhǎng)度為代價(jià)換取系統(tǒng)的性能要求。統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)法：依各參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分布函數(shù)來(lái)計(jì)算，需要大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。半統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)法：工程前期，利用統(tǒng)計(jì)方法確定部分系統(tǒng)參數(shù)。8第八頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日1.長(zhǎng)途光中繼段系統(tǒng)構(gòu)成T，T’：光端機(jī)和數(shù)字復(fù)用設(shè)備的接口；TX/RX：光端機(jī)或光中繼器的光發(fā)射機(jī)/光接收機(jī)；S：緊靠在TX上光連接器C1后面的光纖點(diǎn)；R：緊靠在RX上光連接器C2前面的光纖點(diǎn)；OF：光纜線路；C1/C2：光連接器；N：光纖固定接頭；Me：設(shè)備富余度；Mc：光纜線路富余度；L：中繼距離。9第九頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日2.損耗限制下，最大中繼距離（考慮實(shí)際功率衰減，且留出一定余量）（式3-2-1）10第十頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日3.傳輸功率損耗的考慮入纖平均光功率Ps：長(zhǎng)途系統(tǒng)要求用LD光源。入纖平均光功率Ps一般為-9，-6，-3dBm三檔。不同于發(fā)送光功率PT.接收機(jī)靈敏度Pr:總與誤碼率相連，280km或420km數(shù)字段的平均誤碼率（BERav）要求為1*10-9；每一中繼段內(nèi)誤碼率小于等于10-10（30~50km中繼距離）；一般設(shè)計(jì)指標(biāo)比要求值高一個(gè)數(shù)量級(jí)，即BERav取10-11。連接器損耗Ac：0.3`1dB/個(gè)光纜配線架連接器損耗Ad:連通機(jī)房?jī)?nèi)光纜線路和機(jī)房外光纜線路，一般采用活動(dòng)連接器。若無(wú)配線架，可不算此值。光纖損耗系數(shù)Af：表示光纖每km的損耗值。長(zhǎng)途系統(tǒng)中要求很嚴(yán)，對(duì)單模在1310nm區(qū)域中不大于0.39dB/km(A級(jí))，不大于0.43dB/km(B級(jí))；1550nm中不大于0.25dB/km。11第十一頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日平均每km光纖接頭衰減As：一般為0.1dB/km以下，最好的可低到0.01dB/km.可用平均每個(gè)接頭的衰減值除以敷設(shè)長(zhǎng)度來(lái)近似表示。光纜線路富余度Mc：?jiǎn)文９饫w一般取0.05~0.15dB/km，最大為5dB。系統(tǒng)設(shè)備富余度Me：考慮時(shí)間和環(huán)境因素對(duì)設(shè)備性能的影響，一般取3dB。若采用LED光源或條件更惡劣時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加大。光通道功率代價(jià)Po：主要包括因模分配噪聲、色散、反射及LD的啁啾效應(yīng)等引起的光功率代價(jià)。一般不超1dB,四次群及以下系統(tǒng)中可忽略。接收機(jī)動(dòng)態(tài)范圍Dr：對(duì)1310nm系統(tǒng)，Dr不小于18dB，在保證誤碼前提下，Pr表示可允許接收的最小光功率，Pr+Dr表示可允許接收的最大光功率。3.傳輸功率損耗的考慮12第十二頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日S-R點(diǎn)間的總衰減受AfAsAdMc和L的影響，S-R點(diǎn)間允許的最大衰減值A(chǔ)t如表3-3所示。依中繼段傳輸衰減的要求，可對(duì)線路端機(jī)分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定具體的線路參數(shù)和端機(jī)參數(shù)。線路設(shè)計(jì)：即要求線路參數(shù)（Af,As,Mc,Ad,L）在線路上的衰減值不應(yīng)超過(guò)At值。即：端機(jī)設(shè)計(jì)：由端機(jī)（端機(jī)參數(shù)：Ps，Pr，Me，Po）提供給線路S-R點(diǎn)間允許可用衰減量必須大于等于At，否則系統(tǒng)無(wú)法正常工作，即：4.中繼段傳輸衰減的要求（式3-2-2）（式3-2-3）13第十三頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日14第十四頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日5.色散限制下的參數(shù)設(shè)計(jì)

對(duì)長(zhǎng)途干線單模光纖，色散對(duì)系統(tǒng)的影響主要包括線路自身（光纖色散系數(shù)D及中繼距離L）和激光器的譜寬等因素。S-R點(diǎn)間允許的最大色散值Dt如表3-3所示，由此可對(duì)線路和端機(jī)分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。線路設(shè)計(jì)：

D:光纖色散系數(shù)(ps/nm﹒km)L:中繼距離

Dt：(ps/nm)光源在平均單位譜寬下S-R點(diǎn)間允許的最大色散值。

允許的最大色散值Dt越小，對(duì)D的要求就越高。一般在1287~1330nm范圍內(nèi)D不大于3.5ps/nm·km;在1270~1340nm范圍內(nèi)D不大于6ps/nm·km;實(shí)際選值受表3-3限制。（式3-2-4）15第十五頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日5.色散限制下的參數(shù)設(shè)計(jì)端機(jī)設(shè)計(jì)：主要指對(duì)光源譜寬（直接影響總色散值）的設(shè)計(jì)。通過(guò)限制光源譜寬，使提供給線路S-R點(diǎn)間的允許可用色散量不低于Dt值。由激光器的譜寬nm得::與Po有關(guān)，=0.115(MLM-LD）;=0.306(SLM-LD)

B1：線路上的傳輸碼速M(fèi)bit/s（不同于數(shù)字速率），與編碼類型有關(guān)：8B1H/1C:9/8；5B6B:6/5。能提供給線路的Dt值越大，對(duì)光源譜寬要求越高，即以限制譜寬為代價(jià)放寬了對(duì)線路色散及長(zhǎng)度特性的要求。一般要求LD的RMS譜寬為2nm左右，常溫中心波長(zhǎng)為1310±5nm。光源譜寬對(duì)多縱模激光器而言指RMS值，對(duì)單縱模激光器指峰值下降20dB時(shí)的寬度。（式3-2-5）16第十六頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日6.設(shè)計(jì)舉例例：某長(zhǎng)途光纜通道系統(tǒng)擬采用MLM-LD作為光源，標(biāo)稱波長(zhǎng)1310nm；線路為單模光纖，碼型為8B1H/1C；系統(tǒng)為4*139.264Mbit/s五次群系統(tǒng)（即速率為564.992Mbit/s），試考慮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。17第十七頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日解：依表3-3單模光纖系統(tǒng)的光通道容限要求，針對(duì)該工程的中繼段光鏈路，要求S-R點(diǎn)之間的總衰減不超過(guò)24dB，在1287~1330nm范圍內(nèi)的總色散不超過(guò)120ps/nm。（1）傳輸功率損耗考慮依要求，假設(shè)S點(diǎn)的入纖光功率為Ps=-3dBm,設(shè)備富余度Me=3dB，光通道功率代價(jià)P0=1dB，由式（3-2-3），得接收機(jī)的靈敏度Pr為（BERav≤1×10-10）

Pr≤-3-24-3-1=-31（dBm）單模光纖每2km有一個(gè)接頭，取接頭衰減平均值為0.1dB/個(gè)，因此As取0.05dB/km。假設(shè)光纖的損耗系數(shù)為Af=0.4dB/km，光纜線路富余度為Mc=0.1dB/km；連接器的損耗為Ad=0.5dB/個(gè)。則從損耗角度考慮，最大中繼段長(zhǎng)度為：18第十八頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日（2）傳輸線路色散的考慮為了保證在42km長(zhǎng)度下，總色散不超過(guò)120ps/nm，由式（3-2-4）得色散系數(shù)D為進(jìn)而對(duì)光源的RMS譜寬要求為：注：因采用了8B1H/1C碼，因此B1=564.992*9/8=635.616Mbit/s19第十九頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日綜上所述，系統(tǒng)各主要部分的設(shè)計(jì)方案如表3-4所示。光發(fā)射機(jī)光接收機(jī)光纖和光纜中繼距離20第二十頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日二.系統(tǒng)預(yù)算

依據(jù)實(shí)際情況對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)算，檢查所得設(shè)備能否使系統(tǒng)正常工作或確定合適中繼距離。損耗和色散都將影響系統(tǒng)性能，所以包含損耗預(yù)算和色散預(yù)算兩部分。只有同時(shí)通過(guò)損耗、色散2種預(yù)算，系統(tǒng)設(shè)計(jì)才算合格。色散限制系統(tǒng)

:Lmax>L‘max，L=L‘max

（系統(tǒng)的中繼距離主要由光纖的色散來(lái)確定）損耗限制系統(tǒng):Lmax<L‘max,L=LmaxLmax：依損耗預(yù)算得出的最大中繼距離

L’max：依色散預(yù)算得出的最大中繼距離系統(tǒng)真正的最大中繼距離為min（Lmax，L‘max）21第二十一頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日類型1.確定中繼距離范圍以便在多變的環(huán)境中對(duì)中繼器進(jìn)行選址，供工程建設(shè)時(shí)參考。最大距離中取小者：Lmin<L<min(L