前语
到2004年末,全国光缆线路总长度到达338.4万km,远程光缆线路长度为64.6万km。 其间,绝大部分光缆线路选用了G.652和G.655光纤,仅有极少量的光缆线路选用了G.653光纤。G.652和G.655光纤从开端运用到广泛运用的20多年开展进程中,经过了几代产品的更新换代,现在网上的光缆线路已是几代同堂。因而,在光通讯体系组网运用中势必会碰到不同种类、不同品牌、不一起代、不同子类的产品组合在一个网上运用的问题。
1 G.652和G.655光纤技能的演化状况
跟着通讯网络对传输带宽的需求日益剧增,光传输设备的单波长传输速率也从开端运用的低速率,敏捷进步到现在的10 Gbit/s,乃至40 Gbit/s,一起对光纤也提出了更高的要求。因而,光通讯体系的技能和产品不断更新换代推进了光纤技能的敏捷演化和开展,这一点仅从G.652和G.655光纤规范的不断更新就能够得到证明。
1.1 G.652光纤
1984年,ITU-T拟定了G.652单模光纤光缆的第一个版别,经过1988、1992、1996、2000和2003年的5次修正,又于2005年进行了第6次修正,形成了现在的最新版别(第七版别)。在第六版别中将G.652光纤派生分为G.652A、G.652B、G.652C、G.652D,共4个子类。
G.652光纤是最早在网上运用的单模光纤,是通讯网中运用最广泛、数量最多的一种光纤。因为G.652光纤开发得较早,因而,产品质量安稳牢靠,产品的规范也非常老练,不管是哪一个厂商出产的光纤,其一致性都比较好。广东电信远程线路局对不同厂商的G.652光纤进行了对接实验,成果表明熔接衰减都比较小。广东省电信工程公司对网上运用的不同厂商、不一起期的光纤色散进行了遍及测验,成果表明,色散值比较安稳,1 550 nm波长的色散根本上都不超越18 ps/(nm·km)。这就为传输网络的规划规划及建造带来极大便利。
1.2 G.655光纤
G.655光纤是1994年专门为新一代光扩大密布波分复用传输体系规划和制作的新式光纤。1996年,ITU-T拟定了G.655非零色散位移单模光纤光缆的特性规范的第一个版别,在短短的几年中,经过2000和2003年2次修正,形成了现在的最新版别(第三版别)。最新的规范将G.655光纤分红G.655A、G.655B、G.655C,共3个子类。
G.655光纤是近几年商场需求推进下研发的新产品,相对G.652光纤而言技能规范不非常老练,考虑到一切厂商的利益,它的模场直径和色散的规范订得比较宽松。不同厂商能够依据各自的工艺和技能制作出满意宽松规范的不同产品,因而,产品具有多样性(不同的有用截面和色散装备),这就给运用者带来了必定的费事。
2 光纤组合运用时应留意的问题
2.1 G.652光纤组合运用时应留意的问题
G.652光纤的产品一致性非常好,线路保护中能够用不同厂商的产品相互替换运用。可是到现在为止,网上运用的光纤不是单一的G.652光纤,而是有不一起期、不同厂商制作的多种子类光纤。传输网规划规划时会碰到多种子类混合运用的状况,这时应依据构成传输体系中各传输段实践运用的光纤子类,按就低不就高的准则,以G.652A或G.652B的首要技能功能目标进行一致考虑。
光纤线路的衰减一般要求进行实地丈量,按丈量成果进行功率预算。
1 550 nm波长的色度色散能够一致按18 ps/(nm·km)进行色散预算。假如是在C+L波段开波分复用体系,其最大波长的色散能够按20 ps/(nm·km)进行色散预算。
2.2 G.655光纤组合运用时应留意的问题
不一起期、不同厂商的G.655光纤组合运用的状况和G.652光纤的状况相差较大。例如,G.655光纤的模场直径为(8~11)±0.7 μm,比G.652光纤的模场直径要求宽松了许多;G.655光纤的色散可正可负,最小值可大可小,能够恣意装备。各厂商能够依据设备的具体状况和出产技能水平,拟定自己产品的首要技能功能目标。有的厂商为抢夺商场,不断推出有别于其他厂商的所谓技能亮点(技能参数不同),因而,形成现在网上所用的G.655光纤存在以下问题:
a) 不同厂商产品的首要技能参数(模场直径和色散系数)不一样。
b) 同一厂商、但不一起期产品的首要技能参数(模场直径和色散系数)不一样。
c) 同一厂商、同一时期的不同子类产品的首要技能参数(色度色散和偏振模色散系数)有差异。
因而,组网时碰到不一起期、不同厂商的G.655光纤混合运用,或不一起期、同一厂商的产品混合运用,或同一时期、同一厂商的不同子类产品混合运用时,应依据各传输段的实践运用光纤的状况,特别留意以下几个问题:
a) 规划中做功率预算时,但凡G.655光纤,无论是大有用截面,仍是小有用截面的光纤,都要特别留意设备与线路衔接中有一个简单被忽视的衰减问题。现在,光通讯设备的光收发器材引出衔接件的光纤根本上都选用G.652光纤。因为G.652光纤的技能规范中没有对1 550 nm波长的模场直径做出规则,但经过测验得知G.652光纤在1 500 nm波长的模场直径在10.5 μm左右,比大有用截面的G.655光纤的模场直径还要大许多。便是说设备与线路衔接中总会存在一个G.655光纤与G.652光纤衔接损耗大的问题。衔接损耗的巨细将在2.3节中评论。
b) 光缆线路的色度色散一般比较安稳,它不会因为施工或运用环境改动而改动。规划组网时应尽量防止不同色散系数的光纤混用在同一个传输阶段,因为,在选用补偿技能时,因为不同光纤的色散斜率不同,会添加补偿技能的难度。但在实践组网中,常常会碰到不同厂商的产品、不一起期建造的光缆在同一个网上运用。因为G.655光纤色散的规范比较宽松,给不同的厂商有许多挑选,因而,形成不同厂商、不一起期、不同子类的产品,其色度色散的不一致(同一波长的色散最大值不同、色散斜率不同)。此种状况,最好的解决办法是实地测验。
在做长间隔高速数字传输通讯体系的色度色散预算时,应依据实地丈量成果进行。
c) 光缆线路的偏振模色散影响要素较多,不只受光缆自身的影响,也与运用环境有很大联系。一般应该进行实地勘查和PMD测验,依据实测值进行体系规划。
2.3 G.652和G.655光纤混合运用时应留意的问题
G.652和G.655光纤混合运用不只会有2.2节b)款所列的问题,并且还有一个截止波长不同的问题,因而,一般不发起这二种光纤混合运用的做法。实践上,为了充沛利用现有资源,运营商往往要求选用二种光纤混合运用的做法。下面谈几点混合运用中应留意的问题。
2.3.1 功率预算应留意的问题
不管G.652和G.655光纤以什么样的办法衔接(活衔接或熔接),衔接损耗都会遭到不同模场直径产生的影响。
理论上,模场直径差异产生的附加衔接损耗能够用式(1)核算。
L=-20lg■■+■ (1)
式中:
Ma——A光纤的模场直径
Mb——B光纤的模场直径
例如,A光纤的模场直径为8.4 μm(1 550 nm),B光纤的模场直径为9.7 μm(1 550 nm),依据式(1)可得到理论上的附加衔接损耗约为0.09 dB。这个值与接头损耗双向测验值代数和的均匀值比较挨近。但实践传输的光信号不是从A流向B,便是从B流向A,影响传输的是单一方向的损耗。其单向的损耗要远远大于理论值。笔者曾做过熔接实验,用模场直径为9.6 μm的大有用截面积(72 μm2)和模场直径为8.0 μm的小有用截面积(50 μm2)的G.655光纤别离与G.652光纤(在1 550 nm波长时,其模场直径为10.5 μm,有用截面为85 μm2左右)进行熔接。
大有用截面G.655光纤与G.652光纤熔接,1 550 nm波长时,均匀熔接损耗为0.58 dB,最大熔接损耗为0.60 dB。
小有用截面 G.655光纤与G.652光纤熔接,1 550 nm波长时,均匀熔接损耗为1.71 dB,最大熔接损耗为1.89 dB(相当于9 km光纤的衰减);1 310 nm波长时,均匀熔接损耗为2.31 dB,最大熔接损耗为2.42 dB。
虽然在光缆线路施工中,接头损耗是以双向测验值代数和的均匀值进行核算的,但在实践传输中,这个单向损耗是实实在在存在的,不能被均匀掉。
从光信号单一方向的传输来看,接头1处光信号从大有用截面的光纤流向小有用截面的光纤,事实上是存在一个大的衰减;而接头2处光信号从小有用截面的光纤流向大有用截面的光纤,此处不会产生增益。OTDR测验的负衰减值,只不过反映该接头处的衰减改动率,并不意味着有增益。最好的状况是没有衰减,即衰减为0。因而,在体系规划功率预算时,应充沛留意这个问题。
a) 假如G.655光纤线路的衰减是以OTDR测验成果进行规划,则应依据所用G.655光纤的模场直径巨细,挑选相应的最大值,来扣减功率预算的目标。
b) 假如G.655光纤线路的衰减是选用安稳光源和光功率计以直读法测验,因为这种测验的衔接办法根本相同,其测验成果已包含了光信号从大有用截面的光纤流向小有用截面的光纤所引起的衰减,因而,体系规划时可直接选用测验成果,不需考虑扣减功率预算的目标。
假如选用OTDR以及安稳光源和光功率计两种办法进行丈量,将会发现这两种办法的测验成果有较大的不同。
2.3.2 色度色散预算应留意的问题
传输体系有或许由不同种类(G.652和G.655)的光缆传输段(光放段)组成。正如前面所说,光缆线路的色度色散一般比较安稳,它不会因为施工或运用环境改动而产生改动。其色度色散预算可按以下几点考虑:
a) 但凡由G.652光缆组成的传输段,其1 550 nm波长的色度色散一致按18 ps/(nm·km)考虑,C+L波段的最大波长的色度色散可按20 ps/(nm·km)考虑。
b) 但凡能确认所用的G.655光缆是选用哪一个光纤厂商、何时出产的哪个子类的光纤,并能把握其色散参数的,可按其标称值进行规划,不然只能逐段实地测验,依据测验成果进行规划。
c) 依据传输方向相关传输段的每段光缆线路总色散之和,核算色散对传输间隔的约束。
2.3.3 偏振模色散预算应留意的问题
光缆线路偏振模色散(PMD)的巨细,除了与光纤质量和光缆结构内涵的原因有决定性的直接联系外,还与光缆在敷设和运用过程中周围环境等要素有关。因而,即便在光缆线路工程竣工资猜中已清晰记录了竣工时的光纤链路的偏振模色散值,也不能以此数据进行规划,因为光缆线路在运转中会不断地遭到外界条件的改动而改动。例如路由的改迁、线路毛病的修正或同管道路由上其他线缆的施工而形成光纤线路方位的移动等。因而,光纤传输体系工程规划时,有必要做偏振模色散的实地丈量,以丈量成果进行规划。
在传输体系中因为色散的影响,一般来说,其时延差到达一个比特周期的0.3倍时,将引起1 dB的功率丢失。而PMD的丈量值是一个均匀值,偏振摸的瞬时值有或许到达均匀值的3倍。这样,为了确保因为PMD的瞬时最大值影响形成功率丢失也不超越1 dB,那么,取定PMD均匀值形成脉冲展宽有必要小于一个比特周期的0.1倍来考虑。因而,在核算偏振模色散对传输间隔的限制时,应依据传输体系的最高传输速率,核算其一个比特的周期(T),以及依据实地丈量链路的偏振模色散系数(PMDQ),按式(2)核算光纤链路的偏振模色散受限的最大传输间隔(D)。
D=■■ (2)
2.3.4 关于截止波长应留意的问题
截止波长描绘的是光纤从多模转变为单模的那一临界波长点。一般光纤的截止波长应该低于体系的作业波长。
在ITU主张中,G.652光纤的截止波长应不大于1 260 nm, G.655光纤的截止波长应不大于1 450 nm。便是说,G.652光纤不只能够单模作业在1 310 nm波长,也能够作业在1 550 nm波长。但G.655光纤却只能单模作业在1 550 nm波长。而不确保在1 330 nm波长能单模作业。
正因为上述理由,传输体系规划时,一般应尽或许防止呈现G.652和G.655光纤混合组网的状况产生。但因为运营商实践资源的紧缺和商场需求的急迫,有时是逃避不了的,不得不选用G.652和G.655光纤混合组网。凡遇到G.652和G.655光纤混合组网时,应留意以下几个问题:
a) G.652和G.655光纤混合组网,是一个应急的过渡办法,在资源条件答应时应进行调整。
b) G.652和G.655光纤混合组网时,应着重只在1 550 nm波长作业,体系规划的功率预算、色度色散预算和偏振模色散预算可参照2.3.1~2.3.3条。
c) 当无法逃避需要在G.652和G.655光纤混合组成的传输网中,实现在1 310 nm波长上传送。例如A、B、C三点本来已有G.652光缆线路,并在1 331 nm波长上开通了STM-4传输体系。因事务开展需要,运营商要求充沛利用原有设备,将该体系延伸到D, C、D之间原为G.655光缆线路。
因为G.655光纤在1 310 nm波长上不能确保单模作业,假如延伸到D,首要或许会引进一个形式色散,或产生非线性问题,其次是G.655光纤在1 310 nm波长的色度色散或许较大。这两个问题都将使传输体系的功能严峻劣化。作为工程规划,假如没有充沛的数据去验证其可行,笔者以为不能这样去做。但假如设备厂商乐意供给设备,作为实验项目进行实验仍是能够的。主张运营商和设备商进行联合实验,实验成功后再正式用于工程建造中。
3 结束语
光缆线路是寿数较长的根底资源,跟着时刻的推移、商场需求和技能进步的推进,网上的光缆种类势必会越来越多。因而,由不同种类、不一起代、不同厂商、不同子类的光纤光缆产品构成的光纤线路混合组网运用肯定会常常产生。本文仅仅依据实践领会谈了一点观点,仅作参阅。