1. 导言
海底光缆体系是世界和区域通讯中首要的越洋传输手法，也是国内通讯中海岛之间或海岛与陆地之间的重要传输手法。 在市场需求的牵引和光纤通讯技能进步的推动下，海底光缆通讯技能不断发展。为满意海底光缆通讯的市场需求，推动新技能的运用，ITU-T|0″>ITU-T活跃推动海底光缆体系规范的开发，建立ITU-T SG15 Q8（世界电信联盟电信规范安排第15研讨组第8课题组）担任海底光缆体系方面的技能规范开发。在2005年5月的ITU-T SG15 Q8会议上，完结了新开发的弥补主张“海底光缆体系 规划攻略”，评论了开发新主张“海底光缆特性”及修订现有主张的作业方案。本文对2005年5月ITU-T SG15 Q8会议在海底光缆体系方面获得的首要效果进行介绍。
2. 新主张“海底光缆体系规划攻略”介绍
“海底光缆体系规划攻略”的起草作业从2001－2004研讨期开端，到2005年5月的ITU-T SG15 Q8会议上完结，主张编号为G.Sup41，该主张的首要内容包含海底光缆体系的网元参数、网络结构、体系规划和体系牢靠性。
2.1. 海底光缆体系的网元参数
海底光缆体系的网元首要包含海底光缆、接头盒、光发送机、光接收机以及光中继器。
2.1.1. 海底光缆的参数
海底光缆依照其在体系中的运用，可以分为中继海底光缆和无中继海底光缆。为习惯海底的杂乱环境，包含海水压力、鱼类啃咬、磨损、腐蚀、船舶活动等，不管哪种海底光缆，都需求对其供给维护。海缆的维护类型分为单铠装、双铠装和岩石铠装三种。
海缆的参数首要指海缆中的光纤传输功用参数、海缆的机械功用参数、电气功用参数、物理功用参数和环境功用参数。
光纤的功用参数首要包含：衰减系数，色散系数，零色散波长，色散斜率，非线性折射率，有用面积，非线性系数，和偏振模色散。
海缆机械功用参数首要包含：开裂拉伸负荷，时刻短拉伸负荷，作业拉伸负荷和最小曲折半径。
海缆的电气功用参数首要包含：绝缘电阻和直流电压。
海缆物理功用参数首要包含：外径和分量。
海缆环境功用参数首要包含：作业温度，存贮温度和水密功用。
2.1.2. 接头盒的参数
海缆接头盒用来将两个光缆段牢靠连接起来，完结光、电、机械功用的连续。它有必要可以饱尝布缆船的装载以及铺设、收回和深水修理等操作时恶劣的作业环境。别的接头盒要针对海缆的不同铠装进行专门的规划。其参数包含光参数、机械参数、电气参数以及物理参数。
接头盒的光参数首要指接头损耗。机械参数包含抗拉强度、防腐功用、耐压功用、密封功用、曲折特性等。电气参数首要指高压绝缘性，它可以确保海水与馈电导线间的高压绝缘。物理参数指长度、外部直径、分量等。
2.1.3. 光发送机与接收机的参数
发送机的首要参数有：体系作业波长、频谱特性、单纵模和多纵模激光器的最大频谱宽度、啁啾、边模按捺比、最大功率谱密度、信道的最大和最小均匀输出功率、WDM|0″>WDM信号中心频率、信道间隔、中心频率最大漂移、最小消光比、眼图特性、偏振功用、光源信噪比等。
接收机首要参数有灵敏度、负载、信道最大和最小均匀输入功率、光通道损害、信道输入功率最大差值、接收机输入端最小光信噪比等。
2.1.4. 中继器的参数
海底光缆体系的中继器有三类型：3R电再生中继器、EDFA中继器和喇曼中继器。
3R电再生中继器光接口处的信号功率应该与光功率预算相一致。在体系装备时要要点考虑中继器的最小均匀输入功率和最小均匀输出功率。同韶光接口处的颤动特性也（颤动容限、最大输出颤动、颤动传递特性）要与体系规划相一致。
关于中继器内运用的EDFA，下面的参数需求侧重考虑：小信号增益，典型增益，噪声指数，典型信号输出功率，典型信号输入功率，中继器的最小均匀输入和输出功率，颤动特性，相移特性。对WDM体系还要考虑增益平整性。
喇曼中继器以喇曼光纤放大器
为中心，具有增益高、串扰小、噪声指数低、频谱规模宽等许多长处。但其实用化仅仅从近几年才开端的。现在ITU-T还没有对喇曼中继器的参数进行具体规则，还需求将来进一步研讨。
2.2. 海底光缆体系的拓扑结构
海底光缆体系的网络拓扑类型有：点到点型，星型，分支星型，骨干分支型，花边链型，环型和分支环型。
点到点型拓扑：指坐落两个不同终端站（Terminal Stations?TS）的终端传输设备（Terminal Transmission Equipments?TTE）经过海底链路直接相连。这是最为简略和常用的拓扑类型。
星型拓扑：包含一个主TS和若干从TS，它们之间经过独立的光缆相连。这种装备相对比较贵重，特别是TS在地理上散布较远的时分。
分支星型拓扑：这种装备供给的容量和一般星型相同，仅仅通讯的分流是在水下由分支单元（Branching Unit?BU）完结的，以削减悠远TTE间光缆的花费。
骨干分支型拓扑：这种装备指若干TS经过BU连接到骨干光缆上，并经过BU提取本地信息的装备。
花边链型拓扑：由一系列首要海岸登陆点间的环路构成，一般装备成无中继体系。花边链型结构首要作为陆地体系的弥补，为现有陆地体系供给路由维护。一起，这种装备现已越来越多的成为陆地体系的代替方案。
环型拓扑：环型装备本质上是一系列点到点光缆的互连，其容量是传输所需容量的两倍。当环上产生单一过错，如光缆被堵截时，通讯将避开不行用部分并路由到余下光缆抵达意图站。岸上的传输设备供给整个环的主动过错检测和倒换操控功用。
分支环型拓扑：这种装备用附加的分支单元扩展了根本环的容量。分支环可以被认为是分支星型和环型的交融，保留了这两种拓扑的大部分长处。在恰当的规划下，一个网络可以在初期建造成分支星型和骨干分支型等结构，终究晋级为分支环型。
2.3. 海底光缆体系的规划考虑
规划考虑首要是指光功率预算和色散办理两方面。
2.3.1光功率预算
光功率预算至少要考虑下列要素产生的传输损害：
◆ 光噪声堆集
◆ 传输损害
◇ 色散和非线性效应（自相位调制，穿插相位调制，四波混频，受激喇曼散射等等）产生的传输损害
◇ 光偏振效应产生的传输损害，如偏振模色散，偏振依赖性损耗，偏振依赖性增益
◇ 整个线路中级联增益曲线不平整形成的损害
◇ 预加剧不完善带来的损害
◇ 海底数字线路段波长漂移的损害
◇ 监控带来的损害
◇ 制作进程和运转环境产生的损害
◆ 终端传输设备的不完善带来的损害
◆ 关于寿数停止时的功率预算，还要考虑一些外加的充裕度
◇ 专门用于修理操作的外加充裕度（修正接头，因修理运用额定的光缆而产生的附加损耗和色散图的改变等等）
◇ 光缆和器材老化需求预留的充裕度
◇ 泵浦激光器等一些组件毛病而需求预留的充裕度
2.3.2. 色散办理
色散是波长对群时延的依赖性，它导致了光信号一切频谱成分都以不同的速度传达。这种现象会引进脉冲展宽，而且有或许成为体系的首要损害。关于不同的体系，选用不同的办理办法来约束脉冲展宽和其他传输效应是极端要害的。
关于单波长体系，大多数链路段上一般运用的是具有接近于零但不为零的负色散值的光纤，在少量色散补偿段上运用的是具有很高正色散值的光纤。
关于多波长体系，大多数链路段上运用的是低负色散值（约-2ps/nm.km）的光纤（有时运用两种光纤：段首运用大有用面积光纤，段尾运用低色散斜率光纤），一起在色散补偿段运用具有较高正色散值的光纤。
2.4. 海底光缆体系的牢靠性
海底光缆体系要求牢靠、抗毁，以避免昂扬的海底修理费用。
在海底光缆体系寿数周期中，产生的毛病或许是内部毛病（光纤损耗添加，中继器毛病），也或许是外部毛病（锚、鱼活动，陆地误操作）。
内部毛病分为初期毛病、随机毛病和老化。初期毛病产生的首要原因对错抱负的生产进程（质料粗糙，不合理操作，环境污染，功率不稳定，无效查验或许不妥的装船和处理）。随机毛病是随机散布的，是不行猜测的。老化是指体系和相关器材在运用时开端作废的时期，原因是出自器材老化、材料疲惫、过火运用、环境腐蚀、意料之外的环境和气候损坏等。从牢靠性的视点来说，海底光缆体系的水下设备比陆地设备更要害，由于水下设备的修理均匀时刻（MTTR）要大些。典型的水下设备MTTR值为2周，而陆地设备为2小时。海底光缆体系的要害设备是中继器，由于中继器中包含电子、光和光电子器材。不管什么原因引起的内部损害都会直接影响传输质量。因而，有必要采纳适宜的防备机制来避免或许减小毛病的产生。为了到达牢靠性要求，一般要进行冗余装备。例如为了到达放大器的牢靠性目标，一般要装备冗余的泵浦激光器。
外部毛病一般产生在光缆段。实际上产生毛病的首要原因是一些损坏行为，如海底捕鱼、捕鱼拖捞船、海流、地质事情（地震和火山）和超载发热毛病。简直90%的毛病由捕鱼活动和船锚损坏引起。为了维护海缆不受这些要素的损坏，对浅海段的水下设备可以进行填埋。一旦水下设备产生毛病，就需求进行水下操作，而且还需求铺缆船的合作，MTTR一般是1到3周，这取决于毛病方位、水深、船舶可用性、损坏原因和天气状况。
3 2005－2008研讨期作业方案
3.1. 新主张“海底光缆特性”的开发
在2005年5月的ITU-T SG15 Q8会议上，日本NTT提交了一篇开发新主张（海底光缆的特性）的文稿，Q8会议对日本NTT的文稿进行了评论，开始确认了新主张的称号、规模和内容。该主张首要包含5个方面的内容，即海底光缆的特性、修理缆的特性、电特性、海底光缆中光纤的特性和传输线路特性。开始方案于2006年11月的会议上完结该主张的编写并提交SG15会议经过。Q8会议还对该主张的开发作业进行了评论，确认日本NTT担任该主张的修正人并起草海底光缆中的光纤特性，我国承当海底光缆特性的起草，法国电信承当修理光缆的起草，日本CLPAJ承当海底传输线路特性的起草。
3.2. 现有海底光缆体系主张的修订
在2005年5月的ITU-T SG15 Q8会议之前，ITU-T现已完结开发的海底光缆体系方面的主张有8个，即编号为G G.97X的系列主张。包含G.971海底光缆体系的一般特征,G.972海底光缆体系相关术语的界说,G.973无中继器的海底光缆体系的特性,G.974有再生器的海底光缆体系的特性,G.975海底体系的前向纠错,G.975.1高比特率DWDM海底光缆体系的前向纠错，G.976海底光缆体系的测验,G.977有光放大器的海底光缆体系的特性。
2005年5月的ITU-T SG15 Q8会议评论确认了Q8课题中的G.97X系列主张在2005-2008研讨期的修订作业。
现有的G.971（海底光缆体系一般特性）由正文、附件A和材料性附录I等3部分内容。正文首要描绘海底光缆体系各个主张间的联系，规则了海底光缆体系的一般特征比方寿数长，牢靠性高；机械特性要到达必定的要求，可以在海床和深达8000米深海进行装置，可以反抗海底的水压、温度、磨损、腐蚀和水下生物，可以反抗拖网和海锚的损坏，可以满意体系修正的要求；材料特性要到达必定的要求，使光纤能到达预订的牢靠性和规划寿数，能接受固有损耗和老化的影响，特别是曲折、拉伸、氢、腐蚀和辐射的影响；传输特性至少要到达ITU-T主张G.821的要求。附件A是各种海底光缆体系制作、施工和维护技能完结方面的通用要求。制作要求包含两方面，一是海底光缆体系的质量要求，包含规划和技能资格、元件和组件的查验、制作查看和出厂测验；二是安装和装船程序。材料性附录I是各国海缆船和海底设备的有关材料。在2005-2008研讨期，G.971的修订方案在2007年完结并提交SG15会议经过，修订的要点是更新附录中海缆船和布缆设备的内容。
现有的G.972(海底光缆体系术语的界说)首要包含海底光缆体系中的装备、体系、终端设备、海底光中继器和分支单元、海底光缆、制作施工及维护等方面术语的界说。在2005-2008研讨期，G.972的修订方案在2007年完结并提交SG15会议经过，修订的要点是将2005-2008研讨期中新出现的术语界说添加到主张中。
现有的G.973（无中继海底光缆体系的特性）由正文和附件A、附件B组成，正文规则了体系功用特性、传输终端设备功用特性和海底光缆功用特性。附件A是无中继海底光缆体系的技能完结办法，依据传输间隔的需求，给出六种体系装备。附件B是关于远泵光放大器和运用远泵光放大器的无中继海底光缆体系功率预算。
在2005-2008研讨期，G.973的修订方案在2006年完结并提交SG15会议经过，修订的要点是考虑喇曼放大器的运用，并对附录中关于体系功率预算的内容进行更新。
现有的G.974(有中继器的海底光缆体系特性)由正文和附件A组成。正文包含体系功用特性、传输终端设备功用特性、海底光缆功用特性和再生器的功用特性。附件A是有再生器海底光缆体系的完结，包含对远供电源设备和再生器的要求。在2005-2008研讨期，G.974的修订作业方案在2007年完结并提交SG15会议经过，修订的要点是结合新主张G.sbucab对G.974进行重构。
在2005-2008研讨期，对G.975（海底体系的前向纠错）不作修订。
现有的G.975.1(高速DWDM海底光缆体系的前向纠错)主张由正文和附件构成，正文是关于超强FEC纠错才能、误码功用、编码增益、冗余度和时延等参数的描绘。附件中提出了8种FEC办法，包含级联的RS（255，239）和CSOC（n0/k0=7/6,J=8）、级联的BCH（3860，3824）和BCH（2040，1930）、级联的RS（1023，1007）和BCH（2047，1952）、级联的RS（1023，1952）和扩展的Hanming码（512，502）×（510，500）、LDPC码、级联的正交BCH码、RS（2720，2550）、级联的交错扩展BCH（1020，988）码。在2005-2008研讨期，G.975的修订方案在2006年完结并提交SG15会议经过，修订的要点是修正主张中的一些过错，添加新的纠错办法。
现有的G.976(海底光缆体系的测验办法)由正文、附件A和材料性附录I等3部分组成。正文规则了海底光缆体系的测验品种、测验目标和测验办法。附件A是海底光缆体系Q系数的界说。材料性附录I是海底光缆拉力余量、长时间拉力和操作拉力的界说。在2005-2008研讨期，G.976的修订方案在2006年完结并提交SG15会议经过，修订的要点是添加有关光纤通讯新技能的内容。
现有的G.977（运用光放大器的海底光缆体系特性）由正文和附件A组成。正文包含体系功用特性、传输终端设备功用特性、海底光缆功用特性、中继器和分支器的功用特性。附件A首要是关于远供电方面的体系切换维护、人员安全防护、光中继器和分支器规划方面的内容。在2005-2008研讨期，G.977的修订方案在2006年完结并提交SG15会议经过，修订的要点是更新附录中的功率预算表，再添加一个对各种速率的有中继海底光缆体系进行描绘的附表。
4 结束语
我国是一个多岛屿的国家，海底光缆通讯是处理海岛通讯的一个首要手法，建造海底光缆通讯体系是我国通讯网建造的一个重要任务。此外，我国的海底光缆和海底光缆通讯设备制作企业也在不断进行新产品的开发，而且向世界市场拓宽。因而，对海底光缆体系的规范发展进行盯梢并活跃参与规范拟定对我国的通讯网建造和光通讯产品制作都具有重要的含义。
参考文献
1. ITU-T STUDY GROUP 15 TD85(WP2/15), Geneva, 16-27 May 2005, Meeting Report for Q8/15
2. ITU-T STUDY GROUP 15 TD138R1(PLEN/15), Geneva, 16-27 May 2005, Draft Supplement G.Sup41
3. ITU-T STUDY GROUP 15 TD66(WP2/15), Geneva, 16-27 May 2005, Proposal of new Recommendation
