第 六 章 光接 口类型和参数 P 目 标 掌握光接口的类型 掌握光接口的常用参数的概念及相关规范 传统的准同步光缆数字系统是一个自封闭系统 光接口是专用的 外界无法 接入 而同步光缆数字线路系统是一个开放式的系统 任何厂家的任何网络 单元都能在光路上互通 即具备横向兼容性 为此 必须实现光接口的标准 化 6.1 光纤的种类 SDH光传输网的传输 媒质 当然是光纤了 由于单模光纤具有带宽大 易于升 级扩容和成本低的优点 国际上已一致认为同步光缆数字线路系统只使用单 模光纤作为传输 媒质 光纤传输中有 3个传输 窗口 适合用于传输的 波长范围 850nm 1310nm 1550nm 其中 850nm窗口只用于 多模 传输 用 于单模传输的窗口只有 1310nm和 1550nm两个 波 长 窗口 光信号在光纤中传输的距离要受到色散和损耗的双重影响 色散会使在光纤 中传输的数字脉冲展宽 引起 码 间 干扰降低信号质量 当 码 间 干扰使传输性 能劣化到一定程度 例 10-3 时 则传输系统就不能工作了 损耗使在光纤 中 传输 的光信号随着 传输 距离的 增 加 而 功率下降 当光功率下降到一定程度 时 传输 系统就 无法工作 了 为了延长系统的传输距离 人们主要在减小色散和损耗方面入手 1310nm光 传输窗口称之为 0色 散 窗口 光信号在此窗口传输色散最小 1550nm窗口称 之为最小损耗窗口 光信号在此窗口传输的衰减最小 ITU-T规范了三种常用光纤 符合 G.652规范的光纤 符合 G.653规范的光纤 符合规范 G.655的光纤 其中 G.652光纤指在 1310nm波长窗口色散性能最佳 SDH原理 第六章 光接口类型和参数 6-1 又称之为色散 未 移 位的光纤 也就是 0色 散 窗口在 1310nm波 长处 它可应 用于 1310nm和 1550nm两个波长区 G.653光纤指 1550nm波长窗口色散 性能最 佳的单模光纤 又称之为色散移位的单模光纤 它 通过改变光纤内部的折射 率分布 将零色散点从 1310nm迁移到 1550nm波 长处 使 1550nm波长窗口色 散和损耗都较低 它主要应用于 1550nm工作波长区 G.654光纤称之为 1550nm波长窗口 损耗最小光纤 它的 0色散点仍在 1310nm波 长处 它主要工 作于 1550nm窗口 主要应用于需要很长再生段传输距离的海 底 光纤通信 6.2 光接口类型 光接口是同步光缆数字线路系统 最具 特色的部 分 由于它实现了标准化 使 得不同 网元 可以 经光路 直接相连 节约了不必要的光 /电转换 避免了信号因 此而 带 来的 损伤 例如脉冲变形等 节约了网络运行成本 按照应用场合的不同 可 将光 接口分为三类 局内通信光接口 短距离局间 通信光接口和长距离局 间 通信光接口 不同的应用场合用不同的代码表示 见表 6-1 表 6-1 光接口代码一览表 L 16.1 L 16.2 L 16.3S 16.1 S 16.2I 16STM-16 L 4.1 L 4.2 L 4.3S 4.1 S 4.2I 4STM-4 L 1.1 L 1.2 L 1.3S 1.1 S 1.2I 1STM-1 40 60152传输距离 (km) G.652 G.652 G.653G.652 G.652G.652光纤类型 1310 15501310 15501310工作波长 (nm) 长距离局间短距离局间局内应用场合 代码的第一位字母表示应用场合 I表示局内通信 S表示短距离局间通信 L表示长距离局间通信 字母横杠后的第一位表示 STM的速率等级 例如 1表 示 STM-1 16表示 STM-16 第二个数字 小数点后的第一个数字 表示工作 的波长窗口和所有光纤类型 1和空白表示工作窗口为 1310nm 所 用 光纤为 SDH原理 第六章 光接口类型和参数 6-2 G.652光纤 2表示工作窗口为 1550 nm 所用光纤为 G.652或 G.654光纤 3表 示工作窗口为 1550nm 所 用 光纤为 G.653光纤 6.3 光接口参数 SDH网络系统的光接口位置如图 6-1所示 光缆设施CTX CRX 插头 插头 接 收 发 送 S R 图 6-1 光接口位置 示意图 图中 S点是紧挨着发送机 TX 的活动连接器 CTX 后的参考点 R是紧 挨着接收机 RX 的活动连接器 CRX 前的参考点 光接口的参数可以分 为三大类 参考点 S处 的发送 机光 参数 参考点 R处 的接收机光参数和 S R点 之间的光参数 在规范参数的指标时 均规范为最 坏值 即在极端的 最坏 的 光通道衰减和色散条件下 仍然 要 满足每个再生段 光缆段 的 误码率 不大于 1 10-10的要求 6.3.1 光线路 码型 前面讲过 SDH系统中 由于 帧 结构中安排了丰富的开销字节来用于系统的 OAM功能 所以线路 码型 不必象 PDH那样通过 线 路 编码加上冗余字节 以完 成端 到端 的性能监控 SDH系统的线路 码型 采用 加 扰 的 NRZ码 线路信号速 率等于标准 STM-N信号速率 ITU-T规范了对 NRZ码的 加扰 方式 采用标准的 7级 扰码器 扰码 生成多项 式 为 1 X6 X7 扰码 序列长为 27-1 127 位 这种方式的优点是 码型最 简单 不增加线路信号速率 没有光功率代价 无需编码 发端需一个 扰码 器 即可 收端 采用同样标准的 解扰器 即可接收发端业务 实现多厂家设备环 境的 光 路 互连 采用 扰码器 是为了防止信号在传输中出现 长连 0 或 长连 1 易于 收端 从 信号中提取定时信息 SPI功能块 另外 当扰码器 产生的伪随机序列足 SDH原理 第六章 光接口类型和参数 6-3 够长时 也就是 经扰码后 的信号的相关性很小时 可以在相当程度上减弱各 个再生器产生的抖动相关性 也就是使扰动分散 抵消 使整个系统的抖动 积累量减弱 例如一个屋子里有三对人在讲话 若 大家 都讲中文 信息的相 关性强 那么很容易产生这三对人互相干扰谁也听不清谁说的话 若这 三 对人分别用中文 英文 日文讲话 信息相关性差 那么 这三对人的对 话的干扰就小得多了 6.3.2 S点参数 光发送机参数 1. 最大 -20dB带宽 单纵模 激光器主要能量集中在 主模 所以它的光谱宽度是 按主模 的最大峰值 功率跌落到 -20dB时的最大 带 宽来 定义 的 单纵模 激光器光谱特性 如 图 6-2所示 0 -20dB 1 2 最大 -20dB带宽为 1~ 2 图 6-2 单纵 模 激光器光 谱 图 2. 最小 边模 抑制比 SMSR 主纵模 的平均光功率 P1与最显著的 边模 的 平均 光功率 P2之比的最小值 SMSR 10lg(P1/P2) SMSR的 值应 不小于 30dB 3. 平均发送功率 在 S参考点处所测得的发送机发送的伪随机信号序列的平均光功率 SDH原理 第六章 光接口类型和参数 6-4 4. 消光比 EX1 定义为信号 1 的平均发光功率与信号 0 的平均光功率比值的最小值 EX 10lg(EX1) ITU-T规定长距离传输时 消光比 为 10dB 除 了 L-16.2 其它情况下为 8.2dB 6.3.3 R点参数 光 接收机 参数 1. 接收灵敏度 定义为 R点处 为达到 1 10-10的 BER值所 需要的平均接收功率的最小值 一般 开始使用 时 正常温度条件下的接收机与寿命终 了时 处于最恶劣温度条件 下的接收机相比 灵敏度 余度 大约为 2 4dB 一般情况下 对设备灵敏度的 实 测值要 比指标最小要求 值 最 坏值 大 3dB左右 灵敏度 余度 2. 接收过载功率 定义为在 R点处 为达到 1 10-10的 BER值所 需要的平均接收光功率的最大值 因为 当接收光功率高于接收灵敏度时 由于信噪比的改善使 BER变小 但 随着光接收功率的继续增加 接收机进入非线性工作区 反而会使 BER下降 如图 6-3所示 BER 1× 10-10 A B 接收光功率 图 6-3 BER曲线图 图中 A点处 的光功率是接收灵敏度 B点处 的光功率是接收过载功率 A B之间的范围是接收机可正常工作的动态范围 SDH原理 第六章 光接口类型和参数 6-5 想一想 想想看这一节都学了些什么 1. 常用光纤的种类 2. 光接口的分类 3. 与光 接口有关的常用参数及其具体含义 其中 3. 是本节的重点 SDH原理 第六章 光接口类型和参数 6-6 小结 本节主要讲述 SDH系统的光接口类型和主要的光接口参数 习题 1. SDH光信号 的码型 是 2. I-1的含义是什么 SDH原理 第六章 光接口类型和参数 6-7