城域傳送網(wǎng)的光纖特性和應(yīng)用原則
1.概述
光纖是光信號(hào)的物理傳輸媒質(zhì)，其特性直接影響光纖傳輸系統(tǒng)的帶寬和傳輸距離，目前已開(kāi)發(fā)出不同特性的光纖以適應(yīng)不同的應(yīng)用，常用的光纖種類(lèi)有常規(guī)單模光纖G.652、色散位移光纖G.653、截止波長(zhǎng)位移單模光纖G.654、非零色散位移光纖G.655和適用于寬帶傳送的非零色散位移光纖G.656，前三種光纖的低損耗區(qū)都在1550nm波長(zhǎng)附近，G.656光纖將非零色散位移光纖使用的波長(zhǎng)范圍延伸到了1460～1625nm波段。
無(wú)論是骨干網(wǎng)還是城域網(wǎng)，目前主要應(yīng)用的還是G.652光纖，G.655光纖已開(kāi)始采用。過(guò)去由于技術(shù)的限制光纖只有少數(shù)的幾種，同時(shí)我國(guó)已埋設(shè)的光纖幾乎都是常規(guī)單模光纖，選型問(wèn)題就不那么重要。現(xiàn)在新型光纖越來(lái)越多。在設(shè)計(jì)傳輸系統(tǒng)和進(jìn)行傳輸網(wǎng)建設(shè)時(shí)，光纖的選型就十分重要。下面將著重介紹G.652和G.655光纖的特性，對(duì)于北京移動(dòng)城域傳送網(wǎng)建設(shè)的光纖選型進(jìn)行分析。
2.G.652光纖特性
G.652光纖是現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上應(yīng)用比較多的一種光纖，ITU-T對(duì)于G.652分為四類(lèi)光纖，表1列出的是G.652.A、G.652.B、G.652.C和G.652.D光纖光纜的特性。
G.652四種光纖的分類(lèi)主要基于PMD的要求和在1383nm處的衰耗要求。G.652.A光纖用于支持G.957和G.691最高速率為STM-16或10 Gbit/s最大傳輸距離為40 km (Ethernet)和STM-256用于G.693的應(yīng)用。G.652.B光纖用于支持速率高達(dá)STM-64的更高比特率的應(yīng)用，如G.691和G.692中的某些應(yīng)用，G.693和G.959.1中的某些STM-256應(yīng)用，根據(jù)應(yīng)用不同，色度色散的容限需要考慮。G.652.C與G.652.A類(lèi)似，但是允許的波長(zhǎng)范圍擴(kuò)展到從1360 nm到1530 nm.。G.652.D與G.652.B類(lèi)似，但是允許的波長(zhǎng)范圍擴(kuò)展到從1360 nm到1530 nm。
在2003年1月修改G.652光纖標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，希望全面提高G.652光纖的特性，至少都要支持10Gbit/s的長(zhǎng)途應(yīng)用，對(duì)G.652B要求支持40Gbit/s的長(zhǎng)途應(yīng)用，所以開(kāi)始提出G.652B的PMDQ應(yīng)小于0.10ps/Ökm。后來(lái)基于考慮40Gbit/s的應(yīng)用主要從城域網(wǎng)開(kāi)始，10Gbit/s系統(tǒng)的傳送在3000km左右已經(jīng)可以覆蓋大部分應(yīng)用情況，所以放寬到0.20 ps/Ökm。經(jīng)過(guò)調(diào)整過(guò)的各類(lèi)G.652光纖的特性為：G.652A支持10Gbit/s系統(tǒng)傳輸距離可達(dá)400km，10Gbit/s以太網(wǎng)的傳輸達(dá)40km，支持40Gbit/s系統(tǒng)的距離為2km。對(duì)于G.652B型光纖，必須支持10Gbit/s系統(tǒng)傳輸距離可達(dá)3000km以上，40Gbit/s系統(tǒng)的傳輸距離為80km。
對(duì)于G.652C型光纖，基本屬性與G.652A相同，但在1550nm的衰減系數(shù)更低，而且消除了1380nm附近的水吸收峰，即系統(tǒng)可以工作在1360~1530nm波段。
為了使無(wú)水吸收峰光纖也能支持G.652B所支持的那些應(yīng)用，必須對(duì)無(wú)水吸收峰光纖的PMDQ提出更嚴(yán)的要求，因此有必要定義一種新的光纖類(lèi)型，即G.652D型光纖。這種光纖的參數(shù)指標(biāo)如表5所示。可以看出，G.652D型光纖的屬性與G.652B光纖基本相同，而衰減系數(shù)與G.652C光纖相同，即系統(tǒng)可以工作在1360~1530nm波段。
表1 G.652.A、G.652.B、G.652.C和G.652.D光纖光纜的特性
注：
對(duì)于未成纜的光纖的最大PMD系數(shù)可以作為一個(gè)選項(xiàng)由成纜者來(lái)規(guī)范以便支持對(duì)于光纜PMDQ的主要要求，假設(shè)這一要求是由特定的光纜成纜證明的。
2.1.1.G.655光纖特性
G.655光纖分為三類(lèi)，這幾種光纖的分類(lèi)主要基于PMD的要求和色度色散特性。G.655.A光纖用于支持G.691、G.692、G.693和G.959.1應(yīng)用，考慮到G.692應(yīng)用，取決于通路波長(zhǎng)和特定光纖的色散特性，總輸入光功率的最大值應(yīng)當(dāng)進(jìn)行限制，最小通路間隔的典型值應(yīng)當(dāng)限制在200GHz。G.655.B光纖用于支持G.691、G.692、G.693和G.959.1中的應(yīng)用，考慮到G.692應(yīng)用，取決于通路波長(zhǎng)和特定光纖的色散特性，總輸入光功率的最大值可以高于G.655.A光纖，最小通路間隔的典型值應(yīng)當(dāng)為100GHz或更小，對(duì)于PMD的要求允許STM-64系統(tǒng)傳輸距離至少達(dá)到400km。G.655.C與G.655.B類(lèi)似，但是更嚴(yán)格的PMD要求允許STM-64系統(tǒng)的傳輸距離大于400km，同時(shí)也能適用于G.959.1的STM-256應(yīng)用，注：許多海底應(yīng)用可以采用G.655.B和G.655.C光纖，對(duì)于海纜應(yīng)用的對(duì)于某些限制會(huì)發(fā)生變化，例如光纜的截止波長(zhǎng)的數(shù)值可以達(dá)到1500nm。
新的G.655B光纖可以支持以10Gbit/s為基礎(chǔ)的100GHz及其以下間隔的DWDM系統(tǒng)在C和L波段的應(yīng)用。為了既能滿足100GHz及其以下間隔DWDM系統(tǒng)在C、L波段的應(yīng)用，又能使N×10Gbit/s系統(tǒng)傳送3000km以上，或支持N×40Gbit/s系統(tǒng)傳送80km以上，就規(guī)范了一種新的G.655C型光纖。這種光纖的特性如表2所示。可以看出除了PMDQ為0.20 ps/*km之外，它的其他屬性和G.655B是一樣的。
表2 G.655.A、G.655.B、G.655.C光纖光纜的特性
注：
1對(duì)于未成纜的光纖的最大PMD系數(shù)可以作為一個(gè)選項(xiàng)由成纜者來(lái)規(guī)范以便支持對(duì)于光纜PMDQ的主要要求，假設(shè)這一要求是由特定的光纜成纜證明的。
2.1.2.城域傳送網(wǎng)光纖選型和光纜組網(wǎng)原則
綜合上述對(duì)于G.652和G.655光纖的特性分析，對(duì)于城域傳送網(wǎng)光纖選型和光纜組網(wǎng)可以得出以下原則：
lG.652光纖主要適合于STM-16及其以下速率SDH和WDM系統(tǒng)的傳輸，適用于基于STM-64和STM-256的部分應(yīng)用。G.652.A和G.652.B光纖的區(qū)別在于，后者支持10Gb/s的超長(zhǎng)距傳輸和40Gb/s的應(yīng)用；G.652.C和G.652.D與前兩種光纖的區(qū)別在于消除了水峰，可以工作在1360～1530nm，傳輸特性分別與G.652.A和G.652.B類(lèi)似。
lG.655光纖主要適合于WDM系統(tǒng)和高速率TDM系統(tǒng)(STM-64和STM-256)的傳輸。G.655.A光纖適用于通路間隔為200GHz的WDM系統(tǒng)，G.655B光纖可以支持以10Gbit/s為基礎(chǔ)的100GHz及其以下間隔的DWDM系統(tǒng)在C和L波段的應(yīng)用，G.655.C光纖在支持以上應(yīng)用的基礎(chǔ)上，又能使N×10Gbit/s系統(tǒng)傳送3000km以上，或支持N×40Gbit/s系統(tǒng)傳送80km以上。
lG.652和G.655光纖均適用于城域網(wǎng)的應(yīng)用，但是鑒于城域網(wǎng)傳輸距離短、DWDM系統(tǒng)應(yīng)用不會(huì)非常普遍、單通路速率可能會(huì)達(dá)到較高、CWDM系統(tǒng)在光纖資源緊缺的地區(qū)會(huì)有一些應(yīng)用等方面的特點(diǎn)，目前G.652光纖較適合于城域網(wǎng)的應(yīng)用，G.652.C光纖消除了水吸收峰，為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用提供了發(fā)展空間，在價(jià)格與傳統(tǒng)G.652.A和G.652.B光纖相差不大的情況下是較好的選擇。
l對(duì)于特大型城市，業(yè)務(wù)量較大，傳輸容量需求較高，在核心網(wǎng)采用DWDM以及今后采用高速率的TDM系統(tǒng)的可能性較大，因此不排除使用G.655光纖的可能性，G.655.B光纖是較好的選擇。
l城域光纜線路以管道光纜為主，輔以架空和其它敷設(shè)方式的極少量光纜，其特點(diǎn)是：線路段比較短，光纜的芯數(shù)呈多樣化(例如城域網(wǎng)光纜可選的有6、8、12、24、48、72、96、144、216、288芯等)，可根據(jù)城市規(guī)模靈活選擇。
l對(duì)于城域光纜網(wǎng)的建設(shè)，建議不要采用混纜方案，對(duì)于部分地區(qū)由于管道等方面的限制，已經(jīng)選擇采用G.652C＋G.655的混纜方案，但在運(yùn)維方面應(yīng)當(dāng)注意這種配置可能會(huì)出現(xiàn)誤連接即將不同類(lèi)型光纖錯(cuò)聯(lián)在一起的情況，造成連接損耗、OTDR單向異常、鏈路色度色散、鏈路色散斜率、截止波長(zhǎng)和非線性效應(yīng)等方面的影響，劣化系統(tǒng)性能，應(yīng)當(dāng)在線路的運(yùn)維過(guò)程中給予特別關(guān)注。
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