《SDH原理》第六章 光接口类型和参数

SDH原理 第六章光接口类型和参数 第6章光接口类型和参数 第6章光接口类型和参数 61光纤的种类 6262光接口类型 63光接口参数 11233 631光线路码型 632S点参数一一光发送机参数 633R点参数一—光接收机参数 小结 6 习题 已目标 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 61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”一一适合用于传输的 波长范围:850nm、1310nm、1550mm。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

SDH 原理 第六章 光接口类型和参数 6-1 第6章 光接口类型和参数 第6章 光接口类型和参数 .........................................................................................................1 6.1 光纤的种类 ..................................................................................................................1 6.2 6.2 光接口类型...........................................................................................................2 6.3 光接口参数 ..................................................................................................................3 6.3.1 光线路码型 ........................................................................................................3 6.3.2 S点参数——光发送机参数...................................................................................4 6.3.3 R点参数—— 光接收机参数 .................................................................................5 小结 ..................................................................................................................................6 习题 ..................................................................................................................................6  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

SDH原理 第六章光接口类型和参数 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,1550m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G653规范的光 纤、符合规范G655的光纤。其中G652光纤指在1310nm波长窗口色散性 能最佳,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;G653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。 6262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 立用场合 局内短距离局间 长距离局间 工作波长m)|131013101550 13101550 光纤类型 G652G652G652 G652G652G653 传输距离km)|≤2 15 40~60 STM-1 1 s-1.1S-12 L-1.1L-1.2L-13 STM-4 s-4.1S-42 L-4.1L-4.2L-4.3 STM-16 16s-161s-1621-161L-162L-163 代码的第一位字母表示应用场合: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 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G652光纤:2表示工作窗口为1550mm,所用光纤为G652或G654 光纤:3表示工作窗口为1550nm,所用光纤为G653光纤 6-2

SDH 原理 第六章 光接口类型和参数 6-2 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，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 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 应用场合 局内 短距离局间 长距离局间 工作波长(nm) 1310 1310 1550 1310 1550 光纤类型 G.652 G.652 G.652 G.652 G.652 G.653 传输距离(km) ≤2 ～15 ～40 ～60 STM-1 I—1 S—1.1 S—1.2 L—1.1 L—1.2 L—1.3 STM-4 I—4 S—4.1 S—4.2 L—4.1 L—4.2 L—4.3 STM-16 I—16 S—16.1 S—16.2 L—16.1 L—16.2 L—16.3 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 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

SDH原理 第六章光接口类型和参数 6.3光接口参数 SDH网络系统的光接口位置如图6-1所示 CTX光缆设施CR 接 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一 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 631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1十X6十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

SDH 原理 第六章 光接口类型和参数 6-3 6.3 光接口参数 SDH 网络系统的光接口位置如图 6-1 所示。 CTX 光缆设施 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 2 7 -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

SDH原理 第六章光接口类型和参数 632S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 0 最大200B带宽为^1-^2 -20dBl 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=101g(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。 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-=101g(EX1) 「TU-T规定长距离传输时,消光比为10dB(除了L-162),其它情况下为82dB

SDH 原理 第六章 光接口类型和参数 6-4 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。 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

SDH原理 第六章光接口类型和参数 633R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。 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1×1010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。 ABER 1x10-10 接收光功率 图6-3BER曲线 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。 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 6-5 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。  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