SDH原理 第六章光接口类型和参数 第六章光接口类型和参数 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、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G652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
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
SDH原理 第六章光接口类型和参数 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13l0nm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l550nm波长处,使1550m波长窗口色 散和损耗都较低,它主要应用于1550nm工作波长区;G654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。 62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 应用场合 局内 短距离局间 长距离局间 工作波长(nm) 1310 13101550 13101550 光纤类型 G.652 G.652G652 G652G652G653 传输距离Kkm) ≤2 15 40~60 STM-1 S-1.1s-1.2 -1.1|-12|-13 STM-4 4 S—4.1S-4.2 L-4.1-4.2凵-4.3 STM-16 -16 -16.1S162 L-16.1|-162凵-163 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-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
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 STM-16 I 16 S 16.1 S 16.2 L 16.1 L 16.2 L 16.3 STM-4 I 4 S 4.1 S 4.2 L 4.1 L 4.2 L 4.3 STM-1 I 1 S 1.1 S 1.2 L 1.1 L 1.2 L 1.3 传输距离(km) 2 15 40 60 光纤类型 G.652 G.652 G.652 G.652 G.652 G.653 工作波长(nm) 1310 1310 1550 1310 1550 应用场合 局内 短距离局间 长距离局间 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
SDH原理 第六章光接口类型和参数 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150nm,所用光纤为G653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 cTX光缆设施CRX R 插头 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1×101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STMN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X,扰码序列长为21-1=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
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 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 SDH原理 第六章 光接口类型和参数 6-3
SDH原理 第六章光接口类型和参数 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 632S点参数一光发送机参数 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 最大20dB带宽为1~入2 20dB 入 图62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Pl与最显著的边模的平均光功率P2之比的最小值 SMSR=1Olg(Pl/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
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
SDH原理 第六章光接口类型和参数 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 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-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a BER 1×10 A 接收光功率 图63BER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目
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