用SDH光接口参数评判色散补偿方案

王原丽，严小军

(武汉理工大学信息工程学院，湖北 武汉 430070)

密集波分复用(DWDM)技术是目前能够充分挖掘光纤宽带潜力最有效的技术。现在，商用DWDM系统的单信道速率已达到40 Gb/s，信道数可达到数十个。高速率和长跨距是光纤传输系统发展的两个方向，目前100 Gb/s的DWDM系统已经研制成功，系统的速率理论上还可以提高，然而光纤本身的色散限制了光纤传输系统的发展[1－3]。色散不仅影响了光纤传输系统的速率，也影响了传输距离[4－5]。因此如何有效地控制光纤色散成为国内外研究的热点问题。

SDH是目前光纤通信系统的传输标准，SDH光接口是其中最具特色的部分，它实现了标准化，使得不同网元可以经光路直接相连，减少了不必要的光/电转换，避免了信号损伤(如脉冲变形等)，节约了网络运行成本[6]。SDH光接口的标准化是通过SDH光接口参数实现的。目前单路SDH系统中的STM－16光接口参数是最常用的一组参数。

在DWDM系统中，各路SDH光信道有其各自的色散，色散不仅影响本信道的信号传输，而且还会影响相邻信道的信号传输。虽然目前人们提出了很多色散补偿方案，但是对于这些方案的性能优劣，人们却很少关心。笔者通过研究，提出了一种用单信道SDH光接口参数评判多信道DWDM系统中色散补偿方案的方法。

1 SDH光接口

SDH网络系统的光接口位置如图1所示[7]。图1中，S点为紧挨着发送机(TX)活动连接器(CTX)后的参考点，R为紧挨着接收机(RX)活动连接器(CRX)前的参考点。

光接口的参数可以分为3类:①参考点S的发送机光参数(光线路码型、系统工作波长范围、发送机);②参考点R的接收机光参数;③S与R点之间的光参数(光通道)。所有参数均为最坏值，即在极端的(最坏的)光通道衰减和色散条件下，仍然满足每个再生段(光缆段)的误码率不大于1 ×10－10的要求[8]。

图1 光接口示意图

光接口按照使用场合和传输距离可分为局内短距离、局间短距离和局间长距离3种。不同的应用场合用不同的代码表示，如表1所示。

表1 光接口代码一览表

表1中所列的工作波长可以是单波长，也可以是波分复用系统中的主工作波长。如果将DWDM考虑进传统的SDH传输系统中，在某一主工作波长附近，通过密集波分复用，将会有多路光信道，这些信道各自携带自身的STM信号，然后通过SDH光接口复用，进而在光纤中传输。

2 SDH光接口参数评判方法

2.1 STM－16光接口参数

当波分复用技术运用到SDH传输中时，各路光信号有其各自的色散，同时各路光信道之间由于传输速率和传输特性不同，色散会相互影响，且计算相当复杂，因此，用传统的单路SDH系统的光接口参数来评判色散补偿方案显得不切实际。同时多路光信号在发送端并不会受到色散的影响，因此，用发送端光接口参数来评判色散补偿方案也不太合适。多路光信号在接收端解复用后，携带着STM信号的各路光信道分离，这样，可以单独对某个信道进行性能测试。因此，尽管多信道SDH传输系统的色散情况很复杂，但是在接收端可以用单信道SDH光接口参数对分离后的各路光信道单独进行性能测试。

目前STM－16光接口参数是单路SDH系统常用的参数，STM－16接收机参数如表2所示。

表2 STM－16接收机参数

其中，分类代码第一位字母表示应用场合:I为局内通信，S为局间短距离通信，L为局间长距离通信[9]。字母横杠后的前两个数字表示STM的速率等级，此处为STM－16，第3个数字表示工作的波长窗口和所用光纤类型:1和空白表示工作窗口为1 310 nm，所用光纤为G.652光纤;2表示工作窗口为1 550 nm，所用光纤为 G.652或G.654光纤;3表示工作窗口为1 550 nm，所用光纤为 G.653 光纤[10]。

在表2所列的众多光接收机参数中，最主要的参数是最小灵敏度。接收机灵敏度定义为R点处为达到1×10－10的长期平均误码率(BER)值所需要的平均接收功率的最小可接收值。它是光接收机最重要的技术指标，灵敏度会随码率的提高而降低。因为码率越高，每秒钟输入到光接收机中的光脉冲数量就会增加，每个光脉冲皆需要具有一定的光能量(功率)，因此需要光功率值的增加。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3 dB左右(灵敏度余度)[11]。

2.2 实施办法

根据光接收机灵敏度的定义可知，误码率和灵敏度联系在一起，其测试方法也相同。

光纤通信系统的误码性能通常用长期平均误码率(BER)、误码的时间百分数(SES)和误码秒百分数(ES)表示。其中长期平均误码率简称误码率，它表示长时间测量中误码数目与传送的总码元数之比。显然误码率BER是系统长期统计平均的误码结果，虽然它在反映系统是否有突发性、成群的误码存在方面的性能不如SES和ES，但是在测量灵敏度的过程中，恰恰需要测量长时间的误码性能。因此，在实际的灵敏度测量中，系统的误码性能常用BER来表示。

灵敏度的测试过程图如图2所示。

图2 光接收机灵敏度的测试过程图

测试方法如下:

(1)按图示接好测试系统，误码仪的发送部分按规定送出213－1或215－1伪随机码，用来调制光发射机;

(2)增大光衰减器的衰减量，同时监测误码，计算相应的误码率BER，直到误码仪指示的误码率为某一要求值(如10－10);

(3)断开光纤连接器，用光功率计测量此时的接收光功率Pmin，即为要求误码率下的接收灵敏度(如BER=10－10时的灵敏度值)。

灵敏度一般采用dBm表示，即:

在图2所示的测试装置中，将光衰减器以长光纤代替，便可测量出传输一定距离后光接收机的误码率。

在采用某种色散补偿方案的光纤传输系统中，使用这种方法测量出最小灵敏度，在采用其他色散补偿方案的光纤传输系统中，也类似地测量出最小灵敏度。通过比较这些最小灵敏度的值，就可评判出这些色散补偿方案的优劣。

3 结论

笔者给出了光接口及光接口参数类型，以目前常用的STM－16光接收机参数为例，提出了在多信道SDH传输系统中，可以用SDH光接收机参数来评判色散补偿方案。最后给出了用SDH光接收机灵敏度这一参数评判色散补偿方案的可行性和实施办法，即在接收端经过解复用后，对单路信道用SDH光接收机的灵敏度测试系统性能。在密集光波分复用系统中色散补偿方案的评价方面，笔者的一些探究性工作颇具参考价值。

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