通信光缆传输网络系统及其设计问题研究

中时讯通信建设有限公司 曾仙荣

通信光缆传输网络系统及其设计问题研究

中时讯通信建设有限公司 曾仙荣

文章阐述了光缆传输系统的设计内容，分析了光缆传输的网络结构、光纤传输系统的性能指标和光接收机输入光功率的确定，在此基础上，针对光缆链路损耗的计算进行了分析，并提出了分配型光缆链路的设计。

光缆传输；性能指标；光功率

在双向网络改造过程中，一般是通过光缆来实现信号的传输。因此，光缆质量的好坏、设计是否规范直接影响到通信网络信号质量。下面结合笔者的工作实践，就通信光缆传输网络系统设计的网络结构及相关问题进行探讨。

1.通信光缆传输系统的设计内容

在通信光缆传输系统设计当中，其设计内容主要包括以下几个方面：第一，合理分配光缆传输系统指标；2）优选光缆传输光的波长；3）合理确定传输光纤的路由和光缆的配纤芯数，绘制出光纤主干网络结构图；4）合理计算传输光的发射机功率。

2.通信光缆传输的网络结构

通信光缆传输网络的基本结构主要由三种网络结构组成，即星型网络结构、树型网络结构和环型网络结构。其中，星型网络结构是采用网络下行信号进行传输，具有网络建设方便、简单，且控制极为容易等优点。此类网络结构是以不同的点为目标，通过在前端设置传输光分路器来分配光信号。而树型网络结构，也称为分级集中式网络，是采用网络下行信号进行传输，具有通信光缆芯数少，成本低等优点。此类网络结构在两个节点之间难以产生回路，且其节点易于扩充。

环型网：环型结构网络采用一种环路封闭的方式，不易将网络进行扩充。但该网络结构安全相对高，当发生单个断纤或设备故障时，成环保护可以自动切换，所以在传输网的数据网络中应用较多，一般以传输方向相反的两个环构成双环网，以保证数据网的可靠运行。

3.通信光纤传输系统的性能指标

在通信光纤传输系统中，影响其传输性能指标的主要因素包括以下几种：载波二次复合差拍比(C/CSO)、载噪比(C/N)、载波三次复合差拍比(C/CTB)。其中，对于载噪比(C/N)因素来说，其载噪比通常会受到激光器的激布里渊散射和相位噪声的影响。其中，相位噪声的影响是指在保持偏置电流不受到影响的基础下，传输光信号就会发生变化，而受激布里渊散射的影响是指考虑到光纤材料的影响，可以增大发射机功率注入光纤当中，从而降低了载噪比。

为了降低相位噪声，应采取减小入纤光功率的处理方法。为了减少入纤光功率，应采用数纤共用的方法对其与传输距离之间的矛盾进行处理。为了减少受激布里渊散射的影响，应提高它的阈值，其措施如下：通过降低发射机的调制指数，来提升其阈值，一般提高10dB以上；二是采用单频正弦波电流进行相位调制，以实现光功率谱密度分散，从而阈值提高5dB以上。

非线性失真也是影响光纤传输系统性能另一个因素。在光纤传输系统中，非线性失真主要受到调制激光器产生的附加频率调制的影响。其分为两种，一种是由于调制器调制特性引起的失真，另一种是传输光转换特性引起的失真。当光接收机以0～－3dBm输入功率进行光电变换工作时，其载波二次复合差拍比(C/CSO)和三次复合差拍比(C/CTB)分别为68dB和70dB。可见，在通信光缆传输系统中，要充分考虑到光发射机和色散引起的非线性失真。

4.光接收机输入光功率的确定

综上所述，光接收机输出电信号的载波二次复合差拍比(C/ CSO)、载波三次复合差拍比(C/CTB)和载噪比(C/N)主要与传输光接收机的输入光功率有关。而光接收机输入光功率随着输出信号载噪比的不同而发生变化，两者之间的关系见表1。

表1

一般情况下，光节点接收的光功率为－2dB时，网络中心的光节点应选择0dB接收。

5.光缆链路损耗的计算

光链路损耗类型众多，一般来说，主要包括接续损耗（Lc）、光纤损耗（Lf）、活动接头损耗（Lj）和光分路器损耗（Ld）等几种。

（1）接续损耗。是指光纤熔接点产生的损耗，其损耗量与光纤熔接技术有关。一个熔接点的接续损耗一般为0.03dB左右。对于每一条光缆线路，其总接续损耗等于0.04N。

（2）光纤损耗。根据单模光纤的损耗系数行标的规定：单模光纤的波长一般选用1550nm和1310nm两种，其中1550nm的损耗小于0.22dB/km；1310nm损耗小于0.4dB/km。在光缆线路设计时，通常取0.25dB/km和0.5dB/km作为损耗系数，以保证系统性能指标。线路的光纤损耗（Lf）=损耗系数×光纤总长度。

（3）活动接头损耗。在光缆线路设计时，活动接头损耗一般到0.5dB。由于传输光的输出功率等于法兰盘输出功率。故在线路损耗计算时，需要排除传输光的输出端活动接头损耗。

在光缆传输中，一条线路的活动接头损耗为0.5M，M为光路经过的活动接头的数量（除了光发射机输出口以外）。

（4）光分路器损耗。Ld =分光损耗+附加损耗，其中，分光损耗一般取－10lgk。

表2 分路器的附加损耗

光缆链路总损耗 L∑ =光分路器损耗+接续损耗+光纤损耗+活接头损耗。

6.结语

总之，光缆通信传输网络是我国通信传输重要方式，我们在网络设计时应充分考虑网络安全性、传输数据需求和光缆敷设环境，降低传输网络的光缆链路损耗，以提高传输网络的数据传输质量。

[1]林如俭.光纤电视传输技术[M].北京:电子工业出版社,2003.

[2]阎德升.EPON——新一代宽带光接入技术与应用[M].北京:机械工业出版社,2006.