建设程序中继距离PPT课件.ppt

1 第三章光缆通信工程设计 3 1光缆通信工程的建设程序3 2中继段长度的确定3 3光缆线路工程的查勘3 4光缆工程的图纸绘制3 5光缆在接入网中的应用 2 3 1光缆通信工程的建设程序 光缆通信工程分光缆线路工程和设备安装工程两个部分 大中型工程的建设程序分规划 设计 准备 施工 竣工投产五个阶段 1 规划阶段 做什么 项目建议书 拟定的轮廓设想 可行性研究 经济 技术上论证 专业评估 专家评估报告 设计任务书 依可行性研究报告的最佳方案进行 内容 建设的目的 依据 规模 预期增加的通信能力 经济效益预测 资金来源的审查意见等 线路的走向 设备安装局站地点及配套情况 3 2 设计阶段 如何做 编制设计文件 并对其审定 依规模 性质分两阶段设计 初步设计 施工图设计三阶段设计 初步设计 技术设计 施工图设计 施工图设计是承担工程实施部门完成项目建设的主要依据 3 准备阶段 准备 建设准备 勘察 资料收集 预定货及招投标 计划安排 编制年度计划 4 4 施工阶段 做 编制施工组织计划 线路施工 设备安装施工 光电设备的安装 调试 5 竣工投产阶段 完成 工程初验 线路 设备初验 初验报告 生产准备 工程移交 试运行 由维护部门代维 3个月 系统使用情况报告 竣工验收 对系统进行全面检查和指标抽测 5 6 3 1光缆通信工程的建设程序3 2中继段长度的确定3 3光缆线路工程的查勘3 4光缆工程的图纸绘制3 5光缆在接入网中的应用 7 3 2中继段长度的确定 以长途光缆系统 与市内光缆系统设计方法基本相同 参数选取有别 为例说明光中继段内的系统设计 分两个步骤 设计方案 依据系统各部分性能要求 提出具体的性能指标 假定或计算得出 以便购买或研制产品 为系统预算做好准备 损耗 色散限制 系统预算 依所得设备实际性能参数 对系统进行预算 以确定所设计系统能否正常工作 已知中继距离 或确定合适的中继距离范围 损耗 色散预算 8 一 设计方案 损耗 色散限制设计方案中主要考虑损耗和色散对系统的影响 基本光中继段的设计一般有三套方案可选 一般采用传统的最坏情况设计法 最坏情况设计法 系统参数在最坏情况下的保证值 以牺牲中继段长度为代价换取系统的性能要求 统计设计法 依各参数的统计分布函数来计算 需要大量基础数据 半统计设计法 工程前期 利用统计方法确定部分系统参数 9 1 长途光中继段系统构成 T T 光端机和数字复用设备的接口 TX RX 光端机或光中继器的光发射机 光接收机 S 紧靠在TX上光连接器C1后面的光纤点 R 紧靠在RX上光连接器C2前面的光纤点 OF 光缆线路 C1 C2 光连接器 N 光纤固定接头 Me 设备富余度 Mc 光缆线路富余度 L 中继距离 10 2 损耗限制下 最大中继距离 考虑实际功率衰减 且留出一定余量 式3 2 1 11 3 传输功率损耗的考虑 入纤平均光功率Ps 长途系统要求用LD光源 入纤平均光功率Ps一般为 9 6 3dBm三档 不同于发送光功率PT 接收机灵敏度Pr 总与误码率相连 280km或420km数字段的平均误码率 BERav 要求为1 10 9 每一中继段内误码率小于等于10 10 30 50km中继距离 一般设计指标比要求值高一个数量级 即BERav取10 11 连接器损耗Ac 0 3 1dB 个光缆配线架连接器损耗Ad 连通机房内光缆线路和机房外光缆线路 一般采用活动连接器 若无配线架 可不算此值 光纤损耗系数Af 表示光纤每km的损耗值 长途系统中要求很严 对单模在1310nm区域中不大于0 39dB km A级 不大于0 43dB km B级 1550nm中不大于0 25dB km 12 平均每km光纤接头衰减As 一般为0 1dB km以下 最好的可低到0 01dB km 可用平均每个接头的衰减值除以敷设长度来近似表示 光缆线路富余度Mc 单模光纤一般取0 05 0 15dB km 最大为5dB 系统设备富余度Me 考虑时间和环境因素对设备性能的影响 一般取3dB 若采用LED光源或条件更恶劣时 应适当加大 光通道功率代价Po 主要包括因模分配噪声 色散 反射及LD的啁啾效应等引起的光功率代价 一般不超1dB 四次群及以下系统中可忽略 接收机动态范围Dr 对1310nm系统 Dr不小于18dB 在保证误码前提下 Pr表示可允许接收的最小光功率 Pr Dr表示可允许接收的最大光功率 3 传输功率损耗的考虑 13 S R点间的总衰减受AfAsAdMc和L的影响 S R点间允许的最大衰减值At如表3 3所示 依中继段传输衰减的要求 可对线路端机分别进行设计 确定具体的线路参数和端机参数 线路设计 即要求线路参数 Af As Mc Ad L 在线路上的衰减值不应超过At值 即 端机设计 由端机 端机参数 Ps Pr Me Po 提供给线路S R点间允许可用衰减量必须大于等于At 否则系统无法正常工作 即 4 中继段传输衰减的要求 式3 2 2 式3 2 3 14 15 5 色散限制下的参数设计 对长途干线单模光纤 色散对系统的影响主要包括线路自身 光纤色散系数D及中继距离L 和激光器的谱宽等因素 S R点间允许的最大色散值Dt如表3 3所示 由此可对线路和端机分别进行设计 线路设计 D 光纤色散系数 ps nm km L 中继距离Dt ps nm 光源在平均单位谱宽下S R点间允许的最大色散值 允许的最大色散值Dt越小 对D的要求就越高 一般在1287 1330nm范围内D不大于3 5ps nm km 在1270 1340nm范围内D不大于6ps nm km 实际选值受表3 3限制 式3 2 4 16 5 色散限制下的参数设计 端机设计 主要指对光源谱宽 直接影响总色散值 的设计 通过限制光源谱宽 使提供给线路S R点间的允许可用色散量不低于Dt值 由激光器的谱宽nm得 与Po有关 0 115 MLM LD 0 306 SLM LD B1 线路上的传输码速Mbit s 不同于数字速率 与编码类型有关 8B1H 1C 9 8 5B6B 6 5 能提供给线路的Dt值越大 对光源谱宽要求越高 即以限制谱宽为代价放宽了对线路色散及长度特性的要求 一般要求LD的RMS谱宽为2nm左右 常温中心波长为1310 5nm 光源谱宽对多纵模激光器而言指RMS值 对单纵模激光器指峰值下降20dB时的宽度 式3 2 5 17 6 设计举例 例 某长途光缆通道系统拟采用MLM LD作为光源 标称波长1310nm 线路为单模光纤 码型为8B1H 1C 系统为4 139 264Mbit s五次群系统 即速率为564 992Mbit s 试考虑系统的设计方案 18 解 依表3 3单模光纤系统的光通道容限要求 针对该工程的中继段光链路 要求S R点之间的总衰减不超过24dB 在1287 1330nm范围内的总色散不超过120ps nm 1 传输功率损耗考虑依要求 假设S点的入纤光功率为Ps 3dBm 设备富余度Me 3dB 光通道功率代价P0 1dB 由式 3 2 3 得接收机的灵敏度Pr为 BERav 1 10 10 Pr 3 24 3 1 31 dBm 单模光纤每2km有一个接头 取接头衰减平均值为0 1dB 个 因此As取0 05dB km 假设光纤的损耗系数为Af 0 4dB km 光缆线路富余度为Mc 0 1dB km 连接器的损耗为Ad 0 5dB 个 则从损耗角度考虑 最大中继段长度为 19 2 传输线路色散的考虑为了保证在42km长度下 总色散不超过120ps nm 由式 3 2 4 得色散系数D为进而对光源的RMS谱宽要求为 注 因采用了8B1H 1C码 因此B1 564 992 9 8 635 616Mbit s 20 综上所述 系统各主要部分的设计方案如表3 4所示 21 二 系统预算 依据实际情况对系统进行预算 检查所得设备能否使系统正常工作或确定合适中继距离 损耗和色散都将影响系统性能 所以包含损耗预算和色散预算两部分 只有同时通过损耗 色散2种预算 系统设计才算合格 色散限制系统 Lmax L max L L max 系统的中继距离主要由光纤的色散来确定 损耗限制系统 Lmax L max L LmaxLmax 依损耗预算得出的最大中继距离L max 依色散预算得出的最大中继距离系统真正的最大中继距离为min Lmax L max 22 类型1 确定中继距离范围 以便在多变的环境中对中继器进行选址 供工程建设时参考 最大距离中取小者 Lmin L min Lmax L max 1 损耗预算从损耗角度 系统最大中继距离为 系统余量 Po Mc Me 不能太大 否则会超出接收机动态范围Dr 当余量之和McLmax Po Me Dr时 对应中继距离为最小 即 2 色散预算从色散角度 最大中继距离为 若出现L max小于Lmin时 则需重新调整系统参数 或选用更高传输性能的光纤和更优良的设备 23 损耗限制系统 L范围为Lmin L Lmax色散限制系统 L范围为Lmin L L max举例p36 根据表3 5提供的指标对系统进行预算 以确定出一个合适的中继距离 并指出该系统是何种因素的限制系统 24