城域傳送網的光纖特性和應用原則
1.概述
光纖是光信號的物理傳輸媒質，其特性直接影響光纖傳輸系統的帶寬和傳輸距離，目前已開發出不同特性的光纖以適應不同的應用，常用的光纖種類有常規單模光纖G.652、色散位移光纖G.653、截止波長位移單模光纖G.654、非零色散位移光纖G.655和適用于寬帶傳送的非零色散位移光纖G.656，前三種光纖的低損耗區都在1550nm波長附近，G.656光纖將非零色散位移光纖使用的波長范圍延伸到了1460～1625nm波段。
無論是骨干網還是城域網，目前主要應用的還是G.652光纖，G.655光纖已開始采用。過去由于技術的限制光纖只有少數的幾種，同時我國已埋設的光纖幾乎都是常規單模光纖，選型問題就不那么重要。現在新型光纖越來越多。在設計傳輸系統和進行傳輸網建設時，光纖的選型就十分重要。下面將著重介紹G.652和G.655光纖的特性，對于北京移動城域傳送網建設的光纖選型進行分析。
2.G.652光纖特性
G.652光纖是現在網絡上應用比較多的一種光纖，ITU-T對于G.652分為四類光纖，表1列出的是G.652.A、G.652.B、G.652.C和G.652.D光纖光纜的特性。
G.652四種光纖的分類主要基于PMD的要求和在1383nm處的衰耗要求。G.652.A光纖用于支持G.957和G.691最高速率為STM-16或10 Gbit/s最大傳輸距離為40 km (Ethernet)和STM-256用于G.693的應用。G.652.B光纖用于支持速率高達STM-64的更高比特率的應用，如G.691和G.692中的某些應用，G.693和G.959.1中的某些STM-256應用，根據應用不同，色度色散的容限需要考慮。G.652.C與G.652.A類似，但是允許的波長范圍擴展到從1360 nm到1530 nm.。G.652.D與G.652.B類似，但是允許的波長范圍擴展到從1360 nm到1530 nm。
在2003年1月修改G.652光纖標準時，希望全面提高G.652光纖的特性，至少都要支持10Gbit/s的長途應用，對G.652B要求支持40Gbit/s的長途應用，所以開始提出G.652B的PMDQ應小于0.10ps/Ökm。后來基于考慮40Gbit/s的應用主要從城域網開始，10Gbit/s系統的傳送在3000km左右已經可以覆蓋大部分應用情況，所以放寬到0.20 ps/Ökm。經過調整過的各類G.652光纖的特性為：G.652A支持10Gbit/s系統傳輸距離可達400km，10Gbit/s以太網的傳輸達40km，支持40Gbit/s系統的距離為2km。對于G.652B型光纖，必須支持10Gbit/s系統傳輸距離可達3000km以上，40Gbit/s系統的傳輸距離為80km。
對于G.652C型光纖，基本屬性與G.652A相同，但在1550nm的衰減系數更低，而且消除了1380nm附近的水吸收峰，即系統可以工作在1360~1530nm波段。
為了使無水吸收峰光纖也能支持G.652B所支持的那些應用，必須對無水吸收峰光纖的PMDQ提出更嚴的要求，因此有必要定義一種新的光纖類型，即G.652D型光纖。這種光纖的參數指標如表5所示。可以看出，G.652D型光纖的屬性與G.652B光纖基本相同，而衰減系數與G.652C光纖相同，即系統可以工作在1360~1530nm波段。
表1 G.652.A、G.652.B、G.652.C和G.652.D光纖光纜的特性
注：
對于未成纜的光纖的最大PMD系數可以作為一個選項由成纜者來規范以便支持對于光纜PMDQ的主要要求，假設這一要求是由特定的光纜成纜證明的。
2.1.1.G.655光纖特性
G.655光纖分為三類，這幾種光纖的分類主要基于PMD的要求和色度色散特性。G.655.A光纖用于支持G.691、G.692、G.693和G.959.1應用，考慮到G.692應用，取決于通路波長和特定光纖的色散特性，總輸入光功率的最大值應當進行限制，最小通路間隔的典型值應當限制在200GHz。G.655.B光纖用于支持G.691、G.692、G.693和G.959.1中的應用，考慮到G.692應用，取決于通路波長和特定光纖的色散特性，總輸入光功率的最大值可以高于G.655.A光纖，最小通路間隔的典型值應當為100GHz或更小，對于PMD的要求允許STM-64系統傳輸距離至少達到400km。G.655.C與G.655.B類似，但是更嚴格的PMD要求允許STM-64系統的傳輸距離大于400km，同時也能適用于G.959.1的STM-256應用，注：許多海底應用可以采用G.655.B和G.655.C光纖，對于海纜應用的對于某些限制會發生變化，例如光纜的截止波長的數值可以達到1500nm。
新的G.655B光纖可以支持以10Gbit/s為基礎的100GHz及其以下間隔的DWDM系統在C和L波段的應用。為了既能滿足100GHz及其以下間隔DWDM系統在C、L波段的應用，又能使N×10Gbit/s系統傳送3000km以上，或支持N×40Gbit/s系統傳送80km以上，就規范了一種新的G.655C型光纖。這種光纖的特性如表2所示。可以看出除了PMDQ為0.20 ps/*km之外，它的其他屬性和G.655B是一樣的。
表2 G.655.A、G.655.B、G.655.C光纖光纜的特性
注：
1對于未成纜的光纖的最大PMD系數可以作為一個選項由成纜者來規范以便支持對于光纜PMDQ的主要要求，假設這一要求是由特定的光纜成纜證明的。
2.1.2.城域傳送網光纖選型和光纜組網原則
綜合上述對于G.652和G.655光纖的特性分析，對于城域傳送網光纖選型和光纜組網可以得出以下原則：
lG.652光纖主要適合于STM-16及其以下速率SDH和WDM系統的傳輸，適用于基于STM-64和STM-256的部分應用。G.652.A和G.652.B光纖的區別在于，后者支持10Gb/s的超長距傳輸和40Gb/s的應用；G.652.C和G.652.D與前兩種光纖的區別在于消除了水峰，可以工作在1360～1530nm，傳輸特性分別與G.652.A和G.652.B類似。
lG.655光纖主要適合于WDM系統和高速率TDM系統(STM-64和STM-256)的傳輸。G.655.A光纖適用于通路間隔為200GHz的WDM系統，G.655B光纖可以支持以10Gbit/s為基礎的100GHz及其以下間隔的DWDM系統在C和L波段的應用，G.655.C光纖在支持以上應用的基礎上，又能使N×10Gbit/s系統傳送3000km以上，或支持N×40Gbit/s系統傳送80km以上。
lG.652和G.655光纖均適用于城域網的應用，但是鑒于城域網傳輸距離短、DWDM系統應用不會非常普遍、單通路速率可能會達到較高、CWDM系統在光纖資源緊缺的地區會有一些應用等方面的特點，目前G.652光纖較適合于城域網的應用，G.652.C光纖消除了水吸收峰，為未來網絡的應用提供了發展空間，在價格與傳統G.652.A和G.652.B光纖相差不大的情況下是較好的選擇。
l對于特大型城市，業務量較大，傳輸容量需求較高，在核心網采用DWDM以及今后采用高速率的TDM系統的可能性較大，因此不排除使用G.655光纖的可能性，G.655.B光纖是較好的選擇。
l城域光纜線路以管道光纜為主，輔以架空和其它敷設方式的極少量光纜，其特點是：線路段比較短，光纜的芯數呈多樣化(例如城域網光纜可選的有6、8、12、24、48、72、96、144、216、288芯等)，可根據城市規模靈活選擇。
l對于城域光纜網的建設，建議不要采用混纜方案，對于部分地區由于管道等方面的限制，已經選擇采用G.652C＋G.655的混纜方案，但在運維方面應當注意這種配置可能會出現誤連接即將不同類型光纖錯聯在一起的情況，造成連接損耗、OTDR單向異常、鏈路色度色散、鏈路色散斜率、截止波長和非線性效應等方面的影響，劣化系統性能，應當在線路的運維過程中給予特別關注。
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