基于系统上升时间预算的高速光传输系统设计与仿真.pdf

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1、第34卷第2期东北电力大学学报Vo1．34．No．22014年4月JournalOfNortheastDianliUniversityApr．，2014文章编号：1005—2992(2014)02—0082—05基于系统上升时间预算的高速光传输系统设计与仿真杨英杰，李丽娜(东北电力大学信息工程学院，吉林吉林132012)摘要：传统光传输系统设计多针对低速率传输系统，单一采用光功率分配预算即可满足系统设计要求。随着光传输速率和光通信容量的不断增加，高速光传输系统受色散影响严重，传统方法无法满足系统可靠性和有效性

2、的要求，需要对系统色散进行补偿。针对系统大容量高速率的需求设计，采取DWDM光传输系统总体设计方案，提出了一种基于光功率分配、传输误码率、系统上升时间和线路色散预算的综合性能评价方法，分析了系统受各种因素的影响，通过系统参数优化选取与仿真设计，给出了系统仿真评估结果。关键词-光通信；波分复用；光功率预算；波导色散；上升时间；设备选型；性能评估中图分类号：060．4510文献标识码：A传统光传输工程设计，多以线路光功率分配计算为主，因缺乏合适的仿真评估手段，对系统受色散和上升时间的影响，多采用加大光纤富裕度和设

3、备富裕度的办法进行大致估算，不仅造成了系统带宽的浪费，提高了工程成本，还使系统的整体性能大幅下降。因此，如何在工程设计前期，通过对系统精确计算与仿真，对系统各项指标参数进行较为准确的综合评估，使得在保证系统有效性和可靠性的前提下，最大限度地提高系统经济性指标，是工程设计部门力求解决的一个实际问题。1DWDM系统设计需考虑的因素与传统光传输系统设计不同，DWDM系统因容量大、传输速率高、距离长，在设计过程中，除了要进行光功率分配计算外，还必须考虑系统受色散的影响与上升时间的影响。(1)光纤选用。光纤的选用，首先

4、应注意波长在1550nm处因高色散所产生的脉冲展宽，其次要注意因非线性四波混频效应引起的信道间隔串扰。为此，通常不宜选用G．652和G．653光纤，应选用色散较小的G．655光纤，因为G．655光纤不仅能克服光纤在1550nm波长处的高色散展宽，还能够克服在同一波长下，由非线性四波混频效应导致的信道串扰问题。(2)系统上升时间。在高速光传输系统中，色散造成的对系统上升时间的限制往往影响了实际的传输距离¨，特别是对接收端的影响较大，此时接收端信号十分微弱，为保证接收机仍维持有较高的灵敏度，系统总的上升时间t需满

5、足关系式：t=2+￡2+2，t为发射机上升时间；t为光纤的上升时间；t为光接收机上升时间。(3)发射功率大小。在32路波分复用系统中，SRS(受激拉曼散射)门限对系统发射功率的最大值有所限制，根据ITU—T建议，由G．663规范给出SRS效应的功率代价不超过1dB的条件为：P·△A收稿日期：2014-03—10作者简介：杨英杰(1956一)，男，吉林省吉林市人，东北电力大学信息工程学院教授，博士，主要研究方向：通信技术第2期杨英杰等：基于系统上升时间预算的高速光传输系统设计与仿真83·L<40nW。凡m。Mm

6、(P为32路光功率综合，△A为总波普范围，光纤有效长度)，据此，每个支路的光功率门限P不超过3．5mw。2DWDM系统的设计2．1统参数选择以某地DWDM线路设计为例，A市途经B市终到c市，传输速率为32x10Gbit，整个传输结构见图1。BPrl=．33dB图1光传输拓扑图图1中，A市到B市74km，B市到C市96km，全程170km。在波分复用系统设计中，选用基于STM一64的G．655光纤(应用代码这里参照了G．691V一64．3给出的标准)，信道问隔设定为0．1THz；波长范围按照G．692规范中给定

7、的标准波长选取，取光源-3dB谱宽0．1nm。光纤衰减系数O／0．22dB／km；色散系数D=6ps／nm·km；色散补偿光纤DCF的衰减系数Ot。，=0．45dB／km；DCF的色散系数为D=一65ps／nm·km；光缆固定接头损耗为0．03dB／km。两段线路之间，活动接头损耗按Od，=0．5x2=1dB计算；系统富裕度M。按4dB(L=74km时)和5dB(L=96km时)选取；光发送机插入损耗为28dB；光接收机的插入损耗为15dB；光插分复用器的插入损耗为6．5dB。2．2系统的色散预算(1)为保证

8、光通路色散功率代价不超过2dB，码间干扰功率代价必须限定在1．75dB以内。考虑到相对展宽因子e与光通路色散功率代价和光源特性有关，按码间干扰公式P，=51g(1+27r)，一般取值为0．115_4]。依据最大无色散补偿传输距离：L=×10×106×2．355B·D·B·D·A-3dB当谱宽为0．1nm时得L=45．14kin，实际系统需色散补偿距离为125klIl，此时需要补偿的色散值为750ps