光傳輸系統(tǒng)主要是一個(gè)衰減受限和色散受限的系統(tǒng)。因此，其系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)相對(duì)比較復(fù)雜，其不同的應(yīng)用場(chǎng)合（分類代碼）涉及的參數(shù)指標(biāo)較多，既要考慮傳輸性能的保持，又要考慮工程的投入成本，還要考慮系統(tǒng)的升級(jí)等因素。為此，ITU-T在各建議規(guī)范光接口的同時(shí)，都推薦了相應(yīng)的光傳輸工程的設(shè)計(jì)方法的考慮，以實(shí)現(xiàn)其橫向兼容性。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)參照ITU-T相關(guān)建議也對(duì)光傳輸工程的設(shè)計(jì)方法的考慮做了要求，下述結(jié)合我國(guó)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)給以簡(jiǎn)要的介紹。

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一、GB/T 20185的要求

在GB/T 20185-2006《同步數(shù)字體系設(shè)備和系統(tǒng)的光接口技術(shù)要求》中，其附錄A《光傳輸工程的設(shè)計(jì)和升級(jí)考慮》（資料性附錄）介紹了下述光傳輸工程的幾種設(shè)計(jì)方法及升級(jí)的考慮，其主要內(nèi)容有

1、設(shè)計(jì)假定；

2、最壞情況設(shè)計(jì)法；

3、統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)法；

4、升級(jí)考慮：升級(jí)到更高速率等級(jí)；升級(jí)到更長(zhǎng)傳輸距離；從單路升級(jí)到多路系統(tǒng)

5、光的安全考慮；

6、聯(lián)合工程設(shè)計(jì)。

若要詳細(xì)了解上述具體內(nèi)容的請(qǐng)查閱下附件1-1。

附件1-1：《光傳輸工程的設(shè)計(jì)和升級(jí)考慮》

在上述光的安全考慮，主要參照的是ITU-T G.664。ITU-T G.664建議書為在光傳輸網(wǎng)絡(luò)的光接口上實(shí)現(xiàn)光學(xué)安全工作條件（人眼和皮膚）的技術(shù)提供了指導(dǎo)和要求，特別是對(duì)于采用高功率喇曼放大技術(shù)的系統(tǒng)，受限制和受控地點(diǎn)的設(shè)備。還包括同步數(shù)字系列（SDH）系統(tǒng)定義的自動(dòng)激光關(guān)閉（ALS）程序、采用高功率喇曼放大技術(shù)的系統(tǒng)提供的自動(dòng)功率降低（APR）程序的新指南等。若要詳細(xì)了解ITU-T G.664建議書具體內(nèi)容的請(qǐng)查閱下附件1-2。

附件1-2：ITU-T G.664（10/2012）《光傳輸系統(tǒng)的光學(xué)安全程序和要求》

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二、GB/T 15941的要求

在GB/T 15941-2008《同步數(shù)字體系（SDH）光纜線路系統(tǒng)進(jìn)網(wǎng)要求》中也介紹了光傳輸系統(tǒng)的上述三種設(shè)計(jì)方法：最壞值設(shè)計(jì)法、聯(lián)合設(shè)計(jì)法和統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)法，但與上述GB/T 20185-2006的解釋與敘述方式不甚相同。另外，還給出了一種設(shè)計(jì)方法為：與光放大器和色散調(diào)節(jié)有關(guān)的設(shè)計(jì)方法。其4種設(shè)計(jì)方法的內(nèi)容詳見下表2。

表2：SDH光纜傳輸系統(tǒng)的四種設(shè)計(jì)方法

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三、GB/T 51242的要求

1、設(shè)計(jì)方法要求

在GB/T 51242-2017《同步數(shù)字體系（SDH）光纖傳輸系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定：光同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)（SDH）中繼段設(shè)計(jì)應(yīng)采用最壞值設(shè)計(jì)法。

其理由是：最壞值設(shè)計(jì)法，即在設(shè)計(jì)中繼段時(shí)，將所有光參數(shù)指標(biāo)都按最壞值（即系統(tǒng)壽命終了前，所有系統(tǒng)和光纜富余度都用盡，且處于允許的最惡劣的環(huán)境條件下仍能滿足的指標(biāo)）進(jìn)行計(jì)算。采用最環(huán)值設(shè)計(jì)法的系統(tǒng)不存在先期失效問題，缺點(diǎn)是各項(xiàng)參數(shù)同時(shí)出現(xiàn)最壞值的概率極小，因而在正常情況下有相當(dāng)大的富余度，設(shè)計(jì)結(jié)果比較保守，在一定程度上會(huì)使系統(tǒng)總成本有所提高。但最壞值設(shè)計(jì)法為工程設(shè)計(jì)人員和設(shè)備制造廠商提供了簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)指導(dǎo)和明確的元部件指標(biāo)，并且可以實(shí)現(xiàn)基本光纜段上設(shè)備的橫向兼容，因此設(shè)計(jì)應(yīng)中優(yōu)先選用最環(huán)值設(shè)計(jì)法。

2、設(shè)計(jì)要求

GB/T 51242-2017規(guī)定：采用最壞值設(shè)計(jì)法時(shí)，對(duì)于STM-16及以下速率的系統(tǒng)，中繼段設(shè)計(jì)長(zhǎng)度應(yīng)同時(shí)滿足系統(tǒng)所允許的衰減和色散的要求，應(yīng)分別計(jì)算出衰減受限和色散受限時(shí)的中繼長(zhǎng)度，取其中的最小值。對(duì)于速率為STM-64的系統(tǒng)，中繼段設(shè)計(jì)距離應(yīng)同時(shí)滿足系統(tǒng)所允許的衰減、色度色散（CD）及極化模色散（PMD，一般要求PMD≤10 ps）的要求。

在GB/T 51242-2017中，采用最壞值設(shè)計(jì)法時(shí)，對(duì)于STM-16及以下速率的系統(tǒng)，分別給出了下述衰減受限和色散受限時(shí)的中繼長(zhǎng)度計(jì)算方法。而這個(gè)計(jì)算方法是遵從于下圖3-2所示的光纜傳輸系統(tǒng)的參考配置

圖3-2：光纜傳輸系統(tǒng)參考配置

1）衰減受限系統(tǒng)

對(duì)于衰減受限系統(tǒng)，先根據(jù)S和R點(diǎn)之間的所有光功率損耗來確定總的光通道衰減值，然后據(jù)此確定光接口參數(shù)規(guī)范中適用的系統(tǒng)分類代碼及相應(yīng)的一整套光系統(tǒng)參數(shù)。當(dāng)光通道衰減值落在不同的應(yīng)用場(chǎng)合之間的重疊區(qū)時(shí)，則兩種系統(tǒng)分類代碼下的兩套光參數(shù)都是適用的，最經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)是對(duì)應(yīng)較小衰減范圍的那套系統(tǒng)。衰減受限系統(tǒng)實(shí)際可達(dá)中繼段距離可用下式估算，式中符號(hào)的含義、說明及參考取值詳見下表3-2。

L = (P_S - P_r - P_p - ∑A_C) / (A_f + A_s + M_C)

表3-2：衰減受限系統(tǒng)中繼段距離計(jì)算符號(hào)含義、說明及參考取值

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2）色散受限系統(tǒng)

對(duì)于色散受限系統(tǒng)，可首先確定所設(shè)計(jì)的中繼段的總色散值，然后據(jù)此確定光接口參數(shù)規(guī)范中適用的系統(tǒng)分類代碼及相應(yīng)的一整套光系統(tǒng)參數(shù)。此處的色散指色度色散（CD）。色散受限系統(tǒng)實(shí)際可達(dá)中繼段距離可用下式估算：

L＝10⁶·ε /（B·D·δλ）

式中：L為中繼段長(zhǎng)度（km）；ε當(dāng)光源為多縱模激光器時(shí)取0.115；當(dāng)光源為單縱模激光器時(shí)取0.306；B為線路信號(hào)比特率（Mbit/s）；δλ為系統(tǒng)壽命終了時(shí)光源的均方根譜寬（nm）。D為系統(tǒng)壽命終了時(shí)光纖色散系數(shù)（ps/nm·km），G.652光纖光纖色散系數(shù)按18 ps/nm·km取定（1550 nm工作窗口）；對(duì)于G.655光纖，不同廠家的光纖色散系數(shù)差別較大，應(yīng)根據(jù)光纖類型具體取定。

色散受限系統(tǒng)中繼段距離，亦可采用下式估算，式中D_max為S、R點(diǎn)之間允許的最大色散值（ps/nm）；D的含義同上。

L＝D_max / D

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光傳輸工程的設(shè)計(jì)方法的考慮是基于各等級(jí)光接口的參數(shù)及規(guī)范值的，而光接口的參數(shù)及規(guī)范值又是基于各種應(yīng)用的（主要是目標(biāo)距離），而規(guī)范各種應(yīng)用的目的是為了滿足混用各個(gè)生產(chǎn)廠商的光傳輸設(shè)備的能力。

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