定义
光预算是指光网络设计中,为保证各式各样的光传输段达到需要的性能水平而对总的光功率损耗、色散和带宽等参数的估算。
分类光纤通信系统的系统设计要进行的预算:功率预算、带宽预算、上升时间预算、色散预算、系统功率代价。
光功率损耗预算对光通信网络系统中的光功率进行损耗估算和管理,保证光纤链路中信号损失最低,可给接收机提供足够光功率。例如:EPON系统中ODN的光功率预算。
光带宽预算光纤的损耗可以接近理论极限。在高速光纤传输系统中,限制传输距离的是光纤的色散因素。一种简单分析色散的方法就是进行系统上升时间分析。上升时间定义为系统在阶跃脉冲作用下,从幅值的10%上升到90%所需要的响应时间。链路总的脉冲展宽时间等于每一种因素引起的脉冲展宽时间的均方根。
严重限制系统传输速率的4个基本因素为:光发射机展宽时间、光纤材料色散的展宽时间、光纤模式色散展宽时间和光接收机展宽时间。
应用ODN光功率预算ODN的光功率1预算所容许的损耗定义为S/R和R/S(S:光发信参考点、R:光收信参考点)参考点之间的光损耗,以dB表示。这一损耗包括了光纤和无源光元件(例如光分路器、活动连接器和光接头等)所引入的损耗。ODN的容许损耗值对下行和上行方向是相同的。
决定整个系统光通道损耗性能的参数主要有下面三项:
①ODN光通道间的最大损耗差;
②最大容许通道损耗,即最小发送功率和最高接收灵敏度的差;
③最小容许通道损耗,即最大发送功率和最低接收灵敏度(过载点)的差。
上述定义中的收发机参数均为寿命结束条件下的参数,即包括了温度和老化造成的影响。而且最后的最大和最小损耗值应该在需要的环境和波长范围内规定,而不仅仅是在给定波长,给定时间和给定温度下的测量结果。
光通道的损耗计算方法有最坏值法、统计法和联合设计法。鉴于接入网环境传输距离很短,通常无须使用联合设计法,并建议采用最坏值法。
最坏值法是将所有光通道中的光元件损耗值迭加起来即为ODN光通道的光损耗,这些损耗值都应该是系统寿命终了前处于允许工作范围内任意点的数值。这样设计的系统显然是十分安全的。
对于FTTH工程,可根据下列接光接入网常用的工程数据估算本工程ODN的传输损耗:
(1)OLT光发送电平:-4~2dbm(1490nm);
(2)OLT光接收电平:-28~-8dbm(1310nm);
(3)ONU光发送电平:-4.0~2.0dbm(1310nm);
(4)ONU光接收电平:-24.0~-8.0dbm(1490nm);
(5)建议的ODN衰耗:10~26db, (取23dB);
(6)G.652单模光纤衰耗:≤0.34 dB/km(1310nm);
(7)光纤跳纤、尾纤插入损耗:0.1db~0.3db;
(8)法兰盘插入损耗:≤0.4db;
(9)1:4双窗口单模光纤树型耦合器的插入衰耗:≤7.1db;
(10)1:8双窗口单模光纤树型耦合器的插入衰耗:≤10db;
(11)1:32双窗口单模光纤树型耦合器的插入衰耗:≤16.6db
不同光缆色散预算传输系统有可能由不同品种(G.652和G.655)的光缆传输段(光放段)组成。设计时应考虑2:
①色度色散预算
光缆线路的色度色散通常比较稳定,它不会由于施工或使用环境变化而发生变化。其色度色散预算可按以下几点考虑:
a)凡是由G.652光缆组成的传输段,其1550nm波长的色度色散统一按18 ps/(nm·km)考虑,C+L波段的最大波长的色度色散可按20 ps/(nm·km)考虑;
b)凡是能确定所用的G.655光缆是采用哪一个光纤厂商、何时生产的哪个子类的光纤,并能掌握其色散参数的,可按其标称值进行设计,否则只能逐段实地测试,根据测试结果进行设计;
c)根据传输方向相关传输段的每段光缆线路总色散之和,核算色散对传输距离的限制。
②偏振模色散预算
光缆线路偏振模色散(PMD)的大小,除了与光纤质量和光缆结构内在的原因有决定性的直接关系外,还与光缆在敷设和使用过程中周围环境等因素有关。因此,即使在光缆线路工程竣工资料中已明确记录了竣工时的光纤链路的偏振模色散值,也不能以此数据进行设计,因为光缆线路在运行中会不断地受到外界条件的改变而变化。例如路由的改迁、线路故障的修复或同管道路由上其他线缆的施工而造成光纤线路位置的移动等。因此,光纤传输系统工程设计时,必须做偏振模色散的实地测量,以测量结果进行设计。