用SDH光接口參數(shù)評判色散補償方案

王原麗，嚴小軍

(武漢理工大學信息工程學院，湖北 武漢 430070)

密集波分復用(DWDM)技術是目前能夠充分挖掘光纖寬帶潛力最有效的技術?，F(xiàn)在，商用DWDM系統(tǒng)的單信道速率已達到40 Gb/s，信道數(shù)可達到數(shù)十個。高速率和長跨距是光纖傳輸系統(tǒng)發(fā)展的兩個方向，目前100 Gb/s的DWDM系統(tǒng)已經(jīng)研制成功，系統(tǒng)的速率理論上還可以提高，然而光纖本身的色散限制了光纖傳輸系統(tǒng)的發(fā)展[1－3]。色散不僅影響了光纖傳輸系統(tǒng)的速率，也影響了傳輸距離[4－5]。因此如何有效地控制光纖色散成為國內(nèi)外研究的熱點問題。

SDH是目前光纖通信系統(tǒng)的傳輸標準，SDH光接口是其中最具特色的部分，它實現(xiàn)了標準化，使得不同網(wǎng)元可以經(jīng)光路直接相連，減少了不必要的光/電轉換，避免了信號損傷(如脈沖變形等)，節(jié)約了網(wǎng)絡運行成本[6]。SDH光接口的標準化是通過SDH光接口參數(shù)實現(xiàn)的。目前單路SDH系統(tǒng)中的STM－16光接口參數(shù)是最常用的一組參數(shù)。

在DWDM系統(tǒng)中，各路SDH光信道有其各自的色散，色散不僅影響本信道的信號傳輸，而且還會影響相鄰信道的信號傳輸。雖然目前人們提出了很多色散補償方案，但是對于這些方案的性能優(yōu)劣，人們卻很少關心。筆者通過研究，提出了一種用單信道SDH光接口參數(shù)評判多信道DWDM系統(tǒng)中色散補償方案的方法。

1 SDH光接口

SDH網(wǎng)絡系統(tǒng)的光接口位置如圖1所示[7]。圖1中，S點為緊挨著發(fā)送機(TX)活動連接器(CTX)后的參考點，R為緊挨著接收機(RX)活動連接器(CRX)前的參考點。

光接口的參數(shù)可以分為3類:①參考點S的發(fā)送機光參數(shù)(光線路碼型、系統(tǒng)工作波長范圍、發(fā)送機);②參考點R的接收機光參數(shù);③S與R點之間的光參數(shù)(光通道)。所有參數(shù)均為最壞值，即在極端的(最壞的)光通道衰減和色散條件下，仍然滿足每個再生段(光纜段)的誤碼率不大于1 ×10－10的要求[8]。

圖1 光接口示意圖

光接口按照使用場合和傳輸距離可分為局內(nèi)短距離、局間短距離和局間長距離3種。不同的應用場合用不同的代碼表示，如表1所示。

表1 光接口代碼一覽表

表1中所列的工作波長可以是單波長，也可以是波分復用系統(tǒng)中的主工作波長。如果將DWDM考慮進傳統(tǒng)的SDH傳輸系統(tǒng)中，在某一主工作波長附近，通過密集波分復用，將會有多路光信道，這些信道各自攜帶自身的STM信號，然后通過SDH光接口復用，進而在光纖中傳輸。

2 SDH光接口參數(shù)評判方法

2.1 STM－16光接口參數(shù)

當波分復用技術運用到SDH傳輸中時，各路光信號有其各自的色散，同時各路光信道之間由于傳輸速率和傳輸特性不同，色散會相互影響，且計算相當復雜，因此，用傳統(tǒng)的單路SDH系統(tǒng)的光接口參數(shù)來評判色散補償方案顯得不切實際。同時多路光信號在發(fā)送端并不會受到色散的影響，因此，用發(fā)送端光接口參數(shù)來評判色散補償方案也不太合適。多路光信號在接收端解復用后，攜帶著STM信號的各路光信道分離，這樣，可以單獨對某個信道進行性能測試。因此，盡管多信道SDH傳輸系統(tǒng)的色散情況很復雜，但是在接收端可以用單信道SDH光接口參數(shù)對分離后的各路光信道單獨進行性能測試。

目前STM－16光接口參數(shù)是單路SDH系統(tǒng)常用的參數(shù)，STM－16接收機參數(shù)如表2所示。

表2 STM－16接收機參數(shù)

其中，分類代碼第一位字母表示應用場合:I為局內(nèi)通信，S為局間短距離通信，L為局間長距離通信[9]。字母橫杠后的前兩個數(shù)字表示STM的速率等級，此處為STM－16，第3個數(shù)字表示工作的波長窗口和所用光纖類型:1和空白表示工作窗口為1 310 nm，所用光纖為G.652光纖;2表示工作窗口為1 550 nm，所用光纖為 G.652或G.654光纖;3表示工作窗口為1 550 nm，所用光纖為 G.653 光纖[10]。

在表2所列的眾多光接收機參數(shù)中，最主要的參數(shù)是最小靈敏度。接收機靈敏度定義為R點處為達到1×10－10的長期平均誤碼率(BER)值所需要的平均接收功率的最小可接收值。它是光接收機最重要的技術指標，靈敏度會隨碼率的提高而降低。因為碼率越高，每秒鐘輸入到光接收機中的光脈沖數(shù)量就會增加，每個光脈沖皆需要具有一定的光能量(功率)，因此需要光功率值的增加。一般情況下，對設備靈敏度的實測值要比指標最小要求值(最壞值)大3 dB左右(靈敏度余度)[11]。

2.2 實施辦法

根據(jù)光接收機靈敏度的定義可知，誤碼率和靈敏度聯(lián)系在一起，其測試方法也相同。

光纖通信系統(tǒng)的誤碼性能通常用長期平均誤碼率(BER)、誤碼的時間百分數(shù)(SES)和誤碼秒百分數(shù)(ES)表示。其中長期平均誤碼率簡稱誤碼率，它表示長時間測量中誤碼數(shù)目與傳送的總碼元數(shù)之比。顯然誤碼率BER是系統(tǒng)長期統(tǒng)計平均的誤碼結果，雖然它在反映系統(tǒng)是否有突發(fā)性、成群的誤碼存在方面的性能不如SES和ES，但是在測量靈敏度的過程中，恰恰需要測量長時間的誤碼性能。因此，在實際的靈敏度測量中，系統(tǒng)的誤碼性能常用BER來表示。

靈敏度的測試過程圖如圖2所示。

圖2 光接收機靈敏度的測試過程圖

測試方法如下:

(1)按圖示接好測試系統(tǒng)，誤碼儀的發(fā)送部分按規(guī)定送出213－1或215－1偽隨機碼，用來調(diào)制光發(fā)射機;

(2)增大光衰減器的衰減量，同時監(jiān)測誤碼，計算相應的誤碼率BER，直到誤碼儀指示的誤碼率為某一要求值(如10－10);

(3)斷開光纖連接器，用光功率計測量此時的接收光功率Pmin，即為要求誤碼率下的接收靈敏度(如BER=10－10時的靈敏度值)。

靈敏度一般采用dBm表示，即:

在圖2所示的測試裝置中，將光衰減器以長光纖代替，便可測量出傳輸一定距離后光接收機的誤碼率。

在采用某種色散補償方案的光纖傳輸系統(tǒng)中，使用這種方法測量出最小靈敏度，在采用其他色散補償方案的光纖傳輸系統(tǒng)中，也類似地測量出最小靈敏度。通過比較這些最小靈敏度的值，就可評判出這些色散補償方案的優(yōu)劣。

3 結論

筆者給出了光接口及光接口參數(shù)類型，以目前常用的STM－16光接收機參數(shù)為例，提出了在多信道SDH傳輸系統(tǒng)中，可以用SDH光接收機參數(shù)來評判色散補償方案。最后給出了用SDH光接收機靈敏度這一參數(shù)評判色散補償方案的可行性和實施辦法，即在接收端經(jīng)過解復用后，對單路信道用SDH光接收機的靈敏度測試系統(tǒng)性能。在密集光波分復用系統(tǒng)中色散補償方案的評價方面，筆者的一些探究性工作頗具參考價值。

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