城域传送网的光纤特性和应用原则

信息产业部电信研究院通信标准研究所 张海懿
1.概述
光纤是光信号的物理传输媒质，其特性直接影响光纤传输系统的带宽和传输距离，目前已开发出不同特性的光纤以适应不同的应用，常用的光纤种类有常规单模光纤G.652、色
散位移光纤G.653、截止波长位移单模光纤G.654、非零色散位移光纤G.655和适用于宽带传送的非零色散位移光纤G.656，前三种光纤的低损耗区都在1550nm波长附近，G.656光纤将非零色散位移光纤使用的波长范围延伸到了1460～1625nm波段。
无论是骨干网还是城域网，目前主要应用的还是G.652光纤，G.655光纤已开始采用。过去由于技术的限制光纤只有少数的几种，同时我国已埋设的光纤几乎都是常规单模光纤，选型问题就不那么重要。现在新型光纤越来越多。在设计传输系统和进行传输网建设时，光纤的选型就十分重要。下面将着重介绍G.652和G.655光纤的特性，对于北京移动城域传送网建设的光纤选型进行分析。
2.G.652光纤特性
G.652光纤是现在网络上应用比较多的一种光纤，ITU-T对于G.652分为四类光纤，表1列出的是G.652.A、G.652.B、G.652.C和G.652.D光纤光缆的特性。
G.652四种光纤的分类主要基于PMD的要求和在1383nm处的衰耗要求。G.652.A光纤用于支持G.957和G.691最高速率为STM-16或10 Gbit/s最大传输距离为40 km(Ethernet)和STM-256用于G.693的应用。G.652.B光纤用于支持速率高达STM-64的更高比特率的应用，如G.691和G.692中的某些应用，G.693和G.959.1中的某些STM-256应用，根据应用不同，色度色散的容限需要考虑。G.652.C与G.652.A类似，但是允许的波长范围扩展到从1360nm到1530nm.。G.652.D与G.652.B类似，但是允许的波长范围扩展到从1360nm到1530 nm。
在2003年1月修改G.652光纤标准时，希望全面提高G.652光纤的特性，至少都要支持10Gbit/s的长途应用，对G.652B要求支持40Gbit/s的长途应用，所以开始提出G.652B的PMDQ应小于0.10ps/Ökm。后来基于考虑40Gbit/s的应用主要从城域网开始，10Gbit/s系统的传送在3000km左右已经可以覆盖大部分应用情况，所以放宽到0.20ps/Ökm。经过调整过的各类G.652光纤的特性为：G.652A支持10Gbit/s系统传输距离可达400km，10Gbit/s以太网的传输达40km，支持40Gbit/s系统的距离为2km。对于G.652B型光纤，必须支持10Gbit/s系统传输距离可达3000km以上，40Gbit/s系统的传输距离为80km。
对于G.652C型光纤，基本属性与G.652A相同，但在1550nm的衰减系数更低，而且消除了1380nm附近的水吸收峰，即系统可以工作在1360~1530nm波段。
为了使无水吸收峰光纤也能支持G.652B所支持的那些应用，必须对无水吸收峰光纤的PMDQ提出更严的要求，因此有必要定义一种新的光纤类型，即G.652D型光纤。这种光纤的参数指标如表5所示。可以看出，G.652D型光纤的属性与G.652B光纤基本相同，而衰减系数与G.652C光纤相同，即系统可以工作在1360~1530nm波段。
 

 
表1 G.652.A、G.652.B、G.652.C和G.652.D光纤光缆的特性
注：
对于未成缆的光纤的最大PMD系数可以作为一个选项由成缆者来规范以便支持对于光缆PMDQ的主要要求，假设这一要求是由特定的光缆成缆证明的。
2.1.1.G.655光纤特性
G.655光纤分为三类，这几种光纤的分类主要基于PMD的要求和色度色散特性。G.655.A光纤用于支持G.691、G.692、G.693和G.959.1应用，考虑到G.692应用，取决于通路波长和特定光纤的色散特性，总输入光功率的最大值应当进行限制，最小通路间隔的典型值应当限制在200GHz。G.655.B光纤用于支持G.691、G.692、G.693和G.959.1中的应用，考虑到G.692应用，取决于通路波长和特定光纤的色散特性，总输入光功率的最大值可以高于G.655.A光纤，最小通路间隔的典型值应当为100GHz或更小，对于PMD的要求允许STM-64系统传输距离至少达到400km。G.655.C与G.655.B类似，但是更严格的PMD要求允许STM-64系统的传输距离大于400km，同时也能适用于G.959.1的STM-256应用，注：许多海底应用可以采用G.655.B和G.655.C光纤，对于海缆应用的对于某些限制会发生变化，例如光缆的截止波长的数值可以达到1500nm。
新的G.655B光纤可以支持以10Gbit/s为基础的100GHz及其以下间隔的DWDM系统在C和L波段的应用。为了既能满足100GHz及其以下间隔DWDM系统在C、L波段的应用，又能使N×10Gbit/s系统传送3000km以上，或支持N×40Gbit/s系统传送80km以上，就规范了一种新的G.655C型光纤。这种光纤的特性如表2所示。可以看出除了PMDQ为0.20 ps/*km之外，它的其他属性和G.655B是一样的。
表2 G.655.A、G.655.B、G.655.C光纤光缆的特性
 

 
注：
1对于未成缆的光纤的最大PMD系数可以作为一个选项由成缆者来规范以便支持对于光缆PMDQ的主要要求，假设这一要求是由特定的光缆成缆证明的。
2.1.2.城域传送网光纤选型和光缆组网原则
综合上述对于G.652和G.655光纤的特性分析，对于城域传送网光纤选型和光缆组网可以得出以下原则：
lG.652光纤主要适合于STM-16及其以下速率SDH和WDM系统的传输，适用于基于STM-64和STM-256的部分应用。G.652.A和G.652.B光纤的区别在于，后者支持10Gb/s的超长距传输和40Gb/s的应用；G.652.C和G.652.D与前两种光纤的区别在于消除了水峰，可以工作在1360～1530nm，传输特性分别与G.652.A和G.652.B类似。
lG.655光纤主要适合于WDM系统和高速率TDM系统(STM-64和STM-256)的传输。G.655.A光纤适用于通路间隔为200GHz的WDM系统，G.655B光纤可以支持以10Gbit/s为基础的100GHz及其以下间隔的DWDM系统在C和L波段的应用，G.655.C光纤在支持以上应用的基础上，又能使N×10Gbit/s系统传送3000km以上，或支持N×40Gbit/s系统传送80km以上。
lG.652和G.655光纤均适用于城域网的应用，但是鉴于城域网传输距离短、DWDM系统应用不会非常普遍、单通路速率可能会达到较高、CWDM系统在光纤资源紧缺的地区会有一些应用等方面的特点，目前G.652光纤较适合于城域网的应用，G.652.C光纤消除了水吸收峰，为未来网络的应用提供了发展空间，在价格与传统G.652.A和G.652.B光纤相差不大的情况下是较好的选择。
l对于特大型城市，业务量较大，传输容量需求较高，在核心网采用DWDM以及今后采用高速率的TDM系统的可能性较大，因此不排除使用G.655光纤的可能性，G.655.B光纤是较好的选择。
l城域光缆线路以管道光缆为主，辅以架空和其它敷设方式的极少量光缆，其特点是：线路段比较短，光缆的芯数呈多样化(例如城域网光缆可选的有6、8、12、24、48、72、96、144、216、288芯等)，可根据城市规模灵活选择。
l对于城域光缆网的建设，建议不要采用混缆方案，对于部分地区由于管道等方面的限制，已经选择采用G.652C＋G.655的混缆方案，但在运维方面应当注意这种配置可能会出现误连接即将不同类型光纤错联在一起的情况，造成连接损耗、OTDR单向异常、链路色度色散、链路色散斜率、截止波长和非线性效应等方面的影响，劣化系统性能，应当在线路的运维过程中给予特别关注。