光傳輸系統主要是一個衰減受限和色散受限的系統。因此，其系統的工程設計相對比較復雜，其不同的應用場合（分類代碼）涉及的參數指標較多，既要考慮傳輸性能的保持，又要考慮工程的投入成本，還要考慮系統的升級等因素。為此，ITU-T在各建議規范光接口的同時，都推薦了相應的光傳輸工程的設計方法的考慮，以實現其橫向兼容性。我國標準參照ITU-T相關建議也對光傳輸工程的設計方法的考慮做了要求，下述結合我國的相關標準給以簡要的介紹。

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一、GB/T 20185的要求

在GB/T 20185-2006《同步數字體系設備和系統的光接口技術要求》中，其附錄A《光傳輸工程的設計和升級考慮》（資料性附錄）介紹了下述光傳輸工程的幾種設計方法及升級的考慮，其主要內容有

1、設計假定；

2、最壞情況設計法；

3、統計設計法；

4、升級考慮：升級到更高速率等級；升級到更長傳輸距離；從單路升級到多路系統

5、光的安全考慮；

6、聯合工程設計。

若要詳細了解上述具體內容的請查閱下附件1-1。

附件1-1：《光傳輸工程的設計和升級考慮》

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絡的光接口上實現光學安全工作條件（人眼和皮膚）的技術提供了指導和要求，特別是對于采用高功率喇曼放大技術的系統，受限制和受控地點的設備。還包括同步數字系列（SDH）系統定義的自動激光關閉（ALS）程序、采用高功率喇曼放大技術的系統提供的自動功率降低（APR）程序的新指南等。若要詳細了解ITU-T G.664建議書具體內容的請查閱下附件1-2。

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

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二、GB/T 15941的要求

在GB/T 15941-2008《同步數字體系（SDH）光纜線路系統進網要求》中也介紹了光傳輸系統的上述三種設計方法：最壞值設計法、聯合設計法和統計設計法，但與上述GB/T 20185-2006的解釋與敘述方式不甚相同。另外，還給出了一種設計方法為：與光放大器和色散調節有關的設計方法。其4種設計方法的內容詳見下表2。

表2：SDH光纜傳輸系統的四種設計方法

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三、GB/T 51242的要求

1、設計方法要求

在GB/T 51242-2017《同步數字體系（SDH）光纖傳輸系統工程設計規范》中規定：光同步數字傳輸系統（SDH）中繼段設計應采用最壞值設計法。

其理由是：最壞值設計法，即在設計中繼段時，將所有光參數指標都按最壞值（即系統壽命終了前，所有系統和光纜富余度都用盡，且處于允許的最惡劣的環境條件下仍能滿足的指標）進行計算。采用最環值設計法的系統不存在先期失效問題，缺點是各項參數同時出現最壞值的概率極小，因而在正常情況下有相當大的富余度，設計結果比較保守，在一定程度上會使系統總成本有所提高。但最壞值設計法為工程設計人員和設備制造廠商提供了簡單的設計指導和明確的元部件指標，并且可以實現基本光纜段上設備的橫向兼容，因此設計應中優先選用最環值設計法。

2、設計要求

GB/T 51242-2017規定：采用最壞值設計法時，對于STM-16及以下速率的系統，中繼段設計長度應同時滿足系統所允許的衰減和色散的要求，應分別計算出衰減受限和色散受限時的中繼長度，取其中的最小值。對于速率為STM-64的系統，中繼段設計距離應同時滿足系統所允許的衰減、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，采用最壞值設計法時，對于STM-16及以下速率的系統，分別給出了下述衰減受限和色散受限時的中繼長度計算方法。而這個計算方法是遵從于下圖3-2所示的光纜傳輸系統的參考配置

圖3-2：光纜傳輸系統參考配置

1）衰減受限系統

對于衰減受限系統，先根據S和R點之間的所有光功率損耗來確定總的光通道衰減值，然后據此確定光接口參數規范中適用的系統分類代碼及相應的一整套光系統參數。當光通道衰減值落在不同的應用場合之間的重疊區時，則兩種系統分類代碼下的兩套光參數都是適用的，最經濟的設計是對應較小衰減范圍的那套系統。衰減受限系統實際可達中繼段距離可用下式估算，式中符號的含義、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：衰減受限系統中繼段距離計算符號含義、說明及參考取值

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2）色散受限系統

對于色散受限系統，可首先確定所設計的中繼段的總色散值，然后據此確定光接口參數規范中適用的系統分類代碼及相應的一整套光系統參數。此處的色散指色度色散（CD）。色散受限系統實際可達中繼段距離可用下式估算：

L＝10⁶·ε /（B·D·δλ）

式中：L為中繼段長度（km）；ε當光源為多縱模激光器時取0.115；當光源為單縱模激光器時取0.306；B為線路信號比特率（Mbit/s）；δλ為系統壽命終了時光源的均方根譜寬（nm）。D為系統壽命終了時光纖色散系數（ps/nm·km），G.652光纖光纖色散系數按18 ps/nm·km取定（1550 nm工作窗口）；對于G.655光纖，不同廠家的光纖色散系數差別較大，應根據光纖類型具體取定。

色散受限系統中繼段距離，亦可采用下式估算，式中D_max為S、R點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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光傳輸工程的設計方法的考慮是基于各等級光接口的參數及規范值的，而光接口的參數及規范值又是基于各種應用的（主要是目標距離），而規范各種應用的目的是為了滿足混用各個生產廠商的光傳輸設備的能力。

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