數字傳輸的有效性由判決誤碼率界定。引起誤碼的原因是數字信號在傳輸過程中過度的衰耗和波形畸變。光接收機內部的放大功能可以補償信號的傳輸衰耗，因此接收機靈敏度明確了光信號衰耗的允許限度。影響傳輸光信號波形畸變的因素相當復雜，目前光接收機還沒有補償波形畸變的功能，也就不能提供波形畸變允許限度的技術指標。高速光纖通信系統是色散受限系統。色散受限系統的設計需要考慮的問題很多，已經不能再像PDH系統那樣簡單。

一、影響光信號波形畸變的因素

影響光信號波形畸變的因素可以歸納為如下幾類：

1、光發送機的影響

光發送機對光信號波形畸變的影響表現詳見下表1-1中。

表1-1：光發送機對光信號波形畸變的影響表現

2、光纖色散效應的距離積累引起光脈沖展寬

展寬程度與LD的線寬和系統傳輸速率密切相關。

3、光源的頻譜特性和光纖色散特性的共同影響

光源的頻譜特性和光纖色散特性的共同影響表現詳見下表1-3中。

表1-3：光源的頻譜特性和光纖色散特性的共同影響表現

4、S點的回波和R點的反射

造成正、反向波相干使信號波形變形。

5、采用光功率放大情況下的光纖非線性效應的影響。

二、ITU-T制定光接口規范的基本思路

1、綜述

ITU-T建議G.957、G.691和G.693等文件給出了光接口規范，但沒有闡述制定光接口規范的思路。這里提出如下看法，提供通信人參考。ITU-T制定光接口規范的基本思路如圖2-1所示。如此規范帶來可能有的主要好處詳見下表2-1中。

圖2-1：ITU-T制定光接口規范的基本思路

表2-1：圖2-1思路所帶來的好處

欲具體了解ITU-T上述光接口建議內容的請進入。

G.957和G.691等建議了SDH各等級光接口規范指標。可以從中了解這些指標之間有什么聯系，哪些指標是系統設計考慮的對象，哪些指標在系統設計中沒有選擇余地。

全部規范指標分為光發送機、光通路和光接收機的性能要求三部分。就這些指標的性質而言，又分為四種情況：N/A表明系統設計中不需考慮；ffs是需要考慮但目前還無法確切給出具體指標，待研究；第三種指標給出了明確值，它們有的是設備制作廠商需要解決的問題，系統設計中只須注意選用設備是否滿足TIU-T規范。有的在系統設計中必須進行核算，以確保所設計的系統滿足這些要求；第四種指標的特點是給出了一個范圍，給系統設計留出了選擇余地，如何在規范的范圍內求得通信容量、傳輸距離和系統成本的完滿統一，是系統設計的主要任務。

欲具體了解ITU-T建議的光接口參數值要求的請進入。

2、關于第三類的指標

上述第三類指標即給出明確值的指標，這類指標占多數。包括：發送消光比；S點的回波損耗；R點的反射系數；S-R點之間的離散反射系數；最大光通路代價以及接收機的靈敏度和最小過載光功率。其中接收機的靈敏度和最小過載光功率指標是根據目前實用的接收機在壽命將終了時、最壞情況下可能達到的性能水平制定的。采用PIN-FET組件作光檢測器的接收機具有使用方便，成本低的特點。但其響應速度慢，隨著碼速的提高，其檢出電脈沖的上升沿和下降沿也逐漸拉長，接收機靈敏度明顯下降，因此只在STM-1和STM-4系統中采用，在STM-4中其靈敏度也就是-18dBm左右。STM-16和STM-64只采用響應速度高的InGaAs/InP-APD作光檢測器的接收機，其不帶光放大器的接收靈敏度大約為-24 dBm，比PIN-FET光檢測器的接收機有5~ 10dBm的改善。采用小信號光放大器作預放的接收靈敏度提高到-34 dBm。當然ITU-T建議的指標是稍為保守的。系統設計時，為使傳輸成本最佳化可以根據實際選用接收機的靈敏度指標的最壞值適當提高ITU-T接口規范中的接收機靈敏度指標。至于回波損耗和反射系數指標，系統設計時不需另作計算，但在選用設備時需明確這些規范指標。光通路功率代價應作實際核算。消光比指標如確有必要提高時必須與發送機制造廠家預先協商。

3、關于第四類指標

第四類技術指標即給出了一個范圍值。包括：光源的工作波長、發送光功率、譜線寬度、光通路的總衰耗和總色散。系統設計中需要對這些指標的組合進行反復計算、比較，以達到傳輸成本的最佳化。這里要強調的內容有：

1）此類指標的變動都直接影響傳輸成本；

2）光源的譜寬的改變意味著選用不同類型的光源，這將是發送機成本主要的影響因素。ITU-T的分類規范已經合理地考慮了成本因素，系統設計一般不宜改變譜寬要求。譜寬用最大均方根RMS（用于MLM-ID）或最大-20 dB譜寬（用于SLM-LD）；

3）工作波長的選擇只有四種情況，系統設計時可以考慮在A，B，C，D四種波長范圍之間選擇，通常情況下改變這四種波長范圍不但不能降低傳輸成本，反而可能增加設備成本；

欲具體了解四種波長范圍介紹的請進入。

4）平均發送光功率一般在最大值和最小值之間選擇。當實際距離明顯小于分類代號的目標距離時，選用同類光源更小的發送功率有利設備成本降低。但是想再提高平均發送光功率最大值來滿足更長的傳輸距離要求一般都是不可行的。因為實際光源產品最大平均發送光功率已經沒有多少余量。

5）光通路總衰耗指標可以用公式：“總衰耗=光平均發送光功率-光接收機靈敏度-通路代價-設備富余度”推算出來。例如L-4.3，取發送機余度為2 dB，接收機余度為4 dB，其最大總衰耗為：2-（-28）-1-6＝24dB，最小總衰耗為：-3-（-28）-1-6＋（-8）=10 dB。又如U-16.2，發送機因接有光放大器可不另加富余度，其最大總衰耗為：15-（-34）-2-3=44 dB，而最小總衰耗為：12-（-34）-2-3+（-18）=23 dB，比規范中列的數值小10 dB，這是因為接收機前帶有光預放大，而接收機本身的過載功率并不因為有光預放而變大。從另一角度來講，一個實際的系統，如果通路的總損耗只有23 dB，就沒有必要使用光放大器，選用U-16.2系統的設計已經是錯誤的。光通路總色散指標也可以由傳輸速率、光源的譜寬和選用光纖在工作波長范圍內的最大色散系數推算出來。總之，光通路的總衰耗和總色散指標與光發送機和光接收機靈敏度指標之間存在關聯性。

三、影響因素的處理辦法

ITU-T建議G.957和G.691建議對上述影響光信號波形畸變的五類因素的處理辦法是：

第1類影響因素不存在傳輸距離的積累問題。通過規定光發送眼圖的最低要求和消光比允許的最小值予以規范。并明確規范了測量方法。若光發送機的性能劣于規范要求，則禁止進入系統。光發送機的性能優于規范要求情況下，發送波形對判決誤碼的影響已歸入接收機靈敏度指標，無需再作功率代價計算。

第2類影響因素由于存在傳輸距離的積累問題，在高速系統中它被看成限制傳輸距離的主要因素。光接口規范處理它的辦法是設定一個目標傳輸距離，然后規定允許的最大色散值。系統設計只需根據實際的站間距離，調整工作波長和光源譜寬要求，以求得成本的最低化。

第3類影響因素最難處理，它們有可能微不足道，也可能導致突發性的嚴重誤碼。理論上很難將它們與判決誤碼率之間建立直接關聯表示式。實踐上難于將它們對誤碼率的貢獻分離出來。所以處理它們的辦法是：把它們的影響統稱為光通路功率代價，并限定不得超過1dB（L-16.2放寬至2 dB）。系統設計必需進行實際核算，只有核算結果證實光通路功率代價不超出規定指標的情況下，設計才是成立的。

第4類因素對判決誤碼率的影響也難以量化，反射很小時可以忽略不計，反射過大又會使傳輸失效。不過與第3類因素不同，它們容易測量。處理它們的辦法是給一個限定值，小于此值時反射效應對傳輸系統的影響予以忽略，因此也無需再計算功率代價。反射效應劣于規范值就必需予以排除。

第5類因素分別對待。通過控制發送光功率等措施，利用自相位調制作色散補償，限制受激拉曼和布里淵散射和防止多通道中的交叉相位調制和四波混頻效應的影響。

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