數(shù)字傳輸?shù)挠行杂膳袥Q誤碼率界定。引起誤碼的原因是數(shù)字信號在傳輸過程中過度的衰耗和波形畸變。光接收機內(nèi)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(dāng)復(fù)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(shù)指標(biāo)。高速光纖通信系統(tǒng)是色散受限系統(tǒng)。色散受限系統(tǒng)的設(shè)計需要考慮的問題很多，已經(jīng)不能再像PDH系統(tǒng)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(fā)送機的影響

光發(fā)送機對光信號波形畸變的影響表現(xiàn)詳見下表1-1中。

表1-1：光發(fā)送機對光信號波形畸變的影響表現(xiàn)

2、光纖色散效應(yīng)的距離積累引起光脈沖展寬

展寬程度與LD的線寬和系統(tǒng)傳輸速率密切相關(guān)。

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(xiàn)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(xiàn)

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(yīng)的影響。

二、ITU-T制定光接口規(guī)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(guī)范，但沒有闡述制定光接口規(guī)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(guī)范的基本思路如圖2-1所示。如此規(guī)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(guī)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(nèi)容的請進入。

G.957和G.691等建議了SDH各等級光接口規(guī)范指標(biāo)。可以從中了解這些指標(biāo)之間有什么聯(lián)系，哪些指標(biāo)是系統(tǒng)設(shè)計考慮的對象，哪些指標(biāo)在系統(tǒng)設(shè)計中沒有選擇余地。

全部規(guī)范指標(biāo)分為光發(fā)送機、光通路和光接收機的性能要求三部分。就這些指標(biāo)的性質(zhì)而言，又分為四種情況：N/A表明系統(tǒng)設(shè)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(biāo)，待研究；第三種指標(biāo)給出了明確值，它們有的是設(shè)備制作廠商需要解決的問題，系統(tǒng)設(shè)計中只須注意選用設(shè)備是否滿足TIU-T規(guī)范。有的在系統(tǒng)設(shè)計中必須進行核算，以確保所設(shè)計的系統(tǒng)滿足這些要求；第四種指標(biāo)的特點是給出了一個范圍，給系統(tǒng)設(shè)計留出了選擇余地，如何在規(guī)范的范圍內(nèi)求得通信容量、傳輸距離和系統(tǒng)成本的完滿統(tǒng)一，是系統(tǒng)設(shè)計的主要任務(wù)。

欲具體了解ITU-T建議的光接口參數(shù)值要求的請進入。

2、關(guān)于第三類的指標(biāo)

上述第三類指標(biāo)即給出明確值的指標(biāo)，這類指標(biāo)占多數(shù)。包括：發(fā)送消光比；S點的回波損耗；R點的反射系數(shù)；S-R點之間的離散反射系數(shù)；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(biāo)是根據(jù)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(yīng)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(tǒng)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(yīng)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(yù)放的接收靈敏度提高到-34 dBm。當(dāng)然ITU-T建議的指標(biāo)是稍為保守的。系統(tǒng)設(shè)計時，為使傳輸成本最佳化可以根據(jù)實際選用接收機的靈敏度指標(biāo)的最壞值適當(dāng)提高ITU-T接口規(guī)范中的接收機靈敏度指標(biāo)。至于回波損耗和反射系數(shù)指標(biāo)，系統(tǒng)設(shè)計時不需另作計算，但在選用設(shè)備時需明確這些規(guī)范指標(biāo)。光通路功率代價應(yīng)作實際核算。消光比指標(biāo)如確有必要提高時必須與發(fā)送機制造廠家預(yù)先協(xié)商。

3、關(guān)于第四類指標(biāo)

第四類技術(shù)指標(biāo)即給出了一個范圍值。包括：光源的工作波長、發(fā)送光功率、譜線寬度、光通路的總衰耗和總色散。系統(tǒng)設(shè)計中需要對這些指標(biāo)的組合進行反復(fù)計算、比較，以達到傳輸成本的最佳化。這里要強調(diào)的內(nèi)容有：

1）此類指標(biāo)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(fā)送機成本主要的影響因素。ITU-T的分類規(guī)范已經(jīng)合理地考慮了成本因素，系統(tǒng)設(shè)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(tǒng)設(shè)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(shè)備成本；

欲具體了解四種波長范圍介紹的請進入。

4）平均發(fā)送光功率一般在最大值和最小值之間選擇。當(dāng)實際距離明顯小于分類代號的目標(biāo)距離時，選用同類光源更小的發(fā)送功率有利設(shè)備成本降低。但是想再提高平均發(fā)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(chǎn)品最大平均發(fā)送光功率已經(jīng)沒有多少余量。

5）光通路總衰耗指標(biāo)可以用公式：“總衰耗=光平均發(fā)送光功率-光接收機靈敏度-通路代價-設(shè)備富余度”推算出來。例如L-4.3，取發(fā)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(fā)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(guī)范中列的數(shù)值小10 dB，這是因為接收機前帶有光預(yù)放大，而接收機本身的過載功率并不因為有光預(yù)放而變大。從另一角度來講，一個實際的系統(tǒng)，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(tǒng)的設(shè)計已經(jīng)是錯誤的。光通路總色散指標(biāo)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(nèi)的最大色散系數(shù)推算出來。總之，光通路的總衰耗和總色散指標(biāo)與光發(fā)送機和光接收機靈敏度指標(biāo)之間存在關(guān)聯(lián)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(guī)定光發(fā)送眼圖的最低要求和消光比允許的最小值予以規(guī)范。并明確規(guī)范了測量方法。若光發(fā)送機的性能劣于規(guī)范要求，則禁止進入系統(tǒng)。光發(fā)送機的性能優(yōu)于規(guī)范要求情況下，發(fā)送波形對判決誤碼的影響已歸入接收機靈敏度指標(biāo)，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(tǒng)中它被看成限制傳輸距離的主要因素。光接口規(guī)范處理它的辦法是設(shè)定一個目標(biāo)傳輸距離，然后規(guī)定允許的最大色散值。系統(tǒng)設(shè)計只需根據(jù)實際的站間距離，調(diào)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(dǎo)致突發(fā)性的嚴(yán)重誤碼。理論上很難將它們與判決誤碼率之間建立直接關(guān)聯(lián)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(tǒng)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(tǒng)設(shè)計必需進行實際核算，只有核算結(jié)果證實光通路功率代價不超出規(guī)定指標(biāo)的情況下，設(shè)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?nèi)菀诇y量。處理它們的辦法是給一個限定值，小于此值時反射效應(yīng)對傳輸系統(tǒng)的影響予以忽略，因此也無需再計算功率代價。反射效應(yīng)劣于規(guī)范值就必需予以排除。

第5類因素分別對待。通過控制發(fā)送光功率等措施，利用自相位調(diào)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(diào)制和四波混頻效應(yīng)的影響。

欲進一步了解SDH光接口應(yīng)用及代碼介紹的請進入。