網(wǎng)絡(luò)管理員：城域網(wǎng)中光纖選型的技術(shù)因素

　　當(dāng)前的城域網(wǎng)主要基于SDH多業(yè)務(wù)平臺(tái)，組成環(huán)網(wǎng)在每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行電路的交叉，光信號(hào)在每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行3R再生。為了適應(yīng)將來的業(yè)務(wù)流量，將來城域網(wǎng)絡(luò)將由對(duì)波長(zhǎng)透明的光網(wǎng)絡(luò)組成，波長(zhǎng)在每個(gè)節(jié)點(diǎn)直通和上下，而不必在每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行3R再生。

　　城域網(wǎng)的需求

　　在透明的城域光網(wǎng)絡(luò)中，必須確保信號(hào)在環(huán)中傳送時(shí)不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的信號(hào)劣化。信號(hào)中繼距離不再是10～40公里，而應(yīng)確保200公里以上。城域網(wǎng)絡(luò)必須能支持各種數(shù)據(jù)速率，各種協(xié)議，如以太網(wǎng)、IP、SDH，還有多種業(yè)務(wù)。光纖通常在1550nm 波長(zhǎng)區(qū)具有較低的衰減。因?yàn)?310nm 激光器便宜，早期的系統(tǒng)多工作在1310nm 波長(zhǎng)區(qū)，城域網(wǎng)所用的光纖必須同時(shí)支持1310nm 和1550nm 。

　　波長(zhǎng)透明的光網(wǎng)絡(luò)也要求光纖與當(dāng)前工作在1550nm 波長(zhǎng)區(qū)的DWDM兼容，以及與其他波長(zhǎng)區(qū)兼容來提供額外的容量和靈活性。用于城域接入網(wǎng)的不帶放大器的短距離的CWDM具有更大的經(jīng)濟(jì)性，其波長(zhǎng)間隔大約是20nm，允許使用便宜的非制冷的激光器和WDM濾波器，CWDM也需要更寬的波長(zhǎng)工作區(qū)。

　　光纖的選型考慮

　　在已有網(wǎng)絡(luò)中選擇光纖時(shí)，有很多因素需要考慮，其中關(guān)鍵的兩個(gè)是衰減和色散。這兩個(gè)因素決定了光纖的選擇，最終也影響了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的費(fèi)用。今天城域網(wǎng)的主流光纖是標(biāo)準(zhǔn)單模光纖(SMF) 。SMF在O、S、C、L波段具有可用性，但是在1383nm 區(qū)的衰減峰即水峰使其在E波段運(yùn)用不理想。為了打開光傳輸?shù)腅波段，一種增強(qiáng)單模光纖(E-SMF) 出現(xiàn)了，其顯著地降低了1383nm 區(qū)水峰的衰減，而沒有影響光纖的色散特性，因此E-SMF在1260nm 到1625nm 區(qū)，所有的波段都具有可用性。更寬的波長(zhǎng)區(qū)使增強(qiáng)的單模光纖(E-SMF)在CWDM應(yīng)用中更合適。

　　隨著將來波長(zhǎng)透明光網(wǎng)絡(luò)在城域網(wǎng)環(huán)中的應(yīng)用，系統(tǒng)將工作在超過信號(hào)再生中繼距離的范圍。由于SMF和E-SMF的色散系數(shù)較高，10Gbit/s系統(tǒng)的色散距離限制在70公里左右，較長(zhǎng)的環(huán)網(wǎng)將需要色散補(bǔ)償模塊，這種色散補(bǔ)償模塊實(shí)際上是負(fù)色散系數(shù)的光纖組成，用來減輕光纖正色散值的積累，當(dāng)這種模塊用于超長(zhǎng)距離時(shí)，他們會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)價(jià)格的上升和具有較大的衰減。一個(gè)DCM模塊的價(jià)格與其所補(bǔ)償?shù)墓饫w價(jià)格幾乎相同，導(dǎo)致的衰減將需要在環(huán)中增加額外的放大器。這樣色散的限制使SMF適用于70公里以下。

　　非零色散唯一光纖(NZ-DSF) 對(duì)于超過70公里的應(yīng)用是一個(gè)較好的選擇NZ-DSF其零色散點(diǎn)位置相對(duì)于SMF來說在較長(zhǎng)的波長(zhǎng)點(diǎn)。NZ-DSF在1550nm區(qū)其衰減和色散是適合于高性能的傳輸?shù)�。NZ-DSF最初是為長(zhǎng)距離優(yōu)化設(shè)計(jì)的，新一代的NZ-DSF將具有在城域網(wǎng)中的理想工作性能。

　　城域網(wǎng)中的NZ-DSF ：一種在1550nm區(qū)為8ps/nm.km 的正色散系數(shù)，而另一種則具有-8ps/nm.km的負(fù)色散系數(shù)，兩種產(chǎn)品在1550nm區(qū)的適度色散系數(shù)提供了適于DWDM的傳輸性能。城域的 NZ-DSF提供了從1440nm到1625nm ，包括C、S、L波段的DWDM可用性，由于城域 NZ-DSF的色散系數(shù)小于SMF的一半，所以其可能提供兩倍于SMF的色散受限距離，在未來的系統(tǒng)中NZ-DSF光纖將可以達(dá)到200公里而不需要額外的色散補(bǔ)償，當(dāng)然也不需要色散補(bǔ)償光纖(DCF)和光放大器。

　　盡管具有正負(fù)色散系數(shù)的NZ-DSF都可以讓10Gbit/s系統(tǒng)在C波段的工作距離大于200公里，但是推薦使用具有正色散系數(shù)的光纖，因其能提供更遠(yuǎn)的工作距離，且具有兼容40G系統(tǒng)的潛力，并且兼容已有的系統(tǒng)和接入應(yīng)用，10Gbit/s和40Gbit/s系統(tǒng)需要光纖能被標(biāo)準(zhǔn)的色散模塊補(bǔ)償，而當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)的色散補(bǔ)償模塊(DCM)是負(fù)色散系數(shù)的光纖。他們不能補(bǔ)償負(fù)色散系數(shù)的NZ-DSF 。

　　具有較高正色散系數(shù)的SMF可用于補(bǔ)償負(fù)色散系數(shù)的NZ-DSF ，但是需要大量的SMF，1公里的SMF僅能補(bǔ)償2公里的負(fù)色散系數(shù)的NZ-DSF 。這將顯著增加網(wǎng)絡(luò)的衰減使補(bǔ)償顯得不現(xiàn)實(shí)。同時(shí)由于色散斜率的不一致，這種補(bǔ)償將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不同波長(zhǎng)區(qū)的色散積累差異較大。在將來的40Gbit/s 系統(tǒng)中色散限制要求更嚴(yán)，所有的光纖色散積累必須得到補(bǔ)償，考慮到40Gbit/s系統(tǒng)具有較高的色散補(bǔ)償要求，為了與其它系統(tǒng)的兼容，建議不使用負(fù)色散NZ-DSF。建議城域網(wǎng)環(huán)境使用具有正色散系數(shù)的光纖。

　　因?yàn)檎�色散系�?shù)城域NZ-DSF零色散點(diǎn)大致在1400nm 。它在1310nm 具有相對(duì)低的色散系數(shù)，其色散系數(shù)只相當(dāng)于是負(fù)色散NZ-DSF的1/4，典型值為-6ps/nm.km 。相對(duì)于正色散系數(shù)NZ-DSF在1310nm的性能， E - SMF 或者SMF在1310nm 區(qū)具有零色散點(diǎn)，將具有單信道最長(zhǎng)的色散受限距離。

　　結(jié)論

　　當(dāng)信號(hào)在每個(gè)節(jié)點(diǎn)具備3R再生功能時(shí)，SMF光纖是今天城域網(wǎng)的最佳選擇，但對(duì)將來的網(wǎng)絡(luò)基于不同數(shù)據(jù)速率和傳輸速率的光纖最佳選擇會(huì)有所不同。將來城域網(wǎng)絡(luò)將是透明的光波長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)，將需要更遠(yuǎn)的傳輸距離，更高的數(shù)據(jù)速率，將會(huì)使有效傳輸距離縮短。這些因素將會(huì)對(duì)將來光纖選擇有更嚴(yán)格的要求。建議低于70公里，采用E-SMF是最經(jīng)濟(jì)的，因?yàn)镾MF和E-SMF光纖價(jià)格都很低，用于10G的系統(tǒng)也不需要色散補(bǔ)償。超過200公里，則正色散系數(shù)NZ-DSF是最恰當(dāng)?shù)倪x擇。對(duì)于傳輸距離不確定的透明波長(zhǎng)光網(wǎng)絡(luò)，建議采用混合E-SMF和正色散系數(shù)NZ-DSF光纖的光纜，E-SMF適合于今天的經(jīng)濟(jì)應(yīng)用，正色散系數(shù)ZN-DSF適合于將來的嚴(yán)格需要。