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SDH光通信工程设计中的色散分析和计算 The analyse and calculation of the dispersion in the design for the SDH fiber transmission engineering 栾宏之 陈可军 （山东电力工程咨询院） 摘 要： 本文对于SDH光传输系统做了简单介绍，对特别是高速率（10Gb/s以上）SDH光传输系统色散的产生机理，做了详细分析，提出了通过选择激光器类型和各种类型的光纤来降低色散的方法，并提出适合工程应用的几种中继段色散受限计算方法。 关键词： SDH光传输 色散 计算 Abstract: This paper analyzes the principle of the dispersion in the high speed SDH fiber transmission system(especially in 10Gbit/s system).it proposes some methods for the limit calculation of dispersion in relay transmission system ,which can be used in the engineering design. Keyword: SDH fiber transmission dispersion calculation 1、 SDH光同步传输系统的简介 20世纪80年代中期以来，光纤通信获得了大规模的应用。其应用场合已经逐步从长途通信、市话局间中继通信转向用户接入网。光纤通信的价廉、优良的宽带特性使之成为电信网的主要传输手段。 1.1 SDH速率等级： ITU-T建议G.707所规范的标准速率目前主要有5种速率等级，即STM-1/155Mbit/s，STM-4/622Mbit/s，STM-16/2488Mbit/s，STM-64/9953Mbit/s和STM-256/39813Mbit/s，后一种速率等级目前使用较少。我国电力系统SDH光通信中主要使用前4种速率。 1.2 SDH帧结构 ITU-T采纳了一种以字节结构为基础的矩形块状帧结构，它由270×N列和9行字节组成，每字节为8bit。对于STM-1而言，帧长度为270×9＝2430个字节，相当于2430×8＝19440bit,每秒共传8000帧。其结构安排如下图所示： STM-N帧结构 1.3 SDH光接口参数 对于光线路码型，ITU-T采用了简单扰码方式，分为归零码（RZ）和非归零码（NRZ）。由于从整个系统的光功率利用率来看，NRZ比RZ要好1－2dB,这在高速率系统应用很重要。故ITU-T正式推荐的统一码型是NRZ。 1.4发送机光谱特性 光谱特性是光源的重要参数，ITU-T建议G.957规范了以下三种参数： 最大均方根宽度（σ）：为度量光脉冲能量的集中程度，通常采用均方根宽度（σ）。对于多纵模激光器采用σ表征其光谱宽度非常合适。 最大－20dB宽度：单纵模激光器的光谱特性如图所示，主要能量集中在主模中，因而其光谱宽度是按主模中心波长的最大峰值功率跌落－20dB时的最大全宽来定义的。对于高斯形的主模光谱，可计算出－20dB时的全宽相当6.07σ。 MLM的典型光谱特性 SLM的典型光谱特性 最小边模抑制比（SMSR）:单纵模激光器在动态调制时也会出现多个纵模，只是边模的功率比主模小很多而已。因此为了控制SLM的模分配噪声，必须保证SLM有足够的边模抑制比（SMSR）。其定义公式为： SMSR＝10lg(M1/M2) M1--主模的平均光功率 M2—最显著的边模光功率 ITU-T建议G.957规定SLM的最小边模抑制比为30dB,即主模功率至少比边模功率大1000倍以上。 2、激光器光源类型及相关光谱特性 2.1 F-P腔激光器 F-P激光器也称法布里-泊罗腔激光器，即普通的在半导体双异质结（DH）中心有源区产生的受激光发射，其管芯结构称之为法布里-泊罗腔。这种典型的结型半导体激光器的光谱特性常常比较宽，发射的光波中往往包含了若干模的组合，这主要是由于激光器谐振腔内空间烧孔效应造成的. 2.2量子阱激光器 基本上讲，量子阱激光二极管是把一般双异质结（DH）激光二极管的有源层厚度作成数十纳米以下的结构。具有一个载流子势阱和两个势垒的量子阱LD称之为单量子阱（SQW）LD，具有n个流子势阱和（n+1）个势垒的量子阱LD称之为多量子阱(MQW)LD。 下图为一般F-P激光器和MQW量子阱激光器在高速调制工作时的输出光谱比较。 图3-1 高速