WDM_OTN_基础知识_光纤传输系统的关键参数

距离&容量

波分主要解决两大问题，一是距离，二是容量，跟路由器MSTP不一样，波分往往传风跨甚至几十跨，几百公里甚至几千公里，所以波分的话，必须要解决好光功率，色散，信噪比以及非线性这四大问题，才能实现信号的无误码传输。

光功率的话，主要是表征能量的强弱单位，就是能不能接收到信号，就像我说话大家能不能听得到一样，色散的话主要是相邻波道的窜扰问题。信噪比的话主要是表征信号的清晰度问题，还有非线性的话，主要是大功率的影响。

再来介绍光功率之前，我们先介绍两个重要的单位，一个是dB,一个是dBm。

dB/dBm是什么？

dB就是表征两个光功率的比值，是个相对值，使用以10为底的对数乘以10来表示，一般为10lg(P1/P2),可以将dB当作一个进位制，比如说二进制，十进制，十六进制，我们也可以把dB当成一个dB进制，大家来看一下，常用比值与dB值和十进制的比值。

比如说10000用dB的表示就是10dB,1000的话就是30dB,然后我们常用的单位的话就是两倍，就是3dB,衰耗一半的话就是-3dB。然后我们常用的那个放大器，比如说OAU103,它的最大的增益就是36dB,然后我们下面来介绍一个光功率的dBm。

dBm的话是表征功率的单位，是个绝对值，它跟mW一一对应，它使用10为底的对数，除以这个1mW来表示，一般为10lg(p/1mW)，dBm是个非常方便的，表征到0.01mW到1000mW这个范围的功率值，我们来看一下我们常用的光功率mW和dBm的对比表。

比如说10 dBm就是1000mW,这个20dBm就是100mW,然后0dBm就是1mW,然后-30dBm就是0.001mW,然后-40dBm就是0.0001mW,可以看出dBm来表示是非常简洁的。比如说我们1dBm就是1.3mW,4dBm就是2.5mW。然后大家公问我们为什么用nW,不用那个十进制来表示呢？

为什么一定要用db和dBm呢，这主要是db和dBm有两个好处，一个是可以把一个很大的数，或者很小的数来表征成我们可以感知的数。比如说0.001mW就不如说 -30dBm来简单，还有呢，对数的话可以把乘除法变成加减法，这在16 17世纪，计算机没有大量普通的年代，给运算带来很大的方便的，我们现在就把dBm和db讲的非常清楚了。

光功率

光功率的话是光在单位时间内所做的功，是表示光的能量强度，光功率的话是用毫瓦(mW),这个波分领域一般用dBm表示，dBm和mW有一一对应的关系，我们来看一下我们常用的光功率，光功率的值的话有，比如说我们100G OTU,那个最低发射光光功率是-5dBm,最大的发射光功率是0dBm。然后我们那个OAU101/106的话，那个输出光功率是正1dBm,这个是发射光功率。

我们再看看接收灵敏度，怎么叫接收灵敏度呢，就是灵敏度的话就是最低接收光光功率，如果你低于这个灵敏度，接收端的话，放大器就收不到你的信号了，我们可以看个常用的接收灵敏度，比如说Pin管的话，接收灵敏度的话是-13dBm，OAU OBU的话接收灵敏度是-32dBm,Raman放大器的话，最低可以达到-52dBm。光功率的话，就知道它是一个能量的单位，能表征能量的强弱。

下面就讲光功率预算。

光功率预算的话就是放大器，发端的放大器和收端的放大器，这两个差值之间所能允许这个线路衰耗的最大值，线路衰耗还要加上那个余量，一般我们的余量尼是3dB,如果这个能cover住这个范围的话，光功率就是满足要求的，如果不能cover这个线路消耗和那个余量的要求的话，接收端的话是收不到信号的，或者会影响那个误码。下面我们讲第二个参数。

色散

色散的话，一束白光经过棱镜，然后变成红橙黄绿表蓝紫七色的光，我们一般说的话不同的颜色的光，不同波长的光，不同频率的光，其实上是一个意思，灰光，灰白光，就是一般是路由器,客户侧发的光也是同一个意思。色散的话，我们在单模光纤中主要有两种色散，一种是那个色度色散，还有一种是偏正膜色散。

我们先来讲色度色散，色度色散的话，是不同频率的光在光纤中，由于他传输的速度不一样，造成那个频谱的展宽，这个就是光纤的色度色散。色度色散的话，这个单位就是这个皮秒除以那个纳米然后每公里(ps/nm*km)，可以说一纳米的光经过一公里之后的频谱的展宽是多少，就是这个色散技术。大家来看一看这个动画，就可以看到那个色散，经过一段距离的话，频谱会展宽，会靠近一点。再经过一段距离话，它的频谱会贴在一起，形成了波道之间的串扰。

 那么下面讲那个偏振模色散。

偏振模式色散的话，主要是有两个偏振态，这两个偏振态传输的速度不一样，造成的频谱展宽叫做偏振模色散，简称的话就是PMD，我们一般的话说那个PMD系统，如果偏振色散的话，值的话我们用DGD来表示，这个就是差分群时延。由于信号的偏振模式上，对高速功率信号的话影响比较大，所以我们在100G系统里要特别注意那个偏振模色散。色散的话，并不是这个越少越好，比如说这个零色散的话，就会造成四波混频效应， 我们根据色散系统不同，分成三种类型的光纤。

这个在1550 窗口的话，G.652光纤的色散系数是17,G.655光纤的话是4.5左右，然后G.653的话是零色散，为零色散的话，它有严重的四波混频效应，对那个波分的话，这个是非常的危险性。所以说G653光纤的话，原来是发明用于传输单波SDH信号的，它并不适合于在传输波分，它那个传输波分的性能的话，要比那个G652和G655要大打折扣。

信噪比

信噪比的话，是光信号的功率和噪声功率的比值，它由于起了对数，把那个乘除法变成了加减法，这个表中的话，计算信噪比的话是要一个噪声指数，这个是放大器自身带来的，波分中，信噪比的话，大家可以看看这个动画，它只跟光放有关，它每经过一级光放，它的信号的话，信噪比就会劣化一级，经过10级，8级或者几十级之后，信号功率和噪声功率就越来越接近，信噪比的话，一个低于15dB，很多情况下就会出现那个误码了，这个信号不能很好的传输了。

非线性

从本质来看的话，所有介质都有非线性，单模光纤的话，主要非线性有两种，一种是受激非弹性散射，例如这个SRS，还有SBS。还有一种呢，另一种非线性是克尔效应，克乐效应的话，主要是自相位调制（SPM）,SPM还有我们常见的四波混频，这个G653光纤中的四波混频效应。

总结

所以说我们现在讲完这四个参数了，我们回来看系统的话，就可以看到，光功率是一个能量的强弱，能不能收到信号的问题，色散的话是相邻波道之间的干扰问题，信噪比的话讲那个信号的清晰度问题，如何去消除误码，非线性的话主要是大功率的影响，然后混频，串扰的影响，只要解决了4大问题的话，波分就可以实现无误码的传输。