分光比的计算

dongwenbin-2008

光链路设计分光比的计算

在光链路的设计中，光纤损耗、分光损耗、分光附加损耗、活动接头损耗和光链路（总）损耗几项参数，很显然，光链路损耗是以上其他几项损耗的总和：

光链路损耗=光纤损耗+分光损耗+分光附加损耗+活动接头损耗   (dB)

光纤损耗，是光信号在光纤中传输时光功率消耗引起的，在设计时1310nm通常按每km0.4dB计算，1550nm通常按0.25dB计算。某一光路光纤损耗的dB数，换算成该路单路功率损耗mW数按下式计算：

某单路功率损耗=100.1光纤损耗    （mW）

（某路）分光比K=某单路功率损耗/各路功率损耗总和

（某路）分光损耗= -10lg K     (dB)

分光损耗，实际上是分光时的光功率转移造成的，不是光功率的消耗引起的，因此在计算分光比时不能将它计算进去。但是在计算光链路总损耗时必须将它加进去。

分光附加损耗，是分光时的分光器自身消耗了光功率造成的；活动接头损耗也是其自身消耗了光功率造成的，因此这两项本来应该在计算分光比时都加进和光纤损耗中，算出三者的总损耗dB数，然后换算出损耗总功率数mW，再据此计算出分光比，这样计算得出的最后计算结果最为准确。但是由于分光附加损耗和活动接头损耗的量值，比光纤损耗要小得多，而且各条光链路的数值基本相等，在计算分光比时把各条光路的这两项数值统统忽略不计，对分光比计算结果的影响很微小。因此，通常在计算分光比时都把分光附加损耗和活动接头损耗忽略不计，仅仅将光纤损耗换算成光功率来计算分光比。但是在计算光链路总损耗的时候，这两项数值都要计算进去。

分光器附加损耗的大小，和分光路数的多少有关，设计时可从表1中选取数值。

表1 分光器的附加损耗值

分光 路数	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	16
损耗 dB	0.20	0.30	0.40	0.45	0.50	0.55	0.60	0.70	0.80	0.90	1.00	1.20

活动接头损耗，要根据光链路中活动接头的总数量计算，通常按每个接头0.3～0.5dB选取。每条光路至少有两个活动接头的：光发射机和分光器之间、末端光纤和光接收机之间。出口路数较多的分光器，输出口和光纤之间通常也用活动接头连接；采用光放大器、多级分光器时，活动接头的数量就可能更多了。

可能还有“分光器插入损耗”一词，它量值是：

分光器插入损耗=分光损耗+分光附加损耗

如果大家在设计的时候已经把“分光损耗”和“分光附加损耗”分别单独列出来了，那么就不必要再用“分光器插入损耗”的数据了。

如果大家需要用“分光器插入损耗”来代替“分光损耗”和“分光附加损耗”，那么光链路（总）损耗原来的计算式：

光链路损耗=光纤损耗+分光损耗+分光附加损耗+活动接头损耗   (dB)

就得改为：

光链路损耗=光纤损耗+分光器插入损耗+活动接头损耗   (dB)

这里举例说明一个一发三收，各路光缆长度分别为10 km、8 km、5 km的1310光链路设计过程（光路损耗以0.4L计算），来说明以上几项参数含义和数量关系，设计计算过程和结果列入表2：

表2   光链路设计

项目	光纤 长度 km	光纤 损耗 dB	光纤 功耗 mW	分光比 K	分光 损耗 dB	分光附 加损耗 dB	活动接 头损耗 dB	光链 路总 损耗
序号	①	②	③	④	⑤	⑥	⑦	⑧
算式		0.4×①	100.1②	③/小计	-10lgK	查表2	按个数算
光 路 数 据	10	4.0	2.512	0.4061	3.91	0.3	1.0	9.21
	8	3.2	2.089	0.3377	4.71	0.3	1.0	9.21
	5	2.0	1.585	0.2562	5.91	0.3	1.0	9.21
	小计		6.186

光发射机功率，要根据（全）光链路的损耗⑧和光接收机的接收光功率两者来确定。本例算出的光链路损耗是9.21 dB，如果接收光功率是0dBm，那么就需要容许链路损耗为9.21 dBm的光发射机，要求这台光发射机的输出光率为8.34mW；，如果接收光功率是-2dBm，那么就需要容许链路损耗为7.21 dBm的光发射机，要求这台光发射机的输出光率为5.26mW。

2010-07-21 12:50

分光比的计算方法及注意事项随着1550nm光传输技术的发展，1550nm传输方案被越来越多的广电运营商所采纳，相对传统的1310nm传输方式，1550nm具有成本低、能耗低、信号指标和网络安全性高等诸多优点，2010年1月份，威海企业对经区机房的部分光节点进行了网络升级，改用1550nm的光传输方案，通过日常学习的常识结合网络改造中遇到的问题，总结了一点在分光比计算方面的方法和经验，与大家分享。
     以一个实际的工程案例来说明：
     如下图所示


     假设某分前端机房计划使用1550nm光传输方式传输信号，所带的光节点距离均在10KM以内，光节点的输入光功率要求在-7-0dbmw之间，两个不同方向的光信号源经光切换开关形成保护后接1台23dbmw的EDFA带光节点信号，光分路采用2级光分路均分的方法分配，计算出EDFA到光纤配纤架之间所采用的光分路器的型号及分光比，即计算出图中X和Y的值。
     计算方法及注意事项：
     1、分光比的计算方法应采用倒推法，即从光纤配线架的输入光功率逐级往上推。
     2、插损是以dbmw为单位来计算，而光分配是以mw为单位来计算，要注意单位转换。
     3、尾纤的插损不能忽视，特别是高功率的光信号插损非常大，比如23dbmw的光信号经过2次插损后光功率变为22dbmw，实际损耗了40mw的光功率，而16dbmw的光信号变为15mw，只损失9MW的光功率，如果在计算时没有明确加入插损的计算，只是估计数值，很可能导致计算结果与实际结果产生了较大的偏差。
     4、尾纤的插入损耗一般按0.5dbmw计算。
     5、1550nm的光信号在光缆中的衰减为0.25dbmw/km
     6、dbmw和mw的单位转化公式，既dBmw= 10 x log[ 功率 mw]。
     熟练掌握以上几点，根据案例中给出的光功率要求，大家就可以推出在这个网络中光分路器的选型及分光比，进行合理的采购。具体的方法如下：
     1、首先大家知道光节点的接收光功率要求为-7-0dbmw，而光节点的传输距离均在10KM之内，即链路中的光功率损耗在不会超过3dbmw（含插损），在设计中大家应该留有余量，由此大家可将光纤配纤架的输入光功率设计为0dbmw。
     2、若2级光分路采用10路均分分路器，即y=10，则其输入光功率如下计算：
     （1）0+0.5dbmw=0.5dbmw=1.12mw
     （2）1.12mw*10=11.2mw=10.5dbmw
     （3）10.5dbmw+0.5dbmw=11dbmw
     即2级光分路器的输入光功率为11dbmw，其中步骤（1）和（3）分别为2次插损计算。
     3、将插损加入第1级分光分路器的输出：11dbmw+0.5 dbmw（1次插损）=11.5 dbmw =14mw
     4、将插损加入第1级光分路器的输入：23 dbmw -1 dbmw（2次插损）=22 dbmw =158mw
     5、第1级均分光分路器分路数：158/14=11.2，即1级光分路器可采用11口均分。
     通过以上计算可以得出结论：该分前端机房1550nm光传输网络按图中方式组网，第一级光分路器应使用1*11路均分，第二级光分路器使用1*10路均分，共可传输11*10=110个光节点的光信号。