摘要

多年來，最大光纜中單芯光纖衰減已成為光纖衰減性能的行業(yè)標準。這保證了系統(tǒng)設(shè)計者可以考慮到鏈路設(shè)計的最差情況下的衰減。仰仗于現(xiàn)今高度先進的光纖和光纜制造技術(shù)，這些光纜中最大光纖衰減事件的頻率越來越罕見，其次，更具代表性的衰減規(guī)范也是必要的。這一擬議的指標，鏈路設(shè)計衰減（基于典型衰減），定義了一個更實用的衰減值，應(yīng)用于光纜性能分析和系統(tǒng)設(shè)計。

背景

從歷史上看，光纜中最大單芯光纖衰減已被用作光纖衰減性能的規(guī)范。這是必要的，在過去，由于光纖接點的不連續(xù)性，基于光纖衰減的非均勻性，和布線處理的初期，可能導(dǎo)致部分光纜中光纖衰減值明顯高于在同光纜中的其他光纖。系統(tǒng)設(shè)計者和最終用戶將這些最高衰減光纖的衰減值設(shè)計為最大衰減的保護規(guī)范。

在此期間，平均成纜光纖損耗有時被認為是掩蓋光纜中多個高衰減光纖的手段。平均沒有充分定義光纜中光纖衰減分布，特別是當光纜包含多個高衰減光纖時。對此，制造商和行業(yè)標準化規(guī)范了最大光纖衰減，以保護最終用戶因?qū)?shù)學運算不準確，沒有準確地表現(xiàn)出個別光纜的衰減性能。光纖光纜行業(yè)在其近40年的歷史中，經(jīng)歷了巨大的改進。光纖衰減明顯改善，如較低的衰減系數(shù)和降低點間斷面規(guī)格。同樣，光纖布線行業(yè)也高度改進了其過程，以大大減少甚至消除布線過程中的附加衰減，稱為布線變量。即使是用于評估工廠和現(xiàn)場光纖光纜性能的測量系統(tǒng)也有了很大改進。結(jié)果，光纜中實際的單根光纖衰減與指定的最大單根光纖衰減顯著偏離。系統(tǒng)設(shè)計者繼續(xù)將鏈路損耗計算作為最壞情況下衰減的基礎(chǔ)，但這些實例比它們的歷史規(guī)范頻率低得多。由于最大單芯光纖規(guī)格的保守性，光鏈路的最大性能可能無法實現(xiàn)。很顯然，需要另一個指標，更精確地定義光纜和“建成”鏈路的衰減，同時保持與最大單芯光纖規(guī)格有關(guān)的某種程度的保守性。

鏈路設(shè)計衰減

為了確定這個新的度量值是如何指定的，一個實際的光纜中光纖衰減分布是隨機抽樣產(chǎn)生的平均衰減值，跨度從二到二十個長度的光纖。結(jié)果圖，如圖1A和1B所示，多達20個光纜連接，然后進行分析，以確定所需的跨度接近穩(wěn)定狀態(tài)?？缇噙_到穩(wěn)定狀態(tài)的鏈路數(shù)表示產(chǎn)生技術(shù)可信的平均衰減所需的最小值。圖1A和1B清楚地說明了只有八個串聯(lián)連接后產(chǎn)生穩(wěn)定的光纖衰減。可以使用其他方法以實現(xiàn)相同的結(jié)果。

圖1A（左圖），圖1B（右圖）：多個光纖鏈路的串聯(lián)光纖衰減分布

為了正確生成建議的規(guī)范，需要進行額外的統(tǒng)計處理。在穩(wěn)態(tài)點上可以得出鏈路設(shè)計衰減的極限，該穩(wěn)態(tài)點被證明是八個串聯(lián)鏈路。在圖2A和2B中，建議的鏈路設(shè)計衰減由綠線表示，根據(jù)八個連接鏈路的規(guī)范表示99.9%置信閾值。這一結(jié)果支持使用鏈路設(shè)計衰減來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計并保持合理的保護頻帶的概念。

圖2A（左），圖2B（右）：多光纖鏈路的串聯(lián)光纖衰減分布

業(yè)界已經(jīng)為統(tǒng)計處理鏈路設(shè)計中PMD的確定的應(yīng)用建立了一個先例（IEC 60794-3）。為了保持與現(xiàn)有標準的一致性，可以使用二十個跨距來確定鏈路設(shè)計衰減值。蒙特卡洛模擬表明，只要八個跨距足以實現(xiàn)鏈路設(shè)計衰減的穩(wěn)定表現(xiàn)。使用額外的跨距不會導(dǎo)致能力的顯著增強。此外，較小的跨數(shù)有助于更好地將規(guī)范與接入網(wǎng)對齊。表1提供了一個示例，說明鏈接設(shè)計衰減如何通過確保更高級別的性能來使客戶受益。

表1：鏈路設(shè)計衰減示例與目前執(zhí)行的ITU-T G652.D標準中最大光纖衰減特性的比較

利用這種鏈路設(shè)計衰減代替最大光纖衰減的幾個好處變得明顯。長途線路的傳輸距離可以達到更長的距離。光纖到戶部署可以通過增加中心辦公室端的光線路終端（OLT）和房屋端的光網(wǎng)絡(luò)終端（ONT）之間的徑向距離來服務(wù)更大的區(qū)域。這確保了包含在一個高品質(zhì)光纜中的高性能光纖，如今最充分的設(shè)計能力，以及可以實現(xiàn)的應(yīng)用空間。

總結(jié)

利用網(wǎng)絡(luò)設(shè)計光纜中光纖的最大衰減值，無法實現(xiàn)光纖系統(tǒng)的全部性能。一級光纜制造商如康寧光通信在布線過程由的改進，一個新的度量的使用，鏈接設(shè)計衰減（從我們的規(guī)格表典型值的基礎(chǔ)上）可以用于確定一個系統(tǒng)的損耗預(yù)算。支持數(shù)據(jù)清楚地表明，這仍然為網(wǎng)絡(luò)設(shè)計者提供了一個可接受的保守度。