光纤通信设计报告

光纤通信课程设计报告班级：12电子1班姓名：XXXX学号：XXXXXX指导老师：XXXXXX广东水利电力职业技术学院自动化工程系2014年07月04日广东水利电力职业技术学院自动化工程系广东水利电力职业技术学院自动化工程系2014年07月04日目录实训任务书二、设计内容三、设计所依据文件四、课程设计要求系统设计依据设计规模及方案选定系统构成、系统功能描述、系统主要技术指标要求设备及光缆选型及其主要技术指标设计计算书主要设备材料清单五、参考资料六、收获体会一、实训任务书课程名称光纤通信技术设计题目光纤传输系统设计姓名/学号XXXX小组成员设计目的通过本课程设计有应使学生具备以下基本技能：了解国家、行业相关的光纤传输系统工程设计及验收规范；熟悉光纤传输系统中常用的技术指标及系统设计要求；掌握光纤传输系统设计的内容、步骤和方法；提高计算、编写技术文件的技能。设计内容省内某水电专用网分区域联网通信，需设计一个拓扑结构为链状的光纤传输系统，需求见附件。设计内容包括：选择路由、设置站点确定系统传输制式和速率光纤传输系统构成选择光源、光检测器、光缆纤芯对中继段进行损耗和色散预算选择合适的设备，提供设备的性能指标。设计要求完成链状结构的光纤传输系统综合设计：在设计再生中继段时，所有参数（包括设备的发送光功率、接收灵敏度、光纤衰减系数、接头与活动连接器插入损耗等参数）常用最坏值法设计。综合应用所学知识，依据行业规范和标准设计时应考虑任务书规定的实际情况，切忌机械地搬套。利用互联网，搜集相关器件、材料、设备等的信息资料，选择适合本课程设计的设备及材料。认真细致，独立思考，独自完成设计任务课程设计报告要求课程设计报告内容要求如下：实训报告封面实训任务书设计所依据的文件课程设计主文档系统设计依据设计规模及方案选定系统构成、系统功能描述、系统主要技术指标要求设备及光缆选型及其主要技术指标设计计算书主要设备材料清单参考资料（如果有）收获体会进度安排6月30日：组队，选择课题，对课题进行思考理解，分配任务7月1~2日：查找技术资料，对课题进行讨论分析，进行系统设计7月3~4日：编写课程设计报告并提交（7月4日提交）参考资料YD5102-2010长途通信线路工程设计规范YD-T5121-2010长途通信线路工程验收现范YD-T50595-2005SDH长途光缆传输系统工程设计规范YD-T5044-2005SDH长途光缆传输系统工程验收规范QGDW166[1].4-2010国家电网公司输变电工程初步设计内容深度规定第4部分：电力系统光纤通信《光纤通信（第2版）》乔桂红主编二、设计内容从揭阳市到从化市间建立一个拓扑结构为链状的光纤传输系统。并选择路由、设置站点确定系统传输制式和速率光纤传输系统构成选择光源、光检测器、光缆纤芯对中继段进行损耗和色散预算选择合适的设备，提供设备的性能指标三、设计所依据的文件光纤通信(第二版乔桂红),光纤通信系统的设计、SDH光接口参数、光信号接口指标等文件。四、课程设计要求1）系统设计依据从揭阳市到从化市之间建立一个拓扑结构为链状的光纤传输系统，揭阳市到从化市直线距离为310㎞左右且经过一些山峰，而我总觉得要选择路由站点与中继站点建立在地势比较低，平坦而且较发达的地区。选择如：途径揭阳市、普宁市、汕尾陆丰、海丰、惠州惠东、惠州市中心、增城市、从化市。其中揭阳市到普宁市需光缆40km,（均已考虑光缆富余度）普宁到陆丰需光缆68㎞，陆丰到海丰需35㎞，海丰到惠东68㎞，惠东到惠州市中心35㎞，惠州市到增城68㎞，增城到从化市42㎞。在系统的传输容量确定后，就因确定系统的工作波长，然后选择工作在这一区域内的器件。如果系统传输距离不太远，工作波长可以选择在第一窗口（800~900nm）；如果传输距离较远，应选择1300

nm或1550

nm波长。故使用传输模块为STM-4，L4.2，G.625类型光纤（即传输速率为622.080Mbit/s,工作窗口为1550nm,L表示长距离通信，4表示STM-4，2表示1550nm窗口与G.625类型光纤）STM-4光接口指标如下图：（本设计一些参数使用下图一些典型值）2）设计规模与方案选定揭阳市到从化市之间建立一个拓扑结构为链状的光纤传输系统属于比较小的通信系统，所以要建立的站点也比较少（5~6个），传输速率也比较低（622.080Mbit/s）即可满足。所以决定该通信系统使用传输模块为STM-4，L4.2，使用G.625类型光纤，光缆规格为GYTA-4B1(室外用金属重型加强构件，聚乙烯粘结护层铝带蔽通信光缆，4芯，G.625类型单模)。在揭阳市、普宁市、汕尾陆丰、海丰、惠州市中心、增城市、从化市设站点（光端机，每一部光端机包含光发送机和光接收机两部分），接收上一站发送过来的信号，通过‘光—电’‘电光’转换后再一次发送出去。因海丰到惠州市中心距离为113㎞（大于78㎞），故在惠东设立中继器以延长传输距离。3）系统构成、系统功能描述、系统主要技术指标要求系统构成：系统由光缆，光源（光发送机），光端机，光电检测器，（光接收器）中继器，分插复用器，电端机等器件组成。功能：完成从化到揭阳之间通信，以及与各站点之间通信。技术指标要求：光发送机发送光功率，光发送机要有合适的输出光功率,通常指耦合进光纤的功率（入纤功率）。入纤功率越大，可通信距离越长，但光功率太大也会使系统工作在非线状态，对通信产生不良影响。因此，要求光源要有合适的光功率输出，一般为0.01~5mW。与此同时，要求输出光功率稳定度为5%~10%。2）要有比较好的消光比，一般要求EXT>=10dB。光接收机灵敏度,就是光接收机接收到的最小光功率。光接收动态范围,光接收机过载点减去光接收机灵敏度的范围。光纤的色散与损耗系数和光源消光比要符合国家标准要求。抖动幅度、误码性能、光纤接口损耗等都要符合国际标准。不能超过其上限值等。4）设备及光缆选型及其主要技术指标光源使用SLM类型（单纵模）激光器，发送功率最大值为2dB,最小为-3dB；接收机过载点-8dB,灵敏度-28dB；光缆规格为GYTA-4B1(室外用金属重型加强构件，聚乙烯粘结护层铝带蔽通信光缆，4芯，G.625类型单模)。光缆衰减系数0.22dB/㎞,色散17~20ps/(nm*km)；5）设计计算书考虑损耗光缆的最长无中继距离为Lmax=(Ptm-Prm-2Acm-P0m-Mem+Asm)/(Afm+(Asm/Lf)+Mc)=(2-(-28)-2*0.5-1-3+0.1)/(0.22+(0.1/2)+0.05)=78㎞其中Ptm为光发送功率（-3~2dB）；Prm为最低接收光功率（灵敏度）；Acm为光纤配线盘上的附加活动连接器损耗（0.5dB）；P0m为光通道功率代价（不大于1dB）；Mem为系统总富余度（3~5dB）；Asm为再生断平均接头损耗（0.1dB）；Afm为再生段平均光缆衰减系数（0.22dB/㎞）；Lf为单盘光缆的长度（2㎞）；Mc为光缆富余度（0.05dB/㎞）。其中Ps为入纤平均光功率（一般为-9dBm,-6dBm,-3dBm）;Dr为接收机的动态范围（20dB）；考虑损耗光缆的最短无中继距离为Lmin=(Ps-Pr-Dr+As)/(Af+(As/Af))=(-3-(-28)-20+0.1)/(0.22+0.05)=19㎞考虑光缆色散传输的最长距离为Lmax=71400/(α*Dm*λ^2*Fb^2)=71400/(6*1580*1580*(622*10^-6)^2)=617㎞其中α为周秋系数，当采用DFB单纵模激光器时，α取值范围为4~6ps/nm;Dm为光缆色散系数（17~20ps(nm*km)）;λ为工作波长上限；Fb为线路信号速率，单位Tbit/s;所以该系统为损耗受限系统。且无中继最短距离为19㎞；最长距离为78㎞。如果两个站点之间距离少于19㎞则需将（Ptm）光发送功率调到-3dB外还需要使用光衰减器才能正常使用。6）主要设备材料清单设备名称规格单位数量分插复用器(ADM)含机架、SDH交叉连接设备公务通信系统等STM-4光接口套7光配线架(ODF)套7数字配线架(DDF)套7SDH网管中心设备套7中继器（REG）STM-4光接口，套1光缆GYTA-4B1，（2㎞每盘）盘162使用SLM类型（单纵模）激光器使用SLM类型（单纵模）激光器从化市揭阳市40㎞42㎞增城市普宁市68km68㎞陆丰市惠州市35km68㎞惠东县35㎞海丰市ADMADMADMADMADMADMADMADMADMADMADMADMREGREG六、参考资料1、光纤通信系统的设计：/view/6079c4eb856a561252d36f65.html2、Q​G​D​W​​1​6​6​[​1​]​.​4​-​2​0​1​0​​国​家​电​网​公​司​输​变​电​工​程​初​步​设​计​内​容​深​度​规​定​​第​4​部​分​：​电​力​系​统​光​纤​通​信：/view/e8356441b307e87101f6961c.html3、SDH光​接​口​指​标/link?url=-TcJ8V9w1gWrZspZpshZjZVut2UhraLDOUxLiZbNBe0YYjODt0bP0Dd4jCrq9Q1i_jZViK4yikYKY90261TxOJYJWmlS1qjRupDwCrf8qbu/view/89debc01b52acfc78