穆乃剛

(中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124010)

一、概況

近年來隨著國內(nèi)天然氣長輸管道的建設(shè)，也促進(jìn)了管道通信系統(tǒng)的快速發(fā)展，秦皇島-沈陽天然氣管道工程通信系統(tǒng)是中石油管道通信系統(tǒng)連接?xùn)|北通信網(wǎng)的區(qū)域干線，由1條干線、3條支線組成。通信傳輸系統(tǒng)是通信各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的支撐平臺，承擔(dān)著企業(yè)生產(chǎn)和管理重要信息的傳輸，要求穩(wěn)定、可靠，因此做好通信傳輸系統(tǒng)的設(shè)計至關(guān)重要。本工程采用SDH光傳輸系統(tǒng)，除穩(wěn)定、可靠外，還有容量大、可網(wǎng)管、抗電磁干擾、通信保密性好、能在其上開展豐富業(yè)務(wù)的優(yōu)點(diǎn)，下面對SDH光傳輸系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵問題做詳細(xì)介紹。

二、SDH光傳輸系統(tǒng)等級的確定

SDH光傳輸系統(tǒng)分為5個等級，分別為STM-1、STM-4、STM-16、STM-64、STM-256，其系統(tǒng)速率及標(biāo)稱容量如下表所示：

?

傳輸系統(tǒng)等級的確定應(yīng)以通信各項(xiàng)業(yè)務(wù)的預(yù)測為依據(jù)，并且滿足網(wǎng)絡(luò)安全性及冗余需求。在基礎(chǔ)年業(yè)務(wù)量的基礎(chǔ)上，以適當(dāng)?shù)臉I(yè)務(wù)增長率和預(yù)測模型，對全網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的預(yù)期業(yè)務(wù)進(jìn)行測算，根據(jù)業(yè)務(wù)流量和流向要求予以歸并后，得到在工程相鄰節(jié)點(diǎn)間所分配到的業(yè)務(wù)總量。根據(jù)本工程的業(yè)務(wù)預(yù)測，我們將光傳輸系統(tǒng)分為骨干層和接入層。骨干層節(jié)點(diǎn)包括葫蘆島分輸站、錦州分輸站、盤錦分輸站、沈陽分輸站、3＃RTU閥室，各節(jié)點(diǎn)采用STM-16的光傳輸設(shè)備，葫蘆島末站、盤錦末站、沈陽末站采用STM-1的光傳輸設(shè)備，葫蘆島末站、盤錦末站、沈陽末站與相應(yīng)分輸站光傳輸系統(tǒng)連接，接到骨干層節(jié)點(diǎn)。

三、光中繼段長度的計算

對于速率低于STM-64的系統(tǒng)，光中繼段長度應(yīng)同時滿足系統(tǒng)所允許的衰減和色散的要求。

1、衰減受限系統(tǒng)實(shí)際可達(dá)再生中繼段長度的計算

衰減受限系統(tǒng)實(shí)際可達(dá)再生中繼段長度可用下式計算：

式中L—衰減受限系統(tǒng)光中繼段長度（km）；

Ps—光發(fā)送端壽命終了時的光發(fā)送功率(dBm)；

Pr—光接收端壽命終了時的光接收靈敏度 (dBm)，BER≤10-12；

Pp—最大光通道代價(dB)，根據(jù)系統(tǒng)及光器件的不同，取值1或2；

Ac—發(fā)送端至接收端間活動連接器損耗之和（dB），取值 0.5dB/個；

Mc—光纜富余度，當(dāng)再生中繼段長度小于75km時，取值3 dB，當(dāng)再生中繼段長度大于125km時，取值5 dB，當(dāng)再生中繼段長度大于75km小于125km時，取值0.04 dB/km；

Af—光纖平均衰減（dB/km），1.31μm 波長時，取值0.36dB/km，1.55μm波長時，取值0.22dB/km；

As—光纖固定熔接頭平均損耗（dB/km），對于2km盤長的光纜，取值0.043，對于3km盤長的光纜，取值0.03。

2、色散受限系統(tǒng)實(shí)際可達(dá)再生中繼段長度的計算

色散受限系統(tǒng)實(shí)際可達(dá)再生中繼段長度可用下式計算：

式中L—色散受限系統(tǒng)光中繼段長度（km）；

Dmax—發(fā)送端至接收端間通道允許的最大總色散值（ps/nm）；

—光纖色散系數(shù)（ps/nm·km）；

下面以秦皇島－沈陽天然氣管道工程SDH光傳輸系統(tǒng)光接口板為例，討論如下：

1、155Mbit/s光接口板

1）長距離光接口板（L-1.1，1.31μm）：

其壽命終了時發(fā)送光功率為-5dBm，壽命終了時的接收靈敏度為-34dBm，光通道代價為1dB，活動連接器的損耗為1dB，光纜富余度為3dB：

L=[-5-(-34)-1-1-3]/(0.36+0.043)=59.5km。最大可靠傳輸距離（衰耗受限）為59.5km。對該光口可以不考慮色散受限。

2）長距離光接口板（L-1.2，1.55μm）：

其壽命終了時發(fā)送光功率為-5dBm，壽命終了時的接收靈敏度為-34dBm，光通道代價為1dB，活動連接器的損耗為1dB：

L=[-5-(-34)-1-1]/(0.22+0.043+0.04)=89.1km。最大可靠傳輸距離（衰耗受限）為89.1km。對該光口可以不考慮色散受限。

2、2.5Gbit/s光接口板

1）長距離光接口板（L-16.2，1.55μm）：

其壽命終了時發(fā)送光功率為-2dBm，壽命終了時的接收靈敏度為-28dBm，光通道代價為2dB，活動連接器的損耗為1dB：L=[-2-(-28)-1-2]/(0.22+0.043+0.04)=75.9km。最大可靠傳輸距離（衰耗受限）為75.9km。最大允許色散為1600ps/nm，光纖色散系數(shù)為20 ps/nm·km，1600/20=80km，最大可靠傳輸距離（色散受限）為80km。兩者取最小值，即75.9km。

2）長距離光接口板（U-16.2，1.55μm）：

其壽命終了時發(fā)送光功率為12dBm，壽命終了時的接收靈敏度為-34dBm，光通道代價為2dB，活動連接器的損耗為1dB：

L=[12-(-34)-1-2-5]/(0.22+0.043)=144.4km。最大可靠傳輸距離（衰耗受限）為144.4km。最大允許色散為3200ps/nm，光纖色散系數(shù)為 20 ps/nm·km，3200/20=160km，最大可靠傳輸距離（色散受限）為160km。兩者取最小值，即144.4km。

四、網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方式的選擇

網(wǎng)絡(luò)保護(hù)應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)等級確定，格形網(wǎng)保護(hù)方式可選用SNCP子網(wǎng)連接保護(hù)方式或雙路由1+1及多路由1：N（N≥1）的復(fù)用段保護(hù)方式；環(huán)形網(wǎng)保護(hù)方式可選用通道保護(hù)環(huán)、復(fù)用段共享保護(hù)環(huán)方式；線形網(wǎng)可選用線形1+1的復(fù)用段保護(hù)方式。目前秦皇島-沈陽天然氣管道工程SDH光通信系統(tǒng)為線形網(wǎng)，采用線形1+1的復(fù)用段保護(hù)方式對業(yè)務(wù)進(jìn)行保護(hù)，利用4芯光纖，雙發(fā)優(yōu)收，當(dāng)1塊光接口板出現(xiàn)故障，不會導(dǎo)致光鏈路中斷。

結(jié)束語

秦沈線SDH光通信系統(tǒng)自投產(chǎn)以來運(yùn)行穩(wěn)定，各項(xiàng)業(yè)務(wù)開通良好，并可方便的擴(kuò)容和升級，本文詳細(xì)闡述了SDH系統(tǒng)的設(shè)計方法，以上各項(xiàng)的正確設(shè)計對保障SDH光通信系統(tǒng)的正常、可靠的運(yùn)行具有重要意義。

[1]孫學(xué)康，毛京麗.SDH技術(shù)（第 2版）[M].北京，人民郵電出版社，2009.7；

[2]YD/T 5095-2005.SDH長途光纜傳輸系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范[S].