秦沈天然气管道工程SDH光传输系统的设计

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摘要：本文以秦皇岛-沈阳天然气管道工程光传输系统为例，详细介绍了SDH光传输系统等级的确定、光中继段长度的计算、网络保护方式的选择，并对155Mbit/s光接口板和2.5Gbit/s光接口板作了重点讨论。

关键词：系统等级 ；中继段； 衰减受限； 色散受限； 网络保护

中图分类号：TN92文献标识码：A

一、前言

近年来随着国内天然气长输管道的建设，也促进了管道通信系统的快速发展，秦皇岛-沈阳天然气管道工程通信系统是中石油管道通信系统连接东北通信网的区域干线，由1条干线、3条支线组成。通信传输系统是通信各业务子系统的支撑平台，，承担着企业生产和管理重要信息的传输，要求稳定、可靠，因此做好通信传输系统的设计至关重要。本工程采用SDH光传输系统，除稳定、可靠外，还有容量大、可网管、抗电磁干扰、通信保密性好、能在其上开展丰富业务的优点，下面对SDH光传输系统设计中的关键问题做详细介绍。

二、SDH光传输系统等级的确定

SDH光传输系统分为5个等级，分别为STM-1、STM-4、STM-16、STM-64、STM-256，其系统速率及标称容量如下表所示：

SDH光传输系统等级 速率（kbps） 标称容量（等效话路）

STM-1 155520 1890

STM-4 622080 7560

STM-16 2488320 30240

STM-64 9953280 120960

STM-256 39813120 483840

传输系统等级的确定应以通信各项业务的预测为依据，并且满足网络安全性及冗余需求。在基础年业务量的基础上，以适当的业务增长率和预测模型，对全网各节点的预期业务进行测算，根据业务流量和流向要求予以归并后，得到在工程相邻节点间所分配到的业务总量。根据本工程的业务预测，我们将光传输系统分为骨干层和接入层。骨干层节点包括葫芦岛分输站、锦州分输站、盘锦分输站、沈阳分输站、3＃RTU阀室，各节点采用STM-16的光传输设备，葫芦岛末站、盘锦末站、沈阳末站采用STM-1的光传输设备，葫芦岛末站、盘锦末站、沈阳末站与相应分输站光传输系统连接，接到骨干层节点。

三、光中继段长度的计算

对于速率低于STM-64的系统，光中继段长度应同时满足系统所允许的衰减和色散的要求。

1、衰减受限系统实际可达再生中继段长度的计算

衰减受限系统实际可达再生中继段长度可用下式计算：

L= （当再生中继段长度小于75km或大于125km时）或

L= （当再生中继段长度大于75km小于125km时）

式中L―衰减受限系统光中继段长度（km）；

Ps―光发送端寿命终了时的光发送功率 (dBm)；

Pr―光接收端寿命终了时的光接收灵敏度 (dBm)，BER≤10-12；

Pp―最大光通道代价(dB)，根据系统及光器件的不同，取值1或2；

―发送端至接收端间活动连接器损耗之和（dB），取值0.5dB/个；

Mc―光缆富余度 ，当再生中继段长度小于75km时，取值3 dB，当再生中继段长度大于125km时，取值5 dB，当再生中继段长度大于75km小于125km时，取值0.04 dB/km；

Af―光纤平均衰减（dB/km），1.31μm波长时，取值0.36dB/km，1.55μm波长时，取值0.22dB/km；

As―光纤固定熔接头平均损耗（dB/km），对于2km盘长的光缆，取值0.043，对于3km盘长的光缆，取值0.03。

2、色散受限系统实际可达再生中继段长度的计算

色散受限系统实际可达再生中继段长度可用下式计算：

L=

式中L―色散受限系统光中继段长度（km）；

―发送端至接收端间通道允许的最大总色散值（ps/nm）；

―光纤色散系数（ps/nm・km）；

下面以秦皇岛－沈阳天然气管道工程SDH光传输系统光接口板为例，讨论如下：

1、155Mbit/s光接口板

1）长距离光接口板（L-1.1，1.31μm）：

其寿命终了时发送光功率为-5dBm，寿命终了时的接收灵敏度为-34dBm，光通道代价为1dB，活动连接器的损耗为1dB，光缆富余度为3dB：

L=[-5-(-34)-1-1-3]/(0.36+0.043)= 59.5km。最大可靠传输距离（衰耗受限）为59.5km。对该光口可以不考虑色散受限。

2）长距离光接口板（L-1.2，1.55μm）：

其寿命终了时发送光功率为-5dBm，寿命终了时的接收灵敏度为-34dBm，光通道代价为1dB，活动连接器的损耗为1dB：

L=[-5-(-34)-1-1]/(0.22+0.043+0.04)= 89.1km。最大可靠传输距离（衰耗受限）为89.1km。对该光口可以不考虑色散受限。

2、2.5Gbit/s光接口板

1）长距离光接口板（L-16.2，1.55μm）：

其寿命终了时发送光功率为-2dBm，寿命终了时的接收灵敏度为-28dBm，光通道代价为2dB，活动连接器的损耗为1dB：L=[-2-(-28)-1-2]/(0.22+0.043+0.04)= 75.9km。最大可靠传输距离（衰耗受限）为75.9km。最大允许色散为1600ps/nm，光纤色散系数为20 ps/nm・km，1600/20=80km，最大可靠传输距离（色散受限）为80km。两者取最小值，即75.9km。

2）长距离光接口板（U-16.2，1.55μm）：

其寿命终了时发送光功率为12dBm，寿命终了时的接收灵敏度为-34dBm，光通道代价为2dB，活动连接器的损耗为1dB：

L=[12-(-34)-1-2-5]/(0.22+0.043)= 144.4km。最大可靠传输距离（衰耗受限）为144.4km。最大允许色散为3200ps/nm，光纤色散系数为20 ps/nm・km，3200/20=160km，最大可靠传输距离（色散受限）为160km。两者取最小值，即144.4km。

四、网络保护方式的选择

网络保护应根据网络结构、业务等级确定，格形网保护方式可选用SNCP子网连接保护方式或双路由1+1及多路由1：N（N≥1）的复用段保护方式；环形网保护方式可选用通道保护环、复用段共享保护环方式；线形网可选用线形1+1的复用段保护方式。目前秦皇岛-沈阳天然气管道工程SDH光通信系统为线形网，采用线形1+1的复用段保护方式对业务进行保护，利用4芯光纤，双发优收，当1块光接口板出现故障，不会导致光链路中断。

结束语

秦沈线SDH光通信系统自投产以来运行稳定，各项业务开通良好，并可方便的扩容和升级，本文详细阐述了SDH系统的设计方法，以上各项的正确设计对保障SDH光通信系统的正常、可靠的运行具有重要意义。

参考文献

[1]孙学康，毛京丽.SDH技术（第2版）[M].北京，人民邮电出版社，2009.7；

[2] YD/T 5095-2005.SDH长途光缆传输系统工程设计规范[S].