摘要
多年來(lái)，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(biāo)準(zhǔn)。這保證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)者可以考慮到鏈路設(shè)計(jì)的最差情況下的衰減。仰仗于現(xiàn)今高度先進(jìn)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(lái)越罕見(jiàn)，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(biāo)，鏈路設(shè)計(jì)衰減（基于典型衰減），定義了一個(gè)更實(shí)用的衰減值，應(yīng)用于光纜性能分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
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(guò)去，由于光纖接點(diǎn)的不連續(xù)性，基于光纖衰減的非均勻性，和布線(xiàn)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(jì)者和最終用戶(hù)將這些最高衰減光纖的衰減值設(shè)計(jì)為最大衰減的保護(hù)規(guī)范。
在此期間，平均成纜光纖損耗有時(shí)被認(rèn)為是掩蓋光纜中多個(gè)高衰減光纖的手段。平均沒(méi)有充分定義光纜中光纖衰減分布，特別是當(dāng)光纜包含多個(gè)高衰減光纖時(shí)。對(duì)此，制造商和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范了最大光纖衰減，以保護(hù)最終用戶(hù)因?qū)?shù)學(xué)運(yùn)算不準(zhǔn)確，沒(méi)有準(zhǔn)確地表現(xiàn)出個(gè)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(jìn)。光纖衰減明顯改善，如較低的衰減系數(shù)和降低點(diǎn)間斷面規(guī)格。同樣，光纖布線(xiàn)行業(yè)也高度改進(jìn)了其過(guò)程，以大大減少甚至消除布線(xiàn)過(guò)程中的附加衰減，稱(chēng)為布線(xiàn)變量。即使是用于評(píng)估工廠和現(xiàn)場(chǎng)光纖光纜性能的測(cè)量系統(tǒng)也有了很大改進(jìn)。結(jié)果，光纜中實(shí)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(jì)者繼續(xù)將鏈路損耗計(jì)算作為最壞情況下衰減的基礎(chǔ)，但這些實(shí)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(wú)法實(shí)現(xiàn)。很顯然，需要另一個(gè)指標(biāo)，更精確地定義光纜和“建成”鏈路的衰減，同時(shí)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(jì)衰減
為了確定這個(gè)新的度量值是如何指定的，一個(gè)實(shí)際的光纜中光纖衰減分布是隨機(jī)抽樣產(chǎn)生的平均衰減值，跨度從二到二十個(gè)長(zhǎng)度的光纖。結(jié)果圖，如圖1A和1B所示，多達(dá)20個(gè)光纜連接，然后進(jìn)行分析，以確定所需的跨度接近穩(wěn)定狀態(tài)。跨距達(dá)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(shuō)明了只有八個(gè)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(shí)現(xiàn)相同的結(jié)果。
圖1A（左圖），圖1B（右圖）：多個(gè)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(jìn)行額外的統(tǒng)計(jì)處理。在穩(wěn)態(tài)點(diǎn)上可以得出鏈路設(shè)計(jì)衰減的極限，該穩(wěn)態(tài)點(diǎn)被證明是八個(gè)串聯(lián)鏈路。在圖2A和2B中，建議的鏈路設(shè)計(jì)衰減由綠線(xiàn)表示，根據(jù)八個(gè)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(jì)衰減來(lái)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)并保持合理的保護(hù)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(jì)處理鏈路設(shè)計(jì)中PMD的確定的應(yīng)用建立了一個(gè)先例（IEC 60794-3）。為了保持與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的一致性，可以使用二十個(gè)跨距來(lái)確定鏈路設(shè)計(jì)衰減值。蒙特卡洛模擬表明，只要八個(gè)跨距足以實(shí)現(xiàn)鏈路設(shè)計(jì)衰減的穩(wěn)定表現(xiàn)。使用額外的跨距不會(huì)導(dǎo)致能力的顯著增強(qiáng)。此外，較小的跨數(shù)有助于更好地將規(guī)范與接入網(wǎng)對(duì)齊。表1提供了一個(gè)示例，說(shuō)明鏈接設(shè)計(jì)衰減如何通過(guò)確保更高級(jí)別的性能來(lái)使客戶(hù)受益。
表1：鏈路設(shè)計(jì)衰減示例與目前執(zhí)行的ITU-T G652.D標(biāo)準(zhǔn)中最大光纖衰減特性的比較
利用這種鏈路設(shè)計(jì)衰減代替最大光纖衰減的幾個(gè)好處變得明顯。長(zhǎng)途線(xiàn)路的傳輸距離可以達(dá)到更長(zhǎng)的距離。光纖到戶(hù)部署可以通過(guò)增加中心辦公室端的光線(xiàn)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(lái)服務(wù)更大的區(qū)域。這確保了包含在一個(gè)高品質(zhì)光纜中的高性能光纖，如今最充分的設(shè)計(jì)能力，以及可以實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用空間。
總結(jié)
利用網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)光纜中光纖的最大衰減值，無(wú)法實(shí)現(xiàn)光纖系統(tǒng)的全部性能。一級(jí)光纜制造商如康寧光通信在布線(xiàn)過(guò)程由的改進(jìn)，一個(gè)新的度量的使用，鏈接設(shè)計(jì)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(gè)系統(tǒng)的損耗預(yù)算。支持?jǐn)?shù)據(jù)清楚地表明，這仍然為網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者提供了一個(gè)可接受的保守度。