在進行光通信網路設計時，由於各種不同的光學設備及光纜的使用，通信網路中光信號的功率、色散、頻寬等參數會發生變化，為保證各式各樣的光傳輸段達到需要的性能水平，需要對這些參數進行預算並進行合理的資源分配。
基本介紹
- 中文名：光預算
- 外文名：optical budget
- 領域：光通信
- 學科：通信
- 主要內容：光功率、色散、頻寬預算等
- 相關套用：ODN光功率預算，光纜色散預算
定義,分類,光功率損耗預算,光頻寬預算,套用,ODN光功率預算,不同光纜色散預算,
定義
分類
光纖通信系統的系統設計要進行的預算：功率預算、頻寬預算、上升時間預算、色散預算、系統功率代價。
光功率損耗預算
光頻寬預算
光纖的損耗可以接近理論極限。在高速光纖傳輸系統中，限制傳輸距離的是光纖的色散因素。一種簡單分析色散的方法就是進行系統上升時間分析。上升時間定義為系統在階躍脈衝作用下，從幅值的10%上升到90%所需要的回響時間。鏈路總的脈衝展寬時間等於每一種因素引起的脈衝展寬時間的均方根。
嚴重限制系統傳輸速率的4個基本因素為：光發射機展寬時間、光纖材料色散的展寬時間、光纖模式色散展寬時間和光接收機展寬時間。
套用
ODN光功率預算
ODN的光功率預算所容許的損耗定義為S/R和R/S(S:光發信參考點、R:光收信參考點)參考點之間的光損耗，以dB表示。這一損耗包括了光纖和無源光元件（例如光分路器、活動連線器和光接頭等）所引入的損耗。ODN的容許損耗值對下行和上行方向是相同的。
決定整個系統光通道損耗性能的參數主要有下面三項：
①ODN光通道間的最大損耗差；
②最大容許通道損耗，即最小傳送功率和最高接收靈敏度的差；
③最小容許通道損耗，即最大傳送功率和最低接收靈敏度（過載點）的差。
上述定義中的收發機參數均為壽命結束條件下的參數，即包括了溫度和老化造成的影響。而且最後的最大和最小損耗值應該在需要的環境和波長範圍內規定，而不僅僅是在給定波長，給定時間和給定溫度下的測量結果。
光通道的損耗計算方法有最壞值法、統計法和聯合設計法。鑒於接入網環境傳輸距離很短，通常無須使用聯合設計法，並建議採用最壞值法。
最壞值法是將所有光通道中的光元件損耗值迭加起來即為ODN光通道的光損耗，這些損耗值都應該是系統壽命終了前處於允許工作範圍內任意點的數值。這樣設計的系統顯然是十分安全的。
對於FTTH工程,可根據下列接光接入網常用的工程數據估算本工程ODN的傳輸損耗：
（1）OLT光傳送電平:－4～2dbm(1490nm)；
（2）OLT光接收電平:－28~－8dbm(1310nm)；
（3）ONU光傳送電平:－4.0~2.0dbm（1310nm）；
（4）ONU光接收電平:－24.0~－8.0dbm（1490nm）；
（5）建議的ODN衰耗：10～26db, (取23dB)；
（6）G.652單模光纖衰耗：≤0.34 dB/km（1310nm）；
（7）光纖跳纖、尾纖插入損耗：0.1db~0.3db；
（8）法蘭盤插入損耗：≤0.4db；
（9）1：4雙視窗單模光纖樹型耦合器的插入衰耗：≤7.1db；
（10）1：8雙視窗單模光纖樹型耦合器的插入衰耗：≤10db；
（11）1：32雙視窗單模光纖樹型耦合器的插入衰耗：≤16.6db
不同光纜色散預算
傳輸系統有可能由不同品種（G.652和G.655）的光纜傳輸段（光放段）組成。設計時應考慮：
①色度色散預算
光纜線路的色度色散通常比較穩定，它不會由於施工或使用環境變化而發生變化。其色度色散預算可按以下幾點考慮：
a)凡是由G.652光纜組成的傳輸段，其1550nm波長的色度色散統一按18 ps/(nm·km)考慮，C+L波段的最大波長的色度色散可按20 ps/(nm·km)考慮；
b)凡是能確定所用的G.655光纜是採用哪一個光纖廠商、何時生產的哪個子類的光纖，並能掌握其色散參數的，可按其標稱值進行設計，否則只能逐段實地測試，根據測試結果進行設計；
c)根據傳輸方向相關傳輸段的每段光纜線路總色散之和，核算色散對傳輸距離的限制。
②偏振模色散預算
光纜線路偏振模色散（PMD）的大小，除了與光纖質量和光纜結構內在的原因有決定性的直接關係外，還與光纜在敷設和使用過程中周圍環境等因素有關。因此，即使在光纜線路工程竣工資料中已明確記錄了竣工時的光纖鏈路的偏振模色散值，也不能以此數據進行設計，因為光纜線路在運行中會不斷地受到外界條件的改變而變化。例如路由的改遷、線路故障的修復或同管道路由上其他線纜的施工而造成光纖線路位置的移動等。因此，光纖傳輸系統工程設計時，必須做偏振模色散的實地測量，以測量結果進行設計。
