能传多远——传送距离的计算（1）

我们说传送网是解决业务网无法达到的远距离传送，那到底传送网可以传多远呢？我们怎样去计算一个光口的最远传输距离呢？

我们上学时都接触过下面这张光谱图，我们肉眼可见光部分波长范围是390～760 nm，大于760 nm部分是红外线，小于390 nm部分是紫外线。光谱中不同波长的光有着各种不同的特性（穿透力、能量、折射率、杀伤力等），使其可以应用到各个领域中，提起各种射线，总让人不自主地想起医院里那些冰冷神秘的设备，一种莫名的不适感涌遍全身。如果站在光通信的角度，我们关注的是各种波长的光在光纤中传送的特性：衰耗、色散。

图1  光谱图

光纤通信是利用光的全反射的原理，如果入射光大于一定角度，入射光在纤芯和包层的分界面会全部被反射，在光纤中不停地反射，从而到达另一端。

如果两个人隔一定距离说话，离得越远越听不清楚，这是声音信号在传播过程中发生了衰耗，也就是声波能量在传播途中转化为其他能量而损失掉。传送网的衰耗是指发送的光信号经过光纤传送之后功率的衰落，也就是信号由强变弱，当信号衰落到接收端无法正确识别时，便产生误码或中断。

我们在大学的时候组过乐队，当我们在四楼的宿舍排练的时候，如果同学站在排练室听我们表演，就只听得到吉他、主唱、鼓的声音，基本听不到贝斯声，而如果是站在一楼就只听得到鼓和贝斯的声音，这是由于不同频率的声音传播效果不同。MSTP发送的光信号是有一定的波长范围的，并不是一个精准的、单一的波长信号，不同波长的光信号在光纤中的传播效应也会不同，由此就会导致信号脉冲变形，这就是色散。

从脉冲信号的形状上来看，衰耗是脉冲由高变矮了，色散是脉冲由瘦变胖了。

在光谱中不是所有的频段都适合光传输的，要考虑不同频率光信号的色散和衰耗性能，选用合适的频段才能使信号传得更远。不同波长的光在光纤中的衰耗和色散曲线不同。

图2  光信号衰耗、色散和波长的关系

衰耗较小的波长主要集中在1310 nm和1550nm左右两个窗口上，而色散是随着波长的增加而增大的。1310 nm信号的衰耗较大但色散较小，因此一般称为零色散窗口；1550 nm附近信号的衰耗较小但色散较大，称为低损耗窗口。1310 nm窗口光信号的低色散特性可以通过某种神奇的技术（利用光纤材料中的石英材料色散与纤芯结构色散的合成抵消特性）位移到1550 nm窗口附近，因此长距离的传输一般使用1550 nm。