【国家标准(GB)】 长途光缆通信系统进网要求

UDC621.39
中华人民共和国国家标准
GB 13167—91
长途光缆通信系统进网要求
Requirements for long haul opticalfiber cable systems joined to nationalpublic telecommunicationnetwork1991-09-04发布
国家技术监督局
1992-05-01实施
中华人民共和国国家标准
长途光缆通信系统进网要求
Requirements for long haul opticalfiber cable systems joined to nationalpublic telecommunication networkGB13167—91
本标准是参照国际电报电话咨询委员会（CCITT）有关数字网、数字段和数字线路系统的建议G.801,G.821，G.921,G.956中的相关内容制订的1主题内容与适用范围
本标准规定了长途光缆数字通信系统进入公用电信网的要求。本标准包括长途光缆通信系统的组成和主要特性，光缆数字线路系统的组成和主要传输特性，对机线设备的要求，对系统的可靠性要求以及维护使用的要求等。
本标准适用于公用电信网长途干线光缆通信系统。系统的传输性能应适应电话、电报、数据、传真、彩色电视及其他通信业务等多种信息传输的需要。专用电信网的长途干线光缆通信系统亦可参照使用本标准。
2引用标准
GB4110脉冲编码调制通信系统系列GB68792048kbit/s30路脉码调制复用设备技术要求GB72548448kbit/s正码速调整二次群数字复用设备技术要求GB7611脉冲编码调制通信系统网路数字接口参数GB9405.134368kbit/s正码速调整三次群数字复用设备技术要求GB11324139264kbit/s正码速调整四次群数字复用设备技术要求3长途光缆通信系统的组成和主要特性3.1假设参考数字链路(通道)
干线光缆通信系统的假设参考数字链路（通道)长5000km，由12个（或18个)数字段组成。每个数字段的平均长度为420(或280)km。本系统的各项性能指标以420（或280)km的假设参考数字段来规定。3.2系统各次群数字系列
本系统中的数字信号比特率等级应符合国家标准GB4110。3.3工作波长区
系统工作波长位于1300nm波长区或1550nm波长区。对于1300nm波长区，当系统传输速率在140Mbit/s及以下时，工作波长区范围是12701330nm，当系统传输速率为4X140Mbit/s时，工作波长区范围是12851330nm。
3.4光纤选型
国家技术监督局1991-09-04批准1992-05-01实施
一级二级干线都采用单模光纤。3.5系统容量
GB13167—91
一级干线以四次群(1920话路）为基础，系统容量可扩容到五次群（4X140Mbit/s)以上。二级干线以三次群(480路）为基础，系统容量可扩容到四次群以上。3.6系统的构成与接口位置
长途干线光缆通信系统由PCM和数字复用设备及光缆数字线路系统组成。其典型的构成框图以四次群为例，如图1所示。系统采用单缆双向双纤传输制。图中给出各接口点位置。接口4（4）表示四次群光端机与四次群数字复用设备M4的接口；接口3（3）表示四次群数字复用设备的支路与三次群数字复用设备M3的接口；接口2（2）表示三次群数字复用设备的支路与二次群数字复用设备M2-2的接口；接口1（1'）表示二次群数字复用设备的支路同长途程控数字交换机或一次群PCM复用设备的接口；接口0（O）表示一次群PCM复用设备的音频话路同长途模拟空分交换机的接口，或64kbit/s接口。
GB13167—91
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典型的长途光缆通信系统示意图3
GB13167—91
接口0(0）主要对应音频配线架，其接口特性应符合GB6879的音频话路电气传输要求。接口1(1'),2(2)3(3)，4(4')分别对应一、二、三、四次群数字配线架，其接口特性见本标准3.7条。光缆数字线路系统由光端机（光发送机TX和光接收机RX）、光缆和光中继机REG组成。3.7系统分支和接口参数
各个数字段的接口点均为数字信号各次群的分支转接点。分支转接时相应数字群在接口处的脉冲波形特性、码型、比特率及其容差、输入口与输出口规定、阻抗及连接电缆衰减等，必须满足国家标准GB7611。
3.8主要音频传输特性
全程按一套一次群PCM复用设备考虑，其主要音频传输特性应符合GB6879。4光缆数字线路系统的组成和主要传输特性4.1线路系统的组成
光缆数字线路系统由图2中的T'-T之间的部分组成，无中继机时如图2a所示，有中继机时如图2b所示。中继机的数量取决于系统的路由和长度，由系统设计确定。r
光端机与数字设备接口。
S：紧靠在光发送机TX或中继机REG的光连接器C后面的光纤点。R：紧靠在光接收机RX或申继机REG的光连接器C前面的光纤点。图2光缆数字线路系统示意图
4.2系统传输码型
GB13167—91
一级干线光缆线路系统的传输码型为5B6B码。二级干线以及专用电信网的长途干线光缆线路系统的传输码型除5B6B码外，三次群系统尚可选用4B1H码，其他码型由主管部确定。4.3系统误码特性
4.3.1根据27500km64kbit/s全程假设参考连接的误码性能指标及分配原则，对光缆线路系统420km或280km假设参考数字段，在64kbit/s口的误码性能（测试统计时间为一个月)规范如下：280km
降级分DM(BERm>10-6)
误码秒ES
严重误码秒SES(BERs>10-3）
降级分DM(BERm>10-6）
误码秒ES
严重误码秒SES(BERs>10-3)
<0.00045%
<0.00067%
对于设计长度短于280km的数字段按280km要求，不足420km的数字段按420km要求。对于设计长度长于420km的数字段，其64kbit/s误码性能原则上按数字段长度比例规定。4.3.2对长度不超过420km的高比特率光缆数字段，要求误比特率平均值BERav<1×10-°（连续测试时间不少于24h）。当数字段长度超过420km时，BERav按长度比例规定4.4系统抖动特性
光缆数字线路系统应满足图2中T，T点接口处的抖动要求，即各次群输入口对抖动的要求如表1所示。全程各次群输出口对抖动的要求见表2，而对每个数字段来说，各次群输出口的抖动按表2中括号内的容限要求。表1和表2的图解说明见图3。每个420km或280km数字段抖动转移特性的最大增益应不超过1dB。抖动测试的最低频率应测到10Hz。表1各次群输入口对抖动的要求免费标准下载网bzxz
速率，kbit/s
34 368
139264
UIpp（峰-峰值）
调制数字信号的正弦信号频率
1.2×10-5Hz
1.2X10-5Hz
2.4kHz18kHz
100kHz
400kHz
800kHz
10kHz3500kHz
伪随机测试
信号序列
215—1
223—1
速率，kbit/s
139264
4.5系统富余度
GB13167—91
2全程和数字段各次群输出口对抖动的要求表2
输出口最大抖动容限值
1.5(0.75)
1.5(0.75)
1.5(0.75)
1.5(0.75)
0.15(0.15)
0.075(0.075)
测量带通滤波器带宽：低频截止频率为F，或Fs，高频截止频率为 F4
20dB倍款下
图3表1和表2的图解说明
系统每个中继段的富余度由光缆富余度Mc和设备富余度Me组成，如图4所示。T
图4一个中继段的光链路示意图
注：①终端所设光配线架（或盒）应在S、R点之间。②采用波分复用技术所增加的衰减也应包含在S、R点之间。光缆富余度Mc包含：
a.今后维护中光缆的维修变动（例如增加接头，增加光缆长度等)；RX
b。由于环境因素（如温度变化）、老化等影响引起的光缆性能的变化；c。在S与R点间任何光连接器C的特性劣化。F
100kHz
400kHz
800kHz
3500kHz
设备富余度Me包含由于时间和环境因素对设备性能的影响，例如发送光功率，接收灵敏度，光连接器特性劣化等。
单模光纤的Mc为0.1～0.2dB/km，一般不超过5dB。Me不少于3dB，当采用LED作光源或环境条件恶劣时，还应适当加大。4.6系统中继段衰减和色散
GB13167—91
系统中继段衰减和色散与系统的光功率分配密切相关。根据图4S与R点之间的总衰减和总色散决定于光源、光检测器、光缆的衰减和最大色散、光纤接头与光连接器的衰减、以及预留的Mc、Me等许多因素，在系统设计时应适当选择。但作为最大中继段长度下的最低要求，在工作波长区内S与R点间允许的总衰减，最大色散应符合表3所列之值。表3单模光缆数字线路系统在S、R点间允许的总衰减与最大色散值
单模系统S与R点间的传输特性
数字速率
kbit/s
139264
4×139264
标称波长
光源类型
BER≤1×10-10
最大色散
不要求
28(31)
300(<300)
120(100)
注：①括弧内的值为获得最大中继段长所需的较高要求，可通过限制光源波长范围并靠近光纤的零色散波长来实现。
②短中继段可适当放宽。
4.7系统发送光功率
采用LD作光源时，经连接器C测量的系统平均发送光功率一般不小于一6dBm，长距离系统不小于一3dBm（采用NRZ伪随机码测量）。4.8系统接收灵敏度
在误比特率BER≤1X10-10时，经接收机输入连接器C测量的最低平均光功率，应不劣于表4所列之值。
数字速率
kbit/s
139264
注：短中继段可适当放宽。
4.9系统动态范围
标称波长
系统接收灵敏度
光检测器
PIN-FET
PIN-FET
在BER≤1X10-10时测
量的接收灵敏度(dBm）
对1300nm波长区的系统，其动态范围应不小于18dB。系统应尽量不用光衰减器。4.10远距离供电
对不具备本地供电条件的光中继机，可由供电端站对其施行远距离供电。远供宜采用直流定电流的供电方式。
其他有关系统辅助功能的要求见第7章。5长途光缆通信系统对机线设备的要求5.1系统内的各种设备间的接口要求同本标准3.7条中的要求。
5.2对PCM和数字复用设备的要求7
5.2.1一次群PCM复用设备
应符合国标GB6879。
5.2.2二次群数字复用设备
应符合国标GB7254。
5.2.3三次群数字复用设备
应符合国标GB9405.1。
5.2.4四次群数字复用设备
应符合国标GB11324。
5.3对光端机的要求
应符合4.2~4.9条要求。
5.4对光中继机的要求
应符合4.1~4.10条要求。
5.5对光纤光缆的要求
5.5.1光缆中光纤的要求
GB13167—91
光缆中光纤的特性应符合下列基本要求：5.5.1.1尺寸
单模光纤的模场直径标称值为9~10μm，偏差小于标称值的士10%。包层直径为125士3μm。5.5.1.2截止波长
1300nm单模光纤LP1模的有效截止波长，在2m长光纤样品测定时应在1100~1280nm范围内，或在22m长光缆样品测定时应小于1270nm。为了使系统不受模式噪声和双模色散的影响，在基本光缆段中，最短的无连接的光缆段的截止波长不得超过工作波长的下限。5.5.1.3光纤筛选张力
用于管道与直埋光缆的光纤筛选张力不小于4N，用于架空光缆的光纤筛选张力不小于5N，用于水底光缆的光纤筛选张力应大于5N。5.5.1.4衰减常数
单模光纤的衰减常数在1300nm区域应小于1dB/km；在1550nm区域应小于0.5dB/km；实际选值应受表3限制。
5.5.1.5总色散
单模光纤的总色散在1285~1330nm区域应不大于3.5ps/nm·km在1270~1340nm区域应不大于6ps/nm·km；在1550nm区域应不大于20ps/nm·km。实际选值应受表3限制。5.5.2光缆的要求
5.5.2.1光缆芯数系列
长途光缆的光纤芯数系列为4、6、8、10、12、14.16、18、20、22、24芯。5.5.2.2光缆的种类
长途光缆种类可分为直埋、管道、架空、水底和局内（应采用阻燃护层)五种。根据使用要求采用不同的外护层和铠装。
5.5.2.3光缆的机械和防护性能
光缆应根据使用条件具备相应的机械性能，例如防震性能，还应具备防潮、防水性能。可因地制宜采用填充石油膏光缆或充气光缆。此外，还应根据使用条件及安装环境的需要具备防白蚁、鼠、昆虫咬，以及防腐蚀、防雷等防护性能。
6可靠性要求
6.1系统可靠性指标
GB13167—91
容许5000km光缆通信系统双向全程每年四次全阻故障。6.2光源寿命
要求LD光源寿命大于100000h。
6.3光检测器寿命
要求光检测器PIN-FET寿命大于500000h，APD寿命大于200000h。6.4系统可用性指标
当MTTR为6h时，5000km系统双向全程的可用性为99.73%。对应280km数字段的可用性指标为99.985%；420km数字段的可用性指标为99.977%。7维护使用的要求
7.1环境条件
机房环境温度一般为5～40℃，25℃时最大相对湿度不大于85%。对一30℃以下的环境以及级干线，不用架空光缆。7.2供电条件
采用直流供电，正极接地。电压标称值-24V，容差士2.4V：或一60V，容差士6V或一48V。容差土4.8V：脉动电压允许值杂音计测量不大于电压标称值的万分之7.3监测功能
从全网的网路管理，监测考虑，从便于维护运行出发，长途光缆线路系统除自身有监控系统构成维护实体的一部分外，还能将监测控制信号通过接口外送至维护中心，与全国监控网沟通。通常，系统需具备的监测功能如下：
光路发送指示，
光路接收指示，
能不停业务进行误码监测；
对中继机进行监测；
对端机进行电路、光路重要接口点特性的监测，便于测试、维护和故障检查判断。对有故障的中继机、光缆段进行故障定位，
对本地供电系统的监测；
对远供系统的监测；
对中继站环境的监测；
i.对LD的偏置电流、温度、AGC电压、以及光缆气压（如果采用充气光缆）等的监测；j．对PCM和数字复用设备的监测。7.4告警功能
在上列监测功能中遇有不正常情况或出现障碍时，应立即发出延迟维护告警指示（灯亮）或即时维护告警指示（灯亮、铃响，并附有止铃开关）。至少需具有下列告警：a.
电源故障或主备用电源转换；
误比特率劣于10-°
误比特率劣于10-3，
自动保护转换系统动作，进行主、备用系统转换；发送、接收端无光信号；
四次群数字复用设备无信号送入光端机；光端机无信号送入四次群数字复用设备；对端四次群数字复用设备无信号送入光端机(对告指示)，四次群以下各次群数字复用设备输入信号消失，9
GB13167—91
四次群以下各次群数字复用设备输出信号消失，四次群以下各次群数字复用设备收到对端相应数字复用设备的告警指示各次群数字复用设备收到告警指示信号AIS；1
远供电源故障；
失步；
再生中继站发生故障；
LD寿命终了。
7.5自动保护转换功能
为了保证系统的可靠工作，系统可具备自动保护转换功能。自动转换的接口点为标准的数字接口点。转换时间包括故障检测时间，控制自动转换信号的传输时间和转换开关动作的时间。除系统误比特率超过10-3(或其他门限，例如10-‘，由用户选择决定)的检测时间需要达到10s外，当光路、电路中断时的检测判断时间应当是很短的，转换时间的考虑宜以此为基点。故要求系统主备用自动转换的过程中不中断已建立的通话连接。
转换原则是：
先故障的系统先转换；
同时故障的系统，按重要性先后顺序在前的系统转换，b.
备用系统已占用或故障时，主用系统故障不转换；自动转换系统自身故障时，主用系统故障不转换；d.
可进行人工半自动转换、人工锁定。也可进行人工半自动的复原。e.
7.6公务联络功能
千线光缆线路系统应具有公务联络通信辅助系统，实现端站之间、端站与有人站之间、有人站之间的公务通信联络，在有人段内实现有人站之间、有人站与无人站、无人站与无人站之间、及它们与巡房（如必要和可能时）之间的公务通信联络。这是保证全系统正常运转和维护的必要手段。7.7局(站)内光电测量与配线功能为便于局内进行光路、电路调线和光、电重要接口点特性的测量，可设置光配线架（盘）和各次群数字配线架。光配线架上的光连接器的连接衰减与互换衰减应在光缆线路系统设计中统一考虑。附加说明：
本标准由中华人民共和国邮电部提出。本标准由邮电部电信传输研究所归口。本标准由邮电部电信传输研究所负责起草。本标准主要起草人彭承柱、白其章。
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