一、应用场景分析

    众所周知，由于电力干网传输和运营商不同，光缆采用的是OPGW，在500KV～1000KV的远距离、特高压输电线路上，两站间距离长达几百公里，而传统的光通信系统通过增加光放、预放，最大中继段距离一般在200km以下。对于数百公里的输电线路，由于高压走廊架空电缆上，无法加中继站，所以只能通过超长距传输方案解决。

    另外，在无波分系统的应用场景下，受到自然环境条件（如大山区、大沙漠、大草原、供电电源等）以及工程投资的限制，中继站点建设的难度以及工程投资都比较大，即使建了中继站，对今后的运行维护也会带来很大困难。因此，采用超长站距光纤通信也是最佳的通信方案选择。

    所以，无论是超高压或是特高压电网配套建设的光通信干线电路，还是中继站建设困难的沙漠等自然条件限制，由于无波分系统提供有效的超长距解决方案，而且不具备建设中继站点的条件时，基于MSTP系统（单波系统）采用单跨段超长站距光传输解决方案，在技术、经济上都是非常必要的。

    二、受限因素及解决方案

    MSTP系统光传输距离主要受以下三种因素的限制：光功率受限、色散受限以及OSNR受限。

    1.光功率受限

    由光源的发送功率、接收机灵敏度和通道的光衰减来决定。

    其理论计算公式如下：

    L=（Ps－Pr－Pp―C―Mc）/（af+as） ①

    L=（Ps－Pr－Pp―C）/（af+as＋△Mc） ②

    一般情况，长距传输采用公式①进行计算，而短距传输采用公式②进行计算。两个公式的主要差别在于Mc（光缆富裕度）所处的位置不同，在长距离传输中，Mc一般综合取值为3dB，而在短距离传输中，△Mc一般取值0.02～0.03dB/km。

    由于光功率受限引起的衰减受限距离小于实际需要的传输距离，则需要配置光纤掺铒放大器（EDFA），进行衰减补偿。

    光放大板分为三种：功率放大板OBA、前置放大板OPA和光线路放大板OLA。MSTP系统中，一般只使用OBA和OPA，如下图所示：

 

    图1 OBA和OPA在系统中的位置

    OBA的作用是提高发送端的光功率，也就是增大公式①、②中的Ps。

    OPA的作用是提高发送端的光功率，也就是减小公式①、②中的Pr。

    2.色散受限

    由光源的类型和光通道总色散所限定。

    色散主要是指集中的光能（例如光脉冲）经过光纤传输后在输出端发生能量分散，导致传输信号畸变。在数字通信系统中，由于信号的各频率成分或各模式成分的传输速度不同，在光纤中传输一段距离后，将互相散开，脉冲加宽。严重时，前后脉冲将互相重叠，形成码间干扰，增加误码率，影响了光纤的带宽，限制了光纤的传输容量。

    与光纤色散有关的系统性能损伤有多种因素，主要有码间干扰、模分配噪声和啁啾噪声（chirping）三种。

    对于高比特率的传输系统，色散是限制中继段传输长度的主要因素。色散功率代价随传输距离、光谱宽度和色散系数这些参数值的增加而迅速增加。为了防范由于色散功率代价的迅速增加而导致的系统性能恶化，应该使系统有足够的工作余度，避开高功率代价区。一般认为1dB功率代价所对应的光通道色散值(D*L)定义为通道最大色散值。