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光纤通信课程论文

中南林业科技大学

课程论文

课程名称：

光纤通信

姓名：

叶东成学号：

********

专业班级：

电子信息工程一班

院（系）：

计算机与信息工程学院

指导教师评语：

成绩：

签名：

年月日

一、光纤通信的发展、特点、工作波长…………………………

二、光纤通信的系统的组成………………………………………

三、光纤的结构和类型……………………………………………

四、光纤的传输原理………………………………………………

五、光纤的传输特性………………………………………………

六、LP原理、功率特性、结构……………………………………

七、光检测系统工作原理…………………………………………

八、SDH组成………………………………………………………

九、系统设计………………………………………………………

一、光纤通信的发展、特点、工作波长

光纤通信的发展

光纤通信是以光作为信息载体，以光纤作为传输媒介的通信方式。

光纤通信技术是近30年迅猛发展起来的高新技术，给世界通信技术乃至国民经济、国防事业和人民生活带来了巨大变革。

为了使读者对光纤通信的发展历程有个基本了解，现将该技术的进程简要介绍如下。

1966年，英籍华人高锟（C·K·Kao）预见利用玻璃可以制成衰减为20dB／km的通信光导纤维（简称光纤）。

当时，世界上最优秀的光学玻璃衰减达l000dB／km左右。

1970年，美国康宁公司首先研制成衰减为20dB／km的光纤。

从此，光纤就进入了实用化的发展阶段，世界各国纷纷开展光纤通信的研究。

光纤的主要作用是引导光在光纤内沿直线或弯曲的途径传播。

为了实现长距离的光纤通信，必须减小光纤的衰减。

C·K·Kao早就指出降低玻璃内的过渡金属杂质离子是降低光纤衰减的主要因素。

另一方面，玻璃内的OH离子对衰减也有严重的影响。

到了1976年，人们设法降低OH含量后发现低衰减的长波长窗口有：

1.31μm、1.55μm。

1980年，光纤衰减已降低到0.2dB／km（1.55μm），接近理论值。

这样，使得进行长距离的光纤通信成为可能。

与此同时，为促进光纤通信系统的实用化，人们又及时地开发出适用于长波长的光源、激光器、发光管、光检测器。

应运而生的光纤成缆。

光无源器件和性能测试及工程应用仪表等技术日臻成熟。

这都为光纤光缆作为新的通信传输媒介奠定了良好的基础。

1976年，美国西屋电气公司在亚特兰大成功地进行了世界上第一个44.736Mbit／s且传输110km的光纤通信系统的现场实验，使光纤通信向实用化迈出了第一步。

1981年以后，用光纤通信技术大规模地制成商品并推向市场。

历经近20年突飞猛进的发展，光纤通信速率由1978年的45Mbit／s提高到目前的40Gbit／s。

光纤通信的特点

在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波频率高的多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或波导管的损耗低得多，因此，相对于电缆通信或微波通信，光纤通信具有许多独特的优点。

1、容许频带很宽，传输容量很大

光纤通信系统的容许频带（带宽）取决于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。

石英单摸光纤在1.31um波长具有零色散特性，通过光纤的设计，还可以把零色散波长移到1.55um。

在零色散波长窗口，单模光纤都具有几十GHz.km的带宽距离积。

另一方面，可以采用多种复用技术来增加传输容量。

最简单的是空分复用，因为光纤很细，外径只有125um，一根光缆可以容纳几百根光纤，12*12=144根光纤的带状光缆早已实现。

这种方法使线路传输容量成百倍的增加。

就单根光纤而言，采用波分复用（WDM）或光频分复用（OFDM）是增加光线通信系统传输容量最有效的方法。

另一方面，减小光源谱线宽度和采用外调制方式，也是增加传输容量的有效方法。

2、损耗很小，中继距离很长且误码率很小

石英光纤在1.31um和1.55um波长，传输损耗分别为0.50dB/km和0.20dB/km，甚至更低。

因此，用光纤比用同轴电缆或波导管的中继距离长得多。

目前，采用外调制技术，波长为1.55um的色散移位单模光纤通信系统，若其传输速率为2.5Gb/s，则中继距离可达150km；若其传输速率为10Gb/s，则中继距离可达100km。

采用光纤放大器、色散补偿光纤，中继距离还可增加。

传输容量大、传输误码率低、中继距离长的优点，是光纤通信系统不仅适合与长途干线网，而且适合于接入网的使用，这也是降低每公里话路的系统造价的主要原因。

3、重量轻、体积小

光纤重量很轻，直径很小。

即使做成光缆，在芯数相同的条件下，其重量还是比电缆轻得多，体积而已小得多。

通信设备的重量和体积对许多领域特别是军事、航空和宇宙飞船的方面的应用，具有特别重要的意义。

在飞机上用光纤代替电缆，不仅降低了通信设备的成本，而且降低了飞机的制造成本。

4、抗电磁干扰性能好

光纤由电绝缘的石英材料制成，光纤通信线路不受普通高、低频电磁场的干扰和闪电雷击的损坏。

无金属光缆非常在那个适合与存在强电磁场干扰的高压电力线路周围和油田、煤矿等易燃易爆环境中使用。

5、泄漏小，保密性能好

在光纤中传输的光泄漏非常微弱，即使在弯曲地段也无法窃听。

没有专用的特殊工具光纤不能分接，因此信息在光纤中传输非常安全。

保密性能好的这一特点，对军事、政治和经济都有重要的意义。

6、节约经书材料，有利于资源合理使用

制造同轴电缆和波导管的铜、铝、铅等金属材料，在地球上的储存量是有限的；而制造光纤的石英（SiO2）在地球上是取之不尽的材料。

制造8km管中同轴电缆，1km需要

光纤通信的工作波长

1、光在电磁波谱中的位置

光波与无线电波相似，也是一种电磁波，只是它的频率比无线电波的频率高得多。

红外线、可见光和紫外线均属于光波的范畴。

图1-1下图所示为电磁波波谱图。

可见光是人眼能看见的光，其波长范围为0.39um至0.76um。

红外线是人眼能看不见的光，其波长范围为0.76um至300um。

一般分为：

近红外区，其波长范围为0.76um至15um；中红外区，其波长范围为15um至25um；远红外区，其波长范围为25um至300um。

2、光纤通信使用波段

目前光纤通信所用光波的波长范围为

=0.8～2.0um，属于电磁波谱中的近红外区。

其中0.8～1.0um称为短波长段，1.0～2.0um称为长波长段。

目前光纤通信使用的波长有三个：

0.85um、1.31um、1.55um。

图1-1上图为光纤损耗与波长的关系，从图中可以看到从0.8～2.0um为光纤的低损耗区域，或称为低损耗窗口。

光在真空中的传播速度约为

，根据波长

、频率

和光速

之间的关系式

（1-1）

可计算出各电磁波的频率范围。

对应光纤通信所用光波的波长范围，由式（1-1）可得相应的频率范围为

。

可见光纤通信所用光波的频率是非常高的。

正因为如此，光纤通信具有其他通信无法比拟的巨大的通信容量。

二、光纤通信系统的组成

目前，实用光纤通信系统组成框图如图所示。

如图示，光纤通信系统由以下五个部分组成。

（1）光发信机：

光发信机是实现电/光转换的光端机。

它由光源、驱动器和调制器组成。

其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。

电端机就是常规的电子通信设备。

（2）光收信机：

光收信机是实现光/电转换的光端机。

它由光检测器和光放大器组成。

其功能是将光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号，然后，再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送到接收端的电端汲去。

（3）光纤或光缆：

光纤或光缆构成光的传输通路。

其功能是将发信端发出的已调光信号，经过光纤或光缆的远距离传输后，耦合到收信端的光检测器上去，完成传送信息任务。

（4）中继器：

中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。

它的作用有两个：

一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减；另一个是对波形失真的脉冲近行政性。

（5）光纤连接器、耦合器等无源器件：

由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制，且光纤的拉制长度也是有限度的（如1Km）。

因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。

于是，光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合，对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。

目前实用的光纤通信系统都采用直接检波系统。

直接检波系统就是在发送端直接把信号调制到光波上，而在接收端用光电检波管直接把被调治的光波检波为原信号的系统。

电端机就是一般电信号设备，例如载波机或电视图象发送与接受设备等。

光端机则是把电信号转变为光信号（发送光端机），或把光信号转变为电信号（接收光端机）的设备。

发送光端机的作用是将发送的电信号进行处理，加在半导体激光器上，使电信号调制光波，然后将此已调制光波送入光导纤维。

已调制光波经光导纤维传送至接收光端机的半导体光电管上检波。

检波后得到的电信号经过适当处理再送接受电端机，然后按一般电信号处理。

这就是整个光纤通信的过程。

这个过程和一般无线电通信过程是十分相似的。

当然光线通信的空间传输手段是光导纤维，这与一般无线电通信在空间传输电波的情况是不同的。

直接检波系统的基本优点是构成简单，就当前光波技术水平来讲现实可行。

同时由于光波频率极高，在这样系统上传送上万路电话，几十路电视并不困难，完全可以满足目前通信的需要。

因此直接检波系统是光纤通信当前较多采用的形式。

三、光纤的结构和类型

光纤的结构

光纤是传光的纤维波导或光导纤维的简称。

其典型结构是多层同轴圆柱体，如图所示，自内向外为纤芯、包层和涂覆层。

核心部分是纤芯和包层，其中纤芯由高度透明的材料制成，是光波的主要传输通道；包层的折射率略小于纤芯，使光的传输性能相对稳定。

纤芯粗细、纤芯材料和包层材料的折射率，对光纤的特性起决定性影响。

涂覆层包括一次涂覆、缓冲层和二次涂覆，起保护光纤不受水汽的侵蚀相机械的擦伤，同时又增加光纤的柔韧性，起着延长光纤寿命的作用。

光纤的分类

根据折射率在横截面上的分布形状划分时，有阶跃型光纤和渐变型（梯度型）光纤两种。

阶跃型光纤在纤芯和包层交界处的折射率呈阶梯形突变，纤芯的折射率n1和包层的折射率n2是均匀常数。

渐变型光纤纤芯的折射率nl随着半径的增加而按一定规律（如平方律、双正割曲线等）逐渐减少，到纤芯与包层交界处为包层折射率n2，纤芯的折射率不是均匀常数。

根据光纤中传输模式的多少，可分为单模光纤和多模光纤两类。

单模光纤只传输一种模式，纤芯直径较细，通常在4μm～10μm范围内。

而多模光纤可传输多种模式，纤芯直径较粗，典型尺寸为50μm左右。

按制造光纤所使用的材料分，有石英系列、塑料包层石英纤芯、多组分玻璃纤维、全塑光纤等四种。

光通信中主要用石英光纤，以后所说的光纤也主要是指石英光纤。

另外，若按工作波长来分，还可分为短波长光纤和长波长光纤。

多模光纤可以采用阶跃折射率分布，也可以采用渐变折射率分布；单模光纤多采用阶跃折射率分布。

因此，石英光纤大体可以分为多模阶跃折射率光纤、多模渐变折射率光纤和单模阶跃折射率光纤等几种。

它们的结构、尺寸、折射率分布及光传输的示意图如下图所示。

四、光纤的传输原理

分析光波在光纤中的传输可应用两种理论：

射线理论和波动理论。

前者是一个近似的分析方法，但简单直观，对定性理解光的传播现象很有效，而且对光纤半径远大于光波长的多模光纤能提供很好的近似，但在应用上有它的局限性。

后者是严密的解析方法，为了全面分析光纤中光的传播、信号失真、功率损耗，特别是分析单模光纤和得出全面的定量结果，就必须采用波动理论方法，即求解麦克斯韦方程并满足光波导的边界条件。

光纤传播原理的理论分析是复杂的，这里只是粗糙地进行概念性描述，并引出与光纤传输特性有关的参量。

1.光学中的反射、折射原理

　　光波是波长极短的电磁波，因此可采用光波长λ→0时的几何光学进行分析。

于是一条很细很细的光束，它的轴线就是光射线，简称射线，它代表光能量传输的方向。

光在同一媒质中传播时是直线前进，在不同媒质传播时，在媒质交界面处要发生反射和折射。

　　如下图，媒质Ⅰ和Ⅱ的折射率分别是n1和n2，当光射线从媒质Ⅰ入射到界面上时，则一部分能量被反射，另一部分能量进入媒质Ⅱ发生折射，由于光波本质上是电磁波，这时可利用平面电磁波的电磁场方程式和无穷大平面交界面边界条件，求得光波的反射和折射定律（这里仅考虑传播方向的），即

式中θ1和θ1′分别是射线的入射角和反射角，二者相等；θ2是射线的折射角；v1、v2和n1、n2分别为媒质Ⅰ、媒质Ⅱ中的光速及其折射率，二者关系为n＝，c是光在真空中的传播速度（c≈3×108m/s），媒质的折射率（v）越大，在其中的光速（v）就愈低。

　　根据式（3-2），假设n1＞n2，则sinθ2＞sinθ1，必有θ2＞θ1。

现在逐渐增大入射角θ1，当增大到一定程度时，θ2就变为90°，光不能进入媒质Ⅱ，此时的入射角称为临界角θc（θ1＝θc），这时

下面考虑折射与反射的两种情况：

　　①在假设的n1＞n2条件下，当θ1≥θc时，能量全部被反射，不发生折射，这种现象称为全反射。

由此可见，当光波从光密（n值大的）媒质入射到光疏（n值小的）媒质时，光射线的入射角θ1≥θc时，将发生全反射。

　　②假设n1＜n2，由式（3-2）可知，sinθ2＜sinθ1（θ2＜θ1），这样，光波入射到分界面时，不论其入射角有多大，总有一部分能量要折射到媒质Ⅱ中，不可能发生全反射。

　　因此，为使光波限制在光纤纤芯中传输，必须使纤芯的折射率高于包层的折射率。

　　有时为说明问题方便，入射角θ1用入射余角θz来表示，于是临界角（余角）表示为

2.光纤导波形成的概念

　　这里仅以阶跃型多模光纤进行简单说明。

　　当光波入射到光纤后，光纤内一般出现两种形式的光射线。

一种是处在同一平面内并经过光纤的轴，在纤芯和包层交界面上全反射，使能量集中在纤芯内，这种射线称为子午线［图（a）］，另一种射线不在一个平面内且不经过光纤的轴，在边界处也作全反射，同样是反射角等于入射角［图（b）］，这类射线称为斜射线

图阶跃型多模光纤中的两种射线

子午线是平面曲线，斜射线是空间曲线。

　　由于斜射线情况比较复杂，又由于子午线的分析能代表光纤中光波传播的一般情况，因此仅对子午线进行讨论。

　　入射到光纤纤芯里的光，可以用许多条光射线来代表。

为简单起见，假设n1和n2都是常数，且n1＞n2。

对于阶跃型多模光纤，这些射线分别以某一个合适的角度射到芯子与包层的交界面上，如上面已指出的，只要在光纤内光射线与光纤轴线（或与纤芯包层交界面）所形成的角度θz≤θz，就可以在交界面上得到全反射（在光纤又称全内反射）。

如下图中，光线A是满足全反射条件的，因此光线A就被界面多次反复全反射限制在纤芯内，以“之字形”路径向前行进，形成传输波。

光线B的入射角θz＞θz，故辐射出纤芯外而很快衰减掉。

光纤中光的传播和接受角

五、光纤的传输特性

光纤的色散

由于光纤中所传信号的不同频率成分，或信号能量的各种模式成分，在传输过程中，因群速度不同互相散开，引起传输信号波形失真，脉冲展宽的物理现象称为色散。

光纤色散的存在使传输的信号脉冲畸变，从而限制了光纤的传输容量和传输带宽。

从机理上说，光纤色散分为材料色散，波导色散和模式色散。

前两种色散由于信号不是单一频率所引起，后一种色散由于信号不是单一模式所引起。

光纤的损耗

光波在光纤中传输，随着距离的增加光功率逐渐下降，这就是光纤的传输损耗，该损耗直接关系到光纤通信系统传输距离的长短，是光纤最重要的传输特性之一。

自光纤问世以来，人们在降低光纤损耗方面做了大量的工作，1.31μm光纤的损耗值在0．5dB/km以下，而1.55μm的损耗为0.2dB/km以下，这个数量级接近了光纤损耗的理论极限。

光纤的损耗如图2-16所示----形成光纤损耗的原因很多，其损耗机理复杂，计算也比较复杂（有些是不能计算的）。

降低损耗主要依赖于工艺的提高相对材料的研究等。

光纤损耗的原因主要有吸收损耗和散射损耗，还有来自光纤结构的不完善。

六、LD的原理，功率特性，结构

半导体激光器（LD）半导体激光器是利用在有源区中受激而发射光的光器件。

只有在工作电流超过闻值电流的情况下，才会输出激光（相干光），因而是有闻值的器件。

LD的结构及工作原理

LD的结构如图4—12所示。

半导体激光器的结构与半导体发光二极管的结构类似。

通常也是由P层、N层和形成双异质结构的有源层构成。

和LED所不同的是，在有源层的结构中还具有使光发生振荡的谐振腔。

双异质结半导体激光器粒子数反转分布的形成过程与前面所述LED情况大致相同。

半导体激光器发光利用的是受激辐射原理。

受激辐射发光现象是：

处于粒子数反转分布状态的大多数电子，在受到外来入射光于激励时同步发射光子的现象，也就是说受激辐射的光子和入射光子，不仅波长相同而且相位、方向也相同。

这样，由弱的入射光激励而得到了强的出射光，起到了光放大作用。

但是仅仅有放大功能还不能形成振荡，必须要有正反馈才行。

为了实现光的放大反馈，需要采用使光来回反射的光学谐振腔。

最基本的光学谐振腔是由两块互相平行的反射镜构成，称之为法布里一珀罗谐振腔。

半导体激光器就是在垂直于PN结的两个端面，按晶体的天然解理面切开而形成相当理想的反射镜面。

光在谐振腔中的两个反射镜面之间往复反射。

其中一个是全反射镜面，另一个是部分反射镜面，这样谐振腔内的光能由该镜面透射出来，形成输出激光。

激光器模型如右图所示。

半导体激光器（LD）的P-I特性

半导体激光器（LD）的P-I特性曲线如右图所示。

随着激光器注入电流的增加，其输出光功率增加，但是不成直线关系，存在一个阈值Ith，只有当注入电流大于阈值电流后，输出光功率才随注入电流增加而增加，便发射出激光；当注入电流小于阈值电流，LD发出的是光谱很宽、相干性很差的自发辐射光。

P-I的特性随器件的工作温度要发生变化，当温度升高时，激光器的特性发生劣化，阈值电流也会升高，阈值电流与温度的关系可表示为

式中，

称为器件的特征温度，

和

都与绝对温度表示；

为

时阈值电流的1/e。

七、光检测系统工作原理

在P型和N型半导体组成的PN结界面上，由于存在多数载流子（电子或空穴）的梯度，因而产生扩散运动，形成内部电场。

内部电场产生与扩散方向相反的漂移运动，直到P区与N区的E相同，两种运动处于平衡为止，结果能带发生倾斜。

这时在PN节上施加正向电压，产生与内部电场相反方向的外加电场，结果能带倾斜减小，扩散增强。

电子运动方向与电场方向相反，使得N区的电子向P区运动，P的空穴向N区运动，最后在PN结形成一个特殊的增益区。

增益区的导带主要是电子，价带主要是空穴，结果获得粒子数反转分布。

在电子和空穴的扩散过程中，导带的电子可以跃迁到价带和空穴符合，产生自发辐射光。

在PN结界面上，由于电子和空穴的扩散运动，形成内部电场。

内部电场使电子和空穴产生与扩散运动方向相反的漂移运动，最终使能带产生倾斜，在PN结界附近形成耗尽层。

当入射光作用在PN结时，如果光子的能量大于或等于带隙，便会发生受激吸收。

在耗尽层，由于内部电场的作用，电子向N区运动，空穴向P区运动，形成光生漂移电流。

在耗尽层两侧没有电场的中性区，由于热运动，部分光生电子和空穴通过扩散运动可能进入耗尽层，然后在电场作用下，形成和漂移电流相同方向的光生扩散电流。

光生漂移电流分量和光生扩散电流分量的总和即为光生电流。

当与P层和N层连接的电路开路时，便在两端产生电动势，这种效应称为光电效应。

当连接的电路闭合时，N区过剩的电子通过外部电路流向P区。

同样，P区的电子流向N区，便形成了光生电流。

当入射光发生变化时，光生电流随之变化，重而把光信号转换为电信号。

这种由PN结构成，在入射光作用下，由于受激吸收过程中产生的电子-空穴对的运动，在闭合电路中形成光生电流的器件，就是简单的光电二极管（PD）。

八、SDH组成

SDH基本概念

SDH（synchronousDigitalHierarchy）全称叫做同步数字传输体制，由此可见SDH是一种传输的体制（协议），就象PDH（PlesiochronousDigitalHierarchy）——准同步数字传输体制一样，SDH这种传输体制规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输数速等级，接口码型等特性。

SDH的含义：

是一套可进行同步数字传输，复用和交叉连接的标准化数字信号的等级结构，SDH传输网所传送的信号由不同等级的同步传输模块（STM-N）所组成。

（插入PDH含义:

对瞬时速率在一定容差范围内的低码速支路进行正码速调整后再进行同步复接的过程称为准同步数字复接.30/32路PCM系列都是采用准同步数字复接,简称PDH）

ⅰ）与SDH相比，PDH主要缺点有二点：

1）PDH考虑的主要业务对象是普通的传统电话业务，它在很多方面已不能适应现代通信向业务多样化和宽带化发展的要求（例：

用户数据业务、广播电视、视频电报、专用电视、可视通信等）。

2）PDH主要应用于点对点连接、缺乏网络拓扑的灵活性。

ⅱ）SDH作为一种新的技术体制，必然有其不足之处。

1）频带利用率不如PDH系统，PDH的140Mbit/s可收容64*2Mbit/s

或4*34Mbit/s,而SDH的155Mbit/s只能收容63*2Mbit/s或3*34Mbit/s。

2）指针调整机理，增加了设备的复杂性。

3）软件几乎可以控制网络中所有复用设备和交叉连接设备。

这样，网络层上的人为错误，软件故障，乃至计算机病毒都可能导致网络重大故障，甚至造成全网瘫痪。

ⅲ）与PDH相比SDH有哪些优势

既然SDH传输体制是PDH传输体制进化而来的，因此它具有PDH体制所无可比拟的优点，它是不同于PDH体制的全新的一代传输体制，与PDH相比在技术体制上进行了根本的变革。

SDH概念的核心是从统一的国家电信网和国际互通的高度来组建数字通信网，并构成综合业务数字网（ISDN），特别是宽带业务数字网（B－ISDN）的重要组成部分。

因为与传统的PDH体制不同，按SDH组建的网是一个高度统一的、标准化的、智能化的网络，它采用全球统一的接口以实现设备多厂家环境的兼容，在全程全网范围实现高效的协调一致的管理和操作，实现灵活的组网与业务调度，实现网络自愈功能，提高网络资源利用率，由于维护功能的加强大大降低了设备的运维费用。

九、系统设计

对数字光纤通信系统而言，系统设计的主要任务是，根据用户对传输距离和传输容量（话路数或比特率）及其分部的要求，按照国家相关的技术标准和当前设备的技术水平，经过综合考虑和反复计算，选择最佳路由和局站设置、传输体制和传输速率以及光纤光缆和光端机的基本参数和性能指标，以使系统的实施达到最佳的性能价格比。

在技术上，系统设计的主要问题是确定终继距离，尤其对长途光纤通信系统，中继距离设计是否合理，对系统的性能和经济效益影响很大。

中继距离的设计有三种方法：

最坏情况法（参数完全已知）、统计法（所有参数都是统计定义）和半统计法（只有某些参数是统计定义）。

中继距离受损耗的限制

下图示出了无中继器和中间有一个中继器的数字光纤线路系统的示意图。

数字光纤线路系统

（a）无中继器；（b）一个中继器

如果系统传输速率较低，光纤损耗系数较大，中继距离主要受光纤线路损耗的限制。

在这种情况下，要求S和R两点之间光纤线路总损耗必须不超过系统的总功率衰减，即

L（αf+αs+αm）≤Pt-Pr-2αc-Me

式中，Pt为平均发射光功率（dBm），P