光纖色散及補償方法簡述

《光纖色散及補償方法簡述》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、光纖色散及補償方法簡述目錄1色散的基本概念151.1基本概念151.2光纖中色散的種類151.3光纖色散表示法151.4單模光纖的色散系數(shù)151.5光纖色散造成的系統(tǒng)性能損傷151.6減小色散的技術(shù)151.7偏振模色散（PMD）152非線性問題15光纖色散及補償方法簡述關(guān)鍵詞：光纖色散色散補償摘要：本資料介紹了光纖的色散以及色散補償方法?？s略語清單：無。參考資料清單：無。1光纖色散及補償方法簡述光纖色散及補償方法簡述當(dāng)前，光纖通信正向超高速率、超長距離的方向發(fā)展。EDFA的出現(xiàn)為1.55um波長窗口實現(xiàn)大容量、長距離光通信創(chuàng)造了條件，并使光纖通信中衰耗的問題得到了一定的解決。然而光

2、纖的色散影響仍然是制約因素之一，加之引入光放大器使光信號功率提高之后，光纖的非線性影響又突顯出來。1色散的基本概念1.1基本概念光纖色散是由于光纖所傳送信號的不同頻率成分或不同模式成分的群速度不同，而引起傳輸信號畸變的一種物理現(xiàn)象。所謂群速度就是光能在光纖中的傳輸速度。所謂光信號畸變，一般指脈沖展寬。1.2光纖中色散的種類光纖中的色散可分為材料色散、波導(dǎo)色散、模式色散。材料色散和波導(dǎo)色散也稱為模內(nèi)色散，模式色散也稱為模間色散。材料色散是由于光纖材料的折射率隨光源頻率的變化引起的，不同光源頻率所所應(yīng)的群速度不同，引起脈沖展寬。波導(dǎo)色散是由于模傳播常數(shù)隨波長的變化引起的，與光纖波導(dǎo)結(jié)構(gòu)

3、參數(shù)有關(guān)，它的大小可以和材料色散相比擬。材料色散和波導(dǎo)色散在單模光纖和多模光纖中均存在。模式色散是由于不同傳導(dǎo)模在某一相同光源頻率下具有不同的群速度，所引起的脈沖展寬。模式色散主要存在于多模光纖中。簡而言之，材料色散和波導(dǎo)色散是由于光纖傳輸?shù)男盘柌皇菃我活l率所引起的，模式色散是由于光纖傳輸?shù)男盘柌皇菃我荒Ｊ剿鸬摹?.3光纖色散表示法在光纖中，不同速度的信號傳過同樣的距離會有不同的時延，從而產(chǎn)生時延差，時延差越大，表示色散越嚴重。因而，常用時延差來表示色散程度。時延并不表示色散值，時延差用于表示色散值。若各信號成分的時延相同，則不存在色散，信號在傳輸過程中不產(chǎn)生畸變。時延差可由信

4、號各頻率成分的傳輸速度不同所引起，也可由信號各模式的傳輸速度不同所引起。光纖色散及補償方法簡述1.1單模光纖的色散系數(shù)單模光纖中只有基模傳輸，總色散由材料色散、波導(dǎo)色散等組成。它們都與波長有關(guān)，所以單模光纖的總色散也稱波長色散。色散系數(shù)就是兩個波長間隔為1nm的兩個光波傳輸1km長度光纖到達時間之差，單位為ps/nm·km。5.色散與傳輸速率的關(guān)系群速色散對比特率的影響可利用不產(chǎn)生相鄰脈沖重疊的準則B△T＜1B為比特率，△T為群速色散造成的脈沖展寬傳輸速率越高，為保證信號正確傳輸，色散的影響必須越小?！鱐=DLδλL---傳輸距離，D----色散系數(shù)，δλ為光源的均方根譜寬，-20

5、dB譜寬δλ-20，δλ=δλ-20/6.071.2光纖色散造成的系統(tǒng)性能損傷與光纖色散有關(guān)的系統(tǒng)性能損傷可以由多種原因引起，比較重要的有兩類：碼間干擾、模分配噪聲等。1.碼間干擾光纖色散會導(dǎo)致所傳輸光脈沖的展寬。實際接收波形是由激光器的許多根線譜構(gòu)成的，既便接收機能對單根線譜形成的波形進行理想均衡，但由于每根線譜產(chǎn)生的相同波形所經(jīng)歷的色散不同而前后錯開，使結(jié)合的波形不同于單根線譜波形，仍會造成非理想均衡。2.模分配噪聲這是由于光纖的色散作用與激光器的光譜特性相結(jié)合產(chǎn)生的系統(tǒng)損傷。雖然激光器各譜線的功率總和是一定的，但各根譜線的功率是隨機起伏的。當(dāng)激光器的各譜線經(jīng)過光纖后，由于光纖

6、的固有色散使不同波長的譜線產(chǎn)生不同的延時，造成不同比特的接收波形不同，形成接受脈沖的展寬。1.3減小色散的技術(shù)在1550nm波長附近，G.652光纖的色散典型值為17ps/nm·km。當(dāng)光纖的衰減問題得到解決以后，色散受限就變成了決定系統(tǒng)傳輸距離的一個主要問題。DA技術(shù)即色散容納技術(shù)，就是通過一些技術(shù)手段減小或消除色散的影響，延長傳輸距離。一般來說，解決方法有：1.壓縮光源的譜寬光纖色散及補償方法簡述色散對光脈沖傳輸?shù)挠绊懼饕憩F(xiàn)在經(jīng)過傳輸?shù)墓饷}沖將受到展寬，而這種展寬的大小在一定傳輸距離的情況下，取決于傳輸光纖的色散系數(shù)和光源發(fā)送的光波的頻譜寬度。光源的譜寬越寬（頻率啁啾系數(shù)越大

7、），光纖色散對光脈沖的展寬越大。因此通過選用頻率啁啾系數(shù)小的激光器，可以減小傳輸線路色散的影響。頻率啁啾是單縱模激光器才有的系統(tǒng)損傷。當(dāng)單縱模激光器工作于直接調(diào)制時，注入電流的變化會引起載流子密度的變化，進而使有源區(qū)的折射率指數(shù)發(fā)生變化，結(jié)果使激光器的諧振腔的光通路長度發(fā)生變化，導(dǎo)致波長隨時間偏移，發(fā)生所謂的頻率啁啾現(xiàn)象，表現(xiàn)為波長穩(wěn)定性差，光譜寬。當(dāng)光脈沖經(jīng)過光纖傳輸后，由于光纖的色散作用，使受頻率啁啾影響的光脈沖波形發(fā)生展寬。減小光源啁啾系數(shù)的辦法：（1）采用外調(diào)