光纖通信系統(tǒng)中色散補(bǔ)償技術(shù)

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1、...光纖通信系統(tǒng)中色散補(bǔ)償技術(shù)蔣玉蘭(浙江華達(dá)集團(tuán)富陽(yáng)，311400)【摘要】本文敘述了光通信系統(tǒng)中一個(gè)重要的參數(shù)—色散，以及G65光纖通信系統(tǒng)的色散補(bǔ)償技術(shù)。文章還詳細(xì)說(shuō)明了各種補(bǔ)償技術(shù)原理，并比較其優(yōu)缺點(diǎn)。最后強(qiáng)調(diào)說(shuō)明色散補(bǔ)償就是用來(lái)補(bǔ)償光纖線路色散和非線性失真的技術(shù)。1概述光纖通信的發(fā)展方向是高速率、大容量。它從PDH8Mb/s,34Mb/s,140Mb/s,565Mb/s發(fā)展到SDH155Mb/s，622Mb/s，2.5Gb/s，10Gb/s?，F(xiàn)在又進(jìn)展為波分復(fù)用WDM、密集型波分復(fù)用DWDM。同時(shí)，光纖的結(jié)構(gòu)從G652、G653、G654，發(fā)展到G655，以及G652

2、C類。光纖的技術(shù)指標(biāo)很多，其中色散是其主要的技術(shù)指標(biāo)之一。色散就是指不同顏色(不同頻率)的光在光纖中傳輸時(shí)，由于具有不同的傳播速度而相互分離。單模光纖主要色散是群時(shí)延色散，即波導(dǎo)色散和材料色散。這些色散都會(huì)導(dǎo)致光脈沖展寬，導(dǎo)致信號(hào)傳輸時(shí)的畸變和接收誤碼率的增大。對(duì)于新建工程新敷設(shè)高速率或WDM光纜線路，可以采用非零色散位移光纖（NZ-DCF），ITU一T將這種光纖定名為G655。G655光纖在1550nm處有非零色散，但數(shù)值很?。?.1~10.0pb/nm·km）。其色散值可以是正，也可以是負(fù)。若采用色散管理技術(shù)，可以在很長(zhǎng)距離上消除色散的積累。同時(shí)，對(duì)WDM系統(tǒng)的四波混頻現(xiàn)象也

3、可壓得很低，有利于抑制非線性效應(yīng)的影響。自從光纖通信商用開(kāi)始，至今20余年，國(guó)內(nèi)外已大量敷設(shè)了常規(guī)單模光纖(G652)的光纜，這類光纜工作在1550nm波段時(shí)，有18ps/nm·km的色散，成為影響中繼距離的主要因素。所以，對(duì)高速率長(zhǎng)距離的系統(tǒng)必須要考慮色散補(bǔ)償問(wèn)題。光纖色散產(chǎn)生的因素有:材料色散、波導(dǎo)色散、模式色散等等。但主要是前面兩項(xiàng)因素引起不同波長(zhǎng)的光在光纖中傳播造成群時(shí)延差。解決光信號(hào)色散引起群時(shí)延差的方法就是色散補(bǔ)償技術(shù)。2光纖色散述語(yǔ)色散:光源光譜組成中的不同波長(zhǎng)的不同群速度在一根光纖中傳輸所引起的光脈沖展寬。材料色散:因折射率隨光的波長(zhǎng)不同呈非線性，所以產(chǎn)生材料色散

4、。由單模光纖的纖芯和包層材料所引起的色散，考慮到光纖的弱導(dǎo)條件(△<

5、沖展寬分析光信號(hào)在光纖中傳輸由于光纖色散導(dǎo)致光脈沖展寬的理論分析如下:入射光場(chǎng)的歸一化振幅為高斯函數(shù)分布。則人射光脈沖的形狀為(參見(jiàn)圖1)......4色散補(bǔ)償技術(shù)光纖色散補(bǔ)償是一項(xiàng)新的技術(shù)，需要認(rèn)真研討和試驗(yàn)。這里提出幾種方法進(jìn)行探討:4.1負(fù)色散光纖補(bǔ)償法DCF是一種有負(fù)色散系數(shù)的光纖，D=－90ps(nm·km)。若在CSMF中接人足夠長(zhǎng)度的DCF，可使總的色散值控制在系統(tǒng)容限以內(nèi)，如圖3所示。原則上DCF可放在線路的任何位置，但在發(fā)送端應(yīng)放在光放大器之前，因?yàn)槿舴旁诠夥糯笃髦螅吖β使庑盘?hào)在以二F中會(huì)引起非線性，不僅減弱DCF的補(bǔ)償作用，還會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的性能。....

6、..從應(yīng)用的角度要求DCF的負(fù)色散系數(shù)愈大愈好，同時(shí)插人衰減越小越好。通常插人的DCF長(zhǎng)度是需要補(bǔ)償CSMF的20%左右。與其他色散補(bǔ)償措施相比。DCF技術(shù)要相對(duì)成熟，但其插人衰減較大，約為CSMF的5倍，須用光放大器補(bǔ)償。利用DCF技術(shù)與EDFA光放大器，1obit實(shí)驗(yàn)記錄可達(dá)2245km。但DCF的成本昂貴，約為CSMF的10~20倍，短期內(nèi)難以大量推廣應(yīng)用。......4.4色散支持技術(shù)〔DST)DST的基本原理是，高速數(shù)字信號(hào)在直接調(diào)制方式作用下，在光強(qiáng)度調(diào)制(IM)的同時(shí)還伴有FSK調(diào)制。這是因?yàn)榕c輸人NRZ電信號(hào)“O”、“I”對(duì)應(yīng)著兩個(gè)光波長(zhǎng)，它們由于光纖色散而不能同

7、時(shí)到達(dá)接收端，其時(shí)間差加Δt=Δλ·D·L，即:Δt=ΔV?λ2?D?L∕C(2)式中△V為兩個(gè)光波的頻率差，正確選擇光源的偏流可控制△V，使山正好為1比特間隔。從而可在接收機(jī)利用兩電平判決電路將ASK信號(hào)解調(diào)為NRZ信號(hào)，而光纖的色散則起到了FS/ASK信號(hào)轉(zhuǎn)換的作用。據(jù)報(bào)導(dǎo)利用DST技術(shù)在CSMF上可無(wú)中繼傳輸10Gbit/s信號(hào)達(dá)253krn。DsT的缺點(diǎn)或限制條件是要求硯調(diào)制指數(shù)、接收機(jī)帶寬等參數(shù)需與光中繼段的色散匹配。色散支持傳輸法需利用激光器的調(diào)頻特性，在光纖傳輸系統(tǒng)