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长距离光通讯传输,色散补偿技术的运用

[来源:sky]  [日期:2015-05-21]  [点击数:709] 
1550nm波长窗口由于在光纤中的传输损耗低,而且该窗口具有高性能、大功率的光放大器,使其得以既用在干线传输中,也适合于分配网的应用,从而广泛被电信网、有线电视网以及数据网所选用。经过这几年的发展,1550nm外调制光发射机和光放大器EDFA技术已经成熟,再加上它们的市场价格大幅下调等因数,使其在有线电视干线及大型分配网络中的应用优势更加突出。在很多大型分配网络中,其性价比已明显超过了采用1310nm波长设备的方案。

色散补偿DCM技术已经在数字通讯系统中得到广泛应用。通过在有线电视的模拟传输系统中引入色散补偿技术,可以有效解决200km超长距离传输系统中的CSO(非线性失真指标)的问题。为了进一步降低系统搭建成本,色散补偿DCM生产厂商应针对有线电视网络开发相应的DCM模块。


1550nm波长窗口由于在光纤中的传输损耗低,而且该窗口具有高性能、大功率的光放大器,使其得以既用在干线传输中,也适合于分配网的应用,从而广泛被电信网、有线电视网以及数据网所选用。经过这几年的发展,1550nm外调制光发射机和光放大器EDFA技术已经成熟,再加上它们的市场价格大幅下调等因数,使其在有线电视干线及大型分配网络中的应用优势更加突出。在很多大型分配网络中,其性价比已明显超过了采用1310nm波长设备的方案。


尽管1550nm波长窗口在标准光纤中的传输损耗小,但是色散要比1310nm波长窗口大得多。在70km以下的传输系统中,色散对系统指标的影响还不是十分突出。而在长距离,特别是超长距离传输中,其色散的累积效应严重影响了信号的传输质量。在数字通讯系统中,色散将产生码间干扰,劣化BER指标;而在有线电视的模拟传输系统中,主要表现在对CSO的影响上。


为了提高系统的整体性能,尽可能地减小光纤色散对传输指标的影响,人们提出了多种色散补偿技术。色散补偿的基本原理是使用一个或多个大的负色散器件对光纤的正色散实施抵消,从而使系统的总色散量减小。目前实用的色散补偿技术主要有色散补偿光纤(DCF — Dispersion Compensating Fiber)、光纤光栅(Fiber Bragg Grating )和F-P腔或G-T腔宽带色散补偿器(Dispersion Compensating Module)。由于DCF的高插损和高非线性,目前色散补偿基本上选用后两者。每一个色散补偿基本单元(Etalon)只能针对单一中心波长的光来进行补偿。为了使得色散补偿模块(DCM — Dispersion Compensating Module)能应用于WDM、DWDM等系统中,通常在一个DCM模块中集成了许多个Etalon,它们各自的中心波长由所传输的光波长来定。


目前能够对G.652光纤进行色散补偿的方案主要有:用啁啾光纤光栅的色散补偿;用均匀光纤光栅的色散补偿;在整个系统链路中加入色散补偿光纤(DCF);以及尚处于技术探讨、试验阶段中的虚像相位阵列法、中点谱反转法、平面光路法等利用无源光器件进行色散补偿。综合来看,这些方案中有实用价值的是色散光纤及光纤光栅两种补偿方法。利用光纤光栅的色散补偿。


该方案是利用光纤光栅周期沿光纤轴向的变化(线性啁啾光纤光栅的周期呈线性变化,均匀光纤光栅的周期则是均匀分布)来调整相应的色散补偿量。光信号经G.652光纤长途传输后,在进入光放大器之前,先经过光纤光栅。由于不同波长的光信号在光纤光栅中被反射的位置不同,使得光信号间出现了相对时延差。这样,就可将已红移、蓝移的光脉冲还原,而链路中所需的色散补偿量及补偿的波长范围,则取决于光栅长度和啁啾量。在工程应用时该方案具有补偿元器件安装方便、体积小、插入损耗低的优势,但其补偿性能的稳定性较DCF差,所以在长途光缆传输系统中普及率较低。


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