G652光纤上的25Gbits色散受限系统

G652光纤上的25Gbits色散受限系统 ,,,,年 ,,月 电 信 科 学 ,卷 ,期 第 , 第 , , ,,, , , ,皿 ,,, ,, , , , ,, , , ， , , ,光 纤 上 的 , , , ,色 散 受 限 系 统 ,(, , ( ,,,, 摘 要 ,,, , ,, 系 本 文 根 据 色 散 受 限 中 继 段 长 度 的 计 算 ， 实 际 工 程 中 , , , 波 长 , , , , , 统 进 行 计 算 比较 得 出 啁 啾 声 对 它 ,, , 成 , 对 , 波 引 起 的 色 散 不 容 忽 视 ， 使 , , , , 为 色 散 受 限 系 统 。 , , , , 长 , , , , ,系 统 ， 使 用 多 纵 模 激 光 器 时 ， , , , , ,, 当 往 往 也台 成为 色散受 限系 统。 关键词 监 墼 皇 里主 星匝垂塾 光通道功率代价 我 传 近 年 来 伴 随 光 同步 数 字 传 输 设 备 的大 量 引进 ， 国 光 缆 干 线 传 输 网 建 设 发 生 了重 大 变 化 ， 输 系 统 制 式 , ,)向 同步 数字 体 系 (, 过 渡 ， 输 系 统 容 量 也 从 低 速 率 中小 容 量 向 着高 速 率 大 已从 准 同步 数 字 体 系 ( , , ,) 传 在 , ,光 纤 上 开 通 了 不 少 , ,系 统 。容 量 光 纤 干 线 建 设 迈 进 ， ,(, ,, , , ,, ,,,,, ,, 传 众 所 周 知 ， , , 及 其 以下 系统 一 般 为损 耗 受 限系 统 ， 输 衰 减 成 为 决 定 中继 段 长 度 的 唯一 重 要 参 而 , ,, 、 ( ,, 系 , , 中 同数 。 对 于 , ,, , , , ,, , , 统 则 不 然 ， 继 段 长 度 不 只 受 光 纤 衰 减 制 约 ， 时 色 散 也 成 为 制 距 离 的 另 一 个 不 容 忽 视 的 重 要 参 数 。 这 时 高 速 率 约 中继 光 纤 通 信 系 统 或 为 损 耗 受 限 系 统 或 为 色 散 受 限 系 统 ， 要 依 具 , 葚 体,用条件而定。 , 色 散 受 限 系 统 中 继 段 长 度 的 计 算 所 谓 色 散 是 指 不 同 波 长 或 不 同 模 式 的 光 波 在 光 纤 传 播 媒 质 中 因 有 不 同 的 传 播 速 度 ，到 达 光 纤 末 端 先 后 引 有别 而 产 生 群 时 延 差 ， 起 输 出光 脉 冲展 宽 的物 理 现 象 。 , ,单 模 光 纤 只传 播 基 模 , ( 个 模 式 ， 无 模 间 色散 ，主 要是 模 内 色 散 或 称 波 长 色 散 ， 包 括 材 料 ,(, 一 ,( 故 它 而 工 光色 散 和 波 导 色 散 两 种 ， 又 以 材 料 色 散 占 主 导 地 位 。 光 纤 色 散 的 大 小 决 定 于 光 纤 类 型 、 作 波 长 范 围 、 源 码 信 两 传谱 线 宽 度 、 速 和 在 光 纤 中传 输 距 离 诸 因素 。显 然 ， 号 码 速 越 高 ， 相 邻 光 信 号 脉 冲 间 隔 趣小 ， 播 不 太 远 后 造 使 从时 的 脉 冲 展 宽 就 使 码 元 前 、 发 生 重 叠 ， 成 码 间 干 扰 ， 光 接 收 机 灵 敏 度 急 剧 降 低 ， 而 限 制 了 信 号 比 特 率 和 中 继段 长度 。 为 防 止 由 于 色 散 功率 代 价 的迅 速增 长 而 导致 光 纤 通信 系统 性 能 恶 化 ，应 使 系 统 有 足 够 的 工 远 兀『作 余 度 ， 离 高 功 率代 价 区 。, , ,,(, , ,建 议 除 , , ( ,, ,取 ,, 其 ,光 通 道 功 率 代 价 外 ， 余 系 统 均 以不 超 过 ,, 因 ,作 为 最 大 可 容 许 的 数 值 ， 而将 其 对 应 的光 通 道 色散 值 ( , 定 ? ) 义 为光 通 道 的最 大 色 散 值 。 而 光 通 道 功 率代 价通 常 以 色 散 功 率 代 价 为 主 。 由 此便 可 导 出按 最 坏 值 设 计 方 法求 中 继 距 离 的 公 式 : ,)已 知 ,,点 间 光 通 道 最 大 容 许 色 散 ( , , 、 光 纤 工 作 波 长 范 围 内 的 最 大 色 散 系 数 ,, , , ,) ,, (, ,,? ,) ， 可 估 算 由 码 问 干 扰 与 模 分 配 噪 声 决 定 的 中 继 段 长 度 (,) 即 :( , )则 , ， , , , ( , 而其 更 为 一 般 的公 式 为 : , , , , ,, , , , , () ,， ， 取 (, ; ，,式 中 参 数 ,决 定 于 光 源 ， , 有 码 间 干 扰 和 模 分 配 噪 声 两 种 色 散 机 理 ， ,,, ,, 而 对 ,, 无 模 分 配 噪 声 取 (, 。可 见 激 光 器 类 别 影 响 之 大 ， 样 条 件 下 ， 用 ,, 是 用 ,, 中 继 距 离 的 , , 多 。当 的 影 响 ， ,,, , , 同 采 ，, , (倍 ，, 还 然 ,, 的 蜩 瞅 声 代 价 还 要 另 计 ， 要 进 行 一 次 比 较 。 口 单 ,, ; , —— 光 纤线 路信 号码 速 ， 位 , , , — 单 ,; , — 光 源 最 大 均 方 根 谱 宽 ， 位 ,, , 苎 日 ( 堡～ 兰 圭塑 :～～ 皇 墨 型望 ～～ 竺 苎兰 竺 一 单 , (, , 。 光 纤 最 大 色 散 系 数 ， 位 , , , ? ,) 以 下 两 式 计 算 结 果 绝 对 值 大 者 即 是 。 争) 争) , ) ( , () 一 单 , (, , ; 式 中 , 。 最 大 零 色 率 ， 位 , , , ,? ,) , 零 色 散 波 长 最 小 值 ， 位 , 散 斜 一 单 ,; 一 零 色 散 波 长 最 大 单 ,; 单 , 下 值 一 位 , 一 工 作 波 长 ， 位 , 计 算 时 取 工 作 波 长 范 围 的 上 、 限 波 长 代 人 公 式 取 结 果 绝 对 值 ( ) ， 较 大者为准。 , , , ,单 模 光 纤 具 有 , , , 和 ,, , 两 个 工 作 窗 口 ， 色 散 波 长 在 , , 近 零 色 散 ，,, 建 议 ,(, , ,, , ,, 零 , ,,硼 ， , , 附 ,, ,,, , (, , ( , , ) 工 , ,, , ,, 波 长 范 围 ,, , ,,, ,， ,, , ,,, , ,? , ， 作 波 长 在 ,, , ,,, , 范 围 内 任 一 波 长 处 的 , 、( )式 求 值 足 够 精 确 ， 工 作 波 长 范 围 为 , , , ,,, , 的 色 散 系 数 用 () , 如 , ,, , ,, , , 可 求 得 为 , ,,, (, ( ,) , ,, , ,, , , 用 , 、, 两 , 。 对 ,, ,,, , , 波 长 范 围 ， ( ) ( ) 式 可 近似 求 出其 值: ,, ( , , , ( , , , ,,,, ),, (,,, , ? ,) (,, , , , ( , , ,, ,, ),, ,, , , ? ,) , , , , , ,,, ,, , ,】 ,, ) , ( , ( ? ,) , ,, ) , ,,, , , , 【, , , , ( , (, „ ,) , ,,, , , 作取 绝 对 值 较 大 者 , ( , (, ? ,) 为 该 波 长 范 围 的 。 ,式 并且 由 ( ) 可 知 , ? ,, ,厨 ， 删 ( 议 ,, ,光 接 口参 数 规 范 中 , , ,, ,, , 对 ,建 ,,, ( 之 ,,, , ,, ,, , ,,, ,,，, , , , ,, ,、, ,, ,, , ,， , 光 源 ， 分 别 为 ,, ,,,, 的 最 大 色 散 进 行 验 算 ， , ,、 ( , , ,,, ,、 分 别 为 , ( , , , ( , , 与 ,, , ,、 , ,, , , ,, , ,一 ,, ,， 源 为 ,, ,:,验 算 ‰ ,, ,,, ,， 规 范 值 , , , ,,,, , 一 致 。 对 ,, ,,, , ,, 光 ,， : , , , , ,,, ,， ,, ( , ,, , ,, , , , 当 , (,,, , , ,, 与 规 范 一 致 。, , , ,, , 一, , ,，, ， 取 最 大 一, , ,为 、 , ,谱 宽 ,, , , , , ,, ( 又 有 如 下 关 系 式 :时 ( 知 与 , ,, ,丽, , ()可 求 出 相 应 的 , ,,, ,、, ,,, ,。由 此 看 出 光 接 , 参 数 规 范 中 的 最 大 色 散 并 末 包 括 , , 啁 瞅 声 为 , , ,, ,, , , ,, , , 这 一 色 散 因素 。 , , , , 式 还 )对 于 采 用 , , 的 光 缆 系 统 ，除 用 ()或 ( ) 求 外 ， 必 须 求 由 于 啁 瞅 声 引 起 的 色 散 受 限 距 离 所 是 注 进厶 ; 谓 啁 啾 声 ， 在 光 直 接 调 制 时 ， 人 信 号 电 流 的 变 化 特 别 是 前 后 沿 会 引 起 载 流 子 密 度 的 变 化 ， 而 产 生 起微 小 的 动态 波 长 变动 。 由 于这 个 波 长 的 变 动 再加 上 光 纤 色 散 的 作 用 ，使 啁啾 声 影 响 , 光 脉 冲 波形 发 生展 所 宽 的波 形 畸 变 。 由 啁 啾声 造成 的光 功率 代价 尚无 国 际 公认 的计 算方 法 ， 以 厶 只 能用 下式 估 算 : ,】 ( 口 单 ,, ; , 式 , — — 信 号 码 速 ， 位 , , , — 单 , 计 ， — 工作 波 长 ， 位 , ， 算 时 应 采 用 工 作 波 范 围 之 大 者 : — 对 , ,取 ; 。 。 — 啁 瞅 声 系 数 ， 分 馈 激 光 器 ( , ) ,—, 新 型 量 子 阱 激 光 器 取 , 布 反 , ( , 色 ,, , ,,,,, 散 受 限 系 统 , ( , , , , 选 , ,,? 工 某 省 引 进 , , ,公 司 , ,, , ,, , 通 信 设 备 ， 择 工 作 窗 , ,, ,， 作 波 长 范 围 为 , , , , ,, , , ,, ,, ,， , ， , ,,, ,，, 光 源 为 , , , ,,, , , 发 送 功 率 为 ( , ), 接 ,, ,， 一, ，, , ,， 收 机 最 小 平 均 灵 敏 度 一, , 最 大 光 通 , 道 代 价 ,, 。 )衰 耗 受 限 中 继 段 长 度 厶 的 计 算 , 电 信 科 学 , , ,正 , 的 , (,, 计 算 公 式 如 下 尸 一 村 一,, , () , ,” , , 取 ,; ,式 中 带 下 标 “, 的 参 数 均 指 最 坏 值 : 其 中 : 为 平 均 发 送 光 功 率 ， 最 小 值 一 , , , 为 接 收 机 在 , 点 的 ,, ,;最 小 灵 敏 度 ，一, , .