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光波分信号在光纤中传输的关键参数

[来源:覃先生]  [日期:2020-03-19]  [点击数:96] 

波分主要解决两大问题,一是距离,二是容量,与路由器、NSTP不一样,波分往往在一芯或两芯光纤中传输GE至Tb/s级的容量,而一根144芯的光缆传输量您更是无法想象;传输距离从几十公里到上千公里,所以波分必须要解决好光功率,光纤衰耗系数,色散、光信噪比、非线性等总要参数,才能实现信号的无误码传输。

光功率主要是表示能量的强弱单位,能不能接受到信号,就如同一个广播的播放,我们能不能听得到。光功率是光在单位时间内所做的功,可以理解为光的能量强度,在波分系统中,都有特定的接收灵敏度。


信噪比主要是表示信号的清晰度,消除误码,是光信号功率和噪声的比值。信噪比跟光放有关,每经过一次光放,信号就会劣化,经过多次放大后信号功率和噪声功率就会越来越接近,信号就会出现误码。


非线性主要是表示大功率的影响,如混频/串扰,当光放大器和高功率激光器在光纤通信系统中使用后,光纤的非线性就越来越明显,此时我们应该降低光纤的入射功率。


色散主要是传输过程中相邻波段的窜扰问题,色散一般分为色度色散和偏振模色散。色度色散产生的原因是因为不同波长的光在同一根光纤中传输的速度不一样,造成光频谱的展宽。也就是说光在传输一段距离后,频率会越来越靠近,甚至重叠在一起,形成波道之间的串扰。偏振色散是指信号光的两个正交偏振态在光纤中有不同的传播速度而引起的色散。


但色散并不是越少越好,如果0色散的话就会造成示波混频效应,所以我们根据色散的不同分成三种类型的光纤,在1550窗口G.6552、G.655和G.653光纤,而G.653光纤是0色散所以并不适合波分传输。


所以信号经过光纤传输后,色散是造成信号损伤的主要原因。通常我们可以采用色散补偿器和数字信号算法补偿,而采用色散补偿光纤需要色散补偿值与传输光纤的相同,增加了传输系统的搭建难度和成本。看到这里是不是,那么有没有可以不需要过多考虑色散、又可以大容量简化传输系统、超远距离传输的方法呢?


WDM系统目前可以做到160个通道,其波道开发已经趋近于极限,仅仅是通过增加波长数来提升传输容量已经非常困难,所以提升单通道单波速率尤为关键。相干光通信传输系统采用调制光载波的频率和相位发送信息,从而提高单波容量,单波100G。同时有更高的收光灵敏度,具有多个波段的频率自主选择,使DWDM系统容纳更多容量。在相干光通信系统中,采用数字滤波器对色散进行补偿以及时钟恢复、自适应均衡器、载波恢复等功能对色散缺陷进行改进,从而提高系统性能。

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