在常規單模光纖線路組成的傳輸系統中進行升級擴容,系統傳輸速率的提高和工作波長的更換會使光纖色散成為限制中繼傳輸距離的主要因素。這對於採用光強直接調製和直接檢測(IM-DD)的光纖傳輸系統來說顯得尤為突出,因此,色散補償技術成為當前一個熱門研究課題。近年來,國內外學者提出了多種色散補償的方法,如預啁啾技術、色散補償光纖、色散均衡器、色散支持傳輸、光相位共軛和光孤子波傳輸等。其中,採用色散補償光纖的方法具有補償效果顯著、頻頻寬和實施簡便等主要特點,是一種很有前景的色散補償技術。
基本介紹
- 中文名：色散補償光纖技術
- 外文名：Dispersion compensating fiber
色散補償原理,
色散補償原理
色散補償光纖（DCF）在1 550 nm光波長附近有較大的負色散,用這種光纖與常規單模光纖(即G.652光纖)串接組成傳輸線路,可以補償常規單模光纖在該光波長處的正色散,以延長中繼距離。為了獲得顯著的補償效果,DCF與常規單模光纖長度的選擇應符合下式要求:
D(λs)L+Dc(λs)Lc=0
式中,D(λs)和Dc(λs)分別為常規單模光纖和DCF在工作波長λs的色散係數,L和Lc分別為常規單模光纖和DCF的長度。
採用DCF作色散補償後,系統中繼傳輸距離得以延長,但這會導致線路傳輸衰減的增加,為此,在採用DCF作色散補償的傳輸系統中,通常還需接入摻鉺光纖放大器(EDFA)以補償衰減的增加,如下圖所示。
目前已有的DCF大致可分成兩類:一類是基於基模設計的光纖,即使纖芯具有高相對摺射率差Δ和採用多包層結構,以便增加基模的負波導色散;另一類是基於高階模設計的光纖,即使光纖處於雙模(LP01、LP11)同時傳輸的狀態,利用接近截止波長處工作的LP11模產生很高的負色散。雙模DCF的色散補償特性很理想,而且有潛在的高效率,但在實施補償過程中需要額外的器件,如模間轉換器和偏振旋轉器等,因此目前尚未向實用化方向發展。
採用DCF作色散補償主要具有以下優點,(1)補償效果顯著,系統工作穩定;(2)實施簡便,補償光纖可存貯於線盤上,接入傳輸系統即可實現補償;(3)色散補償量可控制,可按照系統實際需要的補償量進行調整;(4)能實現寬頻補償,從而實現高密度波分復用。據報導,日本NTT公司在1 000 km的常規單模光纖線路上,用了172.5 km的DCF和12個EDFA成功地進行了16個信道×10 Gbit/s的光FDM傳輸,可見這種色散補償技術對已建成的常規單模光纖傳輸系統的升級擴容較為適用。
目前,國內外已有一些廠家以光纖和模組的形式將DCF推向市場,如AT&T公司推出的DCF在1 550 nm波長的主要參數典型值為:色散係數Dc=-95 ps/(nm·km),衰減係數αc=0.7 dB/km。
