色散補償技術(shù)課件

色散補償技術(shù)1色散補償技術(shù)1色散補償技術(shù)第1節(jié)概述第2節(jié)預(yù)啁啾技術(shù)第3節(jié)色散補償光纖第4節(jié)啁啾光纖光柵第5節(jié)全通光均衡器第6節(jié)光相位共軛技術(shù)2色散補償技術(shù)第1節(jié)概述2第1節(jié)概述3第1節(jié)概述3一.色散補償技術(shù)1.光纖色散和色散斜率對系統(tǒng)性能的影響

1>.群速度色散（GVD）導(dǎo)致脈沖展寬，引起碼間干擾，結(jié)果系統(tǒng)產(chǎn)生誤碼2>.色散斜率（高階色散參數(shù)有關(guān)）S的影響對單信道系統(tǒng)：光脈沖產(chǎn)生拖尾對WDM系統(tǒng)：光纖對各個信道的色散（GVD）不同、色散對各信道傳輸性能影響不同、涉及寬帶色散補償技術(shù)

4一.色散補償技術(shù)1.光纖色散和色散斜率對系統(tǒng)性能的2.降低色散對系統(tǒng)性能影響的措施3.色散補償1>.含義：在系統(tǒng)中采取的補償色散影響（即限制或削弱光脈沖的展寬）的措施2>.色散補償技術(shù)：色散支持傳輸、預(yù)啁啾、色散補償光纖、色散均衡器（全通光均衡器和啁啾光纖光柵）、光相位共軛、色散管理技術(shù)和光孤子傳輸?shù)取?2.降低色散對系統(tǒng)性能影響的措施51.現(xiàn)狀

G.652光纖10Gb/s單信道系統(tǒng)色散補償技術(shù)，已經(jīng)實用化，如：DCF、全通光均衡器、預(yù)啁啾技術(shù)、啁啾光纖光柵等。2.發(fā)展的幾個特征1>.寬帶色散補償:開發(fā)新的寬帶DCF是一個發(fā)展趨向2>.動態(tài)色散補償：也稱為自適應(yīng)色散補償，針對系統(tǒng)中光纖色散和斜率的變化能自動調(diào)整確保精確補償動態(tài)色散補償技術(shù)：啁啾光纖光柵色散補償、連接基于高階模光纖的長周期光柵的光開關(guān)，多腔反射濾波器等。二.色散補償技術(shù)的進展61.現(xiàn)狀二.色散補償技術(shù)的進展6第2節(jié)預(yù)啁啾技術(shù)7第2節(jié)預(yù)啁啾技術(shù)7一.工作原理

D>0反常色散中，在輸入脈沖中引入一個正啁啾，會使脈沖展寬程度變緩（先壓縮后再展寬），實現(xiàn)色散補償

8一.工作原理8二.實現(xiàn)方案要求采用外調(diào)制方式。在DFB產(chǎn)生的激光輸出上加上一個額外的正弦調(diào)制，使激光器光頻率變化起始低逐漸快9二.實現(xiàn)方案9三.特點實現(xiàn)簡單，無需對傳輸和光接收部分作改動可根據(jù)傳輸距離不同改變正弦調(diào)制深度，達到對不同傳輸距離的色散補償四.應(yīng)用10Gb/s的NRZ碼采用預(yù)啁啾技術(shù)可在G.652光纖傳輸120Km10三.特點10第3節(jié)色散補償光纖（DCF）11第3節(jié)色散補償光纖（DCF）11

一.工作原理基本原理:DCF在1550nm具有較大負(fù)色散特性，使其與G.652光纖線路串接，抵消其正色散的影響。兩種DCF基于基模的DCF原理：這種光纖基模(LP01)在1550nm具有很大負(fù)色散特點：a.左右b.簡單易行，有足夠大的帶c.損耗較大12一.工作原理12基于高階模的DCF原理：這種光纖對高階模等模式，在一定條件下（接近截止時）能產(chǎn)生很大的負(fù)色散。需要模式轉(zhuǎn)換器把基模變化高階模，然后把高階模再變化基模。特點：a.b.補償效率高c.可同時補償色散和色散斜率d.系統(tǒng)較復(fù)雜，DCF光纖對微彎很敏感13基于高階模的DCF13二.精確補償條件群速度色散（GVD）補償條件

式中，，分別為G.652光纖和DCF在工作波長上的色散系數(shù)，分別為G.652光纖和DCF在工作波長上的傳輸距離Km色散斜率補償條件或式中，，分別為G.652光纖和DCF在工作波長上的色散斜率，工作波長的偏移nm14二.精確補償條件14三.DCF的應(yīng)用DCF的品質(zhì)因素（FOM）式中，，分別為DCF的色散系數(shù)（）和衰減系數(shù)（）,目前商用DCF的FOMDFC的接入位置

考慮光纖中非線性影響，DCF后置較好RXTXDCFDCFG.652光纖EDFA15三.DCF的應(yīng)用RXTXDCFDCFG.652光纖EDFA1欠補償和過補償欠補償過補償考慮到光纖中非線性效應(yīng)的影響，欠補償?shù)纳⒀a償效果較好DCF與G.652的連接損耗由于模場直徑失配會引起較大的連接損耗，需采取降低連接損耗的措施DCF的發(fā)展趨勢：發(fā)展趨于高FOM,寬波段S+C+LCorning公司：工作在L波段（1570～1620nm）的DCF。＝1595nm時，，ALCatel：用于S波段的DCF。＝1475nm時，

日本藤倉信友公司：用于S+C+L波段的DCF（1510～1620nm），同時補償色散和色散斜率16欠補償和過補償16第4節(jié)啁啾光纖光柵17第4節(jié)啁啾光纖光柵17一.工作原理啁啾光纖光柵（啁啾光纖布拉格光柵）:折射率沿光纖長度變化規(guī)律：幅度不變，但周期變化18一.工作原理18特性：a.對某一波長（）的一定帶寬范圍內(nèi)的光有反射作用b.發(fā)射帶寬內(nèi)具有負(fù)色散補償原理19特性：19二.特點結(jié)構(gòu)緊湊，插入損耗低，極化不敏感可提供較大的負(fù)色散值，最大可達6000ps/nm帶寬較窄，帶寬和負(fù)色散值成反比帶寬和色散可調(diào)三.應(yīng)用單信道：10Gb/s外調(diào)制系統(tǒng)，在G.652傳輸270KmDWDM:通過溫度調(diào)制（對啁啾光柵），利用光柵實現(xiàn)8、16信道的色散和色散斜率的補償。20二.特點20第5節(jié)全通光均衡器

（色散補償濾波器）21第5節(jié)全通光均衡器

（色散補償濾波器）21一.工作原理全通光均衡器（色散補償濾波器）F-P腔組成特性：a.,d一定,F-P腔會對一些特定的波長—諧振波長的光產(chǎn)生反射。n＝1，2，3…反射帶寬較窄22一.工作原理22b.在反射帶寬范圍內(nèi)，不同頻率分至的時延不同，即具有色散。時為正色散，時為負(fù)色散。色散補償時工作帶寬色散特性曲線上色散峰的半幅全寬（FWHM）約為40～60pm，寬帶補償B=10Gb/s23b.在反射帶寬范圍內(nèi)，不同頻率分至的時延不同，即具有色散。2c.色散特性隨前反射鏡反射率R增大而變化，隨R增大，最大色散系數(shù)增大，色散波長曲線變尖銳24c.色散特性隨前反射鏡反射率R增大而變化，隨R增大，最大色散色散補償原理系統(tǒng)配置圖，前置補償和后置補償25色散補償原理25補償原理全通光均衡器具有負(fù)色散特性，即，工作波長高于諧振波長。從時延特性曲線看色散補償原理。單模光纖線路總色散為1400ps/nm。光均衡器：R=0.55,d=1.9995nm，一個諧振波長為＝1550nm26補償原理26二.特點體積小，成本低，實施簡單靈活插入損耗小色散補償值可調(diào)整窄帶補償60pm，相當(dāng)于7.5GHz三.應(yīng)用目前已有成品出售(JDS公司DC2500-EC型)，在北美工程上已實用化。典型應(yīng)用：采用DFB激光器，采用EDFA,采用單個色散補償濾波器，10Gb/s，G.652光纖，120Km2.對長距離高速率系統(tǒng)可采用多個全通道光均衡器串聯(lián)使用方式。典型應(yīng)用：采用兩個DC2500-EC,兩個EDFA級聯(lián)放大，10Gb/s，G.652光纖，160Km27二.特點27在DWDM系統(tǒng)中應(yīng)用：全通光均衡器是個窄帶色散補償器，要用在WDM系統(tǒng)，解決方案：對不同信道配置不同諧振波長全通光均衡器分別補償。采用全通多腔反射濾波器技術(shù)制成的可調(diào)色散補償器在10Gb/s和40Gb/sDWDM系統(tǒng)進行多信道的色散補償28在DWDM系統(tǒng)中應(yīng)用：全通光均衡器是個窄帶色散補償器，要用在第6節(jié)光相位共軛補償技術(shù)29第6節(jié)光相位共軛補償技術(shù)29一.工作原理光相位共軛器功能(1)光載頻變換(2)光相位共軛（頻譜反轉(zhuǎn)）。光載頻的相位原來是

，經(jīng)OPC變成了-

，即若輸入光脈沖為正啁啾，輸出脈沖變成了負(fù)啁啾。實現(xiàn)方法利用色散移位光纖中的四波混頻效應(yīng)或采用激光放大器采用DSF四波混頻效應(yīng)，泵浦光

p，輸入光

0，輸出光

c=p－030一.工作原理30色散補償原理：以G.652單模光纖組成線路為例，OPC接在線路中間，前后兩段光纖色散同一性質(zhì)。31色散補償原理：以G.652單模光纖組成線路為例，OPC接在線3232二.同時精確補償GVD和SPM影響的條件

和式中，為OPC前后兩段光纖的色散系數(shù)，為OPC前后兩段光纖的非線性系數(shù)，為OPC前后兩段光纖的長度，分別為兩段光纖中的通道平均光功率，分別為兩段光纖的始端輸入峰值功率，分別為兩段光纖的衰減系數(shù)對于OPC接在鏈路中點，兩段光纖特性一樣，則只需取即可同時滿足上述兩條件。33二.