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高速光通信系统色散补偿技术研究|色散补偿

高速光通信系统色散补偿技术研究|色散补偿

为了满足人们对信息日益增长的需求, 干线光通信系统正在朝长距离、高

速率密集波分复用( DWDM) 系统演进。此时, 光纤的色散及非线性对系统的影响

日益突出。光纤色散使光脉冲在传输中时域展宽, 导致通信系统的误码增加, 限

制了系统的无中继传输距离。因此, 如何经济有效的对色散进行补偿, 成为人们

研究的重点之一。随着光通信系统的进一步发展, 当传输速率发展到 10 Gb/ s,

40 Gb/ s 甚至更高时, 就遇到了偏振模色散( PMD) 的困扰。在普通的一阶色散

和高阶色散均被补偿以后, 如果不消除光纤及 CFBG 色散补偿器件的 PMD, 传输

皮秒量级的光脉冲将很困难。CFBG 的 PMD 情况已引起人们的重视。要想真正实

现 CFBG 色散补偿的普通单模光纤高速、长距离传输系统走向实用化, 色散补偿

传输系统的 PMD 是一个重要问题。

早在 1978 年, S. C. Rash leigh 和 R. U lr ich 就发现光纤中的随机双折

射会造成脉冲展宽, 这种现象被称为偏振模色散( PMD: po larizationmode d

ispersion)。在以前的低速率光纤通信系统中, PMD 的影响不是很明显, 因为普

通色散效应对系统的限制作用远远超过 PMD 的影响。但是随着色散补偿技术的出

现与应用, 在利用色散补偿光纤解决色散问题的光纤链路中, 由于色散补偿光

纤具有较小的面积, 因此对纤芯的椭圆度比较敏感, 通常具有较大的 PMD 系数。

另外已经铺设的光缆大多数也具有比较大的 PMD 系数, 此外光纤通信系统中的

许多器件也都具有一定的 PMD 效应, 随着系统速率的提高, PMD 的限制性作用

将会变得越来越明显。因此, 要在现有的光纤上传输高速光信号, 将系统升级到

10Gb it / s 甚至 40Gb it / s 以上, 就必须考虑 PMD 的影响。

至今为止, 已经提出两种分析偏振模色散的方法: 一种是基于由本地双折

射分解非偏振光短脉冲模型(时域分析) , 利用干涉技术, 直接测量在光纤输出

端的输出脉冲的 RMS 宽度 δτ 或测量干涉位置而得出 PMD; 另一种是基于对高

度相干的传输光的偏振主态模型(频域分析), 通过分析测量的 PSP 之间的群时延

差△τ。这两种模型导致不同的偏振模色散的定义, 但它们的结果是一致的。

色散补偿技术实用化程度最高的要数色散补偿光纤(DCF)和啁啾光纤光栅

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