色散補(bǔ)償技術(shù)在200km超長(zhǎng)距離模擬光傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、色散補(bǔ)償技術(shù)在200km超長(zhǎng)距離模擬光傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用摘要：色散補(bǔ)償技術(shù)已經(jīng)在數(shù)字通訊系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在有線電視的模擬傳輸系統(tǒng)中引入色散補(bǔ)償技術(shù)，可以有效解決200km超長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)中的CSO的問(wèn)題。為了進(jìn)一步降低系統(tǒng)搭建成本，DCM生產(chǎn)廠商應(yīng)針對(duì)有線電視網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)相應(yīng)的DCM模塊。Abstract: The dispersion compensating technology has been used in data communication systems widely. Using dispersion compensating technology, the is

2、sue of 200km over long distance analog signal transmission was solved effectively. In order to cut down the cost of building this system, manufactures should develop the special DCM for CATV networks.一、 引言1550nm波長(zhǎng)窗口由于在光纖中的傳輸損耗低，而且該窗口具有高性能、大功率的光放大器，使其得以既用在干線傳輸中，也適合于分配網(wǎng)的應(yīng)用，從而廣泛被電信網(wǎng)、有線電視網(wǎng)以及數(shù)據(jù)網(wǎng)所選用。經(jīng)過(guò)這幾年

3、的發(fā)展，1550nm外調(diào)制光發(fā)射機(jī)和光放大器EDFA技術(shù)已經(jīng)成熟，再加上它們的市場(chǎng)價(jià)格大幅下調(diào)等因數(shù)，使其在有線電視干線及大型分配網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)更加突出。在很多大型分配網(wǎng)絡(luò)中，其性?xún)r(jià)比已明顯超過(guò)了采用1310nm波長(zhǎng)設(shè)備的方案。當(dāng)前，廣電總局提出了把傳輸平臺(tái)搭建在地市級(jí)，縣級(jí)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)目全部由地級(jí)市提供的要求。在進(jìn)行市縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)的聯(lián)網(wǎng)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到100150km，甚至超過(guò)200km的超長(zhǎng)距離傳輸數(shù)十套模擬電視節(jié)目和數(shù)字電視節(jié)目的情況。過(guò)去大量選用的SDH方案，由于其造價(jià)過(guò)于昂貴，并不適合于這一新的聯(lián)網(wǎng)需求，于是有人提出了用模擬1550nm光纖傳輸方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。二、 色散補(bǔ)償技術(shù)盡管1550nm

4、波長(zhǎng)窗口在標(biāo)準(zhǔn)光纖中的傳輸損耗小，但是色散要比1310nm波長(zhǎng)窗口大得多。在70km以下的傳輸系統(tǒng)中，色散對(duì)系統(tǒng)指標(biāo)的影響還不是十分突出。而在長(zhǎng)距離，特別是超長(zhǎng)距離傳輸中，其色散的累積效應(yīng)嚴(yán)重影響了信號(hào)的傳輸質(zhì)量。在數(shù)字通訊系統(tǒng)中，色散將產(chǎn)生碼間干擾，劣化BER指標(biāo)；而在有線電視的模擬傳輸系統(tǒng)中，主要表現(xiàn)在對(duì)CSO的影響上。為了提高系統(tǒng)的整體性能，盡可能地減小光纖色散對(duì)傳輸指標(biāo)的影響，人們提出了多種色散補(bǔ)償技術(shù)。色散補(bǔ)償?shù)幕驹硎鞘褂靡粋€(gè)或多個(gè)大的負(fù)色散器件對(duì)光纖的正色散實(shí)施抵消，從而使系統(tǒng)的總色散量減小。目前實(shí)用的色散補(bǔ)償技術(shù)主要有色散補(bǔ)償光纖（DCF Dispersion Compens

5、ating Fiber）、光纖光柵（Fiber Bragg Grating ）和F-P腔或G-T腔寬帶色散補(bǔ)償器（Dispersion Compensating Module）。由于DCF的高插損和高非線性，目前色散補(bǔ)償基本上選用后兩者。每一個(gè)色散補(bǔ)償基本單元(Etalon)只能針對(duì)單一中心波長(zhǎng)的光來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。為了使得色散補(bǔ)償模塊（DCM Dispersion Compensating Module）能應(yīng)用于WDM、DWDM等系統(tǒng)中，通常在一個(gè)DCM模塊中集成了許多個(gè)Etalon，它們各自的中心波長(zhǎng)由所傳輸?shù)墓獠ㄩL(zhǎng)來(lái)定。目前市場(chǎng)上供應(yīng)的DCM均是為數(shù)字傳輸系統(tǒng)而開(kāi)發(fā)的，因此其工作波長(zhǎng)范圍、每個(gè)

6、Etalon的中心頻率均是按照ITU-T的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)制作的。而在有線電視的1550nm光纖傳輸系統(tǒng)中，通常采用的1550nm外調(diào)制光發(fā)射機(jī)的波長(zhǎng)沒(méi)有遵循ITU-T的標(biāo)準(zhǔn)，因此不能將目前市場(chǎng)上可以提供的DCM直接應(yīng)用到有線電視的模擬傳輸系統(tǒng)中來(lái)。解決的辦法有兩個(gè)，一是采用波長(zhǎng)符合ITU-T標(biāo)準(zhǔn)的1550nm外調(diào)制模擬光發(fā)射機(jī)，這類(lèi)光發(fā)射機(jī)市場(chǎng)上已經(jīng)有供貨；另一種解決方案是針對(duì)有線網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況，開(kāi)發(fā)適用于有線電視1550nm模擬光傳輸系統(tǒng)的DCM，這需要DCM生產(chǎn)廠商的配合。在我們的實(shí)驗(yàn)中，采用了符合ITU-T標(biāo)準(zhǔn)的1550nm外調(diào)制模擬光發(fā)射機(jī)和目前市場(chǎng)上已有的符合IUT-T標(biāo)準(zhǔn)的DCM。50Km

7、50Km50Km50Km圖一、 200km超長(zhǎng)距離實(shí)驗(yàn)鏈路圖DCBARF INRF OUT三、 DCM應(yīng)用于200km模擬傳輸系統(tǒng)中的實(shí)驗(yàn)DCM在數(shù)字通訊系統(tǒng)中已得到廣泛的應(yīng)用，解決了許多超長(zhǎng)距離傳輸?shù)膯?wèn)題。為了驗(yàn)證它在有線電視模擬傳輸系統(tǒng)的作用，以及其安裝位置對(duì)整個(gè)系統(tǒng)性能的影響，我們搭建了如圖一所示的200 km超長(zhǎng)距離有線電視模擬光傳輸系統(tǒng)。其中RF IN是模擬Z21DS22滿負(fù)荷30路PAL-D模擬信號(hào)和DS22DS42的數(shù)字信號(hào)。考慮到DCM的插損以及要考察DCM安裝位置對(duì)系統(tǒng)整體性能的影響，我們選用兩個(gè)不同補(bǔ)償距離的DCM模塊DCM1和DCM2，它們的色散補(bǔ)償距離分別為60km和8

8、0km。為了保證入纖功率的一致性，在沒(méi)有安裝DCM的地方，加入無(wú)源可調(diào)光衰減器。實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果見(jiàn)表一和表二。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)將一個(gè)80km的色散補(bǔ)償模塊DCM2安裝在位置A處，即第一級(jí)EDFA輸出處，鏈路的整體指標(biāo)很差，與不加DCM的鏈路指標(biāo)差不多；在將DCM后移后，在B處安裝DCM1，鏈路指標(biāo)有所改善，但Z36、DS13的C/CSO還是不太理想。盡管理論上DCM模塊安裝在任何地方都一樣，但實(shí)際上，我們認(rèn)為DCM模塊的后向補(bǔ)償作用要比前向補(bǔ)償作用好很多。在我們實(shí)驗(yàn)的第三條鏈路中，盡管在DCM1的DCM模塊前已有50km的光纖，但是由于DCM1的補(bǔ)償距離是60km的，超過(guò)了其后向補(bǔ)償?shù)拈L(zhǎng)度

9、，因此補(bǔ)償效果不是十分理想。在將每個(gè)DCM模塊的后向光纖長(zhǎng)度調(diào)整到超過(guò)其補(bǔ)償?shù)拈L(zhǎng)度后，如我們的方案四，整個(gè)鏈路得到了比較滿意的指標(biāo)。方案五中，C/CSO的劣化，進(jìn)一步證實(shí)了我們的觀點(diǎn)。表一、DCM在不同方案中的安裝位置對(duì)應(yīng)表安裝位置ABCD方案一OPT ATTOPT ATTOPT ATTOPT ATT方案二DCM2OPT ATTOPT ATTDCM1方案三OPT ATTDCM1DCM2OPT ATT方案四OPT ATTDCM2OPT ATTDCM1方案五OPT ATTOPT ATTDCM2DCM1四、 結(jié)論通過(guò)在模擬光纖傳輸鏈路中引入色散補(bǔ)償技術(shù)，可以解決有線電視的200km超長(zhǎng)距離傳輸問(wèn)題。

10、由于目前市場(chǎng)上的DCM模塊均是為數(shù)字通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，我們?cè)谶x擇前端的1550nm外調(diào)制光發(fā)射機(jī)時(shí)，必須注意其波長(zhǎng)要符合ITU-T的標(biāo)準(zhǔn)。為了進(jìn)一步降低超長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)的構(gòu)建成本，使普通型1550nm外調(diào)制光發(fā)射機(jī)也能應(yīng)用于超長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)中，我們應(yīng)該開(kāi)發(fā)適合于有線電視光傳輸系統(tǒng)的色散補(bǔ)償模塊表二、不同鏈路的系統(tǒng)性能指標(biāo)鏈 路測(cè)試頻道CNR（dB）C/CSO（dB）C/CTB（dB）方案一Z2140.841.246.0Z36DS13DS2242.050.845.2方案二Z2141.742.446.1Z36DS13DS2242.753.345.8方案三Z2151.561.066.8Z3652.557.364.4DS13