推薦傳輸DWDM波分系統(tǒng)色散補(bǔ)償原則ppt課件

1、色散概念 載數(shù)字通信系統(tǒng)中，由于信號(hào)的各頻率成分或各模式成分的傳輸速度不同，在光纖中傳輸一段距離后，將出現(xiàn)時(shí)間上的展寬，脈沖加寬。嚴(yán)重時(shí)，前后脈沖將互相重疊，形成碼間干擾，增加誤碼率，影響了光纖的帶寬，限制了光纖的傳輸容量。時(shí)間光功率入射光脈沖波形單模光纖時(shí)間光功率出射光脈沖波形從系統(tǒng)的角度來(lái)看。光纖色散與光纖的長(zhǎng)度呈正比，即光纖色散是具有累積性質(zhì)的，因而光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)上存在著有光纖色散決定的傳輸距離限制。 對(duì)于1.6T長(zhǎng)距(LONG HAUL)、超長(zhǎng)距ULTRA LONG HAUL應(yīng)用，必須對(duì)色散進(jìn)行控制和管理。色散色散的種類由于光纖有不同的種類，產(chǎn)生色散的機(jī)理也不盡相同。光纖的色散主要?dú)w結(jié)

2、為以下幾類： (1)材料色散：材料的折射率是波長(zhǎng)的非限性函數(shù)，使得光的傳播速度隨波長(zhǎng)而改變。由此引起的色散叫材料色散。 (2)波導(dǎo)色散：同一模式的相位常數(shù)隨波長(zhǎng)而變，而引起的色散。 (3)模式色散：多模光纖中，即使在同一波長(zhǎng)，不同模式的傳播速度也不同，由此引起的色散。又稱模式色散。(4)偏振模色散：?jiǎn)文９饫w中實(shí)際存在偏振方向相互正交的兩個(gè)基模。當(dāng)光纖存在雙折射時(shí)，這兩個(gè)模式的傳輸速度不同，由此而引起的色散即偏振模色散。脈沖展寬脈沖展寬T色散色度色散色散色度色散 光脈沖信號(hào)中的不同頻譜成份在光纖中的傳輸速度不光脈沖信號(hào)中的不同頻譜成份在光纖中的傳輸速度不同，導(dǎo)致脈沖信號(hào)傳輸后展寬甚至離散。同，導(dǎo)

3、致脈沖信號(hào)傳輸后展寬甚至離散。1 0 1 0 1 0 1 1 0 11 0 1 0 1 0 1 1 0 1InputOutput脈沖展寬 (ps) = D(ps/ nmkm)S(nm) L(km)TimeTime脈沖展寬脈沖展寬 1/4 比特周期時(shí)會(huì)引起誤碼比特周期時(shí)會(huì)引起誤碼 用色散系數(shù)用色散系數(shù)D來(lái)描述光纖的色散指標(biāo)：來(lái)描述光纖的色散指標(biāo)：1nm波長(zhǎng)范圍指光源的譜寬波長(zhǎng)范圍指光源的譜寬小于小于1nm的光通過(guò)的光通過(guò)1KM光纖出現(xiàn)的時(shí)延差異，單位為光纖出現(xiàn)的時(shí)延差異，單位為ps/nm.km ,D越越小，則光纖帶寬越大小，則光纖帶寬越大.光纖色散效應(yīng)對(duì)傳輸?shù)挠绊懮?偏振模色散PMD 定義定義

4、 光纖中的光傳輸可描述成完全是沿光纖中的光傳輸可描述成完全是沿X軸振動(dòng)和完全是沿軸振動(dòng)和完全是沿Y軸振動(dòng)或一些光在兩軸軸振動(dòng)或一些光在兩軸上的振動(dòng)。每個(gè)軸代表一個(gè)偏振上的振動(dòng)。每個(gè)軸代表一個(gè)偏振“模兩個(gè)偏振模的到達(dá)時(shí)間差偏振模色模兩個(gè)偏振模的到達(dá)時(shí)間差偏振模色散散PMDPMD 成因成因環(huán)境因素和工藝缺陷引起的纖芯橢圓及應(yīng)力是引起環(huán)境因素和工藝缺陷引起的纖芯橢圓及應(yīng)力是引起PMD的主要因素的主要因素影響程度影響程度PMD與其他色散相比，幾乎可以忽略，但是無(wú)法完全消除，與其他色散相比，幾乎可以忽略，但是無(wú)法完全消除， 只能從光器件上使之最只能從光器件上使之最小化。脈沖寬度越窄的超高速系統(tǒng)中小化。脈

5、沖寬度越窄的超高速系統(tǒng)中40G），）， PMD的影響越大。的影響越大。PMD 色散的影響PMD產(chǎn)生機(jī)理及解決方法o由光纖的雙折射引起由光纖的雙折射引起, ,諸如應(yīng)力、彎曲、扭絞、溫度等隨諸如應(yīng)力、彎曲、扭絞、溫度等隨機(jī)引入機(jī)引入o產(chǎn)生信號(hào)間干擾產(chǎn)生信號(hào)間干擾; ;o當(dāng)偏振相關(guān)損耗產(chǎn)生的二次效應(yīng)可能產(chǎn)生當(dāng)偏振相關(guān)損耗產(chǎn)生的二次效應(yīng)可能產(chǎn)生PMDPMD與色度色與色度色散之間的耦合從而增加色散的統(tǒng)計(jì)分量散之間的耦合從而增加色散的統(tǒng)計(jì)分量; ;o解決辦法之一是改進(jìn)光纖工藝或在系統(tǒng)輸入輸出端插入解決辦法之一是改進(jìn)光纖工藝或在系統(tǒng)輸入輸出端插入偏振控制器。偏振控制器。 DCF色散補(bǔ)償光纖技術(shù) 大帶寬C/L

6、），補(bǔ)償性能優(yōu)越； 插損大，色散補(bǔ)償數(shù)值固定； 目前應(yīng)用最為廣泛； FBG光纖布拉格光柵 部分可調(diào)諧，損耗低； 群時(shí)延擾動(dòng)較大，需要環(huán)行器； Etalon標(biāo)準(zhǔn)具器件 體積小，損耗低，可調(diào)諧； 帶寬窄； 電域技術(shù) EDC； 特殊碼型調(diào)制等；色散補(bǔ)償技術(shù)色散補(bǔ)償技術(shù) 激光器預(yù)啁啾技術(shù) 寬帶色散補(bǔ)償模塊，分布式補(bǔ)償，合理分配線路補(bǔ)償、預(yù)補(bǔ)償、后補(bǔ)償量，實(shí)現(xiàn)均勻補(bǔ)償。 在超長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)中，色散補(bǔ)償應(yīng)向欠補(bǔ)償方向移動(dòng)。DCM.TxOBAOPADCMOLA+DCMOMUODU啁啾預(yù)調(diào)制色散補(bǔ)償模塊DCM色散補(bǔ)償應(yīng)用術(shù)語(yǔ)1預(yù)補(bǔ)償o預(yù)補(bǔ)償:在一個(gè)DWDM復(fù)用段的OTM發(fā)送端配置色散補(bǔ)償模塊，色散補(bǔ)償模塊位置

7、在OBA與OMU之間，功能是對(duì)整個(gè)復(fù)用段的光信號(hào)在進(jìn)入傳輸線路前提供一定的色散補(bǔ)償量 DCM+OBA OLAOTMOPAOTM術(shù)語(yǔ)2線路補(bǔ)償o線路補(bǔ)償：在一個(gè)DWDM復(fù)用段的線路站點(diǎn)進(jìn)行色散補(bǔ)償，色散補(bǔ)償模塊通常在OLA之前或者構(gòu)成OLA站點(diǎn)的OPA與OBA之間，功能是對(duì)每個(gè)放大站之前的放大段傳輸光纖進(jìn)行補(bǔ)償； OBA DCM+OLAOTM OPA術(shù)語(yǔ)3后補(bǔ)償后補(bǔ)償：在一個(gè)DWDM復(fù)用段的OTM接收端進(jìn)行色散補(bǔ)償，色散補(bǔ)償模塊通常在OPA之前或者構(gòu)成OPA站點(diǎn)的OPA與OBA 之間，功能是對(duì)復(fù)用段傳輸防向的最后一個(gè)放大段的傳輸光纖進(jìn)行補(bǔ)償，同時(shí)兼有對(duì)整個(gè)復(fù)用段的色散補(bǔ)償量進(jìn)行調(diào)整的功能。術(shù)語(yǔ)4

8、總色散補(bǔ)償殘余量總色散補(bǔ)償殘余量：指一個(gè)復(fù)用段經(jīng)過(guò)色補(bǔ)償后的剩余色散量， 總色散補(bǔ)償殘余量復(fù)用段總傳輸光纖復(fù)用段總色散補(bǔ)償光纖， 欠補(bǔ)償: 如果復(fù)用段總傳輸光纖復(fù)用段總色散補(bǔ)償光纖 過(guò)補(bǔ)償: 如果復(fù)用段總傳輸光纖復(fù)用段總色散補(bǔ)償光纖散補(bǔ)償原則G.652 光纖系統(tǒng)的色散補(bǔ)償原則色散補(bǔ)償原則G.652 對(duì)于只使用G.652光纖的系統(tǒng)，殘余色散應(yīng)遵循欠補(bǔ)償原則，需滿足對(duì)于使用G.652光纖,NRZ編碼方式 復(fù)用段長(zhǎng)度小于和等于800公里的400G/800G系統(tǒng)，系統(tǒng)的殘余色散在10公里和30公里之間。 舉例： 800km的G.652線路傳輸，對(duì)于800ps/nm.km色散容限的光源，最少要補(bǔ)償770

9、km，最多要補(bǔ)償790km。 對(duì)于復(fù)用段長(zhǎng)度大于800公里，小于1200公里的系統(tǒng)400G系統(tǒng)，系統(tǒng)的殘余色散在30公里和50公里之間；對(duì)于復(fù)用段長(zhǎng)度大于800公里，小于1200公里的系統(tǒng)800G系統(tǒng)，系統(tǒng)的殘余色散在10公里和30公里之間。 對(duì)于超過(guò)800公里的復(fù)用段，在工程開(kāi)通時(shí)，需要用服實(shí)地測(cè)量線路光纖的色散以及PMD實(shí)測(cè)值。色散補(bǔ)償原則G.652（2對(duì)于使用G.652光纖，ERZ編碼方式 復(fù)用段長(zhǎng)度小于或等于800公里的400G/800G系統(tǒng)，系統(tǒng)的殘余色散在0公里和20公里之間。 舉例： 800km的G.652線路傳輸，最少要補(bǔ)償780km，最多要補(bǔ)償800km。對(duì)于復(fù)用段長(zhǎng)度大于8

10、00公里小于1200公里的系統(tǒng)400G/800G系統(tǒng)，系統(tǒng)的殘余色散在10公里和30公里之間。對(duì)于超過(guò)800公里的復(fù)用段，在工程開(kāi)通時(shí)，需要用服實(shí)地測(cè)量線路光纖的色散以及PMD實(shí)測(cè)值。G.655系統(tǒng)色散補(bǔ)償原則色散補(bǔ)償原則G.655o對(duì)于只使用G.655光纖的系統(tǒng)，殘余色散應(yīng)遵循欠補(bǔ)償原則，需滿足o（1對(duì)于使用G.655LEAF光纖，NRZ編碼方式的系統(tǒng)：o 當(dāng)復(fù)用段長(zhǎng)度小于440公里時(shí)，可以采用G652 DCM進(jìn)行色散補(bǔ)償。當(dāng)復(fù)用段長(zhǎng)度大于或等于440公里時(shí)，則應(yīng)全部采用G655 DCM進(jìn)行色散補(bǔ)償，系統(tǒng)殘余色散在90公里和110公里之間。o（2對(duì)于使用G.655LEAF光纖，ERZ編碼方式

11、的系統(tǒng)：o 需要采用G655 DCM進(jìn)行色散補(bǔ)償，系統(tǒng)殘余色散在40公里和60公里之間。混合系統(tǒng)的色散補(bǔ)償原則色散補(bǔ)償原則混合系統(tǒng)（1對(duì)于使用NRZ編碼方式復(fù)用段長(zhǎng)度小于或等于800公里的400G/800G系統(tǒng)，系統(tǒng)的殘余色散在200ps/nm和600ps/nm之間。 對(duì)于復(fù)用段長(zhǎng)度大于800公里，小于1200公里的400G系統(tǒng)。如果G652光纖長(zhǎng)度大于或等于800公里，則系統(tǒng)的殘余色散在600ps/nm和1000ps/nm之間；如果G652光纖小于800公里，系統(tǒng)的殘余色散在200ps/nm和600ps/nm之間。對(duì)于復(fù)用段長(zhǎng)度大于800公里，小于1200公里的800G系統(tǒng)，系統(tǒng)的殘余色散在

12、200ps/nm和600ps/nm之間。在進(jìn)行色散補(bǔ)償時(shí)，由于G.652光纖的色散值較大，對(duì)系統(tǒng)的影響也較大，所以，首先考慮將G.652光纖盡可能的完全補(bǔ)償，然后再進(jìn)行G.655光纖的補(bǔ)償。對(duì)于同時(shí)含有LEAF光纖和G.652光纖的NRZ系統(tǒng)，當(dāng)LEAF光纖長(zhǎng)度小于200公里時(shí)，可以全部采用G.652 DCM進(jìn)行色散補(bǔ)償，補(bǔ)償后系統(tǒng)的殘余色散應(yīng)滿足上述要求。色散補(bǔ)償原則混合系統(tǒng)（2對(duì)于使用ERZ編碼方式： 復(fù)用段長(zhǎng)度小于或等于800公里的400G/800G系統(tǒng)，系統(tǒng)的殘余色散在200ps/nm和400ps/nm之間。 對(duì)于復(fù)用段長(zhǎng)度大于800公里，小于1200公里的400G系統(tǒng)，如果G652光

13、纖長(zhǎng)度大于或等于800公里，則系統(tǒng)的殘余色散在300ps/nm和500ps/nm之間；如果G652光纖長(zhǎng)度小于800公里，系統(tǒng)的殘余色散在200ps/nm和400ps/nm之間。 對(duì)于復(fù)用段長(zhǎng)度大于800公里，小于1200公里的800G系統(tǒng)，系統(tǒng)的殘余色散在200ps/nm和400ps/nm之間。在進(jìn)行色散補(bǔ)償時(shí)，由于G.652光纖的色散值較大，對(duì)系統(tǒng)的影響也較大，所以，首先考慮將G.652光纖盡可能的完全補(bǔ)償，然后再進(jìn)行G.655光纖的補(bǔ)償。 對(duì)于同時(shí)含有LEAF光纖和G.652光纖的ERZ系統(tǒng)，不推薦完全使用G.652 DCM進(jìn)行色散補(bǔ)償。色散補(bǔ)償模塊的分布原則色散補(bǔ)償模塊的分布1）o（1

14、一般情況下預(yù)補(bǔ)償量不超過(guò)40km;o對(duì)于G.652/G.655光纖不使用VMUX的NRZ系統(tǒng)，預(yù)補(bǔ)償量最多為40公里G.652 / G.655 DCM。如果使用VMUX，則預(yù)補(bǔ)償最多為20公里G.652/G655 DCM。對(duì)于G.652/ G.655光纖ERZ系統(tǒng)，預(yù)補(bǔ)償最多為20公里G.652/ G.655 DCM。o對(duì)于系統(tǒng)中第一個(gè)跨段光纖長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，可能會(huì)存在累計(jì)欠補(bǔ)償不滿足要求的問(wèn)題。對(duì)于這個(gè)跨段，累計(jì)欠補(bǔ)償可以放寬到100公里。但后續(xù)跨段的累計(jì)過(guò)補(bǔ)償和欠補(bǔ)償要嚴(yán)格控制。推薦控制在60公里以內(nèi)。對(duì)于一些超長(zhǎng)跨段，累計(jì)欠補(bǔ)償不能夠滿足100公里的要求。此時(shí)，可以考慮采用增益較大的OBA或

15、增加一個(gè)OPA。OTU OLAOTMOPAOTM色散補(bǔ)償模塊的分布2）（2按照傳輸方向，G.652光纖，復(fù)用段中任何一個(gè)放大站點(diǎn)的入點(diǎn)和出點(diǎn)的累積色散補(bǔ)償量包括預(yù)補(bǔ)償），累積過(guò)補(bǔ)償必須小于80km，累計(jì)欠補(bǔ)償量必須小于80km；G.655光纖系統(tǒng)，復(fù)用段中任一放大站點(diǎn)的入點(diǎn)和出點(diǎn)的累積色散補(bǔ)償量包括預(yù)補(bǔ)償），累積過(guò)補(bǔ)償必須小于80km，累計(jì)欠補(bǔ)償量必須小于80km，累計(jì)過(guò)補(bǔ)償配置優(yōu)先。G.652 和G.655混纖系統(tǒng)，G.652光纖入點(diǎn)和出點(diǎn)的累積過(guò)補(bǔ)償必須大于-1600ps/nm，累積欠補(bǔ)償必須小于1200ps/nm；G.655光纖入點(diǎn)和出點(diǎn)累積過(guò)補(bǔ)償必須大于-1200ps/nm，累積欠補(bǔ)償必須小于800ps/nm。 色散補(bǔ)償模塊的分布3）（3對(duì)于含有超過(guò)8個(gè)以上放大段包括含有OADM站點(diǎn)的情況的復(fù)用段，希望盡可能實(shí)現(xiàn)均勻補(bǔ)償，即累積過(guò)補(bǔ)償或者欠補(bǔ)償量盡量小一些。（4對(duì)于存在OADM的復(fù)用段，OADM-OTM，OADM-OADM之間的子復(fù)用段的補(bǔ)償也要滿足相關(guān)系統(tǒng)殘余色散的要求。不推薦子復(fù)用段過(guò)補(bǔ)償?shù)呐渲?DCM補(bǔ)償方案-OADMo在OADM節(jié)點(diǎn)配置DCM時(shí)要考慮的因素有：o（1下路通道色散必須完全被補(bǔ)償。o（2下路