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2007-03-04 01:54 |
超長距離光傳輸技術發(fā)展現(xiàn)狀
由于不同線路調制碼型的光信號在色散容限、SPM(自相位調制)、XPM(交叉相位調制)等非線性的容納能力、頻譜利用率等方面各有特點，對于超寬頻帶的超長距離WDM傳輸系統(tǒng)，NRZ、RZ等碼型都有自己的特色。 F8;dKyT?q
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信號調制格式是大容量WDM系統(tǒng)傳輸?shù)囊豁椫匾夹g。首先，每根光纖可利用的帶寬和可達到的譜效率決定著光纖總容量；其次，先進的信號調制格式將提高40Gbit/s傳輸?shù)纳ⅰ⒎蔷�性和PMD容限，可以提高系統(tǒng)的OSNR，對提升40Gbit/s傳輸距離大有益處。RZ碼的主要缺點是信號頻譜寬度相對NRZ碼增加，增加調制器使系統(tǒng)變得復雜、成本高。 +m8!U=Zi
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目前有許多種可用的編碼格式，主要分為兩大類：歸零(RZ，return-to-zero)編碼和不歸零(NRZ，non-return-to-zero)編碼。其中RZ編碼主要包括RZ(常規(guī)RZ碼)、CRZ(啁啾RZ碼)、CS-RZ(載波抑制RZ)等方式。CRZ碼采用了三級調制技術(RZ幅度調制、相位調制和數(shù)據(jù)調制)，其相位調制器在發(fā)射端對RZ脈沖的上升沿和下降沿上加入一定的啁啾量，抵抗非線性效應的能力非常優(yōu)異。此外，CRZ還具有優(yōu)良的抵抗偏振相關損耗(PDL)和偏振模色散(PMD)的能力，具有更高的傳輸穩(wěn)定性。它的缺點是調制技術比較復雜，對三級調制之間的定時和時延要求很高。在CS-RZ碼中，相鄰碼元的電場振幅的符號相反，從而達到降低光譜寬度的目的，在功率較高的情況下，不但增加了色散容限，而且有更強的抵抗SPM和FWM等光纖非線性效應的能力。 0KGY\,ae:;
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40Gbit/s的WDM系統(tǒng)由于非線性效應及色散(包括PMD)等變?yōu)橥怀雒�，采用RZ編碼已經被業(yè)界認為是解決問題的重要技術，目前部分超長距的10Gbit/s的WDM系統(tǒng)也已采用了RZ編碼。 QNA RkYY~|
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RZ編碼技術其實并不是新生技術，在海纜通信系統(tǒng)中已得到廣泛的研究和應用。而在陸地傳輸系統(tǒng)中，由于早期的傳輸距離普遍不是很長，因此沒有得到充分的重視。在RZ編碼技術中，在40Gbit/s的調制方式的選擇上，目前仍沒有達成統(tǒng)一定論，但由于RZ編碼中的CRZ方式具有脈沖壓縮能力、能容忍更高的PMD值、可以緩解信號在光纖中的非線性交互作用等優(yōu)異特點，正受到越來越多的關注。 o(S{VGi,
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4、動態(tài)增益均衡減少傳輸系統(tǒng)光電轉換數(shù)目 \/1<E?Q
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對于超長距離傳輸，保證整個線路上的增益平坦是非常重要的，增益均衡用于保證線路上各個波長之間的增益平坦，在主光通道的入口可能各個波長之間的功率電平一樣，但由于放大器增益平坦度以及各個波長在線路中衰耗不一致，會導致在接收端各個波長之間的功率差異較大，影響正常的接收。目前一種通用的方法是在各個光放站放置增益平坦濾波器，此外通過基于各個通道光譜密度的大小，實施反饋控制，可以動態(tài)管理平坦進程。 T}"6wywM
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動態(tài)增益均衡的優(yōu)勢在于可以增加超長距傳輸系統(tǒng)的區(qū)段數(shù)目，可以在級聯(lián)50個EDFA的情況下，不進行電再生中繼；支持動態(tài)網(wǎng)絡配置，在網(wǎng)絡波長數(shù)目發(fā)生重大差異時不會對OSNR造成損傷；由于輸入光功率變化也會造成增益斜度劣化，而通過動態(tài)增益均衡，可以代替目前正在使用的可調光衰減器(主要位于發(fā)射機一側)。 Yc,7tUz#
5、動態(tài)色散補償增加光傳輸?shù)木嚯x
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色散補償包括色度色散補償和偏振模色散補償。 (cN}Epi(D
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關于色散的對策是使用DCF(色散補償光纖)和啁啾布拉格光柵(C-FBG)。 L+C y Qq
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DCF是一種寬帶器件，能夠對各個波長進行補償，但它單一固定的補償值不能滿足對所有波長色散的精確控制。DCF的插損也是比較大的，約為SMF的兩倍。 J41G&$j(
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C-FBG是指光柵周期延光纖方向逐漸縮短，它可以針對不同波長進行補償，是很有前景的一種色散補償方式。 ;gs
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面對40GHz的高速率。對于單纖高速率而言影響最大的是色散，而色散在溫度和壓力等外界環(huán)境壓力下會是動態(tài)效應明顯的參數(shù)。當線路情況發(fā)生改變，如環(huán)網(wǎng)保護時工作路由和保護路由的長度不同，配制新的OADM時光通道節(jié)點數(shù)量的變化，甚至將來全光網(wǎng)OXC使光路由動態(tài)改變時，色散補償必須做出相應的動態(tài)調整。目前可實現(xiàn)動態(tài)可調的色散補償技術是：自由空間虛相位陣列、機械可調式FBG、溫度可調式FBG等。利用溫度和機械力調整C-BFG的長度就可以調節(jié)色散補償曲線，再通過對線路色散的實時監(jiān)控做出相應的動態(tài)補償。 .!G94b
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6、需解決的技術問題 #
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