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1、色散概念,载数字通信系统中，由于信号的各频率成分或各模式成分的传输速度不同，在光纤中传输一段距离后，将出现时间上的展宽，脉冲加宽。严重时，前后脉冲将互相重叠，形成码间干扰，增加误码率，影响了光纤的带宽，限制了光纤的传输容量。,从系统的角度来看。光纤色散与光纤的长度呈正比，即光纤色散是具有累积性质的，因而光通信系统设计上存在着有光纤色散决定的传输距离限制。 对于1.6T长距(LONG HAUL)、超长距（ULTRA LONG HAUL）应用，必须对色散进行控制和管理。,色散,色散的种类,由于光纤有不同的种类，产生色散的机理也不尽相同。光纤的色散主要归结为以下几类： (1)材料色散：材料的折射率是
2、波长的非限性函数，使得光的传播速度随波长而改变。由此引起的色散叫材料色散。 (2)波导色散：同一模式的相位常数随波长而变，而引起的色散。 (3)模式色散：多模光纤中，即使在同一波长，不同模式的传播速度也不同，由此引起的色散。又称模式色散。 (4)偏振模色散：单模光纤中实际存在偏振方向相互正交的两个基模。当光纤存在双折射时，这两个模式的传输速度不同，由此而引起的色散即偏振模色散。,脉冲展宽,T,色散色度色散,光脉冲信号中的不同频谱成份在光纤中的传输速度不同，导致脉冲信号传输后展宽甚至离散。,1 0 1 0 1 0 1 1 0 1,1 0 1 0 1 0 1 1 0 1,Input,Output,
3、脉冲展宽 (ps) = D(ps/ nmkm)S(nm) L(km),Time,Time,脉冲展宽 1/4 比特周期时会引起误码,用色散系数D来描述光纤的色散指标：1nm波长范围（指光源的谱宽小于1nm）的光通过1KM光纤出现的时延差异，单位为ps/nm.km ,D越小，则光纤带宽越大.,光纤色散效应对传输的影响,色散-偏振模色散,PMD 定义 光纤中的光传输可描述成完全是沿X轴振动和完全是沿Y轴振动或一些光在两轴上的振动。每个轴代表一个偏振“模”两个偏振模的到达时间差偏振模色散PMD PMD 成因 环境因素和工艺缺陷引起的纤芯椭圆及应力是引起PMD的主要因素 影响程度 PMD与其他色散相比，
4、几乎可以忽略，但是无法完全消除， 只能从光器件上使之最小化。脉冲宽度越窄的超高速系统中（40G）， PMD的影响越大。,PMD 色散的影响,PMD产生机理及解决方法,由光纤的双折射引起,诸如应力、弯曲、扭绞、温度等随机引入 产生信号间干扰; 当偏振相关损耗产生的二次效应可能产生PMD与色度色散之间的耦合从而增加色散的统计分量; 解决办法之一是改进光纤工艺或在系统输入输出端插入偏振控制器。,DCF色散补偿光纤技术 大带宽（C/L），补偿性能优越； 插损大，色散补偿数值固定； 目前应用最为广泛； FBG光纤布拉格光栅 部分可调谐，损耗低； 群时延扰动较大，需要环行器； Etalon标准具器件 体积
5、小，损耗低，可调谐； 带宽窄； 电域技术 EDC； 特殊码型调制等；,色散补偿技术,激光器预啁啾技术 宽带色散补偿模块，分布式补偿，合理分配线路补偿、预补偿、后补偿量，实现均匀补偿。 在超长距离传输系统中，色散补偿应向欠补偿方向移动。,DCM,.,.,Tx,OBA,OPA,DCM,OLA+DCM,O M U,O D U,啁啾 预调制,色散补 偿模块,DCM色散补偿应用,术语1预补偿,预补偿:在一个DWDM复用段的OTM发送端配置色散补偿模块，色散补偿模块位置在OBA与OMU之间，功能是对整个复用段的光信号在进入传输线路前提供一定的色散补偿量,术语2线路补偿,线路补偿：在一个DWDM复用段的线路
6、站点进行色散补偿，色散补偿模块通常在OLA之前或者构成OLA站点的OPA与OBA之间，功能是对每个放大站之前的放大段传输光纤进行补偿；,术语3后补偿,后补偿：在一个DWDM复用段的OTM接收端进行色散补偿，色散补偿模块通常在OPA之前或者构成OPA站点的OPA与OBA 之间，功能是对复用段传输防向的最后一个放大段的传输光纤进行补偿，同时兼有对整个复用段的色散补偿量进行调整的功能。,术语4总色散补偿残余量,总色散补偿残余量：指一个复用段经过色补偿后的剩余色散量， 总色散补偿残余量复用段总传输光纤复用段总色散补偿光纤， 欠补偿: 如果复用段总传输光纤复用段总色散补偿光纤 过补偿: 如果复用段总传输
7、光纤复用段总色散补偿光纤,散补偿原则,G.652 光纤系统的色散补偿原则,色散补偿原则G.652,对于只使用G.652光纤的系统，残余色散应遵循欠补偿原则，需满足 对于使用G.652光纤,NRZ编码方式 复用段长度小于和等于800公里的400G/800G系统，系统的残余色散在10公里和30公里之间。 举例： 800km的G.652线路传输，对于800ps/nm.km色散容限的光源，最少要补偿770km，最多要补偿790km。 对于复用段长度大于800公里，小于1200公里的系统400G系统，系统的残余色散在30公里和50公里之间； 对于复用段长度大于800公里，小于1200公里的系统800G系
8、统，系统的残余色散在10公里和30公里之间。 对于超过800公里的复用段，在工程开通时，需要用服实地测量线路光纤的色散以及PMD实测值。,色散补偿原则G.652,（2）对于使用G.652光纤，ERZ编码方式 复用段长度小于或等于800公里的400G/800G系统，系统的残余色散在0公里和20公里之间。 举例： 800km的G.652线路传输，最少要补偿780km，最多要补偿800km。 对于复用段长度大于800公里小于1200公里的系统400G/800G系统，系统的残余色散在10公里和30公里之间。 对于超过800公里的复用段，在工程开通时，需要用服实地测量线路光纤的色散以及PMD实测值。,G
9、.655系统色散补偿原则,色散补偿原则G.655,对于只使用G.655光纤的系统，残余色散应遵循欠补偿原则，需满足 （1）对于使用G.655（LEAF）光纤，NRZ编码方式的系统： 当复用段长度小于440公里时，可以采用G652 DCM进行色散补偿。当复用段长度大于或等于440公里时，则应全部采用G655 DCM进行色散补偿，系统残余色散在90公里和110公里之间。 （2）对于使用G.655（LEAF）光纤，ERZ编码方式的系统： 需要采用G655 DCM进行色散补偿，系统残余色散在40公里和60公里之间。,混合系统的色散补偿原则,色散补偿原则混合系统,（1）对于使用NRZ编码方式 复用段长度
10、小于或等于800公里的400G/800G系统，系统的残余色散在200ps/nm和600ps/nm之间。 对于复用段长度大于800公里，小于1200公里的400G系统。如果G652光纤长度大于或等于800公里，则系统的残余色散在600ps/nm和1000ps/nm之间；如果G652光纤小于800公里，系统的残余色散在200ps/nm和600ps/nm之间。 对于复用段长度大于800公里，小于1200公里的800G系统，系统的残余色散在200ps/nm和600ps/nm之间。在进行色散补偿时，由于G.652光纤的色散值较大，对系统的影响也较大，所以，首先考虑将G.652光纤尽可能的完全补偿，然后再
11、进行G.655光纤的补偿。 对于同时含有LEAF光纤和G.652光纤的NRZ系统，当LEAF光纤长度小于200公里时，可以全部采用G.652 DCM进行色散补偿，补偿后系统的残余色散应满足上述要求。,色散补偿原则混合系统,（2）对于使用ERZ编码方式： 复用段长度小于或等于800公里的400G/800G系统，系统的残余色散在200ps/nm和400ps/nm之间。 对于复用段长度大于800公里，小于1200公里的400G系统，如果G652光纤长度大于或等于800公里，则系统的残余色散在300ps/nm和500ps/nm之间；如果G652光纤长度小于800公里，系统的残余色散在200ps/nm和
12、400ps/nm之间。 对于复用段长度大于800公里，小于1200公里的800G系统，系统的残余色散在200ps/nm和400ps/nm之间。在进行色散补偿时，由于G.652光纤的色散值较大，对系统的影响也较大，所以，首先考虑将G.652光纤尽可能的完全补偿，然后再进行G.655光纤的补偿。 对于同时含有LEAF光纤和G.652光纤的ERZ系统，不推荐完全使用G.652 DCM进行色散补偿。,色散补偿模块的分布原则,色散补偿模块的分布（1）,（1）一般情况下预补偿量不超过40km; 对于G.652/G.655光纤不使用VMUX的NRZ系统，预补偿量最多为40公里G.652 / G.655 DC
13、M。如果使用VMUX，则预补偿最多为20公里G.652/G655 DCM。对于G.652/ G.655光纤ERZ系统，预补偿最多为20公里G.652/ G.655 DCM。 对于系统中第一个跨段光纤长度较长时，可能会存在累计欠补偿不满足要求的问题。对于这个跨段，累计欠补偿可以放宽到100公里。但后续跨段的累计过补偿和欠补偿要严格控制。推荐控制在60公里以内。对于一些超长跨段，累计欠补偿不能够满足100公里的要求。此时，可以考虑采用增益较大的OBA或增加一个OPA。,色散补偿模块的分布（2）,（2）按照传输方向， G.652光纤，复用段中任何一个放大站点的入点和出点的累积色散补偿量（包括预补偿）
14、，累积过补偿必须小于80km，累计欠补偿量必须小于80km； G.655光纤系统，复用段中任一放大站点的入点和出点的累积色散补偿量（包括预补偿），累积过补偿必须小于80km，累计欠补偿量必须小于80km，累计过补偿配置优先。 G.652 和G.655混纤系统，G.652光纤入点和出点的累积过补偿必须大于-1600ps/nm，累积欠补偿必须小于1200ps/nm；G.655光纤入点和出点累积过补偿必须大于-1200ps/nm，累积欠补偿必须小于800ps/nm。,色散补偿模块的分布（3）,（3）对于含有超过8个以上放大段（包括含有OADM站点的情况）的复用段，希望尽可能实现均匀补偿，即累积过补偿或者欠补偿量尽量小一些。 （4）对于存在OADM的复用段，OADM-OTM，OADM-OADM之间的子复用段的补偿也要满足相关系统残余色散的要求。不推荐子复用段过补偿的配置,DCM补偿方案-OADM,在OADM节点配置DCM时要考虑的因素有： （1）下路通道色散必须完全被补偿。 （2）下路通道的光功率在接收机允许范围内。 （3）上路和直通通道的补偿量相当。,DCM入纤功率要求,DCM入纤功率：必须保证进入DCM的单通道入纤光功率-3dBm （0db 亦可） 。,