光纤通信第六章2 色散补偿

2020/1/26
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光源的频率啁啾
调制过程中的频率啁啾，对DFB激光器，
? ? (t) ? ? ? { d ln p(t) ? kp(t)} 4? dt
k ? 2? ? /(Vact? h? )
? --LD的线宽增强因子
k — 比例系数 Г为光限制因子
?为增益饱和因子… 上式第一项为瞬态啁啾， 第二项为绝热啁啾
=1/ B
接收波形
瞬态啁啾和光强调制影响性 能。
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5）频谱反转法
频谱反转器
E1(t)
SMF1
SMF2
E2(t)
z
0
L1
L1+L2
频谱反转法基本设想是在线路中间位置加一个非线性 器件进行四波混频，混频所生成的信号频谱与原信号频谱 反转，即具有相反的啁啾，继续传输时便可抵消前一段传 输时积累的色散。
?采用较小的光纤芯径和 适当的折射率设计得到较 大的光纤波导色散，从而 使得该光纤在? ＝1.55? m 处呈现较大的负色散。 ?负色散光纤的色散值可 达到-300 ps/nm.km ?补偿光纤品质因数可达
-300ps/nm/dB
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经DCF补偿前 （OpticSimu 平台仿真结果）
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2) 偏振模色散 ? ? ? 1 ? 1 ? d? x ? d? y vgx vgy d? d?
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2、群速度色散补偿方案 1) 色散补偿光纤（DCF）
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基于基模LP01模色散补 偿光纤折射率的分布
第6.2节 色散的积累和色散的补偿
1、光纤的色散
1）群速度色散 2）偏振模色散
2、群速度色散补偿方案
1) DCF（Dispersion Compensation Fiber) 2) 啁啾光纤光栅 3) 预啁啾技术 4) 色散支持传输法 5) 预啁啾技术
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1）群速度色散（Group Velocity Dispersion)
将相移系数在中心频率附近展成泰勒级数
? (? ) ? n(? ) ?
c
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2
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百度文库? ? 0 )3
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1 d m? m! d? m
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vg
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1
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群速度
?m?
d m? d? m
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发射波形
（Dispersion Supported Transmission）是利用激光器 的调频特性，采用频移键控 （FSK）调制方式，先对激光 器进行频率调制，由于传输中 的色散作用，在接收端，再转 换为光强的变化。
? t ? ? ? ?DL ? ?? ? ?? 2DL / c
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6）色散管理技术
色散管理技术的基本思想是在通信链路中交替使 用正色散光纤和负色散光纤.
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Ds Ls ? Dc Lc ? 0
Ds' Ls (? ? ?1) ? Dc'Lc (? ? ?1 ) ? 0
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2) 啁啾光纤光栅
光纤布拉格光栅原理 示意图
?B ? 2neff ?
? 基本设想是在光学波导上刻出一系列不等间距的光栅，光栅上的
每一点都可以看成是一个本地布拉格光栅的通带和阻带滤波器； ? 由于群速度色散，入射光脉冲中的短波长分量（高频分量）群速 度高，经过光纤传输以后位于脉冲的前沿，使其在光栅的末端才被 反射，而长波长分量位于脉冲的后沿，使其在脉冲的起始端就被反 射，于是就补偿了群速度色散效应，使脉冲宽度被压缩甚至还原；
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? ?? 为群速度色散, 光纤的色散参数D与? ??的关系:
d? d 1 d 2?
D? ? ? ?
d? d? vg d? d?
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d 2? d?
d?
2
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d?
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2? C ?2
?
??( ps
/ nm ?km)
? ? ? DL? ? 群时延差
对G652光纤，在1.55um为正色散(D为正)， ? 越短， vg越大，时延越小 .
?优点是器件的体积小，补偿效率高，其缺点是补偿带宽较窄，目 前人们正在研制宽带啁啾光纤光栅以适应 WDM系统的需要。
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3) 预啁啾技术
对光源加一小的正 弦调制,使初始脉冲 前沿的频率低,后沿 的频率高。
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4）色散支持传输法（DST）
经DCF补偿后
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? 利用LP11模在截止频率附近巨大的负色散来补偿常规光纤中的正色散 ? 关键技术是如何有效地进行模式转换，激励起所需要的高阶模； ? 这种补偿光纤的负色散可达－600ps/nm.km，总品质因数通常只能达 到－100ps/nm.dB； ? 不但可以补偿群速度色散（GVD），还可以补偿二阶色散。