色散补偿技术在200km超长距离

色散补偿技术在200km超长距离

模拟光传输系统中的应用

昂纳明达网络技术（深圳）有限公司蔡赵辉张平

摘要：色散补偿技术已经在数字通讯系统中得到广泛应用。实验发现，通过在有线电视的模拟传输系统中引入色散补偿技术，可以有效解决200km超长距离传输系统中的CSO的问题。为了进一步降低系统搭建成本，DCM生产厂商应针对有线电视网络开发相应的DCM模块。

Abstract:The dispersion compensating technology has been used in data communication systems widely. Using dispersion compensating technology, the issue 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波长窗口由于在光纤中的传输损耗低，而且该窗口具有高性能、大功率的光放大器，使其得以既用在干线传输中，也适合于分配网的应用，从而广泛被电信网、有线电视网以及数据网所选用。经过这几年的发展，1550nm外调制光发射机和光放大器EDFA技术已经成熟，再加上它们的市场价格大幅下调等因数，使其在有线电视干线及大型分配网络中的应用优势更加突出。在很多大型分配网络中，其性价比已明显超过了采用1310nm波长设备的方案。

当前，广电总局提出了把传输平台搭建在地市级，县级网络的节目全部由地级市提供的要求。在进行市—县—乡镇的联网过程中，经常会遇到100~150km，甚至超过200km的超长距离传输数十套模拟电视节目和数字电视节目的情况。过去大量选用的SDH方案，由于其造价过于昂贵，并不适合于这一新的联网需求，于是有人提出了用模拟1550nm光纤传输方案来实现。

二、色散补偿技术

尽管1550nm波长窗口在标准光纤中的传输损耗小，但是色散要比1310nm波长窗口大得多。在70km以下的传输系统中，色散对系统指标的影响还不是十分突出。而在长距离，

特别是超长距离传输中，其色散的累积效应严重影响了信号的传输质量。在数字通讯系统中，色散将产生码间干扰，劣化BER 指标；而在有线电视的模拟传输系统中，主要表现在对CSO 的影响上。

为了提高系统的整体性能，尽可能地减小光纤色散对传输指标的影响，人们提出了多种色散补偿技术。色散补偿的基本原理是使用一个或多个大的负色散器件对光纤的正色散实施抵消，从而使系统的总色散量减小。目前实用的色散补偿技术主要有色散补偿光纤（DCF — Dispersion Compensating Fiber ）、光纤光栅（Fiber Bragg Grating ）和F-P 腔或G-T 腔宽带色散补偿器（Dispersion Compensating Module ）。由于DCF 的高插损和高非线性，目前色散补偿基本上选用后两者。

每一个色散补偿基本单元(Etalon)只能针对单一中心波长的光来进行补偿。为了使得色散补偿模块（DCM — Dispersion Compensating Module ）能应用于WDM 、DWDM 等系统中，通常在一个DCM 模块中集成了许多个Etalon ，它们各自的中心波长由所传输的光波长来定。

目前市场上供应的DCM 均是为数字传输系统而开发的，因此其工作波长范围、每个Etalon 的中心频率均是按照ITU-T 的标准来制作的。而在有线电视的1550nm 光纤传输系统中，通常采用的1550nm 外调制光发射机的波长没有遵循ITU-T 的标准，因此不能将目前市场上可以提供的DCM 直接应用到有线电视的模拟传输系统中来。解决的办法有两个，一是采用波长符合ITU-T 标准的1550nm 外调制模拟光发射机，这类光发射机市场上已经有供货；另一种解决方案是针对有线网络的实际情况，开发适用于有线电视1550nm 模拟光传输系统的DCM ，这需要DCM 生产厂商的配合。在我们的实验中，采用了符合ITU-T 标准的1550nm 外调制模拟光发射机和目前市场上已有的符合IUT-T 标准的DCM 。

三、DCM 应用于200km 模拟传输系统中的实验

DCM 在数字通讯系统中已得到广泛的应用，解决了许多超长距离传输的问题。为了验证它在有线电视模拟传输系统的作用，以及其安装位置对整个系统性能的影响，我们搭建了如图一所示的200 km 超长距离有线电视模拟光传输系统。其中RF IN 是模拟Z21~DS22满负荷30路PAL-D 模拟信号和DS22~DS42的数字信号。考虑到DCM 的插损以及要考察DCM

RF IN

RF OU

T

50Km

50Km

50Km

50Km

图一、 200km 超长距离实验链路图

安装位置对系统整体性能的影响，我们选用两个不同补偿距离的DCM模块——DCM1和DCM2，它们的色散补偿距离分别为60km和80km。为了保证入纤功率的一致性，在没有安装DCM的地方，加入无源可调光衰减器。实验所得结果见表一和表二。

从实验结果，我们发现，当将一个80km的色散补偿模块DCM2安装在位置A处，即第一级EDFA输出处，链路的整体指标很差，与不加DCM的链路指标差不多；在将DCM后移后，在B处安装DCM1，链路指标有所改善，但Z36、DS13的C/CSO还是不太理想。尽管理论上DCM模块安装在任何地方都一样，但实际上，我们认为DCM模块的后向补偿作用要比前向补偿作用好很多。在我们实验的第三条链路中，尽管在DCM1的DCM模块前已有50km的光纤，但是由于DCM1的补偿距离是60km的，超过了其后向补偿的长度，因此补偿效果不是十分理想。在将每个DCM模块的后向光纤长度调整到超过其补偿的长度后，如我们的方案四，整个链路得到了比较满意的指标。方案五中，C/CSO的劣化，进一步证实了我们的观点。

表一、DCM在不同方案中的安装位置对应表

四、结论

通过在模拟光纤传输链路中引入色散补偿技术，可以解决有线电视的200km超长距离传输问题。由于目前市场上的DCM模块均是为数字通讯系统设计的，我们在选择前端的1550nm外调制光发射机时，必须注意其波长要符合ITU-T的标准。为了进一步降低超长距离传输系统的构建成本，使普通型1550nm外调制光发射机也能应用于超长距离传输系统中，我们应该开发适合于有线电视光传输系统的色散补偿模块

表二、不同链路的系统性能指标