色散补偿

当满足 DS LS DC LC 0 时，群延迟色散被补偿
当满足 DS LS DC LC 0 时，二阶色散(色散斜率)被补偿
❖ 常规单模光纤在1550nm 的色散和色散斜率的典型值为： D = 16.5ps/nm.km，D’ = 0.059ps/(nm2.km) 。
❖ 用相对色散斜率RD = D’/D 表示色散斜率补偿, RD1= RD2
后补偿
DCF
DCF
累
DCF产生的色散变化
累
计
计
色
色
散
L
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散
光纤损耗 DCF中的
光
功率损耗
光
功
功
率
率
L
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传输光纤中的色散累积 L
L
光纤通信系统
补偿原则
•大的局部色散，小的平均色散。 •采用后置色散补偿而不是前置色散补偿，减小 DCF的非线性效应 •采用非完全补偿而不是完全补偿 •在发射端进行预补偿
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光纤通信系统
啁啾光纤光栅色散补偿的特点
•体积小 •损耗小 •价格便宜 •补偿带宽窄,实现宽带的WDM多信道补偿技术:
-长啁啾光纤光栅(Southampton 大学制出作3 米长的光栅 -级联光栅 -取样光纤光栅 •需要环型器
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光纤通信系统
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第六章 光放大与色散补偿技术
色散/色散斜率补偿技术
在WDM系统中，只有进行色散斜率补偿，才 能保证各个信道都得到补偿。 • 预啁啾技术（PCH） • 用色散补偿光纤进行色散补偿 • 用啁啾光纤光栅进行色散补偿
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光纤通信系统
预啁啾技术PCH
❖ 光信号在反常色散光纤中传输时，所含的高频成分传播速率 较快，将逐渐集中在脉冲前沿，低频成分传播速率较慢，将 逐渐集中在脉冲后沿，两者之间的时差越来越大，脉冲也就 越来越宽。
视的影响，并被认为是限制光纤通信系统传输容量和距 离的最终因素。所以自九十年代以来，已引起业界的广
泛关注，并已成为目前国际上光纤通信领域研究的热点。
偏振模色散对信号传输的影响
按照国际标准技术规范小组的观点：为保证PMD导致 的系统功率代价在1dB以下，偏振模色散的平均值必须小 于一比特周期的十分之一。 当大于这一规定值时，需对 系统偏振模色散进行补偿！在单信道速率达40Gb/s的系统 中,PMD问题较为突出.有关PMD的补偿技术处于研究阶段.
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光纤通信系统
DCF色散补偿存在的问题
•较大的损耗(0.5dB/km) •较小的有效面积(~20m2),相对SSMF,非线性系数大2~4倍
-阈值功率减小3~6dB •色散斜率为-15~-20ps/nm2/km远高于SSMF的 0.09ps/nm2/km,要进行色散斜率补偿,需专门设计 •当不能进行斜率补偿的DCF用于WDM系统中时,如果设 计系统使得中间波长信道实现完全色散补偿, 短波长信道 则过补偿,而长波长信道则欠补偿
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光纤通信系统
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光纤通信系统
偏振模色散
在理想的单模光纤中，基模是由两个相互垂 直的简并偏振模组成。如果由于某种因素使这两 个偏振模有不同的群速度，出纤后两偏振模的迭 加使得信号脉冲展宽，从而形成偏振模色散。
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单模光纤中的偏振模色散
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光纤通信系统
国内外研究的现状
偏振模色散对高速大容量光纤通信系统有着不可忽
❖ 常规单模光纤的相对色散斜率RD =0.0035nm-1，所以色散
补偿光纤的RD 也应为0.0035nm-1。
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光纤通信系统
基本途径
❖组合使用正、负色散系数的光纤 ❖大的局部色散，小的平均色散,可以较
好的抑制四波混频和XPM的产生
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光纤通信系统
预补偿
DCF
DCF
❖ 预啁啾是通过在光源上附加一个正弦调制，使脉冲前沿的频 率降低，后沿频率升高，在一定程度上补偿色散造成的脉冲 展宽。
❖ 特点：
▪ 简单
▪ 需根据传输距离调整正弦调制的深度
▪ 延长传输距离~2倍
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光纤通信系统
用色散补偿光纤进行色散补偿
❖ 特殊设计光纤的芯径及折射率分布，利用光纤的波导色 散效应，使其零色散波长大于1550nm，即在1550nm处产 生较大的负色散（-100ps/nm.km)--色散补偿光纤(DCF)。 当常规光纤和DCF级联时，两者将会互相抵消。
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光纤通信系统
水下系统新方案：D+/D-光纤对
D+
D+
D+
D+
D+
D-
D-
D-
D-
D-
•D+在前：非线性小；D-在后且足够长，有 益于RA。
•作为传输光纤使用的方案，用于陆上系统 时应特别慎重。
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光纤通信系统
用啁啾光纤光栅进行色散补偿
❖ 在光纤或光波导上刻上光栅可以控制光在其中的反射，从 而实现光信号的延时。
❖ 如果刻制等间距光栅，则只能反射某一个很窄的频带信号， 造成带宽过窄。所以采用啁啾光纤光栅，刻出一系列不等 间距的光栅，光栅上的每一点都可以看成一个本地布喇格 光栅的通带和阻带滤波器。
❖ 经光纤传输以后的入射光中的长波长分量（低频）位于脉 冲后沿，使其在光栅的起始端就反射，而短波长分量位于 脉冲的前沿，使其在光栅的末端才被反射，于是就补偿了 色散效应，使脉冲宽度被压缩甚至还原。