色散补偿技术
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D>0 反常色散中，在输入脉冲中引入一个正啁啾，会使脉 冲展宽程度变缓（先压缩后再展宽），实现色散补偿
➢ 二.实现方案
要求采用外调制 方式。在DFB 产生的激光输 出上加上一个 额外的正弦调 制，使激光器 光频率变化起 始低逐渐快
➢ 三.特点
1. 实现简单，无需对传输和光接收部分作改动 2. 可根据传输距离不同改变正弦调制深度，达到对不同传
输距离的色散补偿
➢ 四.应用
10Gb/s的NRZ码采用预啁啾技术可在G.652光纤传输 120Km
第3节 色散补偿光纤（DCF）
➢ 一.工作原理
1. 基本原理:DCF在1550nm具 有较大负色散特性，使其与 G.652光纤线路串接，抵消 其正色散的影响。
2. 两种DCF
1) 基于基模的DCF
I. 原理：这种光纤基模(LP01) 在1550nm具有很大负色散
பைடு நூலகம்
II. 特点：a. D60p0 /snm Km
III.
b.补偿效率高
IV.
c.可同时补偿色散和色散斜率
V.
d.系统较复杂，DCF光纤对微弯很敏感
➢ 二.精确补偿条件
1. 群速度色散（GVD）补偿条件
2.
DSLSD CLC0
3.
式D中C ，D S ， 色散系数ps/n
m 分K别m为G.652光纤和DCF在工作波 长s
10. 日本藤仓信友公司：用于S+C+L波段的DCF（1510～ 1620nm），同时补偿色散和色散斜率
第4节 啁啾光纤光栅
➢ 一.工作原理
1. 啁啾光纤光栅（啁啾光纤布拉格光栅） 1) nL:折射率沿光纤长度变化规律：幅度不变，但周期变化
反射光 入射光
辐射光
透射光
L
反射率 时延(ps)
2) 特性：
2>.色散补偿技术：色散支持传输、预啁啾、色散 补偿光纤、色散均衡器（全通光均衡器和啁啾光 纤光栅）、光相位共轭、色散管理技术和光孤子 传输等。
二.色散补偿技术的进展
➢ 1.现状
G.652光纤10Gb/s单信道系统色散补偿技术，已经实用 化，如：DCF、全通光均衡器、预啁啾技术、啁啾光纤 光栅等。
波长(nm)
光输入
光输出
➢ 二.特点
1. 结构紧凑，插入损耗低，极化不敏感 2. 可提供较大的负色散值，最大可达6000ps/nm 3. 带宽较窄，带宽和负色散值成反比 4. 带宽和色散可调
➢ 三.应用
单信道：10Gb/s外调制系统，在G.652传输270Km DWDM:通过温度调制（对啁啾光栅），利用光栅实
DCF
RX
考虑光纤中非线性影响，DCF后置较好
3. 欠补偿和过补偿
4.
欠补偿DSLS DCLC 过补偿
DSLS DCLC
5. 考虑到光纤中非线性效应的影响，欠补偿的色散补偿效果较好
4. DCF与G.652的连接损耗
5. 由于模场直径失配会引起较大的连接损耗，需采取降低连接损耗 的措施
5. DCF的发展趋势：发展趋于高FOM,宽波段S+C+L
现8、16信道的色散和色散斜率的补偿。
第5节 全通光均衡器 （色散补偿滤波器）
➢ 一.工作原理
1. 全通光均衡器 2. （色散补偿滤波器）
1) F-P腔组成
2) 特性：
3) n a0 . ,d一定,F-P腔会对一些特定的波长—谐振波长的
➢ 2.发展的几个特征
1>.宽带色散补偿:开发新的宽带DCF是一个发展趋向 2>.动态色散补偿：也称为自适应色散补偿，针对系统中
光纤色散和斜率的变化能自动调整确保精确补偿 动态色散补偿技术：啁啾光纤光栅色散补偿、连接基于
高阶模光纤的长周期光栅的光开关，多腔反射滤波器等。
第2节 预啁啾技术
➢ 一.工作原理
➢ 三.DCF的应用
1. DCF的品质因素（FOM）
FOM DC
C
p/snm dB
2. 式中D，C ，C 分别为DCF的色散系数p（s/nmK）m和衰减系数 （ dB/）Km,目前商用DCF的FOM 20 ~ 30 p 0/n s 0m dB
2. DFC的接入位置
EDFA
G.652光纤
TX
DCF
II. 特点：
III. D a . 30p0 /snm 左K 右m
IV. b.简单易行，有足够大的 带
V.
c.损耗较大
2) 基于高阶模的DCF
I. 原理：这种光纤对高阶模 LP21 LP02等LP模11式，在一定条件下（接近截止 时）能产生很大的负色散。需要模式转换器把基模变化高阶模，然 后把高阶模再变化基模。
1
1500
3) 一定a带. 对宽某范一围内波的长Z 光（有）反的 0.8
1300 1100
射作用
4)
b. 发射带宽内具有负 0.6
900
700
色散
0.4
500
2. 补偿原理
长短 波波 长长 光光
300 0.2
100
15049.6 1549.7 1549.8 1549.9 1550 1550.1 1550.2 1550.3 -100
上的
输距L S离，LKC m分别为G.652光纤和DCF在工作波长 s上的传
2. 色散斜率补偿条件
3. S S L S 1 S C L C 1 0 S 或SLSSCLC0
4. 式S中S ，S L ， 分别为G.652光纤和DCF在工作波 长1 上的
色散斜率p，s/nm2 Km
5. 1 工作波长的偏移nm
色散补偿技术
色散补偿技术
❖ 第1节 概述 ❖ 第2节 预啁啾技术 ❖ 第3节 色散补偿光纤 ❖ 第4节 啁啾光纤光栅 ❖ 第5节 全通光均衡器 ❖ 第6节 光相位共轭技术
第1节 概 述
一.色散补偿技术
➢ 1.光纤色散和色散斜率对系统性能的影响 1>.群速度色散（GVD）导致脉冲展宽，引起码间干 扰，结果系统产生误码
6. Corning公司：工作在L波段（1570～1620nm）的DCF。
7.
＝1595nmD 时 ， 7~ 0 22 p/n 5 s，/m Km S0.7p/snm 2/Km
8. ALCatel：用于S波段的DCF。 ＝1475nmD时 ，4p 0/snm /Km
9.
S0.16 p/snm 2/Km
2>.色散斜率（高阶色散参数 有3 关）S的影响 对单信道系统：光脉冲产生拖尾 对WDM系统：光纤对各个信道的色散（GVD）不同、 色散对各信道传输性能影响不同、 涉及宽带色散补偿技术
➢ 2.降低色散对系统性能影响的措施 ➢ 3.色散补偿
1>.含义：在系统中采取的补偿色散影响（即限制 或削弱光脉冲的展宽）的措施
➢ 二.实现方案
要求采用外调制 方式。在DFB 产生的激光输 出上加上一个 额外的正弦调 制，使激光器 光频率变化起 始低逐渐快
➢ 三.特点
1. 实现简单，无需对传输和光接收部分作改动 2. 可根据传输距离不同改变正弦调制深度，达到对不同传
输距离的色散补偿
➢ 四.应用
10Gb/s的NRZ码采用预啁啾技术可在G.652光纤传输 120Km
第3节 色散补偿光纤（DCF）
➢ 一.工作原理
1. 基本原理:DCF在1550nm具 有较大负色散特性，使其与 G.652光纤线路串接，抵消 其正色散的影响。
2. 两种DCF
1) 基于基模的DCF
I. 原理：这种光纤基模(LP01) 在1550nm具有很大负色散
பைடு நூலகம்
II. 特点：a. D60p0 /snm Km
III.
b.补偿效率高
IV.
c.可同时补偿色散和色散斜率
V.
d.系统较复杂，DCF光纤对微弯很敏感
➢ 二.精确补偿条件
1. 群速度色散（GVD）补偿条件
2.
DSLSD CLC0
3.
式D中C ，D S ， 色散系数ps/n
m 分K别m为G.652光纤和DCF在工作波 长s
10. 日本藤仓信友公司：用于S+C+L波段的DCF（1510～ 1620nm），同时补偿色散和色散斜率
第4节 啁啾光纤光栅
➢ 一.工作原理
1. 啁啾光纤光栅（啁啾光纤布拉格光栅） 1) nL:折射率沿光纤长度变化规律：幅度不变，但周期变化
反射光 入射光
辐射光
透射光
L
反射率 时延(ps)
2) 特性：
2>.色散补偿技术：色散支持传输、预啁啾、色散 补偿光纤、色散均衡器（全通光均衡器和啁啾光 纤光栅）、光相位共轭、色散管理技术和光孤子 传输等。
二.色散补偿技术的进展
➢ 1.现状
G.652光纤10Gb/s单信道系统色散补偿技术，已经实用 化，如：DCF、全通光均衡器、预啁啾技术、啁啾光纤 光栅等。
波长(nm)
光输入
光输出
➢ 二.特点
1. 结构紧凑，插入损耗低，极化不敏感 2. 可提供较大的负色散值，最大可达6000ps/nm 3. 带宽较窄，带宽和负色散值成反比 4. 带宽和色散可调
➢ 三.应用
单信道：10Gb/s外调制系统，在G.652传输270Km DWDM:通过温度调制（对啁啾光栅），利用光栅实
DCF
RX
考虑光纤中非线性影响，DCF后置较好
3. 欠补偿和过补偿
4.
欠补偿DSLS DCLC 过补偿
DSLS DCLC
5. 考虑到光纤中非线性效应的影响，欠补偿的色散补偿效果较好
4. DCF与G.652的连接损耗
5. 由于模场直径失配会引起较大的连接损耗，需采取降低连接损耗 的措施
5. DCF的发展趋势：发展趋于高FOM,宽波段S+C+L
现8、16信道的色散和色散斜率的补偿。
第5节 全通光均衡器 （色散补偿滤波器）
➢ 一.工作原理
1. 全通光均衡器 2. （色散补偿滤波器）
1) F-P腔组成
2) 特性：
3) n a0 . ,d一定,F-P腔会对一些特定的波长—谐振波长的
➢ 2.发展的几个特征
1>.宽带色散补偿:开发新的宽带DCF是一个发展趋向 2>.动态色散补偿：也称为自适应色散补偿，针对系统中
光纤色散和斜率的变化能自动调整确保精确补偿 动态色散补偿技术：啁啾光纤光栅色散补偿、连接基于
高阶模光纤的长周期光栅的光开关，多腔反射滤波器等。
第2节 预啁啾技术
➢ 一.工作原理
➢ 三.DCF的应用
1. DCF的品质因素（FOM）
FOM DC
C
p/snm dB
2. 式中D，C ，C 分别为DCF的色散系数p（s/nmK）m和衰减系数 （ dB/）Km,目前商用DCF的FOM 20 ~ 30 p 0/n s 0m dB
2. DFC的接入位置
EDFA
G.652光纤
TX
DCF
II. 特点：
III. D a . 30p0 /snm 左K 右m
IV. b.简单易行，有足够大的 带
V.
c.损耗较大
2) 基于高阶模的DCF
I. 原理：这种光纤对高阶模 LP21 LP02等LP模11式，在一定条件下（接近截止 时）能产生很大的负色散。需要模式转换器把基模变化高阶模，然 后把高阶模再变化基模。
1
1500
3) 一定a带. 对宽某范一围内波的长Z 光（有）反的 0.8
1300 1100
射作用
4)
b. 发射带宽内具有负 0.6
900
700
色散
0.4
500
2. 补偿原理
长短 波波 长长 光光
300 0.2
100
15049.6 1549.7 1549.8 1549.9 1550 1550.1 1550.2 1550.3 -100
上的
输距L S离，LKC m分别为G.652光纤和DCF在工作波长 s上的传
2. 色散斜率补偿条件
3. S S L S 1 S C L C 1 0 S 或SLSSCLC0
4. 式S中S ，S L ， 分别为G.652光纤和DCF在工作波 长1 上的
色散斜率p，s/nm2 Km
5. 1 工作波长的偏移nm
色散补偿技术
色散补偿技术
❖ 第1节 概述 ❖ 第2节 预啁啾技术 ❖ 第3节 色散补偿光纤 ❖ 第4节 啁啾光纤光栅 ❖ 第5节 全通光均衡器 ❖ 第6节 光相位共轭技术
第1节 概 述
一.色散补偿技术
➢ 1.光纤色散和色散斜率对系统性能的影响 1>.群速度色散（GVD）导致脉冲展宽，引起码间干 扰，结果系统产生误码
6. Corning公司：工作在L波段（1570～1620nm）的DCF。
7.
＝1595nmD 时 ， 7~ 0 22 p/n 5 s，/m Km S0.7p/snm 2/Km
8. ALCatel：用于S波段的DCF。 ＝1475nmD时 ，4p 0/snm /Km
9.
S0.16 p/snm 2/Km
2>.色散斜率（高阶色散参数 有3 关）S的影响 对单信道系统：光脉冲产生拖尾 对WDM系统：光纤对各个信道的色散（GVD）不同、 色散对各信道传输性能影响不同、 涉及宽带色散补偿技术
➢ 2.降低色散对系统性能影响的措施 ➢ 3.色散补偿
1>.含义：在系统中采取的补偿色散影响（即限制 或削弱光脉冲的展宽）的措施