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光纤通信

发布时间:2020-03-03 20:32:38 来源:范文大全 收藏本文 下载本文 手机版

光纤传输的关键技术

(1)光纤喇曼放大器(FRA)对光纤损耗进行补偿

在光纤传输中,喇曼放大器技术是最关键的光传输技术,它可以将传输光纤本身变成一个放大器,也可以放大掺铒光纤放大器(EDFA)所不能放大的波段。它利用普通的传输光纤就能实现分布式放大,从而大大提高系统的光信噪比(OSNR)。

FRA利用光纤自身对信号进行放大,信号在传输过程中的固有损耗可以在光纤内部进行补偿,一种应用较广的被称之为分布式光纤喇曼放大器(DFRA)。对于长距离光纤传输来说,利用喇曼放大器提高系统的OSNR、增加系统中继长度、提高波分复用(WDM)系统的通道数和抑制光纤非线性效应是其主要目的。

(2)前向纠错(FEC)编码减少误码率

在光传输系统中采用FEC技术,能够减少系统的误码率,其编码增益提供了一定的系统富余量,从而降低光链路中线性及非线性因素对系统性能的影响,对于有光放大器的系统,可以增加光放大器间隔、延长传输距离、提高信道速率、减小单通道光功率。FEC的实现方式有带外FEC系统和带内FEC系统两种。带内FEC的增益一般为3dB左右,而带外的增益远高于带内,因此,长距系统均采用带外FEC编码。使用带外FEC时,总体改善情况可达7~9dB,大大提高了系统的传输距离。

(3)码型技术提升系统的传输性能

由于不同线路调制码型的光信号在色散容限、自相位调制(SPM)、交叉相位调制(XPM)等非线性的容纳能力、频谱利用率等方面各有特点,对于超宽频带的长距离WDM传输系统,非归零(NRZ)、归零(RZ)等码型都有各自的特色。

NRZ码应用简单、成本低、频谱效率高,是目前SDH系统和WDM系统中应用最广泛的码型。由于码元过渡不归零,对传输损伤敏感,不适用于高速长距离光信号的传输。

RZ码的主要缺点是信号频谱宽度相对码较大,增加调制器使系统变得复杂、成本高。为了进一步提高码的传输性能,近年来还出现了载频抑制RZ(CS-RZ)和啁啾RZ(CRZ)等码型。在CS-RZ码中,相邻码元的电场振幅符号相反,从而达到降低光谱宽度的目的,在功率较高的情况下,不但增加了色散容限,而且有更强的抵抗SPM和四波混频(FWM)等光纤非线性效应的能力。

CRZ码采用了三级调制技术(RZ幅度调制、相位调制和数据调制),其相位调制器在发射端对RZ脉冲的上升沿和下降沿上加入一定的啁啾量,抵抗非线性效应的能力非常优异。此外,CRZ码还具有良好的抵抗偏振相关损耗(PDL)和偏振模色散(PMD)的能力,具有更高的传输稳定性。

(4)色散补偿延伸光传输的距离

色散是限制光纤传输距离的主要因素。色散补偿包括色度色散补偿和偏振模色散补偿。色度色散补偿的方式包括色散补偿器件和色散补偿模块。目前使用最多的是色散补偿模块(DCM),通常用在EDFA的两级之间,用以补偿的插损。目前,对于动态的色度色散补偿方式也进行了大量的研究,但是真正商用的产品尚不多。

从技术角度来看,利用长距离光纤传输中的与结合的放大技术,及采用色散和非线性容限较高的码型等长距离光纤传输技术,都可以延长光放段的传输距离,用于骨干网中部分长跨距中,这是目前比较普遍的长距离光纤传输技术应用。

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