光纖鏈路色散對(duì)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的影響討論

江樹臻 馮克正 劉東文 王會(huì)義

【摘要】光纖鏈路色使得DWDM系統(tǒng)從10Gb/s升級(jí)到40Gb/s后變得更加困難。特別是在DWDM系統(tǒng)或UDWDM系統(tǒng)中，光纖鏈路的色散對(duì)于傳輸系統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)和色散補(bǔ)償技術(shù)等的選擇尤為重要。文章通過對(duì)光纖鏈路積累的殘余色散大小進(jìn)行對(duì)比，并結(jié)合現(xiàn)運(yùn)行的40Gb/s DWDM系統(tǒng)技術(shù)要求，分析了不同調(diào)制技術(shù)下光纖鏈路色散對(duì)工程設(shè)計(jì)的技術(shù)要求，得出靜態(tài)和動(dòng)態(tài)相結(jié)合的色散補(bǔ)償方案。

【關(guān)鍵詞】色散光纖密集波分復(fù)用調(diào)制碼型

一、引言

2002年中國(guó)電信首次實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)第一個(gè)10Gb/s的WDM環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的商用建設(shè)，而近幾年40Gb/s的長(zhǎng)途傳輸WDM系統(tǒng)已基本上取代了10Gb/s系統(tǒng)，并且伴隨著IP網(wǎng)流量的快速、持續(xù)增加，處于通信網(wǎng)底層的光纖傳輸網(wǎng)的傳輸速率不斷的被提高，各個(gè)通信設(shè)備商，如華為、中興、烽火、阿朗等，逐漸推出更高速率的100Gb/s傳輸系統(tǒng)，以適應(yīng)不斷發(fā)展的需求。同時(shí)，這也對(duì)負(fù)責(zé)光信號(hào)傳輸?shù)墓饫|鏈路的技術(shù)參數(shù)提出了新的要求，如光纖色散（CD）、偏振模色散（PMD）、損耗、非線性性能等等。

其中，光纖色散對(duì)于光脈沖碼率的影響越來越顯著，如40Gb/s DWDM系統(tǒng)與10Gb/s DWDM系統(tǒng)相比光信噪比（OSNR）嚴(yán)格4倍、CD容限降低16倍等。雖然先進(jìn)的光調(diào)制技術(shù)應(yīng)用到波分系統(tǒng)中，但是仍需全部采用動(dòng)態(tài)可調(diào)色散補(bǔ)償技術(shù)。文章通過對(duì)長(zhǎng)途傳輸系統(tǒng)中的光纖（G.655）鏈路積累的殘余CD進(jìn)行了對(duì)比和分析，給出了DWDM系統(tǒng)光纖鏈路中不同波道的殘余CD變化情況。同時(shí)，提出靜態(tài)色散補(bǔ)償和動(dòng)態(tài)色散補(bǔ)償相結(jié)合的方案，以降低DWDM系統(tǒng)建設(shè)的建設(shè)成本和能耗。為以后的光纖傳輸網(wǎng)建設(shè)提供一定參考。

二、殘余CD的產(chǎn)生和設(shè)計(jì)考慮

在DWDM系統(tǒng)中，色散補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)中的較經(jīng)濟(jì)和常用的是采用DCF作為CD補(bǔ)償光纖，圖1為DWDM傳輸系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。然而常見的DCF大概在1550nm處可以實(shí)現(xiàn)零CD補(bǔ)償，由于SMF和DCF自身的色散斜率的差異這樣就必然導(dǎo)致光纖鏈路殘余CD的產(chǎn)生。

本文對(duì)采用G.655光纖鏈路的40Gb/s DWDM系統(tǒng)的 CD變化情況進(jìn)行了分析。其中，G.655光纖的色散值工程上常用的擬合公式[1]并取其平均值計(jì)算、長(zhǎng)度為300km，DCF的CD值為-135ps/（nm·km）、色散斜率為0.21長(zhǎng)度為10km，由于光纖鏈路的CD導(dǎo)致的光信號(hào)展寬情況如圖2所示：

由圖可以看出作為非零色散位移光纖一種的G.655光纖在C波段的1550nm處波道的CD得到了較好的補(bǔ)償。而實(shí)際運(yùn)行的40Gb/s DWDM系統(tǒng)中調(diào)制的光信號(hào)具有一定的色散容忍性能，即可以通過動(dòng)態(tài)色散補(bǔ)償使得某些波道在色散容限接受的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)色散補(bǔ)償[2]，但是動(dòng)態(tài)色散補(bǔ)償需要采用復(fù)雜的控制系統(tǒng)，從而增加了傳輸網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)成本。

三、結(jié)束語

文章通過對(duì)光纖鏈路色散進(jìn)行分析，并對(duì)比40Gb/s DWDM系統(tǒng)常用的光信號(hào)調(diào)制碼型的色散容限，得靜態(tài)和動(dòng)態(tài)相結(jié)合的色散補(bǔ)償方案。即零色散點(diǎn)附近波道可通過靜態(tài)色散補(bǔ)償，其它波道考慮動(dòng)態(tài)可調(diào)色散補(bǔ)償。從而在一定程度上降低了DWDM系統(tǒng)中板卡的功耗和建設(shè)成本。同時(shí)，考慮傳輸網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性和維護(hù)余量的特點(diǎn)，對(duì)于采用靜態(tài)CD補(bǔ)償?shù)牟ǖ缿?yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理選擇。

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