高速光纖通信系統中電子色散補償技術的研究

朱皓然 鄭力

【摘要】 隨著科學技術與信息技術的迅猛發展，推動了光纖通信技術的發展，高速光纖通信系統隨之出現，該系統具有高速率與低成本的特點，滿足了海量數據業務的需求。但在數據量不斷增加的基礎上，光纖通信系統的發展受到了色散因素的影響，制約著該系統性能的提升，為了降低色散的影響，提出了電子色散補償技術。本文主要研究了高速光纖通信系統中電子色散補償技術，旨在促進電子色散補償技術作用的發揮，保證高速光纖通信系統傳輸速率、傳輸容量與傳輸距離的提高。

【關鍵詞】 光纖通信 電子色散補償 直接檢測

引言：在信息化時代，互聯網在各個領域均扮演著重要的角色，為了滿足人們生活、工作與學習的需求，互聯網不斷發展，其中的云計算、高清視頻與點對點傳輸等業務，對光纖通信系統傳輸速率的要求不斷增多。

目前，全球用戶通過互聯網的使用，產生了海量的信息，此時的光纖通信系統難以適應其需求，為了增大系統的傳輸容量、加快器傳輸速率，使其具備更遠的傳輸距離，該系統得到了廣泛的研究。

光纖傳輸系統性能的提升受諸多因素的影響，如：色散、衰減與非線性效應等，本文主要研究了色散、色散補償技術及電子色散補償技術，旨在促進高速光纖通信系統的快速發展。

一、色散的概況

光纖通信系統中的光纖十分重要，它具備低損耗與大寬帶的特點，但在光纖傳輸系統發展過程中，受色散的影響，制約著系統性能的提升。

色散作為分解現象，它是指光在斜射入介質后所產生的光的分解，對于光纖而言，其光信號的不同頻率成分產生了程度不一的時延，最后整個光信號在脈沖展寬的作用下出現了失真問題，此時便形成了碼間干擾。因此，在光纖通信系統發展過程中，要降低色散，為了有效解決分解現象的問題，提出了色散補償技術。

對于高速光纖通信系統而言，其傳輸介質為SMF，該介質擁有較快的頻帶、較大的容量、偏低的成本與較小的衰減，其中的色散主要有色度色散（CD）與偏振膜色散（PMD）[1]。

二、色散補償技術的概況

對于高速光纖通信系統而言，特別是基于SMF的系統，其色散問題十分嚴重，為了實現光纖色散問題的有效解決，提出了色散補償技術，該技術的類型主要有兩種：

第一種，基于光學方法的補償，即：光學色散補償技術，借助光學補償器件，將其增設在光纖鏈路中，進而降低色散。此方法具有復雜的結構與偏高的成本等缺點，但此項技術的應用較為廣泛，頗為成熟。

第二種，基于電子技術的補償，即：電子色散補償技術，在先進技術的支持下，控制了成本、簡化了結構，但在實際應用過程中，受電子技術的制約，其應用的局限性較為明顯。

三、高速光纖通信系統中電子色散補償技術的研究

關于光纖通信系統中電子色散補償技術的研究，其研究時間較長，但受光信號超高傳輸率的影響，制約著此項技術的應用。但近幾年，集成電路技術的快速發展，為電子色散補償技術的研究提供了可靠的技術保障。

電子色散補償技術的優點眾多，其一，未對光器件進行使用，因此，控制了成本；其二，信號處理的自適應算法較為成熟，使色散補償具有了動態性；其三，對于光纖通信系統的升級而言，實現了無縫升級，其工程量較小，滿足了進一步改造的需求。

當前，直接檢測光纖通信系統的應用具有廣泛性與普遍性，主要是其技術較為成熟，并且工程的實現較為簡單。在新型調制格式快速發展的背景下，相位調制的光纖通信系統成為了研究的重點，直接檢測作為相位調制信號的一種，其實行方案具有簡易性[2]。

光纖通信系統中的電子色散補償技術，其均衡主要分為被動式預均衡與主動式后置均衡，其中主動式后置均衡具有較強的自適應性與靈活性，因此，它得到了廣泛的研究。

通常情況下，電子色散補償均衡器的結構主要有兩種，一種為線性均衡器，另一種為非線性均衡器，兩種結構均使用自適應算法，以此實現了對抽頭系數的調制，同時也實現了對信道變化的跟蹤，進而達到了最佳均衡的效果。

四、總結

綜上所述，隨著信息技術的發展，寬帶發展面對著嚴峻的挑戰，對高速光纖通信系統有著較高的要求。但在系統性能不斷提升的過程中，受到了色散因素的影響，為了解決色散現象，使用了光器件，但其價格昂貴，導致網絡建設成本難以實現有效的控制。在先進技術的支持下，電子色散補償技術隨之出現，此項技術在高速光纖通信系統中的應用，使系統具有了小型化與低成本等特點，進而適應了時代發展的需求。

參 考 文 獻

[1]徐坤，謝世鐘.高速光纖通信中的偏振模色散及其補償技術[J].半導體光電，2012，01：1-5.

[2]龔巖棟，關雅莉，簡水生.高速光纖通信系統中偏振模色散的補償研究[J].光纖與電纜及其應用技術，2014，03：16-19.