長距離高速光纖通信中的色散補償技術初探

伍琴蘭

【摘要】隨著互聯網技術的普及與計算機信息技術的迅速發展，當今社會對數據傳輸的信息量不斷增大，滿足海量業務數據，推動互聯網技術的發展。開發出高速光纖通訊系統，這種技術在傳輸數據時速度快，安裝使用有著低成本的特點。由于信號傳輸時受到色散的影響，影響數據傳輸的速度。為了進一步完善解決這一問題，提出了色散補償技術。本文主要對色散補償技術在光纖使用時帶來的作用，與使用方法進行探究。

【關鍵詞】高速光纖；色散補償技術；色散探究方法

一、色散的概況

光纖是光導纖維的縮寫，傳輸原理是“光全的反射”利用光傳導工具，使得光纖進行數據傳輸。光纖在數據傳輸上有通信容量大，損耗低、適應能力強、成本低廉、原材豐富的特點。但隨著高速光纖技術的發展，在技術發展中會暴露出一些的問題。

色散是指關斜射到光線中，對光產生斜射。色散限制了光纖的帶寬—距離乘積值。色散造成傳輸數據的脈沖展寬降低傳輸數據信號質量。色散越大，光纖中的帶寬—距離乘積越小，在傳輸距離一定時，帶寬就越小，帶寬的大小決定傳輸信息容量的大小。最后在對數據傳輸時出現失真問題，無法識別光纖傳輸中的內容。降低色散是保證數據傳輸的前提，在光纖系統發展過程中成為了主要探究目的。

容量高速光纖傳輸系統中，保證傳輸質量解決色散問題是前提，有效補償色散有效進行對光的色散補償，是未來長距離高速光纖系統的發展必要技術

二、導致色散影響光纖速度的因素

（一）色散的形成方式

縱觀光纖通訊的發展，色散對高速光纖通訊系統信號傳輸率有著很大的影響。色散決定光纖通訊系統性能的主要因素，想要長距離的發展光纖通訊首先要研究如何有限的控制色散，在光纖中傳輸信息的方式是由；信息通過編碼，通過管脈沖系列在光線中傳傳輸的，色散在數據傳輸是會對光脈沖進行影響，是脈沖的比特隙擴大到一定倍數。在服務器測試受到色散對脈沖的干擾導致產生錯誤代碼。

（二）色散的時延

光纖通訊的色散補償問題也是研究人員近年來一直探究的問題，隨著集成電路的發展，為電子色散技術提供了幫助。光纖的色散主要由模式色散、材料色散和波導色散組成。在多模式光線中，有多種傳輸模式，每一種傳輸模式都與之有著相同的傳輸路徑，傳出路徑的不同到達終點也不同，就好比在生活中，我們出行時決定去的目的地，根據目的地選擇交通工具，每種交通工具所用的時間長短也不一樣。就是高模次與低模次到達終點用的時間差，就是這段光纖產生的脈沖波。光纖的長短決定色散影響的大小，首先光纖越長，時延差也就越大，隨之色散也就越大，在時延差上來開，時延差越小，色散就越小。

（三）色散分類

在色散種類中分為三種分為；模式色散；材料色散；波導色散；色散總數是這三種色散的總和。而模式色散是影響光纖的主要色散因素，相比較其他兩種色散影響較大。

三、色散補償技術

對于高速光纖通訊數據有效傳出，為了使色散問題得以有效解決研究人員進行了探究。提出對色散問題進行補償的技術。

在探究色散問題時制作出了獨特性能的光纖無源器件，這種器件的制作方法實質就是在芯內放置能夠對光反射這一特性的濾波器。增設在光纖線路中降低色散。對光纖的色散有反射作用范圍大、方便安裝、靈活可靠，可以與光學元件結合，不受環境塵埃影響工作。但是這種器件在制作過程中，耗材量大，成本高，制作工藝難度大，在傳輸量上受局限性，不過這項技術的應用行還是比較廣泛普及度也很高。

通過啁啾光纖光柵對高速光纖色散補償，啁啾光纖光柵就是折射變化不等的折射率間的分布。啁啾的意識就是不等間隔，色散量就跟普通光柵一樣，啁啾量是根據色散量算出來的，在光纖傳輸后，不同頻率產生相位差。這種技術，控制成本，結構簡化。纖光柵不受電磁干擾，這項技術可以在大型通訊系統上使用，彌補了光纖無源器件的不足。但是受到電子技術的制約局限性比較明顯。

光柵是利用光纖中的光敏性制成的，將入射光在紫外線曝光的條件下注入纖芯會發生折射的周期性變化。產生空間永久性光柵，光纖光柵是不受電磁干擾的無源器件，可以適用于各種環境中，均勻光纖光柵補償是基于透視性，同啁啾光柵方式相比較，這種方式降低損耗，降低制作難度，適應性好。把均勻的光柵連起來就可以對色散補償有顯著的效果。

均衡器全通光均衡器（以下簡稱為均衡器）是一種無源器件，屬于色散均衡器。具有插入損耗低、色散補償值可調成本低以及實施補償簡單靈活等特點，具有較廣闊的工程應用前景。盡管補償原理和特點不同，但都能獲得明顯的色散補償效果、延長系統中繼距離，光均衡器時延最大值式色散值為零，均衡器具有正色散特性，利用這一特性，可以將對光纖正色散與負色散進行色散補償，延長中繼距離。但是光均衡只能對高速光纖中群速度進行色散補償，利用光均衡器特點，在色散值為負與傳輸光纖線路中調節色散值為大小相等，獲得最大補償效果。

總結

在長距離高速光纖通訊中對色散補償的研究結果，研究出對通改變脈沖的展寬，限制傳輸量來色散進行改變。總結了色散形成方式，對色散的模式進行分類。保證數據高速傳輸的穩定性。還對色散補償問題上進行探究，對實驗結果進行改良對比，使得在高速光纖通訊是不再受到色散影響。經過不斷探究，色散補償補償問題等到解決，使系統有小型化低成本，不受環境影響，方便安裝使用的特點，符合我國社會主義制度對科學建設的要求。

參考文獻

[1]朱皓然，鄭力. 高速光纖通信系統中電子色散補償技術的研究[J]. 中國新通信，2015，（21）：38.