長距離光傳輸限制因素的研究與應(yīng)用

夏和坤

（貴州華坤萬泰科技有限公司，貴州 貴陽 550081）

1 系統(tǒng)功率

1.1 系統(tǒng)功率限制

光纖為光信號的傳播提供了載體，而光功率會隨著光信號對變小而降低，也就是說光信號在光纖的作用下會逐漸變小，并且隨著光信號傳播長度的延長，這一削弱能力會逐漸提高。對光衰減器、連接器、光纖接頭、其他無源光器件、附加光纖自身及敷設(shè)情況具有的衰減作用進(jìn)行綜合考慮，這樣才能保證光信號在允許的衰減范圍內(nèi)，對最壞情況的功率值進(jìn)行控制，主要從以下三個方面入手。第一，對光纜設(shè)置相關(guān)因素的變化情況充分適應(yīng)，比如，光纜長度的增加以及附加接頭元件數(shù)量的增加等。第二，對光纖性能在不同環(huán)境中出現(xiàn)的變化進(jìn)行充分適應(yīng)。第三，對MPI-S與MPI-R之在光路中存在的光器件性能劣化充分適應(yīng)。

1.2 解決系統(tǒng)功率限制的方法

對光路損耗進(jìn)行大幅度降低，只能對系統(tǒng)功率限制進(jìn)行輕微的緩解，而通過對光放大器的有效運(yùn)用，能夠使系統(tǒng)光功率具有的性質(zhì)得到有效克服，這樣能夠?qū)⒂捎诠饴窊p耗導(dǎo)致傳輸距離受到限制的問題從根源上得到有效解決。與此同時，對于光放大器而言，種類具有多元化特點(diǎn)，目前，運(yùn)用在解決系統(tǒng)功率限制工作中的光放大器類型主要以摻鉺光纖放大器和半導(dǎo)體光放大器為主。通過不斷的完善和優(yōu)化，摻鉺光纖放大器具有的作用和價(jià)值已經(jīng)得到人們的肯定，目前已經(jīng)在工程領(lǐng)域和商業(yè)領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用[1]。

2 系統(tǒng)色散

2.1 系統(tǒng)色散限制

（1）對于色度色散而言，主要指的是在光源光譜中，不同波長具有的群延時差在光纖中所引發(fā)的光脈沖展寬現(xiàn)象，在光光脈沖的長寬下，對傳輸碼之間產(chǎn)生干擾，從而降低光接收機(jī)具有的靈敏性。為了解決這一問題必須對接收光的功率進(jìn)行增加，而光纖色度色散率隨著光纖長度的延長而增加，從而就會導(dǎo)致光纖具有的光纖色度色散程度進(jìn)一步提高。（2）光通道代價(jià)主要指的是，在光纖傳輸過程中，光脈沖器的波形出現(xiàn)嚴(yán)重失真現(xiàn)象，從而嚴(yán)重降低其在1dB條件下對測量結(jié)果具有的靈敏接收性。

2.2 解決系統(tǒng)色散限制的方式

對于解決系統(tǒng)色散限制的有效方式而言，就是將導(dǎo)致色散產(chǎn)生的因素進(jìn)行消除或減小，從而為光傳輸系統(tǒng)進(jìn)行有效的色散補(bǔ)償。在此過程中，可以通過對低色散光纜的有效應(yīng)用，對激光器自相位調(diào)制、啁啾聲、調(diào)試寬帶、波譜幅度產(chǎn)生的光譜擴(kuò)大問題進(jìn)行有效抑制，或者將全新的協(xié)調(diào)方式和調(diào)制方式運(yùn)用其中，使單個波長的傳輸速度在密集波分復(fù)用技術(shù)的作用下有效降低。

3 偏振模色散

3.1 偏振模色散限制

對于偏振模色散限制系統(tǒng)而言，主要指的是由于偏振模色散具有的限制作用，導(dǎo)致光纖通信系統(tǒng)具有的傳輸速率以及最大再生段傳輸距離的效果無法達(dá)到令人滿意的程度，我們就稱該系統(tǒng)為偏振模色散限制系統(tǒng)。根據(jù)對偏振模色散限制系統(tǒng)展開的大量實(shí)際調(diào)查研究能夠知道，光纜系統(tǒng)偏振模色散值限制具有的最大傳輸距離為

式中，光纖線路允許最大傳輸距離為L，單位為km；系統(tǒng)傳輸速率為B，單位為Gbit/s；光纖鏈路偏振模需要的色散系數(shù)為DPMD，單位為ps/km1/2。

3.2 解決偏振模色散限制的方法

對于偏振模色散系統(tǒng)限制的有效解決途徑之一，就是將導(dǎo)致偏振膜出現(xiàn)色散現(xiàn)象的因素有效消除或減少，并且對偏振模色散進(jìn)行有效補(bǔ)償。目前有效的技術(shù)方式有以下兩種，第一，對偏振模色散補(bǔ)償器進(jìn)行合理利用，第二，保證光纖光纜具有的偏振模色散補(bǔ)償系數(shù)較低。其中第二種方法不僅不會使系統(tǒng)的成本提高，還會使系統(tǒng)具有的復(fù)雜性降低，提高系統(tǒng)的可靠性，具有的經(jīng)濟(jì)性和有效性較高，能夠?yàn)楹罄m(xù)系統(tǒng)擴(kuò)充工作的順利開展奠定基礎(chǔ)。因此在進(jìn)行光纜線路建設(shè)、查詢系統(tǒng)開通、升級現(xiàn)有光纜線路系統(tǒng)的過程中，要對偏振模色散值進(jìn)行有效測量，通過對其具有的限制進(jìn)行充分考慮，預(yù)留足夠的偏振模色散富余度。

4 光信噪比

4.1 光信噪比限制

對于光信噪比而言，主要是對光輸出功率與噪聲輸出功率比值的總結(jié)，對于長距離光傳輸系統(tǒng)而言，光信噪比級聯(lián)后的計(jì)算難度較大。這是因?yàn)榧壜?lián)的光放大器在兩個電中繼器中間，而光放大器的作用只是對信號進(jìn)行放大，同時會將光放大器帶來的放大自發(fā)輻射噪聲進(jìn)行積累。當(dāng)光纖中有光信號在傳播時，信號具有的信噪比會隨著級聯(lián)數(shù)目的增加而下降，當(dāng)信噪比的數(shù)值低于標(biāo)準(zhǔn)值時，新號將無法被電接收機(jī)正常接收，從而出現(xiàn)亂碼現(xiàn)象。

4.2 解決光信噪比限制的方法

通過對再生器、光纖號濾波器、內(nèi)帶FEC技術(shù)、外帶FEC技術(shù)的有效利用，能夠使系統(tǒng)具有的光信噪比得到不斷提高和改善。在此過程中，雖然對光信噪比限制進(jìn)行有效控制的最佳途徑為FEC技術(shù)，但是該技術(shù)的有效運(yùn)用需要損失一定的頻帶利用率。對于在生器而言，是對光通路中信號損傷進(jìn)行有效抗衡的一種積累方式，比如，光線噪比在WDM波道與光放大器噪聲直接串?dāng)_下所導(dǎo)致的降低、波形在色散作用下發(fā)生的畸變等。并且由于具體目標(biāo)不同，因此具有的作用不同，相關(guān)人士將其大致分為三個類型。光信噪比不僅可以對延長光通路具有的傳輸距離進(jìn)行單獨(dú)使用，也可以作為O/E/O的波長在各網(wǎng)元中進(jìn)行變換使用。

5 結(jié)束語

根據(jù)以上針對長距離光傳輸限制因素的有效解決途徑展開的深入研究和全面分析，我們能夠更加明確的了解，通過對光傳輸網(wǎng)絡(luò)演變歷程的深入研究，對影響傳輸網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)的動態(tài)變化情況明確了解，對組成密集波分復(fù)用技術(shù)的四個要素光源、光波分復(fù)用器、光波長轉(zhuǎn)換器、光放大器進(jìn)行系統(tǒng)性研究，并且結(jié)合實(shí)際情況對其中每一種因素產(chǎn)生的原因、對應(yīng)解決方式，需要采取的措施進(jìn)行明確。明確了解光傳輸系統(tǒng)在長期維護(hù)過程中由于光學(xué)家電纜線頻繁出現(xiàn)接割和老化現(xiàn)象，是相關(guān)系統(tǒng)長時間運(yùn)行之后普遍出現(xiàn)的性能惡化問題，因此必須將足夠量的冗余提供給每一個電中繼站或者光放站段，為相關(guān)系統(tǒng)后續(xù)維護(hù)工作提供便利。在此基礎(chǔ)上，對相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新工作進(jìn)行緊密跟進(jìn)，通過對傳輸距離受限因素以及新技術(shù)特點(diǎn)的有效運(yùn)用，設(shè)計(jì)出具有較高合理性和經(jīng)濟(jì)性的光傳輸系統(tǒng)，從而為我國電信行業(yè)整體發(fā)展水平的進(jìn)一步提高貢獻(xiàn)積極的力量。