【正文】 纖的損耗譜特性光纖的損耗譜特性?損耗限制光波系統(tǒng)n 設(shè)發(fā)送機發(fā)出的最大平均功率為 Pt ，而光接收機的接收靈敏度為 Pr ，則最大傳輸距離為： ?tot (dB/km) 為光纖損耗，包括對接損耗和活動連接損耗。 h?為光子能量， Np為接收機所要求的每比特的平均光子數(shù)。損耗限制色散限制? 橫越大西洋的海底光波系統(tǒng)? 實際陸地光波系統(tǒng)? 采用色散位移光纖的 1550nm ， B 10Gb/s 的實驗系統(tǒng)第七章 光纖通信系統(tǒng)的性能與設(shè)計 光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 光纖損耗對系統(tǒng)的限制 光纖色散對系統(tǒng)的限制 光纖中的非線性光學(xué)效應(yīng)對系統(tǒng)的影響 信道串擾 光纖通信系統(tǒng)設(shè)計中的功率預(yù)算?光纖色散光纖色散 :信號能量中的各種分量由于在光纖中信號能量中的各種分量由于在光纖中傳輸速度不同，而引起的信號畸變。?色散限制色散限制 :光纖色散導(dǎo)致的信號畸變限制系統(tǒng)的光纖色散導(dǎo)致的信號畸變限制系統(tǒng)的傳輸距離。?色散類型色散類型?模間色散（僅多模光纖有）模間色散（僅多模光纖有）?波導(dǎo)色散波導(dǎo)色散?材料色散材料色散?偏振模色散偏振模色散波長色散波長色散一、光纖色散一、光纖色散 光纖色散對系統(tǒng)的限制光纖色散對系統(tǒng)的限制二、色散與光纖二、色散與光纖（（ 標準單模光纖標準單模光纖 SMF）） : 零色散波長零色散波長 :1300nm1550色散色散 :16~17ps/（（ 色散位移光纖色散位移光纖 DSF）） :零色散波長零色散波長 :1550nm（（ 非零色散位移光纖非零色散位移光纖 NZDSF）） : 1550nm 色散色散 :2~6ps/展寬時間預(yù)算嚴重限制系統(tǒng)數(shù)據(jù)速率的四個基本因素是：發(fā)送機展寬時間 ttx。(單模光纖沒有模式色散，所以其展寬時間只與 GVD有關(guān) )數(shù)字鏈路的總展寬時間不超過 NRZ比特周期的 70%，或 RZ的 35%。n 導(dǎo)致色散限制的物理機制隨不同波長而不同。主要限制因素是模間色散。典型值典型值 n1=、 ?=， 傳輸距離隨比特率的曲線。即使在即使在 B?1Mb/s 的低比特率，也是色散限制的，其傳輸距離限的低比特率，也是色散限制的，其傳輸距離限制在制在 10km 內(nèi)。內(nèi)。216。對于對于 n1=、 ?=， 曲線如圖。當比特率小于 100 Mb/s 時時為損耗限制，大于為損耗限制，大于 100 Mb/s 將變?yōu)樯⑾拗啤?16。年投入商業(yè)運營。n 比特率－距離積 BL ?(4|D|??)1 D為色散， ??為光源的均方根譜寬。時則變?yōu)樯⑾拗葡到y(tǒng)。n 對普通單模光纖，在 ?m 處 D的典型值為17ps/(kmnm) ， 色散值比較高，由色散導(dǎo)致的脈沖展寬較大，系統(tǒng)處于 色散限制狀態(tài) 。n 最終限制為： B2L (16|?2|)1 式中， ?2為群速色散，與色散參數(shù) D的關(guān)系為： D=(2?c/?2) ?2普通單模光纖的限制線為：普通單模光纖的限制線為： B2L = 4000 (Gb/s)2km 。當當 B 5Gb/s 時，為色散限制系統(tǒng)。 色散限制色散限制當采用色散位移光纖時，色散和損耗在當采用色散位移光纖時，色散和損耗在?mm 附近均最低。 色散限制色散限制?光纖色散導(dǎo)致的信號脈沖畸變光纖色散導(dǎo)致的信號脈沖畸變，與，與 光源線寬、信號啁啾、調(diào)制光源線寬、信號啁啾、調(diào)制展寬展寬 等因素有關(guān)。?直接調(diào)制系統(tǒng)中，光源的調(diào)制直接調(diào)制系統(tǒng)中，光源的調(diào)制啁啾及光纖色散導(dǎo)致信號畸變。?對于對于 ,放大器的積放大器的積累噪聲成為傳輸距離主要限制。?對于對于 10Gb/s系統(tǒng)系統(tǒng) ,光纖色散成光纖色散成為傳輸距離的主要限制。比特率比特率 NZDSF SSMF10Gb/s 400km 60km四、色散四、色散 /色散斜率補償技術(shù)色散斜率補償技術(shù)在在 WDM 系統(tǒng)中，只有進行色散斜率補償，才系統(tǒng)中，只有進行色散斜率補償，才能保證各個信道都得到補償。? 預(yù)啁啾技術(shù)（預(yù)啁啾技術(shù)（ PCH））? 用色散補償光纖進行色散補償用色散補償光纖進行色散補償? 用啁啾光纖光柵進行色散補償用啁啾光纖光柵進行色散補償 (1)預(yù)啁啾技術(shù) PCHn 光信號在反常色散光纖中傳輸時，所含的高頻成分傳播速率較快，將逐漸集中在脈沖前沿，低頻成分傳播速率較慢，將逐漸集中在脈沖后沿，兩者之間的時差越來越大，脈沖也就越來越寬。n 特點：n 簡單n 需根據(jù)傳輸距離調(diào)整正弦調(diào)制的深度n 延長傳輸距離 ~2倍(2) 用色散補償光纖進行色散補償n 特殊設(shè)計光纖的芯徑及折射率分布，利用光纖的波導(dǎo)色散效應(yīng)，使其零色散波長大于 1550nm， 即在 1550nm處產(chǎn)生較大的負色散（ 100ps/)色散補償光纖 (DCF)。n 常規(guī)單模光纖在 1550nm 的色散和色散斜率的典型值為 ：D = ， D’ = (nm ) 。當滿足當滿足 時，群延遲色散被補償時，群延遲色散被補償當滿足當滿足 時，二階色散時，二階色散 (色散斜率色散斜率 )被補償被補償n 組合使用正、負色散系數(shù)的光纖n 大的局部色散，小的平均色散 ,可以較好的抑制四波混頻和 XPM的產(chǎn)生?基本途徑基本途徑預(yù)補償預(yù)補償累計色散累計色散LDCF產(chǎn)生的色散變化產(chǎn)生的色散變化L光功率光功率 光纖損耗光纖損耗 DCF中的中的功率損耗功率損耗累計色散累計色散L傳輸光纖中的色散累積傳輸光纖中的色散累積L光功率光功率DCF DCF DCF DCF后補償后補償?大的局部色散，小的平均色散。?采用后置色散補償而不是前置色散補償，減小采用后置色散補償而不是前置色散補償，減小DCF的非線性效應(yīng)的非線性效應(yīng)?采用非完全補償而不是完全補償采用非完全補償而不是完全補償?在發(fā)射端進行預(yù)補償在發(fā)射端進行預(yù)補償?補償原則補償原則?DCF色散補償存在的問題色散補償存在的問題?較大的損耗較大的損耗 ()?較小的有效面積較小的有效面積 (~20?m2),相對相對 SSMF,非線性系數(shù)大非線性系數(shù)大 2~4倍倍閾值功率減小閾值功率減小 3~6dB?色散斜率為色散斜率為 15~20ps/nm2/km遠高于遠高于 SSMF的的,要進行色散斜率補償要進行色散斜率補償 ,需專門設(shè)計需專門設(shè)計?當不能進行斜率補償?shù)漠敳荒苓M行斜率補償?shù)?DCF用于用于 WDM 系統(tǒng)中時系統(tǒng)中時 ,如果設(shè)計如果設(shè)計系統(tǒng)使得中間波長信道實現(xiàn)完全色散補償系統(tǒng)使得中間波長信道實現(xiàn)完全色散補償 , 短波長信道則短波長信道則過補償過補償 ,而長波長信道則欠補償而長波長信道則欠補償D+DD