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下一代光纤特性与选型参考<2>

2/14/2005来源:光纤通信人气:7361

下一代光纤特性与选型参考<2> 2.低色散科率光纤 所谓色散斜率,指光纤的色散随波长而变化的速率,又称高阶色散。在长途WDM传输 系统中,由于色散的积累,各通路的色散都随传输距离的延长而增大。然而,由于色散斜 率的作用,各通路的色散积累量是不同的,位于两侧的边缘通路间的色散积累量差别最大。 当传输距离超过一定值后,会使具有较大色激积累量的通路的色散值超标,从而限制了整 个WDM系统的传输距离。 初期的G.655光纤主要是为C波段设计的,因而色散科率稍大一点问题不太大。然后, 随着宽带光纤放大器技术的发展,WDM系统的应用范围已经扩展到L波段,可用频带可以从 1530~1565nm扩展到1530-1625nm。在这种情况下,如果色散斜率仍维持原来的数值(大 约0.07-0.10ps/(nm2km)),长距离传输时短波长和长波长之间的色散差异将随距离增 长而增加,势必造成L波段高端过大的色散系数,影响10Gb/S及以上述事信号的传输距离, 或者说需要代价按高的色激补偿措施才行,而低波段时色散又嫌大小,多被长传输时不足 以压制四波混合和交叉相位调制的影响。为此,开发低色散斜率G.655光纤成为必要。通 过降低色散斜率可以改进短波长的性能而不必增加波长的色散,使整个第三和第四窗口的 色散变化减至最小。可以同时降低C波段和L波段包散补偿的成本和复杂住。目前,美国贝 尔实验室已开发出新一代的低色散斜率G.655光纤(真波RS比纤),光纤色激斜率已从 0.075ps/(nm2·km)降到0.05ps/(nm2·km)以下。典型低色散斜率G.655光纤在1530一 1565nm波长范围的色散值为2.6-6.0ps/(nm.km),在1565-1625nm波长范围的包散值为 4.0-8.6ps/(nm.km)。其色散随波长的变化幅度比其他非零色散光纤要小35%至55%从而 使光纤在低波段的色散有所增加,最小色散也可达2.6ps/(nm·km),可以较好地压制四 波混合和交叉相位调动影响。而另一方面又可以使高波段的色散不致过大,可低于8.6ps/ (nm·km)、仍想可以使10Gb/s,信号传输足够运的距离而无零色散补偿。通信系统的工作 波长区可以顺利地从C波段扩展至L波段而不至于引起过大的色散补偿负担甚至只需一个色 散补偿模块即可补偿基今C波段和L波段。由于色散斜率较低也无需色散斜率补偿措施,从 而使系统成本进一步减低。简言之,低色散余率光纤在整个C段和L波段的色散变化较小, 色激数值较合理,系统成本较低,是一种适合很宽频谱范围应用的新型干线光纤。 3.大有效面积光纤 超高速系统的主要性能限制是色散和非线性,通常,线性色故可以用色或补偿的方 接来消除,面非线性的影响却不能用简单的线性补偿方法来消除。光纤的有效面积是决定 光纤非线性的主要因素,尽管降低输入功率或减少系统传输距离和光区段长度也可以减轻 光纤的非线性影响,但同时也降低了系统的要求和性能价格比,可见光纤的有效面积是长 距离密集波分复用系统性能的最终限制。为了适应超大容量长距离密集该分复用系统的应 用,大有效面积光纤已经问世。以美国康宁公司的leaf光纤为例,光纤的截面积采用了分 段式的纤芯结构,典型有效面积达72μm2以上。本色被点处于1510nm左右,其弯曲性能, 极化模色散和衰减性能均可达到常规G.655光纤水平。但色散系数规范已大为改进,提高 了下限值,使之在1530—1565nm窗口内处于2-6ps/(nm.km)之内,而在1565-1625nm窗口内 处于4.5-11.2ps/(nm.km)之内,从而可以进一步减小四波混合的影响。由于有效面积大 大增加,可承受较高的光功率,因而可以更有效地克服非线性影响,若按72μm面积设计, 至少减少大约1.2db的非线性影响。按目前的有效面积设计,其光区段长度也可以比普通 光纤增加约10km。尽管其色散为正,也可能产生调制不稳定性。主要缺点是有效面积变大 后导致色散斜率偏大,约为0.1ps/(nm2.km),这样在L波段的高端,其色散系数可高达 11.2ps/(nm.km),使高波段通路的色散距离缩短或传输距离很长时,功率代价变大。当应 用范围从C波段扩展到L波段时,需要较复杂的争散补偿技术,不得不采用高低波段两个色 散补偿模块的方法,从而增加了色散补偿成本。另外其MFD也偏大,在1550nm处大约为 902nm-10nm,因此微弯和宏弯损耗需仔细控制。 摘自<中国计算机报>