克服光纤色散影响的技术
光纤色散的补偿方法
3、 光子晶体DCF
光子晶体光纤(PCF)是 一个新兴的研究领域，它 有3个突出的优点：第1,可 以在很大的频率范围内支 持光的单模传输；第2，允 许改变纤芯面积，以削弱 或加强光纤的非线性效应； 第3,可灵活地设计色散和 色散斜率，提供宽带色散 补偿。
4、 电子色散补偿(EDC)技术
EDC技术由于其小型化、低功率和低成本的优点而逐渐受到更多的关 注。EDC是基于电了滤波(均衡)技术进行光纤色散补偿的，它通过对接收 的光信号在电域进行抽样、软件优化和信号复原，能有效地调整接收信号 的波形，恢复由于色散,PMD和非线性引起的光信号展宽和失真，从而达到 色散补偿的效果。在实际应用中，为了实现自适应EDC,最常见的是采用前 馈均衡器(FFE)和判决反馈均衡器(DFE)组合的结构，如图2所示。
1、常规DCF技术方案 DCF的主要性能指标如表1所示。
1、常规DCF技术方案
国内外大型光纤厂家都有相关产品，表2列举了其 中几个有代表性的DCM产品的参数。表中色散补偿 量以80 km的指标为例。
2、光纤布喇格光栅(FBG)色散补偿
当光脉冲通过线 性啁啾光栅后，短 波长的光的时延比 长波长的光的时延 大，正好起到了色 散均衡作用，从而 实现了色散补偿。 FBG所能补偿的色散 量及带宽由光栅长 度和啁啾量来决定。
减小色 散的技术
压缩光源的谱宽
选用新型光纤
四、光纤色散的补偿
色散补偿原理
光纤色散补偿方法
色散补偿技术的发展方向
(EDC)
常 规 DCF 技 术 方 案
光 纤 布 色喇 散格 补光 偿栅
光 子 晶 体 DCF
电 子 色 技散 术补 偿
(FBG)
偿宽 带 系 统 色 散 补
色散补偿方法
色散补偿方法一、背景介绍色散是光在介质中传播时，不同频率光的传播速度不同所引起的现象。
在光纤通信中，色散会导致光脉冲扩展，从而限制了信号传输的速率和距离。
为了克服色散对光纤通信系统性能的影响，人们提出了各种色散补偿方法。
二、色散的分类根据色散现象的产生原理，色散可以分为两种类型：色散和相位色散。
色散是由于介质导致光在传播过程中速度的频率依赖性而引起的；相位色散则是由于介质对光的频率的相位响应不同而引起的。
在光纤通信中，我们主要关注两种类型的色散：色散和相位色散。
三、色散补偿方法1. 电子色散补偿电子色散补偿是通过使用光纤通信系统中的电子器件来减小或消除色散效应。
常见的电子色散补偿方法包括预计算和数字后处理两种。
1.1 预计算预计算方法通过事先对传输系统的特性建立模型，利用数值计算方法来评估和补偿色散效应。
它需要在系统设计阶段进行复杂的计算和建模工作，预测色散对光信号的影响，并提前进行补偿。
预计算方法的优点是可以准确地估计和补偿色散效应，但需要大量的计算和建模工作，并且对系统的实时性要求较高。
1.2 数字后处理数字后处理方法是通过对接收到的光信号进行数字信号处理来补偿色散效应。
这种方法在接收端引入了一些算法和电子器件，对接收到的光信号进行补偿。
数字后处理方法的优点是不需要对系统进行复杂的计算和建模，且实时性较好。
然而，它需要更高的计算能力和复杂的信号处理算法，且对噪声和非线性效应敏感。
2. 光纤色散补偿器光纤色散补偿器是一种被动光学元件，通过引入具有逆色散特性的光纤来补偿传输过程中产生的色散效应。
光纤色散补偿器通常包括光纤光栅和光纤光波导等结构。
它能够在光信号传输过程中引入逆色散效应，可以有效地补偿色散引起的脉冲扩展问题。
光纤色散补偿器的优点是结构简单、易于集成和应用，并且具有较好的逆色散特性。
但是，光纤色散补偿器的逆色散效应对频率的补偿范围有限。
3. 相位共轭相位共轭是一种通过光学器件来反转光波的相位特性，从而消除色散效应的方法。
群延迟色散解决方案
群延迟色散解决方案群延迟色散（Group Delay Dispersion，简称GDD）是光纤通信中一个重要的参数，它描述了信号在光纤中传播时不同频率分量的传播速度不同所引起的相位延迟差异。
在高速光纤通信系统中，群延迟色散会导致光脉冲的展宽，降低通信系统的传输容量和传输质量。
因此，解决群延迟色散问题对于提高光纤通信系统的性能至关重要。
为了解决群延迟色散问题，研究人员提出了一系列的解决方案。
下面将介绍几种常见的解决方案。
1. 光纤色散补偿器光纤色散补偿器是一种被广泛使用的解决群延迟色散问题的装置。
它通过在光纤传输线路中插入特殊的光纤或光学元件来实现对信号的补偿，使得不同频率分量的相位延迟差异得到补偿，从而减小群延迟色散对信号的影响。
光纤色散补偿器可以根据不同的系统需求选择不同的类型，如单模光纤色散补偿器、分散补偿光纤等。
2. 光纤光栅光纤光栅是一种利用光纤中的周期性折射率变化来改变光的传播特性的装置。
通过在光纤中引入光纤光栅，可以实现对不同频率分量的相位延迟进行调节，从而实现群延迟色散的补偿。
光纤光栅的设计和制备过程需要考虑到光纤的材料特性和光栅的周期、折射率变化等参数，以实现对特定频率范围内的相位延迟的精确调节。
3. 色散管理技术色散管理技术是一种综合利用多种方法来解决群延迟色散问题的方法。
它包括光纤设计优化、波导结构优化、信号调制技术等多个方面。
通过在光纤通信系统中引入特定的光纤、光学元件或信号处理技术，可以实现对信号的相位延迟进行补偿或控制，从而减小群延迟色散的影响。
色散管理技术需要综合考虑系统的整体设计和性能需求，选择合适的方法和装置。
4. 自适应光学技术自适应光学技术是一种根据实际传输环境来动态调整光纤通信系统参数的技术。
通过引入自适应光学元件和算法，可以实时监测和调整系统中的群延迟色散，从而提高系统的传输性能。
自适应光学技术可以根据实际传输环境中的光纤特性和信号特征进行实时调整，适应不同的传输距离和信号频率范围。
色散对光纤通信系统的影响与补偿
编号：审定成绩：×××××××××××××××届毕业设计（论文）色散对光纤通信系统的影响与补偿设计（论文）题目：——基于Optisystem运用学院名称：学生姓名：专业：班级：学号：指导教师：日期：××××年××月中文摘要色散是光纤的一种重要的光学特性，它引起光脉冲的展宽，严重限制了光纤的传输容量。
对于在长途干线上实际使用的单模光纤，起主要作用的是色度色散，在高速传输时偏振模色散也是不可忽视的因素。
随着脉冲在光纤中传输，脉冲的宽度被展宽，劣化的程度随数据速率的平方增大，因而对色散补偿的研究是一项极有意义的课题。
色散是影响光纤通信质量的一个主要因素，啁啾光纤光栅色散补偿技术是一种实用的色散补偿方式，因而成为目前光纤通信领域的一个研究热点。
本论文以光纤传输通信系统为研究对象，对系统的模型，仿真方法和系统的性能进行了深入的研究和探索，通过对仿真结果的研究验证系统的性能，得到最佳系统参数，采取了较佳的方案。
论文主要工作如下：1）介绍、分析布拉格光纤光栅的基本原理及其相关基础知识；2）分析研究色散对光纤的短程及远程传输信号的影响；3）利用OptiSystem仿真软件对色散对光纤传输的影响进行适当的仿真分析。
4）利用OptiSystem仿真软件实现布拉格光纤光栅对光纤脉冲信号传输中色散的补偿作用。
关键词：光纤光栅，色散补偿，时延，带宽，补偿距离，光通信系统，OptiSystem，仿真ABSTRACT IN CHINESEDispersion is an important optical properties of the fiber, which causes optical pulse broadening, and severely limits the transmission capacity of optical fiber. Play a major role for actual use on a long haul single-mode fiber, chromatic dispersion, polarization mode dispersion in high-speed transmission, can’t be ignored. Pulses in optical fibers, the pulse width broadening the extent of degradation increases with the square of the data rate, and thus the study of the dispersion compensation is a very significant issue.So dispersion is an important factor that impact the optical communication. Chirped fiber grating is considered to be one of the most useful technology for high-bit-rate optical communication. Therefore, it has been a hot topic in recent years. The communication optical fiber transmission system, the system model, simulation method and system performance conducted in-depth study and exploration of the performance of the verification system through the simulation results, the optimal system parameters, adopted a more excellent program.The research works in the dissertation are summarized as follows:1) Introduction and analysis of the basic principles and basic knowledge of fiber Bragg gratings;2) Analyze the impact of dispersion on the short-and long-range transmission signal of the fiber;3) The use of appropriate simulation analysis the simulation OptiSystem software dispersive optical fiber transmission.4) Fiber Bragg gratings for dispersion compensation in optical pulse signal transmission of OptiSystem simulation software.Key words：Optical fiber grating, the dispersion compensation and time delay, bandwidth, compensation distance, optical communication system, OptiSystem, simulation目录中文摘要 (1)ABSTRACT IN CHINESE (2)第一章绪论 (4)1.1 光纤通信的发展历程 (4)1.2 光纤通信研究的目的和意义 (5)1.3 光纤通信系统的概述 (6)第二章光纤色散与布拉格光纤光栅的补偿 (8)2.1 光色散与光时延 (8)2.1.1 光的色散、相速、群速和时延 (8)2.1.2 色散和时延 (10)2.2 光纤光栅的色散 (11)2.3 光纤光栅的色散特性及其应用 (13)第三章 OptiSystem系统仿真设计 (16)3.1 OptiSystem系统简介 (16)3.2 OptiSystem系统运用及仿真 (18)3.2.1 系统一：光纤通信光信号传输中时域与频域的变化 (18)3.2.2 系统二：光纤光栅对光信号传输中的色散补偿分析 (21)3.2.3 系统三：光纤光栅色散补偿系统改进及数据分析 (25)结论 (27)附录 (28)参考文献 (29)致谢........................................................ 错误!未定义书签。
光纤偏振模色散原理,测量与自适应补偿技术
光纤偏振模色散原理,测量与自适应补偿技术光纤偏振模色散是指光信号传输过程中光的偏振模式随着频率的变化所引起的色散现象。
光纤偏振模式也称为基模和高阶模。
在光信号传输过程中，由于光纤的光学特性，不同偏振模式的传播速度会有所差异，从而导致光信号在传输过程中发生色散现象。
光纤偏振模色散的原理可以通过折射率的变化来解释。
光纤的折射率与光的频率有关，不同频率的光在光纤中传播时会受到不同程度的折射率变化影响，从而导致不同偏振模式的传播速度产生差异。
由于光信号是由多个频率组成的，因此不同频率的光会受到不同程度的偏振模色散影响，从而导致光信号传输时频域的变形。
测量与自适应补偿技术是一种可以减小光纤偏振模色散影响的方法。
常见的测量与自适应补偿技术包括光时域反射技术、分光技术、电子数字信号处理技术等。
光时域反射技术是一种通过测量光信号在光纤中传播的时间来实现对偏振模色散的测量与补偿的方法。
该技术利用光在光纤中传播的速度与偏振模式的色散程度相关，通过测量光信号的传播时间可以获得偏振模色散的信息，进而对光信号进行补偿。
分光技术是一种通过将光信号分成不同频率段，分别测量不同频率段的偏振模色散，然后对不同频率段的光信号进行调整以实现补偿的方法。
该技术通过将光信号经过特定光路进行分光，然后对每个频率段的光信号进行偏振模色散测量，并根据测量结果进行补偿。
电子数字信号处理技术是一种通过将光信号转换成电信号并进行数字信号处理的方法来实现对偏振模色散的测量与补偿。
该技术通过将光信号转换成电信号，并利用数字信号处理技术对电信号进行处理，从而可以获得光信号的频谱信息，进而实现对偏振模色散的测量与补偿。
总之，光纤偏振模色散是光信号传输过程中光的偏振模式随频率变化所引起的色散现象。
测量与自适应补偿技术是减小光纤偏振模色散影响的一种方法，常见技术包括光时域反射技术、分光技术和电子数字信号处理技术。
这些技术可以对偏振模色散进行测量与补偿，提高光信号在光纤中的传输质量。
光纤色散补偿技术
光纤的色散分类不同的光分量(不同的模式或不同的频率等)通常以不同的速度在光纤中传输，这种现象称为色散。
色散是光纤的一种重要的光学特性，色散引起光脉冲的展宽、严重限制了光纤的传输容量及带宽。
对于多模光纤，起主要作用的色散机理是模式色散或称模间色散(即不同的模以不同的速度传输引起的色散)。
对于单模光纤，起主要作用的色散机理是色度色散或称模内色散(即不同的光频率在不同的速度下传输引起的色散〕。
由于多模光纤受模间色散的限制，传输速率不能超过100Mb/s，单模光纤则比多模光纤更优越，在长途干线实际应用中用的也都是单模光纤，此处也仅考虑单模光纤的色散。
单模光纤的模内色散主要是材料色散和波导色散。
材料色散是指由于频率的变化导致介质折射率变化而造成的传输常数或群速变化的现象;波导色散是指由于频率的变化导致波导参数变化而造成的传输常徽或群速变化的现象。
模内色散主要是实际光源都是复色光源的结果。
另外在单模光纤中，实际上传输着两个相互正交的线性偏振模式，但由于光纤的非圆对称、边应力、光纤扭曲、弯曲等造成轻微的传输速度差，从而形成偏振模色散。
高速光纤通信系统需要色散补偿目前，全世界范围内，已经教设的1.3 µm零色散光纤总长度超过5000万公里，而我们知道现在光纤通信系统的工作波长为1.5µm，这样光纤就存在D≈16ps/km•nm的色散、该色散限制光通信系统的传输速度在2Gb/s以下。
即使是新教设的光纤、为了限制四波混频现象也仍需使用非零色散位移光纤。
故为了克服色散对通信距离及通信速率的限制，必须对光纤进行色散补偿。
另外，随着光纤通信和色散补偿方案的迅速发展，一些高速传输系统的传输速率已达到几十甚至几百Gb/s以上。
这时，偏振模色散的影响亦不可忽视光纤色散补偿方案目前，已有多种群速度色散补偿方案被提出，如后置色散补偿技术、前置色散补偿技术、色散补偿滤波器、高色散补偿光纤(DCF)技术和凋啾光纤光栅色散补偿技术，以及光孤子通信技术等。
光纤色散及补偿方法简述
目录1色散的基本概念 (3)1.1基本概念 (3)1.2光纤中色散的种类 (3)1.3光纤色散表示法 (3)1.4单模光纤的色散系数 (4)1.5光纤色散造成的系统性能损伤 (4)1.6减小色散的技术 (4)1.7偏振模色散（PMD） (6)2非线性问题 (7)关键词：光纤色散色散补偿摘要：本资料介绍了光纤的色散以及色散补偿方法。
缩略语清单：无。
参考资料清单：无。
光纤色散及补偿方法简述当前，光纤通信正向超高速率、超长距离的方向发展。
EDFA的出现为1.55um波长窗口实现大容量、长距离光通信创造了条件，并使光纤通信中衰耗的问题得到了一定的解决。
然而光纤的色散影响仍然是制约因素之一，加之引入光放大器使光信号功率提高之后，光纤的非线性影响又突显出来。
1 色散的基本概念1.1 基本概念光纤色散是由于光纤所传送信号的不同频率成分或不同模式成分的群速度不同，而引起传输信号畸变的一种物理现象。
所谓群速度就是光能在光纤中的传输速度。
所谓光信号畸变，一般指脉冲展宽。
1.2 光纤中色散的种类光纤中的色散可分为材料色散、波导色散、模式色散。
材料色散和波导色散也称为模内色散，模式色散也称为模间色散。
材料色散是由于光纤材料的折射率随光源频率的变化引起的，不同光源频率所所应的群速度不同，引起脉冲展宽。
波导色散是由于模传播常数随波长的变化引起的，与光纤波导结构参数有关，它的大小可以和材料色散相比拟。
材料色散和波导色散在单模光纤和多模光纤中均存在。
模式色散是由于不同传导模在某一相同光源频率下具有不同的群速度，所引起的脉冲展宽。
模式色散主要存在于多模光纤中。
简而言之，材料色散和波导色散是由于光纤传输的信号不是单一频率所引起的，模式色散是由于光纤传输的信号不是单一模式所引起的。
1.3 光纤色散表示法在光纤中，不同速度的信号传过同样的距离会有不同的时延，从而产生时延差，时延差越大，表示色散越严重。
因而，常用时延差来表示色散程度。
时延并不表示色散值，时延差用于表示色散值。
光纤光栅及电色散补偿技术在光纤通信中的应用
光纤光栅及电色散补偿技术在光纤通信中的应用
光纤光栅和电色散补偿技术是目前光纤传输系统中经常使用的一种技术，它能够提高
传输系统的可靠性和可靠性，大大提高传输系统的性能。
光纤光栅是一种具有非常高分辨
率的光谱处理技术，它能够将较大带宽的光谱分解成很多小带宽的光谱，可以提高传输率。
通过使用光纤光栅，可以提高信号IV值、等效带宽、带宽平均度和平均信令间隔时间，
这就是具有更高可靠性的传输系统的基本要求。
此外，电色散补偿技术也是一种重要的技术，它可以改善传输系统中的电色散影响，
有效抑制时延，改变光束形状，提高传输系统的在线可靠性和回传能力。
电色散补偿技术
的核心就是能量饱和，它以较少的能量抑制影响传输的电色散，从而减少传输信号的偏移量，改善传输，增加传输距离。
光纤光栅及电色散补偿技术在光纤通信系统中的应用使得信号性能有了很大的提升，
使得传输的回路长度延长，使得有损信号等效噪声改善，改善了系统的可靠性，稳定性和
使用寿命，省去了处理放大器和增益器等设备，使得系统可以实现高性能接收电路，可以
获得更好的效能和最优性能。
总之，光纤光栅和电色散补偿技术在光纤通信系统中的应用非常重要。
这两种技术的
应用都可以提高系统的可靠性、灵活性和利用率，提高系统的技术属性，提升系统的性价比，从而满足客户的性能要求。
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接收光功率 dBm
Ξ 彭承柱 教授级高工。 收稿日期: 1998 10 21
彭承柱: 克服光纤色散影响的技术
象, 而渗入包层的光能量因波长而异。 波长越长的 光, 渗入包层的比例越大, 使传播路径越长, 到达光 纤末端的时间越久, 即传播速度越慢; 而波长越短的 光, 渗入包层的比例越小, 使传播路径越短, 到达光 纤末端的时间越少, 即传播速度越快。 由此产生的群 时延差也使光纤输出的光脉冲展宽。 值得注意的是 材料色散与波导色散这 2 种机制对光纤色散的影响 正好相反, 因而在一定波长范围内, 可通过改变光纤 结构与折射率分布或改变波导色散的大小, 使二者 相互抵消, 总色散值为零。 此时对应的这一特定中心 波长就是零色散波长 Κ . 通常, 单模光纤的波导色散 0 要比材料色散小很多, 即材料色散占主导地位。 当光脉冲信号沿光纤传播时, 由于光纤的色散 作用使窄脉冲散开了, 即在时间上展宽了, 将导致靠 近的脉冲相互重叠; 色散越大, 各个独立的光脉冲, 即数据比特不再能单个地分开, 从而造成误码。 当传 输系统向更大容量、 更高速率发展时, 色散的限制作 用急剧增大, 这一方面随着数据速率的提高, 增宽了 频谱, 即需要承载的信息频谱加宽了; 另一方面又缩 小了光脉冲的时隙宽度, 使相互靠近的光脉冲重叠 得更加历害, 单个地分开各个数据比特更加困难, 使 误码的概率增大了。 所以, 色散的限制作用或效应与 数据速率B 的平方成比例。 这就是说, 一个较窄脉冲 因色散效应展宽要比较宽脉冲因色散效应展宽要宽 得多, 如图 1 所示。 数据速率愈高, 光脉冲愈窄, 色散
( 1) ( 2)
Κ
4 0m in
Κ) 4
3
式中, S 0m ax 为零色散点色散斜率的最大值, 要求不 越过 0. 093p s ( nm 2
km ) ; Κ 0m in 和 Κ 0m ax 分别为零色 1300nm , Κ 0m ax = =
散波长的最小值和最大值。 如图2所示。 按 G. 652 建 议, Κ 0m in =
The Techn iques of O vercom ing F iber D ispers ion Effect Peng Chengzhu
(B eij ing U n iv ersity of P osts and T elecom m un ica tions, B eij ing 100876) Abstract T he rela tion s betw een fiber disp ersion, op tica l sou rce and op tica l p u lse sp reading is expounded. A nd the p ractica l techn iques of overcom ing fiber disp ersion effect, esp ecia lly the disp ersion com p en sa tion fiber (DCF ) and device m ade from an adju stab le ch irp ed fiber gra ting a re discu ssed. Key words fiber disp ersion; disp ersion com p en sa tion; ch irp
～ 1324nm 。实际上, 由于一个中继段是由很多盘光 缆熔起来的, 每一盘光缆的零色散点都不可能相同, 其结果是没有理论上的零色散点与零色散波长, 而 总会有一个低色散值。 从这一点考虑, 四波混频效应 实际并不如想象中的那样严重。 图3 示出了一段光波长区域的传播时延近似不 变的关系, 它对应 G. 652 标准单模光纤在 1300nm ・1 3 ・
( 3)
我国除早期用的少量多模光纤和最近 “京九” 干 线试验的几芯 G. 653 D SF 光纤外, 均采用 G. 652单 模光纤。 该光纤在1550nm 约18p s ( nm km ) 的高色 散成为提高传输速率的严重障碍。 为此, 必须尽可能 减小光源的谱宽。 常用的法布里珀罗 (FP ) 腔激光器 在直流或码速不高时, 有良好的单纵模谱线, 但在高 码速调制下仍呈现多纵模的光谱特性。 不仅如此, 各 纵模的功率随时间变化, 随机起伏, 尽管总的功率可
时延 硅和光纤的颜色色散 色散位移光纤 标准光纤 需要相等和相反 的斜率
这种 SN R 的恶化使光接收机的误码性能受到限制, 引入光功率代价, 如图4。 采用动态单纵模激光器, 如 分布反馈激光器 (D FB LD ) 可减小模分配噪声的影 响。 但是, 即使使用 D FB LD 仍有一定的光谱宽度, 且随温度、 老化而改变。 所以, 实际系统光源的工作 波长和光纤的零色散波长总存在失配, 光谱总有一 定宽度, 不可避免地会有色散功率代价。
Байду номын сангаас
中的步长也仅 0. 02m , 当光脉冲经过几百公里光纤 传输后, 无疑会象图1 所示那样使光脉冲大大展宽, 就是很自然的事了。 新一代的 SDH 传输设备的速率 将是前一代系统传输速率的4倍。 对于一个40Gb it s 的传输系统, 其无中继传输距离仅约为10Gb it s 传
图2 G 1652光纤的色散特性
目前应用最多的常规单模光纤波长在 1260nm
) 可由其级 ～ 1360nm 内, 任一波长的色散系数 D ( Κ ) 和 D 2 (Κ ) 表示: 限值 D 1 ( Κ ) = S 0m ax ( ΚD 1 (Κ ) = S 0m ax ( ΚD 2 (Κ
4 3 Κ 0m in Κ ) 4
因为不同颜色的光有不同的波长, 以不同的速率传 在过去的20 年里, 光纤通信飞速发展中最大的 无中继传输距离一直受到衰减和色散这2 个因素的 交替限制。 开始是衰减限制, 随着传输数据速率的提 高, 色散 ( 脉冲展宽) 又成为限制传输距离的因素。 于 是用梯度折射率多模光纤代替简单的阶跃折射率多 模光纤, 随后又用单模光纤代替多模光纤, 又使衰减 成为限制传输距离的主要因素。 但是, 当数据率增加 到 Gb it s 级时, 色散又再度成为限制传输距离的因 素。 人们对克服这2个限制机制间所做的折衷技术工 作一直持续到今天。 然而, 随着掺铒光纤放大器的商 用, 衰减限制已大大缓解, 甚至已成为过去, 10Gb it
D SF 对光纤的非线性非常敏感, 还有四波混频效应
- 20dB
Κ 1 Κ 2
Κ
图5
SLM LD 的典型光谱特性
的限制等缺点, 故本文着重阐述后者。
2. 1 光源谱宽
能量集中于主模, 按主模中心波长最大峰值功率跌 落- 20dB 时确定 Κ 20dB 谱宽 1 和 Κ 2 , 从而得出 ∃Κ 20 。 SLM LD 在调制时也会出现多个边模, 为了控 制模分配噪声, 必须保证主模与其2侧边模有足够大 的边模抑制比 R . 定义 R 为最大反射条件下, 在调制 时主模的平均光功率 M 1 ( 幅度) 与最大边模的平均 光功率 M 2 之比的最小值取常用对数, 即 R = 10lg (M 1 M 2 ) ( dB )
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1999年第2期 重庆邮电学院学报 CU PT
附近色散非常小。 然而不幸是, 它在1550nm 附近有
s 及更高速率的光纤通信系统仅受到色散的限制,
播, 较慢的光以某个角度由空气进入棱镜时偏转较 大, 造成颜色色散。 光纤也是一种有色散效应的传光 介质。 色散的大小随光纤材料, 光纤结构和类型而 异。 例如多模光纤就要比单模光纤的色散大得多; 同 为单模光纤, 结构和类型不同, 色散也不一样。 在实 际应用中主要考虑单模光纤的颜色色散或波长色 散, 它包括材料色散和波导 ( 结构) 色散。 由于光纤的 折射率 n 随光波波长 Κ变化, 波长越长的光, 折射率 越小, 使传播速度越快; 波长越短的光, 折射率越大, 使传播速度越慢, 从而造成传播的群时延差, 导致光 纤输出的光脉冲展宽。 波导色散则与光纤结构的参 数有关。 当 光芯与包层的折射率相差很小时, 光在光纤 中将以部分光能量向包层渗入的方式发生全反射现
尤其是颜色色散的限制。
1 光纤色散与脉冲展宽
一块玻璃棱镜能将一束白色光分成7色光谱, 是 ・12・
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Vol . 11 N o. 2 Jou rna l of Chongqing U n iversity of Po sts and T elecomm un ica tion s J un. 1999
克服光纤色散影响的技术
彭承柱3
( 北京邮电大学, 北京 100876)
摘 要 阐述光纤色散与光源, 光脉冲展宽间的关系, 以及克服光纤色散影响的技术, 重点介绍采 用色散补偿光纤与可调啁啾光栅补偿器件的实用技术。 关键词 光纤色散; 色散补偿; 啁啾 中图法分类号 TN 929. 11
输系统无中继距离的1 16; 换句话说, 当和10Gb it s 系统无中继传输距离相同时, 仅能传送40Gb it s 信 息量的1 16 或6. 25% , 除非光纤色散得到某些程度 的补偿, 或采用其他技术措施。
2 影响色散限制的因素
首先, 光的颜色越纯, 越单一, 即光谱越窄, 产生 的色散效应就越小, 但要求激光器光源尽量理想; 其 次, 当激光器的工作波长和光纤的零色散波长一致 时, 色散为零, 也就没有色散效应和限制了。 但这种 理想情况几乎不可能发生, 因为光纤的生产偏差只 能使光纤的色散特性控制在一定的范围内, 如图2。