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时间:2020-12-05
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1、1概述随着密集波分复用DWDM技术、掺铒光纤放大器EDFA技术和光时分复用OTDM技术的发展和成熟,光纤通信技术正向着超高速、大容量通信系统发展,并且逐步向全光网络演进。采用光时分复用OTDM和波分复用WDNM相结合的试验系统,容量可达3Tb/s或更高;时分复用TDM的10Gb/s系统和与WDM相结合的32×10Gb/s和160×10Gb/s系统已经商用化,TDM40Gb/s系统已经在实验室进行试验。在如此高速率的DWDM系统中,开发敷设新一代光纤已成为构筑下一代电信网的重要基础。要求新一代光纤应具有所需的
2、色散值和低色散斜率、大有效面积、低的偏振模色散,以克服光纤带来的色散限制和非线性效应问题。光纤是光信号的物理传输媒质,其特性直接影响光纤传输系统的带宽和传输距离,目前已开发出不同特性的光纤以适应不同的应用。目前常用的光纤种类有常规单模光纤G.652、色散位移光纤G.653和非零色散位移光纤G.655,这些光纤的低损耗区都在1310~1600nm波长范围内。色散位移光纤主要为1550nm频段的单一波长高速率传输研制的;非零色散位移光纤,它包括大有效面积光纤LEAF、色散平坦光纤DFF、全波光纤AllWave等
3、,真波光纤对波长窗口、色散和PMD特性做了优化,使之适宜1550nm频带上高比特率DWDM传输,朗讯的另一种非零色散位移光纤全波光纤消除了1380nm处的水峰,为大城市METRODWDM应用做了优化;Corning公司的LEAF光纤,对抑制非线性效应有独到之处。影响光纤传输的传输距离和传输性能的关键性因素之一是色散,另一个影响传输系统尤其是DWDM系统指标的重要因素是光纤的非线性,它们对于不同类型光纤的传输性能有决定性的影响,特别是WDM系统的传输性能。无论是核心网还是接入网,目前主要应用的还是G.652光
4、纤。在核心网中新建线路已开始采用G655光纤,在接入网中已开始应用光纤带光缆。光纤的选型是波分复用系统设计中很重要的一个问题。过去由于技术的限制光纤只有少数的几种,同时我国已埋设的光纤几乎都是常规单模光纤,选型问题就不那么重复。现在新型光纤越来越多。在设计波分复用系统和进行传输网建设时,光纤的选型就十分重要。本文在介绍新一代光纤发展情况的基础上,分析了非线性效应对WDM传输的影响、G.655和G.652光纤在未来传输网上的应用,对两种光纤上进行WDM传输的优缺点进行分析。2光纤技术及新进展2.1G652单模
5、光纤G.652单模光纤在C波段1530~1565nm和L波段1565~1625nm的色散较大,一般为17~22psnm·km,系统速率达到2.5Gbit/s以上时,需要进行色散补偿,在10Gbit/s时系统色散补偿成本较大,它是目前传输网中敷设最为普遍的一种光纤。2.2G.653色散位移光纤G.653色散位移光纤在C波段和L波段的色散一般为-1~3.5psnm·km,在1550nm是零色散,系统速率可达到20Gbit/s和40Gbit/s,是单波长超长距离传输的最佳光纤。但是,由于其零色散的特性,在采用DW
6、DM扩容时,会出现非线性效应,导致信号串扰,产生四波混频FWM,因此不适合采用DWDM。2.3G.655非零色散位移光纤G.655非零色散位移光纤在C波段的色散为1~6psnm·km,在L波段的色散一般为6~10psnm·km,色散较小,避开了零色散区,既抑制了四波混频FWM,可采用DWDM扩容,也可以开通高速系统。Lucent公司和康宁公司的G.655光纤,分别叫做真波光纤和SMF-LSTM光纤。真波光纤的零色散点在1530nm以下短波长区,在1549nm-1561nm的色散系数为2.0-3.0ps/nm
7、.km;SMF-LSTM光纤的零色散点在长波长区1570nm附近,系统工作在色散负区,在1545nm的色散值为-1.5ps/nm.km。新型的G.655光纤可以使有效面积扩大到一般光纤的1.5~2倍,大有效面积可以降低功率密度,减少光纤的非线性效应。国际上陆续又开发出了一系列新型通信单模光纤,如大有效面积非零色散位移单模光纤包括康宁的LEAF和朗讯的TrueWaveXL、低色散斜率光纤TureWaveRS、斜率降低的大有效面积非零色散位移单模光纤、色散平坦型非零色散位移单模光纤、以及斜率补偿单模光纤等。2.
8、3.1大有效面积光纤和低色散斜率光纤康宁Corning和郎讯还分别推出了LEAF和RS·TrueWave光纤。它们都是第二代的非零色散位移光纤。LEAF光纤将光纤的有效面积Aeff从常规的50μm2增加到72μm2,增加了32%。有效面积代表在光纤中用于传输的光功率的平均面积,因而大大地提高光纤中SBS、SRS、SPM、XPM等非线性效应的阈值。从而使系统具有更大的功率传输能力。它可以承载更大功率的光信号,这意味
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