光纤时延温度特性与其对传输系统的影响

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1、南京邮电大学工程硕士学位论文构。全光通信网的核心是光交换机，光交换机分为光时分交换、光分组交换、光波分交换等多种交换形式。光时分交换技术对光器件的工作速度要求很高，由于受光存储、光记忆等光学器件发展的限制，离实用化还有相当的距离。光分组交换与光时分交换相比对光学器件工作速度的要求大大降低，与光波分交换相比能更加灵活、有效地利用带宽资源和以更细的粒度快速分配光信道，支持未来的光互连网技术，已引起了国内外许多研究机构的重视，成为研究的热点之一。目前光分组交换技术要步入实用阶段，会受到光同步、光缓冲、光存储等技术的限制。光波分交换

2、是粗粒度波长分割选路由的交换方式，相对容易实现，也便于与DWDM+EDFA传输系统相配合，因此是全光通信网的主要发展趋势。用光波分交换技术构建全光通信网的核心网络，在点对点的WDM系统的基础上，以波长路由为基础，引入OXC和OADM光节点设备，建立的光网络肯有可重构性、可扩展性、透明性、兼容性、完整性和生存性等优点。目前OXC、OADM设备依赖的光学器件，如光滤波器、波长交换器、光交叉连接矩阵模块等已取得很大进度。但要构建实用化的高速、大容量全光通信网，还需解决3个方面的问题：1、光纤的色散累积和非线性光学效应，光学器件引起

3、的信号在光纤中的串扰、噪声累积等问题；2、WDM设备中的高稳定集成光源、波长可调的集成化探测器等问题，OXC、OADM设备中的波长变换器、可调光谐滤波器、光交叉连接矩阵等问题；3、设备的标准化、互操作、网管和价格昂贵等问题。1．2高速率光纤传输系统的主要限制因素数字光纤传输系统的主要传输损伤是误码抖动和漂移，随着传输速率和距离的增加，系统的传输性能会受到许多因素的影响，从而限制了传输容量和距离的提高。在高速光纤传输系统，特别是40Gb／s以上的光纤传输系统中，光纤的群速度色散，非线性效应的影响显得非常突出，成为影响光纤传输性

4、能的主要因素。光纤群速度色散(GvD)对光通信系统的性能影响主要表现在对传输中继距离和传输速度的限制。光纤色散对中断距离的影响机理主要是色散使传输脉冲展宽，从而产生脉冲码间干扰。当色散引起光信号脉冲的展宽大于O．3倍的输入脉宽时，光接收灵敏度就急剧下降，导致均衡困难，误码率增加。因此要想保证通信质量必须加大码间距，这就不得不付出降低码速率、减少通信容量的代价。另外，色散引起的光脉冲展宽随着传输距离的增加将越来越严重，也必须减少中继距离以保证通信质量。目前光通信系统中普遍引入EDFA以及普遍采用波分复用(WDM)技术来提高系统

5、的容量和传输距离，光纤的入纤功率很高，光纤中将出现非线性效应，并且色散补偿光纤的纤芯较常规单模光纤细，更容易产生非线性效应，例如自相位调制(SPM)，受激赖曼散射(SRS)，受激布里渊散射(SBS)等，而光纤非线性效应与光纤群速度色散(GVD)相互作用将制约光纤传输系统的性能，且非线性效应具有累积性。为了降低或消除光纤群速度色散和非线性效应的影响，人们研究出了大量的措施和方法，其中的一些技术已经实用化，取得了良好的效果。l、色散补偿技术色散补偿包括群速度色散补偿以及高阶色散补偿(针对高速率系统)和偏振模色散补偿。高速光纤系统

6、的群速度色散补偿方法包括采用基模／高阶模色散补偿光纤、色散补偿2南京邮电大学工程硕士学位论文光纤光栅、高阶模色散补偿器和VIPA(VisualImagePhaseArray)器件等等。也可在信号调制和接收时采取一定的措施以减少色散的影响，如在信号调制时加啁啾；在接收端进行动态色散补偿(目前可行的是利用啁啾光栅对每个信道的残余色散进行可调的补偿)；在接收端采取自适应接收技术。2、拉曼光纤放大器(对'A)技术拉曼放大器技术是备受瞩目的光传输技术，因为拉曼放大器放大的光谱范围由光泵浦源决定，理论上讲只要泵浦源的波长适当，拉曼放大器

7、可以放大任意波长的信号光。所以它可以放大EDFA所不能放大的波段，并且利用普通的传输光纤就能实现分布式放大，从而大大提高系统的光信噪比(OsNR)、增加系统中继传输距离、提高WDM系统的通道数和抑制光纤非线性效应。此外，拉曼放大器具有串扰小、增益高、温度稳定性好、成本低等优点，是实现长距离光传输的理想光放大器。3、光信号的调制解调技术在高速光纤系统中，究竟采用什么码型，是一个值得探索的问题。由于非归零(NI屹)码、归零(I逻)码以及近年出现的载频抑制归零(CSRz)码和啁啾归零(CI屹)码等不同线路调制码型的光信号在色散容限

8、、SPM(自相位调制)、XPM(交叉相位调制)等非线性的容纳能力、频谱利用率等方面各有特点，因此要根据实际的应用情况和传输距离，选择采用的调制码型。而且，高速率系统对调制器的要求更高，要求这些调制器具有高调制带宽、高消光比、低回损、高饱和功率和低驱动电压等特点。4、前向纠错(FEC)技术F