《光纤通信系统》课件12第六章（2）色散补偿

第六章光放大与色散补偿技术2023/5/14光纤通信系统2色散/色散斜率补偿技术在WDM系统中，只有进行色散斜率补偿，才能保证各个信道都得到补偿。

预啁啾技术（PCH）用色散补偿光纤进行色散补偿用啁啾光纤光栅进行色散补偿

2023/5/14光纤通信系统3预啁啾技术PCH光信号在反常色散光纤中传输时，所含的高频成分传播速率较快，将逐渐集中在脉冲前沿，低频成分传播速率较慢，将逐渐集中在脉冲后沿，两者之间的时差越来越大，脉冲也就越来越宽。预啁啾是通过在光源上附加一个正弦调制，使脉冲前沿的频率降低，后沿频率升高，在一定程度上补偿色散造成的脉冲展宽。特点：简单需根据传输距离调整正弦调制的深度延长传输距离~2倍2023/5/14光纤通信系统4用色散补偿光纤进行色散补偿特殊设计光纤的芯径及折射率分布，利用光纤的波导色散效应，使其零色散波长大于1550nm，即在1550nm处产生较大的负色散（-100ps/nm.km)--色散补偿光纤(DCF)。当常规光纤和DCF级联时，两者将会互相抵消。常规单模光纤在1550nm的色散和色散斜率的典型值为：D=16.5ps/nm.km，D’=0.059ps/(nm2.km)。用相对色散斜率RD=D’/D表示色散斜率补偿,RD1=RD2常规单模光纤的相对色散斜率RD=0.0035nm-1，所以色散补偿光纤的RD

也应为0.0035nm-1。当满足时，群延迟色散被补偿当满足时，二阶色散(色散斜率)被补偿2023/5/14光纤通信系统5组合使用正、负色散系数的光纤大的局部色散，小的平均色散,可以较好的抑制四波混频和XPM的产生基本途径2023/5/14光纤通信系统6预补偿累计色散LDCF产生的色散变化L光功率光纤损耗DCF中的功率损耗累计色散L传输光纤中的色散累积L光功率DCFDCFDCFDCF后补偿2023/5/14光纤通信系统7大的局部色散，小的平均色散。采用后置色散补偿而不是前置色散补偿，减小DCF的非线性效应采用非完全补偿而不是完全补偿在发射端进行预补偿补偿原则2023/5/14光纤通信系统8DCF色散补偿存在的问题较大的损耗(0.5dB/km)较小的有效面积(~20m2),相对SSMF,非线性系数大2~4倍-阈值功率减小3~6dB色散斜率为-15~-20ps/nm2/km远高于SSMF的0.09ps/nm2/km,要进行色散斜率补偿,需专门设计当不能进行斜率补偿的DCF用于WDM系统中时,如果设计系统使得中间波长信道实现完全色散补偿,短波长信道则过补偿,而长波长信道则欠补偿2023/5/14光纤通信系统9D+D-D+D-D+D-D+D-D+D-水下系统新方案：D+/D-光纤对D+在前：非线性小；D-在后且足够长，有益于RA。作为传输光纤使用的方案，用于陆上系统时应特别慎重。2023/5/14光纤通信系统10用啁啾光纤光栅进行色散补偿在光纤或光波导上刻上光栅可以控制光在其中的反射，从而实现光信号的延时。如果刻制等间距光栅，则只能反射某一个很窄的频带信号，造成带宽过窄。所以采用啁啾光纤光栅，刻出一系列不等间距的光栅，光栅上的每一点都可以看成一个本地布喇格光栅的通带和阻带滤波器。经光纤传输以后的入射光中的长波长分量（低频）位于脉冲后沿，使其在光栅的起始端就反射，而短波长分量位于脉冲的前沿，使其在光栅的末端才被反射，于是就补偿了色散效应，使脉冲宽度被压缩甚至还原。2023/5/14光纤通信系统11啁啾光纤光栅色散补偿的特点体积小损耗小价格便宜补偿带宽窄,实现宽带的WDM多信道补偿技术:-长啁啾光纤光栅(Southampton大学制出作3米长的光栅-级联光栅-取样光纤光栅需要环型器2023/5/14光纤通信系统122023/5/14光纤通信系统13偏振模色散

在理想的单模光纤中，基模是由两个相互垂直的简并偏振模组成。如果由于某种因素使这两个偏振模有不同的群速度，出纤后两偏振模的迭加使得信号脉冲展宽，从而形成偏振模色散。单模光纤中的偏振模色散2023/5/14光纤通信系统14国内外研究的现状

偏振模色散对高速大容量光纤通信系统有着不可忽视的影响，并被认为是限制光纤通信系统传输容量和距离的最终因素。所以自九十年代以来，已引起业界的广泛关注，并已成为目前国际上光纤通信领域研究的热点。

按照国际标准技术规范小组的观点：为保证PMD导致的系统功率代价在1dB以下，偏振模色散的平均