色散补偿专题.ppt

几列波在媒质中传播，它们的频率不同，传播速度亦不同，这种现象叫色散。在光通信领域，色散主要分为色度色散和,PMD,色散。,色度色散：光脉冲信号中的不同频谱成份在光纤中的传输速度不同，导致脉冲信号传输后展宽甚至离散,称为色度色散。,PMD,色散：对于给定频率的光信号总存在两个正交偏振态，由于纤心的非理想性导致这两个正交偏振态的传输速度不同而引起两正交偏振模产生不同群时延，这种现象通常叫作偏振模色散（,PMD）,色散的定义,色散一般用时延差来表示，所谓时延差，是指不同频率的信号，传输同样的距离，需要不同的时间之差，波长相距1,nm,的两个光脉冲传输1,km,距离的时延差值被成为色散系数，单位为,ps,/(nm.km)。,色散的定义,从系统的角度来看。光纤色散与光纤的长度呈正比，即光纤色散是具有,累积性质,的，因而光通信系统设计上存在着有光纤色散决定的传输距离限制。,对于长距应用，必须对色散进行控制和管理。,色散,当光纤的输入端入射光脉冲信号经过长距离传输以后，在光纤输出端，光脉冲波形发生了时间上的展宽，产生码间干扰。这种现象即为色散,脉冲展宽,T,色散色度色散,光脉冲信号中的不同频谱成份在光纤中的传输速度不同，,导致脉冲信号传输后展宽甚至离散。,色散偏振模色散,PMD,光纤中的光传输可描述成完全是沿,X,轴振动和完全是沿,Y,轴振动或一些光在两轴上的振动。,每个轴代表一个偏振“模”,两个偏振模的到达时间差偏振模色散,PMD,1 0 1 0 1 0 1 1 0 1,1 0 1 0 1 0 1 1 0 1,Input,Output,脉冲展宽,(,ps,)=D(,ps,/nmkm)S(nm)L(km),Time,Time,脉冲展宽,1/4,比特周期时会引起误码,光纤色散效应对传输的影响,PMD,产生机理,由光纤的双折射引起,诸如应力、弯曲、扭绞、温度等随机引入,产生信号间干扰,;,当偏振相关损耗产生的二次效应可能产生,PMD,与色度色散之间的耦合从而增加色散的统计分量,;,解决办法之一是改进光纤工艺或在系统输入输出端插入偏振控制器。,PMD,色散的影响,色散处理,当,DWDM,系统在逐步提高单波速率和提高波道数的过程中，逐步由衰耗受限系统转变为色散受限系统，那么，色散因素如何处理就成为,DWDM,系统的一个必须要解决的技术。,色散的主要影响因素是色度色散，目前的主要处理手段有使用反斜率色散补偿光纤、色散管理光纤、预啁啾（,Prechirp,）,和双模光纤补偿以及光谱反转等。,我司设备采用的是色散补偿光纤的处理方式。,色散补偿标准,单板容限,色散补偿取决于业务单板的色散容限,。,我司业务单板色散容限如下：,NRZ,的,OTU10G/SRM41,容限为800,ps,/nm,ERZ,的,OTU10G/SRM41,容限为400,ps,/nm,2.5G,的长距,OUT,容限为12800,ps,/nm,2.5G,的短距,OUT,容限为3200,ps,/nm,色散补偿标准,受限距离,光缆色散系数：,G.652,的色散系数大约为17,ps,/nm.km,工程计算按照20,ps,/nm.km,G.655,的色散系数大约为5,ps,/nm.km,工程计算按照6,ps,/nm.km,色散受限距离：,色散容限,12800,ps,/nm,3200,ps,/nm,800,ps,/nm,400,ps,/nm,G.652(20ps/nm.km),640,km,160,km,40,km,20,km,G.655(6ps/nm.km),2133,km,533,km,133,km,66.7,km色散补偿标准,单种光纤补偿标准,对于只使用一种光纤的系统，总色散残余补偿量遵循欠补偿原则，而且要满足,：,光源受限传输距离余量1,系统残余色散/色散系数,余量2,说明：对,NRZ,系统，建议系统残余色散200,ps,/nm600ps/nm，,相当于,G.652,的,10,km30km，G.655,的,33,km100km，,但是为了方便补偿模块的选用，在只使用,G.655,一种光纤时候一般取20,km110km；,对于,ERZ,系统，建议系统残余色散100,ps,/nm300ps/nm，,相当于,G.652,的5,km15km，G.655,的13,km50km，,但是为了方便补偿模块的选用，在只使用,G.655,一种光纤时候一般取10,km56km,色散补偿标准,两种光纤补偿标准,对于只使用,G.655,和,G.652,两种光纤的系统，总色散残余补偿量遵循欠补偿原则，而且：,对,NRZ,系统，要满足系统残余色散200,ps,/nm600ps/nm，,要先,使用,G.652,的,补偿模块,，,然后使用,G.655,的,补偿模块进行补偿,；,对于,ERZ,系统，要满足系统残余色散100,ps,/nm300ps/nm，,要先使用,G.652,的补偿模块,，,然后使用,G.655,的补偿模块进行补偿。,注意：系统的残余色散为（,G.652,光纤总线路光纤长度（,km,）,-G.652 DCM,补偿量（,km,）,*G.652,光纤色散系数,+,（,G.655,光纤总线路光纤长度（,km,）,-G.655 DCM,补偿量（,km,）,*G.655,光纤色散系数,色散补偿标准,超长复用段补偿标准,对于复用段系统超过800,km,的系统需要进行精细计算，因此工程计算中取用的,G.655,的色散系数为6,ps,/nm.km,和,G.652,的色散系数为20,ps,/nm.km,的标准需要更改，更改原则上以采用光缆实际的色散系数为准。残余色散的标准不变。通常要对频率最高的196.05,GHZ,和频率最低的192.1,GHZ,的,色散系数分别测试出来，并保证两者都满足残余色散的要求。,色散补偿标准,补偿模块分布原则,模块分布一般原则：,对,G.652/G.655,下的,NRZ,系统，一般情况下预补偿量不超过,40,km,的,，,使用,VMUX,的系统预补偿量不要超过20,km,；,对,G.652/G.655,下的,ERZ,系统，一般情况下预补偿量不超过,2,0,km,，,使用,VMUX,的系统预补偿量不要超过10,km,；,复用段中任何一个放大站点累积过补偿和累计欠补偿量必须小于,80,km,，,累计过补偿配置优先,色散补偿标准,补偿模块分布原则,模块分布一般原则：,对于含有超过,8,个以上放大段（包括含有,OADM,站点的情况）的复用段，希望尽可能实现均匀补偿，即累积过补偿或者欠补偿量尽量小一些,；,对于存在,OADM,的复用段，,OADM-OTM,，,OADM-OADM,之间的子复用段的补偿也要满足系统色散容限的要求,由于,DCM,模块的规格问题，有时子复用段的色散补偿可能无法做到欠补偿，此时一个子复用段如果小于（含）,4,个放大段且不采用波长可调谐,OTU,单板的情况下允许过补偿，过补偿量应小于,10,km,（,for G652,），,20km,（,for G655,）。,色散补偿标准,光功率限制,为了保证不因引入色散补偿模块而导致其他非线性，要求进入补偿模块的光功率：,必须保证单波光功率0,dbm,；,最好保持,单波光功率-3,dbm,。,色散补偿配置方案根据色散补偿的原则，有以下5种配置方式：,A、,置于发送端的,OBA,与,OMU,之间（如图,1,），此时发送端的,OMU,采用介质膜滤波器型或,AWG,型器件,OTU,OLA,OTM,OPA,OTM,色散补偿配置方案,B、,置于线路中，,DCM,插在,OLA,放大前面，采用,DCM+OLA,作为放大站。当（线路损耗,+,DCM,插损）,32,dB,并且系统信噪比核算满足要求时。或者当（线路损耗,+,DCM,插损）,32,dB,并且系统信噪比核算满足要求时，,DCM,插在,OPA,前面，这种补偿配置也不增加成本，但要影响系统,OSNR,。,OBA,OTM,OPA,OTM,OBA,OLA,OTM,DCM+OPA,OTM,色散补偿配置方案,C、,置于线路中，采用,OPA+DCM+OBA,两级放大作为放大站（如图,4,）。此方案增加了,OA,板配置故增加了成本，对系统,OSNR,影响较小。,色散补偿配置方案,D、,在,OADM,站点，采用,OPA+OBA+OAD+OBA,两级放大，色散补偿模块的位置在,OAD,前的,OPA,与,OBA,之间，如图,a,，,图中的,OPA,应是,OPA+OBA,；,色散补偿模块的位置也可以在,OAD,后的,OBA,与,OAD,之间，如图,b,，,此时色散补偿量应小于,60,km,(,G652,),和,80,km,(,G655,)；,也可以,2,种方法同时采用，如图,c,。,DCM1,完全补偿下路通道，,DCM2,补偿直通和上路通道的色散，,DCM2,小于,60,km,(,G652,),和,80,km,(,G655,)。,图A,色散补偿配置方案,图b,图c,在,OADM,节点配置,DCM,时还要考虑的因素有：,（,1,）下路通道色散必须完全被补偿。,（,2,）下路通道的光功率在接收机允许范围内。,（,3,）上路和直通通道的补偿量相当。,色散补偿配置方案,E、,在配置有,DRA,板的节点，放大器结构为,DRA+OPA+OBA,，,DCM,应配置在,OPA,与,OBA,之间。,M800,的色散补偿特点,M800,的补偿特点：,A、,采用均匀补偿的原则，尽可能每个跨段独立完全补偿；,如果条件,1,不能满足，相邻两个节点可以采用过补偿或者欠补偿的方法，但过补偿量不超过,20,km,；,如果是欠补偿，残余补偿量（线路长度,DCM,补偿距离）必须小于,40,km,，,同时需要满足条件,3,和,4,；,对于网络中的每对业务（包括保护路由），在所经过的再生段内，不论采用何种补偿方式，都要求满足总残余补偿量小于,40,km,；,对于网络中的每对业务（包括保护路由），如果传输跨段大于,2,个跨段（包括,2,个跨段），在所经过的再生段内，不论采用何种补偿方式，不能过补偿。,PDM,色散是由光纤的双折射引起,诸如应力、弯曲、扭绞、温度等随机引入的随机色散量。,PDM,色散只能通过改善光纤质量来改善，是无法通过补偿模块来补偿的,因此，通常是牺牲其他指标来保证,PDM,色散的影响在可接受范围，如更改业务单板为,ERZ，,要求系统,OSNR,相对提高一点。,PDM,的补偿,PDM,色散影响通过码型和,OSNR,控制,PDM,的补偿,系统允许的,DGD,时延,FEC/AFEC,ERZ,附加要求,010,ps,-,-,-,1012,ps,-,OSNR,要求大于19,dB,1215,ps,-,-,1518,ps,要求此时系统,OSNR,大于18,dB。,1821,ps,要求此时系统,OSNR,大于21,dB。,谢谢,