1.光導(dǎo)纖維技術(shù)特性 crG+BFi
 
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1.1.非零色散光纖 a~jM^b;VN  
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非零色散光纖(G.655光纖)的基本設(shè)計(jì)思想是在1550窗口工作波長(zhǎng)區(qū)具有合理的、較低的色散, 足以支持10Gbps的長(zhǎng)距離傳輸而無(wú)需色散補(bǔ)償,從而節(jié)省了色散補(bǔ)償器及其附加光放大器的成本；同時(shí)其色散值又保持非零特性, 具有最小數(shù)值限制，適宜開通具有足夠多波長(zhǎng)的DWDM系統(tǒng), 同時(shí)滿足TDM和DWDM兩種發(fā)展方向的需要。 w|7<y8#qC  
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為了達(dá)到上述目的，我們可以將零色散點(diǎn)移向短波長(zhǎng)側(cè)或長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè), 使之在1550nm附近的工作波長(zhǎng)區(qū)呈現(xiàn)一定大小的色散值以滿足上述要求。典型G.655光纖在1550nm波長(zhǎng)區(qū)的色散值為G.652光纖的1/6～1/7，因此色散補(bǔ)償距離也大致為G.652光纖的6～7倍，色散補(bǔ)償成本(包括光放大器、色散補(bǔ)償器和安裝調(diào)試)遠(yuǎn)低于G.652光纖。另外，由于G.655光纖采用了新的光纖拉制工藝，具有較小的極化模色散，單根光纖的極化模色散一般不超過(guò)0.05ps/km0.5。即便按0.1ps/km0.5考慮，這也可以實(shí)現(xiàn)至少400km長(zhǎng)的40Gbps信號(hào)的傳輸。 [kaj8  
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在兩種零色散點(diǎn)不同偏移方向的G.655光纖中，具有正色散的G.655光纖的主要優(yōu)點(diǎn)是可以利用色散補(bǔ)償其一階和二階色散；另外，由于在1550nm附近D為正，有可能與能夠產(chǎn)生負(fù)啁啾的MZ外調(diào)制器結(jié)合, 利用SPM技術(shù)來(lái)擴(kuò)大色散受限傳輸距離甚至實(shí)現(xiàn)光孤子傳輸；最后, 這類光纖在1310nm波長(zhǎng)區(qū)的色散較小，有利于開放1310窗口。但它的主要缺點(diǎn)是可能產(chǎn)生調(diào)制不穩(wěn)定性；另外, 這類光纖對(duì)XPM的影響比較敏感, 由之產(chǎn)生的性能劣化較大。 ,SNN[a  
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具有負(fù)色散的G.655光纖的主要優(yōu)點(diǎn)是不存在調(diào)制不穩(wěn)定性問(wèn)題，接收機(jī)眼圖清楚, 對(duì)XPM的影響不敏感, 由之產(chǎn)生的性能劣化較小。其缺點(diǎn)是不能利用SPM來(lái)擴(kuò)大色散受限傳輸距離, 也不支持光孤子通信, 1310nm窗口色散較大；此外，在光纖制造工藝相同和折射率剖面形狀類似的條件下，零色散波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光纖要求有較大的波導(dǎo)色散，因而芯包折射率差較大，從而往往使之損耗較大而有效面積較小，最后，利用G.652光纖來(lái)補(bǔ)償這類光纖雖然僅能補(bǔ)償其一階色散, 但G.652光纖成本較便宜。在具有負(fù)色散的G.655光纖中, 不同廠家的具體設(shè)計(jì)和參數(shù)也不盡相同。原則上, 色散系數(shù)絕對(duì)值小有利于10Gbps信號(hào)傳得更遠(yuǎn), 但四波混和影響大, 復(fù)用的通路數(shù)少于色散系數(shù)絕對(duì)值較大的光纖，不利于密集波分復(fù)用系統(tǒng)應(yīng)用。另外,隨著系統(tǒng)應(yīng)用波長(zhǎng)范圍向L波段擴(kuò)展，這類光纖的零色散波長(zhǎng)恰好處于1570nm附近,會(huì)發(fā)生四波混合問(wèn)題,不利于開拓L波段應(yīng)用。隨著復(fù)用通路數(shù)越來(lái)越大以及系統(tǒng)應(yīng)用波長(zhǎng)范圍向L波段擴(kuò)展，這類光纖的弱點(diǎn)越來(lái)越顯著。 |5^tp  
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總的來(lái)看，兩類光纖各有優(yōu)缺點(diǎn),共同的優(yōu)點(diǎn)是均能支持以10Gbps為基礎(chǔ)的長(zhǎng)距離DW DM傳輸系統(tǒng)。當(dāng)傳輸距離為幾百公里范圍時(shí), 即多數(shù)陸地傳輸系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)合,具有正色散的G.655光纖上的脈沖有壓縮現(xiàn)象,眼開度較大,MI影響不大,比較有利,具有負(fù)色散的普通G.655光纖也同樣可用,但復(fù)用通路數(shù)不夠多;當(dāng)傳輸距離大于1000km時(shí),兩類光纖上的脈沖均呈較大的展寬現(xiàn)象,必須使用色散補(bǔ)償技術(shù)。但要注意,具有正色散的G.655光纖上的脈沖頻譜展寬將會(huì)大到其中部分功率落到WDM濾波器通帶之外,或者會(huì)由于光放大器鏈的增益帶變窄而被濾掉。此時(shí),負(fù)色散G.655光纖將是唯一的選擇,例如海纜系統(tǒng)應(yīng)用就是這樣。近來(lái),隨著DWDM系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)區(qū)從C波段向L波段發(fā)展,具有正色散的G.655光纖正逐漸成為未來(lái)陸地光纖通信系統(tǒng)的主要光纖類型。 <KlG#7M>  
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1.2.低色散斜率光纖 bVaydJ*  
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所謂色散斜率指光纖色散隨波長(zhǎng)變化的速率,又稱高階色散。在長(zhǎng)途W(wǎng)DM傳輸系統(tǒng)中,由于色散的積累,各通路的色散都隨傳輸距離的延長(zhǎng)而增大。然而,由于色散斜率的作用,各通路的色散積累量是不同的,其中位于兩側(cè)的邊緣通路間的色散積累量差別最大。當(dāng)傳輸距離超過(guò)一定值后,具有較大色散積累量通路的色散值超標(biāo),從而限制了整個(gè)WDM系統(tǒng)的傳輸距離。 [9Q}e;T  
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初期的G.655光纖主要是為C波段設(shè)計(jì)的, 因而色散斜率稍大一點(diǎn)問(wèn)題不太大。 然而, 隨著寬帶光纖放大器技術(shù)的發(fā)展, DWDM系統(tǒng)的應(yīng)用范圍已經(jīng)擴(kuò)展到L波段, 全部可用頻帶可以從1530～1565nm擴(kuò)展到1530～1625nm。 在這種情況下, 如果色散斜率仍維持原來(lái)的數(shù)值{大約0.07～0.10ps/(nm2·km)}, 長(zhǎng)距離傳輸時(shí)短波長(zhǎng)和長(zhǎng)波長(zhǎng)之間的色散差異將隨距離增長(zhǎng)而增加,勢(shì)必造成L波段高端過(guò)大的色散系數(shù), 影響10Gbps及以上速率信號(hào)的傳輸距離,或者說(shuō)需要代價(jià)較高的色散補(bǔ)償措施才行,而低波段的色散又嫌太小,多波長(zhǎng)傳輸時(shí)不足以壓制四波混合和交叉相位調(diào)制的影響。為此, 開發(fā)低色散斜率的G.655光纖是非常必要。通過(guò)降低色散斜率,我們可以改進(jìn)短波長(zhǎng)的性能而不必增加長(zhǎng)波長(zhǎng)的色散,使整個(gè)第三和第四窗口的色散變化減至最小,同時(shí)可以降低C波段和L波段色散補(bǔ)償?shù)某杀竞蛷?fù)雜性。目前, 美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室已開發(fā)出新一代的低色散斜率G.655光纖(真波RS光纖) , 光纖色散斜率已從0.075ps/(nm2·km) 降到0.05ps/( nm2·km)以下。典型低色散斜率G.655光纖在1530～1565nm波長(zhǎng)范圍的色散值為2.6～6.0 ps/(nm·km), 在1565～1625n m波長(zhǎng)范圍的色散值為4.0～ 8.6 ps/(nm·km)。其色散隨波長(zhǎng)的變化幅度比其他非零色散光纖要小35%～55%,從而使光纖在低波段的色散有所增加,最小色散也可達(dá)2.6ps/(nm·km),可以較好地壓制四波混合和交叉相位調(diào)制影響,而另一方面又可以使高波段的色散不致過(guò)大,可低于8.6ps/(nm·km),仍然可以使10Gbps信號(hào)傳輸足夠遠(yuǎn)的距離而無(wú)須色散補(bǔ)償,通信系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)區(qū)可以順利地從C波段擴(kuò)展至L波段而不至于引起過(guò)大的色散補(bǔ)償負(fù)擔(dān),甚至只需一個(gè)色散補(bǔ)償模塊即可補(bǔ)償整個(gè)C波段和L波段。 S2T~7-  
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