光纖通信第六章2-色散補償

1、2022-3-8北京郵電大學(xué)顧畹儀1第第6.2節(jié)節(jié) 色散的積累和色散的補償色散的積累和色散的補償1、光纖的色散、光纖的色散 1）群速度色散）群速度色散 2）偏振模色散）偏振模色散2、群速度色散補償方案、群速度色散補償方案 1) DCF（Dispersion Compensation Fiber) 2) 啁啾光纖光柵啁啾光纖光柵 3) 預(yù)啁啾技術(shù)預(yù)啁啾技術(shù) 4) 色散支持傳輸法色散支持傳輸法 5) 預(yù)啁啾技術(shù)預(yù)啁啾技術(shù) 2022-3-8北京郵電大學(xué)顧畹儀21）群速度色散（）群速度色散（Group Velocity Dispersion) 將相移系數(shù)在中心頻率附近展成泰勒級數(shù) 1)(!1)(61)

2、(21)()()(0302000ddvddmcngmmm群速度0mmmdd2022-3-8北京郵電大學(xué)顧畹儀3 DLkmnmpsCdddddddvddddDg)/(212222為群速度色散, 光纖的色散參數(shù)D與 的關(guān)系: 對G652光纖，在1.55um為正色散(D為正)， 越短， vg越大，時延越小. 群時延差2022-3-8北京郵電大學(xué)顧畹儀4( )ln( )( )42/()actdtp tkp tdtkVh 調(diào)制過程中的頻率啁啾，對調(diào)制過程中的頻率啁啾，對DFB激光器，激光器， -LD的線寬增強因子的線寬增強因子k 比例系數(shù)比例系數(shù)為光限制因子為光限制因子 為增益飽和因子為增益飽和因子上式

3、第一項為瞬態(tài)啁啾，上式第一項為瞬態(tài)啁啾，第二項為絕熱啁啾第二項為絕熱啁啾光源的頻率啁啾光源的頻率啁啾2022-3-8北京郵電大學(xué)顧畹儀52) 偏振模色散偏振模色散ddddvvyxgygx112022-3-8北京郵電大學(xué)顧畹儀6基于基模LP01模色散補償光纖折射率的分布 采用較小的光纖芯徑和適當(dāng)?shù)恼凵渎试O(shè)計得到較大的光纖波導(dǎo)色散，從而使得該光纖在1.55m處呈現(xiàn)較大的負色散。負色散光纖的色散值可達到-300 ps/nm.km補償光纖品質(zhì)因數(shù)可達 -300ps/nm/dB 2、群速度色散補償方案、群速度色散補償方案1) 色散補償光纖（色散補償光纖（DCF）2022-3-8北京郵電大學(xué)顧畹儀7 經(jīng)D

4、CF補償前 經(jīng)DCF補償后 （OpticSimu 平臺仿真結(jié)果）2022-3-8北京郵電大學(xué)顧畹儀8 利用LP11模在截止頻率附近巨大的負色散來補償常規(guī)光纖中的正色散 關(guān)鍵技術(shù)是如何有效地進行模式轉(zhuǎn)換，激勵起所需要的高階模； 這種補償光纖的負色散可達600ps/nm.km，總品質(zhì)因數(shù)通常只能達到100ps/nm.dB； 不但可以補償群速度色散（GVD），還可以補償二階色散。0ssccD LD L11()()0ssccD LD L2022-3-8北京郵電大學(xué)顧畹儀9 基本設(shè)想是在光學(xué)波導(dǎo)上刻出一系列不等間距的光柵，光柵上的每一點都可以看成是一個本地布拉格光柵的通帶和阻帶濾波器； 由于群速度色散，

5、入射光脈沖中的短波長分量（高頻分量）群速度高，經(jīng)過光纖傳輸以后位于脈沖的前沿，使其在光柵的末端才被反射，而長波長分量位于脈沖的后沿，使其在脈沖的起始端就被反射，于是就補償了群速度色散效應(yīng)，使脈沖寬度被壓縮甚至還原；優(yōu)點是器件的體積小，補償效率高，其缺點是補償帶寬較窄，目前人們正在研制寬帶啁啾光纖光柵以適應(yīng)WDM系統(tǒng)的需要。2) 啁啾光纖光柵啁啾光纖光柵光纖布拉格光柵原理示意圖 2Beffn2022-3-8北京郵電大學(xué)顧畹儀10 3) 預(yù)啁啾技術(shù)預(yù)啁啾技術(shù)對光源加一小的正弦調(diào)制,使初始脈沖前沿的頻率低,后沿的頻率高。2022-3-8北京郵電大學(xué)顧畹儀11 （Dispersion Supported Transmission）是利用激光器的調(diào)頻特性，采用頻移鍵控（FSK）調(diào)制方式，先對激光器進行頻率調(diào)制，由于傳輸中的色散作用，在接收端，再轉(zhuǎn)換為光強的變化。 瞬態(tài)啁啾和光強調(diào)制影響性能。4）色散支持傳輸法（）色散支持傳輸法（DST）發(fā)射波形接收波形2/ =1/tDLDL cB 2022-3-8北京郵電大學(xué)顧畹儀120L1L1+L2E1(t)E2(t)頻譜反轉(zhuǎn)器SMF1SMF2z 頻譜反轉(zhuǎn)法基本設(shè)想是在線路中間位置加一個非線性器件進行四波混頻，混頻所生成的信號頻譜與原信號頻譜反轉(zhuǎn)，即具有相反的啁啾，繼續(xù)傳輸時便可抵消前一