光纖通信第六章2-色散補(bǔ)償概要課件

第6.2節(jié)色散的積累和色散的補(bǔ)償1、光纖的色散

1）群速度色散2）偏振模色散2、群速度色散補(bǔ)償方案

1)DCF（DispersionCompensationFiber)2)啁啾光纖光柵3)預(yù)啁啾技術(shù)4)色散支持傳輸法5)預(yù)啁啾技術(shù)7/31/20231北京郵電大學(xué)顧畹儀第6.2節(jié)色散的積累和色散的補(bǔ)償1、光纖的色散7/31/1）群速度色散（GroupVelocityDispersion)將相移系數(shù)在中心頻率附近展成泰勒級(jí)數(shù)群速度7/31/20232北京郵電大學(xué)顧畹儀1）群速度色散（GroupVelocityDispers為群速度色散,光纖的色散參數(shù)D與的關(guān)系:對(duì)G652光纖，在1.55um為正色散(D為正)，越短，vg越大，時(shí)延越小.群時(shí)延差7/31/20233北京郵電大學(xué)顧畹儀為群速度色散,光纖的色散參數(shù)D與的關(guān)系:對(duì)調(diào)制過程中的頻率啁啾，對(duì)DFB激光器，--LD的線寬增強(qiáng)因子k—比例系數(shù)Г為光限制因子為增益飽和因子…上式第一項(xiàng)為瞬態(tài)啁啾，第二項(xiàng)為絕熱啁啾光源的頻率啁啾7/31/20234北京郵電大學(xué)顧畹儀調(diào)制過程中的頻率啁啾，對(duì)DFB激光器，光源的頻率啁啾7/312)偏振模色散7/31/20235北京郵電大學(xué)顧畹儀2)偏振模色散7/31/20235北京郵電大學(xué)顧畹儀基于基模LP01模色散補(bǔ)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(jì)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(fù)色散。負(fù)色散光纖的色散值可達(dá)到-300ps/nm.km補(bǔ)償光纖品質(zhì)因數(shù)可達(dá)-300ps/nm/dB

2、群速度色散補(bǔ)償方案1)色散補(bǔ)償光纖（DCF）7/31/20236北京郵電大學(xué)顧畹儀基于基模LP01模色散補(bǔ)償光纖折射率的分布采用較小的光纖芯

經(jīng)DCF補(bǔ)償前經(jīng)DCF補(bǔ)償后（OpticSimu平臺(tái)仿真結(jié)果）7/31/20237北京郵電大學(xué)顧畹儀經(jīng)DCF補(bǔ)償前利用LP11模在截止頻率附近巨大的負(fù)色散來補(bǔ)償常規(guī)光纖中的正色散關(guān)鍵技術(shù)是如何有效地進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換，激勵(lì)起所需要的高階模；這種補(bǔ)償光纖的負(fù)色散可達(dá)－600ps/nm.km，總品質(zhì)因數(shù)通常只能達(dá)到－100ps/nm.dB；不但可以補(bǔ)償群速度色散（GVD），還可以補(bǔ)償二階色散。7/31/20238北京郵電大學(xué)顧畹儀利用LP11模在截止頻率附近巨大的負(fù)色散來補(bǔ)償常規(guī)光纖中的

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(diǎn)都可以看成是一個(gè)本地布拉格光柵的通帶和阻帶濾波器；由于群速度色散，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(bǔ)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(diǎn)是器件的體積小，補(bǔ)償效率高，其缺點(diǎn)是補(bǔ)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)啁啾光纖光柵光纖布拉格光柵原理示意圖7/31/20239北京郵電大學(xué)顧畹儀基本設(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

3)預(yù)啁啾技術(shù)對(duì)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。7/31/202310北京郵電大學(xué)顧畹儀3)預(yù)啁啾技術(shù)對(duì)光源加一小的正弦調(diào)制,使初始脈沖前沿的

（DispersionSupportedTransmission）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(duì)激光器進(jìn)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(qiáng)的變化。

瞬態(tài)啁啾和光強(qiáng)調(diào)制影響性能。4）色散支持傳輸法（DST）發(fā)射波形接收波形7/31/202311北京郵電大學(xué)顧畹儀（DispersionSupportedTrans頻譜反轉(zhuǎn)法基本設(shè)想是在線路中間位置加一個(gè)非線性器件進(jìn)行四波混頻，混頻所生成的信號(hào)頻譜與原信號(hào)頻譜反轉(zhuǎn)，即具有相反的啁啾，繼續(xù)傳輸時(shí)便可抵消前一段傳輸時(shí)積累的色散。5）頻譜反轉(zhuǎn)法7/31/202312北京郵電大學(xué)顧畹儀頻譜反轉(zhuǎn)法基本設(shè)想是在線路中間位置加一