40g波分技术在海缆系统上的应用 学位论文(2)

2018-11-27 10:18

务波长每个信道传送速率为10Gb/s(STM-64)的SDH业务,总容量可达到2.56Tb/s。海缆的传输距离很长,APCN2海缆系统总共要连接8个国家和地区的10个终端登陆局,一般两个终端登陆局之间的传输距离为1000公里以上,有的距离甚至超过了3000公里。

§3.2增强FEC

FEC技术在海缆系统上使用非常普遍,随着光速率达到40G,提高光信噪比的难度越来越大,成本和代价也越来越高,FEC就成为一个非常关键的实用技术。带外EFEC技术用于克服自身白噪声的纠错能力提高OSNR。在光信噪比一定的情况下,前向纠错(FEC)可提高系统的误码率性能,在海底光缆系统、大容量长距离光纤传输系统中,其作用已得到了证明。APCN2海缆使用ITU-T G.975.1标准的EFEC帧结构(如图3.2),其编码增益为9.1 dB,但带外EFEC同时提高了信道速率(约7%)。在40 Gbit/s系统中信道速率将达到43 Gbit/s左右,这使系统的色度色散、偏振模色散的容限更小。

图3.2

§3.3色散补偿

APCN2海缆系统中使用的光纤:LEAF(大有效面积光纤)、SMF(非色散

位移光纤G.652)、DCF(色散补偿单模光纤)。

1,非色散位移单模光纤(G.652)

G.652光纤即常规光纤(SMF),它的性能特点是在1310nm波长处色散为零,在波长为1550nm附近衰减系数最小,约为0.22dB/km,但在1550nm附近具有最大色散系数为17ps/(nm.km),这种光纤工作波长即可选在1310nm波长区域,又可选在1550nm波长区域,这种光纤常称为常规单模光纤,它的最佳工作波长在1310nm区域,在1550nm波长处的大色散成为高速率,远距离DWDM通信系统的“瓶颈”。

2,大有效面积非零色散位移单模光纤

为了适应更大容量,更长距离的密集波分复用系统的应用,一种新型的专门用于海缆系统的大有效面积光纤(图3.3)已经出现,光纤的有效面积是决定光纤非线形效应的主要因素,大有效面积非零色散位移单模光纤(LEAF)的优点是低色散,大有效面积,优异的弯曲性能,而且降低了非线形效应。这种光纤的模场直径由普通光纤的8.4μm增加到9.6μm从而使有效面积从55μm2增加到72μm2以上,零色散点在1580nm处,在1530nm-1565nm的窗口内处于-3.4 ~-1.0(ps/nm.km)之内。LEAF光纤提供了更大光功率的承受能力,增加了波分复用数,更适合在长距离的海缆系统中运用。正是由于大有效面积非零色散位移单模光纤增大了光传输距离,所以在这种光纤系统中只需很少光放大器和中继器,从而直接降低了网络建设和维护成本。事实上,特别是当它与常规单模光纤连接时,大有效面积单模光纤的较大模场直径改善了其接续性能,因此选用大有效面积非零色散位移光纤是最容易和最经济的提高网络传输信息量的方法。当然,由于光纤的直径增大也会产生陡峭的色散斜率,这是LEAF光纤的一大缺点。

图3.3

3,色散补偿单模光纤

色散补偿单模光纤是一种在1550nm波长处有很大的负色散的单模光纤,色散系数为-50~-548ps/(nm.km).通过在系统中加入一段负色散光纤,即可抵消几十千米常规单模光纤在1550nm处的正色散,从而实现业已安装使用的常规单模光纤工作波长由1310nm升级扩容至1550nm,进而实现高速率、远距离、大容量的传输。其主要用作G.652光纤工作在1550nm处的色散补偿,在1550nm工作范围内有很大的负色散。它的主要缺点是衰耗比较大一般为0.9dB/km,价格比较昂贵。

几种光纤的色散特性

§3.3.1海缆线路色散补偿

APCN2海缆系统在海缆线路中采用的是7段康宁公司的海底LEAF(大有效面积光纤)+1段SMF(非色散位移光纤G.652)传输方式。为什么在海缆中要使用康宁公司的LEAF光纤(G.655)呢?由于它的零色散处于长波长区1570nm附近,在1530nm-1565nm光放大区域,光纤的色散值均为负值,处于-3.5~ -1.0ps/nm.km之间,在常用的1549~1560nm之间。其色散值在-2.4ps/(nm.km)左右,在超长距离传输时,积累的色散为负值,因此只需要采用常规G.652光纤就可以对其进行色散补偿(如下图所示)。LEAF光纤由于模长直径的增加,从而使得有效面积增加更有效的克服非线性影响。正是由于大有效面积光纤增大了

光传输距离,所有这种光纤系统只需很少的光放大器和中继器,而且用SMF常规光纤来补偿负色散比用DCF光纤来补偿正色散要便宜许多,从而直接降低了网络建设和维护的成本。

特性名称 衰减 工作波长 色散 零色散波长 零色散斜率 偏振模色散 模场直径 有效面积 单位 dB/km Nm Ps/nm.km Nm Ps/ nm2.km Ps/km1/2 波长 1550nm 1530-1565 1560nm 单纤值 1550nm 康宁海底LEAF ?0.23 1530-1565 -3.5~ -1.0 1570 0.12 ?0.2 9.0-9.6 71 ?m ?m2 表3.1康宁海底LEAF大有效面积光纤的特性

注:1.1block相当于两个海底中继器之间的距离约为60km。 2.LEAF:-2.4ps/nm/km SMF:+19ps/nm/km

我们根据上图所提供的传输光纤参数计算一下的系统通过一个跨段距离传输后光纤的色散值:

(色散系数(LEAF)×距离/block×block)+(色散系数(SMF)×距离/block×block)=跨段的色散总值 依据以上公式得:

(-2.4ps/nm/km×60km×7段)+( +19 ps/nm/km×60km×1段)=-1008ps/nm+1140ps/nm=+132ps/nm

由上式计算的结果我们可以看到通过一个跨段8个中继段将近500km距离传输后,光缆累积的色散值仅为+132ps/nm,运用SMF光纤可以有效的抵消LEAF光纤所累积的大量负色散。

§3.3.2终端设备色散补偿

APCN2海缆系统在DWDM终端设备中采用的是单波补偿(Individual)+波段(Block)补偿+系统色散补偿(Batch)的三层补偿方式来满足不同波长各自所需要得色散值。实现方式主要是在DWDM设备的收发端装载具有DCF色散补偿光纤的补偿模块单元。 1,Batch(整体补偿)

由于APCN2海缆系统两个终端登陆局之间的长度为几千千米,LEAF光缆长度与SMF光缆不可能完全按照7:1的8段来进行配置组合(如下图3.6所示),SMF的正色散补偿值是为固定的,静态的不可改变的,即加入一个Block的SMF光缆段后线路要完全按照预定要求达到匹配是非常困难的,尤其在靠近两个终端附近,一段SMF光缆也许只能对应3,4个LEAF光缆段或者更少(假如人为的增加光缆长度达到7:1的平衡会造成工程成本的提高,网络维护成本的提高是不可取的).这样在线路中同样会积累一部分正色散从而影响传输质量,这时线路中多余的正色散就需要由终端DWDM设备Batch补偿来完成。


40g波分技术在海缆系统上的应用 学位论文(2).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:新学期升旗仪式新闻稿1

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: