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超长距离光传输手艺走向成熟

2004-01-01

凭证海内关于WDM系统的行业标准，，，，，，，，我们可以把远程光纤传输系统分为通例长距离传输系统LH（Longhaul）、亚超长距离传输系统ELH（Enhancedlonghaul）、超长距离传输系统ULH（ultra－longhaul）。。。。。。。。关于传输距离小于1000公里的WDM系统我们称其为通例长距离传输系统，，，，，，，，传输距离在1000公里～2000公里的WDM系统称为亚超长传输（ELH）系统，，，，，，，，传输距离大于2000公里的WDM系统称为超长距离传输（ULH）系统。。。。。。。。

现在，，，，，，，，通例长距离WDM传输系统在我国的干线网络上已经有大宗的应用，，，，，，，，亚超长距离系统的标准化也已经完成，，，，，，，，超长距离的手艺和标准也都在研究当中，，，，，，，，海内外相当一部分厂家已经有了商用化的产品但现实应用尚较少。。。。。。。。ULH传输中应用的要害手艺主要有以下几个方面。。。。。。。。

宽带喇曼放大器实现固有消耗的内部赔偿

在ULH系统中，，，，，，，，喇曼放大器手艺是很是受瞩目的光传输手艺，，，，，，，，可以放大EDFA所不可放大的波段，，，，，，，，并且使用通俗的传输光纤就能实现漫衍式放大，，，，，，，，从而大大提高系统的光信噪比（OSNR）。。。。。。。。

喇曼放大器使用光纤自身对信号举行放大，，，，，，，，信号在传输历程中的固有消耗可以在光纤内部举行赔偿。。。。。。。。一种应用较广的喇曼放大器称之为漫衍式喇曼放大器（DRA）。。。。。。。。DRA事情的基来源理是受激喇曼散射（SRS）效应，，，，，，，，即将一小部分入射功率由一光束转移到另外一个频率下移的光束，，，，，，，，频率下移量由非线性介质的振动模式决议，，，，，，，，当波长较短（与信号波长相比）的泵浦光馈入光纤时，，，，，，，，爆发此类效应。。。。。。。。泵浦光光子释放其自身的能量，，，，，，，，释放出基于信号光波长的光子，，，，，，，，将其能量叠加在信号光上，，，，，，，，从而完成对信号光的放大。。。。。。。。喇曼增益取决于泵浦光功率、泵浦光波长和信号光波长之间的波长差值。。。。。。。。关于超长距系统来说，，，，，，，，使用喇曼放大器提高系统的OSNR、增添系统跨距长度、提高WDM系统的通路数和抑制光纤非线性效应是主要的目的。。。。。。。。

超强FEC编码消除误码率平台征象

在光传输系统中接纳前向纠错（FEC）手艺，，，，，，，，能够消除系统性能曲线中的误码率平台征象，，，，，，，，其编码增益也提供了一定的系统富余量，，，，，，，，从而降低光链路中线性及非线性因素对系统性能的影响。。。。。。。。关于有光放大器的系统，，，，，，，，可以增添光放大器距离，，，，，，，，延伸传输距离，，，，，，，，提高信道速率，，，，，，，，减小单通路光功率。。。。。。。。FEC的实现方法有两种，，，，，，，，一是带外FEC系统，，，，，，，，二是带内FEC系统。。。。。。。。带内FEC的增益一样平常为3dB左右，，，，，，，，而带外FEC的增益远高于带内，，，，，，，，因此超长距系统均接纳带外FEC编码。。。。。。。。在现有通例DWDM系统中，，，，，，，，所应用的FEC编码，，，，，，，，尤以RS编码最普遍。。。。。。。。RS223编码比RS239编码拥有更多的冗余字节，，，，，，，，因此前向纠错能力更好，，，，，，，，RS239编码可以比无编码时的OSNR情形改善5dB左右，，，，，，，，而RS223编码又可以比RS239改善4dB，，，，，，，，因此使用超强FEC时，，，，，，，，OSNR总体改善情形为9dB，，，，，，，，大大提高了系统的传输距离。。。。。。。。

动态增益平衡增添传输系统的区段数目

关于超长距离传输，，，，，，，，包管整个线路上的增益平展是很是主要的，，，，，，，，增益平衡用于包管线路上各个波长之间的增益平展，，，，，，，，在主光通道的入口可能各个波长之间的功率电平一样，，，，，，，，但由于放大器增益平展度以及各个波长在线路中衰耗纷歧致，，，，，，，，会导致在吸收端各个波长之间的功率差别较大，，，，，，，，影响正常的吸收。。。。。。。。现在一种通用的要领是在各个光放站安排增益平展滤波器，，，，，，，，别的通过基于各个通道光谱密度的巨细，，，，，，，，实验反响控制，，，，，，，，可以动态管理平展历程。。。。。。。。

动态增益平衡的优势在于可以增添超长距传输系统的区段数目，，，，，，，，可以在级联50个EDFA的情形下，，，，，，，，不举行电再生中继；；；；；；；支持动态网络设置，，，，，，，，在网络波长数目爆发重大差别时不会对OSNR造成损伤；；；；；；；由于输入光功率转变也会造成增益斜度劣化，，，，，，，，而通过动态增益平衡，，，，，，，，可以取代现在正在使用的可调光衰减器（主要位于发射机一侧）。。。。。。。。

码型手艺提升系统的传输性能

由于差别线路调制码型的光信号在色散容限、SPM（自相位调制）、XPM（交织相位调制）等非线性的容纳能力、频谱使用率等方面各有特点，，，，，，，，关于超宽频带的超长距离WDM传输系统，，，，，，，，NRZ、RZ等码型都有自己的特色。。。。。。。。

NRZ码的应用简朴、本钱低、频谱效率高，，，，，，，，是现在SDH和WDM系统中应用最普遍的码型。。。。。。。。由于NRZ码元过渡不归零，，，，，，，，对传输损伤敏感，，，，，，，，不适用于高速超长距离光信号的传输。。。。。。。。

RZ码的主要弱点是信号频谱宽度相对NRZ码增添，，，，，，，，增添调制器使系统变得重大、本钱高。。。。。。。。为了进一步提高RZ码的传输性能，，，，，，，，近年来还泛起了CS－RZ（载频抑制RZ）和CRZ（啁啾RZ）等码型。。。。。。。。在CS－RZ码中，，，，，，，，相邻码元的电场振幅的符号相反，，，，，，，，从而抵达降低光谱宽度的目的，，，，，，，，在功率较高的情形下，，，，，，，，不但增添了色散容限，，，，，，，，并且有更强的对抗SPM和FWM等光纤非线性效应的能力。。。。。。。。CRZ码接纳了三级调制手艺（RZ幅度调制、相位调制和数据调制），，，，，，，，其相位调制器在发射端对RZ脉冲的上升沿和下降沿上加入一定的啁啾量，，，，，，，，对抗非线性效应的能力很是优异。。。。。。。。别的，，，，，，，，CRZ还具有优良的对抗偏振相关消耗（PDL）和偏振模色散（PMD）的能力，，，，，，，，具有更高的传输稳固性。。。。。。。。它的弱点是调制手艺较量重大，，，，，，，，对三级调制之间的准时和时延要求很高。。。。。。。。

色散赔偿延伸光传输的距离

色散赔偿包括色度色散赔偿和偏振模色散赔偿。。。。。。。。色度色散赔偿的方法包括色散赔偿器件和色散赔偿模�？？？？？？？�，，，，，，，，现在使用最多的是色散赔偿模�？？？？？？？椋―CM），，，，，，，，通常用在EDFA的两级之间，，，，，，，，用以赔偿DCM的插损。。。。。。。。现在关于动态的色度色散赔偿方法也举行了大宗的研究，，，，，，，，可是真正商用的产品尚未几。。。。。。。。

从手艺角度来看，，，，，，，，使用ULHWDM系统中的EDFA与喇曼放大器团结的放大手艺、接纳色散和非线性容限较高的码型等ULHWDM手艺都可以延伸光放段的传输距离，，，，，，，，用于主干网中部分长跨距的应用，，，，，，，，这是现在较量普遍的ULHWDM手艺应用。。。。。。。。

同时ULHWDM系统可以镌汰电再生站、光放站的数目，，，，，，，，延伸光放站之间的距离，，，，，，，，充分反应出接纳超长距系统对系统本钱的降低。。。。。。。。直接建设大型都会之间的超长距传输系统可以解决对带宽的迫切需要，，，，，，，，同时节约大宗的光放站和电再生中继站，，，，，，，，降低系统的本钱和维护用度，，，，，，，，与可设置OADM手艺团结，，，，，，，，在主干网上可以实现大都会之间的快速直达车，，，，，，，，在中心的大都会站点可以接纳OADM来上下营业。。。。。。。。

当主干网的营业具有“大站快车”的需求时，，，，，，，，ULHWDM系统才会有较多应用。。。。。。。。受到地理情形、领土面积和营业需求等的限制，，，，，，，，ULHWDM系统只能在部分国家应用。。。。。。。。现在中国电信等运营商在起劲探讨ULHWDM系统在电信网上应用的可能性，，，，，，，，相信随着营业和手艺的一直生长，，，，，，，，ULH系统的应用会越来越多。。。。。。。。

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