通信工程師中級職稱光纖傳輸方向評職論文范文

　　摘要：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對通信業(yè)務(wù)的需求量也越來越大，業(yè)務(wù)種類早已由電話語音業(yè)務(wù)擴展到數(shù)據(jù)/傳真、計算機、圖像等業(yè)務(wù)，如何經(jīng)濟/高效地提供用戶滿意的接入網(wǎng),已經(jīng)成為通信業(yè)關(guān)注的焦點。下面探討光纖傳輸技術(shù)與進展概況。

　　關(guān)鍵詞：傳輸技術(shù),光纖接入系統(tǒng)組成,進展概況,復(fù)用技術(shù)

　　一 10Gb/s ETDM光纖傳輸技術(shù)。

　　1.1關(guān)鍵技術(shù)

　　單模光纖的損耗和色散是光纖通信系統(tǒng)設(shè)計的兩個基本限制因素，后來因為有了光纖放大器，光纖的損耗已不再是限制系統(tǒng)性能的主要因素，因此在系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)主要考慮色度色散、極化模色散和非線性問題。

　　1.2用FPDC進行光纖色散補償具有如下優(yōu)點

　　①采用FPDC對使用G.652的系統(tǒng)升級和擴容，只需增加少量設(shè)備(FPDC和EDFA)，可靠性好。② FPDC是線性無源器件，可放置于光纖線路的任何位置。③ 能實現(xiàn)寬帶色散補償和一階色散、二階色散全補償。④ 與G.652光纖兼容，只要適當(dāng)控制FPDC的模場直徑和改進連接技術(shù)，就能得到較小的插入損耗。⑤FPDC的色散補償量是可控的。FPDC的缺點主要是插損大，所需的FPDC是要補償?shù)墓饫w長度的20%，且體積大。光纖光柵具有插損低、體積小、成本低、批量制作容易、性能優(yōu)良等特點。Chirp光纖光柵的原理是利用在光纖光柵不同的位置有不同的周期，因而就有不同的Bragg波長，當(dāng)光脈沖入射到光柵端面上，不同的頻率成分將在不同的位置發(fā)生諧振反射，因此經(jīng)歷的時延也就不同，從而實現(xiàn)色散補償。光纖光柵色散補償器一般工作在反射狀態(tài)，它的色散值可正可負，只要在物理上反轉(zhuǎn)時延就能改變符號。

　　Chirp光纖光柵的反射帶寬可達幾十個納米，因此它在系統(tǒng)應(yīng)用中基本不受帶寬限制。在10Gb/s系統(tǒng)中，用10cm長的Chirp光纖光柵，可補償700km G.652光纖在1550nm窗口的色散。若帶寬需要30nm，則光纖光柵長度達2.2m，插損為3～4dB，可補償80km G.652光纖在1550nm窗口的色散。因此，它是最有發(fā)展前景的色散補償器件。

　　二、OTDM光纖傳輸技術(shù)

　　2.1超短光脈沖技術(shù)

　　2.2.1超短脈沖的產(chǎn)生一般有3種方法：

　　①增益轉(zhuǎn)換法是利用半導(dǎo)體激光器的弛張振蕩，產(chǎn)生的光脈沖有啁啾，不理想。

　　②EA法是用正弦波調(diào)制EA產(chǎn)生超短光脈沖，結(jié)構(gòu)簡單，引人注目。

　　③ 模同步法具有波長可變性，產(chǎn)生的光脈沖幾乎沒有啁啾，在40GHz的范圍內(nèi)，不需要補償啁啾。

　　2.2全光時分復(fù)用/解復(fù)用技術(shù)

　　在光復(fù)用器技術(shù)方面，主要有平面光波電路(PLC)、光纖延遲線構(gòu)成M-Z干涉儀、光耦合器等方式。光解復(fù)用技術(shù)有光學(xué)克爾開關(guān)，它是利用高功率泵浦使信號光的兩個正交偏振分量產(chǎn)生相位差，相位差為π時，開關(guān)動作;相互相位調(diào)制(XPM)開關(guān)是利用時間/光頻變化原理;四波混頻(FWM)開關(guān)是利用光纖中的光參量/光頻變換原理;非線性光學(xué)環(huán)路鏡(NOLM)是一種將光耦合器的輸出兩端用光纖耦合成環(huán)形結(jié)構(gòu)的開關(guān)。其中后兩種較有發(fā)展前途，已用在100Gb/s的OTDM實驗中。

　　2.3光定時提取技術(shù)

　　目前一般采用兩種方法：利用行波半導(dǎo)體光放大器(TW-LDA)的四光波混合的PLL電路;利用TW-LDA內(nèi)的增益調(diào)制的PLL電路。

　　三、 WDM光纖傳輸技術(shù)

　　3.1 WDM的關(guān)鍵技術(shù)

　　超高速光纖傳輸系統(tǒng)采用光WDM技術(shù)具有其獨特的優(yōu)勢。這種技術(shù)是用多個發(fā)射不同波長的光源，將多個光載波信號通過復(fù)用器件復(fù)接到一根光纖上，關(guān)鍵技術(shù)有：多波長光纖的XPM效應(yīng);光源的波長控制;可調(diào)窄帶光濾波器;WDM復(fù)用、解復(fù)用器件;寬帶大功率EDFA(增益均衡、增益鎖定、預(yù)加重);監(jiān)控技術(shù)等。

　　光WDM技術(shù)中用到的復(fù)用/解復(fù)用器件是雙向可逆性器件，同一器件既可作復(fù)用器，又可作解復(fù)用器。這對于點對點、點對多點的光傳輸是理想的。WDM對所傳的數(shù)據(jù)格式是全透明的，對網(wǎng)絡(luò)的擴容升級是最理想、最方便的。一般稱波長間隔≥0.8nm(約100GHz)的光復(fù)復(fù)用技術(shù)為WDM，而間隔<0.8nm的光復(fù)用稱為OFDM，它一般用頻率間隔來標稱，間隔通常≤10GHz。

　　OFDM技術(shù)目前存在的技術(shù)難點主要是沒有高穩(wěn)定度、長期高可靠性的光源，WDM技術(shù)，特別是4和8WDM，是現(xiàn)在的光電子技術(shù)和光纖技術(shù)完全可以支持的。由于ETDM受微電子技術(shù)的限制，所以WDM的應(yīng)用已成必然趨勢。這一點，世界的光纖通信界的人士已達成共識。

　　四、光纖用戶接入系統(tǒng)的組成

　　接入網(wǎng)的用戶終端設(shè)備都屬于電氣設(shè)備(如計算機、電話機、傳真機等)所以在局端和用戶端之間，以光波作為載波，光纖作為傳輸媒介時，在兩端都要進行光信號與電信號之間的轉(zhuǎn)換。光通信系統(tǒng)的組成主要有光源、光 纖、光檢測器。發(fā)端的光源在電信號的作用下，發(fā)出與之時應(yīng)的光信號，完成電、光轉(zhuǎn)換的任務(wù)。常用的光源有半導(dǎo)體激光二極管和半導(dǎo)體發(fā)光二極管。接收端收到從發(fā)端經(jīng)過光纖送來的光載波時，首先由光檢測器把收到的光信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的電信號，再經(jīng)過放大均衡，還原成所需要的電信號。光檢測器是光信號接收的關(guān)鍵器件。在光纖通信中，常用的光檢測器有PIN光電二極管和雪崩光電二極管。光纖在信號的傳輸過程中起著媒介的作用。光纖按其傳輸模式可分為單模光纖和多模光纖。

　　五、進展概況

　　我們對G.652光纖進行了16×10Gb/s WDM傳輸試驗，其結(jié)果很好。系統(tǒng)受條件限制，有調(diào)制的信號光只有7個波道，其余9個波道用直流光頂替。其基本參數(shù)為：速率，9.95328Gb/s;信號圖案，231-1偽隨機碼;靈敏度條件，BER<10-12。

　　色散代價大部分是負的，僅在短波長有0.2dB的代價。隨著傳輸距離的增加，由于EDFA的累加效應(yīng)，在光譜儀上可看出短波長功率明顯降低，信噪比也明顯下降，導(dǎo)致短波長的接收結(jié)果明顯變差。而且隨著傳輸距離的增加，色散斜率對傳輸?shù)挠绊懺龃螅L波段和短波段色散補償差異增大，可能需要在分波后補償，這樣將加大設(shè)備復(fù)雜度。可以從兩方面解決這個問題，一是減小G.655光纖的色散斜率，二是增大DCF的色散斜率。我們認為色散斜率對系統(tǒng)的影響最大，在系統(tǒng)上它比色散值更難對付。因此在較長距離時應(yīng)采用大斜率的色散補償光纖，或使用小色散斜率的光纖。從實驗結(jié)果來看，當(dāng)信噪比>24dB時，接收基本沒有問題。

　　為了解決WDM中的四波混頻問題，已研究出G.655光纖，即所謂的真波光纖，或俗稱非零色散光纖。它是把原來G.653的零色散區(qū)移到1560nm以外，但當(dāng)WDM的通道增多時，由于功率大，光纖的有效面積不足，產(chǎn)生非線性，限制了WDM在G.655光纖上的傳輸。為此，美國康寧公司研制出大面積光纖(LEAF)，它的衰減和色散特性與G.655光纖相同。

　　六、光信號的復(fù)用技術(shù)

　　利用光纖作為傳輸媒介，光纖可以傳輸很高速率的數(shù)字信號，并且容量大。光纖的傳輸容量取決于光信號的復(fù)用技術(shù)。將多個波長不同的光載波合路后在一根光纖卜傳送的方法，稱為波分復(fù)用。利用不同波長的光載波沒不同方向傳輸，還可以實現(xiàn)單根光纖的雙向傳輸。波分復(fù)用的容量與相鄰兩個光載波波長之間的間隔有關(guān)。通常將 波長間隔比較大50~100nm的系統(tǒng)，稱為WDM 系統(tǒng);波長間隔比較小1 ~10nm的系統(tǒng)，稱為密集的波分復(fù)用DWDM系統(tǒng);波長間隔小于是 1nm 時，稱為光頻分復(fù)用FDM系統(tǒng)。實現(xiàn)波分復(fù)用技術(shù)的關(guān)鍵在于波分復(fù)用器件，即分波和合波器。它們的作用是在發(fā)端將同一系統(tǒng)中各光源產(chǎn)生的不同波長的光合路到一根光纖上傳輸，在接收端將接收到的光信號分成不同波長的光信號送到光檢測器進行光、電轉(zhuǎn)換。 光波分復(fù)用技術(shù)具有很多優(yōu)點， 利用光波分復(fù)用技術(shù)可以根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的需 要，在原有光纜容量的基礎(chǔ)上進行擴容;波分復(fù)用器件具有方向可逆性，即同一 個器件可用作合波和分波， 所以在同一根光纖上可以實現(xiàn)雙向傳輸;在光波分復(fù) 用技術(shù)中，各個波長工作系統(tǒng)所用的調(diào)制方式、傳輸速率、傳送的信號類型彼此沒有關(guān)系，但相互兼容。

　　七、結(jié)語

　　接入網(wǎng)傳送全業(yè)務(wù)的需要和光纖通信技術(shù)的日趨完善和發(fā)展，用光纖構(gòu)成接入網(wǎng)來實現(xiàn)傳送承載功能已成為接入網(wǎng)的發(fā)展方向，光纖寬帶接入網(wǎng)將以其獨特的優(yōu)點，在全業(yè)務(wù)寬帶通信接入網(wǎng)中發(fā)揮主要作用。經(jīng)濟的發(fā)展、社會的進步使得人與人之間的信息交流以及人與機器之間、機器與機器之間的信息交換更多地要借助于數(shù)據(jù)和圖像，而不僅僅是語聲，這就進一步要求通信網(wǎng)向全面綜合化、智能化、寬帶化、個人化發(fā)展。寬帶化是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢，寬帶通信網(wǎng)是世界通信網(wǎng)的發(fā)展方向。