WDM持续发展须解决四大难题

2019-11-04 20:41:34

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供稿：网友

　　电信行业经过近十年的高速发展，于近两年进入了平缓期。目前，全球电信运营商在资本市场上大都碰到了很大困难，都在压缩投资规模，从而降低成本。但是，市场业务需求总的增长趋势是不会改变的。当前形式下，既要满足市场需要的日益增加，又要把单位比特成本和运营成本降低显得尤其重要。由于WDM技术的迅速发展和日趋成熟，10G/2.5GWDM系统目前已成为各大运营商各层面传输平台的主流应用手段，随着TDM40Gbit/s技术的成熟和价格下降等因素，可以预见，在不远的将来WDM＋TDM40Gbit/s技术将成为骨干网传输系统中的主流技术。
　　
　　从WDM系统诞生初始，人们就期望着其向更高速、更长距方向发展。然而，光纤传输网的许多不利因素影响了传输性能，主要包括四个方面。
　　
　　一是信号衰减。信号衰减是指光信号沿着光纤传输时出现的光功率线性减小的现象。其中表示光纤衰减的参数为衰减系数，它与光纤的工作波长直接相关。长距离传输时通过设置光放大器方式可实现再生光信号强度。但随着放大次数的增加，附加在光信号上的噪声也相应地增加，最终限制了没有电再生条件下的传输距离。
　　
　　二是光纤色度色散。光纤色度色散通常被称为色散，是由于光在光纤中传播时，不同波长的传播速度不同而产生的，通常采用色散系数和零色散斜率两个参数进行表示，它们与光纤的工作波长紧密相关。由于所有的光信号都是由有限数量的波长组成的，色散会导致在经过了一段长距离传输以后发生光脉冲展宽的现象，从而限制了带宽。这种影响在传统的光传输系统中是常见的，一般可通过在光放大器和再生器上使用色散补偿模块（DCM）来抵消。
　　
　　三是光纤的偏振模色散。通常采用PMD来表示偏振模色散系数，包括一阶PMD和二阶PMD，目前所说的PMD只是一阶PMD，对于40Gb/s以上速率的WDM系统，二阶PMD将对系统的传输起到较大的作用。
　　
　　四是光纤的非线性效应。主要包括受激喇曼散射（SRS）、受激布里渊散射（SBS）、交叉相位调制（XPM）、四波混频（FWM），对光传输的影响间接通过其他参数，如色散、输入光功率等参数体现出来。非线性效应只是现在才显得重要。由于现在光纤系统多用于长距离传输，需要提高光强。但强光实际上会改变光纤的折射率，导致光信号在光纤中传输时产生相位调制。而相位调制又会引起光脉冲的频率成分的变化，导致脉冲的展宽，最终限制了系统的带宽。
　　
　　对于大容量长距离WDM系统，我们希望通过增加入纤功率以达到同样OSNR前提下的更长的再生距离，从而减少系统成本和复杂性。但是强光会改变光纤的折射率，导致光信号在光纤中传输时产生相位调制。而相位调制又会引起光脉冲的频率成分的变化，导致脉冲的展宽，最终限制了系统的带宽。

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