[發明專利]一種高速光纖光傳輸系統

在審

• 申請號: 201410500163.6
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104320192A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 戴睿;杜書;張穎;楊鴻昌;徐亮;王海濤;陳少磊
• 申請（專利權）人: 國網四川省電力公司信息通信公司;國家電網公司
• 主分類號: H04B10/2525
• 分類號: H04B10/2525
• 代理公司: 北京恒都律師事務所 11395
• 代理人: 李向東

技術領域

本發明涉及通信領域，特別涉及一種高速光纖光傳輸系統。

背景技術

通信與網絡技術的突飛猛進，不僅在許多應用領域刺激了人們對高新技術需求的渴望，而且正在深層次上轉變人們的思想觀念，尤其在電力專網上，近年來通信網絡所傳送的業務由原來單一的話音通信發展到現在的承載保護、安穩、辦公自動化、會議電視、遠動等信息。在光傳輸系統中，限制光纖通信高速率、長距離傳輸的主要因素是光纖的衰耗和色散。近幾年光纖衰耗解決技術已得到提升，色散受限對高速光纖通信的影響顯得更為突出，特別是在高速率、長距離的光纜傳輸環境下，色散受限系統對傳輸信號的影響更為明顯。

光纖色散大大限制了高速光纖通信系統傳輸的距離，故對高速光纖通信系統進行的色散補償變得十分必要。目前色散補償技術主要有光纖型色散補償技術和光柵型色散補償技術。

色散補償光纖(DCF，Fispersion?Compensating?Fiber)是一種特制的光纖，其色度色散為負值，恰好與G.652光纖相反，可以抵消G.652常規色散的影響。在實際應用中一般采用DCF基本模塊，其色散值約為-340ps/nm，按G.652光纖的色散系數17ps/nm·km計算，每個DCF基本模塊可以補償20km的傳輸距離，DCF基本模塊可以根據需要進行組合，成為更長距離的色散補償模塊(DCM，Dispersion?Compensating?Module)，其補償距離為20km的整數倍。但DCF有較大的插損(每個DCF基本模塊的插損約3dB)，需要利用光放大器的多余增益來補償。

色散補償光柵(DCG，Dispersion?Compensating?Grating)是近年來發展起來的色散補償技術，其基本原理是：使群速率高的譜分量多繞一段距離，群速率低(傳播得慢)的譜分量少經過一段距離，從而使得反射后到達對端的時間相等，就抵消了由于時延造成的色散效應。其優點有色散補償量大、體積小、插損小、成本低、不受光纖非線性效應的影響等。

目前色散補償主要通過色散補償光纖技術和色散補償光柵進行補償，但是在整個高速光纖通信系統內部不具備隨著系統變化而計算色散補償量的模塊，因此補償量是固定的，而隨著高速光纖通信系統部件老化或者某些偶然干擾，色散補償量都會波動，這就造成高速光纖通信系統的不穩定。

發明內容

本發明針對上述問題，提供一種高速光纖光傳輸系統，其具有色散補償模塊，該色散補償模塊具有色散補償量計算模塊，計算系統內瞬時色散補償量，解決色散量波動造成高速光纖光傳輸系統不穩定的技術問題。

色散分為色度色散與偏振色散兩大類，文章重點討論色度色散的問題。在實際應用中，各種色散以復雜的關系結合在一起，共同決定了光纖色度色散的大小。

所謂色度色散是指入射到光纖的光脈沖經光纖傳輸以后，出射端光脈沖將發生時間展寬的現象。色度色散按產生原因的不同，又可以分為：模式色散(模間色散)、材料色散、波導色散和偏振色散。后兩者都與光波長有關，所以又統稱為“波長色散”或“模內色散”。

1)模式色散：多模光纖中，不同模式之間群速率不同而產生的色散。對單模光纖來說，因為光纖尺寸可以同光波長相比擬，所以光纖只允許一種模式在其中傳播，不存在模式色散的問題。

2)材料色散：由于光纖材料折射率隨光波長(頻率)而變引起的色散。

3)波導色散：光纖某一模式對不同波長群速率不同、傳播常數不同而產生的色散。4)偏振色散：單模光纖中，由于光纖雙折射使兩個正交偏振模和產生時延差而出現的色散。

模式色散僅存在于多模光纖中，比材料色散與波導色散之和還要高幾十倍，所以在多模光纖中其材料色散與波導色散可以忽略不計。單模光纖因基本上不存在模式色散，其色度色散主要由材料色散、波導色散構成，所以適合于進行大容量傳輸。

在光纖通信中為了使光源器件發出與信息電脈沖相應的光脈沖流，需要對光源發出的光波進行調制。目前，半導體激光器信號的調制方式有直接調制和外調制2種。

直接調制方式就是用電脈沖信號直接去改變光源的工作電流，從而使光源器件發出與電脈沖信號相應的光脈沖：即在數字電信號為“1”的瞬間，光發送機采用一個“傳號”光脈沖；在數字為“0”的瞬間，光發送機不發光即為“空號”。外調制方式就是讓光源連續發光，在其外部用電信號間接地控制光源所發出的光，從而獲得與電脈沖信號相對應的光脈沖流。