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发信人: zjliu (秋天的萝卜), 信区: Physics
标  题: ( 34 )G.655b新型非零色散位移光纤
发信站: 哈工大紫丁香 (Sat May 10 14:07:10 2003) , 转信

G.655b新型非零色散位移光纤
Jim Ryan 著 赵锋 译
业务提供商迫切地希望部署通道间隔比现有100GHz更密集的系统，这样他们就能在一根
光纤上安排更多的通道，从而获得更多的利润。
然而，要想进一步缩短通道间隔，就必须要克服用来连接新的DWDM系统的光纤本身的局
限性。当使用像现有的非零色散位移光纤（NZDSF）这样的低色散光纤时，通道间隔越密
，就越容易产生交叉通道非线性失真（四波混频和交叉相位调制）。如果在现有光纤上
部署这些系统，那么减少非线性失真的唯一办法就是缩短再生器之间的间隔距离。而这
样做将会抵销掉减少通道间隔所带来的成本降低。
新的光纤类型
目前更为实际且经济有效的解决方案是采用一种新的改进了的NZDSF光纤（A-NZDSF），
这种光纤符合最新的国际电联的G.655 NZDSF标准。G.655b针对上述问题进行了修改，它
克服NZDSF光纤对DWDM系统使用50GHz和25GHz通道间隔所表现的局限性（图1）。
在90年代中期DWDM刚刚投入商用的时候，由于网络中铺设的光纤是0-DSF光纤（在1550nm
色散为0的色散位移光纤），因此如何使DWDM在这样的光纤上正常运行就成为了厂商和运
营商所要面对的一个主要问题。令他们不安的是，所有减少色散以提高1550nm窗口单通
道传输能力的努力都会带来一个问题：如果光纤中没有合适的色散，那么交叉通道非线
性失真就会很严重。
为了更好地适应DWDM，ITU于1996年通过了有关NZDSF的G.655标准。该标准将零色散点移
出了DWDM工作的1530nm至1565nm窗口并规定在1565nm的最大色散值为6psec/nm-km。这样
的色散已经足以抑制C波段中由于DWDM系统使用100GHz通道间隔而引起的非线性失真，随
着通道间隔的缩小，商用光纤中所需的最小色散将会成倍地增长。
当系统使用了50GHz的通道间隔时，当初导致G.655标准出现的问题又浮现了出来。因此
，ITU于2000年10月对G.655标准进行了修订。随着未来更高密度的25GHz通道间隔的出现
，ITU将会需要为此制定更新的标准。为了获得最优的传输性能必须进行折衷（图2）。
在一个极端，由于通道间隔的更加密集，较低的色散会带来更多的非线性失真；而较高
的色散则需要更多的补偿，并且对于40Gb/s的系统还要考虑自相位调制的问题。这两方
面的问题必须要得到适当的平衡。
G.655b中描述的新光纤类型在C波段的末端允许的最大色散值为10psec/nm-km，这样就能
够更好地抑制由于通道间隔缩小而增加的非线性失真。在1550nm，典型的色散值为8psec
/nm-km。这样的色散足以使非线性失真最小化，同时它又不会增加色散补偿的需求并能
使40Gb/s系统的部署更为容易。A-NZDSF将会给正在部署或升级长途或城域网的运营商带
来很多好处。
获得新的回报
A-NZDSF较高的色散甚至能允许现有的100GHz DWDM系统延长其传输距离，从而降低系统
的成本。这是由于在非线性失真被充分抑制的情况下，限制传输距离的因素是光信噪比
（OSNR），而通过加大通道的功率和采用低非线性光纤就能获得更好的OSNR。采用这样
的光纤，通道间隔为50GHz的DWDM系统也可以延长其传输距离了。
与标准的长途NZDSF光纤相比，新的光纤具有较低的非线性失真，因而它能在成本较低的
C波段承载更为密集的通道，这样就可以暂缓使用更为昂贵的L波段。能使标准的NZDSF在
C波段承载更多通道的唯一办法是减少每个通道的驱动功率并限制放大器的数量，而这样
做的后果是缩短了无信号再生时的最大传输距离。
A-NZDSF能在C波段承载多达160个通道间隔为25GHz的10Gb/s通道，而典型的NZDSF在C波
段最多只能承载80个通道间隔为50GHz的通道。其余的80个通道必须在L波段上进行传输
。由于在每一个信号放大处同时需要C波段和L波段放大器，因此在C波段和L波段各承载8
0个通道的成本几乎是在C波段承载全部160个通道的两倍（图3）。
A-NZDSF还特别适合于优化城域网和长途网中的光纤性能。由于在长途网和城域网中使用
了特征相似的光纤，因此运营商能在两个网络间实现无缝的、复杂度较小的光纤转接。
符合G.655b标准的光纤的色散还不到标准的单模光纤（SMF/ITU-G.652）的一半。在1550
nm，SMF的色散为17psec/nm-km，而A-NZDSF的色散只有8psec/nm-km。这对于在城域环中
使用波长路由十分重要，因为沿整个环（而不仅仅是每一段）所产生的失真将会妨碍运
营商有效地选择波长路由。一个使用了G.655b光纤的10Gb/s环在没有补偿模块的情况下
最长可达200公里，而SMF环每80公里就需要加一个补偿模块，因此，在选择波长路由方
面，前者比后者更具优势。
A-NZDSF较高的色散值和较低的色散斜率相结合还能够带来另一个好处。它在S波段以下
的色散为零，而在1440nm以上的色散为正，从而使DWDM在S、C和L波段上都能兼容。
根据G.655b的要求，适用于C波段和L波段的光纤需要选择正的色散值。此外，正色散补
偿器更容量买到。另一方面，负色散光纤通常采用性能指标（色散/衰减）较差的SMF光
纤加以补偿，这将会给系统引入较高的损耗并因此减少系统的传输距离。
高速率的好处
在使用40Gb/s系统时，必须要考虑异乎寻常的挑战。对于DWDM必须设法使交叉通道非线
性失真最小化，而对于更高的速率则需要控制自相位调制失真。像SMF这样色散很高的光
纤对于交叉相位调制更为敏感。A-NZDSF实现了理想的色散平衡——对于好的交叉通道非
线性管理来说色散足够高，而对于自相位调制控制来说色散又足够低。将色散保持在标
准SMF的一半，A-NZDSF就能在部署40Gb/s网络时大幅度减少成本和系统设计的复杂性。
典型的40Gb/s系统的色散容限很低，并要求纠正每个通道的色散斜率以使信号到达接收
机时具有相同的累积色散。与其它的NZDSF相比，A-NZDSF具有足够大的色散值，因此要
达到100％的端到端色散斜率校正更为容易且成本更低。由于色散和色散斜率都需要通过
色散补偿模块（DCM）来校正，因此A-NZDSF较高的色散就需要稍微多一些的DCM以获得更
多的色散斜率补偿。
现在正在部署通道间隔为50GHz的DWDM系统，与此同时设备厂商即将推出通道间隔为25GH
z的系统。希望能从中获利并降低成本的运营商可以将上述DWDM与符合最新的ITU-G.655b
标准的高色散光纤结合使用。
A-NZDSF较高的色散有利于减少交叉通道非线性失真，从而能在成本较低的C波段上安排
更多的通道，从而可进一步降低传输成本。由于其色散斜率的纠正度几乎达到而且其自
相位调制可有效管理，它能为未来的40Gb/s系统提供最佳性能。
最近ITU对 G.655做了修订，使用A-NZDSF时不需要再在DWDM的效率和更高速率间进行选
择。这种新光纤的色散特性经过精心选择能同时支持未来的两种演变。
译自《Lightwave》2001.9期《ITU G.655 adopts higher dispersion for DWDM》



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