本科毕业设计__40g波分技术在海缆系统上的应用.doc

摘要 阐述了海缆引入40G波分技术的必要性，在同等物理条件下40G相比10G波分的主要技术限制：一、偏振模色散（PMD）劣化4倍；二、光信噪比(OSNR)劣化4倍；三、色度色散容限降低16倍；四、非线性效应变的非常明显。随后，以APCN2（亚太II号）海缆为例，介绍实际运用中海缆采用的新技术：一、调制编码技术（RZ-DQPSK）用于降低光信噪比(OSNR)，偏振模色散（PMD），非线性，色散的限制。二、动态色散补偿技术用于提高色散容限，消除色散窗口代价。三、带外EFEC技术用于克服自身白噪声的纠错能力提高OSNR。四、1段G.652常规光纤(SMF)加7段大有效面积光纤（LEAF）的组合和终端设备中通过使用色散补偿模块（DCM）来进行色散整体（BATCH）补偿、波段（BLOCK）补偿，单波（INDIVIDUAL）补偿的方式使得DWDM中各个波长均获得各自理想的色散补偿值，用于提高系统的PMD容限。简要概述由于色散补偿给系统所带来的光功率衰减可以通过掺饵光纤放大器（EDFA）予以消除，使得传输效果达到最佳。最后对于海缆系统单波从40Gb/s向100Gb/s的发展可能碰到的技术限制以及解决方案予以展望。 关键词：色散，非线性效应，动态色散补偿，调制编码 缩写与术语： DWDM: dense wave division multiplex 密集波分复用 DCF : dispersion compensation fiber 色散补偿光纤 DCM : dispersion compensation module 色散补偿模块 PMD : polarization mode dispersion 偏振模色散 SMF： single mode fiber 单模光纤 DSF: dispersion shift fiber 色散位移光纤 LEAF: large effective area fiber 大有效面积光纤 APCN2: Asia－pacific cable network2 亚太II号网络 EDFA：Er-dropped fiber amplifier 掺饵光纤放大器 FEC：Forward Error Correction 前向纠错 OSNR：Optical Signal Noise Ratio 光信噪比 OOK：On-Off Keying 闭启键控 DPSK：Differential Phase Shift Keying 差分相键控Differential Quadrature Reference Phase Shift Keying 四相相对相移键控自从1985年世界上第一条海底光缆问世以来，海底光缆的建设在全世界的得到了蓬勃的发展。海底光缆以其大容量、高可靠性、优异的传输质量等优势，在通信领域，尤其是国际通信中起到重要的作用。由于海底光缆系统是应用于特殊的物理环境中的光通信系统，与陆地光缆系统相比相应的系统设计更加复杂，面临的技术难题更多。另外，由于海底光缆系统设计容量大、建设期长，其技术发展比同期陆地光缆系统相比一直保持领先。必须不断提高光纤通信系统的传输容量才能满足信息传送量增长的需要随着路由器有了10G的端口，传送网应该比路由器接口速率高4倍，这样组网效率较高在这样的前提下40G。 40G传输技术的技术难点 40G WDM系统主要需解决光传输性能和高速电信号处理的问题。与已实用的10G WDM系统相比，40G WDM系统对光传输性能的要求更高 §2.2偏振模色散（PMD） 偏振模色散与波长色散发生的机制不同，但是对系统性能具有同样的影响。也有人将偏振模色散称为单模光纤中的“多模色散”。偏振是与光的振动方向有关的光性能。光纤中的光传输可描述为完全是沿X轴振动和完全是沿Y轴上的振动或一些光在两个轴上的振动，每个轴代表一个偏振模，两个偏振模的到达时间差称为偏振模色散PMD，光纤的PMD系数表示的单位为ps/.造成单模光纤中的PMD的内在原因是纤芯的椭圆度和残余内应力。它们改变了光纤折射率的分布，引起相互垂直的本征偏振以不同的速度传输，进而造成脉冲展宽；外因则是成缆和敷设时的各种作用力，即压力、弯曲、扭转及光缆连接等都会引起PMD。为使PMD功率代价小于1dB，ITU-T提出光路的PMD不能超过1/10比特周期。转换成最大PMD为10ps来支持10Gbit/s信道速率, 2.5ps来支持40Gbit/s信道速率。 §2.3光信噪比（OSNR） 系统中光放大器产生的放大自发辐射（A