超長距離波分傳輸技術

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波分傳輸是現在的光纖網絡最常用的骨干網傳輸方式，波分傳輸由CWDM/DWDM波分復用器+EDFA光纖放大器+DCM色散補償器組成，因此波分傳輸是一個系統性的。今天我就在這里分享一下超長距離波分傳輸技術。

一、超長距離傳輸的類型和應用環境

近年來，波分復用技術主要朝超長距離和大容量傳輸兩個方向發展，鑒于超長距離傳輸的市場需求和網絡趨勢，本文將重點集中在長距離傳輸方面，探討超長距離傳輸的解決方案。

超長距離傳輸包括多跨（放大）段的長距離無電中繼傳輸和單跨（放大）段傳輸兩種。從形態特征角度看，前者通常指1000km~3000km無光電轉換的點對點傳輸，后者則是100km~300km的無有源放大或者無中繼點對點傳輸，如圖1所示。從技術實現角度看，多跨段長距離無電中繼傳輸需解決光信噪比（OSNR）、色散（CD）、偏振模色散（PMD）、非線性效應（NL）以及功率均衡等一系列問題；而單跨段傳輸所需解決的問題相對要少很多，一般僅關注OSNR和非線性效應（NL）。從網絡應用角度看，前者應用于常規環境下，可減少無業務上下的電中繼接點數量，大大減輕維護工作量；后者則主要應用于海島之間、沙漠、無人區等受天然障礙制約無法設置有源設備或不便維護的地區。

二、超長距離傳輸相關技術

    超長距離傳輸受到色散效應、非線性效應等物理障礙的限制。為了完成超遠距離傳輸，必須在終端和線路兩個方面采取相應技術進行處理。

1．長距離傳輸的物理限制

    光信號在光纖中進行傳輸，遇到的物理障礙包括非線性效應（NL）、色散效應（CD）、偏振模色散（PMD）和光信噪比（OSNR）限制。其中，非線性效應又包括自相位調制（SPM）、互相位調制（XPM）、四波混頻（FWM）、受激拉曼（SRS）和受激布里淵（SBS）等效應。

色散效應（CD）可以通過增加終端發射單元的色散容限、線路色散補償以及在接收端進行后補償等方法加以克服。而對于偏振模色散（PMD），尚沒有好的商用補償手段，只能采用偏振模色散（PMD）指標好（小于0.1ps/km1/2）的光纖實現長距離傳輸。光信噪比（OSNR）的限制，可以通過降低發射單元的OSNR門限加以解決。

影響長距離傳輸性能的非線性效應主要是自相位調制（SPM），而自相位調制（SPM）的影響是通過與光纖色散效應（CD）相互作用來體現的，即所謂色散圖譜問題。如圖3所示，色散圖譜的變化與傳輸距離有關，隨著傳輸距離的延長，殘余色散曲線向正色散方向移動，色散窗口也同時變窄。

設計單位：深圳市光路在線科技有限公司

設計人：周丹陽

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