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适用于CD的按波长补偿方案

导读: 适用于 CD 的按波长补偿方案

Francis Audet,EXFO光业务部高级产品经理


带宽从 10 Gbit/s 增加到 40 Gbit/s 满足了更快速度的需要,不过随着这种增长出现了一系列问题。如同本系列中探讨的那样,出现的主要问题是色散 (CD) 的增加和 CD 容差的下降,这可能造成非线性影响(例如四波混合、自相位和交叉相位调制等)。要解决这些问题,执行 40 Gbit/s 网络时采用 CD 补偿方案至关重要。

诸如 40 Gbit/s 网络这样的高速网络携带密集波分复用 (DWDM) 信号,其中每个波长都有不同的 CD 系数。因此,补偿平均值将造成大量和随机的过补偿,最糟的是补偿不足。因为 CD 和 CD 容差之间的关系非常紧密,应用的补偿必须恰到好处,以便信号以可用的格式到达接收器。

我们知道,CD 容差取决于许多因素,例如比特率和通道数等等。总全光距离和光纤类型表示需要补偿的精度水平。此外,输入功率是非线性影响的主要因素,因此较高的功率必须附带受控的非零剩余色散。克服 CD 的调制格式在我们之前的文章(CS-RZ、双二进制和 DPSK)中讨论过了。


图 1:完美补偿斜率与平均值对比的眼图。

补偿方案40 Gbit/s 的 CD 补偿可考虑使用两种主要方案,这两种方案都必须确保按波长的可调补偿。尽管比使用负光纤技术更加复杂和昂贵,但是这些方案可以按波长量身定制准确的所需值,并且在光纤内的色散发生变化(例如温度变化导致)时可以更改。

方案 1:许多粗糙补偿器和一个可调补偿器
最简单的方案(图 2 所示)由每个再生站点的一个粗糙补偿器组成,以便为 CD 提供合理的值,然后在接收器前放置一个可调补偿器。因为累积 CD 的范围会有所变化,因此可调色散补偿模块 (DCM) 扮演着至关重要的角色,并且必须有广泛的可保持范围。


图 2:粗糙 - 1500 ps/nm 在末端每个站点带有一个可调补偿器。

这种方案的缺点出在可重新配置的光学分插复用器 (ROADM) 身上。通过 ROADM,带有非优化补偿的波长会重新路由到其他网络上,或者以不同的位置/时间进入您的网络,并带有不同的 CD。如果它们提供可调的所需范围(因为非补偿波长可进入网络),这甚至会对接收端的可调模块造成更多压力。

方案 2:每个站点安装可调补偿器
更加强大却更为复杂和昂贵的方案,是在每个站点安装可调补偿器,确保丢弃和添加的波长始终在已知 CD 范围内。

负预啁啾众所周知,正确调整负预啁啾可消除 CD 造成的脉冲传播。负预啁啾涉及红移(信号向长波长方向移动)高频和蓝移(信号向短波长方向移动)低频。这允许脉冲在达到 CD 的最大可接收级别前行进更长的距离,如下图中所示:


图 3:在负预啁啾模拟中,功率和色散作为距离的函数。
下图显示应用负预啁啾后距离的增益,以及在每个 DCM 站点中的过补偿:

图 4:距离和启动条件的对比。
正如我们在本文中看到的,负预啁啾是一种非常有用的补偿方案,尽管它有一些限制且负预啁啾必须应用某些种类的补偿。

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