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FBG和DCF在10G DWDM系统中的实验比较
发布时间:2012-12-06   点击次数:2108次

 北京锦坤科技有限公司www.jonkon.com.cn

摘要: 我们实验比较了宽带FBG和传统色散补偿光纤DCF在525KM 40×10Gdwdm系统中性能。这里提出了采用FBG补偿的优化配置方案。
引言:
  近年来啁啾光纤光栅FBG已经被确定为减小色散效应的一种可行方案[1-3]。FBG补偿方式的主要优点包括:低插入损耗,低非线性效应以及体积小。典型地,FBG色散补偿的应用在过去主要局限在通道数较少的系统中,这是由于把大光栅链拼接在一起而保持低插入损耗是非常困难的。基于超结构取样光栅的多通道啁啾FBG的出现消除了FBG的这种应用局限,为其在DWDM系统中实际有效应用开辟了道路。宽带FBG的可能应用领域为新兴城域和短距区域网应用,所覆盖的距离zui高为500km。到目前位置,还很少有关于这个距离范围内的zui佳色散补偿技术的评价报道。
  在这篇文章中,我们比较了光纤和FBG为基础的色散补偿技术,分析了40个100G间隔的10G通道525km SSMF传输性能。评价了FBG色散补偿模块几种不同系统配置的特性,并和典型的DCF方案做了比较。结果表明,和DCF短距应用相比,通过广范地取消中间阶段放大器, FBG可以提供优越的色散补偿性能。可是,部署混合的单段放大器和中间阶段放大器,可能能够有效地获得zui佳系统性价比。


实验配置
  我们通过图1所示的配置来评价FBG的性能。终端包括40个100GHz间隔的C带通道,传输线路为7段75km光纤段。每个光纤段包含可变衰减器来平衡损耗。具体的测试配置如下:

(i)分布式中间段补偿(Distributed Mid-Stage Compensation)
  该配置允许zui直接的比较FBG和DCF技术。图中标明DCF模块和其有效的SSMF补偿长度。接着6个84km DCF用等效的FBG来取代,但是维持恒定的中间段损耗。
(ii)分布式单段补偿
  FBG的插入损耗为2.30.5dB,而DCF的插损为8.10.5dB,为了利用FBG低损耗特性,FBG被移到每跨段的开始位置,中间段放大器由具有相同增益的单段放大器取代,这减少了每个EDFA的噪声指数1dB.
(iii)集总式中间阶段补偿)
  3dB跨段损耗的增加(ii)需要更高的输出功率以维持相同的OSNR。为了避开这个问题,我们评价了在终端放置所有FBG色散补偿器的性能,在这个配置中,RX和TX放大器分别包含补偿273km和252km色散的补偿器件。图2表明DCF和FBG色散补偿方案的剩余色散非常接近。我们目标为欠补偿~0.2ps(nm.km),这允许补偿传输中的SPM。

 图3显示了四种不同配置的结果,Q2 为所有波长的平均值,显示了总的性能趋势,正如期望的那样,中间段FBG补偿配置和使用DCF具有相似的趋势,在由传输光纤的非线性导致的高功率滚降之前,这两种情况的Q值和发射功率几乎成线性关系。可以看出,由于在DCF中有很大的非线性作用,分布式FBG的性能劣化出现的比DCF要晚的多。
  当FBG放在跨距之前(配置ii)由于入射传输光纤的光功率较低,我们看到性能和功率之间有更好的线性关系,由于7个跨距中有5个跨距的线路衰耗比其他两个多3DB,性能出现劣化,但由于单级放大改善了噪声指数,可以抵消这个劣化。可以看出提高发射光功率可以提高性能,但这通常并不是经济有效的方式。
  zui后一种情况,当FBG 被集中用在两个终端放大器的中间(配置iii),在低发射光功率时具有较好的性能,该方式结合了单级放大系统的低噪声和低跨距衰耗,使性能得到改善。我们看到这个配置的发射功率允许比采用传统的DCF小4dB,而只有0.5dBQ 代价。图4显示了这种zui佳FBG配置的接收光谱,OSNR和眼图。这表明了在更高的信道发射功率时,眼图闭合,而此时分布式色散补偿有更优越的性能。

结论
  比较了DCF和多通道啁啾FBG四种配置在40个10G 通道525公里SSFM传输性能,DCF和FBG在分布式色散补偿时有相似的性能。在传输跨段中添加FBG是可行的,因为FBG具有低插入损耗,允许采用更便宜,低噪声指数,单级放大器。但减少的放大噪声不足以抵消由于增加跨距衰耗而引起的代价。把FBG集中在终端放大器的中间,在其他地方采用一级放大,可以在放大器成本,性能和发射功率之间获得zui佳折中平衡。

 北京锦坤科技有限公司www.jonkon.com.cn

 

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