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标题: 光传输学习30天 [查看完整版帖子] [打印本页]

时间: 2016-11-1 22:16

作者: 公羽水龙 标题: 光传输学习30天

注册论坛好多年了那年还在上大学，很少登陆上来，一般都是不登陆的浏览一下，今天立个帖子督促自己学习一下，悄悄的自己学习一下。
   还剩30天倒计时
   今天先了解了解色散
   当光纤的输入端光脉冲信号经过长距离传输以后，在光纤输出端，光脉冲波形发生了时域上的展宽，这种现象即为色散。
对于10 Gbit/s速率以下的系统，色散主要是指色度色散。因为偏振模色散的影响没有色度色散明显，所以实际工程中主要考虑色度色散。色度色散：可使用固定色散补偿光纤，例如DCM模块，实现全谱色散斜率匹配补偿。40 Gbit/s非相干网络需要考虑色度色散和偏振模色散。色度色散：可使用固定色散补偿光纤，例如DCM模块和DCU单板，实现全谱色散斜率匹配补偿。偏振模色散：工程设计时，需计算端到端的PMD值，通过预留OSNR余量的方式解决PMD色散。说到这里OSNR这个我第一次根本不知道是啥，后来才知道是信噪比，OSNR 与误码率 (BER) 之间存在直接关系，其中 BER 是衡量传输质量的终极值。光信噪比的定义是在光有效带宽为0.1nm内光信号功率和噪声功率的比值。

时间: 2016-11-1 22:16

作者: 公羽水龙

说起这个OSNR还得再说说，不然后面就忘了说了
光信号的功率一般取峰值，而噪声的功率一般取两个相邻通路中间点的功率电平。
对于WDM系统传输来说，目前对传输距离造成限制的主要因素是：光信噪比OSNR、色散和非线性。色散的问题可以通过色散补偿光纤完成。光信噪比OSNR的受限是通过RAMAN放大器、超强FEC技术的引进而解决的。前年有个哥们儿安装好拉曼了发现有个板卡状态不对，拔了板卡发现后背板针歪了，用小一字去挑了一下，直接断了.......

光信噪比OSNR是光纤信号与噪声的比值。OSNR的大小决定了信号质量的优劣。一般对于10Gbit/s信号接收端要求在25dB以上(没有前向纠错编FEC技术时)，光信噪比在WDM系统发送端一般有35～40dB，但是经过第1个光放大器后，信号OSNR将有比较明显的下降，以后每经过一个光放大器EDFA，OSNR都将继续下降，但下降的速度会逐渐放慢。劣化主要原因在于光放大器在放大信号、噪声的同时，还引入了新的ASE噪声，也就是本放大器的噪声，使总噪声水平提高，OSNR下降。下降速度逐步放慢的原因在于随着线路中级联的放大器数目增加，“基底”噪声水平提高，仅增加一个EDFA ASE对总噪声水平的影响不大。就好像二分之一变成三分之一变成四分之一，的差距到后面的一万分之一变成一万零一分之一的差别，有点夸张啊

EDFA的噪声系数决定了系统ASE噪声的积累速度。目前商用化EDFA噪声系数为5～7dB，要解决光信噪比OSNR受限问题，必须降低光放大器的噪声系数。为了克服噪声的积累，在超长距传输环境下，引入了一种特殊的放大器——喇曼放大器，降低了光放大器的噪声系数和噪声累积速度，大大延伸了光电信号的传输距离。

时间: 2016-11-1 22:38

作者: 公羽水龙

今天不早了还是说说色散，不敢扯远了，信噪比太多了。

色散的单位ps/nm，有人问这个和dB有什么关联呢？说实话没啥关联，-17dB的光和-10dB的光的色散有可能都一样。

时间: 2016-11-1 22:40

作者: goodhaha

祝楼主能早日修成正果。。。

时间: 2016-11-1 22:45

作者: 公羽水龙

说完色散得说说这个光纤，G.652和G.655的
G.652光纤：（色散未移位光纤）
应用最广泛的光纤，具有1310nm和1550nm两个窗口，1310nm处色散小但衰耗大，1550nm处衰耗小但色散大。
G.655光纤：（G.653光纤改进版）
将零色散点移位到1550附近，而不是象G.653一样移位到1550上，消除了四波混频，适用于WDM系统。
说实话也就WDM系统这么关心色散了，搞了这么多年的SDH从来没关心过色散，只关心衰耗。
色散中主要还有个色散系数，我个人感觉就是每传输一公里的光色散大小，百度一下是下面的内容了
σ= δλ*D*L

其中：δλ 为光源的均方根谱宽，D(λ ) 为色散系数，L 为长度，现在的单模光纤色散系数一般为20ps/km.nm ，光纤长度越长，则引起的色散总值就越大。色散系数越小越好，，因色散系数越小，根据上式可知，光纤的带宽越大，传输容量也就越大。所以，传输2.5G 以上光信号时，要考虑光纤色散对传输距离的影响，最好采用零色散的G.653 光纤传输，但光纤色散为零时，传输WDM 波分光信号会产生四波混频等非线性效应，所以色散要小，但不能为零，最终采用的光纤为G.655 光纤来传输10G 的光信号和WDM 波分复用信号。对于单模光纤，其带宽系数在25GHz.km 以上，但多模光纤的带宽系数一般在1GHz.km 以下。所以，多模光纤一般用于622M 以下短距离的通信，而单模光纤可用于多种速率的通信。

ITU-T G.652 建议规定零色散波长范围为：1300nm~1324nm ，最大色散斜率为0.093ps/（nm 2 .km ），在1525~1575nm 波长范围内的色散系数约为20ps/（nm.km ）。

ITU-T G.653 建议规定零色散波长为：1550nm ，在1525~1575nm 区的色散斜率为0.085ps/（nm 2 .km ）。在1525~1575nm 波长范围内的最大色散系数为3.5ps/（nm.km ）。

G.655 光纤在1530~1565nm 范围内的色散系数在绝对值应处于0.1~6.0 ps/（nm 2 .km ）。

时间: 2016-11-1 22:50

作者: 公羽水龙

15ps/nm.km的意思是：波长相差1nm的信号通过1km的光纤后，两个信号的到达时间相差15ps 这样就好理解点了。

时间: 2016-11-2 07:31

作者: shenqiang

赞！！

时间: 2016-11-7 21:15

作者: 公羽水龙

唉，最近TM的忙的都顾不得写下去了。

时间: 2016-11-7 21:25

作者: 公羽水龙

本来想研究看看100G传输了，不过突然看到这个了，粘贴一下。以后忘了回来还能查查。
用于传输网建设的主要光纤有两种，即G.652常规单模光纤和G.655非零色散位移光纤。
　通常G.652单模光纤在C波段1530nm～1565nm和L波段1565nm～1625nm的色散较大，一般为（17～22）ps/nm·km。在开通高速率系统如10Gb/s和40Gb/s及基于单通路高速率的WDM系统时，可采用色散补偿光纤来进行色散补偿，使整个线路上1550nm处的色散大大减小，使G.652光纤既可满足单通道10Gb/s、40Gb/s的TDM信号，又可满足DWDM的传输要求。但DCF同时引入较大的衰减，因此它常与光放大器一起工作，置于EDFA两级放大之间，这样才不会占用线路上的功率余度。
　
   G.655光纤的基本设计思想是在1550nm窗口工作波长区具有合理的较低的色散，足以支持10Gb/s的长距离传输而无须色散补偿，从而节省了色散补偿器及其附加光放大器的成本；同时，其色散值又保持非零特性，具有一个起码的最小数值，足以抑制非线性影响，适宜开通具有足够多波长的WDM系统。第二代的G.655光纤———大有效面积的光纤和小色散斜率光纤也已经大规模应用，前者具有较大的有效面积，可以更有效地克服光纤非线性的影响；后者具有更合理的色散规范值，简化了色散补偿，更适合于L波段的应用。两者均适合于以10Gb/s为基础的高密集波分复用系统。
　　
　从技术实现的角度来看，G.652光纤和G.655光纤对于单通路速率为2.5Gb/s、10Gb/s的WDM系统都适用，根据设备制造商的系统设计不同，均可达到较好的性能。对于通路非常密集的WDM系统，G.652光纤对于非线性效应的抑制情况较好，而G.655光纤对于FWM等非线性效应的抑制较差，此时仅从性能角度来看，G.652光纤具有较大的优势。综合这两种光纤应用的成本来看，采用G.652光纤开通基于2.5Gb/s的WDM系统是最经济的选择，因此，对于基于2.5Gb/s及其以下速率的WDM系统，G.652光纤是一种最佳选择；对于基于10Gb/s及更高速率的WDM系统，G.652和G.655光纤均能支持；对于通路非常密集的WDM系统，G.652光纤承载的系统在技术上有较好的优势。总之，我们在考虑光纤选型时应综合性能及成本等多方面因素

时间: 2016-11-7 21:43

作者: 公羽水龙

这个图片网上估计不能轻易找到，感谢华为！如果侵权了回帖告诉我我删图。
图片里表示的就是提升传输距离和速率后相应提高了的各种问题。
OSNR要求提高
超长距离波分传输系统，采用光放大器来克服光纤损耗的同时，势必也会增加拍频噪声对光信号的影响。在速率提升时，光接收机的电带宽也需要随之而线性增加，使得接收光信号时不至于产生严重的滤波失真现象。而更宽的接收机电带宽将使得更高功率的拍频噪声进入接收机的判决电路，从而会造成误码率的增加，以及OSNR要求的提升。

色散容限降低
光信号在光纤中的色散（CD）效应来自调制光信号的光谱中的不同频率成分在光纤中的传输速度不同，从而导致承载业务信号的一串光脉冲发生畸变，导致相邻光脉冲之间的码间干扰，从而产生误码。

对于100G传输，色散容限问题已经成为严重的问题，而传统的光学色散补偿的方法已经不能克服色散容限降低带来的危害，必须采用更新的补偿措施，才能使100G传输成为可能。

PMD容限降低
偏振模色散（PMD）也会导致光脉冲的码间干扰，进而导致误码和系统代价。

在100G传输系统中，PMD容限也称为一个非常严重的问题，常规的强度调制-直接检测（IM-DD）码型调制及接收方式无法满足系统设计要求，在技术上必须寻找新的解决方案。

光纤非线性效应增强
一般而言，光信号的调制速率越高，对光纤非线性效应的忍耐程度越低。光纤非线性效应的强弱与入纤光功率、光信号的光谱宽度、调制码型特性、光纤色散系数以及跨段数目均有关系。而一些特殊的码型调制技术，如相位调制、RZ码型调制等，有利于增强传输码型对光纤非线性效应的抵抗能力。

带宽限制因素
要实现112Gbit/s的速率的NRZ-OOK（开关键控）信号的产生和探测，要求光调制器和接收机，包括电驱动器、Mach-Zehnder调制器、PIN等光电器件的带宽也要接近70GHz，这在目前的光电器件的工艺上很难实现，且器件成本也很高。

此外，如果采用112Gbit/s的基带数据速率，100G光信号的光谱会很宽，无法实现50GHz间隔WDM传输，以及ROADM级联的滤波代价要求。
为了克服上述物理限制因素的挑战，达到100G/40G高速业务传送需求，需要考虑的应对策略如下：
降低光谱宽度，提高单位光谱带宽上的比特速率，在满足线路高速传输速率的同时，保证各信道之间光谱不会交叠导致产生误码及其他传输代价、同时降低系统非线性的影响。
采用OSNR要求更低、抵抗传输损伤能力强的调制码型。
采用光学数字信号处理，克服光纤色散效应和PMD效应的危害。

附件: tc_wdm_100g_0015_fig01.png (2016-11-7 21:38, 104.94 KB) / 下载次数 1
https://www.txrjy.com/forum.php?mod=attachment&aid=MzAyNjYyfDIxZTE4NzQ4fDE3MzIwOTE4MTB8MHww

时间: 2016-11-7 21:54

作者: 公羽水龙

针对以上的情况，华为的相干传输方案隆重登场！

在不降低线路速率的基础上，将光信号的波特率降低一半，从而可以将光信号的光谱带宽降低一半，从而克服传输器件带宽限制。
降低OSNR要求和光纤非线性危害。
提供比非相干系统更高的OSNR以及更高的接收机灵敏度。
相干接收技术探测出光信号各偏振分量的电场，并通过“ADC”采样+“DSP”处理技术实现色度色散和PMD效应的补偿，提升系统色散容限、PMD容限。
进一步降低系统的OSNR要求。

时间: 2016-11-7 22:09

作者: 公羽水龙

貌似相干系统不需要色散补偿了

时间: 2016-11-7 22:12

作者: 公羽水龙

不早了明天还得早起收货去....苦逼的现在外面零下十几度，宾馆家里快三十多度了热死了

时间: 2016-12-18 13:01

作者: 383512287

大赞一个

时间: 2017-11-22 09:51

作者: seazon

感谢分享学习下一下

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