色散补偿器的作用及原理

Posted 2021-06-16 波分传输_纤亿通

在光纤传输中， 除了考虑损耗因素， 还有另外一个重要因素会经常被人忽略。 那就是色散。色散是影响光纤通信系统性能的一个重要因素，它是一个主题和性能特征，对于在操作和设计基于光纤的网络的设备时，理解和说明这些色散非常重要。

光纤中的色散是什么？

 将白光束照射到棱镜中时，您会看到该光由彩虹带或光谱组成。这种现象是色散的一个例子。波长为700nm的红光和波长为400nm的紫光在可见光谱的两端。但是，是什么导致不同波长的光彼此分离呢？

 是玻璃！无论是玻璃制成的棱镜还是带有熔融石英玻璃芯的光纤，由于玻璃是一种色散介质，它们都具有将不同波长的光弯曲到不同角度的能力。为了表征光可以传播的玻璃或其他类型的介质，使用了一个参数，称为折射率（或也称为折射率）。该数字是指光通过介质传播的速度。单模光纤的典型折射率约为1.461，这意味着光在真空中的传播速度是光纤中的1.46倍。但是，该值在不同的波长下会略有变化。通常在光学器件中，波长越长，折射率越低（请参见下面的图1）。

 

图1：折射率与波长2

光速的定义是：速度=光速/折射率

结果，由于折射率的差异，在不同颜色的光谱以不同的速度传播的情况下，在上图中，红色的光由于折射率较低而传播得比蓝色的快。在远处，红色和蓝色将进一步分开，因此信号将变宽：

 

图2：脉冲展宽效应3

在更长的距离上，这种小的“分散”最终加在一起，使得当脉冲开始重叠时，接收端无法正确区分两个连续的信号：

 

 

 

图3：重叠信号4

 

如果不加以管理，这会在网络通信系统中造成严重的麻烦，尤其是在快速比特率应用中。 40G系统比10G系统更容易发生色散，因为信号脉冲在信号源处更密集。10G系统可以无故障运行长达100公里，而40G系统无需色散补偿解决方案则可以运行仅几公里。

（应该注意的是，光纤的规格通常会根据组速度而不是相速度来声明组折射率值。结果，折射率值会随着波长的增加而增加。例如可以通过Corning®SMF-28®Ultra单模光纤看到，其中RFI @ 1310nm为1.4676，@ 1550nm为1.4682）

色散补偿模块如何减少色散

色散补偿模块（或DCM）用于补偿单模光纤中的累积色散，色散系数用于表征色散值。常规SMF在1550nm时约为+ 16〜17 ps /（nm * km）。为了适当地管理此问题，DCM使用模块内部的一种特殊类型的色散补偿光纤构建，该色散补偿光纤的色散系数为负值，范围为-30到-300 ps /（nm * km）。

例如，光纤10公里长度的累积色散将为+ 160〜170 ps / nm，因此，为了补偿该色散量，将在链路中添加DCM，以特定的和计算的光纤长度来减少总色散接近0 ps /（nm * km）。深圳纤亿通科技提供优质色散补偿器， 针对G652. G655 光纤， 尤其适用于长距离， 10G 以上速率的信号传输。

 

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