波分基础知识培训

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1、2012/7/11Security Level:HUAWEI TECHNOLOGIES CO.f LTD.Huawei ConfidentialHUAWGI4 p高速信号的调制，传输和接收技术传输参数计算影响波分系统的诸要素波分系统性能的优劣是多个方面因素综合作用的结果传输媒质介绍和分类色散系数 （ps/nmkm）光纤是由圆柱形玻璃纤芯和玻璃包层构成最外层是一种弹性耐磨的塑料护套整根光纤呈圆柱形。光纤说明G.652光纤大量铺设，传高速信号需色散补偿：G.653光纤：1550nm波长区混频严重.不适合DWDM；G.655光纤：1. 1550nm波长区具有最小色散和衰减适合DWDM系统高速信号传输

2、;2. True Wave真波光纤（正色散区的SPM效应有利于传输）；LEAF 大有效面积光纤（克服非线性效应）；HUAWEI TECHNOLOGIES C0.f LTD.Huawei ConfidentialPage 3&殄 HUAWGI光纤损耗光纤的损耗主要取决于吸收损耗、散射损耗、弯曲损耗三种损耗。 衰减系数什么是色散HUAWEI TECHNOLOGIES C0.f LTD.Huawei ConfidentialPage 7&殄 HUAWGI光纤的色散指光纤中携带信号能量的各种模式成分或信号自身的不同频率成分因群速度 不同，在传播过程中互相散开，从而引起信号失真的物理现象。形象的说，就是

3、光脉冲沿着光纤行进一段距离后造成的频宽展宽（变粗）OpulseXI 1 Fiber claddingFiber core12 .X3 .Fiber claddingpulseXIX2X3材料色散波导色散色散的分类L色度色散一1卜鞍光纤色散偏振模色散-多模光纤色散模间色散 1）材料色散：由于光纤纤芯材料的折射率随频率变化，使得光纤中不同频率 的信号分量具有不同的传播速度而引起的色散。 2）波导色散（结构色散）：光纤中具有同一个模式但携带不同频率的信号， 因为不同的传播群速度而引起的色散。以上两种色散都与波长（频率）有关，称为色度色散。HUAWEI TECHNOLOGIES C0.f LTD.Hu

4、awei ConfidentialPage #&殄 HUAWGI色散和残余色散补偿采用DCF或CFBG可以补偿光纤的色散，但 不可能做到完全补偿到，存在残余色散。 DCF的色散劇率很难和传输光纤的斜率相 匹配，存在正或负的残余色散，此外温度的 变化也会导致残余色散的产生。自动色散补偿，用于提供残余色散容限，主要40G允许的残余色故.如收瑞-5km. 5km).中间(一 10km. 10km)3-希裂Q含4彳,1f fl / 1/I flA if/ / / / / / / /4 L/ / / /八门/ I4卜卜|1rf f J*u -.眇-巒, 10却 短波长倍道产生正的殘余色散.长波长产生负的

5、殘余色散-300200- 1OO O 100200300Dispersion Deviation采用ADC色散补偿.口动定位到鼓佳色散补偿址.扩大了色散窗口有CFBG,ETALON和电域色散补偿，JC中 CFBG (嚅啾光纤光栅布拉格)的可调色散补偿 器早巳是成熟商用化的产品。偏振模色散(PMD)和差分群时延(DGD)光纤本身的非圆对称性导致两个正交偏振态 沿光纤传输而发生偏离，称为Polarization Mode Dispersion (偏振模色散)/AfiberAFast axis差分群时延Differential Group Delay衡量两个正 交偏振态之间相位相差的大小，DGD =

6、 (PMD C(xjfficient) x Lenuth工程上选用脉冲的1/10作为PMD的容限估算2.5Gbps1OGbps40GbpsWOGbps40ps1Ops2.5psT PMD容限与信号速率成反比.用1dB功率代价OSNRL 来定义，选择合适的码型可减弱PMD的影响，如CSR乙DPSK和eDQPSK在IdB OSNR代价下，DGD分别为 3.5Q.5 和 6psDCDDQP3K4-3-2-10123567Launch Power (dBm /cl)lOGOOK八TV J40GPSK混传代价：10G|ft冲延展远慢于40G, 10GOOK信号幅 度变化.XPM扭曲了40G信号的相位，恶

7、化了40G性能， 限制了传输距离。混传设计原则：40G信号优选远离10G 波长，其次是一侧与10G相邻。HUAWEI TECHNOLOGIES C0.f LTD.Huawei ConfidentialPage 11&殄 HUAWGI放大器噪声和OSNR工程上定义光信噪比(OSNR)为信号光功率与信号波长附近指定的带宽内(通常0.1nm) 信号和噪声功率的比值OSNR二Pg/P n放大器提升信号功率的同时也附加了自发辐射噪声(ASE),长距离传送多极放大器噪声 会积累，限制总的传送距离。对于40G、100G高速传输系统，需要有OSNR的余量，应对色散，非线性，PMD,滤波效应 弓I起的OSNR代

8、价，即级联放大器的OSNR OSNR代价+ OSNR灵敏度OSNTb = 58 + 玖一阳 一 NF -10log NttigNNSO实际OSNR饱和发射功率(超过将引起非线性代价)。OSNR容限(非线性，色散，PDM代价)接收机OSNR灵敏度(容限)10-3 BER (FEC)相对10G接受降低6dB(4X)距离HUAWEI TECHNOLOGIES C0.f LTD.Huawei ConfidentialPage 13&殄 HUAWGI基本概念汇总光层设计指标信噪比色散滤波代价PMD前向纠错信号光功率与信号波长附近指定的带宽内(通常0. lnm)信号和噪声 功率的比值。经过长距传输，信号中

9、的各个频率分量到达接收端的时延不同，导致信号产生符号间干扰，色散的影响是随信号速率的平方成反比。因为滤波器的中心频率存在一定偏差，多个滤波器级联会使通道带 宽进一步变窄，产生级联滤波代价。光纤木身的非圆对称性导致两个正交偏振态沿光纤传输而发生偏离, PMD容限与信号速率成反比，用1dB功率代价OSNR来定义。 Forward error correction (FEC)可以检测误码和纠正误码，LJ以使 中等误码率改善成较低误码率，改善的成效取决于噪声的特性和所 采用的FEC技术。编码方式将传送码流转换成便于光纤中输接收和检测的线路码型。 10G： NRZ、RZ;40G:ODB、DQPSK传、D

10、PSK、PDM-BPSK;100G：PDM-QPSKPage #&殄 HUAWGI2 A传输参数计算高速信号的调制，传输和接收技术光放大器0A原理光放大器oa即无需光电光转换，能直接将光信号放大的器件分为半导体光放大器和光纤放大器两种光纤放大器已商用：掺餌光纤OA (EDFA)、拉曼光纤OA0A配置原则满足光功率预算口经过光纤线路损耗和DCM/VOA的插损，接收端（OA、OTU）接收的信号光 功率应该在正常工作范围内口收端输入信号在接受范围内是基本前提 OSNRi/c任一OA站点 OSNR=58+Pin-NF降低NF,提升Pin （选小Gain的OA） O磚类最少口便于交付备货色散补偿 Why

11、 :脉冲展宽将导致接收端信号脉冲消光比的下降，即“1码与“0 码的电平接近，造成接收机的误判。为避免误码出现，应采取措施补 偿光脉冲在光纤传输过程中引起的脉冲展宽，光纤脉冲的展宽程度随 着传输距离的增长而越来越严重。 Goal :色散补偿实际上是根据OTU色散容限要求对网络进行色散补偿， 使最终的残余色散量在OTU色散容限要求范围内。 How:色散补偿光纤是一种具有较大负色散系数和负色散斜率的特殊 光纤。将其直接接入普通单模光纤传输系统中，使整条光纤线路满足 WDM系统对光纤色散的要求。（不同光纤采用对应的DCF进行补偿）Other:相干网络色散容限很大，一般不需要考虑色散补偿。HUAWEI

12、TECHNOLOGIES C0.f LTD.Huawei ConfidentialPage嗨 HUAWGIPMD补偿PMDC- 一* - 一IMaM4-09:00一一 Mar14-12:00Mar14-14:35Mar14-17:00一 MaM5-09:001987654321looooooooo ooooooooo(suvpal)a6uelp dos xww6L00E L99COSL 寸od ZPSSL 06ceoEWavelength (nm)现网中光信号的偏振态（SOP）不是静止的，而是变化的。通常对于直埋光缆系统SOP变化速度的典型值为20 rad/s ;对于架空光缆系统 其典型值为50 rad/so光信号SOP不断变化导致PM DC实际上无法商用,目前对网络PMD的解决方案尉是升 编码技术，通过增大容限解决光纤PMD问题。HUAWEI TECHNOLOGIES CO.f LTD.Huawei ConfidentialPage 齿殄 HUAWGIThank you