Модуль компенсации дисперсии для магистральной DWDM-системы

Модуль компенсации дисперсии для магистральной DWDM-системы

В последние годы технология DWDM (плотное мультиплексирование с разделением по длине волны) достигла огромных успехов в пропускной способности, которая определяется методом модуляции оптического сигнала и шириной полосы пропускания. Поскольку полоса пропускания передачи является фиксированной, допустимые значения дисперсии обратно пропорциональны квадрату скорости передачи. Следовательно, чем выше скорость передачи, тем важнее компенсация накопленной хроматической дисперсии по ширине полосы пропускания. В этом документе будут представлены два вида дисперсии и проиллюстрированы решения для модуля компенсации дисперсии для системы DWDM на большие расстояния.

Дисперсия в DWDM оптической системе передачи

Прежде чем узнать о модуле компенсации дисперсии, мы сначала проиллюстрируем типы дисперсии в оптических системах передачи. Дисперсия называется расширением световых импульсов и является следствием физических свойств среды передачи. Когда оптические сигналы передаются по оптическим линиям связи, компоненты с разными длинами волн оптических сигналов, как правило, испытывают разные времена распространения из-за того, что оптическое волокно имеет разные эффективные показатели преломления для разных длин волн, что приводит к искажению и уширению импульса. Это явление называется дисперсией. Дисперсия уменьшает эффективную полосу пропускания и увеличивает частоту ошибок из-за увеличивающейся межсимвольной помехи, которая стала критическим фактором, ограничивающим качество передачи сигнала по оптическим линиям связи. Существуют в основном два вида дисперсии в волоконно-оптической передаче: поляризационная модовая дисперсия (PMD) и хроматическая дисперсия (CD).

Основа хроматической дисперсии

Дисперсия режима поляризации (PMD) - это форма дисперсии, в которой оптические импульсы распространяются, потому что оптические сигналы в разных фазовых состояниях передаются с разными скоростями из-за случайного двулучепреломления оптических волокон. В то время как хроматическая дисперсия (CD) является формой дисперсии, в которой оптические импульсы распространяются, потому что разные длины волн передаются в оптических волокнах с разными скоростями, а периоды для разных длин волн для прохождения одного и того же расстояния различны. Хроматическая дисперсия является наиболее значительным ухудшением, которое следует учитывать в волоконно-оптических системах передачи. Существует две физические проблемы, связанные с хроматической дисперсией в оптических волокнах: дисперсия материала и дисперсия волновода.

DCM - решения для компенсации хроматической дисперсии

В настоящее время существуют различные методы, допускающие компенсацию дисперсии в волоконной оптике, такие как модуль компенсации дисперсии (DCM), волокно компенсации дисперсии (DCF), типичная операция брэгговской решетки и чиркованная волоконная брэгговская решетка и т. Д. Для оптоволоконной высокой битовой скорости (например, 10G или 40G бит / с) для систем передачи на большие расстояния модуль компенсации дисперсии является одним из наиболее важных элементов, которые необходимо учитывать для компенсации хроматической дисперсии. Модуль компенсации дисперсии компенсирует накопленную дисперсию в одномодовом волокне, а коэффициент дисперсии используется для характеристики значения дисперсии. Значение для обычного одномодового волокна составляет около + 16 ~ 17 пс / (нм * км) при 1550 нм. Чтобы правильно управлять этим, DCM построен с использованием специального типа волокна с компенсацией дисперсии внутри модуля, который имеет отрицательное значение коэффициента дисперсии, варьирующееся от -30 до -300 пс / (нм * км).

Пример использования модуля компенсации дисперсии

Например, совокупная дисперсия для волокна длиной 10 км будет + 160 ~ 170 пс / нм, поэтому для компенсации этого количества дисперсии в канал будет добавлен модуль DCM с определенной и рассчитанной длиной волокна направлены на снижение общей дисперсии, близкой к 0 пс / (нм * км).

Как видно ниже, сигнал начинает рассеиваться, как только он покидает источник, что означает, что он не может быть распознан на стороне приемника. Но с модулем DCM потерянные сигналы могут быть скомпенсированы до того, как приемник сможет эффективно нейтрализовать дисперсию волокна, что в конечном итоге гарантирует нормальную работу и надежную передачу на большие расстояния.

Рисунок 1: Вариант использования DCM

Как правило, модуль DCM обеспечивает фиксированное количество дисперсии (например, нормальную дисперсию в спектральной области 1,6 мкм), хотя также доступны настраиваемые модули дисперсии. Модуль можно легко вставить в волоконно-оптическую линию, поскольку он имеет оптоволоконные разъемы для входа и выхода. Вносимые потери могут быть компенсированы волоконным усилителем (например, EDFA в телекоммуникационной системе 1,5 мкм). Модуль компенсации дисперсии часто размещается между двумя волоконными усилителями в системе дальней связи DWDM.

Пассивное DCM-решение FOCC на основе DCF

Модули компенсации дисперсии являются строительными блоками оптической транспортной системы FOCC CWDM и DWDM и служат в узлах оптической связи для обеспечения отрицательной хроматической дисперсии, известной как явление распространения импульса, которое ограничивает высокую скорость передачи битов и максимальное расстояние передачи оптических волокон.

Рисунок 2: Пассивный DCM на основе DCF

Модули пассивной компенсации дисперсии FOCC на основе DCF, показанные выше, имеют индивидуальные уровни компенсации, режим низкой поляризации и широкополосную компенсацию дисперсии. Они широко используются во всех типах систем DWDM со скоростью 10 Гбит / с. Мы также предлагаем модули компенсации дисперсии, разработанные для конфигурации 19-дюймового монтажа в стойку 1U, которые используются для компенсации хроматической дисперсии от скоростей передачи данных от 10 Мбит / с до 40 Гбит / с в сетях с когерентной сверхдальней передачей, таких как SDH / SONET, CATV и DWDM. Эти модули могут достигать значений дисперсии от -10 до -2100 пс / нм на длине волны 1550 нм и предлагают высокоуровневую компенсацию для стандартного одномодового волокна (SMF28 - G.652) во всей C-полосе, сохраняя при этом чрезвычайно низкий и ровный вносимые потери, а также низкая задержка. В сочетании с EDFA и OEO, DCM обеспечивает простое, надежное и экономичное решение для транспортировки на большие расстояния, позволяя сигналам идти дальше без регенерации.

Семейство продуктов