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北京郵電大學(xué)光通信中心 黃學(xué)田
超長(zhǎng)距離光傳輸是指不采用電再生中繼的全光傳輸。由于減少了光/電轉(zhuǎn)換次數(shù)，并且可以利用光纖豐富的帶寬資源，超長(zhǎng)距離傳輸技術(shù)大大降低了長(zhǎng)距離傳輸?shù)某杀�，同時(shí)系統(tǒng)的可靠性和傳輸質(zhì)量都得到了保證。正是由于這些優(yōu)點(diǎn)，長(zhǎng)距離光傳輸技術(shù)受到了電信運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備制造商的密切關(guān)注，成為了近年來(lái)電信業(yè)的熱點(diǎn)技術(shù)之一。
在超長(zhǎng)距離傳輸解決方案中，拉曼放大器、色散補(bǔ)償色、前向糾錯(cuò)(FEC)、調(diào)制方式等已經(jīng)成為被眾多電信運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備供應(yīng)商和科研人員廣泛認(rèn)同的關(guān)鍵技術(shù)。
與EDFA放大器不同，拉曼放大器放大的光譜范圍由光泵浦源決定，理論上講只要泵浦源的波長(zhǎng)適當(dāng)，拉曼放大器可以放大任意波長(zhǎng)的信號(hào)光。此外，拉曼放大器具有串?dāng)_小、增益高、溫度穩(wěn)定性好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離光傳輸?shù)睦硐牍夥糯笃�。但是，拉曼放大器也有自身不可避免的缺陷，它受瑞利后向散射和信�?hào)的雙瑞利后向散射效應(yīng)所限制，這些效應(yīng)在系統(tǒng)中引起多點(diǎn)反射和多路徑干涉，產(chǎn)生碼間干擾，使BER性能惡化，導(dǎo)致系統(tǒng)性能的下降。
在10G以上的高速長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)中，必須考慮色散補(bǔ)償問(wèn)題。目前，最常用的色散補(bǔ)償?shù)姆椒òú捎没?高階模色散補(bǔ)償光纖、色散補(bǔ)償光纖光柵、高階模色散補(bǔ)償器和及VIPA(Visual ImagePhase Array)器件等等。綜合考慮可靠性、溫度穩(wěn)定性、色散紋波性和成本等因素，在這些補(bǔ)償方法中，利用基模/高階模色散補(bǔ)償光纖是最好的色散補(bǔ)償方法，但是這種光纖具有較強(qiáng)的非線性效應(yīng)，會(huì)使得不同信道之間的串?dāng)_加大。在40G系統(tǒng)當(dāng)中，環(huán)境因素的變化會(huì)造成色散量大小的隨機(jī)波動(dòng)，因而還要求色散補(bǔ)償模塊是可調(diào)諧的。需要使用動(dòng)態(tài)色散補(bǔ)償，應(yīng)該選擇光纖光柵器件、VIPA器件和平面波導(dǎo)器件等方案。
在光發(fā)射機(jī)中，信號(hào)的調(diào)制方式會(huì)影響信號(hào)的質(zhì)量。相同速率下的歸零(RZ)碼、啁啾歸零(CRZ)碼和載波抑制歸零(CSRZ)碼具有比非歸零(NRZ)碼有更寬的頻譜范圍，可以更好地抑制光纖非線性效應(yīng)的影響，適合于在大功率長(zhǎng)距離傳輸條件下工作，但它展寬了信號(hào)的頻譜，限制了信道的間隔，而且色散容限也大大降低。雖然在超長(zhǎng)距離傳輸(>5000km)中，CRZ的性能更好，但是CRZ碼的調(diào)制比較復(fù)雜，提高了系統(tǒng)的成本，所以更多的時(shí)候是采用RZ碼。對(duì)于信道間隔小的系統(tǒng)，采用頻譜寬度小的NRZ或CSRZ能減小非線性串?dāng)_的影響，表現(xiàn)出比CRZ和RZ好的性能，而對(duì)于信道間隔大的系統(tǒng)，采用寬頻譜的CRZ和RZ碼能較好地抑制非線性串?dāng)_的影響。
FEC是以犧牲有效帶寬為代價(jià)來(lái)?yè)Q取高的傳輸質(zhì)量，目前，業(yè)界提出的基于SDH/DWDM的實(shí)用化的FEC的實(shí)現(xiàn)方式有三種：帶外FEC、帶內(nèi)FEC和增強(qiáng)型FEC。帶外FEC的增益遠(yuǎn)高于帶內(nèi)，因此超長(zhǎng)距系統(tǒng)均采用帶外FEC編碼。而采用增強(qiáng)型FEC時(shí)，OSNR可以提高9dB，大大提高了系統(tǒng)的傳輸距離。另有報(bào)道采用基于BCH的TPC［BCH(128，113，6)×BCH(256，239，6)，碼率為0.82］可以取得10.1dB的編碼增益。
由于國(guó)際交流越來(lái)越密切，IP業(yè)務(wù)的落地距離也越來(lái)越長(zhǎng)，如果能在長(zhǎng)距離傳輸IP業(yè)務(wù)時(shí)，盡可能少的使用電中繼，可以大大提高網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本。世界范圍內(nèi)的運(yùn)營(yíng)商都在密切關(guān)注著甚至已經(jīng)開(kāi)始了長(zhǎng)距離傳輸技術(shù)的應(yīng)用。我國(guó)幅員遼闊，無(wú)電中繼的長(zhǎng)距離傳輸技術(shù)更是勢(shì)在必行。(賽迪網(wǎng))
