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1．前言
隨著光傳輸系統(tǒng)中的傳輸速率的提高和信號傳輸帶寬的增加，色散問題日益顯著。已經(jīng)鋪設(shè)的常規(guī)光纖規(guī)G.652線路的零色散點位于1310nm，在1550 nm處時則具有較大的色散系數(shù)(17ps/nm/km)，光脈沖信號經(jīng)過長途傳輸后，由于光纖色散值的積累引起脈沖展寬，導(dǎo)致嚴(yán)重的碼間串?dāng)_，使得接收端產(chǎn)生誤碼現(xiàn)象，從而使傳輸特性變壞。光纖色散補償技術(shù)的研究，對提高目前已經(jīng)鋪設(shè)的常規(guī)光纖通信系統(tǒng)的容量具有尤其重要的意義。
色散補償器對于推動全光網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)起著決定性作用，發(fā)展高速全光網(wǎng)絡(luò)的一個先決條件是必須做到光層面的色散監(jiān)控與管理。色散補償器件在高速傳輸系統(tǒng)及下一代智能光網(wǎng)絡(luò)中有著廣泛應(yīng)用。
2. 技術(shù)方案簡介
目前商用的光學(xué)色散補償模塊，包含固定色散補償和可調(diào)色散補償兩大類，分別是基于色散補償光纖、啁啾光纖光柵、GT標(biāo)準(zhǔn)具這三種技術(shù)方案。
2.1 色散補償光纖
色散補償光纖是利用基模波導(dǎo)來獲得高的負色散值，通過改變光纖的芯徑、摻雜濃度等結(jié)構(gòu)參數(shù)，使零色散波長移至大于1550nm波長的位置，于是在1550nm處得到較大的負色散系數(shù)，通常在-50~-200ps/nm/km。為了得到高的負色散值系數(shù)，必須減小光纖芯徑，增加相對折射率差，而這種作法往往又會導(dǎo)致光纖的衰耗增加(0.5~1dB/km)。為了能在整個波段均勻補償常規(guī)單模光纖的色散，又開發(fā)出一種既補償色散又能補償色散斜率的補償光纖。該光纖的特點是色散斜率之比與常規(guī)光纖相同，但符號相反，所以更適合在整個波形內(nèi)的均衡補償。
色散補償光纖已經(jīng)在全世界的高速通信系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，許多傳輸系統(tǒng)都是通過DCF+G.652光纖實現(xiàn)的，具有無群時延抖動，全波段連續(xù)補償,能夠從100GHz間隔系統(tǒng)平滑升級到50GHz間隔系統(tǒng)等優(yōu)點，但存在損耗大、光脈沖延遲高、非線性效應(yīng)以及模塊尺寸大等缺點。
2.2 啁啾光纖光柵
啁啾通常是指一種頻率變化的現(xiàn)象。如果光纖光柵的周期沿長度方向發(fā)生一定變化，則其頻率沿長度方向也會發(fā)生一定變化，即發(fā)生了啁啾，稱這種光柵為啁啾光纖光柵。啁啾可以是線性的，也可以是非線性的。
當(dāng)光脈沖信號通過圖1總長度為L的啁啾光柵（周期由大到小）時，信號的長、短波長分量分別在光纖的頭、尾部反射，則短波分量比長波分量多走了2L的路程，從而補償了由群速度不同而導(dǎo)致的色散，起到壓縮由于光纖傳輸所導(dǎo)致的光脈沖展寬的作用。
對于10Gb/s及其以上的系統(tǒng)，系統(tǒng)商開始選擇啁啾光纖光柵進行色散補償。特點是插入損耗很小，且損耗與補償距離無關(guān)，幾乎不受光纖非線性影響，對光信號的延遲非常低，模塊體積小且成本低。
圖 1 啁啾光柵色散補償原理
