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光纖技術(shù)的應(yīng)用
資源天下 2012/12/25 17:56:21
摘要:WDM (波分復(fù)用) 技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了實用化階段，是傳輸干線進(jìn)行擴(kuò)容的有效手段。通過對G.652，G.653，G.655光纖的特性介紹和對復(fù)用技術(shù)的分析，提出了關(guān)于合理使用和正確選擇光纖的建議。本文根據(jù)最新光纖技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，著重討論在光纜網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，必須考慮的最關(guān)鍵的光纖技術(shù)及選型問題。
關(guān)鍵詞:光纖 時分復(fù)用 波分復(fù)用
1.光纖的種類
1.1 多模光纖
多模光纖是指可以傳輸多個光傳導(dǎo)模的光纖。在光纖通信初期，就是使用的就是多模光纖(G.651光纖)，其工作波長在850nm或1300nm，衰減常數(shù)分別為﹤4dB/km和﹤3dB/km，色散系數(shù)分別為﹤120ps/(nm.km)和﹤6ps/(nm.km)。由于它的衰耗和色散大，故只能用于短距離通信。但它芯徑大，對于接頭和連接器的要求都不高，使用起來比單模光纖要方便，目前多用于計算機局域網(wǎng)內(nèi)。
1.2 單模光纖
單模光纖是指只傳輸一個光傳導(dǎo)模（基模）的光纖。其主要優(yōu)點是衰減較小，傳輸距離長，傳輸容量大，在長途骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)等場合均有廣泛應(yīng)用。單模光纖由于只能傳輸基模，它不存在模間時延差，具有比多模光纖大得多的帶寬，單模光纖的帶寬可達(dá)幾十GHz以上。所以單模光纖特別適合用于長距離、大容量的通信系統(tǒng)。隨著光纖制造技術(shù)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展，單模光纖的種類也在發(fā)展。
常用的單模光纖有以下幾種:
1.2.1 G.652光纖
G.652光纖即常規(guī)光纖，它同時具有1310 nm 和1550nm兩個窗口。零色散點位于1310nm窗口，而最小衰減位于1550nm窗口。這兩個窗口的的典型值為:1310nm窗口的衰減為0.3～0.4dB/km，色散系數(shù)為0～3.5ps/(nm.km)，1550nm窗口的衰減為0.19～0.25 dB/km，色散系數(shù)為15～20ps/(nm.km)。
1.2.2 G.653光纖
G.653光纖即色散位移光纖，又稱1550nm 窗口性能最佳光纖。人們通過設(shè)計光纖折射剖面，使零色散點移到1550nm窗口，從而與光纖的最小衰減窗口獲得匹配，使1550nm窗口同時具有最小色散和最小衰減。它在1550nm窗口的典型值為: 衰減系數(shù)為0.19～0.25dB/km，零色散點在1525～1575nm波長區(qū)，且在此區(qū)間色散系數(shù)﹤3.5ps/(nm.km)。這種光纖在1550nm窗口所具有的良好特性使之成為單波長、大容量、超長距離傳輸?shù)淖罴堰x擇。如果純粹沿著時分復(fù)用TDM方式進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)容的話，可以直接開通20Gbit/s系統(tǒng)而不需要任何色散補償措施。G.653光纖的重要缺陷是四波混頻現(xiàn)象限制了波分復(fù)用(WDM)的使用。所謂四波混頻現(xiàn)象是由于光纖的非線性引起的，當(dāng)不同的波長同時在一根光纖中傳輸時，由于相互作用，會產(chǎn)生新的和、差波分量。
1.2.3 G.655光纖
G.655光纖即非零色散位移光纖，它是為了解決G.653光纖中嚴(yán)重的四波混頻效應(yīng)，對G.653光纖的零色散點進(jìn)行了移動，使1540～1565nm區(qū)間的色散系數(shù)保持在1.0～4.0 ps/(nm.km)，避開了零色散區(qū)，維持了一個起碼的色散值，從而可以比較方便地開通多波長WDM系統(tǒng)。在G.655 光纖的特性中，除了對零色散點進(jìn)行搬移以外，其他各項特性與G.653 都相同。它在1550nm 窗口具有最小衰減系數(shù)和色散系數(shù)。雖然它的色散系數(shù)值稍大于G.653光纖，但相對于G.652光纖，已大大緩解了色散受限距離。它成功地解決了在1550nm波長區(qū)G.652光纖的色散受限和G.653光纖難以進(jìn)行波分復(fù)用的缺點，同時具有這兩種光纖的優(yōu)點。它既可開通高速率的10Gbit/s、20Gbit/s的TDM系統(tǒng)，又可以進(jìn)行WDM方式的擴(kuò)容。
2 增加光纖傳輸容量的途徑
在理論上，增加光纖傳輸容量可有以下幾種方式: 空分復(fù)用(SDM)、電的時分復(fù)用(TDM)、波分復(fù)用(WDM)、光的頻分復(fù)用(O FDM)、光的時分復(fù)用(O TDM)和光孤子技術(shù)(So liton)。基于實用性，只對TDM 和WDM 兩種擴(kuò)容方式作簡要介紹。
2.1 時分復(fù)用技術(shù)(TDM)
TDM技術(shù)是一種對信號進(jìn)行時分復(fù)用的技術(shù)，是一種傳統(tǒng)的擴(kuò)容方式。PDH的34，140，565Mbit/s以及SDH的155，622，2488，9952Mbit/s都是在電信號上進(jìn)行復(fù)用。據(jù)統(tǒng)計，在215Gbit/s 以下，系統(tǒng)每升級一次每比特的傳輸價格可下降30%左右。正因為如此，在過去的升級中，人們首先采用的是TDM技術(shù)。隨著復(fù)用速率的提高，例如達(dá)到10Gbit/s時已接近（未完，下一頁）
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