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光纤通讯中的色散补偿技术及其应用

来源:UC论文发表网2019-05-26 09:11

摘要:

  摘要比年来跟着信息技术的赓续睁开,人咱咱们对数据传输速率、传输距离及传输品格的请求越来越高,而光纤通讯得益于自己高速长距离的传输优势,在临盆生活中的诸多领域获得了较为普遍的应用。跟着光纤通讯技术的睁开...

  摘要比年来跟着信息技术的赓续睁开,人咱咱们对数据传输速率、传输距离及传输品格的请求越来越高,而光纤通讯得益于约焊速长距离的传输优势,在临盆生活中的诸多领域获得了较为普遍的应用。跟着光纤通讯技术的睁开,色散已经成为制约光纤通讯进一步睁开的重要因素,本文重要针对光纤通讯中的色散补偿技术及其应用停止了简要的阐发和阐述。


  【关键词】光纤通讯色散补偿应用


  1引言


  二十一世纪以来,跟着信息化时代的到来,越来越多的数据以数字化的情势停止存储与传输,庞大体量的数据使得人咱咱们对通讯的速率和距离都有了更高的需要,光纤通讯得益于自己高速长距离的传输优势,逐渐成为长距离大数据量的重要传输办法。跟着光纤通讯的履行与应用,光纤通讯的数据传输量赓续增长,为了解决能耗成,光纤放大器等开端在光纤通讯中获得应用,但在解决光纤通讯中损耗成就的同时,却也放大了色散的影响,使得色散已经成为制约光纤通讯的重要影响因素。本文重要针对光纤通讯中的色散成,简要阐发了色散补偿技术,并对其实际应用停止了简要的阐述。


  2光纤通讯中的色散现象


  在光纤通讯中,作为信息传输载体的并不是单色光,而是多种制波长的光的聚集,因为制波长的光在传输介质中的折射率制,传输速率也制,这就导致光脉冲被展宽,构成为了色散。光纤通讯作为一种数字化的通讯办法,脉冲的展宽将导致脉冲间的交叠,使得接收机难以将两个脉冲精确地区分进去,从而发生了严重的码间干扰,误码率大大提高,不利于光纤通讯的品德,而且跟着传输距离的增大,色散现象赓续加剧,严重制约了光纤通讯长距离高品德传输的优势。


  为了防止脉冲展宽引起的码间重叠,增大脉冲间距虽然能防止脉冲间的干扰成就,但通讯容量与传输速率将大大低落,不利于通讯带宽的充足利用,在一定程度上也制约了传输距离,不利于光纤技术的睁开。


  3光纤通讯中的色散补偿技术


  因为光纤通讯中的色散现象严重制约了光纤通讯技术的睁开与应用,因此必要对其停止补偿,根据补偿办法与原理的分歧,可以或许或许将色散补偿分为光色散补偿、电色散补偿和光电色散补偿三类。


  3.1光色散补偿


  光色散补偿重要利用光学器件在光域对色散现象停止补偿,一样平常来说根据补偿器件与办法的分歧,又可以或许或许分为如下三种:


  3.1.1色散补偿光纤


  色散补偿光纤是一种应用较为普遍、较为成熟的无源补偿器件,其可以或许或许装配在光纤的任意地位,利用补偿光纤的特有光学情势对色散停止补偿,具有较好的顺应性与兼容性,在长距离传输光纤的色散补偿中,因为长距离传输构成的能量损耗,一样平常必要在补偿光纤后增长光放大器以包管通讯的品格。色散补偿光纤对温度变更较为敏感,其具有一定的可变性,在分歧条件下的补偿效果分歧,因此必要增设自顺应补偿模块对其停止管理与节制。


  3.1.2啁啾光纤光栅


  啁啾光纤光栅作为一种补偿系数较大色散补偿办法,可以或许采纳尽量少的补偿模块实现较好的补偿效果,对勤俭补偿本钱有着积极的意义。当分歧频率的光穿过啁啾光纤光栅时,会发生反射导致分歧的时延,这就使得啁啾光纤光栅对色散发生的辐射噪声具有较强的克制感化,从而实现为了对色散的补偿。啁啾光纤光栅的顺应性也较强,可以或许在分歧条件的传输光纤中获得应用,补偿办法简便易行,取得了较为普遍的应用。


  3.1.3中点谱反转法


  为了彻底防止光纤通讯中纳散现象,采纳零色散的传输光纤成为人咱咱们的解决思绪,但因为领色散光纤的性质,发生的四波混频现象将严重影响正常的光纤通讯功效,中点谱反转法成为解决这一成就的重要手腕。中点谱反转法颠末过程光纤通讯中色散的互相抵消实现色散较好的补偿,但因为自相位的调节容易发生失真的现象,同时补偿本钱也较高,因此与其余两光色散补偿办法相比,这种补偿办法的应用相对较少。


  3.2电色散补偿


  与光色散补偿办法分歧,电色散补偿重要应用在接收端而不是传输过程,重要利用光纤通讯中的色散特征对传输数据停止处理,从而削减码间的干扰,提高光纤通讯的传输品格,与光色散补偿相比,其本钱优势更大。


  3.2.1线性均衡技术


  线性均衡技术便是将色散构成的脉冲展宽引起的码间干扰信号视为线性干扰信号,颠末过程观测数据利用横截滤波器增长反向数值信号抵消干扰信号,从而实现色散的补偿。这种横截滤波器煤油分歧时延分歧权重的抽头构成的组合滤波器,颠末过程对码间干扰信号的估计调剂抽头的权重,进而实现线性均衡,到达色散补偿的效果。线性均衡器原理简略布局轻巧,取得了较为普遍的应用,但跟着抽头数偏向增多,冗余数据会导致均衡器对噪声发生放大感化,不利于光线中信号的传输。


  3.2.2判决反馈均衡技术


  判决反馈均衡技术较好地解决了线性均衡技术存在的噪声放大成就,其颠末过程两个横向滤波器的级联,一个用于线性均衡处理,另外一个卖力将均衡结果反馈至判决器停止判决。双滤波器的均衡办法使其具有一定的记忆功效,可以或许或许根据已有的判决信息自顺应调剂后续判决门限,从而包管在噪声干扰下,可以或许或许对码间干扰具有较好地检测的分割效果。


  3.2.3最大似然均衡技术


  最大似然均衡技术具有均衡与判决功效,其颠末过程利用数据序列中码间的相干特性,将全体序列视为一个同一的全体停止处理,从而有用地克制了噪声的干扰,提高了对色散引起的码间干扰的均衡效果,具有较强的顺应性。尽管最大似然均衡技术具有较好的均衡效果,但其均衡器设备本钱较高,因此在实际中应用较少,只在一些对均衡效果请求较高且对本钱请求较低的条件下获得应用。


  4光纤通讯中色散补偿技术的应用


  光色散补偿从色散发生的物理本质上对其停止了克制和补偿,具有较好的顺应能力和补偿效果,在长距离光纤通讯中获得了较为普遍的应用,本文重要针对基于色散补偿光纤的色散补偿技术停止了简要的阐发和阐述。


  4.1色散补偿原理


  根据色散的性质分歧,可以或许将色散分为正色散与负色散,两者对光脉冲有着分歧的影响。正色散可以或许展宽光脉冲,是构成码间干扰的重要原因,而负色散则压缩光脉冲,这对光纤通讯而言有着积极的意义,因此对色散的补偿重要是指对正色散的补偿。


  以常规的G.652单模光纤为例,光信号其在1.55附近将发生正色散,构成码间干扰,而色散补偿光纤因为分歧的光纤资料,光信号在1.55附近将发生较高的负色散,颠末过程常规光纤与色散补偿光纤的级联,可以或许或许利用色散补偿光纤的负色散补偿常规光纤的正色散,从而实现光纤通讯中色散的补偿,校正脉冲展宽效应及带来的码间干扰,大大提高光纤通讯的品德。


  4.2色散补偿体系设计


  色散补偿体系的布局如图1所示,根据色散程度的计算,在常规光纤中增设相应长度的色散补偿光纤,从而实现为了色散构成的脉冲展宽的校正,并颠末过程放大器提高了光纤通讯的传输速率与传输效力。


  颠末过程图1可以或许或许看出,光源信号颠末常规光纤的传输后,正色散使得脉冲发生了显著的展宽,构成为了严重的码间干扰,严重影响了光纤通讯的品格。颠末色散补偿光纤负色散的补偿,脉冲发生了显著的收窄,防止了脉冲间的交叠成就,有用解决了码间干扰,取得了较好的色散补偿效果。


  首先,色散补偿光纤作为一种无源器件,使其在设置设备摆设过程中可以或许或许不考虑对其余器件的影响,设置设备摆设计谋加倍机动,可以或许或许布置在光纤传输链路的任意地位停止补偿;其次色散补偿光纤与常规光纤的级联操纵较为便捷;别的色散补偿光纤的补偿能力较强,对付长距离光纤通讯的色散补偿具有一定的优势。


  5结论


  跟着光纤通讯技术的赓续睁开与应用,色散已经成为制约其通讯品格与通讯效力的重要因素,色散导致的脉冲展宽将构成严重的码间干扰,对数据的传输有着不利的影响。本文重要针对光纤通讯中的色散补偿技术停止了简要的阐发,并对色散补偿光纤的应用及设计停止了简要的阐述。相信跟着光纤通讯技术的赓续成熟,其将在长距离高速通讯中发挥加倍重要的感化。


  参考文献 

  [1]赵怀罡.光传输体系中色散补偿成就的探究[J].光通讯研究,2010,3(02). 

  [2]李任新.长距离光纤传输放大器与色散补偿技术探究[J].通讯世界,2016,1(05). 

  [3]姜晋霄.光纤通讯技术睁开的现状及远景阐发[J].无线互联科技,2016,18(03). 

  [4]李东瑾等.基于电学补偿的频率光纤传输体系设计[J].光通讯技术,2016,6(05). 

  作者:徐志军,1.海参信息通讯局 北京市 100841 ,2.海军工程大学 湖北省武汉市 430033 

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