第九章 色散限制、補償和管理9.1 色散引起的脈沖展寬9.2 色散對系統(tǒng)性能的限制9.3 色散補償技術(shù)9.4 色散管理1基礎(chǔ)教學(xué)損耗：光纖放大器的實用化色散：色散補償光纖（DCF）色散位移光纖（DSF）1.3um1.55um 非零色散位移光纖（NZ-DSF）色散群速度色散（脈沖展寬），偏振模色散，主要討論群速度色散。2基礎(chǔ)教學(xué)9.1 色散引起的脈沖展寬1.基本傳輸方程 單模光纖中不同頻率分量與傳輸距離關(guān)系：頻域：時域：色散是不同頻率的光在傳輸媒體中具有不同的群速度，將單模光纖中模式的相位系數(shù)在中心頻率附近展開。zwGG)(jewowz），（），（dwwzGtzg),(21),(3基礎(chǔ)教學(xué)）是脈沖展寬的主要因素系數(shù)：群速率色散系數(shù)群速率ispersionelocity :()(1 )(!1)(61)()(/)()(g2030 20 00DVGroupGVDGVDddwVwwdwdmwwwwwwcwnwmmm4基礎(chǔ)教學(xué)：頻率：群速率：相位系數(shù)光波長色散系數(shù) w :21d g 22VcdwddVdDg5基礎(chǔ)教學(xué)保留三項:33333322223213030201030 0 00 )4()2(c2 :)(61)()()(61)()(/)()(dwdccSDwwwwwwwwwwwwcwnw：色散斜率：群速度色散系數(shù)群速率6基礎(chǔ)教學(xué)2.高斯脈沖輸入 在載波波長遠離零色散波長時，起主要作用的是 ：即群速度色散：此時，22221)(22103z0,wz,),0(),()21)(0jwzwjeAAewGwzGwww）（）（表示為：的包絡(luò)可且：7基礎(chǔ)教學(xué)對于高斯輸入初始脈沖為：2220220222021)1(221200)1(22000)(210)12(),()12()wo,(),(jwjcTwjcTwVTtjcejcTAwzAejcTAAeAtoA則：由傅里葉變換得：8基礎(chǔ)教學(xué)定義類似點的強度，與是光纖輸出脈沖強度而且：而改變但是脈沖寬度隨，過程中仍保持高斯形狀高斯脈沖輸入時在傳輸反傅里葉變換01212202220201)1(2)1(21220001)()c1(z)1(j)tz,(2202TTTzTzTTejczTTAAjczjTtjc9基礎(chǔ)教學(xué)對c0 1c cb )1()()1(21)()1(,0c22 0z )z(1 202220222201212220222022122122202010122021201TcTacbzazTTzcTzTcTzzTcTTTTTLLTTDD對于倍脈沖寬了時，當色散長度10基礎(chǔ)教學(xué) 1101TTz02c202e01TT取最小時，2121TTLcczD11基礎(chǔ)教學(xué)33333322223213030201030 0 00 )4()2(c2 :)(61)()()(61)()(/)()(dwdccSDwwwwwwwwwwwwcwnw：色散斜率：群速度色散系數(shù)群速率12基礎(chǔ)教學(xué)9.2 色散對系統(tǒng)性能的限制1.對系統(tǒng)比特率限制 工作波長,遠離零色散波長 對于零色散波長附近，色散對零色散波長光纖系統(tǒng)的比特率限制 41DBL03023222)2(81cSSBL13基礎(chǔ)教學(xué)2.對系統(tǒng)傳輸距離的限制 500kmL 2.5Gb/sB km/ps20 161Lnmps/km16 b/s5.2 nm15.0 412222典型值外調(diào)制直接調(diào)制BDGBDBL14基礎(chǔ)教學(xué)9.3 色散補償技術(shù)1.后補償技術(shù)線性均衡方法直接檢測接收系統(tǒng)：非相干檢測接收系統(tǒng)：）2)(exp()w()w,0(zw,(22)2(22LwwjHeAAFzwj15基礎(chǔ)教學(xué)2.前補償技術(shù)3.預(yù)啁啾技術(shù)條件：0 調(diào)制 光放大器產(chǎn)生啁啾 光纖引入啁啾2)2xp(-jw)w,0(ow22LeAA）（16基礎(chǔ)教學(xué)4.負色散DCF補償在具有正色散值的標準單模光纖單元后接入一段在該波長下具有負色散特性的色散補償光纖0z)w,0()w,0(w,z2222112/)(2)2(-jw)2(-jw212222121222221212zeeAeeAAzjwIIwjII條件：）（17基礎(chǔ)教學(xué)5.光濾波器補償方法 9.4 色散管理 長距離系統(tǒng)色散管理，進行最佳設(shè)計，使GVD在光纖線路上具有最佳分布使系統(tǒng)性能最好 動態(tài)色散管理 WDM系統(tǒng)18基礎(chǔ)教學(xué)