淺談光纖通信超長距離傳輸?shù)姆椒?/h1>
2013-04-29 00:00:00常露
中國新通信 2013年12期
【摘要】光纖通信技術(shù)（optical fiber communications）從光通信中脫穎而出，是現(xiàn)代通信的主要支柱之一，對現(xiàn)在電信網(wǎng)起到了非常重要的作用。光纖通信作為一種新興技術(shù)，崛起速度非常之快、應(yīng)用面廣泛，在通信史上是前所未有的。光纖通信技術(shù)世界新技術(shù)革命的重要標志，對未來信息社會的各種信息傳遞也是非常重要的。對于光纖通信技術(shù)來說，延長單段無中繼光傳輸距離對于減少網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的電中繼和光中繼，節(jié)約長距離傳輸成本具有非常重要的作用，本文就光纖通信超長距離傳輸?shù)姆椒ㄕ归_研究和分析。
【關(guān)鍵詞】光纖通信超長距離傳輸方法
在建設(shè)和維護的過程中，中繼站在光纖網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中起到了非常關(guān)鍵的作用。在跨山區(qū)、無人區(qū)的電力通信網(wǎng)絡(luò)和跨海光纖網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中，中繼站建設(shè)的成本此時達到最貴。因此，延長單段無中繼光傳輸距離是一個值得探討的，具有現(xiàn)實意義的問題。
一、關(guān)鍵技術(shù)
超長距離光纖傳輸技術(shù)是一系列關(guān)鍵技術(shù)的集成部分。
1.1光纖喇曼放大器（FRA）可對光纖損耗進行補救
喇曼放大器技術(shù)是非常重要的光傳輸技術(shù)，在超長距離的光纖傳輸系統(tǒng)中有著非常重要的地位。它能將傳輸光纖自身變成放大器，也可方法摻鉺光纖放大器（EDFA）所不能放大波段。依靠普通的傳輸光纖就能實現(xiàn)，由此提升了光信噪比（OSNR）。FRA依靠光纖自身的優(yōu)點對信號進行放大，信號在傳輸?shù)倪^程中產(chǎn)生的固有損耗可在光纖內(nèi)部進行補償。目前應(yīng)用較為廣泛的FRA也稱為分布式光纖喇曼放大器（DFRA）。利用喇曼放大器的主要目的是提高系統(tǒng)的OSNR，提高波分復(fù)用（WDM）系統(tǒng)的通道和抑制光纖非線性效應(yīng)，增加系統(tǒng)中繼長度[1]。
1.2前向糾錯（FEC）編碼的減少碼率
在光傳中采用FEC技術(shù)，能有效的減少系統(tǒng)的誤碼率。由于編碼增益給系統(tǒng)提供了一定的富余空間，由此降低了非線性因素及光鏈路中線性及對系統(tǒng)性能產(chǎn)生的影響。有光放大器的系統(tǒng)的優(yōu)點在于：能增大光放大器間隔、提高信道速率、延長傳輸距離、減小單通道光功率等等。FEC的實現(xiàn)方式有兩種，一是帶外FEC系統(tǒng)和帶內(nèi)FEC系統(tǒng)。帶內(nèi)FEC的增益基本在3dB左右，但帶外FEC的增益遠比帶內(nèi)要高，因此，超長距離系統(tǒng)一般都采用帶外FEC編碼。在使用帶外FEC時，OSNR總體改善情況為7-9dB，由此大大提高了系統(tǒng)的傳輸距離。
1.3碼型技術(shù)對系統(tǒng)的提升作用
由于不同線路調(diào)制解碼型的光信號在交叉相位調(diào)制（XPM）、色散容限、自相位調(diào)制（SPM）等非線性的頻譜容納能力和利用率等方面都有各自的特點。對于超寬頻帶的超長距離WDM傳輸系統(tǒng)，非歸零（NRZ），歸零（RZ）也都是與眾不同的。
NRZ碼由于操作相對簡單、頻譜效率高，成本也相對較低。目前廣泛應(yīng)用與SDH系統(tǒng)和WDM系統(tǒng)中。但NRZ碼過渡不歸零，在傳輸時損傷敏感，因此在高超長距離光信號的傳輸中是不適用的。
RZ碼的缺少點存在于信號頻譜寬度相較于NRZ碼較大。增加調(diào)制器會使系統(tǒng)便的復(fù)雜，且額外增加成本。為了發(fā)掘RZ碼的傳輸性能，今年來還出現(xiàn)了載頻抑制RZ（CS-RZ）和啁啾（CRZ）等碼型。在CS-RZ碼中，相鄰碼元的電廠振幅符號是相反的，以此達到降低光譜寬度的目的。在功率高的情況下。不但增加了色散容限，且能更好的抵擋SPM和四波混頻（FWM）等光纖非線性效應(yīng)的能力[2]。
1.4性能和經(jīng)濟優(yōu)勢
在一定程度上簡化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提供端到端傳送業(yè)務(wù)。在超長距離光傳輸網(wǎng)絡(luò)中，每一對收發(fā)設(shè)備都能對網(wǎng)絡(luò)中的任意兩點進行連接，以此實現(xiàn)提供端到端傳送業(yè)務(wù)。由于減少了有源器件的使用，超長距離光傳輸系統(tǒng)在一定程度上降低了空間占用率和功能消耗的問題。穩(wěn)定性和運維功能更強，擴容能力也隨之更加靈活[3]。
二、結(jié)語
超長距離光纖傳輸依靠最新的光纖傳輸技術(shù)，對多種數(shù)字業(yè)務(wù)具有透明的傳輸特性，減少網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的電中繼和光中繼，由此降低了長距離傳輸?shù)某杀?。由于傳輸線在每個傳輸端站之間是無源的，所以在系統(tǒng)的可靠性和傳輸性上都有一定的保證，性價比很高。
參考文獻
[1] A. Sano，Y. Miyamoto，T. Kataoka and K. Hagimoto.Long span Repeaterless Tansmission Systems with Optical Amplifiers Using Pulse Width Management. J. Lightwave Tech.June，2010
[2]夏江珍，謝同林.大跨距無中繼光纖通信系統(tǒng)———西部電力通信系統(tǒng)的一種技術(shù)選擇[J].電力系統(tǒng)通信，2009（05）
[3]王琛，饒敏，唐勇，李雷，張明德，孫小菡.色散補償光纖傳輸系統(tǒng)補償方案的研究與討論[J].應(yīng)用科學(xué)學(xué)報，2010（02）
【摘要】光纖通信技術(shù)（optical fiber communications）從光通信中脫穎而出，是現(xiàn)代通信的主要支柱之一，對現(xiàn)在電信網(wǎng)起到了非常重要的作用。光纖通信作為一種新興技術(shù)，崛起速度非常之快、應(yīng)用面廣泛，在通信史上是前所未有的。光纖通信技術(shù)世界新技術(shù)革命的重要標志，對未來信息社會的各種信息傳遞也是非常重要的。對于光纖通信技術(shù)來說，延長單段無中繼光傳輸距離對于減少網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的電中繼和光中繼，節(jié)約長距離傳輸成本具有非常重要的作用，本文就光纖通信超長距離傳輸?shù)姆椒ㄕ归_研究和分析。
【關(guān)鍵詞】光纖通信超長距離傳輸方法
在建設(shè)和維護的過程中，中繼站在光纖網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中起到了非常關(guān)鍵的作用。在跨山區(qū)、無人區(qū)的電力通信網(wǎng)絡(luò)和跨海光纖網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中，中繼站建設(shè)的成本此時達到最貴。因此，延長單段無中繼光傳輸距離是一個值得探討的，具有現(xiàn)實意義的問題。
一、關(guān)鍵技術(shù)
超長距離光纖傳輸技術(shù)是一系列關(guān)鍵技術(shù)的集成部分。
1.1光纖喇曼放大器（FRA）可對光纖損耗進行補救
喇曼放大器技術(shù)是非常重要的光傳輸技術(shù)，在超長距離的光纖傳輸系統(tǒng)中有著非常重要的地位。它能將傳輸光纖自身變成放大器，也可方法摻鉺光纖放大器（EDFA）所不能放大波段。依靠普通的傳輸光纖就能實現(xiàn)，由此提升了光信噪比（OSNR）。FRA依靠光纖自身的優(yōu)點對信號進行放大，信號在傳輸?shù)倪^程中產(chǎn)生的固有損耗可在光纖內(nèi)部進行補償。目前應(yīng)用較為廣泛的FRA也稱為分布式光纖喇曼放大器（DFRA）。利用喇曼放大器的主要目的是提高系統(tǒng)的OSNR，提高波分復(fù)用（WDM）系統(tǒng)的通道和抑制光纖非線性效應(yīng)，增加系統(tǒng)中繼長度[1]。
1.2前向糾錯（FEC）編碼的減少碼率
在光傳中采用FEC技術(shù)，能有效的減少系統(tǒng)的誤碼率。由于編碼增益給系統(tǒng)提供了一定的富余空間，由此降低了非線性因素及光鏈路中線性及對系統(tǒng)性能產(chǎn)生的影響。有光放大器的系統(tǒng)的優(yōu)點在于：能增大光放大器間隔、提高信道速率、延長傳輸距離、減小單通道光功率等等。FEC的實現(xiàn)方式有兩種，一是帶外FEC系統(tǒng)和帶內(nèi)FEC系統(tǒng)。帶內(nèi)FEC的增益基本在3dB左右，但帶外FEC的增益遠比帶內(nèi)要高，因此，超長距離系統(tǒng)一般都采用帶外FEC編碼。在使用帶外FEC時，OSNR總體改善情況為7-9dB，由此大大提高了系統(tǒng)的傳輸距離。
1.3碼型技術(shù)對系統(tǒng)的提升作用
由于不同線路調(diào)制解碼型的光信號在交叉相位調(diào)制（XPM）、色散容限、自相位調(diào)制（SPM）等非線性的頻譜容納能力和利用率等方面都有各自的特點。對于超寬頻帶的超長距離WDM傳輸系統(tǒng)，非歸零（NRZ），歸零（RZ）也都是與眾不同的。
NRZ碼由于操作相對簡單、頻譜效率高，成本也相對較低。目前廣泛應(yīng)用與SDH系統(tǒng)和WDM系統(tǒng)中。但NRZ碼過渡不歸零，在傳輸時損傷敏感，因此在高超長距離光信號的傳輸中是不適用的。
RZ碼的缺少點存在于信號頻譜寬度相較于NRZ碼較大。增加調(diào)制器會使系統(tǒng)便的復(fù)雜，且額外增加成本。為了發(fā)掘RZ碼的傳輸性能，今年來還出現(xiàn)了載頻抑制RZ（CS-RZ）和啁啾（CRZ）等碼型。在CS-RZ碼中，相鄰碼元的電廠振幅符號是相反的，以此達到降低光譜寬度的目的。在功率高的情況下。不但增加了色散容限，且能更好的抵擋SPM和四波混頻（FWM）等光纖非線性效應(yīng)的能力[2]。
1.4性能和經(jīng)濟優(yōu)勢
在一定程度上簡化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提供端到端傳送業(yè)務(wù)。在超長距離光傳輸網(wǎng)絡(luò)中，每一對收發(fā)設(shè)備都能對網(wǎng)絡(luò)中的任意兩點進行連接，以此實現(xiàn)提供端到端傳送業(yè)務(wù)。由于減少了有源器件的使用，超長距離光傳輸系統(tǒng)在一定程度上降低了空間占用率和功能消耗的問題。穩(wěn)定性和運維功能更強，擴容能力也隨之更加靈活[3]。
二、結(jié)語
超長距離光纖傳輸依靠最新的光纖傳輸技術(shù)，對多種數(shù)字業(yè)務(wù)具有透明的傳輸特性，減少網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的電中繼和光中繼，由此降低了長距離傳輸?shù)某杀?。由于傳輸線在每個傳輸端站之間是無源的，所以在系統(tǒng)的可靠性和傳輸性上都有一定的保證，性價比很高。
參考文獻
[1] A. Sano，Y. Miyamoto，T. Kataoka and K. Hagimoto.Long span Repeaterless Tansmission Systems with Optical Amplifiers Using Pulse Width Management. J. Lightwave Tech.June，2010
[2]夏江珍，謝同林.大跨距無中繼光纖通信系統(tǒng)———西部電力通信系統(tǒng)的一種技術(shù)選擇[J].電力系統(tǒng)通信，2009（05）
[3]王琛，饒敏，唐勇，李雷，張明德，孫小菡.色散補償光纖傳輸系統(tǒng)補償方案的研究與討論[J].應(yīng)用科學(xué)學(xué)報，2010（02）
