WDM持續發展須解決四大難題

2019-11-04 20:41:34

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　　電信行業經過近十年的高速發展，于近兩年進入了平緩期。目前，全球電信運營商在資本市場上大都碰到了很大困難，都在壓縮投資規模，從而降低成本。但是，市場業務需求總的增長趨勢是不會改變的。當前形式下，既要滿足市場需要的日益增加，又要把單位比特成本和運營成本降低顯得尤其重要。由于WDM技術的迅速發展和日趨成熟，10G/2.5GWDM系統目前已成為各大運營商各層面傳輸平臺的主流應用手段，隨著TDM40Gbit/s技術的成熟和價格下降等因素，可以預見，在不遠的將來WDM＋TDM40Gbit/s技術將成為骨干網傳輸系統中的主流技術。
　　
　　從WDM系統誕生初始，人們就期望著其向更高速、更長距方向發展。然而，光纖傳輸網的許多不利因素影響了傳輸性能，主要包括四個方面。
　　
　　一是信號衰減。信號衰減是指光信號沿著光纖傳輸時出現的光功率線性減小的現象。其中表示光纖衰減的參數為衰減系數，它與光纖的工作波長直接相關。長距離傳輸時通過設置光放大器方式可實現再生光信號強度。但隨著放大次數的增加，附加在光信號上的噪聲也相應地增加，最終限制了沒有電再生條件下的傳輸距離。
　　
　　二是光纖色度色散。光纖色度色散通常被稱為色散，是由于光在光纖中傳播時，不同波長的傳播速度不同而產生的，通常采用色散系數和零色散斜率兩個參數進行表示，它們與光纖的工作波長緊密相關。由于所有的光信號都是由有限數量的波長組成的，色散會導致在經過了一段長距離傳輸以后發生光脈沖展寬的現象，從而限制了帶寬。這種影響在傳統的光傳輸系統中是常見的，一般可通過在光放大器和再生器上使用色散補償模塊（DCM）來抵消。
　　
　　三是光纖的偏振模色散。通常采用PMD來表示偏振模色散系數，包括一階PMD和二階PMD，目前所說的PMD只是一階PMD，對于40Gb/s以上速率的WDM系統，二階PMD將對系統的傳輸起到較大的作用。
　　
　　四是光纖的非線性效應。主要包括受激喇曼散射（SRS）、受激布里淵散射（SBS）、交叉相位調制（XPM）、四波混頻（FWM），對光傳輸的影響間接通過其他參數，如色散、輸入光功率等參數體現出來。非線性效應只是現在才顯得重要。由于現在光纖系統多用于長距離傳輸，需要提高光強。但強光實際上會改變光纖的折射率，導致光信號在光纖中傳輸時產生相位調制。而相位調制又會引起光脈沖的頻率成分的變化，導致脈沖的展寬，最終限制了系統的帶寬。
　　
　　對于大容量長距離WDM系統，我們希望通過增加入纖功率以達到同樣OSNR前提下的更長的再生距離，從而減少系統成本和復雜性。但是強光會改變光纖的折射率，導致光信號在光纖中傳輸時產生相位調制。而相位調制又會引起光脈沖的頻率成分的變化，導致脈沖的展寬，最終限制了系統的帶寬。

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