超长距离波分传输技术

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超长距离波分传输技术

波分传输是现在的光纤网络最常用的骨干网传输方式，波分传输由CWDM/DWDM波分复用器+EDFA光纤放大器+DCM色散补偿器组成，因此波分传输是一个系统性的。今天我就在这里分享一下超长距离波分传输技术。

一、超长距离传输的类型和应用环境

近年来，波分复用技术主要朝超长距离和大容量传输两个方向发展，鉴于超长距离传输的市场需求和网络趋势，本文将重点集中在长距离传输方面，探讨超长距离传输的解决方案。

超长距离传输包括多跨（放大）段的长距离无电中继传输和单跨（放大）段传输两种。从形态特征角度看，前者通常指1000km~3000km无光电转换的点对点传输，后者则是100km~300km的无有源放大或者无中继点对点传输，如图1所示。从技术实现角度看，多跨段长距离无电中继传输需解决光信噪比（OSNR）、色散（CD）、偏振模色散（PMD）、非线性效应（NL）以及功率均衡等一系列问题；而单跨段传输所需解决的问题相对要少很多，一般仅关注OSNR和非线性效应（NL）。从网络应用角度看，前者应用于常规环境下，可减少无业务上下的电中继接点数量，减轻维护工作量；后者则主要应用于海岛之间、沙漠、无人区等受天然障碍制约无法设置有源设备或不便维护的地区。

二、超长距离传输相关技术

超长距离传输受到色散效应、非线性效应等物理障碍的限制。为了完成超远距离传输，必须在终端和线路两个方面采取相应技术进行处理。

1．长距离传输的物理限制

光信号在光纤中进行传输，遇到的物理障碍包括非线性效应（NL）、色散效应（CD）、偏振模色散（PMD）和光信噪比（OSNR）限制。其中，非线性效应又包括自相位调制（SPM）、互相位调制（XPM）、四波混频（FWM）、受激拉曼（SRS）和受激布里渊（SBS）等效应。

色散效应（CD）可以通过增加终端发射单元的色散容限、线路色散补偿以及在接收端进行后补偿等方法加以克服。而对于偏振模色散（PMD），尚没有好的商用补偿手段，只能采用偏振模色散（PMD）指标好（小于0.1ps/km1/2）的光纤实现长距离传输。光信噪比（OSNR）的限制，可以通过降低发射单元的OSNR门限加以解决。

影响长距离传输性能的非线性效应主要是自相位调制（SPM），而自相位调制（SPM）的影响是通过与光纤色散效应（CD）相互作用来体现的，即所谓色散图谱问题。如图3所示，色散图谱的变化与传输距离有关，随着传输距离的延长，残余色散曲线向正色散方向移动，色散窗口也同时变窄。