目前,波分复用技术日趋成熟,以2.5Gb/s和10Gb/s为基础的DWDM系统已经在各个一级干线、二级干线乃至于城域网中得到应用。因此,以下将从目前广泛应用的2.5 Gb/s~10 Gb/s DWDM系统来分析比较光纤的传输性能。
在以2.5 Gb/s为基础的DWDM系统中,传输系统的色散容限较大,每通道可达12 800 ps/Iqm,不存在色散补偿问题。因此,单从色散的角度来说,在600 km左右的光复用段设置情况下,对于工作在1550 nm窗口的2.5 Gb/s SDH系统和以2.5 Gb/s为基础的DWDM系统,采用G.652光纤和G.655光纤并无不同。当然,由于G.655光纤色散系数较小,在不需要色散补偿的情况下,无电中继距离较采用G.652光纤长,对于LEAF光纤,理论计算可达1700 km。目前,以2.5 Gb/s为基础的DWDM系统一般采用G.652光纤,无电中继距离可达640 km。当然也可采用G.655光纤开通2.5 Gb/sDWDM系统,只是从实际的应用来看,采用G.655光纤的优势不够明显;而从投资成本的角度看,采用G.652光纤又是非常经济的。因此,在以2.5 Gb/s为基础的DWDM系统中,采用G.652光纤是非常合适的。
10Gb/s SDH和DWDM系统的色散容限一般为800 ps/nm,最大也不过1600 ps/nm。理论上讲,采用G.655光纤后,与G.652光纤相比,可以大大减少光纤色散的补偿量。这也是目前在应用10 Gb/s DWDM系统的情况下广泛采用G.655光纤的原因。但是,对于lOGb/s为基础的DWDM系统,由于影响的因素较多,不仅是传统的衰减、色散等参数,还包括偏振模色散(PMD)、非线性效应(包括SPM、XPM、FWM等)、功率均衡、色散斜率均衡等。因此,10Gb/sDWDM的系统配置是各方面参数达到优化的综合结果,在系统设计时,应综合考虑上述所有参数。通过对几个厂家在G.652和G.655两种光纤上开通10 Gb/s DWDM系统时的站段没置进行比较,可以得知,不同厂家的产品所适应的两种光纤的程度不同,性能稍有差别。
仅是从功率预算的角度提出G.652和G.655两种光纤上的站段设置不同,并未体现出两种光纤色散系数的不同。事实上,根据对目前各厂商10 Gb/s DWDM系统的了解,G.655光纤上开通10 Gb/s DWDM均需要色散补偿,过去通常所说的G.655光纤上开通10Gb/s DWDM不需要色散补偿对于短距离应用可能是允许的,但在实际的网络中,无论是在G.652光纤上还是在G.655光纤上均需要进行色散补偿(DcM),只是补偿光纤的长度或补偿方式略有不同。
色散补偿的过程会引入较大的衰减,也可能增加光纤非线性效应,引起四波混频(FWM)等多种不利因素。因此,色散补偿并不仅仅是对色散进行补偿,而要对多种影响进行平衡。目前,常用的色散补偿方式包括过补偿、欠补偿和零补偿等几种,从系统总体性能来讲,在G.652光纤和G.655光纤上一般采用欠补偿方式,而实现方式上则多种多样,色散补偿模块一般用于发送端功率放大器、线路放大器和接收端预置放大器的中间级,其补偿原则根据光功率预算的结果而定。色散补偿模块一般采用负色散光纤进行补偿,在G.655光纤上也可采用少量正色散光纤。
对于lO Gb/s DWDM系统,每个光复用段的差分群时延(DGD)应小于10 ps。这并非是对某种光纤的要求,而是对于传输系统的要求。可以说,PMD并不是区分G.652光纤和G.655光纤的最重要因素。根据对现有G.652光纤的测试,只要在生产和敷设过程中对PMD的指标进行了要求,就可以开通10 Gb/s r)WT)M系统。从现场测试的PMD结果来看,我国“八五”、“九五”期间敷设的绝大部分G.652光纤均可满足10 Gb/s DWDM系统的传输需求。
光纤通信技术有了突飞猛进的发展,主要表现在传输速率达到10Gb/s并向40Gb/s发展、超长距离传输系统、拉曼放大的应用、通道数目越来越多,并向L及s波段扩展。关于如何优化非零色散位移光纤(NZI)sF)的i个重要参数:色度色散、色散斜率和有效面积。通过一系列的分析和实验研究,业界普遍认为,现在采用的NZDSF、光纤,包括大有效面积光纤和低色散斜率光纤,其色度色散值在c波段偏小,零色散点通过s波段(在s波段无法支持DWDM),相对色散斜率偏大(很难完全补偿色散斜率),所有这些参数宜进一步优化。1550 nm的色度色散值取8 ps/(nm·km)是一个较理想的选择,较低的色散斜率值使色散斜率补偿更容易实现,有效面积应当适中。能够兼顾非线性和拉曼放大的要求。
长距离DWDM用的光纤应具有适宜的色散值、小的色散斜率,适宜大的有效面积,很低的PMD值和衰减值。并通过不同光纤配置实现色散管理来达到超长距离、超大容量传输。拉曼光纤放大器(RFA)的出现和推广应用,进一步改善了光信噪比(OSNR)和扩展了光纤放大器之间的距离,拉曼放大要求设计出在泵浦波段具有低损耗的光纤,以得到高的拉曼效率。
在以10 Gb/s为基础的DWDM系统中,G.655光纤较G.652光纤并未显示出十分明显的技术优势。如果从每个DwDM系统的建设成本来比较,G.655光纤加上其色散补偿模块的造价可能会比G.652光纤加上其色散补偿模块低一些。但对于新建大容量(目前一般为48芯或96芯光纤)光缆来讲,初期投产也仅使用一对光纤,由于G.655光纤的单价要高于G.652光纤,会使G.655光纤光缆的投资远远高于G.652光纤光缆。因此,空余光纤的使用,特别是未来的传输系统应用是决定采用G.655光纤还是G.652光纤的关键。当然,在以10 Gb/s为基础的I)WI)M系统中,特别是在长途骨干传输网中,针对不同的传输设备厂家,采用G.652光纤的DWDM系统造价也未必高于采用G.655光纤的同样DWDM系统,因为当采用G.652光纤比采用G.655光纤的站段设置更长时,可大大减少DWDM终端设备(OTM)的数量,而DWDM终端设备的价格几乎较光放大器(0A)高出近一个数量级。
综上所述,在我国长途骨干传输网中开通2.5 Gb/s和10 Gb/s为基础速率的DwDM系统,G.652光纤具有一定的优势,特别是在目前G.655光纤价格明显高于G.652光纤的情况下,更应优先考虑采用G.652光纤。
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