色散补偿光纤原理_色散补偿光纤型号_光纤衰减和光纤色散

专利名称色散补偿光纤的法

背景技术1.发明领域本发明涉及适合于波分复用(WDM)系统使用的色散补偿光纤，以及尤其适合于在比1565nm更长的波长上工作的L波段系统使用的色散补偿光纤。本发明还涉及利用这种色散补偿光纤的色散补偿链路，以及制备色散补偿光纤的方法。

2.技术背景目前使用的电信系统包括单模光纤，它们在1300nm附近波长处呈现零色散，这里把这种光纤称为“SMF”。在这种系统内以约1300nm波长发送的信号保持相对无畸变。为了能够实现更低的损耗以及利用在1550nm窗口中工作的有效且可靠的掺铒光纤放大器，信号能够在这种系统中以约1550nm的波长发送。

在过去的几年里，电信系统已经从2.5Gbs单信道系统升级到10Gbs WDM系统。增大的每信道的比特率已经使得这些系统色散受到限制。在SMF上以1550nm的传输引入约+17ps/nm·km的色散；因此这种光纤被限制于以10Gbs的约60公里非中断传输。为对抗这种情况而提出的办法一直是以有规则的间隔进行色散补偿。例如，在1550nm具有+17ps/nm·km色散的单模光纤要求每60公里1020ps/nm的色散补偿。因此，含有色散补偿(DC)光纤的色散补偿模件不得不在每个放大级上插入到系统中，这说明约有1000ps/nm累积色散。由于这个长度DC光纤并未说明任何真实传输距离，需要保持这一长度尽可能短。这意味着必须使DC光纤的负色散最大化。然而，经过增导色散所起的作用使得色散负数更大，光纤变得对弯曲更加敏感以及光纤的基本衰减增大。因此，通过使色散(D)最大化同时保持衰减(Attn)尽可能低，可取得最大值。色散补偿光纤原理因此，比率|D/Attn|(称为优值)必须最大化而不单是色散最大化。

直到最近，系统和DC光纤设计人员一直仅仅考虑一个信道(1550nm)。即DC光纤只在一个波长上被用于补偿色散，因此光纤的色散斜率是不重要的。然而，随着对WDM技术的最新重视，变得需要在掺铒光纤放大器窗口内所有传输波长上提供色散补偿。这意味着设计人员现在被限制到具有最差补偿的信道。对于上述困惑的一种显而易见解决办法是设计一种DC光纤，在所有波长上同时补偿色散。因此，有了满足所谓色散斜率的附加判据。对于要利用DC光纤的所有波长，必须将优值维持在较大的值上。由于弯曲边缘在较长的波长上引起衰减增大，具有低弯曲边缘的DC光纤一直被限制使用在C波段波长(最高达到1565nm)上，在这个波长上基本上不受这一效应影响。

为了研究色散斜率对系统的影响，假设系统采用上述SMF光纤，它在1550nm具有+17ps/nm·km的色散和+0.056ps/nm2·km的色散斜率。考虑五个不同DC光纤对系统的影响。五种光纤的色散和色散斜率特性示于表1中，其中，色散D以ps/nm·km为单位表示，D斜率以ps/nm2·km为单位表示。

表1DC D 未补偿的色散 未补偿的色散 距离(km) 距离(km)光纤 D斜率 @1530/1000km @1565/1000km @10Gbs@40Gbs1 -85 -0.186-400 300 ～1200～752 -102 -0.186-540 405 ～880 ～553 -85 -0.28 0 0 ＞10000 ＞10004 -102 -0.28 -200 150 ～2400～1505 -85 -1200 900 ～400 ～25具有-85和-102ps/nm·km色散的DC光纤被选作了这种理论上例子，因为具有-85ps/nm·km色散的DC光纤的长度L将补偿具有17ps/nm·km色散的SMF光纤的长度5L，而具有-102ps/nm·km色散的DC光纤的长度L将补偿该SMF光纤的长度6L。

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