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(2)

利用SMF光纤和DC光纤的特性，能够计算出铒C波段窗口的端信道(1530nm和1565nm)上的未补偿色散，假设所有DC光纤是为完成1550nm上的补偿而设计的。算出的值在表1的4和5列中给出。如果假设系统是脉冲谱宽度限制的，那么色散、比特率和总长度之间的关系由方程式1给出

B(|β2|L)1/2＜1/4 (1)这里B是比特率，β2＝(Dλ2)/2πc，L是长度。

方程式1可以以比特率和在给定长度内累积的总色散来重写。基于上述关系，给定比特率和平均累积色散，便能够确定在色散变为限制因子前系统的总长度，对于10和40Gbs的比特率，在表1的6和7列中给出了这个长度。DC光纤1、2、3和4是理论上的光纤的例子，这里用它们来演示不同色散和色散斜率对系统长度的影响。DC光纤5是商用光纤，仅仅在一个波长，例如1550nm上补偿了色散。对于DC光纤5，表中未列出色散斜率，因为对于打算在单个波长上工作的DC光纤而言，不指定色散斜率，色散斜率可以在约-0.5和+0.5ps/nm2·km之间变化，不会对系统工作带来不利影响。注意，DC光纤1、2、3和4适合于在10Gbs系统中使用，它们使用在这种系统中能够在至少600km的距离上进行信号传输。在列出的五个光纤当中，只有DC光纤3适合于40Gbs系统使用。

DC光纤的κ值这里定义为κ＝(DDC)/(D斜率DC)(2)式中DDC和D斜率DC是DC光纤的色散和色散斜率。相对色散斜率(RDS)，κ的倒数有时用于表征色散与色散斜率的比率。SMF光纤的色散与色散斜率的比率约为303。DC光纤3是唯一的，因为DC光纤的色散和色散斜率是这样的，能够在所有波长上实现基本完全补偿。换句话说，DC光纤3的κ值也是303。这一判据被定义为完全补偿。图2的线20称为完全补偿的线，因为其斜率是303。DC光纤3由线20上的一点表示，该点上色散为-85ps/nm·km，色散斜率为-0.28ps/nm2·km。其他的光纤落20上，例如具有-102ps/nm·km色散和-0.336ps/nm2·km色散斜率的一个光纤也提供完全补偿。

尽管对于10Gbs系统DC光纤3胜过DC光纤1、2和4，它并不增加值，因为陆上系统主要设计为约600km的最大距离。因此，并不提供完全补偿的一定的DC光纤适合于DC模件使用，如果这些DC光纤比提供完全补偿的光纤更容易产生，它们则是较好的。DC光纤1、2和4的κ值分别是457、548和380。比DC光纤1、2和4的κ值低且接近于303值的κ值对应于增强的色散特性，因此对应于更长的传输距离。DC光纤4和1是任意选择的，表示在图2中，这里它们分别由线21和22表示。线21与22之间的阴影区23代表一组提供可接受的色散和色散斜率的DC光纤，此外，它们能够用在比1000km更长的10GbsWDM系统中。具有线20与21之间色散特性的DC光纤，甚至具有线20之下和接近于其的色散特性的DC光纤则适合于用在DC模件中，但是它不必在10Gbs系统中使用具有这么低κ值的光纤。

仅仅具有20上或非常接近线20的色散特性的这些DC光纤才适合于在40Gbs系统中使用。

目前正在发展的掺铒光纤放大器将工作在L波段，这包括比1565nm当前极限更长的波长。目前提供使用的DC光纤(它们提供可接受的色散特性)不适合于在这些更长的波长上使用，因为它们的弯曲边缘波长是足够低的，以致于在比1565nm更长的波长上的损耗是不能接受的。随着截止波长(λCO)减小以及随着模场直径(MFD)增大，弯曲边缘向更短波长移动。在任何一种情况中，光被非常弱地引导。因此，为了推进弯曲边缘向更高的波长，λCO必须增大，和/或MFD必须减小。

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