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       我是一個普通人。如果我接受皇家學(xué)會希望加在我身上的榮譽，那么我就不能保證自己的誠實和正直，連一年也保證不了。—法拉第（M.Faraday）

一、系統(tǒng)色散補償原理——設(shè)法消去色散使光信號展寬的相位系數(shù)

        由于光纖放大器的實用化，光纖損耗已不再是光纖通信系統(tǒng)的主要限制因素。的確，最先進的光波系統(tǒng)，如DWDM系統(tǒng)被光纖色散所限制，而不是損耗。在某種意義上說，光放大器解決了損耗問題，但同時加重了色散問題，因為與電中繼器相比，光放大器不能把它的輸出信號恢復(fù)成原來的形狀。其結(jié)果是輸入信號經(jīng)多個放大器放大后，它引入的色散累積使輸出信號展寬了。隨著比特率的增加，色散已成為標(biāo)準(zhǔn)單模光纖傳輸距離超過100km時的主要限制。

越來越受到重視的色散補償技術(shù)，其概念可用脈沖傳輸方程

來理解，式中，A是輸出脈沖包絡(luò)的幅度，z是光纖長度，三階色散效應(yīng)包括在β3項中，實際上，當(dāng)二階色散＞1ps2/km時，β3項可以忽略不計，此時輸出脈沖包絡(luò)的幅度

式中，Ã(0，ω)是A（0，t）的傅里葉變換。

       色散使光信號展寬是由相位系數(shù)exp(iβ2zω2/2)引起的，它使光脈沖經(jīng)光纖傳輸后產(chǎn)生了新的頻譜成分。所有的色散補償方式都試圖取消該相位系數(shù)，以便恢復(fù)原來的輸入信號。具體實現(xiàn)時可以在接收機、發(fā)射機或沿光纖線路進行補償。

二、色散補償方法——負色散光纖補償、電子濾波均衡DSP等

       色散補償光纖（DCF）是目前使用最廣泛的技術(shù)。今天使用的大多數(shù)色散補償是對標(biāo)準(zhǔn)單模光纖的色散和色散斜率進行的補償。如果入射到光纖的平均功率足夠低，光纖的非線性響應(yīng)就可以忽略，此時就可以利用接收機輸出脈沖包絡(luò)的幅度式（10.2.2）的線性特性對色散進行完全的補償。最簡單的方式是在具有正色散值的標(biāo)準(zhǔn)單模光纖之后，接入一段在該波長下具有負色散特性的色散補償光纖。其色散補償?shù)脑砜梢赃@樣理解，在這兩段光纖串接的情況下，色散補償條件變?yōu)?/p>

色散補償光纖的長度應(yīng)滿足

從實用考慮，L2應(yīng)該盡可能短，所以它的色散值D2應(yīng)盡可能大。

       對于單波長系統(tǒng)，一般使用色散接近零但又不為零的G.655負色散光纖，在少數(shù)色散補償段上使用具有很大正色散值的色散補償光纖。

       對于多波長系統(tǒng)，大多數(shù)線路使用低負色散值［-2ps/（nm·km）］光纖；有時在一個中繼段內(nèi)，采用兩種光纖級聯(lián)，段首使用G.655大有效截面非零色散位移光纖，段尾使用G.652小色散斜率、正常有效芯徑面積為60~80μm2的標(biāo)準(zhǔn)單模光纖（SSMF），兩種光纖的距離比是1∶1，前者在于降低非線性影響，后者在于提高傳輸帶寬，同時在色散補償段使用具有較高正色散值的光纖。

       如果中繼段使用色度色散為-2~-3ps/(nm·km)的G.655光纖，每隔7個這樣的中繼段配置一段G.652光纖，作為色散補償段，典型的傳輸容量是64×10Gbit/s，中繼距離是3000km。

       圖10.2.1表示陸地系統(tǒng)和海底光纜系統(tǒng)色散補償線路構(gòu)成圖和色散補償圖。

圖10.2.1陸地系統(tǒng)和海底光纜系統(tǒng)通常使用的色散補償圖

a）陸地系統(tǒng)色散補償線路構(gòu)成b）海底光纜系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色散補償線路構(gòu)成c）海底光纜系統(tǒng)平坦色散補償圖

三、系統(tǒng)色散管理——正負色散光纖交替鋪設(shè)

       如果系統(tǒng)每100~200km采用光-電-光再生中繼器，在整段距離上，各種使性能下降的因素都不會累積。然而，當(dāng)周期性地使用光放大器，自相位調(diào)制（SPM）和四波混頻（FWM）等一些非線性效應(yīng)，對于不同的色散補償制式將以不同的方式影響系統(tǒng)性能。