超長距離光傳輸技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

由于不同線路調(diào)制碼型的光信號在色散容限、SPM(自相位調(diào)制)、XPM(交叉相位調(diào)制)等非線性的容納能力、頻譜利用率等方面各有特點(diǎn)，對于超寬頻帶的超長距離WDM傳輸系統(tǒng)，NRZ、RZ等碼型都有自己的特色。

信號調(diào)制格式是大容量WDM系統(tǒng)傳輸?shù)囊豁?xiàng)重要技術(shù)。首先，每根光纖可利用的帶寬和可達(dá)到的譜效率決定著光纖總?cè)萘�；其次，先進(jìn)的信號調(diào)制格式將提高40Gbit/s傳輸?shù)纳�、非線性和PMD容限，可以提高系統(tǒng)的OSNR，對提升40Gbit/s傳輸距離大有益處。RZ碼的主要缺點(diǎn)是信號頻譜寬度相對NRZ碼增加，增加調(diào)制器使系統(tǒng)變得復(fù)雜、成本高。

目前有許多種可用的編碼格式，主要分為兩大類：歸零(RZ，return-to-zero)編碼和不歸零(NRZ，non-return-to-zero)編碼。其中RZ編碼主要包括RZ(常規(guī)RZ碼)、CRZ(啁啾RZ碼)、CS-RZ(載波抑制RZ)等方式。CRZ碼采用了三級調(diào)制技術(shù)(RZ幅度調(diào)制、相位調(diào)制和數(shù)據(jù)調(diào)制)，其相位調(diào)制器在發(fā)射端對RZ脈沖的上升沿和下降沿上加入一定的啁啾量，抵抗非線性效應(yīng)的能力非常優(yōu)異。此外，CRZ還具有優(yōu)良的抵抗偏振相關(guān)損耗(PDL)和偏振模色散(PMD)的能力，具有更高的傳輸穩(wěn)定性。它的缺點(diǎn)是調(diào)制技術(shù)比較復(fù)雜，對三級調(diào)制之間的定時(shí)和時(shí)延要求很高。在CS-RZ碼中，相鄰碼元的電場振幅的符號相反，從而達(dá)到降低光譜寬度的目的，在功率較高的情況下，不但增加了色散容限，而且有更強(qiáng)的抵抗SPM和FWM等光纖非線性效應(yīng)的能力。

40Gbit/s的WDM系統(tǒng)由于非線性效應(yīng)及色散(包括PMD)等變?yōu)橥怀雒�，采用RZ編碼已經(jīng)被業(yè)界認(rèn)為是解決問題的重要技術(shù)，目前部分超長距的10Gbit/s的WDM系統(tǒng)也已采用了RZ編碼。

RZ編碼技術(shù)其實(shí)并不是新生技術(shù)，在海纜通信系統(tǒng)中已得到廣泛的研究和應(yīng)用。而在陸地傳輸系統(tǒng)中，由于早期的傳輸距離普遍不是很長，因此沒有得到充分的重視。在RZ編碼技術(shù)中，在40Gbit/s的調(diào)制方式的選擇上，目前仍沒有達(dá)成統(tǒng)一定論，但由于RZ編碼中的CRZ方式具有脈沖壓縮能力、能容忍更高的PMD值、可以緩解信號在光纖中的非線性交互作用等優(yōu)異特點(diǎn)，正受到越來越多的關(guān)注。

4、動態(tài)增益均衡減少傳輸系統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換數(shù)目

對于超長距離傳輸，保證整個線路上的增益平坦是非常重要的，增益均衡用于保證線路上各個波長之間的增益平坦，在主光通道的入口可能各個波長之間的功率電平一樣，但由于放大器增益平坦度以及各個波長在線路中衰耗不一致，會導(dǎo)致在接收端各個波長之間的功率差異較大，影響正常的接收。目前一種通用的方法是在各個光放站放置增益平坦濾波器，此外通過基于各個通道光譜密度的大小，實(shí)施反饋控制，可以動態(tài)管理平坦進(jìn)程。

動態(tài)增益均衡的優(yōu)勢在于可以增加超長距傳輸系統(tǒng)的區(qū)段數(shù)目，可以在級聯(lián)50個EDFA的情況下，不進(jìn)行電再生中繼；支持動態(tài)網(wǎng)絡(luò)配置，在網(wǎng)絡(luò)波長數(shù)目發(fā)生重大差異時(shí)不會對OSNR造成損傷；由于輸入光功率變化也會造成增益斜度劣化，而通過動態(tài)增益均衡，可以代替目前正在使用的可調(diào)光衰減器(主要位于發(fā)射機(jī)一側(cè))。