FBG和DCF在10G DWDM系統(tǒng)中的實(shí)驗(yàn)比較

 北京錦坤科技有限公司www.jonkon.com.cn

摘要： 我們實(shí)驗(yàn)比較了寬帶FBG和傳統(tǒng)色散補(bǔ)償光纖DCF在525KM 40×10Gdwdm系統(tǒng)中性能。這里提出了采用FBG補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化配置方案。
引言:
　　近年來(lái)啁啾光纖光柵FBG已經(jīng)被確定為減小色散效應(yīng)的一種可行方案[1-3]。FBG補(bǔ)償方式的主要優(yōu)點(diǎn)包括：低插入損耗，低非線性效應(yīng)以及體積小。典型地，FBG色散補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用在過(guò)去主要局限在通道數(shù)較少的系統(tǒng)中，這是由于把大光柵鏈拼接在一起而保持低插入損耗是非常困難的?；诔Y(jié)構(gòu)取樣光柵的多通道啁啾FBG的出現(xiàn)消除了FBG的這種應(yīng)用局限，為其在DWDM系統(tǒng)中實(shí)際有效應(yīng)用開(kāi)辟了道路。寬帶FBG的可能應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)樾屡d城域和短距區(qū)域網(wǎng)應(yīng)用，所覆蓋的距離zui高為500km。到目前位置，還很少有關(guān)于這個(gè)距離范圍內(nèi)的*色散補(bǔ)償技術(shù)的評(píng)價(jià)報(bào)道。
　　在這篇文章中，我們比較了光纖和FBG為基礎(chǔ)的色散補(bǔ)償技術(shù)，分析了40個(gè)100G間隔的10G通道525km SSMF傳輸性能。評(píng)價(jià)了FBG色散補(bǔ)償模塊幾種不同系統(tǒng)配置的特性，并和典型的DCF方案做了比較。結(jié)果表明，和DCF短距應(yīng)用相比，通過(guò)廣范地取消中間階段放大器， FBG可以提供*的色散補(bǔ)償性能?？墒?，部署混合的單段放大器和中間階段放大器，可能能夠有效地獲得*系統(tǒng)性價(jià)比。

實(shí)驗(yàn)配置
　　我們通過(guò)圖1所示的配置來(lái)評(píng)價(jià)FBG的性能。終端包括40個(gè)100GHz間隔的C帶通道，傳輸線路為7段75km光纖段。每個(gè)光纖段包含可變衰減器來(lái)平衡損耗。具體的測(cè)試配置如下：

（i）分布式中間段補(bǔ)償（Distributed Mid-Stage Compensation）
　　該配置允許zui直接的比較FBG和DCF技術(shù)。圖中標(biāo)明DCF模塊和其有效的SSMF補(bǔ)償長(zhǎng)度。接著6個(gè)84km DCF用等效的FBG來(lái)取代，但是維持恒定的中間段損耗。
（ii）分布式單段補(bǔ)償
　　FBG的插入損耗為2.3?0.5dB，而DCF的插損為8.1?0.5dB，為了利用FBG低損耗特性，FBG被移到每跨段的開(kāi)始位置，中間段放大器由具有相同增益的單段放大器取代，這減少了每個(gè)EDFA的噪聲指數(shù)1dB.
（iii）集總式中間階段補(bǔ)償）
　　3dB跨段損耗的增加（ii）需要更高的輸出功率以維持相同的OSNR。為了避開(kāi)這個(gè)問(wèn)題，我們?cè)u(píng)價(jià)了在終端放置所有FBG色散補(bǔ)償器的性能，在這個(gè)配置中，RX和TX放大器分別包含補(bǔ)償273km和252km色散的補(bǔ)償器件。圖2表明DCF和FBG色散補(bǔ)償方案的剩余色散非常接近。我們目標(biāo)為欠補(bǔ)償~0.2ps（nm.km），這允許補(bǔ)償傳輸中的SPM。

　圖3顯示了四種不同配置的結(jié)果，Q2 為所有波長(zhǎng)的平均值，顯示了總的性能趨勢(shì)，正如期望的那樣，中間段FBG補(bǔ)償配置和使用DCF具有相似的趨勢(shì)，在由傳輸光纖的非線性導(dǎo)致的高功率滾降之前，這兩種情況的Q值和發(fā)射功率幾乎成線性關(guān)系?？梢钥闯?，由于在DCF中有很大的非線性作用，分布式FBG的性能劣化出現(xiàn)的比DCF要晚的多。
　　當(dāng)FBG放在跨距之前（配置ii）由于入射傳輸光纖的光功率較低，我們看到性能和功率之間有更好的線性關(guān)系，由于7個(gè)跨距中有5個(gè)跨距的線路衰耗比其他兩個(gè)多3DB，性能出現(xiàn)劣化，但由于單級(jí)放大改善了噪聲指數(shù)，可以抵消這個(gè)劣化?？梢钥闯鎏岣甙l(fā)射光功率可以提高性能，但這通常并不是經(jīng)濟(jì)有效的方式。
　　zui后一種情況，當(dāng)FBG 被集中用在兩個(gè)終端放大器的中間（配置iii），在低發(fā)射光功率時(shí)具有較好的性能，該方式結(jié)合了單級(jí)放大系統(tǒng)的低噪聲和低跨距衰耗，使性能得到改善。我們看到這個(gè)配置的發(fā)射功率允許比采用傳統(tǒng)的DCF小4dB，而只有0.5dBQ 代價(jià)。圖4顯示了這種*FBG配置的接收光譜，OSNR和眼圖。這表明了在更高的信道發(fā)射功率時(shí)，眼圖閉合，而此時(shí)分布式色散補(bǔ)償有更*的性能。

結(jié)論
　　比較了DCF和多通道啁啾FBG四種配置在40個(gè)10G 通道525公里SSFM傳輸性能，DCF和FBG在分布式色散補(bǔ)償時(shí)有相似的性能。在傳輸跨段中添加FBG是可行的，因?yàn)镕BG具有低插入損耗，允許采用更便宜，低噪聲指數(shù)，單級(jí)放大器。但減少的放大噪聲不足以抵消由于增加跨距衰耗而引起的代價(jià)。把FBG集中在終端放大器的中間，在其他地方采用一級(jí)放大，可以在放大器成本，性能和發(fā)射功率之間獲得*折中平衡。

 北京錦坤科技有限公司www.jonkon.com.cn