色散补偿(dispersion compensation)

2022-01-10 13:46:32 浏览:958

定义

进行色散补偿的模块。

在光纤通信领域,色散补偿模块(DCM)(也被称为色散补偿单元,DCU)用来补偿色散,例如补偿很长的传输光纤中的色散。通常,这一模块提供一定的色散(例如,在1600nm光谱区域提供正常色散),当然现在也存在可调谐色散的模块。将模块插入到光纤链路中非常简单,因为在输入和输出端都有光学连接器。可以采用光纤放大器来补偿插入损耗,例如,在1500nm的通信系统中可以采用掺铒光纤放大器。色散补偿模块通常被放置在两个放大器之间。

色散补偿模块可以采用下面的技术来得到:
1.常用的一种简单的做法是采用一段长光纤,例如,色散位移光纤,将它绕制在一个线轴上,直径为100-200mm。可以优化所采用的光纤使其可以补偿100km长的传输光纤中的色散,而且插入损耗只有几个分贝。
2.另一种更紧凑、掺入损耗小的结构是采用啁啾光纤布拉格光栅。采用相对长(几十个厘米)的光纤光栅可以补偿很大的色散。通过改变装置温度(内置温度梯度),可以进行色散调谐。
3.在波分复用系统中,采用了一些成像的相位阵列。

色散补偿的一些重要的性质:
1.最核心的就是能提供的色散大小,依赖于被补偿的传输光纤的长度和传输光纤的种类。例如,色散位移传输光纤需要较小的色散补偿。
2.色散斜率(高阶色散)会强烈限制可用带宽,这尤其在波分复用系统中非常重要。根据传输光纤类型的不同,需要采用不同的色散斜率。而相对高的色散斜率会使光纤设计更加困难。
3.有些情况下希望色散是可调谐的。
4.插入损耗既会由光纤中的吸收和散射引起,同时粘接点和连接器也会对其有贡献。这一损耗需要尽量小,因为它们需要高的放大器增益并且会引入附加噪声。
5.有些情况下,光学非线性效应也会影响。可以强色散光纤可以使其影响最小,很短的光纤就足够了。
6.在实际应用中,结构紧凑非常重要。可以紧密绕制补偿光纤,但是这样也会受弯曲损耗的限制。

单通道数据速率非常高时,还需要对偏振模式色散进行补偿。这更加复杂,因为这需要相应的控制信号光的偏振态,并且合理调整时间延迟。

参阅:色散补偿、光纤通信、光学数据传输

基础光学

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