色散补偿,色散补偿光纤的介绍

色散补偿光纤（DCF，Dispersion Compensating Fiber）是具有大的负色散光纤。它是针对现已铺设的G652标准单模光纤而设计的一种新型单模光纤。为了使现已敷设的G652光纤系统采用WDM/EDFA技术，G652标准光纤在1.55μm波长的色散不是零，而是正的（17－20）ps/（nm·km），并且具有正的色散斜率，因此需要在这些光纤中加接具有负色散的色散补偿光纤，进行色散补偿，以保证整条光纤线路的总色散近似为零，从而实现高速度、大容量、长距离的通信。

色散补偿光纤（DCF）在1 550 nm光波长附近有较大的负色散,用这种光纤与常规单模光纤(即G.652光纤)串接组成传输线路,可以补偿常规单模光纤在该光波长处的正色散,以延长中继距离。为了获得显著的补偿效果,DCF与常规单模光纤长度的选择应符合下式要求:

D(λs)L+Dc(λs)Lc=0

式中,D(λs)和Dc(λs)分别为常规单模光纤和DCF在工作波长λs的色散系数,L和Lc分别为常规单模光纤和DCF的长度。

采用DCF作色散补偿后,系统中继传输距离得以延长,但这会导致线路传输衰减的增加,为此,在采用DCF作色散补偿的传输系统中,通常还需接入掺铒光纤放大器(EDFA)以补偿衰减的增加,如下图所示。

目前已有的DCF大致可分成两类:一类是基于基模设计的光纤,即使纤芯具有高相对折射率差Δ和采用多包层结构,以便增加基模的负波导色散;另一类是基于高阶模设计的光纤,即使光纤处于双模(LP01、LP11)同时传输的状态,利用接近截止波长处工作的LP11模产生很高的负色散。双模DCF的色散补偿特性很理想,而且有潜在的高效率,但在实施补偿过程中需要额外的器件,如模间转换器和偏振旋转器等,因此目前尚未向实用化方向发展。

采用DCF作色散补偿主要具有以下优点,(1)补偿效果显著,系统工作稳定;(2)实施简便,补偿光纤可存贮于线盘上,接入传输系统即可实现补偿;(3)色散补偿量可控制,可按照系统实际需要的补偿量进行调整;(4)能实现宽带补偿,从而实现高密度波分复用。据报道,日本NTT公司在1 000 km的常规单模光纤线路上,用了172.5 km的DCF和12个EDFA成功地进行了16个信道×10 Gbit/s的光FDM传输,可见这种色散补偿技术对已建成的常规单模光纤传输系统的升级扩容较为适用。

目前,国内外已有一些厂家以光纤和模块的形式将DCF推向市场,如AT&T公司推出的DCF在1 550 nm波长的主要参数典型值为:色散系数Dc=-95 ps/(nm·km),衰减系数αc=0.7 dB/km。

色散补偿模块英文为Dispersioncompensationmodule。可以用来补偿传输光纤的大跨度色散。典型地，它提供一定量的色散，而c对应着compensation，意思为补偿。

具备斜率补偿功能的色散补偿模块DCM能够为标准单模光纤在C波段内进行宽波段的色散及色散斜率补偿，使系统残余色散得到优化。