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 就目前含EDFA的光通信系統(tǒng)工程應用的情況來看：光纜均采用G.652光纖，波長范圍在1535nm～1565nm，屬于單模傳輸，故不存在模分配噪聲；對于STM-1和STM-4系統(tǒng)，系統(tǒng)一般采用DFB光源，由于速率不高，輸出功率不大（≤3dBm），雖采用內(nèi)調(diào)制方式，但啁啾噪聲很小，可以忽略；而STM-16和STM-64系統(tǒng)一般采用外調(diào)制，激光器中沒有啁啾噪聲。因而系統(tǒng)色散對于目前的光通信系統(tǒng)的損傷主要是碼間干擾。

    其理論計算公式如下：

    Ld=ε/Dm，ε為光源的色散容限值，由光源的性能決定，Dm為光纖色散系數(shù)，對于G.652光纖的色散系數(shù)一般取18ps/(nm•km)，而G.655光纖的色散系數(shù)一般取6ps/(nm•km)。

    由于色散受限引起的色散受限距離小于實際需要傳輸距離，則要配置色散補償模塊DCM，進行色散補償。

 

    圖2 色散補償模塊DCM在系統(tǒng)中的位置

    3.OSNR受限

    光放大器的引入會帶來額外的ASE噪聲。在EDFA中，鉺離子周圍的電子從基態(tài)被泵浦到激發(fā)態(tài)，當光信號穿過摻鉺光纖（典型的長度大約為5至10米）時，前者從受激發(fā)的電子中抽取能量，信號隨之得以放大，同時，電子在回到基態(tài)的過程中產(chǎn)生自發(fā)輻射，隨機地輻射出光子。摻鉺光纖在前端隨機輻射生成的光子可以在光纖的后部分獲得放大，其放大機理與輸入光信號的一樣，就產(chǎn)生了ASE噪聲。該額外噪聲由噪聲指數(shù)NF描述。

    理論上EDFA的最小噪聲指數(shù)是3dB，但實際應用中EDFA的典型噪聲指數(shù)達到了6dB。由于光放大器不但能對輸入的光信號和ASE噪聲進行相同增益的放大，而且會額外增加一部分ASE噪聲功率，因此ASE噪聲會沿著傳輸光纖路徑積累起來，這一效應可利用“光信噪比（OSNR）”這一概念來定量衡量。

    OSNR定義為某信道的光功率和該信道波長上的ASE光功率之間的比值。顯然，沿著傳輸光纖路徑上OSNR數(shù)值是逐步降低（劣化）的。

    對于一個帶光放大的傳輸鏈路，作為衡量系統(tǒng)性能最終手段的接收比特誤碼率（BER）直接與接收器的OSNR有關。其他條件不變，OSNR越大，則BER越低。在2.5G系統(tǒng)中，為獲得10～12的BER所要求的最小OSNR的典型值為14dB～15dB，因此2.5G系統(tǒng)在接受端的OSNR必須大于這一數(shù)值。相應這一OSNR數(shù)值稱為該傳輸系統(tǒng)的“OSNR容限”。顯然，OSNR最終也會對傳輸距離造成限制。

    由于OSNR受限引起的OSNR受限距離小于實際需要傳輸距離，則要采用前向糾錯技術（FEC）降低接受端的OSNR門限，或采用分布式拉曼放大器（DRA）和遙泵（PROA）技術提高光信號的OSNR值。

    (1)前向糾錯（FEC）技術

    前向糾錯(FEC)技術，通過在傳輸列中加入冗余碼進行糾錯，在發(fā)送端由發(fā)送設備按一定算法生成冗余碼插入到要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流中，接收端按同樣算法對接收到的數(shù)據(jù)流進行解碼，根據(jù)接收到的碼流確定誤碼的位置并進行糾錯。通過采用FEC編碼，能夠消除系統(tǒng)性能曲線中的誤碼率平臺現(xiàn)象，其編碼增益也提供了一定的系統(tǒng)富余量，從而降低光鏈路中線性及非線性因素對系統(tǒng)性能的影響。

    業(yè)界目前提出的FEC技術類型包括以下三種：1）帶內(nèi)FEC，利用SDH幀中的一部分開銷字節(jié)裝載FEC碼的冗余碼；2）帶外FEC，在幀尾插入冗余碼，編碼冗余度7％，糾錯能力強，編碼增益也較高，一般可達到5－6dB，并且可方便的插入FEC冗余碼而不受SDH幀格式的限制，具有較強的靈活性；3）增強型FEC（EFEC），主要應用于時延要求不嚴、編碼增益要求特別高的光通信系統(tǒng)，目前還較少應用。

    目前較為通用的是采用帶外FEC。

    (2)分布式拉曼放大器（DRA）

    分布式拉曼放大器（DRA）基于光纖受激拉曼散射（SRS）效應，一般采用反向泵浦方式，實現(xiàn)方法如下：將高功率連續(xù)運轉激光從光纖跨段的輸出端注入傳輸光纖，該泵浦光的傳輸方向與信號光傳輸方向相反。泵浦激光器的波長比信號光短約100nm。高功率光場泵浦光纖中的組分物質(zhì)產(chǎn)生虛激發(fā)態(tài)；電子從這些虛激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷，從而實現(xiàn)光信號的增益。分布式拉曼放大器傳輸光纖本身就是增益介質(zhì)，信號在光纖中傳輸?shù)耐瑫r得到放大，使得拉曼放大器的等效噪聲指數(shù)為負。低噪聲系數(shù)分布式拉曼放大器（DRA）可以有效克服四波混頻等非線性效應的影響，并改善系統(tǒng)的光信噪比（OSNR）。3)遙泵（PROA）

    遙泵（PROA）技術是用于單長跨距傳輸?shù)膶ｉT技術，其在傳輸光纖中的適當位置熔入一段摻鉺光纖，即線路增益單元（RGU），并從單長跨距傳輸系統(tǒng)的端站（發(fā)射端或接收端）發(fā)送一個高功率泵浦光，經(jīng)過光纖傳輸和合波器后注入鉺纖并激勵鉺離子。信號光在鉺纖內(nèi)部獲得放大，并顯著提高傳輸光纖的輸出光功率。

    遙泵的線路增益單元（RGU）不需要供電設施，也無須人員維護，適合用于穿越沙漠、高原、湖泊、海峽等維護、供電不便的地區(qū)。

    三、中興通訊解決方案

    綜上所述，MSTP系統(tǒng)單跨段超長距離傳輸解決方案包括終端技術和線路技術，前者采用前向糾錯（FEC）技術以降低接受端的OSNR門限值，后者則分別采用光放大器（OA）以提高、色散補償模塊（DCM）、分布式拉曼放大器（DRA）和遙泵（PROA）等技術以提高信號經(jīng)過長距離線路傳輸后的OSNR值。

    在國電通信中心和中興通訊攜手進行的四川電力超長距光傳輸跨段工程測試會場上，中興通訊光傳輸遙泵系統(tǒng)順利通過單跨段350±5km超長距離傳送測試，超長工程的各項單機性能、系統(tǒng)性能和功能測試結果均優(yōu)于行業(yè)標準，業(yè)務穩(wěn)定運行時間超過2個月無誤碼。此次測試也是國內(nèi)外最長的實際工程應用案例，系統(tǒng)實際測得的線路衰耗承受能力大于80dB。

    此次工程采用的核心技術是中興通訊光傳輸遙泵技術，工程測試的成功又一次固化了中興通訊在光傳輸領域尤其是超長距傳輸方面的業(yè)界領先優(yōu)勢，展示了強大的技術實力和工程實施能力，為電力系統(tǒng)通信站距光傳輸遙泵技術的應用及研究提供了有益的經(jīng)驗和借鑒。

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