多通道色散补偿光纤光栅级联系统实验研究

多通道色散补偿光纤光栅级联系统实验研究
马卫东，林谦，杨旭东，刘文
武汉光迅科技股份公司
叶波，龚亚敏，叶荣富
烽火通信科技股份公司光网络产品部

一 简介
光栅型多通道色散补偿模块（FBG）能够对DWDM光传输系统的色散问题提供高性能、方便灵活的解决方案。它具有较DCF低的插入损耗，能够降低系统的光功率预算，减少光放大器的使用数量。FBG色散补偿模块允许大功率输入，支持100%斜率和色散补偿，可用于长距离传输。另外，相对于传统DCF 色散补偿，FBG色散补偿模块具有体积小、重量轻、成本低等优势。本文针对FBG在系统中实际应用情况，在10G的传输系统上级联了8个FBG模块，对G-652光纤进行了700公里的色散补偿。实验结果表明，FBG完全可以替代DCF用于实际的DWDM系统进行色散补偿。

二 FBG的光学指标测试

表格 1

注：
1. 插入损耗、插损一致性、群延迟抖动、偏振模色散和偏振相关损耗在C17 ITU-T标准中心波长处测得。指标在工作温度范围内都能保证。
2. 群时延测试调制频率：192MHz。
3. 在-1dB带宽内对群时延进行线性拟合。
4. 插入损耗不包含连接器

     同时对多个模块级联后的光学指标做了测试，级联了5个80km模块，并进行了相应测试，实验结果表明：隔离度指标有了较大提高（提高17dB），其它指标基本不变。工作带宽都在0.38nm左右，能够满足100GHz波长间隔系统对带宽的要求。
 
图 1 单个FBG模块光谱图

 
图2  5个FBG级联光谱图

三 系统级联实验及结果分析：
用光纤光栅型多通道色散补模块在10Gb/sDWDM传输系统上进行了测试实验，并且和色散补偿光纤模块进行了对比。测试机盘为OTU2S，发射机端选用5个通道，分别是1529.55、1545.32、1546.92、1547.72、1560.61nm，总传输距离为三个100公里加五个80 km G-652光纤（总长度700公里），分别采用FBG与DCF色散补偿模块进行对比（前300公里都采用FBG补偿，见图3），测试主要指标是通道功率代价和光信噪比。

 图 3  系统实验配置图 （10G DWDM系统）

    选择其中3个通道进行测试（两边的两个通道以及中间的一个通道），都是在超强FEC(UFEC)条件下测试，通道功率代价结果见表格 2：

表格 2

    FBG与DCF的通道代价都在2dB以下，超过系统对通道代价的最低要求。其中FBG在1530nm附近的通道代价要好于DCF，经过分析，原因在此波长附近，经过FBG补偿后光信号的带外信噪比要明显好于经过DCF补偿后信号的信噪比。

在传输700km后，分别测试了采用DCF和FBG色散补偿模块的光信噪比。
图4到7是DCF色散补偿模块进行补偿后的光谱图，图表 8到11是FBG色散补偿模块补偿后的光谱图。可以看出在1532nm附近，经过FBG色散补偿模块后的信噪比确实比经过DCF色散补偿模块的要好，这也验证了上面通道代价的测试结果。表格 2列出了5个通道的OSNR，在FBG色散补偿模块下的信噪比相对与DCF情况下要高1.0到2.0dB左右。
   

表格 3
 

图 4 （采用DCF补偿）

图 5（采用DCF补偿）

图 6（采用DCF补偿）

图 7（采用DCF补偿）

图 8（采用FBG补偿）

图9（采用FBG补偿）
 

图 10（采用FBG补偿）

图11（采用FBG补偿）

在测试完以上两项指标之后，我们对FBG色散补偿模块进行了挂误码测试，系统累计运行96小时，结果显示无误码，误码仪测试截图如下：
 

图 12

四 结论：
1） 从传输实验结果看，和色散补偿光纤模块相比，光纤光栅型多通道色散补偿模块有着几乎相同的系统传输代价，而且OSNR指标优于色散补偿光纤模块。
2） 由于光纤光栅型多通道色散补偿模块插入损耗低，典型值为2dB，且与补偿长度无关，可以只用一级光放，这样既有利于节约成本，又能提高OSNR（80km下理论估算可提高2dB左右）。
3） 光纤光栅型多通道色散补偿模块非线性效应小，可以承受大功率输入(约500mw)，这样可以更加灵活的进行网络配置。
4） 在10G DWDM系统上经过五段80公里和三段100公里的级联色散补偿系统实验，连续96小时无误码。
5） 综合上述分析，FBG可以完全替代DCF用于系统的色散补偿。