40Gbps DWDM系统主流编码浅析及光纤类型选择

3.1.1  G..652D光纤

从表2可知，G.652光纤在衰耗系数、PMD色散系数方面较G.655光纤差别不大，但色散系数要高出很多，因此需要引入大量的DCF模块对色散进行补偿。

色散系数偏大既有优势也有劣势，其优势在于可以有效降低非线性效应中四波混频效应的影响。四波混频对DWDM系统的影响主要表现在：(1)产生新的波长，使原有信号的光能量受到损失，影响系统的信噪比等性能；(2)如果产生的新波长与原有某波长相同或交叠，从而产生严重的串扰。四波混频的产生要求要求各信号光的相位匹配，当各信号光在光纤的零色散附近传输时，材料色散对相位失配的影响很小，因而较容易满足相位匹配条件，容易产生四波混频效应[3]。由此可见G.652光纤色散位移较大，受四波混频效应影响较小。

色散系数偏大带来的劣势在于需要大量的DCF进行补偿，引入较多的DCF不仅给系统引入了更多衰耗，需要引入更多的EDFA进行补偿，也引入了更多PMD，造成传输通道功率、背靠背OSNR及传输通道OSNR代价增大。但G.652光纤拥有最大的有效面积，可以提高光纤中SBS、SRS、SPM、XPM等非线性效应的阈值，从而使系统具有更大的功率传输能力，可承受更高的单波入纤光功率，提高MSI-PM点OSNR，从而在一定程度上弥补了色散系数偏大带来的缺陷。

3.1.2  G..655 Tw光纤

G.655 Tw光纤的特点在于零色散点位于1530nm以下短波长区，在1549nm-1561nm的色散系数为2.0-3.0ps/nm．km，拥有较低的色散和色散斜率和PMD系数，受SPM、XPM等非线性效应的影响小，但在波道密集的情况下受四波混频影响明显。G.655 Tw光纤的另一个缺陷在于模场直径短，有效面积较小。

虽然G.655 Tw在色散及色散斜率方面表现突出，但由于有效面积较小，要求入纤光功率极低，影响了MPI-SM点各波道的OSNR，造成了传输距离的大幅下降。此外，有效面积小也会影响到混缆的使用，关于混缆应用详见后续的介绍。

3.1.3  G..655 LEAF光纤

G.655 LEAF光纤是综合了G.652和G.655 Tw两者优点的光纤，一方面具备了较低的色散系数，另一方面也拥有较大的有效面积。在1550nm窗口，G..655 LEAF光纤的色散约2～6ps，略高于Tw光纤，低于G.652光纤，有效面积略低于G.652光纤，高于Tw光纤。LEAF光纤的截止波长小于等于1470nm，因此只能工作在1550窗口，而不能工作在1310窗口。

由于G.655 LEAF光纤综合G.652和G.655 Tw光纤两者的有点，其在使用方式上最为灵活，是较适合进行混缆应用的光纤类型。

3.1.4  G.652+G.655混缆

G.652和G.655光纤混合应用不仅需要注意重新计算色散和色散斜率的问题，还有一个不同光纤截止波长不同的问题，因此通常不提倡这二种光纤混合应用的做法。但有时为了充分利用现有资源，运营商往往也要求采用二种光纤混合的应用方式。

从衰耗方面考虑，不论G.652和G.655光纤以什么样的方式连接（活连接或熔接），连接损耗都会受到不同模场直径产生的影响。理论上，模场直径差异产生的附加连接损耗通过公式可计算出，但公式计算的接头损耗是以双向测试值代数和的平均值进行统计的。在实际传输中，光信号在从大有效面积光纤流向小有小面积光纤时会产生较大的衰耗，反之会产生较小的衰耗，在设计线路时应以较大的衰耗为准[5]。

从色散方面考虑，凡是由G.652光纤组成的传输段，其1550nm波长的色度色散可统一按18ps/（nm·km）计算，对于G.655光纤则应注意是Tw型，还是LEAF型，二者在色散系数上有一定的差距。在混缆的情况下，推荐对光纤色散值和色散斜率进行实测。

从PMD方面考虑，虽然各种光纤的PMD系数相差不大，但熔接点的增多也会加大PMD值。此外由于不同光纤的截止波长不同，需要注意如果存在LEAF光纤的段落，原则上不能使用1310窗口开通业务。

3.2  不同光纤类型在40G DWDM系统中的应用

以往在考虑G.652光纤和G.655光纤时，倾向于采用G.655光纤的一个重要原因就是：尽管G.655光纤本身的价格比G.652高很多，但G.652需要大量的DCF，而DCF成本很高。这一观点在目前来看已经有些过时，因为DCF的价格已经比较低，在光复用段距离较长的情况下，从综合成本来看，采用G.652光纤整个平台成本上反而会更有优势。从非线性效应方面分析，G.655光纤色散系数低，受SPM、XPM效应影响小，但在波道密集时受四波混频效应影响明显，因此要求入纤光功率低；G.652光纤色散系数高，受四波混频效应影响小，并且G.652光纤有效面积最大，可承受较高的入纤光功率。此外，在建设光纤的成本中，敷设光纤的费用所占比重巨大，要充分有效地利用光纤资源，就要求光纤的截止波长不能过大，毕竟光缆中不是所有纤芯都为DWDM系统服务。G.652和G.655 Tw光纤均可工作于1310和1550nm窗口，G.655 LEAF则只能工作于1550nm窗口，采用1310nm波长的激光器成本普遍低于1550nm波长，因而G.655 LEAF光纤会造成除DWDM系统外其它光传输设备成本的上升。

在新建光缆时，不仅要考虑到光缆本身的价格和承载DWDM系统时的需求，也应尽量兼顾其它设备的需求，综合各方面因素进行考量。

通过以上的分析，对40Gbps DWDM系统在光纤选择上给出一些建议：

针对G.655Tw 光纤在国内应用较少的情况，推荐采用G.652或G.655 LEAF光纤。若只需要建设100GHz间隔系统，优选G.655 LEAF；如需建设50GHz间隔系统，在系统因非线性效应受限时采用G.652光纤，因OSNR受限时采用G.655光纤。

混缆的情况比较复杂，如无十分必要，通常情况下应避免混缆在40Gbps DWDM系统中的应用。在不得不使用混缆的情况下，需要仔细测量衰耗、色散、PMD色散的实际值，并在充分考虑系统富裕度以及不增加OSNR通道代价的前提下，谨慎应用。

4  结 束 语

40Gbps编码类型和光纤类型之间并无一定的对应要求，理论上可以随意搭配使用。不同类型的40Gbps编码均有各自的性能指标和应用场景，不同类型的光纤也都有各自的特点，没有绝对的优劣之分。唯有在特定的环境中经过不同角度的全面考虑，才能挑选出最适宜的编码和光纤类型。