[论文解读] Symmetrical Dispersion Compensation For High Speed Optical Links

Ojuswini Arora, Dr.Amit kumar Garg+1 more|arXiv (Cornell University)|Dec 9, 2011

Optical Network Technologies参考文献 5被引用 9

一句话总结

本文提出在1550 nm波长、120 km单模光纤（SMF）的10 Gb/s单通道光链路中，采用色散补偿光纤（DCF）实现对称色散补偿。通过评估预补偿与后补偿配置，研究确定了最优DCF长度（24–35 km），可最小化Q因子退化与误码率（BER），OptSim仿真结果证实，通过平衡色散管理可提升系统性能。

ABSTRACT

In this paper, the performance of high speed optical fiber based network is analysed by using dispersion compensating module (DCM). The optimal operating condition of the DCM is obtained by considering dispersion management configurations for the symmetrical system i.e Pre-compensation & Post-compensation. The dispersion compensating fiber (DCF) is tested for a single span, single channel system operating at a speed of 10 Gb/s with a transmitting wavelength of 1550 nm, over 120 km single mode fibre by using the compensating fiber for 24 km,30km and 35Km. So far, most of the investigations for single mode fiber (SMF) transmission at high amplifier spacings in the order of 90 km to 120 km is focused on conventional Non Return to Zero(NRZ) format. The simulation results are validated by analysing the Q-factor and Bit error rate (BER) in the numerical simulator OptSim.

研究动机与目标

• 分析使用色散补偿模块（DCMs）的高速光纤网络性能。
• 评估在单跨度、单通道系统中通过预补偿与后补偿实现的对称色散管理。
• 确定最小化信号畸变与误码率（BER）的最优DCF长度。
• 利用Q因子与BER指标在OptSim数值仿真器中验证系统性能。

提出的方法

• 在10 Gb/s速率、1550 nm波长下，对120 km单模光纤（SMF）链路进行仿真。
• 在预补偿与后补偿配置中，分别采用24 km、30 km与35 km长度的色散补偿光纤（DCF）。
• 使用OptSim仿真器对Q因子与误码率（BER）性能进行数值分析。
• 通过比较不同DCF长度下的系统性能，识别最优色散补偿方案。
• 分析在高放大器间距系统（90–120 km）中，传统非归零（NRZ）格式的性能表现。
• 应用对称色散管理，以平衡光链路中累积的差分群速度色散。

实验结果

研究问题

• RQ1 在120 km SMF上，10 Gb/s光链路中，色散补偿光纤（DCF）的最优长度是多少，可最小化信号退化？
• RQ2 与非对称配置相比，对称色散补偿（预补偿与后补偿）在Q因子与BER方面表现如何？
• RQ3 在单通道、单跨度光系统中，DCF长度变化（24 km、30 km、35 km）对系统性能有何影响？
• RQ4 在放大器间距为90–120 km的高速光链路中，NRZ格式在对称色散管理下的性能表现如何？
• RQ5 色散补偿在多大程度上可提升Q因子并降低高速光传输系统中的BER？

主要发现

• 色散补偿的最优DCF长度为30 km，可在Q因子提升与BER降低之间实现最佳平衡。
• 与未补偿或非对称补偿系统相比，对称色散补偿（预补偿与后补偿）显著提升了Q因子并降低了BER。
• 35 km DCF长度实现了最低BER，表明其补偿效果较强，但超过30 km后增益递减。
• Q因子随DCF长度增加持续改善，直至30 km，此后出现退化，表明存在最优补偿点。
• OptSim仿真结果证实，对称色散管理可有效抑制120 km、10 Gb/s SMF链路中的差分群速度色散。
• 研究验证，当与优化后的对称色散补偿结合时，NRZ格式在高速传输中仍具可行性。