Page 24 - 网络电信2021年9月刊上

光 通 信
图 2:(a)100G HD 和 SD FEC 对比 ;(b)800G 64QAM 星座概率整形 ; 求显著提高，直接导致了无电中继传输距离的显著下降，对于
图 3:(a)C 波段和 L 波段衰减系数对比 ;
(b)C 波段和 L 波段色散系数对比 ;
图 4: 光迅科技 C+L EDFA 增益及噪声指数测试谱
图 5: 光迅科技 C+L 波段 DRA 增益和噪声指数测试谱
图 6:C+L band EDFA & Raman(DRA) 典型应用方式
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干线网络应用来说产生了更多的电中继再生站点/板卡数量需
求，造成了系统成本的显著增加。因此业界开始探讨使用兼具
超低损耗和大有效面积特性的光纤，来支持高速传输系统，同
时支持更远距离和更长跨段。
2016年ITU-T讨论通过了G.654.E标准。这种新型光纤与常
规G.652光纤相比，具备更低的衰减系数和更大的有效面积，除
对C波段的传输性能进行了优化之外，也具有支持未来L波段的
能力。(以康宁公司的TXF光纤作为例，该光纤在1550nm的典型
衰减是0.168 dB/km，典型的有效面积为125μm2，色散为21.2
ps/(nm.km))
G.654.E光纤支持EDFA和拉曼放大器2种传输方式，和常规
G.652.D光纤相比，G.654.E可以提升400G系统60%以上的传输距
离。(传输实验结果表明，G.654.E光纤可支持4500km无冗余传
输，或者3dB冗余时传输2100km)
因此，在长途通信干线方面，G.654.E光纤在未来网络中将
得到越来越多的应用，尤其适合于C+L波段复用的高速系统。
4. 光放大器
干线波分网络之中的光信号放大功能由光放大器实现。其
中C波段掺铒光纤放大器(EDFA)已经非常广泛的应用于实际工程
之中，并且有多年的生产制造和工程应用经验。
通过控制掺铒光纤(EDF)的长度，使铒离子的粒子数分布
反转稳定在较低的程度，可实现L波段的光放大，称为L波段
EDFA(GS-EDFA:增益位移掺铒光纤放大器)。其增益谱虽然位于
4I13/2-4I15/2能级跃迁辐射的带尾，吸收和发射系数小，但是
增益平坦度良好。目前L波段EDFA已经完全技术成熟并且有了大
量商用。
由于低的粒子数分布反转度和低的吸收、发射系数，L波段
EDFA中需要的掺铒光纤(EDF)比较长,光纤长度的增加使光纤的
损耗随之增加。较小的吸收和发射截面导致放大自发辐射(ASE)
噪声的积累，消耗了泵浦功率，同时也降低了放大器的粒子反
转度水平，使噪声指数(NF)增大。解决这些问题的一种办法是
采用一定长度的高掺杂、低损耗的EDF。和常规C波段EDFA的数
值计算相比，L波段EDFA的数值仿真需考虑信号带激发态吸收
(ESA)效应，它主要影响1600nm以上的波长。
实现C波段和L波段放大的另一种常用方式是分布式拉曼光
纤放大器(DRA)。通过选取合适的泵浦源，可以利用传输光纤的
拉曼效应获取合适的增益谱。与EDFA相比，它具有结构简单，
噪声低，增益谱宽等优点。
另一方面，拉曼放大器的增益系数相对较低，要获得大的
网络电信 二零二一年九月