10G DWDMOTN系统DCM色散补偿如何实现？

尽管当前主流的DWDM/OTN网络是100G+，通过相干技术，DSP算法的电域补偿，已经完全不需要再考虑色散配置，但实际网络中依然存在不少尚在运行的10G系统，在日常维护及可能的网络扩容时，依然要考虑色散的配置问题。 由于40G的DWDM/OTN产品在实际网络中几乎不存在，本文主要针对10G的OTN系统，使用DCF反色散光纤补偿方式的介绍。 色散基础理论适用于任何DWDM/OTN系统，只是在40G，或10G/100G混传等场景需要增加其他考量。 色散相关知识，我在文章OTN 基础-DWDM 光纤传输原理中有相关介绍。本文也会将色散的基础知识做一些简单介绍。 一、色散补偿的基本原则 优先欠补偿，整体必需欠补偿。 整体尽量均匀补偿。 二、色散常识 是线性的，可预测的，可逆的。 这是色散能够补偿的根本原因，无论是传统的DCF方式还是100G+的算法补偿。 正如彩虹现象，白光经过色散作用，变成多彩光，反过相应的多彩光也能在反色散作用下合成一束白光。 是累积的 在经过多个光缆跨段时，色散会线性累积。 DCF更易产生非线性 DCF反色散光纤有着更小的截面，意味着更容易产生非线性效应。 非线性与色散共同作用下，光信号很可能变得不可逆。 插损 色散模块额外引入的一定长度的光纤，以及模块出入接口，会引入较大的光功率损耗，一般为3~10dB。 色散入纤功率 色散入纤功率应当小于0dB,尽量小于-3dB。具体数值不同系统场景可能有所区别，但总之，不能过大。 不能置于拉曼放大器泵浦方向 例如在收端的反向拉曼处，光缆不能先进入色散再进拉曼。应当先进拉曼，色散位于拉曼放大器之后。 三、色散分类 模间色散 或称作模式色散。主要存在于多模光纤中，因此多模尾纤传输距离很短。DWDM 系统不在多模光纤中工作，无需考虑。 ​色度色散​ 不同频率成分在光纤中传输速度不同导致。这是 DWDM 系统中主要考虑的色散。 偏振模色散（PMD） 由光纤的几何不对称性和应力引起，两个正交偏振模的到达时间差。在 40Gbit/s 速率系统中，PMD 的影响不容忽视。主要通过生产和施工工艺解决，设备侧仅能依赖FEC纠错技术辅助解决。 四、色散补偿术语 预补偿 在光信号没有进入光缆前，即还没有发生色散时，进行的提前补偿。 线路补偿 在光缆路线中进行的色散补偿。通常是在线路中间的OLA站点，色散模块放置在PA和BA之间。 后补偿 经过光缆传输后的信号，在进入OTM站点时进行的补偿。色散模块通常位于PA之前，如果是PA+BA二级放大，则放置在它们之间。 残余色散 线路经过所有色散补偿后，所剩余的色散量。 欠补与过补 如果补偿色散大于线路实际色散，即残余色散值为负，则称为“过补偿”；如果补偿量小于实际光缆色散量，即残余色散为正，则称为“欠补偿”。 五、色散量的计算 色散系数 G.652 在波长1550nm处，色散系数约为17ps/nm·km。工程中以17ps/nm·km进行计算。 G.655 在波长1550nm处，色散系数约为4.2ps/nm·km。工程中以6ps/nm·km值进行计算。 DCF光纤 DCF是负色散光纤，假设某型号DCF光纤色散系数为-170ps/nm·km,则意味着10km长度的DCF光纤，可补偿100km的G.652光纤或约300公里的G.655光纤。 即在工程中，G.652的色散值约为G.655的3倍。当工程中使用两种光缆混接时，可以使用这种方法进行便捷计算。也可以使用具体的色散值进行较为精确的计算。 色散容限 对于光端机或光模块，不同速率，编码方式，型号……，其色散容限不同。具体值需查阅各品牌官方指导说明书。 例如某光模块色散容限为12800ps/nm，在G.652光缆中，其受限传输距离为12800/20=640km。即在光功率，信噪比能够达标的情况下，无色散补偿最远传输距离为640km。 如果色散容限是800ps/nm，则无补偿最远传输距离为40km。 计算方式 同类型光缆 方便起见，一般直接使用km进行计算。例如光缆距离110km，配置了100km的色散，我们说欠补了10km。 混传光缆 混传光缆一般直接使用色散单位ps/nm进行计算。当然你也可以自己转化为距离单位km后与用户交流沟通。 六、色散补偿原则 G.652光缆，NRZ编码，10G速率，800ps/nm容限（40km）。 小于800km时。欠补偿10~30km。 大于800km，40波系统，欠补偿30~50km。 大于800km，40波系统，欠补偿10~30km。 大于1200km时，需考虑PMD色散。