光纤通信系统根据传输距离不同的分类

2021年6月25日 1点热度 0条评论 来源: Гулаг

  根据传输距离的不同,一般可以将光纤通信系统分为以下几类:超短距、短距、中距和长距离传输系统。超短距传输对应于数据中心内部光互连场景,传输距离一般小于2km。这一应用场景的主要限制因素为光模块的成本和处理时延,因此垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL)和多模光纤(Multi-Mode Fiber,MMF)的组合成为主流,而调制格式也相应选取开关键控(On-Off Keying,OOK)或者4 电平脉冲强度调制(Pulse Amplitude Modulation,PAM),以尽可能简化调制解调流程。当当传输距离增加到2km 与20km 之间时,就来到了接入网或者数据中心之间的光互连场景。此时,多模光纤中的模式色散会导致光脉冲展宽,进而产生码间串扰(Inter-Symbol Interference,ISI)降低信号质量,因此单模光纤将取而代之成为主要传输介质。另外,成本依然是重要的考虑因素,所以基本上会采用工作在O 波段或者C 波段的直调激光器或者电吸收调制器实现直接调制直接检测方案。当传输距离继续拓展,将来到城域网应用场景,典型距离为80km 到300km。在该距离下,考虑到光纤的衰减,光纤传输系统会优先选择工作在C 波段,此时每公里的传输损耗小于0.2dB。这样一来,另一个限制因素是色散引起的脉冲展宽,目前主要有自相干调制直接检测和相干检测两种解决方案,都需要配合数字信号处理进行补偿。最后,长距离传输对应于骨干网场景,一般距离在1000km 以上。这一场景中光纤成为主要成本,光纤中的色散和非线性也是相应的主要损伤,因此必须采用波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)技术,在发射端进行外调制,在接收端采用相干检测,借助数字信号处理,来保证传输后具有尽量多的光信噪比余量。

    原文作者:Гулаг
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