Módulo de compensación de dispersión para sistemas DWDM de larga distancia

Módulo de compensación de dispersión para sistemas DWDM de larga distancia

En los últimos años, la tecnología DWDM (multiplexación por división de longitud de onda densa) ha progresado enormemente en la capacidad de transmisión, que se define mediante el método de modulación de señal óptica y el ancho de banda de transmisión. Como el ancho de banda de transmisión es fijo, los valores de dispersión permitidos están en proporción inversa al cuadrado de la velocidad de transmisión. Por lo tanto, cuanto más rápida sea la velocidad de transmisión, más importante será la compensación de la dispersión cromática acumulada sobre el ancho de banda de transmisión. Este documento presentará dos tipos de dispersión e ilustrará las soluciones de módulos de compensación de dispersión para sistemas DWDM de larga distancia.

Dispersión en el sistema de transmisión óptica DWDM

Antes de aprender sobre el módulo de compensación de dispersión, primero deberíamos ilustrar los tipos de dispersión en los sistemas de transmisión óptica. La dispersión se conoce como la ampliación de los pulsos de luz y es una consecuencia de las propiedades físicas del medio de transmisión. Cuando las señales ópticas se transmiten a través de enlaces ópticos, diferentes componentes de longitud de onda de las señales ópticas generalmente experimentarán diferentes tiempos de propagación debido al hecho de que una fibra óptica tiene diferentes índices de refracción efectivos para diferentes longitudes de onda, lo que resulta en una distorsión de pulso y ensanchamiento. Este fenómeno se conoce como dispersión. La dispersión reduce el ancho de banda efectivo y aumenta la tasa de error debido a la creciente interferencia entre símbolos, que se ha convertido en un factor crítico que limita la calidad de la transmisión de la señal a través de los enlaces ópticos. Existen principalmente dos tipos de dispersión en la transmisión de fibra óptica, la dispersión en modo de polarización (PMD) y la dispersión cromática (CD).

Base de dispersión cromática

La dispersión en modo de polarización (PMD) es una forma de dispersión donde los pulsos ópticos se propagan porque las señales ópticas en diferentes estados de fase se transmiten a diferentes velocidades debido a la birrefringencia aleatoria de las fibras ópticas. Mientras que la dispersión cromática (CD) es una forma de dispersión donde los pulsos ópticos se propagan porque las diferentes longitudes de onda se transmiten a diferentes velocidades en las fibras ópticas y los períodos para que diferentes longitudes de onda recorran la misma distancia son diferentes. La dispersión cromática es el deterioro más importante que debe considerarse en los sistemas de transmisión de fibra. Hay dos problemas físicos que explican la dispersión cromática en las fibras ópticas: dispersión de material y dispersión de guía de onda.

DCM - Soluciones para la compensación de dispersión cromática

Hoy en día, existen varios métodos que permiten la compensación de la dispersión en fibra óptica, como el módulo de compensación de dispersión (DCM), la fibra de compensación de dispersión (DCF), el funcionamiento típico de la rejilla de bragg y la red de bragg de fibra retorcida etc. Para la fibra óptica de alta velocidad binaria (como 10G o 40G bit / s) sistemas de transmisión de larga distancia, el módulo de compensación de dispersión es uno de los elementos más importantes a considerar para la compensación de dispersión cromática. El módulo de compensación de la dispersión compensa la dispersión acumulada en una fibra monomodo y se utiliza un coeficiente de dispersión para caracterizar el valor de la dispersión. El valor para la fibra monomodo normal es de alrededor de + 16 ~ 17 ps / (nm * km) a 1550nm. Para gestionar esto adecuadamente, el DCM se construye utilizando un tipo especial de fibra compensadora de dispersión dentro del módulo que tiene un valor negativo de coeficiente de dispersión, que varía de -30 a -300 ps / (nm * km).

Estudio de caso de uso del módulo de compensación por dispersión

Como ejemplo, la dispersión acumulada para una longitud de fibra de 10 km será de + 160 ~ 170 ps / nm, por lo que para compensar esa cantidad de dispersión, se agregará un módulo DCM al enlace con una longitud de fibra específica y calculada destinado a reducir la dispersión total cerca de 0 ps / (nm * km).

Como se ve a continuación, la señal comienza a dispersarse tan pronto como sale de la fuente, lo que significa que no se puede reconocer en el lado del receptor. Pero con un módulo DCM, las señales perdidas se pueden compensar antes de que el receptor pueda neutralizar efectivamente la dispersión de la fibra, lo que eventualmente garantiza el funcionamiento normal y asegura una transmisión confiable de larga distancia.

Figura 1: Caso de uso de DCM

Típicamente, un módulo DCM proporciona una cantidad fija de dispersión (por ejemplo, dispersión normal en la región espectral de 1.6 μm), aunque también hay disponibles módulos de dispersión ajustables. Un módulo se puede insertar fácilmente en un enlace de fibra óptica porque tiene conectores de fibra para la entrada y salida. Las pérdidas de inserción pueden compensarse con un amplificador de fibra (por ejemplo, un EDFA en un sistema de telecomunicaciones de 1.5 μm). Un módulo de compensación de dispersión a menudo se coloca entre dos amplificadores de fibra en un sistema DWDM de larga distancia.

Solución DCM pasiva basada en DCF de FOCC

Los módulos de compensación de dispersión son bloques de construcción del sistema de transporte óptico FOCC CWDM y DWDM y sirven en los nodos de comunicación óptica para proporcionar una dispersión cromática negativa conocida como fenómeno de dispersión del pulso que limita la alta velocidad de bits y la distancia de transmisión máxima de las fibras ópticas.

Figura 2: DCM pasivo basado en DCF

Los módulos de compensación de dispersión pasiva basados en FOCC DCF que se muestran arriba presentan niveles de compensación individuales, modo de baja polarización y compensación de dispersión de banda ancha. Son ampliamente utilizados en todos los tipos de sistemas DWDM de velocidad de 10Gbps. También proporcionamos módulos de compensación de dispersión diseñados para la configuración de montaje en bastidor de 19 pulgadas de 1U que se utilizan para compensar la dispersión cromática de velocidades de datos de 10 Mbps a 40 Gbps en redes coherentes de larga distancia, como los sistemas SDH / SONET, CATV y DWDM. Estos módulos pueden alcanzar valores de dispersión de -10 a -2100 ps / nm a una longitud de onda de 1550 nm y ofrecer una compensación de alto nivel para la fibra monomodo estándar (fibra SMF28 - G.652) en toda la banda C, manteniendo un nivel extremadamente bajo y plano. Pérdida de inserción y baja latencia. Cuando se combina con EDFA y OEO, DCM proporciona una solución de transporte de larga distancia simple, confiable y rentable, lo que hace que las señales vayan más lejos sin regeneración.

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