学文网现阶段，随着科学技术以及信息技术的不断成熟，极大促进光纤通信技术的发展。本文就结合光通信系统中的重要参数即色散，来对色散补偿技术及其原理、特点等进行简单介绍与讨论。
【关键词】信息技术 光纤通信系统 通信技术 色散补偿技术 色散
光纤通信技术已逐渐向大容量、高速率方向发展，并从PDH8Mb/s以及34Mb/s、140Mb/s发展成为SDH155Mb/s、622Mb/s 、2.5Gb/s等。当前又发展成波分复用WDM以及密集型波分复用DWDM。另外系统中的光纤架构爷逐渐从以往的G652以及G653还有G654发展成为G65。总的来说，光纤拥有较多技术指标，而色散就是其中一项重要指标。
1 概论
所谓色散就是指不同频率、不同颜色的光在传输过程中，因其自身传播速度不同而产生的相互分离。单模光纤中的色散主要是群时延色散，也就是材料色散以及波导色散。这些色散在运行过程中都会致使光脉脉冲展宽，致使信号在最终传输时出现畸变或者误码率不断增大。
从最初的光线通信商用再到当前，国内外已经敷设了大量常规性单模光纤光缆，该类光缆运行时多处于1550nm波段，拥有18ps/nm.km的色散，是对中继距离形成影响的关键因素。因此对于高速率长距离系统的运行时需要重点考虑色散补偿问题。
2 光纤通信中的色散补偿技术
现阶段，人们结合色散的物理机理，提出了诸多系列的色散补偿技术，它的基本思想就是利用光信号在光纤传输过程中的传输方程，也就是常说的非线性薛定谔方程来描述：
（3）
其中公式中，A代表着光信号本身的缓变振幅，而Z代表着传输距离，T则表示时间。一般来说，当?β2?>1Ps2/km时，可以忽略β3，那么从上述公式可以得出：
A（z ，T）= A（0，ω） exp[β2ω2?iwt ]d （4）
其中公式里的A（0，ω）是A（0，T）的傅里叶变换。
由此可以得出，色散所引发的各种光信号畸变主要是由对应的相位系数exp（iβ2z ω2/2）所决定的，通过上述的公式（4）可以求出A（z，T）=A（0，T）也就是将脉冲还原成最初输入时的状态，并对相位系数进行消除。因此从某种意义上说，当前所有的色散补偿技术都是紧紧围绕如何消除相应的相位系数、还原光信号而展开的。
通过色散补偿光纤来对色散进行补偿的思想最早被提出是在上世纪80年代，但直到90年代EDFA的出现才真正加速了其发展与完善的进程。它的基本原理就是：由于常规性的光纤在1.55um波长上拥有负色散，因此我们可以在该波长区中设计一段正色散系数相对较大的特殊光纤。通常使用很短的一段正色散光纤就能弥补几十千米常规光纤所形成的负色散，从而实现在1.55um窗口接收到无畸变的波形。而这段特殊光纤因其自身的功能则被称作色散补偿光纤。
我们通过公示（3），得出经过两段正、负色散光纤的光脉冲其实际输出波形为：
A（L，T）=A（0，ω） exp[[ β21L +β22L2]ω2+[β31L+β32L2]ω2?iωt ]d （5）
其中公式里的L=L1+L2，而 21以及 31则分别表示长度是Lj（j=1，2），其中这里的1表示DCF，而2则表示着常规光纤如下例公式所示，则色散补偿技术满足以下：
β21L1+ β22L2=0 （6）
β31L1+β32L2=0
由公式5可以求得：A（Z，T）=A（o，T），也就是说在输出端可以对无畸变的输入脉冲进行复原。
应该说，色散补偿光纤给已经事先建设好的线路升级改造创造了有利条件，其自身的优点可以归纳成：（1）DCF作为线性无源器件，能够放置于光纤线路内部的任何位置，因此拥有安装灵活以及快捷的优点；（2）DCF在1.55um波长处拥有较大的正色散，能够很好的消除常规光纤在该波长的负色散。并对已经在运行使用的1.31um处的常规性光纤系统进行扩容和升级，只需通过增加一定量设备，就能实现对系统的升级与改造，且拥有较强的可靠性；（3）能够很好地实现二阶色散补偿、高阶色散全补偿以及宽带补偿，并能对原线路进行改造，改造成为对光源波长、速率以及波分复用信道都无损耗、无色散的全透明光通道；（4）与常规性光纤进行很好的兼容，只需要对DCF模场直径进行适当控制，并对其连接技术进行改进，就能够获得插入性相对较小的损耗。
另外，从实际应用的角度出发，DCF本身正色散系数越大则越好，而其插入损耗则是越小越好。一般而言，都是使用品质因素来对DCF补偿性能进行衡量，它等于损耗与色散的比值。上世纪90年代，品质因素已经实现了150ps/（nm・dB）的DCF商用化，童年，对于已经制作生产的椭圆形纤芯的DCF进行检测，得出D=-770ps/（km・nm），这样1km长的DCF就能够对40km常规性纤维进行补偿。
此外，DCF本身的缺点就是制作成本相对较高，使用起来相对较为复杂，且自身性能存在一定可变性。如果在光纤系统运作过程中，应用DCF技术，则势必会带来一定的附加损耗，并对对光纤通信系统造成一定影响，所以必要时需要进行SDFA补偿。
3 总结
上述所讲的一些色散补偿技术基本都是对传输速率在10Gbit/s左右的光纤通信系统中提出来的，未来随着通信系统的不断发展以及系统容量的不断扩展，再加上TDM以及WDM技术的出现于成熟，会使得光纤中的脉冲速率越来越高，其实际频谱也愈来愈宽。所以更好的实现宽带光纤通信系统中的色散补偿技术就变得尤为重要了，本文主要结合色散的概念及其特点，对光纤系统中的色散补偿技术进行简单介绍与分析，为日后进一步做好色散补偿技术的研究与应用工作提供了一定理论基础。
参考文献
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作者单位
湖北工程学院新技术学院信息工程系 湖北省 孝感市 432000
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