零色散波长与色散斜率

在光纤中传输某一波长的光时，该波长的光的色散为零，该波长就是该光纤的零色散波长。无论是大有效面积光纤还是低色散斜率光纤的零色散波长都在S波段内，其FWM和XPM将很严重，无法支持DWDM系统。随着复用波长数的继续增加，信道间隔将越来越小，光纤非线性的影响将越来越严重，DWDM系统的工作波段将不得不从现有的C波段和L波段向S波段扩展。因此，在保证C波段和L波段性能的前提下，兼顾S波段（1 460～1 530nm）的性能是对新型NZDSF光纤的要求。为此，零色散点需要继续向短波长方向移动以保证S波段具有适当的色度色散。在光纤中，光的色散与光的波长成正比，这个斜率称为色散斜率。色散斜率造成了DWDM系统各信道传输性能的不平衡，如果得不到很好的补偿会显著缩短系统的再生中继距离。一般G.652和G.655光纤具有正的色散斜率，而色散补偿光纤（DCF）具有负的色散斜率，所以通过选择适当的DCF可同时补偿色散和色散斜率。DCF对光纤色散斜率的补偿能力可以用相对色散斜率（RDS）来衡量。相对色散斜率的定义为光纤在某一波长的色散斜率（Sλ）与色散（Dλ）之比，即

理想情况下，当DCF的RDS与传输光纤的RDS相等时，可实现100%的色散斜率补偿。但实际情况是二者往往不相等，我们定义了色散斜率补偿率（DSCR）来描述DCF的补偿效率：

DCF的RDS很难做得很大，一般在0.002～0.01（1／nm）。宽带DCF是为G.652光纤设计的，其色散斜率补偿效率达100%。阿尔卡特的TeraLight光纤的色散斜率非常容易补偿，其补偿效率远远高于其他两种NZ－DSF光纤，利用非常通用的高斜率DCF就可达到98.5%的色散斜率补偿效率。在市场上很容易买到在1 550nm的RDS为0.006 5（1／nm）的DCF，从而实现100%的补偿效率。对于40Gbit／s系统，每信道的带宽将达80GHz，近0.8nm，色散斜率对每个信道内各频率分量的影响将不容忽视。所以，40Gbit／s系统将要求接近100%的色散斜率补偿效率，这就要求光纤的RDS尽量小，最有效的方法就是降低色散斜率并适当增大色散。具有下陷内包层的W型光纤能够获得负色散斜率。在W型光纤中，当基模（LP01模）趋于截止时，能得到很高的负色散值和负色散斜率。在设计W型光纤时，既要获得较大的负色散，又要避免基模截止。

DWDM系统中的色散补偿，要求能够同时补偿多个信道的色散累积，即要同时补偿单模光纤在1 550nm波段的色散和色散斜率。对于不向种类的传输光纤，需要不同色散斜率的DCF来进行补偿。具有较高负色散斜率的宽带色散补偿光纤（DCFs）能够实现这一要求，是比较理想的色散补偿器件。