作者：北京邮电大学教授 顾婉仪 北京邮电大学全光网络实验室 闻和

选用特性优良光纤

问题：在实际应用中很多光纤无法满足衰减小，有效面积大等传输要求。

解决方法：光纤是最主要的传输媒介，其性能对传输信号的影响最大，可以说以上提到的各种关键技术都是针对光纤特性对信号的影响展开的，所以设计和采用特性优良的光纤是提高传输性能最有效的手段。

对于超长距离传输，理想的光纤特性应该是具有很小的衰减、宽而平坦的光谱、适当的色散、较大的有效面积、很低的PMD、理想的弯曲特性、存在可做色散补偿的色散互逆单元等等。实际上光纤很难同时满足这些要求，但总可以满足部分要求以期望能够改善信号传输质量。

减少色散率的非零色散位移光纤克服了通常非零色散位移光散斜率较大的缺点，能够与DCF更好地匹配；大有效面积非零色散位移光纤能提供较大的有效面积以减少光纤非线性的影响；这些新型光纤为超长距离传输铺平了道路。

实现平滑升级是关键

问题：网络泡沫的阴影使得现有的运营商变得十分谨慎，他们希望对现有的系统做一些小的改进便能达到平滑升级的目的，而不是用大量的资金去重建一个拥有各种先进技术的系统。

解决方法:超长传输系统的建立主要是对现有传输系统的改造和升级，所以在现有基础上进行平滑升级是超长距离传输的一个重要研究课题，也是推进超长距离系统实用化的主要动力。

在平滑升级中，占投资总额最大的光缆部分是保持不动的，只需要增加一些关键器件，并对原有设备做少量改进就能完成系统的升级。

当前的系统大约传输500-600km就需要进行电再生，传输距离的限制主要来自于较低的OSNR和较大的残余色散积累，所以若要进一步延伸距离，可以采用DFRA或者DFRA与EDFA的混合方式，并使用色散斜率匹配的DCF，此外还可以考虑使用超强FEC、先进的信号调制和接收处理技术。

具备高效纠错编码

问题：超长距离传输系统的高速发展对纠错能力和纠错编码提出了更高的要求。

解决方法：纠错编码是超长距离传输中有效增加系统余量的一项关键技术，它通过在信号中加入少量的冗余信息来发现并剔除传输过程中由噪声引起的误码，以较低的成本和较小的带宽损失换取高质量的传输。

由于纠错编码只需要在收发端增加相应的编译码器，无需增加和改动线路设备，具有成本低、灵活便捷、效果明显的优势，所以备受青睐。

考虑到目前高速集成电路的复杂性和工艺水平问题，当前所采用的超强纠错编码多采用级联码方案，即编码由内码和外码两套不同的纠错交织联而生，以便更好地纠正多个连续错误。

当高速集成电路技术更加成熟后，有望实现第三纠错编码，即Turbo乘积码(TPC)，它对码块的行和列分别进行编码，而且在译码过程中采用软判决和迭代译码技术，能进一步提高编码增益。

重视信号调制接收处理

问题：目前新的调制码型增加了调制器和接受机的成本和复杂度，如何以低成本实现高可靠性的调制解调器成为迫切解决的问题。

解决方法：近年来对信号调制格式的研究备受人们的关注，这是因为不同的线路码型抗米纤信道中噪声、色散、非线性影响的程度不同，选择合适的码型能够在不增加其他设施的条件下延长最大传输距离。

研究表明，传统的NRZ码型并非超长距离传输的理想码型，从抗噪声的角度来看DPSK码和RZ码要优于NRZ码，从抗色散影响的角度看RZ、RZ-DPSK、PBT、多进制调制都优于于NRZ码，从抗非线性影响的角度看CSRZ、DPSK要优于NRZ，从频谱效率的角度看VSB、PSTB和多进制调制也优于NRZ，在不同的系统条件下各种码型具有各自优势也有自己的劣势，需要权衡考虑。

实验证实这些码型比NRZ码更适合于超长距离DWDM传输。

有效降低放大器噪声

问题：光放大器在提升信号功率的同时也引入了噪声干扰，降低了信噪比，从而限制了最大的传输距离。

解决方法：尽管减少放大器之间的间隔可以有效地延长总的传输距离(例如跨洋传输系统)，但这增加了系统的成本，所以更有效的手段是降低放大器的噪声水平。

研究和试验表明分布式放大器比集总式放大器具有更低的噪声水平，所以分布式光纤喇曼放大器(DFRA)已经逐渐成超长距离传输系统必选的技术，或者作为传输的掺铒光纤放大器(EDFA)的前置放大器或者完全取EDFA放大器以减少放大器引入的噪声功率。

另外，DRFA还具非线性损伤小、放大器增益带宽可以灵活配置等优点。

但目前存在的问题是偏振相关增益大、效率低等问题，好在大功率浦源的出现和泵浦褪偏技术能够很好地解决这些问题。

选用最佳色散补偿技术

问题：光纤对不同频率分量的群速度色散不同将导致信号各频率分量之间产生群时延差，引起符号间干扰，影响最终接收。

解决方法：对于传统G.652光纤，10Gbit/s信号的色散受限距离约为50km，而40Gbit/s信号色散受限距离仅有3-4km，所以对于超长距离传输必须解决好色散补偿问题。

尽管已有多种色散补偿器件，但最为广泛使用还是单模色散补偿光纤(DCF)，选择斜率匹七的DCF不仅可以补偿单信道的色散还可以同时补偿多路信道的色散。