專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)的波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)和所使用的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)的波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)和該系統(tǒng)使用的鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，本發(fā)明特別用于光密集波分復(fù)用(DWDM)傳輸系統(tǒng)中的光傳送鏈路單跨距段增益自動(dòng)調(diào)節(jié)以及全鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)，使得DWDM系統(tǒng)中光放大中繼段及整個(gè)光傳送鏈路能夠自動(dòng)有效地進(jìn)行鏈路增益的實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，摻鉺光纖放大器(EDFA)的增益主要由泵浦功率、泵浦波長(zhǎng)、摻鉺光纖長(zhǎng)度來(lái)確定，一旦摻鉺光纖長(zhǎng)度、泵浦波長(zhǎng)、功率確定后，光放大器的增益改變就不太容易，唯有通過(guò)調(diào)整泵浦光源的功率才能在小范圍內(nèi)對(duì)增益進(jìn)行調(diào)整。為了能夠在DWDM系統(tǒng)光放大中繼段內(nèi)光信道數(shù)變化時(shí)，保持系統(tǒng)接收端每個(gè)光波長(zhǎng)的接收光功率不變且保證光信噪比達(dá)到指標(biāo)要求，目前普遍采用對(duì)中繼站內(nèi)EDFA的增益進(jìn)行鎖定的方法。此方法是檢測(cè)輸入主信道的總光功率，并使得泵浦光源的輸出光功率隨著輸入主信道總光功率的改變而變化。由于光纖中的光功率與信道數(shù)量成正比，所以若輸入光功率隨信道數(shù)增加而增加時(shí)，泵浦光源的輸出光功率也隨著增加，從而使EDFA的總輸出光功率也增加，同時(shí)又使單個(gè)波長(zhǎng)信道的光功率保持不變。這就是DWDM系統(tǒng)目前普遍采用的增益鎖定技術(shù)。由于EDFA的增益一般是固定不變的，即使某些類(lèi)型的EDFA增益可以適量調(diào)整，但是受其它技術(shù)指標(biāo)的制約，其增益可調(diào)整的范圍很小。而在實(shí)際的DWDM系統(tǒng)工程應(yīng)用中，各個(gè)跨距段的光纜長(zhǎng)度是不相同的，同時(shí)為了系統(tǒng)的可維護(hù)性考慮，光放大器的增益也不能隨意設(shè)置，必須分檔設(shè)計(jì)，以便保證備份設(shè)備之間具有可互換性。另一方面為了給系統(tǒng)保留一定的系統(tǒng)增益富裕量，一般光放大器的增益總是配置得比實(shí)際線路損耗高一些，但是在鏈路中各級(jí)光放大器內(nèi)的這些增益富裕量在線路正常時(shí)又必須由光可變衰減器吸收掉，否則會(huì)影響信道增減調(diào)節(jié)的自適應(yīng)功能，也會(huì)劣化EDFA增益譜的平坦度，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致有害的非線性效應(yīng)，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中隨著時(shí)間推移，光纜老化、放大器增益下降、光纜斷裂引起的熔接點(diǎn)增多等因素，都會(huì)使線路損耗增加。因此，DWDM系統(tǒng)需要能夠不中斷業(yè)務(wù)，無(wú)需人工干預(yù)，就能夠自動(dòng)釋放多余的系統(tǒng)增益富裕量，以便適應(yīng)線路的損耗變化，由此保證系統(tǒng)傳輸?shù)墓庑旁氡群拖到y(tǒng)接收光功率不變，最終保證系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量。
目前，DWDM系統(tǒng)中的常規(guī)跨距段中繼站普遍采用電調(diào)光衰減器(EVOA)和摻鉺光纖放大器(EDFA)構(gòu)成增益可調(diào)的光放大器，通過(guò)電可調(diào)衰減器衰減量的增減變化來(lái)適應(yīng)光傳送鏈路損耗的變化，使得線路損耗加可調(diào)衰減器的衰減值之和與EDFA的增益相當(dāng)，使跨距段內(nèi)線路損耗和放大增益基本平衡，一方面保證系統(tǒng)接收端的光信噪比，另一方面控制各級(jí)光放大器的輸入光功率及光纖的入纖光功率，這有利于控制系統(tǒng)的信道增益均衡和抑制對(duì)傳輸性能產(chǎn)生干擾的非線性作用。
為解決跨距段內(nèi)自動(dòng)增益調(diào)節(jié)，已經(jīng)提出了測(cè)量跨距段內(nèi)主光通道功率計(jì)算鏈路衰減并調(diào)節(jié)光放大中繼站內(nèi)增益的方法，例如以前也由本申請(qǐng)人提出發(fā)明名稱(chēng)為“一種用于光傳輸系統(tǒng)的光中繼站設(shè)備及其自動(dòng)增益調(diào)節(jié)方法”的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中所公開(kāi)的方法。
但是，上述在先提出的增益自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，采用對(duì)主光通道的功率進(jìn)行測(cè)量，從而計(jì)算跨距段鏈路衰減。然而，由于主光通道的功率變化受下列各種因素的影響，光源信道數(shù)變化、本站放大器之前N個(gè)跨距段中的所有中繼站設(shè)備參數(shù)改變、光纜老化、自動(dòng)光功率降低(APR)進(jìn)程、本站電源等因素。這些混雜在一起的多重因素都會(huì)使本站接收到的主光功率產(chǎn)生變化，因此通過(guò)檢測(cè)主光通道收發(fā)光功率差來(lái)計(jì)算跨距段鏈路衰減的方法容易受到干擾。另外，前站發(fā)送功率與后站接收功率進(jìn)行比較時(shí)，由于功率檢測(cè)、線路編碼解碼、傳輸延遲等過(guò)程造成的延時(shí)，不太容易做到發(fā)送與接收光功率值采樣的“同步”，也就是說(shuō)進(jìn)行比較的發(fā)送/接收光功率很可能不是在“同一時(shí)刻”采集到的。由于上述因素的影響，一方面可能使得EVOA的調(diào)整很頻繁，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)各級(jí)中繼站上光放大中繼站互相干擾，也增加了光監(jiān)控信道傳輸功率數(shù)值的負(fù)擔(dān)和中繼站內(nèi)處理設(shè)備對(duì)數(shù)值進(jìn)行計(jì)算處理的負(fù)擔(dān)。另一方面由于時(shí)間上不容易做到在“同一時(shí)刻”檢測(cè)發(fā)送/接收光功率，這都有造成對(duì)EVOA誤調(diào)整、誤控制的潛在危險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)的波分復(fù)用系統(tǒng)和該系統(tǒng)使用的鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，該方法適用于密集波分復(fù)用系統(tǒng)中對(duì)跨距段中繼站進(jìn)行自動(dòng)功率增益調(diào)節(jié)，從而克服現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)對(duì)主光通道進(jìn)行測(cè)量進(jìn)行自動(dòng)增益調(diào)節(jié)的方法所具有的問(wèn)題。
本發(fā)明方法的技術(shù)原理如下本發(fā)明在各級(jí)中繼站中采用電可調(diào)光衰減器(EVOA)和作為光功率放大器的摻鉺光纖放大器(EDFA)，通過(guò)設(shè)定固定的光功率放大器增益并根據(jù)光纜線路衰減量調(diào)節(jié)站內(nèi)EVOA的衰減量以保持本站輸出的主信道內(nèi)各個(gè)波長(zhǎng)光信號(hào)輸出功率穩(wěn)定。
采用在級(jí)聯(lián)的光放大中繼站上監(jiān)測(cè)該中繼站光放大器前面一段光纖線路L的衰減量αL，根據(jù)該線路衰減量αL值的變化控制EVOA的插入衰減量。而相鄰兩中繼站的兩個(gè)光放大器之間的總衰減量α∑由前一站的1510nm波長(zhǎng)復(fù)用器插入損耗αM、跨距段內(nèi)光纜纖路插入損耗αL、本站1510nm波長(zhǎng)解復(fù)用器插入損耗αD相加形成。為了簡(jiǎn)化，各站內(nèi)光配線架和光放大器之間光跳線的插入損耗，所有活動(dòng)連接器和固定連接器的插損等都計(jì)入線路損耗αL中。則線路光功率總衰減量α∑＝αM+αL+αD(1)在公式(1)中，αM，αD都是固定不變的，αL值只受光纜線路長(zhǎng)度、光纜受應(yīng)力作用而造成的形變或拉伸、溫度及光纖熔接質(zhì)量等因素的影響，而不受光信道數(shù)增減變化的影響。因此若根據(jù)該跨距段的總衰減值α∑值來(lái)控制光放大器中的EVOA衰減量則完全不受光信道增減變化的干擾。
本發(fā)明的方法利用光監(jiān)控信道波長(zhǎng)的功率衰減來(lái)替換現(xiàn)有技術(shù)方法中所使用的主光信道的功率衰減，使得αL值的測(cè)量變得更加簡(jiǎn)單容易。因?yàn)椋總€(gè)光監(jiān)控信道的發(fā)射功率基本上是一致的，且在系統(tǒng)運(yùn)行期間保持不變。這樣只要在整個(gè)光傳輸系統(tǒng)的第N+1中繼站檢測(cè)光監(jiān)控信道(OSC)的接收光功率，就很容易計(jì)算出第N中繼站與第N+1中繼站之間線路衰減αL值。假設(shè)第N站OSC發(fā)送光功率為Pt，第N+1站OSC接收光功率為Pr，則線路衰減αL值為α∑＝Pt-Pr (2)在系統(tǒng)運(yùn)行期間，通常Pt是一個(gè)常數(shù)，所以只要測(cè)出Pr就可以很容易計(jì)算出線路衰減，這種測(cè)量方法的好處是收發(fā)功率采樣無(wú)需“同步”進(jìn)行，另一方面前后級(jí)光放大中繼站間不會(huì)產(chǎn)生相互干擾。
本方法解決線路增益自動(dòng)調(diào)整的指導(dǎo)思想是把影響DWDM線路光功率的兩個(gè)主要因素分開(kāi)來(lái)處理，即用線路光功率總衰減α∑來(lái)控制EVOA，使得第N+1站光放大器的增益Gedfa約等于前面一段光纖線路總衰減α∑與EVOA的衰減值αatt之和，即有下面的關(guān)系式Gedfa＝α∑+αatt(3)使得線路總衰減和增益達(dá)到平衡。這樣每個(gè)光放大中繼站就能夠自動(dòng)適應(yīng)各光纜跨距段的長(zhǎng)度變化、光纖老化、環(huán)境溫度、光纜形變而引起的線路衰減量改變。
由于主信道內(nèi)波長(zhǎng)數(shù)量的增減不會(huì)導(dǎo)致線路總衰減α∑值的改變，因而當(dāng)密集波分復(fù)用系統(tǒng)增加或減少主信道內(nèi)工作波長(zhǎng)數(shù)量時(shí)，光纜線路衰減量α∑保持不變。這樣一方面可以使EVOA不會(huì)對(duì)主信道內(nèi)工作波長(zhǎng)數(shù)量增減變化予以響應(yīng)，另一方面對(duì)于主光信道內(nèi)波長(zhǎng)數(shù)量的增減變化而導(dǎo)致的輸入EDFA的光信號(hào)總功率變化，EDFA所具有的增益鎖定功能可以根據(jù)輸入的光功率增減而使輸出光功率也同時(shí)增減，從而使EDFA的增益Gedfa保持不變，實(shí)現(xiàn)光功率放大器輸出端口中各不同波長(zhǎng)信道的光功率保持不變，如果把EDFA和EVOA放在一起作為一個(gè)光放大中繼站來(lái)看，則該中繼站又是一個(gè)增益可調(diào)的光放大中繼站。
而對(duì)于主光信道線路衰減和光監(jiān)控信道線路衰減的誤差可以采用加修正因子的方法加以校正。由于在實(shí)際的DWDM系統(tǒng)中，業(yè)務(wù)波長(zhǎng)和光監(jiān)控信道波長(zhǎng)通過(guò)合波器和分波器時(shí)的插損并不一致，導(dǎo)致檢測(cè)出的線路總損耗α∑產(chǎn)生誤差。因此還需要增加一個(gè)校準(zhǔn)量αadjust，加以校準(zhǔn)。
總之，本發(fā)明的用于波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)的鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，基本原理就在于通過(guò)測(cè)量光監(jiān)控信道的發(fā)收功率差值，來(lái)感知該段線路實(shí)際功率損耗，據(jù)此實(shí)際線路功率損耗來(lái)調(diào)整該跨距段線路的增益配置。本發(fā)明的方法在實(shí)施中，用光放大中繼站準(zhǔn)確地自動(dòng)處理光信道增減或光纖線路衰減變化這兩種不同起因?qū)е碌逆溌饭β屎驮鲆孀兓?b>具體實(shí)施方式
為在OSC信道正常傳送網(wǎng)管信息的條件下，同時(shí)利用其發(fā)射的1510nm波長(zhǎng)光信號(hào)來(lái)測(cè)量光纖線路的功率損耗，根據(jù)這個(gè)線路損耗來(lái)調(diào)節(jié)EVOA的光功率衰減量，用EDFA的增益鎖定功能來(lái)適應(yīng)光信道數(shù)的增減變化。本發(fā)明的方法使EDFA和EVOA分別獨(dú)立地對(duì)光信道增減和光纖線路衰減變化作出調(diào)整，互不干擾。這種分開(kāi)處理兩種不同因素引起的線路光功率變化的方法，能夠使DWDM光傳輸系統(tǒng)的鏈路功率和增益控制達(dá)到自動(dòng)、快捷、精確、穩(wěn)定的技術(shù)要求。
本發(fā)明的一種鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)，由上游中繼站和下游中繼站組成，上游站OSC發(fā)送部分包括光監(jiān)控信道波長(zhǎng)發(fā)射機(jī)和光波長(zhǎng)復(fù)用器，其中光監(jiān)控信道波長(zhǎng)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)并傳輸給光波長(zhǎng)復(fù)用器，光波長(zhǎng)復(fù)用器將多個(gè)主信道波長(zhǎng)光信號(hào)與光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)復(fù)用后傳輸?shù)焦饫|線路上；下游中繼站OSC的接收部分包括光波長(zhǎng)解復(fù)用器、光監(jiān)控信道波長(zhǎng)功率檢測(cè)器、單片機(jī)、電可調(diào)光衰減器驅(qū)動(dòng)電路、電可調(diào)光功率衰減器、光功率放大器，其中實(shí)施例1對(duì)OSC接收光信號(hào)的處理如下光波長(zhǎng)解復(fù)用器將來(lái)自光纜線路的光信號(hào)分解成為多個(gè)主信道波長(zhǎng)光信號(hào)與光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)，并將多個(gè)主信道波長(zhǎng)光信號(hào)傳輸給電可調(diào)光衰減器，同時(shí)將光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)傳輸給光監(jiān)控信道波長(zhǎng)功率檢測(cè)器，光監(jiān)控信道波長(zhǎng)功率檢測(cè)器檢測(cè)出光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)的功率數(shù)值并傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)本站所接收的光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)功率數(shù)值和預(yù)定的上游站光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)輸出功率數(shù)值計(jì)算出光纜線路總衰減，并以此計(jì)算出電可調(diào)光衰減器的衰減量傳輸給電可調(diào)光衰減器驅(qū)動(dòng)電路，電可調(diào)光衰減器驅(qū)動(dòng)電路按照計(jì)算的衰減量驅(qū)動(dòng)電可調(diào)光衰減器，使得本站光功率放大器的增益等于光纜線路衰減量與電可調(diào)光衰減器衰減量之和，光線路放大器(EDFA)，用于將多個(gè)主信道波長(zhǎng)光信號(hào)放大后輸出。
本發(fā)明的上述鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)，其特征在于下游站還包括了一個(gè)光前置放大器，該光前置放大器位于光波長(zhǎng)解復(fù)用器與電可調(diào)光衰減器之間，用于在光波長(zhǎng)解復(fù)用器分解出的多個(gè)主信道波長(zhǎng)光信號(hào)進(jìn)入電可調(diào)光衰減器之前，對(duì)多個(gè)主信道波長(zhǎng)光信號(hào)進(jìn)行放大。此時(shí)該站的光放大器增益包括光前置放大器和光功率放大器之和，對(duì)EVOA的控制方法與前述的技術(shù)方案相同。
本發(fā)明的另一種鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)，由上游中繼站和下游中繼站組成上游中繼站包括光監(jiān)控信道波長(zhǎng)發(fā)射機(jī)和光波長(zhǎng)復(fù)用器，其中光監(jiān)控信道波長(zhǎng)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)并傳輸給光波長(zhǎng)復(fù)用器，光波長(zhǎng)復(fù)用器將多個(gè)主信道波長(zhǎng)光信號(hào)與光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)復(fù)用后傳輸?shù)焦饫|線路上；下游中繼站包括光波長(zhǎng)解復(fù)用器、光監(jiān)控信道波長(zhǎng)功率檢測(cè)器、單片機(jī)、電可調(diào)光衰減器驅(qū)動(dòng)電路、電可調(diào)光功率衰減器、光功率放大器，其中電可調(diào)光衰減器將來(lái)自光纜線路的信號(hào)衰減后傳輸給光波長(zhǎng)解復(fù)用器，
光波長(zhǎng)解復(fù)用器將來(lái)自電可調(diào)光衰減器衰減后的光信號(hào)分解成為多個(gè)主信道波長(zhǎng)光信號(hào)與光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)，并將多個(gè)主信道波長(zhǎng)光信號(hào)傳輸給光功率放大器，同時(shí)將光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)傳輸給光監(jiān)控信道波長(zhǎng)功率檢測(cè)器，光監(jiān)控信道波長(zhǎng)功率檢測(cè)器檢測(cè)出光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)的功率數(shù)值并傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)本站所接收的光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)功率數(shù)值和預(yù)定的上游站光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)輸出功率數(shù)值計(jì)算出光纜線路總衰減，并以此計(jì)算出電可調(diào)光衰減器的衰減量傳輸給電可調(diào)光衰減器驅(qū)動(dòng)電路，電可調(diào)光衰減器驅(qū)動(dòng)電路按照計(jì)算的衰減量驅(qū)動(dòng)電可調(diào)光衰減器，使得下游站光功率放大器的增益等于光纜線路衰減量與電可調(diào)光衰減器衰減量之和。
光線路放大器，用于將多個(gè)主信道波長(zhǎng)光信號(hào)放大后輸出。
本發(fā)明的一種用于波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)的鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，包括步驟確定上游站光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)輸出功率數(shù)值；測(cè)量下游站所接收光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)功率數(shù)值；將兩功率數(shù)值相減計(jì)算出光纜線路的衰減量；根據(jù)下游站光功率放大器增益和光纜線路衰減量計(jì)算出下游站內(nèi)電可調(diào)光衰減器應(yīng)設(shè)置的衰減量；按照所計(jì)算出電可調(diào)光衰減器應(yīng)設(shè)置的衰減量驅(qū)動(dòng)電可調(diào)光衰減器，使得站內(nèi)光功率放大器的增益等于光纜線路衰減量與電可調(diào)光衰減器衰減量之和。
本發(fā)明的上述用于波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)的鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于上游站光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)輸出功率數(shù)值為預(yù)先設(shè)定的固定數(shù)值，并存儲(chǔ)在下游站的單片機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)。
本發(fā)明的上述用于波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)的鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于上游站光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)輸出功率數(shù)值為可變化數(shù)值，通過(guò)光監(jiān)控信道傳輸給下游站的單片機(jī)。
本發(fā)明的上述用于波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)的鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于在計(jì)算下游站內(nèi)電可調(diào)光衰減器應(yīng)設(shè)置的衰減量時(shí)，考慮到主信道波長(zhǎng)光信號(hào)與光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)經(jīng)過(guò)光波長(zhǎng)復(fù)用器和光波長(zhǎng)解復(fù)用器時(shí)的插入損耗不一致，在計(jì)算中引入光纜線路衰減校準(zhǔn)量。
本發(fā)明的上述用于波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)的鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于在計(jì)算下游站內(nèi)電可調(diào)光衰減器應(yīng)設(shè)置的衰減量時(shí)，考慮到下游站內(nèi)增加光前置放大器的情況，在計(jì)算中引入光前置放大器增益。
本發(fā)明的上述的用于波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)的鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于光監(jiān)控信道采用波長(zhǎng)為1510納米波長(zhǎng)的光信號(hào)。
本發(fā)明的上述的用于波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)的鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于當(dāng)下游站內(nèi)檢測(cè)到光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)功率數(shù)值為零時(shí)，判斷為光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)中斷，此時(shí)鎖定站內(nèi)電可調(diào)光衰減器的衰減量，并暫停鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)直至光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)恢復(fù)。
本發(fā)明的鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)和所使用增益調(diào)節(jié)方法的有益效果在于采用本發(fā)明方法的級(jí)聯(lián)光放大中繼鏈路能夠識(shí)別信道增減變化和線路損耗變化，自動(dòng)調(diào)整EVOA衰減值，不會(huì)對(duì)EDFA增益鎖定功能產(chǎn)生干擾，對(duì)線路損耗的突變或漸變作出準(zhǔn)確、適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，維持系統(tǒng)的性能基本不變，從而確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。


圖1是本發(fā)明的鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)的第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)的第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)的第三實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。在本發(fā)明的具體實(shí)施過(guò)程中，上游站(N站)OSC發(fā)射部分具有一種實(shí)施方式，而下游站(N+1站)的OSC接收處理部分是有三種實(shí)施方式。圖1、圖2和圖3所示為本發(fā)明系統(tǒng)的三個(gè)具體實(shí)施方案，為了便于說(shuō)明，實(shí)際使用的雙纖雙向傳輸?shù)南到y(tǒng)在圖中只表示出一個(gè)傳送方向。同時(shí)對(duì)于上游站，即圖中第N站的光放大中繼站原理框圖也只標(biāo)出發(fā)送部分，同時(shí)為圖示簡(jiǎn)潔將光傳送鏈路中的其他重要部件，例如拉曼光放大器、動(dòng)態(tài)增益均衡(DGE)部件、色散補(bǔ)償模塊等部件省略，上述省略并不妨礙對(duì)本發(fā)明工作原理的描述和說(shuō)明。在實(shí)際應(yīng)用中，上下游中繼站的組成完全相同，但為了描述方便，在說(shuō)明書(shū)附圖中上游站只畫(huà)出OSC(光監(jiān)控信道)的發(fā)送部分，下游站只畫(huà)出OSC(光監(jiān)控信道)的接收處理部分。在圖1、2、3中各字母標(biāo)志說(shuō)明如下A作為光功率放大器和光前置放大器使用的摻鉺光纖放大器(EDFA)B分光功率耦合器C1510nm波長(zhǎng)光功率檢測(cè)器D1510nm光波長(zhǎng)解復(fù)用器E光監(jiān)控信道1510nm波長(zhǎng)光發(fā)射機(jī)F光纜線路G光監(jiān)控信道1510nm波長(zhǎng)光接收機(jī)H內(nèi)嵌式單片機(jī)IEVOA驅(qū)動(dòng)控制電路M1510nm光波長(zhǎng)復(fù)用器S電可調(diào)光功率衰減器(EVOA)圖1是本發(fā)明的波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)鏈路中第N個(gè)跨距段連接示意圖，圖1中第N站代表上游站而第N+1站代表下游站。圖1中，在下游站N+1站內(nèi)，是在分光功率耦合器B處分出一部分光功率，用來(lái)檢測(cè)光監(jiān)控信道波長(zhǎng)1510nm的接收光功率，而第N站1510nm波長(zhǎng)的發(fā)送光功率是固定的。因此只要在第N+1站知道了1510nm波長(zhǎng)的接收光功率，就可以計(jì)算出第N站與第N+1站之間跨距段的光纖衰減值，光纖衰減值是由光纜線路長(zhǎng)度和光纜光纖老化等因素決定的。圖1中使用EDFA作為光功率放大器。
圖1中對(duì)EVOA進(jìn)行控制方法如下首先，在第N+1站的1510nm波長(zhǎng)光功率檢測(cè)器C檢測(cè)由分光功率耦合器B處分出的1510nm波長(zhǎng)光功率，然后按照分光功率耦合器的分光比例計(jì)算出本站實(shí)際接收的1510nm波長(zhǎng)信號(hào)的光功率Pr。在第N站的1510nm發(fā)送光功率Pt是固定不變的，由于各站的發(fā)送光功率可以做到具有比較好的一致性，可以采用預(yù)先輸入或通過(guò)網(wǎng)管進(jìn)行輸入。也可以利用光監(jiān)控信道把PT從N站傳送到N+1站。這樣N+1站的計(jì)算機(jī)H就可以計(jì)算出光纜線路的總衰減α∑＝Pt-Pr(4)站內(nèi)單片機(jī)H很容易由公式αatt＝Gedfa-α∑(5)計(jì)算出EVOA應(yīng)該設(shè)置的衰減量。驅(qū)動(dòng)EVOA控制電路，使插入衰減調(diào)整到公式(5)計(jì)算出的衰減量，即可使該跨距段的線路衰減和放大器增益達(dá)到平衡。
由于公式(5)經(jīng)由公式(3)演變而來(lái)，當(dāng)考慮到主信道波長(zhǎng)光信號(hào)與光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)在上游站內(nèi)光波長(zhǎng)復(fù)用器和下游站內(nèi)光波長(zhǎng)解復(fù)用器的插入損耗不一致，需要在計(jì)算本站EVOA衰減量時(shí)計(jì)入校準(zhǔn)值αadjust，因此公式(5)進(jìn)一步修改為公式(6)αatt＝Gedfa-α∑-αadjust(6)采用公式(6)所計(jì)算出的EVOA衰減量可以彌補(bǔ)主信道與光監(jiān)控信道插入損耗不一致產(chǎn)生的光纜線路衰減誤差。
圖2是對(duì)圖1所示本發(fā)明實(shí)施例的一種改進(jìn)技術(shù)方案。圖2的中繼站內(nèi)增加了光前置放大器，該光前置放大器放置在光波長(zhǎng)解復(fù)用器與光功率放大器之間。圖2所示實(shí)施例中，鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)方法與圖1所示實(shí)施例基本相同，區(qū)別僅僅在于在計(jì)算EVOA衰減量時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮到光前置放大器的增益數(shù)值，即計(jì)算中所采用的中繼站內(nèi)光功率放大器增益數(shù)值應(yīng)當(dāng)為EVOA之前的光前置放大器增益與EVOA之后的光功率放大器增益之和。
圖3是本發(fā)明鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)的光傳輸系統(tǒng)另一個(gè)實(shí)施例。圖3的實(shí)施例其功能結(jié)構(gòu)與圖1、圖2的實(shí)施例略有不同，體現(xiàn)在EVOA器件放置在1510nm波長(zhǎng)解復(fù)用器之前。但是圖3中OSC接收處理部分各功能塊的組成與圖1、圖2實(shí)施例基本相同。圖3所示實(shí)施例與圖1、圖2所示實(shí)施例的最主要區(qū)別在于圖3的中繼站內(nèi)EVOA設(shè)置在光波長(zhǎng)解復(fù)用器之前。圖3中，第N+1站的光監(jiān)控信道波長(zhǎng)功率檢測(cè)器C連續(xù)不斷監(jiān)測(cè)接收到的1510nm波長(zhǎng)光功率，由于1510nm波長(zhǎng)光信號(hào)也經(jīng)過(guò)了電可調(diào)光衰減器S的衰減，因此計(jì)算下游站第N+1站與光纜線路連接點(diǎn)處實(shí)際接收的光監(jiān)控信道功率數(shù)值Pr時(shí)，應(yīng)當(dāng)計(jì)入分光耦合器B和電可調(diào)光衰減器S兩者的衰減量，其余計(jì)算和EVOA衰減量調(diào)節(jié)與圖1所示系統(tǒng)相同。
在本發(fā)明的波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)進(jìn)入光功率衰減(APR)進(jìn)程時(shí)，應(yīng)當(dāng)使EVOA進(jìn)入鎖定狀態(tài)，即保持當(dāng)前的衰減量。一旦光纜線路修復(fù)，系統(tǒng)退出APR進(jìn)程后，對(duì)EVOA解除鎖定即可，功率及增益管理功能即可恢復(fù)正常執(zhí)行。
權(quán)利要求
1.一種鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)，由上游中繼站和下游中繼站組成上游中繼站包括光監(jiān)控信道波長(zhǎng)發(fā)射機(jī)和光波長(zhǎng)復(fù)用器，其中光監(jiān)控信道波長(zhǎng)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)并傳輸給光波長(zhǎng)復(fù)用器，光波長(zhǎng)復(fù)用器將多個(gè)主信道波長(zhǎng)光信號(hào)與光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)復(fù)用后傳輸?shù)焦饫|線路上；下游中繼站包括光波長(zhǎng)解復(fù)用器、光監(jiān)控信道波長(zhǎng)功率檢測(cè)器、單片機(jī)、電可調(diào)光衰減器驅(qū)動(dòng)電路、電可調(diào)光功率衰減器、光功率放大器，其中光波長(zhǎng)解復(fù)用器將來(lái)自光纜線路的光信號(hào)分解成為多個(gè)主信道波長(zhǎng)光信號(hào)與光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)，并將多個(gè)主信道波長(zhǎng)光信號(hào)傳輸給電可調(diào)光衰減器，同時(shí)將光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)傳輸給光監(jiān)控信道波長(zhǎng)功率檢測(cè)器，光監(jiān)控信道波長(zhǎng)功率檢測(cè)器檢測(cè)出光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)的功率數(shù)值并傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)本站所接收的光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)功率數(shù)值和預(yù)定的上游站光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)輸出功率數(shù)值計(jì)算出光纜線路總衰減，并以此計(jì)算出電可調(diào)光衰減器的衰減量傳輸給電可調(diào)光衰減器驅(qū)動(dòng)電路，電可調(diào)光衰減器驅(qū)動(dòng)電路按照計(jì)算的衰減量驅(qū)動(dòng)電可調(diào)光衰減器，使得本站光功率放大器的增益等于光纜線路衰減量與電可調(diào)光衰減器衰減量之和，光功率放大器，用于將多個(gè)主信道波長(zhǎng)光信號(hào)放大后輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)，其特征在于下游站還包括了一個(gè)光前置放大器，該光前置放大器位于光波長(zhǎng)解復(fù)用器與電可調(diào)光衰減器之間，用于在光波長(zhǎng)解復(fù)用器分解出的多個(gè)主信道波長(zhǎng)光信號(hào)進(jìn)入電可調(diào)光衰減器之前，對(duì)多個(gè)主信道波長(zhǎng)光信號(hào)進(jìn)行放大。
3.一種鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)，由上游中繼站和下游中繼站組成上游中繼站包括光監(jiān)控信道波長(zhǎng)發(fā)射機(jī)和光波長(zhǎng)復(fù)用器，其中光監(jiān)控信道波長(zhǎng)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)并傳輸給光波長(zhǎng)復(fù)用器，光波長(zhǎng)復(fù)用器將多個(gè)主信道波長(zhǎng)光信號(hào)與光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)復(fù)用后傳輸?shù)焦饫|線路上；下游中繼站包括光波長(zhǎng)解復(fù)用器、光監(jiān)控信道波長(zhǎng)功率檢測(cè)器、單片機(jī)、電可調(diào)光衰減器驅(qū)動(dòng)電路、電可調(diào)光功率衰減器、光功率放大器，其中電可調(diào)光衰減器將來(lái)自光纜線路的信號(hào)衰減后傳輸給光波長(zhǎng)解復(fù)用器，光波長(zhǎng)解復(fù)用器將來(lái)自電可調(diào)光衰減器衰減后的光信號(hào)分解成為多個(gè)主信道波長(zhǎng)光信號(hào)與光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)，并將多個(gè)主信道波長(zhǎng)光信號(hào)傳輸給光功率放大器，同時(shí)將光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)傳輸給光監(jiān)控信道波長(zhǎng)功率檢測(cè)器，光監(jiān)控信道波長(zhǎng)功率檢測(cè)器檢測(cè)出光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)的功率數(shù)值并傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)本站所接收的光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)功率數(shù)值和預(yù)定的上游站光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)輸出功率數(shù)值計(jì)算出光纜線路總衰減，并以此計(jì)算出電可調(diào)光衰減器的衰減量傳輸給電可調(diào)光衰減器驅(qū)動(dòng)電路，電可調(diào)光衰減器驅(qū)動(dòng)電路按照計(jì)算的衰減量驅(qū)動(dòng)電可調(diào)光衰減器，使得下游站光功率放大器的增益等于光纜線路衰減量與電可調(diào)光衰減器衰減量之和，光功率放大器，用于將多個(gè)主信道波長(zhǎng)光信號(hào)放大后輸出。
4.一種用于波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)的鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，包括步驟確定上游站光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)輸出功率數(shù)值；測(cè)量下游站所接收光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)功率數(shù)值；將兩功率數(shù)值相減計(jì)算出光纜線路的衰減量；根據(jù)下游站光功率放大器增益和光纜線路衰減量計(jì)算出下游站內(nèi)電可調(diào)光衰減器應(yīng)設(shè)置的衰減量；按照所計(jì)算出電可調(diào)光衰減器應(yīng)設(shè)置的衰減量驅(qū)動(dòng)電可調(diào)光衰減器，使得站內(nèi)光功率放大器的增益等于光纜線路衰減量與電可調(diào)光衰減器衰減量之和。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的用于波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)的鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于上游站光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)輸出功率數(shù)值為預(yù)先設(shè)定的固定數(shù)值，并存儲(chǔ)在下游站的單片機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的用于波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)的鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于上游站光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)輸出功率數(shù)值為可變化數(shù)值，通過(guò)光監(jiān)控信道傳輸給下游站的單片機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的用于波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)的鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于在計(jì)算下游站內(nèi)電可調(diào)光衰減器應(yīng)設(shè)置的衰減量時(shí)，考慮到主信道波長(zhǎng)光信號(hào)與光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)經(jīng)過(guò)光波長(zhǎng)復(fù)用器和光波長(zhǎng)解復(fù)用器時(shí)的插入損耗不一致，在計(jì)算中引入光纜線路衰減校準(zhǔn)量。
8.根據(jù)權(quán)利要求4的用于波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)的鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于在計(jì)算下游站內(nèi)電可調(diào)光衰減器應(yīng)設(shè)置的衰減量時(shí)，考慮到下游站內(nèi)增加光前置放大器的情況，在計(jì)算中引入光前置放大器增益。
9.根據(jù)權(quán)利要求4的用于波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)的鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于光監(jiān)控信道采用波長(zhǎng)為1510納米波長(zhǎng)的光信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求4至9之一的用于波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)的鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于當(dāng)下游站內(nèi)檢測(cè)到光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)功率數(shù)值為零時(shí)，判斷為光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)中斷，此時(shí)鎖定站內(nèi)電可調(diào)光衰減器的衰減量，并暫停鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)直至光監(jiān)控信道波長(zhǎng)光信號(hào)恢復(fù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)的波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)和該系統(tǒng)使用的鏈路增益自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，本發(fā)明采用在給定跨距段的下游站檢測(cè)光監(jiān)控信道波長(zhǎng)的接收光功率，用上游站的發(fā)送光功率和下游站的接收光功率差來(lái)計(jì)算該段光纖線路損耗，再根據(jù)這個(gè)線路損耗量來(lái)調(diào)節(jié)該跨距段下游站的電可調(diào)光衰減器的光功率衰減值，使得線路損耗和光放大中繼器的增益相匹配，采用本發(fā)明的方法能夠使密集波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)的鏈路功率和增益控制達(dá)到自動(dòng)、快捷、精確、穩(wěn)定的技術(shù)要求。
文檔編號(hào)H04J14/02GK1633057SQ200410102768
公開(kāi)日2005年6月29日 申請(qǐng)日期2004年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月29日
發(fā)明者葉榮富 申請(qǐng)人:烽火通信科技股份有限公司