專利名稱：一種長距離wdm系統(tǒng)最優(yōu)色散補償?shù)脑u估裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域中的最優(yōu)色散補償評估， 一種長距離WDM (Wavelength Division Multiplexing,波分復用技術(shù))系統(tǒng)最優(yōu)色 散補償?shù)脑u估裝置和方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著WDM技術(shù)向高速、超長、高密集方向迅猛發(fā)展，WDM 系統(tǒng)的色散補償問題顯得非常突出。例如10Gb/s電吸收調(diào)制NRZ信 號的色散容限典型值為80(Tl000ps/nm，而40Gb/s的色散容限典型 值僅為60ps/nm，系統(tǒng)的色散容限都很小，這樣在長距離傳輸時需要 考慮精確的色散補償。色散補償方式按色散補償模塊的放置地點分預 補償、線路補償、后補償，按最終殘余色散又分欠補償、完全補償、 過補償。圖1是WDM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，該系統(tǒng)介紹如下a) WDM系統(tǒng)完成n路業(yè)務(wù)的雙纖雙向傳輸，通道波長為 入，……Xn; OCh表示光通道層，OMS表示光復用段層；含有OADM(Optical Add-Drop Multiplexer,光分插復用)站點的WDM系統(tǒng)也 可參考執(zhí)行；b) OTU (Optical Transform Unit,光轉(zhuǎn)發(fā)單元)可以是單路光 信號的3R光電光變換，也可以是多路低速率光信號與單路高速光信 號匯聚、解匯聚之間的3R光電光變換；0TU1表示波長為、的0TU， OTUn表示波長為入n的OTU;c) OM表示合波器，OD表示分波器，OA表示光放大器，DCM表示 色散補償模塊。以下情況將會影響色散補償效果a) 在長距離傳輸時，需要考慮非線性效應(yīng)，尤其是自相位調(diào)制效 應(yīng)和交叉相位調(diào)制效應(yīng)，對色散補償?shù)挠绊?。ITU-T G.696.1(07/2005 ) "Longitudinally compatible intra-domain DWDM applications "附錄I. 2. 4提及了非線性效應(yīng)對色散補償?shù)挠绊?；b) 長距離傳輸下，由于WDM系統(tǒng)中各通道的功率不均衡性(主要 源于系統(tǒng)的受激喇曼散射增益，其次是光放大器的增益不平坦性)而 造成的自相位調(diào)制效應(yīng)影響不同，以及通道間隔不同時的交叉相位調(diào) 制的影響程度不同；c) 目前工程上大規(guī)模采用的色散補償光纖進行色散補償，由于色 散補償光纖可能存在色散斜率失配，導致長距離傳輸系統(tǒng)中各波長的 殘余色散不均等，并且有可能相差較大；d) 系統(tǒng)采用前向誤碼糾錯功能和接收機判決電平調(diào)整功能都會對系統(tǒng)的色散容限產(chǎn)生影響；e) 不同類型激光器、不同調(diào)制碼型的系統(tǒng)在長距離傳輸后的色散 容限差異較大、而且抵抗非線性效應(yīng)的能力也不同；f) 線路使用的光纖類型的影響。例如G. 652、 G. 653、 G. 655光纖， 不但色散系數(shù)有差別，而且非線性效應(yīng)對色散補償?shù)挠绊懸膊煌，F(xiàn)有的光通信領(lǐng)域中的最優(yōu)色散補償方式主要是根據(jù)光纖線路 工程勘察資料按照理論計算確定色散補償方式。在工程開局時，根據(jù) 一系列指導原則確定各節(jié)點的色散補償量以及系統(tǒng)總的殘余色散。該 方法所存在的問題是a) 色散補償?shù)睦碚撚嬎悴皇侨f能的，理論計算和實際工程存在誤差，尤其是在長距離傳輸情況下密集WDM系統(tǒng)的非線性效應(yīng)的計算相當復雜，根據(jù)理論計算配置的色散補償有可能不是最優(yōu)色散補償點 9b) 工程勘察中的光纖線路的殘余色散測試的精度有限，光纖越
長，累積的測量誤差越大，根據(jù)色散測試結(jié)果確定的色散補償有可能 不是最優(yōu)色散補償點。本發(fā)明"長距離WDM系統(tǒng)最優(yōu)色散補償?shù)男滦驮u估裝置和方 法"，不直接測量系統(tǒng)殘余色散，而是在系統(tǒng)粗略的理論計算的配置 基礎(chǔ)上，通過附加一個色散補償器，考察系統(tǒng)傳輸性能，避開殘余色 散的測量，而且兼顧了很難理論精確計算的多種效應(yīng)對系統(tǒng)色散補償 的影響，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)色散補償?shù)脑u估。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種長距離WDM系統(tǒng)最優(yōu)色散補償?shù)脑u 估裝置和方法，主要解決現(xiàn)有方法的色散補償?shù)睦碚撚嬎愫茈y兼顧多 種對色散補償效果影響的因素和殘余色散測試的精度有限的技術(shù)問 題，實現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)色散補償?shù)脑u估。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種長距離WDM系統(tǒng)最優(yōu)色散補償?shù)脑u估裝置，其特征是它由可 調(diào)色散補償模塊、可調(diào)衰減單元、光功率監(jiān)測單元、誤碼測試單元和 管理控制及數(shù)據(jù)處理中心組成；其中該可調(diào)色散補償模塊接收來自管理控制及數(shù)據(jù)處理中心的命令， 調(diào)節(jié)系統(tǒng)復用段的附加色散；該可調(diào)衰減單元接收來自管理控制及數(shù)據(jù)處理中心的命令，調(diào)節(jié) 0TU線路側(cè)的輸入光功率；該光功率監(jiān)測單元監(jiān)測0TU線路側(cè)的輸入光功率，并上報給管理 控制及數(shù)據(jù)處理中心；該誤碼測試單元連往OTU的客戶側(cè)光口，形成誤碼測試環(huán)路；并 將誤碼率上報給管理控制及數(shù)據(jù)處理中心；該管理控制及數(shù)據(jù)處理中心管理和控制可調(diào)色散補償模塊、可調(diào) 衰減單元、光功率監(jiān)測單元和誤碼測試單元，處理數(shù)據(jù)，計算分析出 最優(yōu)色散補償條件。一種長距離WDM系統(tǒng)最優(yōu)色散補償?shù)脑u估方法，使用如上所述的 評估裝置，其方法步驟是1) 、將評估裝置接入WDM系統(tǒng)將可調(diào)色散補償模塊的連在WDM 系統(tǒng)的0D之前，將可調(diào)衰減單元連在0D和0TU之間，光功率監(jiān)測單 元監(jiān)測OTU的線路側(cè)輸入光功率，將誤碼測試單元連往OTU的客戶側(cè) 光口，形成誤碼測試環(huán)路，此時系統(tǒng)無誤碼；2) 、設(shè)定可調(diào)色散補償模塊的附加色散，通過調(diào)節(jié)可調(diào)衰減單元 的衰減，測量出該附加色散值下的系統(tǒng)傳輸后靈敏度；依次測量其他 附加色散值下的系統(tǒng)傳輸后靈敏度；3) 、對2)的附加色散和系統(tǒng)傳輸后靈敏度數(shù)據(jù)曲線進行擬合， 分析計算出曲線的中心；4) 、重復1)至3)，測量其他典型通道在不同附加色散下的系統(tǒng) 傳輸后靈敏度，并分析計算出其他典型通道在最優(yōu)色散補償下的附加 色散；5) 、綜合典型通道在最優(yōu)色散補償下的附加色散，給出WDM系統(tǒng) 在現(xiàn)有色散補償基礎(chǔ)上應(yīng)該增加或減少的色散補償量的建議。該評估裝置中進一步包括分光器，該分光器將輸入光功率按分給 0TU的接收部分和以及光功率監(jiān)測單元。該評估裝置中進一步包括信息交互接口 ，該信息交互接口與控制 管理中心連接，實現(xiàn)用戶發(fā)送控制命令和顯示結(jié)果。該可調(diào)色散補償模塊置于光復用段層接收端，采用多通道可調(diào)色 散補償模塊。該可調(diào)衰減器置于光通道層層接收端或置于光復用段層接收端。 上述步驟3)中的擬合方式是高斯擬合。 藉由上述技術(shù)特征，本發(fā)明裝置和方法的有益效果是 本發(fā)明裝置和方法由于采取了可調(diào)色散補償模塊來調(diào)節(jié)色散，對傳輸后靈敏度進行擬合確定系統(tǒng)最優(yōu)色散補償?shù)姆椒?，達到了 WDM系 統(tǒng)最優(yōu)色散補償?shù)男Ч?jié)省了WDM系統(tǒng)運營、管理、維護成本，同 時也提高了 WDM系統(tǒng)的技術(shù)水平。


圖l是WDM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明色散補償評估裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本發(fā)明實施例中色散補償評估裝置及該裝置與WDM系統(tǒng)連 接的結(jié)構(gòu)框圖；圖4是本發(fā)明實施例中傳輸后靈敏度和附加色散的測量曲線及 擬合。
具體實施例方式請參閱圖2，它是本發(fā)明長距離WDM系統(tǒng)最優(yōu)色散補償?shù)脑u估裝 置的結(jié)構(gòu)框圖。如圖所示它由可調(diào)色散補償模塊A、可調(diào)衰減單元 B、光功率監(jiān)測單元C、誤碼測試單元D和管理控制及數(shù)據(jù)處理中心組成E;其中該可調(diào)色散補償模塊A接收來自管理控制及數(shù)據(jù)處理中心的命 令，調(diào)節(jié)系統(tǒng)復用段的附加色散；該可調(diào)衰減單元B接收來自管理控制及數(shù)據(jù)處理中心的命令，調(diào)節(jié)0TU線路側(cè)的輸入光功率；該光功率監(jiān)測單元C監(jiān)測0TU線路側(cè)的輸入光功率，并上報給管 理控制及數(shù)據(jù)處理中心；該誤碼測試單元D連往0TU的客戶側(cè)光口 ，形成誤碼測試環(huán)路；并將誤碼率上報給管理控制及數(shù)據(jù)處理中心；該管理控制及數(shù)據(jù)處理中心E管理和控制可調(diào)色散補償模塊A、 可調(diào)衰減單元B、光功率監(jiān)測單元C和誤碼測試單元D，處理數(shù)據(jù)， 計算分析出最優(yōu)色散補償條件。使用上述評估裝置的評估方法步驟是1) 、將評估裝置接入WDM系統(tǒng)將可調(diào)色散補償模塊A的連在 WDM系統(tǒng)的OD之前，將可調(diào)衰減單元B連在OD和OTU之間，光功率 監(jiān)測單元C監(jiān)測0TU的線路側(cè)輸入光功率，將誤碼測試單元D連往 OTU的客戶側(cè)光口，形成誤碼測試環(huán)路，此時系統(tǒng)無誤碼；2) 、設(shè)定可調(diào)色散補償模塊A的附加色散，通過調(diào)節(jié)可調(diào)衰減單 元B的衰減，測量出該附加色散值下的系統(tǒng)傳輸后靈敏度；依次測量 其他附加色散值下的系統(tǒng)傳輸后靈敏度；3) 、對2)的附加色散和系統(tǒng)傳輸后靈敏度數(shù)據(jù)曲線進行擬合，分析計算出曲線的中心；4) 、重復1)至3)，測量其他典型通道在不同附加色散下的系統(tǒng) 傳輸后靈敏度，并分析計算出其他典型通道在最優(yōu)色散補償下的附加 色散；5) 、綜合典型通道在最優(yōu)色散補償下的附加色散，給出WDM系統(tǒng) 在現(xiàn)有色散補償基礎(chǔ)上應(yīng)該增加或減少的色散補償量的建議。下面根據(jù)圖3中一較佳實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明 該例中的最優(yōu)色散補償?shù)脑u估裝置由可調(diào)色散補償模塊1、可調(diào)衰減器2、 50/50分光器3、光功率監(jiān)測單元4、誤碼儀5、控制管理中心6、信息交互接口7等功能模塊組成。其中該可調(diào)色散補償模塊1置于OMS層接收端，采用多通道可調(diào)色散補償模塊，如GT標準具、相位釆樣啁啾布拉格光柵等等，接收來自上層的色散調(diào)節(jié)命令，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的色散?？烧{(diào)色散補償模塊的可調(diào)范圍和可調(diào)步距由系統(tǒng)的色散容限決定；
該可調(diào)衰減器2可置于OCh層接收端，也可置于OMS層接收端， 接收來自控制管理中心6的衰減命令，調(diào)節(jié)OTU的輸入光功率；50/50分光器3和光功率監(jiān)測單元4，該分光器3將輸入光功率按50/50分給OTUl的接收部分和以及光功率監(jiān)測單元，也可以省略 分光器3，由OTU自身完成輸入光功率監(jiān)測功能；該誤碼儀5 (如SDH分析儀)和OTU的客戶側(cè)光口相連，配 合可調(diào)衰減器2和光功率監(jiān)測單元4，完成在特定誤碼率下的靈敏度該控制管理中心6控制管理可調(diào)色散補償模塊1、可調(diào)衰減器2、 光功率監(jiān)測單元4、誤碼儀5;分析處理接收靈敏度與可調(diào)色散補償 模塊1色散設(shè)置值之間的關(guān)系，計算出最優(yōu)色散補償下的附加色散 值；該信息交互接口 7用于實現(xiàn)用戶發(fā)送控制命令和顯示結(jié)果。使用該裝置的色散補償?shù)脑u估方法步驟如下-第一步最優(yōu)色散補償評估裝置接入WDM系統(tǒng)。 1 )將誤碼儀5的發(fā)送部分和接收部分直接連往本地OTU的客戶 側(cè)光接口，將相應(yīng)遠端OTU環(huán)回(通過客戶側(cè)光口環(huán)回或板內(nèi)電環(huán) 回)，形成一個誤碼測試環(huán)路，此時誤碼測試環(huán)路應(yīng)無誤碼；也可以 將誤碼儀5的發(fā)送部分連往遠端OTU客戶側(cè)接收光口，將誤碼儀5 的接收部分連往本地OTU客戶側(cè)發(fā)送光口 。注意雖然此時系統(tǒng)無誤 碼，但系統(tǒng)不一定處于最優(yōu)色散補償狀態(tài)；2)如圖3將可調(diào)色散補償模塊1、可調(diào)衰減器2、分光器3接入
誤碼測試環(huán)路；將光功率監(jiān)測單元4連接到分光器的另一端口監(jiān)測輸 入光功率；將信息交互接口7連接到控制管理中心6;控制管理中心 6連接并能管理控制調(diào)節(jié)可調(diào)色散補償模塊1和可調(diào)衰減器2，管理 和接收來自光功率監(jiān)測單元4的上報值；3)將可調(diào)色散補償模塊1和可調(diào)衰減器2歸零，此時誤碼測試 環(huán)路應(yīng)無誤碼。第二步測量附加色散和傳輸后靈敏度的關(guān)系。 在可調(diào)衰減器2歸零的情況下，調(diào)節(jié)可調(diào)色散補償模塊l，找到使光路不通或者有誤碼的臨界附加色散CDmin和CDm^。在色散CDmin和CD皿之間以步距為AcD調(diào)節(jié)可調(diào)色散補償模塊的色散值，Acd推 薦為10 100ps/nm或其他合適值。例如在附加色散為CDX的情況下， 調(diào)節(jié)可調(diào)衰減器2，測量接收機靈敏度SENX。依次測完所有附加色 散值下的接收機靈敏度。以上步驟為控制管理中心協(xié)調(diào)各功能模塊自 動或半自動完成。第三步分析和處理傳輸后靈敏度和附加色散的數(shù)據(jù)。1) 選擇擬合數(shù)據(jù)。找出最好的靈敏度SENmin，排除掉兩側(cè)比 SEN^至少劣A，的數(shù)據(jù)點，A，推薦為1 3dB，對剩下的數(shù)據(jù)進 行曲線擬合。2) 推薦高斯擬合，公式為r^+」^xe—< 〕 ， y為傳輸后靈敏度，x為附加色散。求出擬合曲線的中心點&，即最優(yōu)補償下的附加色散；并根據(jù)功率代價要求、以及擬合參數(shù)w和^計算出允許的附色散補償范圍CDr,。3)圖4是傳輸后靈敏度隨附加色散變化關(guān)系，其中點劃線是實 測曲線，平滑線是擬合曲線，其中A為最優(yōu)化色散補償下的附加色散。 如果&>0，表示系統(tǒng)需減少負色散補償量；反之，若\<0，表示系 統(tǒng)需增加負色散補償量；第四步測量其他典型通道，典型通道的選擇標準是包括系統(tǒng)的邊緣波長和中間波長，推薦典型通道數(shù)量為3 7。得出其他典型通道在最優(yōu)色散補償下的附加色散值；第五步對所有典型通道的最優(yōu)補償下的附加色散和附加色散補 償范圍進行綜合分析，并考慮到可調(diào)色散補償模塊1的色散斜率以及WDM系統(tǒng)釆用的色散補償模塊的色散斜率，判斷系統(tǒng)應(yīng)該增加或減少的附加色散補償量。綜上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用來限定本發(fā)明的 實施范圍。即凡依本發(fā)明申請專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修 飾，都應(yīng)為本發(fā)明的技術(shù)范疇。
權(quán)利要求
1、一種長距離WDM系統(tǒng)最優(yōu)色散補償?shù)脑u估裝置，其特征是它由可調(diào)色散補償模塊、可調(diào)衰減單元、光功率監(jiān)測單元、誤碼測試單元和管理控制及數(shù)據(jù)處理中心組成；其中該可調(diào)色散補償模塊接收來自管理控制及數(shù)據(jù)處理中心的命令，調(diào)節(jié)系統(tǒng)復用段的附加色散；該可調(diào)衰減單元接收來自管理控制及數(shù)據(jù)處理中心的命令，調(diào)節(jié)光轉(zhuǎn)發(fā)單元線路側(cè)的輸入光功率；該光功率監(jiān)測單元監(jiān)測光轉(zhuǎn)發(fā)單元線路側(cè)的輸入光功率，并上報給管理控制及數(shù)據(jù)處理中心；該誤碼測試單元連往光轉(zhuǎn)發(fā)單元的客戶側(cè)光口，形成誤碼測試環(huán)路；并將誤碼率上報給管理控制及數(shù)據(jù)處理中心；該管理控制及數(shù)據(jù)處理中心管理和控制可調(diào)色散補償模塊、可調(diào)衰減單元、光功率監(jiān)測單元和誤碼測試單元，處理數(shù)據(jù)，計算分析出最優(yōu)色散補償條件。
2、 一種長距離WDM系統(tǒng)最優(yōu)色散補償?shù)脑u估方法，使用如權(quán)利要求l所述的評估裝置，其方法步驟是1) 、將評估裝置接入WDM系統(tǒng)將可調(diào)色散補償模塊的連在WDM 系統(tǒng)的分波器之前，將可調(diào)衰減單元連在分波器和光轉(zhuǎn)發(fā)單元之間， 光功率監(jiān)測單元監(jiān)測光轉(zhuǎn)發(fā)單元的線路側(cè)輸入光功率，將誤碼測試單 元連往光轉(zhuǎn)發(fā)單元的客戶側(cè)光口，形成誤碼測試環(huán)路，此時系統(tǒng)無誤 碼；2) 、設(shè)定可調(diào)色散補償模塊的附加色散，通過調(diào)節(jié)可調(diào)衰減單元 的衰減，測量出該附加色散值下的系統(tǒng)傳輸后靈敏度；依次測量其他附加色散值下的系統(tǒng)傳輸后靈敏度；3) 、對2)的附加色散和系統(tǒng)傳輸后靈敏度數(shù)據(jù)曲線進行擬合，分析計算出曲線的中心；4) 、重復1)至3)，測量其他典型通道在不同附加色散下的系統(tǒng) 傳輸后靈敏度，并分析計算出其他典型通道在最優(yōu)色散補償下的附加 色散；5) 、綜合典型通道在最優(yōu)色散補償下的附加色散，給出WDM系統(tǒng) 在現(xiàn)有色散補償基礎(chǔ)上應(yīng)該增加或減少的色散補償量的建議。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的長距離WDM系統(tǒng)最優(yōu)色散補償?shù)脑u估 方法，其特征是該評估裝置中進一步包括分光器，該分光器將輸入光 功率按分給光轉(zhuǎn)發(fā)單元的接收部分和以及光功率監(jiān)測單元。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的長距離WDM系統(tǒng)最優(yōu)色散補償?shù)脑u估 方法，其特征是該評估裝置中進一步包括信息交互接口，該信息交互 接口與控制管理中心連接，實現(xiàn)用戶發(fā)送控制命令和顯示結(jié)果。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的長距離WDM系統(tǒng)最優(yōu)色散補 償?shù)脑u估方法，其特征是該可調(diào)色散補償模塊置于光復用段層接收 端，采用多通道可調(diào)色散補償模塊。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的長距離WDM系統(tǒng)最優(yōu)色散補 償?shù)脑u估方法，其特征是該可調(diào)衰減器置于光通道層層接收端或置于 光復用段層接收端。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的長距離WDM系統(tǒng)最優(yōu)色散補 償?shù)脑u估方法，其特征是該擬合方式是高斯擬合。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種長距離WDM系統(tǒng)最優(yōu)色散補償?shù)脑u估裝置，它由可調(diào)色散補償模塊、可調(diào)衰減單元、光功率監(jiān)測單元、誤碼測試單元和管理控制及數(shù)據(jù)處理中心組成。在上述裝置接入WDM系統(tǒng)后，可實現(xiàn)長距離WDM系統(tǒng)最優(yōu)色散補償?shù)脑u估方法。藉由上述裝置和方法主要解決現(xiàn)有方法的色散補償?shù)睦碚撚嬎愫茈y兼顧多種對色散補償效果影響的因素和殘余色散測試的精度有限的技術(shù)問題，實現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)色散補償?shù)脑u估，并節(jié)省了WDM系統(tǒng)運營、管理、維護成本。
文檔編號H04J14/02GK101132239SQ20061003042
公開日2008年2月27日 申請日期2006年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月25日
發(fā)明者沈百林 申請人:中興通訊股份有限公司