專利名稱：一種dwdm系統(tǒng)的色散補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及密集波分復(fù)用系統(tǒng)的色散補(bǔ)償，尤其涉及信號速率為10Gb/s 和40Gb/s的應(yīng)用G.652光纖，G.653光纖和G.655光纖的密集波分復(fù)用系統(tǒng) 的色散補(bǔ)償。
背景技術(shù)：
在高速密集波分復(fù)用系統(tǒng)中，信號速率10Gb/s及以上時，激光器的色散 容限很小，色散受限距離較短。對于速率10Gb/s的信號，在G652光纖中的 傳輸距離一般小于80公里。當(dāng)傳輸距離較長時，線路光纖引入的累積色散量 大于激光器的色散容限，系統(tǒng)的傳輸性能隨傳輸距離的增加逐漸變差。為了 保證密集波分復(fù)用系統(tǒng)的傳輸性能，需要引入具有負(fù)色散值的元件進(jìn)行色散 補(bǔ)償。常用的色散補(bǔ)償元件包括色散補(bǔ)償光纖模塊、色散補(bǔ)償光纖光柵以及 可變色散補(bǔ)償裝置等。其中，色散補(bǔ)償光纖模塊由于其可實現(xiàn)寬帶色散補(bǔ)償， 可靠性較高，成本低廉得到廣泛應(yīng)用。早期的光纖光柵，由于設(shè)計和工藝水 平限制，不能實現(xiàn)寬帶的色散補(bǔ)償。且其性能受溫度變化的影響。所以，沒 有得到大量的應(yīng)用。近年來，隨著技術(shù)的發(fā)展，寬帶的光纖光柵色散補(bǔ)償器 件己經(jīng)逐漸成熟。寬帶的色散補(bǔ)償光纖光柵主要包括超長周期光柵和多通道 光柵兩種。其中前者和色散補(bǔ)償光纖性能接近，可實現(xiàn)連續(xù)C波段或L波段 的色散補(bǔ)償，器件插入損耗小，成本更低，越來越受到人們的親睞?？勺兩?散補(bǔ)償裝置可以調(diào)整色散補(bǔ)償量的大小，進(jìn)行動態(tài)色散補(bǔ)償。但其需要外部 控制，實現(xiàn)起來比較復(fù)雜，成本較高，工程上應(yīng)用很少。在傳統(tǒng)方法中，采用色散補(bǔ)償光纖模塊進(jìn)行密集波分復(fù)用系統(tǒng)的色散補(bǔ) 償時，由于色散補(bǔ)償光纖模塊是采用色散補(bǔ)償光纖制作的，其損耗系數(shù)較大。 對于補(bǔ)償120公里G652和G655光纖的色散補(bǔ)償光纖，其插入損耗約IO犯。 如果加大色散補(bǔ)償光纖模塊的色散補(bǔ)償量，其插入損耗和體積均變大。由于 放大器增益以及機(jī)架插箱的體積限制，通常，每個模塊的補(bǔ)償量不能很大， 不超過120公里。這樣，在長距離密集波分復(fù)用系統(tǒng)中進(jìn)行色散補(bǔ)償時，需 要引入大量的色散補(bǔ)償光纖模塊。同時，需要多配置放大器補(bǔ)償色散補(bǔ)償模 塊引入的損耗。這直接導(dǎo)致系統(tǒng)成本的增加以及系統(tǒng)信噪比的下降。為了解決上述問題，采用色散數(shù)值較大的補(bǔ)償G.652光纖的色散補(bǔ)償光 纖模塊進(jìn)行G.655光纖的色散補(bǔ)償，對于補(bǔ)償120公里G652光纖的色散補(bǔ) 償光纖，其色散值約為-2140ps/nm，其插入損耗約10dB。由于單個模塊色散 值較大，因此系統(tǒng)中采用的色散補(bǔ)償光纖模塊的數(shù)量大大減少。解決了采用 色散補(bǔ)償光纖模塊數(shù)量較多造成系統(tǒng)成本較大，引入的插入損耗較大的問題。 但由于G.652光纖和G655光纖的色散斜率不同，兩種色散補(bǔ)償光纖模塊的 色散斜率也不同。在整個工作波長范圍內(nèi)，邊緣波長的殘余色散較大。隨著， 傳輸距離的增加，殘余色散逐漸增大，對系統(tǒng)的傳輸性能影響較大。因此， 這種補(bǔ)償方法通常只適用復(fù)用段長度在500公里以內(nèi)的G.655光纖DWDM 系統(tǒng)。為了實現(xiàn)整個C波段G.653光纖密集波分復(fù)用系統(tǒng)的色散補(bǔ)償， 一些人 首先用紅藍(lán)帶分波器將密集波分復(fù)用(DWDM)信號分解為紅波帶和藍(lán)波帶， 再采用負(fù)色散補(bǔ)償模塊(-DCM)對紅波帶信號進(jìn)行補(bǔ)償，采用正色散補(bǔ)償 模塊(+DCM)對藍(lán)波帶信號進(jìn)行補(bǔ)償，最后用紅藍(lán)波帶合波器合成補(bǔ)償后 的信號；這樣，解決了在整個C波段無法采用具有正色散或負(fù)色散的色散補(bǔ) 償元件進(jìn)行色散補(bǔ)償?shù)膯栴}。采用將光信號在零色散點(diǎn)兩端分組，分別采用正色散和負(fù)色散進(jìn)行色散 補(bǔ)償?shù)姆椒?，需要引入合分波器，并且需要采用具有?fù)色散的色散補(bǔ)償元件 以及正色散的色散補(bǔ)償元件。裝置相對來說比較復(fù)雜，靈活性不好。此外， 由于需要使用多個器件，成本也較高。傳統(tǒng)方法的存在如下限制a) 采用色散補(bǔ)償光纖模塊進(jìn)行色散補(bǔ)償時，由于其插入損耗和體積的限 制。單個色散補(bǔ)償模塊的補(bǔ)償量通常不超過120公里。在密集波分復(fù)用系統(tǒng) 中進(jìn)行色散補(bǔ)償時需要使用多個色散補(bǔ)償光纖模塊，其成本較高。b) 由于引入多個色散補(bǔ)償光纖模塊，需要引入多個放大器補(bǔ)償色散補(bǔ)償 光纖模塊的插入損耗。降低了系統(tǒng)傳輸后的信噪比，對系統(tǒng)傳輸性能有影響。c) 對于采用色散數(shù)值較大的G652光纖色散補(bǔ)償光纖模塊進(jìn)行色散補(bǔ)償 的方法，其傳輸距離一般在500公里之內(nèi)。d)將光信號分組，分別進(jìn)行色散補(bǔ)償，裝置相對復(fù)雜，靈活性不好。發(fā)明內(nèi)容為了解決上述的技術(shù)問題，提供了一種DWDM系統(tǒng)的色散補(bǔ)償方法， 其目的在于，減少密集波分復(fù)用系統(tǒng)中色散補(bǔ)償光纖模塊以及放大器的數(shù) 量，降低系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)傳輸性能；同時考慮色散斜率補(bǔ)償，實現(xiàn)超長 距離的傳輸。本發(fā)明涉及一種密集波分復(fù)用系統(tǒng)的色散補(bǔ)償方法，包括如下具體步驟 步驟1、根據(jù)工作波長范圍、光纖類型和參數(shù)確定色散補(bǔ)償光纖光柵的 種類；步驟2、根據(jù)復(fù)用段和子復(fù)用段的長度以及光源的色散容限確定色散補(bǔ) 償光纖光柵的色散數(shù)值和數(shù)量；步驟3、根據(jù)色散補(bǔ)償光纖光柵的插入損耗、數(shù)量以及線路光纖的插入 損耗確定色散補(bǔ)償光纖光柵的位置。所述工作波長范圍包括C波段和L波段，所述光纖類型包括G.652光纖、 G.653光纖和G.655光纖。所述步驟2中，對于不含有光分叉復(fù)用站點(diǎn)的密集波分復(fù)用系統(tǒng)，總補(bǔ)償量滿足公式復(fù)用段長度—光源的色散容限S總補(bǔ)償量S復(fù)用段長度； 對于含有光分叉復(fù)用站點(diǎn)的密集波分復(fù)用系統(tǒng)，總補(bǔ)償量滿足公式 復(fù)用段長度一光源的色散容限S總補(bǔ)償量^復(fù)用段長度，并且各子復(fù)用段的總補(bǔ)償量應(yīng)滿足公式子復(fù)用段長度一光源的色散容限^子復(fù)用段補(bǔ)償量S子復(fù)用段長度。所述步驟3中，色散補(bǔ)償光纖光柵的位置處于所述密集波分復(fù)用系統(tǒng)的第一個光放大單元之前，線路光纖之前和之后，兩個光放大器之間，和/或最后一個光放大單元之后。采用本發(fā)明所述方法，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，由于采用了色散補(bǔ)償光纖光柵進(jìn)行色散補(bǔ)償，減少了密集波分復(fù)用系統(tǒng)中色散補(bǔ)償光纖模塊以及放大器的數(shù)量，降低了系統(tǒng)的成本；同時，考慮色散斜率的補(bǔ)償，提高了系統(tǒng)的傳輸性能。


圖1是本發(fā)明提供的不含OADM站點(diǎn)的DWDM系統(tǒng)色散補(bǔ)償示意圖； 圖2是本發(fā)明提供的含有OADM站點(diǎn)的DWDM系統(tǒng)色散補(bǔ)償示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明采用色散數(shù)值較大的光纖光柵作為色散補(bǔ)償元件，其色散值最小 可以小于-2000ps/nm。其優(yōu)點(diǎn)是插入損耗較小，約4dB左右。同時，其色散 斜率和所要補(bǔ)償?shù)腉652， 0.653和0.655光纖的色散斜率相同。由于其色散 數(shù)值較大，且插入損耗較小，因此可以解決采用色散補(bǔ)償光纖模塊進(jìn)行色散 補(bǔ)償時，系統(tǒng)中色散補(bǔ)償光纖模塊和放大器的數(shù)量較多，系統(tǒng)成本高以及傳 輸后的信噪比較低問題。在降低系統(tǒng)的成本的同時，提高系統(tǒng)傳輸后的信噪 比，改善系統(tǒng)的傳輸性能。此外，由于其色散斜率和所要補(bǔ)償?shù)墓饫w相同， 系統(tǒng)的殘余色散較小。解決了采用G652光纖色散補(bǔ)償光纖模塊進(jìn)行色散補(bǔ) 償時，系統(tǒng)殘余色散較大，傳輸距離受限的問題，實現(xiàn)超長距離的傳輸。通 常情況下，對于采用G653和G.655光纖的系統(tǒng)，應(yīng)用一個到二個光纖光柵， 即可以實現(xiàn)密集波分復(fù)用系統(tǒng)的色散補(bǔ)償。本發(fā)明所述的色散補(bǔ)償方法如下第一步根據(jù)工作波長范圍和光纖類型和參數(shù)確定色散補(bǔ)償光纖光柵的種 類。常用的光纖類型包括G.652， G653和G655三種，其中不同廠家生產(chǎn)的 G.655光纖色散和色散斜率參數(shù)也不同，常見的有LEAF， True Wave等。為 了實現(xiàn)色散斜率的精確補(bǔ)償，通常采用(1652光纖的色散補(bǔ)償光纖光柵進(jìn)行 G652光纖的色散和色散斜率補(bǔ)償;采用G.653光纖的色散補(bǔ)償光纖光柵進(jìn)行 G653光纖的色散和色散斜率補(bǔ)償;采用G655光纖的色散補(bǔ)償光纖光柵進(jìn)行 G.655光纖的色散和色散斜率補(bǔ)償。在保證系統(tǒng)傳輸性能的基礎(chǔ)上，也可以 采用G.652光纖的色散補(bǔ)償光纖光柵進(jìn)行G.653和G655光纖的色散和色散 斜率補(bǔ)償。對于每一種色散補(bǔ)償光纖光柵，根據(jù)系統(tǒng)的工作波長范圍的不同， 又可以分為C波段色散補(bǔ)償光纖光柵和L波段色散補(bǔ)償光纖光柵。對于工作 在C波段的密集波分復(fù)用系統(tǒng)，采用C波段的色散補(bǔ)償光纖光柵，對于工作 于L波段的系統(tǒng)，采用L波段的色散補(bǔ)償光纖光柵。第二步根據(jù)復(fù)用段和子復(fù)用段的長度以及光源的色散容限確定色散補(bǔ)償
光纖光柵的色散數(shù)值和數(shù)量。圖1所示系統(tǒng)是不含OADM站點(diǎn)的系統(tǒng)，系 統(tǒng)的復(fù)用段長度為A3和A20之間所有線路光纖的長度之和。圖2所示系統(tǒng) 是含OADM站點(diǎn)的系統(tǒng)，系統(tǒng)的復(fù)用段長度為A3和A20之間所有線路光纖 的長度之和。子復(fù)用段1的長度是B3和B12之間所有線路光纖的長度之和。 子復(fù)用段2的長度是B14和B23之間所有線路光纖的長度之和。色散補(bǔ)償光纖光柵色散數(shù)值通常以公里數(shù)表示，如240公里的LEAF DCM (色散補(bǔ)償光纖光柵的產(chǎn)品型號)。如果復(fù)用段長度超過光纖光柵的色 散數(shù)值和色散容限之和，需要采用多個色散補(bǔ)償光纖光柵。具體公式見公式 (1)和公式(2)。舉個例子，如果線路復(fù)用段長度為400公里，光源的色散 容限為40公里，根據(jù)公式(1 )，總補(bǔ)償量需要在360公里和400公里之間。 如果色散補(bǔ)償光纖光柵最大的色散數(shù)值為240公里，則至少需要采用一個240 公里和一個120公里共兩個色散補(bǔ)償光纖光柵進(jìn)行補(bǔ)償。第三步根據(jù)色散補(bǔ)償光纖光柵的插入損耗，數(shù)量以及線路光纖的插入損 耗確定色散補(bǔ)償光纖光柵的位置。色散補(bǔ)償光纖光柵的插入損耗大概是一個固定值，約4dB。不同型號的 插入損耗會有一些差別。色散補(bǔ)償光纖光柵的數(shù)量在第二步已經(jīng)確定。色散 補(bǔ)償光纖光柵原則上可以放在系統(tǒng)中的第一個光放大單元之前，線路光纖之 前和之后，兩個光放大單元之間以及最后一個光放大單元之后。放的位置比 較靈活， 一般情況下只要不將色散補(bǔ)償光纖光柵放到插入損耗比較大的光纖 線路之前之后即可。下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖1是不含有OADM站點(diǎn)的DWDM系統(tǒng)，其主要包括a) 光合分波單元A2和A21，實現(xiàn)光信號的合波和分波。b) 光轉(zhuǎn)發(fā)單元A1和A22，實現(xiàn)光電光的轉(zhuǎn)換，其中心波長滿足ITU-T G692要求。c) 光放大單元A3， A5， A7， A9， A12， A14， A16， A18和A20，實現(xiàn)光信號的放大。d) 線路光纖A4， A6， A8， AIO， A13， A15， A17， A19為G655光纖。e) All為色散補(bǔ)償光纖光柵。圖2是含有OADM站點(diǎn)的DWDM系統(tǒng)，其主要包括 a) 光合分波單元B2和B24，實現(xiàn)光信號的合波和分波。b) 光轉(zhuǎn)發(fā)單元B1和B25，實現(xiàn)光電光的轉(zhuǎn)換，其中心波長滿足ITU-T G692要求。c) 光放大單元B3， B5， B8， BIO， B12， B14， B16， B19， B21和B23，實現(xiàn)光信號的放大。d) 線路光纖B4， B6， B9， Bll， B15， B17， B20， B22為G.655光纖。e) B7， B18為色散補(bǔ)償光纖光柵。f) B13為光分插復(fù)用單元，實現(xiàn)多路光信號的上下。在圖l和圖2所表現(xiàn)的實施方式中，光轉(zhuǎn)發(fā)單元既可以是10G光轉(zhuǎn)發(fā)單 元，也可以是40G光轉(zhuǎn)發(fā)單元。調(diào)制碼型可以是NRZ，也可以是RZ, CS-RZ， RZ-DPSK等碼型。光轉(zhuǎn)發(fā)單元的調(diào)制碼型和速率不同，其色散容限也不相同。 光合分波單元既可以是32波的光合分波單元，也可以是40波和80波的光合 分波單元。線路光纖的長度最長可以到達(dá)幾千公里。色散補(bǔ)償光纖光柵的數(shù) 量最少為1個。光分插復(fù)用(OADM)單元可以實現(xiàn)任意數(shù)目波長的上下。 通常為4波，8波，16波和32波。系統(tǒng)中OADM的數(shù)量可以為一個，也可 以為多個。首先確定色散補(bǔ)償光纖光柵的種類。色散補(bǔ)償光纖光柵按照工作波長分 類分為C波段色散補(bǔ)償光纖光柵和L波段色散補(bǔ)償光纖光柵。如果密集波分 復(fù)用系統(tǒng)工作在C波段，則需要使用C波段色散補(bǔ)償光纖光柵；如果密集波 分復(fù)用系統(tǒng)工作在L波段，則需要使用L波段色散補(bǔ)償光纖光柵；根據(jù)光纖 的類型確定色散補(bǔ)償光纖光柵的類型，可以分為適用于G652光纖的G652 色散補(bǔ)償光纖光柵，適用于G653光纖的G.653色散補(bǔ)償光纖光柵以及適用 于C1655光纖的G.655色散補(bǔ)償光纖光柵。其次對于不含有OADM站點(diǎn)的密集波分復(fù)用系統(tǒng)，總補(bǔ)償量應(yīng)滿足公 式(1)要求(復(fù)用段長度-光源的色散容限)S總補(bǔ)償量S復(fù)用段長度(1)。 對于含有OADM站點(diǎn)的密集波分復(fù)用系統(tǒng)，總補(bǔ)償量在滿足公式(1) 要求的基礎(chǔ)上，各子復(fù)用段的總補(bǔ)償量應(yīng)滿足公式(2):(子復(fù)用段長度-光源的色散容限)S子復(fù)用段補(bǔ)償量S子復(fù)用段長 度(2)。
最后確定色散補(bǔ)償光纖光柵的位置，色散補(bǔ)償光纖光柵可以放在系統(tǒng)中 的第一個光放大單元之前，線路光纖之前和之后，兩個光放大單元之間以及 最后一個光放大單元之后。綜上所述，采用本發(fā)明所述方法，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，由于采用了色散補(bǔ) 償光纖光柵進(jìn)行色散補(bǔ)償，減少了密集波分復(fù)用系統(tǒng)中色散補(bǔ)償光纖模塊以 及放大器的數(shù)量，降低了系統(tǒng)的成本；同時，考慮色散斜率的補(bǔ)償，提高了 系統(tǒng)的傳輸性能。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離權(quán)利要求書確定的本發(fā)明的精神和范圍的條 件下，還可以對以上內(nèi)容進(jìn)行各種各樣的修改。因此本發(fā)明的范圍并不僅限 于以上的說明，而是由權(quán)利要求書的范圍來確定的。
權(quán)利要求
1.一種密集波分復(fù)用系統(tǒng)的色散補(bǔ)償方法，其特征在于，包括如下具體步驟步驟1、根據(jù)工作波長范圍、光纖類型和參數(shù)確定色散補(bǔ)償光纖光柵的種類；步驟2、根據(jù)復(fù)用段和子復(fù)用段的長度以及光源的色散容限確定色散補(bǔ)償光纖光柵的色散數(shù)值和數(shù)量；步驟3、根據(jù)色散補(bǔ)償光纖光柵的插入損耗、數(shù)量以及線路光纖的插入損耗確定色散補(bǔ)償光纖光柵的位置。
2. 如權(quán)利要求1所述的密集波分復(fù)用系統(tǒng)的色散補(bǔ)償方法，其特征在于， 所述步驟1中，所述工作波長范圍包括C波段和L波段，所述光纖類型包括 G.652光纖、G.653光纖和G.655光纖。
3. 如權(quán)利要求1所述的密集波分復(fù)用系統(tǒng)的色散補(bǔ)償方法，其特征在于， 所述步驟2中，對于不含有光分叉復(fù)用站點(diǎn)的密集波分復(fù)用系統(tǒng)，總補(bǔ)償量滿足公式復(fù)用段長度一光源的色散容限S總補(bǔ)償量S復(fù)用段長度； 對于含有光分叉復(fù)用站點(diǎn)的密集波分復(fù)用系統(tǒng)，總補(bǔ)償量滿足公式 復(fù)用段長度一光源的色散容限S總補(bǔ)償量S復(fù)用段長度， 并且，各子復(fù)用段的總補(bǔ)償量應(yīng)滿足公式子復(fù)用段長度一光源的色散容限5子復(fù)用段補(bǔ)償量S子復(fù)用段長度。
4. 如權(quán)利要求1所述的密集波分復(fù)用系統(tǒng)的色散補(bǔ)償方法，其特征在于， 所述步驟3中，色散補(bǔ)償光纖光柵的位置處于所述密集波分復(fù)用系統(tǒng)的第一 個光放大單元之前，線路光纖之前和之后，兩個光放大器之間，和/或最后一 個光放大單元之后。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種密集波分復(fù)用系統(tǒng)的色散補(bǔ)償方法，包括如下具體步驟步驟1.根據(jù)工作波長范圍、光纖類型和參數(shù)確定色散補(bǔ)償光纖光柵的種類；步驟2.根據(jù)復(fù)用段和子復(fù)用段的長度以及光源的色散容限確定色散補(bǔ)償光纖光柵的色散數(shù)值和數(shù)量；步驟3.根據(jù)色散補(bǔ)償光纖光柵的插入損耗、數(shù)量以及線路光纖的插入損耗確定色散補(bǔ)償光纖光柵的位置。采用本發(fā)明所述方法，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，由于采用了色散補(bǔ)償光纖光柵進(jìn)行色散補(bǔ)償，減少了密集波分復(fù)用系統(tǒng)中色散補(bǔ)償光纖模塊以及放大器的數(shù)量，降低了系統(tǒng)的成本；同時，考慮色散斜率的補(bǔ)償，提高了系統(tǒng)的傳輸性能。
文檔編號H04J14/02GK101162962SQ20061011375
公開日2008年4月16日 申請日期2006年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月13日
發(fā)明者李紅軍 申請人:中興通訊股份有限公司