專利名稱：為波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整色散補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及WDM傳輸系統(tǒng)中的系統(tǒng)性能。更具體地說，本發(fā)明涉及色散補(bǔ)償?shù)淖詣?dòng)調(diào)整，其中使用了優(yōu)選地具有同向泵浦的拉曼分布式系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
波分復(fù)用(WDM)是一種在光通信系統(tǒng)中被廣泛使用的通過光纖傳輸光信號(hào)的技術(shù)?；旧?，在WDM傳輸系統(tǒng)中，多個(gè)波長的光信號(hào)(或信道)無干涉地同時(shí)在一根光纖上傳送。
與WDM的使用相關(guān)的一個(gè)問題是所謂的色散。這個(gè)問題出現(xiàn)大體上是因?yàn)樾盘?hào)的每個(gè)波長分量以稍微不同的速度穿過光纖，導(dǎo)致在到達(dá)點(diǎn)脈沖變寬。所期望的是把色散的影響盡可能保持在最低水平。
因此，可以證明WDM傳輸系統(tǒng)的性能高度依賴于傳輸線上產(chǎn)生的色散的影響。具體地說，已經(jīng)證明，當(dāng)使用諸如10Gb/s或更高的相對(duì)高信道比特率時(shí)，產(chǎn)生更嚴(yán)重的色散影響。
在這點(diǎn)上，映射在非線性門限上的色散影響以及發(fā)射機(jī)/接收機(jī)對(duì)累積色散的允許誤差是有意義的。非線性閾值是預(yù)先確定的光信號(hào)功率電平，超過此非線性閾值，在光纖中發(fā)生可以影響信號(hào)傳輸性能的非線性光學(xué)效應(yīng)。
目前，特定的色散映射被用于已部署的系統(tǒng)以便將性能損害減到最少。這些映射通常取決于使用在傳輸線中的光纖的類型(這些光纖類型的例子是符合G.652或G.655的公知標(biāo)準(zhǔn))以及取決于發(fā)射機(jī)/接收機(jī)接口的特性。這些與接口相關(guān)的特性的示例是調(diào)制器的啁啾聲或者電再生的性能。
一種被廣泛使用的方法是借助于具有相反色散特性的光纖線軸來補(bǔ)償線路光纖的色散。相反色散的影響在這種情況下被用于所期望的補(bǔ)償。光纖的補(bǔ)償線軸可以位于發(fā)射機(jī)的輸出處(預(yù)補(bǔ)償)，位于傳輸線的中間點(diǎn)中(線中補(bǔ)償)或者位于接收機(jī)的輸入處(后補(bǔ)償)。
圖1示意性地示出了使用補(bǔ)償線軸解決方案的WDM傳輸系統(tǒng)100。如圖所示，耦合到復(fù)用器102的發(fā)射機(jī)101顯示在發(fā)射端，耦合到解復(fù)用器108的接收機(jī)109顯示在接收端。光傳輸線通過附圖標(biāo)記104和106表示。在發(fā)射端生成的光信號(hào)從復(fù)用器102輸出，并被饋送到光放大器103中。光放大器103耦合到光纖線軸103a，與光傳輸線104中的那些光纖相比，其具有部分相反的色散特性，因此局部色散補(bǔ)償由光纖線軸103a提供。因?yàn)檫@個(gè)色散補(bǔ)償在傳輸?shù)钠鹗键c(diǎn)被提供，它通常被稱為預(yù)補(bǔ)償。類似的色散補(bǔ)償被提供于傳輸系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)中間點(diǎn)中，通常被稱為線中補(bǔ)償。這在圖中由光放大器105和線軸光纖105a表示，線軸光纖105a具有與傳輸線光纖104的那些相反的色散特性。最后，另一類似的補(bǔ)償被提供于傳輸線的接收點(diǎn)處。這由光放大器107和光纖線軸107a表示。這種補(bǔ)償被稱為后補(bǔ)償。
系統(tǒng)性能的一大部分由預(yù)補(bǔ)償、線中補(bǔ)償和后補(bǔ)償?shù)臄?shù)量支配。為了達(dá)到最佳性能，這個(gè)數(shù)量必須根據(jù)光纖特性、發(fā)射機(jī)/接收機(jī)特性和信道功率電平來調(diào)整。
在某些解決方案中，使用放置在光接收機(jī)的輸入處的可調(diào)設(shè)備以便于細(xì)微地調(diào)整累積的色散，從而減少對(duì)于完美線中補(bǔ)償?shù)男枰?。這樣的設(shè)備通常被稱為可調(diào)色散補(bǔ)償模塊(TDCM)，并且可以在執(zhí)行前向糾錯(cuò)(FEC)時(shí)手動(dòng)地或者自動(dòng)地使用，以便優(yōu)化系統(tǒng)的誤比特率(BER)。應(yīng)當(dāng)指出，光補(bǔ)償能夠被接收機(jī)(例如自適應(yīng)接收機(jī))內(nèi)的電補(bǔ)償所替換或者被其增強(qiáng)。
上述解決方案在消除具有不同波長的兩個(gè)信道之間的累積色散的差別方面提供了令人滿意的結(jié)果。具體地說，它幫助降低了對(duì)于完美線中補(bǔ)償?shù)男枰?，線中補(bǔ)償對(duì)于某些光纖類型特別是對(duì)于G.653或G.655類型是很困難的，在有些情況下甚至是不可能的。
上述解決方案還在系統(tǒng)內(nèi)的信號(hào)電平發(fā)生變化時(shí)提供補(bǔ)償方面的某些改善；例如在信道增加或撤銷之后或者當(dāng)放大器功率改變時(shí)。
可是，上述解決方案不適于具有同向泵浦的拉曼分布式系統(tǒng)的情況。拉曼分布式同向泵浦是為了增加輸入光信號(hào)的功率而被廣泛使用的技術(shù)。高功率光束在與光信號(hào)的方向相同的傳播方向被泵入傳輸光纖中，因此，由于光纖材料和泵浦光子之間的干涉，信號(hào)被放大。
在使用拉曼分布式同向泵浦的系統(tǒng)中，信道功率取決于拉曼增益，因此當(dāng)拉曼增益改變時(shí)，色散映射應(yīng)該被修改。
因此，所期望的是在使用拉曼泵浦時(shí)，提供一種用于自動(dòng)調(diào)整WDM傳輸系統(tǒng)的色散補(bǔ)償?shù)慕鉀Q方案，如此以克服如上所述的已知解決方案的缺點(diǎn)或難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
通過使用本發(fā)明提出的解決方案來達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明，依據(jù)拉曼增益調(diào)整預(yù)補(bǔ)償量。
優(yōu)選地，本發(fā)明的解決方案實(shí)施在使用拉曼分布式同向泵浦的系統(tǒng)中?？墒?，本發(fā)明同樣可以應(yīng)用于在短跨距上使用拉曼反向泵浦的場合下，對(duì)此典型的應(yīng)用是超長距離陸上或水下中繼應(yīng)用。在這種情況下，因?yàn)榭缇喽蹋闷忠部梢蕴岣咝盘?hào)功率直到接近于非線性影響限制的電平。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種具有光傳輸線的光傳輸系統(tǒng)的色散補(bǔ)償調(diào)整設(shè)備，該設(shè)備包括可調(diào)色散補(bǔ)償模塊和至少一個(gè)包括拉曼泵浦的分布式拉曼放大器，所述拉曼泵浦耦合到傳輸線，其特征在于可調(diào)色散補(bǔ)償模塊被放置在或者基本上接近于光傳輸線的發(fā)送端，并且所述可調(diào)色散補(bǔ)償模塊的響應(yīng)通過從拉曼泵浦中獲得的信號(hào)來控制。
本發(fā)明的另一目的是提供一種包括本發(fā)明色散補(bǔ)償設(shè)備的光傳輸系統(tǒng)。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種為具有光傳輸線的光傳輸系統(tǒng)調(diào)整色散補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ鱿到y(tǒng)包括可調(diào)色散補(bǔ)償模塊和至少一個(gè)包括拉曼泵浦的分布式拉曼放大器，所述拉曼泵浦耦合到傳輸線，其特征在于包含以下步驟把可調(diào)色散補(bǔ)償模塊設(shè)置在或者基本上接近于光傳輸線的發(fā)送端，并且通過從拉曼泵浦中獲得的信號(hào)來控制所述可調(diào)色散補(bǔ)償模塊的響應(yīng)。
借助于附圖，本發(fā)明的這些以及其它優(yōu)點(diǎn)在如下說明中以及在權(quán)利要求中被更詳細(xì)地解釋。


圖1是根據(jù)傳統(tǒng)的解決方案使用補(bǔ)償線軸解決方案的WDM傳輸系統(tǒng)的示意性框圖表示。
圖2是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖形表示，其示出了在拉曼分布式同向泵浦配置中通過使用不同電平的預(yù)補(bǔ)償所獲得的性能改善。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償系統(tǒng)的示意性框圖表示。
具體實(shí)施例方式
在具有同向泵浦的拉曼分布式系統(tǒng)中(如上所述在某些情況下也使用反向泵浦)，為了獲得最佳性能的最重要的參數(shù)之一是執(zhí)行的預(yù)補(bǔ)償數(shù)量。
可是，雖然應(yīng)該理解的是本發(fā)明不被解釋為僅僅局限于同向泵浦應(yīng)用，但是為了描述的簡化，如下討論將相對(duì)于拉曼同向泵浦應(yīng)用而被提供。
圖2示出了通過拉曼分布式同向泵浦所獲得的性能改善相對(duì)于在單模式光纖(SMF)上處于10Gb/s的單跨距系統(tǒng)的開/關(guān)拉曼增益實(shí)驗(yàn)曲線圖。
圖2中，橫坐標(biāo)以dB為單位表示拉曼增益，而縱坐標(biāo)也以dB為單位表示相對(duì)于沒有拉曼同向泵浦的配置的預(yù)算改善。虛線A(為了比較用途而示出)對(duì)應(yīng)于一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其中，使用了拉曼同向泵浦但是預(yù)補(bǔ)償不存在。應(yīng)當(dāng)指出對(duì)于沒有使用拉曼同向泵浦的單跨距系統(tǒng)，系統(tǒng)性能在沒有預(yù)補(bǔ)償時(shí)通常是最理想的。
虛線B對(duì)應(yīng)于-1023ps/nm預(yù)補(bǔ)償電平，而實(shí)線C表示通過-505ps/nm預(yù)補(bǔ)償電平獲得的性能，在兩種情況中拉曼同向泵浦都存在。
由于以上是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表示，為了更好的理解之，應(yīng)當(dāng)注意，線A、B和C表示在每種情況下最理想的結(jié)果，在對(duì)于每個(gè)測量點(diǎn)都固定拉曼增益和預(yù)補(bǔ)償?shù)倪@個(gè)意義上來說，信號(hào)功率被調(diào)整以便獲得最佳性能。
因此，在此圖中清楚地看到對(duì)應(yīng)于線C的預(yù)補(bǔ)償電平表示當(dāng)拉曼同向泵浦存在時(shí)的最佳性能改善。線B和C之間的比較進(jìn)一步顯示其他條件都相同時(shí)，實(shí)際上就是所使用的預(yù)補(bǔ)償?shù)牧繉?duì)系統(tǒng)性能有重要的影響。
基于以上討論，本發(fā)明所建議的解決方案目的大體上是當(dāng)使用拉曼同向泵浦時(shí)，控制光信號(hào)上的預(yù)補(bǔ)償電平。這是考慮到如下事實(shí)而執(zhí)行這種操作在使用拉曼分布式同向泵浦的系統(tǒng)中，信道功率取決于拉曼增益，因此，當(dāng)拉曼增益改變時(shí)色散映射應(yīng)該被修改。
特別是，本發(fā)明建議在預(yù)補(bǔ)償階段使用TDCM，并且根據(jù)拉曼增益控制其響應(yīng)，以便設(shè)置取決于開/關(guān)拉曼增益并因此取決于拉曼泵浦功率的預(yù)補(bǔ)償值。
圖3示出了基于本發(fā)明的原理的具有拉曼同向泵浦的色散補(bǔ)償設(shè)備的示意性框圖表示。拉曼泵浦1耦合到光傳輸線2并適于把光信號(hào)功率同向泵浦到光傳輸線2中。拉曼泵浦1還通過控制回路3耦合到TDCM 4。TDCM4位于或者接近于光傳輸線的發(fā)送端(后者未在圖中示出)并負(fù)責(zé)對(duì)被傳輸?shù)墓庑盘?hào)執(zhí)行已調(diào)整的預(yù)補(bǔ)償。
TDCM 4的調(diào)整經(jīng)由控制回路3由從拉曼泵浦1中接收到的輸入信號(hào)控制，控制回路3被布置在TDCM 4和拉曼泵浦1之間的反饋結(jié)構(gòu)中。TDCM 4從拉曼泵浦1中接收到的信號(hào)表示拉曼泵浦生成的并耦合到光傳輸線2的信號(hào)功率。
以這種方式，TDCM 4提供的預(yù)補(bǔ)償電平通過拉曼泵浦1產(chǎn)生的信號(hào)功率的電平來控制或調(diào)整，其中所述信號(hào)功率經(jīng)由控制回路3被反饋給TDCM。泵浦功率越高，拉曼增益越高，因此信號(hào)功率越高。信號(hào)功率電平因此被TDCM 4檢測并且要由后者執(zhí)行的預(yù)補(bǔ)償根據(jù)檢測到的功率電平而被設(shè)置。在正常條件下，例如系統(tǒng)運(yùn)行在非線性閾值下，拉曼增益越高，則需要越高的預(yù)補(bǔ)償。這可以在圖2中看到。例如，對(duì)于7dB增益，無論執(zhí)行什么量的預(yù)補(bǔ)償，則都獲得相同的性能，對(duì)于這種情況，0ps/nm是合宜的?？墒牵瑢?duì)于15dB增益，需要增加預(yù)補(bǔ)償量到-500ps/nm(線C表示)。預(yù)補(bǔ)償量增加太多，那么性能降低(線B表示)。對(duì)于運(yùn)行在接近于非線性極限的系統(tǒng)，TDCM設(shè)置不怎么可預(yù)測。對(duì)于此類系統(tǒng)，建議采用控制回路以便控制補(bǔ)償電平。
應(yīng)當(dāng)指出對(duì)于諸如每信道例如15dBm的相對(duì)大的信號(hào)功率電平，TDCM必須被調(diào)整到與諸如每信道0dBm之類的小信號(hào)功率電平的相應(yīng)值不同的數(shù)值。圖3中，光放大器5被顯示在TDCM 4的上游。已知的光放大器5負(fù)責(zé)在TDCM 4處的預(yù)補(bǔ)償之前放大光信號(hào)。這種光放大器的示例是摻鉺放大器?？墒?，光放大器的使用是任選的。
由于在拉曼同向泵浦中信號(hào)功率在線路光纖中被放大的事實(shí)，也許不容易測量信號(hào)的實(shí)際功率電平，這可能使得TDCM 4處的預(yù)補(bǔ)償電平的控制變復(fù)雜(在這種情況下，建議采用基于FEC信息的控制回路)。可是，基于諸如光放大器的輸出功率電平的已知數(shù)值，拉曼泵浦的功率電平和線路光纖特性，計(jì)算所謂的“集成信號(hào)功率”，即傳輸線上呈現(xiàn)的總信號(hào)功率電平，是可能的，所述集成信號(hào)功率是系統(tǒng)性能的相關(guān)參數(shù)。這個(gè)數(shù)值可以妥當(dāng)?shù)赜糜诳刂芓DCM響應(yīng)。
因此，基于本發(fā)明所提出的解決方案，預(yù)補(bǔ)償電平可以首先設(shè)置在給定值上，然后此數(shù)值可以被動(dòng)態(tài)地控制以避免在系統(tǒng)壽命期間性能的下降。有利地，這樣的動(dòng)態(tài)控制可以使其能夠克服或者降低由于拉曼泵浦部件中泵浦老化所引起的泵浦功率中或者類似地在摻鉺放大器5的老化期間的任何波動(dòng)的影響。
預(yù)補(bǔ)償電平的動(dòng)態(tài)設(shè)置還可以實(shí)現(xiàn)在信號(hào)功率中出現(xiàn)變化的情況下應(yīng)變的能力。例如，這樣的變化可能在由于保護(hù)、或者由于信道數(shù)量的提高或者由于業(yè)務(wù)路由引起系統(tǒng)負(fù)載的修改之后出現(xiàn)。
預(yù)補(bǔ)償電平的設(shè)置點(diǎn)可以根據(jù)預(yù)先建立的標(biāo)準(zhǔn)，或者通過其它裝置來選擇，例如通過搜索具有預(yù)定義值的查找表，其中TDCM設(shè)定值是泵浦功率的函數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種用于光傳輸系統(tǒng)的色散補(bǔ)償調(diào)整設(shè)備，所述系統(tǒng)包括波分復(fù)用結(jié)構(gòu)并具有光傳輸線(2)，該設(shè)備包括可調(diào)色散補(bǔ)償模塊(2)和至少一個(gè)包括拉曼泵浦(1)的分布式拉曼放大器，所述拉曼泵浦(1)耦合到所述傳輸線(2)，其特征在于所述可調(diào)色散補(bǔ)償模塊(4)被設(shè)置在或者基本上接近于所述光傳輸線(2)的發(fā)送端，并且所述可調(diào)色散補(bǔ)償模塊(4)的響應(yīng)通過從所述拉曼泵浦(1)中獲得的信號(hào)來控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償調(diào)整設(shè)備，其中，從所述拉曼泵浦中獲得的所述信號(hào)表示由所述拉曼泵浦生成的信號(hào)的信號(hào)功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的色散補(bǔ)償調(diào)整設(shè)備，其中，所述拉曼泵浦(1)經(jīng)由控制回路(3)耦合到所述可調(diào)色散補(bǔ)償模塊(4)，所述控制回路(3)被布置在所述可調(diào)色散補(bǔ)償模塊(4)和所述拉曼泵浦(1)之間的反饋結(jié)構(gòu)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償調(diào)整設(shè)備，其中，所述拉曼泵浦(1)被布置在相對(duì)于所述光傳輸線(2)的同向泵浦結(jié)構(gòu)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償調(diào)整設(shè)備，其中，所述拉曼泵浦(1)被布置在相對(duì)于所述光傳輸線(2)的反向泵浦結(jié)構(gòu)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償調(diào)整設(shè)備，其中，光放大器(5)被布置在所述可調(diào)色散補(bǔ)償模塊(4)的上游。
7.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償設(shè)備的光傳輸系統(tǒng)。
8.一種為光傳輸系統(tǒng)調(diào)整色散補(bǔ)償?shù)姆椒?，所述系統(tǒng)包括波分復(fù)用結(jié)構(gòu)并具有光傳輸線(2)，包括可調(diào)色散補(bǔ)償模塊(4)和至少一個(gè)包括拉曼泵浦(1)的分布式拉曼放大器，所述拉曼泵浦(1)耦合到所述傳輸線(2)，其特征在于包含以下步驟把所述可調(diào)色散補(bǔ)償模塊(4)設(shè)置在或者基本上接近于所述光傳輸線(2)的發(fā)送端，并且通過從所述拉曼泵浦(1)中獲得的信號(hào)來控制所述可調(diào)色散補(bǔ)償模塊(4)的響應(yīng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中，從所述拉曼泵浦中獲得的所述信號(hào)表示所述拉曼泵浦生成的信號(hào)的信號(hào)功率。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9任一項(xiàng)的調(diào)整色散補(bǔ)償?shù)姆椒?，包括?jīng)由控制回路(3)把所述拉曼泵浦(1)耦合到所述可調(diào)色散補(bǔ)償模塊(4)的步驟，所述控制回路(3)被布置在所述可調(diào)色散補(bǔ)償模塊(4)和所述拉曼泵浦(1)之間的反饋結(jié)構(gòu)中。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的調(diào)整色散補(bǔ)償?shù)姆椒?，其中，所述拉曼泵?1)執(zhí)行相對(duì)于所述光傳輸線(2)的光信號(hào)的同向泵浦。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的調(diào)整色散補(bǔ)償?shù)姆椒?，其中，所述拉曼泵?1)執(zhí)行相對(duì)于所述光傳輸線(2)的光信號(hào)的反向泵浦。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的調(diào)整色散補(bǔ)償?shù)姆椒?，其中，?duì)于所述可調(diào)色散補(bǔ)償模塊(4)的響應(yīng)的控制被用來克服所述拉曼泵浦(1)的功率中的波動(dòng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求8的調(diào)整色散補(bǔ)償?shù)姆椒?，其中，?duì)于所述可調(diào)色散補(bǔ)償模塊(4)的響應(yīng)的控制被用來克服信號(hào)功率中的變化的影響。
15.根據(jù)權(quán)利要求8的調(diào)整色散補(bǔ)償?shù)姆椒?，其中，根?jù)預(yù)先建立的準(zhǔn)則選擇色散補(bǔ)償電平的設(shè)置點(diǎn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的調(diào)整色散補(bǔ)償?shù)姆椒?，其中，從預(yù)定義的查找表中選擇色散補(bǔ)償電平的設(shè)置點(diǎn)。
全文摘要
用于WDM光傳輸系統(tǒng)的色散補(bǔ)償調(diào)整的系統(tǒng)和方法?？烧{(diào)色散補(bǔ)償模塊(4)被放置在或者基本上接近于光傳輸線(2)的發(fā)送端并且具有拉曼泵浦(1)的至少一個(gè)分布式拉曼放大器，所述拉曼泵浦(1)耦合到傳輸線(2)。色散補(bǔ)償通過從拉曼泵浦(1)中獲得的信號(hào)來控制，此信號(hào)經(jīng)由控制回路(3)饋送到可調(diào)色散補(bǔ)償模塊(4)。
文檔編號(hào)H04B10/2513GK1992563SQ20061016874
公開日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2006年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月20日
發(fā)明者E·布蘭登, L·拉布呂尼, P·布瑟萊 申請(qǐng)人:阿爾卡特朗訊公司