用于分配入射功率給物理上耦合的光纖跨段的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于分配入射功率給物理上耦合的光纖跨段的方法以及一種光 傳輸設(shè)備。
[0002] 具體而言，本發(fā)明涉及各個光信道的功率分配領(lǐng)域，這些光信道沿著光纖傳輸以 在某種程度上優(yōu)化信號質(zhì)量，信號質(zhì)量通常通過誤碼率（bit-error-ratio,BER)或有效光 信噪比（〇ptical-signal-t〇-noise_ratio, 0SNR)在接收器側(cè)測量。
【背景技術(shù)】
[0003] 在透明光網(wǎng)絡(luò)中，光信號質(zhì)量受到像色度色散（chromaticdispersion，⑶)、偏振 模色散（polarizationmodedispersion，PMD)、光放大器處的放大自發(fā)福射（amplified spontaneousemission，ASE)噪聲等線性損傷以及包括自相位調(diào)制（self-phase modulation，SPM)、互相位調(diào)制（cross-phasemodulation，XPM)、四波混頻（four-wave mixing，F(xiàn)ffM)等非線性損傷的影響。在目前的相干系統(tǒng)中，⑶和PMD可以通過數(shù)字信號處 理得到補償，而ASE噪聲和非線性效應(yīng)無法通過電域處理得到降低。通過增加信道功率， EDFA中產(chǎn)生的ASE噪聲功率與信號功率的比將得到降低。然而，上述光纖效應(yīng)所引發(fā)的非 線性失真將會增強。因此，在ASE噪聲和非線性效應(yīng)之間存在取舍，這對應(yīng)于優(yōu)化每個光纖 跨段的入射功率。
[0004] 對于相干檢測的光信道和無色散補償光纖鏈路上的傳輸?shù)姆蔷€性損傷，存在公認 的描述。
[0005] 對于單光纖類型的光網(wǎng)絡(luò)中的功率設(shè)置，傳統(tǒng)上，光纖跨段上的信號入射功率被 設(shè)為所有跨段的公共值，不考慮它們的不同屬性，例如衰減和長度。對于單光纖類型以及 相等長度和衰減而言，只要結(jié)合反饋啟用通用功率的掃描或者已經(jīng)基于包括調(diào)制格式、 相鄰信道類型等模式預(yù)計算了特定的最佳入射功率時，該過程帶來最佳性能。由于不相 等跨段長度改變選定跨段上的入射功率，反饋方法面臨陷入局部最大值的收斂問題。針 對相干無補償鏈路，文檔 "G.Bosco、A.Carena、R.Cigliutti、V.Curri,P.Poggiolini、 F.Forghier:無補償鏈路上的WDMPM-QPSK傳輸?shù)男阅茴A(yù)測（Performanceprediction forWDMPM-QPSKtransmissionoveruncompensatedlinks)，OFC2011， 0Th07" 和 "F.Vacondio、C.Simonneau、L.Lorcy、J.C.Antona、A.Bononi、S.Bigo:高斯分布式非線性失 真的實驗性特征（ExperimentalcharacterizationofGaussian-distributednonlinear distortions)，EC0C2011，We. 7.B. 1"指出應(yīng)當通過假設(shè)相同跨段來設(shè)置信道功率以確保 產(chǎn)生的非線性噪聲是ASE噪聲的一半。文檔"P.Poggiolini:相干系統(tǒng)中的非線性傳播的 分析模型（AnalyticalModelingofNon-LinearPropagationinCoherentSystems), EC0C2012教程"描述一種設(shè)置最佳入射功率的方法，該方法涉及不同跨段長度和光纖屬性， 但是忽略了調(diào)整每個跨段的功率設(shè)置是通過調(diào)整放大器的增益實現(xiàn)，而放大器的增益和噪 聲系數(shù)存在相互依存關(guān)系。
[0006] 對于非統(tǒng)一跨段長度和/或混合光纖光網(wǎng)絡(luò)中的功率設(shè)置，最廣泛使用的方法包 括每種光纖類型采用特定的公共入射功率，該入射功率是針對該類型光纖系統(tǒng)推導(dǎo)出的相 應(yīng)公共入射功率。提高裕度的優(yōu)化步驟遵循上面描述的保持各個光纖類型的入射功率差異 的過程。
[0007] 對于網(wǎng)狀光網(wǎng)絡(luò)中的功率設(shè)置，文檔"US2011/052188, '網(wǎng)狀光網(wǎng)絡(luò)中的最 佳入射功率計算的方法和系統(tǒng)（MethodsandSystemsforOptimalLaunchPower ComputationinMeshedOpticalNetworks)'"描述一種特別關(guān)注網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的方法。它們 的入射功率使用較低的入射功率初始化，并且基于線性損傷評估來檢查信號的Q值是否超 過閾值。如果超過，而且非線性損傷還導(dǎo)致足夠高的信號質(zhì)量因子Q，則不執(zhí)行優(yōu)化措施。 否則，提出功率變化，這些功率變化與光纖鏈路的物理屬性無關(guān)，但是與網(wǎng)絡(luò)方面有關(guān)，例 如降低那些僅傳輸短距離跨段的信道功率。
[0008] 然而，如果系統(tǒng)由具有不同屬性的跨段組成，不同屬性包括標準單模光纖 (standardsinglemodefiber，SSMF)、大有效面積光纖（largeeffectiveareafiber， LEAF)、真波經(jīng)典光纖（true-waveclassic，TWCI)等光纖類型，或光纖長度，或相鄰信道類 型，以及如果連續(xù)跨段之間的放大器的屬性取決于這些跨段上的入射功率，那么這些方法 并沒有完全利用系統(tǒng)能力來獲得最長傳輸距離和最佳信號質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是提供一種用于分配入射功率給物理上耦合的光纖跨段的改進技 術(shù)。
[0010] 該目的由獨立權(quán)利要求的特征來實現(xiàn)。其它實施方式從從屬權(quán)利要求、描述內(nèi)容 和附圖中顯而易見。
[0011] 本發(fā)明是基于以下發(fā)現(xiàn)：可以通過兩種方式解決找出弱耦合相鄰跨段中的最佳入 射功率這個問題。第一種方式是將放大器屬性從連續(xù)跨段屬性中解耦出來。第二種方式是 通過初始跨段功率初始化每個跨段的功率，從而應(yīng)用最小噪聲系數(shù)值并應(yīng)用迭代算法來求 出最佳跨段功率。
[0012] 為了詳細描述本發(fā)明，將使用以下術(shù)語、縮略語和符號：
[0013] BER： 誤碼率，
[0014]OSNR ：光信噪比，
[0015] CD: 色度色散，
[0016] PMD： 偏振模色散，
[0017] ASE： 放大自發(fā)輻射，
[0018] SPM： 自相位調(diào)制，
[0019] XPM： 跨相位調(diào)制，
[0020] FffM： 四波混頻，
[0021] SSMF ： 標準單模光纖，
[0022] LEAF ： 大有效面積光纖，
[0023] TffCI ： 真波經(jīng)典光纖，
[0024] EDFA： 摻鉺光纖放大器，一種光放大器，
[0025]NF：噪聲系數(shù)，
[0026] 光纖跨段：在兩端處終止的光纖/光纜，兩端可包括添加、減少或衰
[0027] 減光信號的設(shè)備。
[0028]WDM： 波長復(fù)用，
[0029] P1: 第i個光纖跨段處的入射功率。
[0030] 根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種分配入射功率給傳輸光信道的物理上耦合的光纖 跨段的方法，其中每個光纖跨段包括光放大器，所述方法包括：將所述光放大器的操作從所 述光纖跨段的所述物理耦合中解耦出來；以及基于對應(yīng)光纖跨段的物理參數(shù)確定所述光纖 跨段中的每個的入射功率。
[0031] 所述方法提供一種分配入射功率給物理上耦合的光纖跨段的改進技術(shù)。所述用于 跨段功率優(yōu)化的方法可以應(yīng)用于無色散補償?shù)墓饫w鏈路中，并且可以用于不同種類光纖的 任意組合，這些光纖具有相同標記的色散系數(shù)、信道調(diào)制格式等。所述方法提供一種將最佳 信道入射功率與光纖聯(lián)系起來的簡單技術(shù)，從而共同傳播信道類型和放大器屬性。
[0032] 在根據(jù)所述第一方面的所述方法的第一可能實施形式中，所述解耦包括：增加所 述光放大器的增益，使得所述光放大器的噪聲系數(shù)近似它們的最小值；以及通過多個衰減 器調(diào)整隨后光纖跨段上的輸出功率，每個衰減器和對應(yīng)的光放大器的輸出端口連接。
[0033] 通過使用這些功率值，系統(tǒng)裕度被最大化，而且信號質(zhì)量得到優(yōu)化。
[0034] 在根據(jù)如上所述第一方面或根據(jù)所述第一方面的所述第一實施形式的所述方法 的第二可能實施形式中，將光纖跨段的所述入射功率確定為所述光纖跨段的所述光放大器 的噪聲系數(shù)的函數(shù)。
[0035] 通過將光纖跨段的所述入射功率確定為所述光纖跨段的所述光放大器的所述噪 聲系數(shù)的函數(shù)，可以解耦所述光纖跨段，從而有助于計算每個光纖跨段的最佳入射功率。
[0036] 在根據(jù)所述第一方面的所述第二實施形式的所述方法的第三可能實施形式中，所 述噪聲系數(shù)的所述函數(shù)是根據(jù)等式：Pch, i=(NFV八21〇 )1/3,其中Pch,i表示第 i個光纖跨段的入射功率，NF1^in表示在跨