專利名稱：一種抑制光傳輸系統(tǒng)中相干串?dāng)_的方法及光傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抑制光傳輸系統(tǒng)中相干串?dāng)_的方法及光傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
密集波分復(fù)用系統(tǒng)(DWDM)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于光傳輸網(wǎng)絡(luò)中，隨著對光網(wǎng)絡(luò)性能要求的進(jìn)一步提高，光上下復(fù)用(OADM)和光交叉連接(OXC)設(shè)備和技術(shù)已逐漸開始應(yīng)用，由于傳輸距離的延長和光網(wǎng)絡(luò)靈活性的提高，光傳輸信號質(zhì)量的降低成為限制光網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和規(guī)模的重要因素。
密集波分復(fù)用光通信系統(tǒng)(DWDM)通常由光發(fā)射機(jī)、干涉濾波器、光纖光柵或平面波導(dǎo)光柵、光接收機(jī)等部分組成，由于光纖的可利用帶寬大約有100nm，在同一根光纖中可以同時(shí)傳輸多路不同波長的信號，80或更多波長的系統(tǒng)已開始應(yīng)用，波長間隔通常是50、100或200GHz。要實(shí)現(xiàn)多路傳輸，光源和接收機(jī)濾波器必須具有較高的頻率穩(wěn)定性和精度，現(xiàn)在應(yīng)用的光源大都是靠溫度控制實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的DFB激光器，頻率帶寬只有幾MHz。如此窄光譜的光源具有較長的相干長度，由此帶來的相干串?dāng)_卻限制了DWDM系統(tǒng)的傳輸距離的延長和傳輸通道的增加，也限制了OADM和OXC的應(yīng)用，對OADM、OXC等器件的性能提出了更高的要求，從而增加了制造難度和系統(tǒng)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決以上問題，提供一種抑制光傳輸系統(tǒng)中相干串?dāng)_的方法及光傳輸系統(tǒng)，抑制傳輸信道之間的非線性串?dāng)_。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種抑制光傳輸系統(tǒng)中相干串?dāng)_的方法及光傳輸系統(tǒng)。
所述抑制光傳輸系統(tǒng)中相干串?dāng)_的方法包括如下步驟將多信道的光信號通過光復(fù)用單元復(fù)用到同一根光纖中傳輸；經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)光傳輸單元傳輸?shù)焦饨鈴?fù)用單元；經(jīng)過光解復(fù)用單元把不同信道的光信號分配到不同的光接收機(jī)，實(shí)現(xiàn)光信號的傳輸；其特征是所述每個(gè)信道的光信號是利用多線光源被同一電信號調(diào)制而產(chǎn)生的。
所述光傳輸系統(tǒng)，包括光發(fā)射機(jī)、光復(fù)用單元、光傳輸單元、光解復(fù)用單元和光接收機(jī)，光復(fù)用單元將光發(fā)射機(jī)發(fā)出的多信道的光信號復(fù)用到同一根光纖中傳輸，經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)光傳輸單元傳輸?shù)焦饨鈴?fù)用單元；光解復(fù)用單元把不同信道的光信號分配到不同的光接收機(jī)，實(shí)現(xiàn)光信號的傳輸；其特征是所述每個(gè)信道的光信號的光源是多線光源。
由于采用了以上的方案，用多線光源代替窄帶光源實(shí)現(xiàn)光信號的傳輸，每一條線的攜帶的是相同的信息，不會由于相干產(chǎn)生信號之間的串?dāng)_，即減小了信號的相干長度，從而抑制了傳輸信道之間的非線性串?dāng)_和拍頻噪聲，提高傳輸光信號的性能，降低了光網(wǎng)絡(luò)用所用器件的性能要求，從而降低了系統(tǒng)成本。


圖1是本發(fā)明多線光源DWDM光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)施例示意圖。
圖2是光傳輸單元示意圖。
具體實(shí)施例方式下面通過具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
本發(fā)明的要點(diǎn)在于利用多線光源代替光傳輸網(wǎng)絡(luò)中常用的單線窄帶光源實(shí)現(xiàn)信號的傳輸，達(dá)到抑制非線性串?dāng)_的目的。包括產(chǎn)生特定波長范圍內(nèi)的多線光源、用電信號調(diào)制多線光源產(chǎn)生不同波長的調(diào)制光信號、這些光信號通過DWDM光傳輸系統(tǒng)傳輸并接收，在此過程中非線性串?dāng)_被抑制。其中，產(chǎn)生的多線光譜的特征是每一條譜線的譜寬小于譜線間隔，且遠(yuǎn)小于多波長光源之間的波長間隔，譜線間隔大于調(diào)制器電信號的帶寬；一個(gè)多線光源中的每條譜線同時(shí)被同一電信號調(diào)制，獲得信號調(diào)制的光信號。
下面從理論分析出發(fā)進(jìn)行詳細(xì)說明。
窄光譜光源引起的相干串?dāng)_來源于兩方面，第一是非線性效應(yīng)，第二是光器件有限的消光比。
DWDM系統(tǒng)中相鄰信道之間的非線性效應(yīng)主要有四波混頻和交叉相位調(diào)制，四波混頻是指不同傳輸波長(頻率)之間相互作用產(chǎn)生新的波長(頻率)分量，這個(gè)頻率分量落在光接收機(jī)的帶寬之內(nèi)，與其他信道之間產(chǎn)生拍頻噪聲。交叉相位調(diào)制是另一種非線性效應(yīng)，是指信道之間由于克爾效應(yīng)引起折射率變化，從而造成傳輸波形畸變。四波混頻和交叉相位調(diào)制是WDM系統(tǒng)中最大單信道入纖功率提高的主要限制因素，同時(shí)也決定了最小頻率間隔和允許的最小光纖色散。
另一種串?dāng)_來源于WDM光網(wǎng)絡(luò)中所用器件(OADM、OXC等)有限的消光比，即使是比較大的消光比如-20dB，如果信號是相干的，上下通道之間相互作用產(chǎn)生的噪聲功率仍然達(dá)到-10dB，因此對OADM和OXC的性能提出更高要求，特別是在下一代WDM系統(tǒng)中，引入了光開關(guān)和波長路由，每個(gè)上下和交叉節(jié)點(diǎn)都會產(chǎn)生串?dāng)_，相干串?dāng)_的抑制對下一代光網(wǎng)絡(luò)尤為重要。
DWDM光網(wǎng)絡(luò)中非線性串?dāng)_可以表示為ε＝ΔPNL/P其中P和ΔPNL分別為發(fā)射功率和非線性串?dāng)_產(chǎn)生的功率，參考[OpticalFiber Communication Systems，Vol.IIIA，Ed.I.P.Kaminow and T.L.Koch，Academic Press，San Diego，1997]，上式可以表示為ε＝4(γPLe)2η其中γ為非線性系數(shù)，由光纖類型決定。Le為非線性效應(yīng)決定的光纖有效長度[參考“非線性光纖光學(xué)”，G.P.AGRAWAL著，天津大學(xué)出版社]，一般為20公里左右。η為光纖色散和通道間隔決定的相互作用系數(shù)。
對于等通道間隔WDM光傳輸系統(tǒng)，四波混頻產(chǎn)生的非線性串?dāng)_落在接收機(jī)帶寬之內(nèi)，對光信號產(chǎn)生影響，由于色散的作用，只有相鄰信道的信號才會有明顯作用，其他信道的作用較小。在使用多線寬帶光源的情況下，光功率分配在不同的N條譜線上，四波混頻產(chǎn)生的串?dāng)_在接收機(jī)上產(chǎn)生的噪聲降低N倍。例如對于100GHz信道間隔、入纖功率為1mw(毫瓦)的DWDM系統(tǒng)，由于四波混頻的作用，單線窄帶光源會產(chǎn)生1dB的功率代價(jià)，而對于多線寬帶光源，產(chǎn)生的功率代價(jià)只有0.05dB。
對于帶有OADM或OXC的DWDM光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，分合波濾波器在不同的DWDM信號分配到不同的端口，一部分信號就泄露到其他端口，對其他端口的信號產(chǎn)生影響，當(dāng)把這些信號再耦合到同一根光纖中時(shí)，由于信號之間的相干性，原來泄露出去的信號又和原來信道中的信號相互作用產(chǎn)生拍頻噪聲。另外由于OADM、OXC等器件有限的消光比，也有部分信號泄露，當(dāng)原來波長重用時(shí)，與泄露的信號相互作用產(chǎn)生拍頻噪聲。參考[E.L.Goldstein et al.，“Scaling limitations in Transparant Opticalnetworks Duo to Low Level Crosstalk”IEEE PTL，Vol.7，P.93，1995]Pc=-5log[-4q2N*10ϵdB/10]]]>其中Pc為拍頻串?dāng)_產(chǎn)生功率代價(jià)，εdB為OADM\OXC等產(chǎn)生的串?dāng)_電平，N為光器件的通道數(shù)，q為對應(yīng)于誤碼率的系統(tǒng)參數(shù)，q＝5.9，對應(yīng)的誤碼率為10-9。
當(dāng)使用多線光源時(shí)，光場之間的干涉減小，非相干時(shí)的功率代價(jià)為Pi=-10log[1-N*10ϵdB/10]]]>對于相同的誤碼率，Pi比Pc大約小20dB。例如，一個(gè)40個(gè)通道10個(gè)OADM節(jié)點(diǎn)的光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，假設(shè)每個(gè)站點(diǎn)的功率泄露相同，則最壞情況下產(chǎn)生串?dāng)_的單元為400個(gè)，如果串?dāng)_是相干的，在誤碼率為10-10，功率代價(jià)為1dB的情況下，要求的串?dāng)_小于-52dB，則復(fù)用/解復(fù)用濾波器器的非相鄰信道串?dāng)_必須小于-26dB。考慮到復(fù)用/解復(fù)用濾波器的低噪聲、偏振無關(guān)等要求，現(xiàn)有器件無法滿足要求。但如果光源的非相干的，對復(fù)用/解復(fù)用濾波器的非相鄰信道的串?dāng)_要求降低到-16dB。因此多線光源降低了對復(fù)用解復(fù)用濾波器的要求。
實(shí)現(xiàn)多線光源的方法有以下幾種方法，(1)分別調(diào)節(jié)幾個(gè)溫度穩(wěn)定的激光器到不同的頻率上，這要求激光器必須具有高的調(diào)節(jié)精度。(2)用兩個(gè)或三個(gè)外調(diào)制器(如LiNbO3調(diào)制器)調(diào)制一個(gè)連續(xù)波激光器，產(chǎn)生3條譜線，如果需要更多的譜線，必須產(chǎn)生更窄的脈沖，參考[J.JVeselka etc.，＂Pulse Generation for Soliton systems using lithiumniobate modulators＂，IEEE J.Sel.Topics in Quantum Electronics，Vol.2，P.300，1996]。
利用本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的DWDM光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)如圖1所示。圖1中的光發(fā)射機(jī)的光源為多線光源，可以用上文提到的方法實(shí)現(xiàn)，也可以是其他方法，多信道的光信號通過光復(fù)用濾波器復(fù)用到同一根光纖中傳輸，經(jīng)過若干光傳輸單元傳輸?shù)焦饨鈴?fù)用濾波器單元，經(jīng)過光解復(fù)用濾波器把不同信道的光信號分配到不同的光接收機(jī)，實(shí)現(xiàn)光信號的傳輸。本實(shí)現(xiàn)中所用光復(fù)用/解復(fù)用濾波器、光接收機(jī)與現(xiàn)在通用的一致。光傳輸單元的組成如圖2所示，分別為傳輸光纖、光放大器、色散補(bǔ)償單元、OADM、OXC等，這些器件組成了不同功能的光傳輸單元，可以是部分，也可以是全部，由于多線光源抑制了非線性串?dāng)_，本實(shí)現(xiàn)中的傳輸光纖可以是色散位移光纖、普通單模光纖、非零色散位移光纖等，對OADM和OXC等器件無特殊性能要求，提高了DWDM光網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能，降低了成本和制造難度。
本發(fā)明利用多線光源組成DWDM光傳輸系統(tǒng)可以有效地抑制非線性串?dāng)_和拍頻噪聲，提高傳輸光信號的性能，降低了光網(wǎng)絡(luò)用所用器件的性能要求，從而降低了系統(tǒng)成本。
權(quán)利要求
1.一種抑制光傳輸系統(tǒng)中相干串?dāng)_的方法，包括如下步驟將多信道的光信號通過光復(fù)用單元復(fù)用到同一根光纖中傳輸；經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)光傳輸單元傳輸?shù)焦饨鈴?fù)用單元；經(jīng)過光解復(fù)用單元把不同信道的光信號分配到不同的光接收機(jī)，實(shí)現(xiàn)光信號的傳輸；其特征是每個(gè)信道的光信號是利用多線光源被同一電信號調(diào)制而產(chǎn)生的。
2.如權(quán)利要求1所述的一種抑制光傳輸系統(tǒng)中相干串?dāng)_的方法，其特征是調(diào)整所述多線光源中每條譜線的譜寬，使其小于譜線間隔，且遠(yuǎn)小于多波長光源之間的波長間隔。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種抑制光傳輸系統(tǒng)中相干串?dāng)_的方法，其特征是產(chǎn)生多線光源的方法是下述方法之一(1)分別調(diào)節(jié)幾個(gè)溫度穩(wěn)定的激光器到不同的頻率上；(2)用兩個(gè)或多個(gè)外調(diào)制器調(diào)制一個(gè)連續(xù)波激光器，產(chǎn)生3條或多條譜線，其中多線光源的譜線間隔大于調(diào)制器電信號的帶寬。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種抑制光傳輸系統(tǒng)中相干串?dāng)_的方法，其特征是光信號通過色散位移光纖、普通單模光纖或非零色散位移光纖傳輸。
5.如權(quán)利要求3所述的一種抑制光傳輸系統(tǒng)中相干串?dāng)_的方法，其特征是所述光傳輸系統(tǒng)是DWDM光傳輸系統(tǒng)，其中含有光上下復(fù)用器件、光交叉連接器件。
6.一種光傳輸系統(tǒng)，包括光發(fā)射機(jī)、光復(fù)用單元、光傳輸單元、光解復(fù)用單元和光接收機(jī)，光復(fù)用單元將光發(fā)射機(jī)發(fā)出的多信道的光信號復(fù)用到同一根光纖中傳輸，經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)光傳輸單元傳輸?shù)焦饨鈴?fù)用單元；光解復(fù)用單元把不同信道的光信號分配到不同的光接收機(jī)，實(shí)現(xiàn)光信號的傳輸；其特征是所述每個(gè)信道的光信號的光源是多線光源。
7.如權(quán)利要求6所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征是所述多線光源中每條譜線的譜寬小于譜線間隔，且遠(yuǎn)小于多波長光源之間的波長間隔。
8.如權(quán)利要求6或7所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征是所述多線光源的產(chǎn)生裝置是下述裝置之一(1)可調(diào)節(jié)頻率的溫度穩(wěn)定的激光器；(2)兩個(gè)或多個(gè)外調(diào)制器和受其調(diào)制的一個(gè)連續(xù)波激光器。
9.如權(quán)利要求6或7所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征是所述光傳輸單元包括色散位移光纖、普通單模光纖或非零色散位移光纖傳輸。
10.如權(quán)利要求6或7所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征是所述光傳輸系統(tǒng)是DWDM光傳輸系統(tǒng)，其中含有光上下復(fù)用器件、光交叉連接器件。
全文摘要
本發(fā)明公開一種抑制光傳輸系統(tǒng)中相干串?dāng)_的方法及光傳輸系統(tǒng)。其傳輸過程是將多信道的光信號通過光復(fù)用單元復(fù)用到同一根光纖中傳輸；經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)光傳輸單元傳輸?shù)焦饨鈴?fù)用單元；經(jīng)過光解復(fù)用單元把不同信道的光信號分配到不同的光接收機(jī)，實(shí)現(xiàn)光信號的傳輸；其特征是所述每個(gè)信道的光信號是利用多線光源被同一電信號調(diào)制而產(chǎn)生的。用多線光源代替窄帶光源實(shí)現(xiàn)光信號的傳輸，減小了信號的相干長度，從而抑制了傳輸信道之間的非線性串?dāng)_和拍頻噪聲，提高傳輸光信號的性能，降低了光網(wǎng)絡(luò)用所用器件的性能要求，從而降低了系統(tǒng)成本。
文檔編號H04J14/02GK1489320SQ0214388
公開日2004年4月14日 申請日期2002年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月10日
發(fā)明者李長春 申請人:華為技術(shù)有限公司