CN101369853A - 一种优化波长通道色散补偿的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种优化波长通道色散补偿的方法及其装置。包括在光接收机前设置可调色散补偿单元，对单波长通道的色散进行补偿；在指定的色散补偿调整范围内调整色散补偿值；分别检测不同色散补偿值对应的前向纠错前误码率；查找前向纠错前误码率最小值，所对应的色散补偿值就是最优色散补偿值。本发明以前向纠错前误码率为依据，优化波长通道的色散补偿值，得到最优色散补偿值，实现了最佳色散补偿的效果。本发明软件实现简单，避免了频繁调整色散补偿值引起的震荡现象。适于光通信技术领域相关企业推广应用。

Description

一种优化波长通道色散补偿的方法及其装置

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，具体涉及一种波分复用光传输系统中优化波长通道色散补偿的方法及其装置。

背景技术

波分复用光传输系统在长距离应用时，需要解决光纤色散的问题。

单波长通道速率为10Gb/s光信号的色散容限典型值为800～1000ps/nm，现有技术采用在光纤线路上放置固定色散补偿光纤或模块的方法解决此类系统的光纤色散问题。单波长通道速率为40Gb/s光信号的色散容限典型值为60ps/nm，是10Gb/s光信号的十六分之一，采用固定色散补偿的方法不能满足补偿精度的要求，现有技术的解决方法是在光纤线路上放置固定色散补偿光纤或模块进行粗补偿，同时在接收机前增加可调色散补偿单元，对单波长通道的残余色散进行精确补偿。

目前单波长通道的色散补偿装置包括：可调色散补偿单元，色散检测单元，色散控制单元。如图1所示，其中，色散检测单元检测光信号的残余色散，并反馈到色散控制单元；可调色散补偿单元在色散控制单元的控制下改变色散补偿值；色散控制单元根据色散检测单元检测到的残余色散进行计算，改变可调色散补偿单元的色散补偿值，形成反馈控制，直到检测到的残余色散等于预设值。这种方法采用基于光信号波形或光信号频谱的残余色散检测技术，直接对光信号进行处理和检测，色散检测单元检测准确度不高，实现方式复杂，实现成本高。另外，由于色散控制单元停止控制的条件是色散检测单元检测的残余色散等于预设值，而预设值不是越小越好，因此预设值的选择非常重要。实际应用中常常根据工程经验确定。这往往造成最终的色散补偿值不是最佳色散补偿值。

目前长距离波分复用光传输系统普遍采用前向纠错(FEC，ForwardError Corect)编解码的方法对0和1误码进行纠正，并且同时对前向纠错前的误码率进行检测。当前向纠错前的误码率最小时，前向纠错后的误码率也为最小。优化单波长通道色散补偿值可以有效减少前向纠错前的误码率，因此可以根据前向纠错前的误码率作为优化波长通道色散补偿值的依据。

专利CN 1674475A公开了一个关于色散补偿方法和补偿装置的发明专利，该专利采用可变色散补偿器对光传输线路进行补偿，并根据误码信息控制可变色散补偿器的补偿量。在波分复用光传输系统应用中，波长通道的灵活配置越来越多，波长通道的的长度经常发生变化，导致各波长通道的残余色散经常发生变化，例如在环网保护时保护路径的长度与工作路径的长度不同，可配置的光分插复用节点(OADM)使得波长通道在经过上下路以后长度发生变化，全光交叉连接节点(OXC)使得波长通道的路由可以动态的改变。如果仅仅在光传输线路进行可变色散补偿，很难满足40Gb/s波分复用系统中各波长通道精确色散补偿的要求。因此需要利用可调色散补偿单元对单波长通道进行色散补偿。

专利CN 101183913A公开了一种波分复用系统中精确调整色散补偿方法的发明专利，该专利用可变色散补偿器对单波长通道色散进行补偿，并通过比较前向纠错1计数和纠错0计数的大小，来决定增加或减小可变色散补偿器补偿量。由于色散补偿量与前向纠错1计数和纠错0计数的差值之间不是完全单调的关系，应用该专利方法得到的色散补偿量并非最优值。另外，当系统受外界影响，接收光功率或光信噪比发生改变时，前向纠错1计数和纠错0计数的差值也会发生改变，不是色散原因造成的前向纠错1计数和纠错0计数的差值的变化，不应该调整色散补偿量，如果此时应用上述专利方法调整色散补偿量可能会造成信号性能劣化，严重时可能会影响业务的正常通信。

由此可见，现有技术还有待于改进和提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种优化波长通道色散补偿的方法及其装置，用来根据前向纠错前的误码率，优化波长通道色散补偿。

本发明的技术方案包括：

一种优化波长通道色散补偿的方法，其中，包括：

A、在指定的色散补偿调整范围内调整色散补偿值，分别检测不同色散补偿值对应的前向纠错前误码率；

B、在检测到的前向纠错前误码率中查找最小值，所对应的色散补偿值就是最优色散补偿值。

所述步骤A中，前向纠错前误码率为单位时间内前向纠错前的0误码个数和1误码个数之和。

所述步骤A之前还包括：确定光接收机的接收光功率、光信噪比等参数在正常工作范围之内且保持不变，确定色散补偿调整范围的最小值和最大值，以及确定色散补偿调整的步长；

所述步骤B中，采用顺序查找方式或分段查找方式在检测到的前向纠错前误码率中查找最小值。

所述步骤B中，当最小误码率对应的色散补偿值不是一个值，而是连续的一组值，取这组值中间的值作为最佳色散补偿值。

一种优化波长通道色散补偿的装置，其中：包括：

可调色散补偿单元；

前向纠错前误码率检测单元；

色散补偿控制单元；

最佳色散补偿确定单元；

所述可调色散补偿单元置于光接收机前；

所述前向纠错前误码率检测单元置于光接收机内；

所述色散补偿控制单元分别连接所述可调色散补偿单元、纠错前误码率检测单元和最佳色散补偿确定单元；

所述最佳色散补偿确定单元与色散补偿控制单元连接。

所述的装置，其中：

所述色散补偿控制单元，向可调色散补偿单元发送调整控制指令；

所述可调色散补偿单元，根据色散补偿控制单元的指令调整色散补偿值，对单波长通道的色散进行精确补偿，经色散补偿后的光信号传送给前向纠错前误码率检测单元；

所述前向纠错前误码率检测单元，检测当前色散补偿值条件下的前向纠错前误码率，并将前向纠错前误码率的数值传送给色散补偿控制单元；

所述色散补偿控制单元，接收前向纠错前误码率检测单元送来的前向纠错前误码率，并将前向纠错前误码率与色散补偿值的数据传送给最佳色散补偿确定单元。

所述的装置，其中：

所述最佳色散补偿确定单元，用于接收色散补偿控制单元送来的前向纠错前误码率与色散补偿值的数据，在所有检测到的前向纠错前误码率中查找最小值，其对应的色散补偿值即为最佳色散补偿值。

所述前向纠错前误码率为单位时间内前向纠错前的0误码个数和1误码个数之和。

与现有技术相比较，本发明以前向纠错前误码率为依据，优化波长通道的色散补偿值，得到前向纠错前最小误码率对应的波长通道的最优色散补偿值。此最优色散补偿值是全局最优色散补偿值，而不是局部最优色散补偿值。本发明软件实现简单，且避免了频繁调整色散补偿值引起的震荡现象。

附图说明

图1为现有技术波长通道的色散补偿装置的结构示意图；

图2为本发明优化波长通道色散补偿装置结构示意图；

图3为本发明优化波长通道色散补偿的流程图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明方法和装置进行说明。

本发明是从波长通道色散补偿的装置结构和色散补偿值调整流程两方面实施的。

本发明一种优化波长通道色散补偿的装置，结构特征如图2所示，包括：

可调色散补偿单元，用于根据色散补偿控制单元的指令调整色散补偿值，对单波长通道的色散进行精确补偿，经色散补偿后的光信号传送给位于光接收机内的前向纠错前误码率检测单元。可调色散补偿单元可以采用光纤布拉格光栅技术实现。

前向纠错前误码率检测单元，用于检测当前色散补偿值条件下的前向纠错前误码率，并将前向纠错前误码率的数值传送给色散补偿控制单元。前向纠错前误码率定义为单位时间内前向纠错前的0误码和1误码个数之和。前向纠错前误码率检测单元位于光接收机内，光信号进入光接收机后首先经过光电变换和放大、数据时钟恢复等处理，然后由前向纠错芯片进行检错和纠错处理。前向纠错前误码率检测单元由光接收机内的微处理器实现，定时对前向纠错芯片检测到的0误码和1误码个数进行累计。

色散补偿控制单元，用于向可调色散补偿单元发送调整控制指令，接收前向纠错前误码率检测单元送来的前向纠错前误码率，并将前向纠错前误码率与色散补偿值的数据传送给最佳色散补偿确定单元；首次发出的色散补偿调整指令将色散补偿指定为色散补偿范围值中的最小值，以后在前向纠错前误码率检测单元的触发下每次发出的调整指令中将色散补偿增加预设步长，直到其达到色散补偿范围值中的最大值。每发送一个色散补偿调整指令，对应接收一个前向纠错前误码率。色散补偿控制单元可以由单板控制处理器实现。

最佳色散补偿确定单元，用于接收色散补偿控制单元送来的前向纠错前误码率与色散补偿值的数据，在所有检测到的前向纠错前误码率中查找最小值，其对应的色散补偿值即为最佳色散补偿值。最佳色散补偿确定单元可以由网元控制处理器实现。

所述可调色散补偿单元置于光接收机前；

所述前向纠错前误码率检测单元置于光接收机内；

所述色散补偿控制单元分别连接所述可调色散补偿单元、纠错前误码率检测单元和最佳色散补偿确定单元。每个色散补偿控制单元对应一个光接收机。

所述最佳色散补偿确定单元与色散补偿控制单元连接。每个最佳色散补偿确定单元连接多个色散补偿控制单元。当最佳色散补偿确定单元采用网元控制处理器实现，最佳色散补偿确定单元连接此网元内所有色散补偿控制单元。

一个正常工作情况下的波分复用光传输系统，无需频繁调整波长通道色散补偿值。如果频繁调整波长通道色散补偿值可能会导致信号性能劣化，严重时可能会影响业务的正常通信。一般情况下，在系统开通或波长通道的路由发生变化时，才有必要优化当前波长通道色散补偿值。

本发明优化波长通道色散补偿的工作流程如图3所示，包括：

步骤301，确定光接收机的接收光功率、光信噪比等参数在正常工作范围之内且保持不变，确定色散补偿调整范围的最小值和最大值，以及确定色散补偿调整的步长。色散补偿调整范围根据可调色散补偿单元的技术指标确定，例如确定色散补偿最小值为-800ps/nm，色散补偿最大值为+800ps/nm。色散补偿调整的最小步长为1ps/nm，步长越小，优化色散补偿的时间越长；步长越大，优化色散补偿的时间越短。

步骤302，将当前色散补偿值初始化为色散补偿最小值。

步骤303，将色散补偿调整为当前色散补偿值。

步骤304，判断前向纠错前误码率检测是否正常工作状态？如果是，转步骤305；如果不是，转步骤307。前向纠错前误码率检测正常工作状态是指光接收机处于正常工作状态，没有OTN_LOS、OTN_LOF告警，并且前向纠错前误码率小于10^-4。

步骤305，检测当前前向纠错前误码率。

步骤306，记录当前前向纠错前误码率和对应的色散补偿值。

步骤307，当前色散补偿值加步长作为下一次调整的当前色散补偿值。

步骤308，判断当前色散补偿值是否大于色散补偿最大值？如果是，转步骤309；如果不是，转步骤303。

步骤309，在记录的前向纠错前误码率中搜索最小误码率，其对应的色散补偿值就是最佳色散补偿值。当最小误码率对应的色散补偿值不是一个值，而是连续的一组值时，取这组值中间的值作为最佳色散补偿值。

步骤310，将色散补偿调整为最优色散补偿值。

优化完成。

应当注意的是，不同的光发射机、接收光功率、光信噪比等对应不同的最佳色散补偿值。因此在应用本专利的方法进行优化色散补偿值时，系统应保持不变。当光发射机参数、接收光功率、光信噪比等发生变化，原有色散补偿值已经不是最优色散补偿值时，应及时应用本发明方法调整一次。

由以上实施例可以看出，通过本发明的优化波长通道色散补偿的方法和装置，达到了以前向纠错前误码率为依据，优化波长通道的色散补偿，得到前向纠错前最小误码率对应的波长通道的最优色散补偿值的目的。此最优色散补偿值是系统全局上的最优色散补偿值，实现了最佳色散补偿的效果。

应当理解的是，上述针对具体实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1、一种优化波长通道色散补偿的方法，其特征在于，包括：

A、在指定的色散补偿调整范围内调整色散补偿值，分别检测不同色散补偿值对应的前向纠错前误码率；

B、在检测到的前向纠错前误码率中查找最小值，所对应的色散补偿值就是最优色散补偿值。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述前向纠错前误码率为单位时间内前向纠错前的0误码个数和1误码个数之和。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A之前还包括：

确定光接收机的系统参数在正常工作范围之内且保持不变；确定色散补偿调整范围的最小值和最大值；以及确定色散补偿调整的步长。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述光接收机的系统参数包括接收光功率、光信噪比。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，当检测到的纠错前误码率中的最小值对应的色散补偿值为连续的一组值时，取这组值中间的值作为最佳色散补偿值。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，搜索最小误码率的方法包括：顺序查找和分段查找。

7、一种优化波长通道色散补偿的装置，其特征在于：包括：

可调色散补偿单元；

前向纠错前误码率检测单元；

色散补偿控制单元；

最佳色散补偿确定单元；

所述可调色散补偿单元置于光接收机前；

所述前向纠错前误码率检测单元置于光接收机内；

所述色散补偿控制单元分别连接所述可调色散补偿单元、纠错前误码率检测单元和最佳色散补偿确定单元；

所述最佳色散补偿确定单元与色散补偿控制单元连接。

8、如权利要求7所述的装置，其特征在于：

所述可调色散补偿单元，用于根据色散补偿控制单元的指令调整色散补偿值，对单波长通道的色散进行精确补偿，经色散补偿后的光信号传送给前向纠错前误码率检测单元；

所述前向纠错前误码率检测单元，用于检测当前色散补偿值条件下的前向纠错前误码率，并将前向纠错前误码率的数值传送给色散补偿控制单元；

所述色散补偿控制单元，用于向可调色散补偿单元发送调整控制指令；以及，接收前向纠错前误码率检测单元送来的前向纠错前误码率，并将前向纠错前误码率与色散补偿值的数据传送给最佳色散补偿确定单元。

9、如权利要求7所述的装置，其特征在于：

所述最佳色散补偿确定单元，用于接收色散补偿控制单元送来的前向纠错前误码率与色散补偿值的数据，在所有检测到的前向纠错前误码率中查找最小值，其对应的色散补偿值即为最佳色散补偿值。

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