CN103973368B - 一种自适应色散补偿调整方法 - Google Patents

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Abstract

一种自适应色散补偿调整方法，涉及光通信领域，基于自适应色散补偿系统，所述系统包括可调色散补偿模块和OTU接收单元，OTU接收单元还包括延迟干涉仪，步骤如下：S1.调节延迟干涉仪，使干涉相长口输出光功率最大；S2.色散粗调，判断成帧单元是否检测到帧头，若是，进入S3；若否，返回S1；S3.色散微调，判断是否找到使纠错前误码率达到最小的最优色散点，若是，调整结束；若否，进入S2。本发明降低对设备的要求，有效的降低了色散补偿调节的时间，提高了色散调节效率。

Description

一种自适应色散补偿调整方法
技术领域
本发明涉及光通信领域，具体来讲是一种自适应色散补偿调整方法。
背景技术
波分复用光传输系统在长距离应用时，因环境、光纤、设备等多种原因，需要解决光纤色散的问题。当前，光纤传输网正经历着从10Gb/s系统到40Gb/s系统、甚至到100Gb/s系统的转变，传输距离也大大增加，光纤色散对DWDM系统的传输性能影响越来越严重，其主要影响是限制了系统的传输距离。光纤色散对传输距离的影响机理主要是色散使传输脉冲展宽，从而产生脉冲码间干扰。光纤色散对传输距离的限制与单通道的速率平方成反比，从10Gbit/s向40Gbit/s演化，比特率增加到4倍，传输距离受限减小为1/16，为了减小光纤色散对DWDM系统传输距离的影响，需要对传输光纤的色散进行色散补偿。
在长距离传输的DWDM系统中，传输光纤类型为G652或大有效面积的G655光纤，其色散系数都具有一定的斜率，而色散补偿模块由于其制作工艺的限制，其色散斜率很难做到与传输光纤完全匹配，因此传输带宽内的各个信道仍存在一部分残余色散量，信道之间的残余色散量差异可达几百ps/nm。在单通道速率为40Gbit/s的DWDM系统中，其系统色散容限随着通道速率的增加而大大降低，大约为几十ps/nm左右，采用固定色散补偿的方法不能满足补偿精度的要求，也无法适应系统的复杂变化。
因此在通道速率为40Gbit/s的长距离传输DWDM系统中，除了利用色散补偿模块对光纤的色散进行补偿以外，还需要使用TDC(TunableDispersionCompensator，可调色散补偿模块)对单通道进行色散补偿，使传输带宽内的每个通道的残余色散都在系统的色散容限范围内。为了满足复杂应用的要求，需要通过ADC(Self-adaptiveDispersionCompensation，自适应色散补偿)算法，实现色散动态补偿，满足40Gbit/sDWDM系统长距离传输的要求。
但是，现有的自适应色散补偿算法，大多采用步进法和二分法进行色散动态补偿，这些算法均存在色散调节时间过长的问题，色散调节效率不高；并且二分法对硬件设备有一定的要求，并不是所有厂家设备均支持这种调节。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种自适应色散补偿调整方法，降低对设备的要求，有效的降低了色散补偿调节的时间，提高了色散调节效率。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种自适应色散补偿调整方法，基于自适应色散补偿系统，所述系统包括可调色散补偿模块和OTU接收单元，OTU接收单元还包括延迟干涉仪，步骤如下：S1.调节延迟干涉仪，使干涉相长口输出光功率最大；S2.色散粗调，判断成帧单元是否检测到帧头，若是，进入S3；若否，返回S1；S3.色散微调，判断是否找到使纠错前误码率达到最小的最优色散点，若是，调整结束；若否，进入S2；所述S3的具体步骤如下：S301.设定色散微调的范围，该范围覆盖整个能检测到帧头的色散区间；S302.记录初始化时的色散信息为微调点，当前纠错前误码率为最小误码率，根据最小误码率计算误码门限；S303.在色散微调的范围内，以微调中心分别向正负两个方向步进配置色散；S304.判断当前纠错前误码率是否小于最小误码率，若是，进入S305；若否，进入S306；S305.将当前色散作为新的微调点，当前纠错前误码率作为最小误码率，根据最小误码率计算误码门限；S306.在微调中心正负两个方向，判断两个方向的调整是否结束，如果是，进入S308；如果否，进入S307；S307.在正负两个方向，判断当前纠错前误码率是否超过误码门限，如果是，进入S308；如果否，返回S303，判断下一个色散；S308.配置色散到微调点；S309.判定帧单元是否能够检测到信号帧头，若果是，调整流程结束；如果否，重新进行色散粗调。
在上述技术方案的基础上，所述S1中，利用电流比信息实现延迟干涉仪的调节，延迟干涉仪的干涉相长口传输曲线的某一个峰值中心频率与激光器的中心频率对齐，则干涉相长口输出光功率最大。
在上述技术方案的基础上，所述成帧单元检测到帧头，即找到使成帧单元检测到帧头的色散区间。
在上述技术方案的基础上，所述S2的具体步骤如下：S201.初始化色散粗调相关信息，将可调色散补偿模块配置到最小色散值；S202.判断成帧单元是否能检测到帧头，若是，粗调成功并退出；若否，进入S203；S203.判断当前色散是否达到可调色散补偿模块的最大色散值，若是，粗调失败并退出；若否，进入S204；S204.色散步进，且步进小于可调色散补偿模块接收单元的色散容限后，进入S202。
在上述技术方案的基础上，所述色散步进100s/nm后，进入S202。
在上述技术方案的基础上，所述S303中，以10ps/nm为步长步进配置色散。
在上述技术方案的基础上，所述S301中，当前色散为微调中心设定色散微调的范围，范围需要根据具体色散补偿模块接收单元的色散容限确定。
在上述技术方案的基础上，所述S306中，每个方向的调整是否结束的判断依据为：色散是否超过色散微调范围，如果超过范围，表明该方向的调整结束。
本发明的有益效果在于：粗调色散时采用步进式调节，更具备通用性，基本适用于所有的TDC和完成OUT(OpticalTransformUnit，光转化单元)的接收单元。色散微调时，通过动态计算误码率门限，快速缩小色散微调范围，从而迅速定位到最优色散点，大大缩短了色散微调时间，相对于其他采用固定误码门限的算法更具灵活性。本发明提高了自适应色散补偿的智能性，保证了波分系统的可靠传输。
附图说明
图1为本发明基于的自适应色散补偿系统示意图；
图2为本发明自适应色散补偿调整方法流程图；
图3为色散粗调算法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明自适应色散补偿调整方法，基于自适应色散补偿系统，包括依次连接的光放大模块、TDC、OUT接收单元和成帧单元，还包括控制光放大模块、TDC、OUT接收单元的控制模块，以及去抖动模块。所述光放大模块对输入光进行放大后，TDC对输入光完成色散补偿，光信号进入OTU接收单元完成光电转换变为电信号，成帧单元对所述电信号进行解析。所述控制单元监测光放大模块的输入信号，如果发现没有输入信号，控制单元将会停止，直到输入信号恢复。所述控制单元监还同时监测成帧单元反馈的定帧情况及纠错前误码率，并根据收集到的数据，控制TDC和OTU接收单元完成整个自适应色散补偿调整方法。所述去抖动模块的作用是：防止出在现成帧单元瞬间无法检测到帧头时，可能反馈异常纠错前误码率的情况，从而导致出现误判的情况。出现成帧单元瞬间无法检测到帧头时，整个控制单元会进入短暂的停止，等反馈信息稳定后再恢复正常流程。
如图2所示，本发明自适应色散补偿调整方法步骤为：
S1.首先完成OTU接收单元的DLI(DelayLineInterferometer延迟干涉仪)调节，利用电流比信息实现延迟干涉仪的调节，控制延迟干涉仪，使其干涉相长口传输曲线的某一个峰值中心频率与激光器的中心频率对齐，从而使得干涉相长口输出光功率最大。
S2.色散粗调，在粗调的过程中，找到使成帧单元检测到帧头的色散区间，即判断成帧单元是否检测到帧头，若是，进入S3，进行下一步色散微调；若否，返回S1，重新开始OTU接收单元DLI调节。
S3.色散微调，在微调的过程中，判断是否找到使纠错前误码率达到最小的最优色散点，若是，证明微调成功，则整个调整结束；若否，进入S2，重新开始色散粗调。
上述流程中，如图3所示，所述S2色散粗调的详细步骤如下：
S201.初始化色散粗调相关信息，将TDC配置到最小色散值。
S202.判断成帧单元是否能检测到帧头，若是，表明当前设备已能正常工作，粗调成功并退出；若否，表明当前色散不能满足微调条件，进入S203。
S203.判断当前色散是否达到TDC的最大色散值，若是，表明整个色散区间均无法找到满足色散微调的色散点，粗调失败并退出；若否，进入S204。
S204.如果当前色散并没有达到TDC的最大值，表明色散粗调需要继续，色散步进，步进小于可调色散补偿模块接收单元的色散容限后，进入S202。本实施例中，色散步进设定为100ps/nm，既可以满足绝大部分OUT接收单元的色散容限要求，步进为100的整数倍也便于方法计算的实现。
所述S3色散微调的详细步骤如下：
S301.以当前色散为微调中心，设定色散微调范围。范围需要根据具体OTU接收单元的色散容限确定，设定的范围应该覆盖整个能检测到帧头的色散区间。
S302.对色散微调信息进行初始化，记录当前色散信息为微调点，记录当前纠错前误码率为最小误码率，并根据最小误码率计算误码门限。
S303.在色散微调的范围内，以微调中心分别向正负两个方向、以10ps/nm为步长步进配置色散。
S304.判断当前纠错前误码率是否小于最小误码率，若是，进入S305；若否，进入S306。
S305.将当前色散替换初始化的色散，作为新的微调点，当前纠错前误码率作为最小误码率，根据最小误码率计算误码门限。
S306.在微调中心正负两个方向，判断两个方向的调整是否结束，判断依据为色散是否超过色散微调范围，如果是，表明该方向的调整结束，待两个方向调整均结束后，进入S308；否则，进入S307。
S307.微调中心正负两个方向，判断当前纠错前误码率是否超过误码门限，如果超过，表明该方向调整结束；如果没有超出门限，则会退到S303，继续配置下一个色散进行判定。如果两个方向调整均结束，则进入S308。
S308.配置色散到微调点；微调点即为最优色散点。
S309.判定帧单元是否能够检测到信号帧头，若果是，表明微调成功，调整流程结束；如果否，表明微调失败，重新进行色散粗调。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种自适应色散补偿调整方法，基于自适应色散补偿系统，所述系统包括可调色散补偿模块和OTU接收单元，OTU接收单元还包括延迟干涉仪，其特征在于，步骤如下：
S1.调节延迟干涉仪，使干涉相长口输出光功率最大；
S2.色散粗调，判断成帧单元是否检测到帧头，若是，进入S3；若否，返回S1；
S3.色散微调，判断是否找到使纠错前误码率达到最小的最优色散点，若是，调整结束；若否，进入S2；
所述S3的具体步骤如下：
S301.设定色散微调的范围，该范围覆盖整个能检测到帧头的色散区间；
S302.记录初始化时的色散信息为微调点，当前纠错前误码率为最小误码率，根据最小误码率计算误码门限；
S303.在色散微调的范围内，以微调中心分别向正负两个方向步进配置色散；
S304.判断当前纠错前误码率是否小于最小误码率，若是，进入S305；若否，进入S306；
S305.将当前色散作为新的微调点，当前纠错前误码率作为最小误码率，根据最小误码率计算误码门限；
S306.在微调中心正负两个方向，判断两个方向的调整是否结束，如果是，进入S308；如果否，进入S307；
S307.在正负两个方向，判断当前纠错前误码率是否超过误码门限，如果是，进入S308；如果否，返回S303，判断下一个色散；
S308.配置色散到微调点；
S309.判定帧单元是否能够检测到信号帧头，若果是，调整流程结束；如果否，重新进行色散粗调。
2.如权利要求1所述的自适应色散补偿调整方法，其特征在于：所述S1中，利用电流比信息实现延迟干涉仪的调节，延迟干涉仪的干涉相长口传输曲线的某一个峰值中心频率与激光器的中心频率对齐，则干涉相长口输出光功率最大。
3.如权利要求1所述的自适应色散补偿调整方法，其特征在于：所述成帧单元检测到帧头，即找到使成帧单元检测到帧头的色散区间。
4.如权利要求1所述的自适应色散补偿调整方法，其特征在于：所述S2的具体步骤如下：
S201.初始化色散粗调相关信息，将可调色散补偿模块配置到最小色散值；
S202.判断成帧单元是否能检测到帧头，若是，粗调成功并退出；若否，进入S203；
S203.判断当前色散是否达到可调色散补偿模块的最大色散值，若是，粗调失败并退出；若否，进入S204；
S204.色散步进，且步进小于可调色散补偿模块接收单元的色散容限后，进入S202。
5.如权利要求4所述的自适应色散补偿调整方法，其特征在于：所述色散步进100s/nm后，进入S202。
6.如权利要求1所述的自适应色散补偿调整方法，其特征在于：所述S303中，以10ps/nm为步长步进配置色散。
7.如权利要求1所述的自适应色散补偿调整方法，其特征在于：所述S301中，当前色散为微调中心设定色散微调的范围，范围需要根据具体色散补偿模块接收单元的色散容限确定。
8.如权利要求1所述的自适应色散补偿调整方法，其特征在于：所述S306中，每个方向的调整是否结束的判断依据为：色散是否超过色散微调范围，如果超过范围，表明该方向的调整结束。
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