CN1925378B - 混合传输线路密集波分复用系统的色散补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混合传输线路密集波分复用系统的色散补偿方法，包括如下步骤：第一步确定密集波分复用系统中每一个跨段线路光纤的类型和长度，系统中线路光纤包含标准单模G.652光纤和非零色散位移G.655光纤；第二步确定需要使用的色散模块的种类，色散补偿模块包括G.652光纤色散补偿模块和G.655光纤色散补偿模块；第三步确定每跨段色散模块的位置和数量；第四步确定整个系统的残余色散。本发明在考虑色散及色散斜率补偿的同时，考虑非线性对色散补偿的影响，引入G.652色散补偿模块和G.655色散补偿模块分别补偿G.652和G.655光纤的色散和色散斜率。解决了混合传输线路密集波分复用系统的色散补偿问题。
Description
技术领域 本发明涉及密集波分复用系统的色散补偿，尤其涉及信号速率为10Gb/s的应用标准单模G.652光纤和非零色散位移G.655光纤的密集波分复用系统的色散补偿。
背景技术 在信号速率10Gb/s及以上的高速密集波分复用系统中，激光器的色散容限很小，色散受限距离较短。当传输距离较远时，线路光纤引入的累积色散量大于激光器的色散容限，系统的传输性能随传输距离的增加逐渐变差。为了保证密集波分复用系统的传输性能，需要引入具有负色散值的元件进行色散和色散斜率补偿。常用的色散补偿元件包括色散补偿模块、色散补偿光纤光栅以及可变色散补偿装置等。其中，色散补偿模块应用较广，可应用于G.652和G.655光纤的C波段和L波段进行宽带色散补偿，此时的密集波分复用系统主要由光转发部分、合分波部分、线路光纤、放大器、色散补偿模块等几部分组成。
对于G.652和G.655光纤，其色散系数和色散斜率系数差别较大，为了实现色散以及色散斜率的精确补偿，不同类型光纤在不同波段需要使用不同的色散补偿模块。按照光纤的类型以及应用的波段，色散补偿模块一般可以分为C波段的G.652色散补偿模块、L波段的G.652色散补偿模块、C波段的G.655色散补偿模块和L波段的G.655色散补偿模块。其分别应用于G.652光纤的C波段、G.652光纤的L波段、G.655光纤的C波段和G.655光纤的L波段密集波分复用系统。不同国家电信运营商拥有的线路光纤种类不同，在中国，大部分运营商采用G.652光纤，但在新铺设的线路中，也采用适于密集波分复用系统的G.655光纤。在欧洲和美国，新兴的运营商铺设大量的G.655光纤，但早期铺设的线路中也存在G.652光纤。通常，密集波分复用系统只使用一种类型的线路光纤，因此，在进行色散补偿时只使用一种色散补偿模块即可。但在一些线路中，既含有G.652光纤又含有G.655光纤。对于这种混合传输线路，如果只采用一种色散补偿模块进行色散补偿，不能实现色散斜率的完全补偿，影响系统的性能，需要引入两种色散补偿模块进行色散和色散斜率补偿。
CIENA公司在美国申请的《Method and system for providing dispersion anddispersion slope compensation，专利号20020159119》(色散和色散斜率补偿的方法和系统)的发明专利，在DWDM密集波分复用系统中引入包括两种色散补偿光纤的色散补偿模块对G.655光纤进行色散和色散斜率补偿。两种色散补偿光纤的色散系数和色散斜率都不同，但总的色散系数和色散斜率能够完全补偿G.655光纤的色散系数和色散斜率。该发明没有给出采用G.652以及G.655光纤作为线路光纤的DWDM系统进行色散补偿的方法。
发明内容 本发明所要解决的技术问题是提供混合传输线路密集波分复用系统的色散补偿方法用于解决采用G.652以及G.655光纤作为线路光纤的混合传输线路DWDM系统的色散补偿问题。本发明引入G.652色散补偿模块和G.655色散补偿模块分别补偿G.652和G.655光纤的色散和色散斜率，考虑激光器的色散容限以及系统传输性能的优化，给出混合传输线路DWDM系统的色散补偿方法。
本发明所述混合传输线路密集波分复用系统的色散补偿方法如下：
第一步确定密集波分复用系统中每一个跨段线路光纤的类型和长度，系统中线路光纤包含标准单模G.652光纤和非零色散位移G.655光纤；
所述的G.652光纤和G.655光纤既可以在不同跨段，也可以在同一跨段。确定各个跨段G.652光纤和G.655光纤的长度。
第二步确定需要使用的色散模块的种类，色散补偿模块包括G.652光纤色散补偿模块和G.655光纤色散补偿模块：如果密集波分复用系统工作在C波段，则需要使用C波段的G.652色散补偿模块和C波段的G.655色散补偿模块；如果密集波分复用系统工作在L波段，则需要使用L波段的G.652色散补偿模块和L波段的G.655色散补偿模块；每一跨段色散补偿模块的类型和长度与该跨段光纤的类型和长度相适应；根据系统累计色散和总残余色散要求确定色散补偿模块的色散值，即可确定色散补偿模块的数量和长度。不同公里数的色散补偿模块色散值不同。
所述的每一跨段色散补偿模块的类型与该跨段光纤的类型相适应的规律为：只含有G.652光纤的跨段使用G.652色散补偿模块进行色散补偿，只含有G.655光纤的跨段使用G.655色散补偿模块进行色散补偿模块；含有G.652和G.655光纤的跨段既可以使用G.652色散补偿模块，也可以使用G.655色散补偿模块进行色散补偿。
在特殊情况下，含有G.652光纤的跨段也可以使用G.655色散补偿模块补偿；含有G.655光纤的跨段也可以使用G.652色散补偿模块补偿。这种情况是指：如在系统中的G.655或G.652光纤长度很短，比如只有十几公里；或者出现无法按照上面的方法给出的补偿方法进行补偿的情况。
第三步确定每跨段色散模块的位置和数量，色散补偿模块在系统中的位置包括第一级放大器之前，每跨段线路光纤之后，两级或三级放大器之间；
具体说来，每跨段色散模块的位置和色散值的要求如下：
通常第一级放大器之前需要放置一个色散补偿模块：第一跨段线路光纤是G.652光纤，第一级放大器之前放置G.652色散补偿模块；第一跨段线路光纤是G.655光纤，第一级放大器之前放置G.655色散补偿模块；第一跨段线路光纤既有G.652光纤，又有G.655光纤时，第一级放大器之前既可放置G.652色散补偿模块，也可以放置G.655色散补偿模块；
放置G.652色散补偿模块时，其色散值大于-1200ps/nm；放置G.655色散补偿模块时，其色散值大于-400ps/nm。
特殊情况下，第一级放大器之间也可以不放置色散补偿模块。有时系统由于配置原因，无法在第一级放大器之前放入色散补偿模块，这种情况有一定的出现概率。在进行色散补偿时需要考虑这种情况。
通常每个跨段线路光纤之后或两级或三级放大器之间可以放置色散补偿模块：
不考虑激光器的色散容限，经过色散补偿模块与线路光纤传输后的残余色散值需要满足：
A、如果本跨段线路光纤是G.655光纤，前一跨段线路光纤是G.652光纤，进入该跨段G.655光纤的残余色散值在-1400ps/nm～1200ps/nm之间；对于同一跨段中既有G.652光纤也有G.655光纤且G.652光纤在G.655光纤之前的情况，进入该跨段G.655光纤的残余色散值也需要在-1400ps/nm～1200ps/nm之间；
B、如果本跨段线路光纤是G.652光纤，前一跨段线路光纤是G.655光纤，进入该跨段G.652光纤的残余色散值在-700ps/nm～600ps/nm之间；对于同一跨段中既有G.652光纤也有G.655光纤且G.655光纤在G.652光纤之前的情况，进入该跨段G.652光纤的残余色散值也需要在-700ps/nm～600ps/nm之间；
C、如果本跨段线路光纤是G.655光纤，前一跨段线路光纤是G.655光纤，进入该跨段G.655光纤的残余色散值在-700ps/nm～600ps/nm之间；
D、如果本跨段线路光纤是G.652光纤，前一跨段线路光纤是G.652光纤，进入该跨段G.652光纤的残余色散值在-1400ps/nm～1200ps/nm之间；
第四步确定整个系统的残余色散：对于色散容限为800ps/nm的激光器，每个光通道经过系统传输后的残余色散应在0～800ps/nm之间；对于色散容限为1600ps/nm的激光器，每个光通道经过系统传输后的残余色散应在0～1600ps/nm之间。
本发明在考虑色散及色散斜率补偿的同时，考虑非线性对色散补偿的影响，引入G.652色散补偿模块和G.655色散补偿模块分别补偿G.652和G.655光纤的色散和色散斜率。解决了混合传输线路DWDM密集波分复用系统的色散补偿问题。
附图说明 图1是实施例1的混合传输线路密集波分复用系统的连接框图。
图2是实施例2的混合传输线路密集波分复用系统的连接框图。
图3是实施例3的混合传输线路密集波分复用系统的连接框图。
图4是实施例1的光通道代价的测试结果表。
图5是实施例2的光通道代价的测试结果表。
图6是实施例3的光通道代价的测试结果表。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述：
具体实施方式
本发明的特征是在G.652与G.655光纤混合传输DWDM系统中引入G.652色散补偿模块和G.655色散补偿模块进行混合传输线路的色散和色散斜率补偿，实现远距离密集波分复用系统传输。
实施例1
图1中A1和A29是光转发单板，其中A1是发送端带AFEC的光转发板。发送端光转发板的中心频率为192.1THZ和195.9THZ。发送端光转发板的色散容限是800ps/nm。A29是接收端带AFEC的光转发板；A2和A28是光合波单板和光分波单板；A3，A6是C波段的G.652色散补偿模块，A11，A15，A20，A23和A26是C波段的G.655色散补偿模块。其中，其色散补偿量分别为40公里、80公里、40公里、100公里、80公里、80公里和60公里。A5，A10和A13是G.655光纤，A8，A17，A19，A22和A25是G.652光纤，其长度分别为100公里、100公里、100公里、25公里、25公里、25公里、25公里和75公里。A4，A7，A9，A12，A14，A16，A18，A21，A24，A27是掺饵光纤放大器。
在图1所表现的实施方式中，系统线路光纤由G.652光纤和G.655光纤组成，引入C波段的G.652色散补偿模块和C波段的G.655色散补偿模块进行混合传输线路的色散和色散斜率补偿，不考虑激光器的色散容限，各通道经过系统传输后的残余色散在0～800ps/nm之间。在该系统中，从G.652光纤进入G.655光纤最大的累积过补偿约为-1400ps/nm。
使各通道的单通道入纤光功率约为4dBm，测试通道1和通道39传输后的信噪比和光通道代价，测试结果如图4所示。两个通道的光通道代价最大值为2.5dB，系统传输性能较好。
实施例2
图2中B1和B29是光转发单板，其中B1是发送端带AFEC的光转发板。发送端光转发板的中心频率为192.1THZ和195.9THZ。发送端光转发板的色散容限是800ps/nm。B29是接收端带AFEC的光转发板；B2和B28是光合波单板和光分波单板；B3，B6，B14和B18是C波段的G.655色散补偿模块，B23和B26是C波段的G.652色散补偿模块。其中，其色散补偿量分别为80公里、80公里、120公里、80公里、40公里和80公里。B5是固定衰减器，B8，B10，B12，B16，B20和B22是G.652光纤，B25是G.655光纤，其长度分别为25公里、25公里、25公里、25公里、25公里、100公里和100公里。B4，B7，B9，B11，B13，B15，B17，B19，B21，B24，B27是掺饵光纤放大器。
在图2所表现的实施方式中，所示系统线路光纤由G.652光纤和G.655光纤组成，使用C波段的G.652色散补偿模块和C波段的G.655色散补偿模块进行混合传输线路的色散和色散斜率补偿。不考虑激光器的色散容限，各通道经过系统传输后的残余色散在0～800ps/nm之间。在该系统中，从G.652光纤进入G.655光纤的累积欠补偿约为1200ps/nm。从G.655光纤进入G.652光纤的累积欠补偿约为600ps/nm，从G.655光纤进入G.652光纤光的累积过补偿约为-700ps/nm。使用衰减器调整线路光纤的衰减，各通道的单通道入纤光功率约为4dBm。测试通道1和通道39传输后的信噪比和光通道代价，测试结果如图5所示。两个通道的光通道代价最大值为2.3dB，系统传输性能较好。
图2中的B3和B6是G.655色散补偿模块，B5是衰减器。从G.652光纤B8的入口看，相当于信号经过两个G.655色散补偿模块后进入G.652光纤，此时是从G.655进入G.652最大累计过补偿情况。同理，在G.652光纤B16入口处是从G.655进入G.652最大累计欠补偿情况。
需要确定四种情况下最大累计过补偿和累计欠补偿的大小。采用两个实施例确定，实施例1确定从G.652光纤进入G.655光纤的最大累积过补偿；实施例2是用来确定从G.652光纤进入G.655光纤的最大累积欠补偿；从G.655光纤进入G.652光纤的最大累积欠补偿；从G.655光纤进入G.652光纤的最大累积过补偿。
实施例3
图3中C1和C29是光转发单板，其中C1是发送端带AFEC的光转发板。发送端光转发板的中心频率为192.1THZ和195.9THZ。发送端光转发板的色散容限是800ps/nm。C29是接收端带AFEC的光转发板；C2和C8是光合波单板和光分波单板；C3，C6是C波段的G.652色散补偿模块，C11，C15，C20，C23和C26是C波段的G.655色散补偿模块。其色散补偿量分别为40公里、80公里、40公里、100公里、80公里、80公里和60公里。C5和C8是G.652光纤；C10，C13，C17，C19，C22和C25是G.655光纤，其长度分别为60公里、60公里、80公里、120公里、80公里、75公里、75公里和60公里。C4，C7，C9，C12，C14，C16，C18，C21，C24，C27是掺饵光纤放大器。
在图3所表现的实施方式中线路光纤由G.652光纤和G.655光纤组成，引入C波段的G.652色散补偿模块和C波段的G.655色散补偿模块进行混合传输线路的色散和色散斜率补偿，系统的残余色散在0～800ps/nm之间。在该系统中，从G.652光纤进入G.655光纤的残余色散在-1400ps/nm～1200ps/nm之间；从G.655光纤进入G.652光纤(此处只是强调实施方式1和2中的结论，这里没有从G.655光纤进入G.652光纤情况)的残余色散在-700ps/nm～600ps/nm之间。使用衰减器调整线路光纤的衰减，使各通道的单通道入纤光功率约为4dBm。测试通道1和通道39传输后的信噪比和光通道代价，测试结果如表3所示。两个通道的光通道最大值为2.0dB，系统传输性能较好。
三个实施方式中，1和2是用来得出最大累计欠补偿和过补偿数据的。三是一个优化的实施方式，残余色散，累计过补偿和累计欠补偿在实施方式1和2确定的范围之内。从1和2中得到的结论，适合多个跨段系统。也适合于在同一跨段中含有一种或两种光纤的系统。
上述实施方式并未完全包括本发明的全部实施方式。
Claims (5)
1.混合传输线路密集波分复用系统的色散补偿方法，包括如下步骤：
第一步确定密集波分复用系统中每一个跨段线路光纤的类型和长度，系统中线路光纤包含标准单模G.652光纤和非零色散位移G.655光纤；
第二步确定需要使用的色散模块的种类，色散补偿模块包括G.652光纤色散补偿模块和G.655光纤色散补偿模块：如果密集波分复用系统工作在C波段，则需要使用C波段的G.652色散补偿模块和C波段的G.655色散补偿模块；如果密集波分复用系统工作在L波段，则需要使用L波段的G.652色散补偿模块和L波段的G.655色散补偿模块；每一跨段色散补偿模块的类型与该跨段光纤的类型相适应；
第三步确定每跨段色散模块的位置和数量，色散补偿模块在系统中的位置包括第一级放大器之前，每跨段线路光纤之后，两级或三级放大器之间；
第四步确定整个系统的残余色散：对于色散容限为800ps/nm的激光器，每个光通道经过系统传输后的残余色散应在0～800ps/nm之间；对于色散容限为1600ps/nm的激光器，每个光通道经过系统传输后的残余色散应在0～1600ps/nm之间。
2.根据权利要求1所述的所述的色散补偿方法，其特征在于，G.652光纤和G.655光纤既可以在不同跨段，也可以在同一跨段。
3.根据权利要求1所述的所述的色散补偿方法，其特征在于，所述的每一跨段色散补偿模块的类型与该跨段光纤的类型相适应的规律为：只含有G.652光纤的跨段使用G.652色散补偿模块进行色散补偿，只含有G.655光纤的跨段使用G.655色散补偿模块进行色散补偿模块；含有G.652和G.655光纤的跨段既可以使用G.652色散补偿模块，也可以使用G.655色散补偿模块进行色散补偿。
4.根据权利要求1所述的所述的色散补偿方法，其特征在于，所述的每一跨段色散补偿模块的类型与该跨段光纤的类型相适应的规律为：含有G.652光纤的跨段使用G.655色散补偿模块补偿；含有G.655光纤的跨段使用G.652色散补偿模块补偿。
5.根据权利要求1所述的所述的色散补偿方法，其特征在于，第三步中，具体说来，每跨段色散模块的位置和色散值的要求如下：
第一级放大器之前需要放置一个色散补偿模块：第一跨段线路光纤是G.652光纤，第一级放大器之前放置G.652色散补偿模块；第一跨段线路光纤是G.655光纤，第一级放大器之前放置G.655色散补偿模块；第一跨段线路光纤既有G.652光纤，又有G.655光纤时，第一级放大器之前既可放置G.652色散补偿模块，也可以放置G.655色散补偿模块；
放置G.652色散补偿模块时，其色散值大于-1200ps/nm；放置G.655色散补偿模块时，其色散值大于-400ps/nm；
每个跨段线路光纤之后或两级或三级放大器之间放置色散补偿模块：
不考虑激光器的色散容限，经过色散补偿模块与线路光纤传输后的残余色散值需要满足：
A、如果本跨段线路光纤是G.655光纤，前一跨段线路光纤是G.652光纤，进入该跨段G.655光纤的残余色散值在-1400ps/nm～1200ps/nm之间；对于同一跨段中既有G.652光纤也有G.655光纤且G.652光纤在G.655光纤之前的情况，进入该跨段G.655光纤的残余色散值也需要在-1400ps/nm～1200ps/nm之间；
B、如果本跨段线路光纤是G.652光纤，前一跨段线路光纤是G.655光纤，进入该跨段G.652光纤的残余色散值在-700ps/nm～600ps/nm之间；对于同一跨段中既有G.652光纤也有G.655光纤且G.655光纤在G.652光纤之前的情况，进入该跨段G.652光纤的残余色散值也需要在-700ps/nm～600ps/nm之间；
C、如果本跨段线路光纤是G.655光纤，前一跨段线路光纤是G.655光纤，进入该跨段G.655光纤的残余色散值在-700ps/nm～600ps/nm之间；
D、如果本跨段线路光纤是G.652光纤，前一跨段线路光纤是G.652光纤，进入该跨段G.652光纤的残余色散值在-1400ps/nm～1200ps/nm之间。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |