CN210839935U

CN210839935U - 用于直连光通信的数据通信系统

Info

Publication number: CN210839935U
Application number: CN201922428478.5U
Authority: CN
Inventors: 李由; 吴忠; 陈利民; 王玮; 肖卫红; 张猛; 郑元伟; 龙诺亚; 张菡; 撒兴杰; 郭建文; 宋奕; 方继宇; 李柏森; 熊铖; 张祥忠; 刘晓波
Original assignee: Information Center of Guizhou Power Grid Co Ltd
Current assignee: Information Center of Guizhou Power Grid Co Ltd
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2020-06-23
Anticipated expiration: 2029-12-30

Abstract

本实用新型涉及光通信技术领域，具体涉及一种用于直连光通信的数据通信系统。用于直连光通信的数据通信系统，包括第一数据通信设备和第二数据通信设备，第一数据通信设备的发射端连接第二数据通信设备的接收端，第一数据通信设备的接收端连接第二数据通信设备的发射端；第一数据通信设备和第二数据通信设备，均包括：交换机下行线路，下行线路的输入端连接交换机的输出端，下行线路的输出端为数据通信设备的发射端；从下行线路的输入端至下行线路的输出端，包括依次串联的编码模块、功率放大器模块和前向拉曼放大器；上行线路，从上行线路的输入端至上行线路的输出端，包括依次串联的后向拉曼放大器、预置放大器、色散补偿模块和解码模块。

Description

用于直连光通信的数据通信系统

技术领域

本实用新型涉及光通信技术领域，具体涉及一种用于直连光通信的数据通信系统。

背景技术

交换机是一种高速的网络传输中继设备，由于光纤本身的传输优点，速度快，抗干扰能力强等，使得交换机之间信息的传输更稳定，更快速。

目前实现交换机之间互联的主要方式是通过光收发模块来实现。运营商所使用的信息传输通道多为短距离传输，在光模块传输极限范围内，不需要中继设备。一般通信光模块的传输距离与发射光功率有关，一般在2km左右，而短距光模块传输距离为15~40km，长距可以达到80km。这一距离对于很多城区之间互联、偏远地区交换机之间互联等长距离场景远不能满足。而在电力通信系统中，信息传输距离多为长距离传输，需要借助放大器、纠错、色散补偿等设备才能实现无中继超长距离传输。目前交换机之间长距离传输一般通过建设中继站的方法来实现。但是在地形复杂与人烟稀少的地区难于设站、维修困难、电力供应条件差,所以光缆通过时要考虑少设站或最好不设站(延长中继距离)。这就需要更长距离的光纤传输方案以实现交换机之间的连通。

由于信号在光纤中传输有衰减、色散积累、非线性效应（功率过大）等限制，使得光纤交换机之间的互联变得非常困难。而短距离的光纤交换机互联不仅满足不了特殊地区的特殊需求，同时短距离间交换机之间频繁的光电、电光转换不仅增加了光纤通信所需要的时间，同时也降低了光纤通信的稳定性和安全性。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种用于直连光通信的数据通信系统，可以实现交换机路由器等数据通信设备超长距离的直连通信。

根据本实用新型提供的技术方案，一种用于直连光通信的数据通信系统，包括第一数据通信设备和第二数据通信设备，所述第一数据通信设备的发射端连接所述第二数据通信设备的接收端，所述第一数据通信设备的接收端连接所述第二数据通信设备的发射端；

所述第一数据通信设备和第二数据通信设备，均包括：

交换机，所述交换机包括输入端和输出端；

下行线路，所述下行线路的输入端连接所述交换机的输出端，所述下行线路的输出端为所述数据通信设备的发射端；

从所述下行线路的输入端至下行线路的输出端，包括依次串联的编码模块、功率放大器模块和前向拉曼放大器；

上行线路，所述上行线路的输出端连接所述交换机的输入端，所述上行线路的输入端为所述数据通信设备的接收端；

从所述上行线路的输入端至上行线路的输出端，包括依次串联的后向拉曼放大器、预置放大器、色散补偿模块和解码模块。

可选的，所述前向拉曼放大器的开关增益为6dB~10dB；后向拉曼放大器开关增益为20dB~25dB。

可选的，所述色散补偿模块采用色散补偿光纤，所述色散补偿光纤的衰减系数0.1dB/km~0.55dB/km，色散系数为-100ps/nm.km~-170ps/nm.km。

可选的，所述预置放大器的输出功率为0dBm~5dBm。

可选的，所述功率放大器模块能够将具有不同输入功率的信号放大，并输出固定功率，所述固定功率的范围为10dBm~24dBm。

可选的，所述编码模块的编码增益范围为8.5dB~10dB。

可选的，所述交换机还包括：

以太网电口，所述以太网电口满足百兆、千兆和万兆自适应；

线路侧光口，所述线路侧光口支持万兆速率。

可选的，还包括：设备机框，所述交换机、下行线路和上行线路安装在所述设备机框中，且所述下行线路和上行线路在所述设备机框中对称设置。

可选的，所述第一数据通信设备的发射端通过传输光线连接所述第二数据通信设备的接收端，所述第一数据通信设备的接收端通过传输光线连接所述第二数据通信设备的发射端。

可选的，所述传输光线为单模光纤，光纤损耗为0.16dB/km~0.2dB/km。

从以上所述可以看出，本实用新型提供的用于直连光通信的数据通信系统，与现有技术相比具备以下优点：第一数据通信设备和第二数据通信设备构成一对数据通信设备，在一对数据通信设备中连入端到端传送业务光传输网络中，第一数据通信设备中的交换机和第二数据通信设备中的交换机能够连接光传输网络中的任意两点，在到达目的地之前，信号一直处于光层，这使得传输效率更高，网络结构进一步简化，便于实现向智能光网络的顺利演进。同用于直连光通信的数据通信系统实现的长距离无中继光传输方案具有更强的稳定性和运维功能。由于减少了有源器件的使用，长距离光传输系统降低了功耗和空间占用，也因此提升了系统的稳定性，减少故障隐患。通过在两个交换机机房配备第一数据通信设备和第二数据通信设备，能够将数通设备两个交换机之间的距离提高到 400km 以上，而不用设置中继站，大大减少了通信成本。

附图说明

图1为本实用新型提供的用于直连光通信的数据通信系统的结构框图。

1. 第一数据通信设备，2. 第二数据通信设备，100. 交换机，200. 下行线路，210. 编码模块，220. 功率放大器模块，230. 前向拉曼放大器，300. 发射端，400. 上行线路，410. 后向拉曼放大器，420. 预置放大器，430. 色散补偿模块，440. 解码模块，500.接收端。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

作为本实用的实施例，参照图1，提供一种用于直连光通信的数据通信系统，所述用于直连光通信的数据通信系统，包括：第一数据通信设备1和第二数据通信设备2，所述第一数据通信设备1的发射端300连接所述第二数据通信设备2的接收端500，所述第一数据通信设备1的接收端500连接所述第二数据通信设备2的发射端300；

所述第一数据通信设备1和第二数据通信设备2，均包括：

交换机100，所述交换机100包括输入端和输出端；

下行线路200，所述下行线路200的输入端连接所述交换机100的输出端，所述下行线路200的输出端为所述数据通信设备的发射端300；

从所述下行线路200的输入端至下行线路200的输出端，包括依次串联的编码模块210、功率放大器模块220和前向拉曼放大器230；

上行线路400，所述上行线路400的输出端连接所述交换机100的输入端，所述上行线路400的输入端为所述数据通信设备的接收端500；

从所述上行线路400的输入端至上行线路400的输出端，包括依次串联的后向拉曼放大器410、预置放大器420、色散补偿模块430和解码模块440。

本实施例，第一数据通信设备1和第二数据通信设备2构成一对数据通信设备，在一对数据通信设备中连入端到端传送业务光传输网络中，第一数据通信设备1中的交换机100和第二数据通信设备2中的交换机100能够连接光传输网络中的任意两点，在到达目的地之前，信号一直处于光层，这使得传输效率更高，网络结构进一步简化，便于实现向智能光网络的顺利演进。同用于直连光通信的数据通信系统实现的长距离无中继光传输方案具有更强的稳定性和运维功能。由于减少了有源器件的使用，长距离光传输系统降低了功耗和空间占用，也因此提升了系统的稳定性，减少故障隐患。通过在两个交换机100机房配备第一数据通信设备1和第二数据通信设备2，能够将数通设备两个交换机100之间的距离提高到 400km 以上，而不用设置中继站，大大减少了通信成本。

第一数据通信设备1和第二数据通信设备2均还包括：设备机框，所述交换机100、下行线路200和上行线路400安装在所述设备机框中，且所述下行线路200和上行线路400在所述设备机框中对称设置。

所述交换机100采用二层以太网接入交换机100，所述交换机100的输入端适用于传输速率小于等于万兆的各种速率，适用于单波、多波信号，适用于多种波段的信号；所述交换机100的输出端适用于传输速率小于等于万兆的各种速率，适用于单波、多波信号，适用于多种波段的信号。

所述交换机100还包括：

以太网电口，所述以太网电口满足百兆、千兆和万兆自适应，用于接入客户侧业务；

线路侧光口，所述线路侧光口支持万兆速率，光口最大支持距离80km，配合超长距线路侧可实现超400km无任何中继的直连通信；光口支持客户侧小颗粒业务的复用和解复用。

所述编码模块210采用超强纠错编码设备，能够将速率为9.95Gb/s信号编码为10.7Gb/s，或者将速率为10.3Gb/s信号编码为11.3Gb/s。其编码增益范围为8.5dB~10dB。

所述功率放大器模块220能够将具有不同输入功率的信号放大，并输出固定功率，所述固定功率的范围为10dBm~24dBm。

所述前向拉曼放大器230的开关增益为6dB~10dB，噪声低于-1dB。所述后向拉曼放大器410用于对传输光纤中的小信号进行放大，后向拉曼放大器开关增益为20dB~25dB；噪声小于0dB。

所述预置放大器420的输出功率为0dBm~5dBm。

所述色散补偿模块430采用色散补偿光纤，所述色散补偿光纤的衰减系数0.1dB/km~0.55dB/km，所述色散补偿光纤的色散系数为-100~-170ps/nm.km。

所述解码模块440采用超强纠错解码设备，能够将2.67Gb/s速率的信号解码为2.5Gb/s。或将速率为10.7Gb/s的信号解码为9.95Gb/s，或者将速率为11.3Gb/s的信号解码为10.3Gb/s。

使用时，在光传输通路的第一端和第二端分别安装第一数据通信设备1和第二数据通信设备2，位于光传输通路第一端的第一数据通信设备1的下行线路200，通过传输光纤，连接位于光传输通路的第二端的第二数据通信设备2的上行线路400；位于光传输通路第一端的第一数据通信设备1的上行线路400，通过传输光纤，连接位于光传输通路的第二端的第二数据通信设备2。

在第一数据通信设备1中，其下行路线信号由交换机100输出端发出，首先经过超强纠错编码设备对信号光（适用于10GE及以下的多种速率）进行编码。然后经过功率放大器模块220，将输入信号放大到17dBm以上，经过放大后的信号经过前向拉曼放大器230，在传输光纤遇到来自于前向拉曼放大器230的泵浦光，由传输光纤作为增益光纤获得增益。由于拉曼放大器边放大边传输的分布式放大的特点，前向拉曼放大器230可以提高输入信号的等效入纤功率，避免非线性效应。

被前向拉曼放大器230放大后进入传输光纤经过几百公里传输光纤之后，信号变得很微弱。此时小信号首先进入另一个光通信直连数通设备后向拉曼放大器410中进行放大，拉曼放大器的分布式放大的特点令信号在传输中得到放大。由于入射信号比较小，在后向拉曼放大器410中，可以获得超过20dB的拉曼增益。然后，信号进入预置放大器420中进行进一步放大，其目的是进一步获得较大增益，用于弥补它后面的色散补偿光纤带来的功率损耗。接着，信号经过色散补偿光纤后，其累积的色散大部分得到补偿，进入解码模块440，对编码过的信号进行解码处理，进入另一个光通信直连数通设备的交换机100的输入端。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的主旨之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种用于直连光通信的数据通信系统，其特征在于，包括第一数据通信设备（1）和第二数据通信设备（2），所述第一数据通信设备（1）的发射端（300）连接所述第二数据通信设备（2）的接收端（500），所述第一数据通信设备（1）的接收端（500）连接所述第二数据通信设备（2）的发射端（300）；

所述第一数据通信设备（1）和第二数据通信设备（2），均包括：

交换机（100），所述交换机（100）包括输入端和输出端；

下行线路（200），所述下行线路（200）的输入端连接所述交换机（100）的输出端，所述第一数据通信设备（1）和所述第二数据通信设备（2）的发射端（300）为其各自对应的下行线路（200）的输出端；

从所述下行线路（200）的输入端至下行线路（200）的输出端，包括依次串联的编码模块（210）、功率放大器模块（220）和前向拉曼放大器（230）；

上行线路（400），所述上行线路（400）的输出端连接所述交换机（100）的输入端，所述第一数据通信设备（1）和所述第二数据通信设备（2）的接收端（500）为其各自对应的上行线路（400）的输入端；

从所述上行线路（400）的输入端至上行线路（400）的输出端，包括依次串联的后向拉曼放大器（410）、预置放大器（420）、色散补偿模块（430）和解码模块（440）。

2.如权利要求1所述的用于直连光通信的数据通信系统，其特征在于，所述前向拉曼放大器（230）的开关增益为6dB~10dB，所述后向拉曼放大器开关增益为20dB~25dB。

3.如权利要求1所述的用于直连光通信的数据通信系统，其特征在于，所述色散补偿模块（430）采用色散补偿光纤，所述色散补偿光纤的衰减系数0.1dB/km~0.55dB/km，色散系数为-100ps/nm.km~-170ps/nm.km。

4.如权利要求1所述的用于直连光通信的数据通信系统，其特征在于，所述预置放大器（420）的输出功率为0dBm~5dBm。

5.如权利要求1所述的用于直连光通信的数据通信系统，其特征在于，所述功率放大器模块（220）能够将具有不同输入功率的信号放大，并输出固定功率，所述固定功率的范围为10dBm~24dBm。

6.如权利要求1所述的用于直连光通信的数据通信系统，其特征在于，所述编码模块（210）的编码增益范围为8.5dB~10dB。

7.如权利要求1所述的用于直连光通信的数据通信系统，其特征在于，所述交换机（100）还包括：

线路侧光口，所述线路侧光口支持万兆速率。

8.如权利要求1所述的用于直连光通信的数据通信系统，其特征在于，还包括：设备机框，所述交换机（100）、下行线路（200）和上行线路（400）安装在所述设备机框中，且所述下行线路（200）和上行线路（400）在所述设备机框中对称设置。

9.如权利要求1所述的用于直连光通信的数据通信系统，其特征在于，所述第一数据通信设备（1）的发射端（300）通过传输光线连接所述第二数据通信设备（2）的接收端（500），所述第一数据通信设备（1）的接收端（500）通过传输光线连接所述第二数据通信设备（2）的发射端（300）。

10.如权利要求9所述的用于直连光通信的数据通信系统，其特征在于，所述传输光线为单模光纤，光纤损耗为0.16dB/km~0.2dB/km。