專利名稱：一種用于長(zhǎng)距傳輸?shù)墓饫w連接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖傳輸領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種用于長(zhǎng)距傳輸?shù)墓饫w連接方法。
光纖色散是一種線性效應(yīng)，它的影響可以通過(guò)色散補(bǔ)償元件(光纖光柵、色散補(bǔ)償光纖等)進(jìn)行補(bǔ)償。光纖的非線性效應(yīng)，是光纖的高輸入功率和光纖共同作用所產(chǎn)生的一種物理光學(xué)現(xiàn)象。非線性效應(yīng)有很多種，一般包括自相位調(diào)制(SPM，self-phase modulation)、交叉相位調(diào)制(XPM，cross-phase modulation)、四波混頻(FWM，four-wave mixing)、受激拉曼散射效應(yīng)(SRS，stimulated Raman scattering)和受激布里淵散射(SBS，stimulated brillium scattering)。在WDM(波分復(fù)用)系統(tǒng)中，由四波混頻(FWM)引起的非線性效應(yīng)影響比較重要。四波混頻(FWM)是多個(gè)波長(zhǎng)之間由于光纖材料的三階非線性效應(yīng)而產(chǎn)生新的頻譜的物理現(xiàn)象。當(dāng)波分復(fù)用的信道間距小且光纖的色散接近零時(shí)，各波長(zhǎng)群速度接近相等，即各波長(zhǎng)信號(hào)接近同步傳輸，滿足四波混頻的相位匹配條件時(shí)，F(xiàn)WM影響最大。FWM的特征是產(chǎn)生新的頻率，因?yàn)閃DM系統(tǒng)中信道頻率間隔均勻，F(xiàn)WM混頻所產(chǎn)生的新頻率正好落在其它信道內(nèi)，引起嚴(yán)重的信道間串?dāng)_，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)不能工作。因而四波混頻(FWM)就成為波分復(fù)用系統(tǒng)中需要解決的一個(gè)難題。此外，SPM、XPM效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)性能的影響與色散累積量直接相關(guān)，只有在光纖累積的色散量小時(shí)，它們對(duì)系統(tǒng)造成的功率代價(jià)才小。因此，在波分復(fù)用系統(tǒng)中，要想實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離大容量傳輸，要求光纖有較小的色散累積量。
雖然色散系數(shù)小(如G653光纖)可以保證光纖中的色散累積量小，可以抑制SPM等非線性效應(yīng)，但FWM會(huì)成為主要的非線性效應(yīng)，嚴(yán)重影響DWDM(密集波分復(fù)用)系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量。因?yàn)楣饫wFWM非線性效應(yīng)的原因，用于長(zhǎng)距離、超長(zhǎng)距離傳輸?shù)墓饫w要求有足夠大的色散系數(shù)，以抑制FWM效應(yīng)的影響。即長(zhǎng)距離、超長(zhǎng)距離傳輸光纖鏈路要求滿足兩個(gè)條件1、大的色散系數(shù)；2、小的色散累積量。
目前，在工程中實(shí)際應(yīng)用的光纖有G652、G653和G655三種光纖。G652光纖由于在1550nm波長(zhǎng)附近具有較高的色散系數(shù)，光纖中的FWM效應(yīng)較小，可以忽略FWM對(duì)系統(tǒng)性能的影響，一般主要只考慮色散對(duì)系統(tǒng)性能的影響。對(duì)于10Gbit/s系統(tǒng)，由于系統(tǒng)速率較高，即使采用外調(diào)制技術(shù)，G652的色散受限距離在理論上也只有60km。雖然通過(guò)色散補(bǔ)償可以抑制色散的影響，目前比較成熟的色散調(diào)節(jié)技術(shù)是在光纖中加一段色散補(bǔ)償光纖(DCF)，但DCF色散補(bǔ)償光纖的使用是以功率損失為代價(jià)的。為增加傳輸距離必須增加EDFA，這樣勢(shì)必增加系統(tǒng)成本；而且在超長(zhǎng)距離的光纖通信系統(tǒng)中，由于級(jí)聯(lián)的EDFA很多，一方面使EDFA的放大自發(fā)發(fā)射(ASE)帶寬減少，引起“自濾波”效應(yīng)，從而限制EDFA鏈系的增益帶寬，進(jìn)而限制WDM系統(tǒng)的帶寬，另一方面還會(huì)使得EDFA級(jí)聯(lián)的噪聲影響更大，限制系統(tǒng)傳輸距離。因此G652在用于超長(zhǎng)距離時(shí)，具有一定的局限性。
G653光纖是色散位移光纖，它通過(guò)控制光纖的折射率分布，加大波導(dǎo)色散，使單模光纖的零色散點(diǎn)位移至1550nm波長(zhǎng)附近，使其在1550nm波長(zhǎng)具有零色散點(diǎn)和損耗最低點(diǎn)。雖然這種光纖在單信道系統(tǒng)中能增加色散受限距離，但因?yàn)槠渖⑾禂?shù)過(guò)小，正好滿足FWM的相位匹配條件，產(chǎn)生嚴(yán)重的FWM干擾。鑒于G653光纖在WDM中的非線性效應(yīng)較大，不適于應(yīng)用到波分復(fù)用系統(tǒng)中。
G655光纖是一種在應(yīng)用波長(zhǎng)范圍內(nèi)其色散系數(shù)絕對(duì)值大于非零的(色散位移)單模光纖。在這一應(yīng)用波長(zhǎng)范圍內(nèi)，其色散可以為正、亦可以為負(fù)。G655光纖由于在其應(yīng)用波長(zhǎng)范圍內(nèi)色散不為零，從而有效抑制了FWM的產(chǎn)生，而且在這一應(yīng)用波長(zhǎng)范圍內(nèi)色散足夠小，使色散受限距離增長(zhǎng)。在10Gbit/s速率下，G655光纖可以傳輸300～400km而無(wú)需色散補(bǔ)償。但G655光纖在傳輸更遠(yuǎn)距離時(shí)仍然需要進(jìn)行色散補(bǔ)償，這帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)雷同于G652光纖。而且因?yàn)樯⒀a(bǔ)償間距比功率補(bǔ)償間距相對(duì)要大，SPM、XPM影響比G652光纖要嚴(yán)重一些，其入纖功率相對(duì)要求更嚴(yán)格。
可見(jiàn)，無(wú)論采用G652、G653、G655光纖，長(zhǎng)距離傳輸都存在這樣或那樣的受限，沒(méi)有完全發(fā)揮出系統(tǒng)的性能。
本發(fā)明的技術(shù)方案在于，一種用于長(zhǎng)距傳輸?shù)墓饫w連接方法，其特征在于，所述光纖拓?fù)溆烧⑾禂?shù)光纖與負(fù)色散系數(shù)光纖分段交替組成，所述正、負(fù)色散系數(shù)光纖段的色散量的絕對(duì)值相等而符號(hào)相反。
在本發(fā)明所述的方法中，所述正、負(fù)色散系數(shù)光纖段的色散量小于系統(tǒng)的色散容限范圍。
在本發(fā)明所述的方法中，所述光纖可采用正色散系數(shù)的G655光纖和負(fù)色散系數(shù)的G655光纖，所述正、負(fù)色散系數(shù)G655光纖段的交替間距可設(shè)為5-40公里，或進(jìn)一步設(shè)為10-30公里。
本發(fā)明通過(guò)正、負(fù)色散系數(shù)光纖交替組成新的光纖拓?fù)?，不僅使得任意點(diǎn)的色散累積量不超越色散容限，同時(shí)能有效地抑制非線性效應(yīng)，避免采用色散補(bǔ)償裝置，提高系統(tǒng)的功率利用效率。
下面將結(jié)合附圖
及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
因?yàn)闊o(wú)需色散補(bǔ)償，上述光纖拓?fù)洳粫?huì)因?yàn)轭~外的色散補(bǔ)償裝置而使用更多的放大器，鏈路中的放大器噪聲級(jí)聯(lián)也降低，相對(duì)于單純的G655、G652加DCM(色散補(bǔ)償模塊)色散補(bǔ)償裝置構(gòu)造的光纖傳輸鏈路，上述光纖拓?fù)浼忍嵘讼到y(tǒng)中的功率利用率，又延長(zhǎng)了系統(tǒng)的傳輸距離。而且避免了色散補(bǔ)償裝置帶來(lái)的負(fù)面影響(如DCF中的非線性效應(yīng)等不會(huì)對(duì)該系統(tǒng)造成功率代價(jià))，進(jìn)一步延長(zhǎng)了系統(tǒng)的無(wú)電中繼傳輸距離。
通過(guò)使用上述光纖拓?fù)?，可以使得OADM(光分插復(fù)用)站點(diǎn)可以在任意地點(diǎn)設(shè)置，只需要考慮功率補(bǔ)償問(wèn)題，而無(wú)需考慮更改物理傳輸鏈路的色散拓?fù)湓O(shè)計(jì)。任意點(diǎn)上和任意點(diǎn)下的信道所累積的色散量隨長(zhǎng)度變化的情況如圖3所示，它不會(huì)超越圖2所示的兩種極端情形。當(dāng)兩條不同傳輸鏈路之間存在光交叉連接的情況下，因?yàn)閮蓷l鏈路上發(fā)生交叉連接的光信道所累積的色散量也不會(huì)超越兩條鏈路的最大色散累積量之和，即信道累積的色散量不會(huì)超過(guò)兩段G655光纖段積累的色散量(最差情形)，在正負(fù)G655交替間距小于40公里時(shí)，可以保證發(fā)生交叉連接的光信道業(yè)務(wù)不受色散因素影響。當(dāng)更多的傳輸鏈路發(fā)生交叉連接時(shí)，分析同上，不過(guò)此時(shí)發(fā)生交叉連接的信道所累積的色散量不會(huì)超過(guò)它所經(jīng)過(guò)的每個(gè)鏈路的單段G655色散量絕對(duì)值之和，因此通過(guò)控制正負(fù)色散系數(shù)的G655光纖交替間距就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信道最大累積色散量的控制。如采用足夠小的交替間距，上述光纖拓?fù)淇梢员ＷC光纖物理鏈路層對(duì)光層完全透明，無(wú)需考慮色散補(bǔ)償，可以充分適應(yīng)未來(lái)全光網(wǎng)建設(shè)的需要。
實(shí)驗(yàn)證明，通過(guò)使用本發(fā)明的光纖拓?fù)?，控制正?fù)G655交替間距為10-30公里，系統(tǒng)無(wú)電中繼傳輸距離可以延伸至4000公里以上。
本發(fā)明光纖連接方法中的提供的光纖拓?fù)渲С衷谌我恻c(diǎn)提供OADM業(yè)務(wù)，保證OADM、OXC對(duì)鏈路透明。由于具有上述特點(diǎn)，本發(fā)明還可使用在2.5Gbit/s、10Gbit/s和40Gbit/s以及更高或更低速率的NRZ、RZ碼光傳輸系統(tǒng)中。
權(quán)利要求
1.一種用于長(zhǎng)距傳輸?shù)墓饫w連接方法，其特征在于，采用正色散系數(shù)光纖和負(fù)色散系數(shù)光纖分段交替連接，組成光纖拓?fù)?，所述正、?fù)色散系數(shù)光纖段的色散量的絕對(duì)值相等而符號(hào)相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于長(zhǎng)距傳輸?shù)墓饫w連接方法，其特征在于，所述正、負(fù)色散系數(shù)光纖段的色散量小于系統(tǒng)的色散容限范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于長(zhǎng)距傳輸?shù)墓饫w連接方法，其特征在于，所述光纖采用正色散系數(shù)的G655光纖和負(fù)色散系數(shù)的G655光纖。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于長(zhǎng)距傳輸?shù)墓饫w連接方法，其特征在于，所述正、負(fù)色散系數(shù)G655光纖段的交替間距為5-40公里。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于長(zhǎng)距傳輸?shù)墓饫w連接方法，其特征在于，所述正、負(fù)色散系數(shù)G655光纖段的交替間距為10-30公里。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于長(zhǎng)距傳輸?shù)墓饫w連接方法，其特征在于，光分插復(fù)用站點(diǎn)可在所述光纖拓?fù)涞娜我恻c(diǎn)設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明涉及光纖傳輸領(lǐng)域，具體涉及一種用于長(zhǎng)距傳輸?shù)墓饫w連接方法，其特征在于，所述光纖拓?fù)溆烧⑾禂?shù)光纖與負(fù)色散系數(shù)光纖分段交替組成，所述正、負(fù)色散系數(shù)光纖段的色散量的絕對(duì)值相等而符號(hào)相反。其中，每一光纖段的色散量小于系統(tǒng)的色散容限范圍；所述光纖可分別采用正、負(fù)色散系數(shù)的G655光纖，光纖段的交替間距可設(shè)為5－40公里，或進(jìn)一步設(shè)為10－30公里。本發(fā)明通過(guò)正、負(fù)色散系數(shù)G655光纖交替組成新的光纖拓?fù)?，不僅使得任意點(diǎn)的色散累積量不超越系統(tǒng)色散容限，同時(shí)能有效地抑制非線性效應(yīng)，避免采用色散補(bǔ)償裝置，提高系統(tǒng)的功率利用效率，延長(zhǎng)系統(tǒng)傳輸距離。
文檔編號(hào)H04B10/12GK1447137SQ0210765
公開(kāi)日2003年10月8日 申請(qǐng)日期2002年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月22日
發(fā)明者李從奇, 李長(zhǎng)春 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司