專利名稱：色散位移光纖c波段傳輸系統(tǒng)的確定方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光通信系統(tǒng)中的參數(shù)確定方法，具體地說涉及色散位移光纖(G.653光纖)C波段傳輸系統(tǒng)的確定方法。
背景技術：
目前波分復用信號主要是利用G.652光纖和G.655光纖進行傳輸，G.653光纖由于非線性效應嚴重而主要用于單波信號傳輸。隨著波分復用技術的不斷進步，G.653光纖若仍然只用于單波傳輸則浪費了大量的傳輸資源。為了充分利用世界上已經(jīng)鋪設的大量G.653光纖資源，開拓G.653光纖傳輸市場，利用G.653光纖傳輸密集波分復用(DWDM)信號有著重要的意義。目前大規(guī)模用于光纖傳輸?shù)牟ㄩL只有兩個波段，即C波段和L波段。為了最大程度的利用G.653光纖資源，開發(fā)G.653光纖C波段傳輸系統(tǒng)可以大大提高G.653光纖的利用率。
但是由于G.653光纖有效面積小、非線性系數(shù)高，使得C波段波分DWDM信號在G.653光纖中進行傳輸時會產(chǎn)生嚴重的四波混頻(FWM)效應，通過四波混頻效應產(chǎn)生的新的波一方面落在原有的DWDM信號上，導致同頻串擾或異頻串擾，另一方面，降低了原有的DWDM信號的功率，導致系統(tǒng)光信噪比(OSNR)的降低，最終導致波分信號無法接收，因而在G.653光纖上傳輸C波段DWDM信號非常困難。為解決上述問題，目前國際上通過采用信道完全不等間隔法在G.653光纖中傳輸8波DWDM信號。這種方法就是利用信道的完全不等間隔分布，使得新產(chǎn)生的波不落在原有8波信道上，這樣就可以減小串擾的影響同時抑制FWM效應的強度，提高DWDM信號的OSNR，從而提高系統(tǒng)性能。但是信道完全不等間隔法得到的波長分配無法和G.652及G.655光纖C波段320G DWDM系統(tǒng)兼容，兩個系統(tǒng)若能融合使用必須要專用的波分復用/解復用器和更改波長轉(zhuǎn)換設備，和更改放大器性能參數(shù)，實現(xiàn)起來很困難。同時，在目前的信道完全不等間隔方案中，只確定了G.653光纖的8波的DWDM傳輸系統(tǒng)信道間隔參考，而系統(tǒng)參數(shù)確定方法和具體的系統(tǒng)參數(shù)，如組網(wǎng)方式和入纖功率控制等，業(yè)界尚未有解決方案，而這些參數(shù)對G.653光纖C波段DWDM傳輸系統(tǒng)來說是非常重要的，因為在信道完全不等間隔法中，由于G.653光纖的特殊性，非線性效應特別是FWM效應仍然有重要的影響，要保證系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行仍有困難，而且，目前的方案對G.653光纖C波段的資源使用仍很有限。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種色散位移光纖C波段傳輸系統(tǒng)的確定方法以及依據(jù)該方法確定的系統(tǒng)，使用該方法確定的G.653光纖C波段傳輸系統(tǒng)能夠提高G653光纖C波段的資源利用率和系統(tǒng)穩(wěn)定性。
為達到上述目的，本發(fā)明提供的色散位移光纖C波段傳輸系統(tǒng)的確定方法，包括下述步驟步驟1確定色散位移光纖(G.653)光纖C波段傳輸系統(tǒng)中繼傳輸級數(shù)；步驟2利用步驟1確定的傳輸系統(tǒng)中繼級數(shù)，確定G.653光纖放大器最小單波輸入功率和最大單波入纖功率，進而確定每級的最大傳輸距離；步驟3根據(jù)G.653光纖的色散系數(shù)以及單級傳輸距離確定合適的色散補償方案。
步驟2中，根據(jù)系統(tǒng)采用的放大器的噪聲指數(shù)參數(shù)以及系統(tǒng)發(fā)射模塊和接收模塊對于系統(tǒng)光信噪比(ONSR)的最低要求，確定G.653光纖放大器最小單波輸入功率。
步驟2中，利用系統(tǒng)采用的放大器的放大倍數(shù)、最大輸出功率系統(tǒng)滿波波長數(shù)以及四波混頻效應確定信號最大單波入纖功率。
步驟3所述確定色散補償方案，是當多個單級中繼傳輸級段累加的系統(tǒng)色散超過了接收機的色散容限，使用G.653色散補償模塊進行色散補償。
在上述步驟2確定最大單波入纖功率時，在保持放大器輸入功率不變的前提下降低單波入纖功率，直到找到滿足系統(tǒng)性能要求的單波入纖功率臨界值，即最大單波入纖功率。
本發(fā)明提供的色散位移光纖C波段傳輸系統(tǒng)，包括合波器(MUX)、分波器(DEMUX)、放大器、可調(diào)光衰減器和位于合波器與分波器之間的中繼傳輸級段，所述中繼傳輸級段包括放大器、可調(diào)光衰減器；所述可調(diào)光衰減器用于使光纖中所傳輸?shù)母鱾€波長光信號的功率與每級的最大傳輸距離保持平衡。
上面所述的色散位移光纖C波段傳輸系統(tǒng)，在進行8波傳輸時，含有下述中繼等級的系統(tǒng)參數(shù)為當中繼傳輸級段為1級時，最大單波入纖功率為5dBm，單波輸入EDFA放大器的功率為-32dBm，每級功率總預算為36dB，每級傳輸距離為128km；當中繼傳輸級段為3級時，最大單波入纖功率為4dBm，單波輸入EDFA放大器的功率為-29dBm，每級功率總預算為32dB，每級傳輸距離為113km；當中繼傳輸級段為6級時，最大單波入纖功率為4dBm，單波輸入EDFA放大器的功率為-20dBm，每級功率總預算為23dB，每級傳輸距離為81km
當中繼傳輸級段為8級時，最大單波入纖功率為2dBm，單波輸入EDFA放大器的功率為-18dBm，每級功率總預算為19dB，每級傳輸距離為66km；在進行12波傳輸時，含有下述中繼等級的系統(tǒng)參數(shù)為當中繼傳輸級段為1級時，最大單波入纖功率為5dBm，單波輸入EDFA放大器的功率為-32dBm，每級功率總預算為36dB，每級傳輸距離為128km；當中繼傳輸級段為3級時，最大單波入纖功率為2dBm，單波輸入EDFA放大器的功率為-29dBm，每級功率總預算為30dB，每級傳輸距離為106km；當中繼傳輸級段為6級時，最大單波入纖功率為2dBm，單波輸入EDFA放大器的功率為-20dBm，每級功率總預算為21dB，每級傳輸距離為73km；當中繼傳輸級段為8級時，最大單波入纖功率為-2dBm，單波輸入EDFA放大器的功率為-18dBm，每級功率總預算為17dB，每級傳輸距離為59km。
與現(xiàn)有技術相比，按照本發(fā)明所述方法可以得到G.653光纖C波段波分傳輸系統(tǒng)，作為該方法的一個具體應用，上述系統(tǒng)可以參考現(xiàn)有的G.652及G.655光纖C波段320G系統(tǒng)，這樣就可以很容易地得到分組不等間隔8波和12波傳輸系統(tǒng)參數(shù)，并且分組不等間隔8波和12波傳輸系統(tǒng)參數(shù)和現(xiàn)有G.652及G.655光纖C波段320G系統(tǒng)完全兼容，在現(xiàn)有的320G系統(tǒng)上可以不做任何修改。只需要按照本發(fā)明中提示的方法確定相關系統(tǒng)參數(shù)，并使用確定的入纖功率控制、色散補償方式和系統(tǒng)參數(shù)，不僅達到了上述與現(xiàn)有G.652及G.655光纖C波段320G系統(tǒng)完全兼容，還可以充分利用現(xiàn)有的G.653光纖資源傳輸波分信號，降低FWM效應產(chǎn)生的影響，甚至可以分別達到80Gb/s*520km和120Gb/s*464km傳輸能力，因此系統(tǒng)成本低。另外，由于充分利用了現(xiàn)有的大量鋪設的G.653光纖資源，不需要再鋪設新的光纖光纜，即可得到較大的傳輸帶寬和較長的傳輸距離，因此系統(tǒng)總成本非常低廉，且使用方便靈活。
圖1是本發(fā)明所述方法實施例流程圖；圖2是G.653光纖C波段DWDM信號傳輸系統(tǒng)圖。
具體實施例方式
由于在G.653光纖C波段傳輸系統(tǒng)中FWM效應的影響比較嚴重，在確定設計G.653光纖C段傳輸系統(tǒng)的具體參數(shù)時必須解決這個問題。
下面對本發(fā)明作進一步詳細的描述。
圖1是本發(fā)明所述方法實施例流程圖。按照圖1實施本發(fā)明，首先在步驟1參考G.652、G.655光纖C波段320G傳輸系統(tǒng)標準(這樣做的目的是為了與現(xiàn)有系統(tǒng)相兼容，避免現(xiàn)有系統(tǒng)作大的改動，降低成本)，確定G.653光纖C波段傳輸系統(tǒng)中繼傳輸級數(shù)，本例中確定的級數(shù)為8，當然也可以為其它等級，如6級、3級、1級。接著在步驟2通過實驗測試等手段確定系統(tǒng)采用的各個功能器件的具體參數(shù)特性，如各個放大器的增益譜、噪聲指數(shù)、放大倍數(shù)、最大輸出功率等；各個無源器件的衰減譜，如濾波器件帶寬、隔離度等；尤其是光纖的色散系數(shù)、色散斜率、PMD系數(shù)、不同功率下的衰減譜等特性。當確定傳輸系統(tǒng)中繼數(shù)和系統(tǒng)采用的功能器件參數(shù)后。在步驟3根據(jù)所采用的放大器的噪聲指數(shù)等特性以及系統(tǒng)發(fā)射模塊和接收模塊對于ONSR的最低要求，確定G.653光纖放大器的最小單波輸入功率。并由放大器放大倍數(shù)、最大輸出功率等可以確定信號最大單波入纖功率，同時需要考慮系統(tǒng)發(fā)射模塊和接收模塊中有沒有FEC(前向糾錯)能力，這是因為FEC的存在會降低系統(tǒng)對OSNR的要求。由上述系數(shù)確定每個中繼傳輸級的最大傳輸距離。最后在步驟4根據(jù)光纖的色散系數(shù)以及單級傳輸距離，并根據(jù)系統(tǒng)接收模塊對色散延遲的容忍度等要求確定合適的色散補償方案。如果系統(tǒng)總色散超過了系統(tǒng)接收模塊的色散容限，則需要進行合適色散補償。
在上述步驟3中確定最大單波入纖功率時，還要考慮四波混頻效應對系統(tǒng)的影響。由于四波混頻的存在使得實際最大單波入纖功率大為降低。由于四波混頻對系統(tǒng)的影響隨單波功率的減小而迅速降低，因此在不影響放大器最小單波輸入功率的情況下，逐步降低單波入纖功率直到滿足系統(tǒng)要求為止，此時得到的單波入纖功率就是實際最大單波入纖功率。這可以通過在系統(tǒng)中測試各波的性能來實現(xiàn)。如果系統(tǒng)性能仍然不佳如長期通道代價大于2dB，則需要在保持放大器輸入功率不變的前提下進一步降低單波入纖功率，來達到減小四波混頻等對系統(tǒng)的影響，以找到系統(tǒng)性能滿足要求的臨界值如單波入纖功率。
另外，在綜合考慮信號偏振態(tài)對四波混頻的產(chǎn)生有重要影響，從而嚴重影響系統(tǒng)性能，并且信號偏振態(tài)會發(fā)生隨機變化的情況下，以及系統(tǒng)對于光纖參數(shù)變化的容忍度等因素，應給系統(tǒng)預留合適的余量，初步確定系統(tǒng)的傳輸參數(shù)，在保持系統(tǒng)長期穩(wěn)定性要求的前提下，從而得到優(yōu)化后的最大入纖功率。在G653光纖C波段傳輸系統(tǒng)中，所述預留余量介于1dB到2dB之間，在1dB時可以得到最佳性能，在2dB時可以得到更好的長期穩(wěn)定性。當然，根據(jù)最終確定的傳輸參數(shù)建立系統(tǒng)，需要進行長期誤碼測試驗證，如果滿足要求則最終確定。如果仍然不能滿足要求則需要增加系統(tǒng)余量，如減小最大單波入纖功率，或提高放大器輸入功率等，并重復驗證其長期穩(wěn)定性。
在系統(tǒng)測試和調(diào)試時，還可以采用先進行系統(tǒng)仿真，然后進行實驗驗證的方式進行。也就是說，在系統(tǒng)中各功能器件的參數(shù)確定后，系統(tǒng)驗證時可以首先利用仿真進行，得到合適的系統(tǒng)參數(shù)以后，再利用實驗進行驗證。
按照圖1所述方法得到的G.653光纖C波段最佳傳輸系統(tǒng)，適用于不同傳輸距離的需要。參考圖2。圖2所示的色散位移光纖C波段傳輸系統(tǒng)，包括合波器1(MUX)、分波器7(DEMUX)、放大器3、衰減器2(即可調(diào)光衰減器)和位于合波器1與分波器7之間的中繼傳輸級段。圖2所示的系統(tǒng)采用的10G光源，為帶有FEC(前向糾錯)功能采用NRZ碼的10G調(diào)制光，MUX、DEMUX分別為合波器1和分波器7，前者在發(fā)送端將多個波長合到一路光纖中進行長距離傳輸，后者將復用信號分成多個波長信號分別進行處理。圖2中，各級中繼傳輸級段包括衰減器4和放大器5，其中衰減器4可以將光功率衰減至需要的范圍；此外，中繼傳輸級還可能包括色散補償模塊6(DCM)。
在圖2中，波長n表示傳輸?shù)目偛ㄩL數(shù)，在8波系統(tǒng)參數(shù)中，n小于或等于8，在12波系統(tǒng)參數(shù)中，n小于或等于12，第m級中m表示DWDM信號傳輸?shù)目偧墧?shù)，圖2中的色散補償部分可以根據(jù)具體的需要選擇，只有在系統(tǒng)色散超過了接收機的色散容限的情況下才需要色散補償。
圖2所示的系統(tǒng)在滿足ITU-T和我國等各種國際國內(nèi)標準的情況下，在滿足長期穩(wěn)定運行的條件下，以及充分考慮信號偏振態(tài)的隨機變化對系統(tǒng)性能的嚴重影響而必須保留合適系統(tǒng)余量的情況下，如果各DWDM信道通道代價小于2dB，則G.653光纖C波段8波最佳DWDM系統(tǒng)參數(shù)確定為
G.653光纖C波段12波最佳DWDM系統(tǒng)參數(shù)確定為
在C波段8波和12波傳輸系統(tǒng)中，如果多個單級中繼傳輸級段累加的系統(tǒng)色散超過了接收機的色散容限，則需要使用專用的G.653色散補償模快色散補償，利用這種色散補償方式簡單、成本低。
在通常情況下，對10Gb/s的SDH信號來說，常用的接收機的色散容限為正負800ps，因此在400km以內(nèi)無需色散補償，而對2.5Gb/s SDH信號來說，在640km以內(nèi)都不需要色散補償。這樣，在10Gb/s SDH6級和8級系統(tǒng)中，只有最后一級由于需要色散補償而需要采用預放EDFA和功放EDFA配置外，在其中繼部分都只需要一個線放EDFA，同樣在10Gb/s SDH1級和3級系統(tǒng)與2.5Gb/s SDH系統(tǒng)參數(shù)中，由于不需要色散補償，因此在每一級都只需要一個EDFA，因此系統(tǒng)成本大大降低。
在本發(fā)明的G.653光纖C波段8波和12波系統(tǒng)中，在SDH為10Gb/s信號并且使用FEC功能時，每個信道的通道代價都小于2dB，并且滿足長期穩(wěn)定運行的要求，在SDH為2.5G b/s信號時，每個信道的通道代價同樣都小于2dB，都完全符合ITU-T和我國等各種國際國內(nèi)標準。
利用圖1所示的G.653光纖C波段波分傳輸系統(tǒng)確定方法可以得到G653光纖C波段波分傳輸系統(tǒng)參數(shù)，可以得到分組不等間隔8波和12波系統(tǒng)8級、6級、3級和1級最佳傳輸系統(tǒng)參數(shù)，并且適用于不同傳輸距離和傳輸帶寬的需要。需要強調(diào)的是，圖2所示的G.653光纖C波段波分傳輸系統(tǒng)并不限于分組不等間隔8波和12波系統(tǒng)，還包括C波段其他波長波長分配和波長數(shù)的波分傳輸系統(tǒng)參數(shù)。
圖2所示的C波段8波和12波的系統(tǒng)采用的波長分別參考下述表1和表2。表1為G.653光纖C波段8波最佳DWDM系統(tǒng)的波長；表2為G.653光纖C波段12波最佳DWDM系統(tǒng)的波長。
表1
表2
最后還需要說明，本文所述的最大單波入纖功率為優(yōu)化后的最大單波入纖功率。
權利要求
1.色散位移光纖C波段傳輸系統(tǒng)的確定方法，包括下述步驟步驟1確定色散位移光纖(G.653)光纖C波段傳輸系統(tǒng)中繼傳輸級數(shù)；步驟2利用步驟1確定的傳輸系統(tǒng)中繼級數(shù)，確定G.653光纖放大器最小單波輸入功率和最大單波入纖功率，進而確定每級的最大傳輸距離；步驟3根據(jù)G.653光纖的色散系數(shù)以及單級傳輸距離確定色散補償方案。
2.根據(jù)權利要求1所述的色散位移光纖C波段傳輸系統(tǒng)的確定方法，其特征在于步驟2中，根據(jù)系統(tǒng)采用的放大器的噪聲指數(shù)參數(shù)以及系統(tǒng)發(fā)射模塊和接收模塊對于系統(tǒng)光信噪比(ONSR)的最低要求，確定G.653光纖放大器最小單波輸入功率。
3.根據(jù)權利要求1所述的色散位移光纖C波段傳輸系統(tǒng)的確定方法，其特征在于步驟2中，利用系統(tǒng)采用的放大器的放大倍數(shù)、最大輸出功率系統(tǒng)滿波波長數(shù)以及四波混頻效應確定信號最大單波入纖功率。
4.根據(jù)權利要求1所述的色散位移光纖C波段傳輸系統(tǒng)的確定方法，其特征在于步驟3所述確定色散補償方案，是當多個單級中繼傳輸級段累加的系統(tǒng)色散超過了接收機的色散容限，使用G.653色散補償模塊進行色散補償。
5.根據(jù)權利要求1、2、3或4所述的色散位移光纖C波段傳輸系統(tǒng)的確定方法，其特征在于步驟2確定最大單波入纖功率時，在保持放大器輸入功率不變的前提下降低單波入纖功率，直到找到滿足系統(tǒng)性能要求的單波入纖功率臨界值，即最大單波入纖功率。
6.色散位移光纖C波段傳輸系統(tǒng)，包括合波器(MUX)、分波器(DEMUX)、放大器、可調(diào)光衰減器和位于合波器與分波器之間的中繼傳輸級段，其特征在于所述中繼傳輸級段包括放大器、可調(diào)光衰減器；所述可調(diào)光衰減器用于使光纖中所傳輸?shù)母鱾€波長光信號的功率與每級的最大傳輸距離保持平衡。
7.根據(jù)權利要求6所述的色散位移光纖C波段傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述放大器為摻鉺光纖放大器(EDFA)。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的色散位移光纖C波段傳輸系統(tǒng)，其特征在于在進行8波傳輸時，含有下述中繼等級的系統(tǒng)參數(shù)為當中繼傳輸級段為1級時，最大單波入纖功率為5dBm，單波輸入EDFA放大器的功率為-32dBm，每級功率總預算為36dB，每級傳輸距離為128km；當中繼傳輸級段為3級時，最大單波入纖功率為4dBm，單波輸入EDFA放大器的功率為-29dBm，每級功率總預算為32dB，每級傳輸距離為113km；當中繼傳輸級段為6級時，最大單波入纖功率為4dBm，單波輸入EDFA放大器的功率為-20dBm，每級功率總預算為23dB，每級傳輸距離為81km；當中繼傳輸級段為8級時，最大單波入纖功率為2dBm，單波輸入EDFA放大器的功率為-18dBm，每級功率總預算為19dB，每級傳輸距離為66km；在進行12波傳輸時，含有下述中繼等級的系統(tǒng)參數(shù)為當中繼傳輸級段為1級時，最大單波入纖功率為5dBm，單波輸入EDFA放大器的功率為-32dBm，每級功率總預算為36dB，每級傳輸距離為128km；當中繼傳輸級段為3級時，最大單波入纖功率為2dBm，單波輸入EDFA放大器的功率為-29dBm，每級功率總預算為30dB，每級傳輸距離為106km；當中繼傳輸級段為6級時，最大單波入纖功率為2dBm，單波輸入EDFA放大器的功率為-20dBm，每級功率總預算為21dB，每級傳輸距離為73km；當中繼傳輸級段為8級時，最大單波入纖功率為-2dBm，單波輸入EDFA放大器的功率為-18dBm，每級功率總預算為17dB，每級傳輸距離為59km。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種色散位移光纖(G.653光纖)C波段傳輸系統(tǒng)的確定方法，該方法首先確定色散位移光纖(G.653)C波段傳輸系統(tǒng)中繼傳輸級數(shù)，利用上述傳輸系統(tǒng)中繼級數(shù)確定G.653光纖放大器最小單波輸入功率和最大單波入纖功率，進而確定每級的最大傳輸距離，最后根據(jù)G.653光纖的色散系數(shù)以及單級傳輸距離確定合適的色散補償方案。本發(fā)明同時還公開了一種依據(jù)以上方法確定的G.653光纖C波段傳輸系統(tǒng)，采用上述方法確定的系統(tǒng)能夠充分利用現(xiàn)有的大量鋪設的G.653光纖資源，不需要再鋪設新的光纖光纜，即可得到較大的傳輸帶寬和較長的傳輸距離，因此系統(tǒng)成本低廉，且使用方便靈活。
文檔編號H04B10/18GK1505285SQ0215238
公開日2004年6月16日 申請日期2002年12月4日 優(yōu)先權日2002年12月4日
發(fā)明者馬先, 鐘開生, 馬 先 申請人:華為技術有限公司