專利名稱：海纜光補償?shù)难b置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光傳輸領域，特別涉及一種海纜光補償?shù)难b置和方法。
背景技術：
隨著信息技術的快速發(fā)展，用于承載重要國際通信業(yè)務的海底光纜網(wǎng)絡已經覆蓋了全球各大海域。海底光纜通信系統(tǒng)一般分為兩大類無中繼短距離系統(tǒng)和有中繼的中、長距離系統(tǒng)，后者通常由NPE(Network Protection Equipment，網(wǎng)絡保護設備)、SLTE(Submarine LineTerminal Equipment，海纜線路終端設備)、PFE(Power Feeding Equipment，供電設備)、LME(Line Monitoring Equipment，線路監(jiān)控設備)、repeater(海纜傳輸?shù)墓夥糯笃?和海纜等設備組成，其中repeater的內部通常為EDFA(Er-Dropped Fiber Amplifier，摻鉺光纖放大器)。
陸地光傳輸系統(tǒng)所采用的光放大器通常工作在AGC(Automatic Gain Control，自動增益控制)模式，而海纜的repeater一般則工作在ACC(Automatic Current Control，自動恒流控制)模式或者APC(Automatic Power Control，輸出光功率鎖定)模式。對于采用ACC或APC工作模式的EDFA，不同的輸入光功率所得到的增益平坦度也不同，因此為了獲得更好的增益平坦度，要求將海底光放的輸入光功率鎖定在一個很小的范圍。
為了使repeater工作在穩(wěn)定的ACC或APC模式，當系統(tǒng)承載的業(yè)務波長未達到滿配置時，需要采用一個或多個未上業(yè)務的波長作為補光通道，將輸入海底repeater的光功率提升到其要求的輸入功率范圍之內，這種作為補光通道的波長一般稱為dummy light(補光)。
為了保證海底的光放大器的輸入光功率滿足設計要求，現(xiàn)有技術中一般采用一個或多個激光器輸出的光信號進行補償。參見圖1，采用一波高光功率的dummy light進行補償，根據(jù)海底光放大器的輸入光功率要求，當OTU(Optical Transponder Unit，波長轉換器)輸出的業(yè)務波長的總光功率達不到海底光放大器的輸入光功率設計要求時，通過一個Laser(激光器)發(fā)出的單通道的dummy light的光功率補足到滿足海底光放大器的輸入要求，經MUX(Multiplexer，光復用器)合波后輸出給海底光纜。因此，通常情況下dummy light的光功率比業(yè)務波長的光功率要高出很多。隨著所上業(yè)務波長的增多，dummy light的光功率相應地逐步下降，以保證海底光放大器的輸入光功率滿足要求。參見圖2，采用三個波長作為dummylight同時進行補光，當業(yè)務波長增多時，同時調整dummy light中三個波長的光功率，以保證海底光放大器的輸入滿足設計要求。
上述現(xiàn)有技術只采用一個或少數(shù)幾個波長作為dummy light進行光補償，當業(yè)務波長增多時，需要同時調整dummy light的光功率，控制比較復雜；而且由于dummy light的光功率很高，在對波長進行配置時，需要考慮非線性效應對系統(tǒng)的影響，因此波長配置上不是很靈活；另外，由于海纜系統(tǒng)一般傳輸?shù)木嚯x比較遠，比如跨大西洋(約6000公里)或跨太平洋(約12000公里)，因此海纜傳輸系統(tǒng)需要采用光功率預均衡功能，由于dummy light中只有一個或幾個波長，會導致系統(tǒng)的預均衡功能比較難實現(xiàn)。

發(fā)明內容
為了解決現(xiàn)有技術中采用dummy light進行光補償時控制比較復雜、配置不靈活和預均衡難以實現(xiàn)的問題，本發(fā)明實施例提供了一種海纜光補償?shù)难b置和方法。
所述裝置包括補光模塊，用于對連續(xù)光譜進行濾波，產生補光波長；合波模塊，用于將業(yè)務波長與所述補光模塊產生的補光波長合波，并將合波后的光信號輸出給海底光纜。
所述方法包括對連續(xù)光譜進行濾波，產生補光波長；將業(yè)務波長與所述補光波長合波，將合波后的光信號輸出給海底光纜。
本發(fā)明實施例通過對連續(xù)光譜濾波產生補光波長進行光補償，配置靈活、控制簡單、實現(xiàn)方便，而且由于dummy light的單通道光功率較小，不會帶來非線性效應的影響。


圖1是現(xiàn)有技術中采用一個波長作為dummy light進行光補償?shù)脑韴D；圖2是現(xiàn)有技術中采用三個波長作為dummy light進行光補償?shù)脑韴D；圖3是本發(fā)明實施例一提供的海纜光補償?shù)难b置結構圖；圖4是本發(fā)明實施例一提供的海纜光補償?shù)难b置用OA和DEMUX實現(xiàn)光補償?shù)慕Y構圖；圖5是在圖4的基礎上增加分光環(huán)回補償功能的結構圖；圖6是在圖4的基礎上增加SPLITER提高補光通道數(shù)量的結構圖；圖7是在圖6的基礎上增加OA進行1+1保護的結構圖；
圖8是本發(fā)明實施例一提供的海纜光補償?shù)难b置采用PLC ROADM模塊實現(xiàn)光補償?shù)慕Y構圖；圖9是本發(fā)明實施例一提供的海纜光補償?shù)难b置采用WB實現(xiàn)光補償?shù)囊环N結構圖；圖10是圖9中的OA輸出的ASE噪聲光輸入到WB后得到的光譜示意圖；圖11是在圖9的基礎上增加OA的結構圖；圖12是本發(fā)明實施例一提供的海纜光補償?shù)难b置采用WB實現(xiàn)光補償?shù)牧硪环N結構圖；圖13是本發(fā)明實施例二提供的海纜光補償?shù)姆椒鞒虉D；圖14是本發(fā)明實施例二提供的海纜光補償?shù)姆椒ㄒ环N應用示意圖；圖15是本發(fā)明實施例二提供的海纜光補償?shù)姆椒ú捎肞LC ROADM模塊實現(xiàn)補光的應用示意圖；圖16是本發(fā)明實施例二提供的海纜光補償?shù)姆椒ú捎肳B實現(xiàn)補光的應用示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明不局限于下面的實施例。
實施例一參見圖3，本發(fā)明實施例提供了一種海纜光補償?shù)难b置，具體包括(1)補光模塊，用于對連續(xù)光譜進行濾波，產生補光波長；(2)合波模塊，用于將業(yè)務波長與補光模塊產生的補光波長合波，并將合波后的光信號輸出給海底光纜。
參見圖4，上述補光模塊具體包括1)OA(Optical Amplifier，光放大器)，用于利用內部的EDFA強制發(fā)光輸出ASE(AmplifiedSpontaneous Emission，放大的自發(fā)輻射)噪聲光；2)DEMUX(Demultiplexer，光解復用器)，用于接收OA輸出的ASE噪聲光，并進行濾波輸出補光波長dummy light，即將ASE噪聲光分解為通道化的dummy light。
DEMUX將未上業(yè)務波長的通道填滿補光波長，當新增一個業(yè)務波長時，相應地，減少一個補光波長，從而保持所有通道都有波長。例如，圖4中DEMUX共有40個通道，假設其中5個通道為OTU輸出的業(yè)務波長，則35個通道為DEMUX濾波后輸出的補光波長，經過MUX合波后輸出給海底光纜；當新增1個業(yè)務波長時，DEMUX減少1個補光波長，則輸出34個補光波長；如果新增5個業(yè)務波長，即業(yè)務波長達到10個波長時，則DEMUX輸出30個補光波長，經MUX合波后，輸出給海底光纜。
為了降低連續(xù)光在經過DEMUX時造成的能量損失，上述海纜光補償?shù)难b置還可以包括分光器Tap，用于將合波模塊得到的光信號分出一部分來環(huán)回傳輸給補光模塊。
例如，參見圖5，采用按10∶90進行分光的Tap將MUX輸出的光信號分出10％傳輸給OA，作為OA的輸入，組成環(huán)形腔，因此OA輸出的光譜不再是連續(xù)的寬帶光譜，而是channelized dummy light(通道化的補光信號)，從而降低了OA輸出的ASE噪聲光通過DEMUX時的能量損失。
為了增加補光通道的數(shù)量，DEMUX可以為多個，相應地，上述海纜光補償?shù)难b置還可以包括分光器SPLITTER，用于將OA輸出的ASE噪聲光分成多路，并分別輸出給所述多個DEMUX。
例如，參見圖6，在圖4的基礎上在OA和DEMUX之間增加一個SPLITTER，并且SPLITTER同時連接兩個DEMUX，與圖4中采用一個DEMUX相比，可以產生雙倍通道的dummy light；假設一個DEMUX可以產生40個波長，則圖6A中奇、偶通道共產生80個波長的dummy light，相鄰波長的間隔為50GHz；圖6B中兩個偶通道則產生兩組相同的40個波長的dummy light，相鄰波長的間隔為100GHz。
為了提高裝置的可靠性，可以對OA進行1+1保護，參見圖7，在圖5的基礎上采用兩個OA通過一個2*2的SPLITTER與兩個DEMUX連接，兩個DEMUX輸出dummy light信號；當其中一個OA發(fā)生故障時，可以通過對另外一個OA的輸出功率進行及時調整來保證dummy light光功率的穩(wěn)定。
為了提高裝置的可操作性，可以利用PLC ROADM模塊能對穿通波長和上路波長進行選擇的功能來實現(xiàn)對dummy light和業(yè)務波長的選擇控制，即合波模塊具體包括1)Switch(光開關)，用于對業(yè)務波長和DEMUX輸出的補光波長進行選擇后輸出；2)VOA(Variable Optical Attenuator，可調光衰減器)，用于接收Switch輸出的波長，并控制該波長的光功率后輸出；3)MUX，用于接收多個VOA輸出的波長，進行合波，并將合波后的光信號輸出給海底光纜。
一般Switch和VOA都為多個，當DEMUX的所有通道未上滿業(yè)務波長時，Switch選出的波長有的為業(yè)務波長，有的為補光波長，MUX將Switch選出的業(yè)務波長和補光波長合波后輸出給海底光纜。例如，參見圖8，圖中的方框為40個通道的PLC ROADM模塊，它包括DEMUX、Switch、VOA、MUX和Tap Coupter，OA發(fā)出的ASE噪聲光由PLC ROADM模塊的Express In端口輸入，通過DEMUX將ASE噪聲光濾波輸出40個光信號作為dummy lights給Switch；OTU發(fā)出的業(yè)務信號光直接從PLC ROADM模塊的Add1～Add40端口輸入到Switch，Switch可以選擇是dummy light還是OTU的信號光輸入到MUX中(如有5個業(yè)務波長，則Switch選擇后輸出35個補光波長)，同時可以由VOA實現(xiàn)對輸入到MUX的各波長進行預均衡。在本例中PLC ROADM模塊的Line In、Express Out和Tap Out端口不使用。
參見圖9，上述補光模塊可以具體包括1)OA，用于利用內部的EDFA強制發(fā)光輸出ASE噪聲光；2)WB(Wavelength Blocker，波長阻塞器)，用于接收OA輸出的ASE噪聲光，阻塞其中的業(yè)務波長后輸出補光波長；其中OA發(fā)出的ASE噪聲光輸入到WB后(在進行阻塞之前)的光譜如圖10所示，仍為連續(xù)光譜，可以看出業(yè)務波長的傳輸帶寬范圍為40nm左右；WB在阻塞業(yè)務波長時，還可以阻塞傳輸帶寬兩側的帶寬，從而降低了傳輸帶寬兩側的噪聲光的影響，保證了系統(tǒng)的傳輸性能。
相應地，合波模塊具體包括1)MUX，用于將多個業(yè)務波長合波后輸出；2)耦合器Coupler，用于接收WB輸出的補光波長和MUX輸出的業(yè)務光信號，進行合路，并將合路后的光信號輸出給海底光纜。
當WB輸出的dummy light光功率不能滿足要求時，還可以增加一個OA進行放大，即上述海纜光補償?shù)难b置還包括OA，用于接收WB輸出的補光波長dummy light，放大后輸出給合波模塊，如上述合波模塊中的耦合器Coupler，具體結構如圖11所示。
WB與OA的連接關系除了圖9和圖11所示的方式外，還可以如圖12所示，將WB插入到OA的中間級，則上述補光模塊具體包括OA和WB，OA包括PA(Pre-Amplifier，光預放)和BA(Boost Amplifier，光后放)；1)PA用于利用內部的EDFA強制發(fā)光輸出ASE噪聲光；2)WB用于接收PA輸出的ASE噪聲光，阻塞其中的業(yè)務波長后輸出補光波長給BA；3)BA用于接收WB輸出的補光波長，放大后輸出；相應地，合波模塊具體包括1)MUX，用于將業(yè)務波長合波后輸出；2)耦合器Coupler，用于接收BA輸出的補光波長和MUX輸出的光信號，進行合路，并將合路后的光信號輸出給海底光纜。
實施例二參見圖13，本發(fā)明實施例提供了一種海纜光補償?shù)姆椒?，具體包括以下步驟步驟101通過OA強制發(fā)光輸出ASE噪聲光，根據(jù)OA內部的EDFA的特點，ASE噪聲光為一個帶寬為40nm左右的連續(xù)光譜；步驟102對ASE噪聲光進行濾波，產生包含多個補光波長dummy light；步驟103對業(yè)務波長和補光波長進行合波，將合波后的光信號傳輸給海底光纜。
當業(yè)務波長輸出的光功率滿足不了海底光放大器的輸入光功率要求時，可以采用補光信號補足，例如，參見圖14，DEMUX由40波的AWG(Arrayed Waveguide Grating，陣列式波導光柵)組成，OA強制發(fā)光輸出ASE噪聲光給DEMUX，濾波后輸出多個補光波長；MUX由一個合波器和一個VOA組成，對OTU輸出的業(yè)務波長和DEMUX輸出的補光波長進行合波，并將合波后的光信號傳輸給海底光纜，經過海底光纜的傳輸，發(fā)送到接收端。
當連續(xù)光譜為EDFA強制發(fā)光輸出的ASE噪聲光時，為了降低連續(xù)光在濾波時造成的能量損失，進一步地，在上述過程中還可以增加下面的步驟將合波后的光信號分出一部分來環(huán)回到OA的輸入端，經EDFA放大后輸出，組成環(huán)形腔，此時OA輸出的光譜就不再是連續(xù)的寬帶光譜，而是channelized dummy light，然后對EDFA輸出的光信號進行濾波，從而降低了OA輸出的ASE噪聲光通過DEMUX時的能量損失，并產生穩(wěn)定的補光信號。
步驟103中對業(yè)務波長和補光信號進行合波時，可以根據(jù)實際應用，分別指定不同的通道來輸入業(yè)務波長和補光信號，也可以采用在每個通道上都同時接入業(yè)務波長和補光信號，先選出每個通道的光信號，再將所有通道的光信號合波的方式；后面這種方式能夠提高配置和調整補光波長的效率，操作更靈活，例如，利用PLC ROADM模塊來實現(xiàn)選擇的功能，實際應用如圖15所示。
上述對ASE噪聲光進行濾波產生dummy light的步驟(即步驟102)可以由下面的步驟來替換在ASE噪聲光的傳輸帶寬范圍內阻塞掉業(yè)務波長，產生dummy light。
例如，用WB來實現(xiàn)阻塞業(yè)務波長的功能，實際應用如圖16所示。
另外在WB輸出補光波長后，還可以先進行放大，再與業(yè)務波長合波，從而使合波后的光功率能夠滿足海底光放大器的輸入光功率要求。
本發(fā)明實施例可以利用軟件實現(xiàn)，例如可以利用WB以及PLC ROADM模塊的接口程序，實現(xiàn)對補光和業(yè)務波長的功率控制，相應的軟件程序可以存儲在可讀取的存儲介質中，如存儲在計算機的硬盤或光盤中，或者集成在單板的閃存中。
本發(fā)明實施例通過對連續(xù)光譜濾波產生補光波長進行光補償，配置靈活、控制簡單、實現(xiàn)方便，通過對未上業(yè)務波長的通道填滿補光波長進行補光，并可以對單通道進行功率控制，因而容易實現(xiàn)預均衡，而且由于dummy light的單通道光功率較小，不會帶來非線性效應的影響。采用PLC ROADM模塊進行光補償時，操作靈活、縮短了操作時間、降低了插損，對于光放大器的ASE噪聲光輸出總功率及平坦度要求更低；采用WB阻塞業(yè)務波長的方式進行補光時，應用十分方便、靈活；而且采用PLC ROADM模塊的方式和采用WB的方式均可以實現(xiàn)自動對dummy light以及信號通道進行配置，無需人工對單通道進行管理配置，可操作性更強。
以上所述的實施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實施方式
，本領域的技術人員在本發(fā)明技術方案范圍內進行的通常變化和替換都應包含在本發(fā)明的保護范圍內。
權利要求
1.一種海纜光補償?shù)难b置，其特征在于，所述裝置包括補光模塊，用于對連續(xù)光譜進行濾波，產生補光波長；合波模塊，用于將業(yè)務波長與所述補光模塊產生的補光波長合波，并將合波后的光信號輸出給海底光纜。
2.根據(jù)權利要求1所述的海纜光補償?shù)难b置，其特征在于，所述補光模塊具體包括光放大器，用于利用內部的摻鉺光纖放大器強制發(fā)光輸出放大的自發(fā)輻射噪聲光；光解復用器，用于接收所述光放大器輸出的放大的自發(fā)輻射噪聲光，并進行濾波輸出補光波長。
3.根據(jù)權利要求2所述的海纜光補償?shù)难b置，其特征在于，所述光解復用器為多個，所述裝置還包括分光器Splitter，用于將所述光放大器輸出的放大的自發(fā)輻射噪聲光分成多路，并分別輸出給所述多個光解復用器。
4.根據(jù)權利要求2所述的海纜光補償?shù)难b置，其特征在于，所述合波模塊具體包括光開關，用于對業(yè)務波長和所述光解復用器輸出的補光波長進行選擇后輸出；可調光衰減器，用于接收所述光開關輸出的波長，控制該波長的光功率后輸出；光復用器，用于接收多個所述可調光衰減器輸出的波長，進行合波，并將合波后的光信號輸出給海底光纜。
5.根據(jù)權利要求1所述的海纜光補償?shù)难b置，其特征在于，所述裝置還包括分光器Tap，用于將所述合波模塊得到的光信號分出一部分來環(huán)回傳輸給所述補光模塊。
6.根據(jù)權利要求1所述的海纜光補償?shù)难b置，其特征在于，所述補光模塊具體包括光放大器，用于利用內部的摻鉺光纖放大器強制發(fā)光輸出放大的自發(fā)輻射噪聲光；波長阻塞器，用于接收所述光放大器輸出的放大的自發(fā)輻射噪聲光，阻塞其中的業(yè)務波長后輸出補光波長。
7.根據(jù)權利要求6所述的海纜光補償?shù)难b置，其特征在于，所述裝置還包括光放大器，用于接收所述波長阻塞器輸出的補光波長，放大后輸出給所述合波模塊。
8.根據(jù)權利要求1所述的海纜光補償?shù)难b置，其特征在于，所述補光模塊具體包括光放大器和波長阻塞器，所述光放大器包括光預放和光后放；所述光預放，用于利用內部的摻鉺光纖放大器強制發(fā)光輸出放大的自發(fā)輻射噪聲光；所述波長阻塞器，用于接收所述光預放輸出的放大的自發(fā)輻射噪聲光，阻塞其中的業(yè)務波長后輸出補光波長給所述光后放；所述光后放，用于接收所述波長阻塞器輸出的補光波長，放大后輸出。
9.一種海纜光補償?shù)姆椒?，其特征在于，所述方法包括對連續(xù)光譜進行濾波，產生補光波長；將業(yè)務波長與所述補光波長合波，將合波后的光信號輸出給海底光纜。
10.根據(jù)權利要求9所述的海纜光補償?shù)姆椒?，其特征在于，每個補光通道同時連接一個補光波長和一個業(yè)務波長，將所述業(yè)務波長與補光波長合波的步驟具體包括先對每個補光通道上的業(yè)務波長和補光波長進行選擇，然后將所有補光通道選出的光信號進行合波。
11.根據(jù)權利要求9所述的海纜光補償?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟?，所述連續(xù)光譜為摻鉺光纖放大器強制發(fā)光輸出的放大的自發(fā)輻射噪聲光，相應地，所述方法還包括將所述合波后的光信號分出一部分來環(huán)回作為所述摻鉺光纖放大器的輸入，經所述摻鉺光纖放大器放大后輸出，對所述摻鉺光纖放大器輸出的光信號進行濾波。
12.根據(jù)權利要求9所述的海纜光補償?shù)姆椒?，其特征在于，所述對連續(xù)光譜進行濾波，產生補光波長的步驟具體包括對光放大器輸出的放大的自發(fā)輻射噪聲光中的業(yè)務波長進行阻塞后，輸出補光波長。
13.根據(jù)權利要求12所述的海纜光補償?shù)姆椒?，其特征在于，所述方法還包括輸出所述補光波長后，先進行放大，然后執(zhí)行將所述業(yè)務波長與補光波長合波的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種海纜光補償?shù)难b置和方法，屬于光傳輸領域。為了解決現(xiàn)有技術中采用dummy light進行光補償時控制比較復雜、配置不靈活和預均衡難以實現(xiàn)的問題，本發(fā)明提供了一種海纜光補償?shù)难b置和方法。所述裝置包括用于對連續(xù)光譜濾波產生補光波長的補光模塊和用于將補光波長與業(yè)務波長合波后輸出給海底光纜的合波模塊。所述方法包括對連續(xù)光譜進行濾波，產生補光波長；將業(yè)務波長與補光波長合波，將合波后的光信號輸出給海底光纜。本發(fā)明通過對連續(xù)光譜濾波產生補光波長進行光補償，配置靈活、控制簡單、實現(xiàn)方便、容易實現(xiàn)預均衡，可操作性強；而且由于dummy light的單通道光功率較小，不會帶來非線性效應的影響。
文檔編號H04B10/296GK101030820SQ20071006528
公開日2007年9月5日 申請日期2007年4月10日 優(yōu)先權日2007年4月10日
發(fā)明者盧毅權, 李從奇, 李善鋒 申請人:華為技術有限公司