专利名称：一种长距离wdm系统最优色散补偿的评估装置和方法
技术领域：
本发明涉及光通信领域中的最优色散补偿评估， 一种长距离WDM (Wavelength Division Multiplexing,波分复用技术)系统最优色 散补偿的评估装置和方法。
背景技术：
近年来，随着WDM技术向高速、超长、高密集方向迅猛发展，WDM 系统的色散补偿问题显得非常突出。例如10Gb/s电吸收调制NRZ信 号的色散容限典型值为80(Tl000ps/nm，而40Gb/s的色散容限典型 值仅为60ps/nm，系统的色散容限都很小，这样在长距离传输时需要 考虑精确的色散补偿。色散补偿方式按色散补偿模块的放置地点分预 补偿、线路补偿、后补偿，按最终残余色散又分欠补偿、完全补偿、 过补偿。图1是WDM系统的结构框图，该系统介绍如下a) WDM系统完成n路业务的双纤双向传输，通道波长为 入，……Xn; OCh表示光通道层，OMS表示光复用段层；含有OADM(Optical Add-Drop Multiplexer,光分插复用)站点的WDM系统也 可参考执行；b) OTU (Optical Transform Unit,光转发单元)可以是单路光 信号的3R光电光变换，也可以是多路低速率光信号与单路高速光信 号汇聚、解汇聚之间的3R光电光变换；0TU1表示波长为、的0TU， OTUn表示波长为入n的OTU;c) OM表示合波器，OD表示分波器，OA表示光放大器，DCM表示 色散补偿模块。以下情况将会影响色散补偿效果a) 在长距离传输时，需要考虑非线性效应，尤其是自相位调制效 应和交叉相位调制效应，对色散补偿的影响。ITU-T G.696.1(07/2005 ) "Longitudinally compatible intra-domain DWDM applications "附录I. 2. 4提及了非线性效应对色散补偿的影响；b) 长距离传输下，由于WDM系统中各通道的功率不均衡性(主要 源于系统的受激喇曼散射增益，其次是光放大器的增益不平坦性)而 造成的自相位调制效应影响不同，以及通道间隔不同时的交叉相位调 制的影响程度不同；c) 目前工程上大规模采用的色散补偿光纤进行色散补偿，由于色 散补偿光纤可能存在色散斜率失配，导致长距离传输系统中各波长的 残余色散不均等，并且有可能相差较大；d) 系统采用前向误码纠错功能和接收机判决电平调整功能都会对系统的色散容限产生影响；e) 不同类型激光器、不同调制码型的系统在长距离传输后的色散 容限差异较大、而且抵抗非线性效应的能力也不同；f) 线路使用的光纤类型的影响。例如G. 652、 G. 653、 G. 655光纤， 不但色散系数有差别，而且非线性效应对色散补偿的影响也不同。现有的光通信领域中的最优色散补偿方式主要是根据光纤线路 工程勘察资料按照理论计算确定色散补偿方式。在工程开局时，根据 一系列指导原则确定各节点的色散补偿量以及系统总的残余色散。该 方法所存在的问题是a) 色散补偿的理论计算不是万能的，理论计算和实际工程存在误差，尤其是在长距离传输情况下密集WDM系统的非线性效应的计算相当复杂，根据理论计算配置的色散补偿有可能不是最优色散补偿点 9b) 工程勘察中的光纤线路的残余色散测试的精度有限，光纤越
长，累积的测量误差越大，根据色散测试结果确定的色散补偿有可能 不是最优色散补偿点。本发明"长距离WDM系统最优色散补偿的新型评估装置和方 法"，不直接测量系统残余色散，而是在系统粗略的理论计算的配置 基础上，通过附加一个色散补偿器，考察系统传输性能，避开残余色 散的测量，而且兼顾了很难理论精确计算的多种效应对系统色散补偿 的影响，从而实现系统的最优色散补偿的评估。
发明内容
本发明的目的在于提供一种长距离WDM系统最优色散补偿的评 估装置和方法，主要解决现有方法的色散补偿的理论计算很难兼顾多 种对色散补偿效果影响的因素和残余色散测试的精度有限的技术问 题，实现系统的最优色散补偿的评估。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种长距离WDM系统最优色散补偿的评估装置，其特征是它由可 调色散补偿模块、可调衰减单元、光功率监测单元、误码测试单元和 管理控制及数据处理中心组成；其中该可调色散补偿模块接收来自管理控制及数据处理中心的命令， 调节系统复用段的附加色散；该可调衰减单元接收来自管理控制及数据处理中心的命令，调节 0TU线路侧的输入光功率；该光功率监测单元监测0TU线路侧的输入光功率，并上报给管理 控制及数据处理中心；该误码测试单元连往OTU的客户侧光口，形成误码测试环路；并 将误码率上报给管理控制及数据处理中心；该管理控制及数据处理中心管理和控制可调色散补偿模块、可调 衰减单元、光功率监测单元和误码测试单元，处理数据，计算分析出 最优色散补偿条件。一种长距离WDM系统最优色散补偿的评估方法，使用如上所述的 评估装置，其方法步骤是1) 、将评估装置接入WDM系统将可调色散补偿模块的连在WDM 系统的0D之前，将可调衰减单元连在0D和0TU之间，光功率监测单 元监测OTU的线路侧输入光功率，将误码测试单元连往OTU的客户侧 光口，形成误码测试环路，此时系统无误码；2) 、设定可调色散补偿模块的附加色散，通过调节可调衰减单元 的衰减，测量出该附加色散值下的系统传输后灵敏度；依次测量其他 附加色散值下的系统传输后灵敏度；3) 、对2)的附加色散和系统传输后灵敏度数据曲线进行拟合， 分析计算出曲线的中心；4) 、重复1)至3)，测量其他典型通道在不同附加色散下的系统 传输后灵敏度，并分析计算出其他典型通道在最优色散补偿下的附加 色散；5) 、综合典型通道在最优色散补偿下的附加色散，给出WDM系统 在现有色散补偿基础上应该增加或减少的色散补偿量的建议。该评估装置中进一步包括分光器，该分光器将输入光功率按分给 0TU的接收部分和以及光功率监测单元。该评估装置中进一步包括信息交互接口 ，该信息交互接口与控制 管理中心连接，实现用户发送控制命令和显示结果。该可调色散补偿模块置于光复用段层接收端，采用多通道可调色 散补偿模块。该可调衰减器置于光通道层层接收端或置于光复用段层接收端。 上述步骤3)中的拟合方式是高斯拟合。 藉由上述技术特征，本发明装置和方法的有益效果是 本发明装置和方法由于采取了可调色散补偿模块来调节色散，对传输后灵敏度进行拟合确定系统最优色散补偿的方法，达到了 WDM系 统最优色散补偿的效果，节省了WDM系统运营、管理、维护成本，同 时也提高了 WDM系统的技术水平。
图l是WDM系统的结构框图；图2是本发明色散补偿评估装置的结构框图；图3是本发明实施例中色散补偿评估装置及该装置与WDM系统连 接的结构框图；图4是本发明实施例中传输后灵敏度和附加色散的测量曲线及 拟合。
具体实施例方式请参阅图2，它是本发明长距离WDM系统最优色散补偿的评估装 置的结构框图。如图所示它由可调色散补偿模块A、可调衰减单元 B、光功率监测单元C、误码测试单元D和管理控制及数据处理中心组成E;其中该可调色散补偿模块A接收来自管理控制及数据处理中心的命 令，调节系统复用段的附加色散；该可调衰减单元B接收来自管理控制及数据处理中心的命令，调节0TU线路侧的输入光功率；该光功率监测单元C监测0TU线路侧的输入光功率，并上报给管 理控制及数据处理中心；该误码测试单元D连往0TU的客户侧光口 ，形成误码测试环路；并将误码率上报给管理控制及数据处理中心；该管理控制及数据处理中心E管理和控制可调色散补偿模块A、 可调衰减单元B、光功率监测单元C和误码测试单元D，处理数据， 计算分析出最优色散补偿条件。使用上述评估装置的评估方法步骤是1) 、将评估装置接入WDM系统将可调色散补偿模块A的连在 WDM系统的OD之前，将可调衰减单元B连在OD和OTU之间，光功率 监测单元C监测0TU的线路侧输入光功率，将误码测试单元D连往 OTU的客户侧光口，形成误码测试环路，此时系统无误码；2) 、设定可调色散补偿模块A的附加色散，通过调节可调衰减单 元B的衰减，测量出该附加色散值下的系统传输后灵敏度；依次测量 其他附加色散值下的系统传输后灵敏度；3) 、对2)的附加色散和系统传输后灵敏度数据曲线进行拟合，分析计算出曲线的中心；4) 、重复1)至3)，测量其他典型通道在不同附加色散下的系统 传输后灵敏度，并分析计算出其他典型通道在最优色散补偿下的附加 色散；5) 、综合典型通道在最优色散补偿下的附加色散，给出WDM系统 在现有色散补偿基础上应该增加或减少的色散补偿量的建议。下面根据图3中一较佳实施例对本发明作进一步详细说明 该例中的最优色散补偿的评估装置由可调色散补偿模块1、可调衰减器2、 50/50分光器3、光功率监测单元4、误码仪5、控制管理中心6、信息交互接口7等功能模块组成。其中该可调色散补偿模块1置于OMS层接收端，采用多通道可调色散补偿模块，如GT标准具、相位釆样啁啾布拉格光栅等等，接收来自上层的色散调节命令，调节系统的色散。可调色散补偿模块的可调范围和可调步距由系统的色散容限决定；
该可调衰减器2可置于OCh层接收端，也可置于OMS层接收端， 接收来自控制管理中心6的衰减命令，调节OTU的输入光功率；50/50分光器3和光功率监测单元4，该分光器3将输入光功率按50/50分给OTUl的接收部分和以及光功率监测单元，也可以省略 分光器3，由OTU自身完成输入光功率监测功能；该误码仪5 (如SDH分析仪)和OTU的客户侧光口相连，配 合可调衰减器2和光功率监测单元4，完成在特定误码率下的灵敏度该控制管理中心6控制管理可调色散补偿模块1、可调衰减器2、 光功率监测单元4、误码仪5;分析处理接收灵敏度与可调色散补偿 模块1色散设置值之间的关系，计算出最优色散补偿下的附加色散 值；该信息交互接口 7用于实现用户发送控制命令和显示结果。使用该装置的色散补偿的评估方法步骤如下-第一步最优色散补偿评估装置接入WDM系统。 1 )将误码仪5的发送部分和接收部分直接连往本地OTU的客户 侧光接口，将相应远端OTU环回(通过客户侧光口环回或板内电环 回)，形成一个误码测试环路，此时误码测试环路应无误码；也可以 将误码仪5的发送部分连往远端OTU客户侧接收光口，将误码仪5 的接收部分连往本地OTU客户侧发送光口 。注意虽然此时系统无误 码，但系统不一定处于最优色散补偿状态；2)如图3将可调色散补偿模块1、可调衰减器2、分光器3接入
误码测试环路；将光功率监测单元4连接到分光器的另一端口监测输 入光功率；将信息交互接口7连接到控制管理中心6;控制管理中心 6连接并能管理控制调节可调色散补偿模块1和可调衰减器2，管理 和接收来自光功率监测单元4的上报值；3)将可调色散补偿模块1和可调衰减器2归零，此时误码测试 环路应无误码。第二步测量附加色散和传输后灵敏度的关系。 在可调衰减器2归零的情况下，调节可调色散补偿模块l，找到使光路不通或者有误码的临界附加色散CDmin和CDm^。在色散CDmin和CD皿之间以步距为AcD调节可调色散补偿模块的色散值，Acd推 荐为10 100ps/nm或其他合适值。例如在附加色散为CDX的情况下， 调节可调衰减器2，测量接收机灵敏度SENX。依次测完所有附加色 散值下的接收机灵敏度。以上步骤为控制管理中心协调各功能模块自 动或半自动完成。第三步分析和处理传输后灵敏度和附加色散的数据。1) 选择拟合数据。找出最好的灵敏度SENmin，排除掉两侧比 SEN^至少劣A，的数据点，A，推荐为1 3dB，对剩下的数据进 行曲线拟合。2) 推荐高斯拟合，公式为r^+」^xe—< 〕 ， y为传输后灵敏度，x为附加色散。求出拟合曲线的中心点&，即最优补偿下的附加色散；并根据功率代价要求、以及拟合参数w和^计算出允许的附色散补偿范围CDr,。3)图4是传输后灵敏度随附加色散变化关系，其中点划线是实 测曲线，平滑线是拟合曲线，其中A为最优化色散补偿下的附加色散。 如果&>0，表示系统需减少负色散补偿量；反之，若\<0，表示系 统需增加负色散补偿量；第四步测量其他典型通道，典型通道的选择标准是包括系统的边缘波长和中间波长，推荐典型通道数量为3 7。得出其他典型通道在最优色散补偿下的附加色散值；第五步对所有典型通道的最优补偿下的附加色散和附加色散补 偿范围进行综合分析，并考虑到可调色散补偿模块1的色散斜率以及WDM系统釆用的色散补偿模块的色散斜率，判断系统应该增加或减少的附加色散补偿量。综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的 实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修 饰，都应为本发明的技术范畴。
权利要求
1、一种长距离WDM系统最优色散补偿的评估装置，其特征是它由可调色散补偿模块、可调衰减单元、光功率监测单元、误码测试单元和管理控制及数据处理中心组成；其中该可调色散补偿模块接收来自管理控制及数据处理中心的命令，调节系统复用段的附加色散；该可调衰减单元接收来自管理控制及数据处理中心的命令，调节光转发单元线路侧的输入光功率；该光功率监测单元监测光转发单元线路侧的输入光功率，并上报给管理控制及数据处理中心；该误码测试单元连往光转发单元的客户侧光口，形成误码测试环路；并将误码率上报给管理控制及数据处理中心；该管理控制及数据处理中心管理和控制可调色散补偿模块、可调衰减单元、光功率监测单元和误码测试单元，处理数据，计算分析出最优色散补偿条件。
2、 一种长距离WDM系统最优色散补偿的评估方法，使用如权利要求l所述的评估装置，其方法步骤是1) 、将评估装置接入WDM系统将可调色散补偿模块的连在WDM 系统的分波器之前，将可调衰减单元连在分波器和光转发单元之间， 光功率监测单元监测光转发单元的线路侧输入光功率，将误码测试单 元连往光转发单元的客户侧光口，形成误码测试环路，此时系统无误 码；2) 、设定可调色散补偿模块的附加色散，通过调节可调衰减单元 的衰减，测量出该附加色散值下的系统传输后灵敏度；依次测量其他附加色散值下的系统传输后灵敏度；3) 、对2)的附加色散和系统传输后灵敏度数据曲线进行拟合，分析计算出曲线的中心；4) 、重复1)至3)，测量其他典型通道在不同附加色散下的系统 传输后灵敏度，并分析计算出其他典型通道在最优色散补偿下的附加 色散；5) 、综合典型通道在最优色散补偿下的附加色散，给出WDM系统 在现有色散补偿基础上应该增加或减少的色散补偿量的建议。
3、 根据权利要求2所述的长距离WDM系统最优色散补偿的评估 方法，其特征是该评估装置中进一步包括分光器，该分光器将输入光 功率按分给光转发单元的接收部分和以及光功率监测单元。
4、 根据权利要求2所述的长距离WDM系统最优色散补偿的评估 方法，其特征是该评估装置中进一步包括信息交互接口，该信息交互 接口与控制管理中心连接，实现用户发送控制命令和显示结果。
5、 根据权利要求2或3或4所述的长距离WDM系统最优色散补 偿的评估方法，其特征是该可调色散补偿模块置于光复用段层接收 端，采用多通道可调色散补偿模块。
6、 根据权利要求2或3或4所述的长距离WDM系统最优色散补 偿的评估方法，其特征是该可调衰减器置于光通道层层接收端或置于 光复用段层接收端。
7、 根据权利要求2或3或4所述的长距离WDM系统最优色散补 偿的评估方法，其特征是该拟合方式是高斯拟合。
全文摘要
本发明提供了一种长距离WDM系统最优色散补偿的评估装置，它由可调色散补偿模块、可调衰减单元、光功率监测单元、误码测试单元和管理控制及数据处理中心组成。在上述装置接入WDM系统后，可实现长距离WDM系统最优色散补偿的评估方法。藉由上述装置和方法主要解决现有方法的色散补偿的理论计算很难兼顾多种对色散补偿效果影响的因素和残余色散测试的精度有限的技术问题，实现系统的最优色散补偿的评估，并节省了WDM系统运营、管理、维护成本。
文档编号H04J14/02GK101132239SQ20061003042
公开日2008年2月27日 申请日期2006年8月25日 优先权日2006年8月25日
发明者沈百林 申请人:中兴通讯股份有限公司