专利名称：一种dwdm系统的色散补偿方法
技术领域：
本发明涉及密集波分复用系统的色散补偿，尤其涉及信号速率为10Gb/s 和40Gb/s的应用G.652光纤，G.653光纤和G.655光纤的密集波分复用系统 的色散补偿。
背景技术：
在高速密集波分复用系统中，信号速率10Gb/s及以上时，激光器的色散 容限很小，色散受限距离较短。对于速率10Gb/s的信号，在G652光纤中的 传输距离一般小于80公里。当传输距离较长时，线路光纤引入的累积色散量 大于激光器的色散容限，系统的传输性能随传输距离的增加逐渐变差。为了 保证密集波分复用系统的传输性能，需要引入具有负色散值的元件进行色散 补偿。常用的色散补偿元件包括色散补偿光纤模块、色散补偿光纤光栅以及 可变色散补偿装置等。其中，色散补偿光纤模块由于其可实现宽带色散补偿， 可靠性较高，成本低廉得到广泛应用。早期的光纤光栅，由于设计和工艺水 平限制，不能实现宽带的色散补偿。且其性能受温度变化的影响。所以，没 有得到大量的应用。近年来，随着技术的发展，宽带的光纤光栅色散补偿器 件己经逐渐成熟。宽带的色散补偿光纤光栅主要包括超长周期光栅和多通道 光栅两种。其中前者和色散补偿光纤性能接近，可实现连续C波段或L波段 的色散补偿，器件插入损耗小，成本更低，越来越受到人们的亲睐。可变色 散补偿装置可以调整色散补偿量的大小，进行动态色散补偿。但其需要外部 控制，实现起来比较复杂，成本较高，工程上应用很少。在传统方法中，采用色散补偿光纤模块进行密集波分复用系统的色散补 偿时，由于色散补偿光纤模块是采用色散补偿光纤制作的，其损耗系数较大。 对于补偿120公里G652和G655光纤的色散补偿光纤，其插入损耗约IO犯。 如果加大色散补偿光纤模块的色散补偿量，其插入损耗和体积均变大。由于 放大器增益以及机架插箱的体积限制，通常，每个模块的补偿量不能很大， 不超过120公里。这样，在长距离密集波分复用系统中进行色散补偿时，需 要引入大量的色散补偿光纤模块。同时，需要多配置放大器补偿色散补偿模 块引入的损耗。这直接导致系统成本的增加以及系统信噪比的下降。为了解决上述问题，采用色散数值较大的补偿G.652光纤的色散补偿光 纤模块进行G.655光纤的色散补偿，对于补偿120公里G652光纤的色散补 偿光纤，其色散值约为-2140ps/nm，其插入损耗约10dB。由于单个模块色散 值较大，因此系统中采用的色散补偿光纤模块的数量大大减少。解决了采用 色散补偿光纤模块数量较多造成系统成本较大，引入的插入损耗较大的问题。 但由于G.652光纤和G655光纤的色散斜率不同，两种色散补偿光纤模块的 色散斜率也不同。在整个工作波长范围内，边缘波长的残余色散较大。随着， 传输距离的增加，残余色散逐渐增大，对系统的传输性能影响较大。因此， 这种补偿方法通常只适用复用段长度在500公里以内的G.655光纤DWDM 系统。为了实现整个C波段G.653光纤密集波分复用系统的色散补偿， 一些人 首先用红蓝带分波器将密集波分复用(DWDM)信号分解为红波带和蓝波带， 再采用负色散补偿模块(-DCM)对红波带信号进行补偿，采用正色散补偿 模块(+DCM)对蓝波带信号进行补偿，最后用红蓝波带合波器合成补偿后 的信号；这样，解决了在整个C波段无法采用具有正色散或负色散的色散补 偿元件进行色散补偿的问题。采用将光信号在零色散点两端分组，分别采用正色散和负色散进行色散 补偿的方法，需要引入合分波器，并且需要采用具有负色散的色散补偿元件 以及正色散的色散补偿元件。装置相对来说比较复杂，灵活性不好。此外， 由于需要使用多个器件，成本也较高。传统方法的存在如下限制a) 采用色散补偿光纤模块进行色散补偿时，由于其插入损耗和体积的限 制。单个色散补偿模块的补偿量通常不超过120公里。在密集波分复用系统 中进行色散补偿时需要使用多个色散补偿光纤模块，其成本较高。b) 由于引入多个色散补偿光纤模块，需要引入多个放大器补偿色散补偿 光纤模块的插入损耗。降低了系统传输后的信噪比，对系统传输性能有影响。c) 对于采用色散数值较大的G652光纤色散补偿光纤模块进行色散补偿 的方法，其传输距离一般在500公里之内。d)将光信号分组，分别进行色散补偿，装置相对复杂，灵活性不好。发明内容为了解决上述的技术问题，提供了一种DWDM系统的色散补偿方法， 其目的在于，减少密集波分复用系统中色散补偿光纤模块以及放大器的数 量，降低系统成本，提高系统传输性能；同时考虑色散斜率补偿，实现超长 距离的传输。本发明涉及一种密集波分复用系统的色散补偿方法，包括如下具体步骤 步骤1、根据工作波长范围、光纤类型和参数确定色散补偿光纤光栅的 种类；步骤2、根据复用段和子复用段的长度以及光源的色散容限确定色散补 偿光纤光栅的色散数值和数量；步骤3、根据色散补偿光纤光栅的插入损耗、数量以及线路光纤的插入 损耗确定色散补偿光纤光栅的位置。所述工作波长范围包括C波段和L波段，所述光纤类型包括G.652光纤、 G.653光纤和G.655光纤。所述步骤2中，对于不含有光分叉复用站点的密集波分复用系统，总补偿量满足公式复用段长度—光源的色散容限S总补偿量S复用段长度； 对于含有光分叉复用站点的密集波分复用系统，总补偿量满足公式 复用段长度一光源的色散容限S总补偿量^复用段长度，并且各子复用段的总补偿量应满足公式子复用段长度一光源的色散容限^子复用段补偿量S子复用段长度。所述步骤3中，色散补偿光纤光栅的位置处于所述密集波分复用系统的第一个光放大单元之前，线路光纤之前和之后，两个光放大器之间，和/或最后一个光放大单元之后。采用本发明所述方法，与传统技术相比，由于采用了色散补偿光纤光栅进行色散补偿，减少了密集波分复用系统中色散补偿光纤模块以及放大器的数量，降低了系统的成本；同时，考虑色散斜率的补偿，提高了系统的传输性能。
图1是本发明提供的不含OADM站点的DWDM系统色散补偿示意图； 图2是本发明提供的含有OADM站点的DWDM系统色散补偿示意图。
具体实施方式
本发明采用色散数值较大的光纤光栅作为色散补偿元件，其色散值最小 可以小于-2000ps/nm。其优点是插入损耗较小，约4dB左右。同时，其色散 斜率和所要补偿的G652， 0.653和0.655光纤的色散斜率相同。由于其色散 数值较大，且插入损耗较小，因此可以解决采用色散补偿光纤模块进行色散 补偿时，系统中色散补偿光纤模块和放大器的数量较多，系统成本高以及传 输后的信噪比较低问题。在降低系统的成本的同时，提高系统传输后的信噪 比，改善系统的传输性能。此外，由于其色散斜率和所要补偿的光纤相同， 系统的残余色散较小。解决了采用G652光纤色散补偿光纤模块进行色散补 偿时，系统残余色散较大，传输距离受限的问题，实现超长距离的传输。通 常情况下，对于采用G653和G.655光纤的系统，应用一个到二个光纤光栅， 即可以实现密集波分复用系统的色散补偿。本发明所述的色散补偿方法如下第一步根据工作波长范围和光纤类型和参数确定色散补偿光纤光栅的种 类。常用的光纤类型包括G.652， G653和G655三种，其中不同厂家生产的 G.655光纤色散和色散斜率参数也不同，常见的有LEAF， True Wave等。为 了实现色散斜率的精确补偿，通常采用(1652光纤的色散补偿光纤光栅进行 G652光纤的色散和色散斜率补偿;采用G.653光纤的色散补偿光纤光栅进行 G653光纤的色散和色散斜率补偿;采用G655光纤的色散补偿光纤光栅进行 G.655光纤的色散和色散斜率补偿。在保证系统传输性能的基础上，也可以 采用G.652光纤的色散补偿光纤光栅进行G.653和G655光纤的色散和色散 斜率补偿。对于每一种色散补偿光纤光栅，根据系统的工作波长范围的不同， 又可以分为C波段色散补偿光纤光栅和L波段色散补偿光纤光栅。对于工作 在C波段的密集波分复用系统，采用C波段的色散补偿光纤光栅，对于工作 于L波段的系统，采用L波段的色散补偿光纤光栅。第二步根据复用段和子复用段的长度以及光源的色散容限确定色散补偿
光纤光栅的色散数值和数量。图1所示系统是不含OADM站点的系统，系 统的复用段长度为A3和A20之间所有线路光纤的长度之和。图2所示系统 是含OADM站点的系统，系统的复用段长度为A3和A20之间所有线路光纤 的长度之和。子复用段1的长度是B3和B12之间所有线路光纤的长度之和。 子复用段2的长度是B14和B23之间所有线路光纤的长度之和。色散补偿光纤光栅色散数值通常以公里数表示，如240公里的LEAF DCM (色散补偿光纤光栅的产品型号)。如果复用段长度超过光纤光栅的色 散数值和色散容限之和，需要采用多个色散补偿光纤光栅。具体公式见公式 (1)和公式(2)。举个例子，如果线路复用段长度为400公里，光源的色散 容限为40公里，根据公式(1 )，总补偿量需要在360公里和400公里之间。 如果色散补偿光纤光栅最大的色散数值为240公里，则至少需要采用一个240 公里和一个120公里共两个色散补偿光纤光栅进行补偿。第三步根据色散补偿光纤光栅的插入损耗，数量以及线路光纤的插入损 耗确定色散补偿光纤光栅的位置。色散补偿光纤光栅的插入损耗大概是一个固定值，约4dB。不同型号的 插入损耗会有一些差别。色散补偿光纤光栅的数量在第二步已经确定。色散 补偿光纤光栅原则上可以放在系统中的第一个光放大单元之前，线路光纤之 前和之后，两个光放大单元之间以及最后一个光放大单元之后。放的位置比 较灵活， 一般情况下只要不将色散补偿光纤光栅放到插入损耗比较大的光纤 线路之前之后即可。下面结合附图，对本发明做进一步的详细描述。图1是不含有OADM站点的DWDM系统，其主要包括a) 光合分波单元A2和A21，实现光信号的合波和分波。b) 光转发单元A1和A22，实现光电光的转换，其中心波长满足ITU-T G692要求。c) 光放大单元A3， A5， A7， A9， A12， A14， A16， A18和A20，实现光信号的放大。d) 线路光纤A4， A6， A8， AIO， A13， A15， A17， A19为G655光纤。e) All为色散补偿光纤光栅。图2是含有OADM站点的DWDM系统，其主要包括 a) 光合分波单元B2和B24，实现光信号的合波和分波。b) 光转发单元B1和B25，实现光电光的转换，其中心波长满足ITU-T G692要求。c) 光放大单元B3， B5， B8， BIO， B12， B14， B16， B19， B21和B23，实现光信号的放大。d) 线路光纤B4， B6， B9， Bll， B15， B17， B20， B22为G.655光纤。e) B7， B18为色散补偿光纤光栅。f) B13为光分插复用单元，实现多路光信号的上下。在图l和图2所表现的实施方式中，光转发单元既可以是10G光转发单 元，也可以是40G光转发单元。调制码型可以是NRZ，也可以是RZ, CS-RZ， RZ-DPSK等码型。光转发单元的调制码型和速率不同，其色散容限也不相同。 光合分波单元既可以是32波的光合分波单元，也可以是40波和80波的光合 分波单元。线路光纤的长度最长可以到达几千公里。色散补偿光纤光栅的数 量最少为1个。光分插复用(OADM)单元可以实现任意数目波长的上下。 通常为4波，8波，16波和32波。系统中OADM的数量可以为一个，也可 以为多个。首先确定色散补偿光纤光栅的种类。色散补偿光纤光栅按照工作波长分 类分为C波段色散补偿光纤光栅和L波段色散补偿光纤光栅。如果密集波分 复用系统工作在C波段，则需要使用C波段色散补偿光纤光栅；如果密集波 分复用系统工作在L波段，则需要使用L波段色散补偿光纤光栅；根据光纤 的类型确定色散补偿光纤光栅的类型，可以分为适用于G652光纤的G652 色散补偿光纤光栅，适用于G653光纤的G.653色散补偿光纤光栅以及适用 于C1655光纤的G.655色散补偿光纤光栅。其次对于不含有OADM站点的密集波分复用系统，总补偿量应满足公 式(1)要求(复用段长度-光源的色散容限)S总补偿量S复用段长度(1)。 对于含有OADM站点的密集波分复用系统，总补偿量在满足公式(1) 要求的基础上，各子复用段的总补偿量应满足公式(2):(子复用段长度-光源的色散容限)S子复用段补偿量S子复用段长 度(2)。
最后确定色散补偿光纤光栅的位置，色散补偿光纤光栅可以放在系统中 的第一个光放大单元之前，线路光纤之前和之后，两个光放大单元之间以及 最后一个光放大单元之后。综上所述，采用本发明所述方法，与传统技术相比，由于采用了色散补 偿光纤光栅进行色散补偿，减少了密集波分复用系统中色散补偿光纤模块以 及放大器的数量，降低了系统的成本；同时，考虑色散斜率的补偿，提高了 系统的传输性能。本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条 件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限 于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。
权利要求
1.一种密集波分复用系统的色散补偿方法，其特征在于，包括如下具体步骤步骤1、根据工作波长范围、光纤类型和参数确定色散补偿光纤光栅的种类；步骤2、根据复用段和子复用段的长度以及光源的色散容限确定色散补偿光纤光栅的色散数值和数量；步骤3、根据色散补偿光纤光栅的插入损耗、数量以及线路光纤的插入损耗确定色散补偿光纤光栅的位置。
2. 如权利要求1所述的密集波分复用系统的色散补偿方法，其特征在于， 所述步骤1中，所述工作波长范围包括C波段和L波段，所述光纤类型包括 G.652光纤、G.653光纤和G.655光纤。
3. 如权利要求1所述的密集波分复用系统的色散补偿方法，其特征在于， 所述步骤2中，对于不含有光分叉复用站点的密集波分复用系统，总补偿量满足公式复用段长度一光源的色散容限S总补偿量S复用段长度； 对于含有光分叉复用站点的密集波分复用系统，总补偿量满足公式 复用段长度一光源的色散容限S总补偿量S复用段长度， 并且，各子复用段的总补偿量应满足公式子复用段长度一光源的色散容限5子复用段补偿量S子复用段长度。
4. 如权利要求1所述的密集波分复用系统的色散补偿方法，其特征在于， 所述步骤3中，色散补偿光纤光栅的位置处于所述密集波分复用系统的第一 个光放大单元之前，线路光纤之前和之后，两个光放大器之间，和/或最后一 个光放大单元之后。
全文摘要
本发明涉及一种密集波分复用系统的色散补偿方法，包括如下具体步骤步骤1.根据工作波长范围、光纤类型和参数确定色散补偿光纤光栅的种类；步骤2.根据复用段和子复用段的长度以及光源的色散容限确定色散补偿光纤光栅的色散数值和数量；步骤3.根据色散补偿光纤光栅的插入损耗、数量以及线路光纤的插入损耗确定色散补偿光纤光栅的位置。采用本发明所述方法，与传统技术相比，由于采用了色散补偿光纤光栅进行色散补偿，减少了密集波分复用系统中色散补偿光纤模块以及放大器的数量，降低了系统的成本；同时，考虑色散斜率的补偿，提高了系统的传输性能。
文档编号H04J14/02GK101162962SQ20061011375
公开日2008年4月16日 申请日期2006年10月13日 优先权日2006年10月13日
发明者李红军 申请人:中兴通讯股份有限公司