專利名稱：密集波分復用系統(tǒng)的功率均衡的實現(xiàn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及密集波分復用(DWDM——Densed WavelengthDevided Multiplex)系統(tǒng)中各通道光功率的功率均衡方法，具體地說是涉及一種提高密集波分復用(DWDM Densed WavelengthDevided Multiplex)系統(tǒng)的傳輸線路的平坦性的實現(xiàn)方法。
背景技術：
隨著數(shù)據(jù)通信的迅猛發(fā)展，現(xiàn)代通信系統(tǒng)對通信容量提出了很高的要求。光波分復用技術作為光纖通信中提高通信容量的一種復用方式，應用越來越廣泛。摻鉺光纖放大器(EDFA-Erbium Doped FiberAmplifier)的出現(xiàn)，使得波分復用技術得到了飛速的發(fā)展，利用此技術，通信容量的增長只需增加更多的復用波長，不過復用更多的波長則需要放大器有著寬且平坦的增益譜。但是摻鉺光纖放大器(EDFA)的增益譜卻并不像人們期望的那么平坦，因此目前復用波數(shù)的增長主要受限于系統(tǒng)中應用的摻鉺光纖放大器(EDFA)的增益帶寬，由于摻鉺光纖放大器(EDFA)增益譜中1545～1560nm波長段較為平坦，因此，在該波長段一般不需要采用增益平坦濾波器(GFF-Gain FlatFilter)來進行平坦；但是對于更寬的波長范圍(如1530～1560nm波長段)，由于受摻鉺光纖放大器(EDFA)增益譜特性的影響，則需要加入增益平坦濾波器(GFF)進行增益平坦。增益平坦濾波器(GFF)作為一種濾波器，其引入的損耗隨波長的不同而不同，如果讓其損耗譜曲線與摻鉺光纖放大器EDFA的增益譜曲線相吻合，則可實現(xiàn)寬且平坦的波長范圍的放大增益譜，當然這種平坦是以功率為代價的。
現(xiàn)有的密集波分復用(DWDM)系統(tǒng)，如圖1所示，主要包括光復用器、光功率放大單元、光纖線路、光線路放大單元、傳輸光纖、光前置放大單元、光解復用器，其中光前置放大單元和光線路放大單元的組成基本相同，主要包括光前置放大(PA)、色散補償單元(DCM)、光功率放大單元(BA)，其中多路信號經(jīng)過光復用器合波后經(jīng)過功率放大器進入傳輸光纖，一定距離后由于功率衰減和色散補償?shù)男枰M入光線路放大單元，此單元一般由PA、色散補償模塊(可選擇有或不用)和BA組成，對信號功率進行放大和對色散進行補償之后再進入傳輸光纖，在經(jīng)過幾級類似的鏈路后進入光前置放大單元。目前在設計密集波復用系統(tǒng)中摻鉺光纖放大器(EDFA)的增益平坦濾波器(GFF)時，只考慮了摻鉺光纖放大器(EDFA)本身吸收譜線的不平坦，沒有考慮到傳輸光纖或10Gb/s以上速率系統(tǒng)中采用的色散補償光纖的損耗譜。如果這些光纖的損耗譜在不同波長下的值相差較大時，那么隨著系統(tǒng)中這些光纖長度的增加，差異會累積起來，從而影響系統(tǒng)的功率均衡性能。造成這種現(xiàn)象的原因主要是因為光纖對各信道光功率差異的影響隨著其長度的增長而增加，如果不考慮的話，隨著跨段的增加，勢必進一步劣化各信道光功率的均衡。圖2和圖3是我們實測的25km單模光纖和補償60km單模光纖的色散補償光纖(以Corning公司的Leaf光纖為例)的損耗譜。從圖2中可看出，25km的單模光纖引入的信道間光功率最大差異超過0.3dB，假設系統(tǒng)為8*22dB的跨距，其間經(jīng)過了640km的單模光纖，這640km的單模光纖對32個信道引入的插損最大差異竟達7.68dB。而圖3中，補償60km單模光纖色散的色散補償光纖對32信道引入的插損差異接近1dB，同樣對于8*22dB的系統(tǒng)，為了補償640km單模光纖的色散加入的色散補償光纖對32信道引入的插損差異將達10dB。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可有效提高密集波分復用(DWDM)系統(tǒng)光功率平坦性的實現(xiàn)方法，即提供一種可充分保證密集波分復用(DWDM)系統(tǒng)各信道的光功率均衡的實現(xiàn)方法，其主要包括以下步驟a、將整個密集波分復用(DWDM)系統(tǒng)劃分為若干個含有摻鉺光纖放大器(EDFA)或傳輸光纖或色散補償光纖或其組合的獨立單元，其中所劃分的每一個單元中，應至少包含有一個摻鉺光纖放大器(EDFA)，而傳輸光纖或色散補償光纖則可以根據(jù)實際的需要來考慮是否應該包含有；b、確定每個單元中的增益平坦濾波器(GFF)所覆蓋的區(qū)域中含有的摻鉺光纖放大器(EDFA)、傳輸光纖、色散補償光纖的數(shù)量；c、測量和計算出每個單元中的摻鉺光纖放大器(EDFA)的增益譜特性曲線及傳輸光纖、色散補償光纖的損耗譜特性曲線；d、根據(jù)摻鉺光纖放大器(EDFA)的增益譜特性曲線及傳輸光纖、色散補償光纖的損耗譜特性曲線，通過計算，確定每一個單元中增益平坦濾波器(GFF)的損耗特性曲線；e、選擇損耗特性曲線合乎要求的增益平坦濾波器并將其置于相應的摻鉺光纖放大器模塊中。
其中上述步驟d中確定增益平坦濾波器(GFF)的損耗特性曲線的方法是將摻鉺光纖放大器(EDFA)的增益譜特性曲線及傳輸光纖、色散補償光纖的損耗譜特性曲線疊加組合后的組合特性曲線的互補曲線作為該增益平坦濾波器(GFF)的損耗特性曲線。
本發(fā)明由于巧妙地將整個密集波分復用(DWDM)系統(tǒng)劃分為若干個獨立單元并將各單元中每一組成部分的增益譜特性曲線和損耗譜特性曲線綜合考慮來分別確定各單元的增益平坦濾波器(GFF)的損耗特性曲線，既考慮了摻鉺光纖放大器(EDFA)增益譜的不平坦性，又考慮了傳輸光纖及色散補償光纖損耗譜的不平坦性，使增益平坦濾波器(GFF)的損耗特性曲線與各單元的組合增益損耗譜特性曲線形成互補，有效保證各單元中各通道光功率的平坦性，從而保證整個系統(tǒng)的傳輸線路的平坦性，進一步改善系統(tǒng)的信道光功率均衡性能。
以下結(jié)合附圖和實施例詳細描述本發(fā)明的實現(xiàn)
圖1為普通密集波分復用(DWDM)系統(tǒng)的組成方框圖；圖2為實測的25kmG.652單模光纖的損耗譜曲線圖；圖3為實測的用于補償60kmG.652光纖色散的色散補償光纖(約10m)的損耗譜(以Leaf光纖為例)曲線圖；圖4為PA、BA輸出光功率的曲線示意圖；其中曲線4-1為PA輸出光功率平坦度，曲線4-2為無GFF的BA輸出光功率平坦度，曲線4-3為有GFF的BA輸出光功率平坦度；圖5為本實施例的密集波分復用系統(tǒng)的組成方框圖；圖6為130kmG.652光纖插損值曲線圖；圖7為補償80km單模光纖色散的色散補償光纖插損值曲線圖；圖8為考慮光纖的影響和不考慮兩種情況下設計的增益平坦濾波器曲線圖；其中曲線8-1為不考慮光纖影響的GFF損耗譜曲線，曲線8-2為考慮光纖影響的GFF損耗譜曲線；圖9為增益平坦濾波器曲線的設計在考慮和不考慮傳輸光纖影響下系統(tǒng)各信道功率均衡特性曲線的比較示意圖；其中曲線9-1為考慮到光纖影響的各信道功率均衡特性曲線，曲線9-2為未考慮光纖影響時的各信道功率均衡特性曲線。
具體實施方案
如圖5所示，本實施例為一傳輸130kmG.652光纖的無線路放大單元的密集波分復用(DWDM)系統(tǒng)，其主要包括光復用器、色散補償單元(20km)、光功率放大(BA)、傳輸光纖、光前置放大單元、光解復用器、其中光前置放大單元主要包括光前置放大(PA)、色散補償單元(80km)、光功率放大(BA)，由于無線路放大單元，因此可先將整個系統(tǒng)分為兩部分(即發(fā)送端和接收端)來確定各自的增益平坦濾波器(GFF)的損耗特性曲線。
對于10Gb/s或以上速率的系統(tǒng)，考慮到需留有一定的色散余度，因此只需在系統(tǒng)中加入補償100km單模光纖色散的色散補償光纖。在此采用的是將補償20km單模光纖色散的色散補償模塊放在發(fā)送端，而將補償80km單模光纖色散補償模塊放在接收端，如圖5中虛線框所示。
在發(fā)送端，多路信號經(jīng)光復用器合波之后的信號經(jīng)過補償20km單模光纖色散的色散補償模塊(本實施例中，由于此段色散補償模塊長度較短，其損耗譜可以忽略不計)，然后進入光功率放大單元(BA)，此功率放大單元(BA)放大模塊中的增益平坦濾波器(GFF)可以只考慮其本身的平坦，而將其后傳輸光纖的影響放到后面來考慮。因此傳輸光纖和接收端部分中增益平坦濾波器(GFF)的損耗特性曲線的確定就可以通過考慮前一部分光纖功率放大單元(BA)最終的平坦情況以及該光功率放大單元(BA)后面的130km傳輸光纖、未平坦的光前置放大(PA)、補償80km單模光纖色散的色散補償模塊和未平坦的光功率放大(BA)模塊等綜合情況。為此本實施例中先計算確定130km傳輸光纖的損耗譜、未平坦的光前置放大(PA)的損耗譜、補償80km單模光纖色散的色散補償模塊的插損、未平坦的光功率放大(BA)的損耗譜等情況。
其中，通過計算和測量可以得到130kmG.652傳輸光纖在1530～1560nm的波長范圍內(nèi)損耗譜(不平坦度約為0.8dB)如圖6所示，補償80km光纖的色散補償模塊引入的信道間插損差異(不平坦度約為0.32dB)如圖7所示，未平坦的PA、BA及平坦后的BA輸出功率差異值如圖4所示，然后通過計算，本單元部分中將傳輸光纖的插損值、PA的輸出光功率、BA的輸出光功率、補償80km光解的色散補償光纖插損值等所有的損耗譜都考慮到，并將各損耗譜曲線相疊加，形成組合特性譜曲線，即平坦后的BA輸出光功率＝130kmG.652光纖插損值+平坦前的PA輸出光功率+平坦前的BA輸出光功率-補償80km光纖的色散補償光纖插損值，從而給出了整個系統(tǒng)中各個波長光功率的相對平坦度情況，此時再將組合增益特性譜曲線的互補償曲線作為該單元系統(tǒng)中的增益平坦濾波器(GFF)的損耗譜曲線，如圖8所示，其中該圖中還同時給出了未考慮傳輸光纖和色散補償光纖的損耗譜情況下要求的增益平坦濾波器(GFF)曲線以作比較，由圖8可以看到兩條曲線在短波長處差異較大。此時再將確定的增益平坦濾波器(GFF)損耗譜曲線交給增益平坦濾波器(GFF)制造商定制合乎要求的增益平坦濾波器(GFF)，并將定制好的增益平坦濾波器(GFF)置入到光功率放大(BA)單元即摻鉺光纖放大器(EDFA)中，此時通過測量可以看到采用了所述增益平坦濾波器(GFF)后的各信道的光功率輸出曲線，其中，圖9為系統(tǒng)采用優(yōu)化后的增益平坦濾波器(GFF)和優(yōu)化前的增益平坦濾波器(GFF)各信道功率均衡特性曲線的比較，很明顯地由圖9可明顯看到，在考慮光纖鏈路損耗譜的情況下優(yōu)化增益平坦濾波器的損耗特性曲線會對信道光功率均衡性能進一步改善，即本發(fā)明是可行的。
權利要求
1.一種密集波分復用系統(tǒng)功率均衡的實現(xiàn)方法，其特征在于包括以下步驟a、將整個密集波分復用系統(tǒng)劃分為若干個含有摻鉺光纖放大器或傳輸光纖或色散補償光纖或其組合的獨立單元；b、確定每個單元中的增益平坦濾波器所覆蓋的區(qū)域中含有的摻鉺光纖放大器、傳輸光纖、色散補償光纖的數(shù)量；c、測量和計算出每個單元中的摻鉺光纖放大器的增益譜特性曲線及傳輸光纖、色散補償光纖的損耗譜特性曲線；d、根據(jù)摻鉺光纖放大器的增益譜特性曲線及傳輸光纖、色散補償光纖的損耗譜特性曲線，通過計算，確定每一個單元中增益平坦濾波器的損耗特性曲線；e、選擇損耗特性曲線合乎要求的增益平坦濾波器并將其置于相應的摻鉺光纖放大器模塊中。
2.根據(jù)權利要求1所述密集波分復用系統(tǒng)功率均衡的實現(xiàn)方法，其特征在于上述步驟d中確定增益平坦濾波器的損耗特性曲線的方法是將摻鉺光纖放大器的增益譜特性曲線及傳輸光纖、色散補償光纖的損耗譜特性曲線疊加組合后的組合特性曲線的互補曲線作為該增益平坦濾波器的損耗特性曲線。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種密集波分復用(DWDM)系統(tǒng)功率均衡的實現(xiàn)方法。其主要是將整個DWDM系統(tǒng)劃分為若干個含有EDFA或傳輸光纖或色散補償光纖或其組合的獨立單元，再根據(jù)各單元中的EDFA的增益譜及傳輸光纖、色散補償光纖的損耗譜，通過計算確定每一單元中的GFF的損耗特性曲線，最后選擇合乎要求的GFF并將其置于相應的EDFA模塊中。本發(fā)明由于巧妙地將整個DWDM系統(tǒng)劃分為若干個獨立單元并將各單元中每一組成部分的增益譜和損耗譜綜合考慮來分別確定各單元的GFF的損耗特性曲線，有效保證各單元中各通道光功率的平坦性，從而保證整個系統(tǒng)的傳輸線路的平坦性，進一步改善系統(tǒng)的信道光功率均衡性能。
文檔編號H04B10/294GK1400763SQ0112467
公開日2003年3月5日 申請日期2001年8月3日 優(yōu)先權日2001年8月3日
發(fā)明者陳娟, 李長春 申請人:華為技術有限公司