一種非線性補(bǔ)償方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及相干光通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種非線性補(bǔ)償方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 相干光通信系統(tǒng)因其高靈敏性被普遍認(rèn)為是一種更有效的通信系統(tǒng)。近年來(lái)，數(shù) 字信號(hào)處理DSP技術(shù)被應(yīng)用到相干光通信系統(tǒng)中。利用DSP，可以在電域?qū)崿F(xiàn)方便廉價(jià)的偏 振和相位管理。更重要的是，可以在電域?qū)π盘?hào)損傷進(jìn)行補(bǔ)償。目前的非線性損傷補(bǔ)償算 法中，數(shù)字后向傳播DBP方法被證明是最有前景的，但是DBP方法需要的計(jì)算量很大，難以 承受。目前實(shí)現(xiàn)非線性補(bǔ)償?shù)年P(guān)鍵是設(shè)計(jì)可以有效降低計(jì)算量但不過(guò)分影響補(bǔ)償效果的新 型算法。
[0003] DBP方法基于解沿后向傳播的非線性薛定諤方程N(yùn)LSE。NLSE是非線性偏微分方 程，通常需要數(shù)值方法求解。目前，分步傅立葉方法（SSFM)是求解NLSE最有效的方法。SSFM 通過(guò)假定在傳輸過(guò)程中，光場(chǎng)每通過(guò)一小段距離（一步），色散和非線性效應(yīng)可以依次分別 作用，從而得到一個(gè)近似結(jié)果。這樣，DBP計(jì)算所需的計(jì)算量與步長(zhǎng)成反比。為了減小計(jì)算 量，應(yīng)盡量選擇更大的步長(zhǎng)。但為了保證計(jì)算精度，實(shí)際計(jì)算中選擇的步長(zhǎng)一般應(yīng)小于四個(gè) 特征物理長(zhǎng)度--色散長(zhǎng)度、非線性長(zhǎng)度、走離長(zhǎng)度和四波混頻FffM長(zhǎng)度--的最小值。
[0004] 目前非線性損傷補(bǔ)償算法包括三種補(bǔ)償算法，第一種算法計(jì)算步長(zhǎng)受走離長(zhǎng)度的 限制，計(jì)算量巨大，難以承受；第二種算法采用顯式計(jì)算走離的方式計(jì)入了走離效應(yīng)的影 響，但計(jì)算步長(zhǎng)仍然受到色散長(zhǎng)度的限制；第三種算法利用前后信道間的關(guān)聯(lián)計(jì)入了色散 效應(yīng)的對(duì)信道內(nèi)非線性作用的影響，但此算法不能補(bǔ)償信道間的非線性作用，不能用于WDM 系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種非線性補(bǔ)償方法及裝置，用以解決現(xiàn)有計(jì)算偏振復(fù) 用-波分復(fù)用系統(tǒng)非線性損傷補(bǔ)償?shù)乃惴ㄓ?jì)算量大的問(wèn)題。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種非線性補(bǔ)償方法，應(yīng)用于偏振復(fù)用-波分 復(fù)用系統(tǒng)，所述偏振復(fù)用-波分復(fù)用系統(tǒng)包括多個(gè)用于傳輸信號(hào)的信道，包括：
[0007] 根據(jù)步長(zhǎng)值將每個(gè)所述信道的距離分成等長(zhǎng)度的S段，其中，所述步長(zhǎng)值大于所 述傳輸信號(hào)的色散長(zhǎng)度值且小于所述傳輸信號(hào)的非線性長(zhǎng)度值，S為大于1的整數(shù)；
[0008] 獲取每個(gè)所述信道的色散補(bǔ)償因子、不同信道間的走離因子以及每個(gè)所述信道中 相鄰傳輸信號(hào)間的關(guān)聯(lián)系數(shù)；
[0009] 根據(jù)所述色散補(bǔ)償因子，對(duì)每個(gè)所述信道S段中的每一段分別進(jìn)行色散補(bǔ)償；
[0010] 根據(jù)所述關(guān)聯(lián)系數(shù)以及所述走離因子，對(duì)每個(gè)所述信道S段中的每一段分別進(jìn)行 非線性補(bǔ)償。
[0011] 其中，上述的非線性補(bǔ)償方法，通過(guò)公式：
[0012] Hm( ω，h) = exp [i β 2h (com Δ ω - ω 2/2)]
[0013] 獲取每個(gè)所述信道的色散補(bǔ)償因子；其中，m表示第m個(gè)信道，Λ ω是信道間距，h 是步長(zhǎng)值，i表示虛數(shù)，ω是角頻率，β 2是色散系數(shù)。
[0014] 其中，上述的非線性補(bǔ)償方法，通過(guò)公式：
[0016] 獲取不同信道間的走離因子；其中，α是損耗系數(shù)，h是步長(zhǎng)值，Clniq表示走離參量，
z表示傳輸距離，ω是角頻率，m和q表示信道序號(hào)。
[0017] 其中，通過(guò)微擾方法或者擬合方法，獲取每個(gè)所述信道中相鄰傳輸信號(hào)間的關(guān)聯(lián) 系數(shù)。
[0018] 其中，所述根據(jù)所述色散補(bǔ)償因子，對(duì)每個(gè)所述信道S段中的每一段進(jìn)行色散補(bǔ) 償?shù)牟襟E具體為：
[0019] 通過(guò)公式：
[0021] 對(duì)每個(gè)所述信道S段中的每一段進(jìn)行色散補(bǔ)償；其中，X和y表示偏振態(tài)，z表示 傳輸距離，
「表示時(shí)間t和傳輸距離z+h處的振幅，
>表示時(shí)間t和傳 輸距離z處的振幅，Hni表示色散補(bǔ)償因子，F(xiàn)表示傅里葉變換，F(xiàn) 1表示傅里葉逆變換。
[0022] 其中，所述根據(jù)所述關(guān)聯(lián)系數(shù)以及所述走離因子，對(duì)每個(gè)所述信道S段中的每一 段分別進(jìn)行非線性補(bǔ)償?shù)牟襟E包括：
[0023] 根據(jù)所述關(guān)聯(lián)系數(shù)，計(jì)算所述信道中相鄰傳輸信號(hào)強(qiáng)度的加權(quán)平均值，得到所述 信道的有效光強(qiáng)；
[0024] 根據(jù)所述關(guān)聯(lián)系數(shù)、走離因子以及所述有效光強(qiáng)，獲取所述信道的非線性因子；
[0025] 根據(jù)所述有效光強(qiáng)和所述非線性因子，對(duì)每個(gè)所述信道S段中的每一段進(jìn)行非線 性補(bǔ)償。
[0026] 其中，所述根據(jù)所述關(guān)聯(lián)系數(shù)、走離因子以及所述有效光強(qiáng)，獲取所述信道的非線 性因子的步驟具體為：
[0027] 通過(guò)公式：
[0029] 獲取所述信道的非線性因子，所述非線性因子包括：自相位調(diào)制SPM和交叉相位 調(diào)制XPM相移因子；
[0030] 通過(guò)公式：
[0032] 獲取所述信道的非線性因子，所述非線性因子包括：相干XPM因子；
[0033] 其中，Y是非線性系數(shù)，Wniq表示走離因子，m和q表示信道序號(hào)；
[0034] heff表示有效步長(zhǎng)值，且heff = [exp( a h)_l] α，α是損耗系數(shù)，h是步長(zhǎng)值；
[0035] Pxm表不第m個(gè)信道X方向的有效光強(qiáng)，Pym表不第m個(gè)信道y方向的有效光強(qiáng)； [0036] Eyq(c〇，z)表示第q個(gè)信道y方向信號(hào)振幅的傅立葉變換；E xq(c〇，z)表示第q個(gè) 信道X方向信號(hào)振幅的傅立葉變換；
[0037] R(?，Z)是 Rfcy)ni = 的傅立葉變換；
[0038] F1表示傅里葉逆變換。
[0039] 其中，所述根據(jù)所述有效光強(qiáng)和所述非線性因子，對(duì)每個(gè)所述信道S段中的每一 段進(jìn)行非線性補(bǔ)償?shù)牟襟E包括：
[0040] 通過(guò)公式：
[0043] 對(duì)每個(gè)所述信道S段中的每一段進(jìn)行非線性補(bǔ)償；
[0044] 其中，Exni (t, z+h)表示時(shí)間t和距離z+h處X偏振態(tài)的振幅；
[0045] Eyni (t，z+h)表示時(shí)間t和距離z+h處y偏振態(tài)的振幅；
[0046] Exni (t，z)表示時(shí)間t和距離z處X偏振態(tài)的振幅；
[0047] Eyni (t，z)表示時(shí)間t和距離z處y偏振態(tài)的振幅；
[0048] 表示第m個(gè)信道的SPM和XPM相移因子；
[0049] Qni表示第m個(gè)信道的相干XPM因子。
[0050] 本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種非線性補(bǔ)償裝置，包括：
[0051] 劃分模塊，用于根據(jù)步長(zhǎng)值將每個(gè)所述信道的距離分成等長(zhǎng)度的S段，其中，所述 步長(zhǎng)值大于所述傳輸信號(hào)的色散長(zhǎng)度值且小于所述傳輸信號(hào)的非線性長(zhǎng)度值，S為大于1 的整數(shù)；
[0052] 獲取模塊，用于獲取每個(gè)所述信道的色散補(bǔ)償因子、不同信道間的走離因子以及 每個(gè)所述信道中相鄰傳輸信號(hào)間的關(guān)聯(lián)系數(shù)；
[0053] 色散補(bǔ)償模塊，用于根據(jù)所述色散補(bǔ)償因子，對(duì)每個(gè)所述信道S段中的每一段分 別進(jìn)行色散補(bǔ)償；
[0054] 非線性補(bǔ)償模塊，用于根據(jù)所述關(guān)聯(lián)系數(shù)以及所述走離因子，對(duì)每個(gè)所述信道S 段中的每一段分別進(jìn)行非線性補(bǔ)償。
[0055] 其中，上述的非線性補(bǔ)償裝置，所述獲取模塊包括：
[0056] 第一獲取模塊，用于通過(guò)公式Hm(c〇, h) = exp[i β 21ι(ωηιΔ ω-ω2/2)]獲取每個(gè) 所述信道的色散補(bǔ)償因子；其中，m表示第m個(gè)信道，Λ ω是信道間距，h是步長(zhǎng)值，i表示 虛數(shù)，ω是角頻率，β2是色散系數(shù)；
[0057] 第二獲取模塊，用于通過(guò)公式：
[0059] 獲取不同信道間的走離因子；其中，a是損耗系數(shù)，h是步長(zhǎng)值，Clniq表示走離參量， dmq = P2OnTcoq), z表示傳輸距離，ω是角頻率，m和q表示信道序號(hào)；
[0060] 第三獲取模塊，用于通過(guò)微擾方法或者擬合方法，獲取每個(gè)所述信道中相鄰傳輸 信號(hào)間的關(guān)聯(lián)系數(shù)。
[0061] 其中，所述色散補(bǔ)償模塊具體通過(guò)公式：
[0063] 對(duì)每個(gè)所述信道S段中的每一段進(jìn)行色散補(bǔ)償，其中，X和y表示偏振態(tài)，z表示傳 輸距尚，+ 表不時(shí)間t和距尚z+h處的振幅，表不時(shí)間t