專利名稱：密集波分復(fù)用系統(tǒng)的功率均衡的實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及密集波分復(fù)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(fù)用(DWDM Densed WavelengthDevided Multiplex)系統(tǒng)的傳輸線路的平坦性的實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)據(jù)通信的迅猛發(fā)展，現(xiàn)代通信系統(tǒng)對(duì)通信容量提出了很高的要求。光波分復(fù)用技術(shù)作為光纖通信中提高通信容量的一種復(fù)用方式，應(yīng)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(fù)用技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，利用此技術(shù)，通信容量的增長(zhǎng)只需增加更多的復(fù)用波長(zhǎng)，不過復(fù)用更多的波長(zhǎng)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(fù)用波數(shù)的增長(zhǎng)主要受限于系統(tǒng)中應(yīng)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(zhǎng)段較為平坦，因此，在該波長(zhǎng)段一般不需要采用增益平坦濾波器(GFF-Gain FlatFilter)來進(jìn)行平坦；但是對(duì)于更寬的波長(zhǎng)范圍(如1530～1560nm波長(zhǎng)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(jìn)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(zhǎng)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(shí)現(xiàn)寬且平坦的波長(zhǎng)范圍的放大增益譜，當(dāng)然這種平坦是以功率為代價(jià)的。
現(xiàn)有的密集波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)，如圖1所示，主要包括光復(fù)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(fù)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(bǔ)償單元(DCM)、光功率放大單元(BA)，其中多路信號(hào)經(jīng)過光復(fù)用器合波后經(jīng)過功率放大器進(jìn)入傳輸光纖，一定距離后由于功率衰減和色散補(bǔ)償?shù)男枰M(jìn)入光線路放大單元，此單元一般由PA、色散補(bǔ)償模塊(可選擇有或不用)和BA組成，對(duì)信號(hào)功率進(jìn)行放大和對(duì)色散進(jìn)行補(bǔ)償之后再進(jìn)入傳輸光纖，在經(jīng)過幾級(jí)類似的鏈路后進(jìn)入光前置放大單元。目前在設(shè)計(jì)密集波復(fù)用系統(tǒng)中摻鉺光纖放大器(EDFA)的增益平坦濾波器(GFF)時(shí)，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(bǔ)償光纖的損耗譜。如果這些光纖的損耗譜在不同波長(zhǎng)下的值相差較大時(shí)，那么隨著系統(tǒng)中這些光纖長(zhǎng)度的增加，差異會(huì)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?yàn)楣饫w對(duì)各信道光功率差異的影響隨著其長(zhǎng)度的增長(zhǎng)而增加，如果不考慮的話，隨著跨段的增加，勢(shì)必進(jìn)一步劣化各信道光功率的均衡。圖2和圖3是我們實(shí)測(cè)的25km單模光纖和補(bǔ)償60km單模光纖的色散補(bǔ)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(shè)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(duì)32個(gè)信道引入的插損最大差異竟達(dá)7.68dB。而圖3中，補(bǔ)償60km單模光纖色散的色散補(bǔ)償光纖對(duì)32信道引入的插損差異接近1dB，同樣對(duì)于8*22dB的系統(tǒng)，為了補(bǔ)償640km單模光纖的色散加入的色散補(bǔ)償光纖對(duì)32信道引入的插損差異將達(dá)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(fù)用(DWDM)系統(tǒng)光功率平坦性的實(shí)現(xiàn)方法，即提供一種可充分保證密集波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)各信道的光功率均衡的實(shí)現(xiàn)方法，其主要包括以下步驟a、將整個(gè)密集波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)劃分為若干個(gè)含有摻鉺光纖放大器(EDFA)或傳輸光纖或色散補(bǔ)償光纖或其組合的獨(dú)立單元，其中所劃分的每一個(gè)單元中，應(yīng)至少包含有一個(gè)摻鉺光纖放大器(EDFA)，而傳輸光纖或色散補(bǔ)償光纖則可以根據(jù)實(shí)際的需要來考慮是否應(yīng)該包含有；b、確定每個(gè)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(bǔ)償光纖的數(shù)量；c、測(cè)量和計(jì)算出每個(gè)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(bǔ)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(bǔ)償光纖的損耗譜特性曲線，通過計(jì)算，確定每一個(gè)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(yīng)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(bǔ)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(bǔ)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(gè)密集波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)劃分為若干個(gè)獨(dú)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(bǔ)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(bǔ)，有效保證各單元中各通道光功率的平坦性，從而保證整個(gè)系統(tǒng)的傳輸線路的平坦性，進(jìn)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(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)


圖1為普通密集波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)的組成方框圖；圖2為實(shí)測(cè)的25kmG.652單模光纖的損耗譜曲線圖；圖3為實(shí)測(cè)的用于補(bǔ)償60kmG.652光纖色散的色散補(bǔ)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(shí)施例的密集波分復(fù)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(bǔ)償80km單模光纖色散的色散補(bǔ)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(shí)的各信道功率均衡特性曲線。
具體實(shí)施方案
如圖5所示，本實(shí)施例為一傳輸130kmG.652光纖的無線路放大單元的密集波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)，其主要包括光復(fù)用器、色散補(bǔ)償單元(20km)、光功率放大(BA)、傳輸光纖、光前置放大單元、光解復(fù)用器、其中光前置放大單元主要包括光前置放大(PA)、色散補(bǔ)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(gè)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(duì)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(bǔ)償100km單模光纖色散的色散補(bǔ)償光纖。在此采用的是將補(bǔ)償20km單模光纖色散的色散補(bǔ)償模塊放在發(fā)送端，而將補(bǔ)償80km單模光纖色散補(bǔ)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(hào)經(jīng)光復(fù)用器合波之后的信號(hào)經(jīng)過補(bǔ)償20km單模光纖色散的色散補(bǔ)償模塊(本實(shí)施例中，由于此段色散補(bǔ)償模塊長(zhǎng)度較短，其損耗譜可以忽略不計(jì))，然后進(jìn)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(bǔ)償80km單模光纖色散的色散補(bǔ)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(shí)施例中先計(jì)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(bǔ)償80km單模光纖色散的色散補(bǔ)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(jì)算和測(cè)量可以得到130kmG.652傳輸光纖在1530～1560nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)損耗譜(不平坦度約為0.8dB)如圖6所示，補(bǔ)償80km光纖的色散補(bǔ)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(jì)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(bǔ)償80km光解的色散補(bǔ)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(bǔ)償80km光纖的色散補(bǔ)償光纖插損值，從而給出了整個(gè)系統(tǒng)中各個(gè)波長(zhǎng)光功率的相對(duì)平坦度情況，此時(shí)再將組合增益特性譜曲線的互補(bǔ)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(shí)給出了未考慮傳輸光纖和色散補(bǔ)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(zhǎng)處差異較大。此時(shí)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(shí)通過測(cè)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(huì)對(duì)信道光功率均衡性能進(jìn)一步改善，即本發(fā)明是可行的。
權(quán)利要求
1.一種密集波分復(fù)用系統(tǒng)功率均衡的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于包括以下步驟a、將整個(gè)密集波分復(fù)用系統(tǒng)劃分為若干個(gè)含有摻鉺光纖放大器或傳輸光纖或色散補(bǔ)償光纖或其組合的獨(dú)立單元；b、確定每個(gè)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(bǔ)償光纖的數(shù)量；c、測(cè)量和計(jì)算出每個(gè)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(bǔ)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(bǔ)償光纖的損耗譜特性曲線，通過計(jì)算，確定每一個(gè)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(yīng)的摻鉺光纖放大器模塊中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述密集波分復(fù)用系統(tǒng)功率均衡的實(shí)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(bǔ)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(bǔ)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(fù)用(DWDM)系統(tǒng)功率均衡的實(shí)現(xiàn)方法。其主要是將整個(gè)DWDM系統(tǒng)劃分為若干個(gè)含有EDFA或傳輸光纖或色散補(bǔ)償光纖或其組合的獨(dú)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(bǔ)償光纖的損耗譜，通過計(jì)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(yīng)的EDFA模塊中。本發(fā)明由于巧妙地將整個(gè)DWDM系統(tǒng)劃分為若干個(gè)獨(dú)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(gè)系統(tǒng)的傳輸線路的平坦性，進(jìn)一步改善系統(tǒng)的信道光功率均衡性能。
文檔編號(hào)H04B10/294GK1400763SQ0112467
公開日2003年3月5日 申請(qǐng)日期2001年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月3日
發(fā)明者陳娟, 李長(zhǎng)春 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司