一種超長傳輸距離的光傳輸系統及其色散均衡處理方法
2023-07-06 21:18:26
專利名稱：一種超長傳輸距離的光傳輸系統及其色散均衡處理方法
技術領域：
本發明涉及光通信技術領域，特別是涉及超長傳輸距離的光傳輸系統及其色散均衡處理方法。
本發明的技術方案是這樣實現的一方面，一種超長傳輸距離的光傳輸系統，包括光信號發射端、傳輸線路、光信號接收端，其特點是光信號發射端或光信號接收端或傳輸線路中或其組合中的至少一組波段的光信號上設有一個色散處理單元或插損單元或其組合，其中色散處理單元或插損處理單元或色散處理單元和插損處理單元的組合將各組波段的光信號處理成剩餘色散量在系統可以容忍的範圍內並具有相同功率的光信號。
其中，在光信號發射端設置色散處理單元或插損處理單元或其組合是在光信號發射端設有至少一個可將每組波段的光信號耦合復用在一起的波分復用器，且至少一個波分復用器的輸出端設有一個色散處理單元或插損單元或色散處理單元和插損處理單元的組合，其中色散處理單元或插損處理單元或色散處理單元和插損處理單元的組合將各組波段的光信號處理成剩餘色散量在系統可以容忍的範圍內並具有相同功率的光信號。在上述超長傳輸距離的光傳輸系統中，如果不同波長光信號的最終剩餘色散差值比較大，在發射端進行色散補償後還可以在接收端進行色散補償，此時，在光信號接收端設置色散處理單元或插損處理單元或其組合是在光信號接收端設有一個可將輸入光信號分為至少兩組不同波段的光信號的光耦合器及至少一個連接在光耦合器各輸出端的可將各組波段的光信號解復用為單個波長的光信號的解復用器，且光耦合器的至少一個輸出端與其相對應的解復用器之間設有一個色散處理單元或插損處理單元或色散處理單元和插損處理單元的組合，其中色散處理單元或插損處理單元或色散處理單元和插損處理單元的組合將各組波段的光信號處理成剩餘色散量在系統可以容忍的範圍內並具有相同功率的光信號。而且如果光傳輸系統中不同波長的光信號的最終剩餘色散差值太大時，本發明還可以在傳輸線路中進行色散補償，此時，在傳輸線路中設置色散處理單元或插損處理單元或其組合地在傳輸線路中設有一個可將整個波段的光信號分成至少兩組不同波段的光信號的寬帶濾波器和一個可將各組不同波段的光信號耦合在一起進行傳輸的寬帶濾波器，且第一寬帶濾波器的至少一個輸出端設有色散處理單元或插損處理單元或色散處理單元和插損處理單元的組合，其中色散處理單元或插損處理單元或色散處理單元和插損處理單元的組合將各組波段的光信號處理成剩餘色散量在系統可以容忍的範圍內並具有相同功率的光信號。
另一方面，一種超長傳輸距離光傳輸系統的色散均衡處理方法，其特點在於包括以下步驟1)、在光傳輸系統中根據線路中光纖和色散補償模塊的總色散量大小將整個波段的ITU-T波長的光信號分為至少兩組以上的不同波段的光信號；
2)、在光傳輸系統的發射端或接送端或傳輸線路中或其組合中將各組波段的光信號分別用一光復用器耦合在一起後，對其中至少一組波段的光信號進行色散處理或插損處理或同時進行色散處理和插損處理並將各組波段的光信號處理成具有相同功率的光信號。
其中，上述步驟2中在光傳輸系統的發送端進行色散均衡處理的方法包括以下步驟21)、在光傳輸系統的發送端根據線路中光纖和色散補償模塊的總色散量大小將整個波段的ITU-T波長的光信號分為至少兩組不同波段的光信號；22)、或其組合中將各組波段的光信號分別用一光復用器耦合在一起後，對其中至少一組波段的光信號進行色散處理或插損處理或同時進行色散處理和插損處理並將各組波段的光信號處理成具有相同功率的光信號；23)、用一個光耦合器將經過步驟22處理後的具有相同功率的各組波段的光信號耦合在一起進行傳輸。
在上述超長傳輸距離的光傳輸系統中，如果不同波長光信號的最終剩餘色散差值比較大，在發射端進行色散補償後還可以在接收端進行色散補償，此時，在光信號接收端進行色散均衡處理的方法包括以下步驟25)、在光傳輸系統的接收端用一個光耦合器將由傳輸線路傳輸過來的整個波段的光信號根據線路中光纖和色散補償模塊的總色量大小將其分為至少兩組以上的不同波段的光信號；26)、對其中至少一組波段的光信號進行色散處理或插損處理或同時進行色散處理和插損處理並將各組波段的光信號處理成具有相同功率的光信號，再用解復用器將具有相同功率的各組波段的光信號進行解復用後輸出所有不同波長的單個波長的光信號。
而且如果光傳輸系統中不同波長的光信號的最終剩餘色散差值太大時，本發明還可以在傳輸線路中進行色散補償，此時，在傳輸線路中進行色散均衡處理的方法包括以下步驟24)、在傳輸線路中將整個波段的ITU-T波長分為至少兩組以上的不同波段的光信號，並分別對各個波段的光信號進行色散處理或插損處理或同時進行色散處理和插損處理並將其處理成具有相同功率的光信號後再將各組波段的光信號進行復用後一起進行傳輸。
本發明由於採用將整個波段分為幾個小波段，然後根據線路中的光纖和色散補償模塊的總色散量大小在發射端或接收端或其組合中同時進行不同的色散補償和相應的插損處理，從而使得系統中所有波長的剩餘色散量都在系統所容忍的範圍之內。而且還可以通過採用合適的寬帶濾波器，在傳輸線路中進行色散均衡，即用寬帶濾波器把整個波段分成幾個小部分，分別進行不同的色散補償後再耦合在一起傳輸。從而充分利用了系統設計中的插損餘量，不需要額外增加光放大器來補償色散均衡後所帶來的插損，並且所用的色散補償模塊的數量少，整個系統的結構組成體積小，大大降低了系統的成本。從而以較低的價格來方便地解決整個波段在超長傳輸距離的光傳輸系統的色散均衡問題，且結構清晰、簡單實用、實現容易。
以下結合附圖詳細描述本發明的結構組成及工作原理
圖1是本發明的結構組成示意圖；圖2是本發明一實施方案的結構組成示意圖；圖3是本發明另一實施方案的結構組成示意圖。
本發明所述超長傳輸距離光傳輸系統的色散均衡的處理方法，包括以下步驟1)、在光傳輸系統的發射端或接收端或傳輸線路中或其組合中根據線路中光纖和色散補償模塊的總色散量大小將整個波段的ITU-T波長的光信號分為至少兩組以上的不同波段的光信號；2)、將各組波段的光信號分別用光復用器耦合在一起後，對其中至少一組波段的光信號進行色散處理或插損處理或同時進行色散處理和插損處理並將各組波段的光信號處理成具有相同功率的光信號。
其中，上述步驟2中在光傳輸系統的發送端進行色散均衡處理的方法包括以下步驟21)、在光傳輸系統的發送端根據線路中光纖和色散補償模塊的總色散量大小將整個波段的ITU-T波長的光信號分為至少兩組不同波段的光信號；22)、將各組波段的光信號分別用一光復用器耦合在一起後，對其中至少一組波段的光信號進行色散處理或插損處理或同時進行色散處理和插損處理並將各組波段的光信號處理成具有相同功率的光信號；23)、用一個光耦合器將經過步驟22處理後的具有相同功率的各組波段的光信號耦合在一起進行傳輸。
為進一步使本發明所述光傳輸系統具有良好的色散均衡，其中，在上述超長傳輸距離的光傳輸系統中，如果不同波長光信號的最終剩餘色散差值比較大，在發射端進行色散補償後還可以在接收端進行色散補償，此時，在光信號接收端進行色散補償的方法包括以下步驟25)、在光傳輸系統的接收端用一個光耦合器將由傳輸線路傳輸過來的整個波段的光信號根據線路中光纖和色散補償模塊的總色量大小將其分為至少兩組以上不同波段的光信號；26)、對其中至少一組波段的光信號進行色散處理或插損處理或同時進行色散處理和插損處理並將各組波段的光信號處理成具有相同功率的光信號，再用解復用器將具有相同功率的各組波段的光信號進行解復用後輸出所有單個波長的光信號。
而且如果光傳輸系統中不同波長的光信號的最終剩餘色散差值太大時，本發明還可以在傳輸線路中進行色散補償，此時，在傳輸線路中進行色散補償包括以下步驟24)、在傳輸線路中將整個波段的ITU-T波長分為至少兩組以上的不同波段的光信號，並分別對各個波段的光信號進行色散處理或插損處理或同時進行色散處理和插損處理並將其處理成具有相同功率的光信號後再將各組波段進行復用後一起進行傳輸。
其中上述步驟22和步驟24和步驟26中對各組波段的光信號進行色散處理是根據整個波段的光信號的色散不平坦性，用色散補償模塊對各組波段的光信號進行相對應的色散補償，使各組波段的光信號的剩餘色散量在系統允許的範圍內。上述步驟22和步驟24和步驟26中對各組波段的光信號進行插損處理是利用功率放大器或衰減器或同時利用功率放大器和衰減器對各組波段的光信號進行功率放大或衰減或同時進行功率放大和進行衰減將各組波段的光信號處理成具有相同功率的光信號。
以下舉例說明本發明的具體實施方案
圖2所示為本發明一個具體的實施例，在該實施例中雷射器的速率為10Gb/s，光纖線路跨距為100km，採用色散補償模塊DCM100 FOR LEAF來進行補償，其中每6個跨距只採用5個色散補償模塊DCM100 FOR LEAF來進行色散補償；根據24級線路中的剩餘色散量，在預補中對1～29信道(ITU-T頻率為192.1THz到194.9THz)採用色散補償模塊DCM60FOR SMF來進行色散均衡，並利用功率放大器和衰減器對其進行插損處理使其功率與未加色散補償的30～40信道的波段組光信號的功率相同，對30～40信道(ITU-T頻率為195.0THz到196.0THz)的波段組光信號不加色散補償模塊；在後補中，對1～15信道(ITU-T頻率為192.1THz到193.5THz)採用了色散補償模塊DCM60 FOR SMF來進行色散均衡，並利用功率放大器對其進行插損處理使其功率與未加色散補償的16～40信道的波段組光信號的功率相同，對16～40信道(ITU-T頻率為193.6THz到196.0THz)不加色散補償模塊。這樣我們就把整個系統C-BAND波段信號分為3個部分，分別進行不同的色散補償，即1～15信道(ITU-T頻率為192.1THz到193.5THz)是既有預補也有後補的，16～29信道(頻率為193.6THz到194.9THz)是只有預補沒有後補的，30～40信道(頻率為195.0THz到196.0THz)是沒有預補和後補。這樣使得所有波長信號的剩餘色散都控制在-300ps/nm到+650ps/nm的範圍之內，滿足速率為10Gb/s的雷射器的色散容限；色散均衡後的所有信號的Q值都大於7(即誤碼率低於10E-12)，滿足系統要求。同時由於均衡後的最大傳輸距離主要受限於色散補償模塊的補償斜率。對於補償斜率為60％的LEAF光纖的色散補償模塊，假如系統用的是無預啁啾的電吸收雷射器，該色散均衡方案可以滿足3000kmLEAF光纖以下的超長距離傳輸系統。
圖3所示為本發明的另一個具體的實施例，在該實施例中雷射器的速率為10Gb/s，光纖線路跨距為100km，採用色散補償模塊DCM100 FORLEAF來進行補償，其中每6個跨距只採用5個DCM100 FOR LEAF來進行色散補償；根據24級線路中的剩餘色散量，在預補中對1～29信道(ITU-T頻率為192.1THz到194.9THz)的波段組光信號採用色散補償模塊DCM60 FOR SMF來進行色散均衡，對30～40信道(ITU-T頻率為195.0THz到196.0THz)的波段組光信號不加色散補償模塊只用一個衰減器對其進行插損處理使其功率與進行色散補償的1-29信道的波段組光信號的功率相同，然後利用一個3db光耦合器將兩組小波段的光信號耦合在一起後送到傳輸線路中，在後補中，對1～15信道(ITU-T頻率為192.1THz到193.5THz)的波段組光信號採用了色散補償模塊DCM60 FOR SMF來進行色散均衡，對16～40信道(ITU-T頻率為193.6THz到196.0THz)的波段組光信號不加色散補償模塊，而只用一個衰減器進行插損處理使其與進行色散補償的1-15信道的光信號的功率相同，這樣我們就把整個系統C-BAND波段信號分為3個部分，分別進行不同的色散補償，即1～15信道(ITU-T頻率為192.1THz到193.5THz)是既有預補也有後補的，16～29信道(頻率為193.6THz到194.9THz)是只有預補沒有後補的，30～40信道(頻率為195.0THz到196.0THz)是沒有預補和後補。這樣使得所有波長信號的剩餘色散都控制在-300ps/nm到+650ps/nm的範圍之內，滿足速率為10Gb/s的雷射器的色散容限；色散均衡後的所有信號的Q值都大於7(即誤碼率低於10E-12)，滿足系統要求。同時由於均衡後的最大傳輸距離主要受限於色散補償模塊的補償斜率。對於補償斜率為60％的LEAF光纖的色散補償模塊，假如系統用的是無預啁啾的電吸收雷射器，該色散均衡方案可以滿足3000kmLEAF光纖以下的超長距離傳輸系統。
權利要求
1.一種超長傳輸距離光傳輸系統的色散均衡處理方法，其特徵在於包括以下步驟1)、在光傳輸系統中根據線路中光纖和色散補償模塊的總色散量大小將整個波段的ITU-T波長的光信號分為至少兩組不同波段的光信號；2)、在光傳輸系統的發射端或接收端或傳輸線路中或其組合中將各組波段的光信號分別用一光復用器耦合在一起後，對其中至少一組波段的光信號進行色散處理或插損處理或同時進行色散處理和插損處理並將各組波段的光信號處理成具有相同功率的光信號。
2.根據權利要求1所述的超長傳輸距離光傳輸系統的色散均衡處理方法，其特徵在於上述步驟2中在光傳輸系統的發送端進行色散均衡處理的方法包括以下步驟21)、在光傳輸系統的發送端根據線路中光纖和色散補償模塊的總色散量大小將整個波段的ITU-T波長的光信號分為至少兩組不同波段的光信號；22)、將各組波段的光信號分別用一光復用器耦合在一起後，對其中至少一組波段的光信號進行色散處理或插損處理或同時進行色散處理和插損處理並將各組波段的光信號處理成具有相同功率的光信號；23)、用一個光耦合器將經過步驟22處理後的具有相同功率的各組波段的光信號耦合在一起進行傳輸。
3.根據權利要求1所述的超長傳輸距離光傳輸系統的色散均衡處理方法，其特徵在於上述步驟2中在光傳輸系統的接收端進行色散均衡處理的方法包括以下步驟25)、在光傳輸系統的接收端用一個光耦合器將由傳輸線路傳輸過來的整個波段的光信號根據線路中光纖和色散補償模塊的總色散量大小將其分為至少兩組以上不同波段的光信號；26)、對其中至少一組波段的光信號進行色散處理或插損處理或同時進行色散處理和插損處理並將各組波段的光信號處理成具有相同功率的光信號，再分別用解復用器將具有相同功率的各組波段的光信號進行解復用後輸出所有的單個波長的光信號。
4.根據權利要求1所述的一種超長傳輸距離光傳輸系統的色散均衡處理方法，其特徵在於上述步驟2中在光傳輸系統的傳輸線路中進行色散均衡處理的方法包括以下步驟24)、用一個解復用器在傳輸線路中將整個波段的ITU-T波長分為至少兩組以上的不同波段的光信號，並分別對各組波段的光信號進行色散處理或插損處理或同時進行色散處理和插損處理並將其處理成具有相同功率的光信號後再將各組波段的光信號進行復用後一起進行傳輸。
5.根據權利要求2或3或4所述的超長傳輸距離光傳輸系統的色散均衡處理方法，其特徵在於上述步驟22和步驟24和步驟26中對光信號進行色散處理是根據整個波段的光信號的色散不平坦性，用色散補償模塊對各組波段的光信號進行相對應的色散補償，使有關波段的光信號的剩餘色散量在系統允許的範圍內。
6.根據權利要求2或3或4所述的超長傳輸距離光傳輸系統的色散均衡處理方法，其特徵在於上述步驟22和步驟24和步驟26中對光信號進行插損處理是利用功率放大器或衰減器或同時利用功率放大器和衰減器對有關波段的光信號進行功率放大或衰減或同時進行功率放大和進行衰減並將各組波段的光信號處理成具有相同功率的光信號。
7.一種如權利要求1所述超長傳輸距離的光傳輸系統，包括光信號發射端、傳輸線路、光信號接收端，其特徵在於光信號發射端或光信號接收端或傳輸線路中或其組合中的至少一組波段的光信號中設有一個色散處理單元或插損單元或其組合，其中色散處理單元或插損處理單元或色散處理單元和插損處理單元的組合將各組波段的光信號處理成剩餘色散量在系統可以容忍的範圍內並具有相同功率的光信號。
8.根據權利要求7所述超長傳輸距離的光傳輸系統，其特徵在於光信號發射端設有至少一個可將每組波段的光信號耦合復用在一起的波分復用器，且至少一個波分復用器的輸出端設有一個色散處理單元或插損單元或色散處理單元和插損處理單元的組合，其中色散處理單元或插損處理單元或色散處理單元和插損處理單元的組合將各組波段的光信號處理成剩餘色散量在系統可以容忍的範圍內並具有相同功率的光信號。
9.根據權利要求7所述的超長傳輸距離光傳輸系統，其特徵在於上述光信號接收端設有一個可將輸入光信號分為至少兩組不同波段的光信號的光耦合器及至少一個連接在光耦合器各輸出端的可將各組波段的光信號解復用為單個波長的光信號的解復用器，且光耦合器的至少一個輸出端與其相對應的解復用器之間設有一個色散處理單元或插損處理單元或色散處理單元和插損處理單元的組合，其中色散處理單元或插損處理單元或色散處理單元和插損處理單元的組合將各組波段的光信號處理成剩餘色散量在系統可以容忍的範圍內並具有相同功率的光信號。
10.根據權利要求7所述的超長傳輸距離光傳輸系統，其特徵在於上述傳輸線路中設有一個可將整個波段的光信號分成至少兩組不同波段的光信號的寬帶濾波器和一個可將各組不同波段的光信號耦合在一起進行傳輸的寬帶濾波器，且第一寬帶濾波器的至少一個輸出端設有色散處理單元或插損處理單元或色散處理單元和插損處理單元的組合，其中色散處理單元或插損處理單元或色散處理單元和插損處理單元的組合將各組波段的光信號處理成剩餘色散量在系統可以容忍的範圍內並具有相同功率的光信號。
11.根據權利要求7或8或9或10所述的超長傳輸距離光傳輸系統，其特徵在於上述色散處理單元為可將對應波段的光信號的剩餘色散量處理成在系統允許範圍內的色散補償模塊，上述插損處理單元為可將各組波段的光信號的功率處理為相同功率的放大器或衰減器或兩者的組合。
全文摘要
一種超長距離光傳輸系統及其色散均衡處理方法，包括光信號發射端、傳輸線路、光信號接收端，其特點在於光信號發射端或接收端或傳輸線路中或其組合中的至少一個波段組的光信號上設有色散處理單元或插損處理單元或其組合用於對發送端的各組波段進行色散補償或插損處理。本發明由於採用將整個波段分為幾個小波段，然後根據線路中的光纖和色散補償模塊的總色散大小分別進行不同的色散補償或插損處理，從而使得系統中所有波長的剩餘色散都在系統所容忍的範圍之內。充分利用了系統設計中的插損餘量，不需要額外增加光放大器來補償色散均衡後所帶來的插損，並且所用的色散補償模塊的數量少，整個系統的結構組成體積小、成本低。
文檔編號H04B10/12GK1467931SQ02134340
公開日2004年1月14日 申請日期2002年7月11日 優先權日2002年7月11日
發明者柳賀良, 鍾勝前 申請人:華為技術有限公司