专利名称：色散位移光纤c波段传输系统的确定方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及光通信系统中的参数确定方法，具体地说涉及色散位移光纤(G.653光纤)C波段传输系统的确定方法。
背景技术：
目前波分复用信号主要是利用G.652光纤和G.655光纤进行传输，G.653光纤由于非线性效应严重而主要用于单波信号传输。随着波分复用技术的不断进步，G.653光纤若仍然只用于单波传输则浪费了大量的传输资源。为了充分利用世界上已经铺设的大量G.653光纤资源，开拓G.653光纤传输市场，利用G.653光纤传输密集波分复用(DWDM)信号有着重要的意义。目前大规模用于光纤传输的波长只有两个波段，即C波段和L波段。为了最大程度的利用G.653光纤资源，开发G.653光纤C波段传输系统可以大大提高G.653光纤的利用率。
但是由于G.653光纤有效面积小、非线性系数高，使得C波段波分DWDM信号在G.653光纤中进行传输时会产生严重的四波混频(FWM)效应，通过四波混频效应产生的新的波一方面落在原有的DWDM信号上，导致同频串扰或异频串扰，另一方面，降低了原有的DWDM信号的功率，导致系统光信噪比(OSNR)的降低，最终导致波分信号无法接收，因而在G.653光纤上传输C波段DWDM信号非常困难。为解决上述问题，目前国际上通过采用信道完全不等间隔法在G.653光纤中传输8波DWDM信号。这种方法就是利用信道的完全不等间隔分布，使得新产生的波不落在原有8波信道上，这样就可以减小串扰的影响同时抑制FWM效应的强度，提高DWDM信号的OSNR，从而提高系统性能。但是信道完全不等间隔法得到的波长分配无法和G.652及G.655光纤C波段320G DWDM系统兼容，两个系统若能融合使用必须要专用的波分复用/解复用器和更改波长转换设备，和更改放大器性能参数，实现起来很困难。同时，在目前的信道完全不等间隔方案中，只确定了G.653光纤的8波的DWDM传输系统信道间隔参考，而系统参数确定方法和具体的系统参数，如组网方式和入纤功率控制等，业界尚未有解决方案，而这些参数对G.653光纤C波段DWDM传输系统来说是非常重要的，因为在信道完全不等间隔法中，由于G.653光纤的特殊性，非线性效应特别是FWM效应仍然有重要的影响，要保证系统的长期稳定运行仍有困难，而且，目前的方案对G.653光纤C波段的资源使用仍很有限。
发明内容
本发明的目的在于提供一种色散位移光纤C波段传输系统的确定方法以及依据该方法确定的系统，使用该方法确定的G.653光纤C波段传输系统能够提高G653光纤C波段的资源利用率和系统稳定性。
为达到上述目的，本发明提供的色散位移光纤C波段传输系统的确定方法，包括下述步骤步骤1确定色散位移光纤(G.653)光纤C波段传输系统中继传输级数；步骤2利用步骤1确定的传输系统中继级数，确定G.653光纤放大器最小单波输入功率和最大单波入纤功率，进而确定每级的最大传输距离；步骤3根据G.653光纤的色散系数以及单级传输距离确定合适的色散补偿方案。
步骤2中，根据系统采用的放大器的噪声指数参数以及系统发射模块和接收模块对于系统光信噪比(ONSR)的最低要求，确定G.653光纤放大器最小单波输入功率。
步骤2中，利用系统采用的放大器的放大倍数、最大输出功率系统满波波长数以及四波混频效应确定信号最大单波入纤功率。
步骤3所述确定色散补偿方案，是当多个单级中继传输级段累加的系统色散超过了接收机的色散容限，使用G.653色散补偿模块进行色散补偿。
在上述步骤2确定最大单波入纤功率时，在保持放大器输入功率不变的前提下降低单波入纤功率，直到找到满足系统性能要求的单波入纤功率临界值，即最大单波入纤功率。
本发明提供的色散位移光纤C波段传输系统，包括合波器(MUX)、分波器(DEMUX)、放大器、可调光衰减器和位于合波器与分波器之间的中继传输级段，所述中继传输级段包括放大器、可调光衰减器；所述可调光衰减器用于使光纤中所传输的各个波长光信号的功率与每级的最大传输距离保持平衡。
上面所述的色散位移光纤C波段传输系统，在进行8波传输时，含有下述中继等级的系统参数为当中继传输级段为1级时，最大单波入纤功率为5dBm，单波输入EDFA放大器的功率为-32dBm，每级功率总预算为36dB，每级传输距离为128km；当中继传输级段为3级时，最大单波入纤功率为4dBm，单波输入EDFA放大器的功率为-29dBm，每级功率总预算为32dB，每级传输距离为113km；当中继传输级段为6级时，最大单波入纤功率为4dBm，单波输入EDFA放大器的功率为-20dBm，每级功率总预算为23dB，每级传输距离为81km
当中继传输级段为8级时，最大单波入纤功率为2dBm，单波输入EDFA放大器的功率为-18dBm，每级功率总预算为19dB，每级传输距离为66km；在进行12波传输时，含有下述中继等级的系统参数为当中继传输级段为1级时，最大单波入纤功率为5dBm，单波输入EDFA放大器的功率为-32dBm，每级功率总预算为36dB，每级传输距离为128km；当中继传输级段为3级时，最大单波入纤功率为2dBm，单波输入EDFA放大器的功率为-29dBm，每级功率总预算为30dB，每级传输距离为106km；当中继传输级段为6级时，最大单波入纤功率为2dBm，单波输入EDFA放大器的功率为-20dBm，每级功率总预算为21dB，每级传输距离为73km；当中继传输级段为8级时，最大单波入纤功率为-2dBm，单波输入EDFA放大器的功率为-18dBm，每级功率总预算为17dB，每级传输距离为59km。
与现有技术相比，按照本发明所述方法可以得到G.653光纤C波段波分传输系统，作为该方法的一个具体应用，上述系统可以参考现有的G.652及G.655光纤C波段320G系统，这样就可以很容易地得到分组不等间隔8波和12波传输系统参数，并且分组不等间隔8波和12波传输系统参数和现有G.652及G.655光纤C波段320G系统完全兼容，在现有的320G系统上可以不做任何修改。只需要按照本发明中提示的方法确定相关系统参数，并使用确定的入纤功率控制、色散补偿方式和系统参数，不仅达到了上述与现有G.652及G.655光纤C波段320G系统完全兼容，还可以充分利用现有的G.653光纤资源传输波分信号，降低FWM效应产生的影响，甚至可以分别达到80Gb/s*520km和120Gb/s*464km传输能力，因此系统成本低。另外，由于充分利用了现有的大量铺设的G.653光纤资源，不需要再铺设新的光纤光缆，即可得到较大的传输带宽和较长的传输距离，因此系统总成本非常低廉，且使用方便灵活。
图1是本发明所述方法实施例流程图；图2是G.653光纤C波段DWDM信号传输系统图。
具体实施例方式
由于在G.653光纤C波段传输系统中FWM效应的影响比较严重，在确定设计G.653光纤C段传输系统的具体参数时必须解决这个问题。
下面对本发明作进一步详细的描述。
图1是本发明所述方法实施例流程图。按照图1实施本发明，首先在步骤1参考G.652、G.655光纤C波段320G传输系统标准(这样做的目的是为了与现有系统相兼容，避免现有系统作大的改动，降低成本)，确定G.653光纤C波段传输系统中继传输级数，本例中确定的级数为8，当然也可以为其它等级，如6级、3级、1级。接着在步骤2通过实验测试等手段确定系统采用的各个功能器件的具体参数特性，如各个放大器的增益谱、噪声指数、放大倍数、最大输出功率等；各个无源器件的衰减谱，如滤波器件带宽、隔离度等；尤其是光纤的色散系数、色散斜率、PMD系数、不同功率下的衰减谱等特性。当确定传输系统中继数和系统采用的功能器件参数后。在步骤3根据所采用的放大器的噪声指数等特性以及系统发射模块和接收模块对于ONSR的最低要求，确定G.653光纤放大器的最小单波输入功率。并由放大器放大倍数、最大输出功率等可以确定信号最大单波入纤功率，同时需要考虑系统发射模块和接收模块中有没有FEC(前向纠错)能力，这是因为FEC的存在会降低系统对OSNR的要求。由上述系数确定每个中继传输级的最大传输距离。最后在步骤4根据光纤的色散系数以及单级传输距离，并根据系统接收模块对色散延迟的容忍度等要求确定合适的色散补偿方案。如果系统总色散超过了系统接收模块的色散容限，则需要进行合适色散补偿。
在上述步骤3中确定最大单波入纤功率时，还要考虑四波混频效应对系统的影响。由于四波混频的存在使得实际最大单波入纤功率大为降低。由于四波混频对系统的影响随单波功率的减小而迅速降低，因此在不影响放大器最小单波输入功率的情况下，逐步降低单波入纤功率直到满足系统要求为止，此时得到的单波入纤功率就是实际最大单波入纤功率。这可以通过在系统中测试各波的性能来实现。如果系统性能仍然不佳如长期通道代价大于2dB，则需要在保持放大器输入功率不变的前提下进一步降低单波入纤功率，来达到减小四波混频等对系统的影响，以找到系统性能满足要求的临界值如单波入纤功率。
另外，在综合考虑信号偏振态对四波混频的产生有重要影响，从而严重影响系统性能，并且信号偏振态会发生随机变化的情况下，以及系统对于光纤参数变化的容忍度等因素，应给系统预留合适的余量，初步确定系统的传输参数，在保持系统长期稳定性要求的前提下，从而得到优化后的最大入纤功率。在G653光纤C波段传输系统中，所述预留余量介于1dB到2dB之间，在1dB时可以得到最佳性能，在2dB时可以得到更好的长期稳定性。当然，根据最终确定的传输参数建立系统，需要进行长期误码测试验证，如果满足要求则最终确定。如果仍然不能满足要求则需要增加系统余量，如减小最大单波入纤功率，或提高放大器输入功率等，并重复验证其长期稳定性。
在系统测试和调试时，还可以采用先进行系统仿真，然后进行实验验证的方式进行。也就是说，在系统中各功能器件的参数确定后，系统验证时可以首先利用仿真进行，得到合适的系统参数以后，再利用实验进行验证。
按照图1所述方法得到的G.653光纤C波段最佳传输系统，适用于不同传输距离的需要。参考图2。图2所示的色散位移光纤C波段传输系统，包括合波器1(MUX)、分波器7(DEMUX)、放大器3、衰减器2(即可调光衰减器)和位于合波器1与分波器7之间的中继传输级段。图2所示的系统采用的10G光源，为带有FEC(前向纠错)功能采用NRZ码的10G调制光，MUX、DEMUX分别为合波器1和分波器7，前者在发送端将多个波长合到一路光纤中进行长距离传输，后者将复用信号分成多个波长信号分别进行处理。图2中，各级中继传输级段包括衰减器4和放大器5，其中衰减器4可以将光功率衰减至需要的范围；此外，中继传输级还可能包括色散补偿模块6(DCM)。
在图2中，波长n表示传输的总波长数，在8波系统参数中，n小于或等于8，在12波系统参数中，n小于或等于12，第m级中m表示DWDM信号传输的总级数，图2中的色散补偿部分可以根据具体的需要选择，只有在系统色散超过了接收机的色散容限的情况下才需要色散补偿。
图2所示的系统在满足ITU-T和我国等各种国际国内标准的情况下，在满足长期稳定运行的条件下，以及充分考虑信号偏振态的随机变化对系统性能的严重影响而必须保留合适系统余量的情况下，如果各DWDM信道通道代价小于2dB，则G.653光纤C波段8波最佳DWDM系统参数确定为
G.653光纤C波段12波最佳DWDM系统参数确定为
在C波段8波和12波传输系统中，如果多个单级中继传输级段累加的系统色散超过了接收机的色散容限，则需要使用专用的G.653色散补偿模快色散补偿，利用这种色散补偿方式简单、成本低。
在通常情况下，对10Gb/s的SDH信号来说，常用的接收机的色散容限为正负800ps，因此在400km以内无需色散补偿，而对2.5Gb/s SDH信号来说，在640km以内都不需要色散补偿。这样，在10Gb/s SDH6级和8级系统中，只有最后一级由于需要色散补偿而需要采用预放EDFA和功放EDFA配置外，在其中继部分都只需要一个线放EDFA，同样在10Gb/s SDH1级和3级系统与2.5Gb/s SDH系统参数中，由于不需要色散补偿，因此在每一级都只需要一个EDFA，因此系统成本大大降低。
在本发明的G.653光纤C波段8波和12波系统中，在SDH为10Gb/s信号并且使用FEC功能时，每个信道的通道代价都小于2dB，并且满足长期稳定运行的要求，在SDH为2.5G b/s信号时，每个信道的通道代价同样都小于2dB，都完全符合ITU-T和我国等各种国际国内标准。
利用图1所示的G.653光纤C波段波分传输系统确定方法可以得到G653光纤C波段波分传输系统参数，可以得到分组不等间隔8波和12波系统8级、6级、3级和1级最佳传输系统参数，并且适用于不同传输距离和传输带宽的需要。需要强调的是，图2所示的G.653光纤C波段波分传输系统并不限于分组不等间隔8波和12波系统，还包括C波段其他波长波长分配和波长数的波分传输系统参数。
图2所示的C波段8波和12波的系统采用的波长分别参考下述表1和表2。表1为G.653光纤C波段8波最佳DWDM系统的波长；表2为G.653光纤C波段12波最佳DWDM系统的波长。
表1
表2
最后还需要说明，本文所述的最大单波入纤功率为优化后的最大单波入纤功率。
权利要求
1.色散位移光纤C波段传输系统的确定方法，包括下述步骤步骤1确定色散位移光纤(G.653)光纤C波段传输系统中继传输级数；步骤2利用步骤1确定的传输系统中继级数，确定G.653光纤放大器最小单波输入功率和最大单波入纤功率，进而确定每级的最大传输距离；步骤3根据G.653光纤的色散系数以及单级传输距离确定色散补偿方案。
2.根据权利要求1所述的色散位移光纤C波段传输系统的确定方法，其特征在于步骤2中，根据系统采用的放大器的噪声指数参数以及系统发射模块和接收模块对于系统光信噪比(ONSR)的最低要求，确定G.653光纤放大器最小单波输入功率。
3.根据权利要求1所述的色散位移光纤C波段传输系统的确定方法，其特征在于步骤2中，利用系统采用的放大器的放大倍数、最大输出功率系统满波波长数以及四波混频效应确定信号最大单波入纤功率。
4.根据权利要求1所述的色散位移光纤C波段传输系统的确定方法，其特征在于步骤3所述确定色散补偿方案，是当多个单级中继传输级段累加的系统色散超过了接收机的色散容限，使用G.653色散补偿模块进行色散补偿。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的色散位移光纤C波段传输系统的确定方法，其特征在于步骤2确定最大单波入纤功率时，在保持放大器输入功率不变的前提下降低单波入纤功率，直到找到满足系统性能要求的单波入纤功率临界值，即最大单波入纤功率。
6.色散位移光纤C波段传输系统，包括合波器(MUX)、分波器(DEMUX)、放大器、可调光衰减器和位于合波器与分波器之间的中继传输级段，其特征在于所述中继传输级段包括放大器、可调光衰减器；所述可调光衰减器用于使光纤中所传输的各个波长光信号的功率与每级的最大传输距离保持平衡。
7.根据权利要求6所述的色散位移光纤C波段传输系统，其特征在于，所述放大器为掺铒光纤放大器(EDFA)。
8.根据权利要求6或7所述的色散位移光纤C波段传输系统，其特征在于在进行8波传输时，含有下述中继等级的系统参数为当中继传输级段为1级时，最大单波入纤功率为5dBm，单波输入EDFA放大器的功率为-32dBm，每级功率总预算为36dB，每级传输距离为128km；当中继传输级段为3级时，最大单波入纤功率为4dBm，单波输入EDFA放大器的功率为-29dBm，每级功率总预算为32dB，每级传输距离为113km；当中继传输级段为6级时，最大单波入纤功率为4dBm，单波输入EDFA放大器的功率为-20dBm，每级功率总预算为23dB，每级传输距离为81km；当中继传输级段为8级时，最大单波入纤功率为2dBm，单波输入EDFA放大器的功率为-18dBm，每级功率总预算为19dB，每级传输距离为66km；在进行12波传输时，含有下述中继等级的系统参数为当中继传输级段为1级时，最大单波入纤功率为5dBm，单波输入EDFA放大器的功率为-32dBm，每级功率总预算为36dB，每级传输距离为128km；当中继传输级段为3级时，最大单波入纤功率为2dBm，单波输入EDFA放大器的功率为-29dBm，每级功率总预算为30dB，每级传输距离为106km；当中继传输级段为6级时，最大单波入纤功率为2dBm，单波输入EDFA放大器的功率为-20dBm，每级功率总预算为21dB，每级传输距离为73km；当中继传输级段为8级时，最大单波入纤功率为-2dBm，单波输入EDFA放大器的功率为-18dBm，每级功率总预算为17dB，每级传输距离为59km。
全文摘要
本发明公开了一种色散位移光纤(G.653光纤)C波段传输系统的确定方法，该方法首先确定色散位移光纤(G.653)C波段传输系统中继传输级数，利用上述传输系统中继级数确定G.653光纤放大器最小单波输入功率和最大单波入纤功率，进而确定每级的最大传输距离，最后根据G.653光纤的色散系数以及单级传输距离确定合适的色散补偿方案。本发明同时还公开了一种依据以上方法确定的G.653光纤C波段传输系统，采用上述方法确定的系统能够充分利用现有的大量铺设的G.653光纤资源，不需要再铺设新的光纤光缆，即可得到较大的传输带宽和较长的传输距离，因此系统成本低廉，且使用方便灵活。
文档编号H04B10/18GK1505285SQ0215238
公开日2004年6月16日 申请日期2002年12月4日 优先权日2002年12月4日
发明者马先, 钟开生, 马 先 申请人:华为技术有限公司