专利名称：一种实现超长距离传输的方法
技术领域：
本发明涉及一种实现超长距离传输的方法，属于光纤传输技术领域。
背景技术：
对于10Gbit/s速率的长距离和超长距离传输系统和40Gbit/s等更高速率的传输系统，需要保证一定的光信噪比来保证一定的传输特性。现有技术中，随着传输距离的增加，需要提高入纤功率来维持信噪比的大小。但功率的提高必然会引起非线性效应的累积，反过来限制了传输距离的延长。因此，如何抑制非线性效应如SPM效应是长距离传输中急需解决的关键问题，即如何在入纤功率不变的情况下，将非线性效应的影响降到最低。
目前，抑制非线性效应的方法有如下三种(1)改进光纤的参数，如降低非线性系数或加大光纤的有效面积，这种方法对已铺设的光纤没有意义。(2)编码技术如归零码等，这种方法成本较高。(3)Raman放大技术，这种方法可以减少非线性效应的影响，但难于管理，而且在技术上也未成熟。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种能有效抑制非线性效应的实现长距离光传输的方法，可以应用于海底通信和陆地通信的长距离或超长距离通信系统。
本发明的技术问题可以通过采取如下措施解决一种实现超长距离光传输的方法，其特征是在光传输链路中设置波形调节元件，由所述波形调节元件调节传输链路中传输光纤非线性效应发生区域中光脉冲的波形，抑制非线性效应的负面影响。
整个传输链路可以分为若干个传输子链路子链路1、子链路2、……、子链路N，N≥3，在两个子链路之间的连接处设置所述波形调节元件。
还可在整个传输链路前及传输链路后增设波形调节元件。
对于超长距离传输系统，每100公里到2000公里的传输距离形成一个传输子链路。
所述波形调节元件采用色散元件或相位调制器。
所述色散元件为负色散光纤、正色散光纤或啁啾光纤光栅。
所述传输链路采用放大器进行功率补偿时，所述波形调节元件放置在传输链路放大器前，或放置在两级放大器的中间。
本发明具有如下有益效果1、本发明的最突出优点是在不改变传输码型、传输链路配置入纤功率的条件下，调节传输链路中传输光纤非线性效应发生区域中的光脉冲的波形，利用改变光脉冲的波形来抑制非线性效应。
2.本发明适用于10Gbit/s到40Gbit/s之间速率和更高速率的WDM和SDH传输系统，及适用于NRZ码、RZ码和各种特殊的RZ码和如其它码型的传输系统。
3、本发明适用于海底通信和陆地通信的长距离或超长距离通信系统。
图1是传统意义的传输系统的示意图。
图2是传输链路的示意图。
图3是常用的传输链路的色散图谱图。
图4是常用波形调节系统结构框图。
图5是波形调节元件后色散图谱的变化图。
图6是本发明的采用的一个实施例结构框图。
图7是根据图6进行在线波形调节后的色散图谱图。
具体实施例方式
非线性效应的大小与光脉冲波形密切相关。在平均功率相同的条件下，不同的波形抵抗非线性M效应的能力不同。同时由于非线性效应是一个不可逆过程，非线性效应对波形产生的畸变在长距离传输链路当中如果不及时消除会进一步恶化传输性能。
波形调节的基本思想是巧妙地利用传输链路的波形演化有周期性的特点，在传输链路当中(包括传输链路前后)加入波形调节元件来优化光纤高功率区域的波形，使得非线性效应的影响最低。波形调节元件的原理是调节光脉冲在频域的相位从而调节光脉冲的波形。所述波形调节元件可以是负色散光纤、正色散光纤或啁啾光纤光栅等色散元件或相位调制器。
图1是传统意义的光传输系统的示意图。光传输系统一般由发射模块、传输链路、接收模块组成。
图2是传输链路的示意图。如图2所示，传输链路可能包括传输光纤在前、补偿光纤在后和补偿光纤在前、传输光纤在后两种技术方案，每种技术方案又包括前置放大、后置放大和前后两级放大三种情况。
对于传输链路可能有不同的方案，这里讨论传输光纤在前和色散补偿光纤在后的情况，色散补偿率为100％。这样可以传输链路的色散图谱在图3体现。图3是现有传输链路的传输光纤在前、色散补偿光纤在后色散图谱。
图4是进行波形调节的系统框图。采用波形管理技术可以进一步优化系统的传输特性。一种简单的做法是在传输链路前后分别加上一段色散元件或相位调制器。比如在整个传输链路的前端加上具有负色散系数的元件，在传输链路的后端加上正色散系数的元件。这样在传输链路上，加上一段具有负色散量的元件，传输链路后有一段正色散量的元件。
图5给出加上这种波形调节元件后色散图谱的变化，从图中可以看出适当的前后波形调节的方法可以明显提高传输特性。进行前置、后置波形调节的特点是传输链路的配置可以不用改变。
图6是适合超长距离传输的在线波形调节传输系统结构框。整个传输链路分为子链路1、子链路2、......子链路N，对于超长距离传输系统，每100公里到2000公里的传输距离形成一个传输子链路。根据实际的需要，还可在发射机与传输链路1之间的连接处设置前置波形调节元件，在传输子链路之间的连接处各设置一个在线波形调节元件，在最后一个传输子链路与接收机之间的连接处设置后置波形调节元件。
图7是根据图6得出的适合超长距离的色散图谱图。从图7可以看出，从色散积累的角度，每个链路开始处的色散量并不相同。在整个链路的最后，采用后置波形调节元件进行统一优化。所述后置波形调节元件必须能够抵消传输链路中的色散补偿所引起色散量的变化，使整个传输系统光脉冲功率不变、波形不变。
本发明的一个实施例是在超长距离传输系统中，每300km传输子链路或每500km传输子链路采用一个波形调节元件。具体采取哪种特性的色散光纤视实际情况而定，例如传输链路的之前设置的前置波形调节元件采用负色系数的光纤，传输链路的后端即传输链路与接收机之间的后置波形调节元件采用正色散系数的光纤。
下面是10G色散管理系统采用在线波形管理技术进行实验的结果。表1分别给出普通链路、传输链路前后波形调节、在线波形调节三种方案的传输距离，结果如下表1。实验采用的系统具体配置如下传输链路是100km的G652光纤，每500km传输链路设置在线波形调节色散补偿光纤，采用色散补偿光纤进行完全色散补偿。采用两级放大器进行功率完全补偿，色散补偿光纤位于两个放大器之间。第一个放大器补偿色散补偿光纤的损耗，第二个放大器补偿传输光纤的损耗，放大器的噪声指数为5。
表1波形管理技术对传输距离的改善
从表1的结果可以看出，采用常规的链路，传输距离为1000km，如果采用前、后置波形调节模块，传输距离达到1800km，进一步采用在线调节模块传输距离可以达到2300km，采用在线波形调节可以明显抑制非线性效应，延长传输距离，实现超长距离的光脉冲传输。
本发明适用于10Gbit/s到40Gbit/s之间或更高速率的波分复用WDM和同步数字体系SDH传输系统，及适用于非归零NRZ码、归零RZ码或各种特殊的归零RZ码的传输系统。本发明不需改变传输码型，不需改变光脉冲功率，不需改变传输链路主结构，只需在子链路之间的连接处进行波形调节，是非常实用而经济的实施方案。
权利要求
1.一种实现超长距离光传输的方法，其特征是在光传输链路中设置波形调节元件，由所述波形调节元件调节传输链路中传输光纤非线性效应发生区域中光脉冲的波形，抑制非线性效应的负面影响。
2.如权利要求1所述的实现超长距离光传输的方法，其特征是整个传输链路可以分为若干个传输子链路子链路1、子链路2、……、子链路N，N≥3，在两个子链路之间的连接处设置所述波形调节元件。
3.如权利要求1所述的实现超长距离光传输的方法，其特征是在整个传输链路前及传输链路后增设波形调节元件。
4.如权利要求2所述的实现超长距离光传输的方法，其特征是对于超长距离传输系统，每100公里到2000公里的传输距离形成一个传输子链路。
5.如权利要求1、2或3所述的实现超长距离光传输的方法，其特征是所述波形调节元件采用色散元件或相位调制器。
6.如权利要求5所述的实现超长距离光传输的方法，其特征是所述色散元件为负色散光纤、正色散光纤或啁啾光纤光栅。
7.如权利要求1、2或3所述的实现超长距离光传输的方法，其特征是所述传输链路采用放大器进行功率补偿时，所述波形调节元件放置在传输链路放大器前，或放置在两级放大器的中间。
8.如权利要求1至4任一权利要求所述的实现超长距离光传输的方法，其特征是适用于10Gbit/s到40Gbit/s之间的波分复用WDM和同步数字体系SDH传输系统，及适用于非归零NRZ码、归零RZ码或各种特殊的归零RZ码的传输系统。
全文摘要
本发明涉及一种实现超长距离光传输的方法，其特征是通过在光传输链路中设置波形调节元件，由所述波形调节元件调节传输链路中传输光纤非线性效应发生区域中光脉冲的波形，抑制非线性效应的负面影响。本发明是采用在线波形调节结合前、后波形调节的方式来优化光传输系统，适用于10Gbit/s到40Gbit/s之间速率的WDM和SDH传输系统，及适用于NRZ码、RZ码和各种特殊的RZ码和如其它码型的传输系统。适用于海底通信和陆地通信的超长距离通信系统。
文档编号H04B10/12GK1516364SQ03101400
公开日2004年7月28日 申请日期2003年1月6日 优先权日2003年1月6日
发明者余力, 余 力 申请人:华为技术有限公司