专利名称：一种光传输系统大色散量补偿的方法
技术领域：
本发明涉及光传输技术领域，尤其涉及光传输系统的色散补偿实现技术。
背景技术：
随着社会对通信需求的快速增长，密集波分复用技术(DWDM)近几年发展迅速， 40xlOGb/s及160xlOGb/s波分复用系统正大规模应用到城域网及骨干网中。在大容量光传输 系统中，如何补偿线路色散是系统设计中重点解决的技术难题之一。
通过査看相关色散优化专利，从处理的通道数来看，色散补偿可以分为单通道色散补偿 技术和复用段色散补偿技术两类，具体实现时经常两种配合。单通道色散补偿技术又可进— 般分为电色散补偿与光域色散补偿两种，光域单通道色散补偿一般采用光纤光栅技术，具体 专利如US2004091272、 GB2355610、 US6476950、 EP1130829A2、 EP1030472A2、 EP0954127A2 等也有相关专利(如WO0239625A2、 JP2003060574A等)涉及到预啁啾及色散补偿配合； 另外相关公开专利(如WO2004032385、 WO9403诉7Al、 US5526159等)涉及单通道电色 散补偿技术。在复用段色散补偿一般采用分布式色散补偿技术(相关专利见US6674557、 US6570691等)，所谓的分布式色散补偿技术即在发送端预先补偿一定色散、线路放大节点 逐级补偿前段线路一定色散、接收端进行一定后色散补偿的方式来实现对线路色散及色散斜 率补偿以确保光接收机顺利接收信号，这些专利在具体实现时略有差别，但出发点均是考虑 如何实现精细色散补偿以实现大容量的系统传输的更远。
在实际工程进行色散补偿的线路放大节点中，各厂家的应用系统补偿的色散量一般在 40km至120km，这样导致几乎所有的节点均要进行色散补偿，厂家色散补偿的种类也要求很 多，线路放大节点配置也比较复杂，整个系统建设成本高，特别是对于2.5Gb/sWDM系统向 10Gb/sWDM升级线路，往往要对系统中的所有放大节点进行重新设计，系统升级成本很高。
通过专利检索，在专利WO0241535提到G655光纤多跨段色散累积后集中补偿方法，并 提出相应的EDFA/Raman混合光放大节点设计，这种方法能够得以采用主要是由于G.655光 纤色散系数小，累积多段后(如300km)系统的累积色散也不是很大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种光传输系统大色散量补偿的方法，能够简化光传
输系统的设计并降低建设成本。
为解决上述技术问题，本发明一种大色散量补偿的方法采用的技术方案包括步骤
(1) 光传输系统的发送端进行色散预补；
(2) 光传输系统的少部分中间光线路放大节点具有色散补偿功能，具有色散补偿功能的 中间光线路放大节点，在完成功率放大补偿前级链路损耗的同时，集中对其前面几段链路的 色散进行补偿
(3) 光传输系统的光接收节点在完成功率放大补偿前级链路损耗的同时集中对其前面几 段链路的色散进行补偿。其中，
所述步骤(2)具体为 (21 A)具有色散补偿功能的中间光线路放大节点的一级光放大器完成一级功率放大 (22A)具有色散补偿功能的中间光线路放大节点的一级和二级色散补偿器件分别完成 一级和二级色散补偿；
(23A)具有色散补偿功能的中间光线路放大节点的二级光放大器完成二级功率放大。 所述歩骤(2)还具体为 (21B)具有色散补偿功能的中间光线路放大节点的一级色散补偿器件完成一级色散补
偿；
(22B)具有色散补偿功能的中间光线路放大节点的一级光放大器完成一级功率放大； (23B)具有色散补偿功能的中间光线路放大节点的二级色散补偿器件完成二级色散补
偿；
(24B)具有色散补偿功能的中间光线路放大节点的二级光放大器完成二级功率放大。 所述步骤(3)具体为
(31A)光接收节点的一级光放大器完成一级功率放大；
(32A)光接收节点的一级和二级色散补偿器件分别完成一级和二级色散补偿 (33A)光接收节点的二级光放大器完成二级功能放大。 所述步骤(3)还具体为 (31B)光接收节点的一级色散补偿器件完成一级色散补偿； (32B)光接收节点的一级光放大器完成一级功率放大 (33B)光接收节点的二级色散补偿器件完成二级色散补偿
(34B)光接收节点的二级光放大器完成二级功率放大。 所述步骤(3)又具体为 (31C)光接收节点的光放大器完成功率放大 (32C)光接收节点的分波器进行分波； (33C)光接收节点的接收OUT完成色散补偿。
上述的光传输系统大色散量补偿的方法，光接收节点和每个具有色散补偿功能的中间光 线路放大节点补偿的色散量都大于160km的G.652光纤色散量。
优选的，所述方法能够和现有光线路放大节点功率补偿和色散补偿同时完成的方法结合 使用。
与现有技术相比，采用本发明的一种光传输系统大色散量补偿的方法，由于在光线路放 大节点中，除了具有色散补偿功能的节点，大部分线路放大节点只完成功率放大补偿前级链 路损耗功能，这样，既简化了光传输系统光放大节点配置，降低光放大节点成本，进而降低 系统建设成本，又容易实现2.5Gb/sWDM系统向10Gb/s WDM系统升级，避免升级时对所有 的光放大节点进行改动， 一般只需对中间极少数的上下路节点及光接收节点进行改造就实现 升级。
图1所示是传统WDM系统示意图
图2所示是传统线路放大器结构组成图3所示是大色散量补偿光传输系统示意图4所示是大色散量补偿线路放大节点结构示意图5所示是接收端设备大色散量补偿结构示意图6所示是一种具有EDC功能的接收OTU单板功能结构示意图7所示是采用大色散量补偿的中等距离传输系统。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
结合当前技术发展现状，本发明突破精细分步式色散补偿传统思维的限制，提出了一种 大色散量补偿的方法，主要是针对G.652光纤传输系统而提出的一种色散补偿方法。
区别于传统光传输系统线路几乎所有光线路放大节点功率补偿和色散补偿同时完成的法，本发明提出的方法最主要特征是
(1) 在光线路放大节点，除了具有色散补偿功能的节点，大部分线路放大
节点只完成功率放大补偿前级链路损耗功能；具有色散补偿功能的光线路放大节点或光接收
节点在完成补偿前级链路损耗的同时集中对前面几段链路的色散进行补偿，--次性补偿的色
散量超过2720ps/nm (大于160km的G.652光纤色散量)。
(2) 在接收端节点可以采用复用段色散补偿方式，也可以采用光通道电色散补偿，补偿 的色散量超过2720ps/nm (大于160km的G.652光纤色散量)。
(3) 系统在配置光线路放大节点时，节点结构将简化，配置将更为合理，整个系统设计 也将大大简化。
本发明突破了传统光传输系统色散补偿和功率补偿几乎同时进行的思想，提出了在光线 路节点中大部分线路放大节点只进行功率补偿，在具有色散补偿功能的光线路放大节点或者 光接收设备节点，除了补偿前段线路的损耗，还采用色散补偿器件对前面几段线路色散集中 补偿。
在光线路放大节点，所述的色散补偿器件一般是色散补偿光纤，在光接收端设备，所述 的色散补偿器件可以是色散补偿光纤，也可以是单通道电色散补偿器EDC。
图1是传统意义上的WDM光传输系统示意图， 一般由发送端设备、传输链路、光线路 放大节点、光接收端设备组成，系统中的色散补偿一般在发送端采用一定量的预补，线路放 大节点一般逐级补偿前段线路的色散，光接收端根据整个系统的色散进行一定量的后补。
图2是传统的光线路放大节点， 一般有(a) 、 (b)两种组成结构，(a)结构的光线路 放大节点一般适用于前段光线路插损较大的场合，通过两级放大，两个放大器中间采用色散 补偿器件；(b)结构的光线路放大节点适用于前段线路光插损较小场合。综合看，传统光传 输系统基本上遵循每40km至120km进行色散补偿，这样几乎每个光放大节点同时完成色散 补偿和光放大。
图3所示是采用本发明所述的大色散量补偿方法的光传输系统示意图，如图所示，该系 统除了在发送端具有一定量的预色散补偿-Dr外，光线路放大节点i、光线路放大节点j...及 光接收端是具有色散补偿功能的节点。假设光传输链路l、光传输链路2......光传输链路i、
光传输链路j....、光传输链路N的色散分别是Db D2..... Di、 Dj..... DN，在光线路放大节点i、
j和光接收端设备R的色散补偿量分别为-Dwi、 -Dnj、
采用大色散量补偿方法用具体补偿数学表达式如下
Di+D2+......+Di-DNi 0;(其中DNi>2720ps/nm)
Di+i+Di+2+......十Dj-DNfO;(其中DNj>2720ps/nm)
Dk+i+Dk+2+……+Dn.i-DnR 0;(其中DNR>2720ps/nm) 另外，整个系统的线路残余色散量要满足系统设计要求。
如图4所示，大色散量补偿的光线路放大节点结构一般有两种结构(a)和(b) ， (a) 结构的光线路放大节点适用于前段线路较长(80km左右)，插损较大的场合；(b)结构的 光线路放大节点适用于前段线路长度适中(50km左右)，插损较小的场合。
如图5所示，大色散量补偿的光接收端设备一般也有两种补偿方式， 一种是复用段色散 补偿方式，如图5的(b) 、 (c)所示，该补偿配置和光线路放大节点类似，另一种是单通 道电色散EDC补偿方式，采用EDC技术在接收OTU中直接将线路色散进行补偿(如图5 的(a)所示)，该技术特别适用于SDH系统。
图6所示是具有EDC电色散补偿的接收OTU功能结构示意图，如图所示，色散导致信 号展宽的光信号进入光收发一体模块的接收側，先通过PIN或者APD完成光电O/E转换并 经过TIA跨阻放大进入EDC、 CDR及DEMUX功能单元，从该功能单元解复用后的16路 LVDS数据进入FEC解码模块，解码纠错前的数据经计算得到纠错前误码率，该误码率数据 回送EDC、 CDR及DEMUX功能单元用于EDC调整的反馈信息其余Bl、 JO监测功能模 块、AD/DA转换功能模块、光发送模块以及相应的CPU最小系统控制信息，如激光器使能， 偏置控制等，与传统的接收OTU功能结构相同。
图7所示是一个总长约200km的点到点光传输系统，该系统在发送端设备中进行一定量 的色散预补，中间所有光线路放大节点不进行色散补偿，在接收端经过放大和分波后，每个 通道的色散在OTU中采用电色散补偿技术完成，以保证接收机正常接收判决。
采用本发明提供的色散补偿方法在实际应用时，能够采用与传统色散补偿方法的结合的 方式。即部分跨段及放大节点采用传统的色散补偿方式，部分跨段(几个)及放大节点釆用 大色散量补偿的方法，通过两种方法的结合可以满足现网的各种应用需求。
本发明适用于各种调制格式lOGb/s WDM G.652光纤传输系统、10Gb/s SDH G.652光纤
传输系统，特别适用于2.5Gb/s WDM G.652光纤传输系统向lOGb/s WDM G.652光纤传输系 统升级的应用场合；原有技术方案在进行升级只能对光放大节点重新设计，采用本发明方法 大大减少对光线路节点的设计改动工作量，大大降低升级成本同时本发明也适用于G.655 光纤传输系统各种应用场合。
权利要求
1、一种光传输系统大色散量补偿的方法，其特征在于，包括步骤(1)光传输系统的发送端进行色散预补；(2)光传输系统的少部分中间光线路放大节点具有色散补偿功能，具有色散补偿功能的中间光线路放大节点，在完成功率放大补偿前级链路损耗的同时，集中对其前面几段链路的色散进行补偿；(3)光传输系统的光接收节点在完成功率放大补偿前级链路损耗的同时集中对其前面几段链路的色散进行补偿。
2、 根据权利要求1所述的光传输系统大色散量补偿的方法，其特征在于， 所述歩骤(2)具体为(21A)具有色散补偿功能的中间光线路放大节点的一级光放大器完成一级功率放大 (22A)具有色散补偿功能的中间光线路放大节点的一级和二级色散补偿器件分别完成 一级和二级色散补偿(23A)具有色散补偿功能的中间光线路放大节点的二级光放大器完成二级功率放大。
3、 根据权利要1所述的光传输系统大色散量补偿的方法，其特征在于， 所述步骤(2)具体为-(21B)具有色散补偿功能的中间光线路放大节点的一级色散补偿器件完成一级色散补偿；(22B)具有色散补偿功能的中间光线路放大节点的一级光放大器完成一级功率放大 (23B)具有色散补偿功能的中间光线路放大节点的二级色散补偿器件完成二级色散补偿；(24B)具有色散补偿功能的中间光线路放大节点的二级光放大器完成二级功率放大。
4、 根据权利要求1所述的光传输系统大色散量补偿的方法，其特征在于， 所述歩骤(3)具体为(31A)光接收节点的一级光放大器完成一级功率放大；(32A)光接收节点的一级和二级色散补偿器件分别完成一级和二级色散补偿；(33A)光接收节点的二级光放大器完成二级功能放大。
5、 根据权利要求1所述的光传输系统大色散量补偿的方法，其特征在于， 所述歩骤(3)具体为(31B)光接收节点的一级色散补偿器件完成一级色散补偿； (32B)光接收节点的一级光放大器完成一级功率放大 (33B)光接收节点的二级色散补偿器件完成二级色散补偿； (34B)光接收节点的二级光放大器完成二级功率放大。
6、 根据权利要求1所述的光传输系统大色散量补偿的方法，其特征在于， 所述步骤(3)具体为(31C)光接收节点的光放大器完成功率放大；(32C)光接收节点的分波器进行分波；(33C)光接收节点的接收OUT完成色散补偿。
7、 根据权利要求1至6中任一权利要求所述的光传输系统大色散量补偿的方法，其特征 在于，光接收节点和每个具有色散补偿功能的中间光线路放大节点补偿的色散量都大于 160km的G.652光纤色散量。
8、 根据权利要求7所述的光传输系统大色散量补偿的方法，其特征在于，所述方法能够 和现有光线路放大节点功率补偿和色散补偿同时完成的方法结合使用。
全文摘要
本发明公开了一种大色散量补偿的方法，涉及光传输技术领域，为简化系统设计并降低建设成本而发明。该方法最主要特征是在光线路放大节点中，除了具有色散补偿功能的节点，大部分线路放大节点只完成功率放大补偿前级链路损耗功能；具有色散补偿功能的光线路放大节点或光接收节点在完成补偿前级链路损耗的同时集中对前面几段链路的色散进行补偿，一次性补偿的色散量超过2720ps/nm；在接收端节点可以采用复用段色散补偿方式，也可以采用光通道电色散补偿，补偿的色散量超过2720ps/nm；本方法特别适用于2.5Gb/s WDM光纤传输系统向10Gb/s WDM光纤传输系统升级的应用场合。
文档编号H04B10/18GK101179338SQ20061013866
公开日2008年5月14日 申请日期2006年11月10日 优先权日2006年11月10日
发明者施社平, 王国忠, 罗来荣, 赵迺智 申请人:中兴通讯股份有限公司