[發(fā)明專(zhuān)利]利用波分復(fù)用技術(shù)的光傳輸系統(tǒng)中自動(dòng)增益均衡的方法和系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 02126965.3
• 申請(qǐng)日: 2002-07-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1400750A
• 公開(kāi)（公告）日: 2003-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 文森特·布德;奧利弗·考爾托伊斯;多米尼克·萊斯特林
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 阿爾卡塔爾公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04B10/17
• 分類(lèi)號(hào): H04B10/17
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 蔣世迅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及WDM光傳輸系統(tǒng)中的自動(dòng)增益均衡。

背景技術(shù)

近年來(lái)，人們開(kāi)發(fā)了光放大傳輸系統(tǒng)，其中數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的發(fā)射是利用光纖傳輸進(jìn)行光放大和光中繼或光轉(zhuǎn)發(fā)。波分復(fù)用(WDM)技術(shù)用于增大光纖網(wǎng)絡(luò)的容量。在利用WDM傳輸?shù)南到y(tǒng)中，通過(guò)單根線(xiàn)路傳輸多個(gè)光信號(hào)信道，給每個(gè)信道分配特定的波長(zhǎng)。因此，由于傳輸波長(zhǎng)數(shù)目的不斷增加，遠(yuǎn)程光放大傳輸?shù)脑鲆婢庾兊迷絹?lái)越困難。

利用諸如摻鉺光纖放大器(EDFA)的光放大器，可以實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)光放大。光放大器增益適合于恢復(fù)各個(gè)光纖段中的損耗。

為了在WDM系統(tǒng)中所有的波長(zhǎng)上獲得相同的傳輸性能，光信噪比(OSNR)在接收器端所有的波長(zhǎng)上必須是均勻的。

還必須限制光功率不平衡以避免由于光纖中非線(xiàn)性效應(yīng)(自相位調(diào)制)發(fā)生大的惡化，并保持與接收器的動(dòng)態(tài)范圍相容。這在超遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)中是特別重要的，其中大量放大器在各個(gè)信道/波長(zhǎng)性能之間產(chǎn)生重大的差別。

此外，由于光纖衰減的變化以及與制造過(guò)程中的某些參數(shù)有關(guān)，制成光纖的實(shí)際損耗與預(yù)期值有些不同。所以，光放大器的實(shí)際增益可能低于或高于預(yù)期值，因此，在dB與波長(zhǎng)之間關(guān)系中引入線(xiàn)性?xún)A斜。這種傾斜是負(fù)的或正的，取決于實(shí)際的光放大器增益是高于或低于標(biāo)稱(chēng)值。

所以，對(duì)于所有的波長(zhǎng)，在整個(gè)光系統(tǒng)的各段中必須使增益平坦化和OSNR平坦化。

通常是利用光放大器內(nèi)部的靜態(tài)濾波器完成增益平坦化，而OSNR平坦化是利用預(yù)加重技術(shù)在發(fā)射器側(cè)完成的，即，衰減其中的一些信道。

然而，這些“靜態(tài)”技術(shù)受到若干項(xiàng)限制：

-每當(dāng)級(jí)間損耗或輸入功率變化時(shí)，放大器的增益發(fā)生傾斜；

-預(yù)加重的衰減范圍是有限的(通常為12dB)。

現(xiàn)有技術(shù)中已知的特定裝置是自動(dòng)增益均衡器(AGE)，它執(zhí)行動(dòng)態(tài)可調(diào)濾波器或衰減器陣列的功能，利用不同的工藝制造而成，例如，液晶陣列，光纖上的可調(diào)聲光濾波器，硅波導(dǎo)上的Fourier濾波器。

至今，采用以下的過(guò)程，AGE用于保持整個(gè)輸入功率范圍內(nèi)光放大器的輸出平坦：

-利用頻譜監(jiān)測(cè)裝置；

-測(cè)量每個(gè)信道與最小功率信道之間的功率差；

-把這個(gè)差值的一半相加到這個(gè)波長(zhǎng)下的衰減值；

-然后，歸一化AGE，因此，最小衰減值總是為零(加上插入損耗)；

-在收斂之前利用迭代方式運(yùn)行這個(gè)過(guò)程，通常小于10次迭代。

然而，利用上述AGE的過(guò)程不能解決增益平坦化和OSNR平坦化中的以上問(wèn)題，事實(shí)上，它僅能使輸出頻譜平坦化。

首先，它不能與預(yù)加重結(jié)合進(jìn)行(因?yàn)樵贏GE之后，所有的信道有相同的功率)，因此，使OSNR不平衡成為主要的問(wèn)題。

其次，除非每個(gè)放大器安排一個(gè)AGE，它對(duì)減小非線(xiàn)性效應(yīng)的作用不大，因?yàn)榇蠖鄶?shù)放大的信道保持相同，因此，這些信道是有最大功率的信道(若各段的長(zhǎng)度是均勻分布的)。換句話(huà)說(shuō)，功率譜不平衡會(huì)更加惡化。

所以，鑒于已知的解決方法不是十分有效，本發(fā)明的目的是提供一種用于WDM光通信系統(tǒng)中改進(jìn)的自動(dòng)增益均衡的方法和系統(tǒng)，它可以解決以上的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

按照本發(fā)明，提供一種用于WDM光通信系統(tǒng)中自動(dòng)增益均衡的方法。

該方法利用AGE預(yù)傾斜頻譜并獲得增益平坦化和OSNR平坦化：AGE被周期性地插入到放大器鏈中，用于預(yù)補(bǔ)償(預(yù)加重)線(xiàn)路下游的傾斜。

因此，可以限制功率不平衡(最大功率值與最小功率值之差)到與接收器動(dòng)態(tài)范圍(在放大器鏈的末端)和非線(xiàn)性效應(yīng)限制相容，且OSNR在接收器中是平坦的。

AGE放置在各個(gè)光放大器之間，而相關(guān)的光譜監(jiān)測(cè)器(OSM)放置在一些放大器的下游。

OSM測(cè)量OSNR，并發(fā)送這個(gè)數(shù)據(jù)回到AGE。

對(duì)于每個(gè)波長(zhǎng)，計(jì)算整個(gè)頻譜上OSNR與最小OSNR之差值，并把這個(gè)差值相加到這個(gè)波長(zhǎng)下的先前衰減值。

然后，歸一化新的衰減頻譜(減去所有波長(zhǎng)下的最小衰減值)，并用于控制AGE的均衡曲線(xiàn)。

還提供一種用于WDM光通信系統(tǒng)中的自動(dòng)增益均衡系統(tǒng)。

這種解決方法的優(yōu)點(diǎn)與工藝有關(guān)，特別適用于地面和海底傳輸。

這種系統(tǒng)的其他優(yōu)點(diǎn)是：

-簡(jiǎn)單的算法；

-OSNR優(yōu)先，它是超遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)的主要限制因子；