專利名稱：色散位移光纖c波段波分信號傳輸中的色散補償方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光信號傳輸中的色散補償方法及裝置，尤其是色散位移光纖(G.653光纖)C波段波分信號傳輸中的色散補償方法及裝置。
背景技術：
采用G.653光纖在零色散波長1550nm附近進行單波傳輸的色散值很小，經過長距離傳輸后系統(tǒng)積累的色散同樣很小，在不需要補償的情況下就可以得到很好的傳輸性能，因此，這種光纖在全球許多地方得到了大量的應用。但是采用這種光纖進行密集波分復用(DWDM)波分信號傳輸時，正是由于色散值很小，使得DWDM波分信號傳輸時會產生嚴重的四波混頻(FWM)效應，導致嚴重的同頻串擾或異頻串擾，并大大降低了系統(tǒng)光信噪比(OSNR)，因而在G.653光纖上傳輸C波段波分信號非常困難。為了充分利用已經敷設的大量的G.653光纖，通過將DWDM信號盡量在遠離零色散波長的兩側也即藍波帶和紅波帶內傳輸的方法，由于在藍波帶有較大的負色散，并且越遠離零色散波長，也即是波長越短，負色散的絕對值也越大；而在紅波帶有較大的正色散，并且越遠離零色散波長，也即是波長越大，正色散也越大；從而可以有效的抑制FWM效應，在一定程度上解決C波段波分DWDM信號在G.653光纖中傳輸問題。但是，在上述G.653光纖C波段波分傳輸方案中，雖然G.653光纖的色散值很小，但是如果傳輸的距離很長，同樣會積累起較大的色散，如果這個色散值超過了接收機的色散容限，則需要進行色散補償，由于紅藍波帶分別處在G.653光纖零色散波長的兩邊，紅波帶積累正色散，而藍波帶積累負色散，因此紅藍波帶的補償方式完全相反，需要特殊的G.653色散補償方案。由于G.653光纖的特殊性，目前還沒有針對G.653光纖C波段波分傳輸的色散補償方案，這使得G.653光纖C波段波分DWDM信號只能在較短的距離內傳輸，從而嚴重的降低了DWDM系統(tǒng)的性能價格比。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種實用的G.653光纖C波段波分信號傳輸中的色散補償方法以及進行色散補償的裝置。
為達到上述目的，本發(fā)明提供的色散位移光纖C波段波分信號傳輸中的色散補償方法，包括步驟1用紅藍帶分波器將密集波分復用(DWDM)信號分解為紅波帶和藍波帶；步驟2采用負色散補償模塊(-DCM)對紅波帶信號進行補償，采用正色散補償模塊(+DCM)對藍波帶信號進行補償；步驟3用紅藍波帶合波器合成補償后的信號。
在步驟2和步驟3之間包括用可調光衰減器調節(jié)紅波帶或藍波帶的光功率，使紅波帶和藍波帶在紅藍帶合波器的輸出端功率保持平衡。
在對紅波帶信號進行補償時，按照下述公式確定能夠補償的紅波帶的波長范圍
Δλ＝-[D653(λmax)/S653]*{[M-DD(λmax)*LD+LD*SD*D653(λmax)/S653]/[D653(λmax)*L653+LD*SD*D653(λmax)/S653]-1}上述公式中，D653(λmax)為最長波長處的色散系數，L653為系統(tǒng)的G.653光纖的長度，DD(λmax)為色散補償模塊在最長波長處的色散系數，S653為G.653光纖的色散斜率，并且大于零，SD為色散補償模塊的色散斜率，LD為色散補償模塊的長度，M為系統(tǒng)接收機的色散容限的下限。
在對藍波帶信號進行補償時，按照下述公式確定能夠補償的藍波帶的波長范圍Δλ＝[D653(λmin)/S653]*{[N-DD(λmin)*LD+LD*SD*D653(λmin)/S653]/；[D653(λmin)*L653+LD*SD*D653(λmin)/S653]-1}上述公式中，D653(λmin)為最短波長處的色散系數，L653為系統(tǒng)的G.653光纖的長度，DD(λmin)為色散補償模塊在最短波長處的色散系數，S653為G.653光纖的色散斜率，并且大于零，SD為色散補償模塊的色散斜率，LD為色散補償模塊的長度，N為系統(tǒng)接收機的色散容限的上限。
本發(fā)明提供的色散位移光纖C波段波分信號傳輸中的色散補償裝置，包括紅藍帶分波器、負色散補償模塊(-DCM)和/或正色散補償模塊(+DCM)、紅藍帶合波器，其中紅藍帶分波器，用于將密集波分復用(DWDM)信號分解為紅波帶和藍波帶；負色散補償模塊(-DCM)，用于對紅波帶信號進行補償，其能夠補償的紅波帶的波長范圍為
Δλ＝-[D653(λmax)/S653]*{[M-DD(λmax)*LD+LD*SD*D653(λmax)/S653]/[D653(λmax)*L653+LD*SD*D653(λmax)/S653]-1}上述公式中，D653(λmax)為最長波長處的色散系數，L653為系統(tǒng)的G.653光纖的長度，DD(λmax)為色散補償模塊在最長波長處的色散系數，S653為G.653光纖的色散斜率，并且大于零，SD為色散補償模塊的色散斜率，LD為色散補償模塊的長度，M為系統(tǒng)接收機的色散容限的下限；正色散補償模塊(+DCM)，用于對藍波帶信號進行補償，其能夠補償的藍波帶的波長范圍為Δλ＝[D653(λmin)/S653]*{[N-DD(λmin)*LD+LD*SD*D653(λmin)/S653]/；[D653(λmin)*L653+LD*SD*D653(λmin)/S653]-1}上述公式中，D653(λmin)為最短波長處的色散系數，L653為系統(tǒng)的G.653光纖的長度，DD(λmin)為色散補償模塊在最短波長處的色散系數，S653為G.653光纖的色散斜率，并且大于零，SD為色散補償模塊的色散斜率，LD為色散補償模塊的長度，N為系統(tǒng)接收機的色散容限的上限；紅藍帶合波器，用于合成補償后的信號。
在負色散補償模塊與紅藍帶合波器之間，以及/或者在正色散補償模塊與紅藍帶合波器之間分別設有可調光衰減器，用于使紅波帶和藍波帶在紅藍帶合波器的輸出端功率保持平衡。
所述負色散補償模塊采用針對G.652光纖的色散補償模塊或者采用針對G.655光纖的色散補償模塊；所述正色散補償模塊是G.652光纖。
由于本發(fā)明提供了實用的G.653光纖C波段波分信號傳輸中的色散補償方法以及進行色散補償的裝置，能夠對G.653光纖C波段波分傳輸系統(tǒng)進行色散補償，由于方案中可以采用通常的紅藍帶分波器和紅藍帶合波器，其隔離度通常都有14dB以上，并且G.653光纖C波段傳輸方案中，紅藍波帶遠離零色散波長，因此總的隔離度可以達到28dB以上，隔離度相當好；同時紅藍帶分波器和紅藍帶合波器技術成熟，成本低廉，并且所述負色散補償模塊和所述正色散補償模塊可以采用成本低廉的色散補償模塊，例如針對G.652光纖的色散補償模塊，這樣就使得本發(fā)明更加經濟實用。


圖1是本發(fā)明所述方法的實施例流程圖；圖2是本發(fā)明所述裝置的實施例結構圖。
具體實施例方式
在目前的G.653光纖C波段波分傳輸方案中，系統(tǒng)使用的波長可以按照G.653光纖的零色散波長1550nm分為紅波帶和藍波帶兩種，并且盡量靠近C波段兩端的波長，從而可以得到較大的色散值，使得四波混頻FWM較小，從而使得系統(tǒng)有更好的性能。由于紅藍波帶分別處在G.653光纖零色散波長的兩邊，假設在紅波帶和藍波帶的信號傳輸符合國際電聯(lián)電信標準部(ITU-T)推薦的G.653光纖標準，G.653光纖在1535nm到1560nm色散系數為-3.0～2.8ps/nm/km，這樣紅波帶和藍波帶在傳輸不很遠的距離上就會積累起很大的色散，即使按照日本騰倉公司典型的G.653光纖的色散-0.8～1ps/nm/km來計算，在傳輸幾百公里時也同樣會積累比較大的色散，從而使得系統(tǒng)處于色散受限狀態(tài)，如果系統(tǒng)色散超過了接收機的色散容限，則需要對系統(tǒng)進行合適的色散補償。由于紅藍波帶分別處在G.653光纖零色散波長的兩邊，紅藍帶積累的色散量相反，紅波帶積累正色散，藍波帶積累負色散，因此需要分別補償。
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述。
圖1是本發(fā)明所述方法的實施例流程圖。按照圖1，首先在步驟1用紅藍帶分波器將密集波分復用(DWDM)信號分解為紅波帶和藍波帶，然后在步驟2采用負色散補償模塊(-DCM)對紅波帶信號進行補償，采用正色散補償模塊(+DCM)對藍波帶信號進行補償；接著在步驟3用可調光衰減器來調節(jié)光功率，使得紅波帶和藍波帶在紅藍帶合波器的輸出端功率保持平衡，從而各波的功率比較均衡，不會影響系統(tǒng)的性能；最后在步驟4用紅藍波帶合波器合成補償后經功率調節(jié)的信號。
在上述步驟2中，對所述紅波帶或藍波帶的信號進行補償是根據實際需要進行的，例如可能僅需要對紅波帶或藍波帶信號進行補償，而不需要都進行補償，也可能都進行補償。
上述色散補償模塊可以是針對G.652或G.655光纖的色散補償模塊，即補償G.652或G.655光纖的色散補償模塊，考慮到系統(tǒng)成本，最好使用針對G.652光纖的色散補償模塊，這樣可以降低系統(tǒng)的成本。由于G.652光纖為普通單模光纖，它的色散值通常為17ps/nm/km，由于G.652光纖在藍波帶內都是正色散，因此可以補償藍波帶內色散值為負的G.653光纖，同時由于G.652光纖的色散很大，因此使用很少的G.652光纖就可以補償到接收機容限范圍。
由于在上述補償方法中分別使用紅、藍帶分波器和紅、藍帶合波器，而通常的紅、藍帶分波器和紅、藍帶合波器的隔離度都有14dB以上，并且G.653光纖C波段傳輸方案中，紅藍波帶遠離零色散波長，因此總的隔離度可以達到28dB以上，隔離度相當好；同時紅藍帶分波器和紅藍帶合波器技術很成熟，成本低廉，因此這種G.653光纖C波段色散補償模塊經濟實用，成本非常低。
在確定色散補償范圍時，由于G.653光纖和色散補償模塊的的色散效率不同，只能在一定的色散補償范圍內才能保證DWDM信號中每個信號都能夠滿足色散要求，假設系統(tǒng)接收機的色散容限T為M＜T＜N，則在波長小于1550nm的藍波帶，最短波長為λmin，能夠滿足色散要求的波長范圍為Δλ1，則藍波帶范圍內的最長波長為λmin+Δλ1，因此，藍波帶內的各個波要能滿足色散補償要求則需要有如下公式成立M＜D653(λmin)*L653+DD(λmin)*LD＜NM＜[D653(λmin)+S653*Δλ1]*L653+[DD(λmin)+SD*Δλ1]*LD＜N其中，D653(λmin)為最短波長處的色散系數，L653為系統(tǒng)的G.653的長度，DD(λmin)為DCM色散補償模塊在最短波長處的色散系數，S653為653光纖的色散斜率，并且大于零，SD為DCM的色散斜率，LD為DCM模塊的長度。這樣，我們就可以得到在這種色散補償方式不需要色散補償和需要色散補償情況下能夠補償到的紅波帶的最小波長范圍Δλ1＝[N-D653(λmin)*L653]/[L653*S653](不需要補償)Δλ1＝[N-DD(λmin)*LD-D653(λmin)*L653]/[L653*S653+LD*SD](需要補償)
同時，有色散補償時的的藍波帶的最小波長范圍可以簡化為653光纖總色散的函數，所述653光纖總色散就是653光纖色散值和653光纖長度的乘積，從而可以得出在不同系統(tǒng)條件下的可以補償的藍波帶的波長范圍Δλ1＝[D653(λmin)/S653]*{[N-DD(λmin)*LD+LD*SD*D653(λmin)/S653]/[D653(λmin)*L653+LD*SD*D653(λmin)/S653]-1}同樣，也可以得到紅波段的色散補償波長范圍，仍然假設系統(tǒng)接收機的色散容限T為M＜T＜N，則在波長大于1550nm的紅波帶，最長波長為λmax，能夠滿足色散要求的波長范圍為Δλ2，則紅帶范圍內的最長波長為λmax-Δλ2，因此，有如下公式成立M＜D653(λmax)*L653+DD(λmax)*LD＜NM＜[D653(λmax)-S653*Δλ2]*L653+[DD(λmax)-SD*Δλ2]*LD＜N其中，D653(λmax)為最長波長λmax處的色散系數，DD(λmax)為DCM色散補償模塊在最長波長λmax處的色散系數，其他參數和藍波帶中定義的參數相同。這樣，就可以分別得到該色散補償方式下不需要色散補償和需要色散補償情況下能夠補償到的紅波帶的最小波長范圍Δλ2＝-[M-D653(λmin)*L653]/[L653*S653](不需要補償)Δλ2＝-[D653(λmax)/S653]*{[M-DD(λmax)*LD+LD*SD*D653(λmax)/S653]/(需[D653(λmax)*L653+LD*SD*D653(λmax)/S653]-1}要補償)通過以上公式所述的計算方法，可以得到不同光纖參數、不同補償模塊參數和不同系統(tǒng)參數條件下能夠對藍波帶和紅波帶進行色散補償的最小的波長范圍，由于可以把參數的符號一起帶到公式進行計算，因此具有很好的靈活性和適用性，很容易處理光纖參數變化非常大的G.653光纖等各種復雜情況。
圖2是本發(fā)明所述裝置的實施例結構圖。圖2所示的色散位移光纖C波段波分信號傳輸中的色散補償裝置，包括紅藍帶分波器1、負色散補償模塊(-DCM)2、正色散補償模塊(+DCM)3、紅藍帶合波器6以及在負色散補償模塊與紅藍帶合波器之間，以及在正色散補償模塊與紅藍帶合波器之間的可調光衰減器4、5；其中紅藍帶分波器1，用于將密集波分復用(DWDM)信號分解為紅波帶和藍波帶；負色散補償模塊(-DCM)2，用于對紅波帶信號進行補償；正色散補償模塊(+DCM)3，用于對藍波帶信號進行補償；可調光衰減器4、5，用于使紅波帶和藍波帶在紅藍帶合波器的輸出端功率保持平衡；紅藍帶合波器，用于合成補償后的信號。
上述可調光衰減器4、5使紅波帶和藍波帶在紅藍帶合波器的輸出端功率保持平衡，是通過調節(jié)光功率實現的，進而使各個波的功率比較均衡，不影響系統(tǒng)性能；在圖2中，-DCM和+DCM都是可以根據實際情況選擇的，紅波帶系統(tǒng)色散值超過接收容限時使用-DCM，藍波帶系統(tǒng)色散值超過接收容限時使用+DCM，紅波帶系統(tǒng)色散值和藍波帶系統(tǒng)色散值都超過接收容限時則-DCM和+DCM都使用。因此，在僅需要對紅波帶的信號進行補償時，所述色散位移光纖C波段波分信號傳輸中的色散補償裝置就包括紅藍帶分波器、負色散補償模塊(-DCM)、紅藍帶合波器，還可以根據需要選用設置在負色散補償模塊與紅藍帶合波器之間的可調光衰減器。
在僅需要對藍波帶的信號進行補償時，所述色散位移光纖C波段波分信號傳輸中的色散補償裝置就包括紅藍帶分波器、正色散補償模塊(+DCM)，紅藍帶合波器，還可以根據需要選用設置在正色散補償模塊與紅藍帶合波器之間設有可調光衰減器。
在本發(fā)明提供的上述裝置中，用于對紅波帶信號進行補償的負色散補償模塊(-DCM)能夠補償的紅波帶的波長范圍為Δλ＝-[D653(λmax)/S653]*{[M-DD(λmax)*LD+LD*SD*D653(λmax)/S653]/；[D653(λmax)*L653+LD*SD*D653(λmax)/S653]-1}上述公式中，D653(λmax)為最長波長處的色散系數，L653為系統(tǒng)的G.653光纖的長度，DD(λmax)為色散補償模塊在最長波長處的色散系數，S653為G.653光纖的色散斜率，并且大于零，SD為色散補償模塊的色散斜率，LD為色散補償模塊的長度，M為系統(tǒng)接收機的色散容限的下限。
用于對藍波帶信號進行補償的正色散補償模塊(+DCM)能夠補償的藍波帶的波長范圍為Δλ＝[D653(λmin)/S653]*{[N-DD(λmin)*LD+LD*SD*D653(λmin)/S653]/ ；[D653(λmin)*L653+LD*SD*D653(λmin)/S653]-1}上述公式中，D653(λmin)為最短波長處的色散系數，L653為系統(tǒng)的G.653光纖的長度，DD(λmin)為色散補償模塊在最短波長處的色散系數，S653為G.653光纖的色散斜率，并且大于零，SD為色散補償模塊的色散斜率，LD為色散補償模塊的長度，N為系統(tǒng)接收機的色散容限的上限。
在上面所述的所有色散補償裝置中，所述色散補償模塊，所述負色散補償模塊是針對G.655光纖或G.652光纖的色散補償模塊；所述正色散補償模塊是G.652光纖，也可以是G.655光纖，但是考慮到用G.655光纖補償的系統(tǒng)成本較高，最好使用G.652光纖。
事實上，當系統(tǒng)傳輸的信號只有紅波帶或只有藍波帶時，或者只有紅波帶的一部分或只有藍波帶的一部分時，則在補償裝置中，可以不選用紅藍帶分波器和紅藍帶合波器和可調光衰減器。
權利要求
1.一種色散位移光纖C波段波分信號傳輸中的色散補償方法，包括步驟1用紅藍帶分波器將密集波分復用(DWDM)信號分解為紅波帶和藍波帶；步驟2采用負色散補償模塊(-DCM)對紅波帶信號進行補償，采用正色散補償模塊(+DCM)對藍波帶信號進行補償；步驟3用紅藍波帶合波器合成補償后的信號。
2.根據權利要求1所述的色散補償方法，其特征在于，在步驟2和步驟3之間包括用可調光衰減器調節(jié)紅波帶或藍波帶的光功率，使紅波帶和藍波帶在紅藍帶合波器的輸出端功率保持平衡。
3.根據權利要求1或2所述的色散補償方法，其特征在于，在對紅波帶信號進行補償時，按照下述公式確定能夠補償的紅波帶的波長范圍Δλ＝-[D653(λmax)/S653]*{[M-DD(λmax)*LD+LD*SD*D653(λmax)/S653]/；[D653(λmax)*L653+LD*SD*D653(λmax)/S653]-1}上述公式中，D653(λmax)為最長波長處的色散系數，L653為系統(tǒng)的G.653光纖的長度，DD(λmax)為色散補償模塊在最長波長處的色散系數，S653為G.653光纖的色散斜率，并且大于零，SD為色散補償模塊的色散斜率，LD為色散補償模塊的長度，M為系統(tǒng)接收機的色散容限的下限。在對藍波帶信號進行補償時，按照下述公式確定能夠補償的藍波帶的波長范圍Δλ＝[D653(λmin)/S653]*{[N-DD(λmin)*LD+LD*SD*D653(λmin)/S653]/；[D653(λmin)*L653+LD*SD*D653(λmin)/S653]-1}上述公式中，D653(λmin)為最短波長處的色散系數，L653為系統(tǒng)的G.653光纖的長度，DD(λmin)為色散補償模塊在最短波長處的色散系數，S653為G.653光纖的色散斜率，并且大于零，SD為色散補償模塊的色散斜率，LD為色散補償模塊的長度，N為系統(tǒng)接收機的色散容限的上限。
4.根據權利要求3所述的色散補償方法，其特征在于所述負色散補償模塊是針對G.652光纖的色散補償模塊；所述正色散補償模塊是G.652光纖。
5.根據權利要求3所述的色散補償方法，其特征在于所述負色散補償模塊是針對G.655光纖的色散補償模塊；所述正色散補償模塊是G.652光纖。
6.一種色散位移光纖C波段波分信號傳輸中的色散補償裝置，包括紅藍帶分波器、負色散補償模塊(-DCM)和/或正色散補償模塊(+DCM)、紅藍帶合波器，其中紅藍帶分波器，用于將密集波分復用(DWDM)信號分解為紅波帶和藍波帶；負色散補償模塊(-DCM)，用于對紅波帶信號進行補償，其能夠補償的紅波帶的波長范圍為Δλ＝-[D653(λmax)/S653]*{[M-DD(λmax)*LD+LD*SD*D653(λmax)/S653]/；[D653(λmax)*L653+LD*SD*D653(λmax)/S653]-1}上述公式中，D653(λmax)為最長波長處的色散系數，L653為系統(tǒng)的G.653光纖的長度，DD(λmax)為色散補償模塊在最長波長處的色散系數，S653為G.653光纖的色散斜率，并且大于零，SD為色散補償模塊的色散斜率，LD為色散補償模塊的長度，M為系統(tǒng)接收機的色散容限的下限；正色散補償模塊(+DCM)，用于對藍波帶信號進行補償，其能夠補償的藍波帶的波長范圍為Δλ＝[D653(λmin)/S653]*{[N-DD(λmin)*LD+LD*SD*D653(λmin)/S653]/；[D653(λmin)*L653+LD*SD*D653(λmin)/S653]-1}上述公式中，D653(λmin)為最短波長處的色散系數，L653為系統(tǒng)的G.653光纖的長度，DD(λmin)為色散補償模塊在最短波長處的色散系數，S653為G.653光纖的色散斜率，并且大于零，SD為色散補償模塊的色散斜率，LD為色散補償模塊的長度，N為系統(tǒng)接收機的色散容限的上限；紅藍帶合波器，用于合成補償后的信號。
7.根據權利要求6所述的色散補償裝置，其特征在于在負色散補償模塊與紅藍帶合波器之間，以及/或者在正色散補償模塊與紅藍帶合波器之間分別設有可調光衰減器，用于使紅波帶和藍波帶在紅藍帶合波器的輸出端功率保持平衡。
8.根據權利要求6或7所述的色散補償裝置，其特征在于所述負色散補償模塊是針對G.652光纖的色散補償模塊；所述正色散補償模塊是G.652光纖。
9.根據權利要求6或7所述的色散補償裝置，其特征在于所述負色散補償模塊是針對G.655光纖的色散補償模塊；所述正色散補償模塊是G.652光纖。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種色散位移光纖C波段波分信號傳輸中的色散補償方法，該方法首先用紅藍帶分波器將密集波分復用(DWDM)信號分解為紅波帶和藍波帶，再采用負色散補償模塊(－DCM)對紅波帶信號進行補償，采用正色散補償模塊(+DCM)對藍波帶信號進行補償，最后用紅藍波帶合波器合成補償后的信號；為使紅波帶和藍波帶在紅藍帶合波器的輸出端功率保持平衡，還可以用可調光衰減器調節(jié)紅波帶或藍波帶的光功率；上述負色散補償模塊和正色散補償模塊可以采用成本低廉的色散補償模塊，例如針對G.652光纖的色散補償模塊，這樣就使得本發(fā)明更加經濟實用。本發(fā)明同時還公開了色散位移光纖C波段波分信號傳輸中的色散補償裝置。
文檔編號G02F1/01GK1488958SQ0214388
公開日2004年4月14日 申請日期2002年10月10日 優(yōu)先權日2002年10月10日
發(fā)明者鐘開生, 馬先 申請人:華為技術有限公司