專利名稱：色散位移光纖c波段波分信號傳輸波長選擇方法
技術領域：
本發明涉及光通信系統中的光信號波長的選擇方法，具體地說涉及色散位移光纖(G.653光纖)C波段波分信號傳輸波長選擇方法。
背景技術：
在光傳輸系統中，四波混頻(FWM)效應會給光信號的傳輸帶來不良影響。所謂四波混頻(FWM)效應，是指兩個或三個不同波長的光波相互作用而導致在其它波長上產生混頻產物或邊帶的新光波的效應，這些新產生的光頻成分和由此引起的光能量在頻率上的轉移會影響正常的通信。
在一個密集波分復用(DWDM)系統中，如果有三個頻率分別為F1、F2和F3的信號光，則通過FWM效應產生的新的光波的頻率為fijk＝Fi+Fj-Fk，公式中i、j和k可以分別表示1、2和3中的任何一個值。由此可見，通過FWM效應會產生大量的新的光波，降低了原有的信號光的功率。如果這三個信號光的信道間隔相等，如圖1所示，這些新產生的光波就會有部分和原有的三個信號光重合，對信號光產生嚴重的同頻串擾，從而嚴重影響光傳輸系統的性能。
對于G.653光纖來說，由于該光纖C波段(192.1-196.1THz)色散系數在零附近，有效面積很小、非線性系數高，因此C波段波分DWDM信號在G.653光纖中進行傳輸時會產生嚴重的四波混頻FWM效應，通過四波混頻效應產生的新的光波一方面落在原有的DWDM信號上，導致嚴重的同頻串擾或異頻串擾，另一方面，大大降低了原有的DWDM信號的功率，導致系統光信噪比(OSNR)的降低，最終導致波分信號在接收端無法接收，因而在G.653光纖上傳輸C波段DWDM信號非常困難。由于在全球范圍內，有大量的運營商鋪設了大量的G.653光纖，并且波分復用是提高傳輸帶寬的主要方式，因此為了充分利用已經鋪設的G.653光纖，需要解決G.653光纖C波段波分信號傳輸問題，同時要求G.653光纖C波段波分系統和G.652及G.655光纖C波段波分系統具有良好的兼容性。
事實上，對于圖1所示的三個信號光來說，只要信道間隔完全不相等，參考圖2，這些新產生的光波中的任何一波都不可能原有的三個信號光重合，不會對信號光產生嚴重的同頻串擾，從而對系統的性能影響較小。在DWDM光傳輸系統中，對于N個光信號波長，由于FWM作用，可能產生M=12N2(N-1)]]>個頻率分量，因此，FWM效應對DWDM系統的影響隨傳輸的波長數量增加迅速增大，因而在G.653光纖上傳輸C波段DWDM信號非常困難。
從圖2中可以看出，如果DWDM信號信道完全不等間隔分布，則不會對信號光產生嚴重的同頻串擾，從而使FWM對系統的性能影響較小。目前國際上解決在G.653光纖上傳輸C波段DWDM信號的方案，是通過信道完全不等間隔法在G.653光纖中傳輸8波DWDM信號，其信道頻率分配參考國際電信聯盟電信標準部(ITU-T)的ITU-T G.692 APPENDIX V標準。這種利用信道的完全不等間隔分布的方法，使得新產生的光波不落在原有8波信道上，這樣就可以減小串擾的影響同時抑制FWM效應的強度，提高DWDM信號的OSNR，從而提高系統性能。在ITU-T G.692 APPENDIX V標準中，給出了C波段8波DWDM信號的三種信道間隔方案，第一種方案的信道間隔為25GHz的整數倍，此時系統需要的總帶寬最小為56*25GHz即1400GHz；第二種方案的信道間隔為50GHz的整數倍，此時系統需要的總帶寬最小為43*50GHz即2150GHz；第三種方案的信道間隔為100GHz的整數倍，此時系統需要的總帶寬最小為39*100GHz即3900GHz。第一種和第二種方案的需要的帶寬小，但是由于信道間隔不是100GHz的整數倍，無法和現有的ITU-T G.692及我國的YD/T 1143-2001中規定的320G系統兼容，需要專用的波分復用/解復用器，并且需要更改波長轉換設備，實現起來也比較困難。而第三種方案的信道間隔雖然是100GHz的整數倍，但是此時系統需要的總帶寬為3900GHz，而在G.652及G.655光纖C波段320G DWDM系統中，總帶寬只有3100GHz，只有部分信道可以實現重合，因此也無法完全兼容，也需要專用的波分復用/解復用器和更改波長轉換設備，和更改放大器性能參數，實現起來同樣也比較困難。同時，在ITU-T G.692 APPENDIXV標準的信道完全不等間隔方案中，只有G.653光纖的8波的DWDM傳輸系統信道間隔參考，沒有12波G.653光纖的DWDM傳輸系統信道間隔參考。
由上可知，現有的G.653光纖C波段波分信號傳輸波長選擇方案使得能夠在G.653光纖上進行C波段8波的DWDM傳輸，但是需要的帶寬大，無法和現有的G.652及G.655光纖C波段320G系統兼容，還需要專用的波分復用/解復用器和波長轉換設備和更改放大器性能參數，實現起來困難并且成本高，同時，上述方案沒有給出在G.653光纖上進行更多波的DWDM傳輸方案，例如12波，這導致光資源沒有被更充分地利用。
發明內容
本發明的目的在于提供一種色散位移光纖C波段波分信號傳輸波長選擇方法，使用該方法進行光信號的傳輸需要的總帶寬較小，傳輸的波分信號較多、成本低且易于實現，與現有系統兼容性好。
為達到上述目的，本發明提供的色散位移光纖C波段波分信號傳輸波長選擇方法，包括下述步驟步驟1將需要傳輸的密集波分復用(DWDM)信號分組，使上述每個信號組中的每一個信號的信道呈完全不等間隔分布；步驟2確定每組中每一個信號信道的波長。
在步驟1中，將每個信號組設置在遠離色散位移光纖(G.653光纖)零色散波長的波帶內。具體說，在步驟1中，將所述信號組相對于系統總帶寬的中心對稱設置在遠離色散位移光纖(G.653光纖)零色散波長兩側的藍波帶和紅波帶內。也可以將所述信號組設置在遠離色散位移光纖(G.653光纖)零色散波長的藍波帶或紅波帶內。
步驟1中還包括，根據系統的性能要求確定信號組之間的最小信道間隔以及每個信號組的最小帶寬。
步驟2所述確定每組中每一個信號信道的波長，是在普通單模光纖(G.652光纖)或非零色散位移光纖(G.655光纖)C波段320G密集波分復用(DWDM)系統中的波長中選擇適合的波長，也可以是在普通單模光纖(G.652光纖)或非零色散位移光纖(G.655光纖)C波段400G密集波分復用(DWDM)系統中的波長中選擇適合的波長。
與現有技術相比，由于本發明通過將DWDM信號組設置在遠離色散位移光纖(G.653光纖)零色散波長的波帶內，即零色散波長兩側的藍波帶和紅波帶內，且信號組中的每一個信號的信道呈不等間隔分布，既解決了FWM效應對光傳輸系統性能的影響，又在需要的總帶寬盡可能小的同時，傳輸更多的波分信號；同時，在希望與之兼容的系統中確定滿足條件的波長的方法，可以解決系統兼容問題，例如與現有G.652或G.655光纖C波段320G系統完全兼容，這樣，在現有的320G系統上可以不做任何修改，就可以充分利用現有的G.653光纖資源傳輸波分信號，實驗表明，在上述兩個光纖的320G系統中按照本發明的方法選擇傳輸波長，可以分別達到80Gb/s*520km和120Gb/s*464km傳輸能力，因此系統成本低且易于實現。由于采用上述方案可以充分利用現有的大量鋪設的G.653光纖資源，不需要再鋪設新的光纖光纜，傳輸系統的帶寬也很大，傳輸距離也較長，因此系統總成本非常低廉，使用方便靈活。
圖1是信道等間隔分布的三個信號光產生的四波混頻圖；圖2是信道完全不等間隔分布的三個信號光產生的四波混頻圖；具體實施方式
下面對本發明作進一步詳細的描述。
為解決現有技術存在的問題，本發明采用了下述方案由于G.653光纖的零色散波長在1550nm左右，為了抑制FWM效應，要盡量避免使用1550nm附近的波長區域，而要使用色散盡量大的波長區域，也就是1550nm兩端的藍波帶和紅波帶，并且藍波帶和紅波帶要盡量遠離零色散波長。因此，把需要傳輸的DWDM信號分組，并根據系統的性能要求確定信號組之間的最小信道間隔以及每個信號組的最小帶寬，例如可以按照信號傳輸距離和誤碼的要求，以實驗或經驗決定，也可以說這個最小間隔是在滿足信號正常傳輸的條件下給出的。上述設置每個信號組的最小帶寬，是由于在信號組內部要完全不等間隔，而實現完全不等間隔的方法很多，為了信號組之間的考慮，信號組之間應該有一個最小帶寬。在每組的帶寬最小的條件下，信號組要相對于系統總帶寬的中心對稱設置在遠離色散位移光纖(G.653光纖)零色散波長的波帶內，即盡可能對稱設置在盡量遠離零色散波長的藍波帶和紅波帶內，以充分利用光纖資源，同時要滿足信號組中的每一個信號的信道呈完全不等間隔分布，也就是每組內部信道之間產生的新波長不落在每組原有的信道上，同時在系統總帶寬允許的要求下，力求各組之間的信道間隔最大，并且使每個信號組中的每一個信號的信道呈完全不等間隔分布；這樣，由于FWM效應和信道間隔成平方反比關系，因此各組之間的FWM效應可以很小。需要說明的是，各組之間的信道間隔指的是各組最相鄰的波長間隔。當然，也可以將所述信號組以不對稱的方式設置，即設置在遠離色散位移光纖(G.653光纖)零色散波長的藍波帶或紅波帶內。
實際中，在信號組之間的最小信道間隔確定后，只要信號組之間的間隔大于上述最小信道間隔，就能夠滿足系統的需求，因此信號組之間的信道間隔可以是不固定的，即信號組之間的信道間隔可以在最大信道間隔和最小間隔之間整體移動。由于系統兼容的需要，這里所述的最大信道間隔有總帶寬的限制。
按照上述方案可以確定每組中每一個信號信道的波長。這樣確定的波長可以有很多組。但是如果考慮到與現有系統的兼容性，例如，與G.652或G.655光纖C波段320G DWDM波分系統完全兼容，也就是各個波長完全相同，并且總帶寬為3100GHz。則在確定每個信號組中每一個信號信道的波長時，就可以在G.652光纖或G.655光纖C波段320G密集波分復用(DWDM)系統中的波長中選擇適合的波長。當然也可以是在G.652光纖或G.655光纖C波段400G DWDM系統中的波長中選擇適合的波長。
本例中希望與之兼容的320G系統為一個每波速率為10G共32波(32波*10G/波)的密集波分復用系統，每兩波之間的頻率間隔為100GHz，它的波長滿足ITU-T G.692建議。由于ITU-T G.692建議有奇數波長和偶數波長，他們之間相鄰的每兩波相差50GHz。在本例的波長選擇方案中，我們所用的是偶數波長，但對于奇數波長也同樣實用。也就是在320G密集波分復用(DWDM)系統中的偶數波長中選擇，通過上述分組不等間隔方案，G.653光纖C波段8波最佳DWDM系統的波長可以確定為
第一組與第二組是相對于系統總帶寬的中心對稱分布的，波長間隔分別為200G、300G、400G，第一組可以統稱為藍波帶，第二組可以統稱為紅波帶，兩組之間的相鄰信道間隔為1200GHz，由于這個間隔非常大，第一組和第二組之間的FWM效應非常小，同時由于第一組和第二組各組內部信道都是完全不等間隔，由于上述各組內部通過FWM效應產生的新波就不會落在各組原有的信道上，從而可以大大抑制FWM效應對系統性能的影響。同時，藍波帶和紅波帶兩組之間的信道間隔為1200GHz，這是和C波段320G系統完全兼容時可以得到的最大間隔。假設事先根據系統的性能要求確定信號組之間的最小信道間隔為800GHz，則實際上述兩個信號組之間的信道間隔可以在800GHz到1200GHz變動，也就是說，藍波帶可以向紅波帶，而紅波帶可以向藍波帶進行整體的平移，只要保證藍波帶和紅波帶之間的信道間隔不小于800GHz，都可以滿足系統要求，但是在藍波帶和紅波帶之間的信道間隔為1200GHz時也就是按照上表的波長方案時可以得到最佳的8波系統性能。
采用本發明的分組不等間隔方案，得到的G.653光纖C波段12波最佳DWDM系統的波長為
上表中的第一組與第二組是對稱分布的，波長間隔分別為100G、200G，兩組之間的相鄰信道間隔為400GHz，可以統稱為藍波帶；第三組與第四組也是對稱分布的，波長間隔分別為100G、200G，兩組之間的相鄰信道間隔為400GHz，可以統稱為紅波帶，同時，第一組與第二組組成的6個波和第三組與第四組組成的6個波相對于系統總帶寬的中心也是對稱分布的，兩個6波之間的相鄰信道間隔為1100GHz，由于兩個6波之間的相鄰信道間隔已足夠大，因此，這兩個6波之間的FWM影響很小，同時由于各組內部的三波是完全不等間隔，加上每組只有3波，而第一組與第二組和第三組與第四組相鄰信道間隔各有400GHz，因此可以有有效的抑制FWM效應對系統性能的影響。
上表藍波帶和紅波帶兩組之間的信道間隔為1100GHz，這是和C波段320G系統完全兼容時可以得到的最大間隔，假設事先根據系統的性能要求確定信號組之間的最小信道間隔也為800GHz，實際這個信道間隔也可以在800GHz到1100GHz變動，也就是說，藍波帶可以向紅波帶，而紅波帶可以向藍波帶進行整體的平移動，只要保證藍波帶和紅波帶之間的信道間隔不小于800GHz。同時，藍波帶的兩個小組和紅波帶的兩個小組之間的信道間隔為400GHz，這個信道間隔是最小間隔，只要滿足不小于400GHz的條件，并且藍波帶和紅波帶之間的信道間隔不小于800GHz，這些都是可以變化的，并且都可以滿足系統要求，但是在藍波帶和紅波帶之間的信道間隔為1100GHz時也就是按照上表的波長方案時可以得到最佳的12波系統性能。
實驗表明，在本發明的G.653光纖C波段8波和12波系統中，在同步數字系列(SDH)系統中信號為10Gb/s并且使用FEC(前向糾錯)功能時，每個信道的通道代價都小于2dB，并且滿足長期穩定運行的要求，在SDH為2.5G b/s信號時，每個信道的通道代價同樣都小于2dB，都完全符合估計電聯電信標準部(ITU-T)和我國等各種國際國內標準。
可見，如果采用與現有的G.652或G.655光纖C波段320G系統完全兼容的的要求設置信號組的波長，能夠成功解決下述問題1、和現有的G.652及G.655光纖C波段320G系統完全兼容的在G.653光纖上的8波DWDM傳輸方案，無需任何專用的波分復用/解復用器、波長轉換設備和放大器等，對現有的320G系統不作任何改動。
2、和現有的G.652及G.655光纖C波段320G系統完全兼容的在G.653光纖上的12波DWDM傳輸方案，無需任何專用的波分復用/解復用器、波長轉換設備和放大器等，對現有的320G系統不作任何改動。
權利要求
1.色散位移光纖C波段波分信號傳輸波長選擇方法，包括下述步驟步驟1將需要傳輸的密集波分復用(DWDM)信號分組，使上述每個信號組中的每一個信號的信道呈完全不等間隔分布；步驟2確定每組中每一個信號信道的波長。
2.根據權利要求1所述的色散位移光纖C波段波分信號傳輸波長選擇方法，其特征在于在步驟1中，將所述信號組相對于系統總帶寬的中心對稱設置在遠離色散位移光纖(G.653光纖)零色散波長兩側的藍波帶和紅波帶內。
3.根據權利要求1所述的色散位移光纖C波段波分信號傳輸波長選擇方法，其特征在于在步驟1中，將所述信號組設置在遠離色散位移光纖(G.653光纖)零色散波長的藍波帶或紅波帶內。
4.根據權利要求2所述的色散位移光纖C波段波分信號傳輸波長選擇方法，其特征在于步驟1中還包括，根據系統的性能要求確定信號組之間的最小信道間隔以及每個信號組的最小帶寬。
5.根據權利要求4所述的色散位移光纖C波段波分信號傳輸波長選擇方法，其特征在于信號組之間的信道間隔在最大信道間隔和最小間隔之間整體移動。
6.根據權利要求1、2或4所述的色散位移光纖C波段波分信號傳輸波長選擇方法，其特征在于步驟2所述確定每組中每一個信號信道的波長，是在普通單模光纖(G.652光纖)或非零色散位移光纖(G.655光纖)C波段320G密集波分復用(DWDM)系統中的波長中選擇適合的波長。
7.根據權利要求1、2或4所述的色散位移光纖C波段波分信號傳輸波長選擇方法，其特征在于步驟2所述確定每組中每一個信號信道的波長，是在普通單模光纖(G.652光纖)或非零色散位移光纖(G.655光纖)C波段400G密集波分復用(DWDM)系統中的波長中選擇適合的波長。
8.根據權利要求6所述的色散位移光纖C波段波分信號傳輸波長選擇方法，其特征在于，所述選擇適合的波長，是在320G密集波分復用(DWDM)系統中的偶數波長中選擇，具體為第一組波長195.2THz、195THz、194.7THz、194.3THz；第二組波長192.1THz、192.3THz、192.6THz、193THz。
9.根據權利要求6所述的色散位移光纖C波段波分信號傳輸波長選擇方法，其特征在于，所述選擇適合的波長，是在320G密集波分復用(DWDM)系統中的偶數波長中選擇，具體為第一組波長195.2THz、195.1THz、194.9THz；第二組波長194.5THz、194.3THz、194.2THz；第三組波長193.1THz、193THz、192.8THz；第四組波長192.4THz、192.2THz、192.1THz。
全文摘要
本發明公開了色散位移光纖(G.653光纖)C波段波分信號傳輸波長選擇方法，該方法首先將需要傳輸的密集波分復用(DWDM)信號分組，將每個信號組設置在遠離色散位移光纖零色散波長的波帶內，設置時，使上述每個信號組中的每一個信號的信道呈完全不等間隔分布，然后確定每組中每一個信號信道的波長，在確定波長時，可以在希望與之兼容的系統，例如G.652光纖或G.655光纖C波段320G密集波分復用(DWDM)系統中的波長中選擇適合的波長；采用上述方案進行光信號的傳輸需要的總帶寬較小，傳輸的波分信號較多、成本低且易于實現，與現有系統兼容性好。
文檔編號H04B10/12GK1489304SQ0214762
公開日2004年4月14日 申請日期2002年10月10日 優先權日2002年10月10日
發明者馬先, 鐘開生, 劉玥, 封君, 吳力俊, 馬 先 申請人:華為技術有限公司