專利名稱：為波分復用傳輸系統自動調整色散補償的系統和方法
技術領域：
本發明涉及WDM傳輸系統中的系統性能。更具體地說，本發明涉及色散補償的自動調整，其中使用了優選地具有同向泵浦的拉曼分布式系統。
背景技術：
波分復用(WDM)是一種在光通信系統中被廣泛使用的通過光纖傳輸光信號的技術。基本上，在WDM傳輸系統中，多個波長的光信號(或信道)無干涉地同時在一根光纖上傳送。
與WDM的使用相關的一個問題是所謂的色散。這個問題出現大體上是因為信號的每個波長分量以稍微不同的速度穿過光纖，導致在到達點脈沖變寬。所期望的是把色散的影響盡可能保持在最低水平。
因此，可以證明WDM傳輸系統的性能高度依賴于傳輸線上產生的色散的影響。具體地說，已經證明，當使用諸如10Gb/s或更高的相對高信道比特率時，產生更嚴重的色散影響。
在這點上，映射在非線性門限上的色散影響以及發射機/接收機對累積色散的允許誤差是有意義的。非線性閾值是預先確定的光信號功率電平，超過此非線性閾值，在光纖中發生可以影響信號傳輸性能的非線性光學效應。
目前，特定的色散映射被用于已部署的系統以便將性能損害減到最少。這些映射通常取決于使用在傳輸線中的光纖的類型(這些光纖類型的例子是符合G.652或G.655的公知標準)以及取決于發射機/接收機接口的特性。這些與接口相關的特性的示例是調制器的啁啾聲或者電再生的性能。
一種被廣泛使用的方法是借助于具有相反色散特性的光纖線軸來補償線路光纖的色散。相反色散的影響在這種情況下被用于所期望的補償。光纖的補償線軸可以位于發射機的輸出處(預補償)，位于傳輸線的中間點中(線中補償)或者位于接收機的輸入處(后補償)。
圖1示意性地示出了使用補償線軸解決方案的WDM傳輸系統100。如圖所示，耦合到復用器102的發射機101顯示在發射端，耦合到解復用器108的接收機109顯示在接收端。光傳輸線通過附圖標記104和106表示。在發射端生成的光信號從復用器102輸出，并被饋送到光放大器103中。光放大器103耦合到光纖線軸103a，與光傳輸線104中的那些光纖相比，其具有部分相反的色散特性，因此局部色散補償由光纖線軸103a提供。因為這個色散補償在傳輸的起始點被提供，它通常被稱為預補償。類似的色散補償被提供于傳輸系統的一個或多個中間點中，通常被稱為線中補償。這在圖中由光放大器105和線軸光纖105a表示，線軸光纖105a具有與傳輸線光纖104的那些相反的色散特性。最后，另一類似的補償被提供于傳輸線的接收點處。這由光放大器107和光纖線軸107a表示。這種補償被稱為后補償。
系統性能的一大部分由預補償、線中補償和后補償的數量支配。為了達到最佳性能，這個數量必須根據光纖特性、發射機/接收機特性和信道功率電平來調整。
在某些解決方案中，使用放置在光接收機的輸入處的可調設備以便于細微地調整累積的色散，從而減少對于完美線中補償的需要。這樣的設備通常被稱為可調色散補償模塊(TDCM)，并且可以在執行前向糾錯(FEC)時手動地或者自動地使用，以便優化系統的誤比特率(BER)。應當指出，光補償能夠被接收機(例如自適應接收機)內的電補償所替換或者被其增強。
上述解決方案在消除具有不同波長的兩個信道之間的累積色散的差別方面提供了令人滿意的結果。具體地說，它幫助降低了對于完美線中補償的需要，線中補償對于某些光纖類型特別是對于G.653或G.655類型是很困難的，在有些情況下甚至是不可能的。
上述解決方案還在系統內的信號電平發生變化時提供補償方面的某些改善；例如在信道增加或撤銷之后或者當放大器功率改變時。
可是，上述解決方案不適于具有同向泵浦的拉曼分布式系統的情況。拉曼分布式同向泵浦是為了增加輸入光信號的功率而被廣泛使用的技術。高功率光束在與光信號的方向相同的傳播方向被泵入傳輸光纖中，因此，由于光纖材料和泵浦光子之間的干涉，信號被放大。
在使用拉曼分布式同向泵浦的系統中，信道功率取決于拉曼增益，因此當拉曼增益改變時，色散映射應該被修改。
因此，所期望的是在使用拉曼泵浦時，提供一種用于自動調整WDM傳輸系統的色散補償的解決方案，如此以克服如上所述的已知解決方案的缺點或難點。
發明內容
通過使用本發明提出的解決方案來達到上述目的，根據本發明，依據拉曼增益調整預補償量。
優選地，本發明的解決方案實施在使用拉曼分布式同向泵浦的系統中。可是，本發明同樣可以應用于在短跨距上使用拉曼反向泵浦的場合下，對此典型的應用是超長距離陸上或水下中繼應用。在這種情況下，因為跨距短，拉曼泵浦也可以提高信號功率直到接近于非線性影響限制的電平。
因此，本發明的一個目的是提供一種具有光傳輸線的光傳輸系統的色散補償調整設備，該設備包括可調色散補償模塊和至少一個包括拉曼泵浦的分布式拉曼放大器，所述拉曼泵浦耦合到傳輸線，其特征在于可調色散補償模塊被放置在或者基本上接近于光傳輸線的發送端，并且所述可調色散補償模塊的響應通過從拉曼泵浦中獲得的信號來控制。
本發明的另一目的是提供一種包括本發明色散補償設備的光傳輸系統。
本發明的又一個目的是提供一種為具有光傳輸線的光傳輸系統調整色散補償的方法，所述系統包括可調色散補償模塊和至少一個包括拉曼泵浦的分布式拉曼放大器，所述拉曼泵浦耦合到傳輸線，其特征在于包含以下步驟把可調色散補償模塊設置在或者基本上接近于光傳輸線的發送端，并且通過從拉曼泵浦中獲得的信號來控制所述可調色散補償模塊的響應。
借助于附圖，本發明的這些以及其它優點在如下說明中以及在權利要求中被更詳細地解釋。
圖1是根據傳統的解決方案使用補償線軸解決方案的WDM傳輸系統的示意性框圖表示。
圖2是實驗結果的圖形表示，其示出了在拉曼分布式同向泵浦配置中通過使用不同電平的預補償所獲得的性能改善。
圖3是根據本發明的色散補償系統的示意性框圖表示。
具體實施例方式
在具有同向泵浦的拉曼分布式系統中(如上所述在某些情況下也使用反向泵浦)，為了獲得最佳性能的最重要的參數之一是執行的預補償數量。
可是，雖然應該理解的是本發明不被解釋為僅僅局限于同向泵浦應用，但是為了描述的簡化，如下討論將相對于拉曼同向泵浦應用而被提供。
圖2示出了通過拉曼分布式同向泵浦所獲得的性能改善相對于在單模式光纖(SMF)上處于10Gb/s的單跨距系統的開/關拉曼增益實驗曲線圖。
圖2中，橫坐標以dB為單位表示拉曼增益，而縱坐標也以dB為單位表示相對于沒有拉曼同向泵浦的配置的預算改善。虛線A(為了比較用途而示出)對應于一個實驗結果，其中，使用了拉曼同向泵浦但是預補償不存在。應當指出對于沒有使用拉曼同向泵浦的單跨距系統，系統性能在沒有預補償時通常是最理想的。
虛線B對應于-1023ps/nm預補償電平，而實線C表示通過-505ps/nm預補償電平獲得的性能，在兩種情況中拉曼同向泵浦都存在。
由于以上是實驗結果的表示，為了更好的理解之，應當注意，線A、B和C表示在每種情況下最理想的結果，在對于每個測量點都固定拉曼增益和預補償的這個意義上來說，信號功率被調整以便獲得最佳性能。
因此，在此圖中清楚地看到對應于線C的預補償電平表示當拉曼同向泵浦存在時的最佳性能改善。線B和C之間的比較進一步顯示其他條件都相同時，實際上就是所使用的預補償的量對系統性能有重要的影響。
基于以上討論，本發明所建議的解決方案目的大體上是當使用拉曼同向泵浦時，控制光信號上的預補償電平。這是考慮到如下事實而執行這種操作在使用拉曼分布式同向泵浦的系統中，信道功率取決于拉曼增益，因此，當拉曼增益改變時色散映射應該被修改。
特別是，本發明建議在預補償階段使用TDCM，并且根據拉曼增益控制其響應，以便設置取決于開/關拉曼增益并因此取決于拉曼泵浦功率的預補償值。
圖3示出了基于本發明的原理的具有拉曼同向泵浦的色散補償設備的示意性框圖表示。拉曼泵浦1耦合到光傳輸線2并適于把光信號功率同向泵浦到光傳輸線2中。拉曼泵浦1還通過控制回路3耦合到TDCM 4。TDCM4位于或者接近于光傳輸線的發送端(后者未在圖中示出)并負責對被傳輸的光信號執行已調整的預補償。
TDCM 4的調整經由控制回路3由從拉曼泵浦1中接收到的輸入信號控制，控制回路3被布置在TDCM 4和拉曼泵浦1之間的反饋結構中。TDCM 4從拉曼泵浦1中接收到的信號表示拉曼泵浦生成的并耦合到光傳輸線2的信號功率。
以這種方式，TDCM 4提供的預補償電平通過拉曼泵浦1產生的信號功率的電平來控制或調整，其中所述信號功率經由控制回路3被反饋給TDCM。泵浦功率越高，拉曼增益越高，因此信號功率越高。信號功率電平因此被TDCM 4檢測并且要由后者執行的預補償根據檢測到的功率電平而被設置。在正常條件下，例如系統運行在非線性閾值下，拉曼增益越高，則需要越高的預補償。這可以在圖2中看到。例如，對于7dB增益，無論執行什么量的預補償，則都獲得相同的性能，對于這種情況，0ps/nm是合宜的。可是，對于15dB增益，需要增加預補償量到-500ps/nm(線C表示)。預補償量增加太多，那么性能降低(線B表示)。對于運行在接近于非線性極限的系統，TDCM設置不怎么可預測。對于此類系統，建議采用控制回路以便控制補償電平。
應當指出對于諸如每信道例如15dBm的相對大的信號功率電平，TDCM必須被調整到與諸如每信道0dBm之類的小信號功率電平的相應值不同的數值。圖3中，光放大器5被顯示在TDCM 4的上游。已知的光放大器5負責在TDCM 4處的預補償之前放大光信號。這種光放大器的示例是摻鉺放大器。可是，光放大器的使用是任選的。
由于在拉曼同向泵浦中信號功率在線路光纖中被放大的事實，也許不容易測量信號的實際功率電平，這可能使得TDCM 4處的預補償電平的控制變復雜(在這種情況下，建議采用基于FEC信息的控制回路)。可是，基于諸如光放大器的輸出功率電平的已知數值，拉曼泵浦的功率電平和線路光纖特性，計算所謂的“集成信號功率”，即傳輸線上呈現的總信號功率電平，是可能的，所述集成信號功率是系統性能的相關參數。這個數值可以妥當地用于控制TDCM響應。
因此，基于本發明所提出的解決方案，預補償電平可以首先設置在給定值上，然后此數值可以被動態地控制以避免在系統壽命期間性能的下降。有利地，這樣的動態控制可以使其能夠克服或者降低由于拉曼泵浦部件中泵浦老化所引起的泵浦功率中或者類似地在摻鉺放大器5的老化期間的任何波動的影響。
預補償電平的動態設置還可以實現在信號功率中出現變化的情況下應變的能力。例如，這樣的變化可能在由于保護、或者由于信道數量的提高或者由于業務路由引起系統負載的修改之后出現。
預補償電平的設置點可以根據預先建立的標準，或者通過其它裝置來選擇，例如通過搜索具有預定義值的查找表，其中TDCM設定值是泵浦功率的函數。
權利要求
1.一種用于光傳輸系統的色散補償調整設備，所述系統包括波分復用結構并具有光傳輸線(2)，該設備包括可調色散補償模塊(2)和至少一個包括拉曼泵浦(1)的分布式拉曼放大器，所述拉曼泵浦(1)耦合到所述傳輸線(2)，其特征在于所述可調色散補償模塊(4)被設置在或者基本上接近于所述光傳輸線(2)的發送端，并且所述可調色散補償模塊(4)的響應通過從所述拉曼泵浦(1)中獲得的信號來控制。
2.根據權利要求1的色散補償調整設備，其中，從所述拉曼泵浦中獲得的所述信號表示由所述拉曼泵浦生成的信號的信號功率。
3.根據權利要求1或2的色散補償調整設備，其中，所述拉曼泵浦(1)經由控制回路(3)耦合到所述可調色散補償模塊(4)，所述控制回路(3)被布置在所述可調色散補償模塊(4)和所述拉曼泵浦(1)之間的反饋結構中。
4.根據權利要求1的色散補償調整設備，其中，所述拉曼泵浦(1)被布置在相對于所述光傳輸線(2)的同向泵浦結構中。
5.根據權利要求1的色散補償調整設備，其中，所述拉曼泵浦(1)被布置在相對于所述光傳輸線(2)的反向泵浦結構中。
6.根據權利要求1的色散補償調整設備，其中，光放大器(5)被布置在所述可調色散補償模塊(4)的上游。
7.一種包括根據權利要求1的色散補償設備的光傳輸系統。
8.一種為光傳輸系統調整色散補償的方法，所述系統包括波分復用結構并具有光傳輸線(2)，包括可調色散補償模塊(4)和至少一個包括拉曼泵浦(1)的分布式拉曼放大器，所述拉曼泵浦(1)耦合到所述傳輸線(2)，其特征在于包含以下步驟把所述可調色散補償模塊(4)設置在或者基本上接近于所述光傳輸線(2)的發送端，并且通過從所述拉曼泵浦(1)中獲得的信號來控制所述可調色散補償模塊(4)的響應。
9.根據權利要求8的方法，其中，從所述拉曼泵浦中獲得的所述信號表示所述拉曼泵浦生成的信號的信號功率。
10.根據權利要求8或9任一項的調整色散補償的方法，包括經由控制回路(3)把所述拉曼泵浦(1)耦合到所述可調色散補償模塊(4)的步驟，所述控制回路(3)被布置在所述可調色散補償模塊(4)和所述拉曼泵浦(1)之間的反饋結構中。
11.根據權利要求8的調整色散補償的方法，其中，所述拉曼泵浦(1)執行相對于所述光傳輸線(2)的光信號的同向泵浦。
12.根據權利要求8的調整色散補償的方法，其中，所述拉曼泵浦(1)執行相對于所述光傳輸線(2)的光信號的反向泵浦。
13.根據權利要求8的調整色散補償的方法，其中，對于所述可調色散補償模塊(4)的響應的控制被用來克服所述拉曼泵浦(1)的功率中的波動。
14.根據權利要求8的調整色散補償的方法，其中，對于所述可調色散補償模塊(4)的響應的控制被用來克服信號功率中的變化的影響。
15.根據權利要求8的調整色散補償的方法，其中，根據預先建立的準則選擇色散補償電平的設置點。
16.根據權利要求15的調整色散補償的方法，其中，從預定義的查找表中選擇色散補償電平的設置點。
全文摘要
用于WDM光傳輸系統的色散補償調整的系統和方法。可調色散補償模塊(4)被放置在或者基本上接近于光傳輸線(2)的發送端并且具有拉曼泵浦(1)的至少一個分布式拉曼放大器，所述拉曼泵浦(1)耦合到傳輸線(2)。色散補償通過從拉曼泵浦(1)中獲得的信號來控制，此信號經由控制回路(3)饋送到可調色散補償模塊(4)。
文檔編號H04B10/2513GK1992563SQ20061016874
公開日2007年7月4日 申請日期2006年12月19日 優先權日2005年12月20日
發明者E·布蘭登, L·拉布呂尼, P·布瑟萊 申請人:阿爾卡特朗訊公司