[发明专利]利用波分复用技术的光传输系统中自动增益均衡的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，具体涉及WDM光传输系统中的自动增益均衡。

背景技术

近年来，人们开发了光放大传输系统，其中数字数据的发射是利用光纤传输进行光放大和光中继或光转发。波分复用(WDM)技术用于增大光纤网络的容量。在利用WDM传输的系统中，通过单根线路传输多个光信号信道，给每个信道分配特定的波长。因此，由于传输波长数目的不断增加，远程光放大传输的增益均衡变得越来越困难。

利用诸如掺铒光纤放大器(EDFA)的光放大器，可以实现在线光放大。光放大器增益适合于恢复各个光纤段中的损耗。

为了在WDM系统中所有的波长上获得相同的传输性能，光信噪比(OSNR)在接收器端所有的波长上必须是均匀的。

还必须限制光功率不平衡以避免由于光纤中非线性效应(自相位调制)发生大的恶化，并保持与接收器的动态范围相容。这在超远程传输系统中是特别重要的，其中大量放大器在各个信道/波长性能之间产生重大的差别。

此外，由于光纤衰减的变化以及与制造过程中的某些参数有关，制成光纤的实际损耗与预期值有些不同。所以，光放大器的实际增益可能低于或高于预期值，因此，在dB与波长之间关系中引入线性倾斜。这种倾斜是负的或正的，取决于实际的光放大器增益是高于或低于标称值。

所以，对于所有的波长，在整个光系统的各段中必须使增益平坦化和OSNR平坦化。

通常是利用光放大器内部的静态滤波器完成增益平坦化，而OSNR平坦化是利用预加重技术在发射器侧完成的，即，衰减其中的一些信道。

然而，这些“静态”技术受到若干项限制：

-每当级间损耗或输入功率变化时，放大器的增益发生倾斜；

-预加重的衰减范围是有限的(通常为12dB)。

现有技术中已知的特定装置是自动增益均衡器(AGE)，它执行动态可调滤波器或衰减器阵列的功能，利用不同的工艺制造而成，例如，液晶阵列，光纤上的可调声光滤波器，硅波导上的Fourier滤波器。

至今，采用以下的过程，AGE用于保持整个输入功率范围内光放大器的输出平坦：

-利用频谱监测装置；

-测量每个信道与最小功率信道之间的功率差；

-把这个差值的一半相加到这个波长下的衰减值；

-然后，归一化AGE，因此，最小衰减值总是为零(加上插入损耗)；

-在收敛之前利用迭代方式运行这个过程，通常小于10次迭代。

然而，利用上述AGE的过程不能解决增益平坦化和OSNR平坦化中的以上问题，事实上，它仅能使输出频谱平坦化。

首先，它不能与预加重结合进行(因为在AGE之后，所有的信道有相同的功率)，因此，使OSNR不平衡成为主要的问题。

其次，除非每个放大器安排一个AGE，它对减小非线性效应的作用不大，因为大多数放大的信道保持相同，因此，这些信道是有最大功率的信道(若各段的长度是均匀分布的)。换句话说，功率谱不平衡会更加恶化。

所以，鉴于已知的解决方法不是十分有效，本发明的目的是提供一种用于WDM光通信系统中改进的自动增益均衡的方法和系统，它可以解决以上的问题。

发明内容

按照本发明，提供一种用于WDM光通信系统中自动增益均衡的方法。

该方法利用AGE预倾斜频谱并获得增益平坦化和OSNR平坦化：AGE被周期性地插入到放大器链中，用于预补偿(预加重)线路下游的倾斜。

因此，可以限制功率不平衡(最大功率值与最小功率值之差)到与接收器动态范围(在放大器链的末端)和非线性效应限制相容，且OSNR在接收器中是平坦的。

AGE放置在各个光放大器之间，而相关的光谱监测器(OSM)放置在一些放大器的下游。

OSM测量OSNR，并发送这个数据回到AGE。

对于每个波长，计算整个频谱上OSNR与最小OSNR之差值，并把这个差值相加到这个波长下的先前衰减值。

然后，归一化新的衰减频谱(减去所有波长下的最小衰减值)，并用于控制AGE的均衡曲线。

还提供一种用于WDM光通信系统中的自动增益均衡系统。

这种解决方法的优点与工艺有关，特别适用于地面和海底传输。

这种系统的其他优点是：

-简单的算法；

-OSNR优先，它是超远程设计的主要限制因子；