[发明专利]在光纤通信线路中使用拉曼放大器调整OSNR的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种设计、建立和管理包含诸如拉曼放大器等大功率光学放大 器的光网络的方法。

背景技术

在现有技术中有许多计算和调整光通信网络中光信噪比(OSNR)的解决方 案。特别是，有许多用于控制和调整包含拉曼光放大器的光线路中的OSNR的 方法。

图1(现有技术)给出了一个典型的单跨距(span)光通信系统10。实际上， 这样的系统可能包含若干个跨距。

所述系统10最初包含位于系统的发射端的多路复用装置12，位于系统的接 收端的多路解复用装置14，在发送端的光放大器(EDFA)13和接收端的EDFA 17之间用于传输多路复用光信号的光纤链路15，以及紧邻链路的接收端插入的 后向拉曼放大器(BRA)18。系统设计者的目的在于链路的接收端的任一信道 接收器的输入端OSNR大于该接收器的OSNR容限，即是误比特率(BER)仍 然优于比如说通常可接受的标准值10^-12的最小OSNR。所需OSNR必须大于接 收器的OSNR容限+系统设计者所选择的余量。改善系统OSNR的可能方法之 一是通过使用EDFA13的功率放大器的输出功率，使施加到光纤的输入功率提 高到可能的最大值。可能的最大值通常由系统非线性界限设定。

本领域技术人员应当知晓，在高功率级别上，非线性现象比如自相位调制 (SPM)，交叉相位调制(XPM)以及四波混频(FWM)会导致信号失真以及系 统的性能(或者BER)降低。

系统的非线性界限应当作如下理解。当网络在非线性界限下工作时，非线 性恶化(由于光纤中的非线性作用引起的性能降低)不超过系统设计者确定的 值(比如，1或2GB)。实际上，非线性界限的越过可以解释为系统的一种条件， 即施加于光纤的功率增加导致所述相同BER所需实际OSNR的增加。通常，当 光线路的性能不能再通过其自身资源而改进同时不越过其非线性界限时，网络 设计者在线路中插入前向拉曼放大器(FRA)。

图1为此阐明了在链路15的始端插入FRA 16(由虚箭头标出)。

不少文献，例如1)Essiambre et al.IEEE photon.Techn.Lett.Vol.14，pp. 914(2002)；2)Perline and Winful.IEEE photon.Techn.Lett.Vol.14，pp.1199(2002)解 释了前向拉曼放大器(FRA)能够让系统设计者增加施加于光纤的有效输入功 率，由此改善系统OSNR，而不越过非线性界限。

以上文献提出了各种各样但相当复杂的数学公式以能够在理论上计算特定 通信系统所需的FRA功率。然而，这些以及其他一些之前的工作适用于过于一 般的系统；很难将他们的包括很多系统参数的计算方法应用到实际系统中。

申请人所知，现有技术没有给出一个简单有效的关于如何估计FRA所需增 益的建议，用于在实际光通信系统中获得设计的OSNR值。同样，也没有找到 在实际系统中的有效OSNR调整的建议。

发明目的

因此本发明的目的在于提供为系统设计者提供一种简单的工具，使能够在 光通信线路中有效地运用FRA并且在线路的接收端实现OSNR调整。

发明内容

在设计光线路时，获得所期望的OSNR值的问题至少包括以下三个子问题：

a)在需要时为光线路选择合适的拉曼放大器；

b)调整线路的接收端的OSNR，使其不低于接收器容限；和

c)为通过光线路传输的各个光信道调整接收端处的OSNR。

本发明人已经获得了能够用于工作于基本接近非线性界限的任意实际长传 输系统的公式，该公式表明所需前向拉曼放大器(FRA)的增益能够相当精确 地由所期望的OSNR提高值唯一确定，并且由此可以获得几乎线性的调整函数， 该函数用于由FRA增益调节引起的OSNR进行细微调整。

实际上，本发明人已经发现通过合适地选取FRA增益值，就能够取得任何 合理的OSNR改善(比如说，高达5dB)。

本发明人还发现当在工作于基本接近非线性界限的长传输系统中增加和调 整FRA时，所期望的OSNR增量实际上并不取决于后向拉曼放大器BRA的增 益(如果系统中包含的话)以及其他很多通常在现有技术所描述的理论公式中 出现的参数。