[发明专利]一种DWDM系统的色散补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及密集波分复用系统的色散补偿，尤其涉及信号速率为10Gb/s和40Gb/s的应用G.652光纤，G.653光纤和G.655光纤的密集波分复用系统的色散补偿。

背景技术

在高速密集波分复用系统中，信号速率10Gb/s及以上时，激光器的色散容限很小，色散受限距离较短。对于速率10Gb/s的信号，在G652光纤中的传输距离一般小于80公里。当传输距离较长时，线路光纤引入的累积色散量大于激光器的色散容限，系统的传输性能随传输距离的增加逐渐变差。为了保证密集波分复用系统的传输性能，需要引入具有负色散值的元件进行色散补偿。常用的色散补偿元件包括色散补偿光纤模块、色散补偿光纤光栅以及可变色散补偿装置等。其中，色散补偿光纤模块由于其可实现宽带色散补偿，可靠性较高，成本低廉得到广泛应用。早期的光纤光栅，由于设计和工艺水平限制，不能实现宽带的色散补偿。且其性能受温度变化的影响。所以，没有得到大量的应用。近年来，随着技术的发展，宽带的光纤光栅色散补偿器件已经逐渐成熟。宽带的色散补偿光纤光栅主要包括超长周期光栅和多通道光栅两种。其中前者和色散补偿光纤性能接近，可实现连续C波段或L波段的色散补偿，器件插入损耗小，成本更低，越来越受到人们的亲睐。可变色散补偿装置可以调整色散补偿量的大小，进行动态色散补偿。但其需要外部控制，实现起来比较复杂，成本较高，工程上应用很少。

在传统方法中，采用色散补偿光纤模块进行密集波分复用系统的色散补偿时，由于色散补偿光纤模块是采用色散补偿光纤制作的，其损耗系数较大。对于补偿120公里G652和G655光纤的色散补偿光纤，其插入损耗约10dB。如果加大色散补偿光纤模块的色散补偿量，其插入损耗和体积均变大。由于放大器增益以及机架插箱的体积限制，通常，每个模块的补偿量不能很大，不超过120公里。这样，在长距离密集波分复用系统中进行色散补偿时，需要引入大量的色散补偿光纤模块。同时，需要多配置放大器补偿色散补偿模块引入的损耗。这直接导致系统成本的增加以及系统信噪比的下降。

为了解决上述问题，采用色散数值较大的补偿G.652光纤的色散补偿光纤模块进行G.655光纤的色散补偿，对于补偿120公里G.652光纤的色散补偿光纤，其色散值约为-2140ps/nm，其插入损耗约10dB。由于单个模块色散值较大，因此系统中采用的色散补偿光纤模块的数量大大减少。解决了采用色散补偿光纤模块数量较多造成系统成本较大，引入的插入损耗较大的问题。但由于G.652光纤和G.655光纤的色散斜率不同，两种色散补偿光纤模块的色散斜率也不同。在整个工作波长范围内，边缘波长的残余色散较大。随着，传输距离的增加，残余色散逐渐增大，对系统的传输性能影响较大。因此，这种补偿方法通常只适用复用段长度在500公里以内的G.655光纤DWDM系统。

为了实现整个C波段G.653光纤密集波分复用系统的色散补偿，一些人首先用红蓝带分波器将密集波分复用(DWDM)信号分解为红波带和蓝波带，再采用负色散补偿模块(-DCM)对红波带信号进行补偿，采用正色散补偿模块(+DCM)对蓝波带信号进行补偿，最后用红蓝波带合波器合成补偿后的信号；这样，解决了在整个C波段无法采用具有正色散或负色散的色散补偿元件进行色散补偿的问题。

采用将光信号在零色散点两端分组，分别采用正色散和负色散进行色散补偿的方法，需要引入合分波器，并且需要采用具有负色散的色散补偿元件以及正色散的色散补偿元件。装置相对来说比较复杂，灵活性不好。此外，由于需要使用多个器件，成本也较高。

传统方法的存在如下限制：

a)采用色散补偿光纤模块进行色散补偿时，由于其插入损耗和体积的限制。单个色散补偿模块的补偿量通常不超过120公里。在密集波分复用系统中进行色散补偿时需要使用多个色散补偿光纤模块，其成本较高。

b)由于引入多个色散补偿光纤模块，需要引入多个放大器补偿色散补偿光纤模块的插入损耗。降低了系统传输后的信噪比，对系统传输性能有影响。

c)对于采用色散数值较大的G.652光纤色散补偿光纤模块进行色散补偿的方法，其传输距离一般在500公里之内。

d)将光信号分组，分别进行色散补偿，装置相对复杂，灵活性不好。

发明内容

为了解决上述的技术问题，提供了一种DWDM系统的色散补偿方法，其目的在于，减少密集波分复用系统中色散补偿光纤模块以及放大器的数量，降低系统成本，提高系统传输性能；同时考虑色散斜率补偿，实现超长距离的传输。