[发明专利]光通信链路中的多信道非线性补偿

说明书

技术领域

本发明总体上涉及光通信系统，尤其涉及用于补偿波分多路复用（WDM）传输系统中的交叉信道非线性失真的方法和设备。

背景技术

现代光通信系统包括通过光波导（通常是单模光纤链路）互连的网络节点。在网络节点内，通信信号在用于信号处理（包括再生和路由）的电形式和用于节点间的传输的光形式之间转换。节点间的链路包括多个串接的光学部件以及相应的光学放大器，其中，串接的光学部件通常包括多个每个为几十公里长的光纤跨距，光学放大器用于克服光学信号在传输通过光纤跨距期间所经历的衰减。

通过光纤链路传输的信号受线性色散过程（例如色度色散和偏振模色散）的影响。特别地，色度色散可以在传输系统中的任意方便点被补偿，许多现有的已安装光纤传输链路包括安装在网络节点和/或放大器位置处的色散补偿部件，例如一段色散补偿光纤。在光纤传输系统内配置在线色散补偿部件的技术有时被称为“色散管理”，而传输链路内的所得到的累积色散特性被称为“色散图”。

尽管色散管理技术可以是非常有效的，但其具有缺乏灵活性的缺点。例如，对于在具体传输链路内的特定波长信道有效的色散图可能对于以其它波长传输的信道不太有效，和/或对于链路的全部或部分随后被合并到不同的光学传输路径的情况也不太有效。因此，对色散管理链路进行升级以承载更多数量的波分多路复用（WDM）信道或对其中安装链路的光学网络进行重新配置可能需要重新设计色散管理策略以及修改链路内的色散补偿部件。可以通过使用如申请序列号为12/089,571的美国专利（还出版为第WO 2007/041799号国际公报）中描述的电子色散补偿方法来实现更大的灵活性，该申请特别地公开了如下电子色散补偿方法：该方法使用信息的块编码以及所得到的接收信号的频域均衡，以在电域提供完整的线性色散补偿。该方法可以通过使用用于对电信号编码和解码的正交频分多路复用（OFDM）方法来特别方便地实现。尽管如此，仍存在采用固定的色散管理的大量现有已安装的传输系统。

除了线性过程之外，光学信号的传播可能受到非线性影响。尽管在大多数实际传输介质中（特别是二氧化硅光纤中）存在的光学非线性的量级相对低，但通常期望以高功率水平来传输光学信号，以在延伸的传输距离上保持足够的信噪比。使用高传输功率会增加光学非线性的影响，从而导致光学信号失真，该失真最终会限制所接收的信号的质量，因而必须检测、恢复和再生该信号之前可实现的最大传输距离。因此，期望尽可能减轻非线性失真的影响以及线性过程（例如色散）的影响。序列号为12/445,386的美国专利申请（也出版为WO 2008/074085号国际公报）公开了用于通过发送端（即，预补偿）和/或在接收端（即，后补偿）处的电信号处理来补偿光学非线性效应的方法及设备。该在先公开总体上涉及补偿所谓的单信道效应，该单信道效应例如为自相位调制（SPM），其源自于会给信道本身带来非线性失真的、特定信道中的高传输功率水平。然而，在使用大量的不同波长信道传输信息的WDM系统中，单信道对整体光学功率的贡献相对小，所谓的交叉信道效应（例如，四波混频（FWM）和交叉相位调制（XPM））显著。

线色散补偿（例如在许多现有光学传输链路中采用的色散管理技术）被认为会增大非线性失真的水平。该增大的失真是由WDM信道之间的增强的非线性混合（例如由于XPM）而引起的，这是因为通过使用色散管理降低了WDM信道之间的“走离（walk off）”。特别地，色散使得不同的WDM信道以不同的速度通过光纤传播，由此，“平均”效应降低了非线性失真的严重性，这是因为不存在信号中的一部分持续地承受总光学功率的任何特定峰值。然而，在存在在线色散补偿或色散管理的情况下，该益处有所降低。

通常认为：交叉信道效应（例如XPM）不能通过电子处理来有效地减轻，这是因为消除非线性传播效应需要基于在光纤内传输的所有信道的完整表示以及它们的传播特性的均衡。另一方面，如上面所指出的，使用光学补偿技术通常会限制网络的灵活性，特别是有关于以简单且节省成本的方式来执行升级和／或重新配置。

因此，本发明的目的是以可有效地或高效地应用于现有传输链路（包括采用色散管理策略的那些传输链路）的方式，提供对线性失真尤其是交叉信道效应的补偿和/或减轻的改进，并同时适于支持网络升级和重新配置。

发明内容

一方面，本发明提供了一种用于减轻波分多路复用（WDM）传输系统中的多个波长信道之一上所承载的光学信号的交叉信道非线性失真的方法，该方法包括如下步骤：

获得多个波长信道的合计光功率的测量值；以及