CN100546229C - 海缆光补偿的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种海缆光补偿的装置和方法，属于光传输领域。为了解决现有技术中采用dummy light进行光补偿时控制比较复杂、配置不灵活和预均衡难以实现的问题，本发明提供了一种海缆光补偿的装置和方法。所述装置包括：用于对连续光谱滤波产生补光波长的补光模块和用于将补光波长与业务波长合波后输出给海底光缆的合波模块。所述方法包括：对连续光谱进行滤波，产生补光波长；将业务波长与补光波长合波，将合波后的光信号输出给海底光缆。本发明通过对连续光谱滤波产生补光波长进行光补偿，配置灵活、控制简单、实现方便、容易实现预均衡，可操作性强；而且由于dummy light的单通道光功率较小，不会带来非线性效应的影响。

Description

海缆光补偿的装置和方法

技术领域

本发明涉及光传输领域，特别涉及一种海缆光补偿的装置和方法。

背景技术

随着信息技术的快速发展，用于承载重要国际通信业务的海底光缆网络已经覆盖了全球各大海域。海底光缆通信***一般分为两大类：无中继短距离***和有中继的中、长距离***，后者通常由NPE(Network Protection Equipment，网络保护设备)、SLTE(Submarine LineTerminal Equipment，海缆线路终端设备)、PFE(Power Feeding Equipment，供电设备)、LME(Line Monitoring Equipment，线路监控设备)、repeater(海缆传输的光放大器)和海缆等设备组成，其中repeater的内部通常为EDFA(Er-Dropped FiberAmplifier，掺铒光纤放大器)。

陆地光传输***所采用的光放大器通常工作在AGC(Automatic Gain Control，自动增益控制)模式，而海缆的repeater一般则工作在ACC(Automatic Current Control，自动恒流控制)模式或者APC(Automatic Power Control，输出光功率锁定)模式。对于采用ACC或APC工作模式的EDFA，不同的输入光功率所得到的增益平坦度也不同，因此为了获得更好的增益平坦度，要求将海底光放的输入光功率锁定在一个很小的范围。

为了使repeater工作在稳定的ACC或APC模式，当***承载的业务波长未达到满配置时，需要采用一个或多个未上业务的波长作为补光通道，将输入海底repeater的光功率提升到其要求的输入功率范围之内，这种作为补光通道的波长一般称为dummy light(补光)。

为了保证海底的光放大器的输入光功率满足设计要求，现有技术中一般采用一个或多个激光器输出的光信号进行补偿。参见图1，采用一波高光功率的dummy light进行补偿，根据海底光放大器的输入光功率要求，当OTU(Optical Transponder Unit，波长转换器)输出的业务波长的总光功率达不到海底光放大器的输入光功率设计要求时，通过一个Laser(激光器)发出的单通道的dummy light的光功率补足到满足海底光放大器的输入要求，经MUX(Multiplexer，光复用器)合波后输出给海底光缆。因此，通常情况下dummy light的光功率比业务波长的光功率要高出很多。随着所上业务波长的增多，dummy light的光功率相应地逐步下降，以保证海底光放大器的输入光功率满足要求。参见图2，采用三个波长作为dummylight同时进行补光，当业务波长增多时，同时调整dummy light中三个波长的光功率，以保证海底光放大器的输入满足设计要求。

上述现有技术只采用一个或少数几个波长作为dummy light进行光补偿，当业务波长增多时，需要同时调整dummy light的光功率，控制比较复杂；而且由于dummy light的光功率很高，在对波长进行配置时，需要考虑非线性效应对***的影响，因此波长配置上不是很灵活；另外，由于海缆***一般传输的距离比较远，比如跨大西洋(约6000公里)或跨太平洋(约12000公里)，因此海缆传输***需要采用光功率预均衡功能，由于dummy light中只有一个或几个波长，会导致***的预均衡功能比较难实现。

发明内容

为了解决现有技术中采用dummy light进行光补偿时控制比较复杂、配置不灵活和预均衡难以实现的问题，本发明实施例提供了一种海缆光补偿的装置和方法。

所述装置包括：

补光模块，用于对连续光谱进行滤波，产生补光波长；

合波模块，用于将业务波长与所述补光模块产生的补光波长合波，并将合波后的光信号输出给海底光缆。

所述方法包括：

对连续光谱进行滤波，产生补光波长；将业务波长与所述补光波长合波，将合波后的光信号输出给海底光缆。

本发明实施例通过对连续光谱滤波产生补光波长进行光补偿，配置灵活、控制简单、实现方便，而且由于dummy light的单通道光功率较小，不会带来非线性效应的影响。

附图说明

图1是现有技术中采用一个波长作为dummy light进行光补偿的原理图；

图2是现有技术中采用三个波长作为dummy light进行光补偿的原理图；

图3是本发明实施例一提供的海缆光补偿的装置结构图；

图4是本发明实施例一提供的海缆光补偿的装置用OA和DEMUX实现光补偿的结构图；

图5是在图4的基础上增加分光环回补偿功能的结构图；

图6是在图4的基础上增加SPLITER提高补光通道数量的结构图；

图7是在图6的基础上增加OA进行1+1保护的结构图；

图8是本发明实施例一提供的海缆光补偿的装置采用PLC ROADM模块实现光补偿的结构图；

图9是本发明实施例一提供的海缆光补偿的装置采用WB实现光补偿的一种结构图；

图10是图9中的OA输出的ASE噪声光输入到WB后得到的光谱示意图；

图11是在图9的基础上增加OA的结构图；

图12是本发明实施例一提供的海缆光补偿的装置采用WB实现光补偿的另一种结构图；

图13是本发明实施例二提供的海缆光补偿的方法流程图；

图14是本发明实施例二提供的海缆光补偿的方法一种应用示意图；

图15是本发明实施例二提供的海缆光补偿的方法采用PLC ROADM模块实现补光的应用示意图；

图16是本发明实施例二提供的海缆光补偿的方法采用WB实现补光的应用示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明不局限于下面的实施例。

实施例一

参见图3，本发明实施例提供了一种海缆光补偿的装置，具体包括：

(1)补光模块，用于对连续光谱进行滤波，产生补光波长；

(2)合波模块，用于将业务波长与补光模块产生的补光波长合波，并将合波后的光信号输出给海底光缆。

参见图4，上述补光模块具体包括：

1)OA(Optical Amplifier，光放大器)，用于利用内部的EDFA强制发光输出ASE(AmplifiedSpontaneous Emission，放大的自发辐射)噪声光；

2)DEMUX(Demultiplexer，光解复用器)，用于接收OA输出的ASE噪声光，并进行滤波输出补光波长dummy light，即将ASE噪声光分解为通道化的dummy light。

DEMUX将未上业务波长的通道填满补光波长，当新增一个业务波长时，相应地，减少一个补光波长，从而保持所有通道都有波长。例如，图4中DEMUX共有40个通道，假设其中5个通道为OTU输出的业务波长，则35个通道为DEMUX滤波后输出的补光波长，经过MUX合波后输出给海底光缆；当新增1个业务波长时，DEMUX减少1个补光波长，则输出34个补光波长；如果新增5个业务波长，即业务波长达到10个波长时，则DEMUX输出30个补光波长，经MUX合波后，输出给海底光缆。

为了降低连续光在经过DEMUX时造成的能量损失，上述海缆光补偿的装置还可以包括：

分光器Tap，用于将合波模块得到的光信号分出一部分来环回传输给补光模块。

例如，参见图5，采用按10:90进行分光的Tap将MUX输出的光信号分出10％传输给OA，作为OA的输入，组成环形腔，因此OA输出的光谱不再是连续的宽带光谱，而是channelized dummy light(通道化的补光信号)，从而降低了OA输出的ASE噪声光通过DEMUX时的能量损失。

为了增加补光通道的数量，DEMUX可以为多个，相应地，上述海缆光补偿的装置还可以包括：

分光器SPLITTER，用于将OA输出的ASE噪声光分成多路，并分别输出给所述多个DEMUX。

例如，参见图6，在图4的基础上在OA和DEMUX之间增加一个SPLITTER，并且SPLITTER同时连接两个DEMUX，与图4中采用一个DEMUX相比，可以产生双倍通道的dummy light；假设一个DEMUX可以产生40个波长，则图6A中奇、偶通道共产生80个波长的dummy light，相邻波长的间隔为50GHz；图6B中两个偶通道则产生两组相同的40个波长的dummy light，相邻波长的间隔为100GHz。

为了提高装置的可靠性，可以对OA进行1+1保护，参见图7，在图5的基础上采用两个OA通过一个2*2的SPLITTER与两个DEMUX连接，两个DEMUX输出dummy light信号；当其中一个OA发生故障时，可以通过对另外一个OA的输出功率进行及时调整来保证dummy light光功率的稳定。

为了提高装置的可操作性，可以利用PLC ROADM模块能对穿通波长和上路波长进行选择的功能来实现对dummy light和业务波长的选择控制，即合波模块具体包括：

1)Switch(光开关)，用于对业务波长和DEMUX输出的补光波长进行选择后输出；

2)VOA(Variable Optical Attenuator，可调光衰减器)，用于接收Switch输出的波长，并控制该波长的光功率后输出；

3)MUX，用于接收多个VOA输出的波长，进行合波，并将合波后的光信号输出给海底光缆。

一般Switch和VOA都为多个，当DEMUX的所有通道未上满业务波长时，Switch选出的波长有的为业务波长，有的为补光波长，MUX将Switch选出的业务波长和补光波长合波后输出给海底光缆。例如，参见图8，图中的方框为40个通道的PLC ROADM模块，它包括DEMUX、Switch、VOA、MUX和Tap Coupter，OA发出的ASE噪声光由PLC ROADM模块的Express In端口输入，通过DEMUX将ASE噪声光滤波输出40个光信号作为dummy lights给Switch；OTU发出的业务信号光直接从PLC ROADM模块的Add1～Add40端口输入到Switch，Switch可以选择是dummy light还是OTU的信号光输入到MUX中(如有5个业务波长，则Switch选择后输出35个补光波长)，同时可以由VOA实现对输入到MUX的各波长进行预均衡。在本例中PLC ROADM模块的Line In、Express Out和Tap Out端口不使用。

参见图9，上述补光模块可以具体包括：

1)OA，用于利用内部的EDFA强制发光输出ASE噪声光；

2)WB(Wavelength Blocker，波长阻塞器)，用于接收OA输出的ASE噪声光，阻塞其中的业务波长后输出补光波长；

其中OA发出的ASE噪声光输入到WB后(在进行阻塞之前)的光谱如图10所示，仍为连续光谱，可以看出业务波长的传输带宽范围为40nm左右；WB在阻塞业务波长时，还可以阻塞传输带宽两侧的带宽，从而降低了传输带宽两侧的噪声光的影响，保证了***的传输性能。

相应地，合波模块具体包括：

1)MUX，用于将多个业务波长合波后输出；

2)耦合器Coupler，用于接收WB输出的补光波长和MUX输出的业务光信号，进行合路，并将合路后的光信号输出给海底光缆。

当WB输出的dummy light光功率不能满足要求时，还可以增加一个OA进行放大，即上述海缆光补偿的装置还包括：

OA，用于接收WB输出的补光波长dummy light，放大后输出给合波模块，如上述合波模块中的耦合器Coupler，具体结构如图11所示。

WB与OA的连接关系除了图9和图11所示的方式外，还可以如图12所示，将WB***到OA的中间级，则上述补光模块具体包括OA和WB，OA包括PA(Pre-Amplifier，光预放)和BA(BoostAmplifier，光后放)；

1)PA用于利用内部的EDFA强制发光输出ASE噪声光；

2)WB用于接收PA输出的ASE噪声光，阻塞其中的业务波长后输出补光波长给BA；

3)BA用于接收WB输出的补光波长，放大后输出；

相应地，合波模块具体包括：

1)MUX，用于将业务波长合波后输出；

2)耦合器Coupler，用于接收BA输出的补光波长和MUX输出的光信号，进行合路，并将合路后的光信号输出给海底光缆。

实施例二

参见图13，本发明实施例提供了一种海缆光补偿的方法，具体包括以下步骤：

步骤101：通过OA强制发光输出ASE噪声光，根据OA内部的EDFA的特点，ASE噪声光为一个带宽为40nm左右的连续光谱；

步骤102：对ASE噪声光进行滤波，产生包含多个补光波长dummy light；

步骤103：对业务波长和补光波长进行合波，将合波后的光信号传输给海底光缆。

当业务波长输出的光功率满足不了海底光放大器的输入光功率要求时，可以采用补光信号补足，例如，参见图14，DEMUX由40波的AWG(Arrayed Waveguide Grating，阵列式波导光栅)组成，OA强制发光输出ASE噪声光给DEMUX，滤波后输出多个补光波长；MUX由一个合波器和一个VOA组成，对OTU输出的业务波长和DEMUX输出的补光波长进行合波，并将合波后的光信号传输给海底光缆，经过海底光缆的传输，发送到接收端。

当连续光谱为EDFA强制发光输出的ASE噪声光时，为了降低连续光在滤波时造成的能量损失，进一步地，在上述过程中还可以增加下面的步骤：

将合波后的光信号分出一部分来环回到OA的输入端，经EDFA放大后输出，组成环形腔，此时OA输出的光谱就不再是连续的宽带光谱，而是channelized dummy light，然后对EDFA输出的光信号进行滤波，从而降低了OA输出的ASE噪声光通过DEMUX时的能量损失，并产生稳定的补光信号。

步骤103中对业务波长和补光信号进行合波时，可以根据实际应用，分别指定不同的通道来输入业务波长和补光信号，也可以采用在每个通道上都同时接入业务波长和补光信号，先选出每个通道的光信号，再将所有通道的光信号合波的方式；后面这种方式能够提高配置和调整补光波长的效率，操作更灵活，例如，利用PLC ROADM模块来实现选择的功能，实际应用如图15所示。

上述对ASE噪声光进行滤波产生dummy light的步骤(即步骤102)可以由下面的步骤来替换：

在ASE噪声光的传输带宽范围内阻塞掉业务波长，产生dummy light。

例如，用WB来实现阻塞业务波长的功能，实际应用如图16所示。

另外在WB输出补光波长后，还可以先进行放大，再与业务波长合波，从而使合波后的光功率能够满足海底光放大器的输入光功率要求。

本发明实施例可以利用软件实现，例如可以利用WB以及PLC ROADM模块的接口程序，实现对补光和业务波长的功率控制，相应的软件程序可以存储在可读取的存储介质中，如存储在计算机的硬盘或光盘中，或者集成在单板的闪存中。

本发明实施例通过对连续光谱滤波产生补光波长进行光补偿，配置灵活、控制简单、实现方便，通过对未上业务波长的通道填满补光波长进行补光，并可以对单通道进行功率控制，因而容易实现预均衡，而且由于dummy light的单通道光功率较小，不会带来非线性效应的影响。采用PLC ROADM模块进行光补偿时，操作灵活、缩短了操作时间、降低了插损，对于光放大器的ASE噪声光输出总功率及平坦度要求更低；采用WB阻塞业务波长的方式进行补光时，应用十分方便、灵活；而且采用PLC ROADM模块的方式和采用WB的方式均可以实现自动对dummy light以及信号通道进行配置，无需人工对单通道进行管理配置，可操作性更强。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种海缆光补偿的装置，其特征在于，所述装置包括：

补光模块，用于对连续光谱进行滤波，产生补光波长；

合波模块，用于将业务波长与所述补光模块产生的补光波长合波，并将合波后的光信号输出给海底光缆；

其中，所述补光模块具体包括：

光放大器，用于利用内部的掺铒光纤放大器强制发光输出放大的自发辐射噪声光；

光解复用器，用于接收所述光放大器输出的放大的自发辐射噪声光，并进行滤波输出补光波长；

所述合波模块具体包括：

光开关，用于对业务波长和所述光解复用器输出的补光波长进行选择后输出；

可调光衰减器，用于接收所述光开关输出的波长，控制该波长的光功率后输出；

光复用器，用于接收多个所述可调光衰减器输出的波长，进行合波，并将合波后的光信号输出给海底光缆。

2.根据权利要求1所述的海缆光补偿的装置，其特征在于，所述光解复用器为多个，所述装置还包括：

分光器Splitter，用于将所述光放大器输出的放大的自发辐射噪声光分成多路，并分别输出给所述多个光解复用器。

3.根据权利要求1所述的海缆光补偿的装置，其特征在于，所述装置还包括：

分光器Tap，用于将所述合波模块得到的光信号分出一部分来环回传输给所述补光模块。

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