專利名稱：一種歸零碼超長(zhǎng)距離傳輸?shù)姆椒跋到y(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光信號(hào)的傳輸，更具體地說(shuō)，涉及一種歸零碼(RZ)信號(hào)準(zhǔn)線性超長(zhǎng)距離傳輸?shù)姆椒跋到y(tǒng)。
背景技術(shù)：
非歸零碼(NRZ)系統(tǒng)是目前光傳輸系統(tǒng)廣泛采用的編碼之一，它具有技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛、成本低等特點(diǎn)，但由于噪聲和非線性效應(yīng)對(duì)傳輸光信號(hào)的質(zhì)量的影響，為了保證誤碼特性滿足要求，每傳輸500～600km必須進(jìn)行電的再生，縮小放大器中繼間距可以減緩系統(tǒng)信噪比的劣化，使無(wú)電中繼的傳輸距離延長(zhǎng)，但頻繁的光放中繼會(huì)使得系統(tǒng)的建設(shè)、維護(hù)成本過(guò)高而不被接受。電的再生不僅增加了系統(tǒng)的成本、影響了業(yè)務(wù)提供的速度，而且影響了業(yè)務(wù)的透明性、可升級(jí)性。隨著全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和降低成本、提高業(yè)務(wù)靈活性的需求增加，超長(zhǎng)距離傳輸技術(shù)成為研究重點(diǎn)。
實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)距離傳輸?shù)挠行Х椒ㄖ皇怯脷w零碼(RZ)代替非歸零碼(NRZ)。如圖1所示，用RZ碼實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)距離傳輸?shù)南到y(tǒng)包括光發(fā)射機(jī)(RZ編碼)，光傳輸單元、光接收機(jī)等幾部分。
在RZ碼傳輸系統(tǒng)中，沿著傳輸方向的色散分布如圖2所示，隨著傳輸距離的增加，色散量逐漸累積，經(jīng)過(guò)傳輸單元中色散補(bǔ)償器件對(duì)色散進(jìn)行補(bǔ)償，恢復(fù)到零，如此反復(fù)，直到接收機(jī)。該色散補(bǔ)償方案補(bǔ)償了光纖色散帶來(lái)的影響，已應(yīng)用于NRZ碼/RZ碼傳輸系統(tǒng)中。RZ碼傳輸系統(tǒng)與NRZ碼相比，在相同平均功率下其脈沖的峰值功率增加2.5～3dB，更加容易引起非線性效應(yīng)，使波形發(fā)生畸變，影響信號(hào)質(zhì)量，限制了傳輸距離的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提出一種光歸零碼信號(hào)超長(zhǎng)距離傳輸?shù)姆椒跋到y(tǒng)，從而有效抑制傳輸過(guò)程中的非線性效應(yīng)，使RZ碼傳輸系統(tǒng)工作在準(zhǔn)線性狀態(tài)，達(dá)到超長(zhǎng)距離傳輸?shù)哪康摹?br> 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種歸零碼超長(zhǎng)距離傳輸方法，包括以下步驟A.光發(fā)射機(jī)發(fā)出歸零碼脈沖信號(hào)；B.對(duì)歸零碼脈沖信號(hào)進(jìn)行脈沖展寬和峰值功率降低；C.光脈沖經(jīng)傳輸單元傳輸，最后由光接收機(jī)完成信號(hào)接收。
其中，步驟B對(duì)歸零碼脈沖信號(hào)進(jìn)行脈沖展寬和峰值功率降低可以是使歸零碼脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)前置色散補(bǔ)償元件，所述色散補(bǔ)償元件的色散系數(shù)與傳輸光纖的色散系數(shù)相反。
其步驟進(jìn)一步包括在接收前歸零碼脈沖信號(hào)還經(jīng)過(guò)一個(gè)后置色散補(bǔ)償元件，其色散系數(shù)與前置色散補(bǔ)償元件的色散系數(shù)相反。
所述前置和后置色散補(bǔ)償元件可根據(jù)光脈沖的形狀和入纖功率，通過(guò)改變色散補(bǔ)償元件的色散系數(shù)、色散補(bǔ)償量來(lái)調(diào)節(jié)其色散量。
本發(fā)明還提出一種歸零碼超長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)，包括光發(fā)射機(jī)、至少一個(gè)傳輸單元、光接收機(jī)，傳輸單元包括傳輸光纖，其特征在于在第一個(gè)傳輸單元之前設(shè)置有一個(gè)前置色散補(bǔ)償元件，在最后一個(gè)傳輸單元之后設(shè)置有一個(gè)后置色散補(bǔ)償元件。
所述前置色散補(bǔ)償元件的色散系數(shù)與傳輸光纖的色散系數(shù)相反。
所述后置色散補(bǔ)償元件的色散系數(shù)與前置色散補(bǔ)償元件的色散系數(shù)相反。
所述色散補(bǔ)償元件可以是色散補(bǔ)償光纖、色散補(bǔ)償光柵或其他產(chǎn)生色散的元件。
所述色散補(bǔ)償元件可根據(jù)光脈沖的形狀和入纖功率，通過(guò)改變色散補(bǔ)償元件的色散系數(shù)、色散補(bǔ)償量來(lái)調(diào)節(jié)其色散量。
本方案由于在第一個(gè)傳輸單元前增加了一個(gè)前置色散補(bǔ)償元件，光信號(hào)在進(jìn)入傳輸光纖之前先經(jīng)過(guò)一個(gè)色散補(bǔ)償元件，使光脈沖展寬，峰值功率降低，進(jìn)入光纖后的非線性效應(yīng)減小，隨著傳輸距離的增加，光纖中色散的相反作用使光脈沖的寬度又逐漸減小，但同時(shí)由于光纖的損耗使光功率也隨之降低，非線性效應(yīng)也被抑制，使RZ碼傳輸系統(tǒng)工作在準(zhǔn)線性狀態(tài)，達(dá)到超長(zhǎng)距離傳輸?shù)哪康摹?br>

圖1是現(xiàn)有RZ傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2是圖1所示系統(tǒng)的色散分布圖；圖3是圖1中光傳輸單元的一種結(jié)構(gòu)圖；圖4是圖1中光傳輸單元的另一種結(jié)構(gòu)圖；圖5是本發(fā)明傳輸系統(tǒng)典型實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖；圖6是圖5所示系統(tǒng)傳輸光纖中色散量、光脈沖寬度、光功率圖。
具體實(shí)施例方式
下面將通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
如圖5所示，該用歸零碼實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)距離密集波分復(fù)用(DWDM)傳輸?shù)南到y(tǒng)由光發(fā)射機(jī)1，光復(fù)用器2、前置色散補(bǔ)償元件6、至少一個(gè)光傳輸單元、后置色散補(bǔ)償元件7、光解復(fù)用器4、光接收機(jī)5等部分組成。對(duì)于不同數(shù)量的光發(fā)射機(jī)，光復(fù)用器的通道數(shù)不同，波長(zhǎng)間隔也不同，通常有40或80個(gè)通道，波長(zhǎng)間隔一般是50GHz或100GHz，光復(fù)用器可以是介質(zhì)膜的或平面波導(dǎo)的或其他種類的；光解復(fù)用器完成與光復(fù)用器相反的功能，把不同波長(zhǎng)的光分離到不同的光接收機(jī)中、其通道數(shù)和波長(zhǎng)間隔與光復(fù)用器相同。
在光復(fù)用器后設(shè)置一個(gè)前置色散補(bǔ)償元件，在光解復(fù)用器之前也設(shè)置一個(gè)后置色散補(bǔ)償元件，這兩個(gè)色散補(bǔ)償元件可以是色散補(bǔ)償光纖、色散補(bǔ)償光柵或其他能夠引起色散的器件。前置色散補(bǔ)償元件6的色散系數(shù)與傳輸光纖的色散系數(shù)相反，后置色散補(bǔ)償元件7的色散系數(shù)與前置色散補(bǔ)償元件6的色散系數(shù)相反。兩個(gè)色散補(bǔ)償元件的色散量可根據(jù)光脈沖的形狀和入纖功率，通過(guò)改變色散補(bǔ)償元件的色散系數(shù)、色散補(bǔ)償量來(lái)調(diào)節(jié)。
光傳輸單元可以是如圖3所示的結(jié)構(gòu)，也可以是如圖4所示的結(jié)構(gòu)。圖3所示的光傳輸單元由傳輸光纖，光放大器a、色散補(bǔ)償器件、和光放大器b組成。傳輸光纖通常是普通單模光纖、非零色散位移光纖或色散位移光纖；光放大器a可以是摻餌光纖放大器、半導(dǎo)體光放大器或拉曼放大器等，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的放大，補(bǔ)償傳輸光纖引起的損耗；色散補(bǔ)償器件用于補(bǔ)償傳輸光纖引起的色散、通常是色散補(bǔ)償光纖或色散補(bǔ)償光柵等；光放大器b用于補(bǔ)償色散補(bǔ)償器件引起的衰減和其他衰減、使輸出功率與光傳輸單元輸入功率一致。如圖4所示光傳輸單元另一種結(jié)構(gòu)與其不同點(diǎn)在于增加了一個(gè)單元，該單元根據(jù)傳輸系統(tǒng)的不同要求，可以是光上下路設(shè)備(OADM)、光交叉連接設(shè)備(OXC)或光功率均衡設(shè)備(DGE)等。
歸零碼超長(zhǎng)距離傳輸?shù)姆椒ㄊ墙?jīng)過(guò)復(fù)用的歸零碼脈沖信號(hào)在進(jìn)入傳輸光纖之前先經(jīng)過(guò)前置色散補(bǔ)償元件6，由于色散的作用使光脈沖展寬，峰值功率降低，進(jìn)入光纖后的非線性效應(yīng)減小。隨著傳輸距離的增加，由于傳輸光纖的色散系數(shù)與前置色散補(bǔ)償元件6的色散系數(shù)相反，光纖中色散的相反作用使光脈沖的寬度又逐漸減小，但同時(shí)由于光纖的損耗使光功率也隨之降低，非線性效應(yīng)也被抑制，如此反復(fù)。如圖6所示，在光脈沖寬度小的地方，光功率也相對(duì)小，在光脈沖寬度大的地方，光功率也大，非線性產(chǎn)生的作用明顯減小，系統(tǒng)工作狀態(tài)仍然可以用線性系統(tǒng)描述，因此在傳輸系統(tǒng)中，有效地抑制了非線性效應(yīng)。
進(jìn)行解復(fù)用之前歸零碼脈沖信號(hào)還經(jīng)過(guò)一個(gè)后置色散補(bǔ)償元件7，其色散系數(shù)與前置色散補(bǔ)償元件6的色散系數(shù)相反，它的主要作用是為了補(bǔ)償前置色散補(bǔ)償元件引起的色散，使系統(tǒng)的總色散為零。
由于不同的傳輸光纖要求的色散補(bǔ)償量不一樣，需要調(diào)節(jié)色散補(bǔ)償元件的色散量，可根據(jù)光脈沖的形狀和入纖功率，通過(guò)改變色散補(bǔ)償元件的參數(shù)如色散系數(shù)、色散補(bǔ)償量來(lái)調(diào)節(jié)。
以上方法中所述的歸零碼可以是普通歸零碼、也可以是啁啾歸零碼、載波抑制歸零碼、或啁啾交替歸零碼等特殊歸零碼，效果都是相同的。
本發(fā)明的方案經(jīng)過(guò)軟件模擬和系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，在普通單模光纖上利用特殊RZ碼實(shí)現(xiàn)了4000km無(wú)電中繼超長(zhǎng)距離傳輸。
權(quán)利要求
1.一種歸零碼超長(zhǎng)距離傳輸方法，其特征在于包括以下步驟A.光發(fā)射機(jī)發(fā)出歸零碼脈沖信號(hào)；B.對(duì)歸零碼脈沖信號(hào)進(jìn)行脈沖展寬和峰值功率降低；C.光脈沖經(jīng)傳輸單元傳輸，最后由光接收機(jī)完成信號(hào)接收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的歸零碼超長(zhǎng)距離傳輸方法，其特征在于步驟B中對(duì)歸零碼脈沖信號(hào)進(jìn)行脈沖展寬和峰值功率降低是使歸零碼脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)前置色散補(bǔ)償元件(6)，所述色散補(bǔ)償元件的色散系數(shù)與傳輸光纖的色散系數(shù)相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的歸零碼超長(zhǎng)距離傳輸方法，其特征在于其步驟進(jìn)一步包括在接收前歸零碼脈沖信號(hào)還經(jīng)過(guò)一個(gè)后置色散補(bǔ)償元件(7)，其色散系數(shù)與前置色散補(bǔ)償元件(6)的色散系數(shù)相反。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的歸零碼超長(zhǎng)距離傳輸方法，其特征在于所述前置或后置色散補(bǔ)償元件可根據(jù)光脈沖的形狀和入纖功率，通過(guò)改變色散補(bǔ)償元件的色散系數(shù)、色散補(bǔ)償量來(lái)調(diào)節(jié)其色散量。
5.一種歸零碼超長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)，包括光發(fā)射機(jī)(1)、至少一個(gè)傳輸單元、光接收機(jī)(5)，傳輸單元包括傳輸光纖，其特征在于在第一個(gè)傳輸單元(3)之前設(shè)置有一個(gè)前置色散補(bǔ)償元件(6)，在最后一個(gè)傳輸單元(8)之后設(shè)置有一個(gè)后置色散補(bǔ)償元件(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的歸零碼超長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述前置色散補(bǔ)償元件(6)的色散系數(shù)與傳輸光纖的色散系數(shù)相反。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的歸零碼超長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述后置色散補(bǔ)償元件(7)的色散系數(shù)與前置色散補(bǔ)償元件(6)的色散系數(shù)相反。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的歸零碼超長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述色散補(bǔ)償元件可以是色散補(bǔ)償光纖、色散補(bǔ)償光柵或其他產(chǎn)生色散的元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的歸零碼超長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述色散補(bǔ)償元件可根據(jù)光脈沖的形狀和入纖功率，通過(guò)改變色散補(bǔ)償元件的色散系數(shù)、色散補(bǔ)償量來(lái)調(diào)節(jié)其色散量。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的歸零碼超長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述光發(fā)射機(jī)后設(shè)置有光復(fù)用器，所述光接收機(jī)前設(shè)置有光解復(fù)用器。
全文摘要
本發(fā)明公開一種歸零碼(RZ)超長(zhǎng)距離傳輸方法及系統(tǒng)，使歸零碼脈沖信號(hào)在進(jìn)入傳輸光纖傳輸之前先經(jīng)過(guò)一個(gè)前置色散補(bǔ)償元件，其色散系數(shù)與傳輸光纖的色散系數(shù)相反，接收前歸零碼脈沖信號(hào)還經(jīng)過(guò)一個(gè)后置色散補(bǔ)償元件，其色散系數(shù)與前置色散補(bǔ)償元件的色散系數(shù)相反。與現(xiàn)有方案相比，有效抑制了傳輸過(guò)程中的非線性效應(yīng)，使RZ碼傳輸系統(tǒng)工作在準(zhǔn)線性狀態(tài)，達(dá)到超長(zhǎng)距離傳輸?shù)哪康摹?br> 文檔編號(hào)H04B10/06GK1472892SQ0212840
公開日2004年2月4日 申請(qǐng)日期2002年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月2日
發(fā)明者李長(zhǎng)春 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司