專利名稱：：光學(xué)放大傳輸系統(tǒng)中的增益傾斜管理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明一般涉及光通信。更具體的，本發(fā)明涉及通過使用具有不同增益值的光學(xué)放大器的組合在光學(xué)放大傳輸系統(tǒng)中管理增益傾斜。
背景技術(shù)：
：諸如遠(yuǎn)程海底光學(xué)傳輸系統(tǒng)的光學(xué)傳輸系統(tǒng)，可以用于遠(yuǎn)距離傳輸光學(xué)信號(hào)。但是，這些遠(yuǎn)程光學(xué)傳輸系統(tǒng)，會(huì)遭受許多因素導(dǎo)致的信號(hào)惡化，例如，除了在組裝拼接時(shí)引起的損耗之外，還有由于熱噪聲引起的損耗和由光纖缺陷導(dǎo)致的散射。這些和其它因素一起衰減了傳播通過傳輸系統(tǒng)的光學(xué)信號(hào)。為了解決這個(gè)問題，在沿著傳輸系統(tǒng)的預(yù)定位置光學(xué)放大光學(xué)信號(hào)。光學(xué)傳輸系統(tǒng)可以包括連接到光纖光纜各節(jié)的中繼器。中繼器可以包括用于放大在傳輸系統(tǒng)中每個(gè)方向傳輸?shù)墓鈱W(xué)信號(hào)的光學(xué)放大器。中繼器和一節(jié)光纖光纜的一般一起構(gòu)成一傳輸跨度，多個(gè)傳輸跨度構(gòu)成一光學(xué)傳輸段?？梢詫⑾到y(tǒng)設(shè)計(jì)為，使得由每個(gè)中繼器提供的放大(即中繼器增益)補(bǔ)償在先前的傳輸跨度中的信號(hào)損耗(即跨度損耗)。在現(xiàn)有的最優(yōu)傳輸段設(shè)計(jì)中，一般將所有的跨度設(shè)計(jì)為相對(duì)于增益、增益形狀和噪聲成分具有相同的標(biāo)稱值。例如，所有的放大器可以相同并且所有光纜節(jié)具有相同的標(biāo)稱損耗。中繼器可以設(shè)計(jì)為對(duì)于每個(gè)傳輸跨度，在給定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)產(chǎn)生平坦的增益。因此，在現(xiàn)有的最優(yōu)傳輸段中，理想上，每個(gè)中繼器的標(biāo)稱增益等于每個(gè)光纜節(jié)的標(biāo)稱損耗，以便提供大約為零的凈增益。為了減少傳統(tǒng)海底光學(xué)傳輸系統(tǒng)的成本，中繼器定制設(shè)計(jì)為支持最長(zhǎng)的可能中繼器間距，該最長(zhǎng)可能中繼器間距是與建議的傳輸段的性能和容量要求相一致。這個(gè)方法的一個(gè)結(jié)果是中繼器增益代碼的增殖，每個(gè)新的傳輸段設(shè)計(jì)產(chǎn)生為這個(gè)特定段設(shè)計(jì)優(yōu)化的新的增益代碼。最近，已經(jīng)構(gòu)建了有效利用現(xiàn)有的庫(kù)存來(lái)滿足客戶的容量、時(shí)間表和性能要求的傳輸系統(tǒng)。但是，當(dāng)使用庫(kù)存的中繼器，得到的段設(shè)計(jì)可能在中繼器計(jì)數(shù)或段增益形狀方面是次優(yōu)的。除了在新系統(tǒng)以外還有在利用庫(kù)存的中繼器以延長(zhǎng)的中繼器間距構(gòu)建的系統(tǒng)中，盡管盡最大努力匹配中繼器增益和跨度損耗，中繼器增益和跨度損耗之間的不平衡已經(jīng)成為一個(gè)問題。在系統(tǒng)組裝期間，例如，拼接損耗中的不確定性和適應(yīng)具有與標(biāo)稱設(shè)計(jì)損耗不同的損耗的光纜的需要可能導(dǎo)致凈增益顯著偏離傳輸系統(tǒng)的理想零凈增益。不平衡也可能由在系統(tǒng)修理期間增加的損耗導(dǎo)致，例如，由于增加額外的光纜和拼接導(dǎo)致。中繼器增益和跨度損耗之間的不平衡可能對(duì)光學(xué)信號(hào)質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響。特別的，當(dāng)組裝的傳輸跨度中的跨度損耗超過中繼器增益，可能產(chǎn)生負(fù)的增益傾斜。如這里所使用的，增益傾斜是對(duì)于給定的波長(zhǎng)范圍在最高信道功率和最低信道功率之間的差值(例如，以dB為單位)。負(fù)的增益傾斜可能危害通信系統(tǒng)的光信噪比(OSNR),可能消耗預(yù)增強(qiáng)的動(dòng)態(tài)范圍，并且可能損害線路監(jiān)視系統(tǒng)(LMS)的操作。這個(gè)問題的一個(gè)解決方案包括根據(jù)需要通過在聯(lián)結(jié)器(coupling)或接頭(joint)中向光路增加線路附加(build-out)衰減器(LBO),或者通過在增益均衡接頭(GEJ)中增加的傾斜濾波器，來(lái)監(jiān)視增益傾斜和管理增益傾斜，以便將系統(tǒng)增益維持在可接受的限度內(nèi)。當(dāng)測(cè)量到的增益傾斜是正的，可以增加LBO;當(dāng)測(cè)量到的增益傾斜是負(fù)的，可以增加GEJ。當(dāng)增加了GEJ，中繼器之間的光纜跨度可能需要縮短，以便補(bǔ)償由插入GEJ本身引起的跨度損耗。或者，當(dāng)在標(biāo)稱損耗跨度中插入GEJ，跨度損耗增加了損耗，這引入了負(fù)的增益傾斜。因此，向傳輸系統(tǒng)增加GEJ增加了損耗，這降低了OSNR,并且增加了成本。因此，需要一種在使用有限數(shù)量的非優(yōu)中繼器的光學(xué)放大傳輸系統(tǒng)中管理增益傾斜的方法。還存在對(duì)使用有限數(shù)量的中繼器代碼的光學(xué)傳輸系統(tǒng)的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和制造的需要。應(yīng)結(jié)合以下附圖參考下文的詳細(xì)說(shuō)明，其中相似的標(biāo)號(hào)表示相似的部件圖1是其中增益傾斜得到管理的光學(xué)傳輸系統(tǒng)的示意圖，與本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例一致。圖2是示出最優(yōu)中繼器間距和傳輸段長(zhǎng)度的關(guān)系圖，這個(gè)關(guān)系是基于對(duì)使用色散斜度管理的光纖(DSMF)的光學(xué)傳輸系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示范性計(jì)算機(jī)模擬的基礎(chǔ)上得到的。圖3是示出在使用色散斜度管理的光纖的光學(xué)傳輸系統(tǒng)中，對(duì)于較高增益中繼器和較低增益中繼器的不同布置的凈增益和中繼器位置的關(guān)系圖。圖4是示出使用色散斜度管理的光纖的光學(xué)傳輸系統(tǒng)的示范實(shí)施例中，不同凈增益偏移對(duì)該光學(xué)傳輸系統(tǒng)的示范實(shí)施例的性能影響的關(guān)系圖。圖5是示出最優(yōu)中繼器間距和段長(zhǎng)度的關(guān)系，這種關(guān)系是基于對(duì)使用非斜度管理的光纖類型的光學(xué)傳輸系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示范性計(jì)算機(jī)模擬而得出的。圖6是示出在使用非斜度管理的光纖類型的光學(xué)傳輸系統(tǒng)中，對(duì)于較高增益中繼器和較低增益中繼器的不同布置的凈增益和中繼器位置的關(guān)系圖。圖7是示出在使用非斜度管理的光纖類型的光學(xué)傳輸系統(tǒng)的示范實(shí)施例中，不同凈增益偏移對(duì)該光學(xué)傳輸系統(tǒng)的示范實(shí)施例的性能影響的關(guān)系圖。具體實(shí)施例方式參考圖1,詳細(xì)描述了依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)傳輸系統(tǒng)100。總體來(lái)說(shuō)，光學(xué)傳輸系統(tǒng)IOO可以包括被布置用于管理該系統(tǒng)中的增益傾斜的具有不同增益值的光學(xué)放大器或中繼器的組合，。這里描述的概念可以用來(lái)管理在正被組裝的新傳輸系統(tǒng)中或者在現(xiàn)有傳輸系統(tǒng)的修理中的增益傾斜。傳輸系統(tǒng)IOO和這里所述的概念可以在本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的光學(xué)傳輸系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，諸如遠(yuǎn)程波分復(fù)用(WDM)和密集波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)。光學(xué)傳輸系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)施例可以包括一系列傳輸跨度102-1到102-n,每個(gè)傳輸跨度包括與中繼器106-1到106-n耦合的光纖光纜跨度104-1到104-n。多個(gè)傳輸跨度102-1到102-n可以耦合在一起構(gòu)成傳輸段110。光纜跨度104-1到104-n中的每一個(gè)可以包括一個(gè)或多個(gè)用于傳輸光學(xué)信號(hào)的光纖，并且中繼器106-1到106-n中的每一個(gè)可以包括一個(gè)或多個(gè)用于放大所傳輸?shù)墓鈱W(xué)信號(hào)的光學(xué)放大器。在光學(xué)傳輸系統(tǒng)IOO提供雙向傳輸?shù)囊粋€(gè)實(shí)施例中，光纜跨度104-1到104-n中的每一個(gè)包括至少兩個(gè)光纖跨度用于在每個(gè)方向傳輸光學(xué)信號(hào)，并且中繼器106-1到106-n中的每一個(gè)包括至少兩個(gè)光學(xué)放大器用于放大分別在光纖跨度上在每個(gè)方向傳輸?shù)男盘?hào)。光學(xué)傳輸系統(tǒng)IOO還可以包括用于發(fā)射和/或接收光學(xué)信號(hào)的發(fā)射器/接收器終端120、122。盡管這個(gè)示范性實(shí)施例僅描述的是雙向傳輸系統(tǒng)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到這里所述的概念也可以應(yīng)用于用于在一個(gè)方向傳輸和放大光學(xué)信號(hào)的包括光纖或光纜跨度和光學(xué)放大器或中繼器的單向傳輸系統(tǒng)。應(yīng)理解，依照本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可以結(jié)合到多種網(wǎng)絡(luò)部件和配置中。這里的圖示示范實(shí)施例只是作為解釋，而不是限制。傳輸段110可以設(shè)計(jì)為具有均勻的中繼器間距(即光纜跨度104-1到104-n長(zhǎng)度均勻)并且具有不同類型的中繼器106-1到106-n的混合，這些中繼器具有不同的增益值。傳輸跨度102-1到102-n的每一個(gè)可以具有標(biāo)稱跨度損耗值(L),該標(biāo)稱跨度損耗值基于例如光纜中使用的光纖的類型、光纜跨度的長(zhǎng)度和拼接。中繼器106-1到106-n可以具有相對(duì)較高的標(biāo)稱增益值(Gh)或低于較高標(biāo)稱增益值的相對(duì)較低的標(biāo)稱增益值(GJ。具有較高標(biāo)稱增益值(Gh)的中繼器稱為較高增益中繼器，并且具有較低標(biāo)稱增益值(Gl)的中繼器稱為較低增益中繼器。如這里使用的，"標(biāo)稱"指的是可以與實(shí)際量不同的指定的或理論的量。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，傳輸跨度和中繼器可以設(shè)計(jì)為分別具有標(biāo)稱損耗和增益值，但是實(shí)際損耗和增益值可以與標(biāo)稱值不同。在給定傳輸段110中，對(duì)于傳輸跨度102-1到102-n中的每一個(gè)，標(biāo)稱跨度損耗值(L)一般可以相同。在一個(gè)實(shí)施例中，較高增益中繼器的較高標(biāo)稱增益值(Gh)可以比標(biāo)稱跨度損耗值(L)高，并且較低增益中繼器的較低標(biāo)稱增益值(Gl)可以比標(biāo)稱跨度損耗值(L)低。在另一個(gè)實(shí)施例中，較高增益中繼器的較高標(biāo)稱增益值(Gh)可以比標(biāo)稱跨度損耗值(L)高，并且較低增益中繼器的較低標(biāo)稱增益值(Gl)可以與標(biāo)稱跨度損耗值(L)大致相等。傳輸段IIO可以包括較高增益中繼器和較低增益中繼器的混合，這些較高增益中繼器和較低增益中繼器被選擇和安排為使得在幾個(gè)傳輸跨度102-1到102-n上傳輸段110上的累積的損耗與在這些傳輸跨度102-1到102-n中的中繼器106-1到106-n的累積的標(biāo)稱增益大致匹配。在傳輸段110中，光路起于段110的輸入終于段110的輸出。例如，對(duì)于在箭頭130的方向上移動(dòng)的光學(xué)信號(hào)，光路在位于段110的笫一端132的輸入開始，并且在位于該段的第二端134的輸出結(jié)束。對(duì)于在箭頭136的相反方向移動(dòng)的光學(xué)信號(hào)，光路在位于段110的第二端134的輸入開始，并且在位于段110的笫一端132的輸出結(jié)束。可以在沿著光路或段110的長(zhǎng)度的每一個(gè)點(diǎn)定義光路的凈增益(GN)。在光路中的給定點(diǎn)，凈增益(GN)是光纜化光纖損耗(L)和在該光路的輸入和該給定點(diǎn)之間的中繼器106-1到106-n的標(biāo)稱增益(GL，Gh)之和。使用在中繼器106-1到106-n的輸出處的凈增益(GN)的值，可以定義增益向量GN呵GN!，GN2,GN3，...，GNn],其中Gk是中繼器k的標(biāo)稱增益，并且U是光纜跨度k的損耗。在沿光路上各點(diǎn)上，凈增益Gw在零上和/或下變化的量稱為增益偏移。可以在傳輸段110中布置具有標(biāo)稱增益GH和GL的中繼器，使得增益向量GN保持在預(yù)定的可接受的增益偏移之內(nèi)(例如接近于零)，并且對(duì)于在中繼器106-1到106-n中每一個(gè)的輸出處的凈增益Gnj具有偏向正值的偏離。這個(gè)設(shè)計(jì)原則可以使用圖1所示的傳輸段IIO舉例說(shuō)明。依照一種布置，前三個(gè)中繼器106-1,106-2，106-3可以具有較高增益但(Gh),笫四個(gè)中繼器106-4可以具有較低增益值(Gl),并且第五個(gè)中繼器106-5處可以具有較高增益值(GH)。如果在這個(gè)示范設(shè)計(jì)中最優(yōu)布置了中繼器，則在前三個(gè)中繼器106-1,106-2,106-3處的輸出的凈增益(Gw,GN2,Gw)應(yīng)是正的，并且在第四個(gè)中繼器106-4處的凈增益(GN4)應(yīng)是零或負(fù)的。依照一種替代布置，第四個(gè)中繼器106-4可以具有較高增益值(GH),并且第五個(gè)中繼器106-5處可以具有較低增益值(GL)。如果在這種替代布置中在所有五個(gè)中繼器106-1到106-5的輸出處的凈增益(GN1，GN2,GN3,GN4，GN5)都是正的，則本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在該段110中較早部分應(yīng)已使用較低增益中繼器，以便維持凈增益接近于零。為了進(jìn)一步示出如何布置具有較高增益值和較低增益值的中繼器來(lái)管理增益傾斜和優(yōu)化光路，考慮三個(gè)不同示范段設(shè)計(jì)。在這些示范設(shè)計(jì)中，傳輸段110的長(zhǎng)度大約是3150km，標(biāo)稱跨度長(zhǎng)度大約是105km。標(biāo)稱跨度損耗大約是22dB，中繼器的數(shù)目是30，并且中繼器增益值(或代碼)大約是18dB(GL)和23dB(GH)。表1示出了用案例1-3標(biāo)示的三種不同段設(shè)計(jì)的凈增益向量。表1案例1<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>在案例1和2中，每笫五個(gè)中繼器具有較低增益值(即18dB)。在案例2中，第一個(gè)較低增益中繼器是在位置三(3),而在案例1中，第一個(gè)較低增益中繼器是在位置五(5)。案例2被更好地優(yōu)化，因?yàn)閮粼鲆婢嗔愕淖畲笃?即增益偏移)較小，并且因?yàn)閺脑摱蝺啥藖?lái)看凈增益向量相同。在案例1中，在從位置一(1)處的中繼器到位置三十(30)處的中繼器的方向上，凈增益總是零或正的，但是在相反方向上，凈增益總是零或負(fù)的，因?yàn)樵谖恢萌?30)處的第一個(gè)中繼器的增益比跨度損耗低4dB。案例3示出了一種次優(yōu)的設(shè)計(jì)，其中五個(gè)較高增益中繼器后跟隨一個(gè)低增益中繼器。在案例3的次優(yōu)設(shè)計(jì)中，凈增益總是正的，并且與案例2的最大凈增益2dB相比增加到高值(即7dB)。因此，案例3中的增益偏移比案例2中的增益偏移高。案例2中的凈增益2dB在28nm產(chǎn)生ldB的正的增益傾斜。盡管現(xiàn)在可以描述一些示范實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解具有不1是可:的。本領(lǐng)l戈技術(shù)人;還將理^,、i它的標(biāo):損耗值和標(biāo):增益值以及中繼器增益和光纖跨度損耗的組合也是可能的。盡管上述的段使用具有兩種標(biāo)稱增益值的兩種不同的中繼器類型，在該段中也可以使用具有其它增益值的其它中繼器類型(例如中值增益中繼器)。可以用相對(duì)較小組的中繼器類型(例如較高增益中繼器和較低增益中繼器)來(lái)設(shè)計(jì)不同長(zhǎng)度的接近最優(yōu)的傳輸段。在傳輸系統(tǒng)的壽命周期期間使用較高增益中繼器和較低增益中繼器有多個(gè)好處。在系統(tǒng)組裝期間，通過將某個(gè)位置的中繼器類型改變?yōu)閷粼鲆鎺Щ亓愕闹欣^器類型，可以管理增益傾斜。例如，如果累積了負(fù)的增益傾斜，可以用較高增益中繼器替換較低增益中繼器。利用較高增益中繼器和較低增益中繼器的庫(kù)存，無(wú)需添加GEJ并且無(wú)需向光路添加額外的損耗就可以管理增益傾斜，從而保持OSNR。從備用中繼器和系統(tǒng)修理角度來(lái)說(shuō)，使用較高增益中繼器和較低增益中繼器還提供了好處。如果具有高于標(biāo)稱跨度損失的增益的較高增益中繼器用作備用中繼器，則較高增益可以補(bǔ)償由修理操作添加到系統(tǒng)中的一些或所有損耗(例如額外的光纜和拼接)。這可以減少或消除在修理過的系統(tǒng)中對(duì)附加中繼器的需要來(lái)保持可接受的增益形狀和OSNR。使用較高增益中繼器和較低增益中繼器來(lái)管理增益傾斜還可以最小化庫(kù)存中所需的中繼器的類型的數(shù)目，從而簡(jiǎn)化中繼器的制造和支持。另外，使用不同的中繼器類型來(lái)管理增益傾斜使得采用多個(gè)供應(yīng)商的中繼器來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)變得更為容易。依照遵從本發(fā)明的一種設(shè)計(jì)和構(gòu)建光學(xué)傳輸段的方法，為該段確定中繼器間距(或標(biāo)稱跨度長(zhǎng)度)來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的系統(tǒng)傳輸性能(例如OSNR、增益形狀、路徑平均功率和Q因子)。可以通過考慮在每個(gè)中繼器具有與跨度損耗匹配的標(biāo)稱增益的系統(tǒng)中中繼器間距，來(lái)確定中繼器間距。如下面詳細(xì)描述的，可以執(zhí)行計(jì)算機(jī)模擬來(lái)確定使用匹配中繼器的中繼器間距或標(biāo)稱跨度長(zhǎng)度(即標(biāo)稱增益=跨度損耗)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到可以使用多種不同方法來(lái)為光學(xué)傳輸段確定中繼器間距或標(biāo)稱跨度長(zhǎng)度。標(biāo)稱跨度損耗可以基于標(biāo)稱跨度長(zhǎng)度和其它因素，諸如光纖的類型和跨度的拼接，來(lái)確定。如上所述，隨后可以將中繼器耦合到具有所選跨度長(zhǎng)度的光纜跨度并且進(jìn)行布置，使得該段中的凈增益在預(yù)定的可接受的凈增益偏移內(nèi)在零凈增益的上下變化?？梢詮妮^高增益中繼器和較低增益中繼器選擇中繼器，并且將其分配到傳輸段中的每個(gè)位置，使得光纜在若千跨度上累積的損耗近似等于在這些跨度中的中繼器的累積的標(biāo)稱增益。可以基于與所選的中繼器間距和跨度長(zhǎng)度相應(yīng)的標(biāo)稱跨度損耗來(lái)設(shè)計(jì)和/或選擇較高增益中繼器和較低增益中繼器。例如，較高增益中繼器可以具有比標(biāo)稱跨度損耗值高的標(biāo)稱增益值，并且較低增益中繼器可以具有比標(biāo)稱跨度損失值低的標(biāo)準(zhǔn)增益值?？商娲兀梢曰谡龢?gòu)建的光學(xué)傳輸段中使用的可用中繼器(例如庫(kù)存的中繼器)的標(biāo)稱增益值來(lái)確定中繼器間距。例如，可以選擇中繼器間距或標(biāo)稱跨度長(zhǎng)度，使得標(biāo)稱跨度損耗比可得到的中繼器中的一些中繼器的增益高，并且比其它可得到的中繼器的增益低。只使用少量中繼器代碼(即中繼器標(biāo)稱增益值)就可以構(gòu)建很大范圍的傳輸段長(zhǎng)度。一個(gè)實(shí)施例方法使用較高增益中繼器和較低增益中繼器的組合，中繼器的數(shù)目與只使用為特定的段長(zhǎng)度、容量和光纖類型優(yōu)化的一種中繼器代碼的系統(tǒng)中中繼器的數(shù)目相等。可以組合和布置較高增益中繼器和較低增益中繼器，來(lái)管理凈增益的累積(即中繼器增益減去跨度損耗)以便得到一個(gè)不太可能對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生顯著影響的可接受的凈增益偏移。如下面討論的示范系統(tǒng)和模擬結(jié)果所示，小于大約10犯的凈增益偏移可能不會(huì)造成性能的顯著惡化。如下面結(jié)合光學(xué)傳輸系統(tǒng)的示范設(shè)計(jì)所描述的，可以使用計(jì)算機(jī)模擬來(lái)確定中繼器間距(或跨度長(zhǎng)度)并且評(píng)估中繼器不同的布置。該模擬可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的現(xiàn)有的光通信系統(tǒng)模擬器來(lái)執(zhí)行。圖2-4示出了使用傳輸跨度的傳輸系統(tǒng)的一個(gè)例子的模擬結(jié)果，該傳輸系統(tǒng)包括色散斜度管理的光纖(DSMF),確切的說(shuō)是Allwave單模(SM)光纖和從OFS獲得的TrueWave⑧反向色散光纖(IDF)。AllwaveSM光纖具有大約0.184dB/km的衰減，大約-0.00017dB/km/nm的衰減斜度，在1550nm處約16.8ps/nm/km的色散，約0.057ps/nm2的色散溢出。TrueWaveIDF光纖具有大于0.234dB/km的衰減值，大約-0.00049dB/km/nm的衰減斜度，在1550nm處約-44.0ps/nm/km的色散，約-0.120ps/nm2的色散溢出。DSMF傳輸跨度中的光纖混合可以是大約70%的Allwave光纖和30%的IDF光纖，并且平均光纖衰減(排除拼接損耗)約為0.199dB/km，平均色散約為-1.5ps/nm/km。每十個(gè)傳輸跨度后可以跟隨只包括Allwave光纖的補(bǔ)償跨度，并且補(bǔ)償跨度可以包括增益形狀校正濾波器來(lái)校正從未校正的中繼器增益形狀得到的累積的增益形狀。在這個(gè)例子中，跨度損耗預(yù)算可以包括0.6dB的光纜保護(hù)層的拼接損耗，0.3dB的中級(jí)跨度AllwaveIDF拼接損耗和0.4dB的未計(jì)劃拼接損耗，每30km—個(gè)，每個(gè)拼接會(huì)有O.ldB的損耗。以該例中的假定的光纖屬性為例，120km的傳輸跨度的平均跨度損耗(在色散圖的一個(gè)周期中11個(gè)跨度上平均)大約是25.1dB,并且在跨度長(zhǎng)度上每減少5km減少ldB。在這個(gè)示范模擬中，假定是沒有增益平坦濾波器的窄帶中繼器，并且可用的中繼器帶寬大約是18nm。最大中繼器功率假定為15.5dBm,并且中繼器可以具有大約4.5dB的噪聲系數(shù)。在該示范模擬期間，系統(tǒng)加載33.33GHz信道間距的64個(gè)信道，并且假定傳輸使用11.5Gbit/s的線路速率。該示范才莫擬使用OOK(開/關(guān)鍵)調(diào)制，全AM(100%調(diào)制深度)和無(wú)相位調(diào)制。示范模擬使用包含在5個(gè)簇中的15個(gè)信道，位于傳輸帶的兩個(gè)邊緣和中心，來(lái)確定該示范段的總體性能?；谶@個(gè)示范系統(tǒng)和模擬，確定最優(yōu)中繼器間距是提供在長(zhǎng)度變化的數(shù)字線路段(DLS)上支持64個(gè)信道的最低中繼器計(jì)數(shù)的間距。如圖2所示，在這個(gè)示范系統(tǒng)中，對(duì)于3000km、6000km和9000km的DLS長(zhǎng)度，最優(yōu)中繼器間距分別是120km、100km和90km。這個(gè)最優(yōu)中繼器間距的確定假定，對(duì)于給定的DLS，中繼器間距和中繼器增益在整個(gè)系統(tǒng)中是相同的。圖2還示出了中繼器間距作為DLS長(zhǎng)度的函數(shù)支持16、32、64、96和128信道。這些才莫擬結(jié)果表明90km或更長(zhǎng)的中繼器64信道。將中繼器間距維持在120km之下，可以將多路徑故障保持在可容忍的水平。依照這個(gè)示范模擬，為使用100km跨度的6000kmDLS確定和評(píng)估一種中繼器布置。如果使用先前的將中繼器增益與跨度損耗匹配的技術(shù)來(lái)構(gòu)建使用100km跨度的6000kmDLS,則可以使用60個(gè)匹配中繼器，每個(gè)中繼器對(duì)應(yīng)于100km的光纖跨度具有21.2dB的增益。依照本發(fā)明，這樣的6000km系統(tǒng)中的每個(gè)匹配中繼器可以用具有大約19.2dB的標(biāo)稱較低增益值(Gl)的較低增益中繼器或具有大約25.1dB的標(biāo)稱較高增益值(Gh)的較高增益中繼器來(lái)替代。在這個(gè)例子中，19.2dB的較低標(biāo)稱增益一般對(duì)應(yīng)于90km跨度中的跨度損耗，25.1dB的較高標(biāo)稱增益一般對(duì)應(yīng)于120km跨度的跨度損耗。圖3示出了依照本發(fā)明的兩個(gè)示范6000kmDLS結(jié)構(gòu)的凈增益偏移。在10dB凈增益偏移結(jié)構(gòu)中，前五個(gè)中繼器用較低增益中繼器(即19.2dB)來(lái)替代，在第五個(gè)中繼器后產(chǎn)生大約-10dB的凈增益，接下來(lái)的五個(gè)中繼器用較高增益中繼器(即25.1dB)來(lái)替代，產(chǎn)生第五個(gè)中繼器后大約10dB的凈增益。對(duì)十五個(gè)跨度可以繼續(xù)這種操作，將凈增益偏移維持在大約10dB。在20dB凈增益偏移結(jié)構(gòu)中，布置較低增益中繼器和較高增益中繼器以便將凈增益偏移維持在大約20dB。圖4示出了系統(tǒng)性能Q作為凈增益偏移的函數(shù)，其包括線性Q(對(duì)于該帶中的所有信道相同)，該線性Q基于在中繼器鏈中的噪聲累積和模擬信道的最小和平均Q。這個(gè)圖表明示范系統(tǒng)容忍相對(duì)較大的累積凈增益而不會(huì)使得10dB的凈增益偏移顯著惡化，并且對(duì)于20dB的凈增益偏移只有0.2dB的不利結(jié)果。圖5-7示出了傳輸系統(tǒng)的另一個(gè)例子的模擬結(jié)果，該傳輸系統(tǒng)使用包括非斜度管理光纖類型特別是TrueWave-XL⑧大模光纖(LMF)和從OFS可獲得的PO^非色散偏離光纖(NDSF)光纖的傳輸跨度。在這個(gè)例子中，傳輸^爭(zhēng)度是完全的LMF，并且周期性地用NDSF光纖加以補(bǔ)償。LMF光纖具有大約0.214dB/km的衰減，大約-0.00022dB/km/nm的衰減斜度，在1550nm處約-2.8ps/nm/km的色散，大約0.11lps/nm2的色散溢出。NDSF光纖具有大約0.196dB/km的衰減值，大約-0.00017dB/km/nm的衰減斜度，在1550nm處16.8ps/nm/km的色散，大約0.057ps/nm2的色散溢出。該模擬的其它假定與上述的DSMF系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相同。圖5示出了最優(yōu)中繼器間距作為DLS長(zhǎng)度的函數(shù)。模擬結(jié)果表明對(duì)于1500km、2000km和4000km和6000km的DLS長(zhǎng)度，最優(yōu)中繼器間距分別是120km、115km、100km和75km。黑線示出了非線性界限，超過這個(gè)界限系統(tǒng)性能由于非線性損傷而嚴(yán)重惡化。依照這個(gè)示范模擬，為4000kmDLS確定和評(píng)估一種中繼器布置。如果使用匹配中繼器構(gòu)建4000km的DLS，對(duì)應(yīng)于22.3dB跨度的100km的中繼器間距對(duì)支持64信道最優(yōu)。依照本發(fā)明，在使用100km中繼器間距的4000kmDLS中，可以使用具有標(biāo)稱增益值26.9dB的較高增益中繼器和具有標(biāo)稱增益值16.9dB的較低增益中繼器的組合。在這個(gè)例子中，26.9dB的較高標(biāo)稱增益對(duì)應(yīng)于120kmLMF-NDSF跨度的標(biāo)稱跨度損耗，16.9dB的較低標(biāo)稱增益對(duì)應(yīng)于75kmLMF-NDSF跨度的標(biāo)稱跨度損耗。圖6示出了分別提供5dB、10dB和20dB的凈增益偏移的三個(gè)示范4000kmDLS結(jié)構(gòu)的凈增益圖。圖7示出了對(duì)于這個(gè)示范LMF-NDSF系統(tǒng)模擬系統(tǒng)性能作為凈增益偏移的函數(shù)。與上面所述的示范DSMF系統(tǒng)類似，模擬結(jié)果表明通過使用具有兩個(gè)不同增益值(或代碼)的兩種中繼器來(lái)替代具有一個(gè)最優(yōu)增益值的單中繼器，特別是如果最大凈增益偏移維持在10dB以下時(shí)，發(fā)生不顯著的Q惡化，。盡管上述的示范實(shí)施例示出了光纖跨度、較高增益中繼器和較低增益中繼器的基本周期性的布置，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解在光纜組裝中較高增益中繼器的放置和較低增益中繼器的放置可以由各個(gè)光纖光纜跨度所需特性來(lái)確定。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到可以使用具有不同屬性的其它光纖類型。盡管上述例子示出了在特定增益偏移對(duì)系統(tǒng)性能的不明顯影響，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解其它增益偏移也可能是可行的并且可以依賴于系統(tǒng)參數(shù)和特性。依照替代實(shí)施例，可以使用用于傳輸跨度的標(biāo)準(zhǔn)中繼器、較高增益中繼器和諸如附加線路(LBO)的添加的損耗，來(lái)管理增益傾斜。依照這個(gè)實(shí)施例，可以為使用當(dāng)前實(shí)際使用的標(biāo)稱中繼器增益與標(biāo)稱跨度損失匹配的方法來(lái)為系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(或標(biāo)稱)中繼器?？梢允褂孟嗤囊话憬M件但是具有較高增益來(lái)設(shè)計(jì)較高增益中繼器，例如，當(dāng)使用EDFA的時(shí)候利用較長(zhǎng)的摻鉺光纖(EDF)?？梢詼y(cè)量增益傾斜以便確定標(biāo)準(zhǔn)中繼器、較高增益中繼器和LBO的合適布置。如果在系統(tǒng)組裝期間累積過量的負(fù)增益傾斜，則可以用較高增益中繼器替代標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)稱中繼器。如果在系統(tǒng)組裝期間累積過量的正增益傾斜，則可以向一個(gè)或多個(gè)跨度添加損耗，例如通過在光纜/中繼器聯(lián)合器或光纜-到光纜的拼接箱中增加一個(gè)或多個(gè)LBO。通過使用較高增益中繼器和LBO,可以管理增益傾斜而無(wú)需縮短傳輸跨度的長(zhǎng)度并且無(wú)需使用GEJ。較高增益中繼器也可以用作備用中繼器，這可以減少在深水維修時(shí)在濕的設(shè)備中需要額外中繼器的可能性?？偟膩?lái)說(shuō)，本發(fā)明的實(shí)施例提供了在光學(xué)系統(tǒng)中管理增益傾斜的系統(tǒng)和方法。依照一個(gè)實(shí)施例，光學(xué)傳輸系統(tǒng)包括多個(gè)較高增益光學(xué)放大器和多個(gè)較低增益光學(xué)放大器。較高增益光學(xué)放大器每一個(gè)具有較高的標(biāo)稱增益值，并且較低增益光學(xué)放大器每一個(gè)具有比該較高標(biāo)稱增益值低的較低的標(biāo)稱增益值。將多個(gè)光纖跨度耦合到光學(xué)放大器，并且設(shè)置較高增益光學(xué)放大器和較低增益光學(xué)放大器，以允許在該光學(xué)傳輸系統(tǒng)中的不同點(diǎn)的凈增益在預(yù)定可接受的凈增益偏移內(nèi)變化。依照另一個(gè)實(shí)施例，光學(xué)傳輸系統(tǒng)包括多個(gè)耦合在一起的傳輸跨度。每一個(gè)傳輸跨度具有標(biāo)稱跨度損耗值，并且包括光纖光纜跨度和耦合到該光纖光纜跨度的光學(xué)中繼器。每一個(gè)傳輸跨度中的光學(xué)中繼器具有高于標(biāo)稱跨度損耗值的較高標(biāo)稱增益值或低于跨度損耗值的較低標(biāo)稱增益值，以允許該傳輸系統(tǒng)中在不同點(diǎn)處的凈增益在預(yù)定的可接受的凈增益偏移之內(nèi)變化。依照另一個(gè)實(shí)施例，管理光學(xué)傳輸段中的增益傾斜的方法包括為該光學(xué)傳輸系統(tǒng)中的傳輸跨度確定標(biāo)稱跨度損耗值，并且提供多個(gè)較高增益中繼器和多個(gè)較低增益中繼器，每個(gè)較高增益中繼器具有比標(biāo)稱跨度損耗值高的較高標(biāo)稱增益值，并且每個(gè)較低增益中繼器具有比標(biāo)稱跨度損耗值低的較低標(biāo)稱增益值。在傳輸段中布置較高增益中繼器和較低增益中繼器，使得在該光學(xué)傳輸段中不同點(diǎn)處的凈增益在預(yù)定的可接受的凈增益偏移內(nèi)變化。依照另一個(gè)實(shí)施例，一種構(gòu)建光學(xué)傳輸段的方法包括依據(jù)標(biāo)稱跨度損耗和基本上等于標(biāo)稱跨度損耗的標(biāo)稱中繼器增益，來(lái)確定光學(xué)傳輸段中的中繼器間距。該方法還包括提供多個(gè)對(duì)應(yīng)于中繼器間距的光纖光纜跨度，每個(gè)具有較高標(biāo)稱增益值的多個(gè)中繼器，和每個(gè)具有低于該較高標(biāo)稱增益值的較低標(biāo)稱增益值的多個(gè)較低增益中繼器。中繼器連接到光纖光纜跨度以構(gòu)成傳輸跨度。布置較高增益中繼器和較低增益中繼器，使得在該光學(xué)傳輸段中不同點(diǎn)處的凈增益在預(yù)定的可接受的凈增益偏移內(nèi)變4匕。依照另一個(gè)實(shí)施例，一種管理光學(xué)傳輸段內(nèi)的增益傾斜的方法包括提供包括多個(gè)光纖光纜跨度和多個(gè)耦合到光纖光纜跨度的中繼器的光學(xué)傳輸段。監(jiān)視該光學(xué)傳輸段內(nèi)的增益傾斜。如果在該傳輸段內(nèi)的一中繼器位置累積了負(fù)的增益傾斜，則用較高增益中繼器替換在該中繼器位置的中繼器，該較高增益中繼器具有比被替換的中繼器的標(biāo)稱增益值高的標(biāo)稱增益值。因此，可以使用一較小組的中繼器代碼(即中繼器標(biāo)稱增益值)來(lái)支持很廣范圍的容量、段長(zhǎng)度和光纖類型要求，而無(wú)需額外的中繼器并且系統(tǒng)性能基本上沒有退化。這簡(jiǎn)化了光通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造過程。應(yīng)強(qiáng)調(diào)本發(fā)明的上述實(shí)施例僅是實(shí)施方式的可能例子，陳述它只是用于對(duì)本發(fā)明的原則的清楚理解?？梢詫?duì)本發(fā)明的上述實(shí)施例進(jìn)行許多修改和變化，本質(zhì)上不偏離本發(fā)明的精神和原則。所有這樣的修改和變化均意在包括在本發(fā)明和這個(gè)公開的范圍內(nèi)，并且被下述權(quán)利要求保護(hù)。權(quán)利要求1.一種光學(xué)傳輸系統(tǒng)，包括多個(gè)較高增益光學(xué)放大器，每個(gè)在多個(gè)光學(xué)信號(hào)信道上具有較高標(biāo)稱增益值；多個(gè)較低增益光學(xué)放大器，每個(gè)在所述多個(gè)光學(xué)信號(hào)信道上具有低于所述較高標(biāo)稱增益值的較低標(biāo)稱增益值；多個(gè)與所述光學(xué)放大器耦合的光纖跨度，其中所述較高增益光學(xué)放大器和所述較低增益光學(xué)放大器被布置為，允許在所述多個(gè)光學(xué)信號(hào)信道上的凈增益在所述較高增益光學(xué)放大器和所述較低增益光學(xué)放大器的每一個(gè)的輸出處在預(yù)定的可接受的凈增益偏移范圍內(nèi)變化。2.權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳輸系統(tǒng)，其中所述每個(gè)光纖跨度的標(biāo)稱跨度損耗值低于所述較高標(biāo)稱增益值并且高于較低標(biāo)稱增益值。3.權(quán)利要求2所述的光學(xué)傳輸系統(tǒng)，其中每個(gè)所述光纖跨度的所述標(biāo)稱跨度損耗值基本相同。4.權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳輸系統(tǒng)，其中在所述光學(xué)傳輸系統(tǒng)的一端的所述凈增益大致等于零。5.權(quán)利要求1所迷的光學(xué)傳輸系統(tǒng)，其中所述預(yù)定的可接受的凈增益偏移小于大約10dB。6.權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳輸系統(tǒng)，其中所述光纖跨度中的至少一個(gè)包括拼接在一起的多個(gè)光纖。7.權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳輸系統(tǒng)，其中所述中繼器具有基本相同的間距。8.權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳輸系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于將光學(xué)信號(hào)傳輸通過所述光纖跨度的光發(fā)射器。9.權(quán)利要求8所述的光學(xué)傳輸系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于接收傳輸通過所述光纖跨度的光學(xué)信號(hào)的光接收器。10.權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述光學(xué)放大器是摻鉺光纖放大器。11.一種光學(xué)傳輸系統(tǒng)，包括多個(gè)耦合在一起的傳輸跨度，每個(gè)所述傳輸跨度在多個(gè)光學(xué)信號(hào)信道上具有標(biāo)稱跨度損耗值并且包括光纖光纜跨度和與所述光纖光纜跨度耦合的光學(xué)中繼器，其中每個(gè)所述光學(xué)傳輸跨度中的所述光中繼器在所述多個(gè)光學(xué)信號(hào)信道上具有高于所述標(biāo)稱跨度損耗值的較高標(biāo)稱增益值或所述多個(gè)光學(xué)信號(hào)信道上低于所述標(biāo)稱跨度損耗值的較低標(biāo)稱增益值，以便允許在所述多個(gè)光學(xué)信號(hào)信道上的凈增益在每個(gè)所述傳輸跨度的光中繼器的輸出處在預(yù)定的可接受的凈增益偏移內(nèi)變化。12.權(quán)利要求11所述的光學(xué)傳輸系統(tǒng)，其中所述凈增益在零的上下變化。13.權(quán)利要求11所述的光學(xué)傳輸系統(tǒng)，其中所述預(yù)定的可接受的凈增益偏移小于大約10dB。14.權(quán)利要求11所述的光學(xué)傳輸系統(tǒng)，其中通過所述傳輸跨度的一個(gè)方向的凈增益向量與通過所述中繼器和所述光學(xué)傳輸跨度的另一個(gè)方向的凈增益向量基本上相同。15.權(quán)利要求11所述的光學(xué)傳輸系統(tǒng)，其中每一個(gè)所述光纖光纜跨度包括至少第一和第二光纖跨度，用于在至少第一和第二方向傳輸光學(xué)信號(hào)。16.權(quán)利要求15所述的光學(xué)傳輸系統(tǒng)，其中每個(gè)所述中繼器包括至少第一和第二光學(xué)放大器，用于放大在所述至少第一和第二方向傳輸?shù)墓鈱W(xué)信號(hào)。17.—種管理光學(xué)傳輸段中的增益傾斜的方法，所述方法包括為所述光學(xué)傳輸段中的傳輸跨度確定在多個(gè)光學(xué)信號(hào)信道上的標(biāo)稱跨度損耗值；提供多個(gè)較高增益中繼器，每個(gè)較高增益中繼器具有在所述多個(gè)光學(xué)信號(hào)信道上高于所述標(biāo)稱跨度損耗值的較高標(biāo)稱增益值；提供多個(gè)較低增益中繼器，每個(gè)較低增益中繼器具有在所述多個(gè)光學(xué)信號(hào)信道上低于所述標(biāo)稱跨度損耗值的較低標(biāo)稱增益值；在所述光學(xué)傳輸段中布置所述較高增益中繼器和所述較低增益中繼器，使得在所述較高增益光學(xué)放大器和所述較低增益光學(xué)放大器每一個(gè)的輸出處所述多個(gè)光學(xué)信號(hào)信道上的凈增益在預(yù)定的可接受的凈增益偏移內(nèi)變化。18.權(quán)利要求17所述的方法，其中在所述光學(xué)傳輸段的一端的所述凈增益大約是零。19.權(quán)利要求17所述的方法，其中所述預(yù)定的可接受的凈增益偏移小于大約10dB。20.權(quán)利要求17所述的方法，其中通過中繼器和光學(xué)傳輸跨度的一個(gè)方向的凈增益向量與通過所述中繼器和光學(xué)傳輸跨度的另一個(gè)方向的凈增益向量基本上相同。21.—種構(gòu)建光學(xué)傳輸段的方法，所述方法包括根據(jù)標(biāo)稱跨度損耗和與所述標(biāo)稱跨度損耗基本上相等的標(biāo)稱中繼器增益，確定所述光學(xué)傳輸段中的中繼器間距；提供對(duì)應(yīng)于所述中繼器間距的多個(gè)光纖光纜跨度；提供多個(gè)分別具有較高標(biāo)稱增益值的中繼器；提供多個(gè)較低增益中繼器，每一個(gè)較低增益中繼器具有低于所述較高標(biāo)稱增益值的較低標(biāo)稱增益值；將所述中繼器連接到所述光纖光纜跨度以構(gòu)成傳輸跨度，其中所述較高增益中繼器和所述較低增益中繼器被布置為使得在所述光學(xué)傳輸段的不同點(diǎn)的凈增益在預(yù)定的可接受的凈增益偏移內(nèi)變化。22.權(quán)利要求21所述的方法，其中連接所述中繼器包括在累積過量的負(fù)增益傾斜的位置連接較高增益中繼器。23.權(quán)利要求21所述的方法，進(jìn)一步包括在累積過量的正增益傾斜的位置連接附加線路(LBO)。24.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述較低標(biāo)稱增益值等于標(biāo)稱跨度損耗值。25.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述較高標(biāo)稱增益值高于所述標(biāo)稱跨度損耗值，并且其中所述較低標(biāo)稱增益值低于所述標(biāo)稱跨度損耗值。26.—種管理光學(xué)傳輸系統(tǒng)中的增益傾斜的方法，所述方法包括提供包括多個(gè)光纖光纜跨度和耦合到所述光纖光纜跨度的多個(gè)中繼器的光學(xué)傳輸段；監(jiān)視所述光學(xué)傳輸段中的增益傾斜；如果在所述光學(xué)傳輸段中的中繼器位置累積了負(fù)的增益傾斜，則用較高增益中繼器替代在所述中繼器位置的所述中繼器，該較高增益中繼器具有比所述被替換的中繼器的所述標(biāo)稱增益值高的標(biāo)稱增益值。27.權(quán)利要求26的方法，進(jìn)一步包括如果累積了正的增益傾斜，則向所述光纜跨度的至少之一添加至少一個(gè)附加線路(LBO)。28.權(quán)利要求26所述的方法，進(jìn)一步包括如果在所述光學(xué)傳輸段中的中繼器位置累積了正的增益傾斜，則用較低增益中繼器替代在所述中繼器位置的所述中繼器，該較低增益中繼嗜益值。全文摘要光學(xué)傳輸系統(tǒng)可以包括用被布置來(lái)管理增益傾斜的較高增益中繼器和較低增益中繼器的組合。較高增益中繼器和較低增益中繼器可以被布置為允許凈增益在預(yù)定的可接受的凈增益偏移范圍內(nèi)變化(例如在零上下變化)。在一個(gè)實(shí)施例中，較高增益中繼器具有高于標(biāo)稱跨度損耗值的標(biāo)稱增益值；較低增益中繼器具有低于所述標(biāo)稱跨度損耗值的標(biāo)稱增益值。文檔編號(hào)H04B10/12GK101379736SQ200780004342公開日2009年3月4日申請(qǐng)日期2007年2月2日優(yōu)先權(quán)日2006年2月3日發(fā)明者S·M·阿博特申請(qǐng)人:泰科電訊(美國(guó))有限公司