專利名稱：一種求取dwdm系統(tǒng)光信噪比的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光傳輸技術(shù)，特別是涉及一種準(zhǔn)確求取DWDM (Dense Wavelength Division Multiplex,密集波分復(fù)用)系統(tǒng)光信噪比的方法。噪聲、色度色散、非線性效應(yīng)和偏振模色散是目前DWDM系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要 考慮的四大關(guān)鍵問題。噪聲主要源于DWDM系統(tǒng)中的光放大器(Optical Amplifier, OA)的應(yīng)用。在DWDM系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工程調(diào)試及設(shè)備運(yùn)行中往往 需要計(jì)算或監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中各網(wǎng)元的光信噪比(Optical Signal-to-Noise Ratio, OSNR) 。 ITU畫T (Telecommunication Standardization Sector of International Telecommunication Union,國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門)建議G.692(10/98) "Optical inter&ces for multichannel systems with optical amplifiers" 、 ITU-T 建議 G.696.1(07/2005) " Longitudinally compatible intra陽(yáng)domain DWDM applications"都給出了光信噪比的估算公式。ITU-T建議G.696.1的附錄I丄1，假設(shè)系統(tǒng)有x個(gè)跨段，含1個(gè)OBA， x-1 個(gè)OLA, l個(gè)OPA，假設(shè)各跨段損耗均等，跨段損耗L等于OLA的增益G^， 所有OA的噪聲系數(shù)相同，OLA和OBA的輸出功率相同，給出的估算公式為:DWDM系統(tǒng)光信噪比計(jì)算的中間步驟需要計(jì)算O.lnm帶寬內(nèi)的噪聲功率 Pn， P^P^+GxP^，其中，P^是由OA產(chǎn)生的放大自發(fā)輻射噪聲，PSSFj 被放大信號(hào)的源噪聲，P^可根據(jù)OA的噪聲系數(shù)得出，OA的等效噪聲模型參見圖l。 OA產(chǎn)生的放大自發(fā)輻射噪聲Pw- NF-丄xGxAvB，這里A為普朗克常數(shù)，NF為噪聲系數(shù)，v為光信號(hào)的頻率，B為O.lnm噪聲帶寬轉(zhuǎn)換為頻率帶背景技術(shù)OSNR-P則一L一NF說一10.1og x +寬(單位Hz)。在1550nm窗口， /ivB對(duì)應(yīng)的功率(單位dBm)約為-58dBm。在多數(shù)情況下，有NF》去，所以在計(jì)算P^過程中通常忽略散粒噪聲去。G G但在增益較低的EDFA或DRA的噪聲計(jì)算中不能省略^ 。其中，OBA(OpticalBoosting Amplifier)為光功率放大器，OLA (Optical Line Amplifier)為光線路 放大器，OPA (Optical Fiber Amplifier)為光纖放大器，EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier)為摻館光纖放大器，DRA (Distributed Raman Amplifier)為 分布式拉曼放大器。近年來隨著電域信號(hào)處理技術(shù)的進(jìn)步，如EDC (Error Detection Code,錯(cuò) 誤檢測(cè)碼)技術(shù)、FEC (Forward Error Correction,前向糾錯(cuò))技術(shù)，以及各種 層出不窮的新型碼型調(diào)制技術(shù)，大大提高了系統(tǒng)的噪聲容忍能力。在未來的長(zhǎng) 距DWDM系統(tǒng)中，10Gb/s系統(tǒng)的光信噪比最低標(biāo)準(zhǔn)有可能達(dá)到10dB左右， 所以越來越有必要考慮總功率中噪聲功率所占的分量。下面通過典型值估算低 光信噪比系統(tǒng)里的信號(hào)功率和噪聲功率大小某40波C波段DWDM系統(tǒng)， 假設(shè)OA增益帶寬為35nm，信號(hào)的光信噪比為15dB，通道信號(hào)功率平坦，單 通道信號(hào)功率為Pl。那么總信號(hào)功率為40xPl;總噪聲功率為Plxl(T15/H)>< (35/0.1) =11.068xPl;單通道噪聲功率為Plxio"5"、 (0.8/0.1) =0.253xPl。 這樣總信號(hào)功率是總噪聲功率的3.614倍，單通道信號(hào)功率是單通道噪聲功率 的3.953倍。本發(fā)明在光信噪比的分析和計(jì)算中特別考慮噪聲功率在總功率中 所占的分量。在DWDM橫向兼容系統(tǒng)中，終端設(shè)備可能來自廠商A和C，光中繼設(shè)備 可能來自廠商B,這種情況下，需要根據(jù)傳輸過來的信號(hào)的光信噪比計(jì)算出光 中繼后的光信噪比。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種求取DWDM系統(tǒng)光信噪比的方法，用于克服現(xiàn)有技術(shù)中的光信噪比估算方法無法適應(yīng)于非等距系統(tǒng)、跨段發(fā) 送光功率不均等系統(tǒng)、低信噪比系統(tǒng)以及橫向兼容系統(tǒng)的缺點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了 一種求取DWDM系統(tǒng)光信噪比的方法，
適用于包含光放大器的DWDM系統(tǒng)，其特征在于，包括步驟一，根據(jù)所述光放大器的噪聲系數(shù)、增益得到放大自發(fā)輻射噪聲功率； 步驟二，求取所述光放大器的單通道輸入功率，并根據(jù)該單通道輸入功率 和輸入光信噪比得到輸入噪聲功率；步驟三，由所述放大自發(fā)輻射噪聲功率、所述輸入噪聲功率、所述增益得到輸出噪聲功率；及步驟四，求取單通道的輸出信號(hào)功率，并根據(jù)該輸出信號(hào)功率和所述輸出 噪聲功率得到信號(hào)的輸出光信噪比。所述的求取DWDM系統(tǒng)光信噪比的方法，其中，在所述步驟一之前，還 包括一設(shè)定所述光放大器的增益、噪聲系數(shù)、輸入功率、輸出功率均為己知參 數(shù)的步驟。所述的求取DWDM系統(tǒng)光信噪比的方法，其中，所述步驟二中，根據(jù)所 述光放大器的單通道輸出功率、增益、放大自發(fā)輻射噪聲功率求取所述光放大 器的單通道輸入功率。所述的求取DWDM系統(tǒng)光信噪比的方法，其中，所述步驟二中，根據(jù)所述光放大器的輸入功率求取所述光放大器的單通道輸入功率。所述的求取DWDM系統(tǒng)光信噪比的方法，其中，所述步驟四中，根據(jù)所 述光放大器的單通道輸出功率與所述輸出噪聲功率求取所述單通道的輸出信 號(hào)功率。所述的求取DWDM系統(tǒng)光信噪比的方法，其中，所述步驟四中，根據(jù)單 通道的輸入信號(hào)功率和所述增益求取所述單通道的輸出信號(hào)功率。所述的求取DWDM系統(tǒng)光信噪比的方法，其中，所述光放大器的輸入功 率、輸出功率由所述DWDM系統(tǒng)的線路光纖和系統(tǒng)配置確定。所述的求取DWDM系統(tǒng)光信噪比的方法，其中，所述光放大器為摻餌光 纖放大器、分布式拉曼放大器或半導(dǎo)體光放大器。所述的求取DWDM系統(tǒng)光信噪比的方法，其中，所述DWDM系統(tǒng)為C 波段40波DWDM系統(tǒng)、C波段80波DWDM系統(tǒng)或C+L波段160波DWDM 系統(tǒng)。所述的求取DWDM系統(tǒng)光信噪比的方法，其中，所述DWDM系統(tǒng)為非 等距系統(tǒng)、跨段發(fā)送光功率不均等系統(tǒng)、低信噪比系統(tǒng)、橫向兼容系統(tǒng)或光分 插復(fù)用系統(tǒng)。本發(fā)明的有益效果在于采用本發(fā)明所述方法，與現(xiàn)有技術(shù)方法相比，由于采取了所有OA的噪聲 累積的方法，解決了不等距系統(tǒng)的光信噪比計(jì)算；由于兼顧了噪聲功率在總功 率中所占的分量，解決了低信噪比系統(tǒng)的光信噪比計(jì)算，提高了光信噪比的準(zhǔn) 確性；由于輸入光信噪比可配置，也適用于橫向兼容系統(tǒng)以及OADM (Optical add/drop multiplexing,光分插復(fù)用)系統(tǒng)的光信噪比計(jì)算。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的 限定。


圖l為現(xiàn)有OA的等效噪聲模型；圖2為本發(fā)明獲得系統(tǒng)輸出光信噪比的方法框圖；圖3為本發(fā)明獲得單級(jí)OA輸出光信噪比的方法流程圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖2所示，為本發(fā)明獲得系統(tǒng)輸出光信噪比的方法框圖。本發(fā)明逐 級(jí)獲得系統(tǒng)中OA輸出信號(hào)的光信噪比，上一級(jí)OA的輸出光信噪比作為下一 級(jí)OA的輸入光信噪比，并考慮OA輸入功率、輸出功率中噪聲功率所占的分 量。OA可以是基于EDFA、 DRA、 SOA或其他技術(shù)方案的光放大器。請(qǐng)參閱圖3所示，為本發(fā)明獲得單級(jí)OA輸出光信噪比的方法流程圖。該圖以C波段40波DWDM系統(tǒng)為例，描述了準(zhǔn)確獲得系統(tǒng)光信噪比的方法。為方便描述，下面所有參數(shù)均為線性單位。系統(tǒng)中OA功率近似有=40xP。Aehin。因?yàn)橥ǖ缼捊茷?.8nm，所以通道內(nèi)的噪聲功率為O.lnm帶寬內(nèi)噪聲功率的8倍。以系統(tǒng)中第i個(gè)OA為例， OAi的輸入信號(hào)的光信噪比和增益、噪聲系數(shù)、輸入或輸出功率以及其他相關(guān) 參數(shù)均為已知條件，根據(jù)OAi相關(guān)參數(shù)獲得OA:的輸出光信噪比的過程具體步 驟如下步驟301，根據(jù)OAj的噪聲系數(shù)NF。w、增益G。w獲得OAi產(chǎn)生的放大輻射 噪聲功率PoAi艦，則OA產(chǎn)生的O.lnm帶寬內(nèi)的放大自發(fā)輻射噪聲功率P。wASF
為<formula>formula see original document page 8</formula> (1)在低增益OA的情況不能忽略散粒噪聲^ 。G步驟302，根據(jù)OAi的單通道輸出功率P。^M、增益G。w、放大自發(fā)輻射 噪聲功率P。^^獲得OAi的單通道輸入功率P。w 。h》，或者根據(jù)OAj的輸入功率獲得OAj的單通道輸入功率P。w 。h ta ，則OAi的單通道輸入功率P。w—a》為<formula>formula see original document page 8</formula>這里考慮了通道帶寬內(nèi)總的放大自發(fā)輻射噪聲，還可以直接從輸入功率獲得單通道輸入功率，即單通道輸入功率等于總輸入功率除以通道數(shù)。步驟303，根據(jù)OAi的單通道輸入功率PcM^》和輸入光信噪比OSNR。w>獲 得輸入噪聲功率P。w，，則OA的O.lnm帶寬內(nèi)的輸入噪聲功率P。w SSE為<formula>formula see original document page 8</formula>OSNROAiJn+8 這里8 x P。Ai_SSE表示通道內(nèi)的輸入噪聲功率。步驟304,根據(jù)放大自發(fā)輻射噪聲功率P。w^、輸入噪聲功率P?！都?xì)及OAi 的增益G。w獲得輸出噪聲功率P。w^K，則OA:的O.lnm帶寬內(nèi)輸出噪聲功率P。Ai—noise為<formula>formula see original document page 8</formula> ( 4 )步驟305，根據(jù)單通道輸出功率P。^，，,和輸出噪聲功率P。w—獲得OAi 的單通道的輸出信號(hào)功率P。"、，則單通道的輸出信號(hào)功率P。w A_sig為<formula>formula see original document page 8</formula> ( 5 )或者根據(jù)單通道的輸入信號(hào)功率和增益G。"求出單通道的輸出信號(hào)功率P。Ai,h^ ，即單通道的輸出信號(hào)功率P。、cMg等于單通道的輸入信號(hào)功率乘以增顯G。w 。步驟306，根據(jù)單通道的輸出信號(hào)功率P。^^和單通道的輸出噪聲功率 P叫.—獲得信號(hào)的輸出光信噪比OSNR加聲.則OAj的輸出信號(hào)的光信噪比 OSNR^她為 如果是C波段80波或C+L波段160波系統(tǒng)，將上述的k因子8更換為4 即可。如果是更密集或更稀疏的DWDM系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)的通道帶寬修改相應(yīng) 的k因子。準(zhǔn)確獲得DWDM系統(tǒng)光信噪比的方法可作為軟件功能模塊內(nèi)嵌在 DWDM系統(tǒng)的網(wǎng)管上，從而獲得系統(tǒng)中MPI-S、 MPI-R、 S'、 R'各點(diǎn)的光信噪 比。DWDM實(shí)際工程系統(tǒng)一般不會(huì)滿配置波長(zhǎng)通道，故需要根據(jù)實(shí)際情況計(jì) 算噪聲功率在總功率中的分量。DWDM系統(tǒng)中各網(wǎng)元的監(jiān)測(cè)功能模塊可監(jiān)測(cè) 該網(wǎng)元的OA的輸入功率和輸出功率；并從上級(jí)OA的輸出光信噪比獲知本級(jí) OA的輸入光信噪比；用戶輸入OA的噪聲系數(shù)、增益、系統(tǒng)通道數(shù)等參數(shù)； 根據(jù)上述參數(shù)獲得該網(wǎng)元中OA的輸出光信噪比。系統(tǒng)的初始光信噪比，可輸 入如50dB或其他合適值；如果是橫向兼容系統(tǒng)，應(yīng)輸入對(duì)端設(shè)備傳輸過來的 信號(hào)的光信噪比。準(zhǔn)確獲得DWDM系統(tǒng)光信噪比的方法也可應(yīng)用在DWDM系統(tǒng)設(shè)計(jì)中， 作為輔助軟件指導(dǎo)系統(tǒng)的配置設(shè)計(jì)，系統(tǒng)中OA的輸入功率和輸出功率由線路 光纖損耗和系統(tǒng)配置決定。本發(fā)明提出的一種準(zhǔn)確獲得DWDM系統(tǒng)光信噪比的方法適應(yīng)于非等距系 統(tǒng)、跨段發(fā)送光功率不均等系統(tǒng)、低信噪比系統(tǒng)以及橫向兼容系統(tǒng)。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情 況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但 這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1 、一種求取DWDM系統(tǒng)光信噪比的方法，適用于包含光放大器的DWDM 系統(tǒng)，其特征在于，包括步驟一，根據(jù)所述光放大器的噪聲系數(shù)、增益得到放大自發(fā)輻射噪聲功率；步驟二，求取所述光放大器的單通道輸入功率，并根據(jù)該單通道輸入功率 和輸入光信噪比得到輸入噪聲功率；步驟三，由所述放大自發(fā)輻射噪聲功率、所述輸入噪聲功率、所述增益得 到輸出噪聲功率；及步驟四，求取單通道的輸出信號(hào)功率，并根據(jù)該輸出信號(hào)功率和所述輸出 噪聲功率得到信號(hào)的輸出光信噪比。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的求取DWDM系統(tǒng)光信噪比的方法，其特征在 于，在所述步驟一之前，還包括一設(shè)定所述光放大器的增益、噪聲系數(shù)、輸入 功率、輸出功率均為已知參數(shù)的步驟。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的求取DWDM系統(tǒng)光信噪比的方法，其特征在于，所述步驟二中，根據(jù)所述光放大器的單通道輸出功率、增益、放大自發(fā)輻 射噪聲功率求取所述光放大器的單通道輸入功率。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的求取DWDM系統(tǒng)光信噪比的方法，其特 征在于，所述步驟二中，根據(jù)所述光放大器的輸入功率求取所述光放大器的單 通道輸入功率。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的求取DWDM系統(tǒng)光信噪比的方法，其特 征在于，所述步驟四中，根據(jù)所述光放大器的單通道輸出功率與所述輸出噪聲 功率求取所述單通道的輸出信號(hào)功率。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的求取DWDM系統(tǒng)光信噪比的方法，其特 征在于，所述步驟四中，根據(jù)單通道的輸入信號(hào)功率和所述增益求取所述單通 道的輸出信號(hào)功率。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的求取DWDM系統(tǒng)光信噪比的方法，其特 征在于，所述光放大器的輸入功率、輸出功率由所述DWDM系統(tǒng)的線路光纖 和系統(tǒng)配置確定。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的求取DWDM系統(tǒng)光信噪比的方法，其 特征在于，所述光放大器為摻餌光纖放大器、分布式拉曼放大器或半導(dǎo)體光放 大器。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的求取DWDM系統(tǒng)光信噪比的方法，其 特征在于，所述DWDM系統(tǒng)為C波段40波DWDM系統(tǒng)、C波段80波DWDM 系統(tǒng)或C+L波段160波DWDM系統(tǒng)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或3所述的求取DWDM系統(tǒng)光信噪比的方法， 其特征在于，所述DWDM系統(tǒng)為非等距系統(tǒng)、跨段發(fā)送光功率不均等系統(tǒng)、 低信噪比系統(tǒng)、橫向兼容系統(tǒng)或光分插復(fù)用系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種求取DWDM系統(tǒng)光信噪比的方法，適用于包含光放大器的DWDM系統(tǒng)，包括步驟一，根據(jù)所述光放大器的噪聲系數(shù)、增益得到放大自發(fā)輻射噪聲功率；步驟二，求取所述光放大器的單通道輸入功率，并根據(jù)該單通道輸入功率和輸入光信噪比得到輸入噪聲功率；步驟三，由所述放大自發(fā)輻射噪聲功率、所述輸入噪聲功率、所述增益得到輸出噪聲功率；及步驟四，求取單通道的輸出信號(hào)功率，并根據(jù)該輸出信號(hào)功率和所述輸出噪聲功率得到信號(hào)的輸出光信噪比。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的光信噪比估算方法無法適應(yīng)于非等距系統(tǒng)、跨段發(fā)送光功率不均等系統(tǒng)、低信噪比系統(tǒng)以及橫向兼容系統(tǒng)的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04B10/08GK101145838SQ20061011297
公開日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2006年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月13日
發(fā)明者沈百林 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司