[发明专利]用于估计光通信网络中SRS引起的增益变化的方法和系统

说明书

所公开的系统、结构和方法涉及一种光通信，所述光通信包括：第一波分复用器(wavelength division multiplexer，WDM)，用于接收WDM信号，所述第一WDM还用于将接收到的WDM信号分为C波段WDM信号和L波段WDM信号；C波段放大器和L波段放大器，用于分别放大所述C波段WDM信号和所述L波段WDM信号，并以快速时间尺度计算快速总瞬时功率P_tot‑CBand(t)和P_tot‑LBand(t)；慢速每信道功率检测器，用于以慢速时间尺度提取慢速每信道功率P(λ₁)，P(λ₂)...P(λ_n)；受激拉曼散射(Stimulated Raman Scattering，SRS)估计器，用于估计SRS引起的所述WDM信号的增益变化；以及第二WDM，用于将放大后的C波段WDM信号和L波段WDM信号进行组合并通过光缆传输。

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年7月6日提交的发明名称为“METHOD AND SYSTEM TO ESTIMATESRS INDUCED GAIN CHANGE IN OPTICAL COMMUNICATION NETWORKS(用于估计光通信网络中SRS引起的增益变化的方法和系统)”的序列号为16/921,034的美国非临时专利申请的优先权。

技术领域

本发明大体上涉及光通信网络的领域，具体涉及用于估计光通信网络中受激拉曼散射(Stimulated Raman Scattering，SRS)引起的增益变化的方法和系统。

背景技术

在基于波分复用(wavelength division multiplexing，WDM)的光通信网络中，在单根光纤上承载多个光信道。单根光纤包括在光纤链路中。连接两个节点的光纤链路还包括沿光传输路线的任何其他光组件和光放大器。光放大器用于放大光纤链路中传输的WDM信号。这些放大器既用于路线中，也用于光纤链路的发送端和接收端处。

基于WDM的光通信网络中的每个光信道在光纤上以特定波长工作。使用可重构光分插复用器(optical add/drop multiplexer，OADM)，可以在节点中添加新信道和丢弃现有信道。

基于WDM的光通信网络中常见的非线性现象是受激拉曼散射(SRS)。SRS是一种非线性效应，这种非线性效应是由于入射波在介质中散射以致于入射波部分地转移至更高波长而产生的。在支持多个特定于波长的信道的光纤中，能量从波长较短的信道散射到波长较长的信道。根据光纤中的信道/光纤状况，例如信道数量、信道位置、信道功率、光纤类型、光纤长度，这种散射现象的结果是信道间信号混合和较高波长信道处感知增益的渐进增加或减小，这导致所传输的WDM信号的谱倾斜。随着WDM信号传输通过网络中的附加放大器和光纤，这种谱倾斜被进一步放大。为此，必须适当补偿SRS，以实现最佳性能。

传统上，只使用C波段进行WDM信号的传输。然而，为了满足不断增长的带宽需求和总容量的增加，C+L波段的传输已经商业化。C+L波段的SRS效应比仅C波段的SRS效应强得多。SRS缓解还必须考虑C波段与L波段之间的相互作用。

基于WDM的光通信网络面临的另一个常见问题是设备故障，例如光放大器故障。这种故障可能会对留存信道的传输产生瞬变效应。由于瞬变效应，留存信道也可能经历传输错误。此外，设备故障会导致光放大器输入端处的光谱功率分布和光功率的变化。光谱功率分布的较大变化会导致WDM信号在光纤中传输时SRS引起的谱倾斜的较大变化。这对于密集WDM信号传输尤其突出。

为此，有兴趣在正常传输期间和设备故障引起的瞬变期间估计SRS效应。除了估计的SRS效应之外，还应关注采取补救措施来克服SRS效应。

发明内容