專利名稱：波長色散補償模塊以及包含它的光傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于補償光纖傳輸線路的波長色散的波長色散補償模塊以及包含它的光傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
利用光纖傳輸線路的光通訊使高速而且大容量的信息傳輸變成可能。另外，光通信中的位速率正在從10Gb/s向20Gb/s、進而向40Gb/s飛速地發(fā)展著。在這樣高速的光通信中，起因于光纖傳輸線路固有的波長色散的信號波形的惡化已成為問題。即，位速率越高，要求從發(fā)送端到接收端的信號傳輸?shù)墓饫w傳輸線路的累積波長色散的絕對值越小。因此，作為使信號波形的惡化小而且位速率高的信號傳輸變成可能的光纖傳輸線路利用在信號波段范圍(1.55μm波段)具有零色散波長的色散移位光纖。
但是，上述光纖傳輸線路通常由于在地面或海底的自然環(huán)境下敷設(shè)，因此，因季節(jié)和晝夜的溫度變動等因素的原因往往使它的波長色散的絕對值變大。在這種場合，雖然色散移位光纖適用于光纖傳輸線路，但在該光纖傳輸線路中傳輸?shù)男盘柌ㄐ蔚膼夯豢珊鲆?，并有可能使高位速率的信號傳輸不能實現(xiàn)。
打算解決這樣的問題的技術(shù)，例如，在由桑原等人發(fā)表在1998年電子信息通信學(xué)會協(xié)會大會、B-10-95(1998)號文獻1中題為“使用PM-AM變換效果的色散變動檢測的適應(yīng)色散化等方式的研討”一文、以及由大井等人發(fā)表在1998年電子信息通信學(xué)會通信協(xié)會大會、B-10-96(1998)號文獻2中題為“使用波長可變激光的40Gbit/s自動色散化等實驗“一文中被提議。
在這些文獻1和文獻2提議的技術(shù)中，通過監(jiān)視到達光纖傳輸線路的接收端的光(信號)，就能測定光纖傳輸線路的累積波長色散以及累積波長色散的變化量。在發(fā)送端根據(jù)從接收端通知的該測定結(jié)果進行被輸出信號的波長調(diào)節(jié)。即，從發(fā)送端輸出的信號的波長被調(diào)節(jié)以便使在接收端測定的光纖傳輸線路的累積波長色散變小。因此，具有接近光纖傳輸線路的零色散波長的波長的信號就會常常在該光纖傳輸線路上被傳輸。結(jié)果，信號波形的惡化被抑制、并使高位速率的信號傳輸變?yōu)榭赡堋?br>
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明者研討了上述未來技術(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)以下課題。就是說，在上述文獻1和文獻2中公布的技術(shù)是這樣構(gòu)成的，即，由于將在接收端被測定的光纖傳輸線路的累積波長色散的測定結(jié)果通知發(fā)送端，因此有必要進一步具備用來通知該測定結(jié)果的通信設(shè)備和信號傳輸線路。另外，由于根據(jù)該通知使從發(fā)送端輸出的信號的波長調(diào)節(jié)變成可能，因此輸出信號的光源必須是具備波長可變功能的光源。這樣，在上述文獻1和文獻2中公布的技術(shù)將使整個光傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成變得復(fù)雜。
本發(fā)明是為解決上述那樣的課題而形成的，其目的在于在補償光纖傳輸線路的波長色散、使高位速率的信號傳輸變成可能的同時，提供用來以更簡易的構(gòu)成實現(xiàn)該高位速率的信號傳輸?shù)牟ㄩL色散補償模塊以及包含它的光纖傳輸系統(tǒng)。
涉及本發(fā)明的光傳輸系統(tǒng)適用于經(jīng)由1路或1路以上的光纖傳輸線路利用多個波長的WDM(Wavelength Duvusion Multiplexing-波分多路復(fù)用)通信是可能的。另外，這些光纖傳輸線路被配置在發(fā)送臺和接收臺之間、發(fā)送臺和中繼站之間、中繼站之間、中繼站和接收臺之間的任何臺、站之間。
能適用于上述光傳輸系統(tǒng)的、涉及本發(fā)明的波長色散補償模塊具有補償光纖傳輸線路的波長色散的功能，并至少具備補償色散補償器和溫度調(diào)節(jié)器。上述波長色散補償器對于所定波長具有與作為補償對象的光纖傳輸線路的波長色散不同的符號的波長色散，同時，具有與該光纖傳輸線路的波長色散斜率不同的符號的波長色散斜率。另外，上述溫度調(diào)節(jié)器通過調(diào)節(jié)上述波長色散補償器的溫度將該波長色散補償器的波長色散設(shè)定為所希望的值。
若依據(jù)具備以上那樣構(gòu)造的波長色散補償模塊，對于所定波長，例如1550nm的波長，由于上述光纖傳輸線路和波長色散補償器各自的波長色散的符號互不相同，因此，從整個該光纖傳輸系統(tǒng)所看到的累積波長色散在效果上被降低。此外，該光纖傳輸系統(tǒng)在經(jīng)由1個或1個以上的中繼站由多個光纖傳輸線路構(gòu)成的場合，最好是每個光纖傳輸線路要準(zhǔn)備波長色散補償器(各波長色散補償器分別設(shè)置在中繼站和接收臺)。由于上述光纖傳輸線路以及波長色散補償器各自的波長色散斜率的符號也互不相同，因此在更寬的信號波段范圍，從關(guān)于多個波長信號各自的整個該光纖傳輸系統(tǒng)看到的累積波長色散在效果上被降低。而且，即使因溫度變動使光纖傳輸線路的波長色散發(fā)生變化，由于波長色散補償器的溫度由溫度調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)，因此在這種場合，從整個該光傳輸系統(tǒng)看到的累積波長色散在效果上也被降低。
另外，在涉及本發(fā)明的波長色散補償模塊中，上述波長色散補償器最好包含色散補償光纖。該色散補償光纖構(gòu)成該光傳輸線路中傳輸線路的一部分，是因為能減小插入損失。另外，在涉及本發(fā)明的波長色散補償模塊中，對于所定波長，色散補償光纖中的波長色散的溫度依存性的絕對值、即每單位溫度的波長色散變動量的絕對值最好比光纖傳輸線路的每單位溫度的波長色散變動量的絕對值大?；蛘撸瑢τ谒úㄩL，上述色散補償光纖中的波長色散的溫度依存性的絕對值最好是0.002ps/nm/km/℃以上。在任何場合，由于色散補償光纖的溫度適當(dāng)?shù)乇徽{(diào)節(jié)，因此使效率高的波長色散補償成為可能。
另外，涉及本發(fā)明的波長色散補償模塊還可以具備應(yīng)控制波長色散補償器的波長色散、并控制上述溫度調(diào)節(jié)器(波長色散補償器的溫度調(diào)節(jié))的波長色散控制部分。通過該波長色散控制部分控制溫度調(diào)節(jié)器的波長色散補償器的溫度調(diào)節(jié)，并控制波長色散補償器的波長色散，以便使從包含光纖傳輸線路和波長色散補償器的該波長色散補償器的整個補償對象區(qū)間看到的累積波長色散實質(zhì)上變成零。
涉及本發(fā)明的波長色散補償模塊除具備控制上述溫度調(diào)節(jié)部分的波長色散控制部分外，也可以再具備通過監(jiān)視輸入到上述波長色散補償器的光來測定光纖傳輸線路的累積波長色散或累積波長色散的變化量的波長色散測定部分。在該場合，對波長色散補償器的波長色散進行前饋控制，以便使從包含光纖傳輸線路和波長色散補償器的該波長色散補償器的整個補償對象區(qū)間看到的累積波長色散實質(zhì)上變成零。
另外，涉及本發(fā)明的波長色散補償模塊除具備控制上述溫度調(diào)節(jié)部分外，也可以再具備通過監(jiān)視從上述波長色散補償器輸出的信號測定從包含光纖傳輸線路和波長色散補償器的該波長色散補償器的整個補償對象區(qū)間看到的累積波長色散或累積波長色散的變化量的波長色散測定部分。在該場合，對波長色散補償器的波長色散進行前饋控制，以便使從包含光纖傳輸線路和波長色散補償器的該波長色散補償器的整個補償對象區(qū)間看到的累積波長色散實質(zhì)上變成零。
此外，若已知溫度變動的調(diào)節(jié)所需要的波長色散量和該波長色散的溫度依存性，就不一定需要監(jiān)視波長色散的值。在該場合，涉及本發(fā)明的波長色散補償模塊也可以具備根據(jù)必要的波長色散的調(diào)節(jié)量和波長色散的溫度依存性決定應(yīng)被設(shè)定的溫度、在監(jiān)視波長色散補償器的同時進行該波長色散補償器的溫度調(diào)節(jié)的的構(gòu)造。具體地說，該波長色散補償模塊也可以是這樣的構(gòu)成，即，除控制上述溫度調(diào)節(jié)部分的波長色散控制部分外，還具備通過監(jiān)視上述波長色散補償器的溫度推定從包含光纖傳輸線路和波長色散補償器的該波長色散補償器的整個補償對象區(qū)間看到的累積波長色散或累積波長色散的變化量的溫度測定部分。
另一方面，涉及本發(fā)明的光傳輸系統(tǒng)在具備光纖傳輸線路的同時、還具備波長色散補償模塊，該模塊具備補償該光纖傳輸線路的波長色散的上述那樣構(gòu)造。若依據(jù)該光傳輸系統(tǒng)，對于所定波長，例如1550nm的波長，光纖傳輸線路的波長色散通過波長色散補償模塊被補償。另外，即使由于溫度變動等因素改變光纖傳輸線路的波長色散，也能通過溫度調(diào)節(jié)器對波長色散補償器的溫度進行適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)。因此，能夠減小從整個該光傳輸系統(tǒng)、或波長色散補償器的整個補償對象區(qū)間看到的累積波長色散，并使高位速率的信號傳輸成為可能。
適用于涉及本發(fā)明的光傳輸系統(tǒng)的波長色散補償模塊最好被配置在作為補償對象的光纖傳輸線路的下游一側(cè)，即被配置在該光纖傳輸線路的光輸出端和接收端之間。另外，該波長色散補償模塊在具有上述波長色散測定部分和上述波長色散控制部分的場合，由于波長色散補償量適當(dāng)?shù)乇豢刂疲虼私?jīng)常使高位速率的信號傳輸成為可能。
此外，涉及本發(fā)明的各實施例通過以下的詳細說明和附圖將能夠更充分地被理解。這些實施例只是作為示例被示出，不應(yīng)認為對本發(fā)明進行限定。
另外，本發(fā)明的應(yīng)用范圍從以下的詳細說明中將會明確。但是，詳細的說明和特定的事例應(yīng)示出本發(fā)明的恰當(dāng)?shù)膶嵤├?，但只是為了示例而示出，顯然，在本發(fā)明的思想和范圍內(nèi)的各種變形和改良，熟悉此技術(shù)的人從該詳細說明中將會不言自明。


圖1是表示涉及本發(fā)明的光傳輸系統(tǒng)的第1實施形態(tài)的構(gòu)成的圖。
圖2是表示能適用于涉及本發(fā)明的光傳輸系統(tǒng)的波長色散補償模塊(涉及本發(fā)明的波長色散補償模塊)的第1實施形態(tài)的構(gòu)成的圖。
圖3A和圖3B是表示涉及本發(fā)明的波長色散補償模塊中的波長色散補償器的應(yīng)用例子的構(gòu)成的圖。
圖4是表示能適用于涉及本發(fā)明的光傳輸系統(tǒng)的波長色散補償模塊的第2實施形態(tài)的構(gòu)成的圖。
圖5是表示光纖傳輸線路的波長色散和色散補償光纖的波長色散各自的波長依存性的曲線圖。
圖6是表示光纖傳輸線路的波長色散和色散補償光纖的波長色散各自的溫度依存性的圖。
圖7是表示能適用于設(shè)計本發(fā)明的光傳輸系統(tǒng)的波長色散補償模塊的第3實施形態(tài)的構(gòu)成的圖。
圖8是表示涉及本發(fā)明的光傳輸系統(tǒng)的第2實施形態(tài)的構(gòu)成的圖。
圖9是表示能適用于涉及本發(fā)明的光傳輸系統(tǒng)的波長色散補償模塊的第4實施形態(tài)的構(gòu)成的圖。
圖10是表示能適用于涉及本發(fā)明的波長色散補償模塊的第5實施形態(tài)的構(gòu)成的圖。
圖11是表示能適用于涉及本發(fā)明的光傳輸系統(tǒng)的波長色散補償模塊的第6實施形態(tài)的構(gòu)成的圖。
圖12是表示能適用于涉及本發(fā)明的光傳輸系統(tǒng)的波長色散補償模塊的第7實施形態(tài)的構(gòu)成的圖。
圖13是表示能適用于涉及本發(fā)明的光傳輸系統(tǒng)的波長色散補償模塊的第8實施形態(tài)的構(gòu)成的圖。
圖14是表示能適用于涉及本發(fā)明的光傳輸系統(tǒng)的波長色散補償模塊的第9實施形態(tài)的構(gòu)成的圖。
具體實施例方式
以下，使用圖1～2、3A、3B以及4～12說明包含涉及本發(fā)明的波長色散補償模塊以及包含它的光傳輸系統(tǒng)的各實施形態(tài)。此外，在附圖的說明中，在同一要素上附加同一符號，并省略重復(fù)的說明。
(光傳輸系統(tǒng)的第1實施形態(tài))圖1是表示涉及本發(fā)明的光傳輸系統(tǒng)的第1實施形態(tài)的概略構(gòu)成的圖。在該圖中所示的光傳輸系統(tǒng)1具備發(fā)送臺110、接收臺120、以及敷設(shè)在這些發(fā)送臺110和接收臺120之間的光纖傳輸線路140。在接收臺120內(nèi)設(shè)置了波長色散補償模塊121、光放大器122以及接收器123，該波長色散補償模塊121位于光纖傳輸線路140的光輸出端140a和接收器123之間。在該光傳輸系統(tǒng)1中，從發(fā)送臺110發(fā)送的信號在光纖傳輸線路中傳送后到達接收臺120。到達該接收臺120的信號經(jīng)過波長色散補償模塊121后由光放大器放大，被放大的信號最終被接收器123接收。
波長色散補償模塊121至少具備波長色散補償器和溫度調(diào)節(jié)器、以便補償光纖傳輸線路140的波長色散。波長色散補償器對于所定波長、例如1550nm的波長，具有與光纖傳輸線路140的波長色散不同的符號的波長色散，同時，具有與該光纖傳輸線路140的波長色散斜率不同的符號的波長色散斜率。溫度調(diào)節(jié)器通過調(diào)節(jié)波長色散補償器將該波長色散補償器的波長色散設(shè)定為所希望的值。另外，該波長色散補償器在抑制插入損失變小這一點上最好包含色散補償光纖。
圖2是表示能適用于涉及本發(fā)明的光傳輸系統(tǒng)的、波長色散補償模塊(涉及本發(fā)明的波長色散補償模塊))的第1實施形態(tài)的構(gòu)成的圖。涉及該圖所示的第1實施形態(tài)的波長色散補償模塊30能適用于圖1所示的光傳輸系統(tǒng)1，并且具備作為被收容在溫度調(diào)節(jié)用的殼體300內(nèi)的色散補償器的色散補償光纖31、調(diào)節(jié)殼體300內(nèi)的溫度(波長色散補償器的溫度)的溫度調(diào)節(jié)器32、光分支部分33、波長色散測定部分34以及波長色散控制部分35。
色散補償光纖31起著用來補償光纖傳輸線路140的波長色散的作用，對于所定波長、例如1550nm的波長，具有與光纖傳輸線路140的波長色散不同的符號的波長色散，同時，具有與該光纖傳輸線路140的波長色散斜率不同的符號的波長色散斜率。此外，對于上述所定波長，在色散補償光纖31中的波長色散的溫度依存性、即每單位溫度的波長色散變化量的絕對值最好比在光纖傳輸線路140中的波長色散的溫度依存性(每單位溫度的波長色散變化量)的絕對值大。這是因為通過將比光纖傳輸線路140的溫度變動(依存該光纖傳輸線路140的設(shè)置環(huán)境的溫度變動)小的溫度變化給予色散補償光纖31、能夠有效地進行波長色散補償。另外，對于上述所定波長，色散補償光纖31中的波長色散的溫度依存性的絕對值最好是0.002ps/nm/km/℃以上。這是因為通過色散補償光纖31的溫度變化能夠有效地進行波長色散補償。
溫度調(diào)節(jié)器32包含用來調(diào)節(jié)色散補償光纖31的溫度的加熱器和珀耳帖(Peltier)元件。具體地說，溫度調(diào)節(jié)器32通過纏繞色散補償光纖31的繞線管的溫度調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)色散補償光纖31的溫度，或者，通過收容色散補償光纖31的殼體300的溫度調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)色散補償光纖31的溫度。再者，在補償波段互不相同的多個色散補償光纖各自獨立的、被纏繞在繞線管上的狀態(tài)下，在構(gòu)成上述色散補償光纖31的場合，也能夠分別獨立地對這些多個色散補償光纖進行溫度調(diào)節(jié)。
光分支部分33使從光纖傳輸線路140的光輸出端140a輸出的光的一部分分支后向波長色散測定部分引導(dǎo)，另一方面，將剩余的光向色散補償光纖31輸出。波長色散測定部分34接收從光分支部分33到達的光后測定光纖傳輸線路140的累積波長色散或累積波長色散的變化量。波長色散控制部分35通過根據(jù)波長色散測定部分34的測定結(jié)果控制溫度調(diào)節(jié)器32前饋控制色散補償光纖31的波長色散。這時，波長色散控制部分35控制溫度調(diào)節(jié)器，以便只變更光纖傳輸線路140的累積波長色散的變化量和絕對值相等且符號不同的變化量、以及變更色散補償光纖31的波長色散。通過該構(gòu)成，常常使從包含光纖傳輸線路140以及色散補償光纖31的整個光傳輸系統(tǒng)看到的累積波長色散大約維持為零。
此外，在圖2中，作為波長色散補償器示出單一(unitary)的色散補償光纖31，而作為該波長色散補償器如圖3A和圖3B所示那樣有各種構(gòu)成能適用。例如，作為該波長補償器的第1應(yīng)用例也可以這樣構(gòu)成，即，如圖3A所示那樣，將補償波段互不相同的多個色散補償光纖310a～310d作為是波長色散補償器的色散補償光纖31并列地配置在將從光纖傳輸線路140輸出的信號分離成每個波段的分波器320、以及合波器330之間。在該第1應(yīng)用例中，在分波器320中被分離的信號通過在色散補償光纖310a～310d之間對應(yīng)的1個之后，由合波器330合波。以及，作為色散補償器的第2應(yīng)用例也可以這樣地構(gòu)成，即，如圖3B所示那樣，串聯(lián)地連接作為色散補償對象的波段互不相同的色散補償光纖310a～310d。
但是，在波長色散補償器的這些第1和第2應(yīng)用例的任何場合，也可以對全部色散補償光纖310a～310d進行溫度調(diào)節(jié)(例如殼體300內(nèi)的溫度調(diào)節(jié))，也可以對這些色散補償光纖310a～310d的一部分進行溫度調(diào)節(jié)(例如對各色散補償光纖被纏繞的繞線管一個個地進行溫度調(diào)節(jié))。另外，波長色散補償器的這些第1和第2應(yīng)用例在涉及本發(fā)明的波長補償模塊的、以后被說明的實施形態(tài)的任何一種中也能適用。
作為波長色散補償器的色散補償光纖31，它的光輸入端和光輸出端分別與其它光纖融著連接。該連接部分通過溫度變動改變它的光學(xué)特性，這種可能性是有的。為此，對于圖2所示的構(gòu)成，通過配置在收容色散補償光纖31的殼體300(溫度調(diào)節(jié)對象區(qū)域)之外，就能將溫度調(diào)節(jié)部分32的色散補償光纖31的溫度調(diào)節(jié)的影響抑制到最小限度。此外，也可以這樣地構(gòu)成，即，該連接部分可以配置在難以受溫度調(diào)節(jié)的影響的位置，若難以受溫度調(diào)節(jié)的影響，那么就使它位于該波長色散補償模塊的內(nèi)部或外部的任何位置。
圖4是表示涉及本發(fā)明的波長色散補償模塊的第2實施形態(tài)的構(gòu)成的圖。該圖所示的波長色散補償模塊40也能夠適用于圖1所示的光傳輸系統(tǒng)1中的波長色散補償模塊121。該波長色散補償模塊40具備作為波長色散補償器被收容在殼體400內(nèi)的色散補償光纖41、溫度調(diào)節(jié)器42、光分支部分43、波長色散測定部分44以及波長色散控制部分45。此外，在圖4中，41a以及41b分別表示與色散補償光纖41的光輸入端和光纖傳輸線路140的光輸出端140a的融著連接部分、以及與該色散補償光纖41的光輸出端和其它光纖的融著連接部分。
色散補償光纖41作為補償光纖傳輸線路140的波長色散的波長色散補償器而起作用，對于所定波長，例如1550nm的波長，具有與作為補償對象的光纖傳輸線路140的波長色散不同的符號的波長色散，同時，具有與該光纖傳輸線路140的波長色散斜率不同的符號的波長色散斜率。在涉及該第2實施形態(tài)的波長色散補償模塊40中，色散補償光纖41的上述所定波長中的波長色散的溫度依存性(每單位溫度的波長色散變動量)的絕對值最好比光纖傳輸線路140的波長色散的溫度依存性的絕對值大。通過將比光纖傳輸線路140的溫度變動小的變動加在色散補償光纖41中，就能有效地進行波長色散補償。具體地說，對于上述所定波長，色散補償光纖41中的波長色散的溫度依存性，其絕對值最好是0.002ps/nm/km/℃以上。
溫度調(diào)節(jié)器42包含用于調(diào)節(jié)色散補償光纖41的溫度的加熱器和珀耳帖元件。溫度調(diào)節(jié)器42，例如通過纏繞色散補償光纖41的繞線管的溫度調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)色散補償光纖41的溫度，或者通過調(diào)節(jié)收容色散補償光纖41的殼體400內(nèi)的溫度來調(diào)節(jié)色散補償光纖41的溫度。
光分支部分43分支從光纖傳輸線路41的輸出端41b輸出的部分光后向波長色散測定部分引導(dǎo)，另一方面，將剩余的光向外部輸出。波長色散測定部分44接收從光分支部分43到達的分離光，并測定從包含光纖傳輸線路140和色散補償光纖41的整個該光傳輸系統(tǒng)看到的累積波長色散或累積波長色散的變化量。波長色散控制部分45，通過象根據(jù)波長色散測定部分44的測定結(jié)果將色散補償光纖41的溫度設(shè)定為所希望的值那樣地控制溫度調(diào)節(jié)器42，前饋控制色散補償光纖41的波長色散。這時，波長色散控制部分45控制色散補償光纖41的波長色散、以便使從包含光纖傳輸線路140和色散補償光纖41的整個該光傳輸系統(tǒng)看到的累積波長色散實質(zhì)上變?yōu)榱恪?br> 圖5是表示作為光纖傳輸線路140和波長色散補償器的各自的色散補償光纖中的波長色散的波長依存性的曲線圖。此外，在該圖5中，曲線圖G410表示光纖傳輸線路140中的波長色散的波長依存性、曲線圖G420表示色散補償光纖中的波長色散的波長依存性。如這些曲線圖G410、G420所示那樣，光纖傳輸線路140和色散補償光纖，對于所定波長，例如1550nm的波長，它們的波長色散的符號互不相同，波長色散斜率的符號也互不相同。由于兩者的波長色散的符號互不相同，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定光纖傳輸線路和色散補償光纖的長度比，對所定波長，就能減小從整個該光傳輸系統(tǒng)1看到的累積波長色散。另外，由于兩者的波長色散斜率的符號互不相同，因此，在更寬的信號波段，對于多個波長的各自信號(WDM信號)，能有效地減小從整個該光傳系統(tǒng)1看到的累積波長色散。
另一方面，圖6是表示作為光纖傳輸線路140和波長色散補償器的各自的色散補償光纖中的波長色散的溫度依存性的曲線圖。此外，曲線圖G510表示光纖傳輸線路140中的波長色散的溫度依存性(ps/nm/km/℃)、曲線圖G520表示色散補償光纖中的波長色散的溫度依存性(ps/nm/km/℃)。象這些曲線圖G510、G520所示那樣，對于所定波長，色散補償光纖中的波長色散的溫度依存性的絕對值最好比光纖闡述線路140中的波長色散的溫度依存性的絕對值大。具體地說，色散補償光纖中的波長色散的溫度依存性的絕對值最好是0.002ps/nm/km/℃以上。這樣，通過設(shè)定波長色散的溫度依存性，就能夠利用少許的溫度變化調(diào)節(jié)色散補償光纖的溫度、并實現(xiàn)更有效的波長色散的補償。
此外，如果溫度變動的調(diào)節(jié)所需要的波長色散量和該波長色散的溫度依存性已知，那么，就不一定要監(jiān)視波長色散的值。在該場合，涉及本發(fā)明的波長色散補償模塊也可以這樣構(gòu)成，即，根據(jù)必要的波長色散的調(diào)節(jié)量和波長色散的溫度依存性決定應(yīng)被設(shè)定的溫度，并且，在監(jiān)視波長色散補償器的溫度的同時、進行該波長色散補償器的溫度調(diào)節(jié)。具體地說，具備圖7所示的構(gòu)造的波長色散補償模塊50也可以適用于圖1所示的光傳輸系統(tǒng)1。
波長色散補償模塊50具備作為被收容在殼體500內(nèi)的波長色散補償器的色散補償光纖51、溫度測定部分54以及波長色散控制部分55。色散補償光纖51的光輸入端引出到殼體500的外部，并與光纖傳輸線路140的光輸出端140a融著連接，另一方面，該色散補償光纖51的光輸出端也被引出到殼體500的外部、并與其它的光纖的輸入端融著連接。此外，51a、51b表示融著連接部分。另外，在殼體500中安裝了溫度傳感器53，溫度測定部分53通過監(jiān)視色散補償光纖51的溫度(殼體500內(nèi)的溫度)，推定從包含光纖傳輸線路140和色散補償光纖51的整個光傳輸系統(tǒng)看到的累積波長色散或累積波長色散的變化量。波長色散控制部分55通過控制溫度調(diào)節(jié)部分以便根據(jù)溫度測定部分54的測定結(jié)果使色散補償光纖51的溫度變成所希望的值，調(diào)節(jié)色散補償光纖51中的波長色散。
下面，說明關(guān)于涉及第1實施形態(tài)的光傳輸系統(tǒng)1的具體構(gòu)造。適用于該光傳輸系統(tǒng)1的光纖傳輸線路140和色散補償光纖(包含在波長色散補償模塊121中)各自的波長1550nm中的諸元(各因素)如下。
(色散補償光纖31、41或51)波長色散(ps/nm/km) -102波長色散斜率(ps/nm2/km) -0.21波長色散的溫度依存性(ps/nm/km/℃) 0.0057此外，該色散補償光纖的長度為13.3km。
(光纖傳輸線路140)波長色散(ps/nm/km) 17波長色散斜率(ps/nm2/km) 0.057波長色散的溫度依存性(ps/nm/km/℃) -0.0015此外，該光纖傳輸線路140的長度為80km。
光纖傳輸線路140是在1.3μm波段上具有零色散波長的標(biāo)準(zhǔn)的單模光纖。對于該光纖傳輸線路(單模光纖)140的所定溫度，波長1550nm中的波長色散為17ps/nm/km、波長色散斜率為0.057ps/nm2/km。另外，波長色散的溫度依存性為-0.0015ps/nm/km/℃。
另一方面，對于作為波長色散補償器的色散補償光纖的所定溫度，波長1550nm中的波長色散為-102ps/nm/km、波長色散斜率為-0.21ps/nm2/km。另外，波長色散的溫度依存性為0.0057ps/nm/km/℃。這樣，對于作為光纖傳輸線路(單模光纖)140和波長色散補償器的色散補償光纖的波長1550nm，波長色散的符號互不相同，波長色散斜率的符號也互不相同。
當(dāng)光纖傳輸線路140的長度為80km時，該光纖傳輸線路140的波長1550nm中的累積波長色散為1360ps/nm(＝17(ps/nm/km)×80(km))。而且，為了消除該光纖傳輸線路140的累積波長色散所需要的色散補償光纖的長度為1.33km(＝1360(ps/nm)/102(ps/nm/km)。此處，假定光纖傳輸線路140的溫度只上升10℃。這時，這時，該光纖傳輸線路140的波長1550nm中的累積波長色散只變化-1.2ps/nm(＝-0.0015(ps/nm/km/℃)×80(km)×10(℃))。而且，為了消除起因于該溫度變動的光纖傳輸線路140的波長色散的變化所需要的色散補償光纖的溫度變化為15.8℃(＝1.2(ps/nm)/0.0057(ps/nm/km/℃)/13.3(km))。
象以上那樣，即使因光纖傳輸線路140的溫度變動而改變波長色散，由于作為波長色散補償器的色散補償光纖的溫度在現(xiàn)實的范圍內(nèi)被調(diào)節(jié)，因此經(jīng)常能將從包含光纖傳輸線路140和色散補償光纖的整個該光傳輸系統(tǒng)看到的累積波長色散的絕對值抑制到最小的值。
此外，在以上的構(gòu)成中，沒有必要將在接收臺120中所測定的光纖傳輸線路140的累積波長色散的測定結(jié)果通知發(fā)送臺，不需要用來通知該測定結(jié)果的通信設(shè)備和信號傳輸線路。另外，從發(fā)送臺110輸出的信號的波長也沒有必要被調(diào)節(jié)，作為光源也無須準(zhǔn)備具有波長可變功能的光源。這樣，若依據(jù)涉及本發(fā)明的波長色散補償模塊和包含它的光傳輸系統(tǒng)，與以往的光傳輸系統(tǒng)比較就能用更簡易的構(gòu)成補償光纖傳輸線路140的波長色散，使高位速率的信號傳輸成為可能。
(光傳輸系統(tǒng)的第2實施形態(tài))圖8是表示涉及本發(fā)明的光傳輸系統(tǒng)2的第2實施形態(tài)的概略構(gòu)成的圖。在該圖所示的光傳輸系統(tǒng)2的發(fā)送臺210和中繼站230之間敷設(shè)了光傳輸線路241，在中繼站230和接收臺220之間敷設(shè)了光傳輸線路242。在接收臺220內(nèi)，設(shè)置了波長色散補償模塊221、光放大器222以及接收器223，在中繼站230內(nèi)設(shè)置了波長色散補償模塊231以及光放大器232。在該光傳輸系統(tǒng)2中，從發(fā)送臺210發(fā)送的信號在光纖傳輸線路上傳輸后到達中繼站230。在該中繼站230中，信號經(jīng)過波長色散補償模塊231之后由光放大器232放大。由光放大器232放大的信號輸出到下游的光纖傳輸線路242，并在該光纖傳輸線路242上傳輸后到達接收臺220。在該接收臺220中，信號經(jīng)過波長色散補償模塊221后由光放大器222放大。然后，被放大的信號最終由接收器223接收。
涉及該第2實施形態(tài)的光傳輸系統(tǒng)2的波長色散補償模塊221、231分別具備與圖2、圖4所示的構(gòu)造相同的構(gòu)造。另外，波長色散補償模塊221、231分別具備的波長色散補償器(色散補償光纖)具有圖5所示那樣的波長色散的波長依存性，同時，具有圖6所示那樣的波長色散的溫度依存性。在這種場合，中繼站230內(nèi)的波長色散補償模塊231補償在發(fā)送臺210和中繼站230之間敷設(shè)的光纖傳輸線路241的波長色散，接收臺220內(nèi)的波長色散補償模塊221補償在中繼站230和接收臺220之間敷設(shè)的光纖傳輸線路242的波長色散。這些波長色散模塊221、231分別象上述那樣動作。
此外，在涉及該第2實施形態(tài)的光傳輸系統(tǒng)2中，接收臺220內(nèi)的波長色散補償模塊221具備與圖2、圖4或圖7所示的構(gòu)成相同的構(gòu)造，但中繼站230內(nèi)的波長色散補償模塊231并不特別需要具有波長色散測定部分和波長色散控制部分。例如，也可以是只實現(xiàn)只將色散補償光纖的溫度維持恒定的功能的構(gòu)造，另外，也可以不用調(diào)節(jié)色散補償光纖的溫度。在這種場合，接收臺220內(nèi)的波長色散補償模塊221共同與中繼站230內(nèi)的波長色散補償模塊231一起補償光纖傳輸線路241、242的波長色散。
下面，說明關(guān)于涉及該第2實施形態(tài)的光傳輸系統(tǒng)2的具體的構(gòu)成。作為適用于該光傳輸系統(tǒng)2的光纖傳輸線路241、242以及波長色散補償器的色散補償光纖(分別包含在波長色散補償模塊221、231中)各自的波長1550nm中的諸元如下。
(色散補償光纖31、41或51)波長色散(ps/nm/km) -36波長色散斜率(ps/nm2/km) -018波長色散的溫度依存性(ps/nm/km/℃) 0.0049此外，各色散補償光纖的合計長度為(12.5×2)km。
(光纖傳輸線路140)波長色散(ps/nm/km) 9波長色散斜率(ps/nm2/km ) 0.070
波長色散的溫度依存性(ps/nm/km/℃) -0.019此外，光纖傳輸線路的合計長度為(50×2)km。
對于光纖傳輸線路241、242的所定溫度，波長1550nm中的波長色散為9ps/nm/km、波長色散斜率為0.070ps/nm2/km。另外，波長色散的溫度依存性為-0.0019ps/nm/km/℃。另一方面，對于波長色散補償模塊221、231內(nèi)的各色散補償光纖的所定溫度，波長1550nm中的波長色散為-36ps/nm/km、波長色散斜率為-0.18ps/nm2km。另外，波長色散的溫度依存性為0.0049ps/nm/km/℃。這樣，對于光纖傳輸線路(單模光纖)241、242和波長色散補償模塊221、231內(nèi)的各色散補償光纖的波長1550nm，波長色散的符號互不相同，波長色散斜率的符號也互不相同。
在光纖傳輸線路241、242各自的長度為50km時，整個這些光纖傳輸線路241、242的波長1550nm中的累積波長色散為900ps/nm(＝9(ps/nm/km)×50(km)×2)。此外，由于消除整個光纖傳輸線路241、242的累積波長色散所需要的整個色散補償光纖的長度為25km(＝900(ps/nm/36(ps/nm/km))，因此將波長色散補償模塊221內(nèi)的色散補償光纖的長度假定為12.5km，將波長色散補償模塊231內(nèi)的色散補償光纖的長度假定為12.5km。
此處，假定光纖傳輸線路241、242的溫度只上升10℃。這時，整個該光纖傳輸線路241、242的波長1550nm中的累積波長色散只變化-1.9ps/nm(＝-0.0019(ps/nm/km/℃)×50(km)×2×10(℃))。而且，假定包含在中繼站230內(nèi)的波長色散補償模塊231中的色散補償光纖的累積波長色散是恒定的，若假定用包含在接收臺220內(nèi)的波長色散補償模塊221中的色散補償光纖消除起因于該溫度變動的整個光纖傳輸線路241、242的累積波長色散的變化，那么在這種消除中所需的波長色散補償模塊221內(nèi)的色散補償光纖的溫度變化為31.0℃(＝1.9(ps/nm)/(0.0049(ps/nm/km/℃)/12.5(km))。
這樣，即使因光纖傳輸線路241、242的溫度變動使波長色散改變，由于包含在接收器220內(nèi)的波長色散補償模塊221內(nèi)的色散補償光纖的溫度在現(xiàn)實的范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)，因此也能將從包含光纖傳輸線路241、242以及波長色散補償模塊221、231內(nèi)的色散補償光纖的整個光傳輸系統(tǒng)2看到的累積波長色散的絕對值常常抑制到最小的值。
此外，在不僅調(diào)節(jié)包含在接收器220內(nèi)的波長色散補償模塊221中的色散補償光纖的溫度、而且也調(diào)節(jié)包含在中繼站230內(nèi)的波長色散補償模塊231中的色散補償光纖的溫度的場合，象上述那樣，如果光纖傳輸線路241、242的溫度變化是100C，那么各自的色散補償光纖的溫度變化可以是15.5℃(＝31.0(℃)/2)。
另外，在涉及該第2實施形態(tài)的光纖傳輸系統(tǒng)2中，由于沒有必要將在接收臺220中所測定的光纖傳輸線路241、242的累積波長色散的結(jié)果通知發(fā)送臺210，因此不需要用來通知該測定結(jié)果的通信設(shè)備和信號傳輸線路。這樣，通過涉及第2實施形態(tài)的光傳輸系統(tǒng)2，與以往的光傳輸系統(tǒng)比較也能用更簡易的構(gòu)成補償光纖傳輸線路241、242的波長色散、進行高位速率的信號傳輸。
此外，涉及本發(fā)明的波長色散補償模塊不限于上述那樣的構(gòu)成，可以有各種變形。例如，在上述各實施形態(tài)的說明中，說明了關(guān)于起因于溫度變動的光纖傳輸線路的波長色散發(fā)生變動的場合，但是，在起因于其它因素、使光纖傳輸線路發(fā)生變動的場合也可以是這樣的構(gòu)成，即，同樣地，通過調(diào)節(jié)波長色散補償器(色散補償光纖)的溫度消除光纖傳輸線路的波長色散的變動。另外，涉及本發(fā)明的波長色散補償模塊也可以適用于傳輸具有互不相同的波長的信號的WDM(Wavelength Division Multiplexing)傳輸系統(tǒng)。
而且，圖2和圖4所示的波長色散補償模塊30、40都分別具備色散補償光纖31、41，溫度調(diào)節(jié)器32、42，光分支部分33、43，波長色散測定部分34、44以及波長色散35、45。但是，例如，如圖9和圖10所示那樣，由色散補償光纖31、41，溫度調(diào)節(jié)器32、42，光分支部分33、43以及波長色散控制部分35、45分別構(gòu)成波長色散補償模塊30、40(涉及本發(fā)明的波長色散補償模塊的第4和第5實施形態(tài))，也可以設(shè)置與它不同的波長色散測定部分34、44。關(guān)于圖7所示的波長色散補償模塊50，也可以在該模塊50的外部設(shè)置溫度測定部分53(涉及本發(fā)明的波長色散補償模塊的第6實施形態(tài))。以及，如圖12和圖13所示那樣，由色散補償光纖31、41，溫度調(diào)節(jié)器32、42以及分支部分33、43分別構(gòu)成波長色散補償模塊30、40(涉及本發(fā)明的波長色散補償模塊的第7和第8實施形態(tài))，也可以在溫調(diào)(溫度調(diào)節(jié))范圍外設(shè)置與它不同的波長色散測定部分34、44以及波長色散控制部分35、45。同樣，關(guān)于圖7所示的波長色散補償模塊50，如圖14所示那樣，也可以在該模塊50的外部設(shè)定溫度測定部分53以及波長色散控制部分55(涉及本發(fā)明的波長色散補償模塊的第9實施形態(tài))。這些任何一種實施形態(tài)，也與圖4和圖7中分別所示的波長色散補償模塊30、40、50一樣地工作。另外，涉及任何一種實施形態(tài)的波長色散補償模塊也可以具備圖3A或圖3B所示那樣的構(gòu)造的波長色散補償器。
從以上的本發(fā)明的說明中可以明確，人們能使本發(fā)明得到種種變形。這樣的變形，不要認為超出本發(fā)明的思想和范圍，對所有的本行業(yè)的人不言自明的改良一定包含在以下的權(quán)利要求的范圍。
象以上那樣，若依據(jù)涉及本發(fā)明的波長色散補償模塊，對于所定波長，例如1550nm的波長，由于光纖傳輸線路以及波長色散補償器各自的波長色散的符號互不相同，因此從該波長色散補償模塊所適用的整個光傳輸系統(tǒng)看到的累積波長色散有效地被減小。另外，由于光纖傳輸線路和波長色散補償器各自的波長色散斜率的符號也互不相同，因此在更寬的波段中，關(guān)于多個波長的各自信號，從整個光傳輸系統(tǒng)看到的累積波長色散將有效地被減小。而且，即使在因溫度變動等因素使光纖傳輸線路的波長色散發(fā)生了變化的場合，由于通過溫度調(diào)節(jié)器將波長色散補償器的溫度設(shè)定成所希望的值，因此從整個該光傳輸系統(tǒng)看到的累積波長色散也將有效地被減小。
權(quán)利要求
1.一種波長色散補償模塊，是補償光纖傳輸線路的補償色散的波長色散補償模塊，它具備對于所定波長具有與所述光纖傳輸線路的波長色散不同的符號的波長色散、同時具有與所述光纖傳輸線路的波長色散斜率不同的符號的波長色散斜率的波長色散補償器，以及調(diào)節(jié)該波長色散補償器的溫度以便將所述波長色散補償器的波長色散設(shè)定成所希望的值的溫度調(diào)節(jié)器。
2.權(quán)利要求1記載的一種波長色散補償模塊，其特征在于，所述波長色散補償器包含1路或1路以上的波長色散補償光纖。
3.權(quán)利要求2記載的一種波長色散補償模塊，其特征在于，對于所定波長，所述色散補償光纖中的每單位溫度的波長色散變動量的絕對值要比所述光纖傳輸線路中的每單位溫度的波長色散變動量的絕對值大。
4.權(quán)利要求2記載的一種波長色散補償模塊，其特征在于，對于所述所定波長，所述色散補償光纖中的每單位溫度的波長色散變動量的絕對值在0.002ps/nm/km/℃以上。
5.權(quán)利要求1記載的一種波長色散補償模塊，其特征在于，為了將所述波長色散補償器的波長色散設(shè)定為所希望的值，它還具備控制所述溫度調(diào)節(jié)器的溫度調(diào)節(jié)動作的波長色散控制部分。
6.權(quán)利要求1記載的一種波長色散補償模塊，其特征在于，它還具備通過監(jiān)視輸入到所述波長色散補償器的輸入光、測定所述光纖傳輸線路中的累積波長色散或該光纖傳輸線路中的累積波長色散的變化量的波長色散測定部分，以及根據(jù)所述波長色散測定部分的測定結(jié)果控制所述溫度調(diào)節(jié)器的溫度調(diào)節(jié)動作、以便使所述波長色散補償器中的波長色散變成所希望的值的波長色散控制部分。
7.權(quán)利要求1記載的一種波長色散補償模塊，其特征在于，它還具備通過監(jiān)視從所述波長色散補償器輸出的輸出光、測定所述光纖傳輸線路中的累計波長色散或該光纖傳輸線路中的累積波長色散的變化量的波長色散測定部分，以及根據(jù)所述波長色散測定部分的測定結(jié)果控制所述溫度調(diào)節(jié)器的溫度調(diào)節(jié)動作、以便使所述波長色散補償器中的波長色散變成所希望的值的波長色散控制部分。
8.權(quán)利要求1記載的一種波長色散補償模塊，其特征在于，它還具備通過監(jiān)視所述波長色散補償器的溫度、推定所述光纖傳輸線路中的累積波長色散或該光纖傳輸線路中的累積波長色散的變化量的溫度測定部分，以及根據(jù)所述溫度測定部分的測定結(jié)果、控制所述溫度調(diào)節(jié)器的溫度調(diào)節(jié)動作、以便使所述波長色散補償器中的波長色散變成所希望的值的波長色散控制部分。
9.一種光傳輸系統(tǒng)包含權(quán)利要求1記載的波長色散補償模塊。
10.一種光傳輸系統(tǒng)包含被設(shè)置在所述光纖傳輸線路的光輸出端和接收器之間的、權(quán)利要求6記載的波長色散補償模塊。
11.一種光傳輸系統(tǒng)包含被設(shè)置在所述光纖傳輸線路的光輸出端和接收器之間的、權(quán)利要求7記載的波長色散補償模塊。
12.一種光傳輸系統(tǒng)包含被設(shè)置在所述光纖傳輸線路的光輸出端和接收器之間的、權(quán)利要求8記載的波長色散補償模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及包含用建議的構(gòu)成實現(xiàn)高位速率的信號傳輸?shù)牟ㄩL色散補償模塊以及包含它的光傳輸系統(tǒng)。涉及本發(fā)明的波長色散補償模塊具備補償所定波長中的光纖傳輸線路的波長色散的波長色散補償器，同時，具備通過調(diào)節(jié)該波長色散補償器的溫度將該波長色散補償器的中的波長色散設(shè)定成所希望的值。通過這樣的構(gòu)成，使與起因于溫度變動等的光纖傳輸線路中的波長色散變動聯(lián)動的色散補償控制成為可能，并用簡易的構(gòu)成、而且有效地減小從整個光纖傳輸線路看到的累積波長色散。
文檔編號H04B10/2513GK1433601SQ00818741
公開日2003年7月30日 申請日期2000年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月31日
發(fā)明者笹岡英資, 筑谷正夫, 田中茂 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社