專利名稱：波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)以及波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過光傳輸線路，將波分復(fù)用信號(hào)從發(fā)送端傳輸?shù)浇邮斩说牟ǚ謴?fù)用光傳輸系統(tǒng)，更具體地，涉及在通過高斜率(high-slope)色散補(bǔ)償單元(其具有基本上能夠?qū)鈧鬏斁€路的波長(zhǎng)帶寬中的波長(zhǎng)色散斜率進(jìn)行補(bǔ)償?shù)纳⑿甭?，并且還具有通過前述色散斜率獲得的色散補(bǔ)償特性)對(duì)波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)中的光傳輸線路的波長(zhǎng)色散進(jìn)行補(bǔ)償，以使得對(duì)波長(zhǎng)色散斜率進(jìn)行補(bǔ)償之后的殘余色散變得相對(duì)于該光傳輸線路的波長(zhǎng)帶寬中心附近的波長(zhǎng)大致對(duì)稱的情況下，一種用于對(duì)前述殘余色散進(jìn)行補(bǔ)償?shù)牟ㄩL(zhǎng)色散補(bǔ)償單元。
背景技術(shù)：
隨著通信速率和容量的增大，正在引入具有10Gbps或者甚至超過40Gbps的通信速率的超高速波分復(fù)用(WDM)光傳輸系統(tǒng)。在這種高速光傳輸系統(tǒng)中，光纖傳輸線路中的光傳輸信號(hào)波形由于傳輸線路的波長(zhǎng)色散特性而劣化，導(dǎo)致傳輸質(zhì)量下降。因此，需要對(duì)波長(zhǎng)色散進(jìn)行補(bǔ)償。
作為用于對(duì)光纖傳輸線路中的波長(zhǎng)色散進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难b置，色散補(bǔ)償光纖(DCF)是公知的。
圖1表示光纖傳輸線路的波長(zhǎng)色散特性和通常采用的使用DCF的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償之間的關(guān)系?？v軸表示波長(zhǎng)色散量，而橫軸表示信號(hào)光的波長(zhǎng)。光傳輸線路的色散值(a)具有隨著波長(zhǎng)的增大而基本上線性增大的正值，并且還具有正色散梯度(色散斜率)。因此，如果通過具有相對(duì)于0ps/nm的波長(zhǎng)色散與色散值(a)對(duì)稱的理想斜率的色散值(a’)對(duì)波長(zhǎng)色散進(jìn)行補(bǔ)償，則可以對(duì)該波長(zhǎng)色散進(jìn)行完全補(bǔ)償。傳統(tǒng)上使用的DCF具有色散值(b)，并且其斜率的符號(hào)與光纖傳輸線路的色散值和梯度(斜率)相反(負(fù)的)。然而，該斜率比色散值(a’)的理想斜率小。因此，當(dāng)使用傳統(tǒng)的DCF時(shí)，不能對(duì)該光纖傳輸線路中產(chǎn)生的波長(zhǎng)色散進(jìn)行完全補(bǔ)償。也就是說(shuō)，即使通過DCF對(duì)該光纖傳輸線路中的波長(zhǎng)色散進(jìn)行了補(bǔ)償，也會(huì)產(chǎn)生由殘余色散波長(zhǎng)導(dǎo)致的差異(c)。
圖2表示波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)的示意性構(gòu)造圖。如該圖2所示，在發(fā)送單元10中，通過復(fù)用器14對(duì)從多個(gè)光發(fā)送器12輸入的分別具有不同波長(zhǎng)的多個(gè)光信號(hào)進(jìn)行復(fù)用，通過未示出的光放大器進(jìn)一步放大這些信號(hào)，并且將其作為波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)輸出到光纖傳輸線路20。在光纖傳輸線路20中間，以預(yù)定的距離間隔設(shè)置有多個(gè)光轉(zhuǎn)發(fā)器22，并且對(duì)已衰減的波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)進(jìn)行放大，而不是從該光信號(hào)轉(zhuǎn)換這些波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)。另外，在各個(gè)光轉(zhuǎn)發(fā)器22中，插入有具有圖1所示的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償特性的色散補(bǔ)償光纖(DCF)24，通過該色散補(bǔ)償光纖24，對(duì)于波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)的整個(gè)波長(zhǎng)帶寬，對(duì)在各個(gè)預(yù)定距離間隔的光纖傳輸線路20中產(chǎn)生的波長(zhǎng)色散集中進(jìn)行補(bǔ)償。
然而，如前所述，即使在使用DCF24對(duì)色散進(jìn)行了補(bǔ)償之后，也會(huì)產(chǎn)生殘余色散。當(dāng)光纖傳輸線路的長(zhǎng)度很長(zhǎng)時(shí)，由于殘余色散的累積，而導(dǎo)致色散超過可容許色散值。為了解決這個(gè)問題，在光纖傳輸線路20的中間點(diǎn)，例如以數(shù)百公里的間隔，設(shè)置多個(gè)補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)30，以對(duì)累積的殘余色散進(jìn)行補(bǔ)償。更具體地，各個(gè)補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)30包括用于對(duì)累積殘余色散進(jìn)行補(bǔ)償?shù)牟ㄩL(zhǎng)色散補(bǔ)償單元32，而且波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元32進(jìn)一步包括DCF。補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)30中的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元32對(duì)通過光纖傳輸線路20傳輸波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)時(shí)所累積的波長(zhǎng)色散進(jìn)行補(bǔ)償。補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)30以必要的間隔實(shí)現(xiàn)，以使得在上述補(bǔ)償之后產(chǎn)生的殘余色散值不超過可容許色散值(色散容限)。由此，在由補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)30進(jìn)行中繼之后，該波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)到達(dá)接收單元40。接收單元40中的多路分解器42將該信號(hào)多路分解為各個(gè)波長(zhǎng)的光信號(hào)。然后，接收器44在可容許波長(zhǎng)色散的條件下接收各個(gè)波長(zhǎng)的多路分解光信號(hào)。
現(xiàn)在，如圖1所示，因?yàn)楦鱾€(gè)波長(zhǎng)的波長(zhǎng)色散量彼此不同，所以當(dāng)通過設(shè)置在波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元32中的DCF對(duì)輸入波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)集中進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，如果執(zhí)行該波長(zhǎng)色散補(bǔ)償，以滿足短波長(zhǎng)區(qū)域的波長(zhǎng)色散量，則長(zhǎng)波長(zhǎng)帶寬中的補(bǔ)償量變得不足，并且其波長(zhǎng)色散量超過色散容限。另一方面，如果執(zhí)行該波長(zhǎng)色散補(bǔ)償，以滿足長(zhǎng)波長(zhǎng)區(qū)域的波長(zhǎng)色散量，則短波長(zhǎng)帶寬中的補(bǔ)償量變得過大，其將超過相反符號(hào)側(cè)的可容許色散值。
因此，在波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元32中，在對(duì)波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)進(jìn)行波分之后，與對(duì)于不同波長(zhǎng)的各個(gè)信道信號(hào)所需的補(bǔ)償量相對(duì)應(yīng)地使用多個(gè)DCF，這對(duì)于將各個(gè)信道信號(hào)的殘余色散量調(diào)節(jié)到接近于0ps/nm是必需的，并且此后再次復(fù)用該信號(hào)，并將該信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到光纖傳輸線路。
然而，對(duì)各個(gè)波長(zhǎng)應(yīng)用不同的DCF，使得波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元32的構(gòu)造變得復(fù)雜，導(dǎo)致成本增加。因此，為了解決該問題，存在一種波長(zhǎng)分組的公知方法，其中將波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)的波長(zhǎng)帶寬分成多組，并且對(duì)包括多個(gè)信道信號(hào)在內(nèi)的這些組，以組為單位集中進(jìn)行波長(zhǎng)色散補(bǔ)償。
圖3A表示使用該波長(zhǎng)分組方法的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償?shù)氖纠?。如圖3A中所示，將波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)分為六個(gè)組，并且對(duì)各個(gè)組調(diào)整補(bǔ)償量，以使殘余色散量落入可容許色散值內(nèi)。圖3B表示當(dāng)應(yīng)用與圖3A中所示示例相對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)分組方法時(shí)的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元32的構(gòu)造示例。通過多路分解器322將輸入波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)多路分解為六個(gè)組。對(duì)于位于最短波長(zhǎng)側(cè)的組(1)，因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)色散量沒有超過可容許色散量，所以沒有通過DCF進(jìn)行波長(zhǎng)色散補(bǔ)償。對(duì)于組(2)到(6)，因?yàn)樵介L(zhǎng)波長(zhǎng)帶寬的組產(chǎn)生越大的波長(zhǎng)色散量，所以對(duì)各個(gè)組應(yīng)用DCF 324，以根據(jù)所產(chǎn)生的波長(zhǎng)色散量獲得較大的補(bǔ)償量。通過各個(gè)可變光衰減器(VAT)326，在多路復(fù)用器328中再次復(fù)用各個(gè)信道信號(hào)，并且隨后將其作為波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)。這里，在必要的情況下，設(shè)置各個(gè)VAT 326，以調(diào)節(jié)各個(gè)波長(zhǎng)帶寬之間的傳輸損失差異。
同時(shí)，近年來(lái)，色散補(bǔ)償光纖(DCF)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)，并且已經(jīng)開發(fā)了與傳統(tǒng)DCF(具有如圖1所示的線性波長(zhǎng)色散特性)相比具有大色散斜率的高斜率DCF。
圖4表示了高斜率DCF的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償特性。與圖1相似，縱軸表示波長(zhǎng)色散量，而橫軸表示波長(zhǎng)。在該圖中，示出了具有光纖傳輸線路的斜率的色散值(a)，以及具有用于對(duì)上述色散值進(jìn)行完全補(bǔ)償?shù)睦硐胄甭实纳⒅?a’)。高斜率DCF的實(shí)際色散值(b)(其梯度(斜率)與理想色散(a’)基本相同)表示具有凸弧形狀的色散特性。即，該高斜率DCF具有下述色散斜率，該色散斜率能夠?qū)υ摴鈧鬏斁€路的整個(gè)波長(zhǎng)帶寬上的波長(zhǎng)色散斜率進(jìn)行充分補(bǔ)償。通過該色散斜率，該高斜率DCF具有下述色散補(bǔ)償特性對(duì)波長(zhǎng)色散斜率進(jìn)行補(bǔ)償之后的殘余色散相對(duì)于波長(zhǎng)帶寬中心附近的波長(zhǎng)基本對(duì)稱。
通過使用這種高斜率DCF對(duì)光纖傳輸線路的波長(zhǎng)色散進(jìn)行補(bǔ)償，使波長(zhǎng)之間的殘余色散量差異變小。然而凸弧形狀的殘余色散特性(c)仍然存在，這使得即使在這種情況下，當(dāng)殘余色散量超過可容許色散值時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致傳輸質(zhì)量下降。例如，當(dāng)執(zhí)行波長(zhǎng)色散補(bǔ)償以滿足在波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)的波長(zhǎng)帶寬的兩端產(chǎn)生的波長(zhǎng)色散量時(shí)，波長(zhǎng)帶寬的中間波長(zhǎng)附近仍然存在波長(zhǎng)色散。同時(shí)，當(dāng)執(zhí)行波長(zhǎng)色散補(bǔ)償以滿足波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)的中心波長(zhǎng)帶寬附近產(chǎn)生的波長(zhǎng)色散量時(shí)，波長(zhǎng)帶寬兩端仍然存在波長(zhǎng)色散。如果波長(zhǎng)帶寬中的任何部分超過可容許色散值，則傳輸質(zhì)量下降。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)和該波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)中的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元，通過該波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)和該補(bǔ)償色散單元，當(dāng)通過使用高斜率波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元(例如上述高斜率色散補(bǔ)償光纖(DCF))對(duì)波長(zhǎng)色散進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)殘余色散的有效補(bǔ)償。
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明，通過光傳輸線路將來(lái)自發(fā)送端的波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)傳輸?shù)浇邮斩说牟ǚ謴?fù)用光傳輸系統(tǒng)使用高斜率色散補(bǔ)償器對(duì)光傳輸線路中產(chǎn)生的波長(zhǎng)色散進(jìn)行補(bǔ)償。該高斜率色散補(bǔ)償器具有下述色散斜率，通過該色散斜率可以對(duì)該光傳輸線路的整個(gè)波長(zhǎng)帶寬中所產(chǎn)生的色散斜率進(jìn)行充分補(bǔ)償，并且該高斜率色散補(bǔ)償器具有下述色散補(bǔ)償特性，以使得通過該色散斜率特性對(duì)該色散斜率進(jìn)行補(bǔ)償之后產(chǎn)生的殘余色散變得相對(duì)于波長(zhǎng)帶寬中心附近的波長(zhǎng)對(duì)稱。該波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)包括波分部，用于將波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)分為多個(gè)波長(zhǎng)帶寬組；以及色散補(bǔ)償部，用于對(duì)這些波長(zhǎng)帶寬組，以組為單位對(duì)光傳輸線路的殘余色散進(jìn)行補(bǔ)償。
另外，為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元在對(duì)波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)中的光傳輸線路中產(chǎn)生的波長(zhǎng)色散進(jìn)行補(bǔ)償?shù)那闆r下，對(duì)殘余色散進(jìn)行補(bǔ)償。通過下述高斜率色散補(bǔ)償器來(lái)執(zhí)行該波長(zhǎng)色散補(bǔ)償，該高斜率色散補(bǔ)償器具有下述色散斜率，通過該色散斜率可以對(duì)光傳輸線路的整個(gè)波長(zhǎng)帶寬中產(chǎn)生的色散斜率進(jìn)行充分補(bǔ)償，并且該高斜率色散補(bǔ)償器具有下述色散補(bǔ)償特性，以使得通過該色散斜率特性對(duì)色散斜率進(jìn)行補(bǔ)償之后產(chǎn)生的殘余色散變得相對(duì)于波長(zhǎng)帶寬中心附近的波長(zhǎng)對(duì)稱。該波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元包括波分部，用于將波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)分為多個(gè)波長(zhǎng)帶寬組；以及色散補(bǔ)償部，用于對(duì)這些波長(zhǎng)帶寬組，以組為單位對(duì)光傳輸線路的殘余色散進(jìn)行補(bǔ)償。
優(yōu)選地，該色散補(bǔ)償部為上述高斜率色散補(bǔ)償器或者可變色散補(bǔ)償器。
另外，優(yōu)選地，該波分部包括三端口帶通濾波器，該三端口帶通濾波器將波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)的波長(zhǎng)帶寬分為波長(zhǎng)帶寬的中間帶寬組和端部帶寬組(該端部帶寬組包括位于比中間帶寬短的波長(zhǎng)側(cè)和比中間帶寬長(zhǎng)的波長(zhǎng)側(cè)的兩種帶寬)，并且輸出各個(gè)帶寬組的信號(hào)。此外，該色散補(bǔ)償部對(duì)中間帶寬組和端部帶寬組(分別視為一個(gè)波長(zhǎng)帶寬組)，以組為單位集中進(jìn)行波長(zhǎng)色散補(bǔ)償。
或者，該波分部可以包括帶分濾波器，該帶分濾波器將波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)的波長(zhǎng)帶寬分為相對(duì)較短的波長(zhǎng)帶寬和相對(duì)較長(zhǎng)的波長(zhǎng)帶寬，并且輸出各個(gè)波長(zhǎng)帶寬的信號(hào)。此外，該色散補(bǔ)償部可以對(duì)該較短波長(zhǎng)帶寬和該較長(zhǎng)波長(zhǎng)帶寬(分別視為一個(gè)波長(zhǎng)帶寬組)，以組為單位集中進(jìn)行波長(zhǎng)色散補(bǔ)償。
因此，當(dāng)使用諸如高斜率DCF的高斜率色散補(bǔ)償單元對(duì)波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)的光傳輸線路中的波長(zhǎng)色散進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，可以通過將波長(zhǎng)帶寬分為多個(gè)組，并通過對(duì)各個(gè)組的殘余色散進(jìn)行補(bǔ)償，來(lái)以簡(jiǎn)單的構(gòu)造對(duì)殘余色散進(jìn)行有效的補(bǔ)償。
具體地，根據(jù)高斜率色散補(bǔ)償單元的色散補(bǔ)償特性，該波長(zhǎng)帶寬兩端的波長(zhǎng)色散量變?yōu)橄嗤瑪?shù)量級(jí)(order)。通過使用三端口帶通濾波器(其使得能夠集中提取波長(zhǎng)帶寬的兩端)，可以根據(jù)通過比波長(zhǎng)帶寬組的數(shù)量少的組進(jìn)行多路分解，來(lái)進(jìn)行色散補(bǔ)償，由此，能夠以較低的成本有效地實(shí)現(xiàn)色散補(bǔ)償。
通過以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的說(shuō)明，本發(fā)明進(jìn)一步的范圍和特征將變得更加顯而易見。


圖1表示光纖傳輸線路的波長(zhǎng)色散特性和利用傳統(tǒng)上使用的DCF的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償之間的關(guān)系；圖2表示波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)的示意性構(gòu)造圖；圖3A表示使用波長(zhǎng)分組方法的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償?shù)氖纠粓D3B表示在應(yīng)用圖3A所示的波長(zhǎng)分組方法的情況下的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元的構(gòu)造示例；圖4表示高斜率DCF的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償特性；圖5表示在將通過高斜率DCF進(jìn)行波長(zhǎng)色散補(bǔ)償而產(chǎn)生的殘余色散分為多個(gè)波長(zhǎng)帶寬之后，以組為單位進(jìn)行補(bǔ)償?shù)氖纠?；圖6A表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償?shù)牡谝皇纠詷?gòu)造的總體構(gòu)造示例；圖6B表示多路分解器的構(gòu)造及其多路分解(濾波)功能；圖7A、7B表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元的第二示例性構(gòu)造；圖8表示VIPA可變色散補(bǔ)償器323的原理性構(gòu)造圖；圖9A表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元的第三示例性構(gòu)造的總體構(gòu)造示例；圖9B表示在使用帶分濾波器的情況下的多路分解器的構(gòu)造及其多路分解(濾波)功能；圖10A、10B表示本發(fā)明實(shí)施例的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元的第四示例性構(gòu)造；圖11表示波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)的示例性構(gòu)造，其包括分別具有根據(jù)本發(fā)明第一示例性構(gòu)造的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元的多個(gè)補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)、以及多個(gè)OADM(光分插模塊(optical add drop modules))，并且圖11還表示了各個(gè)OADM中的波長(zhǎng)色散量。
具體實(shí)施例方式
在下文中，參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。但是，應(yīng)該注意，本發(fā)明的范圍并不限于下述實(shí)施例。
以下描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖2所示的波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)中的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元32，當(dāng)應(yīng)用前述高斜率色散補(bǔ)償光纖(DCF)進(jìn)行在各個(gè)光轉(zhuǎn)發(fā)器22中執(zhí)行的色散補(bǔ)償時(shí)，該波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元32用于對(duì)累積殘余色散進(jìn)行補(bǔ)償。本發(fā)明實(shí)施例中的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元32將波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)的波長(zhǎng)帶寬分為多個(gè)組，并且對(duì)包含在各個(gè)組中的多個(gè)信道信號(hào)的殘余色散集中進(jìn)行補(bǔ)償。
圖5表示將通過高斜率DCF進(jìn)行波長(zhǎng)色散補(bǔ)償而產(chǎn)生的殘余色散分為多個(gè)波長(zhǎng)帶寬之后，以組為單位進(jìn)行補(bǔ)償?shù)氖纠?。如圖5所示，將具有凸弧形狀的殘余色散的波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)分為五個(gè)組((1)、(2)、(3)、(4)和(5))，并且對(duì)補(bǔ)償量進(jìn)行調(diào)整，以使該殘余色散量落在可容許色散值之內(nèi)(例如，±200ps/nm)。
從圖5中顯見，在通過高斜率DCF進(jìn)行波長(zhǎng)色散補(bǔ)償?shù)那闆r下，該波長(zhǎng)色散量具有下述波長(zhǎng)色散補(bǔ)償特性，該波長(zhǎng)色散補(bǔ)償特性使得該波長(zhǎng)色散量相對(duì)于波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)的波長(zhǎng)帶寬的中心附近的波長(zhǎng)(中心波長(zhǎng))對(duì)稱。與波長(zhǎng)和該中心波長(zhǎng)的差值相對(duì)應(yīng)，較短波長(zhǎng)端的波長(zhǎng)色散量大致等于較長(zhǎng)波長(zhǎng)端的波長(zhǎng)色散量。即，在圖5中，帶寬(1)中的波長(zhǎng)色散量大致等于帶寬(5)中的波長(zhǎng)色散量，此外，帶寬(2)中的波長(zhǎng)色散量大致等于帶寬(4)中的波長(zhǎng)色散量。
圖6A、6B表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元的第一示例性構(gòu)造。圖6A表示波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元32的第一示例性構(gòu)造的總體構(gòu)造示例，其包括多路分解器322、高斜率DCF325、可變光衰減器326、以及多路復(fù)用器328。圖6B表示多路分解器322的構(gòu)造及其多路分解(濾波)功能。根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例，考慮高斜率DCF的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償特性，設(shè)置在該波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元中的多路分解器322包括三端口帶通濾波器(322A、322B)。
在此，與僅使預(yù)定的中間帶寬通過而阻擋兩端帶寬的普通帶通濾波器不同，該三端口帶通濾波器具有將位于特定帶寬中間的預(yù)定帶寬與兩端的帶寬分離，并輸出各個(gè)帶寬信號(hào)的功能。作為這種三端口帶通濾波器，例如來(lái)自Santec Corporation的WDM-15(商品名稱)是公知的。
更具體地，在三端口帶通濾波器322A中，當(dāng)輸入分組波長(zhǎng)帶寬(1)、(2)、(3)、(4)和(5)的波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)時(shí)，將中間帶寬(2)、(3)和(4)的波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)與兩端的帶寬(1)和(5)的波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)相分離，并且分別輸出這兩個(gè)波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)。另外，在三端口帶通濾波器322B中，輸入由三端口帶通濾波器322A分離的帶寬(2)、(3)和(4)的波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)，將該波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)進(jìn)一步分為該相關(guān)帶寬中的中間帶寬(3)的波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)，以及兩端的帶寬(2)和(4)的波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)，并且分別輸出這些波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)。結(jié)果，波長(zhǎng)帶寬(1)、(2)、(3)、(4)和(5)的波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)被分為帶寬(1)和(5)、帶寬(2)和(4)、以及帶寬(3)的信號(hào)。
如上所述，帶寬(1)中的波長(zhǎng)色散量和波長(zhǎng)(5)中的波長(zhǎng)色散量基本相等，而帶寬(2)中的波長(zhǎng)色散量和帶寬(4)中的波長(zhǎng)色散量基本相等?；蛘撸喾吹?，優(yōu)選地以使各個(gè)組的波長(zhǎng)色散量相等的方式對(duì)兩端的帶寬進(jìn)行分組。各個(gè)帶寬(1)、(5)中的波長(zhǎng)色散量基本滿足在可容許色散量之內(nèi)。各個(gè)帶寬(2)、(4)中的波長(zhǎng)色散量超過可容許色散量，而該波長(zhǎng)色散量小于帶寬(3)的波長(zhǎng)色散量。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過使用高斜率DCF進(jìn)行波長(zhǎng)色散補(bǔ)償，并且通過使用三端口帶通濾波器對(duì)波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)進(jìn)行多路分解，使得可以一起提取較短波長(zhǎng)端和較長(zhǎng)波長(zhǎng)端的離散帶寬(分別具有基本相等的波長(zhǎng)色散量)。另外，與多個(gè)波長(zhǎng)帶寬的組數(shù)(波長(zhǎng)帶寬組數(shù))相比，通過在將這些所提取的兩個(gè)離散帶寬的信號(hào)分為一個(gè)組之后集中進(jìn)行波長(zhǎng)色散補(bǔ)償，可以減少要進(jìn)行波長(zhǎng)色散補(bǔ)償?shù)慕M數(shù)(波長(zhǎng)色散補(bǔ)償組數(shù))。這使得能夠簡(jiǎn)化波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元的構(gòu)造，使得波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元的管理更有效，并且還減少了成本。在圖5A和6A中所示出的示例中，波長(zhǎng)色散補(bǔ)償組的數(shù)量減少三個(gè)(也就是帶寬(1)和(5)的組，帶寬(2)和(4)的組，以及帶寬(3)的組)，而波長(zhǎng)帶寬組數(shù)是五個(gè)(即，每一個(gè)波長(zhǎng)帶寬(1)、(2)、(3)、(4)、(5)構(gòu)成每一個(gè)組)。
這里，不必將波長(zhǎng)帶寬組的數(shù)量限制為五個(gè)，并且少于五個(gè)和多于五個(gè)都是允許的。例如，在波長(zhǎng)帶寬組數(shù)量為三個(gè)的情況下，可以通過使用單個(gè)三端口帶通濾波器將這些組分為兩個(gè)波長(zhǎng)色散補(bǔ)償組。此外，在波長(zhǎng)帶寬組的數(shù)量是九個(gè)的情況下，可以通過使用組合的四個(gè)三端口帶通濾波器將這些組分為五個(gè)波長(zhǎng)色散補(bǔ)償組。從上述內(nèi)容顯見，波長(zhǎng)帶寬組數(shù)量越多，波長(zhǎng)帶寬組的數(shù)量和波長(zhǎng)色散補(bǔ)償組的數(shù)量的差值越大。當(dāng)波長(zhǎng)帶寬組數(shù)量增加時(shí)，可以在管理效率和降低成本方面獲得更顯著的效果。
圖7A、7B表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元的第二示例性構(gòu)造。圖7A與圖6A所示的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元相對(duì)應(yīng)地表示了波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元32的第二示例性構(gòu)造的總體構(gòu)造示例。在該第二構(gòu)造示例中，采用VIPA(虛擬成像相位陣列)可變色散補(bǔ)償器323來(lái)替代第一構(gòu)造中的高斜率DCF325。其它構(gòu)造部分與第一構(gòu)造中所采用的相似。
圖8表示VIPA可變色散補(bǔ)償器323的原理性構(gòu)造圖。該VIPA可變色散補(bǔ)償器包括波長(zhǎng)色散元件(VIPA板)3231，其具有兩面涂覆有反射膜的薄板；以及反射鏡3232。通過沿x軸方向移動(dòng)反射鏡3232，可以使色散補(bǔ)償量在-800ps/nm到800ps/nm的范圍內(nèi)連續(xù)變化。
作為用于數(shù)量小于波長(zhǎng)帶寬組數(shù)量的各個(gè)波長(zhǎng)色散補(bǔ)償組中的信號(hào)的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償裝置，還可以使用可變色散補(bǔ)償器來(lái)替代每單位長(zhǎng)度具有固定色散補(bǔ)償量的高斜率DCF325，以對(duì)所需色散量進(jìn)行補(bǔ)償。通過使用可變色散補(bǔ)償器，可以吸收由DCF中的分散色散補(bǔ)償量或者傳輸線路的溫度變化而導(dǎo)致的色散量的變化，這使得能夠進(jìn)行更加準(zhǔn)確和靈活的補(bǔ)償。
可變色散補(bǔ)償器并不限于VIPA可變色散補(bǔ)償器。還可以采用任何使用其它方法的可變色散補(bǔ)償器。
圖9A、9B表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元的第三示例性構(gòu)造。圖9A表示波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元32的總體構(gòu)造示例，其中與圖6A所示的第一示例性構(gòu)造不同，獨(dú)立地分割各個(gè)波長(zhǎng)帶寬組(各個(gè)波長(zhǎng)帶寬組(1)、(2)、(3)、(4)、(5))。對(duì)各個(gè)波長(zhǎng)帶寬組獨(dú)立地執(zhí)行波長(zhǎng)色散補(bǔ)償。在該第三示例性構(gòu)造中，采用帶分濾波器(通過該帶分濾波器將波長(zhǎng)帶寬分為兩個(gè)帶寬，即，短波長(zhǎng)端和長(zhǎng)波長(zhǎng)端)作為多路分解器322，來(lái)替代上述第一示例性構(gòu)造中采用的三端口帶通濾波器。圖9B表示在使用帶分濾波器的情況下的多路分解器322的構(gòu)造及其多路分解(濾波)功能。當(dāng)使用由帶分濾波器(322C、322D、322E、322F)構(gòu)成的多路分解器322對(duì)圖5中所示的五個(gè)波長(zhǎng)帶寬組(波長(zhǎng)帶寬組(1)、(2)、(3)、(4)、(5))進(jìn)行多路分解時(shí)，首先通過帶分濾波器322C將這五個(gè)波長(zhǎng)帶寬組分為帶寬組(1)、(2)和帶寬組(3)、(4)、(5)。通過帶分濾波器322D將帶寬組(1)、(2)進(jìn)一步分為帶寬組(1)和帶寬組(2)。此外，通過帶分濾波器322E將帶寬組(3)、(4)、(5)分為帶寬組(3)和帶寬組(4)、(5)，并且通過帶分濾波器322F將帶寬組(4)、(5)進(jìn)一步分為帶寬組(4)和帶寬組(5)。此后，如圖9A所示，通過高斜率DCF對(duì)各個(gè)組執(zhí)行波長(zhǎng)色散補(bǔ)償，以獲得所需的補(bǔ)償量。
圖10A、10B表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元的第四示例性構(gòu)造。在該第四示例性構(gòu)造中，采用VIPA可變色散補(bǔ)償器323來(lái)替代上述第三示例性構(gòu)造中采用的高斜率DCF 325。其它構(gòu)造部分與第三示例性構(gòu)造的相似。即，將各個(gè)帶寬組(1)、(2)、(3)、(4)、(5)單獨(dú)分離，并且通過VIPA可變色散補(bǔ)償器323對(duì)各個(gè)帶寬組進(jìn)行波長(zhǎng)色散補(bǔ)償以獲得所需的補(bǔ)償量。
圖11表示波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)的示例性構(gòu)造，其包括多個(gè)補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)和多個(gè)OADM(光分插模塊)，該多個(gè)補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)分別具有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一示例性構(gòu)造的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元。圖11還表示了各個(gè)OADM中的波長(zhǎng)色散量。OADM是在光纖傳輸線路中用于分離波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)的一部分以及將新的光信號(hào)插入到波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)中的單元。在圖11的構(gòu)造中，例如，以600km的距離間隔設(shè)置各個(gè)OADM。在色散量超過預(yù)定容限值的情況下，設(shè)置補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)。在圖11中，將其設(shè)計(jì)為通過距離發(fā)送點(diǎn)1800km和3000km的各個(gè)補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)來(lái)執(zhí)行組色散補(bǔ)償，并且各個(gè)組波長(zhǎng)帶寬的波長(zhǎng)色散位于可容許色散量之內(nèi)。
實(shí)施例的以上描述并不旨在將本發(fā)明限定為所示示例的具體細(xì)節(jié)。任何適當(dāng)?shù)男薷募捌涞韧锒紝儆诒景l(fā)明的范圍。所附權(quán)利要求涵蓋了落入本發(fā)明范圍內(nèi)的本發(fā)明的所有特征和優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)，用于通過光傳輸線路傳輸波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)，并通過使用高斜率色散補(bǔ)償器對(duì)該光傳輸線路中產(chǎn)生的波長(zhǎng)色散進(jìn)行補(bǔ)償，所述高斜率色散補(bǔ)償器具有下述色散斜率，通過該色散斜率可以對(duì)光傳輸線路的整個(gè)波長(zhǎng)帶寬中產(chǎn)生的色散斜率進(jìn)行充分補(bǔ)償，并且所述高斜率色散補(bǔ)償器具有下述色散補(bǔ)償特性，以使得在使用所述色散斜率特性對(duì)色散斜率進(jìn)行補(bǔ)償后產(chǎn)生的殘余色散變得相對(duì)于所述波長(zhǎng)帶寬的中心附近的波長(zhǎng)對(duì)稱，所述波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)包括波分部，用于將所述波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)分為多個(gè)波長(zhǎng)帶寬組；以及色散補(bǔ)償部，用于對(duì)所述多個(gè)波長(zhǎng)帶寬組，以組為單位對(duì)光傳輸線路的殘余色散進(jìn)行補(bǔ)償。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)，其中所述色散補(bǔ)償部是高斜率色散補(bǔ)償器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)，其中所述色散補(bǔ)償部是VIPA可變色散補(bǔ)償器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)，其中所述波分部包括三端口帶通濾波器，該三端口帶通濾波器將所述波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)的波長(zhǎng)帶寬分為所述波長(zhǎng)帶寬的中間帶寬組以及包括比該中間波段更短的波長(zhǎng)端和比該中間波段更長(zhǎng)的波長(zhǎng)端的兩個(gè)帶寬在內(nèi)的端部帶寬組，并且輸出各個(gè)帶寬組的信號(hào)，并且所述色散補(bǔ)償部對(duì)分別被視為一個(gè)波長(zhǎng)帶寬組的中間帶寬組和端部帶寬組，以組為單位集中執(zhí)行波長(zhǎng)色散補(bǔ)償。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)，其中所述波分部包括帶分濾波器，該帶分濾波器將所述波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)的波長(zhǎng)帶寬分為相對(duì)較短的波長(zhǎng)帶寬和相對(duì)較長(zhǎng)的波長(zhǎng)帶寬，并輸出各個(gè)波長(zhǎng)帶寬的信號(hào)，并且所述色散補(bǔ)償部對(duì)分別被視為一個(gè)波長(zhǎng)帶寬組的較短波長(zhǎng)帶寬和較長(zhǎng)波長(zhǎng)帶寬集中地執(zhí)行波長(zhǎng)色散補(bǔ)償。
6.一種波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元，用于在通過高斜率色散補(bǔ)償器對(duì)波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)中的光傳輸線路中產(chǎn)生的波長(zhǎng)色散進(jìn)行補(bǔ)償?shù)那闆r下，對(duì)殘余色散進(jìn)行補(bǔ)償，該高斜率色散補(bǔ)償器具有下述色散斜率，通過該色散斜率可以對(duì)光傳輸線路的整個(gè)波長(zhǎng)帶寬上產(chǎn)生的色散斜率進(jìn)行充分補(bǔ)償，該高斜率色散補(bǔ)償器還具有下述色散補(bǔ)償特性，以使得在使用所述色散斜率特性對(duì)色散斜率進(jìn)行補(bǔ)償后產(chǎn)生的殘余色散變得相對(duì)于所述波長(zhǎng)帶寬的中心附近的波長(zhǎng)對(duì)稱，所述波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元包括波分部，用于將所述波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)分為多個(gè)波長(zhǎng)帶寬組；以及色散補(bǔ)償部，用于對(duì)所述多個(gè)波長(zhǎng)帶寬組，以組為單位對(duì)光傳輸線路中的殘余色散進(jìn)行補(bǔ)償。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元，其中所述色散補(bǔ)償部是高斜率色散補(bǔ)償器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元，其中所述色散補(bǔ)償部是VIPA可變色散補(bǔ)償器。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元，其中所述波分部包括三端口帶通濾波器，該三端口帶通濾波器將所述波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)的波長(zhǎng)帶寬分為所述波長(zhǎng)帶寬的中間帶寬組以及包括比該中間波段更短的波長(zhǎng)端和比該中間波段更長(zhǎng)的波長(zhǎng)端的兩個(gè)帶寬在內(nèi)的端部帶寬組，并且輸出各個(gè)帶寬組的信號(hào)，并且所述色散補(bǔ)償部對(duì)分別被視為一個(gè)波長(zhǎng)帶寬組的中間帶寬組和端部帶寬組，以組為單位集中執(zhí)行波長(zhǎng)色散補(bǔ)償。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元，其中所述波分部包括帶分濾波器，該帶分濾波器將所述波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)的波長(zhǎng)帶寬分為相對(duì)較短的波長(zhǎng)帶寬和相對(duì)較長(zhǎng)的波長(zhǎng)帶寬，并輸出各個(gè)波長(zhǎng)帶寬的信號(hào)，并且所述色散補(bǔ)償部對(duì)分別被視為一個(gè)波長(zhǎng)帶寬組的較短波長(zhǎng)帶寬和較長(zhǎng)波長(zhǎng)帶寬集中地執(zhí)行波長(zhǎng)色散補(bǔ)償。
全文摘要
波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)以及波長(zhǎng)色散補(bǔ)償單元。在WDM光傳輸系統(tǒng)中，高斜率色散補(bǔ)償器對(duì)光傳輸線路中產(chǎn)生的波長(zhǎng)色散進(jìn)行補(bǔ)償。該高斜率色散補(bǔ)償器具有下述色散斜率特性，通過該色散斜率特性可以在光傳輸線路的整個(gè)波長(zhǎng)帶寬上對(duì)色散斜率進(jìn)行充分補(bǔ)償，該高斜率色散補(bǔ)償器還具有下述色散補(bǔ)償特性，以使得在使用上述色散斜率特性對(duì)色散斜率進(jìn)行補(bǔ)償后產(chǎn)生的殘余色散變得相對(duì)于波長(zhǎng)帶寬的中心附近的波長(zhǎng)對(duì)稱。為了實(shí)現(xiàn)上述補(bǔ)償，將波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)分為多個(gè)波長(zhǎng)帶寬組，并且對(duì)這些波長(zhǎng)帶寬組，以組為單位對(duì)光傳輸線路的殘余色散進(jìn)行補(bǔ)償。
文檔編號(hào)H04J14/00GK1674481SQ20051005894
公開日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2005年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月26日
發(fā)明者中村健太郎, 大井寬己, 石川丈二 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社