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以散补偿系统

基本信息

  • 申请号 CN00810508.1 
  • 公开号 CN1361950A 
  • 申请日 2000/07/19 
  • 公开日 2002/07/31 
  • 申请人 住友电气工业株式会社  
  • 优先权日期  
  • 发明人 築谷正夫 笹岡英资 奥野俊明  
  • 主分类号  
  • 申请人地址 日本大阪府 
  • 分类号  
  • 专利代理机构 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 
  • 当前专利状态 发明专利申请公布 
  • 代理人 罗亚川 
  • 有效性 发明公开 
  • 法律状态
  •  

摘要

在本发明的色散补偿系统中,分波器将通过第1共同传输路径传输的信号波段1520nm~1620nm的光信号分波成C波段(1520nm~1565nm)和L波段(1565nm~1620nm)。
而且,分波器将C波段光信号输出到第1分支传输路径同时将L波段光信号输出到第2分支传输路径。
将第1色散补偿装置设置在第1共同传输路径上,对C波段和L波段中的色散进行补偿。
将第2色散补偿装置设置在第2分支传输路径上,对由第1色散补偿装置没有充分色散补偿的L波段中的色散进行充分补偿。
因此,可以充分减少广阔信号波段中的光传输路径的色散。
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权利要求书


1.色散补偿系统,它是用于信号波段1520nm~1620nm的色散补偿系 统,它备有 传输上述信号波段的光的第1共同传输路径, 从上述第1共同传输路径分离出来的第1和第2分支传输路径, 设置在上述第1共同传输路径和上述第1和第2分支传输路径之间的, 将通过该第1共同传输路径传输的上述信号波段的光分波成第1和第2 波段,将该第1波段的光输出到该第1分支传输路径,同时将该第2波 段的光输出到上述第2分支传输路径的分波器, 设置在上述第1共同传输路径上的至少对上述第1波段中的色散进行 补偿的第1色散补偿装置,和 设置在上述第2共同传输路径上的对在上述第2波段中的色散进行补 偿的第2色散补偿装置。

2.权利要求1记载的色散补偿系统,其中上述第1色散补偿装置使色 散偏差在±0.5ps/nm/km以下那样地对上述第1波段中的色散进行补偿, 上述第1和第2色散补偿装置使色散偏差在±0.5ps/nm/km以下那样地对 上述第2波段中的色散进行补偿。

3.权利要求1记载的色散补偿系统,它进一步备有设置在上述第1分 支传输路径上的第3色散补偿装置,由上述第1和第3色散补偿装置对 上述第1波段中的色散进行补偿。

4.权利要求3记载的色散补偿系统,其中上述第1和第3色散补偿装 置使色散偏差在±0.5ps/nm/km以下那样地对上述第1波段中的色散进行 补偿,上述第1和第2色散补偿装置使色散偏差在±0.5ps/nm/km以下那 样地对上述第2波段中的色散进行补偿。

5.权利要求1记载的色散补偿系统,其中在上述第1色散补偿装置的 波长1.55μm上的色散斜率补偿率为60~150%。

6.权利要求1记载的色散补偿系统,它进一步备有将通过上述第1分 支传输路径传输的上述第1波段的光和通过上述第2分支传输路径传输 的上述第2波段的光合波起来的合波器。

7.权利要求1记载的色散补偿系统,它进一步备有 设置在上述第1分支传输路径上的对上述第1波段的光进行放大的第 1光放大器,和 设置在上述第2分支传输路径上的对上述第2波段的光进行放大的第 2光放大器。

8.权利要求7记载的色散补偿系统,其中上述第1和第2光放大器包 括拉曼放大器。

9.色散补偿系统,它是用于信号波段1520nm~1620nm的色散补偿系 统,它备有 传输上述信号波段的光的第1共同传输路径, 从上述第1共同传输路径分离出来的第1和第2分支传输路径, 设置在上述第1共同传输路径和上述第1和第2分支传输路径之间的, 将通过该第1共同传输路径传输的上述信号波段的光分波成第1和第2 波段,将该第1波段的光输出到该第1分支传输路径,同时将该第2波 段的光输出到上述第2分支传输路径的分波器, 设置在上述第1分支传输路径上的对上述第1波段中的色散进行补偿 的第1色散补偿装置,和 设置在上述第2分支传输路径上的对上述第2波段中的色散进行补偿 的第2色散补偿装置。

10.权利要求9记载的色散补偿系统,其中上述第1色散补偿装置使色 散偏差在±0.5ps/nm/km以下那样地对上述第1波段中的色散进行补偿, 上述第2色散补偿装置使色散偏差在±0.5ps/nm/km以下那样地对上述第 2波段中的色散进行补偿。

11.权利要求9记载的色散补偿系统,它进一步备有将通过上述第1分 支传输路径传输的上述第1波段的光和通过上述第2分支传输路径传输 的上述第2波段的光合波起来的合波器。

12.权利要求9记载的色散补偿系统,它进一步备有 设置在上述第1分支传输路径上的对上述第1波段的光进行放大的第 1光放大器,和 设置在上述第2分支传输路径上的对上述第2波段的光进行放大的第 2光放大器。

13.权利要求12记载的色散补偿系统,其中上述第1和第2光放大器 包括拉曼放大器。

14.色散补偿系统,它备有 依次设置在输入端和输出端之间的主传输路径上的N个色散补偿装置 DC1~DCN(N≥2),和 设置在上述N个色散补偿装置DC1~DCN中的色散补偿装置DCn-1和 色散补偿装置DCn之间的,对从色散补偿装置DCn-1输出的光信号进行分 波,将分波后的一方波段的光信号输出到上述色散补偿装置DCn,将另 一方波段的光信号输出到分支传输路径Pn的分波器DIVn(2≤n≤N), 并且 通过上述N个色散补偿装置DC1~DCN中的色散补偿装置DC1~DCn-1对由上述分波器DIVn分波的输出到上述分支传输路径Pn的波段色散进 行补偿(2≤n≤N)。

15.权利要求14记载的色散补偿系统,它进一步备有 设置在上述N个色散补偿装置DC1~DCN中的最初段的色散补偿装置 DC1前段的,对输入到上述输入端的信号光中进行分波,将分波后的一方 波段的光信号输出到上述色散补偿装置DC1,将另一方波段的光信号输 出到分支传输路径P1的分波器DIV1

16.权利要求14记载的色散补偿系统,它进一步备有 输入从在上述N个色散补偿装置DC1~DCN中的最后段的色散补偿装 置DCN输出的光信号,和从上述分波器DIVn输出到上述支路传输路径Pn的光信号(2≤n≤N),并将这些光信号合波起来输出的合波装置。

17.权利要求15记载的色散补偿系统,它进一步备有 输入从在上述N个色散补偿装置DC1~DCN中的最后段的色散补偿装 置DCN输出的光信号,和从上述分波器DIVn输出到上述支路传输路径Pn的光信号(1≤n≤N),并将这些光信号合波起来输出的合波装置。

18.色散补偿系统,它具有将通过共同传输路径输入的光信号分波成多 个波段,在每个波段中对分波后的各波段中的色散进行补偿的多个色散 补偿装置。

19.权利要求18记载的色散补偿系统,其中分波的波段数最好在2以 上5以下。

20.权利要求18记载的色散补偿系统,其中分波波段是S+波段,S波 段,C波段和L波段。

21.权利要求18记载的色散补偿系统,其中信号波段1520nm~1620nm 中的色散偏差在±0.5ps/nm/km以下。

22.权利要求21记载的色散补偿系统,其中上述色散偏差在 ±0.2ps/nm/km以下。

23.权利要求21记载的色散补偿系统,其中上述色散偏差在 ±0.1ps/nm/km以下。

24.权利要求21记载的色散补偿系统,其中上述色散偏差在 ±0.05ps/nm/km以下。

25.权利要求21记载的色散补偿系统,其中上述色散偏差在 ±0.025ps/nm/km以下。

26.权利要求18记载的色散补偿系统,其中信号波段1490nm~1620nm 中的色散偏差在±0.5ps/nm/km以下。

27.权利要求26记载的色散补偿系统,其中上述色散偏差在 ±0.2ps/nm/km以下。

28.权利要求26记载的色散补偿系统,其中上述色散偏差在 ±0.1ps/nm/km以下。

29.权利要求26记载的色散补偿系统,其中上述色散偏差在 ±0.05ps/nm/km以下。

30.权利要求18记载的色散补偿系统,其中信号波段1450nm~1620nm 中的色散偏差在±0.5ps/nm/km以下。

31.权利要求30记载的色散补偿系统,其中上述色散偏差在 ±0.2ps/nm/km以下。

32.权利要求18记载的色散补偿系统,其中对分波后的各波段中的色 散进行补偿的色散补偿装置具有组件的形态。
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说明书

技术领域 本发明涉及在广阔的信号波段中补偿色散的色散补偿系统。
背景技术 采用WDM(Wavelength Division Multiplexing,波分多路复用)方 式的光传输系统是通过光纤传输路径网传输波长1.55μm波段的多波长光 信号的系统,能够进行大容量高速通信。
这种光传输系统除了光信号的 传输媒体是光纤传输路径外,还备有对多波长光信号一起进行放大的光 放大器。
为了能够在这种WDM通信中实现更大容量·高速的通信,人 们正在进行种种研究开发工作。
关于光传输路径减少色散和色散斜率已成为重要的研究课题。
即,因 为在光信号波段中光传输路径具有色散,即便我们说各光信号是单色的 但是总是有带宽的,所以当从发射台发射出来的光信号经过光传输路径 到达接收台时,由于光信号波形的崩溃导致接收恶化。
因此,我们希望 在信号波段中,光传输路径的色散尽可能地小。
又,因为为了进行大容 量通信,我们希望在可能的有限宽度的信号波段中光传输路径的色散小, 所以我们希望光传输路径的色散斜率也尽可能地小。
因此,我们通过将色散补偿光纤与通常用于光传输路径的单模光纤连 接起来,达到减少光传输路径全体的色散的目的。
即,因为与单模光纤 在1.55μm波段具有正色散相对,色散补偿光纤在这个波段具有负色散, 所以将单模光纤和色散补偿光纤以适当的长度比连接起来的光传输路径 作为一个整体能够使色散减少。
又,因为已经开发出能够放大1.58μm波段的光信号的光纤放大器, 所以我们正在考虑通过不仅用1.55μm波段(C波段,1520nm~1565nm) 的光信号,而且用1.58μm波段(L波段,1565nm~1620nm)的光信号, 进行更大容量的光通信。
发明内容 本发明者们通过对上述已有技术进行研讨,结果发现下列那样的课题。
即,在包含C波段和L波段两者的信号波段中,通过将单模光纤和色散 补偿光纤连接起来,减少光传输路径的色散到某种程度是可能的。
但是, 要充分减少在包含C波段和L波段两者的广阔信号波段中的色散是困难 的。
另一方面,为了扩大传输容量,扩大信号波段是有效的,因此,例如, 在C波段和L波段上再加上S波段(1490nm~1520nm)和S+波段 (1450nm~1490nm)作为信号波段,必须充分减少在这种更广阔信号波 段中的色散。
本发明就是为了解决上述问题,本发明的目的是提供可以充分减少在 广阔信号波段中色散的色散补偿系统。
与本发明有关的色散补偿系统是用于信号波段1520nm~1620nm的色 散补偿系统,它备有(1)传输信号波段的光的第1共同传输路径,(2) 从第1共同传输路径分离出来的第1和第2分支传输路径,(3)设置在 第1共同传输路径和第1和第2分支传输路径之间的,将通过第1共同 传输路径传输的信号波段的光分波成第1和第2波段,将第1波段的光 输出到第1分支传输路径,同时将第2波段的光输出到第2分支传输路 径的分波器,(4)设置在第1共同传输路径上至少对在第1波段中的色 散进行补偿的第1色散补偿装置,和(5)设置在第2共同传输路径上对 在第2波段中的色散进行补偿的第2色散补偿装置。
如果根据这个色散补偿系统,则通过设置在第1共同传输路径上的第 1色散补偿装置,对在信号波段1520nm~1620nm中的至少第1波段的色 散进行了补偿。
而且,通过分波器分波出第1波段的光,传输到第1分 支传输路径。
另一方面,通过分波器分波出第2波段的光,传输到第2 分支传输路径。
因此,即便通过第1色散补偿装置对第2波段的色散补 偿不够充分,通过设置在第2分支传输路径上的第2色散补偿装置也能 够对色散作进一步的补偿。
在该色散补偿系统中,第1色散补偿装置使色散偏差在±0.5ps/nm/km 以下,更加希望的是在±0.2ps/nm/km以下那样地对第1波段中的色散进 行补偿,第1和第2色散补偿装置使色散偏差在±0.5ps/nm/km以下,更 加希望的是在±0.2ps/nm/km以下那样地对第2波段中的色散进行补偿。
如果是这样,则在第1波段和第2波段两者中都能对色散进行充分的补 偿。
该色散补偿系统进一步备有设置在第1分支传输路径上的第3色散补 偿装置,通过第1和第3色散补偿装置对第1波段中的色散进行补偿。
如果是这样,则即便通过第1色散补偿装置对第1波段的色散补偿还不 够充分,因为通过分波器分波后,通过设置在第1分支传输路径上的第3 色散补偿装置也能够对色散作进一步的补偿,所以能够对色散进行更充 分的补偿。
在该色散补偿系统中,第1和第3色散补偿装置使色散偏差在 ±0.5ps/nm/km以下,更加希望的是在±0.2ps/nm/km以下那样地对第1波 段中的色散进行补偿,第1和第2色散补偿装置使色散偏差在 ±0.5ps/nm/km以下,更加希望的是在±0.2ps/nm/km以下那样地对第2波 段中的色散进行补偿。
如果是这样,则通过第1和第3色散补偿装置能 对在第1波段中的色散进行充分的补偿。
在该色散补偿系统中,最好在第1色散补偿装置的波长1.55μm上的 色散斜率补偿率为60~150%,更加希望的是为85~130%。
与本发明有关的色散补偿系统是用于信号波段1520nm~1620nm的色 散补偿系统,它备有(1)传输信号波段的光的第1共同传输路径,(2) 从第1共同传输路径分离出来的第1和第2分支传输路径,(3)设置在 第1共同传输路径和第1和第2分支传输路径之间的,将通过第1共同 传输路径传输的信号波段的光分波成第1和第2波段,将第1波段的光 输出到第1分支传输路径,同时将第2波段的光输出到第2分支传输路 径的分波器,(4)设置在第1分支共同传输路径上对在第1波段中的色 散进行补偿的第1色散补偿装置,和(5)设置在第2分支传输路径上对 在第2波段中的色散进行补偿的第2色散补偿装置。
如果根据这个色散补偿系统,则通过分波器将信号波段 1520nm~1620nm分成第1和第2波段,将第1波段的光输出到第1分支 传输路径,将第2波段的光输出到第2分支传输路径。
而且,通过设置 在第1分支传输路径上的第1色散补偿装置对第1波段的色散进行补偿, 通过设置在第2分支传输路径上的第2色散补偿装置对第2波段的色散 进行补偿。
在该色散补偿系统中,第1色散补偿装置使色散偏差在±0.5ps/nm/km 以下,更加希望的是在±0.2ps/nm/km以下那样地对第1波段中的色散进 行补偿,第2色散补偿装置使色散偏差在±0.5ps/nm/km以下,更加希望 的是在±0.2ps/nm/km以下那样地对第2波段中的色散进行补偿。
如果是 这样,则在第1波段和第2波段两者中都能对色散进行充分的补偿。
该色散补偿系统进一步备有将通过第1分支传输路径传输的第1波段 的光和通过第2分支传输路径传输的第2波段的光合波起来的合波器。
如果是这样,则通过合波器将第1和第2波段的光合波起来。
这非常适 合用于中继台。
此外,在接收台,没有必要设置这种合波器。
该色散补偿系统进一步备有设置在第1分支传输路径上对第1波段的 光进行放大的第1光放大器,和设置在第2分支传输路径上对第2波段 的光进行放大的第2光放大器。
如果是这样,则通过设置在第1分支传 输路径上的第1光放大器放大第1波段的光,通过设置在第2分支传输 路径上的第2光放大器放大第2波段的光。
这时,上述第1和第2光放 大器也可以包括拉曼放大器。
如果是这样,则通过第1光放大器对第1 波段的光进行拉曼放大,通过第2光放大器对第2波段的光进行拉曼放 大。
此外,上述第1~第3色散补偿装置能很好地适用于具有各种光纤形态 的情形,除了色散补偿光纤外,也能很好地适用于称为色散移位光纤的 光纤。
这些作为色散补偿装置的光纤既可以作为光传输路径进行敷设, 也可以卷成线圈状做成组件。
又,我们考虑第1和第2波段,例如,一方是C波段(1520nm~1565nm), 另一方是L波段(1565nm~1620nm)的情形,但是不限定于此,例如, 也可以考虑一方是1490nm~1520nm,另一方是1520nm~1565nm的情形 等。
与本发明有关的色散补偿系统备有(1)依次设置在输入端和输出端 之间的主传输路径上的N个色散补偿装置DC1~DCN(N≥2),和(2) 设置在N个色散补偿装置DC1~DCN中的色散补偿装置DCn-1和色散补偿 装置DCn之间,对从色散补偿装置DCn-1输出的光信号进行分波,将分波 后的一方的波段光信号输出到色散补偿装置DCn,将另一方的波段光信 号输出到支传输路径Pn的分波器DIVn(2≤n≤N)。
而且,通过N个 色散补偿装置DC1~DCN中的色散补偿装置DC1~DCn-1对由分波器DIVn分波的输出到分支传输路径Pn的波段色散进行补偿(2≤n≤N)。
如果根据这个色散补偿系统,则通过直到这个分波器DIVn前经过的 色散补偿装置DC1~DCn-1对输入到输入端的信号光中由分波器DIVn分波 的输出到支路传输路径Pn的波段光信号进行色散补偿(2≤n≤N)。
这 个色散补偿量与光信号的波长相对应。
该色散补偿系统进一步备有设置在N个色散补偿装置DC1~DCN中的 最初段的色散补偿装置DC1前段的,对输入到输入端的信号光中进行分 波,将分波后的一方的波段光信号输出到色散补偿装置DC1,将另一方 的波段光信号输出到分支传输路径P1的分波器DIV1
如果是这样,则对 输入到输入端的信号光中由分波器DIV1分波的输出到支路传输路径P1的 波段光信号都不能通过任何一个色散补偿装置进行色散补偿。
该色散补偿系统进一步备有输入从N个色散补偿装置DC1~DCN中的 最后段的色散补偿装置DCN输出的光信号,和从分波器DIVn输出到支路 传输路径Pn的光信号(2≤n≤N),(进一步,也输入从分波器DIV1输 出到支路传输路径P1的光信号),并将这些光信号合波起来进行输出的 合波装置。
如果是这样,则对各波的光信号,只进行必要的色散补偿量 的补偿后,由合波装置进行合成后输出。
这非常适合用于中继台。
此外,在上述色散补偿系统中,N个色散补偿装置DC1~DCN中的每 一个都能很好地适用于具有光纤形态的情形,除了色散补偿光纤,通常 也能够将称为色散移位光纤的光纤用于色散补偿。
作为这些色散补偿装 置的光纤既可以作为光传输路径进行敷设,也可以卷成线圈状做成组件。
在色散补偿装置是光纤的情形中,插入损失很小,具有很大的设定各各 色散补偿量的自由度,能够扩大分别进行色散补偿的波段。
将WDM耦 合器用作N个分波器DIV1~DIVN中的每一个是很适合的,这时,能够价 廉并简便地对所要的波段进行分波。
与本发明有关的色散补偿系统具有将通过共同传输路径输入的光信号 分波成多个波段,在每个波段对分波后的各波段中的色散进行补偿的多 个色散补偿装置。
这时,分波后的各波段最好具有至少20nm的波段。
又, 分波的波段数最好在2以上5以下。
如果根据这个色散补偿系统,则将通过共同传输路径输入的光信号分 波成多个波段,通过多个色散补偿装置在每个波段对分波后的各波段中 的色散个别地进行补偿。
对于该色散补偿系统来说,分波波段最好是S+波段,S波段,C波段 和L波段。
如果是这样,则因为光放大器具有适合于分别进行光放大的 波段,所以通过将光信号分波在上述波段上可以高效率地放大光信号。
对于该色散补偿系统,信号波段1520nm~1620nm中的色散偏差最好 在±0.5ps/nm/km以下。
如果是这样,则用C波段和L波段中的10Gbit/s 的光信号可以传输2000km的距离。
如果信号波段是1490nm~1620nm, 则在除了C波段和L波段外信号波段可以扩大到S波段。
如果信号波段 是1450nm~1620nm,则在除了C波段,L波段和S波段外信号波段可以 扩大到S+波段。
又,如果色散偏差在±0.2ps/nm/km以下,则用10Gbit/s的光信号可 以传输5000km的距离。
如果色散偏差在±0.1ps/nm/km以下,则用10Gbit/s 的光信号可以传输10000km的距离。
如果色散偏差在±0.05ps/nm/km以 下,则用20Gbit/s的光信号可以传输5000km的距离。
如果色散偏差在 ±0.025ps/nm/km以下,则用20Gbit/s的光信号可以传输10000km的距 离。
对于该色散补偿系统,补偿分波后的各波段中的色散的色散补偿装置 最好具有组件的形态。
如果是这样,则能够达到减小设置空间,降低设 备成本的目的。
通过下面的详细说明和附图可以进一步充分理解本发明。
但是这些只 是为了举例说明而作的表示,不应该将它们看作是对本发明的限定。
附图说明 图1是与第1实施例有关的色散补偿系统的概略构成图 图2是与第2实施例有关的色散补偿系统的概略构成图。
图3是与第3实施例有关的色散补偿系统的概略构成图。
图4是与第4实施例有关的色散补偿系统的概略构成图。
图5A是模式地表示色散补偿光纤构造的图。
图5B是模式地表示色散补偿光纤的折射率分布的图。
图6A是表示与第1实施例有关的色散补偿系统连接的单模光纤的色 散特性的具体例的图。
图6B是表示在与第1实施例有关的色散补偿系统中,第1色散补偿 装置的色散特性的具体例的图。
图6C是表示当将具有图6A所示色散特性的单模光纤和具有图6B所 示色散特性的第1色散补偿装置以所定比率连接起来时的色散特性的具 体例的图。
图6D是表示当将具有图6A所示色散特性的单模光纤和与第1实施例 有关的色散补偿系统(第1色散补偿装置在波长1.55μm的色散斜率补偿 率η=100%)连接起来时全体色散特性的具体例的图。
图7A是模式地表示色散移位光纤构造的图。
图7B是表示色散移位光纤的折射率分布的图。
图8A是表示与第1实施例有关的色散补偿系统连接的单模光纤的色 散特性的具体例的图。
图8B是表示在与第1实施例有关的色散补偿系统中,第1色散补偿 装置的色散特性的具体例的图。
图8C是表示当将具有图8A所示色散特性的单模光纤和具有图8B所 示色散特性的第1色散补偿装置以所定比率连接起来时的色散特性的具 体例的图。
图8D是表示当将具有图8A所示色散特性的单模光纤和与第1实施例 有关的色散补偿系统(第1色散补偿装置在波长1.55μm的色散斜率补偿 率η=70%)连接起来时的全体色散特性的具体例的图。
图9A是表示与第2实施例有关的色散补偿系统连接的单模光纤的色 散特性的具体例的图。
图9B是表示在与2实施例有关的色散补偿系统中,第1色散补偿装 置的色散特性的具体例的图。
图9C是表示当将具有图9A所示色散特性的单模光纤和具有图9B所 示色散特性的第1色散补偿装置以所定比率连接起来时色散特性的具体 例的图。
图9D是表示当将具有图9A所示色散特性的单模光纤和与第2实施例 有关的色散补偿系统(第1色散补偿装置在波长1.55μm的色散斜率补偿 率η=135%)连接起来时全体色散特性的具体例的图。
图10A是表示与第3实施例有关的色散补偿系统连接的单模光纤的色 散特性的具体例的图。
图10B是表示在与3实施例有关的色散补偿系统中,第1色散补偿装 置的色散特性的具体例的图。
图10C是表示在与3实施例有关的色散补偿系统中,第2色散补偿装 置的色散特性的具体例的图。
图10D是表示当将具有图10A所示色散特性的单模光纤和与3实施 例有关的色散补偿系统(第1色散补偿装置在波长1.55μm的色散斜率补 偿率η=100%)连接起来时全体色散特性的具体例的图。
图11是表示在设置在第1共同传输路径上的第1色散补偿装置的波 长1.55μm上的色散斜率补偿率和在该色散补偿系统中的色散偏差之间关 系的图。
图12是与第5实施例有关的色散补偿系统的概略构成图。
图13A是表示输入到与第5实施例有关的色散补偿系统的光信号的累 积色散量的具体例的图。
图13B是表示输入到与第5实施例有关的色散补偿系统的光信号在A 点(参照图12)的累积色散量的具体例的图。
图13C是表示输入到与第5实施例有关的色散补偿系统的光信号在B 点(参照图12)的累积色散量的具体例的图。
图13D是表示输入到与第5实施例有关的色散补偿系统的光信号在C 点(参照图12)的累积色散量的具体例的图。
图14A是表示输入到与第5实施例有关的色散补偿系统的光信号的累 积色散量的具体例的图。
图14B是表示输入到与第5实施例有关的色散补偿系统的光信号在A 点(参照图12)的累积色散量的其它具体例的图。
图14C是表示输入到与第5实施例有关的色散补偿系统的光信号在B 点(参照图12)的累积色散量的其它具体例的图。
图14D是表示输入到与第5实施例有关的色散补偿系统的光信号在C 点(参照图12)的累积色散量的其它具体例的图。
图15是与第6实施例有关的色散补偿系统的概略构成图。
图16是与第7实施例有关的色散补偿系统的概略构成图。
图17是与第8实施例有关的色散补偿系统的概略构成图。
图18A是模式地表示色散补偿光纤构造的图。
图18B是表示色散补偿光纤的折射率分布的图。
图19是表示与第8实施例有关的色散补偿系统全体的色散特性的具 体例的图。
具体实施方式 下面,我们参照附图详细说明本发明的色散补偿系统的优先实施例。
此外,在相同的要素上附加相同的标号,并省略对它们的重复说明。
首先,我们说明本发明的色散补偿系统的第1实施例。
图1是与第1 实施例有关的色散补偿系统100的概略构成图。
色散补偿系统100备有 第1和第2共同传输路径111,112,第1和第2分支传输路径121,122, 分波器131,合波器132,以及第1和第2色散补偿装置141,142。
这个 色散补偿系统100通过与第1共同传输路径111的一端相当的输入端115 与外部的单模光纤1连接。
因此,通过单模光纤1传输的光信号从输入 端115输入色散补偿系统100。
分波器131设置在第1共同传输路径111与第1和第2分支传输路径 121,122之间。
这个分波器131将通过第1共同传输路径111传输的信 号波段1520nm~1620nm的光信号分波成C波段(1520nm~1565nm)和 L波段(1565nm~1620nm)。
而且,分波器131将C波段光信号输出到 第1分支传输路径121同时将L波段光信号输出到第2分支传输路径122。
分波器132设置在第2共同传输路径112与第1和第2分支传输路径 121,122之间。
这个分波器132将通过第1分支传输路径121传输的C 波段光信号和通过第2分支传输路径122传输的L波段光信号合波起来, 将合波后的光信号输出到第2共同传输路径112。
此外,通过与第2共同 传输路径112的一端相当的输出端116将从合波器132输出的通过第2 共同传输路径112传输的光信号输出到外部。
这里,在第1共同传输路径111上设置第1色散补偿装置141。
第1 色散补偿装置141对C波段和L波段中的色散进行补偿。
但是,第1色 散补偿装置141不能对L波段中的色散进行充分的补偿。
另一方面,在 第2分支传输路径122上设置第2色散补偿装置142。
所以,第2色散补 偿装置142能对由第1色散补偿装置141没有充分色散补偿的L波段中 的色散进行充分补偿。
这里,在与第1实施例有关的色散补偿系统100中,最好第1色散补 偿装置141使色散偏差在±0.5ps/nm/km以下,更加希望的是在 ±0.2ps/nm/km以下那样地对C波段中的色散进行补偿,第1和第2色散 补偿装置141,142使色散偏差在±0.5ps/nm/km以下,更加希望的是在 ±0.2ps/nm/km以下那样地对L波段中的色散进行补偿。
如果是这样,则 能够充分减少在包含C波段和L波段两者的信号波段中的色散。
因此, 可以进行例如10~20Gbit/s等的大容量光通信。
又,在与第1实施例有关的色散补偿系统100中,最好在设置在第1 共同传输路径上的第1色散补偿装置的波长1.55μm上的色散斜率补偿率 为60~150%,更加希望的是为85~130%。
如果是这样,则能够抑制C 波段和L波段中的色散误差。
此外,我们将在后面详细说明这个色散斜 率补偿率。
以上,在与第1实施例有关的色散补偿系统100中,在信号波段 1520nm~1620nm中,由第1色散补偿装置141对C波段中的色散进行 补偿,由第1和第2色散补偿装置141,142两者对L波段中的色散进行 补偿。
结果,能够在包含C波段和L波段两者的广阔信号波段中充分减 少光传输路径的色散。
其次,我们说明本发明的色散补偿系统的第2实施例。
图2是与第2 实施例有关的色散补偿系统200的概略构成图。
色散补偿系统200,除了 与第1实施例有关的色散补偿系统100的构成外,进一步备有在第1分 支传输路径121上的第3色散补偿装置143。
在这个色散补偿系统200中,和与第1实施例有关的色散补偿系统100 相同,在第1共同传输路径111上设置第1色散补偿装置141,由第1色 散补偿装置141对C波段和L波段中的色散进行补偿。
但是,第1色散 补偿装置141不能对在L波段中的色散进行充分的补偿。
因此,由设置 在第2分支传输路径122上的第2色散补偿装置142,对由第1色散补偿 装置141没有充分色散补偿的L波段中的色散进行补偿。
又,存在着不能说第1色散补偿装置141不仅对L波段中的色散进行 充分补偿而且还对C波段中的色散进行充分补偿的情形。
这时,在与第 2实施例有关的色散补偿系统200中,因为在第1分支传输路径121上设 置了第3色散补偿装置143,所以由第3色散补偿装置143对由第1色散 补偿装置141没有充分色散补偿的C波段中的色散进行补偿。
这里,在与第2实施例有关的色散补偿系统200中,最好第1和第3 色散补偿装置141,143使色散偏差在±0.5ps/nm/km以下,更加希望的 是在±0.2ps/nm/km以下那样地对C波段中的色散进行补偿,第1和第2 色散补偿装置141,142使色散偏差在±0.5ps/nm/km以下,更加希望的 是在±0.2ps/nm/km以下那样地对L波段中的色散进行补偿。
如果是这样, 则能够充分减少在包含C波段和L波段两者的广阔信号波段中的色散。
因此,可以进行例如10~20Gbit/s等的大容量光通信。
又,在与第2实施例有关的色散补偿系统200中,最好在设置在第1 共同传输路径上的第1色散补偿装置的波长1.55μm上的色散斜率补偿率 为60~150%,更加希望的是为85~130%。
如果是这样,则能够抑制C 波段和L波段中的色散误差。
此外,我们将在后面详细说明这个色散斜 率补偿率。
以上,在与第2实施例有关的色散补偿系统200中,在信号波段 1520nm~1620nm中,由第1和第3色散补偿装置141,143两者对C波 段中的色散进行补偿,由第1和第2色散补偿装置141,142两者对L波 段中的色散进行补偿。
结果,能够在包含C波段和L波段两者的广阔信 号波段中充分减少光传输路径的色散。
其次,我们说明本发明的色散补偿系统的第3实施例。
图3是与第3 实施例有关的色散补偿系统300的概略构成图。
色散补偿系统300备有 第1和第2共同传输路径311,312,第1和第2分支传输路径321,322, 分波器331,合波器332,以及第1和第2色散补偿装置341,342。
这个 色散补偿系统300通过与第1共同传输路径311的一端相当的输入端315 和外部的单模光纤1连接。
因此,通过单模光纤1传输的光信号从输入 端315输入到色散补偿系统300。
分波器331设置在第1共同传输路径311与第1和第2分支传输路径 321,322之间。
这个分波器331将通过第1共同传输路径311传输的信 号波段1520nm~1620nm的光信号分波成C波段(1520nm~1565nm)和 L波段(1565nm~1620nm)。
而且,分波器331将C波段光信号输出到 第1分支传输路径321同时将L波段光信号输出到第2分支传输路径322。
合波器332设置在第2共同传输路径312与第1和第2分支传输路径 321,322之间。
这个合波器332将通过第1分支传输路径321传输的C 波段光信号和通过第2分支传输路径322传输的L波段光信号合波起来, 将合波后的光信号输出到第2共同传输路径312。
此外,通过与第2共同 传输路径312的一端相当的输出端316将从合波器332输出的通过第2 共同传输路径312传输的光信号输出到外部。
在这个色散补偿系统300中,在第1分支传输路径321上设置第1色 散补偿装置341。
这个第1色散补偿装置341对C波段中的色散进行补 偿。
另一方面,在第2分支传输路径322上设置第2色散补偿装置342。
这个第2色散补偿装置342对L波段中的色散进行补偿。
这里,在与第3实施例有关的色散补偿系统300中,最好第1色散补 偿装置341使色散偏差在±0.5ps/nm/km以下,更加希望的是在 ±0.2ps/nm/km以下那样地对C波段中的色散进行补偿,第2色散补偿装 置342使色散偏差在±0.5ps/nm/km以下,更加希望的是在±0.2ps/nm/km 以下那样地对L波段中的色散进行补偿。
如果是这样,则能够充分减少 在包含C波段和L波段两者的广阔信号波段中的色散。
因此,可以进行 例如10~20Gbit/s等的大容量光通信。
以上,在与第3实施例有关的色散补偿系统300中,在信号波段 1520nm~1620nm中,由第1色散补偿装置341对C波段中的色散进行 补偿,由第2色散补偿装置342对L波段中的色散进行补偿。
结果,能 够在包含C波段和L波段两者的广阔信号波段中充分减少光传输路径的 色散。
其次,我们说明本发明的色散补偿系统的第4实施例。
图4是与第4 实施例有关的色散补偿系统400的概略构成图。
色散补偿系统400,除了 与第2实施例有关的色散补偿系统200的构成外,进一步备有光放大器 151~154。
光放大器151,153设置在第1分支传输路径121上,对C波段的光 信号进行放大。
另一方面,光放大器152,154设置在第2分支传输路径 122上,对L波段的光信号进行放大。
此外,将光放大器设置在第1和 第2分支传输路径121,122的各输入端一侧和输出端一侧中至少一方上 就足够了。
又,作为光放大器,例如能够用在“Crosstalk Bandwidth in Backward Pumped Fiber Raman Amplifiers”(IEEE PHOTONICES TECHNOLOGY LETTERS NOVEMBER 1999,VOL.11,NO.11,pp.1417- 1419,Jun Shan Wey et al.)中揭示的那种拉曼放大器。
这样,在与第4实施例有关的色散补偿系统400中,在信号波段 1520nm~1620nm中,由第1和第3色散补偿装置141,143两者对C波 段中的色散进行补偿,并由光放大器151,153对光信号进行放大。
另一 方面,由第1和第2色散补偿装置141,142两者对L波段中的色散进行 补偿,并由光放大器152,154对光信号进行放大。
结果,能够在包含C 波段和L波段两者的广阔信号波段中充分减少光传输路径的色散,又, 能够对光信号进行放大。
这个与第4实施例有关的色散补偿系统400非 常适合用于中继台。
其次,我们用具体的例子更详细地说明上述与第1~第3实施例有关的 色散补偿系统100~300,并说明在第1色散补偿装置的波长1.55μm上的 色散斜率补偿率的最佳范围。
这里,我们定义色散斜率补偿率。
色散斜率补偿率η由下列公式定义: η=100×(SDCF/DDCF)/(SSMF/DSMF) DSMF是在单模光纤1的所定波长上的色散值,SSMF是在单模光纤1的 所定波长上的色散斜率。
DDCF是在色散补偿装置(色散补偿光纤)的所 定波长上的色散值,SDCF是在色散补偿装置(色散补偿光纤)的所定波 长上的色散斜率。
这个色散斜率补偿率值η表示当在所定波长上的色散被 100%补偿时,在该所定波长上的色散斜率的补偿程度。
首先,我们表示与第1实施例有关的色散补偿系统100的具体例。
单模光纤1是用纤芯为纯二氧化硅包层是添加了F元素的二氧化硅, 在波长1.3μm附近具有零色散波长的光纤。
这个单模光纤1,在波长 1.55μm,色散为18.8ps/nm/km,色散斜率为0.057ps/nm2/km。
图6A表 示单模光纤1的色散特性。
如图6A所示,在信号波段,单模光纤1的色 散为正,色散斜率也为正。
第1色散补偿装置141用具有图5A,5B所示的折射率分布的色散补 偿光纤。
在这个第1色散补偿装置(色散补偿光纤)141中,纤芯31的 直径2a为3.93μm,第1包层32的外径2b为6.78μm,纤芯31对第2 包层33的比折射率差Δ+为1.4%,第1包层32对第2包层33的比折射 率差Δ-为-0.6%。
而且,第1色散补偿装置141,在波长1.55μm,色散为 -73.98ps/nm/km,色散斜率为-0.209ps/nm2/km。
图6B表示第1色散补 偿装置(色散补偿光纤)141的色散特性。
如图6B所示,在信号波段, 第1色散补偿装置(色散补偿光纤)141的色散为负,绝对值很大,又, 色散斜率也为负。
图6C表示当将这种单模光纤1和第1色散补偿装置(色散补偿光纤) 141以长度比0.8∶0.2连接起来时,它们全体的色散特性。
如从图6C判断 的那样,C波段的色散补偿是充分的,但是L波段的色散补偿不充分。
因此,通过分波器131分波成C波段和L波段,由第2色散补偿装置(色 散补偿光纤)142对L波段的色散进行进一步的补偿。
第2色散补偿装置142用具有图7A,7B所示的折射率分布的色散移 位光纤。
在这个第2色散补偿装置(色散移位光纤)142中,纤芯41的 直径2a为3.31μm,第1包层42的外径2b为18.40μm,纤芯41对第2 包层43的比折射率差Δ1为1.10%,第1包层42对第2包层43的比折射 率差Δ2为0.14%。
而且,第2色散补偿装置142的零色散波长为1573nm, 在波长1.55μm色散斜率为0.12ps/nm2/km。
而且,以长度为56.8m的比例将第2色散补偿装置(色散移位光纤) 142与1km的以上述比将上述单模光纤1和第1色散补偿装置(色散补 偿光纤)141连接起来的光纤连接。
图6D用虚线表示用第2色散补偿装置(色散移位光纤)142对L波 段的色散进行进一步色散补偿时的色散特性。
如从图6D判断的那样,L 波段的色散补偿也变得充分了。
此外,在这个具体例中,第1色散补偿装置141在波长1.55μm的色 散斜率补偿率η为100%,在波长1.55μm的色散斜率被100%地补偿。
其次,我们表示与第1实施例有关的色散补偿系统100的其它具体例。
单模光纤1是用纤芯为纯二氧化硅包层为添加了F元素的二氧化硅, 在波长1.3μm附近具有零色散波长的光纤。
这个单模光纤1,在波长 1.55μm,色散为18.8ps/nm/km,色散斜率为0.057ps/nm2/km。
图8A表 示单模光纤1的色散特性。
如图8A所示,在信号波段,单模光纤1的色 散为正,色散斜率也为正。
第1色散补偿装置141用具有图5A,5B所示的折射率分布的色散补 偿光纤。
在第1色散补偿装置(色散补偿光纤)141中,纤芯31的直径 2a为3.30μm,第1包层32的外径2b为8.24μm,纤芯31对第2包层33 的比折射率差Δ+为1.70%,第1包层32对第2包层33的比折射率差Δ-为 -0.36%。
第1色散补偿装置141,在波长1.55μm,色散为-68.17ps/nm/km, 色散斜率为-0.144ps/nm2/km。
图8B表示第1色散补偿装置(色散补偿 光纤)141的色散特性。
如图8B所示,在信号波段,第1色散补偿装置 (色散补偿光纤)141的色散为负,绝对值很大,又,色散斜率也为负。
图8C表示当将这种单模光纤1和第1色散补偿装置(色散补偿光纤) 141以长度比0.786∶0.214连接起来时,它们全体的色散特性。
如从图8C 判断的那样,C波段的色散偏差较大,L波段的色散补偿不充分,但是与 难以对C波段的色散进行补偿相对,可以进行L波段的色散补偿。
因此, 通过分波器131分波成C波段和L波段,由第2色散补偿装置(色散补 偿光纤)142对L波段的色散进行进一步的补偿。
第2色散补偿装置142用具有图5A,5B所示的折射率分布的色散补 偿光纤。
在第2色散补偿装置(色散补偿光纤)142中,纤芯31的直径 2a为4.41μm,第1包层32的外径2b为9.80μm,纤芯31对第2包层33 的比折射率差Δ+为1.35%,第1包层32对第2包层33的比折射率差Δ-为 -0.50%。
第2色散补偿装置142,在波长1.55μm,色散为-39.9ps/nm/km, 色散斜率为-0.209ps/nm2/km。
而且,以长度为12.6m的比例将第2色散补偿装置(色散补偿光纤) 142与1km的以上述比将上述单模光纤1和第1色散补偿装置(色散补 偿光纤)141连接起来的光纤连接。
图8D用虚线表示用第2色散补偿装 置(色散补偿光纤)142对L波段的色散进行进一步补偿时的色散特性。
如从图8D判断的那样,L波段的色散补偿变得充分了。
此外,在这个具体例中,第1色散补偿装置141在波长1.55μm的色 散斜率补偿率η为70%,不能说完全对波长1.55μm的色散斜率进行了补 偿。
其次,我们表示与第2实施例有关的色散补偿系统200的具体例。
单模光纤1是用纤芯为纯二氧化硅包层为添加了F元素的二氧化硅, 在波长1.3μm附近具有零色散波长的光纤。
单模光纤1,在波长1.55μm, 色散为18.8ps/nm/km,色散斜率为0.057ps/nm2/km。
图9A表示单模光 纤1的色散特性。
如图9A所示,在信号波段,单模光纤1的色散为正, 色散斜率也为正。
第1色散补偿装置141用具有图5A,5B所示的折射率分布的色散补 偿光纤。
在这个第1色散补偿装置(色散补偿光纤)141中,纤芯31的 直径2a为3.16μm,第1包层32的外径2b为10.20μm,纤芯31对第2 包层33的比折射率差Δ+为1.70%,第1包层32对第2包层33的比折射 率差Δ-为-0.36%。
第1色散补偿装置141,在波长1.55μm,色散为- 74.2ps/nm/km,色散斜率为-0.316ps/nm2/km。
图9B表示第1色散补偿 装置(色散补偿光纤)141的色散特性。
如图9B所示,在信号波段,第 1色散补偿装置(色散补偿光纤)141的色散为负,绝对值很大,又,色 散斜率也为负。
图9C表示当将这种单模光纤1和第1色散补偿装置(色散补偿光纤) 141以长度比0.798∶0.202连接起来时,它们全体的色散特性。
如从图9C 判断的那样,L波段的色散补偿不充分,不能说完全对C波段的色散进 行了补偿。
因此,通过分波器131分波成C波段和L波段,由第2色散 补偿装置(色散移位光纤)142对L波段的色散进行进一步的补偿。
由 第3色散补偿装置(色散移位光纤)143对C波段的色散进行进一步的 补偿。
第2色散补偿装置142和第3色散补偿装置143分别用具有图7A,7B 所示的折射率分布的色散移位光纤。
在这个第2色散补偿装置(色散移 位光纤)142中,纤芯41的直径2a为2.28μm,第1包层42的外径2b 为18.2μm,纤芯41对第2包层43的比折射率差Δ1为1.10%,第1包层 42对第2包层43的比折射率差Δ2为0.14%。
而且,第2色散补偿装置142 的零色散波长为1568nm,在波长1.55μm色散斜率为0.12ps/nm2/km。
而且,以长度为660m的比例将第2色散补偿装置(色散移位光纤)142 与全体长度为1km的单模光纤1和第1色散补偿装置(色散补偿光纤) 141连接。
在第3色散补偿装置(色散移位光纤)143中,纤芯41的直径2a为 3.17μm,第1包层42的外径2b为17.6μm,纤芯41对第2包层43的比 折射率差Δ1为1.1%,第1包层42对第2包层43的比折射率差Δ2为0.14%。
而且,第3色散补偿装置143的零色散波长为1545nm,在波长1.55μm 色散斜率为0.12ps/nm2/km。
而且,以长度为54m的比例将第3色散补 偿装置(色散移位光纤)143与全体长度为1km的单模光纤1和第1色 散补偿装置(色散补偿光纤)141连接。
图9D用虚线表示用第2色散补偿装置(色散移位光纤)142对L波 段的色散进行进一步补偿时的色散特性,用实线表示用第3色散补偿装 置(色散移位光纤)143对C波段的色散进行进一步补偿时的色散特性。
如从图9D判断的那样,C波段和L波段两者的色散补偿都变得充分了。
此外,在这个具体例中,第1色散补偿装置141在波长1.55μm的色 散斜率补偿率η为135%,用第1和第3色散补偿装置(色散补偿光纤)141, 143对在波长1.55μm的色散斜率的补偿变得过剩了。
其次,我们表示与第3实施例有关的色散补偿系统300的具体例。
单模光纤1是用纤芯为纯二氧化硅包层为添加了F元素的二氧化硅, 在波长1.3μm附近具有零色散波长的光纤。
单模光纤1,在波长1.55μm, 色散为18.8ps/nm/km,色散斜率为0.057ps/nm2/km。
又,这个单模光纤 1,在波长1.58μm,色散为20.8ps/nm/km,色散斜率为0.057ps/nm2/km。
图10A表示单模光纤1的色散特性。
如图10A所示,在信号波段,单模 光纤1的色散为正,色散斜率也为正。
第1色散补偿装置341用具有图5A,5B所示的折射率分布的色散补 偿光纤。
在这个第1色散补偿装置(色散补偿光纤)341中,纤芯31的 直径2a为4.60μm,第1包层32的外径2b为7.09μm,纤芯31对第2 包层33的比折射率差Δ+为1.4%,第1包层32对第2包层33的比折射 率差Δ-为-0.7%。
而且,第1色散补偿装置341,在波长1.55μm,色散为 -53.20ps/nm/km,色散斜率为-0.162ps/nm2/km。
图10B表示第1色散补 偿装置(色散补偿光纤)341的色散特性。
如图10B所示,在信号波段, 第1色散补偿装置(色散补偿光纤)341的色散为负,绝对值很大,又, 色散斜率也为负。
又,第2色散补偿装置342用具有图5A,5B所示的折射率分布的色 散补偿光纤。
在第2色散补偿装置(色散补偿光纤)342中,纤芯31的 直径2a为4.75μm,第1包层32的外径2b为7.20μm,纤芯31对第2 包层33的比折射率差Δ+为1.4%,第1包层32对第2包层33的比折射 率差Δ-为-0.7%。
而且,第2色散补偿装置342,在波长1.58μm,色散为 -44.44ps/nm/km,色散斜率为-0.122ps/nm2/km。
图10C表示第2色散补 偿装置(色散补偿光纤)342的色散特性。
如图10C所示,在信号波段, 第2色散补偿装置(色散补偿光纤)342的色散为负,绝对值很大,又, 色散斜率也为负。
图10D用实线表示当将这种单模光纤1和第1色散补偿装置(色散补 偿光纤)341以长度比1∶0.35连接起来时,它们全体的色散特性。
又,这 个图10D用虚线表示当将这种单模光纤1和第2色散补偿装置(色散补 偿光纤)342以长度比1∶0.46连接起来时,它们全体的色散特性。
如从图 10D判断的那样,用第1色散补偿装置341对C波段的色散进行补偿, 用第2色散补偿装置342对L波段的色散进行补偿,在包含C波段和L 波段的信号波段中色散补偿变得充分了。
此外,在这个具体例中,第1色散补偿装置341在波长1.55μm的色 散斜率补偿率η为100%,在波长1.55μm的色散斜率被100%地补偿。
本发明者们调查了包括以上具体例的多个具体例的色散特性。
图11 表示在设置在第1共同传输路径111上的第1色散补偿装置141的波长 1.55μm上的色散斜率补偿率与在C波段(由圆圈表示)和L波段(由方 框表示)的该色散补偿装置100,200的色散偏差之间关系。
如图11所 示,为了使色散偏差在±0.5ps/nm/km以下,必须使第1色散补偿装置141 的色散斜率补偿率为60~150%,进一步为了使色散偏差在±0.2ps/nm/km 以下,必须使色散斜率补偿率为85~130%。
此外,所谓使色散偏差在 ±0.5ps/nm/km的条件就是如后面所述地为了传输10Gbit/s的信号2000km 所需的条件。
这样,本发明者们发现设置在第1共同传输路径111上的第1色散补 偿装置141在波长1.55μm的色散斜率补偿率η的优先范围为60~150%, 更希望为85~130%。
如果色散斜率补偿率η在这个范围内,则能够抑制 在C波段和L波段的波长之间的色散误差。
其次,我们说明与本发明有关的色散补偿系统的第5实施例。
图12 是与第5实施例有关的色散补偿系统500的概略构成图。
色散补偿系统500 顺次地备有在输入端500a和输出端500b之间的主传输路径510上的色 散补偿装置531,分波器542,色散补偿装置532,分波器543,色散补 偿装置533和合波器550。
最好各色散补偿装置531~533都是色散补偿光 纤,最好各分波器542,543都是WDM耦合器。
分波器542对从色散补偿装置531输出的光信号(例如,信号波段 1490nm~1620nm)进行分波,将这个分波后的一方的第1波段(例如, S波段1490nm~1520nm)的光信号输出到分支传输路径522,将余下波 段的光信号输出到色散补偿装置532。
分波器543对从色散补偿装置532 输出的光信号进行分波,将这个分波后的一方的第2波段(例如,C波 段1520nm~1565nm)的光信号输出到分支传输路径523,将余下的第3 波段(例如,L波段1565nm~1620nm)的光信号输出到色散补偿装置533。
合波器550将由分波器542分波的通过分支传输路径522传输的第1波 段的光信号,由分波器543分波的通过分支传输路径523传输的第2波 段的光信号,和从色散补偿装置533输出的光信号合波起来进行输出。
将从合波器550输出的光信号从输出端500b输出到色散补偿系统500的 外部。
在这个色散补偿系统500中,从输入端500a输入的光信号中,在分 波器542分波的经过分支传输路径522和合波器550输出到输出端500b 的第1波段的光信号只由色散补偿装置531进行色散补偿。
在分波器543 分波的经过分支传输路径523和合波器550输出到输出端500b的第2波 段的光信号由色散补偿装置531,532进行色散补偿。
又,从色散补偿装 置533输出的经过合波器550输出到输出端500b的第3波段的光信号由 色散补偿装置531~533进行色散补偿。
其次,我们说明与本实施例有关的色散补偿系统500的2个具体工作 例。
图13A~13D是说明与第5实施例有关的色散补偿系统500的色散补 偿工作的第1具体例的图。
在这个第1具体例中,色散补偿装置531,在 包含第1~第3波段的波段中波长色散是负的。
色散补偿装置532,在包 含第2和第3波段的波段中波长色散是负的。
色散补偿装置533,在第3 波段中波长色散是负的。
从输入端500a输入的光信号,如图13A所示在 包含第1~第3波段I~III的波段中,累积色散量是正的,累积色散量的 斜率也是正的。
在这个第1具体例中,从最初段的色散补偿装置531输出并输入到分 波器542的光信号(在图12中A点的光信号),在包含第1~第3波段I~III 的波段中,由波长色散是负的色散补偿装置531减少累积色散量。
这时, 如图13B所示,第1波段I的光信号,因为累积色散量充分地小,所以 输出到分支传输路径522。
但是,第2和第3波段II,III的光信号的累 积色散量依然很大,从而输入到色散补偿装置532。
从中间段的色散补偿装置532输出并输入到分波器543的光信号(在 图12中B点的光信号),在包含第2和第3波段II,III的波段中,由 波长色散是负的色散补偿装置532减少累积色散量。
这时,如图13C所 示,第2波段II的光信号,因为累积色散量充分地小,所以输出到分支 传输路径523。
但是,第3波段III的光信号的累积色散量依然很大,从 而输入到色散补偿装置533。
从最后段的色散补偿装置533输出并输入到合波器550的光信号(在 图12中C点的光信号),在第3波段III中,由波长色散是负的色散补 偿装置533进一步减少累积色散量。
结果,如图13D所示,第3波段III 的光信号的累积色散量变得充分地小。
而且,从合波器550输出到输出 端500b的光信号在包含第1~第3波段I~III的波段中,累积色散量变得 充分地小。
图14A~D是说明与第5实施例有关的色散补偿系统500的色散补偿 工作的第2具体例的图。
在这个第2具体例中,色散补偿装置531,在包 含第1~第3波段的波段中波长色散和色散斜率都是负的。
色散补偿装置 532,在包含第2和第3波段的波段中波长色散和色散斜率都是正的。
色 散补偿装置533,在第3波段中波长色散和色散斜率都是正的。
从输入端 500a输入的光信号,如图14A所示在包含第1~第3波段I~III的波段中, 累积色散量是正的,累积色散量的斜率也是正的。
在这个第2具体例中,从最初段的色散补偿装置531输出并输入到分 波器542的光信号(在图12中A点的光信号),在包含第1~第3波段I~III 的波段中,由波长色散和色散斜率都是负的色散补偿装置531减少累积 色散量。
这时,如图14B所示,第1波段I的光信号,因为累积色散量 充分地小,所以输出到分支传输路径522。
但是,第2和第3波段II,III 的光信号,累积色散量在负方向变得很大,从而输入到色散补偿装置532。
从中间的色散补偿装置532输出并输入到分波器543的光信号(在图 12中B点的光信号),在包含第2和第3波段的波段中,通过波长色散 和色散斜率都是正的色散补偿装置532进一步减少累积色散量。
这时, 如图14C所示,第2波段II的光信号,因为累积色散量充分地小,所以 输出到分支传输路径523。
但是,第3波段III的光信号的累积色散量依 然在负方向上很大,从而输入到色散补偿装置533。
从最后段的色散补偿装置533输出并输入到合波器550的光信号(在 图12中C点的光信号),在第3波段III中,由波长色散和色散斜率都 是正的色散补偿装置533进一步减少累积色散量。
结果,如图14D所示, 第3波段III的光信号的累积色散量变得充分地小。
而且,从合波器550 输出到输出端500b的光信号在包含第1~第3波段I~III的波段中,累积 色散量变得充分地小。
这样,在这个色散补偿系统500中,在第1~第3波段中的各光信号, 各经过的色散补偿装置的个数是不同的,与此相应能够进行适当的色散 补偿。
所以,这个色散补偿系统500能够在整个包含第1~第3波段的波 段中减少累积色散。
其次,我们说明与本发明有关的色散补偿系统的第6实施例。
图15 是与第6实施例有关的色散补偿系统600的概略构成图。
色散补偿系统600 顺次地备有在输入端600a和输出端600b之间的主传输路径610上的分 波器641,色散补偿装置631,分波器642,色散补偿装置632和合波器 650。
最好各分波器641,642都是WDM耦合器。
分波器641对从输入端600a输入的光信号(例如,信号波段 1490nm~1620nm)进行分波,将这个分波后的一方的第1波段(例如, S波段1490nm~1520nm)的光信号输出到分支传输路径621,将余下波 段的光信号输出到色散补偿装置631。
分波器642对从色散补偿装置631 输出的光信号进行分波,将这个分波后的一方的第2波段(例如,C波 段1520nm~1565nm)的光信号输出到分支传输路径622,将余下的第3 波段(例如,L波段1565nm~1620nm)的光信号输出到色散补偿装置632。
合波器650将由分波器641输出的通过分支传输路径621传输的第1波 段的光信号,从分波器642输出的通过分支传输路径622传输的第2波 段的光信号,和从色散补偿装置632输出的光信号合波起来进行输出。
将从合波器650输出的光信号从输出端600b输出到色散补偿系统600的 外部。
在本实施例中,色散补偿装置631是色散补偿光纤,色散补偿装置632 是备有3端子循环器632A和线性调频脉冲光纤光栅632B构成的。
3端 子循环器632A将从分波器642输入的光信号输出到线性调频脉冲光纤光 栅632B,并将从线性调频脉冲光纤光栅632B输入的光信号输出到合波 装置650。
线性调频脉冲光纤光栅632B是在光纤的光导波区域形成折射 率调制的光纤光栅,这个折射率调制的间隔在长度方向上变化,在某个 波长的光满足布拉格条件的折射率调制的间隔的位置上反射这个光。
即, 在通过备有3端子循环器632A和线性调频脉冲光纤光栅632B构成的色 散补偿装置632中,从分波器642到合波器650的光信号,因为与其波 长相对应经过不同的光路长,所以通过这种作用能够对色散进行补偿。
所以,在这个色散补偿系统600中,在输入到输入端600a的光信号 中,由分波器641经过分支传输路径621和合波器650输出到输出端600b 的第1波段的光信号没有被色散补偿。
由分波器642经过分支传输路径622 和合波器650输出到输出端600b的第2波段的光信号只由色散补偿装置 631进行色散补偿。
又,从色散补偿装置632经过合波器650输出到输出 端600b的第3波段的光信号3由色散补偿装置631和632进行色散补偿。
这样,在这个色散补偿系统600中,不需要色散补偿的第1波段的光 信号没有被色散补偿地输出。
需要色散补偿的第2和第3波段的各光信 号各自经过的色散补偿装置的个数是不同的,与此相应能够进行适当的 色散补偿。
所以,这个色散补偿系统600能够在整个包含第1~第3波段 的波段中减少累积色散。
其次,我们说明与本发明有关的色散补偿系统的第7实施例。
图16 是与第7实施例有关的色散补偿系统700的概略构成图。
色散补偿系统700 顺次地备有在输入端700a和输出端700b之间的主传输路径710上的分 波器741,色散补偿装置731,分波器742,色散补偿装置732,分波器743, 色散补偿装置733和光放大器760。
又,在这个图中,也画出了接收器791, 接收器792和ADM(Add-Drop Multiplexer,多路复用器)793。
最 好各色散补偿装置731~733都是色散补偿光纤,最好各分波器741~743 都是WDM耦合器。
分波器741对从输入端700a输入的光信号(例如,信号波段 1450nm~1620nm)进行分波,将这个分波后的一方的第1波段(例如, S+波段1450nm~1490nm)的光信号经过分支传输路径721输出到输出端 700c,将余下波段的光信号输出到色散补偿装置731。
分波器742对从色 散补偿装置731输出的光信号进行分波,将这个分波后的一方的第2波 段(例如,S波段1490nm~1520nm)的光信号经过分支传输路径722输 出到输出端700d,将余下波段的光信号输出到色散补偿装置732。
分波 器743对从色散补偿装置732输出的光信号进行分波,将这个分波后的 一方的第3波段(例如,C波段1520nm~1565nm)的光信号经过分支传 输路径723输出到输出端700e,将余下的第4波段(例如,L波段 1565nm~1620nm)的光信号输出到色散补偿装置733。
光放大器760对 从色散补偿装置733输出的光信号进行放大,将放大后的光信号输出到 输出端700b。
在这个色散补偿系统700中,在从输入端700a输入的光信号中,在 分波器741分波的经过分支传输路径721输出到输出端700c的第1波段 的光信号,即便通过任何色散补偿装置也不能被色散补偿地由接收器791 接收。
在分波器742分波的经过分支传输路径722输出到输出端700d的 第2波段的光信号只由色散补偿装置731进行色散补偿,并由接收器792 接收。
在分波器743分波的经过分支传输路径723输出到输出端700e的 第3波段的光信号由色散补偿装置731,732进行色散补偿,并通过ADM 793传输给其它的系统。
又,输出到输出端700b的第4波段的光信号由 色散补偿装置731~733进行色散补偿,并由光放大器760放大后传输给 后面的段。
这样,在这个色散补偿系统700中,不需要色散补偿的第1波段的光 信号没有被色散补偿地从输出端700c输出,并由接收器791接收。
需要 色散补偿的第2~第4波段的各光信号各自经过的色散补偿装置的个数是 不同的,与此相应地能够进行适当的色散补偿,并可以从输出端700b,700d 和700e中任何一个输出。
又,进一步向后面的段输出的第4波段的光信 号在由放大器760放大后从输出端700b输出。
所以,这个色散补偿系统 700可以作为具有能够在整个包含第1~第4波段的广阔波段中减少累积 色散并且选择区别光信号的功能的功能性装置加以使用。
其次,我们说明与本发明有关的色散补偿系统的第8实施例。
图17 是与第8实施例有关的色散补偿系统800的概略构成图。
色散补偿系统800 备有第1和第2共同传输路径811,812,第1~第4分支传输路径821~824, 分波器831,合波器832以及第1~第4色散补偿装置841~844。
这个色 散补偿系统800通过与第1共同传输路径811的一端相当的输入端815 与外部的单模光纤1连接。
因此,通过单模光纤1传输的光信号从输入 端815输入到色散补偿系统800。
分波器831设置在第1共同传输路径811和第1~第4分支传输路径 821~824之间。
这个分波器831将通过第1共同传输路径811传输的信号 波段1450nm~1620nm的光信号分波成S+波段(1450nm~1490nm),S 波段(1490nm~1520nm),C波段(1520nm~1565nm)和L波段 (1565nm~1620nm)。
而且,分波器831将S+波段光信号输出到第1分 支传输路径821,将S波段光信号输出到第2分支传输路径822,将C波 段光信号输出到第3分支传输路径823,将L波段光信号输出到第4分 支传输路径824。
合波器832设置在第2共同传输路径812与第1~第4分支传输路径 821~824之间。
这个合波器832将通过第1分支传输路径821传输的S+ 波段光信号,通过第2分支传输路径822传输的S波段光信号,通过第3 分支传输路径823传输的C波段光信号和通过第4分支传输路径824传 输的L波段光信号合波起来,并将合波后的光信号输出到第2共同传输 路径812。
此外,通过与第2共同传输路径812的一端相当的输出端816 将从合波器832输出的通过第2共同传输路径812传输的光信号输出到 外部。
这里,在第1共同传输路径811上设置第1色散补偿装置841。
第1 色散补偿装置841对在S+波段,S波段,C波段和L波段中的色散进行 补偿。
但是,第1色散补偿装置841即便能对在S+波段中的色散进行充 分的补偿,也不能对在S波段,C波段和L波段中的色散进行充分的补 偿。
另一方面,在第2分支传输路径822上设置第2色散补偿装置842。
所以,第2色散补偿装置842能对由第1色散补偿装置841没有充分色 散补偿的S波段中的色散进行充分补偿。
又,在第3分支传输路径823 上设置第3色散补偿装置843。
所以,第3色散补偿装置843能对由第1 色散补偿装置841没有充分色散补偿的C波段中的色散进行充分补偿。
进一步,在第4分支传输路径824上设置第4色散补偿装置844。
所以, 第4色散补偿装置844能对由第1色散补偿装置841没有充分色散补偿 的L波段中的色散进行充分补偿。
此外,对在由分波器831分波的各波段中的色散进行补偿的第2~第4 色散补偿装置最好具有卷成线圈状的组件形态。
如果是这样,则能够达 到减小设置空间,降低设备成本的目的。
在第1分支传输路径821上设置光放大器851,855,对S+波段的光 信号进行放大。
又,在第2分支传输路径822上设置光放大器852,856, 对S波段的光信号进行放大。
又,在第3分支传输路径823上设置光放 大器853,857,对C波段的光信号进行放大。
进一步,在第4分支传输 路径824上设置光放大器854,858,对L波段的光信号进行放大。
此外, 将光放大器设置在第1~第4分支传输路径821~824的各输入端一侧和输 出端一侧中至少一方上就足够了。
又,作为光放大器,例如能够用在 “Crosstalk Bandwidth in Backward Pumped Fiber Raman Amplifiers” (IEEE PHOTONICES TECHNOLOGY LETTERS NOVEMBER 1999,VOL.11,NO.11,pp.1417-1419,Jun Shan Wey et al.)中揭示的那种拉 曼放大器。
这里,在与本实施例有关的色散补偿系统800中,在信号波段 1520nm~1620nm(C波段,L波段)中的色散偏差在±0.5ps/nm/km以下, 最好在±0.2ps/nm/km以下,更好在±0.1ps/nm/km以下,进一步最好在 ±0.05ps/nm/km以下,最最好在±0.025ps/nm/km以下。
一般,随着光信号位速率的提高,对色散的要求变得更严格。
在10Gbit/s 的信号速度,累积色散必须在1000ps/nm以下,信号速度在20Gbit/s, 40Gbit/s上,累积色散分别必须在250ps/nm以下,63ps/nm以下。
这样, 随着信号速度的提高,或者随着传输距离的加长,光信号的传输就变得 更困难。
例如,当我们考虑用10Gbit/s的光信号横渡太平洋必需的10000km 距离的传输时,因为累积色散必须在1000ps/nm以下,所以色散必须在 0.1ps/nm/km以下。
同样,当我们考虑横渡大西洋必需的5000km距离的传输时,色散必 须在0.2ps/nm/km以下。
进一步,当我们考虑2000km距离的传输时, 色散必须在0.5ps/nm/km以下。
又,当我们考虑用20Gbit/s的光信号进行10000km距离的传输时, 因为累积色散必须在250ps/nm以下,所以色散必须在0.025ps/nm/km以 下,当我们考虑5000km距离的传输时,色散必须在0.05ps/nm/km以下。
因此,如果在信号波段1520nm~1620nm(C波段,L波段)中的色 散偏差在±0.5ps/nm/km以下,则可以用10Gbit/s的光信号进行2000km 距离的传输。
又,如果色散偏差在±0.2ps/nm/km以下,则可以用10Gbit/s 的光信号进行5000km距离的传输。
又,如果色散偏差在±0.1ps/nm/km 以下,则可以用10Gbit/s的光信号进行10000km距离的传输。
又,如果 色散偏差在±0.05ps/nm/km以下,则可以用20Gbit/s的光信号进行5000km 距离的传输。
进一步,如果色散偏差在±0.025ps/nm/km以下,则可以用 20Gbit/s的光信号进行10000km距离的传输。
现在,扩大传输容量的要求提高了,为了解决这个问题正在提高传输 速度和扩大使用波段的方向上进行研究。
与此相伴,除了C波段 (1520nm~1565nm),L波段(1565nm~1620nm)外,S波段 (1490nm~1520nm)和S+波段(1450nm~1490nm)也令人注意。
为了 扩大传输容量,使用所有这些波段是有效的。
因此,在与本实施例有关的色散补偿系统800中,将S波段加到C波 段和L波段,在信号波段1490nm~1620nm中的色散偏差可以在 ±0.5ps/nm/km以下,最好在±0.2ps/nm/km以下,更好在±0.1ps/nm/km 以下,最最好在±0.05ps/nm/km以下。
如果在信号波段1490nm~1620nm (S波段,C波段,L波段)中的色散偏差在±0.5ps/nm/km以下,则可 以用10Gbit/s的光信号进行2000km距离的传输。
又,如果色散偏差在 ±0.2ps/nm/km以下,则可以用10Gbit/s的光信号进行5000km距离的传 输。
又,如果色散偏差在±0.1ps/nm/km以下,则可以用10Gbit/s的光信 号进行10000km距离的传输。
又,如果色散偏差在±0.05ps/nm/km以下, 则可以用20Gbit/s的光信号进行5000km距离的传输。
进一步,在与本实施例有关的色散补偿系统800中,将S+波段加到C 波段,L波段和S波段,在信号波段1450nm~1620nm中的色散偏差可 以在±0.5ps/nm/km以下,最好在±0.2ps/nm/km以下。
如果在信号波段 1450nm~1620nm(S+波段,S波段,C波段,L波段)中的色散偏差在 ±0.5ps/nm/km以下,则可以用10Gbit/s的光信号进行2000km距离的传 输。
又,如果色散偏差在±0.2ps/nm/km以下,则可以用10Gbit/s的光信 号进行5000km距离的传输。
这样在与第8实施例有关的色散补偿系统800中,在信号波段 1450nm~1620nm中,由第1色散补偿装置841对S+波段的色散进行补 偿,并用光放大器851,855对光信号进行放大。
又,由第1和第2色散 补偿装置841,842两者对S波段的色散进行补偿,并用光放大器852,856 对光信号进行放大。
又,由第1和第3色散补偿装置841,843两者对C 波段的色散进行补偿,并用光放大器853,857对光信号进行放大。
进一 步,由第1和第4色散补偿装置841,844两者对L波段的色散进行补偿, 并用光放大器854,858对光信号进行放大。
结果,在整个包含S+波段, S波段,C波段和L波段的信号波段的广阔范围内,能够充分减少光传 输路径的色散,并能够放大光信号。
与这个第8实施例有关的色散补偿 系统800能够很好地适用于中继台。
其次,我们表示与第8实施例有关的色散补偿系统800的具体例。
单模光纤1是用纤芯为纯二氧化硅包层为添加了F元素的二氧化硅, 在波长1.3μm附近具有零色散波长的光纤。
这个单模光纤1,在波长 1.55μm,色散为20.4ps/nm/km,色散斜率为0.059ps/nm2/km。
第1色散补偿装置841用具有图18A,18B所示的折射率分布的色散 补偿光纤。
在这个第1色散补偿装置(色散补偿光纤)841中,纤芯31 的直径2a为4.2μm,第1包层32的外径2b为7.3μm,第2包层33的 外径2c为22μm。
纤芯31对第3包层34的比折射率差Δ+为1.4%,第1 包层32对第3包层34的比折射率差Δ-为-0.7%,第2包层33对第3包 层34的比折射率差Δ3为0.09%。
而且,第1色散补偿装置841,在波长 1.55μm,色散为-64.4ps/nm/km,色散斜率为-0.207ps/nm2/km。
第2色散补偿装置842用零色散波长为1502nm,在波长1.55μm,色 散斜率为0.12ps/nm2/km的色散移位光纤。
第3色散补偿装置843用零色散波长为1518nm,在波长1.55μm,色 散斜率为0.12ps/nm2/km的色散移位光纤。
第4色散补偿装置844用零色散波长为1530nm,在波长1.55μm,色 散斜率为0.12ps/nm2/km的色散移位光纤。
图19表示当将长度为37.6km的单模光纤1,长度为12.4km的第1 色散补偿装置841,长度为3.5km的第2色散补偿装置842,长度为8.8km 的第3色散补偿装置843,和长度为11.5km的第4色散补偿装置844连 接起来时,这样的单模光纤1和第1~第4色散补偿装置(色散补偿光纤) 841~844的全体的色散特性。
如从图19判断的那样,在信号波段 1520nm~1620nm(C波段,L波段)中,能将色散偏差抑制在 ±0.025ps/nm/km以下。
又,在信号波段1490nm~1620nm(S波段,C波段,L波段)中,能 将色散偏差抑制在±0.05ps/nm/km以下。
又,在信号波段1450nm~1620nm(S+波段,S波段,C波段,L波 段)中,能将色散偏差抑制在±0.2ps/nm/km以下。
本发明不限定于上述实施例,可以具有种种变形。
例如,即便在与第 1或第3实施例有关的色散补偿系统中,也可以进一步设置用C波段的 光放大器和用L波段的光放大器。
又,在与第8实施例有关的色散补偿系统中,也可以在第1分支传输 路径(图17的821)上设置新的色散补偿装置。
如果是这样,则即便当 由第1色散补偿装置841对S+波段中的色散没有进行充分补偿时,也可 以由在第1分支传输路径上的新的色散补偿装置841对S+波段中的色散 进行进一步补偿。
从以上的本发明说明可以明白能够对本发明进行种种变形。
我们不认 为这样的变形脱离本发明的思想和范围,作为从业人员全都明白的改良 都包含在下列权利要求书的范围内。
如果根据本发明的色散补偿系统,则能够充分减少在广大的信号波段 中的色散。
因此,在适用本发明的色散补偿系统的光传输系统中可以进 行大容量的光通信。
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