專利名稱：在波長多路復(fù)用傳輸系統(tǒng)中的波長分散補償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種波長色散補償裝置，其用于補償通過光纖傳輸過程中在光信號中出現(xiàn)的波長色散，特別是涉及一種用于波長多路復(fù)用傳輸系統(tǒng)的波長色散補償裝置。
用于傳輸光信號的光纖具有的光信號傳輸時間隨光信號波長而不同的特性。因此，在通過光纖傳輸光信號的情況下，信號波形很可能會隨傳輸距離而色散。該現(xiàn)象稱作“波長色散”。
光纖具有稱作零色散波長的特征波長。如果光信號的波長與零色散波長一致的話，波長色散將不會出現(xiàn)，而不管傳輸距離有多長。因此，當傳輸單一波長的光信號時，可以通過使光信號波長與光纖的零色散波長一致來防止S/N比的降低。
然而，如果光信號的波長與用于傳輸光信號的光纖的零色散波長不一致的話，就必須進行測量，以便補償在光信號傳輸過程中所出現(xiàn)的波長色散。為了補償波長色散，通常要進行測量，其中要提供特殊的色散補償光纖，它會產(chǎn)生光信號的相反波長色散，并且在將光信號發(fā)送到形成傳輸線的光纖之前，首先使光信號通過特殊的色散補償光纖。
對于通過光纖線路傳輸光信號的波長多路復(fù)用傳輸系統(tǒng)來說，其多路復(fù)用的光信號具有不同的波長，其波長色散的問題會變得更加復(fù)雜。也就是說，波長色散的色散量會隨著光信號波長與零色散波長之間差的增加而增加，并且通過光纖的波長多路復(fù)用信號會經(jīng)受對應(yīng)于光信號的波長的不同波長色散。
通常，使用圖2所示的波長色散補償裝置。圖2所示波長色散補償裝置可用于波長多路復(fù)用傳輸系統(tǒng)，用以傳輸波長多路復(fù)用信號，該信號是由具有λ1-λn波長的光信號組成。對于該波長色散補償裝置來說，在將λ1-λn波長進行多路復(fù)用之前可導(dǎo)入各光信號。
在該例中，波長λ1最接近于波長多路復(fù)用傳輸所使用光纖的零色散波長，而與零色散波長之間的波長差會以λ2，λ3，…，λn的次序而增加。因此，如果通過傳輸光纖來傳輸波長多路復(fù)用信號而不補償?shù)脑?，波長色散量對于具有λ1波長的光信號來說將是最小的，而在每個光信號中所產(chǎn)生的波長色散量會以λ2，λ3，…，λn的次序而增加。
在該波長色散補償裝置中，可使具有λ1波長的光信號通過單個色散補償光纖DCF1，并且使具有λ2波長的光信號通過兩個色散補償光纖DCF1，…，使具有λn波長的光信號通過n個色散補償光纖。通過使每個具有λ1-λn波長的光信號通過適當數(shù)量的色散補償光纖，使每個光信號經(jīng)受波長色散，該色散與所傳輸?shù)姆较蛳喾?，而其絕對值與傳輸過程中所經(jīng)受的相同。
這些具有λ1-λn波長的光信號，在通過色散補償光纖以后，可通過各自的光放大器AMP1-AMPn進行放大，通過陣列波導(dǎo)光柵AWG進行多路復(fù)用以產(chǎn)生波長多路復(fù)用信號，并通過傳輸光纖傳輸該多路復(fù)用信號。
在上述傳輸系統(tǒng)中，在傳輸過程中，具有λ1-λn波長的光信號將經(jīng)受光色散，該色散對應(yīng)于光信號波長與零色散波長之間的波長差。然而，如上所述，波長色散是在通過各個色散補償光纖過程中進行補償?shù)摹Ｒ虼耍Y(jié)果不經(jīng)受波長色散就可以傳輸波長多路復(fù)用信號。
由于上述用以補償波長色散的裝置是在波長多路復(fù)用之前采用許多色散補償光纖用于每個光信號以補償波長色散的，因此，需要大量的和大批的補償光纖，使得會產(chǎn)生為容納色散補償光纖而需要大的空間的問題。再有，出現(xiàn)的另一個問題是，由于色散補償光纖很昂貴，因此波長色散補償裝置也將會很昂貴。
因此，本發(fā)明的目的就是提供一種用于多路復(fù)用波長傳輸系統(tǒng)的波長色散補償裝置，不需要大量的色散補償光纖，并可以以低成本構(gòu)成。
本發(fā)明的波長色散補償裝置可用于，當波長多路復(fù)用信號通過波長多路復(fù)用傳輸系統(tǒng)的光纖時波長多路復(fù)用信號的波長色散的補償，其中所述波長色散多路復(fù)用裝置包括一組色散補償光纖，用于傳輸所述波長多路復(fù)用信號或各光信號，其各光信號順序組成所述波長多路復(fù)用信號，并用于產(chǎn)生對于所述各光信號的波長色散，以便補償在通過傳輸光纖傳輸過程中出現(xiàn)的波長色散；一組分光裝置，設(shè)置在所述一組色散補償光纖的每個的輸出端上，用以在通過所述色散補償光纖以后所輸出的形成波長多路復(fù)用信號的光信號中分離并抽取具有特定波長的光信號；和波長多路復(fù)用裝置，用于將由所述分光裝置所分離并抽取的光信號放大到特定水平，并在放大以后通過多路復(fù)用光信號而產(chǎn)生波長多路復(fù)用信號，將該波長多路復(fù)用信號提供給傳輸光纖。


圖1是一方框圖，表示按照本發(fā)明一實施例的波長色散補償裝置的結(jié)構(gòu)。
圖2是一方框圖，表示常用波長色散補償裝置的結(jié)構(gòu)。
下面將參照附圖來描述本發(fā)明的實施例。
圖1是一方框圖，其表示按照本發(fā)明一實施例的波長色散補償裝置的結(jié)構(gòu)。上述常用波長色散補償裝置提供了補償處理，用以補償在λ1-λn波長的各光信號傳輸過程中將出現(xiàn)的波長色散，并且在補償處理以后將各光信號進行多路復(fù)用，以將其提供給傳輸光纖。相反，本發(fā)明的波長色散補償裝置是在多路復(fù)用以后處理光信號。
參見圖1，將λ1-λ8波長的光信號輸入到陣列波導(dǎo)光柵AWG1中。將λ1-λ8波長的光信號通過陣列波導(dǎo)光柵AWG1進行多路復(fù)用，并將如此多路復(fù)用的波長多路復(fù)用信號通過按照本發(fā)明實施例的波長色散補償裝置進行補償處理。接著，將波長色散補償處理以后的波長多路復(fù)用信號經(jīng)陣列波導(dǎo)光柵AWG2輸出，并且將該波長多路復(fù)用信號提供給波長多路復(fù)用傳輸系統(tǒng)的傳輸光纖(未示出)。
該傳輸光纖具有規(guī)定的零色散波長，并且假設(shè)λ1波長，是組成波長多路復(fù)用信號的許多光信號中的一個波長，是最接近零色散的波長，與零色散波長之間的波長差按λ1，λ2，…，λn的次序而增加。因此，如果將該波長多路復(fù)用信號通過傳輸光纖而傳輸而不補償波長色散的話，其波長色散量對于λ1波長的光信號來說是最小的，而波長色散量會以λ2，λ3，…，λn的次序而增加。也就是說，光信號的波長與波長色散之間的關(guān)系與上述常用系統(tǒng)相同。
按照本發(fā)明該實施例的波長色散補償裝置包括四根色散補償光纖DCF10，DCF20，DCF30，和DCF40；七個光纖光柵FG11，F(xiàn)G12，F(xiàn)G21，F(xiàn)G22，F(xiàn)G31，F(xiàn)G32，和FG41；和三個光放大器AMP10，AMP20，和AMP30。
雖然通過陣列波導(dǎo)光柵AWG1所獲得的波長多路復(fù)用信號是由λ1-λ8波長的八個光信號組成的，如上所述，但是各光信號的傳輸方向是分開的，并且每個光信號會通過不同的路徑而傳播。
也就是說，具有λ1和λ2波長的光信號會通過色散補償光纖DCF10，并且λ1的光信號可通過光纖光柵FG11而送到光放大器AMP1，且λ2的光信號可通過光纖光柵FG12而送到光放大器AMP2。
然后使具有λ3和λ4波長的光信號通過色散補償光纖DCF10和DCF20，并且λ3的光信號可通過光纖光柵FG21而送到光放大器AMP3，且λ4的光信號可通過光纖光柵FG22而送到光放大器AMP4。
然后使具有λ5和λ6波長的光信號通過色散補償光纖DCF10，DCF20和DCF30，然后將λ5的光信號通過光纖光柵FG31而導(dǎo)入光放大器AMP5，并將λ6光信號通過光纖光柵FG32而導(dǎo)入光放大器AMP6。
再有，使具有λ7和λ8波長的光信號通過色散補償光纖DCF10，DCF20，DCF30，和DCF40，然后將λ7的光信號通過光纖光柵FG41而導(dǎo)入光放大器AMP7，并且將λ8的光信號導(dǎo)入光放大器AMP8。
如上所述，雖然使組成波長多路復(fù)用信號的各光信號按次序通過色散補償光纖，但是在每個色散補償光纖的輸出端上，具有相互接近波長的兩個光信號可通過兩個光纖光柵從波長多路復(fù)用信號分離，并且可將其分開而導(dǎo)入各光放大器。也就是說，設(shè)置在色散補償光纖輸出端上的兩個光纖光柵對應(yīng)于本發(fā)明權(quán)利要求中所述的“分光裝置”。
光放大器AMP10，AMP20和AMP30是用于補償在通過色散補償光纖和光纖光柵進行傳輸過程中所產(chǎn)生的波長多路復(fù)用信號衰減的裝置。
下面，將描述色散補償光纖DCF10-DCF40。這些色散補償光纖構(gòu)成了用以事先提供波長色散的裝置，其用以補償通過傳輸光纖進行光信號傳輸過程中所產(chǎn)生的波長色散。
更詳細地說，當具有λ1-λ8系列波長的光信號通過色散補償光纖DCF10-DCF40進行傳輸時，這些補償光纖DCF10-DCF40具有提供等量反方向波長色散的能力，其波長色散假定是在通過傳輸光纖進行波長λ1-λ8系列光信號傳輸時在光信號傳輸過程中而產(chǎn)生的。
關(guān)于色散補償光纖DCF10，DCF20，DCF30，和DCF40的長度，可以選擇色散補償光纖DCF10的長度，使得在將λ1和λ2波長的光信號通過所述色散補償光纖傳輸時在其兩個光信號中所產(chǎn)生的波長色散的絕對值與在將λ1和λ2相同波長的光信號通過所述傳輸光纖傳輸時所產(chǎn)生的波長色散的絕對值相同。
可選擇兩個色散補償光纖DCF10和DCF20的總長度，使得將λ3和λ4波長的各光信號通過色散補償光纖傳輸時在其各光信號中所產(chǎn)生波長色散的絕對值與將λ3和λ4相同波長的相同光信號通過該傳輸光傳輸時所產(chǎn)生的波長色散的絕對值相同。
進一步地，可確定色散補償光纖DCF10，DCF20和DCF30的總長度，使得在將λ5和λ6波長的各光信號通過色散補償光纖傳輸時在其兩光信號中所產(chǎn)生波長色散的絕對值與在將λ5和λ6相同波長的相同光信號通過該傳輸光纖傳輸時所產(chǎn)生的波長色散的絕對值相同。
再有，可確定色散補償光纖DCF10，DCF20，DCF30和DCF40的總長度，使得在將λ7和λ8波長的各光信號通過色散補償光纖傳輸時在其兩光信號中所產(chǎn)生波長色散的絕對值與將λ5和λ6波長的相同光信號通過該傳輸光纖傳輸時所產(chǎn)生的波長色散的絕對值相同。
光放大器AMP1-AMP8是用以放大由每個光纖光柵所集中的λ1-λ8波長的光信號的裝置。陣列波導(dǎo)AWG2是用于將由光放大器AMP1-AMP8所輸出的各光信號進行多路復(fù)用的裝置和用以將多路復(fù)用的光信號提供給傳輸光纖的裝置。這些光放大器AMP1-AMP8和陣列波導(dǎo)AWG2對應(yīng)于權(quán)利要求保護范圍中的“波長多路復(fù)用裝置”。
下面將描述本發(fā)明該實施例的實際操作。在本發(fā)明的實施例中，波長多路復(fù)用信號是由具有λ1-λ8波長的光信號組成的。假設(shè)λ1和λ2波長的光信號需要750ps/nm的色散補償?shù)脑?，?和λ4波長的光信號就需要1500ps/nm的色散補償，λ5和λ6波長的光信號就需要2250ps/nm的色散補償，和λ7和λ8波長的光信號就需要3000ps/nm的色散補償。在本發(fā)明實施例中，還可假設(shè)每根補償光纖的色散量為750ps/nm。下面將在上述條件下描述波長色散補償裝置的操作。
在圖1中，具有λ1-λ8波長范圍的光信號可通過陣列波導(dǎo)AWG1進行多路復(fù)用。由此可將所獲得的波長多路復(fù)用信號輸入到色散補償光纖DCF10中，在進行了750ps/nm的色散補償以后，將該波長多路復(fù)用信號輸入到光纖光柵FG11中。
在光纖光柵FG11上，將λ1波長的光信號與波長多路復(fù)用信號進行分離并將其提供給光放大器AMP1。相反，從波長多路復(fù)用信號中減去λ1波長的光信號，也就是說，將λ2-λ8的波長多路復(fù)用光信號由光纖光柵FG11提供給光纖光柵FG12。
接著，在光纖光柵FG12上，將λ2波長的光信號與波長多路復(fù)用信號進行分離，并將其提供給光放大器AMP2。相反，從波長多路復(fù)用信號中減去λ2波長的光信號，也就是說，將λ3-λ8的多路復(fù)用信號由光纖光柵FG12提供給光放大器AMP10。
然后，在光放大器AMP10上，將通過色散補償光纖DFC10和光纖光柵FG11和FG12而衰減的，由λ3-λ8波長的信號組成的波長多路復(fù)用信號，進行放大，并然后將其提供給色散補償光纖DFC20。
還有，在色散補償光纖DCF20上，由λ3-λ8波長信號組成的波長多路復(fù)用信號進一步經(jīng)受750ps/nm的色散補償，并且在色散補償以后，將該波長多路復(fù)用信號提供給光纖光柵FG21，由此，使λ3-λ8波長組成的波長多路復(fù)用信號的色散量為1500ps/nm。
再有，在波長多路復(fù)用信號中的λ3波長光信號可在光纖光柵FG22處分出，并且將其送給光放大器AMP4，而將λ4-λ8波長的波長多路復(fù)用信號提供給光纖光柵FG22。
然后，將λ4波長的光信號從λ4-λ8波長組成的多路復(fù)用信號中抽出，并將λ4波長的光信號送給光放大器AMP4，而將λ5-λ8波長組成的剩余多路復(fù)用信號提供給光放大器AMP20。
將λ5-λ8波長的波長多路復(fù)用信號在光放大器AMP20上進行放大，然后將其提供給色散補償光纖DCF30。
在該色散補償光纖DCF30上，將由λ5-λ8波長組成的波長多路復(fù)用信號進行進一步的750ps/nm色散補償，并將其提供給光纖光柵FG31。λ5-λ8波長光信號的色散補償總量為2250ps/nm。
在λ5-λ8波長組成的多路復(fù)用信號中的λ5波長光信號可送給光放大器AMP5，并將λ6-λ8波長組成的剩余多路復(fù)用信號提供給光纖光柵FG32。
將λ6波長的光信號與λ6-λ8波長組成的多路復(fù)用信號進行分離，并送給光放大器AMP6，并且將λ7和λ8波長光信號組成的剩余多路復(fù)用信號提供給光放大器AMP30。
波長λ7和λ8的光信號在光放大器AMP30上進行放大，并提供給色散補償光纖DCF40。
在色散補償光纖DCF40中，將λ7和λ8波長的光信號進行750ps/nm的色散補償，并然后將兩光信號送到光纖光柵FG41。λ7和λ8光信號的色散補償總量為3000ps/nm。
然后將λ7波長的光信號在光纖光柵FG41上進行分離，并將其送到光放大器AMP7，并且將λ8波長的剩余光信號提供給光放大器AMP8。
光放大器AMP1-AMP8可調(diào)整各光信號的水平，使得在將各光信號在陣列波導(dǎo)光柵AWG2上進行多路復(fù)用時，各信號的輸出是相同的。在光信號水平進行調(diào)整以后，這些光信號可通過陣列波導(dǎo)光柵AWG2多路復(fù)用為波長多路復(fù)用信號，然后將其提供給波長多路復(fù)用傳輸系統(tǒng)中的傳輸光纖。
下面將與常用技術(shù)進行比較來描述本發(fā)明實施例的效果。如果常用色散補償裝置(圖2)是在與本發(fā)明實施例操作中所述相同條件下而構(gòu)成的話，對于每個波長的色散補償量列出如下λ1750ps/nm，λ2750ps/nmλ31500ps/nm， λ41500ps/nmλ52250ps/nm， λ62250ps/nmλ73000ps/nm， λ83000ps/nm因此，對應(yīng)于15000ps/nm的色散補償光纖是必要的，以便構(gòu)成常用色散補償裝置。
相反，按照本發(fā)明實施例的色散補償裝置可以通過使用對應(yīng)于3000ps/nm的色散補償光纖來構(gòu)成。因此，本發(fā)明實施例的色散補償光纖的總長度與常用裝置所需的總長度相比大大降低。另外，由于本發(fā)明的色散補償裝置被設(shè)計成使得將相同數(shù)量的色散補償通過共用色散補償光纖(如，DCF10)而給予具有接近波長(如，λ1和λ2)的光信號，對于本發(fā)明的色散補償裝置來說，只需要少量的色散補償光纖，其數(shù)量比構(gòu)成波長多路復(fù)用信號的光信號數(shù)量少。
如上所述，參照本發(fā)明的實施例描述了本發(fā)明。然而，應(yīng)當理解，本發(fā)明不限于所述實施例，并且各種改形均可應(yīng)用。例如，圖1所示的陣列波導(dǎo)光柵AWG1和AWG2可采用光耦合器來代替。另外，圖1中的光纖光柵可以用光耦合器和濾光器來代替。再有，由于這些光放大器的位置是通過光信號的衰減而確定的，因此，每個光放大器不必要按圖1所示而設(shè)置。
如上所述，本發(fā)明波長色散補償裝置可以以低成本而構(gòu)成，因為其只需要少的總量的色散補償光纖。
權(quán)利要求
1.一種波長多路復(fù)用傳輸系統(tǒng)的波長色散補償裝置，用以事先補償在波長多路復(fù)用信號通過波長多路復(fù)用傳輸系統(tǒng)中的傳輸光纖過程中所產(chǎn)生的波長色散，該波長色散補償裝置包括一組色散補償光纖，用以傳輸具有順序地構(gòu)成所述波長多路復(fù)用信號的各個波長的所述波長多個信號或單一信號，并且用以產(chǎn)生對應(yīng)于所述各個光信號的波長色散，以便補償在傳輸光纖中進行傳輸過程中將會出現(xiàn)的波長色散；分光裝置，其設(shè)置在每個色散補償光纖的輸出端上，用以在通過所述色散補償光纖以后所輸出的構(gòu)成所述波長多路復(fù)用信號的光信號中分離并抽取具有特定波長的光信號；光多路復(fù)用裝置，用以將通過所述分光裝置所分離并抽取的所述各光信號進行放大，在放大以后通過多路復(fù)用各光信號來產(chǎn)生波長多路復(fù)用信號，并將所述波長多路復(fù)用提供給傳輸光纖。
2.按照權(quán)利要求1的波長多路復(fù)用傳輸系統(tǒng)的波長色散補償裝置，其中所述光放大器插入在每個所述色散補償光纖之間。
3.按照權(quán)利要求1的波長多路復(fù)用傳輸系統(tǒng)的波長色散補償裝置，其中每個所述分光裝置可分離在構(gòu)成波長多路復(fù)用信號的光信號中相互接近波長的兩個光信號。
全文摘要
本發(fā)明提供一種波長色散補償裝置,只需要少量的色散補償光纖,用以補償在傳輸光纖中所產(chǎn)生的波長多路復(fù)用信號的波長色散。將該色散補償光纖用于傳輸組成波長多路復(fù)用信號的各光信號,以便提供反方向的波長色散,其絕對值與在傳輸光纖中傳輸過程中在光信號中所產(chǎn)生的色散相同。在色散補償光纖的輸出端上,具有特定波長的一對光信號可通過由光纖光柵FG11和FG12等組成的分光裝置來抽取。由分光裝置所抽取的光信號可通過陣列波導(dǎo)AWG2來多路復(fù)用,并且在通過光放大器AMP1－AMP8放大以后,提供給傳輸光纖。
文檔編號H04J14/00GK1242656SQ99103429
公開日2000年1月26日 申請日期1999年3月30日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月30日
發(fā)明者黑島淳 申請人:日本電氣株式會社