專利名稱：通信系統(tǒng)、色散斜率賦予器以及通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開的技術(shù)涉及通信系統(tǒng)和通信方法，例如在進(jìn)行波長(zhǎng)復(fù)用光信號(hào)的長(zhǎng)距離傳播的系統(tǒng)中使用。
背景技術(shù)：
在光通信系統(tǒng)中，由于作為光傳播路徑的要素的光纖的波長(zhǎng)色散等而使光信號(hào)產(chǎn)生波形失真。在接收側(cè)，對(duì)光信號(hào)在光傳播路徑上傳播引起的累積的波長(zhǎng)色散進(jìn)行補(bǔ)償，確保良好的信號(hào)質(zhì)量。并且，當(dāng)光信號(hào)的傳播距離長(zhǎng)距離化時(shí)，不能忽略波長(zhǎng)色散的波長(zhǎng)依賴性(色散斜率)的影響。即，為了抑制波形失真，對(duì)于短波長(zhǎng)側(cè)的信道和長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的信道，進(jìn)行補(bǔ)償?shù)牟ㄩL(zhǎng)色散量不同。例如，可包含NZ-DSF(Non Zero-Dispersion Shifted Fiber，非零色散位移光纖) 等的傳播光纖和DCF(Dispersion Compensating Fiber，色散補(bǔ)償光纖)來(lái)構(gòu)成光傳播路徑。此時(shí)，在將波長(zhǎng)色散的波長(zhǎng)依賴性(色散斜率)設(shè)定為0. lps/nm/km/nm、將光傳播路徑的傳播路徑長(zhǎng)度設(shè)定為10000km、光波長(zhǎng)在1545nm 1555nm的范圍內(nèi)的情況下，光傳播路徑的波長(zhǎng)色散以10000X0. 1X10 = 10000ps/nm的幅度進(jìn)行變動(dòng)。即，即使光波長(zhǎng)1550nm時(shí)的色散是+0ps/nm/km，在位于1545nm 1555nm范圍內(nèi)的光中，波長(zhǎng)色散也以lOOOOps/nm的幅度進(jìn)行變動(dòng)。另外，在下述的專利文獻(xiàn)1中記載了色散補(bǔ)償器件。先行技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 國(guó)際公開第01/006682號(hào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題本發(fā)明的目的之一是提供可比現(xiàn)有技術(shù)改善傳播質(zhì)量的色散補(bǔ)償技術(shù)。另外，不限于上述目的，取得借助用于實(shí)施后述的發(fā)明的最佳方式所示的各結(jié)構(gòu)或作用所導(dǎo)出的效果、即利用現(xiàn)有技術(shù)不能獲得的效果也可以被確定為本發(fā)明的另一目的。用于解決問題的手段例如，提出下述技術(shù)。(1)使用一種通信系統(tǒng)，所述通信系統(tǒng)具有進(jìn)行光信號(hào)的通信的傳播路徑，其中， 所述通信系統(tǒng)在所述傳播路徑的發(fā)送側(cè)和接收側(cè)具有色散斜率賦予器，所述色散斜率賦予器根據(jù)所述光信號(hào)中的波段賦予不同的色散特性和色散斜率特性，而且，由該色散斜率賦予器賦予的所述色散特性和色散斜率特性在該發(fā)送側(cè)和該接收側(cè)賦予不同的特性。(2)并且，使用上述⑴的色散斜率賦予器。
( 使用一種通信方法，所述通信方法通過(guò)傳播路徑進(jìn)行光信號(hào)的通信，其中，在所述傳播路徑的發(fā)送側(cè)和接收側(cè)，根據(jù)所述光信號(hào)的波段賦予不同的色散特性和色散斜率特性，并且，在該發(fā)送側(cè)和該接收側(cè)賦予的色散特性和色散斜率特性不同。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明公開的技術(shù)，可比現(xiàn)有技術(shù)提高傳播質(zhì)量。


圖1是示出海底系統(tǒng)的傳播路徑的結(jié)構(gòu)例的圖。圖2是示出傳播路徑的色散映射圖的一例的圖。圖3示出在進(jìn)行各信道的色散補(bǔ)償量的調(diào)整的情況下的發(fā)送側(cè)的端站結(jié)構(gòu)例。圖4示出在進(jìn)行各信道的色散補(bǔ)償量的調(diào)整的情況下的接收側(cè)的端站結(jié)構(gòu)例。圖5(a)是示出光纖光柵的結(jié)構(gòu)例的圖，(b)是示出其延遲特性的圖，(C)是示出其波長(zhǎng)色散特性的圖。圖6(a)是示出色散斜率補(bǔ)償器的波長(zhǎng)色散特性的圖，(b)是示出斜率補(bǔ)償器的延遲特性的圖。圖7是示出使用了色散斜率補(bǔ)償器的發(fā)送端站的一例的圖。圖8是示出使用了色散斜率補(bǔ)償器的接收端站的一例的圖。圖9是示出傳播路徑的波長(zhǎng)色散特性的圖。圖10是示出包含色散斜率補(bǔ)償?shù)牟ㄩL(zhǎng)色散補(bǔ)償?shù)囊焕膱D。圖11是示出與傳播路徑中的非線性惡化產(chǎn)生的大小對(duì)應(yīng)的、發(fā)送端站的前置補(bǔ)償量相對(duì)于發(fā)送端站和接收端站的色散補(bǔ)償量的最佳比例的設(shè)定例的圖。圖12是示出使在收發(fā)端站中的色散補(bǔ)償量的比例從50 50變動(dòng)的一例的圖。圖13是示出斜率補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)例的圖。圖14是示出斜率補(bǔ)償器的波長(zhǎng)色散特性的一例的圖。圖15是用于說(shuō)明斜率補(bǔ)償器的延遲量特性的一例的圖。圖16是用于說(shuō)明斜率補(bǔ)償器的延遲量特性的一例的圖。圖17是示出使在收發(fā)端站中的色散補(bǔ)償量的比例從50 50變動(dòng)的另一例的圖。圖18是示出斜率補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)例的圖。
具體實(shí)施例方式·關(guān)于色散補(bǔ)償技術(shù)圖1示出系統(tǒng)的傳播路徑的結(jié)構(gòu)例。重復(fù)傳播路徑構(gòu)成單位Ta 20次，傳播路徑構(gòu)成單位iTa包含5間距的50km長(zhǎng)的NZ-DSFl以及80km長(zhǎng)的DCF2。即，將20個(gè)的上述傳播路徑構(gòu)成單位Ta進(jìn)行串聯(lián)連接。另外，可在NZ-DSF的后段或者DCF的后段適當(dāng)配備光中繼器3。圖2示出該傳播路徑的色散映射圖的一例。在該情況下，在最短波長(zhǎng)和最長(zhǎng)波長(zhǎng)的信道之間有最大8000ps/nm的補(bǔ)償量的偏差。這樣，有時(shí)需要按照每個(gè)信道調(diào)整色散補(bǔ)償量。圖3和圖4示出在進(jìn)行這樣的每個(gè)信道的色散補(bǔ)償量調(diào)整的情況下的發(fā)送側(cè)和接收側(cè)的端站結(jié)構(gòu)例。在圖3例示的發(fā)送端站10中，4-i(i 1 20)是信號(hào)光源， 5-i 是 TDC(Tunable Dispersion Compensator,可變色散補(bǔ)償器)，6_j (j :1 5)、7 是 MUX (Multiplexer,復(fù)用器)，8是DCF，9是光放大器。各信號(hào)光源4_i分別輸出成為波長(zhǎng)復(fù)用要素的各波長(zhǎng)的光信號(hào)。另外，可假定為， 伴隨圖中“i”值增大，輸出長(zhǎng)波長(zhǎng)的光信號(hào)。TDC5-i以可變量對(duì)來(lái)自信號(hào)光源4-i的光信號(hào)進(jìn)行色散補(bǔ)償。然后，MUX6-j以相鄰4信道為單位對(duì)來(lái)自TDC5-i的光信號(hào)進(jìn)行集束(進(jìn)行波長(zhǎng)復(fù)用)。另外，可假定為，伴隨圖中“j”值增大，對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)段的光信號(hào)進(jìn)行集束。然后，在從MUX6_j輸出的光信號(hào)的傳播路徑上，以各波段不同的個(gè)數(shù)介入安裝固定色散補(bǔ)償量(+lOOOps/nm或者-lOOOps/nm)的DCF8，給予與波段對(duì)應(yīng)的色散補(bǔ)償量。即，通過(guò)DCF從短波段側(cè)到長(zhǎng)波段側(cè)給予+2000ps/nm、+1000ps/nm、0ps/nm、-IOOOps/ nm、-2000ps/nm 的補(bǔ)償量。另外，MUX7對(duì)在DCF8進(jìn)行了色散補(bǔ)償后的光信號(hào)進(jìn)行集束(進(jìn)行波長(zhǎng)復(fù)用)。并且，光放大器9適當(dāng)介入安裝在從MUX6-j、7輸出的光信號(hào)的傳播路徑上。在例示的發(fā)送端站10中，根據(jù)DCF8的色散補(bǔ)償量、和TDC5-i的各波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的調(diào)整量的色散補(bǔ)償量，調(diào)整各信道的色散補(bǔ)償量，即在波長(zhǎng)復(fù)用光信號(hào)在傳播路徑上傳播的前段中的前置色散補(bǔ)償量。并且，在圖4例示的接收端站20中，14-i是對(duì)應(yīng)于圖3所示的信號(hào)光源4_i接收各信道的光信號(hào)的接收部。并且，16_j、17是各自對(duì)應(yīng)于圖3所示的MUX6-j、7而對(duì)各信道的光信號(hào)進(jìn)行分波(波長(zhǎng)分離)的DEMUX (Demultiplexer，多路信號(hào)分離器)。并且，15_i、 18、19分別是具有與圖3所示的(參照標(biāo)號(hào)5-i、8、9)相同的配置結(jié)構(gòu)的TDC、DCF、光放大
ο在例示的接收端站20中，根據(jù)DCF18的色散補(bǔ)償量、和TDC15_i的各波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的調(diào)整量的色散補(bǔ)償量，調(diào)整各信道的色散補(bǔ)償量，即波長(zhǎng)復(fù)用光信號(hào)在傳播路徑上傳播之后的色散補(bǔ)償量。不過(guò)，在上述的圖3、圖4的例示中，需要較多的DCF、光放大器、可變色散補(bǔ)償器，可設(shè)想價(jià)格和安裝增大。為了抑制上述的價(jià)格和安裝的增大，有對(duì)色散斜率進(jìn)行補(bǔ)償?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)。這是使光纖光柵(FBG :Fiber Bragg Gratings，光纖布拉格光柵)的延遲時(shí)間具有波長(zhǎng)依賴性的通信系統(tǒng)。圖4示出不對(duì)色散斜率進(jìn)行補(bǔ)償?shù)囊话愕墓饫w光柵的色散補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)。光反射的位置根據(jù)波長(zhǎng)而不同，以使延遲時(shí)間發(fā)生變化的方式形成光柵。作為一例，如圖5(a)所示，存在這樣的情況延遲時(shí)間相對(duì)于波長(zhǎng)呈線性減小。波長(zhǎng)色散是利用波長(zhǎng)對(duì)延遲時(shí)間進(jìn)行了微分后的結(jié)果。針對(duì)該圖5(a)的延遲特性的波長(zhǎng)色散如圖5(b)所示，是-2000pS/nm。不過(guò)，在該情況下，波長(zhǎng)色散值是相同的而與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)， 作為波長(zhǎng)色散的波長(zhǎng)依賴性的色散斜率是零。因此，在上述特性的色散補(bǔ)償器中，對(duì)色散斜率也不進(jìn)行補(bǔ)償。圖6示出可對(duì)斜率進(jìn)行補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵的特性例。波長(zhǎng)色散根據(jù)波長(zhǎng)呈線性變化的、圖6(a)例示的補(bǔ)償特性可通過(guò)使用具有對(duì)該1次函數(shù)進(jìn)行積分得到的圖6(b)所示的 2次函數(shù)的延遲特性的光纖光柵來(lái)實(shí)現(xiàn)?！りP(guān)于對(duì)色散斜率也進(jìn)行補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)圖6例示的斜率補(bǔ)償器可應(yīng)用于發(fā)送端站和接收端站。圖7示出使用斜率補(bǔ)償器11的發(fā)送端站IOA的一例，圖8示出使用斜率補(bǔ)償器21的接收端站20A的一例。與已述的標(biāo)號(hào)相同的標(biāo)號(hào)表示大致相同的部分。在圖7例示的發(fā)送端站IOA和圖8例示的接收端站 20A中，斜率補(bǔ)償器11、21分別介入安裝在波長(zhǎng)復(fù)用光信號(hào)的傳播路徑上。將例示的發(fā)送端站10A、接收端站20A與圖3、圖4所示的(標(biāo)號(hào)10、20)相對(duì)比， 能夠不需要按每個(gè)波段配備的DCF8、18、光放大器9、19、可變色散補(bǔ)償器5_i、15_i，或者能夠減少個(gè)數(shù)。因此，可降低價(jià)格和安裝規(guī)模。設(shè)想圖7所示的發(fā)送端站IOA和圖8所示的接收端站20A之間經(jīng)由光傳播路徑連接的情況。在該光傳播路徑的累積色散量根據(jù)波段具有圖9所示的特性的情況下，可在上述的斜率補(bǔ)償器11、21中通過(guò)進(jìn)行協(xié)作對(duì)各波段中的色散(或者色散斜率)進(jìn)行補(bǔ)償。在該情況下，作為斜率補(bǔ)償器11、21的合計(jì)，通過(guò)以與圖10的A例示的波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償量進(jìn)行色散補(bǔ)償，可使各波段中的波長(zhǎng)色散為0。例如，在將圖10的A例示的色散補(bǔ)償特性在斜率補(bǔ)償器11、21中以50 50進(jìn)行分配的情況下，在各斜率補(bǔ)償器11、21中以與圖IOB所示的波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償量進(jìn)行色散補(bǔ)償。另外，在光傳播路徑中產(chǎn)生的非線性效果與該光傳播路徑具有的傳播路徑參數(shù)一起，根據(jù)光功率而不同。式(1)表示根據(jù)傳播路徑參數(shù)給出的非線性的大小Φ。另外，在式 (1)中，λ是信號(hào)波長(zhǎng)，η2是光纖非線性折射率(non-linear refractive index), Aeff是光纖有效截面積(Fiber effective area)，Lspan是間距長(zhǎng)度(Span length)，α是光纖損失(Fiber loss)，P 是光纖輸入功率(Fiber input power)。[算式1]
權(quán)利要求
1.一種通信系統(tǒng)，所述通信系統(tǒng)具有進(jìn)行光信號(hào)的通信的傳播路徑，其中，所述通信系統(tǒng)在所述傳播路徑的發(fā)送側(cè)和接收側(cè)具有色散斜率賦予器，所述色散斜率賦予器根據(jù)所述光信號(hào)中的波段賦予不同的色散特性和色散斜率特性，而且，由該色散斜率賦予器賦予的所述色散特性和色散斜率特性在該發(fā)送側(cè)和該接收側(cè)賦予不同的特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中，該發(fā)送側(cè)和該接收側(cè)的斜率賦予器分別具有分波部，其根據(jù)波段將輸入的所述光信號(hào)分波成多個(gè)；以及多個(gè)斜率賦予器件，其向由該分波部分波后的光信號(hào)賦予與各自的波段對(duì)應(yīng)的色散特性和色散斜率特性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中，該發(fā)送側(cè)和該接收側(cè)的斜率賦予器分別具有斜率賦予器件，所述斜率賦予器件向輸入的所述光信號(hào)賦予根據(jù)多個(gè)波段各自不同的色散特性和色散斜率特性。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的通信系統(tǒng)，其中，該斜率賦予器件是光纖光柵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中，在該發(fā)送側(cè)和該接收側(cè)的色散斜率賦予器中，進(jìn)行合計(jì)來(lái)賦予補(bǔ)償所述傳播路徑的色散特性和色散斜率特性的色散特性和色散斜率特性。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通信系統(tǒng)，其中，在該發(fā)送側(cè)的色散斜率賦予器中，在進(jìn)行了波長(zhǎng)復(fù)用后的所述光信號(hào)的短波段賦予的色散特性和色散斜率特性與在進(jìn)行了波長(zhǎng)復(fù)用后的所述光信號(hào)的長(zhǎng)波段賦予的色散特性和色散斜率特性相比，色散斜率值自身大致相同，而成為零色散的波長(zhǎng)配置在短波長(zhǎng)側(cè)，在該接收側(cè)的色散斜率賦予器中，在進(jìn)行了波長(zhǎng)復(fù)用后的所述光信號(hào)的短波段賦予的色散特性和色散斜率特性與在進(jìn)行了波長(zhǎng)復(fù)用后的所述光信號(hào)的長(zhǎng)波段賦予的色散特性和色散斜率特性相比，色散斜率值自身大致相同，而成為零色散的波長(zhǎng)配置在長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)。
7.—種在權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)中使用的色散斜率賦予器。
8.一種通信方法，所述通信方法通過(guò)傳播路徑進(jìn)行光信號(hào)的通信，其中，在所述傳播路徑的發(fā)送側(cè)和接收側(cè)，根據(jù)所述光信號(hào)的波段賦予不同的色散特性和色散斜率特性，并且，在該發(fā)送側(cè)和該接收側(cè)賦予的色散特性和色散斜率特性不同。
全文摘要
本發(fā)明比起現(xiàn)有技術(shù)改善了傳播質(zhì)量。本發(fā)明的通信系統(tǒng)具有進(jìn)行光信號(hào)的通信的傳播路徑，其中，所述通信系統(tǒng)在所述傳播路徑的發(fā)送側(cè)和接收側(cè)具有色散斜率賦予器，所述色散斜率賦予器根據(jù)所述光信號(hào)的波段賦予不同的色散特性和色散斜率特性，而且，由該色散斜率賦予器賦予的所述色散特性和色散斜率特性在該發(fā)送側(cè)和該接收側(cè)賦予不同特性。
文檔編號(hào)H04J14/00GK102484532SQ200980161129
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2009年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月2日
發(fā)明者中元洋 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社