專利名稱：包括固定的和可變的色散補償器的色散補償裝置的制作方法
本申請基于1997年9月9日在日本歸檔的日本申請?zhí)?-243877，作為參考將它結合到本申請中，并且本申請宣布對它有優(yōu)先權。
本發(fā)明涉及一個補償在一條光纖傳輸線中的色散的裝置。更特別的是，本發(fā)明涉及一個包括一個用于粗略補償的固定的色散補償器和一個用于精細補償的可變的色散補償器的裝置。
使用諸光纖的光傳輸線的諸光傳輸系統(tǒng)正用來傳輸相當大量的信息。例如，現在正在實際使用10Gb/s(千兆比特/秒)的諸光傳輸系統(tǒng)。然而，當用戶需要迅速地傳輸更大量的信息時，就需要進一步增加諸光傳輸系統(tǒng)的容量。
然而，在一個光傳輸系統(tǒng)中，當傳輸速度增加時，因為由一條光纖中的群速度色散(GVD)引起的波長退化，使傳輸距離受到嚴重的限制。而且，當增加傳輸的光功率，以便保持所需的傳輸/接收電平差時，自相位調制(SPM)效應，光纖的一種非線性效應，增加。在SPM中的這種增加進一步使通過和群速度色散相互作用引起的波形退化復雜化(SPM-GVD效應)。
作為一個例子，考慮一個光傳輸系統(tǒng)，它有用在1.3μm區(qū)域中有一個零色散波長的諸單模光纖(SMF)的諸傳輸線。SMF的這種類型是廣泛地用于現有的諸光纖傳輸線中的光纖的最普通的類型。在這樣一個光傳輸系統(tǒng)中，在單一光波長1.55μm(在這個波長，石英基光纖的傳輸損耗最低)的色散值約為+18ps/nm/km那樣大。結果，對于10Gb/s和能容忍一個相當小量的色散的較高速度的諸傳輸系統(tǒng)需要諸色散補償技術。
例如，根據一個對在一個50km的距離上的一個40Gb/s SMF傳輸的實驗(參見G.Ishikawa等，對于發(fā)射機/接收機配置的ECOC 96 ThC.3.3),當功率損失為1db或更小時色散補償的容限是非常小的，即為30ps/nm。所以，在40Gb/s SMF傳輸系統(tǒng)中，必須對系統(tǒng)中的每一個中繼器區(qū)段進行高精度的色散補償。
用諸1.55μm頻帶的色散位移光纖(DSF)的諸傳輸線在最近幾年中已經安裝起來用于10Gb/s的長距離傳輸。然而，因為當光纖制造過程中拉動光纖時引起的光纖光纖芯直徑中的諸輕微變化，零色散波長λ0從一個中繼器區(qū)段到另一個發(fā)生變化。而且，甚至在同一個中繼器區(qū)段內，λ0會沿光纖長度變化。此外，一條傳輸電纜通常是通過將每段都有數千米長的諸多光纖芯電纜段連接在一起構成的。也就是說，在相鄰電纜段之間在λ0中沒有連續(xù)性，所以，λ0有一個隨機分布圖。結果，在一個中繼器區(qū)段內能夠發(fā)生一個±10nm的變化，這種變化的狀態(tài)從一個中繼器區(qū)段到另一個是不同的。所以在一個40Gb/s的長距離DSF傳輸系統(tǒng)中需要嚴格的色散補償。
在傳輸速度高到10Gb/s的諸光傳輸系統(tǒng)中，因為色散容限相當寬，設計允許在一個20到40km的傳輸距離上共同使用一個有一個預先定義的色散值的色散補償器，例如一個色散補償光纖(DCF)或一個光纖光柵，的系統(tǒng)是可能的。然而，當色散補償容限非常小時，如在諸40Gb/s系統(tǒng)中，必須對每一個中繼器區(qū)段使色散補償的量最佳化?，F在，為達到這種色散補償的僅有的一些途徑是(1)制造一個和傳輸線的色散的實際測量值匹配的色散補償器；或(2)準備其色散值有小量不同的多個DCF或光纖光柵的“單元”，并根據色散的實際測量值，以類似于在一個天平上稱一個物體的重量的方式改變插入的諸單元的組合。
然而，在情形(2)中，如果將多個單元連接起來，則裝置的尺寸增加。而且，如果通過諸連接器將諸單元連接起來，則總的插入損耗增加。如果色散的值是未知的，則可以通過插入和移去諸單元實現最佳化，但是這導致人員一工時的大量增加以及諸多單元的浪費。
而且，無論(1)或(2)都不能用于由于傳輸線(波導)溫度，諸外部壓力或振動引起的色散的值隨時間的變化。
所以，對于一個非常高速的系統(tǒng)如一個40Gb/s系統(tǒng)，開發(fā)能用單個器件改變色散量的一個“可變的色散補償器”是極其重要的。作為一個可變的色散補償器，已經提出一個能將它的色散量從-383ps/nm改變到+615ps/nm的平面光波電路(PLC)(例如，參見K.Takiguchi等，ECOC 93ThC 12.9，已將它作為參考結合到本申請中)。然而，一個有一個從-383ps/nm到+615ps/nm的可變范圍的可變的色散補償器，在一個SMF有一個+18ps/nm/km的色散值的情形中，僅能支持長到20km的傳輸距離。還有，通過制造的辦法以及從可控性的觀點來看在商業(yè)上實施是困難的。
也已提出一種方法，在這種方法中，在一個光纖光柵色散補償器中，用一個珀耳帖元件提供一個溫度梯度，或用諸壓電元件將一個外部張力加到光纖光柵本身上，以便提供改變色散補償量的能力(例如，參見R.I.Raming和N.N.Zervas,ECOC 96的短期課程，已將它作為參考結合到本申請中)。然而，這種方法涉及如復雜的控制和窄帶寬那樣的諸多問題(例如，參見M.Kato和Y.Miyajima,OECC 97 9D1-2，已將它作為參考結合到本申請中)，并且還沒有作好在商業(yè)上實施的準備。
所以，如上所述，已知的或建議的諸可變的色散補償器，因為將它們設計得把(1)一個大的色散量和(2)一個大的可變范圍在單個色散補償器中結合起來，所以很難設計，制造，和控制，并且缺乏實際可行性。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一個裝置，用它來補償在一條傳輸線中的色散和諸非線性效應，以便實現進一步增加傳輸距離和傳輸容量的目的。
本發(fā)明的一個附加的目的是提供一個裝置，當在一個高傳輸速率傳輸一個大容量光信號時，它能根據不同的參量，如傳輸距離，精確地補償一條傳輸線中的色散。
例如，本發(fā)明的一個目的是提供一個色散補償裝置，它能夠在一個傳輸系統(tǒng)中提供需要的色散補償量，這個傳輸系統(tǒng)通過一條需要大的色散補償量的傳輸線以40Gb/s傳輸信息。例如，這樣一條傳輸線可能有一個，例如，+18ps/nm/km的色散值，和傳輸距離可能，例如，為20km或更長。
本發(fā)明的諸附加的目的和優(yōu)點一部分將在下面的描述中提出，一部分將從這些描述顯而易見，或可從本發(fā)明的實踐中獲悉。
本發(fā)明的上述諸目的通過提供一個補償在一條光傳輸線中的色散的裝置來實現，這個裝置包括一個固定的色散補償器和一個可變的色散補償器。固定的色散補償器有一個固定的色散量并粗略地補償傳輸線中的色散。可變的色散補償器有一個可變的色散量并精細地補償傳輸線中的色散。
本發(fā)明的諸目的也通過提供一個補償在一條光傳輸線中的色散的裝置來實現，這個裝置包括一個離散地可變的色散補償器和一個連續(xù)地可變的色散補償器。離散地可變的色散補償器有一個不連續(xù)地可變的補償量并粗略地補償傳輸線中的色散。連續(xù)地可變的色散補償器有一個連續(xù)地可變的色散量并精細地補償傳輸線中的色散。
本發(fā)明的這些和其它的諸目的和優(yōu)點將從下面的對諸優(yōu)先實施例的，結合諸附圖的描述變得很清楚和更容易估計，這些圖包括

圖1是說明根據本發(fā)明的一個實施例的一個光傳輸系統(tǒng)的圖。
圖2是說明根據本發(fā)明的一個實施例的一個可變的色散補償器的圖。
圖3說明根據本發(fā)明的一個實施例，加到圖2的可變的色散補償器的諸部分的電壓V1到V21的圖形A到D的圖。
圖4是說明根據本發(fā)明的一個實施例，對于在圖3中的電壓圖形A到D的諸色散值的圖。
圖5是說明根據本發(fā)明的一個實施例，圖1的光傳輸系統(tǒng)的一個變形的圖。
圖6是說明根據本發(fā)明的一個實施例，圖1的光傳輸系統(tǒng)的一個變形的圖。
圖7是說明根據本發(fā)明的一個實施例，圖1的光傳輸系統(tǒng)的一個附加的變形的圖。
圖8是說明根據本發(fā)明的一個實施例，圖1的光傳輸系統(tǒng)的一個變形的圖。
圖9是說明根據本發(fā)明的一個實施例，圖1的光傳輸系統(tǒng)的一個變形的圖。
圖10是說明根據本發(fā)明的一個實施例，圖1的光傳輸系統(tǒng)的一個附加的變形的圖。
圖11是說明根據本發(fā)明的一個實施例，圖1的光傳輸系統(tǒng)的一個變形的圖。
圖12是說明根據本發(fā)明的又一個實施例，一個光傳輸系統(tǒng)的圖。
圖13是說明根據本發(fā)明的一個實施例，一個離散地可變的色散補償器的圖。
圖14是說明根據本發(fā)明的一個實施例，圖12的光傳輸系統(tǒng)的一個變形的圖。
圖15是說明根據本發(fā)明的一個實施例，圖12的光傳輸系統(tǒng)的一個變形的圖。
圖16是說明根據本發(fā)明的一個實施例，圖12的光傳輸系統(tǒng)的一個變形的圖。
圖17是說明根據本發(fā)明的一個實施例，圖12的光傳輸系統(tǒng)的一個變形的圖。
圖18是說明根據本發(fā)明的一個實施例，圖12的光傳輸系統(tǒng)的一個變形的圖。
圖19是說明根據本發(fā)明的一個實施例，圖12的光傳輸系統(tǒng)的一個變形的圖。
圖20是說明根據本發(fā)明的一個實施例，圖12的光傳輸系統(tǒng)的一個變形的圖。
圖21是說明根據本發(fā)明的又一個實施例，一個光傳輸系統(tǒng)的的圖。
圖22是說明根據本發(fā)明的一個實施例，圖21的光傳輸系統(tǒng)的一個變形的圖。
圖23是說明根據本發(fā)明的一個實施例，圖21的光傳輸系統(tǒng)的一個變形的圖。
圖24是說明根據本發(fā)明的一個實施例，圖21的光傳輸系統(tǒng)的一個變形的圖。
圖25是說明根據本發(fā)明的一個實施例，圖21的光傳輸系統(tǒng)的一個變形的圖。
圖26是說明根據本發(fā)明的一個實施例，圖21的光傳輸系統(tǒng)的一個變形的圖。
圖27是說明根據本發(fā)明的一個實施例，一個傳輸特性測量部分的一個詳細配置的圖。
圖28是說明根據本發(fā)明的一個實施例，在圖27中一個微型計算機的工作的流程圖。
圖29是表示根據本發(fā)明的一個實施例，定義一個Q值的圖。
現在我們詳細地論述本發(fā)明的現在的諸優(yōu)先實施例，在諸附圖中說明了它們的例子，在全部附圖中相同的參照數字表示相同的元件。
圖1是說明根據本發(fā)明的一個實施例的一個光傳輸系統(tǒng)的圖。參照圖1，一個發(fā)射機10通過一個SMF 12輸出一個光信號。例如，光信號是在1.55μm波長和40Gb/s傳輸速度上，且SMF 12在1.3μm有零色散。由有一個光接收機20的一個接收機部分14接收光信號。一個固定的色散補償器16和一個可變的色散補償器18也位于接收機部分14中。固定的色散補償器16有一個根據SMF 12的長度從若干個選擇中優(yōu)先選出的色散量?？勺兊纳⒀a償器18能夠根據諸參量如傳輸距離，改變色散補償量。
而且，固定的色散補償器16提供粗略的色散補償，而可變的色散補償器18提供精細的色散補償。這里，“粗略”和“精細”是相對的術語，其中“粗略”表示比“精細”大的一個補償量。所以，固定的色散補償器16提供一個相對大的固定補償量，而可變的色散補償器18基本上是“細調”補償量，從而能夠提供一個精確的總補償量。
固定的色散補償器16能夠，例如，從一個色散補償光纖(DCF)構造，這個光纖的光纖芯有一個折射率，它用在其徑向中的一個專門的剖面來分級，因此提供在符號上和在一個正常的SMF中的色散(正的)相反(即，負的)的色散，或者從一個光纖光柵色散補償器構造，其中在光纖光纖芯中形成一個有變化的折射率的布拉格光柵，以便提供負的色散。
可變的色散補償器18能夠從前面提到的PLC色散補償器構造，或者從通過給一個光纖光柵提供一個張力梯度或溫度梯度來改變色散量的一個色散補償器構造。
后一種型式，即通過將張力加到光纖光柵上來實現可變的色散補償器(參見M.M.Ohm等“用一個壓電堆的可調光纖光柵色散”，OFC 97Technical Digest(技術文摘)，WJ3,pp.155-156，已將它作為參考結合到本申請中)的一個例子將作為一個例子加以描述。
更加特別的是，圖2是說明根據本發(fā)明的一個實施例的一個可變的色散補償器的圖。圖3說明根據本發(fā)明的一個實施例，加到圖2的可變的色散補償器的諸區(qū)段的電壓V1到V21的圖形A和D的圖。圖4是說明根據本發(fā)明的一個實施例，對于在圖3中的電壓圖形A到D的諸色散值的圖。
如圖2所示，一個壓電元件24和一個啁啾(chirped)光纖光柵22的每一個部分21連接。當將電壓V1到V21，它們有如圖3所示的一個梯度，加到諸壓電元件上時，加到光柵22的縱向上的壓力發(fā)生變化，并且對于圖3所示的電壓圖形A到D，諸色散值(諸直線的斜率)如圖4所示地發(fā)生變化。這里，當然，可通過給出所示的這些圖形之間的中間的諸電壓圖形來連續(xù)地改變諸色散值。
圖5是說明根據本發(fā)明的一個實施例，圖1的光傳輸系統(tǒng)的一個變形的圖。更特別的是，圖5表示一個例子，在這個例子中光傳輸系統(tǒng)包括一個光放大器-中繼器，它放大和中繼但不再生一個光信號。
現在參照圖5，將每個都有一個摻鉺光纖放大器(EDFA)26的許多光放大器-中繼器安裝在沿傳輸線的諸中間點上，以便中繼而不再生光信號。如圖1的配置所示，固定的色散補償器16和可變的色散補償器18位在接收機部分14中。
在圖1和圖5的諸例子中，可以交換固定的色散補償器16和可變的色散補償器18的順序?？蛇x地，如圖6和圖7所示，可將固定的色散補償器16和可變的色散補償器18提供給在光發(fā)射機10所在的一個發(fā)射機部分28。又，在這種情形，可以交換它們的順序。
然而，如圖8和圖9所示，固定的色散補償器16和可變的色散補償器18可以如此放置，使一個在發(fā)射機部分28中而另一個在接收機部分14中。
進一步，如圖10所示，在每一個光放大器-中繼器30中也可有固定的色散補償器16和可變的色散補償器18。在圖10中，在每一個光放大器-中繼器30中有色散補償器16和18，但是只有在指定的諸光放大器-中繼器中可能有這些。進一步，在圖10中，在接收機部分14中有一個固定的色散補償器16和一個可變的色散補償器18，但是，代替地，在發(fā)射端可能有它們。
可選地，如圖11所示，在每個光放大器-中繼器30中可能只有固定的色散補償器16，以便實施粗略的色散補償，而在接收部分14中可能只有可變的色散補償器18，以便實施精細的色散補償。在這種情形，可能在發(fā)射端，不是在接收機部分14有可變的色散補償器18。又，在系統(tǒng)中能夠有多于一個的可變的色散補償器18。而且，可能只在指定的諸光放大器-中繼器中，而不在每一個光放大器一中繼器中，有固定的色散補償器16。
所以，根據本發(fā)明的諸實施例，一個固定的色散補償器有一個固定的色散量，并粗略地補償傳輸線中的色散。一個可變的色散補償器有一個可變的色散量，并精細地補償傳輸線中的色散。優(yōu)先地，固定的色散補償器和可變的色散補償器一起提供一個基本上等于傳輸線的色散量的色散補償的總量。
如上面所指出的，固定的色散補償器提供粗略的色散補償，可變的色散補償器提供精細的色散補償。如以前指出的那樣，“粗略”和“精細”是相對的術語，其中“粗略”表示比“精細”較大的一個補償量。所以，固定的色散補償器提供一個相對大的固定補償量，而可變的色散補償器基本上是“細調”補償量，從而能提供一個精確的總補償量。
典型地，由可變的色散補償器提供的補償量將小于或等于由固定的色散補償器提供的補償量的20％。作為一個例子，在一個有一條50km的SMF傳輸線的40Gb/s傳輸系統(tǒng)中，總的色散典型地約為920ps/nm。在這種情形，作為一個例子，固定的色散補償器能夠提供近似為-850ps/nm的色散補償，和可變的色散補償器能夠提供范圍在0到-150ps/nm的可變的色散補償。(這樣，-150/-850≈0.176，即，小于或等于20％。)本發(fā)明的上述諸實施例在精細地調諧色散補償的總量，以便對諸環(huán)境條件中的諸變化，和系統(tǒng)的諸技術要求偏離理想的諸技術要求的變化作出調整方面是非常有效的。作為一個例子，假定多個中繼器沿著一條傳輸線以50km的間隔分開放置。如果諸中繼器精確地以50km的諸間隔分開放置，則一個單個的固定的色散補償器(例如一個DCF)能夠被它自己用來對每個50km的間隔補償色散。因為在兩個中繼器之間的間隔精確地等于50km，所以能夠確定需要的精確的色散量，并且能用固定的色散補償器對它進行補償。然而，實際上，在每個中繼器之間的間隔可能不精確地等于50km。例如，一些中繼器可能分開49km,51km或52km。在這種情形，能夠用可變的色散補償器來精細調諧補償總量，以便對兩個中繼器之間的間隔中的諸變化作出調整?？勺兊纳⒀a償器也能，例如，對環(huán)境隨時間的諸變化作出調整?？梢詫⑦@樣一個可變的色散補償器放置在許多不同的位置，例如在發(fā)射機，接收機或一個中繼器中。然而，能夠提供多個這樣的可變的色散補償器以便提供所需要的“精細調諧”。
圖12是說明根據本發(fā)明的一個進一步的實施例，一個光傳輸系統(tǒng)的圖?，F在參照圖12，一個離散地可變的色散補償器32和一個連續(xù)地可變的色散補償器34位于接收機部分14。
圖13是說明一個離散地可變的色散補償器32的圖。也請參見A.Sano等，ECOC 96,Tud.3.5，已將它作為參考結合到本申請中?，F在參照圖13，離散地可變的色散補償器32有一個能夠連續(xù)地改變的色散量。離散地可變的色散補償器32包括有諸正或負色散值并和1X4開關38串聯的諸DCF 36。在這個說明的例子中，可以在-183ps/nm和+152ps/nm之間以約7ps/nm的諸增量設定色散值?？梢杂闷渌哪軌蛟O定一個固定的色散值的諸器件，例如諸光纖個柵，代替諸DCF。我們不想將本發(fā)明限于這個特殊的例子中，對于一個離散地可變的色散補償器可以用許多其它的配置。例如，實際上，可以用任何數量的DCF和開關提供許多不同的配置，也可用不同于諸DCF和諸開關的其它諸元件。
連續(xù)地可變的色散補償器34可以，例如，從前面提到的PLC色散補償器或從有一個張力梯度或溫度梯度的光纖光柵構成。
圖14是說明根據本發(fā)明的一個實施例，圖12的一個光傳輸系統(tǒng)的一個變形的圖。更特別的是，圖14表示一個光放大器-中繼器傳輸系統(tǒng)的一個例子。如圖12的配置所示，離散地可變的色散補償器32和連續(xù)地可變的色散補償器34位在接收機部分14中。
在圖12和圖14的諸例子中，離散地可變的色散補償器32和連續(xù)地可變的色散補償器34的順序可以交換?？蛇x地，如圖15和16所示，在發(fā)射機部分28可以有這些補償器。進一步，如圖17和18所示，離散地可變的色散補償器32和連續(xù)地可變的色散補償器34能夠如此放置，使得一個在發(fā)射機部分28和另一個在接收機部分14。
作為一個附加的例子，如圖19所示，在每個光放大器-中繼器30中可以有離散地可變的色散補償器32和連續(xù)地可變的色散補償器34。在圖19中，在每個光放大器-中繼器30中有色散補償器32和34，但是只有在指定的諸光放大器-中繼器中可能有色散補償器32和34。進一步，在圖19中，在接收機部分14有色散補償器32和34，但是，代替地，在發(fā)射端可能有色散補償器32和34。
可選地，如圖20所示，在每個光放大器-中繼器30中可能只有離散地可變的色散補償器32，以便實施粗略的色散補償，和只有在接收機部分14中可能有連續(xù)地可變的色散補償器34，以便實施精細的色散補償。然而，代替地，在發(fā)射端，不是在接收機部分中，可能有連續(xù)地可變的色散補償器34。進一步，只有在指定的諸光放大器-中繼器中，不是在每個光放大器-中繼器30中，可能有離散地可變的色散補償器32。
在到現在為止描述的諸例子中，如果已經從，例如，傳輸波形模擬知道了包括其沿光纖長度的變化在內的色散，則能夠從模擬的諸結果確定諸色散補償器(固定的，連續(xù)地可變的，和離散地可變的)和它們的諸色散補償量。
另一方面，如果傳輸線的色散是未知的，可以測量一個發(fā)射特征，和根據測得的發(fā)射特性能夠設定諸可變的色散補償值，以便使諸發(fā)射特性最佳化。
更特別的是，圖21是說明根據本發(fā)明的一個進一步的實施例，一個光傳輸系統(tǒng)的圖。圖22-26說明根據本發(fā)明的一個實施例，圖21的光傳輸系統(tǒng)的諸變形。
現在參照圖21-26，將一個傳輸特性測量部分36優(yōu)先地提供給接收端。于是，例如，在系統(tǒng)接通電源期間，傳輸特性測量部分36測量一個傳輸特性，并如此設定諸色散補償值，使得諸傳輸特性最佳化。在這個時候，當向可變的色散補償器(連續(xù)地可變的，離散地可變的)反饋回一個控制信號時，也可以掃描色散補償量，如諸圖中所示。能夠將位誤碼率，Q值，信號奇偶位校驗，傳輸波形等用作在這里測量的發(fā)射特性。
圖27是說明傳輸特性測量部分36的一個詳細配置的一個例子的圖，其中測量Q值并將它作為傳輸特性反饋回去?，F在參照圖27，一個Q值測量系統(tǒng)42從一個通過傳輸線傳輸的光信號測量Q值，和一臺微型計算機40用測得的Q值提供一個反饋控制信號。
圖28是說明根據本發(fā)明的一個實施例，如在圖27中所示的一臺微型計算機40的工作的流程圖。在圖28中，在系統(tǒng)接通電源期間當掃描可變的色散補償器中的色散值時測量Q值(步驟1000)，并將可變的色散補償器的色散值設定在一個使Q值最大的值上(步驟1002)。在系統(tǒng)工作期間，例如在一小時的諸間隔測量Q值(步驟1004)，和如果測得的值小于參考值(步驟1006)，則通過一個步驟增加在可變的色散補償器中的色散值(步驟1008)。如果Q值得到改善，則過程回到在步驟1006中的作出決定的工作狀態(tài)。如果Q值沒有得到改善，則通過一個步驟增加色散值(步驟1012)，和重復步驟1012直到Q值變得等于或大于參考值。
圖29是表示根據本發(fā)明的一個實施例，由Q值測量系統(tǒng)42測得的Q值的定義的圖。即Q=20log10[(μ1-μ0)/(σ1+σ0)]其中μ1在“發(fā)射”期間的平均值μ0在“不發(fā)射”期間的平均值σ1在“發(fā)射”期間的電平的標準偏差σ0在“不發(fā)射”期間的電平的標準偏差用在發(fā)射和不發(fā)射之間的信號電平差(信號振幅)作為分子，和用在發(fā)射期間及不發(fā)射期間的噪聲的標準偏差之和作為分母來表示Q值。當假設噪聲分布是一個高斯分布時，在圖29中定義的由Q值給出的位誤碼率和實際測得的位誤碼率的最小值相符合。Q值測量系統(tǒng)42在配置上基本上和光接收機相同。即，用一個有一個參考電壓變化函數的鑒別電路，相對于測量位誤碼率的最佳電平上下改變一個均衡波形的鑒別電平，和通過找出從測量得到的兩條直線的交點，估算位誤碼率的最小點，這樣就能得到Q值。
可以測量接收光本身的色散值作為傳輸特性，和可以如此控制可變的色散補償器，使色散被設定在一個最佳值。通過簡單地用一個可在市場上買到色散測量器件，或通過將等效函數與發(fā)射和/或接收裝置結合起來能夠實現色散值的測量。可選地，在基帶區(qū)域中的一個特殊的頻率分量的強度，特別是一個時鐘信號分量的強度，可以從接收信號檢測出來，并且通過利用色散值和時鐘信號分量的強度之間的關系，可以如此控制色散補償量，使得強度達到一個最大值或一個最小值，或一個規(guī)定的值。
進一步，通過不僅在系統(tǒng)接通電源期間而且也在系統(tǒng)工作期間，在監(jiān)視發(fā)射特性同時控制色散補償量，可以實施控制以便調節(jié)傳輸線的色散值的溫度依賴關系，時間變化等。
色散補償器16,18,32和34的位置不限于圖21到26中所示的諸例子，而且如上面描述的那些不同的變形是可能的。
為了將反饋信號從接收端傳輸到每一個可變的色散補償器可能有若干種方法。例如，可以用一種使用一條光纖傳輸線的雙向通信方法或者一種低速電模擬通信方法。進一步，通過用一個CPU或通過中心控制整個系統(tǒng)將色散補償量自動地設定在一個最佳值也是可能的。當有一條備用的線，它有基本上和工作線一樣的色散條件和安裝環(huán)境時，可以采用這樣一種方法，在這種方法中首先用備用線將色散補償量最佳化，然后參照這個結果，將這個值加到工作線上。用這種方法，可使色散補償量最佳化而不用中斷業(yè)務。
根據本發(fā)明的上述諸實施例，當用已經安裝好的諸光纖傳輸線而沒有諸修改時能夠增加傳輸速度，也能夠調整不同類型的光纖(SMF,DSF)，不同的中繼器間隔，和沿著光纖長度色散值的變化。將這些一起用于減少系統(tǒng)的總的價格。
根據本發(fā)明的上述諸實施例，通過用一個固定的色散補償器或一個離散地可變的色散補償器根據傳輸距離的長度，粗略地補償光傳輸線的色散，然后通過用一個可變的色散補償器或一個連續(xù)地可變的色散補償器，精細地補償色散。在這種方法中，甚至當所需的色散補償量很大時也能夠做到高度精確的補償，這樣就能夠進行大容量的發(fā)射。
在本發(fā)明的上述諸實施例中，一個光傳輸系統(tǒng)包括兩種類型的色散補償器(例如一個固定的色散補償器和一個可變的色散補償器組合，或一個離散地可變的色散補償器和一個連續(xù)地可變的色散補償器的組合)。這些不同的補償器在光傳輸系統(tǒng)可以有許多不同的位置。例如，一個補償器可以在一個發(fā)射機部分而另一個補償器可以在一個接收機部分?；蛘?，兩個補償器都能在發(fā)射機部分，接收機部分或一個中繼器中。
常常，能將兩個補償器都包含在同一個外殼中。例如，當兩個補償器都在接收機部分，發(fā)射機部分或中繼器中時，典型地將它們都包含在同一個外殼中。例如，在上述的諸圖中，這樣一個外殼典型地用說明一個特殊的元件的“盒子”來代表。例如，在圖1中，代表接收機部分14的“盒子”能夠表示接收機部分的一個外殼，接收部分包括包含在外殼里的諸不同的元件。類似地，例如，在圖6中，代表發(fā)射機部分28的“盒子”能夠表示發(fā)射機部分的一個外殼，發(fā)射機包括包含在外殼里的諸不同的元件。
此外，在許多情形中，兩個補償器的位置在物理上非常接近，例如小于或等于三米。在某些情形中，諸補償器能夠非?？拷谝黄?，以致在兩個補償器之間沒有傳輸線。例如，當兩個補償器位于發(fā)射機部分或接收機部分時能夠發(fā)生這種靠近的情形。當兩個補償器很靠近時，非常容易調整組合的補償，并提供適當的色散補償精細調諧的量。
在本發(fā)明的上述諸實施例中，可將“接收機部分”簡單地稱為一臺“接收機”。類似地，可將“發(fā)射機部分”簡單地稱為一臺“發(fā)射機”。
所以，根據本發(fā)明的上述諸實施例，一個裝置補償一條光傳輸線中的色散。這個裝置包括一個固定的色散補償器和一個可變的色散補償器。固定的色散補償器有一個固定的色散量和粗略地補償光傳輸線中的色散。可變的色散補償器有一個可變的色散量和精細地補償光傳輸線中的色散。
固定的和可變的色散補償器能夠安裝在許多位置。例如，一個可以在一個發(fā)射機中，而另一個可以在一個接收機中。兩者可以都在發(fā)射機和/或接收機中。一個可以或者在發(fā)射機中或者在接收機中，而另一個在沿傳輸線放置的一個光中繼器中。
還有許多其它可能的配置。例如，或者一個第一個固定的色散補償器或者可變的色散補償器可以在發(fā)射機中，而其它的在接收機中。在這種情形，一個第二個固定的色散補償器可以在一個光中繼器中。
進一步，或者一個第一個固定的色散補償器或者一個第一個可變的色散補償器可以在發(fā)射機中，而其它的在接收機中。在這種情形，一個第二個固定的色散補償器和一個第二個可變的色散補償器可以在一個光中繼器中。
然而，一個第一個固定的色散補償器可以在發(fā)射機中，而一個第二個固定的色散補償器在接收機中。在這種情形，一個可變的色散補償器實際上可以在光傳輸系統(tǒng)中的任何位置。
此外，可以將固定的色散補償器和可變的色散補償器兩者都包含在同一個外殼中。而且，在許多情形，固定的色散補償器和可變的色散補償器將在物理上彼此靠得很近。例如小于或等于三米。然而，在某些情形，固定的色散補償器和可變的色散補償器可以彼此直接連接在一起，使得在固定的色散補償器和可變的色散補償器之間沒有傳輸線段。
此外，根據本發(fā)明的上述諸實施例，一個裝置包括一個離散地可變的色散補償器和一個連續(xù)地可變的色散補償器。離散地可變的色散補償器有一個不連續(xù)地可變的色散量和粗略地補償傳輸線中的色散。連續(xù)地可變的色散補償器有一個連續(xù)地可變的色散量和精細地補償傳輸線中的色散。
離散地和連續(xù)地可變的色散補償器可以處在許多位置。例如，一個可以在一個發(fā)射機中，而另一個可以在一個接收機中。兩者可以都在發(fā)射機和/或接收機中。一個可以或者在發(fā)射機中或者在接收機中，而另一個在沿傳輸線放置的一個光中繼器中。
還有許多其它可能的配置。例如，或者一個第一個離散地可變的色散補償器或者連續(xù)地可變的色散補償器可以在發(fā)射機中，而其它的在接收機中。在這種情形，一個第二個離散地可變的色散補償器可以在一個光中繼器中。
進一步，或者一個第一個離散地可變的色散補償器或者一個第一個連續(xù)地可變的色散補償器可以在發(fā)射機中，而其它的在接收機中。在這種情形，一個第二個離散地可變的色散補償器和一個第二個連續(xù)地可變的色散補償器可以在一個光中繼器中。
然而，一個第一個離散地可變的色散補償器可以在發(fā)射機中，而一個第二個離散地可變的色散補償器在接收機中。在這種情形，一個連續(xù)地可變的色散補償器實際上可以在光傳輸系統(tǒng)中的任何位置。
此外，可以將離散地和連續(xù)地可變的色散補償器兩者都包含在同一個外殼中。而且，在許多情形，離散地和連續(xù)地可變的色散補償器將在物理上彼此靠得很近。例如小于或等于三米。然而，在某些情形，離散地和連續(xù)地可變的色散補償器可以彼此直接連接在一起，使得在固定的色散補償器和可變的色散補償器之間沒有傳輸線段。
根據本發(fā)明的上述諸實施例，一個補償器可以位在一條傳輸線的或者發(fā)射端或者接收端處。一般地，可以認為一條傳輸線有兩個終端。一個終端是這樣的一端，在那里將一個要通過傳輸線傳輸的信號提供給傳輸線，而另一個終端是這樣的一端，在那里接收來自傳輸線的信號。
雖然我們已經指出和描述了本發(fā)明的一些優(yōu)先實施例，熟練的技術人員將估計到在這些實施例中可以做出諸多變化而沒有偏離本發(fā)明的諸原理和精神，在權利要求書和與其等效的文件中定義了它們的范圍。
權利要求
1．一個裝置，它補償一條光傳輸線中的色散，包括一個固定的色散補償器，它有一個固定的色散量，粗略地補償傳輸線中的色散；和一個可變的色散補償器，它有一個可變的色散量，精細地補償傳輸線中的色散。
2．一個如權利要求1中的裝置，其中傳輸線有一個發(fā)射端和一個接收端，且固定的色散補償器及可變的色散補償器兩者都位于傳輸線的接收端。
3．一個如權利要求1中的裝置，其中傳輸線有一個發(fā)射端和一個接收端，且固定的色散補償器及可變的色散補償器兩者都位于傳輸線的發(fā)射端。
4．一個如權利要求1中的裝置，還包括一個接收機，它接收通過傳輸線傳輸的一個光信號，其中固定的色散補償器和可變的色散補償器兩者都位于接收機中。
5．一個如權利要求1中的裝置，還包括一個發(fā)射機，它發(fā)射一個通過傳輸線的光信號，其中固定的色散補償器和可變的色散補償器兩者都位于發(fā)射機中。
6．一個如權利要求1中的裝置，還包括一個發(fā)射機，它發(fā)射一個通過傳輸線的光信號；和一個接收機，它接收通過傳輸線傳輸的光信號，其中由固定的色散補償器和可變的色散補償器組成的組的一個位于發(fā)射機中，和由固定的色散補償器和可變的色散補償器組成的組的另一個位于接收機中。
7．一個如權利要求1中的裝置，其中傳輸線有一個發(fā)射端和一個接收端，由固定的色散補償器和可變的色散補償器組成的組的一個位于傳輸線的發(fā)射端，和由固定的色散補償器和可變的色散補償器組成的組的另一個位于傳輸線的接收端。
8．一個如權利要求1中的裝置，還包括一個光中繼器，其中傳輸線包括一個發(fā)射端和一個接收端，將光中繼器沿在發(fā)射端和接收端之間的傳輸線放置，固定的色散補償器包括第一和第二個固定的色散補償器，每個都有一個固定的色散量，由固定的色散補償器和可變的色散補償器組成的組的一個位于傳輸線的發(fā)射端，和由固定的色散補償器和可變的色散補償器組成的組的另一個位于傳輸線的接收端，和第二個固定的色散補償器位于光中繼器中。
9．一個如權利要求1中的裝置，還包括一個光中繼器，其中傳輸線包括一個發(fā)射端和一個接收端，將光中繼器沿在發(fā)射端和接收端之間的傳輸線放置，固定的色散補償器包括第一和第二個固定的色散補償器，每個都有一個固定的色散量，可變的色散補償器包括第一和第二個可變的色散補償器，每個都有一個可變的色散量，由固定的色散補償器和可變的色散補償器組成的組的一個位于傳輸線的發(fā)射端，由固定的色散補償器和可變的色散補償器組成的組的另一個位于傳輸線的接收端，和第二個固定的色散補償器和第二個可變的色散補償器兩者都位于光中繼器中。
10．一個如權利要求1中的裝置，其中傳輸線包括一個發(fā)射端和一個接收端，固定的色散補償器包括第一和第二個固定的色散補償器，每個都有一個固定的色散量，第一個固定的色散補償器位于傳輸線的發(fā)射端和第二個固定的色散補償器位于傳輸線的接收端。
11．一個如權利要求1中的裝置，還包括一個發(fā)射機，它發(fā)射一個通過傳輸線的光信號；和一個接收機，它接收通過傳輸線傳輸的光信號，其中固定的色散補償器包括第一和第二個固定的色散補償器，每個都有一個固定的色散量，第一個固定的色散補償器位于發(fā)射機中和第二個固定的色散補償器位于接收機中。
12．一個如權利要求1中的裝置，還包括一個測量裝置，它從通過傳輸線傳輸的一個光信號測量傳輸線的一個傳輸特性，其中根據由測量裝置測得的傳輸特性設定可變的色散補償器的可變的色散量。
13．一個如權利要求12中的裝置，還包括一個控制器，它根據由測量裝置測得的傳輸特性控制可變的色散補償器的可變的色散量。
14．一個如權利要求1中的裝置，其中可變的色散補償器的可變的色散量小于或等于固定的色散補償器的固定的色散量的20％。
15．一個如權利要求1中的裝置，還包括一個外殼，將固定的色散補償器和可變的色散補償器兩者都包含在這個外殼中。
16．一個如權利要求4中的裝置，其中接收機包括一個外殼，將固定的色散補償器和可變的色散補償器兩者都包含在這個外殼中。
17．一個如權利要求5中的裝置，其中發(fā)射機包括一個外殼，將固定的色散補償器和可變的色散補償器兩者都包含在這個外殼中。
18．一個如權利要求1中的裝置，其中固定的色散補償器是一條色散位移光纖(DSF)。
19．一個如權利要求1中的裝置，其中固定的色散補償器和可變的色散補償器在物理上彼此分開一個小于或等于三米的距離。
20．一個如權利要求1中的裝置，其中固定的色散補償器和可變的色散補償器彼此直接連接在一起，使得在固定的色散補償器和可變的色散補償器之間沒有傳輸線段。
21．一個如權利要求1中的裝置，其中傳輸線根據傳輸線的長度需要一個特定的色散補償量，而固定的色散補償器和可變的色散補償器一起提供一個基本上等于所需的色散補償量的色散補償總量。
22．一個裝置，它補償一條光傳輸線中的色散，包括一個離散地可變的色散補償器，它有一個不連續(xù)地可變的色散量，粗略地補償傳輸線中的色散；和一個連續(xù)地可變的色散補償器，它有一個連續(xù)地可變的色散量，精細地補償傳輸線中的色散。
23．一個如權利要求22中的裝置，其中傳輸線有一個發(fā)射端和一個接收端，和離散地可變的色散補償器和連續(xù)地可變的色散補償器兩者都位于傳輸線的接收端。
24．一個如權利要求22中的裝置，其中傳輸線有一個發(fā)射端和一個接收端，和離散地可變的色散補償器和連續(xù)地可變的色散補償器兩者都位于傳輸線的發(fā)射端。
25．一個如權利要求22中的裝置，還包括一個接收機，它接收通過傳輸線傳輸的一個光信號，其中離散地可變的色散補償器和連續(xù)地可變的色散補償器兩者都位于接收機中。
26．一個如權利要求22中的裝置，還包括一個發(fā)射機，它發(fā)射一個通過傳輸線的光信號，其中離散地可變的色散補償器和連續(xù)地可變的色散補償器兩者都位于發(fā)射機中。
27．一個如權利要求22中的裝置，還包括一個發(fā)射機，它發(fā)射一個通過傳輸線的光信號；和一個接收機，它接收通過傳輸線傳輸的光信號，其中由離散地可變的色散補償器和連續(xù)地可變的色散補償器組成的組的一個位于發(fā)射機中，和由離散地可變的色散補償器和連續(xù)地可變的色散補償器組成的組的另一個位于接收機中。
28．一個如權利要求22中的裝置，其中傳輸線有一個發(fā)射端和一個接收端，由離散地可變的色散補償器和連續(xù)地可變的色散補償器組成的組的一個位于傳輸線的發(fā)射端，和由離散地可變的色散補償器和連續(xù)地可變的色散補償器組成的組的另一個位于傳輸線的接收端。
29．一個如權利要求22中的裝置，還包括一個光中繼器，其中傳輸線包括一個發(fā)射端和一個接收端，將光中繼器沿在發(fā)射端和接收端之間的傳輸線放置，離散地可變的色散補償器包括第一和第二個離散地可變的色散補償器，每個都有一個不連續(xù)地可變的色散量，由第一個離散地可變的色散補償器和連續(xù)地可變的色散補償器組成的組的一個位于傳輸線的發(fā)射端，和由第一個離散地可變的色散補償器和連續(xù)地可變的色散補償器組成的組的另一個位于傳輸線的接收端，和第二個離散地可變的色散補償器位于光中繼器中。
30．一個如權利要求22中的裝置，還包括一個光中繼器，其中傳輸線包括一個發(fā)射端和一個接收端，將光中繼器沿在發(fā)射端和接收端之間的傳輸線放置，離散地可變的色散補償器包括第一和第二個離散地可變的色散補償器，每個都有一個不連續(xù)地可變的色散量，連續(xù)地可變的色散補償器包括第一和第二個連續(xù)地可變的色散補償器，每個都有一個連續(xù)地可變的色散量，由第一個離散地可變的色散補償器和第一個連續(xù)地可變的色散補償器組成的組的一個位于傳輸線的發(fā)射端，由第一個離散地可變的色散補償器和第一個連續(xù)地可變的色散補償器組成的組的另一個位于傳輸線的接收端，和第二個離散地可變的色散補償器和第二個連續(xù)地可變的色散補償器兩者都位于光中繼器中。
31．一個如權利要求22中的裝置，其中傳輸線包括一個發(fā)射端和一個接收端，離散地可變的色散補償器包括第一和第二個離散地可變的色散補償器，每個都有一個不連續(xù)地可變的色散量，第一個離散地可變的色散補償器位于傳輸線的發(fā)射端和第二個離散地可變的色散補償器位于傳輸線的接收端。
32．一個如權利要求22中的裝置，還包括一個發(fā)射機，它發(fā)射一個通過傳輸線的光信號；和一個接收機，它接收通過傳輸線傳輸的光信號，其中離散地可變的色散補償器包括第一和第二個離散地可變的色散補償器，每個都有一個不連續(xù)地可變的色散量，第一個離散地可變的色散補償器位于發(fā)射機中和第二個離散地可變的色散補償器位于接收機中。
33．一個如權利要求22中的裝置，還包括一個測量裝置，它從通過傳輸線傳輸的一個光信號測量傳輸線的一個傳輸特性，其中根據由測量裝置測得的傳輸特性設定離散地可變的色散補償器的不連續(xù)地可變的色散量和連續(xù)地可變的色散補償器的連續(xù)地可變的色散量。
34．一個如權利要求33中的裝置，還包括一個控制裝置，它根據由測量裝置測得的傳輸特性控制離散地可變的色散補償器的不連續(xù)地可變的色散量和連續(xù)地可變的色散補償器的連續(xù)地可變的色散量。
35．一個如權利要求22中的裝置，其中連續(xù)地可變的色散補償器的連續(xù)地可變的色散量小于或等于離散地可變的色散補償器的不連續(xù)地可變的色散量的20％。
36．一個如權利要求22中的裝置，還包括一個外殼，將離散地可變的色散補償器和連續(xù)地可變的色散補償器兩者都包含在這個外殼中。
37．一個如權利要求25中的裝置，其中接收機包括一個外殼，將離散地可變的色散補償器和連續(xù)地可變的色散補償器兩者都包含在這個外殼中。
38．一個如權利要求26中的裝置，其中發(fā)射機包括一個外殼，將離散地可變的色散補償器和連續(xù)地可變的色散補償器兩者都包含在這個外殼中。
39．一個如權利要求22中的裝置，其中離散地可變的色散補償器是一條色散位移光纖(DSF)。
40．一個如權利要求22中的裝置，其中離散地可變的色散補償器和連續(xù)地可變的色散補償器將在物理上彼此分開一個小于或等于三米的距離。
41．一個如權利要求22中的裝置，其中離散地可變的色散補償器和連續(xù)地可變的色散補償器彼此直接連接在一起，使得在離散地可變的色散補償器和連續(xù)地可變的色散補償器之間沒有傳輸線段。
42．一個如權利要求22中的裝置，其中傳輸線根據傳輸線的長度需要一個特定的色散補償量，和離散地可變的色散補償器和連續(xù)地可變的色散補償器一起提供一個基本上等于所需的色散補償量的色散補償總量。
43．一個裝置，它包括一條傳輸線，它有一個相應的色散量；一個固定的色散補償器，它有一個固定的色散量，粗略地補償傳輸線中的色散；和一個可變的色散補償器，它有一個可變的色散量，精細地補償傳輸線中的色散，其中固定的色散補償器和可變的色散補償器一起提供一個基本上等于傳輸線的色散量的色散補償總量。
44．一個如權利要求43中的裝置，其中可變的色散補償器的可變的色散量小于或等于固定的色散補償器的固定的色散量的20％。
45．一個方法，用它來補償有一個相應的色散量的一條光傳輸線中的色散，它包括下列步驟用一個固定的色散量粗略地補償傳輸線中的色散；和用一個可變的色散量精細地補償傳輸線中的色散，其中粗略地補償和精細地補償的步驟一起提供一個基本上等于傳輸線的色散量的色散補償總量。
46．一個如權利要求45中的方法，其中精細地補償的步驟提供一個色散補償量，它小于或等于粗略地補償的步驟提供的色散補償量的20％。
全文摘要
一個補償在一個光傳輸線中的色散的裝置。這個裝置包括一個固定的色散補償器和一個可變的色散補償器。固定的色散補償器有一個固定的色散量和粗略地補償傳輸線中的色散?？勺兊纳⒀a償器有一個可變的色散量和精細地補償傳輸線中的色散。固定的和可變的色散補償器能夠安裝在許多位置。例如,一個可以在一個發(fā)射機中,而另一個可以在一個接收機中。兩者可以都在發(fā)射機和/或接收機中。
文檔編號H04B10/12GK1211119SQ98105729
公開日1999年3月17日 申請日期1998年3月19日 優(yōu)先權日1997年9月9日
發(fā)明者石川丈二 申請人:富士通株式會社