专利名称：色散补偿装置及色散补偿方法
技术领域：
本发明涉及一种色散补偿装置及色散补偿方法，特别是涉及可对色散位移光导纤维进行色散补偿的色散补偿装置及色散补偿方法。
背景技术：
在单模光导纤维(SMFSingle Mode Fiber)传输路径中，设计通过波分复用(WDMWave Division Multiplexing)信号的波分复用传输系统的情况下，必须使用补偿波长色散和波长色散陡度的色散补偿光导纤维(DCFDispersion Compensation Fiber)。如图1所示，由于在1.55μm的通信频域内，SMF的波长色散为+20ps/nm/km左右，所以要从例如波长色散为-80～-100ps/nm/km等色散补偿光导纤维中来选择DCF。
对此，在SMF上也敷设着将1.3μm(微米)的零色散波长位移到通信频域即1.55μm的色散位移光导纤维(DSFDispersion-Shified Fiber)。一般说来，DSF可以不需要进行色散补偿，但是由于近年来的传输速度的高速化、传输距离的延伸化、DWDM(Dense WDM)的高密度化、无再生中继或再生中继少的透明网络(transparent network)的实现，色散补偿的要求提高了。
此外，为了决定适当的色散补偿量，实测或预测所使用的光导纤维传输路径的色散值，将适当长度的DCF安装在传输装置中。但是，这必须库存许多品种的DCF，因此可变色散补偿装置的要求也较大。
在特开2000-511655号公报中记载有一种使用虚拟·图象·相位·阵列(VIPA)的可变色散补偿装置。在特开平07-327012号公报中记载有一种使用光环行器、多个光开关、多个DCF及反射镜的可变色散补偿装置。
在光传输中，作为通信频域使用的C波段是1530～1565nm，DSF的零色散波长是1.55μm。这意味着使用DSF进行WDM传输时，1530nm的光承受负的波长色散，1565nm的光承受正的波长色散。此外，在DSF中当然也存在制造离散，零色散波长并不限于1550nm。
在专利文献1中记载的VIPA虽然是既可以施以正的波长色散也可以施以负的波长色散的技术，但是必须组装复杂的光学系统，价格也高。
在专利文献2中记载的发明主要由无源光学部件构成，但是，所使用的光开关包含例如具有很多接点的结构复杂的元器件，可能无法维持其可靠性。此外，因为主信号不管是否经由DCF都经由全部的光开关，所以一旦将光开关与DCF单元化，就无法将单元拆下重复使用。即，在增设DCF时，想要通过远距离控制来变更色散量的情况下，必须预先设置能够增设的全部的光开关，在想要增减光开关的情况下，必须在作业时暂时切断主信号。而且，在专利文献2中并未记载与使用DSF的传输路径相对的色散补偿。而且，必须准备多种DCF。
一般来说，虽然DSF是指在1.55μm附近成为零色散的光导纤维，但是在同类的光导纤维中也使用在1.55μm附近具有数ps/nm/km波长色散的非零色散补偿光导纤维(NZ-DSFNon Zero-DSF)，这些都可能存在同样的问题，NZ-DSF也是广义的DSF。
发明内容
本发明的目的在于得到一种对于沿着包含这些DSF的传输路径传播的波分复用光信号，通过能够进行色散补偿而容易一并增减的色散补偿装置和色散补偿方法。
将具有正的波长色散特性的第一光导纤维的一端与具有负的波长色散特性的第二光导纤维的一端连接起来，从第一光导纤维的另一端输入光信号，从第二光导纤维的另一端输出光信号，补偿因传输路径引起的光信号的波长色散。
此外，也可以从第二光导纤维的另一端输入光信号，从第一光导纤维的另一端输出光信号。
图1是与各种光导纤维的波长相对的色散特性的说明图。
图2是适用本发明的网络的说明图。
图3是适用本发明的局间传输系统的说明图。
图4是色散补偿效果的说明图。
图5是本发明的实施例的可变色散补偿装置的框图。
图6是本发明的实施例的色散补偿单元的色散量和光导纤维长度的说明图。
图7是本发明的实施例的色散补偿装置的硬件框图。
图8是本发明的实施例的色散补偿装置的外观图。
具体实施例方式
下面，使用实施例并参照附图对本发明的实施方式进行说明。这里，图2是适用本发明的网络的说明图；图3是适用本发明的局间传输系统的说明图；图4是色散补偿效果的说明图；图5是本发明的实施例的可变色散补偿装置的框图；图6是本发明的实施例的色散补偿单元的色散量和光导纤维长度的说明图；图7是本发明的实施例的色散补偿装置的硬件框图；图8是本发明的实施例的色散补偿装置的外观图。
用图2说明网络的拓扑，图2(a)是使用DSF将两个端局10A和10B连接起来的点对点(P-to-P)型网络；图2(b)是以SDH为代表的环型网络，在环型网络中，使用DSF将局10A、局10B、局10C和局10D与各自邻接的局连接起来。由于网络形成环，所以光导纤维在一处出现故障的情况下，也能够通过逆循传输而进行保护。但是，网络的运用比较简单。图2(c)的网型网络是将局10A、局10B、局10C、局10D和没有图示的其他的局用DSF连接成网眼状的网络。网型网络是可以根据诸条件进行设计变更等自由度最高的网络，但其运用管理很难。
本实施例的可变色散补偿装置被配置在局10内，用来补偿在光导纤维传输路径中产生的色散。此外，图2(c)中，在将局10A和局D直接连接起来的传输路径中发生了故障的情况下，在前述的透明网络中，例如经由局10B的传输路径比直接连接的传输路径长，波长色散也大。即使在这种情况下如果色散补偿装置为可变型，也能够立即应对。采用色散补偿的必要性高的10Gbps、10.7Gbps或40Gbps等作为传输速度，本发明的效果显著，但是即使是此外的传输速度，在由传输距离或光导纤维的种类所决定的总色散量超过接收器的色散能力的情况下，也能够期待得到本发明的效果。
下面用图3来说明局间传输系统。图3是使用图2(a)的P-to-P型进行描绘的，但与环型网络、网型网络任意一个两个局间的传输都是等效的。
在图3(a)中，发送侧端局由n台光发送器20、对来自光发送器20的波长不同的光信号(λ1、λ2、…、λn)进行波分复用的合波器30和光放大器40构成。另一方面，接收侧端局由光放大器40、可变色散补偿装置100、对被波分复用的光信号进行波长分离的分波器50和n台光接收器60构成。发送侧端局和接收侧端局用DSF70连接起来。此外，在DSF的大致中间部位有中继局，设置有光放大器40。
在图3中，说明可变色散补偿装置在传输系统内的配置；在图3(a)中，是配置在接收侧端局内；在图3(b)中，是配置在中继局内；在图3(c)中，是配置在发送侧端局内。特别是图3(c)所示的把色散补偿器设置在发送侧端局内的结构是事先实施对从色散补偿器起的传输路径的色散补偿。此外，色散补偿器既可以配置在两局中的任意一个，也可以分散配置在所有局内。光放大器和色散补偿器的位置关系也不限于此，既可以设置在前级至后级中，也可以设置在内部。
使用图4对由传输路径引起的色散以及色散补偿进行说明。此外，该计算使用SMF。图4(a)是传输信号的轮廓，波形按高斯分布规格化为强度1。该波形的半值半宽大约为40ps。图4(b)是将波长色散17ps/nm/km的SMF传输80km后的波形。强度是0.72，半值半宽大约为80ps。在图4(b)的波形中，进行-1360ps/nm(＝-17×80ps/nm)的色散补偿后的波形就成为图4(c)。
用图5来说明本发明的实施例的可变色散补偿装置。在图5中，被波分复用的主信号从光环行器110的端口111输入，从光环行器110的端口112输出。在光环行器110的端口112上串联连接n台由色散补偿光导纤维120、1×2光开关130和反射镜140构成的色散补偿单元。这时，1×2光开关130的输入是1输入，反射镜140与输出之一相连接，下一级色散补偿单元的输入与另一输出相连接；第n级色散补偿单元没有1×2光开关，把反射镜直接连接在色散补偿光导纤维上。
通过采用这样的结构，在1×2光开关的控制下，在选择了反射镜的色散补偿单元的级，由反射镜将光信号折回，输入到光环行器110的端口112。从光环行器110的端口113输出被输入到光环行器110的端口112的光信号。
总之，在把光信号输入到光环行器110的端口111到从端口113输出之间，光信号两次通过选择了反射镜的级之前各级的色散补偿光导纤维，被进行色散补偿。此外，在传输路径是SMF的情况下，色散补偿光导纤维是负的波长色散光导纤维。因此，如果简单地称呼色散补偿光导纤维，在通信波长频域内是指负的波长色散的光导纤维，但在本实施例中并不限定于此，在通信波长频域内也包含正的波长色散的光导纤维。
作为光开关，使用利用永久磁铁或电磁铁的市售的自我保持型光开关，通过此，即使在无供电的状态下，也可以维持连接状态，所以可以节约电力。
使用图6来说明各色散补偿单元的色散量和光导纤维长度。图6中，在各单元的色散量的行61内，记载着各色散补偿单元的色散补偿光导纤维120的色散量。此外，切换到反射镜的光导纤维号码行62记载着各色散补偿单元的1×2光开关号码。另外，在主信号输出部的总色散补偿量行63中记载着由各色散补偿单元折回时，对从端口113输出的光信号的总色散补偿量。在光导纤维长度行64中记载着色散补偿光导纤维的长度。此外，在总光导纤维长度的行65中记载着由该色散补偿单元折回时的，总的光导纤维长度。使用图7说明总的光导纤维长度。此外，图6的内容记录在图7的非易失性存储器内。
在图6(a)中，将色散补偿单元的级数设为5级，在最初的色散补偿单元1内设定500ps/nm的补偿量，从色散补偿单元2到色散补偿单元5将正负反转，设定为-250ps/nm的补偿量。结果，作为可变色散补偿装置的补偿范围就从1000ps/nm开始以500ps/nm的刻度一直到-1000ps/nm。根据本发明，为实现上述的可变范围、可变刻度量，可以准备500ps/nm、-250ps/nm两种色散补偿单元，使结构简化。
使用最初的色散补偿单元和其后的色散补偿单元来说明改变色散补偿量的正负的理由。返回到图1，DSF在用于通信的波长频域内，根据波长，应进行色散补偿的正负方向不同。在图6(a)中，在整个波长频域内，在暂时沿y轴正方向位移之后，应向y轴负方向进行微调。最初的色散补偿单元在用反射镜反射之后，最后也通过。但是，并不依赖于色散补偿的顺序，可以认为2次通过的合计量是向正方向移动。
在图6(b)中，将色散补偿单元的级数设为5级，在最初的色散补偿单元1内设定-500ps/nm的补偿量，从色散补偿单元2到色散补偿单元5将正负反转设定为250ps/nm的补偿量。结果，作为可变色散补偿装置的补偿范围从-1000ps/nm开始以500ps/nm的刻度一直到1000ps/nm。这种情况下，在整个波长频域内，在暂时沿y轴负方向进行位移之后，应向y轴正方向进行微调。这里，要选择色散补偿光导纤维的色散特性的斜率，使其抵消由传输路径引起的色散的斜率。
图6的方法是首先施以绝对值大的色散补偿，然后实施与最初的色散补偿正负相反的绝对值小的色散补偿，这种方法不限于使用环行器和反射镜的图5。最简单的方法也可以是将两条正负不同的色散补偿光导纤维连接起来。
本实施例中，以500ps/nm左右的刻度进行调整，但是只要选择刻度量使传输品质在目标值例如10-12以下就可以。
使用图7来说明色散补偿装置和硬件。此外，对与图5相同的地方标注相同的标号，并省略说明。
在图7中，被输入到端口111的光信号在被进行色散补偿之后，从端口113输出。在图5中，虽然在色散补偿单元内包含有反射镜，但是本实施例中包含有设置在壳体115上的镜孔145。而且，从壳体外把反射镜140插入到镜孔145中。在未将反射镜140插入镜孔145中时，要盖上防尘盖。这样，光信号到了哪个色散补偿单元就可以一目了然。此外，在壳体115内，只是没有光开关的最末级色散补偿单元有反射镜140。但是，最末级色散补偿单元也可以在壳体上设置镜孔。
此外，图7中，在光环行器110与初级色散补偿单元之间设置有可变衰减器150。这是为了在端口113的位置上把与改变色散补偿量同时变化的信号的损耗量保持一定。具体地说，就是调整可变衰减器150的衰减量来抵消图6所示的光导纤维总长的变化。
可变衰减器150和多个1×2光开关130由控制部160来控制。在非易失性存储器180内记录各色散补偿单元的色散量和衰减量，中央运算处理部170参照非易失性存储器180运算总色散量，并指示控制部160进行光开关的切换，指示可变衰减器150进行衰减量的设定。此外，将色散量调整状态显示在状态显示部175上。通信控制部190将来自上位的装置监视控制部的指示传达给中央运算处理部170。
多个1×2光开关130在下一级的色散补偿模块内选择常接点(无供电时选择的输出)。因此，可以仅对多个1×2光开关130中，由反射镜140折返光信号的1×2光开关供电。所以，应供电的光部件仅仅是可变衰减器150和最大一个的1×2光开关，节省了电能。
使用图8，来说明可变色散补偿装置的安装。可变色散补偿装置100由12台宽25mm×高85mm的色散补偿单元200、相同外形的可变衰减器模块150′、光环行器单元110′和电源单元220各一台以及容纳控制部和中央运算处理部等的宽50mm×高170mm的控制单元210构成，以使其可以容纳在标准的19×25.4mm机架上。该可变色散补偿装置中，在第五色散补偿单元中插入了反射镜140。在该状态下，第五色散补偿单元内的光开关被切换到反射镜140侧。各单元的电连接器、光连接器与设置在装置里侧的后配线板上的插座连接。因此，第六以后的色散补偿单元200可以随时插拔而对主信号不会产生影响。因此，在传输路经变更的情况下，可以事先变更为合适的色散补偿单元，很便于远距离控制。
在图5和图7中，在最末级的色散补偿单元中未图示1×2光开关而设置了反射镜。但是，为了使接口为同一接口，将未图示的最末级的反射镜安装在后配线板侧。
根据本实施例，可得到补偿因DSF传输路径引起的波长色散的波分复用信号的可变色散补偿装置。
此外，在壳体的前面设置反射镜，因此多个色散补偿单元中到哪一级处在使用中可以一目了然。另外，没有使用的色散补偿单元也包含光开关，可以自由地进行增减设置。
由于具备可变衰减器，即使在改变色散补偿量的情况下，也能够将损耗抑制到一定程度。
此外，由于反复通过色散补偿光导纤维，所以与通常的使用方法相比，色散补偿光导纤维的长度可以为其一半。
权利要求
1.一种色散补偿装置，其特征在于，将具有正的波长色散特性的第一光导纤维的一端与具有负的波长色散特性的第二光导纤维的一端相连接；从所述第一光导纤维的另一端输入光信号；从所述第二光导纤维的另一端输出光信号；对光信号的波长色散进行补偿。
2.一种色散补偿装置，其特征在于，将具有正的波长色散特性的第一光导纤维的一端与具有负的波长色散特性的第二光导纤维的一端相连接；从所述第二光导纤维的另一端输入光信号；从所述第一光导纤维的另一端输出光信号；对光信号的波长色散进行补偿。
3.一种色散补偿装置，其特征在于，从光环行器的第二端口输出被输入到所述光环行器的第一端口的光信号，使该光信号通过一端连接在所述第二端口上的第一光导纤维和一端连接在所述第一光导纤维的另一端上的第二光导纤维，由连接在所述第二光导纤维的另一端的反射镜折返，再次通过所述第二光导纤维和所述第一光导纤维，从所述光环行器的第三端口输出；所述第一光导纤维的第一波长色散特性与所述第二光导纤维的第二波长色散特性相互正负号不同。
4.根据权利要求3所述的色散补偿装置，其特征在于，所述第一光导纤维的光信号的色散量的绝对值大于所述第二光导纤维的光信号的色散量的绝对值。
5.一种色散补偿装置，其特征在于，由色散补偿单元、反射镜和光环行器构成，该色散补偿单元由色散补偿光导纤维、连接在所述色散补偿光导纤维的一端的1×2光开关和连接在所述1×2光开关的第一输出端子上的反射镜安装部构成，所述光环行器将输入到第一端口的光信号输出到第二端口，把输入到所述第二端口的光信号输出到第三端口，所述色散补偿单元把所述色散补偿光导纤维的另一端作为输入，把所述1×2光开关的第二输出端子作为输出，多个串联地与所述第二端口连接，通过多个所述1×2光开关的设定和将所述反射镜安装到多个所述反射镜安装部，可以设定多个色散量。
6.一种色散补偿装置，其特征在于，对光信号施以第一色散补偿量为正的色散补偿，对实施了正的色散补偿的光信号施以绝对值小于所述第一色散补偿量的，第二色散补偿量为负的色散补偿。
7.一种色散补偿方法，其特征在于，对光信号施以第一色散补偿量为负的色散补偿，对实施了负的色散补偿的光信号施以比所述第一色散补偿量的绝对值小的，第二色散补偿量为正的色散补偿。
全文摘要
准备波长色散为正的色散补偿光导纤维和波长色散为负的色散补偿光导纤维；将波分复用光信号导入某种色散补偿光导纤维中；在暂时使整个波长频域向正或负移动之后，用符号相反的色散补偿光导纤维进行微调。
文档编号H04B10/18GK1797998SQ20051008439
公开日2006年7月5日 申请日期2005年7月19日 优先权日2004年12月27日
发明者深代康之, 中野博行, 宇田哲也, 平井透 申请人:日立通讯技术株式会社