专利名称：光通信系统中的光色散补偿设备和方法
技术领域：
本发明涉及光通信系统中的光色散补偿设备和方法，尤其涉及分别用于补偿波长色散的设备和方法。
背景技术：
当前，通过能够传输和接收大量信息的高速光纤通信技术，已使得作为信息相关技术的计算机和通信技术得到了显著地发展。特别是，由于诸如对包含如动画、声音信号和字符信号之类的各种类型的数据的多媒体信息的高速传输、双向交互通信环境、以及订户数量的大量增长等趋势的存在，要求在同一光传输线路中无失真地传输和接收更多的信息的技术。
也就是说，需要用于将一条传输线路转变成宽带，以及在预定的带宽内划分更多的信道的技术。用作光通信的传输线路的光纤由包含硅氧化物为主元素的光波导组成。光纤对于具有不同波长的信道的光信号具有波特性。根据光纤传输线路的特性，在发射机输出的光信号通过预定距离的光纤传输线路之后，必须补偿光信号的失真，以实施无差错通信。
光信号的失真是指光信号能量的损耗和光信号的色散。通过使用包含Er的光纤放大器可有效地补偿光信号能量的损耗，从而实施光信号的超高速长距离传输。因此，超高速长距离光通信所必须解决的问题是光信号的色散。
色散意味着通过光纤的光脉冲的色散。在1550nm波段，光纤的色散系数大约为D＝17～18ps/nm/km。
例如，在波分复用(WDM)光传输系统中，当以每信道10Gbps的水平传输光信号时，必须补偿光信号的色散。此外，例如，当光信号的传输速度是10Gbps时，如果传输距离超过60km，则光信号失真。从而难于将光信号传送超过100km。
图1是说明光通信系统中使用色散补偿光纤的传统光色散补偿设备的示意结构。参考图1，光通信系统中的传统光色散补偿设备包括用于补偿来自输入光纤10的光信号的色散，并将色散补偿光信号输出给输出光纤20的色散补偿光纤30。
输入光纤10和输出光纤20是作为传输线路的一般光纤。
图2是示出由一般的色散补偿光纤30产生的色散补偿结果的图。
一般来说，光纤的理想色散必须在全部波长区域具有恒定值。然而，整个光纤的色散随着波长以预定梯度变化。在各波长中有色散的光信号输入到色散补偿光纤30。在色散补偿光纤30补偿光信号的色散之后，由于色散补偿光纤30的色散系数的波长依赖性，光信号的每个信道(每个波长)中存在残余色散(点C)。例如，如图2所示，当色散补偿光纤30补偿传输波长λ1～λ3N时，波长λ1的色散得到了完全补偿。然而，在波长λN、λ2N和λ3N中，存在残余色散d1、d2和d3。在长距离传输的情况下，残余色散通过一些色散补偿光纤而线性而严重地累加。虽然每个波长中产生不同的色散量，但是使用色散补偿光纤的传统光色散补偿设备按照预定长度(图2中的L)补偿全部波长的色散。结果，传统的光色散补偿设备不能精确地补偿每个波长的色散，因此增加了信号失真。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种光传输系统中的光色散补偿设备和方法，能够通过改变各传输波长的色散补偿量，分别补偿传输波长的色散，来精确地补偿全部传输波长的色散。
为了实现该目的，提供了一种光通信系统中的光色散补偿设备，包括连接到输入光纤的输入端口；连接到输出光纤的输出端口；用于将来自输入端口的光信号分离成不同波长的光波段分离器；用于以不同的色散补偿量对经分离的各波长的光信号进行色散补偿的多个色散补偿光纤；以及用于将通过各色散补偿光纤的光信号会聚到输出端口的会聚装置。
较佳地，所述会聚装置包括用于分别将通过各色散补偿光纤的各波长的光信号进行反射的多个光反射器；以及连接在色散补偿光纤和光反射器之间、分别用于将各波长的光信号的强度衰减为预定水平的多个光衰减器。
较佳地，所述光色散补偿设备还包括用于将来自输入端口的光信号传送到光波段分离器、并将来自光波段分离器的光信号传送到输出端口的光环形器；以及连接在光环形器和光波段分离器之间、用于对全部波长的光信号的色散进行公共补偿的公共色散补偿光纤。
较佳地，光波段分离器的数量基于从光信号分离出的光波段数。
根据本发明的另一方面，提供一种光通信系统中的光色散补偿方法，包括以下步骤将光信号分离成传输波段；以及通过分别将各分离的波段通过不同长度的色散补偿光纤，去除残余色散。
较佳地，所述光通信系统中的光色散补偿方法还包括通过使用公共色散补偿光纤对全部传输波段的光信号的色散进行公共补偿的步骤。
较佳地，所述光通信系统中的光色散补偿方法，还包括分别将通过各色散补偿光纤的各波段的光信号的强度衰减到预定的水平的步骤。
较佳地，所述光通信系统中的光色散补偿方法，还包括分别反射各波段的光信号的步骤。
较佳地，用于补偿具有最长波长的波段的光信号的色散的色散补偿光纤具有最长的长度，用于补偿具有最短波长的波段的光信号的色散的色散补偿光纤具有最短的长度。
较佳地，各色散补偿光纤的长度是用于完全去除对应的波段的光信号的残余色散的长度的1/2。
较佳地，分别通过不同长度的色散补偿光纤去除各分离的波段的光信号的1/2的残余色散，光信号经各光衰减器衰减到预定水平，经各光反射器反射，并再次通过各光衰减器和各光色散补偿光纤。
较佳地，分离的波段的光信号中具有最长波长的波段的光信号不通过光衰减器。
通过下面的连同附图的描述，本发明的上述和其它优点、特征将变得显而易见。
提供了对本发明的进一步的理解并构成了说明书的一部分的
了本发明的实施例，并连同下述说明一起解释本发明的原理。
图1是说明光通信系统中使用色散补偿光纤的传统光色散补偿设备的示意图；图2是示出传统色散补偿光纤产生的色散补偿结果的图；图3是说明根据本发明的光通信系统中的光色散补偿设备的结构图；以及图4是示出在根据本发明的光色散补偿设备补偿了每个传输波长的色散之后，已去除了残余色散的传输波长的图。
具体实施例方式
将详细参考本发明的较佳实施例进行说明，本发明的较佳实施例的例子示于附图中。
图3是说明根据本发明的光通信系统中的光色散补偿设备的结构图。如图3所示，光通信系统中的光色散补偿设备包括用于将从输入光纤10输入到第一端口111的光信号传送到第二端口112、并将输入到第二端口112的光信号通过第三端口113输出到输出光纤20的光环形器110，用于对来自光环形器110的第二端口112的光信号的色散进行公共补偿的公共色散补偿光纤120，用于将来自公共色散补偿光纤120的光信号分离成波段(wavelength band)的多个光波段分离器160和170，分别连接所述多个光波段分离器160和170的输出端口161、171和172的多个波段色散补偿光纤130、140和150，以在每个波段中具有不同的长度，以及用于分别反射通过每个波段色散补偿光纤130、140和150的每个波段的光信号的多个光反射器181、182和183。
图3示出了两个光波段分离器160和170。但是，光波段分离器的数量取决于用于波长的色散补偿的传输波段分离的数量。
图4是示出在根据本发明的光色散补偿设备补偿了每个传输波长的色散之后，已去除了残余色散的传输波长的图。在将传输波长λ1～λ3N的光信号分成λ1～λN、λN+1～λ2N和λ2N+1～λ3N波段且补偿其色散时，L1是用于对全部波长λ1～λ3N的光信号的色散进行公共补偿的色散补偿光纤的长度，L2是用于去除λ1～λN波段的残余色散的色散补偿光纤的长度，L3是用于去除λN+1～λ2N波段的残余色散的色散补偿光纤的长度，L4是用于去除λ2N+1～λ3N波段的残余色散的色散补偿光纤的长度。
公共色散补偿光纤120形成为具有对应于图4的L1的1/2的长度，第一波段色散补偿光纤130形成为具有对应于图4的L2的1/2的长度，第二波段色散补偿光纤140形成为具有对应于图4的L3的1/2的长度，第三波段色散补偿光纤150形成为具有对应于图4的L4的1/2的长度。
由于第一波段色散补偿光纤130的长度比第三波段色散补偿光纤150的长度短，因此通过第三波段色散补偿光纤150的光信号的强度低于通过第一波段色散补偿光纤130的光信号的强度。因此，当通过第一波段色散补偿光纤130的光信号和通过第三波段色散补偿光纤150的光信号输入到公共色散补偿光纤120时，就组合了不同强度的光信号。因此，在第一波段色散补偿光纤130和第一光反射器181之间连接第一光衰减器191，在第二波段补偿光纤140和第二光反射器182之间连接第二光衰减器192。
当光信号λ1～λN通过图4中的L4-L2长度的色散补偿光纤时，第一光衰减器191将光信号λ1～λN衰减一衰减量。当光信号λN+1～λ2N通过图4中的L4-L3长度的色散补偿光纤时，第二光衰减器192将光信号λN+1～λ2N衰减一衰减量。结果，分别通过第一至第三波段色散补偿光纤130、140和150的光信号就具有相同的强度。
下面将阐述根据本发明的光通信系统中的光色散补偿设备的操作。
当具有λ1～λ3N传输波长的光信号通过输入光纤10到达第一端口111时，如图4中的D所示，各波长以不同的量色散。
光环形器110将到达第一端口111的光信号输出到第二端口112。具有L2的1/2长度的公共色散补偿光纤120补偿来自第二端口112的光信号的色散。第一光波段分离器160将通过公共色散补偿光纤120的λ1～λN波段传输波长的光信号输出到第一输出端口161，将其它波长λN+1～λ3N的光信号输出到第二输出端口162。第二光波段分离器170将来自第二输出端口162的λN+1～λ2N波段传输波长的光信号输出到第一输出端口171，并将其它波长λ2N+1～λ3N的光信号输出到第二输出端口172。
因此，λ1～λN波段传输波长的光信号通过具有L2的1/2长度的第一波段色散补偿光纤130得到色散补偿，通过第一光衰减器191，经第一光反射器181反射，再通过第一光衰减器191、第一波段色散补偿光纤130和第一光波段分离器160。
此外，λN+1～λ2N波段传输波长的光信号通过具有L3的1/2长度的第二波段色散补偿光纤140得到色散补偿，通过第二光衰减器192，经第二光反射器182反射，再通过第二光衰减器192、第二波段色散补偿光纤140和第二光波段分离器170。
λ2N+1～λ3N波段传输波长的光信号通过具有L4的1/2长度的第三波段色散补偿光纤150得到色散补偿，经第三光反射器183反射，再通过第三波段色散补偿光纤150和第二光波段分离器170。
由具有L1的1/2长度的公共色散补偿光纤120对经过第一光波段分离器160和第二光波段分离器分离的λ1～λN波段传输波长的光信号、λN+1～λ2N波段传输波长的光信号和λ2N+1～λ3N波段传输波长的光信号进行色散补偿，并通过光环形器110输出到第三端口113。
λ1～λN波段传输波长的光信号两次通过第一波段色散补偿光纤130，并两次通过公共色散补偿光纤120，从而通过L1+L2长度的色散补偿光纤。此外，λN+1～λ2N波段传输波长的光信号两次通过第二波段色散补偿光纤140，并两次通过公共色散补偿光纤120，从而通过L1+L3长度的色散补偿光纤。另一方面，λ2N+1～λ3N波段传输波长的光信号两次通过第三波段色散补偿光纤150，并两次通过公共色散补偿光纤120，从而通过L1+L4长度的色散补偿光纤。
在光色散补偿设备中，光衰减器补偿光信号通过不同长度的色散补偿光纤时产生的光衰减的差异。
即使各波长的色散量不同，光色散补偿设备也通过将各波长的光信号通过不同长度的色散补偿光纤，去除了残余色散。
如早先所述，根据本发明，光色散补偿设备通过改变各传输波长的色散补偿量，通过将各波长的光信号通过不同长度的色散补偿光纤，精确地补偿了全部传输波长的光信号的色散，并防止信号失真。
由于本发明可以各种形式来实施而不背离本发明的要旨和实质特征，因此应理解，本发明不限于上述实施例，而是应符合本发明的要旨和范围。
权利要求
1.一种光通信系统中的光色散补偿设备，其特征在于，包括连接到输入光纤的输入端口；连接到输出光纤的输出端口；用于将来自输入端口的光信号分离成不同波长的光波段分离器；用于以不同的色散补偿量对经分离的各波长的光信号进行色散补偿的多个色散补偿光纤；以及用于将通过各色散补偿光纤的光信号会聚到输出端口的会聚装置。
2.如权利要求1所述的光色散补偿设备，其特征在于，所述会聚装置包括用于分别将通过各色散补偿光纤的各波长的光信号进行反射的多个光反射器；以及连接在色散补偿光纤和光反射器之间、分别用于将各波长的光信号的强度衰减为预定水平的多个光衰减器。
3.如权利要求1所述的光色散补偿设备，其特征在于，还包括用于将来自输入端口的光信号传送到光波段分离器、并将来自光波段分离器的光信号传送到输出端口的光环形器；以及连接在光环形器和光波段分离器之间、用于对全部波长的光信号的色散进行公共补偿的公共色散补偿光纤。
4.如权利要求1所述的光色散补偿设备，其特征在于，所述光波段分离器的数量基于从光信号分离出的光波段数。
5.如权利要求1所述的光色散补偿设备，其特征在于，当分离的波段的波长长时，用于各波长的色散补偿光纤的色散补偿量增加，而当分离的波段的波长短时，用于各波长的色散补偿光纤的色散补偿量减少。
6.如权利要求5所述的光色散补偿设备，其特征在于，用于具有最长波长的波段的色散补偿光纤具有最长的长度，用于具有最短波长的波段的色散补偿光纤具有最短长度。
7.如权利要求6所述的光色散补偿设备，其特征在于，各色散补偿光纤的长度是用于完全去除对应的波段的光信号的残余色散的长度的1/2。
8.一种光通信系统中的光色散补偿方法，其特征在于，包括以下步骤将光信号分离成传输波段；以及通过分别将各分离的波段通过不同长度的色散补偿光纤，去除残余色散。
9.如权利要求8所述的光色散补偿方法，其特征在于，还包括通过使用公共色散补偿光纤对全部传输波段的光信号的色散进行公共补偿的步骤。
10.如权利要求8所述的光色散补偿方法，其特征在于，还包括分别将通过各色散补偿光纤的各波段的光信号的强度衰减到预定的水平的步骤。
11.如权利要求10所述的光色散补偿方法，其特征在于，还包括分别反射各波段的光信号的步骤。
12.如权利要求8所述的光色散补偿方法，其特征在于，用于补偿具有最长波长的波段的光信号的色散的色散补偿光纤具有最长的长度，用于补偿具有最短波长的波段的光信号的色散的色散补偿光纤具有最短的长度。
13.如权利要求11所述的光色散补偿方法，其特征在于，各色散补偿光纤的长度是用于完全去除对应的波段的光信号的残余色散的长度的1/2。
14.如权利要求13所述的光色散补偿方法，其特征在于，分别通过不同长度的色散补偿光纤去除各分离的波段的光信号的1/2的残余色散，光信号经各光衰减器衰减到预定水平，经各光反射器反射，并再次通过各光衰减器和各光色散补偿光纤。
15.如权利要求14所述的光色散补偿方法，其特征在于，分离的波段的光信号中具有最长波长的波段的光信号不通过光衰减器。
全文摘要
本发明揭示了一种光通信系统中的光色散补偿设备和方法。该光色散补偿设备和方法通过将光信号分离成波段，将各波段的光信号通过不同长度的色散补偿光纤，去除通过公共色散补偿光纤的各波段的光信号的残余色散，来防止光信号的失真。
文档编号H04J14/00GK1617470SQ20041009579
公开日2005年5月18日 申请日期2004年11月12日 优先权日2003年11月12日
发明者朴正宰 申请人:Lg电子株式会社