专利名称：用于色散位移光纤传输系统的高级色散图的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于处理将通过一系列传输线跨度(span)来发送的光信号的方法。此外，本发明涉及一种用于光信号的长距离传输的体系结构。本发明基于欧洲优先申请EP 05 290 012.3，在此引入其内容以供参考。
背景技术：
诸如四波混频(FWM)和交叉相位调制(XPM)之类的非线性光效应有可能使得通过长距离光网络传输的光信号变差。增大光纤中的色散会同时减小FWM和XPM。实际上，由于累积的色散意味着不同波长上的光脉冲的不同群速度，因此累积的色散本身会使得所传输的光脉冲变宽。事实上，不同波长上的脉冲的相对群速度会比较高，从而减小了这些具有不同波长的脉冲之间的交互时间。特定的脉冲只会识别其他信道的平均效应、平均功率，这样就会通过XPM完全没有代价地得到恒定的相移。将色散单位典型地给定为皮秒/毫微米·千米(ps/nm·km)，其中单位“千米”对应于光纤的长度。光纤跨度的色散乘积是对跨度上累积的色散的度量。
由于要求减小诸如FWM和XPM之类的非线性效应，因此甚至会支持某些色散。但为了将整体色散保持在容限内，必须定期补偿这些长距离系统中的累积色散。在采用光纤的长距离的具有中继器的传输系统中，大量色散的累积和自相位调制(SPM)的相互影响会在该光系统中引起噪声和失真。实际上，与FWM和XPM相反，非线性效应SPM倾向于随着色散的增大而增大。色散图，即色散根据传输距离的变化关系，尝试使色散效应最小化。
目前的海底传输系统一般都具有在45-50km范围内的跨度长度，并在大约90％的传输跨度中采用在1560nm的波长上提供大约-2ps/nm·km的平均色散的色散图。用于这些跨度中的负色散光纤可以是单光纤型或两根光纤的组合，在这种情况下，接在放大器之后的光纤具有较大的有效面积以减小非线性效应，并且第二根光纤具有较低的色散斜率。光纤的色散斜率就是每单位波长的色散变化。在大约10个跨度之后，就由单模光纤(SMF)的附加跨度在给定的波长上补偿累积的负色散。
根据所选的色散图来执行对不同类型光纤的跨度的组合。可以在文献中看到定义色散图的不同类型的策略。例如，美国专利6,317,238中描述了一种用于创建色散图的优化方法和设备，其使得光传输系统具有改善的传输性能。特别地，同时在较短的长度标度和较长的长度标度上分布色散，使得平均色散返回零。美国专利6,580,861中描述了包括一系列连续的光纤块(optical fiber block)的光传输系统。该系统的每个块都包括第一、第二和第三串联的光纤跨度，其中第二串联跨度在传输的波长范围内补偿第一和第三串联中的累积色散。在这种系统中，在每个块之后，所用信道之间的某个波长上的累积色散返回零。
国际专利申请公开WO 02/056069中描述了一种用于最优化用于色散图的色散和色散斜率的具有斜率补偿光纤的方法和设备。这种设备包括包含可操作地连接的光纤段(optical fiber segment)的光子链路。该光纤段选自第一光纤类型、第二光纤类型和第三光纤类型。第一光纤类型具有正色散和正色散斜率。第二光纤类型具有负色散和负色散斜率。第三光纤类型具有正色散和负色散斜率或者负色散和正色散斜率。以这种方式，预计能最优化色散补偿而不引起过高的交叉相位调制。但是，除了不可能有具有正色散和负色散斜率的常规光纤这一事实之外，这种解决方案并不是那么适合于包括低色散光纤的长距离传输系统，低色散光纤诸如色散位移光纤DSF和第一代不归零色散位移光纤NZ-DSF。
发明内容
考虑到以上问题，本发明的一个目的是提供一种用于处理将通过由DSF构成的一系列传输线跨度来发送的光信号的方法以及一种可以实现这种方法用于补偿传输路径上的色散而不会过多地受到任何交叉相位调制或四波混频影响的体系结构。
根据本发明该目的可以通过采用包括由色散位移光纤DSF构成的一系列传输线跨度并在放大器的级间交替地具有单模光纤SMF或色散补偿光纤DCF的体系结构来实现。有利的是，选择DCF以补偿前一个SMF和DSF的色散和色散斜率。以这种方式，由于不在每个跨度上补偿色散并且有可能不在每个跨度上补偿色散斜率，因此可以限制XPM的影响。
独立权利要求、以下描述和附图中描述了本发明的有利的进步。
现在将进一步参考附图来解释本发明的示例性实施例，其中图1a和图1b示出了现有技术中已知的体系结构和相应的随距离变化的色散；图2a和图2b示出了根据本发明的体系结构和相应的随距离变化的色散；图3示出了根据现有技术的体系结构(方形)与根据本发明的体系结构(三角形)之间的最差信道的代价比较。
具体实施例方式
图1a中示出了现有技术中已知的体系结构。在由色散位移光纤DSF或第一代不归零色散位移光纤NZ-DSF构成的每个光纤跨度之间放置由单模光纤SMF和色散补偿光纤DCF构成的级。多个三角形标识多个放大器。图1b中示出了这种体系结构的两个不同波长即1560nm波长和1530nm波长上的光信号随距离变化的相应色散。所用的色散图使得在DSF的每个光纤跨度之后都几乎完全补偿了色散。加入SMF以便有可能用DCF来补偿DSF的色散斜率。
图2a中示出了根据本发明的体系结构。该体系结构基于不在DSF或第一代NZ-DSF的每个跨度之后完全补偿色散并且也有可能不在DSF或第一代NZ-DSF的每个跨度之后完全补偿色散斜率的选择。这通过图2a所示的在由DSF或第一代NZ-DSF构成的每个光纤跨度之间交替地放置SMF或DCF的体系结构来实现。如图1a所示，三角形表示通常采用的放大器。图2b中示出了两个不同波长即1530nm波长和1560nm波长上的光信号的随距离(km)变化的相应色散。现在，根据这些色散可以明显地看到，没有在DSF的每个跨度之后补偿色散。这说明了例如对于1560nm波长上的光信号，在该情况下在DSF的两个跨度之后采用DCF来进行补偿之前，色散可以达到非常高的值。1530nm波长上的光信号的色散特性稍有不同。但对于1560nm波长上的光信号，也只在DSF的两个跨度之后补偿累积色散。
可以考虑将SMF和DCM(色散补偿模块)分布在例如四个跨度或更多跨度上(两个跨度采用SMF线轴并且两个跨度采用DCM)。
为了补偿80km的DSF，需要结合19km的SMF并结合设计为补偿80km的LEAF(大有效面积光纤)的模块。
为了补偿80km的NZ-DSF(在1550nm波长上D＝2ps/nm·km-1，并且D’＝0.07ps/nm·km-2)，需要7km的SMF以及设计为补偿70km的LEAF的色散补偿模块(DCM)。
这种结合的插入损耗与EDFA(掺铒光纤放大器)的级间插入损耗一致(DCM的插入损耗为5dB，SMF的损耗更小)。所提出的方案不在同一放大器中使用SMF线轴和DCM，而是如图2b所示将它们分到两个放大器中。
已经进行了数字仿真以评估对于两种色散图具有100GHz的间隔、信道功率为-5dBm的Nx10 Gbit/s WDM(波分复用)信号的传输性能。图3示出了根据传输的80km DSF跨度数对最差信道的代价(以dB为单位)所作的曲线图。可见，在每个跨度处，所提出的色散图得出的结果始终比进行色散补偿的经典图更好。
在具有OADM(光插/分复用器)的网络的情况下，在每个节点处使残留色散接近于0(尽管这是一个次优的解决方案)有可能更实际。添加了新的限制并且必须考虑OADM的位置以在网络的这些点处将残留色散保持为接近于0ps/nm。这可以通过在奇数跨度分隔两个OADM时对一个跨度采用“经典图”或者对于两个跨度在一个级间采用较大量的SMF并采用较少量的DCF来实现。
权利要求
1.一种用于处理将通过由色散位移光纤DSF构成的一系列传输线跨度来发送的光信号的方法，其中在放大器的级间交替地通过单模光纤SMF或色散补偿光纤DCF在每个传输线跨度之间转发所述光信号，其中选择所述DCF以补偿所述DSF和前一个SMF的色散和色散斜率。
2.一种用于光信号的长距离传输的体系结构，所述体系结构包括由色散位移光纤DSF构成的一系列传输线跨度，跨度之间具有由单模光纤SMF或色散补偿光纤DCF交替地构成的级，其中选择所述DCF以补偿所述DSF和前一个SMF的色散和色散斜率。
3.根据权利要求2所述的体系结构，其中所述传输线跨度是第一代不归零色散位移光纤NZ-DSF。
全文摘要
本发明提出了一种用于处理将通过由DSF(色散位移光纤)构成的一系列传输线跨度来发送的光信号的方法以及可以实现这种方法用于补偿传输路径上的色散而不会过多地受到任何交叉相位调制影响的体系结构。这通过采用包括由色散位移光纤DSF构成的一系列传输线跨度、跨度之间具有由单模光纤SMF或色散补偿光纤DCF交替地构成的级的体系结构来实现。DSF和SMF具有相同正负号的色散。在本体系结构的另一实施例中，所用的DSF和SMF还都具有相同正负号的色散斜率。以这种方式，可以不在每个跨度上补偿色散并且有可能不在每个跨度上补偿色散斜率，而限制XPM(交叉相位调制)的影响。
文档编号H04B10/2525GK1801674SQ20051012432
公开日2006年7月12日 申请日期2005年11月28日 优先权日2005年1月4日
发明者加布里埃尔·沙莱, 让·克里斯托夫·安东纳 申请人:阿尔卡特公司