专利名称：通信系统、色散斜率赋予器以及通信方法
技术领域：
本发明公开的技术涉及通信系统和通信方法，例如在进行波长复用光信号的长距离传播的系统中使用。
背景技术：
在光通信系统中，由于作为光传播路径的要素的光纤的波长色散等而使光信号产生波形失真。在接收侧，对光信号在光传播路径上传播引起的累积的波长色散进行补偿，确保良好的信号质量。并且，当光信号的传播距离长距离化时，不能忽略波长色散的波长依赖性(色散斜率)的影响。即，为了抑制波形失真，对于短波长侧的信道和长波长侧的信道，进行补偿的波长色散量不同。例如，可包含NZ-DSF(Non Zero-Dispersion Shifted Fiber，非零色散位移光纤) 等的传播光纤和DCF(Dispersion Compensating Fiber，色散补偿光纤)来构成光传播路径。此时，在将波长色散的波长依赖性(色散斜率)设定为0. lps/nm/km/nm、将光传播路径的传播路径长度设定为10000km、光波长在1545nm 1555nm的范围内的情况下，光传播路径的波长色散以10000X0. 1X10 = 10000ps/nm的幅度进行变动。即，即使光波长1550nm时的色散是+0ps/nm/km，在位于1545nm 1555nm范围内的光中，波长色散也以lOOOOps/nm的幅度进行变动。另外，在下述的专利文献1中记载了色散补偿器件。先行技术文献专利文献专利文献1 国际公开第01/006682号
发明内容
发明要解决的问题本发明的目的之一是提供可比现有技术改善传播质量的色散补偿技术。另外，不限于上述目的，取得借助用于实施后述的发明的最佳方式所示的各结构或作用所导出的效果、即利用现有技术不能获得的效果也可以被确定为本发明的另一目的。用于解决问题的手段例如，提出下述技术。(1)使用一种通信系统，所述通信系统具有进行光信号的通信的传播路径，其中， 所述通信系统在所述传播路径的发送侧和接收侧具有色散斜率赋予器，所述色散斜率赋予器根据所述光信号中的波段赋予不同的色散特性和色散斜率特性，而且，由该色散斜率赋予器赋予的所述色散特性和色散斜率特性在该发送侧和该接收侧赋予不同的特性。(2)并且，使用上述⑴的色散斜率赋予器。
( 使用一种通信方法，所述通信方法通过传播路径进行光信号的通信，其中，在所述传播路径的发送侧和接收侧，根据所述光信号的波段赋予不同的色散特性和色散斜率特性，并且，在该发送侧和该接收侧赋予的色散特性和色散斜率特性不同。发明的效果根据本发明公开的技术，可比现有技术提高传播质量。
图1是示出海底系统的传播路径的结构例的图。图2是示出传播路径的色散映射图的一例的图。图3示出在进行各信道的色散补偿量的调整的情况下的发送侧的端站结构例。图4示出在进行各信道的色散补偿量的调整的情况下的接收侧的端站结构例。图5(a)是示出光纤光栅的结构例的图，(b)是示出其延迟特性的图，(C)是示出其波长色散特性的图。图6(a)是示出色散斜率补偿器的波长色散特性的图，(b)是示出斜率补偿器的延迟特性的图。图7是示出使用了色散斜率补偿器的发送端站的一例的图。图8是示出使用了色散斜率补偿器的接收端站的一例的图。图9是示出传播路径的波长色散特性的图。图10是示出包含色散斜率补偿的波长色散补偿的一例的图。图11是示出与传播路径中的非线性恶化产生的大小对应的、发送端站的前置补偿量相对于发送端站和接收端站的色散补偿量的最佳比例的设定例的图。图12是示出使在收发端站中的色散补偿量的比例从50 50变动的一例的图。图13是示出斜率补偿器的结构例的图。图14是示出斜率补偿器的波长色散特性的一例的图。图15是用于说明斜率补偿器的延迟量特性的一例的图。图16是用于说明斜率补偿器的延迟量特性的一例的图。图17是示出使在收发端站中的色散补偿量的比例从50 50变动的另一例的图。图18是示出斜率补偿器的结构例的图。
具体实施例方式·关于色散补偿技术图1示出系统的传播路径的结构例。重复传播路径构成单位Ta 20次，传播路径构成单位iTa包含5间距的50km长的NZ-DSFl以及80km长的DCF2。即，将20个的上述传播路径构成单位Ta进行串联连接。另外，可在NZ-DSF的后段或者DCF的后段适当配备光中继器3。图2示出该传播路径的色散映射图的一例。在该情况下，在最短波长和最长波长的信道之间有最大8000ps/nm的补偿量的偏差。这样，有时需要按照每个信道调整色散补偿量。图3和图4示出在进行这样的每个信道的色散补偿量调整的情况下的发送侧和接收侧的端站结构例。在图3例示的发送端站10中，4-i(i 1 20)是信号光源， 5-i 是 TDC(Tunable Dispersion Compensator,可变色散补偿器)，6_j (j :1 5)、7 是 MUX (Multiplexer,复用器)，8是DCF，9是光放大器。各信号光源4_i分别输出成为波长复用要素的各波长的光信号。另外，可假定为， 伴随图中“i”值增大，输出长波长的光信号。TDC5-i以可变量对来自信号光源4-i的光信号进行色散补偿。然后，MUX6-j以相邻4信道为单位对来自TDC5-i的光信号进行集束(进行波长复用)。另外，可假定为，伴随图中“j”值增大，对长波长段的光信号进行集束。然后，在从MUX6_j输出的光信号的传播路径上，以各波段不同的个数介入安装固定色散补偿量(+lOOOps/nm或者-lOOOps/nm)的DCF8，给予与波段对应的色散补偿量。即，通过DCF从短波段侧到长波段侧给予+2000ps/nm、+1000ps/nm、0ps/nm、-IOOOps/ nm、-2000ps/nm 的补偿量。另外，MUX7对在DCF8进行了色散补偿后的光信号进行集束(进行波长复用)。并且，光放大器9适当介入安装在从MUX6-j、7输出的光信号的传播路径上。在例示的发送端站10中，根据DCF8的色散补偿量、和TDC5-i的各波长对应的调整量的色散补偿量，调整各信道的色散补偿量，即在波长复用光信号在传播路径上传播的前段中的前置色散补偿量。并且，在图4例示的接收端站20中，14-i是对应于图3所示的信号光源4_i接收各信道的光信号的接收部。并且，16_j、17是各自对应于图3所示的MUX6-j、7而对各信道的光信号进行分波(波长分离)的DEMUX (Demultiplexer，多路信号分离器)。并且，15_i、 18、19分别是具有与图3所示的(参照标号5-i、8、9)相同的配置结构的TDC、DCF、光放大
ο在例示的接收端站20中，根据DCF18的色散补偿量、和TDC15_i的各波长对应的调整量的色散补偿量，调整各信道的色散补偿量，即波长复用光信号在传播路径上传播之后的色散补偿量。不过，在上述的图3、图4的例示中，需要较多的DCF、光放大器、可变色散补偿器，可设想价格和安装增大。为了抑制上述的价格和安装的增大，有对色散斜率进行补偿的通信系统。这是使光纤光栅(FBG :Fiber Bragg Gratings，光纤布拉格光栅)的延迟时间具有波长依赖性的通信系统。图4示出不对色散斜率进行补偿的一般的光纤光栅的色散补偿器的结构。光反射的位置根据波长而不同，以使延迟时间发生变化的方式形成光栅。作为一例，如图5(a)所示，存在这样的情况延迟时间相对于波长呈线性减小。波长色散是利用波长对延迟时间进行了微分后的结果。针对该图5(a)的延迟特性的波长色散如图5(b)所示，是-2000pS/nm。不过，在该情况下，波长色散值是相同的而与波长无关， 作为波长色散的波长依赖性的色散斜率是零。因此，在上述特性的色散补偿器中，对色散斜率也不进行补偿。图6示出可对斜率进行补偿的光纤光栅的特性例。波长色散根据波长呈线性变化的、图6(a)例示的补偿特性可通过使用具有对该1次函数进行积分得到的图6(b)所示的 2次函数的延迟特性的光纤光栅来实现。·关于对色散斜率也进行补偿的技术图6例示的斜率补偿器可应用于发送端站和接收端站。图7示出使用斜率补偿器11的发送端站IOA的一例，图8示出使用斜率补偿器21的接收端站20A的一例。与已述的标号相同的标号表示大致相同的部分。在图7例示的发送端站IOA和图8例示的接收端站 20A中，斜率补偿器11、21分别介入安装在波长复用光信号的传播路径上。将例示的发送端站10A、接收端站20A与图3、图4所示的(标号10、20)相对比， 能够不需要按每个波段配备的DCF8、18、光放大器9、19、可变色散补偿器5_i、15_i，或者能够减少个数。因此，可降低价格和安装规模。设想图7所示的发送端站IOA和图8所示的接收端站20A之间经由光传播路径连接的情况。在该光传播路径的累积色散量根据波段具有图9所示的特性的情况下，可在上述的斜率补偿器11、21中通过进行协作对各波段中的色散(或者色散斜率)进行补偿。在该情况下，作为斜率补偿器11、21的合计，通过以与图10的A例示的波长对应的补偿量进行色散补偿，可使各波段中的波长色散为0。例如，在将图10的A例示的色散补偿特性在斜率补偿器11、21中以50 50进行分配的情况下，在各斜率补偿器11、21中以与图IOB所示的波长对应的补偿量进行色散补偿。另外，在光传播路径中产生的非线性效果与该光传播路径具有的传播路径参数一起，根据光功率而不同。式(1)表示根据传播路径参数给出的非线性的大小Φ。另外，在式 (1)中，λ是信号波长，η2是光纤非线性折射率(non-linear refractive index), Aeff是光纤有效截面积(Fiber effective area)，Lspan是间距长度(Span length)，α是光纤损失(Fiber loss)，P 是光纤输入功率(Fiber input power)。[算式1]
权利要求
1.一种通信系统，所述通信系统具有进行光信号的通信的传播路径，其中，所述通信系统在所述传播路径的发送侧和接收侧具有色散斜率赋予器，所述色散斜率赋予器根据所述光信号中的波段赋予不同的色散特性和色散斜率特性，而且，由该色散斜率赋予器赋予的所述色散特性和色散斜率特性在该发送侧和该接收侧赋予不同的特性。
2.根据权利要求1所述的通信系统，其中，该发送侧和该接收侧的斜率赋予器分别具有分波部，其根据波段将输入的所述光信号分波成多个；以及多个斜率赋予器件，其向由该分波部分波后的光信号赋予与各自的波段对应的色散特性和色散斜率特性。
3.根据权利要求1所述的通信系统，其中，该发送侧和该接收侧的斜率赋予器分别具有斜率赋予器件，所述斜率赋予器件向输入的所述光信号赋予根据多个波段各自不同的色散特性和色散斜率特性。
4.根据权利要求2或3所述的通信系统，其中，该斜率赋予器件是光纤光栅。
5.根据权利要求1所述的通信系统，其中，在该发送侧和该接收侧的色散斜率赋予器中，进行合计来赋予补偿所述传播路径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.根据权利要求5所述的通信系统，其中，在该发送侧的色散斜率赋予器中，在进行了波长复用后的所述光信号的短波段赋予的色散特性和色散斜率特性与在进行了波长复用后的所述光信号的长波段赋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，而成为零色散的波长配置在短波长侧，在该接收侧的色散斜率赋予器中，在进行了波长复用后的所述光信号的短波段赋予的色散特性和色散斜率特性与在进行了波长复用后的所述光信号的长波段赋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，而成为零色散的波长配置在长波长侧。
7.—种在权利要求1所述的通信系统中使用的色散斜率赋予器。
8.一种通信方法，所述通信方法通过传播路径进行光信号的通信，其中，在所述传播路径的发送侧和接收侧，根据所述光信号的波段赋予不同的色散特性和色散斜率特性，并且，在该发送侧和该接收侧赋予的色散特性和色散斜率特性不同。
全文摘要
本发明比起现有技术改善了传播质量。本发明的通信系统具有进行光信号的通信的传播路径，其中，所述通信系统在所述传播路径的发送侧和接收侧具有色散斜率赋予器，所述色散斜率赋予器根据所述光信号的波段赋予不同的色散特性和色散斜率特性，而且，由该色散斜率赋予器赋予的所述色散特性和色散斜率特性在该发送侧和该接收侧赋予不同特性。
文档编号H04J14/00GK102484532SQ200980161129
公开日2012年5月30日 申请日期2009年9月2日 优先权日2009年9月2日
发明者中元洋 申请人:富士通株式会社