CN100578973C

CN100578973C - 波分复用光传输系统以及波分复用光传输方法

Info

Publication number: CN100578973C
Application number: CN200510106483.4A
Authority: CN
Inventors: 山田圭一
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2004-09-28
Filing date: 2005-09-26
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2025-09-26
Also published as: CN1756134A; US20060067700A1; JP2006100909A; US7512345B2

Abstract

公开了一种波分复用(WDM)光传输系统，包括：光发射机，用于向光纤传输路径发射WDM信号，WDM信号是通过在光纤传输路径上根据波长来复用多个光信号而获得的，多个光信号分别具有负的啁啾；光接收机，用于接收来自光纤传输路径的WDM信号；以及设置在光发射机和光接收机之间的至少一个中继节点。每一个中继节点和光接收机包括用于补偿在紧接的前一个传输跨距的光纤中遭受的色度色散的色散补偿器。此外，在光发射机或至少一个中继节点中包括用于在传输之前预先将预定正色散量添加到WDM信号中的色散添加器。

Description

波分复用光传输系统以及波分复用光传输方法

技术领域

本发明涉及一种波分复用光传输系统和一种波分复用光传输方法。更具体地，本发明涉及一种波分复用光传输系统和一种波分复用光传输方法，两者都使在接收到的光信号中的残留色散值是最佳值。

背景技术

最近几年中，为了长距离传输大量数据，使用发射并接收光强度调制信号信息的“光传输”方法。在光传输方法的情况中，光发射机将电信号转换为光信号(E/O转换)，并且将光信号输出到光接收机。光接收机将接收到的光信号转换为电信号(O/E转换)，从而获得初始信息。通常使用光纤作为传输路径的通信系统公知为使用光传输方法的通信系统。在光纤通信系统的情况下，为了增加在每一个光纤中传输的信息量，已经使用一种传输通过在单个光纤上复用信号而获得的光信号的方法。

在信号仍然是电信号的形式时的复用信号的方法和在信号转换为光信号后复用信号的方法都适用于光传输。对于前一种方法，公知的是时分复用(TDM)和频分复用(FDM)。对于后一种方法，公知的是空分复用(SDM)和波分复用(WDM)。除了这些方法，WDM是一种利用单个光纤来传输每一个都具有不同波长的多个光信号的方法。因为WDM可以使用现有的光纤网络，WDM在经济上是有利的，并且在整个世界被广泛应用于实践中。

在WDM光传输系统的情况下，信号由于在传输路径(光纤)上的色度色散而劣化。换句话说，因为在光发射机中用于E/O转换的发光元件是光谱扩展的光源，实际上要从光发射机发送的每一个光信号都具有一定带宽。具有各自不同波长(即不同频率)的光信号，通过光纤传输每一个光信号时的速度彼此不同。因此，随着传输距离变长，即使是在单个光信号中，也根据频率分量而产生相移。这构成了位错误的原因。

因此，在WDM光传输系统中，为了抑制信号劣化，需要将在光纤传输路径上遭受的色度色散补偿到零。美国专利申请No.US2003/0095766A1公开了一种光传输系统，其中在每一个跨距(span)中色散补偿光纤与传输路径光纤相连，并且在其中在整个光传输路径上都实现了充分的色散补偿。

下面将参考图1A和图1B来说明一种传统WDM光传输系统的色散图的示例。如图1A所示，在该WDM光传输系统中，通过一些中继节点将来自光发射机的光信号发射到光接收机。在传输路径中，分别在每一个光发射机和最近的中继节点之间、每两个相邻的中继节点之间、以及光接收机和最近的中继节点之间的每一个跨距上，波长发生色散。

因此，通过在每一个跨距中使用色散补偿光纤(DCF)对色散进行100％补偿。DCF具有绝对值与传输路径光纤跨距的色散相等的色散，并且其符号与传输路径光纤跨距的色散相反。在图1B的色散图中示出了通过使用DCF如何补偿色度色散。水平轴表示传输距离，对应于在图1A中示出的每一个传输跨距。在该补偿方法的情况下，需要集中地补偿WDM信号。因此，可以认为在每一个传输跨距中传输路径光纤的色散斜率都100％补偿了色度色散。对于具有更高色散斜率的传输路径光纤，包括一些色散位移光纤(DSF)，要通过使用DCF在整个WDM信号的波长上100％补偿色散是困难的。

此外，在执行长距离传输的情况下，通常在光发射机中使用LN(LiNbO3)光调制器作为光调制器。通常，操作LN调制器，以使每一个光信号都有负啁啾系数。这么做的原因是为了抑制在执行光线传输之后的波形中产生变化而能够容易地补偿色散。波形中的变化是由于自相位调制(SPM)和色度色散的结合。因此，对于要由光接收机通过光纤接收的信号，最佳残留色散值不为零而是特定值。附带地，最佳残留色散值被定义为当从光发射机发送测试图样(位图样)时产生最小误码率的色散值。

下面将详细说明这一点。理论上，当通过完全补偿色散使残留色散值为零时，信号波形与信号发射时的波形相同。然而，当其中有色散时，另外会产生一种进一步改善误码率的现象。这种现象的产生是因为伴随强度调制的所谓“啁啾”的相位调制。在出现啁啾的情况下，由于色散的累积使光脉冲被压缩。这提高了接收机灵敏度。

产生上述现象的啁啾是一种相位调制。相位调制包括在传输的同时由于光发射机的特征而产生的啁啾。除了啁啾，相位调制还包括在传输路径光纤中由于光的非线性效应而产生的非线性相位调制。光的非线性效应是一种现象，在其中光纤折射率根据瞬时光功率而变化。因为这种现象，要通过光纤传输的光信号会遭受相位调制。在WDM系统中的非线性相位调制的效应包括源于自身信道的自相位调制(SPM)和源于其它并行传播信道的交叉相位调制(WPM)。当光信号从光放大器入射到光纤传输路径上时，会出现这些非线性相位调制效应。因此，非线性相位调制效应的累积量根据入射到光纤的光功率和光放大器的中继(例如重复)数等而变化。

如图2所示，即使设计色散补偿光纤以使残留色散值返回到零(实现100％补偿)，不同波长的色度色散量彼此不同。换句话说，传输路径具有色散斜率。因此，在使用不使补偿色散值和传输路径色散值相匹配的色散补偿光纤时，使所有波长分量的所有残留色散值与希望值相等是困难的。

通过使用图3A和图3B，下面说明在传统WDM光传输系统中光接收机中的残留色散值不为零的情况下补偿错误的产生。在图3A中示出的传输系统中，假设在光接收机处的残留色散值是希望的特定值而不是零，如图3B的色散图所示。然而，使所有波长分量的所有残留色散值与希望值相等是困难的，即使设计光接收机，以使在最后跨距中不会100％补偿色度色散。换句话说，在使用不使补偿色散值和传输路径色散值相匹配的色散补偿光纤时，特定波长分量的残留色散值与希望的值相等，但是其它波长分量的残留色散值与希望的值不相等。结果，响应传输路径光纤中的色散斜率，在WDM带宽中的残留色散将导致补偿错误。

特别地，在作为传输路径的光纤是DSF的情况下，这减少了DCF中的色散斜率的补偿率。因此，这导致在残留色散中产生很大补偿错误的问题。如上所述，在传统WDM光传输系统中，同时实现接收光信号的目标残留色散值(非“零”)并减少色散补偿错误是困难的。

附带地，在美国专利No.6,324,317B1或美国专利申请公开No.US2002/0101633A1中公开了另一个相关技术。然而，在这些技术中，提供了负的预设色散，并且累积色度色散的最终量处于在负区域中。这些技术的前提与本发明的前提是不同的。因此，在这些现有技术中没有公开解决上述问题的方法。

发明内容

考虑到传统系统和方法的上述及其它问题、缺点和劣势，提出本发明。

本发明的典型特点是提供一种波分复用光传输系统以及一种波分复用光传输方法，这两者能够同时实现接收光信号的目标残留色散并减少色散补偿错误。

本发明提供一种波分复用光传输系统，包括：光发射机，用于向光纤传输路径发射WDM信号，WDM信号是通过在光纤传输路径上根据波长来复用多个光信号而获得的，多个光信号分别具有负的啁啾，并且多个光信号的波长彼此不同；光接收机，用于从光纤传输路径上接收WDM信号；以及设置在光发射机和光接收机之间的至少一个中继节点。其中光发射机包括色散添加器，用于在传输WDM信号之前，预先将预定的正色散量添加到WDM信号中；以及其中每一个中继节点和光接收机包括色散补偿器，用于补偿在紧接的前一个传输跨距的光纤传输路径中遭受的色度色散。

此外，本发明提供一种波分复用光传输系统，包括：光接收机，用于向光纤传输路径上发射WDM信号，WDM信号是通过在光纤传输路径上根据波长来复用多个光信号而获得的，多个光信号分别具有负的啁啾，并且多个光信号的波长彼此不同；光接收机，用于从光纤传输路径上接收WDM信号；以及设置在光发射机和光接收机之间的至少一个中继节点。其中每一个中继节点和光接收机包括色散补偿器，用于补偿在紧接的前一个传输跨距的光纤传输路径中遭受的色度色散；并且其中至少一个中继节点还包括色散添加器，用于在WDM信号被传输到下一个传输跨距中的光纤之前，将预定的正色散量添加到WDM信号中。

此外，本发明提供一种在波分复用光传输系统中的波分复用光传输方法，在波分复用光传输系统中包括光发射机、光接收机和设置在光发射机和光接收机之间的至少一个中继节点，该传输方法包括步骤：使光发射机将预定的正色散量添加到WDM信号，WDM信号是通过在光纤传输路径上根据波长来复用多个光信号而获得的，并且使得光发射机将WDM信号发送到光纤传输路径上，由光调制器调制多个光信号使其分别具有负的啁啾，并且多个光信号的波长彼此不同；使每一个中继节点补偿接收到的WDM信号在紧接的前一个跨距的光纤中遭受的色度色散，并且将WDM信号传输到下一个传输跨距的传输路径上；并且使得光接收机补偿接收到的WDM信号在紧接的前一个跨距的光纤中遭受的色度色散，并且获得包括预定正色散量的接收到的WDM信号。

此外，本发明提供一种在波分复用光传输系统中的波分复用光传输方法，在波分复用光传输系统中包括光发射机、光接收机和设置在光发射机和光接收机之间的至少一个中继节点，该传输方法包括步骤：使光发射机将预定的正色散量添加到WDM信号，WDM信号是通过在光纤传输路径上根据波长来复用多个光信号而获得的，并且使得光发射机将WDM信号发送到光纤传输路径上，由光调制器调制多个光信号使得分别具有负的啁啾，并且多个光信号的波长彼此不同；使每一个中继节点补偿接收到的WDM信号在紧接的前一个跨距的光纤中遭受的色度色散，并且将WDM信号传输到下一个传输跨距的传输路径上；并且使至少一个中继节点在WDM信号被传输到下一个传输跨距的光纤之前，将预定正色散量添加到WDM信号；并且使光接收机补偿接收到的WDM信号在紧接的前一个跨距的光纤中遭受的色度色散，并且获得包括预定正色散量的接收到的WDM信号。

附图说明

从下面的说明，结合附图，本发明的上述及其它典型方面、特点和优点将更加显而易见，其中在附图中：

图1A和图1B是示出了在传统WDM光传输系统中的色度色散的色散图；

图2是示出了光纤的色散斜率的图；

图3A和图3B是示出了在传统WDM光传输系统中在光接收机中的残留色散值不为零的情况下的色散图；

图4A和图4B是示出了在根据本发明第一典型实施例的WDM光传输系统的配置的图；

图5A和图5B是示出了在根据本发明第一典型实施例的WDM光传输系统中的残留色散值的色散图；

图6是示出了在设计LN调制器使得呈现正值的情况下在每一个节点中的残留色散值的图；

图7是示出了在设计LN调制器使得呈现负值的情况下在每一个节点中的残留色散值的图；

图8A和图8B是示出了WDM信号怎样根据在LN调制器中使用的啁啾呈现正值或负值来变化的图；

图9A和图9B是示出了非线性效应的影响怎样根据在LN调制器中使用的啁啾呈现正值或负值来变化的图；

图10是示出了根据本发明第二典型实施例的WDM光传输系统的配置的图；

图11是示出了根据本发明第二典型实施例的OADM的配置的图；

图12是示出了在图11所示的λ模块的配置的图；

图13A和图13B是示出了在WDM光传输系统中在光接收机处的残留色散值不为零的情况下，在通过信号和在OADM中的“添加”信号之间产生色散值的不同的原因；

图14A和图14B是示出了在本发明第二典型实施例中的残留色散值的色散图；

图15是示出了本发明第三典型实施例的WDM光传输系统的配置的图；

图16是示出了本发明第四典型实施例的WDM光传输系统的配置的图；以及

图17是示出了在本发明第四典型实施例中的残留色散值的色散图。

具体实施方式

下面将根据附图详细地说明本发明典型实施例。

首先，说明本发明的理论。在本发明中，在任意一个光发射机和中继节点中，预先将正的预设色散值赋给WDM信号，随后将设置了正色散值的WDM信号通过光线传输路径传输到光接收机。因此，只有如果在传输路径的每一个跨距中100％补偿了色度色散，由光接收机接收到的信号才可以是在其中保留了最佳色散值(近似几十ps/nm到近似几千ps/nm；而且优选是近似不小于+100ps/nm但小于+500ps/nm)的信号。下文中，根据上述理论来说明本发明的典型实施例。

<第一典型实施例>

通过使用图4A，说明根据本发明第一典型实施例的WDM光传输系统的配置。该WDM光传输系统具有以下配置：光发射机1和光接收机2通过传输路径光纤3(跨距3a、3b、3c、…)以及中继节点4(4a、4b、…)彼此相连。

光发射机1包括多个转发器11、光复用器(OMUX)12、正色散添加器13以及光放大器14。多个转发器(TPND)11分别与在传输路径光纤上的要复用为WDM信号的波长(例如在1.5um的波长范围内)相对应。

转发器11从客户机终端(未示出)接收要传输的信号(数据)，并且通过使用LN(LiNbO3)调制器以接收到的信号为基础来调制该光强。然后，转发器11将光强被如此调制的信号输出到OMUX12。在来自客户机的数据处于光信号的形式的情况下，通过O/E转换一次将光信号转换为电信号。如图4B所示，每一个转发器11内部包括至少公知的LN调制器110和要传输的波长的光源111。要传输的数据信号被输入到LN调制器110。每一个转发器110还包括控制其自身操作的配置，尽管没有详细地示出该配置。

OMUX12复用分别从转发器11输入的光信号。例如，可以通过使用阵列波导光栅(AWG)来实现OMUX12。正色散添加器13将正的色散添加到光信号。在本发明中，如下所述，通过使用负啁啾来控制LN调制器。发现对于本发明的上述最佳残留色散值“X”是+100ps/nm到+500ps/nm。因此，在本实施例中，正色散添加器13将作为目标最佳残留色散值的+100ps/nm到+500ps/nm的色散值X添加到光信号中。光子晶体光纤、单模光纤等可用于正色散添加器13。特别地，对于单模光纤，1.3um零色散单模光纤可用于正色散添加器13。光放大器14放大WDM光信号。

光接收机2包括光放大器12、色散补偿器22、光解复用器(ODMUX)23和多个转发器(TPND)24。多个转发器(TPND)24分别对应于WDM信号的波长。光放大器21对要通过光纤的紧接前一个跨距3c传输到其中的光信号进行放大。例如，可以通过使用色散补偿光纤(DCF)来实现色散补偿器22。DCf22对在光接收机2及其紧接的前一个中继节点4b之间的光纤3c中遭受的色度色散进行补偿。ODMUX23将接收到的WDM光信号分离到各自信道(波长)，并且将如此分离的WDM信号分别输出到对应于波长的转发器24。例如，可以通过使用阵列波导光栅(AWG)来实现ODMUX23。转发器24检测从ODMUX 23接收的光信号。例如，在转发器24中，光接收设备检测是否已经通过对应于波长的带通滤波器接收到了具有特定波长的光信号。转发器24将接收到的信号输出到客户机终端(未示出)。在要输出到客户机终端的信号处于光信号形式的情况下，一次将信号转换为电信号，并随后再次转换为具有希望波长的光信号。

色散位移光纤、1.3um零色散单模光纤、非零色散位移光纤等可分别用于组成传输路径光纤3的跨距中的光纤3a、3b、3c。

中继节点4a包括光放大器41a和通过使用色散补偿光纤(DCF)42a实现的色散补偿器。光放大器41a对要通过光纤3a传输的光信号进行放大。DCF42a对在中继节点4a和光发射机1之间的光纤3a中遭受的色度色散进行补偿。另一个中继节点4b包括光放大器41b和DCF42b，与中继节点4a相同。在图4A中只示出了两个中继节点。但是，在实际情况中使用的传输跨距数和中继节点数是根据整个传输距离来确定的。

在本实施例中，在传输路径中的中继节点4a和4b分别100％补偿在跨距(光纤3a和3b)中的色度色散。在图5A和图5B中示出了残留色散值的色散图。通过使用图4A、图5A和图5B，说明根据本实施例的WDM光传输系统的操作。将由正色散添加器13添加了最佳色散值(预设色散值X)的WDM信号从光发射机1输出到指向光接收机2的传输路径。在传输路径中开始出现色度色散(由传输路径导致的色散)。然后，WDM信号的色散值逐渐增加。当WDM信号到达每一个中继节点41a和41b时，分别由DCF42a和42b来100％补偿由传输路径引入的色度色散(即在WDM信号中的色散值返回到预设色散值X)。换句话说，在紧接的前一个光纤3a和3b中产生的、由传输路径导致的色度色散使得WDM信号的色度色散减小。因此，从一个中继节点输出到下一个中继节点的WDM信号包括与在光发射机1中添加的预设色散X相等的色散。类似地，从紧接光接收机之前的中继节点输出的WDM信号包括等于预设色散值的色散。也由DCF22在光接收机2中100％补偿在光接收机2和紧接的前一个中继节点之间的传输路径光纤中发生的色散。因此，最终只有在光发射机1的正色散添加器13中添加的预设色散值保留在接收到WDM信号中。

从光发射机1的转发器11发射的光信号被定义为负啁啾，这在多跨距传输期间易于执行源于的色度色散和非线性效应的波形劣化的色散管理。下面还要说明在光发射机中的LN调制器的啁啾。

图6示出了输入到光纤中的输入光功率和要接收的最佳残留色散值之间的关系，该关系是在以10Gbit/s的比特率、传输距离为DSF 80km×6跨距下执行传输并且同时使LN调制器利用正啁啾来操作的情况下观察到的。如图6所示，在使LN调制器利用正啁啾操作的情况下，因为将自相位调制和在传输路径上遭受的色度色散相结合，不能够精确地实现在每一个中继节点中的色散补偿。此外，结合还引起输入到光纤传输路径中的输入功率的波动。如果输入到光纤传输路径中的输入功率是波动的，这导致在光接收机2处的最佳残留色散值的波动。

图7示出了输入到光纤中的输入光功率和要接收的最佳残留色散值之间的关系，该关系是在以10Gbit/s的比特率、传输距离为DSF 80km×6跨距下执行传输并且同时使LN调制器利用负啁啾来操作的情况下观察到的。如图7所示，在使光信号的啁啾为“负”的情况下，实质上保持最佳残留色散值恒定，而与色散图或在光纤上的入射功率无关。

通过使用图8A和图8B，更详细地说明在啁啾为“正”和“负”之间的不同的影响。在正啁啾的情况下，波长越短传输越慢，并且波长越长传输越快。因此，如图8A所示，WDM信号充分展开。相反地，在负啁啾的情况下，波长越短传输越快，并且波长越长传输越慢。因此，如图8B所示，在中心波长周围WDM信号被压缩。结果，在负啁啾的情况下信噪比(SNR)较高。

图9A和图9B示出了结合输入到光纤中输入功率变化而观察到的非线性效应的影响。随着输入到光纤中的输入功率增加，非线性效应具有更强的影响。非线性效应使波长越短传输越快，并且使波长越长传输越慢，类似于在负啁啾的情况下。因此，在正啁啾的情况下，增加输入到光纤的输入功率能够使啁啾实际上在正和负之间转换(如图9A所示)。

这使得在正啁啾的情况下，随着输入到光纤的输入功率改变，信号波形有很大的变化。因此，如图6所示，最佳残留色散值在从负到正的很大范围内变化。反之，在负啁啾的情况下，即使输入到光纤中的输入功率变化，也不会观察到实质的啁啾转换。因此，在信号波形中的变化很小(如图9B所示)。结果，如图7所示，实质上最佳残留色散值是常数值。从此可以发现，有利地，按照实施控制的方式来传输光信号，以使光信号具有各自的负啁啾。在本发明每一个典型实施例的情况中，从作为光调制器的LN调制器输出的光信号具有各自的负啁啾。

因此，仅仅如果在每一个跨距中由传输路径产生的色度色散被100％补偿时，在光接收机中接收到的信号的残留色散值才是最佳值。

在本实施例中，即使使用了设计用于在每一个跨距中100％补偿色度色散的色散图，按照这种方式也可以使在光接收机中接收到的信号的残留色散值是最佳值。

具体地，在DSF被用作传输路径光纤时，DSF的色散斜率补偿率很低。这将导致在残留色散中产生巨大补偿错误的问题。然而，在本发明中，即使DSF被用于传输路径，产生接收到的光信号的残留色散值不为零，并且同时实现色散补偿错误的减少。

<第二典型实施例>

接下来，通过使用图10，说明根据本发明第二典型实施例的WDM光传输系统的配置。该WDM光传输系统具有以下配置：光发射机1和光接收机2通过光纤3(跨距3a、3b、3c、…)、中继节点4以及光分插复用器(OADM)节点5彼此相连。光发射机1、光接收机2、光纤3和中继节点4分别具有与第一实施例相同的配置。

OADM节点5包括光放大器51、使用色散补偿光纤(DCF)的色散补偿器52、OADM53、转发器54、正色散添加器55以及光放大器56。

光放大器51对通过光纤3b来自中继节点4的光信号进行放大。DCF52对在光纤3b中遭受的色度色散进行补偿。OADM53具有DROP功能和ADD功能。DROP功能是从接收到的WDM光信号中只分接(drop)任意一个波长信道，并且将分接的波长信道输出到转发器54。ADD功能是将来自转发器54的光信号添加到WDM光信号中。

由转发器54执行的ADD功能是接收来自客户机终端(未示出)的信号(数据)，并且根据接收到的信号，通过使用LN调制器来调制光强。然后，转发器54将调制的光信号输出到正色散添加器55。在来自客户机的数据处于光信号的形式的情况下，通过O/E转换一次将光信号转换为电信号。LN调制器执行与图4B所示的LN调制器相同的操作。每一个调制的光信号具有负啁啾。由转发器54执行的DROP功能是接收并检测OADM53从WDM信号中分接的光信号。例如，光接收设备检测是否通过对应波长的带通滤波器接收到了具有任意波长的光信号。转发器54将接收到的信号输出到客户机终端(未示出)。在要以光信号的形式将信号输出到客户机终端的情况下，一次将信号转换为电信号，随后再次转换为每一个都具有希望波长的光信号。

正色散添加器55将正的预设色散添加到从转发器54接收到的光信号，并且将向其添加了正色散的光信号输出到OADM53。在本实施例中，如上所述，色散值处于+100ps/nm到+500ps/nm范围之间。正色散添加器55被设计用于添加与光发射机1中的正色散添加器13所添加的色散值X相等的色散值。光放大器51将对OADM53输出的WDM光信号进行放大。

图11示出了OADM53的配置的示例。至少一个可拆卸的λ模块531被附加到OADM53。λ模块531设计用于与WDM信号中的波长分量的任一波长相对应。λ模块531从WDM信号中分接具有与λ模块531相对应波长的光信号并且在WDM信号上叠加与λ模块531相对应的ADD信号。例如，在WDM信号由波长分量λ1到λ20组成的情况下，对应于波长λ1的λ模块531从WDM信号中分接波长分量λ1，并且让波长分量λ2到λ20通过。此外，对应于波长λ1的λ模块531将由波长λ1组成的光信号(ADD信号)叠加到由波长分量(λ2到λ20)组成的λ模块531允许通过的WDM信号上(通过信号)。附带地，给出OADM53包括λ模块531的配置，作为OADM53配置的示例。然而，如果该配置使希望的波长分量能够被添加到或者从WDM信号中分接出，就无论对于OADM53使用何种配置。例如，OADM53可以是在其中使用光开关或波长阻挡器的公知配置。

图12示出了λ模块的配置的示例。λ模块531包括循环器5311、光纤光栅5312和光耦合器5313。循环器5311将从外部输入的WDM信号导引到光纤光栅5312，并且分接由光纤光栅5312反射的光信号。

光纤光栅5312只从循环器5311中将WDM信号的波长分量中λ模块531对应的波长分量反射，并且将反射的波长分量送回到循环器5311。光纤光栅5312让其它波长分量通过，并且将通过的波长分量发送到光耦合器5313。光耦合器5313将光纤光栅5312允许通过的WDM信号的波成分量和ADD信号彼此叠加。

例如，假设图12的λ模块531对应于波长分量λ1，并且从外部输入的WDM信号由波长分量λ1到λ4组成。由循环器5311将输入的WDM信号引导到光纤光栅5312。光纤光栅5312只反射具有波长λ1的光信号，并且将反射的光信号返回到循环器5311。光纤光栅5312让分别具有波长λ2到λ4的光信号通过。另一方面，在光耦合器5313中，具有波长λ1的ADD信号叠加到通过光纤光栅5312的波长分量λ2到λ4中。因此，从λ模块531输出由波长分量λ1到λ4组成的WDM信号。

在OADM节点分接的光信号的残留色散值是非零的最佳值时，包括OADM节点的WDM光传输系统除了上述与现有技术相关的问题以外还会导致一个问题。通过使用图13A和图13B，说明附加问题，给出不添加预设色散的示例。特别地，如图13B所示，在通过OADM节点在WDM信号中的分量和要添加到OADM节点的光信号之间在残留色散量中存在不同。

在本实施例中，在光发射机1的每一个转发器11中的LN模块利用在多跨距传输期间导致相对较小非线性效应的负啁啾来操作。此外，将指定预设正色散值赋给从光发射机1输出的WDM光信号和在OADM节点5中的ADD信号。

因此，如图14A和图14B所示，如果在每一个跨距中100％补偿由传输路径产生的色度色散，这使得要由光接收机2接收的信号的残留色散值成为最佳值。此外，这使得通过OADM节点5的WDM光信号的波长分量中的色散值与OADM节点5中的ADD信号的色散值一致。

根据本实施例，即使使用了设计用于在每一个跨距中100％补偿色度色散的色散图，也可以按照上述方式使得在光接收机2处接收到的信号的残留色散值为最佳值。此外，即使OADM节点被插入到传输路径中，光接收机2也可以接收包括最佳残留色散值的WDM信号。

<第三典型实施例>

通过使用图15，说明根据本发明第三典型实施例的WDM光传输系统。该WDM光传输系统具有以下配置：光发射机10和光接收机2通过传输路径光纤3(跨距3a、3b、3c、…)以及中继节点4(4a、4b、…)彼此相连，与根据第一实施例的WDM光传输系统相同。光接收机2、光纤3和中继节点4与包括在第一实施例中的组件相同。然而，光发射机10与第一实施例中的光发射机的配置不同。在该实施例中，光发射机10没有正色散添加器13，而有多个正色散添加器15。由与第一实施例相同的参考数字所指示的该配置的其它部分是与图4A的部分相同的。

在本实施例中的转发器11可以与关于上述第一实施例所述的组件相同。然而，在本实施例中的转发器11将光信号输出到各个正色散添加器15。每一个正色散添加器15将正的预设色散值X赋给光信号，并且将光信号输出到OMUX12。由每一个正色散添加器15所添加的色散值与在光接收机2处的最佳残留色散值相等。在本实施例中，添加的色散值在+100ps/nm到+500ps/nm范围中。如上所述，OMUX12对从每一个正色散添加器15输入的光信号进行复用。

在本实施例中，可以分别将预设色散值添加到WDM信号的每一个波长分量中。因此，可以更均匀地将正色散值添加到每一个波长分量。特别地，如果将对于WDM信号的每一个波长分量适宜的残留色散值赋给波长分量，这将可能获得的更高质量的传输特性(更低的误码率)。在本实施例中，也是一样的，如果从光发射机发射出的WDM信号被传输到光接收机2并且从一个中继节点4到另一个100％地补偿WDM信号，这可以使在光接收机2处的残留色散值为最佳值。

<第四典型实施例>

通过使用图16，说明根据第四实施例的WDM光传输系统。该WDM光传输系统具有以下配置：光发射机1a和光接收机2通过传输路径光纤3(跨距3a、3b、3c、…)以及中继节点40和4b彼此相连，光接收机2、光纤3与包括在第一实施例中的组件相同。然而，光发射机1a和中继节点40与第一实施例中包括的组件在配置不同。

在本实施例中的发射机1a没有包括正色散添加器13。因此，从OMUX12输出的WDM信号被直接输入到光放大器14。此外，中继节点40在光放大器41a的之后级包括正色散添加器43a。正色散添加器43a将等于光接收机2的最佳残留色散值的预设色散值X添加到WDM信号。在本实施例中，被添加的正色散值在+100ps/nm到+500ps/nm范围中。

图17A和图17B示出了根据本实施例的WDM光传输系统的色散图。从光发射机1a通过光纤3a将具有“0”色散的WDM信号发射到中继节点40。对于输入到中继节点40的WDM信号，DCF42a100％补偿WDM信号在光纤3a中遭受的色度色散。由光放大器41a将补偿的WDM信号放大到对于WDM足以传输到下一个中继节点4b的信号强度。正色散添加器43a将正色散值添加到放大的WDM信号。随后，通过光纤3b将WDM信号输出到中继节点4b。在中继节点4b中，DCF42b100％补偿WDM信号在光纤3b中遭受的色度色散。然后，由光放大器41b对补偿的WDM信号进行放大，并被输出到光接收机2。

按照这种方式，在光接收机2处的最佳色散保持在到达光接收机2的WDM信号中。因此，在本实施例的情况下，如果从光发射机1输出的WDM信号也被传输到光接收机2同时从一个中继节点4到另一个100％补偿WDM信号，这使得在光接收机2处的残留色散值是最佳值。

已经说明了根据本实施例的WDM光传输系统在中继节点40中将光接收机2的最佳色散值添加到WDM信号的情况。然而，应该注意到，相反，可以在中继节点4b中将该色散值添加到WDM信号。换句话说，可以在光发射机1和光接收机2之间的传输路径(光纤3)中的任意中继节点中将色散值添加到WDM信号。

此外，要添加预设色散值的中继节点的数目不必限于一个。例如，在对于光接收机2的最佳残留色散值是+300ps/nm的情况下，可以将+200ps/nm和+100ps/nm的色散值分别在中继节点40和下一个中继节点4b中添加到WDM信号。

在根据本实施例的WDM光传输系统的情况下，在传输路径中在中继节点中将最佳色散值添加到WDM信号。因此，即使光发射机具有与传统光发射机相同的配置，光接收机接收也在其中保留了最佳色散值的WDM信号。结果，仅当用根据本实施例的WDM光传输系统的中继节点来代替传统WDM光传输系统中的中继节点，即使从传统WDM光传输系统中也能够获得本发明的效应。因此，即使在不能够用根据本发明的光发射机来代替传统光发射机的情况下，由接收终端仍然可以接收到在其中保留了最佳色散值的WDM信号。

此外，根据本发明的WDM光传输系统可以是通过合并第一和第四实施例而获得的系统。换句话说，可以在光发射机中将预设色散值添加到WDM信号，还可以在任意中继节点中将色散值添加到WDM信号，因此，可以设计使得最终在光接收机处获得最佳残留色散值。

此外，需要注意到，如果传输距离很短，中继节点不总是必须的，尽管第一、第二和第三实施例说明了具有配置在传输路径上的中继节点的配置示例。

此外，可以将根据第二实施例说明的包括OADM节点的配置与根据第三和第四实施例的WDM光传输系统中的每一个相结合。然而，在包括OADM的配置与根据第四实施例的WDM光传输系统相结合的情况下，OADM节点将与添加到通过信号的色散相等的色散添加到ADD信号。

尽管结合优选实施例说明了本发明，应该理解到，由本发明所包括的主题不是限制于这些特定实施例的。相反地，本发明的主题意欲包括在下面的权利要求书的精神和范围中所包括的所有选择、修改和等同物。

此外，发明人的目的是即使在诉讼期间权项被修改，也保留所有要求的发明的等同物。

Claims

1、一种波分复用光传输系统，包括：

光发射机，用于向光纤传输路径上发射WDM信号，该WDM信号是通过在光纤传输路径上根据波长来复用多个光信号而获得的，多个光信号分别具有负啁啾，并且多个光信号的波长彼此不同；

光接收机，用于接收来自光纤传输路径的WDM信号；以及

至少一个中继节点，设置于光发射机和光接收机之间，

其中光发射机包括色散添加器，用于在发射WDM信号之前预先将预定正色散量添加到WDM信号，以及

其中每一个中继节点和光接收机包括色散补偿器，用于补偿在紧接的前一个传输跨距的光纤传输路径中遭受的色度色散。

2、根据权利要求1所述的波分复用光传输系统，其特征在于，光发射机包括一个色散添加器，用于将预定正色散量集中地添加到WDM信号的每一个波长分量中。

3、根据权利要求2所述的波分复用光传输系统，其特征在于，光子晶体光纤被用于色散添加器。

4、根据权利要求2所述的波分复用光传输系统，其特征在于，单模光纤被用于色散添加器。

5、根据权利要求1所述的波分复用光传输系统，其特征在于，光发射机包括多个色散添加器，用于将预定正色散量分别地添加到WDM信号中的每一个波长分量。

6、根据权利要求5所述的波分复用光传输系统，其特征在于，光子晶体光纤被用于色散添加器。

7、根据权利要求5所述的波分复用光传输系统，其特征在于，单模光纤被用于色散添加器。

8、根据权利要求1所述的波分复用光传输系统，其特征在于，中继节点中的至少一个还包括：

附加信号色散添加器，用于将预定正色散量添加到附加光信号，附加光信号是具有负啁啾的预定波长并且被叠加到WDM信号上的光信号；以及

光信号添加器，用于将被添加了预定正色散量的附加光信号叠加到接收自紧接的前一个传输路径的WDM信号。

9、根据权利要求8所述的波分复用光传输系统，其特征在于，光子晶体光纤被用于光发射机中的色散添加器和中继节点中的附加信号色散添加器。

10、根据权利要求8所述的波分复用光传输系统，其特征在于，单模光纤被用于光发射机中的色散添加器和中继节点中的附加信号色散添加器。

11、根据权利要求1所述的波分复用光传输系统，其特征在于，由利用负啁啾系数操作的LN光调制器来调制在光发射机中的光信号。

12、根据权利要求1所述的波分复用光传输系统，其特征在于，预定正色散量不小于+100ps/nm，并且小于+500ps/nm。

13、根据权利要求1所述的波分复用光传输系统，其特征在于，光纤传输路径是色散位移光纤。

14、一种波分复用光传输系统，包括：

光接收机，用于接收来自光纤传输路径上的WDM信号；以及

至少一个中继节点，设置于光发射机和光接收机之间，

其中每一个中继节点和光接收机包括色散补偿器，用于补偿在紧接的前一个传输跨距的光纤中遭受的色度色散，以及

其中中继节点中的至少一个包括色散添加器，用于在WDM信号被传输到下一个传输跨距的光纤中之前，将预定正色散量添加到WDM信号。

15、根据权利要求14所述的波分复用光传输系统，其特征在于，光子晶体光纤被用于色散添加器。

16、根据权利要求14所述的波分复用光传输系统，其特征在于，单模光纤用于色散添加器。

17、根据权利要求14所述的波分复用光传输系统，其特征在于，由利用负啁啾系数操作的LN光调制器来调制在光发射机中的光信号。

18、根据权利要求14所述的波分复用光传输系统，其特征在于，预定正色散量不小于+100ps/nm，并且小于+500ps/nm。

19、根据权利要求14所述的波分复用光传输系统，其特征在于，光纤传输路径是色散位移光纤。

20、一种波分复用光传输系统，包括：

光发射装置，用于向光纤传输路径上发射WDM信号，该WDM信号是通过在光纤传输路径上根据波长来复用多个光信号而获得的，多个光信号分别具有负啁啾，并且多个光信号的波长彼此不同；

光接收装置，用于接收来自光纤传输路径上的WDM信号；以及

至少一个中继节点装置，设置于光发射装置和光接收装置之间，

其中光发射装置包括色散添加装置，用于在发射WDM之前，预先将预定正色散量添加到WDM信号，以及

其中每一个中继节点装置和光接收装置包括色散补偿装置，用于补偿在紧接的前一个传输跨距的光纤中遭受的色度色散。

21、根据权利要求20所述的波分复用光传输系统，其特征在于，中继节点装置中的至少一个还包括：

附加信号色散添加装置，用于将预定正色散量添加到附加光信号，附加光信号是有负啁啾的预定波长并且被叠加到WDM信号上的光信号；以及

光信号添加装置，用于将被添加了预定正色散量的附加光信号叠加到接收自紧接的前一个传输路径的WDM信号上。

22、一种波分复用光传输系统，包括：

光接收装置，用于接收来自光纤传输路径的WDM信号；以及

其中每一个中继节点装置和光接收装置包括色散补偿装置，用于补偿在紧接的前一个传输跨距的光纤中遭受的色度色散，以及

其中中继节点装置中的至少一个还包括色散添加装置，用于在WDM信号被传输到下一个传输跨距的光纤中之前，将预定正色散量添加到WDM信号。

23、一种在波分复用光传输系统中的波分复用光传输方法，该波分复用光传输系统包括光发射机、光接收机和设置在光发射机和光接收机之间的至少一个中继节点，该传输方法包括步骤：

使光发射机将预定的正色散量添加到WDM信号，所述WDM信号是通过在光纤传输路径上根据波长来复用多个光信号而获得的，并且使得光发射机将WDM信号发送到光纤传输路径上，由光调制器调制多个光信号使其分别具有负的啁啾，并且多个光信号的波长彼此不同；

使每一个中继节点对接收到的WDM信号在紧接的前一个跨距的光纤中遭受的色度色散进行补偿，并且将WDM信号传输到下一个传输跨距的传输路径上；以及

使得接收机对接收到的WDM信号在紧接的前一个跨距的光纤中遭受的色度色散进行补偿，并且获得包括预定正色散量的接收到的WDM信号。

24、根据权利要求23所述的波分复用光传输方法，其特征在于，在使光发射机将预定正色散量添加到WDM信号的步骤中，使用所述光发射机中的一个色散添加器将预定正色散量集中地添加到WDM信号的每一个波长分量。

25、根据权利要求23所述的波分复用光传输方法，其特征在于，在使光发射机将预定正色散量添加到WDM信号的步骤中，使用所述光发射机中的多个色散添加器将预定正色散量分别地添加到WDM信号的每一个波长分量。

26、根据权利要求23所述的波分复用光传输方法，其特征在于，中继节点中至少一个还包括步骤：

将预定正色散量添加到附加光信号，附加光信号是有负啁啾的预定波长并且被叠加到WDM信号上的光信号；以及

除了使中继节点将已经补偿其色度色散的WDM信号传输到传输路径的步骤之外，还将被添加了预定正色散量的附加光信号叠加到接收自紧接的前一个传输路径的WDM信号上。

27、根据权利要求23所述的波分复用光传输方法，其特征在于，在使光发射机将预定正色散量添加到WDM信号的步骤中，由利用负啁啾系数操作的LN光调制器来调制光信号。

28、根据权利要求23所述的波分复用光传输方法，其特征在于，在使光发射机将预定正色散量添加到WDM信号的步骤中，预定正色散量不小于+100ps/nm，并且小于+500ps/nm。

29、根据权利要求23所述的波分复用光传输方法，其特征在于，在使光发射机将预定正色散量添加到WDM信号的步骤中，通过使用光子晶体光纤来添加预定正色散量。

30、根据权利要求23所述的波分复用光传输方法，其特征在于，在使光发射机将预定正色散量添加到WDM信号的步骤中，通过使用单模光纤来添加预定正色散量。

31、根据权利要求23所述的波分复用光传输方法，其特征在于，光纤传输路径是色散位移光纤。

32、一种在波分复用光传输系统中的波分复用光传输方法，该波分复用光传输系统包括光发射机、光接收机和设置在光发射机和光接收机之间的至少一个中继节点，该传输方法包括步骤：

使光发射机向光纤传输路径发送WDM信号，所述WDM信号是通过在光纤传输路径上根据波长来复用多个光信号而获得的，由光调制器调制多个光信号使其分别具有负的啁啾，并且多个光信号的波长彼此不同；

使中继节点中的至少一个在WDM信号被传输到下一个传输跨距的光纤中之前，将预定正色散量添加到WDM信号；以及

使光接收机对接收到的WDM信号在紧接的前一个跨距的光纤中遭受的色度色散进行补偿，并且获得包括预定正色散量的接收到的WDM信号。

33、根据权利要求32所述的波分复用光传输方法，其特征在于，在使光发射机向光纤传输路径发送WDM信号的步骤中，由利用负啁啾系数操作的LN光调制器来调制光信号。

34、根据权利要求32所述的波分复用光传输方法，其特征在于，在使中继节点将预定正色散量添加到WDM信号的步骤中，预定正色散量不小于+100ps/nm，并且小于+500ps/nm。

35、根据权利要求32所述的波分复用光传输方法，其特征在于，在使中继节点将预定正色散量添加到WDM信号的步骤中，通过使用光子晶体光纤来添加预定正色散量。

36、根据权利要求32所述的波分复用光传输方法，其特征在于，在使中继节点将预定正色散量添加到WDM信号的步骤中，通过使用单模光纤来添加预定正色散量。

37、根据权利要求32所述的波分复用光传输方法，其特征在于，光纤传输路径是色散位移光纤。