CN1412967A - 双向光纤色散补偿装置 - Google Patents

Abstract

一种双向光纤色散补偿装置除包括一色散补偿模块(2)外，还包括一个四端口的第一光环行器(1)，其中第一端口与第一传输通道连接，第三端口与第二传输通道连接，第二端口和第四端口通过所述色散补偿模块(2)连接。由于本发明包括一个四端口的光环行器，因此能利用光环行器的光路不可逆原理，将不同方向的输入光经过同一色散补偿模块进行色散补偿，相对现有的色散补偿装置，可以大大提高色散补偿模块的利用率。特别是还可以针对单纤单向、双纤双向、单纤双向光传输系统的特点和需求，再增加一个或几个光环行器，就可以利用同一色散补偿模块对不同光纤、不同传输方向的光信号同时进行色散补偿，色散补偿模块的利用率得到了进一步的提高。

Description

双向光纤色散补偿装置

技术领域

本发明属于光的色散补偿技术领域，具体涉及一种可以提高色散补偿光纤的利用率的色散补偿装置，该装置可以广泛应用于单纤双向、双纤双向和单纤双向等光纤通信系统。

背景技术

随着密集波分复用(DWDM)为基础的光纤通信技术的发展，色散补偿光纤(DCF)作为最成熟的色散补偿技术已经广泛用于DWDM系统。现有的色散补偿装置一般都是将光信号输入到色散补偿光纤一端，利用色散补偿光纤进行一次补偿后，从另一端输出，然后进行传输。为了提高光的传输性能，一般都是通过提高色散补偿光纤的色散系数来实现，这样不仅可以缩短色散补偿光纤的长度，减少色散补偿装置的体积，而且可以降低系统成本。但其缺点在于光纤色散系数的提高，需要增加光纤的波导色散来获得，这样对材料的折射率分布具有很高的要求，虽然理论上可以实现，但对制造工艺要求高，难度大，而且提高色散系数的方法对色散补偿光纤的利用率较低。另外，这种简单的光纤色散补偿装置只能应用与单纤单向光纤传输系统，对于单纤双向、双纤双向光纤传输系统需要多个色散补偿装置才能满足色散补偿需求。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术的缺点，提供一种双向光纤色散补偿装置，可以充分提高色散补偿光纤的利用率，从而降低色散补偿装置的成本；而且可以广泛应用于单纤单向、双纤双向、单纤双向等光纤传输系统，利用同一色散补偿模块对不同光纤或不同方向的光信号进行色散补偿。

为实现上述发明目的，提供一种双向光纤色散补偿装置，该装置除包括一色散补偿模块外，还包括一个四端口的第一光环行器，其中第一端口与第一传输通道连接，第三端口与第二传输通道连接，第二端口和第四端口通过所述色散补偿模块连接。

在单纤单向光传输系统的应用中，上述的双向光纤色散补偿装置还包括一个四端口的第二光环行器，所述第二光环行器的第一端口与输入传输通道连接，第四端口与输出传输通道连接，第二、第三端口分别与第一光环行器的第一、第三端口连接。

在双纤双向光传输系统的应用中，上述的双向光纤色散补偿装置还包括第三、第四两个三端口光环行器，所述第三光环行器的第一、第三端口分别与第一输入、输出传输通道连接，第二端口与所述第一光环行器的第一端口连接；所述第四光环行器的第一、第三端口分别与第二输入、输出传输通道连接，第二端口与所述第一光环行器的第三端口连接。

在单纤双向光传输系统的应用中，可以将应用于双纤双向光传输系统的上述双向光纤色散补偿装置进行改进，该改进的色散补偿装置进一步包括第五、第六两个三端口光环行器；所述第五光环行器的第一端口与光传输通道连接，第二端口与所述第三光环行器的第一端口连接，第三端口与所述第四光环行器的第三端口连接；所述第六光环行器的第一端口与另一光传输通道连接，第二端口与所述第四光环行器的第一端口连接，第三端口与所述第三光环行器的第三端口连接。

由于本发明提供的双向光纤色散补偿装置包括一个四端口的光环行器，因此能利用光环行器的光路不可逆原理，将不同方向的输入光经过同一色散补偿模块进行色散补偿，相对现有的色散补偿装置。可以大大提高色散补偿模块的利用率。特别是还可以针对单纤单向、双纤双向、单纤双向光传输系统的特点和需求，再增加一个或几个光环行器，就可以利用同一色散补偿模块对不同光纤、不同传输方向的光信号同时进行色散补偿，色散补偿模块的利用率得到了进一步的提高。

附图说明

图1本发明的双向光纤色散补偿装置结构图；

图2本发明应用于单纤单向光传输系统实施例一的结构及原理图；

图3本发明应用于双纤双向光传输系统实施例二的结构及原理图；

图4本发明应用于单纤双向光传输系统实施例三的结构及原理图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做详细的说明。

本发明提出的双向光纤色散补偿装置结构如图1所示，包括一个色散补偿模块2和一个四端口的第一光环行器1，第一光环行器1的第一端口与第一传输通道连接，第三端口与第二传输通道连接，第二端口和第四端口通过色散补偿模块(DCM)连接。其中第一传输通道既包括输入光信号(W-In)，也包括输出光信号(W-Out)；第二传输通道同样也包括输入光信号(E-In)和输出光信号(E-Out)，因此是一种双向的光纤色散补偿装置。

本发明中的色散补偿模块(DCM)2为现有的通用色散补偿装置，它除了包括色散补偿光纤(DCF)外，一般还包括一段单模光纤(SMF)，另外，由于色散补偿光纤芯径面积较少，而SMF光纤芯径面积较大，为减少二者的连接损耗，还需要采用耦合技术将两段光纤进行耦合，由于现有的色散补偿装置为本领域技术人员所熟知，所以在此不进行详细介绍。同样，本发明中的光环行器可以采用任一普通光环行器，是一项成熟技术，也不再详细介绍。

下面再结合图1介绍光信号在本发明的色散补偿装置进行色散补偿的过程。

为更好地描述光信号的输入/输出方向，可以将第一传输通道定义为西向传输通道，第二传输通道定义为东向传输通道。如图1中实线箭头所示，西向传输通道的输入光信号(W-In)从第一光环行器1的第一端口输入到第一光环行器1，经其第二端口输入到DCM模块2进行色散补偿后，输入到第一光环行器1的第四端口，最后作为西向传输通道的输出光信号(W-Out)经第一光环行器1的第一端口输出。同样，如图1中虚线箭头所示，东向传输通道的输入信号(E-In)从第一光环行器1的第三端口输入，经其第四端口输入到DCM模块2中，经过DCM模块2色散补偿后，作为东向输出信号(E-Out)进入第一光环行器1的第四端口，最后从第一光环行器1的第三端口输出。这样仅采用一个四端口环行器及一个DCM模块便可以同时进行双向光信号色散补偿，大大提高了DCF的利用率，降低了系统成本。这种双向光纤色散补偿模块由发展成熟的光环行器及DCM组成，容易实现，价格低廉，且具有宽带色散补偿作用，因此可以广泛应用于各种光传输系统。

图2给出了双向光纤色散补偿装置在单纤单向光传输系统中应用的实施例一，在该实施例中，由于是单纤单向，所以只有两个光传输通道，一个作为输入传输通道(In)，一个作为输出传输通道(Out)。因此根据其特点，将图1所示的双向光纤色散补偿装置再增加一个四端口的第二光环行器3，即包括两个四端口的光环形器1、3和一个DCM模块2。第二光环行器3的第一端口作为色散补偿装置的输入端，与输入传输通道(In)连接；第四端口作为色散补偿装置的输出端，与输出传输通道(Out)连接；第二端口与第一光环行器1的第一端口连接，第三端口与第一光环行器1的第三端口连接，这相当于用第二光环行器3将图1所示的双向光纤色散补偿装置的东西向输入串联，构成一个新的双向光纤色散补偿装置，延长了色散补偿距离。传输通道中的光信号从第二光环行器3的第一端口(In)输入，经其第二端口输入到第一光环行器1的第一输入端，即图1中的西向输入端(W-In)，通过色散补偿模块2补偿后的光信号重新输出到第二光环行器3的第二端口，实现了第一次色散补偿。第一次色散补偿后的光信号从第二光环行器3的第三端口输出，通过第一光环行器1的第三端口，即图1中的东向输入端(E-In)，输入到色散补偿模块2进行第二次色散补偿，然后重新输出到第二光环行器3的第三端口。最后，经过两次色散补偿后的光信号从第二光环行器3的第四端口输出到输出传输通道(Out)，实现了对传输通道光信号色散的补偿。可见，采用本实施例中的色散补偿装置可以通过同一DCM模块对同一传输光信号连续进行两次色散补偿，相当于在色散补偿系数和色散补偿要求一定的情况下，可以将DCM模块2中的DCF长度减半，提高了DCF的利用率。

图3给出了双向光纤色散补偿装置在双纤双向光传输系统中应用的实施例二。本实施例是在图1所示的双向色散补偿装置的各向输入/输出端分别接入一个三端口的第三光环行器4和第四光环行器5实现的。同样为了更好说明光信号的输入/输出方向，可以将第一输入传输通道定义为西向输入传输通道(W-In)，第一输出传输通道定义为西向输出传输通道(W-Out)；对于第二输入、输出传输通道则分别定义为东向输入传输通道(E-In)、东向输出传输通道(E-Out)。由于光信号在传输通道和色散补偿过程中会有一定的损耗，在本实施例中还可以在每一输入、输出端增加一个光放大器6、7、8、9。图3示出的是连接有四个光放大器的色散补偿装置的结构图。如图3所示，西向输入端(W-In)通过放大器6与第三光环行器4的第一端口连接，第三光环路器4的第二端口与第一光环行器1的第一端口连接；其第三端口通过光放大器7与西向输出传输通道(W-Out)连接。东向输入传输通道(E-In)经过光放大器8与第四光环行器5的第一端口连接；第四光环行器5的第二端口与第一光环行器1的第三端口连接；其第三端口通过光放大器9与东向输出传输通道(E-Out)连接。西向、东向传输通道损耗分别由光放大器6、8来补偿；第一光环行器1、第三光环行器4和光纤色散补偿模块2构成的西向传输信号色散补偿通道造成的损耗由光放大器7来补偿；第一光环行器1、第四光环行器5和色散补偿模块2构成的东向传输信号色散补偿通道造成的损耗由光放大器9来补偿。

如果本实施例中没有连接四个放大器，则西向输入、输出分别与第三光环行器4的第一、第三端口直接连接，东向输入、输出分别与第四光环行器5的第一、第三端口直接连接。由于结构相对图3更加简单，原理相同，所以不另图示。下面结合图3对光信号的色散补偿过程。

如图3中的实线箭头所示，对于西向传输光信号，先经放大器6放大后，由第三光环行器4的第一、二端口输入到第一光环行器1和色散补偿模块2，经色散补偿后的光信号由第三光环行器4的第二、三端口输出，最后经光放大器7放大后输入到西向输出传输通道中传输。对于东向传输信号，如图3中的虚线箭头所示，传输信号经光放大器8放大后，由第四光环行器5的第一、二端口输入到第一光环行器1和色散补偿模块2中，经色散补偿后的光信号由第四光环行器5的第二、三端口输出，最后经光放大器8放大后输入到东向输出传输通道中传输。采用这种色散补偿装置，能够将两路双向传输通道光信号采用一个DCM模块2同时补偿，而不需采用单独的色散补偿装置分别进行色散补偿。可见通过双向色散补偿装置，可以实现DCM模块的共享，节约了DCM模块，降低了系统成本。

图4给出了双向光纤色散补偿装置在单纤双向光传输系统中应用的实施例三。本实施例是在实施例二的基础上增加两个三端口的第五光环行器10和第六光环行器11来实现的，具体是将图3西向输入(W-in)与东向输出(E-out)用第五光环行器10连接，即第五光环行器10的第二端口与图3中西向输入(W-in)连接，第三端口与图3中东向输出(E-out)连接，其第一端口与传输通道连接。图3中的西向输出(W-out)与东向输入(E-in)用第六光环行器11连接，即第六光环行器11的第二端口与西向输出(W-out)连接，第三端口与东向输入(E-in)连接，第一端口与另一传输通道连接，这样便可将其应用于单纤双向传输系统中进行色散补偿。和实施例二一样，可以在色散补偿装置中增加四个光放大器的对传输通道和色散补偿过程中的光损耗进行补偿。因为该实施例的原理、光信号在色散补偿装置中的流向与实施例二基本相同，所以不再赘述。采用本实施例，可以采用同一DCM模块2对东西两路双向传输信号进行色散补偿，大大提高了DCM的利用率，进一步降低了单纤双向传输系统的成本。该色散补偿模块结构简单，易实现，因此可以广泛应用于单纤双向传输系统。

上面结合三个实施例对本发明进行了详细说明，但应该理解为上述描述并不是对本发明的保护范围进行限制，其他对本发明进行非实质性的修改都应该在本发明的权利要求保护范围之内。如在实施例一中也增加光放大器以弥补光信号在传输、色散补偿过程中的损耗。在实施例二、三中在一个方向只使用一个光放大器，或使用两个以上放大器等，由于其工作原理基本相同，因此不再赘述。

Claims (6)

1、一种双向光纤色散补偿装置，包括一色散补偿模块(2)，其特征在于：还包括一个四端口的第一光环行器(1)，所述第一光环行器(1)的第一端口与第一传输通道连接，第三端口与第二传输通道连接，第二端口和第四端口通过所述色散补偿模块(2)连接。

2、如权利要求1所述的双向光纤色散补偿装置，其特征在于：还包括一个四端口的第二光环行器(3)，所述第二光环行器(3)的第一端口与输入传输通道连接，第四端口与输出传输通道连接，第二、第三端口分别与第一光环行器(1)的第一、第三端口连接。

3、如权利要求1所述的双向光纤色散补偿装置，其特征在于：还包括第三、第四两个三端口光环行器(4、5)，所述第三光环行器(4)的第一、第三端口分别与第一输入、输出传输通道连接，第二端口与所述第一光环行器(1)的第一端口连接；所述第四光环行器(5)的第一、第三端口分别与第二输入、输出传输通道连接，第二端口与所述第一光环行器(1)的第三端口连接。

4、如权利要求3所述的双向光纤色散补偿装置，其特征在于：进一步包括四个光放大器(6、7、8、9)，所述第三光环行器(4)的第一、第三端口分别通过两个光放大器(6、7)与所述第一输入、输出传输通道连接；所述第四光环行器(5)的第一、第三端口分别通过两个光放大器(8、9)与第二输入、输出传输通道连接。

5、如权利要求3所述的双向光纤色散补偿装置，其特征在于：进一步包括第五、第六两个三端口光环行器(10、11)；所述第五光环行器(10)的第一端口与光传输通道连接，第二端口与所述第三光环行器(4)的第一端口连接，第三端口与所述第四光环行器(5)的第三端口连接；所述第六光环行器(11)的第一端口与另一光传输通道连接，第二端口与所述第四光环行器(5)的第一端口连接，第三端口与所述第三光环行器(4)的第三端口连接。

6、如权利要求5所述的色散补偿装置，其特征在于：进一步包括四个光放大器(6、7、8、9)，所述第五光环行器(10)的第二端口与所述第三光环行器(4)的第一端口通过光放大器(6)连接，第三端口与所述第四光环行器(5)的第三端口通过光放大器(9)连接；所述第六光环行器(11)的第二端口与所述第四光环行器(5)的第一端口通过光放大器(8)连接，第三端口与所述第三光环行器(4)的第三端口通过光放大器(7)连接。

Images