CN1505302A - 一种宽带在线精细补偿装置 - Google Patents

Abstract

一种宽带在线精细补偿装置，至少包括光路选择器、波分复用器和一个以上的反射补偿模块，光路选择器、波分复用器和反射补偿模块顺序连接，信号光经光路选择器的一端口输入，从另一端口输出，经波分复用器分波，输出不同波长的光波分别进入各自对应的反射补偿模块至补偿后反射，沿原路返回到波分复用器合波，再经光路选择器的第三端口输出。本发明的装置简化了原有装置的结构，有效提高了器件利用率，大大降低了系统成本，并提高了装置可靠性。并且还可以采用光可调衰减器、啁啾光栅等器件，进行任意取舍、组合，以满足不同的在线精细补偿需要，使其更具灵活性。

Description

一种宽带在线精细补偿装置

技术领域

本发明涉及一种补偿装置，特别是指密集波分复用(DWDM)光传输系统中的一种宽带在线精细补偿装置。

背景技术

随着光纤通信的发展，DWDM光传输系统正朝着高速、宽带、长距离方向快速发展，使得系统对在线补偿的要求日趋增高。一方面由于传输距离的提高，单通道系统允许的色散容限降低；另一方面由于采用色散补偿光纤和传输光纤的色散斜率存在绝对值间的差异，造成每个通道的残余色散量不同。并且这种差异随着传输带宽及传输距离的增加而迅速增加，严重地影响了传输性能的提高。同时，光放大器和传输设备所引入的噪声，也随着传输距离的增加，越来越明显，并造成各信道的增益不均衡。因此精细的色散及功率在线补偿在高速、长距离DWDM光传输系统中是一个必不可少的技术解决方案。然而，传统的、单纯基于啁啾光栅或色散补偿光纤(DCF)的色散补偿装置难以满足宽带的要求，仅仅适用于单通道或几个通道，无法满足DWDM光传输系统对宽带光传输的要求，因而要求更有针对性和更高精度的精细补偿。

目前的在线精细补偿主要针对的是色散补偿，参见图1所示，即为一种目前较为成熟的在线色散补偿装置的结构。信号光先经色散补偿模块(DCM)101初步色散补偿，再经一个WDM 103分波后进入不同信道，每个信道单独采用由一个光环行器102与一个啁啾光栅104组成的色散补偿器进行精细色散补偿，最后经过另一个WDM 103合波输出。

该装置通过将密集波分复用的信号光分离为多个单一波长的光波，分别进行色散补偿后再合波输出的方法，实现了信号光的在线精细色散补偿。但是由于这种结构的在线精细补偿装置每个信道都需要一个光环行器102加一个啁啾光栅104，因而对于密集波分复用系统的宽带光网络来讲，显然成本较高，并且由于结构上较为复杂增加了安装和维修的困难。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种宽带在线精细补偿装置，在不降低性能的前提下，简化原有装置结构，以较低成本实现宽带光通信系统的在线精细补偿。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种宽带在线精细补偿装置，至少包括光路选择器、波分复用器和一个以上的反射补偿模块，所述光路选择器、波分复用器和反射补偿模块顺序连接，信号光经光路选择器的一端口输入，从另一端口输出，至波分复用器分波，输出不同波长的光波分别进入各自对应的反射补偿模块，经补偿后反射，沿原路返回到波分复用器合波，再经光路选择器的第三端口输出。

该装置所述光路选择器是光环形器，该光环行器的第一端口接信号光的输入，第二端口连接波分复用器，第三端口为信号光的输出端。

该装置所述光路选择器也可是光耦合器，该光耦合器的一侧的第一端口接信号光的输入，该侧第二端口为信号光的输出端，另一例的第一端口连接波分复用器，第二端口截断。

该装置所述波分复用器是阵列波导光栅。

该装置所述反射补偿模块是用于色散补偿的啁啾光栅。

该装置所述反射补偿模块也可是用于功率补偿的光可调衰减器连接一个反射镜。

该装置所述反射补偿模块还可以是用于功率补偿的光可调衰减器连接一个用于色散补偿的啁啾光栅。

该装置所述啁啾光栅是带有非反射终端的光纤啁啾光栅。

该装置所述啁啾光栅也可是可调啁啾光栅。

该装置还可在所述光路选择器和波分复用器之间连接一个用于色散补偿的色散补偿模块。

由上述方案可以看出，与现有技术相比，本发明的宽带在线精细补偿装置简化了结构，有效提高了器件利用率，大大降低了系统成本，并提高了装置可靠性。该装置在结构设计上还可以采用光可调衰减器、啁啾光栅等器件，并根据需求进行任意取舍、组合，以满足不同的在线精细补偿需要，使本发明装置更具灵活性。

附图说明

图1为一种现有宽带在线精细色散补偿装置的结构示意图；

图2为本发明的宽带在线精细补偿装置的结构示意图；

图3为本发明具体实施例的一种色散补偿装置的结构示意图；

图4为本发明具体实施例的另一种色散补偿装置的结构示意图；

图5为本发明一个较佳实施例的色散补偿装置的结构示意图；

图6为本发明具体实施例的功率补偿装置的结构示意图；

图7为本发明较佳实施例的功率及色散补偿装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

参见图2所示，为本发明宽带在线精细补偿装置的基本结构示意图。该装置由光路选择器201、WDM 103和多个反射补偿模块202顺序连接。其中，光路选择器201一般为三端口不可逆的光学器件，WDM 103的分波数和反射补偿模块202的数目通常为主光路中的信道数。主光路的信号光经光路选择器201的一端输入，从另一端输出，经WDM 103分波，进入各自信道相应的反射补偿模块202，对每个信道的信号光进行精细补偿后反射，沿原路返回到WDM 103合波，最后经光路选择器201的第三端口输出返回至主光路。

图3为本发明在线精细补偿装置具体实施例的基本结构示意图，其是一种用于在线精细色散补偿的宽带精细色散补偿装置。本实施例中，光路选择器采用光环形器；WDM器件采用阵列波导光栅(AWG)；反射补偿模块采用具有非光学反射终端的光纤啁啾光栅，以下简称光纤啁啾光栅。那么，如图3所示，本实施例的色散补偿装置由光环形器102、可分离n个波长的AWG 301以及n个光纤啁啾光栅302依次连接而成，其中每个光纤啁啾光栅302是根据各波长信道对色散补偿的不同需要专门配置的，其数目n等于信道的数目。通常情况下，在对信号光进行精细色散补偿之前要预先进行初步的粗糙色散补偿，因此，如图3所示，将一个色散补偿模块101置于本发明装置之前。

基于图3所示的结构，信号光在传输通道中经DCM模块101色散补偿后，从第1端口进入光环行器102，再由该光环行器102的第2端口输出至AWG 301中进行分波，分波后不同波长的各信道脉冲光信号分别进入专门的光纤啁啾光栅302进行精细色散补偿，这是利用了光纤啁啾光栅302对脉冲中的不同波长信号光的反射延时不同而达到精细色散补偿，然后各信道信号光波再经各光纤啁啾光栅302反射后经原路返回，经AWG 301合波输出到光环行器102的第2端口，最后从光环行器102第3端口重新返回到传输通道，完成精细色散补偿的过程。

在本实施例中，AWG 301既分波又合波，并将光环行器102提到主光路上，从而提高了器件利用率。本实施例中选择具有非光学反射终端的光纤啁啾光栅302是考虑到它有较好的滤除杂质光，降低噪声的作用，还可以根据不同需要选用其它啁啾光栅，比如为了增加装置的灵活性可选用可调啁啾光栅。

一般地，由于传输光纤与色散补偿光纤的色散斜率不仅符号相反，而且绝对值也并不相等，因此除了在预先设定的某一特定波长处可以通过DCM 101进行补偿，使其呈现零色散外，在其它任一波长处剩余色散量均不为零，这种剩余色散量会随着传输带宽及传输距离增加而增加，严重地影响系统传输性能。如果将DCM 101与啁啾光栅104的色散补偿特性相结合，共同进行色散补偿，即将各信道的信号光分离，再通过合理设计每信道啁啾光栅104在所在信道中心频率处的色散系数，使它们组成的色散斜率恰好与剩余色散斜率绝对值相等，而符号相反，则相当于实现了每个信道的色散斜率补偿，从而实现宽带精细色散补偿功能。

图3中的光路选择器--光环行器102也可以采用方向耦合器来代替，参见图4所示，将方向耦合器401的第4脚掐断，1脚接DCM 101，2脚接AWG 301，3脚输出，其它结构和工作过程与图3所示的实施例相同。方向耦合器401所带来约3dB的损耗可以通过光放大器加以补偿。

参见图5所示，图5给出了本发明较佳实施例的宽带精细色散补偿装置结构的示意图。它与图3所示装置的区别仅仅是将DCM模块101与光环形器102位置调换，其它结构完全相同，其工作过程与图3基本相同，这里就不再赘述。通过这种设计，光波信号两次经过DCM 101，从而对光信号连续进行了两次色散补偿。因此采用这种补偿装置可以将DCM 101中的色散补偿光纤长度减少一半，从而缩小了DCM 101体积，提高了DCF的利用率，有利于传输系统成本的降低。

图6为本发明在线精细补偿装置另一具体实施例的基本结构示意图，其是用于功率补偿的在线精细功率补偿装置。该功率补偿装置由光环形器102、可分离n个波长的AWG 103、n个光可调衰减器601和n个反射镜602依次连接而成，本实施例中光可调衰减器601和反射镜602共同构成本发明的反射补偿模块。图6中，信号光在传输通道中从第1端口进入光环行器102，由第2端口输出至AWG301中进行分波，之后不同波长的各信道脉冲信号光分别进入专门的光可调衰减器601进行精细功率补偿，然后各信道信号光再经每个信道末端的发射镜602反射后经原路返回，进行第二次功率补偿后经AWG 301合波输出进入到光环行器102的第2端口，最后从其第3端口重新返回到传输通道，完成精细功率补偿的全过程。本实施例装置通过各信道的光可调衰减器601来调整由于光纤损耗谱、放大器不平坦性等带来的信道功率差异，从而达到传输链路功率均衡的目的，有效改善系统信噪比。由于本实施例中采用信号光功率衰减的方法来实现各信道功率的均衡，因此一般亦可称为功率均衡装置。

图7给出了本发明另一较佳实施例的精细色散与功率补偿装置结构示意图。如图7所示，它只是在图5的基础上在每个信道中增加了光可调衰减器601，它是图5和图6两个实施例的综合，本实施例中反射补偿模块由光可调衰减器601和光纤啁啾光栅302共同组成，其它结构组成与图4基本相同。图7所示补偿装置由一个光环行器102、一个DCM 101、一个n波长的AWG 301、n个光可调衰减器601及n个光纤啁啾光栅302组成。通过增加光可调衰减器601，在实现精细色散补偿的同时进行精细功率补偿，因此通过该装置可以同时实现光传输系统色散均衡及信道功率均衡，从而改善传输系统性能，延长系统传输距离。

本发明装置由一系列发展成熟的光模块及光器件组成，结构简单，容易实现。与现有技术的在线补偿方案相比，有效提高了器件利用率，简化了结构，提高了装置可靠性，大大降低了系统成本。经对该装置进行适当改进后，在实现宽带精细色散补偿的同时，可以节约DCF长度，进一步降低系统成本；如果在每个光纤光栅前插入一个光可调衰减器，还可以实现DWDM系统信道功率均衡，从而改善系统信噪比，提高系统传输性能。因此它可以广泛应用于高速、宽带、长距离DWDM光传输系统中，以实现精细色散补偿及功率均衡，有效延长系统传输距离。并建议可以在长距离传输系统中每500km距离使用本装置一次。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，熟悉本领域的人员应当知道，可以进行各种修改、增加和替代，但不脱离权利要求中定义的本发明的范围和精神。

Claims (10)

1、一种宽带在线精细补偿装置，其特征在于，至少包括光路选择器、波分复用器和一个以上的反射补偿模块，所述光路选择器、波分复用器和反射补偿模块顺序连接，信号光经光路选择器的一端口输入，从另一端口输出至波分复用器分波，输出不同波长的光波分别进入各自对应的反射补偿模块，经补偿后反射，沿原路返回到波分复用器合波，再经光路选择器的第三端口输出。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光路选择器是光环形器，该光环行器的第一端口接信号光的输入，第二端口连接波分复用器，第三端口为信号光的输出端。

3、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光路选择器是光耦合器，该光耦合器的一侧的第一端口接信号光的输入，该侧第二端口为信号光的输出端，另一侧的第一端口连接波分复用器，第二端口截断。

4、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述波分复用器是阵列波导光栅。

5、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反射补偿模块是用于色散补偿的啁啾光栅。

6、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反射补偿模块是用于功率补偿的光可调衰减器连接一个反射镜。

7、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反射补偿模块是用于功率补偿的光可调衰减器连接一个用于色散补偿的啁啾光栅。

8、根据权利要求5或7所述的装置，其特征在于，所述啁啾光栅是带有非反射终端的光纤啁啾光栅。

9根据权利要求5或7所述的装置，其特征在于，所述啁啾光栅是可调啁啾光栅。

10、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光路选择器和波分复用器之间连接有一个用于色散补偿的色散补偿模块。

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