CN1741422A - 模拟光传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模拟光传输系统，其具有用于延长可模拟传输的距离的构造。所述模拟光传输系统包括：光发射器，其输出根据频域上所复用的电信号而被调制的诸如图像信号的光信号；传输线，在总长中包括SMF；光接收机。补偿所述传输线的色散的色散补偿光纤被安排在所述传输线上，并且所述色散补偿光纤的长度L在L_CSO1＜L_MPI时被设置为长于L_CSO1而短于L_CSO2，以及还在L_CSO1＜L_MPI＜L_CSO2时被设置为长于L_CSO1而短于L_MPI，其中，用于使得系统设计上允许有MPI噪声的所述色散补偿光纤所需的长度被提供为L_MPI，以及用于使得系统设计上允许有CSO的所述色散补偿光纤所需的下限和上限长度分别被提供为L_CSO1和L_CSO2。减少MPI噪声的光抑制设备被安排在所述色散补偿光纤的端部分处。

Description

模拟光传输系统

技术领域

本发明涉及模拟光传输系统，所述系统适合于宽带通信，更具体来说，适合于FTTH(光纤到户)业务，宽带通信使得能够实现例如因特网的数据通信业务中所使用的数字数据信号和用于广播业务的模拟信号的复用。

背景技术

近年来，宽带通信的用户持续快速增长，所述宽带通信对例如因特网和电子邮件的数据通信业务、视频分配业务以及广播业务等进行多路复用。

特别地，FTTH(光纤到户)业务的用户数目显著地增长，所述FTTH业务通过各种宽带通信系统中的光纤从终端站到达订户家里，所述终端站是现有通信网络的最后中继站。所述FTTH业务不仅就通信速度、通信质量等方面来说是一种极好的系统，而且对于例如波长复用的业务扩展来说也是极好的；因此，其被预期为负责扩大宽带通信增长的主要系统。即，当前的FTTH业务仅被用于数字数据信号的发送/接收，而光纤具有能够同时传输波长复用的很好的特征。因此，预期要对当前维护下的光纤网络上所建立的波长复用业务进行再一步的开发。以这种方式，可以指出，不需要大的工厂及设备投资，就可以实现各种业务，例如，因特网等中所使用的数字信号以及基于模拟传输系统的图像信号的分配。

迄今为止，当采用例如CATV系统的模拟传输时，有许多种情况，即，来自于DFB激光器的光外部地被调制，以便延长传输距离，从而取得极好的线性以及避免由DFB激光器的啁啾(chirp)所引起的失真。然而，使用所述外部调制器可能使得部件数量增加和/或制造成本增加。另一方面，当所述DFB激光器直接被调制时，可以通过低成本来实现系统，但是，容易引起由于激光器中的FM响应所产生的失真，以及还要受到将要在传输线中所发生的色散的影响；因此，限制了可传输的距离(目前，最多是几公里)。

在前述的模拟光传输系统中，有必要通过被安排在传输线的预定部分的色散补偿设备来减少色散的影响。例如，专利参考1-3公开了使得能够对模拟传输进行色散补偿的构造(constitution)。另外，专利参考2公开了一种利用色散补偿光纤作为对多分支(branched)传输线的色散补偿设备，其不适合于模拟传输。

例如，日本专利申请JP-A-2003-152646(专利参考1)，JP-A-07-135493(专利参考2)，JP-A-2001-144354(专利参考3)，JP-A-04-260007(专利参考4)分别公开了在传统模拟光传输系统中的各种色散补偿技术。

发明内容

本发明人详细研究了传统模拟光传输系统中的色散补偿技术，并且因此，发现如下的问题。即，色散补偿设备被安排在传输线上，在所述传输线上，传输损失可能增加。另外，在前述专利参考1-3里所公开的模拟光传输系统中，相对强度噪声(relative intensity noise)(RIN)在瑞利(Rayleigh)散射和多径干扰(MPI)噪声的影响下发生劣化。因此，有这样的问题，即，可能限制了可模拟传输的距离。

特别地，如在上述专利参考2中所指出的那样，由于在传统模拟光传输系统中，传输距离不可以在多反射的影响下而被延长，因此，不可以将所述色散补偿光纤用作色散补偿设备；因此，迄今为止，对于可获得的特定构造还没有任何研究。

为了克服上述问题，本发明的目的是提供一种模拟光传输系统，其具有通过使用色散补偿光纤来实现较长的可模拟传输的距离的构造。

根据本发明的模拟光传输系统包括：光发射器，其输出例如视频信号的模拟光信号，所述光信号根据频域上所复用的电信号而被调制；传输线，通过所述传输线，所调制的光信号进行传播；光接收器，其接收在所述传输线上进行传播的光；色散补偿光纤(此后被称为DCF)，其补偿所述传输线的色散；以及，光抑制(suppressing)设备，其减小MPI噪声。

特别地，在根据本发明的模拟光传输系统中，当所述传输线具有小于等于20km的总长并且包括单模光纤(此后被称为SMF)时，所述DCF被应用于其上，所述DCF满足第一条件和第二条件之一，所述第一条件即，色散被设置为小于等于-250ps/nm/km，且长度被设置为小于等于1.1km，所述第二条件即，色散被设置为小于等于-330ps/nm/km，且长度被设置为小于等于1.2km。所述光抑制设备被安排在与所述DCF的光入射端侧或光发射端侧中的至少一个相邻近的状态，并且用于抑制在所述光信号传播方向的相反方向上进行传播的光。另外，所述DCF优选地具有大于等于3.0×10^-8(l/m)而小于1.5××10^-7(l/m)的瑞利散射系数，以便减小瑞利散射对系统的影响。

在根据本发明的模拟光传输系统中，优选地，当用于使得系统设计上允许有MPI噪声的DCF所需的长度被提供为L_MPI，以及用于使得系统设计上允许有CSO的DCF所需的下限长度和上限长度分别被提供为L_CSO1和L_CSO2时，所述DCF的长度L优选地在L_CSO1＜L_MPI时被设置为长于L_CSO1而短于L_CSO2，以及还在L_CSO1＜L_MPI＜L_CSO2时被设置为长于L_COS1而短于L_MPI。

另外，在根据本发明的模拟光传输系统中，长度为L的DCF可以由多个分开的光纤单元所决定；可以有在这些分开的光纤单元之间安排一个或多个光抑制设备的构造。在这种情况下，当用于使得系统设计上允许有MPI噪声的DCF所需的长度被提供为L_MPI，以及用于使得系统设计上允许有CSO的DCF所需的上限和下限长度分别被提供为L_CSO1和L_CSO2时，L_MPI可以被设置为短于L_CSO1，DCF的长度L可以被设置为长于L_CSO1而短于L_CSO2。即，当L_MPI短于L_CSO1时，MPI噪声的可能较大；然而，通过被安排在所述分开的光纤单元之间的多个光抑制设备，可以将全部DCF的MPI噪声设置在系统设计上可允许的范围内。

再有，根据本发明的模拟光传输系统可以具有一组模块，包括在传输线上被标准化的多个色散补偿模块。在这种情况下，所述多个色散补偿模块中的每个被安排在直接或间接地连接到所述传输线上的状态下，并且具有：用于所述传输线的色散的DCF补偿；光抑制设备，其被安排在与所述DCF的光入射端侧或光发射端侧中的至少一个相邻近的状态，并且抑制在所述光信号传播方向的相反方向上进行传播的光；以及连接终端，例如光连接器等。因此，在其中所述传输线上被安排有多个色散补偿模块的模拟光传输系统中，优选地，所述模块组中的每个色散补偿模块被选择，以使得∑MPI_i小于MPI_DCF以及∑D_i大于D₁而小于D₂，其中用于使得系统设计上允许有MPI噪声的模块组所需的MPI被提供为MPI_DCF，用于使得系统设计上允许有CSO的模块组所需的色散(ps/nm)的下限和上限值分别被提供为D₁和D₂，以及所述多个色散补偿模块中的每个的MPI之和及其色散(ps/nm)之和分别被提供为∑MPI_i和∑D_i。

由于可以补偿所述传输线和DCF中的传输损失，因此，根据本发明的模拟光传输系统还可以包括被安排在所述传输线的预定位置上的光放大器。

另外，为了避免由所述光放大器的信号失真所引起传输特性的降级，所述光放大器优选地具有这样的增益斜率，所述增益斜率的绝对值在信号光波长处大于等于0dB/nm而小于等于0.2dB/nm。出于同样的原因，所述模拟光传输系统还具有平化(flattening)设备，其被安排在所述传输线的预定位置处，并且平化所述掺稀土(rare earthdoped)的光纤放大器。另外，所述光放大器可以是掺稀土的光纤放大器、分布式喇曼(Raman)放大器、集总喇曼放大器和半导体光放大器中的任何一种。

在根据本发明的模拟光传输系统中，所述光信号的传输路径可以被加倍，以使得能够将模拟信号同时分配给多个部分。在这种情况下，例如光分支耦合器的光分支设备被安排在传输路径上，以便将从所述光发射器向所述光接收器进行传播的光信号分支成多条路径。

在根据本发明的模拟光传输系统中，当多个色散补偿模块被安排在所述光传输路径上时，在所述多个色散补偿模块中，用于对这样的分支路径进行补偿的色散补偿模块优选地直接被安排在所述发射器之后，所述分支路径在包括所述光分支设备作为传输路径的构成多条分支传输线的分支路径中具有最小累积(accumulated)色散。这是因为可以减少在所述多分支传输线中的色散补偿模块的数目。

这里，所述传输线可以被构造在这样的状态下，在所述状态中，具有1.3μm的零色散波长的标准SMF和不同于所述单模光纤的其它类型的光纤被混合。这是因为，当减小所述传输线的累积色散时，可以减小通过所述DCF的色散补偿量；因此，可以在整个传输线中减小所述MPI噪声。

具体来说，当非零色散位移光纤(此后被称为NZ-DSF)被用于所述不同类型的光纤时，所述NZ-DSF优选地具有这样的色散，所述色散的绝对值在信号光波长处大于1ps/nm/km而小于等于10ps/nm/km。当色散位移光纤(此后被称为DSF)被用于所述不同类型的光纤时，所述DSF优选地具有这样色散，所述色散的绝对值在所述信号光波长处大于等于0ps/nm/km而小于等于1ps/nm/km。另外，所述传输线可以包括具有这样的色散的光纤，所述色散的绝对值在所述信号光波长处大于等于1ps/nm/km而小于等于10ps/nm/km。具体来说，为了扩大传输损耗中的损耗预算，所述传输线的部分或者全部优选地由具有纯二氧化硅(silica)制成的芯的光纤(此后被称为纯二氧化硅芯光纤)所构成。另外，不故意(non-intentionally)掺的二氧化硅也被包括在本说明书的“纯二氧化硅”中。即，即使当不故意地稍微包含例如氯的其它杂质时，在所述二氧化硅是其杂质浓度基本上不影响所述传输特性的物质时，其被包括在本说明书的“纯二氧化硅”中。

而且，为了抑制传输线中瑞利散射光的发生以及减小MPI噪声，所述传输线优选地包括：其绝对值在信号光波长处大于等于18ps/nm/km而小于等于30ps/nm/km的色散；以及光纤，所述光纤具有大于等于90μm²而小于等于220μm²的有效面积。另外，为了通过减小所述传输线的累积色散来减小通过DCF的色散补偿量从而使得能够减少整个传输线上的MPI噪声，所述传输线优选地包括：其绝对值在信号光波长处大于等于1ps/nm/km而小于等于16ps/nm/km的色散；以及光纤，其具有大于等于20μm²而小于等于90μm²的有效面积。

根据本发明的模拟光传输线还可以包括被安排在所述DCF的上游侧的光衰减器。这是因为，在这种情况下，可以避免由所述DCF中发生的非线性光现象所引起的传输特性的降级。

另外，为了通过所述DCF自身来补偿所述DCF中的传输损耗以及扩大所述传输线的损耗预算，根据本发明的模拟光传输系统还可以使用所述DCF本身作为用于喇曼放大的光纤。在这种情况下，所述模拟光传输系统还包括：泵浦(pumping)光源，用于输出具有预定波长的泵浦光，以便在所述DCF中执行喇曼放大；以及光复用器，用于将所述泵浦光从所述泵浦光源引导到所述DCF。

根据下面给出的详细描述以及附图，本发明将充分地被理解，所述描述和附图仅是通过说明的方式而给出的，并且不能被认为是对本发明的限制。

根据后面给出的详细描述，本发明的应用的其它范围将会变得显而易见。然后，应当知道，由于对于本领域的技术人员来说，根据本详细描述，在本发明的精神和范围内的各种改变和修改都是显而易见的，因此，尽管指出了本发明的优选实施例，但是，所述详细描述和具体例子仅是通过说明的方式给出的。

附图说明

图1是准备作为模拟光传输系统的估计模型的构造的图示；

图2A-2C是示出了图1所示的模拟光传输系统中的仿真结果的图；

图3是说明了根据本发明的模拟光传输系统的第一实施例的设置的图；

图4是表示所述传输线的长度和CSO之间的关系的图，其中所述色散补偿距离被设置为参数；

图5是示出了两种类型的色散补偿光纤(DCF)的各种特性的表；

图6是示出了色散补偿光纤的长度(DCF的长度)和色散之间的关系的图，其中传输线的长度被设置为参数；

图7A和7B是分别示出了MPI串扰和接收光功率与单模光纤(SMF)的长度之间的关系的图，所述单模光纤是被应用有图5所示的DCF-A的模拟光传输系统中的传输线；

图8A和8B是分别示出了MPI串扰和接收光功率与单模光纤(SMF)的长度之间的关系的图，所述单模光纤是被应用有图5所示的DCF-B的模拟光传输系统中的传输线；

图9是根据本发明的模拟光传输系统的第二实施例的图示；

图10A至10E是色散补偿模块中所安装的色散补偿光纤(DCF)的构造的图示；

图11A至11C每个就不同的色散补偿距离示出了所述色散补偿光纤(DCF)的分割(division)数目和MPI串扰之间的关系；

图12是说明了作为根据本发明的模拟光传输系统而准备的实验设置的构造的图；

图13A是示出了另两种类型的色散补偿光纤(DCF)的各种特性的表，以及图13B是示出了相对强度噪声(RIN)和用于SMF色散补偿的长度的关系的图；

图14A和14B是示出了40-ch模拟传输中的CNR特性的实验结果的图；

图15A和15B是示出了40-ch模拟传输中的CSO特性的实验结果的图；

图16A至16C是说明了根据本发明的模拟光传输系统的第三实施例的构造(二分割的(two-divided)DCF)的图；

图17A至17C是说明了本模拟光传输系统的第四实施例的构造(多分支路径)的图；

图18A至18E是说明了本模拟光传输系统中传输线的各种构造例子的图；

图19A至19C每个是表示累积色散的改变的图，其中，就图9中所示的模拟光传输系统，应用图18C至18E中的任何一个的构造作为传输线；

图20是表示累积色散的改变的图，其中，就图16B所示的模拟光传输系统，应用图18C的构造作为传输线；

图21A至21C是表示累积色散的改变的图，其中，就图17C中的模拟光传输系统(不具有图17C中的色散补偿模块40b和光放大器50b)，应用图18A的构造作为第一分割路径30a，以及其中，应用图18D的构造分别作为第二和第三分割路径30b、30c；

图22是表示累积色散的改变的图，其中，就图3所示的模拟光传输系统，应用图18B的构造作为传输线；

图23是示出了根据本发明的模拟光传输系统的第五实施例的构造；

图24A和24B示出了根据本发明的模拟光传输系统的第六实施例。

具体实施方式

在下面，将参考图1、2A-2C、3-6、7A-8B、9、10A-11C、12、13A-19C、20、21A-21C、22-23以及24A-24B来详细描述根据本发明的模拟光传输系统的实施例。在附图的解释中，彼此相同的组分将通过彼此相同的标记来提及，而不会重复其重叠的描述。

本发明的一个目的是扩大采用低成本直接调制激光器(DML)的模拟光传输系统中的可传输距离。另外，本发明意欲通过避免传输线和色散补偿光纤(DCF)中的相对强度噪声(RIN)的影响来延长可传输的距离。具体来说，在根据本发明的模拟光传输系统中，具有高于普通DCF的FOM(质量因数)特性的DCF的应用使得能够缩短DCF本身，并且避免所述RIN的影响；因此，可以延长可传输的距离。

在这种情况下，为了现在验证可传输的距离，特性参数定义如下。

因此，在光AM-VSB(光波幅度调制残余边带)传输中的信噪比(此后被称为CNR：载波噪声比)由下面的公式(1)所提供，并且优选地大于等于51dB。

${\mathrm{CNR}}^{-1}=\{\frac{2R/N}{m^2}+\frac{4e(R_0{P}_d+I_d)}{{\left(m{R}_0{P}_d\right)}^2}+\frac{8k_{B}T{F}_r}{R_1{\left(m{R}_0{P}_d\right)}^2}\}B---\left(1\right)$

在这个公式中，RIN是半导体LD中的相对强度噪声(典型值：-155dB/Hz)；m是每个信道的调制程度(典型值：5％)；e是电子的基本电荷(典型值：1.60×10^-19C)；R_o是接收灵敏度(典型值：0.85A/W)；P_d是接收光功率(典型值：-4dB)；I_d是暗电流(典型值：1nA)；K_B是玻尔兹曼常量(典型值：1.31×10^-23J/K)；T是外界温度(典型值：273K)；F_r是接收器噪声指数(典型值：5dB)；以及R_l是负载电阻(典型值：300Ω)。

另外，通过下面的公式(2)来表示由于传输线中的光连接器而产生的影响。即，当在光发射器中考虑RIN时，RIN优选地是-155dB/Hz。

$\mathrm{RIN}\left(f\right)=p\frac{4}{\mathrm{\π}}\left\{\frac{\mathrm{\Δv}}{f^2+{\left(\mathrm{\Δv}\right)}^2}\right\}{\mathrm{\η}}_{12}{r}_1{r}_2---\left(2\right)$

在这个公式中，f是所观察的频率；p是偏振(polarized)光耦合系数；p是信号光和反射光的偏振光耦合系数；Δv是直接调制光源的频谱半幅值全宽(FWHM)(典型值：5GHz)；η₁₂是反射路径的透射率；以及，r₁和r₂是在反射点的反射率。

另外，在光纤中的瑞利散射的影响由下面的公式(3a)和(3b)来表示。注意，所述公式(3a)和(3b)表示所述影响，其中，所述传输线内所产生的MPI噪声被施加到所述信号光上。因此，随着研究的发展，甚至可以接近于通过仿真来确定MPI噪声时的可模拟传输距离。

$\mathrm{RIN}\left(f\right)=R_{\mathrm{eq}}^2\frac{4}{\mathrm{\π}}\frac{\mathrm{\Δv}}{f^2+{\left(\mathrm{\Δv}\right)}^2}---\left(3a\right)$

$R_{\mathrm{eq}}=\frac{S_R{\mathrm{\α}}_s}{2\mathrm{\α}}{(2\mathrm{\αL}-1+e^{-2\mathrm{\αL}})}^{1/2}---\left(3b\right)$

在所述等式中，R_eq ²是MPI噪声；S_Rα_S是瑞利散射系数γ(l/m)；α是传输线损耗(典型值：0.3dB)；以及L是光纤长度。

关于色散的失真特性，即，关于二阶失真的交调分量(此后被称为CSO：复合二阶差拍)，由下面的公式(4)所提供，并且优选地，通常为小于等于-60dB。

CSO＝20log(nσLmΔλf)         ...(4)

在该公式中，n是信道的数目；σ是色散(典型值：17ps/nm/km)；Δλ是FM响应(典型值：150MHz/mA)。

本发明人通过使用上述计算公式来计算接收灵敏度、MPI噪声、以及色散的影响。图1是说明作为模拟光传输系统而准备的计算模型的构造。图1所示的模拟光传输系统包括光发射器10、光接收器20，以及包括这些光发射器10和光接收器20之间所安排的单模光纤(SMF)的传输线30。

另外，图2A至2C是示出了图1所示的模拟光传输系统中的仿真结果的图。所述传输线的损耗在这里被设置为0.3dB/km。图2A示出了CNR和接收光功率之间的关系。在图2A中，图G211示出了与光发射器10中的RIN的关系；图G212是与散粒噪声的关系；图G213是与热噪声之间的关系；以及图G212是与总CNR的关系。由于标准的基于中继(repeating)的模拟传输所需的CNR是大于等于51dB，因此，实现所述等级所需的接收灵敏度是大于等于-3.65dBm。图2B示出了表示信号光和MPI噪声之间的比率的MPI串扰与相对强度噪声(RIN)之间的关系，以及表示当光源(直接调制光源)的频谱半幅值全宽(FWHM)Δv在公式(3a)和(3b)中的频率f被固定为445.25MHz时被改变时的改变。即，在图2B中，图G221示出了当Δv＝1GHz时的改变；图G222示出了当Δv＝3GHz时的改变；图G223示出了当Δv＝5GHz时的改变；图G224示出RIN＝-155dB/Hz。从这些结果中可以显而易见的是，需要至少小于等于-60dB的MPI串扰来将系统中的RIN抑制在关于激光器的RIN级别(-155dB/Hz)的特性之内。另外，图2C示出了传输距离(假设SMF在1550nm的波长处具有17ps/nm/km的色散)和CSO之间的关系。根据图2C，可以确定，为了抑制在色散影响下的CSO的劣化，可传输距离最多是约5km。

出于这个原因，在本发明中，意欲通过包括DCF的色散补偿模块来增加可传输距离。图3是说明了根据本发明的模拟光传输系统的第一实施例的图。

根据第一实施例的模拟光传输系统包括：包括DML的光发射器10、光接收器20、被安排在所述光发射器10和光接收器20之间的传输线、以及色散补偿模块40。所述色散补偿模块40具有：在所述传输线上可分离地被提供的光连接器41a、41b；被安排在所述光连接器41a、41b之间的DCF 400；以及光隔离器(此后被称为ISO)410a、410b。然而，光环行器可以被用来代替所述ISO 410a、410b。附带地，在所述第一实施例中，所述色散补偿模块40被安排成紧跟在所述光发射器之后，但是，其可以被安排在所述传输线30的任何地方。

在所述结构中，图4示出了表示传输线长度(SMF的长度)和CSO之间的关系的结果，其中色散补偿距离是参数(FM响应是150KHz/mA)。于是，在图4中，图G411示出了能够补偿10km的SMF的色散的DCF；图412示出了能够补偿20km的SMF的色散的DCF；图413示出了能够补偿30km的SMF的色散的DCF；图414示出了能够补偿40km的SMF的色散的DCF；图415示出了能够补偿50km的SMF的色散的DCF；以及图416示出了没有DCF的状态。根据所述结果可以明显看出，当在传输线上插入DCF时，可以在传输线长度的±5km(当通过累积色散值所转换时大约是±85ps/nm/km)范围内维持极好的传输特性。

然而，当DCF被插入传输线上时，有这样一些情况，即所述DCF的瑞利散射的特性和MPI噪声的特性发生问题。图5示出了标准DCF(DCF-A)和具有较大色散绝对值的DCF(DCF-B)的特性。由于DCF-B具有较大的色散绝对值，因此，用于色散所需的光纤长度较短，因此，所述色散补偿模块中所产生的瑞利散射的值可以较小。在这种情况下，当这种DCF被连接到标准SMF时，通常进行TEC(热膨胀芯(Thermally Expanded Core))连接，以便能减小所述连接损耗的减小；然而，为了减小所述色散补偿模块的损耗，需要所述TEC连接损耗在每一侧具有至少小于等于1dB的连接损耗。

图6是示出了色散补偿光纤的长度(DCF的长度)和色散之间的关系的图，其中，传输线的长度是参数。在图6中，区域A1表示能够补偿10km的SMF的色散的区域；区域A2表示能够补偿20km的SMF的色散的区域；区域A3表示能够补偿30km的SMF的色散的区域。具体来说，当考虑对20km的SMF的色散进行补偿的情况时，区域A2的上侧(由箭头S1所指示的区域)是不能完全补偿所述SMF的色散的区域，而区域A2的下侧(由箭头S2所指示的区域)是过度补偿所述SMF的色散的区域。如从图6可以明显看出的那样，假设对20km的SMF的色散进行补偿的DCF具有-330ps/nm/km的色散，则所述DCF可以具有小于等于1.2km的光纤长度，而假设所述DCF具有-250ps/nm/km的色散，则所述DCF可以具有小于等于1.1km的光纤长度。

另一方面，根据前述的仿真结果，所述模拟光传输系统需要满足下面的条件：全部MPI噪声小于等于-60dB，以及CSO也小于等于-60dB。

特别地，所述传输线中的MPI噪声MPI_TL和所述DCF中的MPI噪声MPI_DCF由下面的公式(5a)和(5b)所定义。

${\mathrm{MPI}}_{\mathrm{TL}}={\left(\frac{{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{TL}}}{2{\mathrm{\α}}_{\mathrm{TL}}}{(2{\mathrm{\α}}_{\mathrm{TL}}{L}_{\mathrm{TL}}-1+e^{-2{\mathrm{\α}}_{\mathrm{TL}}{L}_{\mathrm{TL}}})}^{1/2}\right)}^2---\left(5a\right)$

${\mathrm{MPI}}_{\mathrm{DCF}}={\left(\frac{{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{DCF}}}{2{\mathrm{\α}}_{\mathrm{DCF}}}{(2{\mathrm{\α}}_{\mathrm{DCF}}{L}_{\mathrm{DCF}}-1+e^{-2{\mathrm{\α}}_{\mathrm{DCE}}{L}_{\mathrm{DCF}}})}^{1/2}\right)}^2---\left(5b\right)$

在所述公式中，γ是瑞利散射系数。因此，在整个系统中，必需满足下面的公式。

MPI_DCF+MPI_TL≤10^-6                      ...(6)

因此，由于对于整个系统，公式(6)必需被满足，因此，如下面的公式(7)中所示的那样，DCF的长度L_DCF的限制从公式(5b)和(6)中被导出。

$L_{\mathrm{DCF}}\≤\sqrt{\frac{2}{{{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{DCF}}}^2}({10}^{-6}-{\mathrm{MPI}}_{\mathrm{TL}})}---\left(7\right)$

类似地，当由传输线上的DCR所插入的CSO在整个系统中被设置为小于等于-60dB时，公式(4)的色散σL由|σ_DCFL_DCF-σ_TLL_TL|所提供；由此，传输线的长度L_TL以及DCF的长度L_DCF也必需满足下面的公式(8)。

$|{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{DCF}}{L}_{\mathrm{DCF}}-{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{TL}}{L}_{\mathrm{TL}}|\≤\frac{{10}^{-3}}{\mathrm{nm\Δ\λf}}---\left(8\right)$

根据上面，当使得系统设计上允许有DCR处的MPI噪声的DCF的长度被定义为L_MPI，以及，对应于将在所述DCF中所产生的色散的CSO被定义以使得系统设计上可允许的DCF的下限长度和上限长度分别被定义为L_CSO1和L_CSO2时，所述DCF的长度L优选地被设置为在L_CSO2＜L_MPI时大于L_CSO1而短于L_CSO2，以及在L_CSO1＜L_MPI＜L_CSO2时大于L_CSO1而短于L_MPI。这里，在分别使用具有10km长度的SMF、具有20km长度的SMF以及具有30km长度的SMF的情况下，图6增加地示出了由MPI噪声的上限(MPI上限)所限制的DCF长度的区域。在图6中，交替长和短的点划线指示对具有10km、20km及30km长度的相应SMF具有-150ps/nm/km的色散的标准DCF的长度的上限。另外，链状双点线指示对具有10km、20km及30km长度的相应SMF具有-330ps/nm/km的色散的DCF的长度的上限。

图7A和7B是分别示出了MPI串扰和接收光功率与单模光纤(SMF)的长度之间的关系的图，所述单模光纤是被应用有图5所示的DCF-A的模拟光传输系统中的传输线。注意，所述SMF的传输损耗被假定为0.3dB。在图7A中，图G711a表示能够对10km的SMF进行补偿的DCF-A处的MPI串扰的改变；图G712a表示能够对20km的SMF进行补偿的DCF-A处的MPI串扰的改变；图G713a表示能够对30km的SMF进行补偿的DCF-A处的MPI串扰的改变；图G714a表示能够对40km的SMF进行补偿的DCF-A处的MPI串扰的改变；图G715表示能够对50km的SMF进行补偿的DCF-A处的MPI串扰的改变。另一方面，在图7B中，图G711b表示在应用能够对10km的SMF进行补偿的DCF-A时接收光的功率的改变；图G712b表示在应用能够对20km的SMF进行补偿的DCF-A时接收光的功率的改变；图G713b表示在应用能够对30km的SMF进行补偿的DCF-A时接收光的功率的改变；图G714b表示在应用能够对40km的SMF进行补偿的DCF-A时接收光的功率的改变；图G715b表示在应用能够对50km的SMF进行补偿的DCF-A时接收光的功率的改变；以及，图G710b表示在应用作为单位的DCF-A用于参考目的时接收光的功率的改变。

另外，图8A和8B是分别示出了MPI串扰和接收光功率与单模光纤(SMF)的长度之间的关系的图，所述单模光纤是被应用有图5所示的DCF-B的模拟光传输系统中的传输线。注意，所述SMF的传输损耗被假定为0.3dB。在图8A中，图G811a表示能够对10km的SMF进行补偿的DCF-B处的MPI串扰的改变；图G812a表示能够对20km的SMF进行补偿的DCF-B处的MPI串扰的改变；图G813a表示能够对30km的SMF进行补偿的DCF-B处的MPI串扰的改变；图G814a表示能够对40km的SMF进行补偿的DCF-B处的MPI串扰的改变；图G815a表示能够对50km的SMF进行补偿的DCF-B处的MPI串扰的改变。另一方面，在图8B中，图G811b表示在应用能够对10km的SMF进行补偿的DCF-B时接收光的功率的改变；图G812b表示在应用能够对20km的SMF进行补偿的DCF-B时接收光的功率的改变；图G813b表示在应用能够对30km的SMF进行补偿的DCF-B时接收光的功率的改变；图G814b表示在应用能够对40km的SMF进行补偿的DCF-B时接收光的功率的改变；图G815b表示在应用能够对50km的SMF进行补偿的DCF-B时接收光的功率的改变；以及，图810b表示在应用作为单位的DCF-B用于参考目的时接收光的功率的改变。

如从图7A和图8B可以看出的那样，在采用DCF-A(标准DCF)的系统中，MPI串扰不能满足小于等于-60dB的串扰，而在采用DCF-B(具有较大色散绝对值的DCF)的系统中，即使在对20km的SMF执行色散补偿时，MPI串扰也可以满足目标值。这意味着，即使在仅可以传输几公里的DML的传统模拟传输中，也可以进行大于等于25公里的无中继的传输。如从图7A和图8B可以明显看出的那样，当传输距离是在30km的量级时，可以获得足够的接收灵敏度。

然而，如图9所示的那样，当传输线的损耗大于等于0.3dB/km时，需要通过在所述传输线上安排光放大器来补偿所述传输线的损耗。因此，图9是说明根据本发明的模拟光传输系统的第二实施例的图。除了在传输线30上安排光放大器50之外，所述第二实施例包括类似于前述第一实施例的构造。在根据第二实施例的模拟光传输系统中，所述光放大器可以被安排在光发射器10之后，被安排在色散补偿模块40侧，以及还被安排在光接收器20之前。

另外，为了实现较长的模拟传输距离，必需执行：(1)保证整个传输线的损耗预算，(2)色散补偿，(3)减少MPI串扰。

关于项(1)，通过使用所述光放大器，损耗预算可以保证整个传输线的损耗预算。在这种情况下，掺铒光纤放大器、掺铒光放大波导、喇曼放大器、半导体光放大器等可用于所述光放大器。然而，所述光放大器的失真优选地是较小的。

另一方面，关于项(2)和(3)，由于通过色散补偿模块的色散补偿量和MPI噪声之间的折中关系被建立，因此，当应用具有整体(unitary)长度的DCF时很难进行所述研究。为了解决这个问题，如图10A至10E所示，DCF 400被分成多个光纤单元，以及ISO被安排在这些光纤单元之间；这样，需要抑制DCF内所产生的瑞利散射光。另外，图10B至10E说明了在所述DCF分别被二分割至五分割时的构造。另外，图11A至11C示出了MPI串扰对DCF的分割数量的变化。这样，图11A示出了其中由DCF-B对30km的SMF进行色散补偿的计算结果；在图11A中，图1010a表示由具有整体长度的DCF所补偿的结果；图1020a表示通过二分割的DCF所补偿的结果；图1030a表示通过三分割的DCF所补偿的结果；图1040a表示通过四分割的DCF所补偿的结果；图1050a表示通过五分割的DCF所补偿的结果。图11B示出了其中由DCF-B对40km的SMF进行色散补偿的计算结果；在图11B中，图1010b表示由具有整体长度的DCF所补偿的结果；图1020b表示由二分割的DCF所补偿的结果；图1030b表示由三分割的DCF所补偿的结果；图1040b表示由四分割的DCF所补偿的结果；图1050b表示由五分割的DCF所补偿的结果。另外，图11C示出了其中由DCF-B对50公里的SMF进行色散补偿的计算结果；在图11C中，图1010c表示由具有整体长度的DCF所补偿的结果；图1020c表示由二分割的DCF所补偿的结果；图1030c表示由三分割的DCF所补偿的结果；图1040c表示由四分割的DCF所补偿的结果；图1050c表示由五分割的DCF所补偿的结果。

如从图11A至11C可以明显看出的那样，可以确定，不可能在具有整体长度的DCF-B中实现的30km的模拟传输可以由二分割的DCF-B所实现，以及，40km的模拟传输可以由四分割的DCF-B所实现。

因此，DCF的长度被定义为L_MPI，其中在DCF处的MPI噪声被转换成具有整体长度的光纤，这是系统设计上可允许的，而下限长度和上限长度分别被定义为L_CSO1和L_CSO2，其中，与DCF中所产生的色散相对应的CSO被转换成具有整体长度的光纤，这是系统设计上可允许的；在这种情况下，即使当转换长度L_MPI短于下限值L_CSO1时，整个系统上的MPI噪声也可以由安排在所述光纤单元之间的ISO所减少；因而，所述多个光纤单元的总长L可以被设置为长于L_CSO1而短于L_CSO2。

在下面，AM-VSB(光波幅度调制残留边带)的实验结果被准备作为根据本发明的模拟光传输系统的实验设置。图12是说明了被准备作为根据本发明的模拟光传输系统的实验设置的构造。

图12所示的实验设置包括：发射器10；调制信号产生器100，其输出用于调制将从所述发射器10所输出的光信号的电信号；接收器20；以及监控系统，其监控所述接收器20。所述实验设置以从发射器10到接收器20的顺序还包括：可变衰减器110a；色散补偿模块40；EDFA(掺铒光纤放大器)50a；可变衰减器110b；作为传输线的SMF30；可变衰减器110c。所述色散补偿模块由两个ISO 410a、410b以及被安排在所述ISO 410a、410b之间的色散补偿光纤400所组成。另外，所述监控系统包括频谱分析器130，以及，以从所述接收器20到所述频谱分析器130的顺序还包括：带通滤波器120；可变衰减器110d；以及放大器。

图13A是示出了准备用于图12所示的实验设置的DCF的各种特性。DCF-C具有1.58km的长度L，0.91dB的传输损耗α，2.0dB的模块后的损耗，-297.4ps/nm/km的色散，-0.114ps/nm²/km的色散斜率，28.5km的用于SMF色散补偿的长度，以及4.7×10^-7(l/m)的瑞利散射系数。另一方面，DCF-D具有3.09km的长度L，0.65dB的传输损耗α，2.9dB的模块后的损耗，-149.7ps/nm/km的色散，-0.474ps/nm²/km的色散斜率，28.0km的用于SMF色散补偿的长度，以及4.2×10^-7(l/m)的瑞利散射系数。DCF-C和DCF-D都可以补偿约28km的SMF的色散，但是，由于DCF-C具有比DCF-D大的色散绝对值，因此，DCF-C具有比DCF-D短的长度。另外，当ISO 410a、410b被放置在DCF400的上游和下游时，DCF-C的模块损耗比DCF-D的模块损耗约小1dB。

另外，图13B是示出了相对强度噪声(RIN)和在97.25MHz的RF信号频率处用于SMF色散补偿的长度的关系的图。在图13B中，图G1310a表示Δv＝300MHz处的DCF-C中的关系，图G1310b表示Δv＝1GHz处的DCF-C中的关系，图G1320a表示Δv＝300MHz处的DCF-D中的关系，图G1320b表示Δv＝1GHz处的DCF-D中的关系。如从图13B可以看出的那样，与DCF-D相比较，DCF-C可以抑制RIN的增长约5dB。因此，与DCF-D相比较，DCF-C可以显著地抑制色散补偿的CNR劣化。

在图12所示的实验性设置中，发射器10包括直接调制LD，以及从91.25MHz到415.25MHz的40个信道的RF信号被调制。每一个信道的调制指数是4.2％。在DCF 400(DCF-C或DCF-D)的上游，ISO 410a被安排以便防止在其它组件之间的多反射。被输入ISO 410a的光功率被设置为3.9dBm，以便防止DCF 400中的非线性现象(由自身相位调制所引起的相移或受激布里渊(Brillouin)散射)。再有，分别地，通过DCF的光由EDFA 50a所放大，所述可变衰减器110b被调节以使得具有13dBm的功率的光被输入SMF 30中，以及具有0dBm的功率的光到达接收器20。

在所述实验性设置中，在使用普通SMF作为传输线的情况下，评价改变光纤长度时的传输特性。在这个实验中，CNR＞46dB及CSO＜-60dB被设置作为用于良好传输状况的特性的参考。图14A和14B是示出了40-ch模拟传输中的CNR特性的实验结果的图。另外，这些图与所述实验结果一起示出了在Δv＝300MHz的理论计算结果。如从图14A和14B可以看出的那样，所述实验结果和理论计算结果通常是彼此对应的。图14A示出了在没有色散补偿的情况下的理论计算结果和实验结果，以及在图14A中，图G1410a表示在97.25MHz的RF频率下的理论计算结果，图G1410b表示在277.25MHz的RF频率下的理论计算结果，以及图G1410c表示在415.25MHz的RF频率下的理论计算结果。另外，符号“■”表示在97.25MHz的RF频率下的实验结果，符号“●”表示在277.25MHz的RF频率下的实验结果，以及符号“▲”表示在415.25MHz的RF频率下的实验结果。另一方面，图14B示出了在色散补偿情况下的理论计算结果和实验结果，以及在图14B中，图G1420a表示在97.25MHz的RF频率下的DCF-C的理论计算结果，图G1420b表示在277.25MHz的RF频率下的DCF-C的理论计算结果，图G1420c表示在415.25MHz的RF频率下的DCF-C的理论计算结果，符号“■”表示在97.25MHz的RF频率下的DCF-C的实验结果，符号“●”表示在277.25MHz的RF频率下的DCF-C的实验结果，以及符号“▲”表示在415.25MHz的RF频率下的DCF-C的实验结果。另外，在图14B中，图G1430a表示表示在97.25MHz的RF频率下的DCF-D的理论计算结果，图G1430b表示在277.25MHz的RF频率下的DCF-D的理论计算结果，图G1430c表示在415.25MHz的RF频率下的DCF-D的理论计算结果，符号“■”表示在97.25MHz的RF频率下的DCF-D的实验结果，符号“●”表示在277.25MHz的RF频率下的DCF-D的实验结果，以及符号“▲”表示在415.25MHz的RF频率下的DCF-D的实验结果。

如从图14A中可以看出的那样，在仅有发射器10的情况下(不执行色散补偿)，在SMF传输线30的输入端的CNR大于等于50dB，以及当SMF传输线30的长度增加时，CNR由于SMF传输线30中的MPI噪声增加而发生劣化。相反，如从图14B可以看出的那样，在通过DCF-C或DCF-D执行色散补偿的情况下，CNR由于每种DCF中的MPI而发生劣化，但是，当使用DCF-C时，40km的SMF传输的CNR是47.5dB，而当使用DCF-D时，40km的SMF传输的CNR是44.5dB。因此，与DCF-D相比，DCF-C可以抑制约3.0dB的CNR劣化。

另外，图15A和15B是示出了40-ch模拟传输中的CSO特性的实验结果的图。而且，这些图与所述实验结果一起示出了考虑到发射器10的一部分失真部件对CSO的影响的CSO理论计算结果。在这种情况下，所述实验结果和理论计算结果近似地彼此对应。图15A示出了在没有色散补偿情况下的理论计算结果和实验结果，以及在图15A中，图G1510a表示在97.25MHz的RF频率下的理论计算结果，图G1510b表示在277.25MHz的RF频率下的理论计算结果，以及图G1510c表示在415.25MHz的RF频率下的理论计算结果。另外，符号“■”表示在97.25MHz的RF频率下的实验结果，符号“●”表示在277.25MHz的RF频率下的实验结果，以及符号“▲”表示在415.25MHz的RF频率下的实验结果。另一方面，图15B示出了在色散补偿情况下的理论计算结果和实验结果，以及在图15B中，图G1520a表示在97.25MHz的RF频率下的DCF-C的理论计算结果，图G1520b表示在277.25MHz的RF频率下的DCF-C的理论计算结果，图G1520c表示在415.25MHz的RF频率下的DCF-C的理论计算结果，符号“■”表示在97.25MHz的RF频率下的DCF-C的实验结果，符号“●”表示在277.25MHz的RF频率下的DCF-C的实验结果，以及符号“▲”表示在415.25MHz的RF频率下的DCF-C的实验结果。另外，在图15B中，图G1530a表示表示在97.25MHz的RF频率下的DCF-D的理论计算结果，图G1530b表示在277.25MHz的RF频率下的DCF-D的理论计算结果，图G1530c表示在415.25MHz的RF频率下的DCF-D的理论计算结果，符号“■”表示在97.25MHz的RF频率下的DCF-D的实验结果，符号“●”表示在277.25MHz的RF频率下的DCF-D的实验结果，以及符号“▲”表示在415.25MHz的RF频率下的DCF-D的实验结果。

如从图15A可以看出的那样，在仅有发射器10的情况下(不执行色散补偿)，CSO大于-60dB，以及传输长度约10km。另一方面，如从图15B可以看出的那样，在通过DCF-C和DCF-D执行色散补偿的情况下，在SMF传输线30的长度是25至30km的状况下，CSO小于-60dB。

如上所述，在具有DCF-C的色散补偿的模拟传输实验中，40-ch的模拟信号可以传输约30km，而维持CNR＞46dB且CS＜-60dB的良好传输状况，并且因此，能够证实DCF-C相对于DCF-D的优势。

接着，将描述将分割为多个光纤单元的DCF应用到色散补偿模块中的情况。图16A至16C是说明了根据本发明的模拟光传输系统的第三实施例的构造(二分割的DCF)的图。

图16A中所示的模拟光传输系统具有与根据第二实施例的模拟光传输系统(图9)基本相同的结构；然而，有不同之处在于，在色散补偿模块40中安排有二分割的DCF(光纤单元)。另外，在图16B所示的模拟光传输系统中，包括二分割的光纤单元(DCF)中的一个的色散补偿模块40a被安排成紧跟在光发射器10之后，而包括另一个光纤单元(DCF)的色散补偿单元40b被安排在构成传输线30的传输线单元30a、30b处。另外，在图16C所示的模拟光传输系统中，包括二分割的光纤单元(DCF)中的一个的色散补偿模块40a被安排成紧跟在光发射器10之后，而包括另一个光纤单元(DCF)的色散补偿单元40b被安排成紧接在光接收器20之前。

另外，在如上所述将多个色散补偿模块40a、40b安排在传输线上的模拟光传输系统中，系统设计上所允许的色散补偿单元的总MPI噪声被定义为MPI_DCF，而在色散补偿单元处系统设计上所允许的用以获得CSO的累积色散的下限和上限值分别被定义为D₁和D₂，优选地，在所述多个色散补偿模块中的每个处的有效MPI噪声的总数小于MPI_DCF，以及，在所述多个色散补偿模块中的每个处的累积色散的总数大于D₁而小于D₂。

接着，将描述通过多分支传输线来构造传输线的情况，在所述多分支传输线中，通过使用例如光分支耦合器的光分支设备来构造传输线30。图17A至17C是说明了根据本发明的模拟光传输系统的第四实施例(多分支路径)的构造的图。

图17A所示的模拟光传输系统具有与根据第二实施例的模拟光传输系统(图9)基本相同的结构，以及还具有以下构造：传输线通过光耦合器60而被分成三分支线路30a至30c，光接收器20a至20c分别被连接到所述分支的线路30a至30c。另外，图17B中所示的模拟光传输系统具有类似于17A中所示的模拟光传输系统的多分支线路，以及所述DCF还是被三分割的。出于这个原因，包括所述三分割的分支线路的第一光纤单元(DCF)的色散补偿模块40a被安排成紧跟在光发射器10之后，包括其第二光纤单元(DCF)的色散补偿模块40b被安排在第二分支线路30b上，以及包括其第三光纤单元(DCF)的色散补偿模块40c被安排在第三分支线路30c上。另外，在图17B所示的模拟光传输系统中，由于分支线路的长度彼此不同，第一光放大器50a被安排成紧接在光分支耦合器60之前，以及第二光放大器50b被安排在所述第三分支线路30c上。另外，在图17C所示的模拟光传输系统中，为了减少图17B中所示的模拟光传输系统中的色散补偿模块的数量，通常被提供用于所述第二和第三分支线路30b、30c的色散补偿模块40b和光放大器50b被安排在第一光分支耦合器60a和第二光分支耦合器60b之间。

附带地，关于色散补偿，如图4中所示的那样，由于当距离100％色散补偿部分有约±5km(变换为累积色散值约为±85ps/nm/km)时可以获得期望的CSO特性，因此，在图17A所示的模拟光传输系统中，分支线路30a至30c的长度每个相差在±5km内，因而，不需要独立地执行色散补偿。然而，由于在例如图17B或图17C中所示的模拟光传输系统的实际系统中，对于每条分支线路，累积色散以及传输线上的损耗是不同的，因此，需要在所述发射器10侧对预先补偿所述多分支传输线中的最小累积色散所需的色散量进行补偿；还需要对其余的分别执行色散补偿。

而且，作为一种用于减少传输线的累积色散的方法，如图18A至18E所示，还考虑在传输线中混合1.55μm的零色散DSF以及采用NZ-DSF和SMF。具体来说，通过减少传输线本身的累积色散，可以减少将由色散补偿模块所补偿的色散量，从而减少整个传输线上的MPI噪声。然而，在1.55μm的DSF或NZ-DSF中，将在传输线中所产生的瑞利散射的比率与典型的SMF相比是较大的；为了保持良好的传输特性，期望使得1.55μm的DSF或NZ-DSF的长度尽可能短。另外，图18A至18E是说明了模拟光传输系统中的传输线的各种构造例子的图。

例如，当所述NZ-DSF与在1.3μm处具有零色散的SMF一起被应用到其上时，所述NZ-DSF优选地具有这样的色散，所述色散的绝对值在信号光波长处大于1ps/nm/km而小于等于10ps/nm/km。当所述DSF与所述SMF一起被应用于其上时，所述DSF优选地具有这样的色散，所述色散的绝对值在信号光波长处大于等于0ps/nm/km而小于等于1ps/nm/km。另外，具有以下色散以及在所述信号光波长处具有大于等于20μm²而小于等于90μm²的有效面积的光纤可以与所述SMF一起被应用到所述传输线上，所述色散的绝对值在所述信号光波长处大于等于1ps/nm/km而小于等于16ps/nm/km。

另外，为了减小将在传输线中所产生的瑞利散射光，可以采用具有较小瑞利散射系数且具有较大有效面积的光纤。在这种情况下，优选地，在所述传输线的全部或其部分上特别采用具有纯二氧化硅的芯的光纤。这是因为，由于在所述芯中没有杂质，因此，所述瑞利散射系数较小。由于和普通的GeO₂芯的SMF相比，纯二氧化硅芯的光纤的损耗较小，因此，还可以预期到有扩大损耗预算的效果。

另外，为了抑制传输线中瑞利光的出现，由此，减小MPI噪声，所述光传输线30优选地具有以下色散以及在所述信号光波长处具有大于等于90μm²而小于等于220μm²的有效面积Aeff，所述色散的绝对值在信号光波长处大于等于18ps/nm/km而小于等于30ps/nm/km。

如上所述，当所述传输线和DCF 400被分成多个单元时，由公式(5a)和(5b)所定义的MPI噪声被重写为下面的公式(9)。

${\mathrm{MPI}}_{x-k}={\left(\frac{{\mathrm{\γ}}_{X-K}}{2{\mathrm{\α}}_{X-K}}{(2{\mathrm{\α}}_{X-K}{L}_{X-K}-1+e^{-2{\mathrm{\α}}_{X-K}{L}_{X-K}})}^{1/2}\right)}^2---\left(9\right)$

在该公式中，下标X表示光纤的类型，而下标K表示分割的单元数量。另外，公式(6)和(8)中所示的系统中所需的条件被重写，如下面的公式(10a)和(10b)所示，其中，所述DCF被分成i个光纤单元，以及，所述传输线30(TL)被分成j个光纤单元。

$\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{MPI}}_{\mathrm{DCF}-i}+\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{MPI}}_{\mathrm{TL}-j}\≤{10}^{-6}---\left(10a\right)$

$|\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{DCF}-i}{L}_{\mathrm{DCF}-i}-\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{TL}-j}{L}_{\mathrm{TL}-j}|\≤\frac{{10}^{-3}}{\mathrm{nm\Δ\λf}}---\left(101b\right)$

另外，图19A-19C、20、21A-21C以及22是表示具有前述各种构造的模拟光传输系统中的累积色散的改变的图。即，图19A是表示在图18C的构造就图9所示的模拟光传输系统而被应用作为传输线30的情况下的累积色散的改变的图。图19B是表示在图18D的构造就图9所示的模拟光传输系统而被应用作为传输线30的情况下的累积色散的改变的图。图19C是表示在图18E的构造就图9所示的模拟光传输系统而被应用作为传输线30的情况下的累积色散的改变的图。图20是表示在图18C的构造就图16B所示的模拟光传输系统而被应用作为传输线30的情况下的累积色散的改变的图。图21A至21C是表示在图18A的构造就图17C所示的模拟光传输系统(不具有图17C中的色散补偿模块40b和光放大器50b的构造)而被应用作为第一分割路径30a并且图18D的构造分别被应用作为第二和第三分割路径30b、30c的情况下的累积色散的改变的图。另外，图22是表示在图18B的构造就图3所示的模拟光传输系统而被应用作为传输线的情况下的累积色散的改变的图。

图23是说明根据本发明的模拟光传输系统的第五实施例的构造的图。根据第五实施例的模拟光传输系统具有类似于根据第二实施例(图9)的模拟光传输系统的构造；然而，有不同之处在于，光衰减器70被安排在所述光发射器10和色散补偿模块40之间，作为用于减小所述DCF或包括所述DCF的色散补偿模块中的非线性的结构。

一般地，当高输出功率的光在DCF 400中进行传播时，由于自身的相位调制而发生相移，这可以引起信号光中的任何失真。当在所述色散补偿模块40的入射端侧安排有固定的或可变的光衰减器70时，这可以被避免。

另外，当所述光信号的频谱线宽是窄的时，还可能要考虑发生受激布里渊散射。这也可以通过减小所述DCF 400上入射的信号功率而被避免。如果整个系统及其接收灵敏度的损耗也由于安排有衰减器70而被降低增加，则光放大器等可以被安排在适当的位置。

图24A和24B是说明根据本发明的模拟光传输系统的第六实施例的构造的图。根据第六实施例的模拟光传输系统具有这样的构造，所述构造使得能够实现由于喇曼放大的无损色散补偿模块。

因此，根据第六实施例的模拟光传输系统具有类似于根据第一实施例的模拟光传输系统的构造；然而，有不同之处在于，还提供泵浦光源，以便利用所述色散补偿模块40中的DCF 400作为喇曼放大媒介。特别地，如图24A所示，用于在DCF 400中引导泵浦光的波长合成设备420(WDM耦合器)被安排在ISO 410a和410b之间。图24A中的泵浦光源80a由一个光纤光栅激光器820(FGL)和用于减小所述喇曼放大器的偏振相关增益的去偏振(depolarizing)设备810(去偏振器)所构成。如上面所提及的那样，在泵浦光源80a仅具有单个FGL的情况下，需要使所发射的泵浦光在去偏振状态下。

另外，在根据第六实施例的模拟光传输系统中，用于执行喇曼放大的所述泵浦光源可以是具有多个光源的构造。例如，如图24B所示，所述泵浦光源80b由两个FGL和偏振复用器830所构成。当象泵浦光源80b那样采用所述两个FGL时，可以通过使用偏振复用器830来减小PDG。

根据本发明的模拟光传输系统被应用于光通信系统，所述光通信系统提供从现有网络的终端站经由光纤到达订户家里的FTTH业务。

根据本发明，当用于补偿传输线的色散的色散补偿光纤适当地被选择时，在使用低成本的直接调制激光二极管(DML)的模拟光传输系统中，可以大大地延长可传输的距离。

根据所描述的本发明，显而易见的是，本发明的实施例可以通过许多方式而被改变。这种改变不被认为是脱离本发明的精神和范围的，并且对于本领域普通技术人员显而易见的所有这种修改都要被包括在以下权利要求的范围之内。

Claims (26)

1.一种模拟光传输系统，包括：

光发射器，其输出根据频域上所复用的电信号而被调制的光信号；

传输线，通过所述传输线，所调制的光信号进行传播；

光接收机，其接收通过所述传输线而进行传播的光；

色散补偿光纤，其补偿所述传输线的色散；以及

光抑制设备，其抑制在所述光信号的传播方向的相反方向上进行传播的光，所述光抑制设备被安排成与所述色散补偿光纤的光入射端侧和光发射端侧中的至少一个相邻近的状态，

其中，所述色散补偿光纤的长度L在L_CSO1＜L_MPI时被设置为长于L_CSO1而短于L_CSO2，以及还在L_CSO1＜L_MPI＜L_CSO2时被设置为长于L_CSO1而短于L_MPI，其中，用于使得系统设计上允许有MPI噪声的所述色散补偿光纤所需的长度被提供为L_MPI，以及用于使得系统设计上允许有CSO的所述色散补偿光纤所需的下限长度和上限长度分别被提供为L_CSO1和L_CSO2。

2.一种模拟光传输系统，包括：

光发射器，其输出根据频域上所复用的电信号而被调制的光信号；

传输线，通过所述传输线，所调制的光信号进行传播，所述传输线具有小于等于20km的总长并且包括单模光纤；

光接收机，其接收通过所述传输线而进行传播的光；

色散补偿光纤，其补偿所述传输线的色散，所述色散补偿光纤满足第一条件和第二条件之一，所述第一条件即，色散被设置为小于等于-250ps/nm/km，且长度被设置为小于等于1.1km，所述第二条件即，色散被设置为小于等于-330ps/nm/km，且长度被设置为小于等于1.2km；以及

光抑制设备，其抑制在所述光信号的传播方向的相反方向上进行传播的光，所述光抑制设备被安排成与所述色散补偿光纤的光入射端侧和光发射端侧中的至少一个相邻近的状态。

3.根据权利要求1的模拟光传输系统，其中，所述色散补偿光纤具有大于等于3.0×10^-8(l/m)而小于1.5××10^-7(l/m)的瑞利散射系数。

4.一种模拟光传输系统，包括：

光发射器，其输出根据频域上所复用的电信号而被调制的光信号；

传输线，通过所述传输线，所调制的光信号进行传播；

光接收机，其接收通过所述传输线而进行传播的光；

色散补偿光纤，其补偿所述传输线的色散，所述色散补偿光纤具有长度L；以及

第一光抑制设备，其抑制在所述光信号的传播方向的相反方向上进行传播的光，所述第一光抑制设备被安排成与所述色散补偿光纤的光入射端侧和光发射端侧中的至少一个相邻近的状态，

其中，L_MPI短于L_CSO1，以及所述色散补偿光纤的长度L被设置为长于L_CSO1而短于L_CSO2，其中，用于使得系统设计上允许有MPI噪声的所述色散补偿光纤所需的长度被提供为L_MPI，以及用于使得系统设计上允许有CSO的所述色散补偿光纤所需的上限和下限长度分别被提供为L_CSO1和L_CSO2，以及

其中，所述色散补偿光纤被分成多个光纤单元，以及，所述模拟光传输系统还包括被安排在所述多个光纤单元之间的第二光抑制设备，所述第二光抑制设备抑制在所述光信号的传播方向的相反方向上进行传播的光。

5.一种模拟光传输系统，包括：

光发射器，其输出根据频域上所复用的电信号而被调制的光信号；

传输线，通过所述传输线，所调制的光信号进行传播；

光接收机，其接收通过所述传输线而进行传播的光；以及

一组模块，其包括多个色散补偿模块，每个色散补偿模块具有：色散补偿光纤，其补偿所述传输线的色散；光抑制设备，其抑制在所述光信号的传播方向的相反方向上进行传播的光；以及连接端，其直接地或间接地将所述模块本身连接到所述传输线，

其中，所述模块组中的每个色散补偿模块被选择，以使得∑MPI_i小于MPI_DCF以及∑D_i大于D₁而小于D₂，其中用于使得系统设计上允许有MPI噪声的所述模块组所需的MPI被提供为MPI_DCF，用于使得系统设计上允许有CSO的所述模块组所需的色散(ps/nm)的下限和上限值分别被提供为D₁和D₂，以及所述多个色散补偿模块中的每个的MPI之和及其色散(ps/nm)之和分别被提供为∑MPI_i和∑D_i。

6.根据权利要求5的模拟光传输系统，其中，所述连接端包括光连接器。

7.根据权利要求1至6中的任何一个的模拟光传输系统，还包括被安排在所述传输线上预定位置处的光放大器。

8.根据权利要求7的模拟光传输系统，其中，所述光放大器具有这样的增益斜率，所述增益斜率的绝对值在信号光波长处大于等于0dB/nm而小于等于0.2dB/nm。

9.根据权利要求7的模拟光传输系统，其中，所述光放大器包括掺稀土的光纤放大器。

10.根据权利要求9的模拟光传输系统，还包括平化设备，其对所述掺稀土的光纤放大器的增益斜率进行平化，所述平化设备被安排在所述传输线上的预定位置处。

11.根据权利要求7的模拟光传输系统，其中，所述光放大器包括分布式喇曼放大器。

12.根据权利要求7的模拟光传输系统，其中，所述光放大器包括集总喇曼放大器。

13.根据权利要求7的模拟光传输系统，其中，所述光放大器包括半导体光放大器。

14.根据权利要求1至13中的任何一个的模拟光传输系统，还包括光分支设备，其将从所述光发射器到所述光接收器的光信号分支成多条路径，所述光分支设备被安排在所述传输线的路径上。

15.根据权利要求14的模拟光传输系统，其中，多个色散补偿模块被安排在所述光传输路径上，以及，在所述多个色散补偿模块中，对这样的分支路径进行补偿的色散补偿模块被安排成紧跟在所述发射器之后，所述分支路径在包括所述光分支设备作为传输路径的构成多条分支传输线的分支路径中具有最小累积色散。

16.根据权利要求1至15中的任何一个的模拟光传输系统，其中，所述传输线被构造成这样的状态，在所述状态中，具有1.3μm的零色散波长的标准单模光纤和不同于所述单模光纤的其它类型的光纤被混合。

17.根据权利要求16的模拟光传输系统，其中，所述不同类型的光纤具有这样的色散，所述色散的绝对值在信号光波长处大于1ps/nm/km而小于等于10ps/nm/km。

18.根据权利要求16的模拟光传输系统，其中，所述不同类型的光纤具有这样的色散，所述色散的绝对值在信号光波长处大于等于0ps/nm/km而小于等于1ps/nm/km。

19.根据权利要求1至15中的任何一个的模拟光传输系统，其中，所述传输线包括具有这样的色散的光纤，所述色散的绝对值在信号光波长处大于等于1ps/nm/km而小于等于10ps/nm/km。

20.根据权利要求1至15中的任何一个的模拟光传输系统，其中，所述传输线包括具有纯二氧化硅制成的芯的光纤。

21.根据权利要求1至15中的任何一个的模拟光传输系统，其中，所述传输线包括这样的光纤，所述光纤具有：其绝对值在信号光波长处大于等于18ps/nm/km而小于等于30ps/nm/km的色散；以及在所述信号波长处大于等于90μm²而小于等于220μm²的有效面积。

22.根据权利要求21的模拟光传输系统，其中，所述光纤是具有纯二氧化硅制成的芯的光纤。

23.根据权利要求1至15中的任何一个的模拟光传输系统，其中，所述传输线包括这样的光纤，所述光纤具有：其绝对值在信号光波长处大于等于1ps/nm/km而小于等于16ps/nm/km的色散；以及在所述信号波长处大于等于20μm²而小于等于90μm²的有效面积。

24.根据权利要求23的模拟光传输系统，其中，所述光纤是具有纯二氧化硅制成的芯的光纤。

25.根据权利要求1至24中的任何一个的模拟光传输系统，还包括被安排在所述色散补偿光纤的上游侧的光衰减器。

26.根据权利要求1至25中的任何一个的模拟光传输系统，还包括：泵浦光源，其输出具有预定波长的泵浦光，以便在所述色散补偿光纤中执行喇曼放大；以及光复用器，其将所述泵浦光从所述泵浦光源引导到所述色散补偿光纤。

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