CN1818729A

CN1818729A - 一种啁啾光纤光栅色散补偿器

Info

Publication number: CN1818729A
Application number: CNA2006100660562A
Authority: CN
Inventors: 雷非
Original assignee: Fiberhome Telecommunication Technologies Co Ltd
Current assignee: Fiberhome Telecommunication Technologies Co Ltd
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2006-08-16

Abstract

本发明涉及用于同步数字系列(SDH)、密集波分复用(DWDM)和互联网协议(IP)光传输系统的高回损耦合型啁啾光纤光栅色散补偿器，该色散补偿器采用光耦合器或分路器做啁啾光纤光栅的光传输方向导向单元，并利用光耦合器或分路器的光分光比对光信号的抑制作用，选择对反射光信号通路进行抑制，使其达到高速光通信系统的反射率或回损技术指标要求。本发明的啁啾光纤光栅色散补偿器具有体积小、结构简单、成本低廉，性能稳定可靠、无非线性问题以及偏振相关损耗小、偏振模色散小等特点，在对器件插损要求不高或本身就需要加装光衰耗器的运用场合具有十分明显的优势。

Description

一种啁啾光纤光栅色散补偿器

技术领域

本发明涉及高速光传输系统，具体涉及适用于2.5G及其以上速率的同步数字系列(SDH)、密集波分复用(DWDM)和互联网协议(IP)光传输系统的高回损耦合型啁啾光纤光栅色散补偿器。

背景技术

随着光传输技术向着高速、宽带方向的技术发展，光纤色散已成为了限制信号传输距离的一个重要制约因素。虽然新型光纤具有色散值较低的特点，但由于零色散所带来的非线性影响更难以纠正，所以零色散光纤在现代光传输通信系统中已无存身之地。这样，色散补偿问题对于光传输系统仍是一个不能回避的技术障碍。早先，一直采用更改光纤波导结构使色散补偿光纤的综合色散呈负值，以实现对正常色散的线路光纤进行色散补偿。由于色散补偿光纤具有结构复杂，制造要求高，以及单位长度的色散补偿量不大、光纤模场直径小等特性，所以存在有体积大、价格高、补偿光纤的长度和价格与补偿量呈正比，且有光学非线性阈值低与常规光纤续接损耗大等缺陷，不利于在大规模高功率运行的光传输系统中应用。

随着光纤光栅技术的发展，以啁啾光栅进行色散补偿则体现出了光纤接续损耗小，体积小，色散补偿量在很大范围内与成本无关、插损相对较小以及不存在非线性问题等优点，因此在单波长光传输系统内获得了大量应用。由于光纤光栅对于多波长色散补偿技术的进步，此类补偿方式也开始在多波长光通信领域进行试验。然而，由于光纤光栅为反射型光器件，而高速光通信系统内的光放大器、光发送器等诸多有源器件对反射信号极为敏感，且线路上的多径反射也会带来接收机的信号误码，所以抑制系统中的反射光强就成为高速光通信系统中的一个重要技术要求，并以回损或反射率等技术指标来进行规范。

目前实际应用的啁啾光栅色散补偿方案大多以光环形器来对光传输信号的传输方向进行导向，以抑制信号的反射并降低整个器件的插损。除利用光环形器的方案外，目前也有采用耦合器进行光传输方向导向，并以光隔离器进行反射信号抑制的光纤光栅色散补偿方案，但此方案存在结构复杂，插损大的缺陷，而且成本较高少有商用。因此，需要一种结构相对简单、成本较低的光纤光栅色散补偿方案。

发明内容

本发明采用光耦合器或分路器做啁啾光纤光栅的光传输方向导向单元，并利用光耦合器或分路器的光分光比对光信号的抑制作用，选择对反射光信号通路进行抑制，使其达到高速光通信系统的反射率或回损技术指标要求，以实现简化结构，降低成本的目的。

本发明的啁啾光纤光栅色散补偿器具有体积小、结构简单、成本低廉，性能稳定可靠、无非线性问题以及偏振相关损耗小、偏振模色散小等特点，在对器件插损要求不高或本身就需要加装光衰耗器的运用场合具有十分明显的优势。

本发明的一种啁啾光纤光栅色散补偿器，包括：

光分路器，具有第一、第二分路端和一个合路端，第一、第二分路端连接入光传输系统的光纤线路，合路端连接啁啾光纤光栅，来自光纤线路的光信号经过第一分路端输入光分路器，经过光分路器衰减后通过合路端传输给啁啾光纤光栅；

啁啾光纤光栅，该光栅一端连接光分路器的合路端，光栅另一端的空余尾纤上连接反射信号抑制器；啁啾光纤光栅将来自光分路器合路端的光信号进行色散补偿后，经过合路端反射回到光分路器，再由光分路器分路衰减后由光分路器第二分路端输出到光纤线路上；而透过啁啾光纤光栅另一端的少量光信号经过空余尾纤后传递到反射信号抑制器；

反射信号抑制器，连接到啁啾光纤光栅空余尾纤，用于抑制透过啁啾光纤光栅的少量光信号，使该部分光信号不再反射回啁啾光纤光栅。

本发明的上述第一种啁啾光纤光栅色散补偿器，其特征在于：光分路器的第一分路端到合路端的分光比为4％至25％的范围。

本发明的上述第一种啁啾光纤光栅色散补偿器，其特征在于：光分路器的第一分路端到合路端的分光比为20％。

本发明的另一种啁啾光纤光栅色散补偿器，包括：

光耦合器，具有四个端口，第一、第二端口连接入光传输系统的光纤线路，第三端口连接啁啾光纤光栅，第四端口连接第一反射信号抑制器；来自光纤线路的光信号经过第一端口输入光耦合器，部分光信号经过光耦合器耦合衰减后通过第三端口传输给啁啾光纤光栅；来自第一端口的部分光信号经过耦合器耦合衰减后经过第四端口进入第一反射信号抑制器，该部分光信号被第一反射信号抑制器吸收；

啁啾光纤光栅，该光栅一端连接光耦合器的第三端口，另一端的空余尾纤上连接第二反射信号抑制器；啁啾光纤光栅将来自光耦合器第三端口的光信号进行色散补偿后，经过该第三端口反射回到光耦合器，再由光耦合器耦合衰减后由第二端口输出到光纤线路上；而透过啁啾光纤光栅另一端的少量光信号经过空余尾纤后传递到第二反射信号抑制器，由第二反射信号抑制器吸收；

第一反射信号抑制器，连接到光耦合器第四端口，用于吸收被耦合到第四端口的光信号，使该第四端口不再有光信号被反射回光耦合器；

第二反射信号抑制器，连接到啁啾光纤光栅空余尾纤，用于抑制透过啁啾光纤光栅的少量光信号，使该部分光信号不再反射回啁啾光纤光栅。

本发明的上述第二种啁啾光纤光栅色散补偿器，其特征在于；光耦合器的第一端口到第三端口的分光比为4％至25％的范围。

本发明的上述第二种啁啾光纤光栅色散补偿器，其特征在于：光耦合器的第一端口到第三端口的分光比为20％的范围。

本发明的上述两种啁啾光纤光栅色散补偿器中，其特征在于：所述各个反射信号抑制器为小弯曲半径环绕、输出端面斜切磨或折射率匹配油端面浸泡的尾纤。

本发明解决了现有光纤光栅补偿器技术方案结构复杂、成本高的缺陷，实现了以简易器件构件光纤光栅补偿器的目的。

附图说明

图1为本发明第一种啁啾光纤光栅色散补偿器结构示意图；

图2为本发明第二种啁啾光纤光栅色散补偿器结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1、2详细描述本发明的两种啁啾光纤光栅色散补偿器，其中附图标记所表示的结构特征如下：图1中，1为光分路器，2为啁啾光纤光栅，3为反射信号抑制器，4为第一分路端，5为第二分路端，20为合路端；图2中，6为光耦合器，2为啁啾光纤光栅，7为第二反射信号抑制器，8为第一反射信号抑制器，9为第一端口，10为第二端口，11为第三端口，12为第四端口。

本发明的第一种啁啾光纤光栅色散补偿器结构如图1所示。来自光纤线路的输入信号经过第一分路端4进入光分路器1，光分路器1按照20％的分光比，将来自第一分路端4的光信号分路后经过合路端20送给连接在光分路器1的啁啾光纤光栅2。该光栅2的透射信号由连接在其后面透射端的反射信号抑制器3进行反射抑制，可以避免透射光信号再次反射回到光纤光栅。而经过光纤光栅2色散补偿的反射信号仍然经过合路端20回送给光分路器1，并由光分路器1仍然按照80％分光比分配给第二分路端5输出到光纤线路上。在图1所示实施例中，光分路器1合路端20至第一分路端4的分光比为20％，即来自合路端20的光信号中只有20％由光分路器1分配给第一分路端4，另外80％被分配给第二分路端5，同样地来自第一分路端4的光信号经过光分路器1后，只有20％被分配给合路端20。在本发明的第一种光纤光栅色散补偿器中，所使用光分路器1的第一分路端4与合路端的分光比范围可以为4％至25％，在图1所示的上述实施例中所选择的20％分光比为最佳分光比数值。

本发明的第二种光纤光栅色散补偿器如图2所示。来自光纤线路的输入光信号经过第一端口9进入光耦合器6，由光耦合器6按照20％的分光比耦合到与第三端口11连接的啁啾光纤光栅2。经过该光栅2的透射信号由连接在其后面透射端的第二反射信号抑制器7进行反射抑制，避免透射光返回光栅2。而经过啁啾光纤光栅2进行了色散补偿的反射信号则仍然经过第三端口11回送给光耦合器2，并由光耦合器2仍然按照80％的分光比耦合给第二端口10输出到光纤线路。而由光耦合器2的第四端口12输出的光信号被连接到该端口的第一反射信号抑制器进行反射抑制，防止反射信号经过第四端口12反射回光耦合器。在图2所示实施例中，光耦合器6第一端口9至第三端口11的分光比为20％，即来自第一端口9的光信号中只有20％由光耦合器6耦合到第三端口11，另外80％被耦合给第四端口12，同样地来自第三端口11的经过色散补偿的光信号经过光耦合器6后，只有20％被分配给第一端口9，而另外80％被耦合到第二端口10输出到光纤线路上。在本发明的第二种光纤光栅色散补偿器中，所使用光耦合器6的第一端口9与第三端口11之间的分光比范围可以为4％至25％，在图2所示的上述实施例中所选择的20％分光比为最佳分光比数值。

本发明的上述两种光纤光栅色散补偿器中，图1实施例中的第一分路端4与合路端20的分光比选择20％，图2实施例中第一端口9与第三端口11的分光比同样选择20％。这样，来自光纤线路的光信号中20％被分配、耦合到啁啾光纤光栅2，经过色散补偿后由啁啾光纤光栅2反射的补偿后光信号的80％被分配、耦合到图1中光分路器1的第二分路端5或图2中光耦合器的第二端口10。因此，来自光纤线路的光信号经过本发明图1、2实施例所示的色散补偿器后，总衰减率为20％×80％＝16％。而经过本发明的色散补偿器后，被反射到图1中第一分路端4或图2中第一端口9的反射信号总强度为入射光信号总强度的20％×20％＝4％，该4％的总反射率与普通光纤连接器的端面反射率相同，符合高速光传输系统要求。

图1、2所示的两个实施例中，各个反射信号抑制器(3、7、8)均由小弯曲半径环绕、输出端面斜切磨或折射率匹配油端面浸泡的端面反射尾纤组成。

在利用本发明的技术方案所进行的系统应用测试中，在1550.12nm波长上10Gbps速率的光传输系统中，采用补偿量1350ps/nm的啁啾光纤光栅，可以补偿80千米长度G.652光纤产生的色散。

本发明的啁啾光纤光栅色散补偿器在用于SDH与IP单通道传输系统时，选择单通道的啁啾光纤光栅，而在用于DWDM多通道系统时，选择多通道啁啾光纤光栅。

Claims

1.一种啁啾光纤光栅色散补偿器，包括：

2.根据权利要求1所述的啁啾光纤光栅色散补偿器，其特征在于：光分路器的第一分路端到合路端的分光比为4％至25％的范围。

3.根据权利要求2所述的啁啾光纤光栅色散补偿器，其特征在于：光分路器的第一分路端到合路端的分光比为20％，器件的总衰减率为16％、总反射率为4％。

4.一种啁啾光纤光栅色散补偿器，包括：

5.根据权利要求4所述的啁啾光纤光栅色散补偿器，其特征在于：光耦合器的第一端口到第三端口的分光比为4％至25％的范围。

6.根据权利要求5所述的啁啾光纤光栅色散补偿器，其特征在于：光耦合器的第一端口到第三端口的分光比为20％的范围，器件的总衰减率为16％、总反射率为4％。

7.根据权利要求1至6之一所述的啁啾光纤光栅色散补偿器，其特征在于：所述各个反射信号抑制器为小弯曲半径环绕、输出端面斜切磨或折射率匹配油端面浸泡的尾纤。

8.根据权利要求1至6之一所述的啁啾光纤光栅色散补偿器，其特征在于：用于SDH与IP单通道传输系统时，选择单通道的啁啾光纤光栅，而在用于DWDM多通道系统时，选择多通道啁啾光纤光栅。