DE19602433C2 - Schaltungsanordnung zur Dispersionskompensation in optischen Multiplex-Übertragungssystemen mit Hilfe von dispersionskompensierenden Fasern - Google Patents

Schaltungsanordnung zur Dispersionskompensation in optischen Multiplex-Übertragungssystemen mit Hilfe von dispersionskompensierenden Fasern

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Description

Bei optischer Nachrichtenübertragung mit im Gbit/s-Bereich liegenden Datenraten über einen Lichtwellenleiter wird die Faserdispersion bestimmend für die überbrückbare Streckenlän­ ge. Dies gilt insbesondere auch im Wellenlängenfenster um 1,55 µm, da hier die Dämpfung mittels optischer Verstärker eliminiert werden kann, während die Dispersion einer Stan­ dardfaser mit etwa 17 ps/nm/km recht große positive Werte aufweist. Es besteht daher ein Interesse an Komponenten, die eine negative Dispersion aufweisen und so zusammen mit der Standardfaser ein dispersionsfreies Übertragungsmedium bilden können.
Die entscheidenden Parameter einer dispersionskompensierenden Komponente sind die Dispersion D (in ps/nm oder ps/GHz), wel­ che die Länge der kompensierbaren Strecke festlegt, die opti­ sche Bandbreite B, innerhalb derer die Kompensation möglich ist, und die durch die Dispersionskompensation bedingte zu­ sätzliche Dämpfung. Sinnvollerweise muß die Kompensations-Band­ breite B mindestens gleich der Bandbreite des zu übertra­ genden Signales sein. Wünschenswert ist jedoch eine möglichst große Kompensations-Bandbreite, um die Anforderungen an die spektrale Stabilität des Sendelasers zu verringern.
Im Zusammenhang mit einer Dispersionskompensation sind schon verschiedene Komponenten vorgestellt worden: Fabry-Perot-Inter­ ferometer, Ringresonatoren, kaskadierte Mach-Zehnder-Inter­ ferometer, kaskadierte doppelbrechende Kristalle, Frei­ strahloptiken mit Gittern sowie sog. Chirped Gratings, auf die auch ein neuerer Vorschlag [DE-195 38 017 A1] zielt; ein anderer Vorschlag [DE-195 15 158 C1] zielt auf ein optisches Transversalfilter.
Daneben werden zur Realisierung der negativen Dispersion ei­ ner Faserstrecke (heute auch kommerziell erhältliche) disper­ sionskompensierende Fasern [Corning DCF-Module] eingesetzt, die die Dispersion über einen breiten Wellenlängenbereich im­ merhin näherungsweise zu kompensieren vermögen. Es verbleibt allerdings eine kanalabhängige Restdispersion, die mit einer entsprechenden Verschlechterung der Übertragungseigenschaften einzelner Kanäle eines über die Faserstrecke geführten WDN-Systems besonders bei hohen Bitraten und langer Faserstrecke verbunden ist, - und die Erfindung zeigt einen Weg zu einer Eliminierung auch solcher Restdispersionen.
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Dispersi­ onskompensation in optischen Multiplex-Übertragungssystemen mit Hilfe von dispersionskompensierenden Fasern, wobei solche dispersionskompensierenden Fasern (dcf) an einem Ende der Übertragungsstrecke kanalindividuell vorgesehen sind; diese Schaltungsanordnung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeich­ net, daß zusätzlich zu einer Grobkompensation aller Kanäle eines über eine Übertragungsstrecke geführten WDM-Systems durch eine oder mehrere in die Übertragungsstreckenfaser ein­ gefügte dispersionskompensierende Faser(n) vor und/oder hin­ ter der Multiplex-Übertragungsstrecke eine kanalindividuelle Feinkompensation lediglich der jeweiligen Restdispersion vor­ gesehen ist.
Dabei kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung den Ein­ gängen eines der Übertragungsstreckenfaser vorgeschalteten WDM-Multiplexers und/oder den Ausgängen eines der Übertra­ gungsstreckenfaser nachgeschalteten WDM-Demultiplexers je­ weils eine lediglich die jeweils relevante Restdispersion kompensierende Komponente negativer Dispersion, insbesondere eine in ihrer Länge auf die jeweils relevante Restdispersion abgeglichene dispersionskompensierende Faser, vor- bzw. nach­ geschaltet sein.
Es sei an dieser Stelle bemerkt, daß eine kanalindividuelle Dispersionskompensation in einem optischen Übertragungssystem an sich (aus US-A-5 430 568) bekannt, bei Vielkanalübertragung über Standardmonomodefasern im Übertragungsfenster um 1500 nm allerdings relativ aufwendig ist.
Die Erfindung ermöglicht es vorteilhafterweise mit demgegenüber geringerem Aufwand, in einem über eine Übertragungsstrecke geführten optischen Multiplex-Übertragungssystem, dessen Kanäle durch eine oder mehrere in die Übertragungsstreckenfaser einge­ fügte dispersionskompensieren­ de Faser(n) eine Dispersionskompensation erfahren, kanalindi­ viduell verbleibende Restdispersionen ausgleichen zu können und damit für alle Kanäle die Möglichkeit einer Übertragung mit höchstmöglicher Bitrate zu eröffnen.
Weitere Besonderheiten der Erfindung werden aus der nachfol­ genden näheren Erläuterung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung ersichtlich.
In der Zeichnung ist schematisch in einem zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Umfang ein Ausführungsbeispiel eines optischen Multiplex-Übertragungssystems mit einer zwischen einem Wellenlängenmultiplexer WMux und einem Wellenlängende­ multiplexer WDemux liegenden Übertragungsstrecke mit einer optischen Faser ÜF dargestellt, in die dispersionskompensie­ rende Fasern DCF zur - alle Kanäle des über die Übertragungs­ streckenfaser ÜF geführten WDM-Systems abdeckenden - Disper­ sionskompensation sowie - ebenfalls alle Kanäle des WDM-Sy­ stems abdeckende - Faserverstärker FV eingefügt sind.
Um bei der - an sich alle Kanäle des über die Übertragungs­ streckenfaser ÜF geführten WDM-Systems abdeckenden - Disper­ sionskompensation kanalindividuell verbleibende Restdispersi­ onen ausgleichen, ist nun zusätzlich vor und/oder hinter der Multiplex-Übertragungsstrecke eine kanalindividuelle Feinkom­ pensation der jeweiligen Restdispersion vorgesehen, wozu den Eingängen des der Übertragungsstreckenfaser ÜF vorgeschalte­ ten WDM-Multiplexers WMux und/oder den Ausgängen des der Übertragungsstreckenfaser ÜF nachgeschalteten WDM-Demultiple­ xers WDemux jeweils eine die jeweils relevante Restdispersion kompensierende Komponente dcf negativer Dispersion vor- bzw. nachgeschaltet sein möge. Als solche Komponenten negativer Dispersion werden zweckmäßigerweise dispersionskompensierende Fasern in Form (kommerziell erhältlicher) DCF-Module dcf ein­ gesetzt, die einfach in ihrer Länge auf die jeweils relevante Restdispersion abgeglichen werden und bei denen sich geringer Herstellungs- und Installationsaufwand mit exzellenten opti­ schen Eigenschaften wie geringe Einfügungsdämpfung, geringe Rückreflexion, verbinden. In dem in der Zeichnung skizzierten Ausführungsbeispiel sind solche DCF-Module dcf zur kanalindi­ viduellen Feinkompensation der jeweiligen Restdispersion den Ausgängen des hinter der Multiplex-Übertragungsstrecke ÜF liegenden WDM-Demultiplexers WDemux nachgeschaltet. Wie aus der Zeichnung ferner ersichtlich ist, können den Ausgängen des WDM-Demultiplexers WDemux dabei auch Einzelkanal-Faser­ verstärker fv nachgeschaltet sein.
Alternativ oder auch zusätzlich können in entsprechender Wei­ se DCF-Module (dcf) zur kanalindividuellen Feinkompensation der jeweiligen Restdispersion auch den Eingängen des vor der Multiplex-Übertragungsstrecke ÜF liegenden WDM-Multiplexers WMux vorgeschaltet sein, und ebenso können den Eingängen des WDM-Multiplexers WMux auch Einzelkanal-Faserverstärker (fv) vorgeschaltet sein. Dies bedarf hier jedoch keiner näheren Darstellung, da dies zum Verständnis der Erfindung nicht mehr erforderlich ist.

Claims (3)

1. Schaltungsanordnung zur Dispersionskompensation in opti­ schen Multiplex-Übertragungssystemen mit Hilfe von dispersi­ onskompensierenden Fasern (dcf), wobei solche dispersions­ kompensierenden Fasern (dcf) an einem Ende der Übertragungs­ strecke kanalindividuell vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu einer Grobkompensation aller Kanäle eines über eine Übertragungsstrecke (ÜF) geführten WDM-Systems durch eine oder mehrere in die Übertragungsstreckenfaser (ÜF) eingefügte dispersionskompensierende Faser(n) (DCF) vor und/oder hinter der Übertragungsstrecke (ÜF) eine kanalindividu­ elle Feinkompensation lediglich der jeweiligen Restdispersion vorgesehen ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Eingängen eines der Übertragungsstreckenfaser (ÜF) vorgeschalteten WDM-Multiplexers (WMux) und/oder den Ausgängen eines der Übertragungsstreckenfaser (ÜF) nachgeschalteten WDM-Demultiplexers (WDemux) jeweils eine lediglich die jeweils re­ levante Restdispersion kompensierende Komponente (dcf) negati­ ver Dispersion vor- bzw. nachgeschaltet ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Eingängen des der Übertragungsstreckenfaser (ÜF) vor­ geschalteten WDM-Multiplexers (WMux) und/oder den Ausgängen des der Übertragungsstreckenfaser (ÜF) nachgeschalteten WDM-Demultiplexers (WDemux) jeweils eine in ihrer Länge auf die jeweils relevante Restdispersion abgeglichene dispersions­ kompensierende Faser (dcf) vor- bzw. nachgeschaltet ist.
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