DE19913374C2

DE19913374C2 - Arrangement for channel-specific dispersion compensation of a wavelength division multiplex signal

Info

Publication number: DE19913374C2
Application number: DE19913374A
Authority: DE
Inventors: Peter Krummrich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 1999-03-24
Publication date: 2001-07-12
Anticipated expiration: 2019-03-25
Also published as: JP2002540676A; CN1345491A; AU3550700A; DE19913374A1; EP1161804A1; WO2000057584A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur kanalindividuellen Dispersionskompensation eines Wellenlängen-Multiplexsignals nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an arrangement for individual channels Dispersion compensation of a wavelength division multiplex signal according to the preamble of claim 1.

In optischen Übertragungssystemen mit hohen Datenraten ergibt sich bei längeren Übertragungsstrecken häufig die Notwendig keit, die von der Dispersion der Übertragungsfaser verursach ten Verzerrungen des Datensignals zu kompensieren. Beispiels weise wird durch die Dispersion bei einer Datenrate von 10 Gbit/s die Übertragungslänge bei Standard-Monomoden-Fasern ohne Kompensation nicht wesentlich über eine Übertragungs länge von 100 km hinausgehen. In Einkanalsystemen läßt sich die Dispersionskompensation entsprechend der anfallenden Dis persion durchführen. Bei Wellenlängen-Multiplexsystemen (WDM) treten jedoch für die einzelnen Kanalwellenlängen in der Re gel unterschiedliche Dispersionswerte auf. Im Idealfall sollte für jeden Kanal eine individuelle Dispersionskompensa tion durchgeführt werden.In optical transmission systems with high data rates results is often necessary for longer transmission distances speed caused by the dispersion of the transmission fiber to compensate for distortions of the data signal. Example becomes wise through the dispersion at a data rate of 10 Gbit / s the transmission length for standard monomode fibers without compensation, not substantially over a transmission go beyond a length of 100 km. In single-channel systems, the dispersion compensation according to the resulting dis perform persion. For wavelength division multiplex systems (WDM) occur however for the individual channel wavelengths in the re different dispersion values. Ideally should have an individual dispersion compensation for each channel tion.

Standardlösungen zur Dispersionskompensation von WDM-Signalen sind in Fig. 1 dargestellt. Zunächst erfolgt eine Vorkompen sation durch eine dispersionskompensierende Faser DCF0 ge meinsam für alle WDM-Kanäle. Nach der Aufteilung eines emp fangenen WDM-Signals Sλ1-8 in einzelne teilkompensierte Ka näle bzw. Signale STλ1-STλ8 durch einen Wellenlängen (WDM)- Demultiplexer 2 erfolgt die Restkompensation beispielsweise durch eine dispersionskompensierende Faser DCF1, die an den Ausgang des WDM-Demultiplexers 2 angeschaltet ist. Eine Vari ante verwendet einen Zirkulator 4 mit einer dispersionskom pensierenden Faser halber Länge DCF1/2, an deren Ende ein Re flektor R angeordnet ist. Standard solutions for dispersion compensation of WDM signals are shown in FIG. 1. First of all, precompensation is carried out by a dispersion-compensating fiber DCF0 together for all WDM channels. After dividing a received WDM signal Sλ1-8 into individual partially compensated channels or signals STλ1-STλ8 by a wavelength (WDM) - demultiplexer 2 , the residual compensation takes place, for example, by means of a dispersion-compensating fiber DCF1, which is sent to the output of the WDM demultiplexer 2 is switched on. A variant uses a circulator 4 with a half-length dispersion-compensating fiber DCF1 / 2, at the end of which a reflector R is arranged.

Die dispersionskompensierenden Fasern weisen bei gleicher Länge eine stärkere Dispersion als die Übertragungsfaser auf, jedoch mit anderem Vorzeichen. In der Regel gelingt mit einer bestimmten dispersionskompensierenden Faser nur die Kompensa tion eines Übertragungskanals exakt, d. h. die anderen betrof fenen Kanäle sind nicht optimal kompensiert. Es wird zwar versucht, die dispersionskompensierenden Fasern entsprechend der Übertragungsfaser auszulegen. Das gelingt jedoch meist nur unzureichend, da sich nicht beliebige Verläufe der Dis persion in Abhängigkeit von der Wellenlänge einstellen lassen und andererseits auch die verwendeten Übertragungsfasern Ex emplarstreuungen aufweisen.The dispersion-compensating fibers have the same Has a stronger dispersion than the transmission fiber, but with a different sign. As a rule, one succeeds certain dispersion-compensating fiber only the compensa tion of a transmission channel exactly, d. H. the others concerned Open channels are not optimally compensated. It will tried the dispersion-compensating fibers accordingly to design the transmission fiber. However, this usually works only inadequate, since not any course of the dis Have the persion adjusted depending on the wavelength and on the other hand also the Ex transmission fibers used exhibit scattering.

In realisierten Systemen muß deshalb der Dispersions-Tole ranzbereich der Empfänger zumeist so breit ausgelegt werden, daß sie auch Signale in unzureichend kompensierten Kanälen fehlerfrei detektieren können. Wenn die Restdispersionswerte der Einzelkanäle stärker voneinander abweichen, engt dies aber den Toleranzbereich erheblich ein.In implemented systems, therefore, the dispersion tole range of the receivers is usually so broad that that they also have signals in inadequately compensated channels can detect without errors. If the residual dispersion values of the individual channels deviate more from one another, this narrows but the tolerance range significantly.

Weiterhin können zusätzliche Signalverzerrungen durch nicht lineare Effekte der Übertragungsfaser den Toleranzbereich einengen. Der Hauptnachteil der vorstehend beschriebenen Mög lichkeiten besteht darin, daß sie für realen Einsatz nur schwer praktikabel sind, da eine individuelle Kompensation schwer durchführbar ist.Furthermore, additional signal distortions cannot be caused by linear effects of the transmission fiber the tolerance range constrict. The main disadvantage of the possibilities described above is that they are for real use only are difficult to practice because of individual compensation is difficult to carry out.

Eine weitere Variante verwendet ebenfalls einen Zirkulator 5, an dessen Mittleren Anschluß jeweils ein gechirptes (nicht gleichmäßiges) Fasergitter 6 angeschlossen ist. Diese Faser gitter werden mit bestimmten Dispersionswerten geliefert, die durch mechanisches Verspannen noch geringfügig geändert wer den können. Ein wesentlicher Nachteil der gechirpten Faser gitter besteht in ihren Schwankungen des Phasenganges. Diese Schwankungen führen zu zusätzlichen Signalverzerrungen, welche die Vorteile der kanalselektiven Dispersionskompensa tion zum großen Teil wieder zunichte machen können.Another variant also uses a circulator 5 , to the middle connection of which a chirped (non-uniform) fiber grating 6 is connected. These fiber grids are supplied with certain dispersion values, which can be changed slightly by mechanical tensioning. A major disadvantage of the chirped fiber grating is its fluctuations in the phase response. These fluctuations lead to additional signal distortions, which can largely negate the advantages of channel-selective dispersion compensation.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zur Dispersions kompensation anzugeben, die eine kanalindividuelle Anpassung mit geringem Aufwand ermöglicht.The object of the invention is an arrangement for dispersion compensation to specify a channel-specific adjustment enabled with little effort.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand Fig. 2 näher erläutert.An embodiment of the invention is explained in more detail with reference to FIG. 2.

An eine optische Übertragungsfaser 1 ist eine dispersionskom pensierende Faser DCF0 angeschaltet, die vom WDM-Signal Sλ1-8 durchlaufen wird. Die dispersionskompensierende Faser (es kann auch ein breitbandiges gechirptes Fasergitter verwendet werden) ist beispielsweise so dimensioniert, daß zumindest die meisten WDM-Kanäle bzw. Kanalsignale SK1-SK8 leicht un terkompensiert sind. Dieses vorkompensierte WDM-Signal STλ1-8 wird einem Wellenlängendemultiplexer 2 zugeführt, der als Filter für die einzelnen Kanäle bzw. Kanalsignale arbeitet und jedes der teilkompensierten Signale STλ1-STλ8 an einem separaten Ausgang abgibt. Die einzelnen Signale werden in Wandlern W1-W8 in analoge oder digitale elektrische Signale umgesetzt und jeweils einem Filter F1-F8 zugeführt. Wenn in Sonderfällen in einem der Kanäle bereits eine optimale Kom pensation erfolgt ist, kann das Filter entfallen. Die Filter können als Transversalfilter oder rekursive Filter ausgebil det sein. Besonders vorteilhaft sind Transversalfilter, da diese sich auch bei im Betrieb befindenden Systemen optimoert werden können.To an optical transmission fiber 1 , a dispersion-compensating fiber DCF0 is connected, which is passed through by the WDM signal Sλ1-8. The dispersion-compensating fiber (a broadband chirped fiber grating can also be used) is dimensioned, for example, such that at least most of the WDM channels or channel signals SK1-SK8 are slightly un-compensated. This precompensated WDM signal STλ1-8 is fed to a wavelength demultiplexer 2 , which works as a filter for the individual channels or channel signals and outputs each of the partially compensated signals STλ1-STλ8 at a separate output. The individual signals are converted into analog or digital electrical signals in converters W1-W8 and each fed to a filter F1-F8. If, in special cases, optimal compensation has already occurred in one of the channels, the filter can be omitted. The filters can be designed as transversal filters or recursive filters. Transversal filters are particularly advantageous because they can also be optimized for systems in operation.

Ein Transversalfilter zweiter Ordnung reicht im allgemeinen für eine zufriedenstellende Kompensation aus. Die Filter koeffizienten werden aufgrund von Messungen der Signalquali tät optimiert. Die kompensierten Signale SKλ1 bis SKλ8 werden an Ausgängen A1 bis A8 - ggf. jeweils über einen Verstärker - einer Abtaststufe oder anderen geeigneten Empfangseinrichtung zugeführt.A second order transversal filter is generally sufficient for a satisfactory compensation. The filters coefficients are based on measurements of signal quality optimized. The compensated signals SKλ1 to SKλ8 are at outputs A1 to A8 - possibly via an amplifier - a scanning stage or other suitable receiving device fed.

Claims

1. Arrangement for channel-specific dispersion compensation of a digital wavelength division multiplex (WDM) signal, in which this is broken down into individual channel signals (SK1 to SK8), which are individually compensated, characterized in that
that a common optical dispersion compensator (DCF0) is provided, to which the WDM signal (Sλ1-8) is fed,
that a wavelength demultiplexer ( 2 ) is provided, to which the partially compensated WDM signal (STλ1-8) is fed, which is divided into individual partially compensated channel signals (STλ1 to STλ8),
that at the outputs of the wavelength demultiplexer ( 2 ) each has an optoelectric converter (W1 to W8) and a filter (F1 to F8) connected downstream for residual compensation, so
that compensated signals (SKλ1 to SKλ8) are emitted at outputs (A1 to A8) of the filter.

2. Arrangement according to claim 1, characterized, that electro-optical converters (W1, W8) are provided which the partially compensated channel signals (STλ1 to STλ8) in electrical Convert digital signals, the digital filters (F1, F8) leads.

3. Arrangement according to claim 1, characterized, that electro-optical converters (W4) are provided which the partially compensated channel signals (STλ1 to STλ8) in electrical Implement analog signals that reali with analog components based filters (F4) are fed.

4. Arrangement according to claim 2 or 3, characterized, that filters (F1 to F8) of the second order are provided.

5. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized, that as a common optical dispersion compensator (DCF0) a dispersion-compensating fiber or a broadband chirped fiber grating is provided.

6. Arrangement according to claim 5, characterized, that the common optical dispersion compensator (DCF0) a slight undercompensation of the individual Causes channel signals.