RU2237368C1

RU2237368C1 - Optical device for signal addition/removal

Info

Publication number: RU2237368C1
Application number: RU2003106412/09A
Authority: RU
Inventors: Патрик ЛЯЙШИНГ (DE); Патрик ЛЯЙШИНГ
Original assignee: Сименс Акциенгезелльшафт
Priority date: 2000-08-10
Filing date: 2000-08-10
Publication date: 2004-09-27

Abstract

FIELD: wavelength-division multiplexing systems.

SUBSTANCE: dispersion compensating modules and addition/removal modules are chosen in compliance with dispersion level of signals transferred over definite channels. The latter are divided with aid of optical addition/removal multiplexer so that designer knows in advance modules and their quantity to be disposed in drop waveguides. In essence, equal output signal is ensured for each drop waveguide. Proposed design can likewise ensure interconnection of greater number of users by means of addition/removal modules which do not need intermediate stage of optical signal conversion into electric signals in the course of addition and removal.

EFFECT: provision for signal dispersion correction actually down to zero.

10 cl, 5 dwg

Description

Настоящее устройство относится к устройству добавления/удаления и к способу с использованием этого устройства в системах мультиплексирования с разделением по длинам волн (МРДВ), более конкретно, к способу и устройству новой конфигурации для компенсации дисперсии и добавления/удаления выбранных сигналов.The present device relates to an add / remove device and to a method using this device in wavelength division multiplexing (WDM) systems, and more particularly, to a new configuration method and device for compensating dispersion and add / remove selected signals.

Дисперсия света является хорошо известным природным явлением. Хорошо известно, что дисперсия создает проблемы в оптических системах передачи. Стандартное одномодовое волокно, обычно используемое в оптических системах передачи, имеет длину волны около 1550 нм и групповую дисперсию скорости около 17 пс (нм-км). Дисперсия обуславливает искажения передач с высокой скоростью передачи данных и передач на большие расстояния и приводит к тому, что переданные данные по существу не могут быть дешифрированы на приемной стороне. Вторым источником дисперсии в волокнах являются нелинейности в волокне, деструктивное влияние которых сказывается на использовании высокой оптической мощности передачи, требуемой для передач данных в линиях передачи большой длины.Light dispersion is a well-known natural phenomenon. It is well known that dispersion creates problems in optical transmission systems. The standard single-mode fiber, commonly used in optical transmission systems, has a wavelength of about 1550 nm and a group velocity dispersion of about 17 ps (nm-km). Dispersion causes distortion of transmissions with a high data rate and transmissions over long distances and leads to the fact that the transmitted data essentially cannot be decrypted at the receiving side. The second source of dispersion in the fibers is the nonlinearity in the fiber, the destructive effect of which affects the use of the high optical transmission power required for data transmission in long-distance transmission lines.

Предлагалось много решений проблемы дисперсии в линиях передачи большой длины. Использование волоконных модулей компенсации дисперсии хорошо известно в технике. Такие модули включают в себя несколько километров витого оптического волокна, причем волокно обычно имеет отрицательную дисперсию величиной около 100 пс (нм-км). Волоконные модули, примененные целенаправленным образом в системе передачи, могут точно скомпенсировать дисперсию центральной длины волны, если на распространение сигнала в волокне не оказывают дополнительного влияния нелинейные эффекты.Many solutions have been proposed for the dispersion problem in long transmission lines. The use of fiber dispersion compensation modules is well known in the art. Such modules include several kilometers of twisted optical fiber, the fiber usually having a negative dispersion of about 100 ps (nm-km). Fiber modules used in a targeted manner in the transmission system can accurately compensate for the dispersion of the central wavelength if non-linear effects do not additionally influence the signal propagation in the fiber.

На фиг.1 представлен график, где ось х представляет длину волны, а ось у – дисперсию. Волоконная линия передачи изображена линией 10. Дисперсия в линии 10 передачи является относительно и идеально гладкой за счет использования волокна 17 компенсации дисперсии до величины 17 пс (нм-км). Компенсационное волокно 12 показано как имеющее дисперсию около -100 пс (нм-км). Помещение компенсационного волокна в линию передачи оказывает, таким образом, влияние на подавление дисперсии.Figure 1 presents a graph where the x axis represents the wavelength, and the y axis is the dispersion. The fiber transmission line is depicted by line 10. The dispersion in the transmission line 10 is relatively and perfectly smooth due to the use of dispersion compensation fiber 17 to a value of 17 ps (nm-km). Compensation fiber 12 is shown as having a dispersion of about −100 ps (nm-km). The placement of the compensation fiber in the transmission line thus has an effect on the suppression of dispersion.

На фиг.2 представлена дисперсия линии передачи (по оси у в единицах пс/нм). В данном случае волокно компенсации дисперсии длиной 20 км было использовано для волокна линии передачи длиной 100 км. Полученный в результате график изображает линию 14 дисперсии для линии передачи, проходящую ниже идеальной линии 10 передачи с дисперсией 1700 пс/нм при 1540 нм и выше линии 10 примерно при 1550 нм. В действительности, начиная от 1560 нм, дисперсия станет оказывать отрицательное воздействие на целостность передачи. Предложенное известное решение состоит в помещении волокна компенсации дисперсии в выбранных местоположениях линии передачи.Figure 2 presents the dispersion of the transmission line (along the y axis in units of ps / nm). In this case, a dispersion compensation fiber of 20 km in length was used for transmission line fiber with a length of 100 km. The resulting graph depicts the dispersion line 14 for the transmission line, passing below the ideal transmission line 10 with a dispersion of 1700 ps / nm at 1540 nm and above line 10 at about 1550 nm. In fact, starting from 1560 nm, the dispersion will have a negative effect on the integrity of the transmission. The proposed known solution consists in placing dispersion compensation fiber in selected locations of the transmission line.

На фиг.3 представлено размещение четырех модулей компенсации дисперсии волокна, в результате чего создаются четыре сегмента линии передачи 16, 18, 20, 22. Как показано, каждый из сегментов имеет минимальную дисперсию относительно идеальной лини 10 передачи.Figure 3 shows the placement of four fiber dispersion compensation modules, resulting in four segments of the transmission line 16, 18, 20, 22. As shown, each of the segments has a minimum dispersion relative to the ideal transmission line 10.

Сегменты длинной линии передачи требуют большой мощности оптического сигнала для осуществления передачи. Большая мощность оптического сигнала неизбежно вызывает нелинейные эффекты и, следовательно, дисперсию на приемном конце (например, фазовую автомодуляцию, перекрестную фазовую модуляцию и смешивание четырех волн). Фазовая автомодуляция является особенно проблематичной, при условии, что она вызывает частотный сдвиг на фронтах импульсов передаваемого сигнала, что, следовательно, приводит в результате к дополнительному влиянию на сигнал со стороны волокна с дисперсией. Аналогичным образом, в системах МРДВ различные сигналы передаются на разных длинах волн. Флуктуации в мощности сигнала вызывают проблемы, поскольку система МРДВ предусматривает переменное количество каналов при постоянной суммарной оптической мощности. Там, где имеют потери мощности вследствие использования волокон компенсации дисперсии, требуются дополнительные усилители. Оптические усилители являются дорогостоящими и поэтому имеют ограниченное применение. Аналогичным образом, при усиленной мощности проявляется повышение нелинейных свойств волокна, тем самым приводя к увеличению дисперсии. Наконец, в технике по-прежнему существует потребность в маршрутизации и взаимном соединении максимально возможного количества пользовательских линий, чтобы максимизировать использование и доходы от использования оптической системы передачи.Long transmission line segments require a high optical signal power to transmit. The high power of the optical signal inevitably causes non-linear effects and, therefore, dispersion at the receiving end (for example, phase self-modulation, cross-phase modulation and mixing of four waves). Phase self-modulation is especially problematic, provided that it causes a frequency shift at the pulse fronts of the transmitted signal, which, consequently, leads to an additional effect on the signal from the dispersed fiber. Similarly, in MRI systems, various signals are transmitted at different wavelengths. Fluctuations in the signal power cause problems, since the MRDV system provides a variable number of channels with a constant total optical power. Where there are power losses due to the use of dispersion compensation fibers, additional amplifiers are required. Optical amplifiers are expensive and therefore have limited use. Similarly, with enhanced power, an increase in the nonlinear properties of the fiber appears, thereby leading to an increase in dispersion. Finally, there is still a need in the art for routing and interconnecting as many user lines as possible in order to maximize the use and income from using the optical transmission system.

Одно из предложенных решений представлено в патенте США 6021245. В данном случае конструктивное решение вышеописанной проблемы состоит в помещении модулей компенсации дисперсии волокна (модулей КД) перед и после оптических усилителей (предкомпенсация и посткомпенсация относительно усилителя). Модули КД хорошо известны специалистам в данной области техники и отражают широко известный принцип построения оптических систем передачи. Конечной целью такого построения является снижение дисперсии по существу до нуля. Однако подобное построение требует использования большого количества усилителей с высоким оптическим выходом, необходимым для компенсации потерь мощности, обусловленных модулями компенсации, что приводит к удорожанию такой конструкции и, следовательно, делает ее менее привлекательной. Аналогичным образом, такое решение не учитывает потребности, существующие в уровне техники, состоящие в необходимости маршрутизировать и взаимно соединять максимально возможное количество абонентских линий.One of the proposed solutions is presented in US patent 6021245. In this case, a constructive solution to the above problem consists in placing fiber dispersion compensation modules (CD modules) before and after optical amplifiers (pre-compensation and post-compensation relative to the amplifier). CD modules are well known to those skilled in the art and reflect the well-known principle of constructing optical transmission systems. The ultimate goal of such a construction is to reduce the dispersion essentially to zero. However, such a construction requires the use of a large number of amplifiers with a high optical output, which is necessary to compensate for the power losses caused by the compensation modules, which leads to an increase in the cost of such a design and, therefore, makes it less attractive. Similarly, this solution does not take into account the needs existing in the prior art, consisting in the need to route and interconnect the maximum possible number of subscriber lines.

Другое предложенное конструктивное решение для преодоления влияния дисперсии, обусловленной нелинейностями, состоит в использовании модулей добавления/удаления, соединенных последовательно с модулями КД. Модули добавления/удаления хорошо известны в технике и обеспечивают при своем функционировании селективное добавление и/или удаление выбранных длин волн выбранных каналов. В некоторых случаях все каналы могут быть удалены и регенерированы. Влияние удаления и добавления выбранных длин волн и/или каналов состоит в замене длин волн с дисперсией длинами волн без дисперсии. Таким образом, оптическая мощность с дисперсией селективно исключается и регенерируется оптическая мощность без дисперсии.Another proposed constructive solution to overcome the effect of dispersion due to nonlinearities is to use add / remove modules connected in series with CD modules. Add / remove modules are well known in the art and, in their operation, provide selective addition and / or removal of selected wavelengths of selected channels. In some cases, all channels can be removed and regenerated. The effect of removing and adding selected wavelengths and / or channels is to replace wavelengths with dispersion with wavelengths without dispersion. Thus, optical power with dispersion is selectively eliminated and optical power without dispersion is regenerated.

Одно такое конструктивное решение показано на фиг.4, где представлен мультиплексор добавления/удаления. Оптический мультиплексор добавления/удаления, также называемый мультиплексором добавления/удаления длин волн (МДОДВ), представляет собой элемент оптической сети, который обеспечивает возможность удаления и/или добавления конкретных каналов из многоканальной оптической системы передачи без оказания влияния на транзитные сигналы (сигналы, которые должны передаваться через сетевой узел). Оптические мультиплексоры добавления/удаления (ОМДУ), подобно их электрическим аналогам – мультиплексорам добавления/удаления (МДО), могут упростить сети и снизить стоимость сетевых узлов за счет исключения ненужного демультиплексирования транзитных сигналов. Здесь представлена часть оптической системы 30 передачи. Система содержит оптический предварительный усилитель 32, первый модуль 34 КД, оптический мультиплексор 36 добавления/удаления и добавочный усилитель 38, соединенные последовательно, соответственно вдоль линии 40 передачи. Предварительный усилитель, модуль КД и добавочный усилитель являются обычными элементами, хорошо известными специалистам в данной области техники. Мультиплексор, как известно в технике, выбирается с учетом его возможности выделения или введения сигнала с низкой скоростью передачи данных из мультиплексированного сигнала более высокой скорости передачи данных без полного демультиплексирования сигнала.One such constructive solution is shown in figure 4, which shows the add / remove multiplexer. The optical add / remove multiplexer, also called the wavelength add / remove multiplexer (MDODV), is an element of the optical network that allows the removal and / or addition of specific channels from a multi-channel optical transmission system without affecting transit signals (signals that must transmitted through a network node). Optical add / remove multiplexers (OMDUs), like their electrical counterparts - add / remove multiplexers (MDOs), can simplify networks and reduce the cost of network nodes by eliminating unnecessary demultiplexing of transit signals. Here is a portion of the optical transmission system 30. The system comprises an optical preamplifier 32, a first CD module 34, an optical add / remove multiplexer 36 and an additional amplifier 38 connected in series, respectively, along the transmission line 40. A preamplifier, a CD module, and an auxiliary amplifier are common elements well known to those skilled in the art. The multiplexer, as is known in the art, is selected taking into account its ability to isolate or introduce a signal with a low data rate from a multiplexed signal of a higher data rate without completely demultiplexing the signal.

Мультиплексор делит линию 40 передачи на параллельные группы выбора каналов с использованием демультиплексирующего перемежителя и группового фильтра 42. Такой фильтр и его использование также хорошо известны в технике. Тип фильтра целенаправленно выбирается разработчиком системы для обеспечения доступа к желательным каналам и длинам волн, которые, как известно заранее, потребуют регенерации в менее дисперсионную и/или в более компенсируемую форму. Длины волн передаются в каналах, для которых может потребоваться полная компенсация. Там, где не требуется компенсация дисперсии и/или регенерация, каналы могут проектироваться с возможностью пропускания их через мультиплексор без изменения. Вторая необходимость доступа к каналам состоит во введении нового доступа из других линий передачи, тем самым вводя и/или переадресуя дополнительных пользователей. Однако в описываемой системе удаленные каналы просто регенерируются.The multiplexer divides the transmission line 40 into parallel channel selection groups using a demultiplexing interleaver and a group filter 42. Such a filter and its use are also well known in the art. The type of filter is purposefully selected by the system designer to provide access to the desired channels and wavelengths, which, as is known in advance, will require regeneration into a less dispersive and / or more compensated form. Wavelengths are transmitted in channels for which full compensation may be required. Where dispersion compensation and / or regeneration is not required, channels can be designed with the ability to pass them through the multiplexer without change. The second need for access to channels is to introduce new access from other transmission lines, thereby introducing and / or forwarding additional users. However, in the described system, remote channels are simply regenerated.

Фильтр 42 показан как мультиплексирующий передаваемый сигнал в четыре параллельные группы каналов, которые должны передаваться по четырем ответвленным волноводам или сегментам 44, 46, 48, 50 линии передачи. Эти группы могут состоять из нескольких каналов, каждый из которых может содержать по меньшей мере одну длину волны. Обычно количество каналов может составлять 4 канала с интервалами между каналами 150 ГГц. Как известно в технике, ширина полосы может зависеть от скорости передачи данных. Сегмент 50 линии не содержит ни компонентов компенсации дисперсии, ни средств добавления/исключения. В данном случае разработчик основывается на модуле 34 КД для обеспечения любой компенсации, необходимой для каналов, передаваемых по данному сегменту линии. Сегмент 46 линии включает в себя модуль 52 КД, содержащий 10 км витого оптического волокна. Модуль 53 добавления/удаления включен последовательно с модулем 52 КД. Модуль 53 добавления/удаления включает в себя модуль 54 удаления, 3R регенератор 56 сигнала и модуль 58 добавления, функция и использование каждого из которых хорошо известны специалистам в данной области техники. Модуль 54 удаления при своем функционировании селективно удаляет по меньшей мере один (55) из группы каналов 51, передаваемых по линии 46. Типовые модули добавления/удаления могут добавлять/удалять 5-50% каналов, маршрутизируемых через них. Как показано, первый канал 55 селективно удаляется из группы каналов 51. Канал 55 затем регенерируется регенератором 56 в форме, не имеющей дисперсии. Регенерированный канал затем передается по волноводу 57 в модуль 58 добавления. Модуль 58 добавления рекомбинирует группу каналов 51 и передает их по волноводу 46 ответвления к мультиплексору 70. Мультиплексор 70 может также содержать перемежитель и групповой фильтр. Выходная мощность линии 46 может испытывать потери 1 дБ как результат компенсации дисперсии посредством модуля 52 КД. Эта потеря должна быть восполнена добавочным усилителем 38.Filter 42 is shown as a multiplexing transmitted signal in four parallel groups of channels that must be transmitted on four branch waveguides or segments 44, 46, 48, 50 of the transmission line. These groups may consist of several channels, each of which may contain at least one wavelength. Typically, the number of channels can be 4 channels at intervals between channels of 150 GHz. As is known in the art, the bandwidth may depend on the data rate. Line segment 50 contains neither dispersion compensation components nor means of addition / exclusion. In this case, the developer relies on the CD module 34 to provide any compensation necessary for the channels transmitted on this line segment. Segment 46 of the line includes a module 52 KD containing 10 km of twisted optical fiber. The add / remove module 53 is connected in series with the CD module 52. The add / remove module 53 includes a remove module 54, a 3R signal regenerator 56, and an add module 58, the function and use of each of which are well known to those skilled in the art. The deletion module 54 selectively deletes at least one (55) from the group of channels 51 transmitted on line 46. Typical add / delete modules can add / remove 5-50% of the channels routed through them. As shown, the first channel 55 is selectively removed from the group of channels 51. Channel 55 is then regenerated by the regenerator 56 in a form having no dispersion. The regenerated channel is then transmitted through the waveguide 57 to the add module 58. The add module 58 recombines the group of channels 51 and transmits them along the branch waveguide 46 to the multiplexer 70. The multiplexer 70 may also include an interleaver and a group filter. The output power of line 46 may experience 1 dB loss as a result of dispersion compensation by means of a CD module 52. This loss should be compensated by an additional amplifier 38.

Волновод 48 ответвления включает в себя модуль 60 КД. В данном примере модуль 60 содержит 20 км витого оптического волокна. Волновод 48 не содержит иных средств компенсации или добавления/удаления, тем самым указывая на то, что разработчик предусматривает, что каналы, передаваемые по этому сегменту линии, не требуют ни регенерации, ни добавления/удаления.The waveguide 48 branches includes a module 60 KD. In this example, module 60 contains 20 km of twisted optical fiber. The waveguide 48 does not contain other means of compensation or addition / deletion, thereby indicating that the developer stipulates that the channels transmitted along this segment of the line require neither regeneration nor addition / deletion.

Оптическая мощность понижена на 2 дБ, что может быть восполнено добавочным усилителем 38.The optical power is reduced by 2 dB, which can be supplemented by an additional amplifier 38.

Волновод 50 ответвления включает в себя модуль 62 КД, содержащий 30 км витого оптического волокна. Сегмент линии дополнительно включает в себя модуль 63 добавления/удаления, который функционирует по существу так же, как и модуль 53 добавления/удаления. Здесь модуль 64 удаления разделяет каналы, передаваемые по этому сегменту линии, в меньшие параллельные группы или индивидуальные каналы (сегменты линии) 71. Первый канал (сегмент линии) 72 меньшей группы направляется в средство 66 регенерации, которое регенерирует первый канал, который затем должен передаваться по сегменту 74 линии к модулю 68 добавления. Модуль 68 добавления рекомбинирует каналы, передаваемые по сегментам 71 линии, и маршрутизирует их по сегменту 50 линии к мультиплексору 70. Потери оптической мощности в этом сегменте линии составляют примерно 3 дБ, что может быть восполнено за счет добавочного усилителя 38.The branch waveguide 50 includes a CD module 62 containing 30 km of twisted optical fiber. The line segment further includes an add / remove module 63 that functions essentially the same as the add / remove module 53. Here, the deletion module 64 divides the channels transmitted on this line segment into smaller parallel groups or individual channels (line segments) 71. The first channel (line segment) 72 of the smaller group is directed to regeneration means 66, which regenerates the first channel, which is then to be transmitted on line segment 74 to add module 68. The add module 68 recombines the channels transmitted along the line segments 71 and routes them along the line segment 50 to the multiplexer 70. The optical power loss in this line segment is approximately 3 dB, which can be compensated for by the additional amplifier 38.

Вышеописанная конструкция, известная из уровня техники, имеет по меньшей мере один недостаток, состоящий в использовании 3R средства регенерации (или его эквивалентов), которое требует оптико-электро-оптического преобразования сигнала для его регенерации. Такое преобразование является сложным и дорогостоящим. Кроме того, не решается проблема, связанная с необходимостью подсоединения пользователей.The above construction, known from the prior art, has at least one drawback consisting in the use of 3R means of regeneration (or its equivalents), which requires optoelectro-optical conversion of the signal for its regeneration. Such a conversion is complex and expensive. In addition, the problem associated with the need to connect users is not resolved.

Международная заявка WO 97/23996 описывает систему передачи с мультиплексированием с разделением по длинам волн с блоками разветвления (добавления/удаления), введенными в оптико-волоконную магистральную линию связи. Смещенные волокна без дисперсии используются для компенсации дисперсии, возникающей в магистральной линии связи. В ответвлении предусматривается средство для предварительной дисперсии длины волны из добавляемого канала перед маршрутизацией в магистраль и средство для дисперсии удаляемой длины волны. Для транзитных каналов (которые не удаляются) возможна только приближенная компенсация, и в зависимости от величины компенсации уровень мощности каналов может в значительной степени различаться. Данное решение является наиболее релевантным из предшествующего уровня техники.International application WO 97/23996 describes a wavelength division multiplexed transmission system with branching (add / remove) units inserted into an optical fiber backbone. Displaced fibers without dispersion are used to compensate for the dispersion that occurs in the trunk. The branch provides means for pre-dispersing the wavelength from the added channel before routing to the trunk and means for dispersing the removed wavelength. For transit channels (which are not removed), only approximate compensation is possible, and depending on the amount of compensation, the power level of the channels can vary significantly. This solution is the most relevant of the prior art.

Задачей настоящего изобретения является создание оптической системы передачи, в которой дисперсия может быть скомпенсирована при минимизации и/или исключении затрат на регенерацию и оптико-электронное преобразование. Компенсация осуществляется без использования индивидуальных генераторов линий, таких как 3R генератор в предшествующем уровне техники. Наконец, настоящее изобретение обеспечивает большее число взаимных соединений по сравнению с устройством, известным из предшествующего уровня техники, тем самым повышая преимущества системы передачи, в которой может быть реализовано настоящее изобретение.An object of the present invention is to provide an optical transmission system in which dispersion can be compensated for while minimizing and / or eliminating the costs of regeneration and optoelectronic conversion. Compensation is carried out without the use of individual line generators, such as a 3R generator in the prior art. Finally, the present invention provides a greater number of interconnections than a device known from the prior art, thereby enhancing the advantages of a transmission system in which the present invention can be implemented.

Эти результаты достигаются посредством устройства и способа, в соответствии с которыми модули добавления/удаления выполнены в оптическом мультиплексоре добавления/удаления, так что каналы добавляются и удаляются без использования регенерации. Вместо этого, оптические сигналы маршрутизируются в секцию добавления модуля, эти сигналы являются внешними для мультиплексора. Вновь добавленные сигналы могут исходить от других пользователей/узлов. Вновь добавленные сигналы не имеют такой дисперсии, как те, которые удалены, тем самым обеспечивается компенсация дисперсии при облегчении переадресации сигнала.These results are achieved by means of a device and method in which add / remove modules are implemented in an optical add / remove multiplexer, so that channels are added and removed without using regeneration. Instead, the optical signals are routed to the add module section, these signals are external to the multiplexer. Newly added signals may come from other users / nodes. The newly added signals do not have such dispersion as those that are removed, thereby providing dispersion compensation while facilitating signal forwarding.

Данный результат также достигается целенаправленным выполнением конструирования и выбора выполнения компенсаторов дисперсии особенно по отношению к известной дисперсии волновода ответвления. За счет такого выполнения волноводы ответвления с более высокой дисперсией будут иметь большее число модулей КД и наоборот. Аналогичным образом, число выполняемых модулей добавления/удаления зависит от известных значений дисперсии. При таком выполнении выходная оптическая мощность каждого волновода ответвления является по существу одинаковой.This result is also achieved by the targeted implementation of the design and selection of the dispersion expansion joints, especially with respect to the known dispersion of the branch waveguide. Due to this design, branch waveguides with a higher dispersion will have a larger number of CD modules and vice versa. Similarly, the number of add / remove modules to run depends on known variance values. With this arrangement, the output optical power of each branch waveguide is substantially the same.

На чертежах представлены только те составные части оптической системы передачи, которые необходимы для понимания настоящего изобретения. Опущены такие компоненты, как средства обработки сигналов на приемном и передающем концах, средства соединения волокон и т.д.The drawings show only those components of an optical transmission system that are necessary for understanding the present invention. Components such as signal processing at the receiving and transmitting ends, means for connecting fibers, etc., are omitted.

На фиг.5 представлен вариант осуществления настоящего изобретения. Здесь первый и второй предварительные усилители 102, 103 последовательно с двух сторон соединены с обычным модулем 104 КД в оптической линии 100 передачи системы МРДВ. Для примера, как изображено, модуль 104 КД включает в себя 100 км витого оптического волокна. Асимметричный оптический мультиплексор 106 добавления/удаления (ОМДУ) подсоединен последовательно через линию 100 передачи к выходу второго предварительного усилителя 103. Обычный добавочный усилитель 108 последовательно подсоединен к выходу ОМДУ 106. ОМДУ содержит противолежащие элемент 110 демультиплексирования и элемент 160 мультиплексирования. Элементы демультиплексирования и мультиплексирования могут содержать перемежитель и групповые фильтры или иные эквивалентные элементы, хорошо известные специалистам в данной области техники, для обеспечения доступа к желательным каналам и длинам волн, которые, как должно быть известно заранее, потребуют преобразования в форму с меньшей дисперсией. Эти волны передаются в каналах, для которых может потребоваться полная компенсация дисперсии. Если не требуется компенсации дисперсии и/или преобразование, то каналы могут проходить через мультиплексор 106 в неизменном виде.5 shows an embodiment of the present invention. Here, the first and second pre-amplifiers 102, 103 are connected in series from two sides to a conventional CD module 104 in the optical transmission line 100 of the MRDV system. For example, as shown, the CD module 104 includes 100 km of twisted optical fiber. An asymmetric optical add / remove multiplexer 106 (OMDU) is connected in series through the transmission line 100 to the output of the second preamplifier 103. A conventional auxiliary amplifier 108 is connected in series to the output of the OMDU 106. The OMDU contains opposite demultiplexing element 110 and multiplexing element 160. The demultiplexing and multiplexing elements may contain an interleaver and group filters or other equivalent elements well known to specialists in this field of technology, to provide access to the desired channels and wavelengths, which, as should be known in advance, will require conversion to a lower dispersion form. These waves are transmitted in channels for which full dispersion compensation may be required. If dispersion compensation and / or conversion is not required, the channels can pass through multiplexer 106 unchanged.

Демультиплексор 110 разделяет сигнал, передаваемый по линии 100 передачи, на выбранное количество параллельных подгрупп, каждая из которых содержит выбранное количество каналов. Количество подгрупп и каналов в них является фактором выбора при проектировании в пределах объема настоящего изобретения. К примеру, на фиг.5 представлено до 8 каналов с различными длинами волн на группу. Однако количество каналов может быть в пределах от 2 до 40 с интервалом по меньшей мере 50-200 ГГц. Здесь, как показано на чертеже, демультиплексор 110 делит передаваемый сигнал на 4 параллельные подгруппы. Каждая из подгрупп передается по одному из четырех волноводов ответвлений или сегментов 120, 130, 140, 150 линии. Каждый из сегментов линии включает в себя ряд элементов, выбранных для оптимизации ресурса рабочей оптической мощности ОМДУ 106.Demultiplexer 110 divides the signal transmitted on the transmission line 100 into a selected number of parallel subgroups, each of which contains a selected number of channels. The number of subgroups and channels in them is a factor of choice when designing within the scope of the present invention. For example, figure 5 shows up to 8 channels with different wavelengths per group. However, the number of channels may range from 2 to 40 with an interval of at least 50-200 GHz. Here, as shown in the drawing, demultiplexer 110 divides the transmitted signal into 4 parallel subgroups. Each of the subgroups is transmitted along one of four branch waveguides or line segments 120, 130, 140, 150. Each of the line segments includes a number of elements selected to optimize the resource of the working optical power OMDU 106.

Как известно заранее при проектировании ОМДУ, сигналы, передаваемые по волноводу 120, потребуют незначительной компенсации дисперсии. В отношении этих сигналов устройство основывается на использовании обычного модуля 104 КД. При условии требований низкой дисперсии для этого волновода, разработчику предоставляется возможность включить множество модулей добавления/удаления. Множество модулей добавления/удаления облегчает взаимные соединения с другими волноводами, обеспечивая тем самым взаимные соединения с другими пользовательскими узлами. Взаимное соединение улучшается по сравнению с конструкциями, известными из предшествующего уровня техники, которые основываются на регенерации, а не на подстановке сигналов. Модули добавления/удаления также обеспечивают ослабление оптической мощности сигнала в каналах, передаваемых соответствующим волноводом, так что выходная мощность всех волноводов ответвлений ОМДУ становится по существу одинаковой. Существенное равенство выходной мощности облегчает мультиплексирование, усиление и передачу. Множество модулей добавления/удаления, кроме того, повышает выгоду от данной конструкции для системы передачи в целом за счет обеспечения улучшенных возможностей взаимосвязей. Это улучшение также имеет экономическое значение для оператора системы передачи, состоящее в том, что большее количество пользователей могут быть подсоединены к его системе передачи.As is known in advance in the design of the OMDU, the signals transmitted along the waveguide 120 will require insignificant dispersion compensation. With respect to these signals, the device is based on the use of a conventional 104 CD module. Subject to the low dispersion requirements for this waveguide, the developer is given the opportunity to include many add / remove modules. Many add / remove modules facilitate interconnections with other waveguides, thereby providing interconnections with other user nodes. The interconnection is improved compared to structures known from the prior art, which are based on regeneration rather than signal substitution. The add / remove modules also provide attenuation of the optical power of the signal in the channels transmitted by the respective waveguide, so that the output power of all the waveguides of the OMDU branches becomes substantially the same. Significant equal output power facilitates multiplexing, amplification, and transmission. The many add / remove modules also increase the benefits of this design for the transmission system as a whole by providing improved interconnectivity capabilities. This improvement is also of economic importance to the transmission system operator, in that more users can be connected to its transmission system.

Как показано на чертеже, волновод 120 ответвления включает в себя 4 модуля 122, 124, 126, 128 добавления/удаления. Каждый модуль содержит средство (не показано) для соединения с другими волноводами, так чтобы выбранное количество каналов могло быть удалено и подсоединено в соответствии с выбором при проектировании и/или потребностями пользователей. Модули выбираются таким образом, что объединенные удаленные и добавленные каналы приводят к получению выходной оптической мощности волновода 120, по существу равной оптической мощности других волноводов ОМДУ, и при этом дисперсия существующих сигналов существенно снижена (например, нулевая дисперсия). Модули 122, 124, 126, 128 добавления/удаления отличаются от тех, которые ранее использовались в оптических мультиплексорах добавления/удаления, тем, что данные модули маршрутизируют оптические сигналы без промежуточного этапа преобразования оптических сигналов в электрические сигналы. Данные модули могут содержать оптический циркулятор и программируемые волоконные брэгговские решетки, и/или другие волноводные средства расщепления, известные специалистам в данной области техники, причем, например, на модуль может предусматриваться падение мощности 2 дБ. При взятом для примера ресурсе по мощности 9 дБ данная конструкция может включать в себя 4 модуля добавления/удаления для получения падения мощности до 8 дБ при таком проектировании. Волновод 120 ответвления не содержит модулей КД, поскольку система предназначена для маршрутизации сигналов через данный волновод, имеющий уровень дисперсии, который является приемлемым для передачи и приема и не требует компенсации с использованием модулей КД. Данное проектирование облегчается соответствующим выбором демультиплексора 110. Выход волновода 120 ответвления соединен с мультиплексором 160, который служит для объединения выхода волновода с другими волноводами, чтобы обеспечить единый набор сигналов для передачи по линии 100 передачи.As shown, the branch waveguide 120 includes 4 add / remove modules 122, 124, 126, 128. Each module contains means (not shown) for connecting to other waveguides, so that a selected number of channels can be removed and connected according to design choices and / or user needs. The modules are selected in such a way that the combined remote and added channels lead to the output optical power of the waveguide 120, which is essentially equal to the optical power of other OMDU waveguides, while the dispersion of existing signals is significantly reduced (for example, zero dispersion). The add / remove modules 122, 124, 126, 128 differ from those previously used in add / remove optical multiplexers in that these modules route optical signals without an intermediate step of converting the optical signals into electrical signals. These modules may contain an optical circulator and programmable fiber Bragg gratings, and / or other waveguide splitting means known to specialists in this field of technology, and, for example, a power drop of 2 dB may be provided on the module. Given an example power resource of 9 dB, this design can include 4 add / remove modules to obtain a power drop of up to 8 dB in this design. The branch waveguide 120 does not contain CD modules, since the system is designed to route signals through a given waveguide having a dispersion level that is acceptable for transmission and reception and does not require compensation using CD modules. This design is facilitated by the appropriate selection of the demultiplexer 110. The output of the branch waveguide 120 is connected to the multiplexer 160, which serves to combine the output of the waveguide with other waveguides to provide a single set of signals for transmission on the transmission line 100.

Волновод 130 ответвления включает в себя меньшее количество модулей добавления/удаления, чем волновод 120. В данном случае волновод 130 содержит три модуля 131, 132, 133 добавления/удаления. Модули добавления/удаления работают по существу так же, как и описанные выше модули 122, 124, 126, 128 добавления/удаления. В данном случае модуль 134 КД соединен последовательно с модулями 131, 132, 133. Число модулей добавления/удаления и модулей КД выбирается так, чтобы выходная мощность волновода 130 была по существу равной мощности других волноводов ОМДУ. Модуль КД работает по существу идентично известным модулям КД. Система спроектирована так, чтобы маршрутизировать сигналы/каналы по данному волноводу, который требует меньшей компенсации дисперсии, которая осуществляется посредством модуля 134 КД. В данном случае модуль 134 содержит 10 км оптического волокна, и потери мощности от этого модуля несущественно снижают полную выходную мощность волновода. Выход волновода 130 соединяется с мультиплексором 160 для мультиплексирования с выходами других волноводов ОМДУ.The branch waveguide 130 includes fewer add / remove modules than the waveguide 120. In this case, the waveguide 130 contains three add / remove modules 131, 132, 133. The add / remove modules work essentially the same as the above add / remove modules 122, 124, 126, 128. In this case, the CD module 134 is connected in series with the modules 131, 132, 133. The number of add / remove modules and CD modules is selected so that the output power of the waveguide 130 is substantially equal to the power of other OMDU waveguides. The CD module works essentially identically to the known CD modules. The system is designed to route signals / channels along a given waveguide, which requires less dispersion compensation, which is carried out through the module 134 KD. In this case, module 134 contains 10 km of optical fiber, and the power loss from this module does not significantly reduce the total output power of the waveguide. The output of the waveguide 130 is connected to the multiplexer 160 for multiplexing with the outputs of other waveguides OMDU.

Из конструкции оптической системы известно, что волновод 140 ответвления должен требовать большей компенсации дисперсии, чем волноводы 120 и 130, и поэтому возможно меньшее ослабление оптической мощности. Волновод 140 спроектирован с двумя модулями КД вместо одного модуля КД волновода 130, и с двумя модулями добавления/удаления вместо трех таких модулей для волновода 130. Волновод 140 спроектирован с модулями 142, 143 добавления/удаления и с модулями 144, 146 КД. В результате такого проектирования оптическая выходная мощность волновода 140 по существу равна выходной мощности других волноводов ОМДУ, в то время как дисперсия снижена до удовлетворительных уровней, обеспечивающих приемлемый прием на приемном конце линии 100 передачи.It is known from the design of the optical system that the branch waveguide 140 should require more dispersion compensation than the waveguides 120 and 130, and therefore less attenuation of the optical power is possible. The waveguide 140 is designed with two CD modules instead of one CD module of the waveguide 130, and with two add / remove modules instead of three such modules for the waveguide 130. The waveguide 140 is designed with the add / remove modules 142, 143 and the CD modules 144, 146. As a result of this design, the optical output power of the waveguide 140 is substantially equal to the output power of the other OMDU waveguides, while the dispersion is reduced to satisfactory levels that provide acceptable reception at the receiving end of the transmission line 100.

Наконец, из конструкции оптической системы известно, что сигналы, передаваемые по волноводу 150, требуют большей компенсации дисперсии, чем для ранее рассмотренных волноводов, и меньшего ослабления оптической мощности, чем для других волноводов ОМДУ. Как таковой, волновод 150 содержит три модуля 154, 156, 158 КД и один модуль 152 добавления/удаления. Модули добавления/удаления и модули КД работают по существу таким же образом, что и описанные выше сходные модули. При данном выполнении выходная мощность волновода 150 по существу равна мощности других волноводов ОМДУ, в то время как дисперсия в нем существенно снижена до приемлемых уровней. Выход мультиплексируется с выходами других волноводов в мультиплексоре 160 для передачи по линии 100. Потери оптической мощности в ОМДУ 106 восполняются общим добавочным усилителем 108, включенным на выходе ОМДУ.Finally, it is known from the design of the optical system that the signals transmitted through waveguide 150 require more dispersion compensation than for the previously considered waveguides, and less attenuation of optical power than for other OMDU waveguides. As such, the waveguide 150 comprises three CD modules 154, 156, 158 and one add / remove module 152. The add / remove modules and CD modules work essentially in the same way as the similar modules described above. In this embodiment, the output power of the waveguide 150 is substantially equal to the power of the other OMDU waveguides, while the dispersion therein is substantially reduced to acceptable levels. The output is multiplexed with the outputs of other waveguides in the multiplexer 160 for transmission on line 100. The optical power loss in the OMDU 106 is compensated by a common additional amplifier 108 connected to the output of the OMDU.

В качестве альтернативы при проектировании, в некоторых вариантах осуществления некоторое число аттенюаторов может быть использовано вместо модулей добавления/удаления, поскольку аттенюаторы могут быть выполнены с возможностью выполнения по существу сходных функций в сравнении с модулями добавления/удаления, описанными в связи с изобретением, а именно для снижения амплитуды сигнала без существенного искажения его формы колебания. Оптические аттенюаторы по существу представляют собой пассивные устройства, не требующие промежуточного этапа преобразования оптического сигнала в электрический сигнал. Аналогичным образом, степень ослабления может быть фиксированной, непрерывно подстраиваемой или может подстраиваться дискретными приращениями.Alternatively, in design, in some embodiments, a number of attenuators may be used in place of add / remove modules, since the attenuators can be configured to perform substantially similar functions compared to the add / remove modules described in connection with the invention, namely to reduce the amplitude of the signal without significant distortion of its waveform. Optical attenuators are essentially passive devices that do not require the intermediate step of converting an optical signal into an electrical signal. Similarly, the degree of attenuation can be fixed, continuously adjustable, or can be adjusted by discrete increments.

Хотя изобретение представлено и описано в отношении приведенного для примера варианта осуществления, для специалистов в данной области техники должно быть понятно, что вышеописанные и другие изменения, исключения и дополнения по форме и в деталях могут осуществляться без изменения сущности и объема изобретения.Although the invention has been presented and described in relation to an exemplary embodiment, it should be understood by those skilled in the art that the above and other changes, exceptions and additions in form and detail can be made without changing the essence and scope of the invention.

Claims

1. A device for adding / removing a signal connected to a transmission line (100) of an optical wavelength division multiplexed transmission system (WDM), comprising optically coupled add / remove modules (122-126; 131-133; 142-143; 152 ) and dispersion compensation modules, characterized in that it comprises dividing means (110) for dividing the WDM signal into various signal bands having different dispersion values, said dividing means passing said bands along a plurality of branch waveguides (120, 130, 140, 150 ) mentioned The second branch waveguides (120, 130, 140, 150) contain series-connected add-remove modules (122-126; 131-133; 142-143; 152) and dispersion compensation modules (134; 144, 146; 154, 156, 158); combining means (160) for combining the mentioned signal bands into a changed WFDM signal, while waveguides (150) transmitting signal bands with a higher dispersion as compared to other signal bands of other waveguides (140, 130) contain dispersion compensation modules (154, 156, 158) with a higher attenuation than other waveguides (140, 130); waveguides (150), transmitting signal bands with a higher dispersion compared to the remaining signal bands of the remaining waveguides (140, 130), contain fewer add-remove modules (152) compared to the number of add-remove modules (142, 143; 131 , 132, 133) of the remaining waveguides (140, 130), so that the output power level of each waveguide (120, 130, 140, 150) is essentially the same.

2. A device for adding / removing a signal connected to the transmission line (100) of an optical transmission system with wavelength division multiplexing (WDM), comprising optically coupled add / remove modules (122-126; 131-133; 142-143; 152 ) and dispersion compensation modules, characterized in that it comprises dividing means (110) for dividing the WDM signal into various signal bands having different dispersion values, said dividing means passing said bands along a plurality of branch waveguides (120, 130, 140, 150 ) mentioned branch waveguides (120, 130, 140, 150) contain add-remove modules (122-126; 131-133; 142-143; 152), at least one of the mentioned waveguides (120) does not contain a dispersion compensation module, and dispersion compensation for said at least one of said waveguides (120) is performed by at least one common dispersion compensation module (104) connected in series in front of said dividing means (110), and other branch waveguides (130, 140, 150) contain connected in series with the above modules add avlenii-removal (122-126; 131-133; 142-143; 152) dispersion compensation modules (134; 144, 146; 154, 156, 158); combining means (160) for combining the mentioned signal bands into a changed WFDM signal, while waveguides (150) transmitting signal bands with a higher dispersion as compared to other signal bands of other waveguides (140, 130) contain dispersion compensation modules (154, 156, 158) with a higher attenuation than other waveguides (140, 130); waveguides (150), transmitting signal bands with a higher dispersion compared to the remaining signal bands of the remaining waveguides (140, 130), contain fewer add-remove modules (152) compared to the number of add-remove modules (142, 143; 131 , 132, 133) of the remaining waveguides (140, 130), so that the output power level of each waveguide (120, 130, 140, 150) is essentially the same.

3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the number of add-remove modules (122-126; 131-133; 142-143; 152) and the number of dispersion compensation modules (134; 144, 146; 154, 156, 158) is chosen so that the total attenuation of the above add-remove modules (122-126; 131-133; 142-143; 152) and dispersion compensation modules (134; 144, 146; 154, 156, 158) is essentially the same for each of the mentioned waveguides (120, 130, 140, 150).

4. The device according to claim 3, characterized in that at least one of the mentioned waveguides (120, 130, 140, 150) contains an attenuation module.

5. The device according to claim 3, characterized in that each of the mentioned waveguides contains a different number of add-remove modules (122-126; 131-133; 142-143; 152) and the number of dispersion compensation modules (134; 144, 146; 154, 156, 158).

6. The device according to claim 1 or 2, characterized in that said add-remove modules comprise means for replacing a number of first channels with second channels, said first and second channels having the same wavelength.

7. The device according to claim 2, characterized in that said dispersion compensation modules (134; 144, 146; 154, 156, 158) for each waveguide (120, 130, 140, 150) and a common dispersion compensation module (104) have the accepted value of the variance.

8. A method for compensating for the dispersion of the TDMA signals transmitted over the transmission line (100) of the optical transmission turbojet engine containing add-remove modules and dispersion compensation modules, characterized in that said method includes using a device having a means for dividing (110) the WDM signal into different signal bands transmitted along different waveguides (120, 130, 140, 150), said signal bands having different dispersion values, and the dividing means further omits said bands along different waveguides (120, 130, 140, 150), and means (160) for combining the said signal bands into an altered MRDV signal for transmission over the said transmission line, placing dispersion compensation modules (154, 156, 158) with a higher attenuation in waveguides (150) transmitting signal bands with higher dispersion than other waveguides (140, 130, 120) transmitting signals with lower dispersion or without dispersion; placing a larger number of add-remove modules (122-126) in waveguides (150) transmitting signals having lower dispersion values than other signals transmitted along other waveguides (140, 130) having higher dispersion values, so that the output the signal of each of the mentioned waveguides (120, 130, 140, 150) is essentially the same.

9. The method according to claim 8, characterized in that it further includes the step of placing a common dispersion compensation module (104) at the input of said dividing means (110), so that said general dispersion compensation module (104) provides dispersion compensation for at least one waveguide (120) of the aforementioned waveguides (120, 130, 140, 150) that does not have a dispersion compensation module.

10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that said add-remove module comprises means for replacing a number of first channels with second channels, said first and second channels having the same wavelength, wherein said step of placing the compensation module the dispersion further includes the step of using a dispersion compensation module for each waveguide (120, 130, 140, 150) having the adopted dispersion value.