RU2704105C1 - Способ компенсации искажений оптических сигналов в волоконно-оптической линии передачи - Google Patents

Способ компенсации искажений оптических сигналов в волоконно-оптической линии передачи Download PDF

Info

Publication number
RU2704105C1
RU2704105C1 RU2019116738A RU2019116738A RU2704105C1 RU 2704105 C1 RU2704105 C1 RU 2704105C1 RU 2019116738 A RU2019116738 A RU 2019116738A RU 2019116738 A RU2019116738 A RU 2019116738A RU 2704105 C1 RU2704105 C1 RU 2704105C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optical
fiber
transmission line
optical fiber
input
Prior art date
Application number
RU2019116738A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Александрович Бурдин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики"
Priority to RU2019116738A priority Critical patent/RU2704105C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2704105C1 publication Critical patent/RU2704105C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
    • H04B10/25077—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion using soliton propagation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
    • H04B10/2513—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion
    • H04B10/2525—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion using dispersion-compensating fibres
    • H04B10/25253—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion using dispersion-compensating fibres with dispersion management, i.e. using a combination of different kind of fibres in the transmission system

Abstract

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано для компенсации искажений в волоконно-оптических линиях передачи сетей связи. Технический результат состоит в расширении области применения. Для этого по концам усилительного участка линии передачи последовательно оптическим волокнам линии передачи включают компенсирующие модули, при этом сначала поступающий из оптического волокна усилительного участка волоконно-оптической линии передачи оптический сигнал усиливают и подают на вход компенсирующего модуля, в котором сначала компенсируют хроматическую дисперсию, накопленную в оптическом волокне на усилительном участке, а затем разделяют оптическое излучение на две части, первую часть пропускают по оптическому волокну с повышенной нелинейностью, на выходе которого компенсируют хроматическую дисперсию, накопленную на этом оптическом волокне, после чего производят поворот фазы оптического сигнала на 180° и суммируют его с оптическим сигналом второй части оптического излучения, которую предварительно пропускают через аттенюатор, с помощью которого согласовывают уровни суммируемых оптических сигналов, затем результат суммирования подают на выход компенсирующего модуля, усиливают и вводят в оптическое волокно следующего усилительного участка, при этом затухание оптического аттенюатора, усиление оптического сигнала, поступающего на вход компенсирующего модуля, и параметры оптического волокна с повышенной нелинейностью и оптического усилителя выбирают так, чтобы компенсировать нелинейные искажения в оптическом волокне усилительного участка волоконно-оптической линии передачи. 2 ил.

Description

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано для компенсации искажений в волоконно-оптических линиях передачи сетей связи.
Известны способы [1-3] увеличения пропускной способности волоконно-оптической линии передачи, заключающиеся в том, что в линии передачи обеспечивают режим распространения солитонов с управлением дисперсией. Для этого в волоконно-оптической линии передачи периодически включают оптические усилители и регулируют хроматическую дисперсию линии передачи. Волоконно-оптическая линия передачи с «управляемыми дисперсией солитонами» это линия передачи, в которой хроматическая дисперсия вдоль линии периодически меняет знак так, что результирующая дисперсия на периоде (дисперсионной карте) компенсирует набег фазы на периоде за счет нелинейности [4]. Изменения знака хроматической дисперсии оптических волокон вдоль линии обеспечивают за счет последовательного включения оптических волокон с положительной дисперсионной характеристикой и оптических волокон с отрицательной дисперсионной характеристикой. При этом выбирают расстояния между оптическими усилителями, параметры сигнала и параметры оптических волокон линии передачи, которые обеспечивают условия распространения солитонов. Основная проблема применения данных способов состоит в том, что для поддержания режима передачи солитонов требуется достаточно строгое согласование характеристик передаваемых оптических импульсов и характеристик волоконно-оптической линии. При этом, как правило, для обеспечения необходимых длин усилительных и регенерационных участком требуется увеличивать плотность дисперсионных карт (уменьшать период изменения знака дисперсии). Все это ограничивает область применения данных способов.
Известен способ увеличения пропускной способности волоконно-оптической линии передачи, заключающееся в том, что по концам усилительного участка линии передачи последовательно оптическим волокнам линии передачи включают компенсирующие оптические волокна, хроматическая дисперсия которых имеет знак противоположный знаку хроматической дисперсии оптических волокон линии передачи [5]. При использовании данного способа уменьшается только результирующая хроматическая дисперсия волоконно-оптической линии передачи. Из-за действия факторов нелинейности его возможности по увеличению длины усилительного участка, регенерационного участка и пропускной способности волоконно-оптических линии передачи ограничены. Как следствие, это ограничивает и область применения данного способа.
Сущностью предлагаемого изобретения является расширение области применения.
Эта сущность достигается тем, что согласно способу компенсации искажений оптических сигналов в волоконно-оптических линиях передачи, по концам усилительного участка линии передачи последовательно оптическим волокнам линии передачи включают компенсирующие модули, при этом сначала поступающий из оптического волокна усилительного участка волоконно-оптической линии передачи оптический сигнал усиливают и подают на вход компенсирующего модуля, в котором сначала компенсируют хроматическую дисперсию накопленную в оптическом волокне на усилительном участке, а затем разделяют оптическое излучение на две части, первую часть пропускают по оптическому волокну с повышенной нелинейностью, на выходе которого компенсируют хроматическую дисперсию накопленную на этом оптическом волокне, после чего производят поворот фазы оптического сигнала на 180 градусов и суммируют его с оптическим сигналом второй части оптического излучения, которую предварительно пропускают через оптический аттенюатор, с помощью которого согласовывают уровни суммируемых оптических сигналов, затем результат суммирования подают на выход компенсирующего модуля, усиливают и вводят в оптическое волокно следующего усилительного участка, при этом затухание оптического аттенюатора, усиление оптического сигнала, поступающего на вход компенсирующего модуля, и параметры оптического волокна с повышенной нелинейностью выбирают так, чтобы компенсировать нелинейные искажения в оптическом волокне усилительного участка волоконно-оптической линии передачи.
На фиг.1 и фиг.2 приведены схемы реализации заявляемого способа. На фиг.1 представлена схема включения компенсирующих модулей на волоконно-оптической линии. На фиг.2 приведена структурная схема устройства для реализации заявляемого способа компенсации искажений.
Устройство содержит необслуживаемые усилительные пункты (НУП) 1, первый каскад линейного оптического усилителя 2, компенсирующий модуль 3, второй каскад линейного оптического усилителя 4, оптическое волокно волоконно-оптической линии передачи 5. Здесь НУПы 1 размещены вдоль волоконно-оптической линии передачи с заданным интервалом. Участок волоконно-оптической линии между НУП есть усилительный участок. Компенсирующий модуль 3 включает первый модуль компенсации хроматической дисперсии 6, первый оптический разветвитель 7, оптическое волокно с повышенной нелинейностью 8, второй модуль компенсации хроматической дисперсии 9, фазовый фильтр с π-сдвигом 10, второй оптический разветвитель 11, оптический аттенюатор 12.
На НУПе 1 оптическое волокно волоконно-оптической линии передачи 5 в конце усилительного участка подключено ко входу первого каскада линейного оптического усилителя 2 выход которого соединен со входом компенсирующего модуля 3, а выход компенсирующего модуля 3 подключен ко входу второго каскада линейного оптического усилителя 4, выход которого соединен с оптическим волокном волоконно-оптической линии передачи 5 в начале следующего усилительного участка волоконно-оптической линии передачи. На входе компенсирующего модуля выход первого каскада линейного оптического усилителя 2 подключен ко входу первого модуля компенсации хроматической дисперсии 6, выход которого соединен со входом первого оптического разветвителя 7. Один выход первого оптического разветвителя 7 соединен с оптическим волокном с повышенной нелинейностью 8, другой конец которого подключен ко входу второго модуля компенсации хроматической дисперсии 9. Выход модуля компенсации хроматической дисперсии 9 соединен со входом фазового фильтра с π-сдвигом 10, выход которого соединен с первым входом второго оптического разветвителя 11. Другой выход первого оптического разветвителя 7 соединен со входом оптического аттенюатора 12, выход которого соединен со вторым входом второго оптического разветвителя 11. Выход второго оптического разветвителя 11 на выходе компенсирующего модуля 3 подключен ко входу второго каскада линейного оптического усилителя 4.
Устройство работает следующим образом. Искаженный в оптическом волокне волоконно-оптической линии передачи 5 на усилительном участке оптический сигнал усиливается в первом каскаде оптического усилителя 2 и поступает в первый модуль компенсации хроматической дисперсии 6, в котором компенсируются линейные искажения на усилительном участке из-за хроматической дисперсии. После компенсации потерь и хроматической дисперсии комплексная огибающая оптического сигнала на входе первого оптического разветвителя 7 в первом приближении равна
Figure 00000001
, где
Figure 00000002
- комплексная огибающая неискаженного сигнала, а
Figure 00000003
- фазовый сдвиг, обусловленный нелинейными искажениями в оптическом волокне волоконно-оптической линии передачи 5 на усилительном участке. При достаточно малых нелинейных искажениях на усилительном участке, что, как правило имеет место, справедливо:
Figure 00000004
.
Этот оптический сигнал разделяется первым оптическим разветвителем 7 на две части.
Одна часть через аттенюатор подается на второй вход второго оптического разветвителя 11. Комплексная огибающая оптического сигнала на втором входе второго оптического разветвителя 7 описывается как:
Figure 00000005
.		 (1)
Здесь
Figure 00000006
- коэффициент деления, а
Figure 00000007
- коэффициент, учитывающий затухание аттенюатора.
Вторая часть оптического излучения распространяется в оптическом волокне с повышенной нелинейностью 8 и поступает на вход второго модуля компенсации хроматической дисперсии 9, в котором компенсируются линейные искажения в оптическом волокне с повышенной нелинейностью 8 из-за хроматической дисперсии. После чего оптический сигнал проходит фазовый фильтр с π-сдвигом 10 и поступает на первый вход второго оптического разветвителя 11. Комплексная огибающая оптического сигнала на первом входе второго оптического разветвителя 7 описывается как:
Figure 00000008
.		 (2)
Здесь
Figure 00000009
- фазовый сдвиг, обусловленный нелинейными искажениями в оптическом волокне с повышенной нелинейностью;
Figure 00000010
- коэффициент деления, а
Figure 00000011
- коэффициент, учитывающий потери в оптическом волокне с повышенной нелинейностью 8, втором модуле компенсации хроматической дисперсии 9 и фазовом фильтре с π-сдвигом 10.
На выход второго оптического разветвителя 11 поступает сумма оптических сигналов с его первого и второго входов. Затухание аттенюатора выбирают так, чтобы
Figure 00000012
. При этом условии, как следует из (1) и (2), фазовый сдвиг комплексной огибающей этой суммы оптических сигналов будет равен
Figure 00000013
. Усиление первого каскада линейного оптического усилителя 2 и параметры оптического волокна с повышенной нелинейностью 8 выбирают так, чтобы выполнялось условие
Figure 00000014
. Тогда, как следует из (1) и (2), комплексная огибающая оптического сигнала на выходе второго оптического разветвителя 11 будет приближенно равна
Figure 00000015
и, соответственно, с выхода модуля компенсации 3 на вход второго каскада линейного оптического усилителя 4 поступает восстановленный оптический сигнал, для которого накопленные на усилительном участке линейные и нелинейные искажения скомпенсированы.
В отличие от известного способа, которым является прототип, в предлагаемом способе периодически компенсируются не только линейные, но и нелинейные искажения, что позволяет либо увеличить пропускную способность, либо длину регенерационного участка волоконно-оптической линии передачи по сравнению с прототипом. А это, в свою очередь, расширяет область применения предлагаемого способа по сравнению с прототипом.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кившарь Ю.С., Агравал Г.П. Оптические солитоны. От волоконных световодов к фотонным кристаллам. - М.: Физматлит, 2005.- 648.
2. US 5642215.
3. US 7151880.
4. RU 2173940.
5. US 5218662.

Claims (1)

  1. Способ компенсации искажений оптических сигналов в волоконно-оптических линиях передачи, заключающийся в том, что по концам усилительного участка линии передачи последовательно оптическим волокнам линии передачи включают компенсирующие модули, отличающийся тем, что сначала поступающий из оптического волокна усилительного участка волоконно-оптической линии передачи оптический сигнал усиливают и подают на вход компенсирующего модуля, в котором сначала компенсируют хроматическую дисперсию, накопленную в оптическом волокне на усилительном участке, а затем разделяют оптическое излучение на две части, первую часть пропускают по оптическому волокну с повышенной нелинейностью, на выходе которого компенсируют хроматическую дисперсию, накопленную на этом оптическом волокне, после чего производят поворот фазы оптического сигнала на 180° и суммируют его с оптическим сигналом второй части оптического излучения, которую предварительно пропускают через аттенюатор, с помощью которого согласовывают уровни суммируемых оптических сигналов, затем результат суммирования подают на выход компенсирующего модуля, усиливают и вводят в оптическое волокно следующего усилительного участка, при этом затухание оптического аттенюатора, усиление оптического сигнала, поступающего на вход компенсирующего модуля, и параметры оптического волокна с повышенной нелинейностью и оптического усилителя выбирают так, чтобы компенсировать нелинейные искажения в оптическом волокне усилительного участка волоконно-оптической линии передачи.
RU2019116738A 2019-05-30 2019-05-30 Способ компенсации искажений оптических сигналов в волоконно-оптической линии передачи RU2704105C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019116738A RU2704105C1 (ru) 2019-05-30 2019-05-30 Способ компенсации искажений оптических сигналов в волоконно-оптической линии передачи

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019116738A RU2704105C1 (ru) 2019-05-30 2019-05-30 Способ компенсации искажений оптических сигналов в волоконно-оптической линии передачи

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2704105C1 true RU2704105C1 (ru) 2019-10-24

Family

ID=68318296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019116738A RU2704105C1 (ru) 2019-05-30 2019-05-30 Способ компенсации искажений оптических сигналов в волоконно-оптической линии передачи

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2704105C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2778554C1 (ru) * 2021-10-12 2022-08-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики" Способ компенсации дисперсионных искажений оптических сигналов в многомодовых волоконно-оптических линиях передачи

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5218662A (en) * 1992-05-06 1993-06-08 Alcatel Network Systems, Inc. Fiber-optic cable system and method for dispersion compensation at nodes between end points
US5642215A (en) * 1994-09-12 1997-06-24 Kokusai Denshin Denwa Kabushiki Kaisha Optical transmission system
WO2001018575A1 (fr) * 1999-09-09 2001-03-15 Fujikura Ltd. Fibre optique a dispersion decalee
RU2173940C2 (ru) * 1996-02-16 2001-09-20 Корнинг Инкорпорейтед Волоконно-оптический кабель с регулируемой дисперсией и оптическая система передачи
US7151880B2 (en) * 2000-12-28 2006-12-19 Prysmian Cavi E Sistemi Energia S.R.L. Dispersion-managed optical soliton transmission system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5218662A (en) * 1992-05-06 1993-06-08 Alcatel Network Systems, Inc. Fiber-optic cable system and method for dispersion compensation at nodes between end points
US5642215A (en) * 1994-09-12 1997-06-24 Kokusai Denshin Denwa Kabushiki Kaisha Optical transmission system
RU2173940C2 (ru) * 1996-02-16 2001-09-20 Корнинг Инкорпорейтед Волоконно-оптический кабель с регулируемой дисперсией и оптическая система передачи
WO2001018575A1 (fr) * 1999-09-09 2001-03-15 Fujikura Ltd. Fibre optique a dispersion decalee
US7151880B2 (en) * 2000-12-28 2006-12-19 Prysmian Cavi E Sistemi Energia S.R.L. Dispersion-managed optical soliton transmission system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2778554C1 (ru) * 2021-10-12 2022-08-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики" Способ компенсации дисперсионных искажений оптических сигналов в многомодовых волоконно-оптических линиях передачи

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0987583B1 (en) Polarisation-independent phase-conjugation apparatus and system comprising this apparatus
US6175435B1 (en) Optical communication system using optical phase conjugation to suppress waveform distortion caused by chromatic dispersion and optical kerr effect
US5539563A (en) System and method for simultaneously compensating for chromatic dispersion and self phase modulation in optical fibers
US6477300B2 (en) Method, device, and system for waveform shaping of signal light
USRE38289E1 (en) Chromatic dispersion compensation in wavelength division multiplexed optical transmission systems
US20040105682A1 (en) Electrical domain mitigation of polarization dependent effects in an optical communications system
JP5381089B2 (ja) 光信号処理装置
JPH09318824A (ja) 分散特性の管理された対称性光ファイバケーブルおよびこれを用いた光送信システム
EP0751637A2 (en) Wideband optical signal amplifying circuit
CN112083615B (zh) 一种通过四波混频方式实现正交模式的全光缓存方法
GB2268018A (en) Optical fibre transmission system
JP2002196379A (ja) 光増幅伝送システム
RU2704105C1 (ru) Способ компенсации искажений оптических сигналов в волоконно-оптической линии передачи
KR20040028491A (ko) 비선형 채널내 왜곡들의 감소 방법
Vgenopoulou et al. MIMO nonlinear equalizer based on inverse Volterra series transfer function for coherent SDM systems
EP0708538B1 (en) Optical fiber communication system using optical phase conjugation
JP3591269B2 (ja) 超広帯域波長分散補償デバイス
JP2002101045A (ja) 波長分散補償装置及び光伝送路
EP1708390A1 (en) Mitigating the effect of pulse distortions along an optical fiber communications link
JPH03211530A (ja) 光ファイバ遅延等化器
JPH1093506A (ja) 短光パルス伝送装置
JPH03171036A (ja) 光ファイバ通信方法およびシステム
US6580857B1 (en) Apparatus for reshaping optical pulses
AU668324B2 (en) An optical fiber telecommunications method, a link using the method, and a pumping system for four-wave mixing in particular for the link
JP3503720B2 (ja) ソリトン伝送線路