DE10339917A1

DE10339917A1 - Optisches Übertragungssystem

Info

Publication number: DE10339917A1
Application number: DE10339917A
Authority: DE
Inventors: Toshiaki Yokohama Okuno
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2004-03-25
Also published as: GB2395386B; CN100521592C; FR2844120B1; GB0319377D0; JP4259186B2; CN1487691A; GB2395386A; US6868203B2; FR2844120A1; JP2004147289A; US20040057661A1

Abstract

Diese Erfindung betrifft ein optisches Übertragungssystem, welches qualitativ hochwertige Übertragung von Signallicht ermöglicht, wobei eine Vielzahl von Signalkanälen gemultiplext sind, und hat eine Konfiguration, die insbesondere geeignet ist für die optische CWDM-Übertragung. In dem optischen Übertragungssystem werden die Vielzahl von Signalkanälen, die sich durch die Wellenleiter-Übertragungsleitung ausbreiten, demultiplext in eine Signalkanalgruppe im ersten Wellenlängenband (LAMBDA¶1¶) und eine Signalkanalgruppe im zweiten Wellenlängenband (LAMBDA¶2¶). Dann wird jeder Signalkanal im zweiten Wellenlängenband (LAMBDA¶2¶), in welchem der Absolutwert der chromatischen Dispersion groß ist, dispersionskompensiert. Wenn die Bitrate B (Gb/s) ist bei einer spezifischen Wellenlänge im zweiten Wellenlängenband (LAMBDA¶2¶), in dem die gesamte chromatische Dispersion der Wellenleiter-Übertragungsleitung und des Dispersionskompensators am höchsten ist, wird der chromatische Dispersionswert bei dieser spezifischen Wellenlänge festgelegt, um größer zu sein als 0 (ps/nm) aber gleich oder kleiner als 7500/B·2· (ps/nm), und ist derart festgelegt, dass die Dämpfung im zweiten Wellenlängenband (LAMBDA¶2¶) niedriger ist als die höchste Dämpfung im ersten Wellenlängenband (LAMBDA¶1¶).

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Übertragungssystem zum Übertragen von Signallicht (gemultiplextem Signallicht), wobei eine Vielzahl von in einem Signalwellenlängenband eingeschlossenen Signalkanälen gemultiplext sind, über eine Lichtwellenleiter-Übertragungsleitung.

Stand der Technik

Ein optisches Wellenlängen-Multiplexübertragungssystem bzw. WDM Übertragungssystem, überträgt eine Vielzahl von Signalkanälen einschließendes gemultiplextes Signallicht über eine Wellenleiter-Übertragungsleitung, um das Hochgeschwindigkeitssenden/Empfangen von Information großer Kapazität zu ermöglichen. Das optische Übertragungssystem kann Wellenformverzerrung von Signallicht unterdrücken durch Verringern des Absolutwertes der akkumulierten chromatischen Dispersion eines gesamten Signallichtausbreitungspfades. Hierdurch kann das optische Übertragungssystem die Bitrate erhöhen und größere Kapazität ermöglichen.

Beispielsweise hat das optischen Übertragungssystem, das in der japanischen Patent-Offelegungsschrift Nr. H11-204866 offenbart ist, eine Konfiguration zum Demultiplexen einer Vielzahl von Signalkanälen, die in dem gemultiplexten Signallicht enthalten sind, in eine Vielzahl von Bänder, und zum Durchführen von Dispersionskompensation für jedes Band, hierdurch wird der Absolutwert der akkumulierten chromatischen Dispersion für jedes Band verringert.

Im Dokument 1, "D.A. Atlas, 'Chromatic dispersion limitations due to semiconductor laser chirping in conventional and dispersion-shiftes single-mode fiber systems', Optics Letters, Bd. 13, Nr. 11, Seiten 1035-1037 (1988)", ist der Zusammenhang zwischen der akkumulierten chromatischen Dispersion und den Übertragungcharakteristika in einem System, in dem eine Direktomodulations-Halbleiterlaserlichtquelle als Signallichtquelle verwendet wird, gezeigt. Im Dokument 1 sind die Werte des Dispersionswiderstandes zum Erhalten guter Signallichtübertragungsqualität wiedergegeben, wobei der Dispersionswiderstand 1200 ps/nm ist, wenn die Bitrate 2,5 Gb/s ist und der Dispersionswiderstand 80 ps/nm ist, wenn die Bitrate 10 Gb/s ist.

Das im Dokument 2, M.Kaui, et al, '2,4 Gbit/s repeaterless transmission over 306 km non-dispersion-shifted fiber using directly modulates DFB-LD and dispersion-compensating fiber', Electronics Letters, Bd. 31, Nr. 1, Seiten 51-52, (1995)" erwähnte optische Übertragungssystem neigt dazu, den Absolutwert der akkumulierten chromatischen Dispersion grob auf Null zu setzen, wobei die Direktmodulations-Halbleiterlaserlichtquelle als Signallichtquelle verwendet wird und eine dispersionskompensierende optische Faser als Dispersionskompensator verwendet wird.

Auch in dem in Dokument 3, "M. Tanaka, et al, 'Water-peaksuppressqed non-zero-dispersion shifted fiber for full spectrum coarse WDM transmission in metro networks', OFC 2002, WA2", genannten optischen Übertragungssystem wird eine optische Faser, bei der die Verlustspitze bedingt durch ein OH-Radikal nahe der Wellenlänge 1,38 μm verringert wird, angewendet. Dokument 3 zeigt den Fall, in dem eine Direktmodulations-Halbleiterlaserlichtquelle als Signallichtquelle verwendet wird, wobei die akkumulierte chromatische Dispersion etwa 1000 ps/nm ist und der Übertragungsverlust (transmission penalty) 1 dB ist, wenn die Bitrate 2,5 Gb/s ist.

RESÜMME DER ERFINDUNG

Nach dem Studium konventioneller optischer Übertragungssysteme hat der Erfindung der vorliegenden Erfindung das folgende Problem entdeckt. Ein optisches Übertragungssystem, das CWDM- bzw. Grob-WDM-optische Übertragung durchführt, bei der die Signalkanalbeabstandung (Signalwellenlängen-Beabstandung) in einem gemultiplexten Signal Licht relativ groß ist (siehe beispielsweise japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2000-156702), wird allgemein bei einer Strecke angewendet, bei der der Kommunikationsbedarf relativ gering ist. Daher wird die Halbleiterlaserlichtquelle, die als Signallichtquelle verwendet wird, direkt moduliert und Dispersionskompensation wird normalerweise nicht durchgeführt wegen des Erfordernisses geringerer Systemkosten.

Andererseits haben optische Fasern, die als Wellenleiter-Übertragungsleitung verwendet werden, im allgemeinen positive chromatische Dispersion in der Signalwellenlänge, so dass wenn Dispersion kompensiert wird, eine dispersionskompensierende optische Faser mit negativer chromatischer Dispersion bei der Signalwellenlänge in die Wellenleiter-Übertragungsleitung eingefügt wird. Jedoch neigt der durch die dispersionskompensierende optische Faser repräsentierte Dispersionskompensator im allgemeinen dazu, Einfügedämpfung zu erhöhen, wenn der Absolutwert des Dispersionskompensationsbetrags zunimmt. Wenn die Dispersion mehr als erforderlich kompensiert wird, nimmt deshalb die Übertragungsdämpfung des Gesamtsystems spürbar zu.

Das Vorangegangene im Blick ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein optisches Übertragungssystem bereitzustellen, welches qualitativ hochwertige Übertragung von Signallicht ermöglicht, wobei eine Vielzahl von Signalkanälen im Signalwellenlängenband gemultiplext werden und hat eine Struktur, die insbesondere geeignet ist für optische CWDM-Übertragung.

Das optische Übertragungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen optischen Sender, der eine Direktmodulations-Lichtquelle einschließt, einen optischen Empfänger, mindestens eine Wellenleiter-Übertragungsleitung, die zwischen dem optischen Sender und dem optischen Empfänger angeordnet ist und mindestens einen Dispersionskompensator. Eine Vielzahl von Signalkanälen, die in dem Signalwellenlängenband eingeschlossen sind, werden als Signallicht gemultiplext. Der optische Empfänger empfängt das Signallicht, das vom optischen Sender ausgegeben wird. Die Wellenleiter-Übertragungsleitung ist ein Übertragungsmedium, durch welches das Signallicht (gemultiplextes Signallicht) sich ausbreitet, wobei die Vielzahl von Signalkanälen gemultiplext sind. Der Dispersionskompensator dispersionskompensiert bezüglich der Signalkanalgruppe im zweiten Wellenlängenband, das vom ersten Wellenlängenband abweicht, welches die Null-Dispersionswellenlänge der Wellenleiter-Übertragungsleitung einschließt. Sicherlich kann der optische Sender einige Signalkanäle im Signalwellenlängenband ausgeben.

In diesem optischen Übertragungssystem werden zuerst eine Vielzahl von Signalkanälen durch den Multiplexer gemultiplext, dann breitet sich das gemultiplexte Signallicht durch die Wellenleiter-Übertragungsleitung aus. Dann werden die in dem gemultiplexten Signallicht enthaltenen Signalkanäle durch den Demultiplexer demultiplext und jeder der Signalkanäle wird jeweils durch den optischen Empfänger empfangen. Daher ist in der Konfiguration, in der der Dispersionskompensator an einem optischen Pfad zwischen dem Signalsendeende des optischen Senders und dem Signaleingangsende der optischen Faser angeordnet ist, der Multiplexer zum Multiplexen der Signalkanalgruppe in dem zweiten Wellenlängenband unter der Vielzahl von Signalkanälen in der vorangegangenen Stufe des Dispersionskompensators angeordnet. In dem Fall der Konfiguration, in der der Dispersionskompensator auf einen optischen Pfad zwischen dem Signalausgangsende der Wellenleiter-Übertragungsleitung und dem Signalempfangsende des optischen Empfängers angeordnet ist, ist der Demultiplexer zum Demultiplexen der Vielzahl von Signalkanälen in die Signalkanalgruppe in dem ersten Wellenlängenband und in die Signalkanalgruppe in dem zweiten Wellenlängenband, in der dem Dispersionskompensator vorangehenden Stufe angeordnet.

Insbesondere bei dem optischen Übertragungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist, wenn die Bitrate B (Gb/s) bei der spezifischen Wellenlänge im zweiten Wellenlängenband, in dem die gesamte chromatische Dispersion der Wellenleiter-Übertragungsleitung und des Dispersionskompensators am höchsten werden, der chromatischer Dispersionswert bei dieser speziellen Wellenlänge größer als Null (ps/nm) aber kleiner oder gleich 7500/B² (ps/nm). Auch ist in diesem Gesamtsystem die Dämpfung jedes Signalkanals im zweiten Wellenlängenband kleiner als die höchste Dämpfung unter den Dämpfungen in den Signalkanälen des ersten Wellenlängenbandes. Oder die niedrigste empfangene Leistung unter den empfangenen Leistungen für die Signalkanäle im zweiten Wellenlängenband ist höher als die niedrigste optische Leistung unter den optischen Leistungen in der Wellenleiter-Übertragungsleitung der Signalkanäle in dem ersten Wellenlängenband.

In Übereinstimmung mit dem optischen Übertragungssystem mit der oben erwähnten Struktur wird die chromatische Dispersion in der Signalkanalgruppe des von dem ersten Wellenlängenband abweichenden zweiten Wellenlängenbandes unter der Vielzahl von Signalkanälen des optischen Senders dispersionskompensiert durch den Dispersionskompensator, welcher in einer vorangehenden Stufe, in einer Mittelstufe oder in der nachfolgenden Stufe der Wellenleiter-Übertragungsleitung angeordnet ist. Dies ist, weil das erste Wellenlängenband ein Wellenlängenband ist, das die Null-Dispersionswellenlänge der Wellenleiter-Übertragungsleitung einschließt und das zweite Wellenlängenband das andere Wellenlängenband ist. Mit anderen Worten, das zweite Wellenlängenband ist ein Wellenlängenband, in dem der Absolutwert der chromatischen Dispersion größer ist als im ersten Wellenlängenband in der Nähe der Null-Dispersionswellenlänge, so dass die chromatischen Dispersion in der Signalkanalgruppe des zweiten Wellenlängenbandes selektiv dispersionskompensiert wird. Und durch Einstellen der chromatischen Dispersionscharakteristik und der Dämpfungscharakteristik des Gesamtsystems einschließlich der Wellenleiter-Übertragungsleitung und des Dispersionskompensators dieses Systems, wie oben erwähnt, ermöglicht das optischen Übertragungssystem gemäß der vorliegende Erfindung hochqualitative Übertragung von Signallicht, wobei eine Vielzahl von Signalkanälen, die im Signalwellenlängenband eingeschlossen sind, gemultiplext sind, insbesondere optische CWDM-Übertragung. Auch kann der Dispersionskompensator nur für Signalkanäle im zweiten Wellenlängenband vorgesehen sein und Systemkosten werden reduziert. Auch ist die Signalkanalbeabstandung bei der optischen CWDM-Übertragung weit, so dass ein preiswertes optisches Filter als Demultiplexer verwendet werden kann.

In dem optischen Übertragungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorgezogen, dass die gesamtchromatische Dispersion in der Wellenleiter-Übertragungsleitung und dem Dispersionskompensator größer ist als Null (ps/nm), aber kleiner oder gleich 7500/B² (ps/nm) in allen Signalkanälen im zweiten Wellenlängenband. In diesem Fall kann der Umfang der Dispersionskompensation im zweiten Wellenlängenband reduziert werden und das Zunehmen der Dämpfung im zweiten Wellenlängenband kann wirksam unterdrückt werden. Demnach wird Signallichtübertragung höherer Qualität möglich.

Auch wird in dem optischen Übertragungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung vorgezogen, dass die Bitrate bei mindestens einem Signalkanal unter den Signalkanälen, die im zweiten Wellenlängenband eingeschlossen sind, höher ist als irgendeine Bitrate aller Signalkanäle im ersten Wellenlängenband. In diesem Fall kann die Übertragungsgeschwindigkeit bewusst aufgewertet werden von der dispersionskompensierten Seite, wodurch eine Systemverbesserung mit einer simplen Konfiguration bei niedrigen Kosten erwartet werden kann.

In dem optischen Übertragungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorgezogen, dass der Dispersionskompensator eine dispersionskompensierende optische Faser einschließt. In diesem Fall kann eine Verringerung der Dämpfung erwartet werden, wenn der Umfang der Dispersionskompensation niedrig ist und eine Erhöhung der Dämpfung im zweiten Wellenlängenband kann spürbarer unterdrückt werden.

Auch kann in dem optischen Übertragungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung die Wellenleiter-Übertragungsleitung eine optische Einmodenfaser mit einer Null-Dispersionswellenlänge in der Nähe der Wellenlänge von 1,3 μm einschließen. In diesem Fall kann eine Wellenleiter-Übertragungsleitung verwendet werden, die eine optische Einmodenfaser enthält, welche bereits verlegt worden ist, so dass Systemkosten abnehmen.

In dem optischen Übertragungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorgezogen, dass die Wellenleiter-Übertragungsleitung bei einer Wellenlänge von 1,38 μm eine geringere Übertragungsdämpfung hat als die Übertragungsdämpfung bei der Wellenlänge von 1,31 μm. In diesem Fall kann der Signalkanal in der Nähe der Wellenlänge von 1,38 μm verwendet werden, was eine größere Kapazität ermöglicht.

In dem optischen Übertragungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorgezogen, dass die Wellenleiter-Übertragungsleitung eine Null-Dispersionswellenlänge hat, die in einem Wellenlängenbereich von 1,35 μm bis 1,5 μm vorliegt. In diesem Fall hat die chromatische Dispersion der Wellenleiter-Übertragungsleitung auf der Seite des Signalwellenlängenbandes mit kürzerer Wellenlänge einen negativen Wert (oder einen geringfügig positiven Wert), so dass die Übertragungscharakteristika aller Signalkanäle, die im Signalwellenlängenband enthalten sind, verbessert werden kann.

Es wird auch vorgezogen, dass das optische Übertragungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ferner eine Pumplichtzufuhrvorrichtung einschließt zum Zuführen von Raman-Verstärkungspumplicht in diesen Wellenleiter-Übertragungsleiter, um das sich durch den Wellenleiter-Übertragungsleiter ausbreitende Licht einer zu Raman-Verstärkung zu unterziehen. In diesem Fall wird das Signallicht Raman-verstärkt in dem Wellenleiter-Übertragungsleiter, dem das Raman-Verstärkungspumplicht zugeführt wird, so dass eine wirksame Übertragungsdämpfung verringert werden kann und eine Dämpfungszunahme bedingt durch das Einfügen des Dispersionskompensators kann kompensiert werden.

In dem optischen Übertragungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Pumplichtzufuhrvorrichtung das Raman-Verstärkungspumplicht in die Wellenleiter-Übertragungsleitung zuführen, wobei eine Vielzahl von in einem Wellenlängenbereich von 1,2 μm bis 1,3 μm enthaltenden Pumpkanälen gemultiplext sind. In diesem Fall werden die Signalkanäle in der Nähe von 1,31 μm, wo die Übertragungsdämpfung insbesondere hoch ist, Raman-verstärkt und eine wirksame Übertragungsdämpfung in der Nähe dieser Wellenlänge kann reduziert werden.

Das optische Übertragungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner eine Pumplichtzuführvorrichtung zum Zuführen von Raman-Verstärkungspumplicht zur dispersionskompensierenden optischen Faser einschließen, welches das sich durch die dispersionskompensierende optische Faser als Dispersionskompensator ausbreitende Signallicht Raman-verstärkt. In diesem Fall kann eine wirksame Übertragungsdämpfung der dispersionskompensierenden optischen Faser verringert werden und als ein Ergebnis kann das Dämpfungsbudget erhöht werden und die Zuverlässigkeit des Systems kann verbessert werden.

Die vorliegende Erfindung wird besser verstanden aus der nachstehend wiedergegebenen detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen, welche nur zur Erläuterung wiedergegeben werden und nicht dazu gedacht sind, die vorliegende Erfindung einzugrenzen.

Der weitere Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung wird ersichtlich werden aus der nachstehend wiedergegebenen detaillierten Beschreibung. Jedoch sollte verstanden werden, dass die detaillierte Beschreibung und spezifische Beispiele, während sie bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung angeben, nur zu Erläuterungszwecken wiedergegeben werden, da verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung Fachleuten aus dieser detaillierten Beschreibung ersichtlich werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigt:
1 ein Diagramm der Konfiguration der ersten Ausführungsform des optischen Übertragungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ein Diagramm der Konfiguration des ersten Anwendungsbeispiels des optischen Übertragungssystems gemäß der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform;
3 ein Diagramm der Konfiguration des zweiten Anwendungsbeispiels des optischen Übertragungssystems gemäß der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform;
4A und 4B Grafiken der chromatischen Dispersionscharakteristika des optischen Übertragungssystems gemäß der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform;
5 eine Grafik der Dämpfungscharakteristika des optischen Übertragungssystems gemäß der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform;
6 ein Diagramm, das die empfangene Leistung (Eingangsleistung zum Empfänger) für jeden Kanal im optischen Übertragungssystems gemäß der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform;
7 ein Diagramm der Konfiguration der zweiten Ausführungsform des optischen Übertragungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
8 ein Diagramm der Konfiguration der dritten Ausführungsform des optischen Übertragungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
9A und 9B Grafiken der chromatischen Dispersionscharakteristika und der Dämpfungscharakteristika des optischen Übertragungssystems gemäß der in 8 gezeigten dritten Ausführungsform;
10 ein Diagramm, das die empfangene Leistung (Eingangsleistung zum Empfänger) für jeden Signalkanal im optischen Übertragungssystem gemäß der dritten Ausführungsform aufzeichnet, die in 8 gezeigt ist; und
11 ein Diagramm zum Darstellen der Konfiguration der vierten Ausführungsform des optischen Übertragungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen des optischen Übertragungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun detailliert beschrieben unter Bezugnahme auf 1 bis 3, 4A, 4B, 5 bis 8, 9A, 9B, 10 und 11. In der Beschreibung der Zeichnungen sind identische Bestandteile mit identischen Bezugszeichen versehen, für welche redundante Beschreibungen weggelassen werden.
(Erste Ausführungsform)
Zuerst wird die erste Ausführungsform des optischen Übertragungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist ein Diagramm zum Zeigen der Konfiguration der ersten Ausführungsform des optischen Übertragungssystems 1. Das in 1 gezeigte optische Übertragungssystem 1 umfasst eine Zahl N von Direktmodulations-Lichtquellen 11₁ bis 11_N (die in dem optischen Sender enthalten sind; N ist eine ganze Zahl größer oder gleich 2), einen Multiplexer 12, eine Zahl N von Empfängern 21₁ bis 21_N , die in dem optischen Empfänger enthalten sind), einen Multiplexer 22, einen Dispersionskompensator 23, einen Demultiplexer 24₁ , einen Demultiplexer 24₂ und eine Wellenleiter-Übertragungsleitung 30.
Die Direktmodulations-Lichtquelle 11_n (n ist eine beliebige ganze Zahl größer gleich 1 und kleiner gleich N) schließt eine Halbleiterlaserquelle ein, die Licht mit der Wellenlänge λ_n ausgibt (Signalkanal). Der Multiplexer 12 multiplext das Licht mit der Wellenlänge λ_n, das von jeder Direktmodulations-Lichtquelle 11_n ausgegeben wird und sendet das gemultiplexte Signallicht mit Signalkanalwellenlängen λ₁ bis λ_N zu der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30. Die Signalkanal-Wellenlängen λ₁ bis λ_N sind in dem Signalwellenlängenband von einer Wellenlänge von etwa 1,3 μm bis etwa 1,61 μm enthalten und die Signalkanalbeabstandung ist relativ weit. Mit anderen Worten, dieses optische Übertragungssystem 1a ist ein System zum Implementieren von optischer CWDM-Übertragung.
Die Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 überträgt gemultiplextes Signallicht, welches von dem Multiplexer 12 ausgegeben werden, in den Demultiplexer 22. Dieser Wellenleiter-Übertragungsleiter 30 ist vorzugsweise eine optische Standard-Einzelbodenfaser mit einer Null-Dispersionswellenlänge in der Nähe von 1,3 μm oder eine nicht Null-Dispersions-verschobene optische Faser (NZDSF, vom englischsprachigen Ausdruck non-zero-dispersion shifted optical fiber) mit einer Null-Dispersionswellenlänge in einem Wellenlängenbereich von 1,35 μm bis 1,5 μm. Es wird vorgezogen, dass die Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 bei einer Wellenlänge von 1,38 μm eine Übertragungsdämpfung hat, die kleiner ist als eine Übertragungsdämpfung bei einer Wellenlänge von 1,31 μm.
Der Demultiplexer 22 ist in der nachfolgenden Stufe der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 angeordnet und demultiplext die Signalkanäle mit Wellenlängen λ₁ bis λ_N, die in dem gemultiplexten Signallicht enthalten sind, welches sich durch die Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 ausbreiten, in die Signalkanalgruppe in dem ersten Wellenlängenbereich Λ₁ und die Signalkanalgruppe in dem zweiten Wellenlängenbereich Λ₂. Das erste Wellenlängenband Λ₁ ist ein Wellenlängenband, welches die Null-Dispersionswellenlänge der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 einschließt und das zweite Wellenlängenband Λ₂ ist das andere Wellenlängenband. Wenn die Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 eine optische Standard-Einmodenfaser ist, ist das zweite Wellenlängenband Λ₂ auf der Seite der längeren Wellenlänge von dem ersten Wellenlängenband Λ₁ angeordnet.
Der Dispersionskompensator 23 dispersionskompensiert bezüglich der Dispersion der Signalkanalgruppe mit Wellenlängen λ_M+1 bis λ_N (M ist eine ganze Zahl gleich oder größer als 2 oder gleich oder kleiner als N-1), die in dem zweite Wellenlängenband Λ₂ enthalten sind, welche von dem Demultiplexer 22 demultiplext sind. Der Dispersionskompensator 23 hat eine chromatische Dispersion mit entgegengesetztem Vorzeichen von der chromatischen Dispersion der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 im zweiten Wellenlängenbereich Λ₂. Für den Dispersionskompensator 23 ist beispielsweise eine dispersionskompensierende optische Faser geeignet und in diesem Fall ist die Dämpfung gering, die Verbindung mit anderen optischen Fasern ist leicht und die Verwendung in einem weiten Band ist möglich. Der Dispersionskompensator 23 kann eine Einrichtung vom Massentyp sein und in diesem Fall hat der Dispersionskompensator Periodizität, kann in einem weiten Band benutzt werden, in dem die Dispersionscharakteristika variabel sein können und kann selbst benutzt werden bei hoher Eingangsleistung. Und der Dispersionskompensator 23 kann eine Einrichtung vom Typ des flachen optischen Leiters sein und in diesem Fall ist eine Verkleinerung möglich, der Dispersionskompensator 23 kann in einem weiten Band verwendet werden und kann bei hoher Eingangsleistung verwendet werden.
Der Demultiplexer 24₁ demultiplext die Signalkanäle mit Wellenlängen λ₁ bis λ_M, das im ersten Wellenlängenband Λ₁ enthalten ist, welches demultiplext ist von dem Demultiplexer 22, in jeden Signalkanal. Der Demultiplexer 24₂ gibt die Signalkanäle mit Wellenlängen λ_M+1 bis λ_N, die im zweiten Wellenlängenband Λ₂ enthalten sind, von dem die chromatische Dispersion durch den Dispersionskompensator 23 kompensiert wird, und demultiplext die Signalkanäle in jede Kanalwellenlänge. Jeder Empfänger 21_n empfängt den Signalkanal mit der Wellenlänge λ_n, welcher von dem Demultiplexer 24₁ oder dem Demultiplexer 24₂ ausgegeben wird.
Das optische Übertragungssystem 1 gemäß der ersten Ausführungsform arbeitet folgendermaßen. Die Signalkanäle mit Wellenlänge λ_n, die von den Direktmodulations-Lichtquellen 11_n ausgegeben werden, werden gemultiplext durch den Multiplexer 12 und das gemultiplexte Lichtsignal, das die Signalkanäle mit Wellenlängen λ₁ bis λ_N einschließt, werden zu der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 gesendet. Die Signalkanäle mit Wellenlängen λ₁ bis λ_N im gemultiplexten Signallicht, das über die Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 übertragen wird, werden durch denDemultiplexer 22 in die Signalkanalgruppe in dem ersten Wellenlängenband Λ₁ und die Signalkanalgruppe in dem zweiten Wellenlängenband Λ₂ demultiplext. Die Signalkanalgruppe mit Wellenlängen von λ₁ bis λ_M, die in dem ersten Wellenlängenband Λ₁ eingeschlossen sind, in dem der Absolutwert der chromatischen Dispersion klein ist, welches von dem Demultiplexer 22 demultiplext sind, werden in jeder Kanalwellenlänge durch den Demultiplexer 24₁ demultiplext und werden von den Empfängern 21₁ bis 21_M jeweils empfangen. Die Signalkanalgruppe mit Wellenlängen von λ_M+1 bis λ_N, die in dem zweiten, von dem Demultiplexer 22 ausgegebenen Wellenlängenband Λ₂ eingeschlossen sind, in dem der Absolutwert der chromatischen Dispersion groß ist, werden dispersionskompensiert durch den Dispersionskompensator 23, dann durch den Demultiplexer 24₂ in jede Kanalwellenlänge demultiplext und von den entsprechenden Empfängern 21_M+1 bis 21_N jeweils empfangen.
Zu diesem Zeitpunkt, wenn die Bitrate bei einer spezifischen Wellenlänge im zweiten Wellenlängenband Λ₂, in welchem die gesamtchromatische Dispersion in der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 und dem Dispersionskompensator 23 am höchsten wird, B (Gb/s) ist, wird der Wert der chromatischen Dispersion dieser spezifischen Wellenlänge eingestellt, um größer zu sein als Null, aber kleiner oder gleich 7500/B² (ps/nm).
Auch in dem Gesamtsystem wird die Dämpfung bei jedem Signalkanal im zweiten Wellenlängenband Λ₂ eingestellt, um niedriger zu sein als die höchste Dämpfung unter den Dämpfungswerten der Signalkanäle im ersten Wellenlängenband Λ₁. Oder die niedrigste empfangene Leistung unter den empfangenen Leistungen der Empfänger für das Signallicht im zweiten Wellenlängenband Λ₂ wird eingestellt, um höher zu sein als die niedrigste optische Leistung unter den optischen Leistungen der Signalkanäle im ersten Wellenlängenband Λ₁ der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30. Die gesamte chromatische Dispersion in der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 und dem Dispersionskompensator 23 ist vorzugsweise größer als Null (ps/nm), aber gleich oder kleiner als 7500/B² (ps/nm) in den jeweiligen Signalkanälen des zweiten Wellenlängenbandes Λ₂. "7500/B²" gibt den Dispersionswiderstand des Systems an. Durch Einstellen der chromatischen Dispersionscharakteristik und der Dämpfungscharakteristik wie oben, ermöglicht das optische Übertragungssystem 1 qualitativ hochwertige Übertragung von Signallicht, wobei eine Vielzahl von dem Signalwellenlängenband enthaltenen Signalkanälen gemultiplext ist, und wird ein System, das insbesondere geeignet ist für optische CWDM-Übertragung. Auch der Dispersionskompensator 23 wird selektiv nur angeordnet für die Signalkanäle im zweiten Wellenlängenband Λ₂, wodurch Systemkosten abnehmen. Auch ist die Signallicht-Beabstandung bei der optischen CWDM-Übertragung weit, so dass für den Demultiplexer 22 ein preiswertes optisches Filter verwendet werden kann.
In der oben erwähnten Konfiguration ist der Dispersionskompensator 23 an der Signalabgabeendeseite der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 angeordnet, aber der Dispersionskompensator 23 kann auch an der Signaleingangsendeseite der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 angeordnet sein, wie in 2 gezeigt. 2 ist ein Diagramm zum Zeiten der Konfiguration des ersten Anwendungsbeispiels des optischen Übertragungssystems 1a gemäß der ersten, in 1 gezeigten Ausführungsform. In dem optischen Übertragungssystem 1b gemäß dem ersten Anwendungsbeispiel werden die Signalkanäle mit den Wellenlängen λ₁ bis λ_M, die in dem ersten Wellenlängenband Λ₁ enthalten sind, und die von den nicht-temperaturgesteuerten Direktmodulations-Lichtquellen 11₁ bis 11_M ausgegeben werden, von dem Multiplexer 12₁ gemultiplext. Die Signalkanäle mit Wellenlängen λ_M+1 bis λ_N, die in dem zweiten Wellenlängenband Λ₂ enthalten sind, und die von den Direktmodulations-Lichtquellen 11_M+1 bis 11_N ausgegeben werden, werden von dem Multiplexer 12₂ gemultiplext.
Die in dem zweiten Wellenlängenband Λ₂ eingeschlossene Signalkanalgruppe wird dispersionskompensiert von dem Dispersionskompensator 23, dann wird sie gemultiplext von dem Multiplexer 13 gemeinsam mit der in dem ersten Wellenlängenband Λ₁ enthaltenen Signalkanalgruppe. Das gemultiplexte Signallicht, das die Signalkanäle mit Wellenlängen λ₁ bis λ_N einschließt, welche durch diesen Multiplexer 13 gemultiplext sind, breitet sich durch die Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 aus, welche beispielsweise aus einer Einmodenfaser mit einer Länge von 100 km besteht, und erreicht den Demultiplexer 24.
Das gemultiplextes Licht, welches den Demultiplexer 24 erreicht, wird von dem Demultiplexer 24 in jeden Signalkanal demultiplext und jeder Signalkanal wird von den Empfängern 21₁ bis 21_N jeweils empfangen, welche jedem Signalkanal entsprechend angeordnet sind.
Das optische Übertragungssystem gemäß der ersten Ausführungsform kann auch Hybridübertragung für eine Vielzahl von Signalkanälen mit unterschiedlichen Übertragungsgeschwindigkeiten ausführen. 3 ist ein Diagramm zum Zeigen der Konfiguration des zweiten Anwendungsbeispiels des optischen Übertragungssystems gemäß der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform und hat im Grunde eine Konfiguration ähnlich dem optischen Übertragungssystem 1b gemäß dem in 2 gezeigten ersten Anwendungsbeispiel.
In dem optischen Übertragungssystem 1c gemäß dem zweiten Anwendungsbeispiel ist die Übertragungsgeschwindigkeit der Signalkanäle mit Wellenlängen λ₁ bis λ_M, welche von den Direktmodulations-Lichtquellen 11₁ bis 11_M ausgegeben werden, 2,5 Gb/s, während die Übertragungsgeschwindigkeit der Signalkanäle mit den Wellenlängen λ_M+1 bis λ_N, welche von den Direktmodulations-Lichtquellen 11_M+1 bis 11_N ausgegeben werden, 10 Gb/s ist. In diesem optischen Übertragungssystem 1c ist der Signalkanal mit einer hohen Bitrate (10 Gb/s) dispersionskompensiert durch den Dispersionskompensator 23, welcher eine dispersionskompensierende optische Faser (DCF) ist.
Beispielsweise werden in diesem optischen Übertragungssystem 1c Signalkanäle mit Wellenlängen von 1490 nm bis 1550 nm von den Direktmodulations-Lichtquellen 11₁ bis 11_M gemultiplext durch den Multiplexer 12₁ als eine Signalkanalgruppe in dem ersten Wellenlängenband Λ₁, wo die Übertragungsgeschwindigkeit 2,5 Gb/s ist. In der Signalkanalgruppe in dem zweiten Wellenlängenband Λ₂, wo die Übertragungsgeschwindigkeit 10 Gb/s ist, werden andererseits die Signalkanäle mit Wellenlängen von 1570 nm bis 1590 nm von den Direktmodulations-Lichtquellen 11_M+1 bis 11_N gemultiplext durch den Multiplexer 11₂ . Die Signalkanalgruppe in dem zweiten Wellenlängenband Λ₂ wird ferner von der dispersionskompensierenden optischen Faser 23 dispersionskompensiert und die chromatische Dispersion wird verringert bis die Restdispersion kleiner als 10 ps/nm wird. Dann wird das zweiten Wellenlängenband Λ₂ von dem Multiplexer 13 gemultiplext gemeinsam mit der Signalkanalgruppe in dem ersten Wellenlängenband Λ₁. Das gemultiplexte Signallicht, das die Signalkanäle mit Wellenlängen von 1490 nm bis 1590 nm einschließt, welches von dem Multiplexer 13 ausgegeben wird, breitet sich durch die Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 (z.B. eine optische Ein-Modenfaser mit einer Länge von 50 km) aus und erreicht den Demultiplexer 24. In diesem Demultiplexer 24 wird das gemultiplexte Signallicht demultiplext in Signalkanäle, welche von den diesen Signalkanälen entsprechenden Empfängern 21₁ bis 21_N jeweils empfangen werden.
Wenn auf wertbare Signalkanäle im voraus bestimmt werden und Dispersionskompensation für die Signalkanäle von dem Dispersionskompensator wie z.B. einer dispersionskompensierenden optischen Faser ausgeführt wird, wie in dem optischen Übertragungssystem 1c gezeigt, dann kann die Übertragungsgeschwindigkeit leicht aufgewertet werden von 2,5 Gb/s auf 10 Gb/s durch bloßes Umschalten des optischen Senders und des optischen Empfängers.
4A und 4B sind Grafiken zum Zeigen der chromatischen Dispersionscharakteristika und der Dämpfungscharakteristika des optischen Übertragungssystems 1 gemäß der ersten Ausführungsform. 4A zeigt die Abhängigkeit der akkumulierten chromatischen Dispersion über die Wellenlänge vom Sender zum Empfänger und 4B zeigt die Abhängigkeit der Dämpfung über die Wellenlänge vom Sender zum Empfänger. Die Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 wird als eine optische Standard-Einmodenfaser mit einer Länge von 80 km angenommen. Der Dispersionskompensator 23 ist eine dispersionskompensierende optische Faser mit einer chromatischen Dispersion von –100 ps/nm/km, einer Dispersionsneigung von 0 ps/nm²/km und einer Übertragungsdämpfung von 0,5 dB/km als Charakteristika bei einer Wellenlänge von 1,55 μm. Die jeweilige Einfügedämpfung des Multiplexers 12, des Demultiplexers 24₁ und des Demultiplexers 24₂ sind 3 dB. Die Einfügedämpfung des Multiplexers 22 ist 1 dB. Das 16-Kanal-Signallicht (Kanalbeabstandung von 20 nm) in dem Wellenlängenbereich von 1,31 μm bis 1,61 μm wird bei einer Bitrate von 2,5 Gb/s übertragen. In diesem Fall ist der Dispersionswiderstand des Systems 1200 ps/nm.
Wenn der Dispersionskompensator 23 nicht angeordnet ist, übersteigt die akkumulierte chromatische Dispersion den Dispersionswiderstand abhängig von der Wellenlänge (unterbrochene Linie in 4A). Jedoch in dem optischen Übertragungssystem 1a gemäß der ersten Ausführungsform wird jeder Signalkanal, der in dem zweiten Wellenlängenband Λ₂ (Wellenlängen von 1,42 μm bis 1,61 μm) enthalten ist, in dem der Absolutwert der chromatischen Dispersion in der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 groß ist, dispersionskompensiert durch den Dispersionskompensator 23, so dass die akkumulierte chromatische Dispersion des Gesamtsystems kleiner ist als der Dispersionswiderstand (Volllinie in 4A). Die Länge der dispersionskompensierenden optischen Faser, welche der Dispersionskompensator 23 ist, wird derart eingestellt, dass die akkumulierte chromatische Dispersion bei maximaler Wellenlänge von 1,61 μm gleich oder kleiner als der Dispersionswiderstand wird.
Die Dämpfung des Dispersionskompensators 23 ist 3 dB. Die höchste Dämpfung im ersten Wellenlängenband Λ₁ ist 32 dB bei einer Wellenlänge von 1,31 μm und die Dämpfung im gesamten zweiten Wellenlängenband Λ₂ ist 29 dB bis 30 dB (4B). Wenn die akkumulierte chromatische Dispersion im gesamten zweiten Wellenlängenband Λ₂ versucht negativ zu sein, wird die Dämpfung im gesamten zweiten Wellenlängenband Λ₂ höher als die Dämpfung bei der Wellenlänge von 1,31 μm.
5 ist eine Grafik zum Zeigen anderer Dämpfungscharakteristika des optischen Übertragungssystems 2 gemäß der ersten Ausführungsform. 5 zeigt die Abhängigkeit der Dämpfung über die Wellenlänge von dem Sender zum Empfänger. Hier wird die Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 als eine nicht Null-dispersionsverschobene optische Faser (NZDSF) mit einer Läge von 70 km angenommen. Diese nicht Null-dispersionsverschobene optische Faser hat eine Null-Dispersionswellenlänge von 1,48 μm und eine Übertragungsdämpfung von 0,2 dB/km bei einer Wellenlänge von 1,55 μm. Der Dispersionskompensator 23 ist eine dispersionskompensierende optische Faser mit einer chromatischen Dispersion von –80 ps/nm/km, einer Dispersionsneigung von 0,1 ps/nm²/km und einer Übertragungsdämpfung von 0,5 dB/km als Charakteristika bei der Wellenlänge von 1,55 μm. Die jeweilige Einfügedämpfung des Multiplexers 12, Demultiplexers 24₁ und Demultiplexers 24₂ ist 3 dB. Die Einfügedämpfung des Demultiplexers 22 ist 1 dB. Das 16-Kanal-Signallicht (Kanalbeabstandung 20 nm) im Wellenlängenbereich von 1,31 μm bis 1,61 μm wird bei einer Bitrate von 10 Gb/s übertragen. In diesem Fall ist der Dispersionswiderstand des Systems 75 ps/nm.
Wenn der Dispersionskompensator 23 nicht angeordnet ist, überschreitet auch in diesem Fall die akkumulierte chromatische Dispersion den Dispersionswiderstand abhängig von der Wellenlänge. Jedoch wird in dem optischen Übertragungssystem gemäß der ersten Ausführungsform jeder Signalkanal, der im zweiten Wellenlängenband Λ₂ (Wellenlängen von 1,5 μm bis 1,61 μm), in welchem der Absolutwert der chromatischen Dispersion der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 groß ist, dispersionskompensiert durch den Dispersionskompensator 23, so dass die chromatische Dispersion des Gesamtsystems geringer ist als der Dispersionswiderstand. Die Länge der dispersionskompensierenden optischen Faser, welche der Dispersionskompensator 23 ist, wird derart abgestimmt, dass die akkumulierte chromatische Dispersion bei maximaler Wellenlänge von 1,61 μm gleich dem Dispersionswiderstand wird oder kleiner. Die höchste Dämpfung im ersten Wellenlängenband Λ₁ ist 27 dB bei einer Wellenlänge von 1,31 μm und die Dämpfung im gesamten zweiten Wellenlängenband Λ₂ ist 26 dB oder niedriger. Der Übertragungsverlust ist 1 dB oder weniger bei allen Wellenlängen.
6 ist ein Diagramm, das die empfangene Leistung (Eingangsleistung des Empfängers) für jeden Signalkanal im optischen Übertragungssystem gemäß der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform wiedergibt. Die Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 wird als optische Standard-Einmodenfaser mit einer Länge von 80 km angenommen. Der Dispersionskompensator 23 ist eine dispersionskompensierende optische Faser mit einer chromatischen Dispersion von –100 ps/km, einer Dispersionsneigung von 0 ps/nm²/km und einer Übertragungsdämpfung von 0,5 dB/km als Charakteristika bei der Wellenlänge von 1,55 μm. Die jeweilige Einfügedämpfung des Multiplexers 12, des Demultiplexers 24₁ und des Demultiplexers 24₂ ist 3 dB. Die Einfügedämpfung des Demultiplexers 22 ist 1 dB. Das 16-Kanal-Signallicht (Kanalbeabstandung 20 nm) im Wellenlängenbereich von 1,31 μm bis 1,61 μm wird bei einer Bitrate von 2,5 Gb/s übertragen.
In dieser Systemkonfiguration wurde bestätigt, dass die niedrigste empfangene Leistung in den Empfängern 21₁ bis 21_N –31 dB oder höher ist und BER kleiner als 10^–11 in allen Signalbereichen gilt.
(Zweite Ausführungsform)
Nun wird die zweite Ausführungsform des optischen Übertragungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die 7 ist ein Diagramm zum Zeigen der Konfiguration des optischen Übertragungssystems 2 gemäß der vorliegenden Erfindung. Das optischen Übertragungssystem, das in 7 gezeigt ist, umfasst ferner einen Optokoppler 41 und eine Pumplichtquelle 42 zusätzlich zur Kanal des optischen Übertragungssystems 1 gemäß der ersten Ausführungsform (1). In der folgenden Beschreibung ist der Dispersionskompensator 23 an der Signalausgabeendeseite der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 angeordnet, wie in 7 gezeigt ist, aber in der zweiten Ausführungsform kann der Dispersionskompensator 23 auch an der Signaleingabeendeseite der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 vorgesehen sein, wie in 2 als einem Anwendungsbeispiel gezeigt, oder der Dispersionskompensator 23 kann in der Mitte der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 angeordnet sein. Diese zweite Ausführungsform kann eine Konfiguration haben, die Hybridübertragung ermöglicht, wobei die Übertragungsgeschwindigkeit unter den Signalkanälen unterschiedlich ist, wie in 3 als einem anderen Anwendungsbeispiel gezeigt.
Die Pumplichtquelle 42 gibt das Raman-Verstärkungspumplicht, das das Signallicht Raman-Verstärkung unterzieht, in die Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 ein. Der Optokoppler 41 ist in der nachfolgenden Stufe der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 angeordnet und in der vorangehenden Stufe des Multiplexers 22 und führt das Pumplicht, welches von der Pumplichtquelle 42 ausgegeben wird, der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 zu und gibt auch das gemultiplexte Signallicht, das sich durch die Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 ausbreitet, in den Multiplexer 22 ein. Es wird vorgezogen, dass das Raman-Verstärkungspumplicht eine Vielzahl von Pumpkanälen in einem Wellenlängenbereich von 1,2 μm bis 1,3 μm einschließt und in diesem Fall kann der Wellenlängenbereich von 1,3 μm bis 1,4 μm Raman-verstärkt werden. Zu dieser Zeit wird vorgezogen, dass die Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 eine Übertragungsdämpfung bei einer Wellenlänge von 1,38 μm hat, die kleiner ist als die Übertragungsdämpfung bei einer Wellenlänge von 1,31 μm.
Dieses optische Übertragungssystem 2 arbeitet folgendermaßen. Das von der Pumplichtquelle 42 ausgegebene Raman-Verstärkungspumplicht wird der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 über den Optokoppler 41 zugeführt. Die Signalkanäle mit der Wellenlänge λ_n, die von jeder Direktmodulations-Lichtquelle 11_n ausgegeben werden, werden durch den Multiplexer 12 gemultiplext und das gemultiplexte Signallicht, das das Signallicht mit Wellenlängen λ₁ bis λ_N enthält, wird zu der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 gesendet. Während der Ausbreitung über die Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 wird das gemultiplexte Signallicht Raman-verstärkt. Und die in dem gemultiplexten Signallicht eingeschlossenen Signalkanäle, welche den Demultiplexer 22 über den Optokoppler 41 erreichen, werden demultiplext in die Signalkanalgruppe in dem ersten Wellenlängenband Λ₁ und die Signalkanalgruppe in dem zweiten Wellenlängenband Λ₂ durch den Demultiplexer 22. Die Signalkanalgruppe mit Wellenlängen λ₁ bis λ_M im ersten Wellenlängenband Λ₁, in dem der Absolutwert der chromatischen Dispersion klein ist, welche von dem Demultiplexer 22 demultiplext ist, wird in jeden Signalkanal von dem Demultiplexer 24₁ demultiplext und jeder Signalkanal wird von den entsprechenden Empfängern 21₁ bis 21_M jeweils empfangen. Die Signalkanalgruppe mit im zweiten Wellenlängenband Λ₂ enthaltenen Wellenlängen λ_M+1 bis λ_N, in dem der Absolutwert der chromatischen Dispersion groß ist, welche demultiplext sind von dem Demultiplexer 22, werden in jeden Signalkanal demultiplext nachdem die Dispersion kompensiert worden ist von dem Dispersionskompensator 23 und jeder demultiplexte Signalkanal wird von dem Empfängern 21_M+1 bis 22_N jeweils empfangen.
Zu diesem Zeitpunkt, wenn die Bitrate bei einer spezifischen Wellenlänge im zweiten Wellenlängenband Λ₂, in welchem die gesamtchromatische Dispersion in der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 und dem Dispersionskompensator 23 am höchsten wird, B (Gb/s) ist, wird der Wert der chromatischen Dispersion dieser spezifischen Wellenlänge eingestellt, um größer zu sein als Null, aber kleiner oder gleich 7500/B² (ps/nm).
Auch in dem Gesamtsystem wird die Dämpfung bei jedem Signalkanal im zweiten Wellenlängenband Λ₂ eingestellt, um niedriger zu sein als die höchste Dämpfung unter den Dämpfungswerten der Signalkanäle im ersten Wellenlängenband Λ₁. Oder die niedrigste empfangene Leistung unter den empfangenen Leistungen der Empfänger für das Signallicht im zweiten Wellenlängenband Λ₂ wird eingestellt, um höher zu sein als die niedrigste optische Leistung unter den optischen Leistungen der Signalkanäle im ersten Wellenlängenband Λ₁ der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30. Es wird vorgezogen, dass die gesamte chromatische Dispersion in der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 und dem Dispersionskompensator 23 größer als Null (ps/nm) ist, aber gleich oder kleiner als 7500/B² (ps/nm) in den jeweiligen Signalkanälen des zweiten Wellenlängenbandes Λ₂.
Durch Einstellen der chromatischen Dispersioncharakteristik und Dämpfungscharakteristik wie oben, ermöglicht das optische Übertragungssystem 2 hochqualitative Übertragung von gemultiplextem Signallicht einschließlich einer Vielzahl von Signalkanälen in dem Signalwellenlängenband und wird ein System, das speziell geeignet ist für optische CWDM-Übertragung. Auch ist der Dispersionskompensator 23 nur für die Signalkanäle in dem zweiten Wellenlängenband Λ₂ angeordnet, so dass Systemkosten abnehmen. Auch ist die Signalkanalbeabstandung bei der optischen CWDM-Übertragung weit, so dass als Demultiplexer 22 ein preiswertes optisches Filter verwendet werden kann. Auch ist gemäß dieser zweiten Ausführungsform Signalübertragung höherer Qualität möglich durch Raman-Verstärkung der Signalkanalgruppe in einem Wellenlängenband, in dem die Übertragungsdämpfung der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 hoch ist.
Insbesondere wird die Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 als eine nicht Null-dispersionsverschobene optische Faser (NZDSF) angenommen, mit einer bedingt durch OH-Radikale in der Nähe von 1,38 μm verminderten Dämpfungsspitze. Das 16-Kanal-Signallicht (Kanalbeabstandung von 20 nm) in dem Wellenlängenbereich von 1,31 μm bis 1,61 μm wird bei einer Bitrate von 2,5 Gb/s übertragen. In diesem Fall ist der Dispersionswiderstand des Systems 1200 ps/nm. Die Wellenlänge jedes Pumpkanals, der im Raman-Verstärkungs-Pumplicht eingeschlossen ist, ist 1,2 μm bis 1,3 μm und das gemultiplexte Signallicht in der Nähe von 1,3 μm wird einer Raman-Verstärkung unterzogen. Hierdurch kann die Übertragungsdistanz, die durch Dämpfung eingeschränkt ist, ausgedehnt werden oder die Empfangsleistung erhöht werden, demnach kann der Systemspielraum ausgedehnt werden.
Wenn beispielsweise die Wellenlänge des Raman-Verstärkungspumplichts 1,23 μm ist und die optische Leistung davon 24 dBm ist, kann die Übertragungsdistanz bei einer Wellenlänge von 1,33 μm um 20 km oder mehr länger sein.
(Dritte Ausführungsform)
Die dritte Ausführungsform des optischen Übertragungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. 8 ist ein Diagramm zum Zeigen der Konfiguration der dritten Ausführungsform des optischen Übertragungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung. Das optische Übertragungssystem 3, das in 8 gezeigt ist, umfasst die Anzahl N von Direktmodulations-Lichtquellen 11₁ bis 11_N (in dem optischen Sender enthalten) (N ist eine ganze Zahl größer oder gleich 2), einen Multiplexer 12, eine Anzahl N von Empfängern 21₁ bis 21_N (im optischen Empfänger enthalten), einen Demultiplexer 22₁ , einen Demultiplexer 21₂ , einen Dispersionskompensator 23, einen Demultiplexer 24₁ , einen Demultiplexer 24₂ , einen Demultiplexer 24₃ und eine Wellenleiter-Übertragungsleitung 30. Die folgende Beschreibung basiert auf der Konfiguration, bei der die Dispersionskompensator 23 an der Signalausgabeendeseite der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 angeordnet sind, wie in 8 gezeigt, aber in der dritten Ausführungsform kann der Dispersionskompensator 23 auch an der Signaleingabeendeseite der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 angeordnet sein, wie in 2 als einem Anwendungsbeispiel gezeigt, oder der Dispersionskompensator 23 kann in der Mitte der Wellenleiter- Übertragungsleitung 30 angeordnet sein. Auch kann in der dritten Ausführungsform eine Konfiguration, welche Hybridübertragung ermöglicht, bei der die Übertragungsgeschwindigkeit unter Signalkanälen unterschiedlich ist, wie in 3 als ein anderes Anwendungsbeispiel gezeigt, verwendet werden.
Die Direktmodulations-Lichtquelle 11_n (n ist eine beliebige ganze Zahl größer oder gleich 1 und kleiner oder gleich N) schließt eine Halbleiterlaser-Lichtquelle ein, die die Signalkanäle mit Wellenlängen λ_n ausgibt. Der Multiplexer 12 multiplext die Signalkanäle mit den Wellenlängen λ_n, die von der Direktmodulations-Lichtquelle 11_n ausgegeben werden und sendet das gemultiplexte Signallicht (das Signalkanäle mit Wellenlängen λ₁ bis λ_N enthält), zu der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30. Diese Signalkanal-Wellenlängen von λ₁ bis λ_N sind in dem Signalwellenlängenband von einer Wellenlänge von etwa 1,3 μm bis zu einer Wellenlänge von etwa 1,61 μm enthalten, von denen die Kanalbeabstandung relativ weit ist. Mit anderen Worten, das optische Übertragungssystem 3 gemäß der dritten Ausführungsform ist ein System, das optische CWDM-Übertragung ausführt.
Die Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 überträgt das die Signalkanäle mit Wellenlängen λ₁ bis λ_N einschließende, gemultiplexte Signallicht, welches von dem Multiplexer 12 ausgegeben wird, zu dem Demultiplexer 22₁ . Es wird vorgezogen, dass diese Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 eine geeignete optische Standard-Einmodenfaser mit einer Null-Dispersionswellenlänge von etwa 1,3 μm ist, oder eine nicht Null-dispersionsverschobene optische Faser mit ein Null-Dispersionswellenlänge bei Wellenlängen von 1,35 μm bis 1,5 μm. Es wird auch vorgezogen, dass die Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 bei einer Wellenlänge von 1,38 μm eine geringere Übertragungsdämpfung hat als eine Übertragungsdämpfung bei einer Wellenlänge von 1,31 μm.
Der Demultiplexer 22₁ ist in der nachfolgenden Stufe der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 angeordnet und demultiplext die in dem gemultiplexten Signallicht enthaltenen Signalkanäle mit Wellenlängen λ₁ bis λ_N, die sich durch die Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 ausbreiten, in die Signalkanalgruppe in dem ersten Wellenlängenband Λ₁ und die Signalkanalgruppe in dem zweiten Wellenlängenband Λ₂. Das erste Wellenlängenband Λ₁ ist ein Wellenlängenband, welches die Null-Dispersionswellenlänge der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 einschließt und das zweite Wellenlängenband Λ₂ ist das andere Wellenlängenband. Wenn die Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 eine optische Standard-Einmodenfaser ist, befindet sich das zweite Wellenlängenband Λ₂ auf der Seite der längeren Wellenlänge von dem ersten Wellenlängenband Λ₁. Der Demultiplexer 22₂ demultiplext ferner die Signalkanäle mit Wellenlänge λ_M+1 bis λ_N (M ist eine ganze Zahl größer oder gleich 2 und kleiner oder gleich (N-1)), die in dem zweiten Wellenlängenband Λ₂ enthalten sind, demultiplext durch den Demultiplexer 22₁ in zwei Wellenlängenbänder.
Der Dispersionskompensator 23₂ kompensiert bezüglich der chromatischen Dispersion der Signalkanäle mit Wellenlängen λ_M+1 bis λ_L (L ist eine ganze Zahl größer oder gleich (M+1) und kleiner oder gleich (N-1)) unter den Signalkanälen in dem zweiten Wellenlängenband Λ₂, demultiplext von dem Demultiplexer 22₂ . Der Dispersionskompensator 23₃ kompensiert bezüglich der chromatischen Dispersion der Signalkanalgruppe mit Wellenlängen λ_L+1 bis λ_N unter den Signalkanälen, des zweiten Wellenlängenbandes Λ₂, demultiplext durch den Demultiplexer 22₃ . Diese Dispersionskompensatoren 23₂ und 23₃ haben chromatische Dispersion mit entgegengesetztem Vorzeichen von der chromatischen Dispersion der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 in jedem Wellenlängenband und beispielsweise ist eine dispersionskompensierende optische Faser geeignet.
Der Demultiplexer 24₁ demultiplext die Signalkanalgruppe mit Wellenlängen von λ₁ bis λ_M, die in dem ersten Wellenlängenband Λ₁ enthalten sind, welche durch den Demultiplexer 22₁ in jeden Signalkanal demultiplext werden. Der Demultiplexer 24₂ demultiplext die Signalkanäle mit Wellenlängen von λ_M+1 bis λ_L unter den Signalkanälen in dem zweiten Wellenlängenband Λ₂, für welche die Dispersion durch den Dispersionskompensator 23₂ in jeden Signalkanal kompensiert wird. Der Demultiplexer 24₃ demultiplext die Signalkanäle mit den Wellenlängen λ_L+1 bis λ_N unter den Signalkanälen des zweiten Wellenlängenbandes Λ₂, für welche Dispersion durch den Dispersionskompensator 23₃ kompensiert worden ist in jeden Signalkanal. Der Empfänger 21_n empfängt den Signalkanal mit der Wellenlänge λ_n, der von einem der Demultiplexer 24₁ bis 24₃ demultiplext worden ist.
Dieses optische Übertragungssystem 3 arbeitet folgendermaßen. Die Signalkanäle mit Wellenlängen λ_n, welche jeweils von den nicht-temperaturgesteuerten Direktmodulations-Lichtquellen 11_n ausgegeben werden, werden gemultiplext durch den Multiplexer 12 und das Signallicht (gemultiplextes Signallicht), in dem die Signalkanäle mit Wellenlängen λ₁ bis λ_N gemultiplext sind, wird von diesem Multiplexer 12 zu der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 gesendet. Das gemultiplexte Signallicht, welches von der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 den Demultiplexer 22₁ erreicht, wird demultiplext in die Signalkanalgruppe in dem ersten Wellenlängenband Λ₁ und die Signalkanalgruppe in dem zweiten Wellenlängenband Λ₂ durch den Demultiplexer 22₁ . Die Signalkanäle mit Wellenlängen λ₁ bis λ_M, die in dem ersten Wellenlängenband Λ₁ enthalten sind, in dem der Absolutwert der Chromatik klein ist, demultiplext durch den Demultiplexer 22₁ , werden jeweils demultiplext durch den Demultiplexer 24₁ und von den Empfängern 21₁ bis 21_M empfangen. Die Signalkanäle mit Wellenlängen λ_M+1 bis λ_N, die in dem zweiten Wellenlängenband Λ₂ enthalten sind, in dem der Absolutwert der chromatischen Dispersion groß ist, demultiplext durch den Demultiplexer 22₁ , werden andererseits in zwei Signalkanäle mit zwei Wellenlängenbändern demultiplext durch den Demultiplexer 22₂ und die chromatische Dispersion wird von den nicht-temperaturgesteuerten Dispersionskompensatoren 23₂ und 23₃ kompensiert. Dann werden die Signalkanäle, deren chromatische Dispersion kompensiert worden ist, jeweils demultiplext durch die Demultiplexer 24₂ bzw. 24₃ und von den entsprechenden Empfängern 21_M+1 bis 21_N empfangen.
Zu diesem Zeitpunkt, wenn die Bitrate B (Gb/s) ist bei einer spezifischen Wellenlänge im zweiten Wellenlängenband λ₂, in dem die gesamte chromatische Dispersion am höchsten wird in der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 und dem Dispersionskompensator 23, ist der Wert der chromatischen Dispersion dieser spezifischen Wellenlänge größer als Null (ps/nm), aber gleich oder kleiner als 7500/B² (ps/nm).
Auch im Gesamtsystem ist die Dämpfung bei jedem Signalkanal im zweiten Wellenlängenband Λ₂ eingestellt, um niedriger zu sein als die höchste Dämpfung unter den Dämpfungswerten der Signalkanäle im ersten Wellenlängenband Λ₁. Oder die niedrigste empfangene Leistung unter den empfangenen Leistungen der Empfänger für Signalkanäle im zweiten Wellenlängenband Λ₂ ist eingestellt, um höher zu sein als die niedrigste optische Leistung unter den optischen Leistungen der Signalkanäle im ersten Wellenlängenband Λ₁ der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30. Es wird vorgezogen, dass die gesamte chromatische Dispersion in der Wellenleiter- Übertragungsleitung 30 und dem Dispersionskompensator 23 eingestellt ist, um größer zu sein als Null (ps/nm) aber kleiner oder gleich zu sein als 7500/B² (ps/nm), jeweils in jedem Signalkanal des zweiten Wellenlängenbandes Λ₂.
Durch Einstellen der chromatischen Dispersioncharakteristik und Dämpfungscharakteristik wie oben, ermöglicht das optische Übertragungssystem 3 hochqualitative Übertragung von eine Vielzahl von Signalkanälen in dem Signalwellenlängenband einschließendem Signallicht und wird eine insbesondere für optische CWDM-Übertragung geeignete Konfiguration. Auch die Dispersionskompensatoren 23₂ und 23₃ sind selektiv nur für die Signalkanäle im zweiten Wellenlängenband Λ₂ angeordnet, so dass Systemkosten abnehmen. Auch ist bei der optischen CWDM-Übertragung die Signalkanalbeabstandung weit, so dass als Demultiplexer 21₁ und 21₂ preiswerte optische Filter verwendet werden können. Insbesondere gemäß der dritten Ausführungsform ist eine qualitativ höhere optische Übertragung von Signalen möglich, weil die in dem zweiten Wellenlängenband Λ₂ enthaltene Signalkanalgruppe ferner in zwei Wellenlängenbänder demultiplext wird und ein Dispersionskompensator für jedes Wellenlängenband angeordnet ist. Auch sind die Dämpfungserfordernis-Charakteristika für die Dispersionskompensatoren 23₂ und 23₃ entspannter, so dass der Systementwurf leicht ist.
9A und 9B sind Grafiken zum Zeigen der chromatischen Dispersionscharakteristika und der Dämpfungscharakteristika des optischen Übertragungssystems 3 gemäß der dritten Ausführungsform. 9A zeigt die Abhängigkeit akkumulierter chromatischer Dispersion über die Wellenlänge von dem Sender zum Empfänger und 9B zeigt die Abhängigkeit von Dämpfung über der Wellenlänge von Sender zum Empfänger. Wenn die Speicherkapazitäten 23₂ und 23₃ nicht angeordnet sind, überschreitet die akkumulierte chromatische Dispersion die Dispersionswiderstände abhängig von der Wellenlänge (unterbrochen dargestellte Linie in 9A). Jedoch wird in dem optischen Übertragungssystem 3 gemäß der dritten Ausführungsform die Signalkanalgruppe, die im zweiten Wellenlängenband Λ₂ (Wellenlängenbereich von 1,4 μm bis 1,61 μm) liegt, in dem der Absolutwert der chromatischen Dispersion groß ist in der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30, dispersionskompensiert durch die Dispersionskompensatoren 23₂ bis 23₃ , so dass die akkumulierte chromatische Dispersion des Gesamtsystems gleich oder kleiner wird als der Dispersionswiderstand (Volllinie in 9A). Die Länge der dispersionskompensierenden optischen Fasern, welche die Dispersionskompensatoren 23₂ und 23₃ bilden, wird derart eingestellt, dass die akkumulierte chromatische Dispersion bei der maximalen Wellenlänge in jede Band gleich oder kleiner als der Dispersionswiderstand wird.
10 ist ein Diagramm und zeichnet die empfangene Leistung (Eingangsleistung des Empfängers) für jeden Kanal im optischen Übertragungssystem gemäß der in 8 gezeigten dritten Ausführungsform auf. Die Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 wird als optische Standard-Einmodenfaser mit einer Länge von 80 km angenommen. Der Dispersionskompensator 23 ist eine dispersionskompensierende optische Faser mit einer chromatischen Dispersion von –100 ps/nm/km, einer Dispersionsneigung von 0 ps/nm²/km und einer Übertragungsdämpfung von 0,5 db/km als Charakteristika bei der Wellenlänge von 1,55 μm. Die jeweilige Einfügedämpfung des Multiplexers 12, des Demultiplexers 24₁ und des Demultiplexers 24₂ ist 3 dB. Die Einfügedämpfung des Demultiplexers 22 ist 1 dB. Das 16-Kanal-Signallicht (Kanalbeabstandung 20 nm) im Wellenlängenbereich von 1,31 μm bis 1,61 μm wird bei einer Bitrate von 2,5 Gb/s übertragen.
Es wurde bestätigt, dass in dieser Systemkonfiguration die niedrigste empfangene Leistung in den Empfängern 21₁ bis 21_n –30 dB oder höher ist und dass BER < 10^–13 in allen Signalkanälen gilt.
(Vierte Ausführungsform)
Nun wird die vierte Ausführungsform des optischen Übertragungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die 11 ist ein Diagramm zum Zeigen der Konfiguration des optischen Übertragungssystems 2 gemäß der vorliegenden Erfindung. Das optischen Übertragungssystem, das in 11 gezeigt ist, umfasst ferner einen Optokoppler 41 und eine Pumplichtquelle 42 zusätzlich zur Kanal des optischen Übertragungssystems 1 gemäß der ersten Ausführungsform (1). In der folgenden Beschreibung ist der Dispersionskompensator 23 an der Signalausgabeendeseite der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 angeordnet, wie in 11 gezeigt ist, aber in der vierten Ausführungsform kann der Dispersionskompensator 23 auch an der Signaleingabeendeseite der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 vorgesehen sein, wie in 2 als einem Anwendungsbeispiel gezeigt. Oder der Dispersionskompensator 23 kann in der Mitte der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 angeordnet sein. Die vierte Ausführungsform kann eine Konfiguration haben, die Hybridübertragung ermöglicht, wobei die Übertragungsgeschwindigkeit unter den Signalkanälen unterschiedlich ist, wie in 3 als einem anderen Anwendungsbeispiel gezeigt.
Die Pumplichtquelle 42 gibt das Raman-Verstärkungspumplicht, das das Signallicht Raman-Verstärkung unterzieht, in die dispersionskompensierende optische Faser 23 ein, die als Dispersionskompensator verwendet ist. Der Optokoppler 41 ist in der nachfolgenden Stufe der dispersionskompensierenden optischen Faser 23 angeordnet und in der vorangehenden Stufe des Demultiplexers 24₂ und führt das Pumplicht, welches von der Pumplichtquelle 42 ausgegeben wird, der dispersionskompensierenden optischen Faser 23 zu und gibt auch das in dem zweiten Wellenlängenband Λ₂ enthaltene Signalkanalgruppe an den Demultiplexer 24₂ . Es wird vorgezogen, dass das Raman-Verstärkungspumplicht eine Vielzahl von Pumpkanälen in einem Wellenlängenbereich von 1,2 μm bis 1,3 μm einschließt und in diesem Fall kann der Wellenlängenbereich von 1,3 μm bis 1,4 μm Raman-verstärkt werden. Zu dieser Zeit wird vorgezogen, dass die dispersionskompensierende optische Faser 23 eine Übertragungsdämpfung bei einer Wellenlänge von 1,38 μm hat, die kleiner ist als die Übertragungsdämpfung bei einer Wellenlänge von 1,31 μm.
Dieses optische Übertragungssystem 4 arbeitet folgendermaßen. Die Signalkanäle mit der Wellenlänge λ_n, die von der Direktmodulations-Lichtquelle 11_n ausgegeben werden, werden durch den Multiplexer 12 gemultiplext und das gemultiplexte Signallicht (das das Signallicht mit Wellenlängen λ₁ bis λ_N enthält) wird zu der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 gesendet. Die in dem gemultiplexten Signallicht eingeschlossenen Signalkanäle mit Wellenlängen von λ₁ bis λ_N, die sich über die Wellenleiterübertragungleitung 30 ausbreiten, werden demultiplext in die Signalkanalgruppe in dem ersten Wellenlängenband Λ₁ und die Signalkanalgruppe in dem zweiten Wellenlängenband Λ₂ durch den Demultiplexer 22. Die im ersten Wellenlängenband Λ₁ enthaltene Signalkanalgruppe mit Wellenlängen λ₁ bis λ_M, in dem der Absolutwert der chromatischen Dispersion klein ist, welche von dem Demultiplexer 22 demultiplext ist, wird in jeden Kanal demultiplext und jeder Signalkanal wird von den entsprechenden Empfängern 21₁ bis 21_M jeweils empfangen. Die Signalkanalgruppe mit im zweiten Wellenlängenband Λ₂ enthaltenen Wellenlängen λ_M+1 bis λ_N, in dem der Absolutwert der chromatischen Dispersion groß ist, welche demultiplext sind von dem Demultiplexer 22, werden von der dispersionskompensierenden optischen Faser 23 dispersionskompensiert und in der dispersionskompensierenden optischen Faser 23 einer Raman-Verstärkung unterzogen, werden dann in jeden Signalkanal demultiplext und werden von den jedem Signalkanal entsprechenden Empfängern 21_M+1 bis 21_N empfangen.
Zu diesem Zeitpunkt, wenn die Bitrate bei einer spezifischen Wellenlänge im zweiten Wellenlängenband Λ₂, in welchem die chromatische Dispersion in der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 und dem Dispersionskompensator 23 am höchsten wird, B (Gb/s) ist, wird der Wert der chromatischen Dispersion bei dieser spezifischen Wellenlänge eingestellt, um größer zu sein als Null, aber kleiner oder gleich 7500/B² (ps/nm).
Auch in dem Gesamtsystem wird die Dämpfung bei jedem Signalkanal im zweiten Wellenlängenband Λ₂ eingestellt, um niedriger zu sein als die höchste Dämpfung unter den Dämpfungswerten der Signalkanäle im ersten Wellenlängenband Λ₁. Oder die niedrigste empfangene Leistung unter den empfangenen Leistungen der Empfänger für das Signallicht im zweiten Wellenlängenband Λ₂ wird eingestellt, um höher zu sein als die niedrigste optische Leistung unter den optischen Leistungen der Signalkanäle im ersten Wellenlängenband Λ₁ der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30. Es wird vorgezogen, dass die gesamte chromatische Dispersion in der Wellenleiter-Übertragungsleitung 30 und der dispersionskompensierenden Faser 23 jeweils größer als Null (ps/nm) ist, aber gleich oder kleiner als 7500/B² (ps/nm) in jedem der Signalkanäle des zweiten Wellenlängenbandes Λ₂.
Durch Einstellen der chromatischen Dispersioncharakteristik und Dämpfungscharakteristik wie oben, ermöglicht das optische Übertragungssystem 4 hochqualitative Übertragung von gemultiplextem Signallicht einschließlich einer Vielzahl von Signalkanälen in dem Signalwellenlängenband und wird ein System, das speziell geeignet ist für optische CWDM-Übertragung. Auch ist die dispersionskompensierende optische Faser 23 nur für die Signalkanalgruppe in dem zweiten Wellenlängenband Λ₂ angeordnet, so dass Systemkosten abnehmen. Auch ist die Signalkanalbeabstandung bei der optischen CWDM-Übertragung weit, so dass als Demultiplexer 22 ein preiswertes optisches Filter verwendet werden kann. In der vierten Ausführungsform wird die Signalkanalgruppe im zweiten Wellenlängenband Λ₂ während der Ausbreitung durch die dispersionskompensierende optische Faser 23 einer Raman-Verstärkung unterzogen, die wirksame Dämpfung der dispersionskompensierenden optischen Faser 23 kann reduziert werden oder die wirksame Dämpfung der dispersionskompensierenden optischen Faser 23 kann Null sein.
Insbesondere wird 14-Kanal-Signallicht im Wellenlängenbereich von 1,31 μm bis 1,61 μm (unter Ausschluß der Wellenlängen von 1,49 μm und 1,51 μm) übertragen, in dem die Wellenlänge des Raman-Verstärkungspumplichts 1,51 μm ist und die Leistung des Raman-Verstärkungspumplichts 17 dB ist. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Gewinn von 4,5 dB bei einer Wellenlänge von 1,61 μm erreicht und eine Dämpfung aller Signalkanäle im Wellenlängenbereich von 1,53 μm bis 1,61 μm ist etwa 26 dB, wodurch ein ausreichender Systemspielraum sichergestellt werden kann.
Wie oben beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine qualitativ hochwertige Übertragung von Signallicht, bei dem eine Vielzahl von Signalkanälen innerhalb des Wellenlängenbandes gemultiplext sind, möglich und ein System, das insbesondere geeignet ist für optische CWDM-Übertragung, kann erhalten werden. Auch ist die Dispersionskompensation nur für die Signalkanäle im zweiten Wellenlängenband angeordnet und für den Demultiplexer kann eine preiswerte optische Komponente verwendet werden, so dass die Systemkosten abnehmen.
Aus der derartigen Beschreibung der Erfindung wird offenbar, dass die Ausführungsformen der Erfindung in vielen Arten variiert werden können. Solche Variationen werden nicht als Abweichung vom Schutzbereich der Erfindung angesehen und solchen Modifikationen, die einem Fachmann offensichtlich sind, sind alle als innerhalb des Schutzbereichs der folgenden Patentansprüche eingeschlossen anzugesehen.

Claims

Optisches Übertragungssystem, umfassend: einen eine Direktmodulations-Lichtquelle (11₁ bis 1_N ) einschließenden optischen Sender, der Signallicht in einem Signalwellenlängenband ausgibt; einen das Signallicht empfangenden optischen Empfänger (21₁ bis 21_N ); eine zwischen dem optischen Sender und dem optischen Empfänger (21₁ bis 21_N ) vorgesehene Wellenleiter-Übertragungsleitung (30) als Übertragungsmedium, durch welches sich Signallicht ausbreitet, in dem eine Vielzahl von Signalkanälen gemultiplext sind; und einen Dispersionskompensator (23, 23₂ , 23₃ ), vorgesehen an einem von den optischen Pfaden – zwischen dem Signalsendeende des optischen Senders und dem Signaleingabeende der Wellenleiter-Übertragungsleitung (30), – der Wellenleiter-Übertragungsleitung (30), und – zwischen dem Signalemissionsende der Wellenleiter-Übertragungsleitung (30) und dem Signal empfangenden Ende der optischen Empfänger (21₁ – 21_N ), wobei der Dispersionskompensator (23, 23₂ , 23₃ ) bezüglich einer chromatischen Dispersion der Signalkanalgruppe in einem zweiten Wellenlängenband dispersionskompensiert, das von dem ersten, eine Null-Dispersionswellenlänge der Wellenleiter-Übertragungsleitung (30) unter der Vielzahl von Signalkanälen einschließenden Wellenlängenband verschieden ist, wobei, wenn eine Bitrate B (Gb/s) ist bei einer spezifischen Wellenlänge im zweiten Wellenlängenband, in dem eine gesamte chromatische Dispersion in der Wellenleiter-Übertragungsleitung (30) und den Dispersionskompensatoren (23, 23₂ , 23₃ ) die höchste wird, ein chromatischer Dispersionswert bei der spezifischen Wellenlänge größer ist als 0 (ps/nm) aber kleiner oder gleich 7500/B² (ps/nm) ist, und wobei im gesamten optischen Übertragungssystem die Dämpfung in jedem Signalkanal im zweiten Wellenlängenband kleiner ist als die höchste Dämpfung unter den Dämpfungen in den Signalkanälen des ersten Wellenlängenbandes.
Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 1, wobei eine gesamte chromatische Dispersion in der Wellenleiter-Übertragungsleitung (30) und den Dispersionskompensatoren (23, 23₂ , 23₃ ) größter ist als 0 (ps/nm) aber kleiner oder gleich 7500/B² (ps/nm) in allen Signalkanälen des zweiten Wellenlängenbandes.
Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 2, wobei eine Bitrate von mindestens einem Signalkanal unter den im zweiten Wellenlängenband (Λ₂) eingeschlossen Signalkanälen höher ist als irgendeine Bitrate aller Signalkanäle im ersten Wellenlängenband (Λ₁).
Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 1, wobei der Dispersionskompensator (23, 23₂ , 23₃ ) eine dispersionskompensierende optische Faser einschließt.
Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 1, wobei die Wellenleiter-Übertragungsleitung (30) eine optische Einmodenfaser einschließt mit einer Null-Dispersionswellenlänge nahe bei 1,3 μm.
Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 1, wobei die Wellenleiter-Übertragungsleitung (30) bei einer Wellenlänge von 1,38 μm eine Übertragungsdämpfung hat, die kleiner ist als eine Übertragungsdämpfung bei einer Wellenlänge von 1,31 μm.
Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 1, wobei die Wellenleiter-Übertragungsleitung (30) eine Null-Dispersionswellenlänge hat, die in einem Wellenlängenbereich von 1,35 μm bis 1,5 μm vorliegt.
Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 1, außerdem eine Pumplicht-Zufuhrvorrichtung (41, 42) umfassend zum Zuführen von Raman-Verstärkungspumplicht in die Wellenleiter-Übertragungsleitung (30), um das durch die Wellenleiter-Übertragungsleitung (30) sich ausbreitende Licht einer Raman-Verstärkung zu unterziehen.
Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 8, wobei die Pumplicht-Zufuhrvorrichtung (41, 42) das Raman-Verstärkungspumplicht in die Wellenleiter-Übertragungsleitung (30) zuführt, wo eine Vielzahl von in einem Wellenlängenbereich von 1,2 μm bis 1,3 μm enthaltenen Pumpkanälen gemultiplext sind.
Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 4, außerdem eine Pumplicht-Zufuhrvorrichtung (41, 42) umfassend zum Zuführen von Raman-Verstärkungspumplicht in die dispersionskompensierende optische Faser, um das Signallicht zu Raman-verstärken.
Optisches Übertragungssystem, umfassend: einen eine Direktmodulations-Lichtquelle (11₁ bis 1_N ) einschließenden optischen Sender, der Signallicht in einem Signalwellenlängenband ausgibt; einen das Signallicht empfangenden optischen Empfänger (21₁ bis 21_N ); eine zwischen dem optischen Sender und dem optischen Empfänger (21₁ bis 21_N ) vorgesehene Wellenleiter-Übertragungsleitung (30) als Übertragungsmedium, durch welches sich Signallicht ausbreitet, in dem eine Vielzahl von Signalkanälen gemultiplext sind; und einen Dispersionskompensator (23, 23₂ , 23₃ ), vorgesehen an einem von den optischen Pfaden – zwischen dem Signalsendeende des optischen Senders und dem Signaleingabeende der Wellenleiter-Übertragungsleitung (30), – der Wellenleiter-Übertragungsleitung (30), und – zwischen dem Signalemissionsende der Wellenleiter-Übertragungsleitung (30) und dem Signal empfangenden Ende der optischen Empfänger (21₁ – 21_N ), wobei der Dispersionskompensator (23, 23₂ , 23₃ ) bezüglich einer chromatischen Dispersion der Signalkanalgruppe in einem zweiten Wellenlängenband dispersionskompensiert, das von dem ersten, eine Null-Dispersionswellenlänge der Wellenleiter-Übertragungsleitung (30) unter der Vielzahl von Signalkanälen einschließenden Wellenlängenband verschieden ist, wobei, wenn eine Bitrate B (Gb/s) ist bei einer spezifischen Wellenlänge im zweiten Wellenlängenband, in dem eine gesamte chromatische Dispersion in der Wellenleiter-Übertragungsleitung (30) und den Dispersionskompensatoren (23, 23₂ , 23₃ ) die höchste wird, ein chromatischer Dispersionswert bei der spezifischen Wellenlänge größer ist als 0 (ps/nm) aber kleiner oder gleich 7500/B² (ps/nm) ist, und wobei die niedrigste empfangene Leistung unter den Empfangsleistungen für die Signalkanäle im zweiten Wellenlängenband höher ist als die niedrigste optische Leistung unter den optischen Leistungen in der Wellenleiter-Übertragungsleitung (30) der Signalkanäle im ersten Wellenlängenband.
Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 11, wobei eine gesamte chromatische Dispersion in der Wellenleiter-Übertragungsleitung (30) und den Dispersionskompensatoren (23, 23₂ , 23₃ ) größter ist als 0 (ps/nm) aber kleiner oder gleich 7500/B² (ps/nm) in allen Signalkanälen des zweiten Wellenlängenbandes.
Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 11, wobei eine Bitrate von mindestens einem Signalkanal unter den im zweiten Wellenlängenband (Λ₂) eingeschlossen Signalkanälen höher ist als irgendeine Bitrate aller Signalkanäle im ersten Wellenlängenband (Λ₁).
Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 11, wobei der Dispersionskompensator (23, 23₂ , 23₃ ) eine dispersionskompensierende optische Faser einschließt.
Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 11, wobei die Wellenleiter-Übertragungsleitung (30) eine optische Einmodenfaser einschließt mit einer Null-Dispersionswellenlänge nahe bei 1,3 μm.
Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 11, wobei die Wellenleiter-Übertragungsleitung (30) bei einer Wellenlänge von 1,38 μm eine Übertragungsdämpfung hat, die kleiner ist als eine Übertragungsdämpfung bei einer Wellenlänge von 1,31 μm.
Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 11, wobei die Wellenleiter-Übertragungsleitung (30) eine Null-Dispersionswellenlänge hat, die in einem Wellenlängenbereich von 1,35 μm bis 1,5 μm vorliegt.
Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 11, außerdem eine Pumplicht-Zufuhrvorrichtung (41, 42) umfassend zum Zuführen von Raman-Verstärkungspumplicht in die Wellenleiter-Übertragungsleitung (30), um das durch die Wellenleiter-Übertragungsleitung (30) sich ausbreitende Licht einer Raman-Verstärkung zu unterziehen.
Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 18, wobei die Pumplicht-Zufuhrvorrichtung (41, 42) das Raman-Verstärkungspumplicht in die Wellenleiter-Übertragungsleitung (30) zuführt, wo eine Vielzahl von in einem Wellenlängenbereich von 1,2 μm bis 1,3 μm enthaltenen Pumpkanälen gemultiplext sind.
Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 14, außerdem eine Pumplicht-Zufuhrvorrichtung (41, 42) umfassend zum Zuführen von Raman-Verstärkungspumplicht in die dispersionskompensierende optische Faser, um das Signallicht zu Raman-verstärken.