DE69331304T2 - Verfahren zum Kompensieren der Dispersion eines Lichtwellenleiters für ein optisches Übertragungssystem - Google Patents

Verfahren zum Kompensieren der Dispersion eines Lichtwellenleiters für ein optisches Übertragungssystem

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Masayuki Nishimura
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Kommunikationssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein System dieser Art ist aus EP 0 464 812 A1 bekannt.
    • Zugehöriger Stand der Technik
  • Beim optischen Kommunikationssystem wird eine optische Faser als Übertragungspfad verwendet und ein von einem optischen Sender ausgegebenes Signallicht wird in der optischen Faser ausgebreitet, um die optische Kommunikation zu führen. In der Vergangenheit wurde eine Laserdiode, die einen Laserstrahl mit einer zentralen Wellenlänge von 1,3 um emittiert, als der optische Sender verwendet, und eine optische Faser für ein 1,3 um Band wurde als der Übertragungspfad eingebaut bzw. installiert, um die digitale Übertragung (die optische Kommunikation) zu führen. Danach ist herausgefunden worden, daß die Wellenlänge, bei welcher ein minimaler Übertragungsverlust des Glases existiert, das als das Material der optischen Faser verwendet wird, bei 1,55 um ist, und es ist diskutiert worden, einen Laserstrahl mit einer zentralen Wellenlänge von 1,55 um über die existierende optische Faser auszubreiten, um die Kommunikation über eine längere Entfernung zu erreichen. Jedoch hat die Laserdiode eine spezifische spektrale Breite (Δω) bei ihrer Oszillationswellenlänge. Die Ausbreitungsgeschwindigkeiten in der optischen Faser sind zwischen einer kurzen Wellenlängenkomponente und einer langen Wellenlängenkomponente, die im Signallicht enthalten sind (eine Dispersionscharakteristik der optischen Faser) unterschiedlich. Somit wird dann, wenn der Laserstrahl mit der zentralen Wellenlänge von 1,55 um über die optische Faser ausgebreitet wird, für das 1,3 um-Band optimiert ist, das optische Signal so verzerrt, daß die Übertragungsentfernung, das Übertragungsband und die Bitrate beschränkt sind.
  • Zum Kompensieren der Dispersionscharakteristik der optischen Faser sind Dispersionskompensiertechniken, die in der japanischen offengelegten Patentanmeldung 62-65529 und Conf. On Optical Fiber Comm. 1992. PD-14, PD-15 offenbart sind, vorgeschlagen worden. Eine optische Faser mit einem entgegengesetzten Vorzeichen einer Dispersionscharakteristik gegenüber derjenigen der optischen Faser, die als der Übertragungspfad verwendet wird, wird eingefügt, um die Dispersionscharakteristik zu kompensieren.
  • Andererseits haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung bewiesen, daß die Dispersionskompensierfaser um so länger ist und ein Träger-zu-Rausch-Verhältnis (CNR) verschlechtert wird, je länger die optische Faser ist, was eine gute optische Kommunikation behindert.
  • Aus US 4 261 639 ist eine optische Impulsentzerrungstechnik zum Minimieren einer Impulsdispersion in einem Monomode- Faserübertragungssystem bekannt, das die positiven und negativen Dispersionscharakteristiken von Monomodefasern auf beiden Seiten der gesamten Dispersionswellenlänge von Null verwendet. Die Übertragungsfaser und die Entzerrerfaser, die aus diesem Dokument bekannt sind, haben unterschiedliche Dispersionsvorzeichen bei der Quellen-Wellenlänge, und die Länge der Entzerrerfaser ist derart ausgewählt, daß sie gleich der Länge der Übertragungsfaser mal dem Verhältnis von Dispersionen für die Fasern bei der Quellen-Wellenlänge ist.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Bei der vorliegenden Erfindung ist beabsichtigt, ein optisches CATV-Netz als optisches Kommunikationssystem auszubilden. Genauer gesagt kann dann, wenn ein optisches Signal mit einer zentralen Wellenlänge von 1,55 um zu verwenden ist, während ein optischer Faserverstärker (der mit Erbium Er³&spplus; dotiert ist) verwendet wird, eine optische Faser für 1,3 um (Monomode-Faser) verwendet werden, oder ein optisches Signal mit der zentralen Wellenlänge von 1,3 um über die Monomode-Faser für 1,55 um ausgebreitet werden.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches Kommunikationssystem auszubilden, das eine Dispersion einer optischen Faser kompensiert, die insbesondere in der oben angegebenen Umgebung ein Problem entstehen läßt.
  • Diese Aufgabe wird gelöst, wie es im Anspruch 1 definiert ist.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Dispersions-Kompensierfaser, die die Dispersion der als der Übertragungspfad verwendeten optischen Faser ausreichend kompensiert, in wenigstens zwei aufgeteilt, und die ersten und zweiten aufgeteilten Dispersions-Kompensierfasern sind in Reihe zu den entgegengesetzten Enden der optischen Faser geschaltet.
  • Die Dispersions-Kompensierfaser hat ein entgegengesetztes Vorzeichen einer Dispersionscharakteristik gegenüber einer positiven oder negativen Dispersionscharakteristik der optischen Faser und die Länge davon ist auf einen Bereich beschränkt, in welchem ein relatives Intensitätsrauschen (RIN) der Dispersions-Kompensierfaser eine proportionale Beziehung zur Länge beibehalten kann. Demgemäß ist die Dispersions-Kompensierfaser in eine Vielzahl von Dispersions- Kompensierfasern innerhalb dieser Länge aufgeteilt oder die oben angegebenen ersten und zweiten Dispersions- Kompensierfasern sind weiter aufgeteilt.
  • Da jede Dispersions-Kompensierfaser eine große Menge von Elementen (beispielsweise Germanium, das mit Er³&spplus; dotiert sein kann), die zu einem Kern hinzugefügt sind, enthält, hat sie aufgrund einer Mehrfachreflexion durch Rayleigh-Streulicht ein großes RIN, und sie wird mit einer größeren Rate als einer Rate größer, um proportional zur Länge zu sein.
  • Demgemäß kann durch Schalten der Dispersions- Kompensierfasern, die die Proportionalbedingung erfüllen, in Reihe zur optischen Faser bei einer Vielzahl von Stellen auf den Übertragungspfad das RIN beim Kompensieren der Dispersion der optischen Faser auf niedrig unterdrückt werden.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vielzahl von aufgeteilten Dispersions-Kompensierfasern in Reihe zu einem Seitenende eines optischen Senders der als der Übertragungspfad verwendeten optischen Faser geschaltet.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vielzahl von aufgeteilten Dispersions-Kompensierfasern in Reihe zu einem Seitenende eines optischen Empfängers der als der Übertragungspfad verwendeten optischen Faser geschaltet.
  • Bei den ersten bis dritten Aspekten sollte beachtet werden, daß die aufgeteilten Dispersions-Kompensierfasern voneinander optisch beabstandet sind, um sicherzustellen, daß darin erzeugtes Rück-Streulicht ausreichend gedämpft wird, weil das Rück-Streulicht ein Grund dafür ist, daß der Übertragungsverlust kleiner wird.
  • Bei einem ersten Aspekt wird zum optischen Beabstanden der Dispersions-Kompensierfasern eine optische Faser mit einer Länge zum ausreichenden Dämpfen des Rück-Streulichts als Anschlußelement zum Schalten der Dispersions-Kompensierfasern in Reihe verwendet.
  • Bei einem zweiten Aspekt wird ein optischer Isolator als das Anschlußelement zum Schalten der Dispersions-Kompensierfasern in Reihe verwendet.
  • Bei einem dritten Aspekt wird ein optischer Koppler mit einem Verlust zum ausreichenden Dämpfen des Rück-Streulichts als das Anschlußelement zum Schalten der Dispersions- Kompensierfasern in Reihe verwendet.
  • Wo die optische Faser als das Anschlußelement verwendet wird, kann die optische Faser als der Übertragungspfad verwendet werden. Bei den ersten bis dritten Aspekten ist angenommen, daß das bereits installierte optische Faserkabel verwendet wird. Wenn die optische Faser, die das Anschlußelement ist, als der Übertragungspfad verwendet wird, ist die Konfiguration mit den zwischen einem Übertragungspfad und einem anderen Übertragungspfad in Reihe geschalteten Dispersions-Kompensierfasern zur Verfügung gestellt.
  • Wenn ein optischer Faserverstärker, der mit Er³&spplus; dotiert ist, als die optische Faser verwendet wird, die das Anschlußelement ist, kann das Erhöhen eines Übertragungsverlustes verhindert werden.
  • Wenn die Längen der Dispersions-Kompensierfasern gleich zueinander sind, wird eine Normalisierung bezüglich eines Systemaufbaus, wie beispielsweise ein Vorsehen einer Dispersions-Kompensierfaser bei einer vorbestimmten Teilung für eine gegebene optische Faser, erreicht. Als Ergebnis wird eine Entwurfseffizienz verbessert, und eine Arbeitsproduktivität wird verbessert.
  • Die vorliegende Erfindung wird vollständiger aus der detaillierten Beschreibung verstanden werden, die hierin nachfolgend angegeben ist, und den beigefügten Zeichnungen, die nur anhand einer Darstellung angegeben sind und somit nicht als die vorliegende Erfindung anzusehen sind.
  • Ein weiterer Schutzumfang einer Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung wird aus der hierin nachfolgend angegebenen detaillierten Beschreibung offensichtlich werden. Jedoch sollte verstanden werden, daß die detaillierte Beschreibung und spezifische Beispiele, während sie bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anzeigen, nur anhand einer Darstellung angegeben sind, da verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Sinngehalts und Schutzumfangs der Erfindung Fachleuten auf dem Gebiet aus dieser detaillierten Beschreibung offensichtlich werden.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Fig. 1 zeigt eine einfachste einer ersten Konfiguration eines optischen Kommunikationssystems der vorliegenden Erfindung,
  • Fig. 2 zeigt eine Brechzahlverteilung einer Dispersions- Kompensierfaser,
  • Fig. 3 zeigt eine Konfiguration eines optischen Kommunikationssystems, das ein erstes Vergleichsbeispiel ist,
  • Fig. 4 zeigt eine Konfiguration eines optischen Kommunikationssystems, das ein zweites Vergleichsbeispiel ist,
  • Fig. 5 zeigt eine Beziehung zwischen einer Länge der Dispersions-Kompensierfaser und einem RIN,
  • Fig. 6 bis 8 zeigen Anwendungen des in Fig. 1 gezeigten optischen Kommunikationssystems,
  • Fig. 9 bis 12 zeigen Anwendungen einer zweiten Konfiguration des einfachsten optischen Kommunikationssystems der vorliegenden Erfindung, und
  • Fig. 13 bis 16 zeigen Anwendungen einer dritten Konfiguration des einfachsten optischen Kommunikationssystems der vorliegenden Erfindung.
    • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Ausführungsbeispiele des optischen Kommunikationssystems der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 16 erklärt.
  • Fig. 1 zeigt eine einfachste einer ersten Konfiguration des optischen Kommunikationssystems der vorliegenden Erfindung.
  • Beim vorliegenden Kommunikationssystem wird eine einfache Einzel-zu-Einzel-Kommunikation durchgeführt. Eine erste optische Faser 100a wird als Übertragungspfad von einem optischen Sender 300 zu einem optischen Empfänger 400 verwendet. Der optische Empfänger 400 empfängt ein optisches Signal vom optischen Sender 300, der ein elektrisches Signal Sin in das optische Signal umwandelt und ein elektrisches Signal Sout ausgibt. Zwei Dispersions-Kompensierfasern mit derselben Länge werden zum Kompensieren der Dispersion der ersten optischen Faser 100a verwendet, und die erste und die zweite Dispersions-Kompensierfaser 200a und 200b sind an entgegengesetzten Enden der ersten optischen Faser 100a in Reihe geschaltet.
  • Die Gesamtlänge der ersten und der zweiten Dispersions- Kompensierfaser 200a und 200b ist lang genug, um die Dispersion der ersten optischen Faser 100a zu kompensieren, und die Länge jeder der ersten und der zweiten Dispersions- Kompensierfaser 200a und 200b ist jeweils auf einen Bereich beschränkt, in welchem das RIN der Dispersions- Kompensierfaser eine proportionale Beziehung zur Länge beibehalten kann.
  • Eine spezifische Konfiguration, bei welcher das in Fig. 1 gezeigte optische Kommunikationssystem (eine erste Konfiguration) als System für eine 40-Kanal- Amplitudenmodulations-Restseitenband-(AM-VSB-)Übertragung konfiguriert ist, wird erklärt.
  • Ein optischer Sender 300 wandelt ein eingegebenes elektrisches Signal Sin in ein optisches Signal um, und er verwendet eine Laserdiode mit verteilter Rückkopplung (eine DBF-LD) mit einer Oszillationswellenlänge von 1,552 um und einer optischen Ausgabe von +7 dBm. Eine Verzerrungscharakteristik oder eine zusammengesetzte Verzerrung zweiter Ordnung (CSO) davon beträgt -62,3 dB und ein Modulationsindex pro Kanal ist 4%. Das Eingangssignal Sin beträgt 40 Kanäle von AM-VSB- und Frequenzmultiplex- (FDM-)Videosignalen. Der Bereich von Trägerfrequenzen davon ist von 91,25 MHz bis 337,25 MHz.
  • Eine Monomode-Faser mit einer Länge von 10 km für ein 1,3 um- Band wird als die optische Faser 100 verwendet, die ein Übertragungspfad ist. Ein Dispersionswert der ersten optischen Faser 100a ist annähernd 17 ps/nm/km bei einer Wellenlänge von 1,552 um und ein Übertragungsverlust ist 0,2 dB/km. Die erste und die zweite Dispersions-Kompensierfaser 200a und 200b haben einen mit Germanium dotierten Siliziumkern mit einem Durchmesser von 1,7 um und einen mit Fluorin dotierten Siliziummantel. Eine Brechzahlverteilung davon ist in Fig. 2 gezeigt. Eine Brechzahldifferenz Δ der ersten Dispersions-Kompensierfaser 200a ist 2,8%, ein Übertragungsverlust bei einer Wellenlänge von 1,552 um ist 0,87 dB/km, ein Modenfelddurchmesser (MFD) ist 3,7 um und ein Dispersionswert ist -95 ps/nm/km. Diese Parameter der zweiten Dispersions-Kompensierfaser 200b sind dieselben Werte. Die Längen davon sind jeweils 1 km. Ein optischer Empfänger 400 wandelt ein durch die erste optische Faser 100a ausgebreitetes optisches Signal in ein elektrisches Signal Sout um.
  • Die Fig. 3 und 4 zeigen Vergleichsbeispiele zum Beweisen der Verbesserung bezüglich eines CNR und eines CSO im optischen Kommunikationssystem der vorliegenden Erfindung (bei einer ersten Konfiguration). Die Komponenten davon sind identisch zu demjenigen des in Fig. 1 gezeigten optischen Kommunikationssystems der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 3 zeigt ein erstes Vergleichsbeispiel einer Konfiguration ohne Dispersions-Kompensierfaser, und Fig. 4 zeigt ein zweites Vergleichsbeispiel einer Konfiguration, bei welcher eine Dispersions-Kompensierfaser 250 verwendet wird. In Fig. 4 hat die Dispersions-Kompensierfaser 250 dieselbe Zusammensetzung wie diejenigen der ersten und der zweiten Dispersions-Kompensierfaser 200a und 200b des in Fig. 1 gezeigten optischen Kommunikationssystems. Die Länge davon ist 2 km, um die Dispersion der ersten optischen Faser 100a zu kompensieren.
  • Das CNR und das CSO wurden für das in Fig. 1 gezeigte optische Kommunikationssystem, das in Fig. 3 gezeigte erste Vergleichsbeispiel und das zweite Vergleichsbeispiel der Fig. 4 gemessen. Die empfangene Leistung beim optischen Empfänger 400 wurde durch Einfügen einer Einheit für eine variable Dämpfung auf -1,5 dBm eingestellt.
  • Die Ergebnisse der Messung sind nachfolgend gezeigt.
  • (1) Das in Fig. 1 gezeigte optische Kommunikationssystem (die erste Konfiguration bei der vorliegenden Erfindung)
  • CNR = 50,8 dB
  • CSO = -62,3 dB
  • (2) Das in Fig. 3 gezeigte erste Vergleichsbeispiel
  • CNR = 51,2 dB
  • CSO = -53,7 dB
  • (3) Das in Fig. 4 gezeigte zweite Vergleichsbeispiel
  • CNR = 49,9 dB
  • CSO = -62,1 dB
  • Durch Kompensieren der Dispersion der ersten optischen Faser 100a wird das verschlechterte CSO bei dem in Fig. 3 gezeigten ersten Vergleichsbeispiel bei den in den Fig. 1 und 4 gezeigten Systemen verbessert. Das verbesserte CSO ist im wesentlichen gleich dem eigenen CSO des optischen Senders selbst. Andererseits fiel das CNR bei dem in Fig. 4 gezeigten Vergleichsbeispiel aufgrund des Anschlusses der Dispersions- Kompensierfasern 250 um 1,3 dB ab, während die Verschlechterung des CNR in dem in Fig. 1 gezeigten System gering ist. Das bedeutet, daß durch Schalten der in eine vorbestimmte Länge aufgeteilten Dispersions-Kompensierfasern in Reihe zur ersten optischen Faser 100a bei einer Vielzahl von Stellen auf dem Übertragungspfad das RIN unterdrückt werden kann und gleichzeitig das CSO verbessert wird.
  • Als Grund dafür stellten die Erfinder folgende Beobachtungen an. Allgemein wird eine große Menge von Elementen zum Kern der Dispersions-Kompensierfaser hinzugefügt, um die erwünschte Charakteristik zu erreichen. Beispielsweise wird bei der Dispersions-Kompensierfaser des vorliegenden Ausführungsbeispiels Germanium hinzugefügt. Wenn eine optische Verstärkungsfunktion erwünscht ist, kann weiterhin Er³&spplus; hinzugefügt werden. Als Ergebnis ist das relative Intensitätsrauschen (RIN) durch eine Mehrfachreflexion aufgrund des Rayleigh-Streulichts groß, und es erhöht sich relativ zur Länge signifikant. Fig. 5 zeigt eine Beziehung zwischen dem RIN und der Faserlänge für verschiedene Rayleigh-Streukoeffizienten A. Sie erhöht sich mit einem größeren Faktor als einem proportionalen Faktor. Als Ergebnis wird, wie es bei dem in Fig. 4 gezeigten zweiten Vergleichsbeispiel zu sehen ist, das RIN durch einfaches Schalten der Dispersions-Kompensierfaser einer ausreichenden Länge in Reihe zum Kompensieren der Dispersion der ersten optischen Faser 100a verschlechtert, und es führt zu einer Verschlechterung des CNR. Wo die erste optische Faser 100a lang ist, ist die Dispersions-Kompensierfaser einer entsprechend langen. Länge erforderlich. Somit ist die Länge der ersten optischen Faser 100a begrenzt, um ein hohes CNR zu erreichen.
  • Bei dem optischen Kommunikationssystem der vorliegenden Erfindung (der ersten Konfiguration) sind die erste und die zweite Dispersions-Kompensierfaser 200a und 200b in Reihe zu den Enden der ersten optischen Faser 100a geschaltet, so daß eine Gesamtlänge der ersten und der zweiten Dispersions- Kompensierfaser 200a und 200b die erwünschte Dispersionskompensation erreicht.
  • Die vorliegende Konfiguration kann derart angesehen werden, daß die erste optische Faser 100a als Anschlußelement verwendet wird, um die erste und die zweite Dispersions- Kompensierfaser 200a und 200b in Reihe zu schalten. Somit wird ein Rückstreulicht des Rayleigh-Streulichtes durch die erste optische Faser 100 gedämpft. Da die erste und die zweite Dispersions-Kompensierfaser 200a und 200b voneinander bis zu einem Ausmaß optisch beabstandet sind, damit das Rückstreulicht ausreichend gedämpft wird, wird die Mehrfachreflexion reduziert. Daher wird das RIN unterdrückt und wird das CSO verbessert. Ein Übertragungsverlust zwischen der ersten Dispersions-Kompensierfaser 200a und der zweiten Dispersions-Kompensierfaser 200b kann 3 dB oder höher sein, wie es aus dem obigen Ergebnis beurteilt wird.
  • Das CNR ist durch ein größeres der RINs der ersten und der zweiten Dispersions-Kompensierfaser 200a und 200b beschränkt. Die Dispersions-Kompensierfasern 200a und 20Gb sind weiter aufgeteilt, um zu verhindern, daß ein großes RIN erscheint, so daß das CNR verbessert wird und eine optische Kommunikation über eine lange Entfernung erreicht wird.
  • Wenn die erste und die zweite Dispersions-Kompensierfaser 200a und 200b aufzuteilen sind, werden die aufgeteilten Dispersions-Kompensierfasern 201a und 201b über das Anschlußelement in Reihe geschaltet.
  • Eine zweite optische Faser (eine dritte optische Faser) 500a, die in Fig. 6 gezeigt ist, kann als das Anschlußelement verwendet werden, wenn die erste Dispersions-Kompensierfaser 200a oder die zweite Dispersions-Kompensierfaser 200b aufzuteilen ist. Die zweite optische Faser 500a hat ein Länge, um das in der Dispersions-Kompensierfaser 200a oder 200b erzeugte Rückstreulicht ausreichend zu dämpfen. Bei der vorliegenden Konfiguration ist eine Gesamtlänge der Dispersions-Kompensierfasern 200a und 200b lang genug, um die Dispersionen der ersten optischen Faser 100a und der zweiten optischen Faser 500a zu kompensieren.
  • Wo Er³&spplus; zur zweiten optischen Faser 500a dotiert ist, um den optischen Faserverstärker auszubilden, kann die Erhöhung eines Übertragungsverlustes verhindert werden.
  • Ein optischer Isolator 500b, der in Fig. 7 gezeigt ist, kann als das Anschlußelement verwendet werden.
  • Wo ein optischer Koppler 500c mit einem Verlust von 300 dB, wie er in Fig. 8 gezeigt ist, als das Anschlußelement bzw. das Verbindungselement verwendet wird, wird eine Konfiguration erreicht, die gleich derjenigen ist, bei welcher die Dispersions-Kompensierfaser 201a und die Dispersions-Kompensierfasern 201b&sub1;-201bn in Reihe geschaltet sind, und die Konfiguration wird erreicht, die auf ein optisches Kommunikationsnetz von Eins-zu-Mehrfach, von Mehrfach-zu-Eins oder von Mehrfach-zu-Mehrfach anwendbar ist.
  • Wie es bei der Anwendung der Fig. 6 gezeigt ist, kann der Systementwurf durch Vorsehen einer Dispersions- Kompensierfaser bei einer vorbestimmten Teilung unter Verwendung der zweiten optischen Faser (der dritten optischen Faser) 500a als den Übertragungspfad normalisiert werden. Als Ergebnis wird die Entwurfseffizienz verbessert und wird eine Arbeitsproduktivität des Systementwicklers verbessert.
  • Während die Dispersions-Kompensierfaser beim vorliegenden Ausführungsbeispiel in Zwei aufgeteilt wird, kann die Dispersions-Kompensierfaser in drei oder mehrere aufgeteilt werden, und zwar in Abhängigkeit vom erforderlichen RIN und vom erforderlich CNR, und die Anschlußelemente für die Dispersions-Kompensierfasern können diejenigen sein, die in den Fig. 6-8 gezeigt sind.
  • Eine zweite Konfiguration des optischen Kommunikationssystems der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 9-12 erklärt.
  • Bei der zweiten Konfiguration sind dritte und vierte Dispersions-Kompensierfasern 210a und 210b zu der vierten optischen Faser 100b an einem Ende, das in Richtung zum optischen Sender 300 ist, über ein Anschlußelement in Reihe geschaltet. Eine Gesamtlänge der dritten und der vierten Dispersions-Kompensierfaser 210a und 210b ist lang genug, um die Dispersion der vierten optischen Faser 100b zu kompensieren.
  • Das Anschlußelement kann eine optische Faser 510a sein, die in Fig. 9 gezeigt ist. Die fünfte optische Faser (die sechste optische Faser, die siebte optische Faser) 510a kann als ein Übertragungspfad verwendet werden, oder sie kann zur Verwendung als optische Faserverstärker mit Er³&spplus; dotiert sein.
  • Als weiteres Anschlußelement kann ein in Fig. 10 gezeigter optischer Isolator 510b verwendet werden. Es ist bekannt gewesen, daß der optische Isolator 510b normalerweise unter Verwendung eines YAG-Kristalls, der Bi enthält, hergestellt wird.
  • Als weiteres Anschlußelement kann, wie es in Fig. 11 gezeigt ist (optische Kommunikation von 1-zu-2), ein optischer Koppler 510c verwendet werden, und die Rückstreulichter der dritten und der vierten Dispersions-Kompensierfaser 510a und 510b können durch einen Einfügungsverlust des optischen Kopplers 510c gedämpft werden.
  • Fig. 12 zeigt eine Konfiguration einer optischen Kommunikation von Eins-zu-Mehrfach unter Verwendung des in Fig. 11 gezeigten Systems. Ein optischer Koppler 511c wird als das Anschlußelement für eine optische Kommunikation 1-n (n = 2m) verwendet. Bei der vorliegenden Konfiguration gibt es eine Dämpfung durch den Einfügungsverlust (3 x m dB) zwischen der dritten und der vierten Dispersions- Kompensierfaser 210a und 210b&sub1;-210bn, so daß sie optisch getrennt sind.
  • Die dritte Dispersions-Kompensierfaser 210a und die vierte Dispersions-Kompensierfaser 210b&sub1;-210bn sind in Reihe geschaltet.
  • Bei der zweiten Konfiguration können dann, wenn die dritte und die vierte Dispersions-Kompensierfaser 210a und 210b weiter aufzuteilen sind, die Anschlußschemen, die in den Fig. 6-8 gezeigt sind, derart angenommen werden, wie sie bei der ersten Konfiguration sind.
  • Eine dritte Konfiguration des optischen Kommunikationssystems der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 13-16 erklärt.
  • Bei der dritten Konfiguration sind eine fünfte und eine sechste Dispersions-Kompensierfaser 220a und 220b zur achten optischen Faser 100c an einem Ende, das zum optischen Empfänger 400 gerichtet ist, über ein Anschlußelement in Reihe geschaltet. Eine Gesamtlänge der fünften und der sechsten Dispersions-Kompensierfasern 220a und 220b ist lang genug, um die Dispersion der achten optischen Faser 100c zu kompensieren.
  • Als das Anschlußelement kann eine neunte optische Faser (eine zehnte optische Faser, eine elfte optische Faser) 520a, die in Fig. 13 gezeigt ist, verwendet werden. Die optische Faser 520a kann als ein Übertragungspfad verwendet werden, oder sie kann zur Verwendung als ein optischer Faserverstärker mit Er³&spplus; dotiert sein.
  • Als weiteres Anschlußelement kann ein in Fig. 14 gezeigter optischer Isolator verwendet werden. Es ist bekannt gewesen, daß der optische Isolator 520b normalerweise unter Verwendung eines YAG-Kristalls, der Bi enthält, hergestellt wird.
  • Als weiteres Anschlußelement kann, wie es in Fig. 15 gezeigt ist (optische Kommunikation von 1-2), ein optischer Koppler 520c verwendet werden, und die Rückstreulichter der fünften und der sechsten Dispersions-Kompensierfaser 220a und 220b&sub1; und 220b&sub2; können durch einen Einfügungsverlust des optischen Kopplers 520c gedämpft werden.
  • Fig. 16 zeigt eine Konfiguration für eine optische Kommunikation von Eins-zu-Mehrfach unter Verwendung des in Fig. 15 gezeigten Systems. Der optische Koppler 521c wird als das Anschlußelement verwendet, um die optische Kommunikation 1-n (n = 2m) zu erreichen. Bei der vorliegenden Konfiguration gibt es eine Dämpfung durch den Einfügungsverlust (3 x m dB) zwischen der fünften und der sechsten Dispersions- Kompensierfaser 220a und 220b&sub1;-220bn, so daß sie optisch getrennt sind.
  • Die fünfte Dispersions-Kompensierfaser 220a und die sechste Dispersions-Kompensierfaser 220b&sub1;-220bn sind in Reihe geschaltet.
  • Bei der dritten Konfiguration können dann, wenn die fünfte und die sechste Dispersions-Kompensierfaser 220a und 220b (220b&sub1;-220bn) weiter aufzuteilen sind, die in den Fig. 6- 8 gezeigten Verbindungsschemen bzw. Anschlußschemen angenommen werden, wie sie bei der ersten Konfiguration sind.
  • Bei den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen wird eine Monomode-Faser für das 1,3 um Band als die optische Faser (100a, 100b, 100c) verwendet, obwohl eine Monomode-Faser für ein 1,55 um-Band verwendet werden kann, um einen Laserstrahl mit einer zentralen Wellenlänge von 1,3 um auszubreiten. Während das Eingangssignal Sin für ein 40-Kanal-AM-VSB-Signal ist, kann ein anderes analoges Signal (zum Beispiel ein FM-, ein PM-, ein FSK- oder ein PSK-moduliertes Signal) oder ein digitales Signal verwendet werden. Ein Kommunikationsnetz (das ein optisches Fasernetz enthält), wie beispielsweise ein CATV-Netz und ein Telefonpfadnetz, kann an den optischen Sender 400 angeschlossen werden.
  • Wie es oben beschrieben ist, kann die Dispersions- Kompensierfaser mit Er³&spplus; dotiert sein, und ein Pumplicht kann injiziert werden, um die optische Verstärkung zu erreichen.
  • Durch Kombinieren der optischen Kommunikationssysteme der vorliegenden Erfindung kann ein Kommunikationsnetz mit verschiedenen Netztopologien wie beispielsweise als Stern, als Baum, als Schleife oder als Kombination davon, erreicht werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vielzahl von aufgeteilten Dispersions-Kompensierfasern einer vorbestimmten Länge in den Pfad der optischen Faser eingefügt, die der Übertragungspfad ist, und sie werden in Reihe geschaltet. Demgemäß wird beim Kompensieren der Dispersion das relative Intensitätsrauschen reduziert, wird das CNR verbessert und wird die verbesserte optische Kommunikation mit einer längeren Kommunikationsentfernung erreicht.
  • Aus der so beschriebenen Erfindung wird es offensichtlich werden, daß die Erfindung auf viele Weisen variiert werden kann. Solche Variationen sind nicht als Abweichung vom Schutzumfang der Erfindung zu sehen, und eine solche Modifikation, wie sie einem Fachmann auf dem Gebiet offensichtlich wären, sollen innerhalb des Schutzumfangs der folgenden Ansprüche enthalten sein.

Claims (11)

1. Optisches Kommunikationssystem, das folgendes aufweist:
eine Vielzahl von Dispersions-Kompensierfasern (200a; 200b; 210a; 210b; 220a; 220b) zum Kompensieren einer Dispersion einer ersten optischen Faser (100a; 100b; 100c), die als Übertragungspfad dient, wobei die Vielzahl der Dispersions-Kompensierfasern (200a; 200b; 210a; 210b; 220a; 220b) im Übertragungspfad angeordnet und miteinander optisch verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vielzahl von Dispersions-Kompensierfasern (200a; 200b; 210a; 210b; 220a; 220b) jeweils ein selbes Vorzeichen einer Dispersionscharakteristik zueinander haben und ein entgegengesetztes Vorzeichen einer Dispersionscharakteristik zu derjenigen der ersten optischen Faser (100a; 100b; 100c) haben, daß
die Vielzahl von Dispersions-Kompensierfasern (200a; 200b; 210a; 210b; 220a; 220b) voneinander optisch entfernt sind, um sicherzustellen, daß ein darin erzeugtes Rückstreulicht ausreichend gedämpft wird, und daß
jede der Vielzahl der Dispersions-Kompensierfasern (200a; 200b; 210a; 210b; 220a; 220b) eine Länge hat, die kürzer als diejenige ist, die die Dispersion der ersten optischen Faser (100a; 100b; 100c) ausreichend kompensieren kann, und eine Gesamtlänge der Vielzahl von Dispersions-Kompensierfasern (200a; 200b; 210a; 210b; 220a; 220b) lang genug ist, um die Dispersion der ersten Faser (100a; 100b; 100c) zu kompensieren.
2. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 1, das weiterhin folgendes aufweist:
ein Verbindungselement (510a; 510b; 510c; 511c; 520a; 520b; 520c; 521c), das die Ausbreitung eines in wenigstens einer der Vielzahl von Dispersions- Kompensierfasern (210a; 210b; 220a; 220b) erzeugten Rückstreulichts verhindert, wobei das Verbindungselement (510a; 510b; 510c; 511c; 520a; 520b; 520c; 521c) zwischen einem Paar der Vielzahl von Dispersions-Kompensierfasern (210a; 210b; 220a; 220b) angeordnet ist, die benachbart zueinander sind.
3. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 2, wobei das Verbindungselement (510a; 520a) eine zweite optische Faser mit einer Länge zum ausreichenden Dämpfen eines in jeder der Vielzahl von Dispersions-Kompensierfasern (210a; 210b; 220a; 220b) erzeugten Rückstreulichts enthält.
4. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 2, wobei das Verbindungselement (510b; 520b) einen optischen Isolator enthält.
5. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 2, wobei das Verbindungselement (510c; 511c; 520c; 521c) einen optischen Koppler mit einem Verlust zum ausreichenden Dämpfen eines in jeder der Vielzahl von Dispersions- Kompensierfasern (210a; 210b; 220a; 220b) erzeugten Rückstreulichts enthält, und wobei
wenigstens eine der Vielzahl von Dispersions- Kompensierfasern (210a; 210b; 220a; 220b), die benachbart zueinander sind, eine Fasergruppe enthält, die eine Vielzahl von Dispersions-Kompensierfasern (210b&sub1;-210bn; 220b&sub1;-220bn) aufweist, die parallel angeordnet sind, wobei die Vielzahl von Dispersions-Kompensierfasern (210b&sub1;-210bn; 220b&sub1;-220bn) in der Fasergruppe ein Ende jeweils mit dem optischen Koppler optisch verbunden hat.
6. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 3, wobei die zweite optische Faser (510a; 520a) einen optischen Verstärker aus einer Faser enthält.
7. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei wenigstens eine der Vielzahl von Dispersions- Kompensierfasern (200a; 200b; 210a; 210b; 220a; 220b) eine Vielzahl von Dispersions-Kompensierfaserkomponenten (201a; 201b) aufweist, und das weiterhin folgendes aufweist:
ein Verbindungselement (500a; 500b; 500c), das die Ausbreitung eines in wenigstens einer der Vielzahl von Dispersions-Kompensierfaserkomponenten (201a; 201b) erzeugten Rückstreulichts verhindert, wobei das Verbindungselement (500a; 500b; 500c) zwischen einem Paar der Vielzahl von Dispersions-Kompensierfaserkomponenten (201a; 201b) angeordnet ist, die benachbart zueinander sind.
8. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 7, wobei das Verbindungselement (500a) eine dritte optische Faser mit einer Länge zum ausreichenden Dämpfen eines in jeder der Vielzahl von Dispersions-Kompensierfaserkomponenten (201a; 201b) erzeugten Rückstreulichts enthält.
9. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 7, wobei das Verbindungselement (500b) einen optischen Isolator enthält.
10. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 7, wobei das Verbindungselement (500c) einen optischen Koppler mit einem Verlust zum ausreichenden Dämpfen eines in jeder der Vielzahl von Dispersions-Kompensierfaserkomponenten (201a; 201b) erzeugten Rückstreulichts enthält, und wobei
wenigstens eine der Vielzahl von Dispersions- Kompensierfaserkomponenten (201a; 201b), die benachbart zueinander sind, eine Fasergruppe enthält, die eine Vielzahl von Dispersions-Kompensierfaserkomponenten (201b&sub1;-201bn) aufweist, die parallel angeordnet sind, wobei die Vielzahl von Dispersions- Kompensierfaserkomponenten (201b&sub1;-201bn) in der Fasergruppe jeweils ein Ende mit dem optischen Koppler optisch verbunden hat.
11. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 8, wobei die dritte optische Faser (500a) einen optischen Verstärker aus einer Faser enthält.
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