[发明专利]超高容量光传输系统色散补偿装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种超高容量光传输系统色散补偿装置。

背景技术

目前市场上色散补偿技术以色散补偿光纤(DCF)为主，占有90％以上的市场.其他有光纤光删(FBG)、虚拟成像(VIPA)、电补偿(EDC)等。除DCF外，其它色散补偿技术是单通道补偿，成本高，封装复杂，不适合大规模使用，而且和系统传输速度有关，系统容量升级时也必须同时更换，DCF成本底，得到广泛应用，是网络从2.5G到10G升级的主要技术之一，然而目前的DCF产品提供的精度距离100G有巨大的差距。10G系统的色散容限(tolerance)为1000ps/nm，而100G系统的色散容限(tolerance)为10ps/nm，小100倍，光纤系统的波长通道由国际电联标准ITU规范，共有板有320波长通道，所有单通道产品必须满足ITU标准，是单通道产品成本高昂的主要原因，而低精度的DCF产品不能适应高容量系统的要求，需要单通道产品的补充，从而导致光通讯系统的高成本和复杂设计。

影响光纤传输系统色散的主要原因有两大类，其一是制造工艺的误差，包括传输光纤色散的部分和色散补偿器件(绝大部分是色散补偿光纤)部分；其二是传输光纤色散的高阶色散，或非线性色散部分。目前的解决方案停留在昂贵的单通道可调色散补偿技术，由于采用的都是以过滤器为基础的设计，比如光纤光删、虚拟成像阵列等，都具备高成本，单通道，补偿范围有限，复杂的控制电路，不完全补偿等等挑战，极大的妨碍了实际应用。

发明内容

本发明的目的为了克服上述现有技术存在的问题及缺点，提供一种超高容量光传输系统色散补偿装置，本发明充分利用光纤的低成本、高性能、高可靠性和全通道的特性，结合本发明所述的装置，实现了低成本、高精度、全通道等关键技术和市场指标。本发明的制造成本和DCF接近，是单通道产品的1/5到1/10，而精度达到100G的要求，能同时补偿所有通道一直到100G的精度，对网络、传输系统、路由、网络管理等层面的规范化和标准化有着重大意义。

本发明基于第一代超长距离DWDM系统的实际应用的，数以千计的实际网络测量结果发展而来。网络光纤包括了时间、地理、厂商、种类、距离等多维变化因素的联合作用，可以说没有一根光纤是一样的，甚至同一根光缆中的两根光纤都是不同的。图1是北美某运营商在丹佛附近的实际测量结果。色散变化的范围超过20％.类似于图1的光纤色散分布也存在于其它不同种类的光纤，其根本原因是光纤制造时对光纤芯经的控制有一定的误差，从而造成零色散波长的漂移.这也是为什么图1中的光纤色散成几乎平行线的原因.对G.652光纤而言，20％意味着每80km的距离有272ps/nm的变化。这对容限只有10ps/nm的100G系统而言是远远超过的。

光纤色散可以用下面的公式表示

D(λ)＝D(λ₀)+S*(λ-λ₀)+H*(λ-λ₀)²+...(1)

其中D为色散，λ是波长，S是色散斜率，H是四阶色散系数，λ₀是某一波长，不一定是零色散波长。色散的单位通常是ps/nm/km，方程(1)表示的是色散系数，既单位长度的色散值。传输光纤的色散以Dt表示，第i个补偿器件的色散以Di表示，色散补偿的要求是总的色散在整个感兴趣的波段内，比如ITU标准的C波段，L波段，或其它波段，为零，用公式表示如下：

Dt(λ₀)*Lt+D₁L₁+D₂L₂+D₃L₃+D₄L₄+...＝0  (2)

St(λ₀)*Lt+S₁L₁+S₂L₂+S₃L₃+S₄L₄+...＝0  (3)

Ht(λ₀)*Lt+H₁L₁+H₂L₂+H₃L₃+H₄L₄+...＝0  (4)