[发明专利]光通信系统和光通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于补偿在传输路径中的色散(chromatic dispersion)的色散量的光通信系统和光通信方法。

背景技术

利用光纤的通信系统是用于实现长距离和高容量通信的重要技术。该长距离和高容量的通信是通过用于发送/接收机所使用的调制/解调的设备以及将用作传输路径的光纤的宽带特性来实现的。

现今，通过利用该特性，许多技术已经被实现，该技术使光通信系统能够具有比特率是100Gbps的高速度接口容量。

当经由光纤传输路径执行对具有100Gbps的高速度比特率的光信号的长距离传输时，存在由于光纤的色散所导致的波形失真问题。色散是一种属性，其中，光组延迟根据波长而不同，并且，1.5微米带单模光纤具有16到17ps/nm/km的值。

因为光传输脉冲由于该色散而被加宽，所以对光信号的长距离传输是困难的。例如，在10-Gbps NRZ(不归零)信号的情形中，光信号仅能被传输50到80km的距离。由于色散，传输距离以反比例于比特率的平方而变短。因此，在高速度比特率的情形中，例如在100Gbps的情形中，当存在色散时，光信号的传输距离是1km或更少。

为了执行对具有高速度比特率的光信号的长距离传输，必须补偿由于该色散所导致的对光传输脉冲的加宽(更准确地，即由色散所导致的光信号的波形失真)。在当前的光通信系统中，诸如色散补偿光纤之类的色散补偿设备被用来补偿波形失真。

色散补偿设备被设置有色散补偿量，该色散补偿量具有本质上等同于在传输路径中所导致的色散的色散量的绝对值和异号(opposite sign)。作为其结果，色散补偿设备的转移函数是传输路径的转移函数的逆函数。以下，色散的色散量将仅被称为色散量。

由于由色散所导致的波形失真的过程是线性过程，因此，通过将传输路径和色散补偿设备串行连接，在传输路径上所导致的色散量被由色散补偿设备所提供的色散补偿量所补偿。作为其结果，光信号的波形在色散补偿设备的输出处被恢复。因此，即便在发生色散的传输路径中，对具有高速度比特率的光信号的长距离传输被实现了。

相对比，在以后将被广泛开发的波分复用光网络中，由光交换机等的路由交换被执行，以实现灵活的路由设置。在这种波分复用光网络中，当路由交换被执行时，色散量也变化。

已经实际使用了一种称为VIPA(虚拟图像相位阵列(Virtually-Imaged Phase Array))的设备，并且，该设备使得色散补偿量能够响应于色散量的变化而变化。但是，在10Gbps的比特率的信号的情形中，使色散补偿量能够可变的传输距离是几万米，因此，设备无法处理伴随有长距离波动的路由交换。

例如，非专利文献1公开了一种用于通过在光信号发送机侧装置中处理电信号来补偿色散的色散量的技术。如上所述，由色散所导致的波形失真的过程是线性过程。因此，用于补偿在传输路径中所导致的色散量的色散补偿设备可被布置在传输路径之前或之后。在非专利文献1所公开的技术中，色散补偿设备被设置在光信号发送机侧装置中，其位于传输路径之前。

作为色散补偿设备的示例，可给出如图1中所示配置的横向滤波器。

在图1中所示出的横向滤波器10被设置有多个延迟元件11、多个乘法器12和加法器13。

在非专利文献1中所公开的技术中，色散量被例如图1中的横向滤波器的输入到光信号发送机侧装置的电信号所补偿。以下经描述色散量被涂1中所示的横向滤波器所补偿的操作。

如图1所示，输入到光信号发送机侧装置的电信号20由多个延迟元件11给与不同的延迟。

来自每个延迟元件11的输出信号被输入到下一阶段的延迟元件11和乘法器12。输入到乘法器12的信号被称作分支信号。

输入到下一阶段延迟元件11的信号被该延迟元件11给与进一步的延迟。在另一方面，输入到乘法器12的分支信号与从电路系数控制设备14输出的抽头系数相乘。

然后，由每个乘法器12与抽头系数相乘的信号被输入到加法器13，并且，总和由加法器13确定。作为由每个延迟元件11所给出的延迟的延迟间隔，例如，等于将被传输的信号的符号时间的一半的值被使用。

由电路系数控制设备14所提供的抽头系数是由转移函数的脉冲响应所确定的值。因为转移函数是复函数(由于色散)，因此，该抽头系数是复数。因此，在对色散量的补偿之后的输出也是复信号。