DE19913374C2 - Anordnung zur kanalindividuellen Dispersionskompensation eines Wellenlängen-Multiplexsignals - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur kanalindividuellen Dispersionskompensation eines Wellenlängen-Multiplexsignals nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In optischen Übertragungssystemen mit hohen Datenraten ergibt sich bei längeren Übertragungsstrecken häufig die Notwendig­ keit, die von der Dispersion der Übertragungsfaser verursach­ ten Verzerrungen des Datensignals zu kompensieren. Beispiels­ weise wird durch die Dispersion bei einer Datenrate von 10 Gbit/s die Übertragungslänge bei Standard-Monomoden-Fasern ohne Kompensation nicht wesentlich über eine Übertragungs­ länge von 100 km hinausgehen. In Einkanalsystemen läßt sich die Dispersionskompensation entsprechend der anfallenden Dis­ persion durchführen. Bei Wellenlängen-Multiplexsystemen (WDM) treten jedoch für die einzelnen Kanalwellenlängen in der Re­ gel unterschiedliche Dispersionswerte auf. Im Idealfall sollte für jeden Kanal eine individuelle Dispersionskompensa­ tion durchgeführt werden.

Standardlösungen zur Dispersionskompensation von WDM-Signalen sind in Fig. 1 dargestellt. Zunächst erfolgt eine Vorkompen­ sation durch eine dispersionskompensierende Faser DCF0 ge­ meinsam für alle WDM-Kanäle. Nach der Aufteilung eines emp­ fangenen WDM-Signals Sλ1-8 in einzelne teilkompensierte Ka­ näle bzw. Signale STλ1-STλ8 durch einen Wellenlängen (WDM)- Demultiplexer 2 erfolgt die Restkompensation beispielsweise durch eine dispersionskompensierende Faser DCF1, die an den Ausgang des WDM-Demultiplexers 2 angeschaltet ist. Eine Vari­ ante verwendet einen Zirkulator 4 mit einer dispersionskom­ pensierenden Faser halber Länge DCF1/2, an deren Ende ein Re­ flektor R angeordnet ist.

Die dispersionskompensierenden Fasern weisen bei gleicher Länge eine stärkere Dispersion als die Übertragungsfaser auf, jedoch mit anderem Vorzeichen. In der Regel gelingt mit einer bestimmten dispersionskompensierenden Faser nur die Kompensa­ tion eines Übertragungskanals exakt, d. h. die anderen betrof­ fenen Kanäle sind nicht optimal kompensiert. Es wird zwar versucht, die dispersionskompensierenden Fasern entsprechend der Übertragungsfaser auszulegen. Das gelingt jedoch meist nur unzureichend, da sich nicht beliebige Verläufe der Dis­ persion in Abhängigkeit von der Wellenlänge einstellen lassen und andererseits auch die verwendeten Übertragungsfasern Ex­ emplarstreuungen aufweisen.

In realisierten Systemen muß deshalb der Dispersions-Tole­ ranzbereich der Empfänger zumeist so breit ausgelegt werden, daß sie auch Signale in unzureichend kompensierten Kanälen fehlerfrei detektieren können. Wenn die Restdispersionswerte der Einzelkanäle stärker voneinander abweichen, engt dies aber den Toleranzbereich erheblich ein.

Weiterhin können zusätzliche Signalverzerrungen durch nicht lineare Effekte der Übertragungsfaser den Toleranzbereich einengen. Der Hauptnachteil der vorstehend beschriebenen Mög­ lichkeiten besteht darin, daß sie für realen Einsatz nur schwer praktikabel sind, da eine individuelle Kompensation schwer durchführbar ist.

Eine weitere Variante verwendet ebenfalls einen Zirkulator 5, an dessen Mittleren Anschluß jeweils ein gechirptes (nicht gleichmäßiges) Fasergitter 6 angeschlossen ist. Diese Faser­ gitter werden mit bestimmten Dispersionswerten geliefert, die durch mechanisches Verspannen noch geringfügig geändert wer­ den können. Ein wesentlicher Nachteil der gechirpten Faser­ gitter besteht in ihren Schwankungen des Phasenganges. Diese Schwankungen führen zu zusätzlichen Signalverzerrungen, welche die Vorteile der kanalselektiven Dispersionskompensa­ tion zum großen Teil wieder zunichte machen können.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zur Dispersions­ kompensation anzugeben, die eine kanalindividuelle Anpassung mit geringem Aufwand ermöglicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand Fig. 2 näher erläutert.

An eine optische Übertragungsfaser 1 ist eine dispersionskom­ pensierende Faser DCF0 angeschaltet, die vom WDM-Signal Sλ1-8 durchlaufen wird. Die dispersionskompensierende Faser (es kann auch ein breitbandiges gechirptes Fasergitter verwendet werden) ist beispielsweise so dimensioniert, daß zumindest die meisten WDM-Kanäle bzw. Kanalsignale SK1-SK8 leicht un­ terkompensiert sind. Dieses vorkompensierte WDM-Signal STλ1-8 wird einem Wellenlängendemultiplexer 2 zugeführt, der als Filter für die einzelnen Kanäle bzw. Kanalsignale arbeitet und jedes der teilkompensierten Signale STλ1-STλ8 an einem separaten Ausgang abgibt. Die einzelnen Signale werden in Wandlern W1-W8 in analoge oder digitale elektrische Signale umgesetzt und jeweils einem Filter F1-F8 zugeführt. Wenn in Sonderfällen in einem der Kanäle bereits eine optimale Kom­ pensation erfolgt ist, kann das Filter entfallen. Die Filter können als Transversalfilter oder rekursive Filter ausgebil­ det sein. Besonders vorteilhaft sind Transversalfilter, da diese sich auch bei im Betrieb befindenden Systemen optimoert werden können.

Ein Transversalfilter zweiter Ordnung reicht im allgemeinen für eine zufriedenstellende Kompensation aus. Die Filter­ koeffizienten werden aufgrund von Messungen der Signalquali­ tät optimiert. Die kompensierten Signale SKλ1 bis SKλ8 werden an Ausgängen A1 bis A8 - ggf. jeweils über einen Verstärker - einer Abtaststufe oder anderen geeigneten Empfangseinrichtung zugeführt.

Claims (6)

1. Anordnung zur kanalindividuellen Dispersionskompensation eines digitalen Wellenlängen-Multiplex(WDM)-Signals, bei der dieses in einzelne Kanalsignale (SK1 bis SK8) zerlegt wird, die individuell kompensiert werden, dadurch gekennzeichnet,
daß ein gemeinsamer optischer Dispersionskompensator (DCF0) vorgesehen ist, dem das WDM-Signal (Sλ1-8) zugeführt wird,
daß ein Wellenlängen-Demultiplexer (2) vorgesehen ist, dem das derart teilkompensierte WDM-Signal (STλ1-8) zugeführt wird, das in einzelne teilkompensierte Kanalsignale (STλ1 bis STλ8) aufgeteilt wird,
daß an die Ausgänge des Wellenlängen-Demultiplexer (2) je­ weils ein optoelektrischer Wandler (W1 bis W8) und ein diesem nachgeschaltetes Filter (F1 bis F8) zur Restkompensation an­ geschaltet ist, so
daß an Ausgängen (A1 bis A8) der Filter kompensierte Signale (SKλ1 bis SKλ8) abgegeben werden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß elektrooptische Wandler (W1, W8) vorgesehen sind, die die teilkompensierten Kanalsignale (STλ1 bis STλ8) in elektrische Digitalsignale umsetzen, die digitalen Filtern (F1, F8) zuge­ führt werden.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß elektrooptische Wandler (W4) vorgesehen sind, die die teilkompensierten Kanalsignale (STλ1 bis STλ8) in elektrische Analogsignale umsetzen, die mit analogen Bauelementen reali­ sierten Filtern (F4) zugeführt werden.

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Filter (F1 bis F8) zweiter Ordnung vorgesehen sind.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als gemeinsamer optischer Dispersionskompensator (DCF0) eine dispersionskompensierende Faser oder ein breitbandiges gechirptes Fasergitter vorgesehen ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame optische Dispersionskompensator (DCF0) eine geringfügige Unterkompensation der einzelnen Kanalsignale bewirkt.