DE19945143A1 - Optisches Übertragungssystem - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisches Übertragungssystem (OTS), bestehend aus mehreren optischen Faserstreckenabschnitten (FDS) mit jeweils einer optischen Faser (SSMF) und einer Dispersionskompensationseinheit (DCF), bei dem Dispersionskompensationseinheiten (DCF) vorgesehen sind, die die Faserdispersion (d) von mehreren Faserstreckenabschnitten (FDS¶1¶ bis FDS¶4¶) derart kompensieren, daß die verbleibende Rest-Dispersion (D¶rest¶) pro kompensierten Faserstreckenabschnitt (FDS¶1¶ bis FDS¶4¶) zumindest nahezu gleichmäßig um jeweils denselben Dispersionsbetrag (DELTAD) ansteigt.

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Übertragungssystem be­ stehend aus mehreren optischen Faserstreckenabschnitten mit jeweils einer optischen Faser und einer Dispersionskompensa­ tionseinheit.

Bei allen optischen Übertragungssystemen mit hohen Daten­ durchsatzraten, so auch bei nach dem WDM-Prinzip (Wavelength Division Multiplexing) arbeitenden Übertragungssystemen, wer­ den durch die bei der Übertragung von optischen Signalen über optische Fasern auftretende chromatische Dispersion und die Selbstphasenmodulation (SPM) Verzerrungen in dem zu übertra­ genden, optischen Datensignal hervorgerufen - siehe hierzu Grau und Freude: "Optische Nachrichtentechnik - Eine Einfüh­ rung", Springer-Verlag, 3. Auflage, 1991, S. 120-126.

Derartige Verzerrungen des zu übertragenden, optischen Daten­ signals sind unter anderem abhängig von der Eingangsleistung des optischen Datensignals. Desweiteren wird durch derartige Verzerrungen die regenerationsfreie Übertragungsreichweite eines optischen Übertragungssystems bestimmt, d. h. die opti­ sche Übertragungsstrecke über die ein optisches Datensignal übertragen werden kann, ohne daß eine Regeneration bzw. "3R- Regeneration" (elektronische Datenregeneration hinsichtlich der Amplitude, Flanke und des Taktes eines optisch übermit­ telten, digitalen Datensignals bzw. Datenstromes) durchge­ führt werden muß.

Um derartige Verzerrungen des optischen Datensignals zu kom­ pensieren, werden bei der Übertragung von optischen Signalen über optische Standard-Monomodenfasern geeignete Dispersions­ kompensationseinheiten vorgesehen bzw. ein an die optische Übertragungsstrecke angepaßtes Dispersionsmanagement einge­ setzt. Hierzu sind derartige optische Übertragungssysteme überwiegend in mehrere optische Faserstreckenabschnitte un­ terteilt, in denen die jeweils in dem betrachteten optischen Faserstreckenabschnitt hervorgerufene Faserdispersion mit Hilfe einer Dispersionskompensationseinheit komplett oder teilweise kompensiert wird.

Derartige Dispersionskompensationseinheiten sind beispiels­ weise als optische Spezialfasern ausgestaltet, bei denen durch eine spezielle Wahl des Brechzahlindexprofils im Faser­ kern und den umliegenden Mantelschichten der optischen Faser die Dispersion bzw. Faserdispersion, insbesondere im 1550 nm Fenster sehr hohe negative Werte annimmt. Mit Hilfe der durch die dispersionskompensierende Faser hervorgerufenen, hohen negativen Dispersionswerte können die durch die optischen Übertragungsfasern erzeugten Dispersionsbeiträge effektiv kompensiert werden. Zusätzlich ist die maximale Anzahl von optischen Faserstreckenabschnitten bzw. die regenerations­ freie Reichweite des optischen Übertragungssystems durch das Augendiagramm ("eye-opening") des am Ausgang des jeweiligen optischen Faserstreckenabschnitts anliegenden optischen Da­ tensignals bestimmt. Hierdurch ergibt sich eine maximale Reichweite für eine regenerationsfreie Übertragung eines op­ tischen Datensignals, die zusätzlich durch das optische Si­ gnal-Rausch-Verhältnisses des Übertragungsmediums bestimmt ist.

In bislang realisierten optischen Übertragungssystemen werden hierzu unterschiedliche Dispersionsmanagementkonzepte ver­ folgt, wobei die optimale Dispersionskompensation einer opti­ schen Übertragungsstrecke durch Verwendung von vor- und/oder nachkompensierten bzw. unterschiedlich über- oder unterkom­ pensierten optischen Faserstreckenabschnitten durchgeführt wird. Abhängig von der Faserdispersion kann damit eine be­ stimmte Entfernung regenerationsfrei übertragen werden.

Hierzu ist aus DER FERMELDE-INGENIEUR:
"Wellenlängenmultiplextechnik in zukünftigen photonischen Netzen", A. Ehrhardt et. al., 53. Jahrgang, Heft 5 und 6, Mai/Juni 1999, S. 18-24 bekannt, daß das Systemoptimum zur Dispersionskompensation eines optischen Übertragungssystems bei einer Dispersionskompensation von unter 100% erreicht werden kann. Desweiteren geht aus der obengenannten Druck­ schrift hervor, daß die chromatische Faserdispersion zu einem bestimmten Teil durch Fasernichtlinearitäten selbst kompen­ siert werden kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht also darin, ein optisches Übertragungssystem der eingangs erwähnten Art derart auszugestalten, daß die Dispersionskompensation ver­ bessert wird und/oder die durch die Signalverzerrungen redu­ zierte, regenerationsfrei überbrückbare Übertragungsreichwei­ te erhöht wird. Die Aufgabe wird ausgehend von den im Oberbe­ griff von Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein optisches Übertra­ gungssystem gelöst, bei dem Dispersionskompensationseinheiten vorgesehen sind, die die Faserdispersion von mehreren Faser­ streckenabschnitten derart kompensieren, daß die verbleibende Rest-Dispersion pro kompensierten Faserstreckenabschnitt zu­ mindest nahezu gleichmäßig um jeweils denselben Dispersions­ betrag ansteigt. Vorteilhaft wird durch das erfindungsgemäße nahezu gleichmäßig verteilte Unterkompensieren über die ein­ zelnen optischen Faserstreckenabschnitte im Vergleich zu bis­ herigen Systemen mit Vollkompensation eine nahezu Verdopplung der regenerationsfrei überbrückbaren Übertragungsreichweite ermöglicht, d. h. in den jeweiligen Faserstreckenabschnitten wird soweit unterkompensiert bis die verbleibende Rest- Dispersion einem Vielfachen des erfindungsgemäßen Disper­ sionsbetrags entspricht, wobei die Rest-Dispersion entlang der optischen Übertragungsstrecke pro Faserstreckenabschnitt jeweils um den Dispersionsbetrag zunimmt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das op­ tische Übertragungssystem eine durch Fasernichtlinearitäten und die Faserdispersion hervorgerufene, akkumulierte Rest- Dispersion auf, die mit zunehmender Datenrate nahezu linear abnimmt - Anspruch 2. Der nichtlineare Effekt Selbstphasenmo­ dulation und die Group Velocity Dispersion (GVD) sind die Ur­ sache für die akkummulierte Rest-Dispersion am Ende des letz­ ten Faserstreckenabschnitts der optischen Übertragungsstrec­ ke. Sie sind bei vollkompensierten Faserstreckenabschnitten nahezu unabhängig von der Eingangsleistung des optischen Da­ tensignals und beeinflussen sich gegenseitig, d. h. die Selbstphasenmodulation kann eine dispersionskompensierende Wirkung aufweisen. Desweiteren nimmt mit zunehmender Datenra­ te die Group Velocity Dispersion in den optischen Fasern zu, während die Selbstphasenmodulation nahezu unverändert bleibt. Somit trägt die Selbstphasenmodulation (SPM) im optischen Übertragungssystem zur Dispersionskompensation bei, wobei die dispersionskompensierende Wirkung der Selbstphasenmodulation (SPM) mit zunehmender Datenrate hinsichtlich der Group Velo­ city Dispersion geringer wird, d. h. die akkumulierte Rest- Dispersion nimmt ab mit zunehmender Datenrate.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Dispersionskompensationseinheiten zur Kompensation der Faser­ dispersion von allen optischen Faserstreckenabschnitten vor­ gesehen - Anspruch 3. Nimmt auf vorteilhafte Weise in allen Faserstreckenabschnitten des optischen Übertragungssystems die Rest-Dispersion jeweils zumindest nahezu gleichmäßig um denselben Dispersionsbeitrag zu, so kann die maximale regene­ rationsfrei überbrückbare Übertragungsreichweite realisiert werden.

Vorteilhaft weisen alle optischen Faserstreckenabschnitte des optischen Übertragungssystems nahezu dieselbe Länge auf - An­ spruch 4, wobei zusätzlich die optischen Fasern der Faser­ streckenabschnitte eine Mindestlänge von 20 Kilometern auf weisen - Anspruch 6. Bei einer Mindestlänge von ca. 20 Kilo­ metern besitzen die durch die Faserdispersion und die Faser­ nichtlinearitäten hervorgerufenen Signalverzerrungen nahezu den Maximalwert. Durch die Aufteilung des optischen Übertra­ gungssystems in nahezu gleich lange optische Faserstreckenab­ schnitte, deren Anzahl durch die regenerationsfrei zu über­ brückende optische Übertragungsstrecke und der akkumulierten Rest-Disperison bestimmt wird, kann durch eine einfache modu­ lare Bauweise ein hinsichtlich der Dispersionkompensation und der regenerationsfrei überbrückbaren Übertragungsreichweite optimiertes optisches Übertragungssystem realisiert werden. Insbesondere kann durch den dadurch bedingten symmetrischen Aufbau das optische Übertragungssystem besonders vorteilhaft in einem bidirektionalen Betriebsmodus betrieben werden - An­ spruch 7.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausbildungen des erfindungs­ gemäßen optischen Übertragungssystems sind in den weiteren Patentansprüchen beschrieben.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines Prinzipschalt­ bildes und zweier Diagramme näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines optischen Übertragungssystems,

Fig. 2 zeigt in einem Diagramm das erfindungsgemäße Dis­ persionmanagementschema und

Fig. 3 zeigt in einem weiteren Diagramm die regenerations­ frei überbrückbare Anzahl der kompensierten Faser­ streckenabschnitte in Abhängigkeit von der verteil­ ten Unter- bzw. Überkompensation.

In Fig. 1 ist ein optisches Übertragungssystem OTS schema­ tisch dargestellt, das eine optische Sendeeinrichtung TU und eine optische Empfangseinrichtung RU aufweist. Die optische Sendeeinrichtung TU ist über N optische, jeweils einen Ein­ gang I und einen Ausgang E aufweisende Faserstreckenabschnit­ te FDS₁ bis FDS_N mit der optischen Empfangseinrichtung RU verbunden, die jeweils einen optischen Verstärker EDFA, eine optische Faser SSMF und eine optische Dispersionskompensati­ onseinheit DCU aufweisen.

In Fig. 1 sind beispielhaft ein erster und N-ter optischer Faserstreckenabschnitt FDS₁, FDS_N dargestellt, wobei ein zwei­ ter bis N - 1-ter Faserstreckenabschnitt FDS₂ bis FDS_N-1 anhand einer punktierten Linie angedeutet sind. Desweiteren besteht der erste optische Faserstreckenabschnitt FDS₁ aus einem er­ sten optischen Verstärker EDFA₁, einer ersten optischen Faser SSMF₁, beispielsweise einer optischen Standard-Single-Mode- Faser, sowie aus einer ersten optischen Dispersionskompensa­ tionseinheit DCU₁, wobei zwischen der ersten optischen Faser SSMF₁ und der ersten optischen Dispersionskompensationsein­ heit DCU₁ noch ein optischer Vorverstärker - in Fig. 1 nicht dargestellt - vorgesehen werden kann. Analog dazu weist der N-te optische Faserstreckenabschnitt FDS_N einen N-ten opti­ schen Verstärker EFDA_N, eine N-te optische Faser SSMF_N und eine N-te optische Dispersionskompensationseinheit DCU_N auf. Analog kann auch hier zwischen N-ter optische Faser SSMF_N und N-ter optischer Dispersionskompensationseinheit DCU_N ein wei­ terer optischer Vorverstärker - in Fig. 1 nicht dargestellt - vorgesehen sein.

Das optische Datensignal bzw. der optische Datenstrom OS wird von der optischen Sendeeinrichtung TU zum Eingang I des er­ sten optischen Faserstreckenabschnitt FDS₁ übermittelt. In­ nerhalb des ersten optischen Faserstreckenabschnitts FDS₁ wird das optische Datensignal OS mit Hilfe des ersten opti­ schen Verstärker EDFA₁ verstärkt und über die erste optische Faser SSMF₁ zur ersten Dispersionskompensationseinheit DCU₁ übertragen. In der ersten Dispersionskompensationseinheit DCU₁ werden die durch die optische Übertragung über die erste optische Faser SSMF₁ hervorgerufenen Signalverzerrungen des optischen Datensignals OS bis auf eine erste Rest-Dispersion D_rest1, die im Falle der ersten Dispersionskompensationsein­ heit DCU₁ dem erfindungsgemäßen Dispersionsbetrag ΔD ent­ spricht, kompensiert. Die festgelegte Rest-Dispersion D_rest ist ein durch die Anzahl N der optischen Faserstreckenab­ schnitte FDS festgelegter Bruchteil der akkumulierten Rest- Dispersion D_akk, der nahezu gleichmäßig mit jedem kompensier­ ten Faserstreckenabschnitt FDS um nahezu denselben Disper­ sionsbetrag ΔD ansteigt.

Die akkumulierte Rest-Dispersion D_akk wird durch die Faser­ nichtlinearitäten und die Faserdispersion hervorgerufen und liegt am Ende des N-ten Faserstreckenabschnitts FDS_N vor. Au­ ßerdem wird die akkumulierte Rest-Dispersion D_akk aufgrund der für die Rückgewinnung der Daten aus dem optischen Datensignal OS geforderten Parametern für das Augendiagramm "eye-opening" am Ende des N-ten Faserstreckenabschnitts FDS_N nicht kompen­ siert. Somit ist das am Ausgang E des ersten optischen Faser­ streckenabschnitts FDS₁ anliegende optische Datensignal OS nicht vollständig dispersionskompensiert, sondern unterkom­ pensiert.

Analog dazu wird das optische Datensignal OS über die weite­ ren optischen Faserstreckenabschnitte FDS zum Eingang I des N-ten optischen Faserstreckenabschnittes FDS_N übertragen. Das am Eingang I des N-ten optischen Faserstreckenabschnittes FDS_N anliegende optische Datensignal OS wird mit Hilfe des N- ten optischen Verstärker EDFA_N verstärkt und über die N-te optische Faser SSMF_N zu der N-ten Dispersionskompensations­ einheit DCU_N übermittelt. In der N-ten Dispersionskompensati­ onseinheit DCU_N wird die von der N-ten optischen Faser SSMF_N hervorgerufene Faserdispersion des optischen Datensignals OS teilweise kompensiert, woraus erkennbar ist, daß die Rest- Dispersion D_rest des optischen Datensignals OS nahezu gleich­ mäßig um den vorgegebenen Dispersionsbetrag ΔD ansteigt und nach der N-ten Dispersionskompensation der akkumulierten Rest-Dispersion D_akk entspricht. Das am Ausgang E des N-ten optischen Faserstreckenabschnitts FDS_N anliegende optische Datensignal OS wird zur optischen Empfangseinrichtung RU übertragen und gegebenenfalls vor der Weiterverarbeitung ei­ ner 3R-Regeneration unterzogen - nicht in Fig. 1 darge­ stellt.

In Fig. 2 ist beispielhaft ein erfindungsgemäßes Dispersion­ managementschema DCS anhand eines Diagramms schematisch dar­ gestellt. Daraus wird deutlich, daß sich das optische Über­ tragungssystem OTS erfindungsgemäß aus mehreren optischen Fa­ serstreckenabschnitten FDS zusammensetzt, die jeweils eine optische Faser SSMF und eine Dispersionskompensationseinheit DCF, beispielsweise eine dispersionskompensierende Faser, aufweisen. Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Dispersions­ managementschemas DCS ist die Anzahl der optischen Faser­ streckenabschnitte auf vier (N = 4) beschränkt, so daß in Fig. 2 sind ein erster, zweiter, dritter und vierter optischer Fa­ serstreckenabschnitt FDS₁, FDS₂, FDS₃, FDS₄ dargestellt sind, wo­ bei der erste optische Faserstreckenabschnitt FDS₁ eine erste optische Faser SSMF₁ und eine erste optische Dispersionskom­ pensationseinheit DCF₁, der zweite optische Faserstreckenab­ schnitt FDS₂ eine zweite optische Faser SSMF₂ und eine zweite optische Dispersionskompensationseinheit DCF₂, der dritte op­ tische Faserstreckenabschnitt FDS₃ eine dritte optische Faser SSMF₃ und eine dritte optische Dispersionskompensationsein­ heit DCF₃ und der vierte optische Faserstreckenabschnitt FDS₄ eine vierte optische Faser SSMF₄ und eine vierte optische Dispersionskompensationseinheit DCF₄ aufweist. Hierbei ist für das Dispersionsmanagementschema DCS des Ausführungsbei­ spiels beispielsweise eine nahezu gleiche Länge für die erste bis vierte optische Faser SSMF₁ bis SSMF₄ sowie für die erste bis vierte dispersionskompensierende Faser DCF₁ bis DCF₄ ge­ wählt.

Das Diagramm weist eine horizontale (Abszisse) und eine ver­ tikale Achse (Ordinate) x, d auf, wobei durch die horizontale Achse die Entfernung x von der optischen Sendeeinrichtung TU bzw. die Reichweite der optischen Datenübertragung und durch die vertikale Achse d die Faserdispersion d in der jeweiligen optischen Faser SSMF bzw. in der dispersionskompensierenden Faser DCF dargestellt ist.

Anhand Fig. 2 wird deutlich, daß die Faserdispersion eines am Eingang I des ersten optischen Faserstreckenabschnitts FDS₁ anliegenden optischen Datensignals OS von der optischen Sendeeinrichtung TU (x = 0) entlang der ersten optischen Faser SSMF₁ linear ansteigt und am Ende der ersten optischen Faser x₁ einen ersten maximalen Dispersionsbetrag D_max1 annimmt. Der erste maximale Dispersionsbetrag D_max1 wird mit Hilfe der er­ sten Dispersionskompensationseinheit DCF₁ bzw. der ersten dispersionskompensierenden Faser teilweise kompensiert, d. h. am Ende der ersten dispersionskompensierenden Faser x₂ liegt eine erste Rest-Dispersion D_rest1 vor, die am Ausgang E der ersten Dispersionskompensationseinheit DCF₁ dem Dispersions­ betrag ΔD entspricht.

Durch die sich anschließende zweite optische Faser SSMF₂ nimmt die Faserdispersion d von der ersten Rest-Dispersion D_rest1 bis zu einem zweiten maximalen Dispersionsbetrag D_max2 zu, welcher am Ende der zweiten dispersionskompensierenden Faser x₃ vorliegt. Der zweite maximale Dispersionsbetrag D_max2 wird mit Hilfe der zweiten Dispersionskompensationseinheit DCF₂ bzw. der zweiten dispersionskompensierenden Faser soweit kompensiert bis die zweite Rest-Dispersion D_rest2 dem zweifa­ chen des Dispersionsbetrags ΔD entspricht, d. h. die verblei­ bende Rest-Dispersion D_rest steigt gleichmäßig pro optischen Faserstreckenabschnitt FDS jeweils um den Dispersionsbetrag ΔD an. Somit liegt am Ende der zweiten dispersionskompensie­ renden Faser x₄ eine zweite Rest-Dispersion D_rest2 vor, die am Ausgang E der zweiten Dispersionskompensationseinheit bzw. der zweiten dispersionskompensierenden Faser DCF₂ dem Zweifa­ chen des Dispersionsbetrags ΔD entspricht.

Das von der zweiten dispersionskompensierenden Faser DCF₂ an die dritte optische Faser SSMF₃ übermittelte optische Daten­ signal OS erfährt in der dritten optischen Faser SSMF₃ wie­ derum durch die Faserdispersion d hervorgerufene Signalver­ zerrungen, die am Ende der dritten optischen Faser x₅ einen dritten maximalen Dispersionsbetrag D_max3 annehmen. Der dritte Dispersionsbetrag D_max3 wird durch die dritte optische Disper­ sionskompensationseinheit DCF₃ derartig unterkompensiert, daß die verbleibende dritte Rest-Dispersion D_rest3 dem Dreifachen des erfindungsgemäßen Dispersionsbetrages ΔD entspricht, d. h. die Rest-Dispersion D_rest nimmt am Ende der dritten dispe­ rionskompensierenden Faser x₆ eine dritte Rest-Dispersion D_rest3, die im Vergleich zur zweiten Rest-Dispersion D_rest2 nochmals um den Dispersionsbetrag ΔD zugenommen hat.

Desweiteren wird das am Ausgang E der dritten dispersionskom­ pensierenden Faser DCF₃ anliegende optische Datensignal OS an die vierte und letzte optische Faser SSMF₄ des optischen Übertragungssystems OTS übermittelt. Anhand Fig. 2 wird deutlich, daß die Faserdispersion d weiterhin zunimmt und am Ende der vierten optischen Faser x₇ einen vierten maximalen Dispersionsbetrag D_max4 aufweist. Mit Hilfe der vierten Dis­ persionskompensationseinheit DCF₄ wird der vierte maximale Dispersionsbetrag D_max4 auf den Betrag der akkumulierten Rest- Dispersion D_akk reduziert, welcher dem Vierfachen des erfin­ dungsgemäßen Dispersionsbetrages ΔD entspricht. Somit weist am Ende der optischen Übertragungsstrecke bzw. am Ende des vierten Faserstreckenabschnitts x₈ die verbleibende Rest- Dispersion D_rest des optischen Übertragungssystems OTS den Be­ trag der akkumulierten Rest-Dispersion D_akk auf.

Durch das erfindungsgemäße gleichmäßige "Aufteilen" der für das jeweilige optische Übertragungssystem OTS berechneten bzw. geschätzten akkumulierten Rest-Dispersion D_akk auf eine festgelegte Anzahl von Faserstreckenabschnitte FDS wird die regenerationsfrei überbrückbare Übertragungsreichweite x₈ na­ hezu verdoppelt. Hierbei werden die Faserstreckenabschnitte FDS des optischen Übertragungssystems, unabhängig von der Länge der jeweiligen optischen Faser SSMF, jeweils bis auf eine durch die akkumulierte Rest-Dispersion D_akk festgelegte Rest-Dispersion D_rest unterkompensiert, wobei die Rest- Dispersion D von Faserstreckenabschnitt FDS₁ zu Faserstrec­ kenabschnitt FDS₂ um jeweils denselben Dispersionsbetrag an­ steigt.

Im Vergleich zu einem den jeweiligen Faserstreckenabschnitt FDS eines optischen Übertragungssystems OTS vollständig kom­ pensierenden Dispersionsmanagementschema DCS kann durch das erfindungsgemäße Dispersionsmanagementschema DCS der verteil­ ten Unterkompensation die regenerationsfrei überbrückbare Reichweite erheblich erhöht werden, welches zu einer Einspa­ rung von kostenintensiven elektrischen 3R- Regenerationseinrichtungen führt.

Desweiteren ist aufgrund des aus Fig. 2 erkennbaren, symme­ trischen Aufbaus des optischen Übertragungssystems OTS auf einfache Art und Weise eine bidirektionale Datenübertragung über die betrachteten Faserstreckenabschnitte FDS realisier­ bar.

Zusätzlich kann ein eine optische Faser SSMF und eine Disper­ sionskompensationseinheit DCF aufweisender Faserstreckenab­ schnitt FDS als optisches Übertragungsmodul M ausgestaltet sein. Somit kann das optische Übertragungssystem OTS durch eine Serienschaltung derartiger optischer Übertragungsmodule M gebildet werden. Eine derartige modulare Bauweise erleich­ tert die Realisierung einer optischen Übertragungsstrecke bzw. Erweiterung einer bestehenden optischen Übertragungs­ strecke in der Praxis erheblich.

Weiterhin ist die Verwendung der erfindungsgemäßen, verteil­ ten Unterkompensation besonders vorteilhaft bei optischen Übertragungssystemen, die aufgrund der Datenübertragung mit Hilfe von mehreren Übertragungskanälen eine starke Kreuz- Phasen-Modulation (XPM) als hinsichtlich der regenerations­ frei überbrückbaren Übertragungsreichweiten limitierenden Ef­ fekt aufweisen. Diese starke Kreuz-Phasen-Modulation (XPM) kann durch das erfindungsgemäße Vorsehen einer geringen, lo­ kalen Rest-Disperison D_rest am Ende eines Faserstreckenab­ schnitts FDS unterdrücken werden. Somit wird durch die erfin­ dungsgemäße verteilte Unterkompensation nicht nur die Selbst­ phasenmodulation (SPM) unterdrückt, sondern nahezu gleichzei­ tig der Einfluß der Kreuz-Phasen-Modulation (XPM) erheblich verringert.

In Fig. 3 ist in einem weiteren Diagramm die regenerations­ frei überbrückbare Anzahl der kompensierten Faserstreckenab­ schnitte nfs in Abhängigkeit von der verteilten Unter- bzw. Überkompensation uoc für unterschiedliche Eingangsleistungen P4dBm, P6dBm, P9dBm, P12dBm, P15dBm des optischen Datensignals OS dargestellt.

Das weitere Diagramm weist eine horizontale (Abszisse) und eine vertikale Achse (Ordinate) uoc, nfs auf, wobei durch die horizontale Achse das zur Dispersionskompensation vorgesehene Schema "Unter- bzw. Überkompensation" des optischen Übertra­ gungssystems OTS und durch die vertikale Achse nfs die Anzahl der kompensierten Faserstreckenabschnitte FDS des optischen Übertragungssystems OTS dargestellt ist. Daraus läßt sich er­ kennen, daß durch die erfindungsgemäße gleichmäßige Unterkom­ pensation mehrerer Faserstreckenabschnitte FDS eine Erhöhung der regenerationsfrei überbrückbaren Übertragungsreichweite erzielen läßt. Die regenerationsfrei überbrückbare Übertra­ gungsreichweite wird im weiteren Diagramm durch die Anzahl der kompensierten Faserstreckenabschnitte FDS des optischen Übertragungssystems OTS verdeutlicht.

Hierzu werden ein erstes bis fünftes optisches Datensignal OS1 bis OS5 einem optischen Test-Übertragungssystem OTS zuge­ führt, die jeweils eine unterschiedliche Eingangsleistung P aufweisen. Dabei weist das erste optische Datensignal OS1 ei­ ne Eingangsleistung von 4 dBm, das zweite optische Datensignal OS2 eine Eingangsleistung von 6 dBm, das dritte optische Da­ tensignal OS3 eine Eingangsleistung von 9 dBm, das vierte op­ tische Datensignal OS4 eine Eingangsleistung von 12 dBm sowie das fünfte optische Datensignal OS5 eine Eingangsleistung von 15 dBm auf.

Die Erhöhung der regenerationsfrei überbrückbaren Übertra­ gungsreichweite wird besonders an dem Kurvenverlauf für das erste optische Datensignal OS1 deutlich, da das erste opti­ sche Datensignal OS1 bei einer Unterkompensation von ca. 0,5 km einer Standard-Einmodenfaser (SSMF) über nahezu 120 Faser­ streckenabschnitte FDS ohne Regeneration übertragen werden kann. Hierbei wird der jeweilige Faserstreckenabschnitt FDS jeweils durch die dispersionskompensierende Faser DCF soweit kompensiert, daß eine Rest-Dispersion D_rest vorliegt, die ei­ nem unkompensierten optischen Faserstück der Länge eines hal­ ben Kilometers (0,5 km) entspricht.

Claims (8)

1. Optisches Übertragungssystem (OTS) bestehend aus mehreren optischen Faserstreckenabschnitten (FDS) mit jeweils einer optischen Faser (SSMF) und einer Dispersionskompensationsein­ heit (DCF), dadurch gekennzeichnet, daß Dispersionskompensationseinheiten (DCF₁ bis DCF_Q) vorge­ sehen sind, die die Faserdispersion (d) von mehreren Faser­ streckenabschnitten (FDS₁ bis FDS_q) derart kompensieren, daß die verbleibende Rest-Dispersion (D_rest) pro kompensierten Fa­ serstreckenabschnitt (FDS₁ bis FDS₄) zumindest nahezu gleich­ mäßig um jeweils denselben Dispersionsbetrag (ΔD) ansteigt.

2. Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Übertragungssystem (OTS) eine durch Faser­ nichtlinearitäten und die Faserdispersion (d) hervorgerufene, akkumulierte Rest-Dispersion (D_akk) aufweist, die mit zuneh­ mender Datenrate nahezu linear abnimmt.

3. Optisches Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersionskompensationseinheiten (DCF₁ bis DCF₄) zur Kompensation der Faserdispersion (d) von allen optischen Fa­ serstreckenabschnitten (FDS₁ bis FDS₄) vorgesehen sind.

4. Optisches Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle optischen Faserstreckenabschnitte (FDS₁ bis FDS₄) des optischen Übertragungssystems (OTS) nahezu dieselbe Länge aufweisen.

5. Optisches Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein eine optische Faser (SSMF₁) und eine Dispersionskom­ pensationseinheit (DCF₁) aufweisender Faserstreckenabschnitt (FDS₁) ein optisches Übertragungsmodul (M) realisiert.

5. Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Übertragungssystem (OTS) aus mehreren in Se­ rie angeordneten optischen Übertragungsmodulen (M) gebildet werden kann.

6. Optisches Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Fasern (SSMF) der Faserstreckenabschnitte (FDS) eine Mindestlänge von 20 Kilometern aufweisen.

7. Optisches Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Übertragungssystem (OTS) einen bidirektiona­ len Betriebsmodus aufweist.