DE60309105T2

DE60309105T2 - Verfahren zur Herstellung und Verbesserung einer optischen Übertragungsleitung und Kompensationsmodulen dafür

Info

Publication number: DE60309105T2
Application number: DE60309105T
Authority: DE
Inventors: Ludovic Fleury; Pierre Sillard; Alain Bertaina; Florent Beaumont; Maxime Gorlier; Louise-Anne De Montmorillon; Pascale Nouchi; Lionel Expert
Original assignee: Alcatel Lucent SAS
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 2002-07-18
Filing date: 2003-07-04
Publication date: 2007-10-25
Anticipated expiration: 2023-07-05
Also published as: CN1479458A; EP1383256A1; ATE343266T1; FR2842676B1; US7187824B2; EP1383256B1; DE60309105D1; CN100379185C; FR2842676A1; US20040028325A1

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung und Verbesserung einer optischen Übertragungsleitung, umfassend die Verkettung zwischen einer Übertragungs-Lichtleitfaser und einem Modul zur Kompensation der chromatischen Dispersion dieser Lichtleitfaser. Die Erfindung betrifft auch ein durch das Verfahren zur Verbesserung der optischen Übertragungsleitung modifiziertes Kompensationsmodul.
Nach dem bisherigen Stand der Technik unterscheidet man optische Monoband-Übertragungsleitungen und optische Multiband-Übertragungsleitungen. Alle diese optischen Übertragungsleitungen setzen Kompensationsmodule für die chromatische Dispersion der Übertragungsfaser ein, in die eine oder mehrere Lichtleitfasern zur Kompensation der chromatischen Dispersion integriert sind (bezeichnet als „DCF-Fasern" für „Dispersion Compensation Fiber" nach der angelsächsischen Terminologie).
Nach einem ersten Stand der bisherigen Technik bei optischen Monoband-Übertragungsleitungen ist bekannt, dass ein Kompensationsmodul eingesetzt wird, welches eine Kompensations-Lichtleitfaser der betroffenen Übertragungs-Lichtleitfaser in dem betroffenen Spektralband umfasst. Ein Nachteil dieses Stands der Technik ist, dass er nur in äußerst geringem Maße entwicklungsfähig ist. Denn falls die vorhandene optische Übertragungsleitung für einen Multiband-Betrieb eingesetzt werden soll, muss das Kompensationsmodul entweder ganz ausgetauscht oder zusammen mit weiteren, parallel dazu angeordneten Modulen verwendet werden.
Nach einem zweiten Stand der Technik, der optische Monoband-Übertragungsleitungen betrifft, wie er zum Beispiel in der Patentanmeldung WO 01/69822 dargestellt ist, ist die Verwendung eines Kompensationsmoduls bekannt, in dem sich mehrere Kompensations-Lichtleitfasern desselben Typs befinden, wobei die verschiedenen Fasern die Kompensation in dem betrachteten Spektralband übernehmen, wobei sie sich untereinander jedoch unterschieden, indem zum Beispiel die eine in dem betrachteten Spektralband unterkompensiert und die andere in dem betrachteten Spektralband überkompensiert; hierbei sind diese Kompen sations-Lichtleitfasern so in Reihe angeordnet, dass diese Reihenanordnung mehrerer Kompensations-Lichtleitfasern eine bessere Kompensation in dem betrachteten Spektralband ermöglicht, was darauf hinausläuft, dieses betrachtete Spektralband zu verbreitern. Ein Nachteil dieses Stands der Technik besteht darin, dass sein Kompensationsmodul für die optische Übertragungsleitung auf einem breiten Monoband ebenfalls unveränderlich feststeht, nachdem es einmal installiert wurde, und nur im Ganzen ausgetauscht werden kann.
Nach einem dritten Stand der Technik, der optische Multiband-Übertragungsleitungen betrifft, ist bekannt, dass mehrere Kompensations-Lichtleitfasern parallel zueinander mit Wellenlängenmultiplex- und -demultiplexsystemen eingesetzt werden. Ein Nachteil dieses Stands der Technik besteht darin, dass er komplex und teuer ist.
Nach einem vierten Stand der Technik, der optische Multiband-Übertragungsleitungen betrifft und der zum Beispiel in dem Artikel Nummer TuJ6 von Lars Grüner-Nielsen unter dem Titel „Module for simultaneous C+L-band dispersion compensation and Raman amplification" auf der OFC-Konferenz 2002 am 19.03.02 vorgestellt wurde, ist bekannt, dass ein Modul eingesetzt wird, in dem zwei Kompensations-Lichtleitfasern in Reihe miteinander verkettet werden. Die beiden Kompensations-Lichtleitfasern werden so gewählt, dass ihre Kombination in Reihe die chromatische Dispersion der Übertragungs-Lichtleitfaser im C-Band- und im L-Band kompensiert, keine von ihnen ist jedoch für die Kompensation in einem Spektralband optimiert, sei dies das C-Band oder das L-Band. Dieser Stand der Technik weist ebenfalls den Nachteil auf, dass er nach erfolgter Installation nicht mehr veränderbar ist. WO 0065754 offenbart ein Dispersionskompensationsmodul nach diesem Stand der Technik.
Das ursprüngliche Kompensationsmodul beziehungsweise das modifizierte Kompensationsmodul basieren auf der Verwendung mehrerer in Reihe angeordneter Kompensations-Lichtleitfasern, um eine Kompensation zu bieten, die auf der betrachteten Übertragungsleitung multibandfähig werden kann beziehungsweise ist. Die Erfindung schlägt ein Verfahren zur Herstellung einer optischen Übertragungsleitung vor, die entwicklungsfähig ist, das heißt, bei der die Anzahl der in Bezug auf die chromatische Dispersion kompensierten Spektralbänder erhöht werden kann, ohne dass der vollständige Austausch des Kompensationsmoduls erforderlich ist, sondern nur der eines Teils dieses Moduls. Auf der optischen Übertragungsleitung würde es für jedes neue in Bezug auf die chromatische Dispersion zu kompensierende Betriebsspektralband ausreichen, eines der Untermodule des Kompensationsmoduls auszutauschen, wobei gleichzeitig zu jedem Zeitpunkt der Lebensdauer der optischen Übertragungsleitung eine gute Kompensation der chromatischen Dispersion auf sämtlichen zu diesem Zeitpunkt auf der optischen Übertragungsleitung genutzten Betriebsspektralbändern vorhanden wäre, was eine gute Kompensationsqualität zu insgesamt geringeren Kosten garantiert.
Man hat zum Beispiel ein Untermodul C mit einer Kompensations-Lichtleitfaser im Band C, welches eine Länge lo haben müsste, um eine gegebene Übertragungs-Lichtleitfaser zu kompensieren, und ein Untermodul L mit einer Kompensations-Lichtleitfaser im Band L, welches eine Länge lo haben müsste, um dieselbe Übertragungs-Lichtleitfaser zu kompensieren; dann werden die beiden Kompensations-Lichtleitfasern so gewählt, dass ihre Verkettung in Reihe im Verhältnis von jeweils einer Länge lo/2 eine gute Kompensation in den Bändern C und L bietet. Das Herstellungsverfahren besteht darin, dass die Übertragungs-Lichtleitfaser mit einem Original-Kompensationsmodul installiert wird, das aus zwei in Reihe angeordneten unabhängigen C-Untermodulen besteht, was zu einer Gesamtlänge der Kompensations-Lichtleitfaser im C-Band führ, die lo verteilt auf zwei Unterlängen lo/2 entspricht, jeweils eine pro Untermodul. Die optische Übertragungsleitung arbeitet eine gewisse Zeit, zum Beispiel einige Jahre, im C-Band mit einer sehr guten Kompensation in diesem C-Band. Nach dieser Betriebszeit besteht das Verbesserungsverfahren darin, eines der C-Untermodule durch ein L-Untermodul zu ersetzen, wobei das modifizierte Kompensationsmodul dann aus der Reihenanordnung eines C-Untermoduls und eines L-Untermoduls besteht und die optische Übertragungsleitung daraufhin im C- und im L-Band mit einer guten Kompensation im C- und im L-Band arbeitet. Da die Untermodule von der Struktur des Moduls trennbar sind und die Anschlüsse zwischen Untermodulen einerseits mit bloßem Auge erkennbar sind, ohne eine ergänzende optische Messung zu benötigen, und andererseits von der Außenseite des Moduls zugänglich sind, ohne das Modul zu beschädigen, kann der Austausch leicht erfolgen. Während der Lebensdauer dieser optischen Übertragungsleitung wird dann eine geringere Länge an Kompensations-Lichtleitfaser benötigt worden sein als in dem Fall, in dem ein für die Kompensation im C-Band optimiertes Modul insgesamt durch ein für die Kompensation im C- und L-Band optimiertes Modul ausgetauscht würde, und dies bei einer vergleichbaren Kompensationsqualität zu jedem Zeitpunkt der Lebensdauer der optischen Übertragungsleitung. In gleicher Weise kann man zum Beispiel in Betracht ziehen, direkt eine optische Übertragungsleitung mit einem modifizierten Kompensationsmodul zu installieren, wobei die optische Übertragungsleitung für den Betrieb im C- und im L-Band bestimmt ist und wobei das Kompensationsmodul aus drei Untermodulen in Reihe besteht, nämlich zwei C-Untermodulen und einem L-Untermodul, und sich später zu einem modifizierten Kompensationsmodul im S-, C- und L-Band weiterentwickeln kann, das aus drei Untermodulen in Reihe besteht, nämlich einem S-Untermodul, einem C-Untermodul und einem L-Untermodul, oder aber zu einem modifizierten Kompensationsmodul im C-, L- und U-Band, bestehend aus drei Untermodulen in Reihe, nämlich einem C-Untermodul, einem L-Untermodul und einem U-Untermodul.
Gemäß der Erfindung ist ein Kompensationsmodul für die chromatische Dispersion einer Übertragungs-Lichtleitfaser in mehreren unmittelbar aneinandergrenzenden und voneinander getrennten Spektralbändern vorgesehen, wobei ein Spektralband mindestens 30 nm abdeckt, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul eine Struktur umfasst, die mehrere Untermodule trägt, welche zumindest bei einem von ihnen von der Struktur trennbar sind, die in Reihe angeordnet sind, die untereinander durch einen oder mehrere mit bloßem Auge ohne ergänzende optische Messung erkennbare Anschlüsse verbunden sind und die von außen ohne Beschädigung des Moduls zugänglich sind, und von denen jedes eine Halterung umfasst, auf der mindestens eine Kompensations-Lichtleitfaser für die chromatische Dispersion befestigt ist, wobei mindestens eine dieser Kompensations-Lichtleitfasern einen Kompensationsgrad zwischen 0,9 und 1,1 für die zentrale Wellenlänge eines der Spektralbänder aufweist und wobei mindestens zwei Untermodule Kompensations-Lichtleitfasern von untereinander unterschiedlicher Art aufweisen. Dies ist das modifizierte Modul.
Gemäß der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer optischen Übertragungsleitung vorgesehen, das einen Installationsschritt einer Übertragungs-Lichtleitfaser und eines Kompensationsmoduls für diese Übertragungs-Lichtleitfaser nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9 umfasst.
Gemäß der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Verbesserung einer optischen Übertragungsleitung vorgesehen, die eine Übertragungs-Lichtleitfaser und ein Original- oder ein modifiziertes Kompensationsmodul für die Übertragungs-Lichtleitfaser umfasst, wobei die Übertragungsleitung bereits im Betrieb war und wobei das Verfahren einen oder mehrere Austauschschritte umfasst, die jeweils darin bestehen, aus dem Modul eines der Untermodule zu entfernen und es in dem Modul durch ein zusätzliches Untermodul zu ersetzen, dessen Kompensations-Lichtleitfaser von anderer Art ist als jene des ausgebauten Untermoduls, um ein modifiziertes Modul zu erhalten.
Die Erfindung wird mit Hilfe der nachfolgenden Beschreibung und der als Beispiel beigefügten Zeichnungen besser verständlich, und weitere Besonderheiten und Vorteile werden klarer ersichtlich werden; dabei:
stellt 1 in schematischer Form ein Beispiel des Original-Kompensationsmoduls dar;
stellt 2 in schematischer Form ein Beispiel eines modifizierten Kompensationsmoduls gemäß der Erfindung dar;
stellt 3 in schematischer Form die Eigenschaften von Beispielen der Kompensationsfasern dar, die in den Kompensationsmodulen gemäß der Erfindung verwendet werden;
stellt 4 in schematischer Form die Strukturen von Beispielen der Kompensationsfasern dar, die in den Kompensationsmodulen gemäß der Erfindung verwendet werden;
stellen die 5, 7, 9 und 11 in schematischer Form in Abhängigkeit von der Wellenlänge die über 100 km kumulierten chromatischen Dispersionen einer optischen Übertragungsleitung dar, die Beispiele von in den 3 und 4 beschriebenen Kompensationsfasern umfasst;
stellen die 6, 8, 10 und 12 in schematischer Form in Abhängigkeit von der Wellenlänge die chromatischen Dispersionen der Beispiele von Kompensationsfasern dar, die in den 3 und 4 beschrieben sind.
Das Verfahren zur Herstellung einer optischen Übertragungsleitung gemäß der Erfindung verkettet ein Original-Kompensationsmodul gemäß der Erfindung mit einer Übertragungs-Lichtleiffaser. Das Verfahren zur Verbesserung der optischen Übertragungsleitung gemäß der Erfindung ersetzt eines der Untermodule des Original-Kompensationsmoduls, um daraus ein modifiziertes Kompensationsmodul gemäß der Erfindung zu machen. Ein modifiziertes Kompensationsmodul gemäß der Erfindung kann auch in ein anderes modifiziertes Kompensationsmodul gemäß der Erfindung umgewandelt werden, und zwar über das Verfahren zur Verbesserung der optischen Übertragungsleitung gemäß der Erfindung. Das Verfahren zur Herstellung der optischen Übertragungsleitung gemäß der Erfindung kann Schritte überspringen und direkt während des Installationsschritts ein modifiziertes Kompensationsmodul gemäß der Erfindung mit einer Übertragungs-Lichtleiffaser verketten. Vorzugsweise wurde oder wird bei der Umsetzung des Verbesserungsverfahrens gemäß der Erfindung mindestens eines der Original-Untermodule keinem der Austauschschritte unterzogen, die darin bestehen, dass es durch ein Untermodul ersetzt wird, dessen Kompensations-Lichtleiffaser in einem anderen Spektralband als seinem eigenen optimiert ist, es kann jedoch selbstverständlich durch ein identisches Untermodul oder durch ein Untermodul ersetzt werden, dessen Kompensations-Lichtleiffaser im selben Spektralband optimiert ist, was einem „Standard"-Austausch entsprechen würde.
Das Original- oder das modifizierte Modul umfasst eine Struktur, welche die Untermodule trägt. Mindestens das eine und vorzugsweise einige der Untermodule ist bzw. sind von der Struktur des Moduls trennbar, und zwar alle, die zu gegebener Zeit ausgetauscht werden sollen, was die Möglichkeit bietet, sie einzeln auszutauschen, und es können auch alle von der Struktur des Moduls trennbar sein. Vorzugsweise sind die Untermodule voneinander unabhängig, das heißt, dass jedes Untermodul aus dem Modul entfernt werden kann, ohne dabei die anderen Untermodule berühren zu müssen. Jedes Untermodul hat seine eigene Halterung, auf der die Kompensations-Lichtleiffaser(n) befestigt ist bzw. sind, die es enthält; es enthält vorzugsweise nur eine einzige; allerdings kann es auch mehrere enthalten, zum Beispiel im Fall mehrerer parallel angeordneter Übertragungs-Lichtleiffasern oder aber zum Beispiel in dem Fall, dass mehrere Lichtleiffasern in Reihe erforderlich sind, um die Kompensation der chromatischen Dispersion eines Spektralbandes durchzuführen. Die Kompensations-Lichtleiffaser ist auf ihrer Halterung befestigt, die diese Lichtleitfaser hält. Vorzugsweise hat jedes der Untermodule sein eigenes Gehäuse, wobei ein Gehäuse eine nach außen geschlossene oder fast geschlossene Halterung ist. Die Struktur des Moduls kann auch ein Gesamtgehäuse sein, in das die Gehäuse oder alle Halterungen der verschiedenen Untermodule integriert sind.
Die Untermodule sind untereinander durch einen oder mehrere Anschlüsse verbunden. Jeder Anschluss ist mit bloßem Auge erkennbar, ohne dass eine ergänzende optische Messung erforderlich ist, und er ist von der Außenseite des Moduls ohne Beschädigung des Moduls erkennbar, um einen einfachen Austausch eines Untermoduls durch ein anderes Untermodul anlässlich der Verbesserung der optischen Übertragungsleitung zu ermöglichen. Der Anschluss entspricht zum Beispiel dem als „fest" bezeichneten Typ, wie eine erkennbare oder kenntlich gemachte Schweißung, was den Vorzug der Stabilität und einer geringen Verschlechterung der Verluste durch Dämpfung hat. Der Anschluss kann aber auch dem als „abbaubar" bezeichneten Typ entsprechen, wie ein Steckverbinder, was den Vorzug hat, einen äußerst einfachen Austausch des Untermoduls zu ermöglichen. Andere als „fest" oder „halbfest" bezeichnete Anschlusstypen sind weiterhin möglich, sie sind jedoch vorzugsweise zu vermeiden, insofern als sie über längere Zeiträume nicht stabil genug sind, da die Übertragungsleitung vorzugsweise im Allgemeinen für mehrere Jahre und zumindest für mehrere Monate vorgesehen ist.
Das Originalmodul ist ein Kompensationsmodul für die chromatische Dispersion einer Übertragungs-Lichtleitfaser in einem gegebenen Spektralband und umfasst mehrere Untermodule. Das Spektralband ist vorzugsweise das C-Band, es kommt aber auch jedes andere von optischen Übertragungsleitungen genutzte Band in Betracht. Die Untermodule sind in Reihe angeordnet, daher durchläuft das optische Übertragungssignal, nachdem es die Übertragungs-Lichtleitfaser durchquert hat, folglich nacheinander die verschiedenen Kompensations-Lichtleitfasern der verschiedenen Untermodule. Die Untermodule sind zum Beispiel unabhängig voneinander und sind zum Beispiel untereinander durch Anschlüsse verbunden, von denen jeder durch einem Steckverbinder gebildet wird oder die jeder mindestens einen Steckverbinder aufweisen, wie zum Beispiel die folgende Sequenz: Steckverbinder, Element oder Lichtleitfaser mit einer bestimmten Funktion, Steckverbinder; oder auch mehrere Steckverbinder im Fall einer Übertragungsleitung, die mehrere parallel angeordnete Übertragungs-Lichtleitfasern umfasst. Die Anschlüsse können auch jeder aus einer Schweißung bestehen oder jeder mindestens eine Schweißung umfassen. Jedes Untermodul umfasst eine – und vorzugsweise eine einzige – Kompensations-Lichtleitfaser für die chromatische Dispersion in dem betrachteten Spektralband. Die Kompensations-Lichtleitfaser entspricht derselben Art für alle Untermodule, das heißt, dass es bis auf die Toleranzen und Herstellungsfehler die gleiche Faser mit demselben Kompensationsgrad in dem betrachteten Spektralband ist; sie kann jedoch gegebenenfalls mit unterschiedlichen Längen von einem Untermodul zum anderen eingesetzt werden.
Vorzugsweise umfasst das Original-Kompensationsmodul nur zwei Untermodule. Es kann vorteilhafterweise auch drei oder vier davon umfassen. Über drei oder vier Untermodule hinaus wird es schwieriger, die Kompensations-Lichtleitfasern so auszulegen, dass der Austausch eines Untermoduls durch ein anderes Untermodul die Nutzung eines zusätzlichen Spektralbandes mit einem guten Kompensationsgrad in sämtlichen auf der optischen Übertragungsleitung genutzten Spektralbändern ermöglicht.
Vorzugsweise hat die Kompensations-Lichtleitfaser für alle Untermodule dieselbe Länge; eine identische Bauweise der Untermodule untereinander ermöglicht zusätzliche Kostensenkungen.
Vorzugsweise ist das betrachtete Spektralband das C-Band, das heißt, das Spektralband, das von ungefähr 1530 nm bis 1570 nm reicht, denn das ist das Spektralband, das die geringste Dämpfung für die Übertragungs-Lichtleitfasern aufweist, und somit dasjenige, das vorzugsweise genutzt werden sollte und folglich als erstes Band bei der Installation einer optischen Übertragungsleitung, die anfangs als Monoband-Leitung ausgelegt ist und erst später zu einer Multiband-Leitung werden soll.
1 stellt in schematischer Form ein Beispiel des Original-Kompensationsmoduls dar. Das Modul umfasst nacheinander eine Übertragungs-Lichtleitfaser 1, ein erstes Untermodul 4, welches eine Kompensations-Lichtleitfaser 2 umfasst, einen Steckverbinder 6, ein zweites Untermodul 5, das mit dem Untermodul 4 identisch ist und eine mit der Kompensations-Lichtleitfaser 2 identische Kompensations- Lichtleitfaser 3 umfasst. Eine Struktur 9 in Form eines Gesamtgehäuses umschließt die vorgenannten Elemente.
Das modifizierte Modul ist ein Kompensationsmodul für die chromatische Dispersion einer optischen Übertragungsleitung in mehreren unmittelbar aneinandergrenzenden und voneinander getrennten Spektralbändern, zum Beispiel mehreren Bändern aus dem S-, C-, L- und U-Band, es kommen aber auch alle anderen von Übertragungs-Lichtleitfasern genutzten Spektralbänder in Betracht. Um die optischen Monoband-Übertragungsleitungen von den optischen Multiband-Übertragungsleitungen zu unterscheiden, das heißt, mehrere Spektralbänder von einem verbreiterten Spektralband, sei davon ausgegangen, dass ein Spektralband mindestens 30 nm abdeckt.
Das modifizierte Modul ist ein Kompensationsmodul, das mehrere Untermodule umfasst. Die Untermodule sind in Reihe angeordnet, wobei das optische Übertragungssignal, nachdem es die Übertragungs-Lichtleitfaser durchquert hat, folglich nacheinander die verschiedenen Kompensations-Lichtleitfasern der verschiedenen Untermodule durchläuft. Die Untermodule sind zum Beispiel unabhängig voneinander und sind zum Beispiel untereinander durch Anschlüsse verbunden, von denen jeder von einem Steckverbinder gebildet wird oder die jeder mindestens einen Steckverbinder aufweisen, wie zum Beispiel die folgende Sequenz: Steckverbinder, Element oder Lichtleitfaser mit einer bestimmten Funktion, Steckverbinder; oder auch mehrere Steckverbinder im Fall einer Übertragungsleitung, die mehrere parallel angeordnete Übertragungs-Lichtleitfasern umfasst. Die Anschlüsse können auch jeder aus einer Schweißung bestehen oder jeder mindestens eine Schweißung umfassen. Jedes Untermodul umfasst eine – und vorzugsweise eine einzige – Kompensations-Lichtleitfaser für die chromatische Dispersion in einem der betrachteten Spektralbänder. Bei mindestens zwei der Untermodule ist deren Kompensations-Lichtleitfaser von unterschiedlicher Art, das heißt, dass es Fasern sind, die voneinander verschiedene Kompensationsgrade in Abhängigkeit von der Wellenlänge aufweisen, wobei zum Beispiel die eine in einem gegebenen Spektralband optimiert ist und die andere in einem anderen Spektralband optimiert ist. Eine Kompensations-Lichtleitfaser wird als in einem gegebenen Spektralband optimiert betrachtet, wenn ihr Kompensationsgrad für die zentrale Wellenlänge dieses Spektralbandes zwischen 0,9 und 1,1 liegt, selbstverständlich unter der Bedingung, dass für sie zusätzlich eine geeignete Länge gewählt wird. Vorzugsweise ist jede optische Kompensations-Lichtleitfaser eine Kompensations-Lichtleitfaser, die einen Kompensationsgrad zwischen 0,9 und 1,1 für die zentrale Wellenlänge eines Spektralbandes aufweist. Es ist jedoch auch möglich, dass nur die eine der Kompensations-Lichtleitfasern für das eine der Spektralbänder optimiert ist, was zum Beispiel die in den Untermodulen des Originalmoduls enthaltene Kompensations-Lichtleitfaser ist. Zum Beispiel im Fall eines modifizierten Moduls nämlich, das im C- und L-Band kompensieren soll und zwei Untermodule umfasst, wobei das erste Untermodul eine im C-Band optimierte Kompensations-Lichtleitfaser aufweist und das zweite Untermodul vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise eine im L-Band optimierte Kompensations-Lichtleitfaser aufweist, wobei die Lichtleitfaser tatsächlich in keinem Spektralband optimiert sein kann (dies ist das mit DCF3 bezeichnete Beispiel Nr. 3 der weiter unten beschriebenen 3 und 4), muss trotzdem seine Anordnung in Reihe mit der Kompensations-Lichtleitfaser des ersten Untermoduls eine gute Kompensation im C- und L-Band bieten.
Vorzugsweise umfasst das modifizierte Kompensationsmodul nur zwei Untermodule. Es kann vorteilhafterweise auch drei oder vier davon umfassen. Über drei oder vier Untermodule hinaus wird es schwieriger, die Kompensations-Lichtleitfasern so auszulegen, dass der Austausch eines Untermoduls durch ein anderes Untermodul die Nutzung eines zusätzlichen Spektralbandes mit einem guten Kompensationsgrad in sämtlichen auf der optischen Übertragungsleitung genutzten Spektralbändern ermöglicht.
Vorzugsweise hat die Kompensations-Lichtleitfaser für alle Untermodule dieselbe Länge; eine identische Bauweise der Untermodule untereinander ermöglicht zusätzliche Kostensenkungen.
Vorzugsweise sind die betrachteten Spektralbänder das C- und das L-Band, das heißt, die Spektralbänder, die für das C-Band von ungefähr 1530 nm bis 1570 nm und für das L-Band von 1570 nm bis 1610 nm reichen.
2 stellt in schematischer Form ein Beispiel eines modifizierten Kompensationsmoduls gemäß der Erfindung dar. Das Modul umfasst nacheinander eine Übertragungs-Lichtleitfaser 1, ein erstes Untermodul 4, welches eine Kompensations-Lichtleitfaser 2 umfasst, einen Steckverbinder 6, ein zweites Untermodul 8, das sich vom Untermodul 4 unterscheidet und eine von der Kompensations-Lichtleitfaser 2 verschiedene Kompensations-Lichtleitfaser 7 umfasst, wobei die Kompensations-Lichtleitfasern 2 und 7 jeweils in unterschiedlichen, unmittelbar aneinander angrenzenden und voneinander getrennten Spektralbändern optimiert sind, wobei der Punkt von 1570 nm die Grenze zwischen ihnen bildet. Eine Struktur 9 in Form eines Gesamtgehäuses umschließt die vorgenannten Elemente.
Im Fall einer optischen Zweiband-Übertragungsleitung besteht das modifizierte Kompensationsmodul aus zwei Untermodulen in Reihe, die zum Beispiel durch einen Steckverbinder verbunden sind. Es sei das erste Spektralband B1 mit einer zentralen Wellenlänge λ₁ und das zweite Spektralband B2, unmittelbar an das erste Spektralband B1 angrenzend und von ihm getrennt, mit einer zentralen Wellenlänge λ₂. Nun wird ein bevorzugtes Verfahren zur Bestimmung des Verlaufs der chromatischen Dispersion jeder der beiden Kompensations-Lichtleittasern in jedem der beiden Spektralbänder dargestellt. Es seien L, L₁, L₂ die Längen der Übertragungs-Lichtleitfaser, der ersten Kompensations-Lichtleitfaser F1 im ersten Spektralband B1 bzw. der zweiten Kompensations-Lichtleitfaser F2 im zweiten Spektralband B2. Es seien C(λ), C₁(λ₁), C₂(λ₂) die chromatischen Dispersionen der Übertragungs-Lichtleitfaser, der ersten Kompensations-Lichtleitfaser F1 im ersten Spektralband B1 beziehungsweise der zweiten Kompensations-Lichtleitfaser F2 im zweiten Spektralband B2.
Für eine gegebene Anwendung sei M die maximal zulässige chromatische Dispersion für die optische Übertragungsleitung, bestehend aus der Übertragungs-Lichtleitfaser, der ersten Kompensations-Lichtleittaser F1, der zweiten Kompensations-Lichtleitfaser F2 mit den zentralen Wellenlängen λ₁ und λ₂ der Spektralbänder B1 beziehungsweise B2. Für diese beiden zentralen [Wellen-]Längen gelten nun die folgenden Verhältnisgleichungen: |LC(λ1) + L1C1(λ1) + L2C2(λ1)| ≤ M (1) |LC(λ2) + L1C1(λ2) + L2C2(λ2)| ≤ M (1)M liegt vorzugsweise zwischen 0 und 50 ps/nm.
Für die genannte Anwendung sei N₁ die kumulierte chromatische Dispersion für die optische Übertragungsleitung, wenn das Kompensationsmodul aus zwei identischen Untermodulen bestünde, wobei in jedes von ihnen eine Kompensationsfaser F1 mit der zentralen Wellenlänge λ₁ des Spektralbandes B1 integriert wäre. Für die zentrale Wellenlänge gilt nun die folgende Gleichung: LC(λ1) + 2L1C1(λ1) = N1 (2)
Für die genannte Anwendung sei N₂ die kumulierte chromatische Dispersion für die optische Übertragungsleitung, wenn das Kompensationsmodul aus zwei identischen Untermodulen bestünde, wobei in jedes von ihnen eine Kompensationsfaser F2 mit der zentralen Wellenlänge λ₂ des Spektralbandes B2 integriert wäre. Für die zentrale Wellenlänge gilt nun die folgende Gleichung: LC(λ2) + 2L2C2(λ2) = N2 (3)
Die Werte von N1 und N2 werden vorzugsweise untereinander gleich und zwischen 0 und 50 ps/nm gewählt, damit die Verknüpfung von zwei identischen Untermodulen eine gute Kompensation der chromatischen Dispersion in einem Spektralband bietet.
Die begrenzten Verhältnisse der chromatischen Dispersionen der Fasern F1 und F2 stellen sich dar in der Form:
Für Lichtleitfasern, bei denen die Terme dritter oder höherer Ordnung nicht vernachlässigbar wären, bleiben die üblichen numerischen Verfahren anwendbar. Diese numerischen Verfahren ermöglichen die Überprüfungen der Verhältnisgleichungen (1) für eine größere Zahl von Wellenlängen.
Die Koeffizienten a₁ und a₂ werden durch die Gleichungen (2) und (3) bestimmt.
Es seien τ₁ und τ₂ die Kompensationsgrade der Fasern F1 beziehungsweise F2, gewählt zwischen 0,9 und 1,1, damit die Verknüpfung von zwei identischen Untermodulen einen guten Kompensationsgrad für die chromatische Dispersion in einem Spektralband bietet, wobei diese Kompensationsgrade durch die folgenden Gleichungen definiert sind:
mit C' gleich der Steigung der chromatischen Dispersion der Übertragungs-Lichtleitfaser.
Sobald die Koeffizienten a₁ und a₂ durch die Gleichungen (2) und (3) bestimmt sind, werden die Koeffizienten b₁ und b₂ durch die Gleichungen (5) bestimmt.
Durch Substitution der Gleichungen (4) in den Verhältnisgleichungen (1) und Verwendung der Gleichungen (2) und (3) erhält man die Verhältnisgleichung (6): c1m ≤ c1 ≤ 0; c2m ≤ c2 ≤ 0 (6)mit:
Die Verhältnisgleichung (6) ist die von den Koeffizienten c₁ und c₂ der beiden Fasern F1 und F2 zu erfüllende Bedingung.
3 stellt in schematischer Form die Eigenschaften von Beispielen der Kompensationsfasern dar, die in den Kompensationsmodulen gemäß der Erfindung verwendet werden. 3 ist in Form einer Tabelle mit sieben Spalten und acht Zeilen dargestellt. Die erste Zeile entspricht den Überschriften der Eigenschaften der Kompensations-Lichtleitfasern der chromatischen Dispersion. Die sieben folgenden Zeilen entsprechen sieben Beispielen von Kompensations-Lichtleitfasern. Die erste Spalte entspricht den Nummern der Beispiele der Kompensations-Lichtleitfasern. Die zweite Spalte entspricht dem in nm angegebenen Verhältnis zwischen der chromatischen Dispersion und der Steigung der chromatischen Dispersion bei einer Wellenlänge von 1550 nm. Die dritte Spalte entspricht dem Typ der Kompensations-Lichtleitfaser, wobei „DCF C-Band" eine im C-Band optimierte Kompensations-Lichtleitfaser bezeichnet, „DCF L-Band" eine im L-Band optimierte Lichtleitfaser bezeichnet und „DCF 3" eine Kompensations-Lichtleittaser bezeichnet, die weder im C-Band noch im L-Band optimiert ist. Die vierte Spalte entspricht der in km angegebenen Länge der im Untermodul verwendeten Kompensations-Lichtleitfaser, und zwar für den Fall, in dem die Länge der Übertragungs-Lichtleitfaser gleich 100 km ist. Die fünfte Spalte entspricht der in ps/(nm·km) angegebenen chromatischen Dispersion bei der Wellenlänge 1550 nm. Die sechste Spalte entspricht der in (ps/nm²·km) angegebenen Steigung der chromatischen Dispersion bei der Wellenlänge 1550 nm. Die siebente und letzte Spalte entspricht der in μm² angegebenen Wirkfläche bei der Wellenlänge 1550 nm.
4 stellt in schematischer Form die Strukturen von Beispielen der Kompensationsfasern dar, die in den Kompensationsmodulen gemäß der Erfindung verwendet werden. 4 ist in Form einer Tabelle mit sieben Spalten und acht Zeilen dargestellt. Die erste Zeile entspricht den Überschriften der Strukturelemente, die eine Definition der Kompensations-Lichtleitfasern für die chromatische Dispersion ermöglichen. Die sieben folgenden Zeilen entsprechen sieben Beispielen von Kompensations-Lichtleitfasern. Die erste Spalte entspricht den Nummern der Beispiele der Kompensations-Lichtleitfasern. Die drei folgenden Spalten entsprechen jeweils den Außenradien der drei Abschnitte, die den Kern (im weiteren Sinne, das heißt, den variablen Teil des Indexprofils, das vom Zentrum bis zum Außenmantel mit konstantem Index reicht) von jeder der Kompensations-Lichtleittasern bilden, wobei diese Außenradien in μm angegeben sind. Die drei letzten Spalten entsprechen jeweils dem Tausendfachen der Indexdifferenzen zwischen einerseits den drei Abschnitten, die den Kern (im weiteren Sinne, das heißt, den variablen Teil des Indexprofils, das vom Zentrum bis zum Außenmantel mit konstantem Index reicht) von jeder der Kompensations-Lichtleitfasern bilden, und andererseits den Außenmänteln mit konstantem Index dieser Kompensations-Lichtleitfasern. Alle betrachteten Kompensations-Lichtleitfasern entsprechen einem Indexprofil, das einen Kern (im engeren Sinne, das heißt, die zentrale Stufe, die den wesentlichen Tei der Energie transportiert), einen eingebetteten Innenmantel und einen Ring umfasst.
Die 5, 7, 9 und 11 stellen in schematischer Form in Abhängigkeit von der Wellenlänge die über 100 km kumulierten chromatischen Dispersionen einer optischen Übertragungsleitung dar, die Beispiele von in den 3 und 4 beschriebenen Kompensationsfasern umfassen. Auf der Ordinate ist in ps/nm die kumulierte chromatische Dispersion für die gesamte optische Übertragungsleitung angegeben, welche die Übertragungs-Lichtleitfaser und die zwei in Reihe angeordneten Kompensations-Lichtleitfasern umfasst. Auf der Abszisse ist in nm die Wellenlänge (durch den Begriff „Lambda") angegeben. Jede Kurve gibt in Abhängigkeit von der Wellenlänge die kumulierte chromatische Dispersion einer optischen Übertragungsleitung an, die aus der Übertragungs-Lichtleitfaser, einem ersten Untermodul mit einer Kompensations-Lichtleitfaser und einem zweiten Untermodul mit einer Kompensations-Lichtleitfaser besteht, wobei diese Elemente in Reihe angeordnet sind.
Betrachtung von 5: Bei Kurve A umfasst das erste Untermodul eine Kompensations-Lichtleitfaser, die dem Beispiel Nr. 1 entspricht, und das zweite Untermodul umfasst eine Kompensations-Lichtleitfaser, die dem Beispiel Nr. 1 entspricht. Bei Kurve B umfasst das erste Untermodul eine Kompensations-Lichtleitfaser, die dem Beispiel Nr. 2 entspricht, und das zweite Untermodul umfasst eine Kompensations-Lichtleitfaser, die dem Beispiel Nr. 2 entspricht. Bei Kurve C umfasst das erste Untermodul eine Kompensations-Lichtleitfaser, die dem Beispiel Nr. 1 entspricht, und das zweite Untermodul umfasst eine Kompensations-Lichtleitfaser, die dem Beispiel Nr. 2 entspricht.
Betrachtung von 7: Bei Kurve A umfasst das erste Untermodul eine Kompensations-Lichtleitfaser, die dem Beispiel Nr. 1 entspricht, und das zweite Untermodul umfasst eine Kompensations-Lichtleitfaser, die dem Beispiel Nr. 1 entspricht. Bei Kurve B umfasst das erste Untermodul eine Kompensations-Lichtleitfaser, die dem Beispiel Nr. 3 entspricht, und das zweite Untermodul umfasst eine Kompensations-Lichtleitfaser, die dem Beispiel Nr. 3 entspricht. Bei Kurve C umfasst das erste Untermodul eine Kompensations-Lichtleitfaser, die dem Beispiel Nr. 1 entspricht, und das zweite Untermodul umfasst eine Kompensations-Lichtleitfaser, die dem Beispiel Nr. 3 entspricht.
Betrachtung von 9: Bei Kurve A umfasst das erste Untermodul eine Kompensations-Lichtleitfaser, die dem Beispiel Nr. 4 entspricht, und das zweite Untermodul umfasst eine Kompensations-Lichtleitfaser, die dem Beispiel Nr. 4 entspricht. Bei Kurve B umfasst das erste Untermodul eine Kompensations-Lichtleitfaser, die dem Beispiel Nr. 5 entspricht, und das zweite Untermodul umfasst eine Kompensations-Lichtleitfaser, die dem Beispiel Nr. 5 entspricht. Bei Kurve C umfasst das erste Untermodul eine Kompensations-Lichtleitfaser, die dem Beispiel Nr. 4 entspricht, und das zweite Untermodul umfasst eine Kompensations-Lichtleitfaser, die dem Beispiel Nr. 5 entspricht.
Betrachtung von 11: Bei Kurve A umfasst das erste Untermodul eine Kompensations-Lichtleitfaser, die dem Beispiel Nr. 6 entspricht, und das zweite Untermodul umfasst eine Kompensations-Lichtleitfaser, die dem Beispiel Nr. 6 entspricht. Bei Kurve B umfasst das erste Untermodul eine Kompensations-Lichtleitfaser, die dem Beispiel Nr. 7 entspricht, und das zweite Untermodul umfasst eine Kompensations-Lichtleitfaser, die dem Beispiel Nr. 7 entspricht. Bei Kurve C umfasst das erste Untermodul eine Kompensations-Lichtleitfaser, die dem Beispiel Nr. 6 entspricht, und das zweite Untermodul umfasst eine Kompensations-Lichtleitfaser, die dem Beispiel Nr. 7 entspricht.
Auf allen 5, 7, 9 und 11 stellt man bei den Kurven A fest, dass die Kompensation im C-Monoband gut ist, und bei den Kurven C, dass die Kompensation in den beiden Bändern C und L ebenfalls gut ist.
Die 6, 8, 10 und 12 stellen in schematischer Form in Abhängigkeit von der Wellenlänge die chromatischen Dispersionen der Beispiele von Kompensationsfasern dar, die in den 3 und 4 beschriebenen sind.
Auf der Ordinate ist in ps/nm·km die chromatische Dispersion für die betrachtete Kompensations-Lichtleitfaser angegeben. Auf der Abszisse ist in nm die Wellenlänge (durch den Begriff „Lambda") angegeben.
Betrachtung von 6: Die Kurve D entspricht der Kompensations-Lichtleitfaser von Beispiel Nr. 1. Die Kurve E entspricht der Kompensations-Lichtleitfaser von Beispiel 2.
Betrachtung von 8: Die Kurve D entspricht der Kompensations-Lichtleitfaser von Beispiel Nr. 1. Die Kurve E entspricht der Kompensations-Lichtleitfaser von Beispiel 3.
Betrachtung von 10: Die Kurve D entspricht der Kompensations-Lichtleitfaser von Beispiel Nr. 4. Die Kurve E entspricht der Kompensations-Lichtleitfaser von Beispiel 5.
Betrachtung von 12: Die Kurve D entspricht der Kompensations-Lichtleitfaser von Beispiel Nr. 6. Die Kurve E entspricht der Kompensations-Lichtleitfaser von Beispiel 7.

Claims

Kompensationsmodul für die chromatische Dispersion einer Übertragungs-Lichtleitfaser (1) in mehreren unmittelbar aneinandergrenzenden und voneinander getrennten Spektralbändern, wobei ein Spektralband mindestens 30 nm abdeckt, wobei das Modul eine Struktur (9) umfasst, die mehrere Untermodule (4, 8) trägt, welche zumindest bei einem von ihnen von der Struktur (9) trennbar sind, die in Reihe angeordnet sind, die untereinander durch einen oder mehrere mit bloßem Auge ohne ergänzende optische Messung erkennbare Anschlüsse (6) verbunden sind und die von außen ohne Beschädigung des Moduls zugänglich sind, und von denen jedes eine Halterung umfasst, auf der mindestens eine Kompensations-Lichtleitfaser (2, 7) für die chromatische Dispersion befestigt ist, wobei mindestens eine (2) dieser Kompensations-Lichtleitfasern (2, 7) einen Kompensationsgrad zwischen 0,9 und 1,1 für die zentrale Wellenlänge eines der Spektralbänder aufweist und wobei mindestens zwei Untermodule (4, 8) Kompensations-Lichtleitfasern (2, 7) von untereinander unterschiedlicher Art aufweisen.
Kompensationsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spektralbänder das C- und das L-Band sind.
Kompensationsmodul nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kompensations-Lichtleitfaser eine Kompensations-Lichtleitfaser ist, die für die zentrale Wellenlänge des einen der Spektralbänder einen Kompensationsgrad zwischen 0,9 und 1,1 aufweist.
Kompensationsmodul nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Anschluss mindestens eine Schweißung aufweist.
Kompensationsmodul nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Anschluss mindestens einen Steckverbinder aufweist.
Kompensationsmodul nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Untermodule voneinander unabhängig sind.
Kompensationsmodul nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul nur zwei Untermodule umfasst.
Kompensationsmodul nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder mehreren Kompensations-Lichtleitfaser(n) für alle Untermodule dieselbe Länge aufweisen.
Kompensationsmodul nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Untermodul eine und nur eine einzige Kompensations-Lichtleitfaser umfasst.
Verfahren zur Herstellung einer optischen Übertragungsleitung, umfassend einen Installationsschritt einer Übertragungs-Lichtleitfaser (1) und eines Kompensationsmoduls für diese Übertragungs-Lichtleitfaser nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9.
Verfahren zur Verbesserung einer optischen Übertragungsleitung, umfassend eine Übertragungs-Lichtleitfaser (1) und ein Kompensationsmodul für die Übertragungs-Lichtleitfaser nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9, und das bereits im Betrieb war, und wobei das Verfahren einen oder mehrere Austauschschritte umfasst, die jeweils darin bestehen, aus dem Modul eines der Untermodule (5) zu entfernen und es in dem Modul durch ein zusätzliches Untermodul (8) zu ersetzen, dessen Kompensations-Lichtleitfaser (7) von anderer Art ist als jene (2) des ausgebauten Untermoduls (5), um ein anderes Modul nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9 zu erhalten.
Verfahren zur Verbesserung einer optischen Übertragungsleitung, umfassend eine Übertragungs-Lichtleitfaser (1) und ein Kompensationsmodul für die chromatische Dispersion einer Übertragungs-Lichtleitfaser (1) in einem gegebenen Spektralband, umfassend eine Struktur (9), die mehrere Untermodule (4, 5) trägt, welche zumindest bei einem von ihnen von der Struktur (9) trennbar sind, die in Reihe angeordnet sind, die untereinander durch einen oder mehrere mit bloßem Auge ohne ergänzende optische Messung erkennbare Anschlüsse (6) verbunden sind und die von außen ohne Beschädigung des Moduls zugänglich sind, und von denen jedes eine Halterung umfasst, auf der mindestens eine Kompensations-Lichtleitfaser (2, 3) für die chromatische Dispersion in dem Spektralband befestigt ist, wobei die Kompensations-Lichtleitfaser (2, 3) für alle Untermodule (4, 5) von derselben Art ist, wobei die optische Übertragungsleitung bereits im Betrieb war und wobei das Verbesserungsverfahren einen oder mehrere Austauschschritte umfasst, die jeweils darin bestehen, aus dem Modul eines der Untermodule (5) zu entfernen und es in dem Modul durch ein zusätzliches Untermodul (8) zu ersetzen, dessen Kompensations-Lichtleitfaser (7) von anderer Art ist als jene (2) des ausgebauten Untermoduls (5), um ein Modul nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9 zu erhalten.
Verfahren zur Verbesserung einer optischen Übertragungsleitung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens das eine (4) der Original-Untermodule keinem der Austauschschritte unterzogen wurde noch wird.