专利名称：超低偏振模色散小体积色散补偿器的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种超低偏振模色散小体积色散#卜偿器。
背景技术：
传输光纤的色散是制约光传输系统容量的最重要因素之一 ，当通道
的数据带宽超过10GBit/s时，必须对传输网络的光纤进行色散补偿。目 前商用传输系统，尤其是波分复用(WDM)系统普遍使用色散补偿光纤(DCF) 来补偿网络的光纤色散。色散补偿光纤(DCF)的色散和传输光纤的色散特 性完全相反，选择一定长度的DCF，则可以将传输通道的色散补偿到系 统允许的范围，从而扩大系统传输容量和传输距离。
由于DCF的设计本身的限制，用DCF制做的色散补偿模块有几个重 要缺陷，对传输系统的进一步发展带来了制约。首先是DCF具有较高的偏 振^f莫色散(PMD)， DCF的光纤芯经比传输光纤芯经要小一倍多，工艺上很 难控制，使得PMD比传输光纤大很多倍。以美国OFS， CORNING等为首的 光纤制造商采用光纤旋转拉丝的方法，从而有效的降低PMD。但是这种方 法并没有真正消除工艺误差，只是通过平均一段光纤的PMD从而使得平 均PMD较小，局部的PMD或双折射效应依然存在。由于旋转会带来圓偏 ^漠色散，需要不断改变旋转方向来消除旋转本身带来的不利影响。当 然DCF的制造工艺更加复杂，成本上升。
DCF的另一个对光系统不利的因素是非线性效应。非线性效应是当传 输的光功率增加时，光纤特性发生变化，从而造成信号失真。DCF的非线 性来自两个方面，第 一是光纤的芯经变小，有效截面只有传输光纤的四分 之一不到。对同样的光功率而言，DCF的非线性效应要大4倍以上；另一 方面，由于DCF的高锗参杂使得非线性系数增加，DCF的高非线性使得传 输功率受到限制，从而限制了系统的传输距离和容量；DCF的第三个不利 因素是体积较大，由于DCF的效率不高，通常需要使用超过10公里的光 纤，封装后的色散补偿模块体积大、重量大，对系统设计造成许多不便， 增加系统成本。
鉴于上述DCF的几大缺陷，人们研发了基于其他技术的色散补偿单 元DCM以替代DCF，其中最有代表的是光纤光删(FBG)，以其体积小，零非 线性引起了 一定的兴趣；其他技术一般都在原理上和FBG类似，都在体积， 非线性方面有着DCF不可比拟的优势，但同时也有下面的劣势第一是单同道补偿，存在较大的带宽窄化，不利WDM系统的长距离传输；第二是本 身的PMD较高；第三是稳定性差，受环境温度压力等影响很大；第四是 工艺复杂，成品率底，使得成本高。这些因素也是DCF依然占据95。/。以上 市场的原因。
发明内容
本实用新型的目的为了克服上述现有技术存在问题及缺陷，提供一 种超低偏振模色散小体积色散补偿器，本实用新型的色散补偿器具有自 动偏振模色散(PMD)补偿、自动偏振相关光功率损耗补偿、双倍色散补偿 效率及不需要使用旋转拉丝的光纤生产工艺，极大降低成本，提高成品率。
本实用新型的技术方案
超低偏振模色散小体积色散补偿器，由含有三个接口的环行器、色散 补偿单元和光信号反射单元组成，环行器的第二接口与色散补偿单元相 连，色散补偿单元与光信号反射单元相连，环行器的第一接口为输入端， 环行器的第三接口为输出端。
所述的色散补偿单元具有双向传输的特性。
所述的色散补偿单元为色散补偿器件或色散补偿光纤。
所述的光信号反射单元为法拉第镜或反射镜。
光信号首先连接到光环行器的输入端后，从光环行器的第二接口出 来，连接到色散补偿元件(DCM)， 这里的DCM元件具有双向传输的特性， 从DCM出来的光信号进入光信号反射单元，光信号被光信号反射单元反 射送回到DCM元件中，从DCM出来逆行的光信号回到光环行器的第二接口: 进入光环行器并继续环行，最后从环行器的第三接口输出。当光信号反射 单元是由法拉第镜构成时，返回的光信号的偏振和输入到光信号反射单元 的光信号的偏 目差90度，光信号^L^射到DCM后，由于光信号的偏振方 向相差正好90度，当光信号沿相反方向进入并离开DCM时，DCM元件本 身的PMD以及其他偏振相关特性得到自动补偿。由于光环行器和光信号 反射单元的PMD很小，而DCM的PMD —般要大两个数量级以上，整个色 散补偿器的PMD由于上面的自动PMD补偿而大大降低；同时，由于光信 号在同一个DCM里面通过两次，所需的色散也只有单次通过的色散的一 半，从而降低了色散补偿器成本，也减小了色散补偿器尺寸。当光信号反 射单元是由一般反射镜构成时，没有偏振相关特性的自动补偿效应，但保 留了光信号在DCM模块往返传输的特性，从而使DCM的色散补偿增加一倍。
本实用新型利用共轭光路反转原理设计出的色散补偿器，保留了DCF的优势，全同道，性能稳定，造价低廉等，的同时，全面改进了 DCF 的缺陷。具体表现在如下几个方面(1)、自动偏振模色散(PMD)补偿，由 于采用了光路的原路返回设计，光纤本身的工艺误差不影响光信号的偏 振特性，从而实现了光线PMD的自我补偿；(2)自动偏振相关光功率损耗 补偿，由于采用了法拉第镜作为光信号反射单元，不仅自动补偿了偏振模 色散，所有偏振相关的特性都能得到补偿，从而实现了偏振无关的特性；
(3) 不需要使用旋转拉丝的光纤生产工艺，极大降低成本，提高成品率；
(4) 双倍色散补偿效率，由于光信号在DCF中往返传输，使得色散补偿效 率提高一倍，大大降低了体积和重量。
图1为常用波分复用(WDM)光传输系统的原理图。
图2为本实用新型的超低PMD色散补偿技术的原理图。
图3为本实用新型的一实施例的超低PMD色散补偿技术的原理图。
图4为色散补偿单元经过本实用新型所述的光路返转后的色散图。
图5为在图4的条件下对偏振;^莫色散的测量结果图。
图6为本实用新型另一实施例的低成本色散补偿技术的原理图。
具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步的描述。
图1是常用波分复用(WDM)光传输系统的原理图。由不同波长的光 通道经过WDM波分复用后经光放大器后输入到传输光纤，对用于长距离高 容量的的光传输系统，在传输一段距离后必须对光信号经DCM进行色散 补偿，然后放大后输入到下一段传输光纤之中。图中只显示了两段传输光 纤，实际应用中不限于传输光纤的次数。在接收端，经过解波分复用后， 不同光波长的光信号被分离出来，接到相应的光接收机，完成信号的发 送。图中T表示光发射机，R表示光接收机。不同光通道的数据信号由 不同波长的光波传输，收发两端的波分复用器(WDM)用来将不同波长的光 信号复用或解复用。光路的功率损耗由光放大器补偿，而光路的色散则 由色散补偿模块(器)补偿。有效的补偿光路中的色散，降低偏振模色散对 高容量DWDM系统具有重要意义。
图2为本实用新型的超低PMD色散补偿技术的原理图。光信号首先 连接到光环行器的输入端后，从光环行器的第二接口出来，连接到色散 补偿元件(DCM),这里的DCM元件具有双向传输的特性，从DCM出来的光 信号进入光信号反射单元，光信号被光信号反射单元反射送回到DCM元 件中，从DCM出来逆行的光信号回到光环行器的第二接口，进入光环行器并继续环行，最后/人环行器的第三接口输出。
图3是本实用新型一实施例的超低PMD色散补偿技术的原理图。本 实用新型的实施例由含有三个接口的环行器、色散补偿单元和法拉第镜组 成，环行器的第二接口与色散补偿单元相连，色散补偿单元与法拉第镜相 连，且色散补偿单元具有双向传输的特性，环行器的第一接口为输入端， 环行器的第三接口为输出端。光信号首先连接到光环行器的输入端后，从 光环行器的第二接口出来，连接到色散补偿元件(DCM)，这里的DCM元件 具有双向传输的特性，从DCM出来的光信号进入法拉第镜，光信号被法拉 第镜反射送回到DCM中，从法拉第镜返回的光信号的偏振和输入到法拉第 镜的光信号的偏振相差90度，光信号被反射到DCM后，由于光信号的偏振 方向相差正好90度，当光信号沿相反方向进入并离开DCM时，DCM元件 本身的PMD得到自动补偿，从DCM出来逆行的光信号回到光环行器的第二 接口，进入光环行器并继续环行，最后从环行器的第三接口输出。由于光 环行器和法拉第镜的PMD很小，而DCM的PMD —般要大两个数量级以上， 整个色散补偿器的PMD由于上面的自动PMD补偿而大大降低；同时，由 于光信号在同一个DCM里面通过两次，所需的色散也只有单次通过的色 散的一半，从而降低了色散补偿器成本，也减小了色散补偿器尺寸。
图3中的原理可以用多种方式实现，可以是集成光^各的形式i故成孩i 小光芯片元件，也可以由分离光器件组合而成，其中比较容易实现而且 具有较好性价比的方式是用光纤来做色散补偿单元，与环行器和法拉第 镜封装成有光纤接口的模块，可以直接和光纤色散补偿模块连接。
图4显示的是一个平均色散为-677. 29本ps/nm的色散补偿单元经 过本实用新型的色散补偿器所述的光路返转后的色散，横轴是波长,单位 是纳米(nm)，纵轴是测量的色散在对应的波长的值，单位是皮秒/纳米 (ps/nm), 测量的色散平均值正好是色散补偿单元本身色散的两倍， -1355.05.测量误差为0.03%。 结果证实了光信号在色散补偿器往返传 输。
图5显示的是图4的条件下对偏振模色散的测量结果。测量中用 的是图3中使用的色散补偿单元，色散补偿单元为一段4. 5823km的色 散补偿光纤，横轴是波长，单位是纳米(nm)，纵轴是测量的偏振模色散在 对应的波长的值，单位是皮秒(ps),星型标记的曲线表示的是色散补偿单 元本身的偏振模色散的测量值，平均偏振模色散为0.442 ps,方行标记 的曲线是经过法拉第镜光路返转后的偏振模色散的测量结果，平均偏振模色散为0. 0277 ps,三角行标记的曲线是除掉色散补偿单元后剩余光路 的偏振模色散的测量结果，平均偏振模色散为0.0123 ps，整个色散补偿 器的平均偏振模色散改进了 16倍，从而0. 442ps减低到0. 0277ps。 结 果证实了本实用新型对偏振模色散的特性有效补偿。
图6是本实用新型的另一个实施例的低成本色散补偿技术的原理 图。本实用新型的另一个实施例由含有三个接口的环行器、色散补偿单元 和反射镜组成，环行器的第二接口与色散补偿单元相连，色散补偿单元与 反射镜相连，且色散补偿单元具有双向传输的特性，环行器的第一接口为 输入端，环行器的第三接口为输出端。光信号首先连接到光环行器的输入 端后，从光环行器的第二接口出来，连接到色散补偿元件(DCM)，这里的 DCM元件具有双向传输的特性，从DCM出来的光信号进入反射镜，光信号 被反射镜反射送回到DCM元件中，从反射镜返回的光信号沿相反方向再次 进入DCM时，回到光环行器的第二接口，进入光环行器并继续环行，最后 从环行器的第三接口输出。由于光信号在同 一个DCM里面通过两次，所需 的色散也只有单次通过的色散的一半，从而降低了色散补偿器成本，也减 小了色散补偿器尺寸。反射镜的成本远低于法拉第镜，在色散补偿单元本 身的PMD不大时，图5的设计能够提高色散补偿效率，进一步降低成本。
权利要求1、超低偏振模色散小体积色散补偿器，由含有三个接口的环行器、色散补偿单元和光信号反射单元组成，其特征在于环行器的第二接口与色散补偿单元相连，色散补偿单元与光信号反射单元相连，环行器的第一接口为输入端，环行器的第三接口为输出端。
2 、根据权利要求1所述的超低偏振模色散小体积色散补偿器，其特 征在于所述的色散补偿单元具有双向传输的特性。
3 、根据权利要求1或2所述的超低偏振模色散小体积色散补偿器， 其特征在于所述的色散补偿单元为色散补偿器件或色散补偿光纤。
4 、根据权利要求1或2所述的超低偏振模色散小体积色散补偿器， 其特征在于所述的光信号反射单元为法拉第镜或反射镜。
专利摘要本实用新型涉及一种超低偏振模色散小体积色散补偿器，由含有三个接口的环行器、色散补偿单元和光信号反射单元组成，环行器的第二接口与色散补偿单元相连，色散补偿单元与光信号反射单元相连，且色散补偿单元具有双向传输的特性，环行器的第一接口为输入端，环行器的第三接口为输出端。本实用新型的色散补偿器具有自动偏振模色散(PMD)补偿、自动偏振相关光功率损耗补偿、双倍色散补偿效率及不需要使用旋转拉丝的光纤生产工艺，极大降低成本，提高成品率。
文档编号H04B10/18GK201387497SQ20082024107
公开日2010年1月20日 申请日期2008年12月29日 优先权日2008年12月29日
发明者曹祥东 申请人:武汉虹拓新技术有限责任公司