JP2000236299A - 光送信機及び光伝送システム - Google Patents

光送信機及び光伝送システム

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JP2000236299A
JP2000236299A JP11216737A JP21673799A JP2000236299A JP 2000236299 A JP2000236299 A JP 2000236299A JP 11216737 A JP11216737 A JP 11216737A JP 21673799 A JP21673799 A JP 21673799A JP 2000236299 A JP2000236299 A JP 2000236299A
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wavelength
optical transmission
transmission line
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Yuichi Akiyama
祐一 秋山
Joji Ishikawa
丈二 石川
Hiromi Ooi
寛己 大井
Terumi Chikama
輝美 近間
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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    • H04B2210/254—Distortion or dispersion compensation before the transmission line, i.e. pre-compensation

Abstract

(57)【要約】 【課題】 波長可変レーザを用いなくても、光伝送路の
波長分散に対して伝送特性が最適になる波長の光を光伝
送路に出力して分散補償する。 【解決手段】 それぞれ異なる波長の光を出力する複数
の光源１１1〜１１nを設け、光伝送システムの運用開始
前に、光伝送路３０の波長分散に対して伝送特性が最適
になる波長を検出するために該光伝送路に出力する光の
波長を変化し、システム運用中、検出された最適波長の
光を光伝送路に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光送信機及び光伝送
システムに係わり、特に、大容量化・高速化・長距離化を
実現するために波長分散を補償する機能を備えた光送信
機及び光伝送システムに関する。現在10 Gb/s光伝送シ
ステムの実用化が開始されているが、近年の急激なネッ
トワーク利用の増加によりさらなるネットワークの大容
量化の要求が高まっている。伝送速度10 Gb/s以上では
特に分散補償を高精度に行う必要があり、このため、光
伝送路の分散値を正確に測定して補償することが不可欠
である。本発明は光伝送路の分散値モニタ、分散補償を
最適に行うための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】信号エネルギーの中の種々の成分（異な
る周波数成分、異なるモード成分）に対して、信号の伝
搬遅延時間が一定でないと受信端において信号波形が歪
む。このような遅延ひずみを生じる原因となる現象は
“分散”と呼ばれ、光ファイバの伝送容量を決定する。
光伝送システムでは、今後の更なる大容量化・高速化・長
距離化を実現するために高精度で分散を測定し、該分散
を補償する技術が必要である。
【０００３】40Gb/s光伝送システムにおいて、波長分散
が伝送距離を制限する要因の一つになる。分散トレラン
ス（分散耐力）はビットレートの二乗で狭くなり、40Gb
/sでは30ps/nmと10Gb/sでの約800 ps/nmに比べ非常に狭
い範囲となる。図７２（ａ）は40 Gb/sOTDM(光時分割多
重)1.3μm零分散SMF 50km伝送実験による分散補償量と
パワーペナルティの関係を示すもの、（ｂ）は測定系で
ある。測定系において、ＴＸは光送信機、ＲＸは受信
機、ＦＢは50Kmの1.3μm零分散SMF、ＣＢは-920ps/nmの
固定分散補償ファイバである。従来より、光伝送路とし
て1.3μm零分散SMFが使用されていたが、高速伝送にお
ける分散が制約となっている。そこで、最近では零分散
波長を1.3μmから1.55μmにシフトして分散の低減をは
かっ分散シフト光ファイバが開発されて敷設され、光送
信機から出力する光の波長は1.55μmとなっている。こ
のため、1.55μmの光が従来敷設した1.3μm零分散SMFを
介して伝送されることになる。
【０００４】1.3μm零分散SMF 50kmを介して、40Gb/sの
ベースバンド信号を1.55μmの光信号で伝送すると920ps
/nmの分散を生じる。そこで-920ps/nmの固定分散補償フ
ァイバＣＢを用いて100%分散補償すれば受信感度劣化は
0dBとなる。しかし、分散補償量が100%分散補償量(=-92
0ps/nm)より大きすぎたり、小さすぎると図７２(a)に示
すように受信感度劣化が上昇し、分散補償量が-905ps/n
m、-935ps/nmで1dBになる。換言すれば、100%分散補償
した状態において（分散補償量=-920ps/nm)、±15ps/nm
以上の分散が更に発生すると受信感度劣化が1dB以上に
なる。このため、パワーペナルティ1dB以下を伝送可能
条件としたときの分散補償トレランスはわずか30ps/nm
となり、厳密な分散補償を行わなければならない。ま
た、この狭いトレランスの中で温度やファイバにかかる
応力などにより経時的な変化に対応して、伝送路分散の
変化量を測定し分散補償量を最適化しなければならな
い。温度による分散変動ＤTは、例えば伝送路SMF50km、
温度変化-50°C〜+100°Cを想定すると、 ＤT＝0.03(nm/°C)×150(°C)×0.07(ps/nm2/km)×50(km) ＝15.8(ps/nm) となり、分波補償トレランス30ps/nm内から外れてしま
う恐れがある。
【０００５】図７３は波長分散特性図であり、横軸は光
送信機から出力する光の波長(nm)、縦軸は波長分散量で
ある。前述のように、1.3μm零分散SMF 50kmを介して40
Gb/sのベースバンド信号を1.55μmの光信号で伝送する
と920ps/nmの分散を生じる。そこで-920ps/nmの固定分
散補償ファイバＣＢを用いて100%分散補償すると、1.55
2μmで波長分散が０になり、零分散波長は1.552μm(=15
52nm)となる。光送信機から出力する光の波長が零分散
波長からずれると図示する直線で示す量の波長分散が発
生する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】波長分散補償法とし
て、OTDM信号およびNRZ信号のベースバンドスペクトル
中の40GHz成分強度を用いる方法が考えられる。この方
法は、40GHz成分強度の２つのピーク間の極小点で分散
量が０となり、アイ開口度が最大になる特性を利用する
方法である。図７４は40Gb/s NRZ信号での分散量に対す
る40GHz成分強度とアイ開口度のシミュレーション結果
を示すもので、横軸は分散値(ps/nm)、縦軸が40GHz成分
強度、アイ開口度であり、（ａ）はα＞０、（ｂ）はα
＜０の場合である。尚、αは送信波形の立ち上り立ち下
がりの変動方向、量をあらわすチャーピングパラメータ
である。データパルスのの立上り、立下がりにより光変
調器の印加電圧が増大及び減少するときに波長変動（チ
ャーピング）が発生し、このチャーピングの影響で、
(1) 受信側パルスの立上りが遅れ、立下がりが速くなり
（α＜０）、あるいは、(2) 受信側パルスの立上りが早
まり、立下がりが遅れる（α＞０）。前者の場合には、
アイ口径は時間軸方向に圧縮されて小さくなり、後者の
場合には時間軸方向に延ばされて小さくなる。
【０００７】図７４（ａ），（ｂ）より、α=+0.7,-0.7
のとき、分散値がそれぞれ-40ps/nm,+40ps/nm付近で40G
Hz成分強度はピークを示し、ピークの麓で最小値とな
り、このとき、分散値は０、アイ開口度は最大になる。
このように、分散値が０（零分散波長＝1552μm)、アイ
開口度が最大のとき、40GHz成分強度が0になる理由は、
NRZ信号であると40Gb/sは20GHzに相当し、40GHz成分が
含まれないためである。従って、40GHz成分強度の麓を
検出することにより零分散波長を検出できる。図７５は
40Gb/s NRZ信号での波長対40GHz成分強度の温度特性(実
験値)を示すもので、温度-35 ℃〜+65 ℃、 DSF 100km
における伝送実験結果で、（ａ）はα＞０、（ｂ）はα
＜０の場合である。図７４のシミュレーション結果と同
様にα正負において、それぞれ40GHz成分強度のピーク
の麓である最小値点が零分散波長（分散量＝０）を示し
ている。また、温度変動に追随して零分散波長が変化し
ていることが分かる。すなわち、温度変動により光伝送
路の分散量が変動すると、それに応じて光伝送路の零分
散波長が増減する。
【０００８】そこで、零分散波長を検出し、送信側で光
伝送路に出力する光の波長を該零分散波長に等しくすれ
ばよい。しかし、零分散波長を検出しなければならない
ため、光の波長を連続的に広範囲に可変する必要があ
る。波長を広範囲に連続的に変化する波長可変レーザ
は、構造が複雑で、しかも、コスト的にも実現が困難あ
るいは不可能であるのが現状である。このため、現在研
究が進められている半導体アイレーザ（１つのウェハ上
に多数のＬＤチップ形成したもの）や、既存の光システ
ムで用いられている単体の半導体レーザＬＤを複数個利
用するほうが実用化に近いと考えられる。しかし、１つ
のウェハ上に波長の異なる多数のＬＤチップが形成され
た半導体アレイレーザや、複数の波長の異なる単体の半
導体レーザを用いる場合、波長切替え時に光の遮断を生
じ、結果的に伝送信号の遮断が生じる。又、波長切り替
え前後の信号遅延時間に大きな差が生じ信号劣化が発生
する。
【０００９】以上より、本発明の目的は、波長可変レー
ザを用いなくても、光伝送路の波長分散に対して伝送特
性が最適になる波長の光を光伝送路に出力して分散補償
することである。本発明の目的は、半導体アレイレーザ
や複数の単体の半導体レーザのように、波長の異なる複
数の光源を用いても波長切替時に信号遮断や信号劣化が
生じないようにすることである。本発明の目的は合波
器、アレイ導波路格子（Arrayed-waveguide grating:Ａ
ＷＧ），スターカプラ、波長可変フィルタあるいは光減
衰器などを用いて簡単に波長切り替えができるようにす
ることである。本発明の目的は、波長の異なる複数の光
源を用いる場合であっても、零分散波長を検出して精度
良く分散補償ができるようにすることである。
【００１０】本発明の目的は、波長の異なる複数の光源
を用いる場合において、波長切替前後の信号遅延を零あ
るいは小さくして信号劣化を防止することである。本発
明の目的は、主信号光にモニタ光を合波して、零分散波
長が長波長方向あるいは短波長方向に変動したか、及び
零分散波長が隣接光源波長の中間波長になったかを検出
し、零分散波長が隣接光源波長の中間波長になったとき
光源を切り替えることにより光伝送路の波長分散を補償
することである。本発明の目的は主信号光にモニタ光を
合波して送信する場合、主信号光とモニタ光間の偏波を
直交することにより、零分散波長の変動方向などの検出
精度を向上することである。本発明の目的は、ＮＲＺ変
調方式、ＲＺ変調方式、ＯＴＤＭ変調方式など任意の光
変調方式に対応できるようにすることである。本発明の
目的は、それぞれ波長が異なる主信号光と２つのモニタ
光を合波し、零分散波長が変動して零分散波長を挟んだ
２つの波長の強度比が所定値になったことで主信号光を
切り替えることにより光伝送路の波長分散を補償するこ
とである。本発明の目的は、波長多重光伝送システムに
波長分散補償を適用できるようにすることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】（ａ）構成 図１〜図３は本発明の光伝送システムの第１〜第３の原
理図である。各図において、１０は光送信機、２０は光
受信機、３０は光伝送路、４０は光伝送路の波長分散に
対して伝送特性が最適になる波長（零分散波長）を検出
するための最適波長検出部（分散モニタ部）、５０は検
出結果を光送信機１０に送る光伝送路である。最適波長
検出部４０は、光伝送路に出力される光の波長が零分散
波長であれば、受信したベースバンドスペクトル信号中
の特定周波数成分強度が最小なることを利用する。光送
信機１０において、１１1〜１１nは波長（λ1〜λｎ）
の異なる複数の光源であり、半導体アレイレーザや複数
の単体の半導体レーザで形成されるもの、１２は複数の
光源から発生する光のうち所定の光を光伝送路３０に出
力する光出力部、１３ａは出力波長制御部であり、光伝
送路に出力する光の波長を変化すると共に、最適波長検
出部４０の検出結果に基づいて最適波長の光を光伝送路
に出力するものである。又、図２の原理図において、１
３ｂは光伝送路に出力する光の波長を所定周期で微小変
動させる波長微小振動部、図３の原理図において、１３
ｃは主信号光にモニタ光を合波するモニタ光合波制御部
である。
【００１２】（ｂ）第１の原理（図１） それぞれ異なる波長λ1〜λnの光を発生する複数の光源
１１1〜１１nを設ける。光伝送路の波長分散に対して伝
送特性が最適になる波長（零分散波長）が既知であれ
ば、出力波長制御部１３ａの制御により光出力部１２は
複数の光源から出力する光のうち、最適波長に最も近い
波長を有する光を光伝送路３０に出力する。最適波長が
既知でなければ、光伝送システムの運用開始前、光出力
部１２は出力波長制御部１３ａの制御により複数の光源
から発生する光のうち所定の光を光伝送路３０に順次出
力して光の波長を変化し、最適波長検出部４０は受信ベ
ースバンドスペクトル信号中の特定周波数成分強度が最
小になったタイミングを光送信機１０の出力波長制御部
１３ａに通知する。出力波長制御部１３ａは特定周波数
成分強度が最小になったタイミングに光伝送路に出力し
ていた光の波長より零分散波長を認識する。システム運
用に際して、光出力部１２は出力波長制御部１３ａの制
御により、複数の光源１１1〜１１nから出力する光のう
ち最適波長検出部４０により検出された最適波長（零分
散波長）に最も近い波長を有する光を光伝送路３０に出
力する。第１の原理によれば、波長可変レーザを用いな
くても、光伝送路の波長分散に対して伝送特性が最適に
なる波長の光を光伝送路に出力して分散補償することが
できる。
【００１３】（ｃ）第２の原理（図２） それぞれ異なる波長λ1〜λnの光を発生する複数の光源
１１1〜１１nを設ける。光伝送システムの運用開始前、
光出力部１２は出力波長制御部１３ａの制御により複数
の光源から発生する光のうち所定の光を光伝送路３０に
順次出力して光の波長を変化し、最適波長検出部４０は
受信ベースバンドスペクトル信号中の特定周波数成分強
度が最小になったタイミングを検出して光送信機１０の
出力波長制御部１３ａに通知する。出力波長制御部１３
ａは特定周波数成分強度が最小になったタイミングに光
伝送路に出力していた光の波長より零分散波長を認識す
る。システム運用に際して、光出力部１２は出力波長制
御部１３ａの制御により、複数の光源１１1〜１１nから
出力する光のうち、最適波長検出部４０により検出され
た最適波長に最も近い波長を有する光を光伝送路３０に
出力する。又、波長微小変動部１３ｂは光伝送路に出力
する光の波長を所定の低速周期で微小変動する。
【００１４】システム運用中にも最適波長検出部４０は
最適波長の検出制御を行い、特定周波数成分強度が最小
になったタイミングを光送信機１０の出力波長制御部１
３ａに通知する。出力波長制御部１３ａは特定周波数成
分強度が最小になったタイミングに光伝送路に出力して
いた光の波長より零分散波長を認識する。経年変化等に
より零分散波長が変化し、該零分散波長が現光源波長と
隣接光源波長の中間波長になれば、出力波長制御部１３
ａの制御により光出力部１２は光伝送路３０へ出力する
光を現光源の光から隣接光源の光に切り替える。以後、
同様の波長分散補償制御を行う。
【００１５】以上により、波長の異なる複数の光源を用
いる場合であっても、システム運用前、及びシステム運
用中、零分散波長を検出して精度良く分散補償ができ
る。又、零分散波長が現光源波長と隣接光源波長の中間
波長にシフトした時、光伝送路に出力する光を現光源か
ら該隣接光源に切り替えるようにしたから、波長切替前
後の信号遅延を零あるいは小さくでき信号劣化を防止す
ることができる。又、光源切替時、現光源への電流注入
量を漸減し、隣接する光源への電流注入量を漸増するこ
とにより光の瞬断なく波長を切り替えることができ、信
号遮断を防止できる。同様に、光源切替時、現光源と隣
接光源からの光を同時に光伝送路に出力し、ついで、現
光源からの光伝送路への光出力を停止することにより光
の瞬断なく波長を切り替えることができ、信号遮断を防
止できる。
【００１６】（ｄ）第３の原理（図３） それぞれ異なる波長λ1〜λnの光を発生する複数の光源
１１1〜１１nを設ける。システムの運用開始前、光出力
部１２は出力波長制御部１３ａの制御により複数の光源
から発生する光のうち所定の光を光伝送路３０に順次出
力して光の波長を変化し、最適波長検出部４０は受信ベ
ースバンドスペクトル信号中の特定周波数成分強度が最
小になったタイミングを検出して光送信機１０の出力波
長制御部１３ａに通知する。出力波長制御部１３ａは特
定周波数成分強度が最小になったタイミングに光伝送路
に出力していた光の波長より零分散波長を認識する。光
伝送システムの運用に際して、光出力部１２は出力波長
制御部１３ａの制御により、複数の光源１１1〜１１nか
ら出力する光のうち、最適波長検出部４０により検出さ
れた最適波長に最も近い波長を有する光を主信号光とし
て光伝送路３０に出力する。このとき、モニタ光合波制
御部１３ｃの制御で、光出力部１２はモニタ光を主信号
光に合波して光伝送路に出力する。モニタ光は例えば現
光源に隣接する光源から出力する光である
【００１７】システム運用中にも最適波長検出部４０は
最適波長の検出制御を行い、受信した主信号光のベース
バンドスペクトル信号中の特定周波数成分強度とモニタ
光のベースバンドスペクトル信号中の特定周波数成分強
度とから、(1) 零分散波長の変動方向及び(2) 該零分散
波長が主信号光の波長と隣接光源波長の中間にシフトし
たことを検出し、検出結果を光送信機１０の出力波長制
御部１３ａに通知する。この結果、出力波長制御部１３
ａの制御により光出力部１２は光伝送路３０へ出力する
光を現光源の光から隣接光源の光に切り替える。以後、
同様の波長分散補償制御を行う。以上により、主信号光
にモニタ光を合波して、零分散波長が長波長方向あるい
は短波長方向に変動したか、及び零分散波長が隣接光源
波長の中間波長になったかを検出し、零分散波長が隣接
光源波長の中間波長になったとき光源を切り替えること
により光伝送路の波長分散補償を精度良く行うことがで
きる。
【００１８】又、零分散波長が現光源波長と隣接光源波
長の中間波長にシフトした時、光伝送路に出力する光を
現光源から該隣接光源に切り替えるようにしたから、波
長切替前後の信号遅延を零あるいは小さくでき信号劣化
を防止することができる。又、光源切替時、現光源への
電流注入量を漸減し、隣接する光源への電流注入量を漸
増することにより光の瞬断なく波長を切り替えることが
でき、信号遮断を防止できる。同様に、光源切替時、現
光源と隣接光源からの光を同時に光伝送路に出力し、つ
いで、現光源からの光伝送路への光出力を停止すること
により光の瞬断なく波長を切り替えることができ、信号
遮断を防止できる。又、信号光とモニタ−光の偏波を直
交させ、直交偏波状態を保持してこれら光を光伝送路に
送出することにより隣接した波長の信号間で発生するビ
ートを防ぎ最適波長検出部における検出精度を向上する
ことができる。又、モニタ光を２波にし、主信号光と２
つのモニタ光にそれぞれ含まれる特定周波数成分強度を
比較することにより最適波長が含まれる波長範囲を検出
し、最適波長を挟んだ２波長の強度比が設定値になった
ことで主信号光の切替時期を検出して主信号を切り替え
る。このように２波のモニタ光を用いれば、各モニタ光
の特定成分強度の増減を常にモニタする必要がなく、あ
る時間における３波の特定成分強度の絶対値を比較する
だけで良い。
【００１９】（ｅ）第４の原理（各種光変調方式に対応
可能にする） (1) 最適波長検出部は、受信光のベースバンドスペクト
ル信号に含まれる特定周波数成分強度が最小となる波長
を最適波長として検出し、システム運用中、該検出され
た最適波長の光を光伝送路に出力する。 (2) あるいは、 最適波長検出部は受信光のベースバン
ドスペクトル信号に含まれる特定周波数成分強度が最大
となる波長を最適波長として検出し、送信部はシステム
運用中、検出された最適波長の光を光伝送路に出力す
る。 (3) あるいは、最適波長検出部の前に分散付与部を設
け、システム運用前、最適波長検出部は該分散付与部を
介して入力する受信光のベースバンドスペクトル信号に
含まれる特定周波数成分強度が最大となる波長λmaxを
検出し、システム運用中、送信部は分散付与部を介して
最適波長検出手段に入力する光の波長がλmaxとなるよ
うな波長の光を光伝送路に出力する。この場合光伝送路
に出力する光の波長は、受信光のベースバンドスペクト
ル信号に含まれる特定周波数成分強度が最小となる波長
となる。 (4) あるいは、最適波長検出部の前に分散付与部を設
け、システム運用前、最適波長検出部は該分散付与部を
介して入力する受信光のベースバンドスペクトル信号に
含まれる特定周波数成分強度が最小となる波長λminを
検出し、システム運用中、送信部は分散付与部を介して
最適波長検出手段に入力する光の波長がλminとなるよ
うな波長の光を光伝送路に出力する。この場合光伝送路
に出力する光の波長は、受信光のベースバンドスペクト
ル信号に含まれる特定周波数成分強度が最大となる波長
となる。
【００２０】特定周波数成分強度特性は、NRZ変調方
式、OTDM変調方式、RZ変調方式などの光変調方式により
異なる。このため、NRZ変調方式では、特定周波数成分
強度特性のピークの麓の最小部分を検出することで、OT
DM変調方式では２つのピーク間の谷部分を検出すること
で、RZ変調方式では最大値を検出することで、最適波長
の検出が可能になる。そこで、光変調方式により上記
(1)〜(4)のいずれかを適用することにより、光伝送路に
零分散波長またはそれに最近の波長の光を出力できる。
【００２１】（ｆ）第５の原理（波長多重） 複数のデータ送信部、各送信部から出力する波長の異な
る光を合波して光伝送路に送出する合波器、光伝送路か
ら受信した光を波長毎に分波する分波器、分波器から出
力する各波長の受信光よりデータを識別する複数の受信
部を備えた波長多重光伝送システムに波長分散補償機能
を持たせる。すなわち、各送信部は主信号光、モニタ光
を合波して送信し、各受信部はそれぞれ零分散波長の変
動に応じて主信号光の切り替えるタイミングを検出し、
各送信部は該タイミングで主信号光を発生する光源に隣
接する光源から発生する光を主信号光とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】（Ａ）本発明の概略 (a) 多数の光源の使用 本発明は、波長の異なる光を発生する多数の光源を使用
し、光伝送路の波長分散に対して伝送特性が最適になる
所定光源からの波長の光を該光伝送路に出力して分散補
償する光伝送システム及び光送信機である。 (b) 半導体アレイレーザまたは単体の半導体レーザの使
用 光源には、複数の発振波長のレーザを集積した半導体ア
レイレーザ（佐々木ほか「MOVPE選択成長を用いた多波
長MQW-DBRレーザアレイ」、1994年電子情報通信学会秋期
大会SC-2-2)や既存の光通信システムで使用されている
波長の異なる単体の半導体レーザを複数並べて用いる。 (c) 最適波長が既知の分散補償 最適波長（例えば、零分散波長）が既知で、波長変化が
分散トレランスに比べて小さいシステムであれば、複数
の光源から出力する光のうち、前記最適波長に最も近い
波長を有する光を光伝送路に出力する。
【００２３】(d) 最適波長が未知で、波長変化が小さい
場合の分散補償 最適波長が未知で、波長変化が分散トレランスに比べて
小さいシステムであれば、光伝送システムの運用前に、
複数の光源から発生する波長の異なる光を順次光伝送路
に出力して最適波長を検出し、システム運用時に、該検
出された最適波長に最も近い波長を有する光源から発生
する光を光伝送路に出力する。 (e) 最適波長が未知で、波長変化が大きい場合の分散補
償 最適波長が未知で、波長変化が分散トレランスに比べて
大きいシステムであれば、光伝送システムの運用前に、
複数の光源から発生する波長の異なる光を順次光伝送路
に出力して最適波長を検出し、システム運用時に,該検
出された最適波長に最も近い波長を有する光源から発生
する光を光伝送路に出力する。又、システム運用中にお
いて、光伝送路に出力した光の波長を低速周期で微小振
動して経年変化による新たな最適波長（零分散波長）を
検出できるようにし、光送信機はシステム運転中に検出
した最適波長の光を光伝送路に出力するように光源を切
り替える。
【００２４】(f) 最適波長が未知で、波長変化が大きい
場合の別の分散補償 最適波長が未知で、波長変化が分散トレランスに比べて
大きいシステムであれば、光伝送システムの運用前に、
複数の光源から発生する波長の異なる光を順次光伝送路
に出力して最適波長を検出し、システム運用時に該検出
された最適波長に最も近い波長を有する光源から発生す
る光を主信号光として光伝送路に出力する。又、システ
ム運用中において、光伝送路に出力した主信号光にモニ
タ光を合波して光伝送路に出力して経年変化による最適
波長（零分散波長）の変動方向、変動量を検出できるよ
うにし、光送信機はシステム運転中に経年変化などで零
分散波長が変動して現光源と隣接光源の中間波長に等し
くなれば光源を現光源から隣接光源に切り替える。
【００２５】(g) 光源切替法 図４に伝送距離50kmでの零分散波長λ0=1552nmを基準と
したときの群遅延特性を示す。群遅延特性は、ファイバ
の２次分散を dD/dλ=0.07 (ps/nm2/km) (1) とすると、分散Ｄは D=0.07(λ-λ0) (ps/nm/km) (2) となり、さらに(2)式を積分すると遅延TDは TD=0.07/2×(λ-λ0)2+α =0.035(λ-λ0)2 (ps/km) (3) から求まる。ただし、α=0とする。
【００２６】(3)式より、群遅延特性は零分散波長λ0を
中心とした２次曲線を示し、λ0＝λ1の場合には２次曲
線BC1になり、λ0＝λ2の場合には２次曲線BC2になる。
２次曲線の対称性のため、零分散波長λ0がλ1(=1552n
m)からλ2(=1553.6nm)方向へ変動している場合(BC1→BC
2)、λ0が丁度λ1とλ2の中心波長（λ0＝（λ1＋λ2)
／２)となったとき、出力光の波長をλ1からλ2へ切替
えれば、波長切替前後の信号遅延は等しく、かつ、小さ
くなり、波長切替え前後で群遅延の不連続な変化が生じ
ない。尚、λ1，λ2は隣接する２つの光源から発生する
光の波長である。一般に、隣接光源波長をλn-1，λn、
波長間隔△λとすれば、光源を切替えるときの零分散波
長λ0は λ0＝λn-1＋△λ/2 (λ0＞λn-1) ＝λn−△λ/2 (λ0＜λn) △λ＝｜λn-1−λn｜ である。以上の方式を用いず、例えば零分散波長λ0が
λ1から1.6nm離れた波長λ2に変化した時に出力光の波
長をλ1からλ2へ切替えれば、波長切替前後の信号遅延
は図４より4.5psとなる。伝送速度40Gb/s(1ビット=25p
s)では、無視のできない値でありこの遅延が信号劣化を
引き起こす可能性がある。
【００２７】(h) 光源切替時における信号遮断防止 光伝送路に出力する光信号の波長をλ1からλ2へ切替え
る場合、光源をスイッチ等で切替るだけでは、信号に遮
断が生じる。本発明では、光源の切替え動作を工夫する
ことで信号の遮断を防ぐ。図５は信号の遮断なしに光源
を切り替える方法の説明図であり、(a)は光増幅器の制
御なしで光伝送路へ出力するトータルの光強度信号を一
定にしつつ光源を切り替える第１の光源切替方法、(b)
は光増幅器を用いて光伝送路へ出力する光強度信号を一
定にしつつ光源を切り替える第２の光源切替方法であ
る。
【００２８】図６は第１の光源切替方法における各光源
駆動部の注入電流制御説明図である。波長λ1の光源が
発光している状態(T0)において、波長λ2の光源D2への
注入電流を徐々に加えて発光させていく(T1)。このと
き、常に波長λ1，λ2の両光源D1,D2の光強度の和が一
定になるように波長λ1の光源D1の光強度を弱める。以
後、波長λ2の光源D2の光強度を漸増すると共に、波長
λ1の光源D1の光強度を漸減することにより、λ1→λ2
への波長切替を信号の遮断なく行える(T2)。又、第２の
光源切替方法によれば、光増幅器使用時であっても光増
幅器への入力光強度の急激な変化を避けることができ、
光増幅器による光サージ発生を避けることができる。す
なわち、図５(b)に示すように、波長λ1の光源を発光し
ている状態で、波長λ2の光源も同時に発光させ、つい
で、波長λ1の光源を消光させる。かかる光源切替で
は、波長λ1、λ1+λ2、λ2の強度比が1:2:1になる。そ
こで、光増幅器のゲインを制御して出力光強度が一定に
なるようにフィードバック制御する。
【００２９】(h) 光源最大波長間隔 図７は1552nmを零分散波長としたときの、隣接光源の最
大波長間隔(△λ=λn-1-λn)と分散補償量精度(=分散値
D)の関係を示している。伝送速度が上昇するほどシステ
ムに必要とされる分散補償量精度、すなわち隣接波長間
で光源を切替えたときの分散値変化量を細かくする必要
がある。伝送距離50kmで零分散波長λ0＝1552nm、ファ
イバの2次分散0.07(ps/nm2/km)とすると、許容分散変動
量Ｄ(ps/nm)に対する光源最大波長間隔Δλ(nm)は(2)式
より Δλ(nm)＝Ｄ(ps/nm)／0.07(ps/nm2/km)・50(km) (4) となり、(4)式より光源波長間隔を決定できる。
【００３０】（Ｂ）実施例 （ａ）複数の光源を有する送信機の構成 (a-1) 光送信機の第１実施例 図８は複数の光源として半導体レーザを備えた光送信機
の第１実施例構成図であり、１０は光送信機、２０は光
受信機、３０は光伝送路である。光送信機１０におい
て、１１ａ1〜１１ａnは波長（λ1〜λｎ）の異なる複
数の光源であり、複数の単体の半導体レーザで形成され
るもの、１１ｂ1〜１１ｂnは各半導体レーザを駆動する
駆動部、１２ａは各光源から発生する光を出力するアレ
イ導波路格子(AWG:Arrayed Waveguide Grating)であ
る。アレイ導波路格子(AWG）１２ａは合分波器としての
機能を備え、複数の導波路から入力された波長の異なる
光を合波して波長多重光として出力すると共に、逆向き
に波長多重光を入力すれば波長毎に分波して各導波路に
出力する。従って、アレイ導波路格子(AWG）１２ａを合
波器として使用して所定の光源のみ発光すれば該光源か
らの光を出力できる。
【００３１】１２ｂはアレイ導波路格子(AWG）から出力
する光を40Gb/sの信号でオン／オフ変調する外部変調器
で、例えば、LiNbO3マッハツェンダ型変調器あるいはＥ
Ａ(Electro Absorption)型変調器(電界吸収型変調器)で
ある。１３は出力波長制御部であり、所定の駆動部１１
ｂ1〜１１ｂnをして対応する半導体レーザを発光させ、
これにより光伝送路に出力する光の波長を変更するもの
である。従って、出力波長制御部１３は光伝送路３０の
零分散波長を取得すれば、該零分散波長に最も近い波長
を有する光を発生する光源を駆動し、該光を光伝送路に
出力して分散補償する。
【００３２】(a-2) 光送信機の第２実施例 図９は複数の光源として半導体レーザを備えた光送信機
の第２実施例構成図であり、図８の第１実施例と同一部
分には同一符号を付している。異なる点は、合波器とし
てアレイ導波路格子(AWG）１２ａの代わりにスターカプ
ラ１２ｃを使用する点であり、他の部分の構成及び動作
は第１実施例とまったく同じである。
【００３３】(a-3) 光送信機の第３実施例 図１０（ａ），（ｂ）は複数の光源として半導体レーザ
を備えた光送信機の第３実施例構成図であり、図８，図
９と同一部分には同一符号を付している。図１０（ａ）
において、図８の光送信機と異なる点は、半導体レーザ
として変調器内蔵型レーザ(MI-DFB-LD)１１ｃ1〜１１ｃ
nを使用し、外部変調器１２ｂを削除した点である。変
調器内蔵型レーザは同一基板上に半導体レーザ１１a1〜
１１anと変調部１１ｃ1′〜１１ｃn′を形成したもので
ある。又、図１０（ｂ）において、図９の光送信機と異
なる点は、半導体レーザとして変調器内蔵型レーザ(MI-
DFB-LD)１１ｃ1〜１１ｃnを使用し、外部変調器１２ｂ
を削除した点である。
【００３４】(a-4) 光送信機の第４実施例 図１１は複数の光源として半導体アレイレーザを備えた
光送信機の第４実施例構成図であり、図８の第１実施例
と同一部分には同一符号を付している。異なる点は、複
数の光源として半導体レーザの代わりに半導体アレイレ
ーザ１１ｄを使用する点である。この第４実施例によれ
ば、必要な波長間隔を持ったレーザを1枚のウエハー上
で実現でき、低コスト、小型化が可能になる。 (a-5) 光送信機の第５実施例 図１２は複数の光源として半導体アレイレーザを備えた
光送信機の第５実施例構成図であり、図９の第２実施例
と同一部分には同一符号を付している。異なる点は、複
数の光源として半導体レーザの代わりに半導体アレイレ
ーザ１１ｄを使用する点である。
【００３５】（ｂ）最適波長が既知の場合の分散補償 最適波長（例えば、零分散波長）が既知で、波長変化が
分散トレランスに比べて小さいシステムであれば、複数
の光源から出力する光のうち、最適波長（零分散波長）
を有する光を光伝送路に出力することにより、光伝送路
の分散による波形劣化を補償することができる。図１３
はかかる最適波長が既知の場合における分散補償を行う
光伝送システムの第１実施例の構成図であり、１０は光
送信機、２０は光受信機、３０は光伝送路である。光送
信機１０において、１１1〜１１nは波長（λ1〜λｎ）
の異なる複数の光源であり、複数の半導体レーザあるい
は半導体アレイレーザを用いて構成することができる。
１２は合波器であり、アレイ導波路格子(AWG）あるいは
スターカプラなどで構成することができる。１２ｂは合
波器１２から出力する光を40Gb/sの信号でオン／オフ変
調する外部変調器で、例えば、LiNbO3マッハツェンダ型
変調器あるいはＥＡ型変調器(電界吸収型変調器)であ
る。１３は出力波長制御部であり、所定の光源１１1〜
１１nを発光させ、これにより光伝送路に出力する光の
波長を変更するものである。
【００３６】最適波長、例えば零分散波長が設定される
と、出力波長制御部１３は該零分散波長に最も近い波長
を有する光を発生する光源のみを常時発光する。合波器
１２は該光源より出力する光を外部変調器１２ｂに入力
し、外部変調器１２ｂは入力光を40Gb/sの信号でオン／
オフ変調して光伝送路３０に出力する。図１４は第１実
施例の変形例であり、第１実施例と同一部分には同一符
号を付している。図１３の第１実施例は無中継伝送の場
合であるが、図１４に示すように多中継伝送する場合に
も適用できる。図中、３０ａ〜３０ｎは光伝送路、３１
ａ、３１ｂ、・・・は中継器である。尚、以後の実施例
では無中継伝送の場合を示すが多中継伝送にも応用でき
る。
【００３７】（ｃ）最適波長が未知で、波長変化が小さ
い場合の分散補償 最適波長が未知で波長変化が分散トレランスに比べて小
さければ、光伝送システムの運用前に複数の光源から
発生する波長の異なる光を順次光伝送路に出力して最適
波長を検出し、システム運用時に該検出した最適波長
に最も近い波長を有する光を発生する光源からの光を光
伝送路に出力する。図１５は最適波長が未知で、波長変
化が分散トレランスに比べて小さい場合において分散補
償を行う光伝送システムの構成図であり、１０は光送信
機、２０は光受信機、３０は下り光伝送路、４０は光伝
送路の波長分散に対して伝送特性が最適になる波長、例
えば零分散波長を検出するための分散モニタ部（最適波
長検出部）、５０は上り光伝送路、５１は分散モニタ結
果を送信する分散モニタ信号送信部、５２は分散モニタ
信号受信部で、モニタ結果を抽出して光送信機１０に入
力する。
【００３８】光送信機１０において、１１1〜１１nは波
長（λ1〜λｎ）の異なる複数の光源であり、複数の半
導体レーザあるいは半導体アレイレーザを用いて構成す
ることができる。１２は合波器であり、アレイ導波路格
子(AWG）あるいはスターカプラなどで構成することがで
きる。１２ｂは合波器１２から出力する光を40Gb/sの信
号でオン／オフ変調する外部変調器、１３は出力波長制
御部であり、所定の光源１１1〜１１nを発光させ、これ
により光伝送路に出力する光の波長を変更すると共に、
分散モニタ部４０での検出結果に基づいて最適波長の光
を光伝送路に出力させるものである。分散モニタ部４０
は、光伝送路３０に出力される光の波長が光伝送路の零
分散波長と等しければ、受信したベースバンドスペクト
ル信号中の特定周波数成分強度が最小なることを利用し
て最適波長を検出する。例えば、40Gb/sの信号を伝送す
る場合、前記特定周波数は40Ghzである(図７６、図７７
参照）。分散モニタ部４０において、４０ａは光伝送路
３０から分岐した光を電気信号に変換するホトダイオー
ド等の受光器、４０ｂは特定周波数を中心周波数とする
バンドパスフィルタ(BPF)、４０ｃは特定周波数成分、
例えば40GHz成分が最小になったタイミングを検出する
強度検出部である。
【００３９】最適波長が既知でなく、波長変化が分散ト
レランスに比べて小さいシステムであれば、システム運
用開始前、出力波長制御部１３は所定の時間間隔で各光
源１１1〜１１nを順次発光する。これにより、合波器１
２は複数の光源から発生する異なる波長λ1〜λnの光を
順次外部変調器１２ｂに入力し、外部変調器１２ｂは異
なる波長λ1〜λnの入力光を40Gb/sの信号でオン／オフ
変調して光伝送路３０に出力する。分散モニタ部４０は
受信ベースバンドスペクトル信号中の40GHz成分強度が
最小になったタイミングを検出し、分散モニタ信号送信
部５１に入力する。分散モニタ信号送信部５１は該タイ
ミングデータを光伝送路５０を介して送信側に送り、分
散モニタ信号受信部５２はモニタ結果（タイミングデー
タ）を抽出して出力波長制御部１３に入力する。出力波
長制御部１３は特定周波数成分強度が最小になったタイ
ミングに光伝送路３０に出力していた光の波長より零分
散波長を識別する。
【００４０】そして、システム運用中、出力波長制御部
１３は該零分散波長の光を発生する光源のみを発光し、
零分散波長光を光伝送路３０に出力する。この結果、光
伝送路３０の波長分散に対して伝送特性が最適になる波
長光を出力して分散補償することができる。図１６は送
受信部の構成図であり、分散モニタ信号送信部５１（図
１５）の機能を備えている。図中、５５ａは分波器、５
５ｂは電気インタフェース（信号処理部）、５５ｃは合
波器、５５ｄは送信機である。電気インタフェース５５
ｂは光電／電光変換、信号受信処理、送信信号作成処
理、信号送信処理などを行う。従って、電気インタフェ
ース部５５ｂは、分散モニタ部４０の処理部４０ｄから
入力したモニタ結果（タイミングデータ）を取り込み、
送信信号のデータ部あるいはオーバヘッド部に挿入し、
合波器５５ｃ、送信機５５ｄを介して上り光伝送路５０
に送出する。以上より、電気インタフェース部５５ｂ及
び合波器５５ｃ、送信機５５ｄの有する機能により図１
５の分散モニタ信号送信部５１が構成される。
【００４１】図１７は図１５の実施例の変形例であり、
光伝送路３０が高分散シングルモードファイバ(SMF)の
場合において、固定分散補償器５６を用いてほぼ100%分
散補償した光伝送システムに図１５の分散補償法を適用
した例である。このような100%分散補償した光伝送シス
テムにも光源切り替えによる波長掃引、零分散波長検出
を行って分散補償することができる。尚、多中継伝送の
場合、固定分散補償器は、送信側、受信側、中継器側に
配置することが考えられる。
【００４２】図１８は最適波長が未知で、波長変化が分
散トレランスに比べて小さい場合において分散補償を行
う光伝送システムの別の実施例構成図であり、図１５の
実施例と同一部分には同一符号を付している。図１５の
実施例と異なる点は、(1) 各光源１１1〜１１nの後段に
光を減衰する光減衰器(ATT)１４1〜１４nを設け、各光
減衰器出力を合波器１２に入力している点、(2) 各光源
１１1〜１１nを常時発光している点、(3) 出力波長制御
部１３の制御で各光減衰器１４1〜１４nをオン／オフ制
御し、所定の光源からの光のみ合波器１２に入力してい
る点、である。
【００４３】システム運用開始前、全光源１１1〜１１n
を発光すると共に、全光減衰器１４ 1〜１４nをオンして
各光源からの光を減衰する。この状態で、出力波長制御
部１３は所定の時間間隔で光源１１1〜１１nに対応する
光減衰器１４1〜１４nを順番に１個づつオフし（１個の
みオフ、他はオン）、合波器１２に順次各光源１１ 1〜
１１nからの光が入力するように制御する。これによ
り、合波器１２は各光源から発生する異なる波長λ1〜
λnの光を順番に外部変調器１２ｂに入力し、外部変調
器１２ｂは異なる波長λ1〜λnの入力光を40Gb/sの信号
でオン／オフ変調して光伝送路３０に出力する。分散モ
ニタ部４０は受信ベースバンドスペクトル信号中の40GH
z成分強度が最小になったタイミングを検出し、分散モ
ニタ信号送信部５１は該タイミングデータを送信機側へ
送り、分散モニタ信号受信部５２はモニタ結果（タイミ
ングデータ）を抽出して出力波長制御部１３に入力す
る。出力波長制御部１３は特定周波数成分強度が最小に
なったタイミングにおいて光伝送路３０に出力していた
光の波長より零分散波長を識別する。
【００４４】そして、システム運用中、出力波長制御部
１３は該零分散波長を有する光を発生する光源に対応す
る光減衰器のみオフし、零分散波長光のみを光伝送路３
０に出力する。この結果、光伝送路３０の波長分散に対
して伝送特性が最適になる波長光を出力して分散補償す
ることができる。図１９は最適波長が未知で、波長変化
が分散トレランスに比べて小さい場合において分散補償
を行う光伝送システムの更に別の実施例構成図であり、
図１５の実施例と同一部分には同一符号を付している。
図１５の実施例と異なる点は、(1) 合波器１２と外部変
調器１２ｂの間に波長可変フィルタ１５を設け、指示さ
れた波長の光のみ通過出力するる点、(2) 各光源１１1
〜１１nを常時発光している点、(3) 合波器１２が各光
源１１1〜１１nから発生する異なる波長λ1〜λnの光を
合波して波長可変フィルタ15に入力している点、(4) 出
力波長制御部１３の制御で波長可変フィルタ１５から出
力する光の波長制御している点、である。
【００４５】図２０は波長可変フィルタの構成図であ
り、１５ａはLiNbO3（ニオブ酸リチウム)などの電気光
学効果を有する基板に形成されたSAW導波路、１５ｂは
すだれ電極（Interdigital Tansducer;IDT)，１５ｃはT
i拡散によってSAW導波路を挟むように形成されSAWクラ
ッド、１５ｄ，１５ｅは弾性表面波（Surface Acoustic
Wave:SAW)を吸収する吸収体、１５ｆ，１５ｇはTi拡散
により形成された光導波路、１５ｈ，１５ｉは偏光無依
存動作させるための交差型の偏光ビームスプリッタ（Ｐ
olarization Beam Splitter:PBS)で、２本の直線導波路
を挟んだ構成になっている。１５ｊはすだれ電極１５ｂ
に170〜180MHzの高周波信号を印加する高周波信号付与
部であり、高周波発生器15j-1に、すだれ電極IDTの入力
キャパシタンスを打ち消すためのインダクタンス15j-2
を直列に接続した構成を有している。すだれ電極１５に
高周波信号を印加すると弾性表面波SAWが発生し、この
弾性表面波はその周波数に応じた特定の波長の偏波を90
0回転させる効果がある。このため、入力側と出力側に
偏光ビームスプリッタ１５ｈ，１５ｉを設けて偏光分離
することにより可変波長フィルタを実現できる。例え
ば、入力光としてＴＥモードの波長多重光を波長可変光
フィルタ１５に入力すると、すだれ電極に印加する高周
波信号の周波数に応じた波長の偏波のみが900回転して
ＴＭモードの偏波になり、該ＴＭモードの偏波が光導波
路１５ｇから出力する。
【００４６】図２１は波長可変フィルタのチューニング
特性を示すもので、横軸は高周波信号の周波数、縦軸は
選択波長を示している。高周波信号の周波数に反比例し
て選択波長が短くなっている。従って、図１９の出力波
長制御部１３の制御で高周波信号付与部１５ｊから出力
する高周波信号の周波数を所定周期で掃引することによ
り、波長可変フィルタ１５は入力光に含まれる各波長の
光を順次選択的に出力できる。システム運用開始前、全
光源１１1〜１１nを発光し、合波器１２において各光源
１１1〜１１nから発生する異なる波長λ1〜λnの光を合
波して波長可変フィルタ１５に入力する。この状態で、
出力波長制御部１３は波長可変フィルタ１５を制御して
所定の時間間隔で波長λ1〜λnの光を順番に外部変調器
１２ｂに入力する。外部変調器１２ｂは入力した異なる
波長λ1〜λnの光を40Gb/sの信号でオン／オフ変調して
光伝送路３０に出力する。
【００４７】分散モニタ部４０は受信ベースバンドスペ
クトル信号中の40GHz成分強度が最小になったタイミン
グを検出し、分散モニタ信号送信部５１は該タイミング
データを送信機側に送り、分散モニタ信号受信部５２は
モニタ結果（タイミングデータ）を抽出して出力波長制
御部１３に入力する。出力波長制御部１３は特定周波数
成分強度が最小になったタイミングにおいて光伝送路３
０に出力していた光の波長より零分散波長を識別する。
そして、システム運用中、出力波長制御部１３は該零分
散波長の光を光伝送路３０に出力するように波長可変フ
ィルタ１５を制御する。この結果、光伝送路３０の波長
分散に対して伝送特性が最適になる波長光を出力して分
散補償することができる。
【００４８】（ｄ）最適波長が未知で、波長変化が大き
い場合の分散補償 最適波長が未知で、波長変化が分散トレランスに比べて
大きいシステムでは、 光伝送システムの運用前に複数の光源から発生する波
長の異なる光を順次光伝送路に出力して最適波長を検出
し、システム運用時に該検出した最適波長に最も近い
波長を有する光源からの光を光伝送路に出力する。又、
システム運用中、光伝送路に出力した光の波長を低速
周期で微小振動し、経年変化によ零分散波長が変化して
も該零分散波長を検出できるようにし、経年変化によ
り零分散波長が現光源と隣接光源の中間波長に変化した
とき、光送信機は光源を現光源から隣接光源に切り替え
て光伝送路に出力する光の波長を変更する。現光源と隣
接光源の中間波長で波長を切り替えることにより、波長
切替前後の信号遅延を等しく、かつ、小さくでき、波長
切替え前後で群遅延の不連続な変化が生じず、信号劣化
をなくすことができる。
【００４９】図２２は最適波長が未知で、波長変化が分
散トレランスに比べて大きい場合に分散補償する光伝送
システムの構成図であり、図１５の実施例と同一部分に
は同一符号を付している。異なる点は、(1) システム運
用中において、光伝送路に出力する光の波長を変動する
点、(2) 各光源(例えば半導体レーザ)１１1〜１１nにＡ
ＴＣ回路（自動温度制御回路）１６1〜１６nを設け、光
源の温度を設定温度に制御する点、(3) 温度可変制御部
１７を設け、光伝送路に出力している光を発生する光源
の温度を可変して出力光の波長を可変している点、であ
る。図２２の実施例では、光伝送路３０の零分散波長が
Δλ/2(Δλは光源波長間隔)変化したとき、光源を現光
源から隣接光源に切り替える。そこで、零分散波長がΔ
λ/2変化したことを検出できるようにするために、光伝
送路３０に出力する光の波長を±Δλ/2以上変化させる
必要がある。半導体レーザ１１1〜１１nは周囲温度によ
り出力光の波長を変化するから、出力光の波長が−λ′
〜＋λ′（但しλ′＞Δλ/2）の範囲で変化するように
半導体レーザの温度を制御する。
【００５０】図２３はＡＴＣ回路の例であり、１１は光
源としての半導体レーザ（ＬＤ）、１６ａは電流の方向
によりＬＤチップを加熱、冷却するペルチェ素子、１６
ｂはＬＤチップの温度を検出する負性抵抗特性を有する
サーミスタ、１６ｃはこれら半導体レーザ、ペルチェ素
子、サーミスタを収容するパッケージである。１６ｄ，
１６ｅは抵抗、１６ｆ，１６ｇはPNP, NPNのトランジス
タ、１６ｈはコンパレータである。コンパレータの反転
端子にはサーミスタと抵抗で分圧した電圧（ＬＤ温度に
応じた電圧）Ｖｔが入力し、正転端子には基準電圧Ｖre
fが入力され、出力端子は各トランジスタのベースに接
続されている。PNPトランジスタ１６ｆのエミッタはＶ
＋に接続され、ＮＰＮトランジスタ１６ｇのエミッタは
Ｖ−に接続され、各トランジスタのコレクタはペルチェ
素子１６ａに接続されている。
【００５１】半導体レーザ１１の温度が低いと、サーミ
スタ１６ｂの抵抗が増加して電圧Ｖｔが減小し、Vt＜Vr
efとなり、コンパレータ１６ｈの出力が正になる。この
結果、トランジスタ１６ｆがオフ、トランジスタ１６ｇ
がオンしてペルチェ素子を発熱する方向に電流が流れて
パッケージ内を加熱し、ＬＤ温度が上昇する。ＬＤの温
度が上昇すると、サーミスタの抵抗が減小して電圧Ｖｔ
が増加し、Vt＞Vrefとなり、コンパレータ１６ｇの出力
が負になる。この結果、トランジスタ１６ｆがオン、ト
ランジスタ１６ｇがオフしてペルチェ素子を冷却する方
向に電流が流れてＬＤ温度を下降する。この結果、ＬＤ
温度は設定温度となるように制御できる。
【００５２】最適波長が未知で波長変化が分散トレラン
スに比べて大きければ、まず、システム運用開始前、出
力波長制御部１３は所定の時間間隔で各光源１１1〜１
１nを順次発光する。これにより、合波器１２は複数の
各光源から発生する異なる波長λ1〜λnの光を順次外部
変調器１２ｂに入力し、外部変調器１２ｂは異なる波長
λ1〜λnの入力光を40Gb/sの信号で変調して光伝送路３
０に出力する。分散モニタ部４０は受信ベースバンドス
ペクトル信号中の40GHz成分強度が最小になったタイミ
ングを検出し、分散モニタ信号送信部５１に入力する。
波長・モニタ成分強度の関係は図２４に示すように２次
曲線で近似でき、出力光の波長が零分散波長のとき強度
が最小なる。そこで、モニタ成分強度が最小になるタイ
ミングを検出して分散モニタ信号送信部５１に入力す
る。分散モニタ信号送信部５１は該タイミングデータを
光伝送路５０を介して送信側に送り、分散モニタ信号受
信部５２はモニタ結果（タイミングデータ）を抽出して
出力波長制御部１３に入力する。出力波長制御部１３は
特定周波数成分強度が最小になったタイミングに光伝送
路３０に出力していた光の波長λ1より零分散波長がλ1
であると識別する（図２４点線参照）。
【００５３】そして、システム運用中、出力波長制御部
１３は該零分散波長λ1の光を発生する光源（現光源と
いう）のみを発光し、該光を光伝送路３０に出力する。
この結果、光伝送路３０の波長分散に対して伝送特性が
最適になる波長光を出力して分散補償することができ
る。又、システム運用中、温度可変制御部１７は現光源
のＡＴＣ回路を制御して光源の温度を可変する。すなわ
ち、温度可変制御部１７は温度一定制御に要する時間Ｔ
の周期で順次設定温度を変更して出力光の波長を変化す
る。分散モニタ部４０は受信ベースバンドスペクトル信
号中の40GHz成分強度が最小になったタイミングを検出
し、該タイミングを出力波長制御部１３に送る。出力波
長制御部１３は受信したタイミングにおける設定温度に
基づいて、設定温度・波長変換テーブル（図示せず）を
参照して光伝送路３０に出力していた光の波長λ′を求
め、該波長より零分散波長を識別する。ついで、出力波
長制御部１３は光伝送路の経年変化等の原因で零分散波
長が光源波長間隔Δλ（=λ2−λ1）の半分（=Δλ/2=
(λ2−λ1)/2)だけ変化したかチェックし、Δλ/2以下
であれば、光源の切り替えを行わない。しかし、図２４
の実線で示すようにΔλ/2以上変化すれば、光源を現光
源から隣接光源に切り替える。
【００５４】以上では、１つの光源のみを発光する光送
信機に適用した場合について説明したが、図２５に示す
ように光源１１1〜１１nと合波器１２の間に光減衰器14
1〜１４nを備え、全光源を常時発光し、所定の光減衰器
のみをオフすることにより該減衰器に応じた光源からの
光を光伝送路３０に出力する送信機にも適用できる。
又、図２６に示すように波長可変フィルタ１５を備え、
全光源を常時発光し、波長可変フィルタで所望の波長を
有する光を光伝送路に出力する送信機にも適用できる。
【００５５】（ｅ）最適波長が未知で、波長変化が大き
い場合の別の分散補償 最適波長が未知で波長変化が分散トレランスに比べて大
きければ、光伝送システムの運用前に複数の光源から
発生する波長の異なる光を順次光伝送路に出力して最適
波長を検出し、システム運用時に該検出した最適波長
に最も近い波長を有する光源からの光を主信号光として
光伝送路に出力する。又、システム運用中、主信号光
にモニタ光を合波して光伝送路に出力して経年変化によ
る最適波長（零分散波長）の変動方向、変動量を検出で
きるようにし、経年変化により零分散波長が現光源と
隣接光源の中間波長に変化したとき、光送信機は光源を
現光源から隣接光源に切り替えて光伝送路に出力する光
の波長を変更する。現光源と隣接光源の中間波長で波長
を切り替えることにより、波長切替前後の信号遅延を等
しく、かつ、小さくでき、波長切替え前後で群遅延の不
連続な変化が生じず、信号劣化をなくすことができる。
【００５６】図２７は主信号光とモニタ光用いて零分散
波長の変動方向及び零分散波長が現光源と隣接光源の中
間波長に変化したことを検出する原理説明図である。波
長とモニタ成分強度(40GHz成分)の関係は図２７に示す
ように２次曲線で近似でき、出力光の波長が零分散波長
のとき強度が最小になる。光伝送路の零分散波長λがλ
0、所定の光源より出力する主信号光の波長がλ1、隣接
光源から出力するモニタ光の波長がλ2のとき、波長・
モニタ成分強度の関係は図２７（ａ）の一点鎖線で示す
特性になっており、波長λ1におけるモニタ成分強度はP
(λ1)1、波長λ2におけるモニタ成分強度はP(λ2)1であ
る。かかる状態から零分散波長が長波長側に変動すると
(λ=λ′)、波長・モニタ成分強度の関係は図２７
（ａ）の実線で示す特性に変化する。このため、波長λ
1におけるモニタ成分強度はP(λ1)2、波長λ2における
モニタ成分強度はP(λ2)2となる。すなわち、零分散波
長λが長波長側に変動すると主信号光波長(λ1)のモニ
タ成分強度が増加し、モニタ光波長(λ2)のモニタ成分
強度が減少する。
【００５７】一方、図２７（ｂ）の一点鎖線で示す状態
から(λ=λ0)、零分散波長が短波長側に変動すると(λ=
λ1)、波長・モニタ成分強度特性は図２７（ｂ）の実線
で示す特性になる。このため、波長λ1におけるモニタ
成分強度は減少し、波長λ2におけるモニタ成分強度は
増加する。すなわち、零分散波長λが短波長側に変動す
ると、主信号光波長(λ1)のモニタ成分強度が減少し、
モニタ光波長(λ2)のモニタ成分強度が増加する。以上
より、主信号光波長(λ1)とモニタ光波長(λ2)における
モニタ成分強度(40GHz成分)の増減方向より零分散波長
の変動方向を検出できる。又、２次曲線の対称性より、
零分散波長が主信号光波長λ1とモニタ光波長λ2の中間
波長（現光源と隣接光源の中間波長）に変化したとき、
波長λ1におけるモニタ成分強度と波長λ2におけるモニ
タ成分強度が等しくなる。換言すれば波長λ1,λ2にお
けるモニタ成分強度が等しくなったことを検出すること
により、零分散波長が現光源と隣接光源の中間波長に変
化したことを検出できる。尚、零分散波長λが変動して
主信号光の波長λ1以下あるいは以上になれば、その前
後で主信号光波長(λ1)とモニタ光波長(λ2)におけるモ
ニタ成分強度が共に増加または共に減少する。
【００５８】図２８は最適波長が未知で、波長変化が分
散トレランスに比べて大きい場合に分散補償する光伝送
システムの構成図であり、１０は光送信機、２０は光受
信機、３０は下り光伝送路、４１は主信号光を通過する
波長可変の第１の光フィルタ、４２はモニタ光を通過す
る波長可変の第２の光フィルタ、４３〜４４は波長分散
モニタ部であり、これまでの実施例における波長分散モ
ニタ部４０と同一の構成を有している
【００５９】波長分散モニタ部４３は波長λ1の主信号
光に含まれる40GHz成分をモニタして該モニタ成分強度
を出力し、波長分散モニタ部４４は波長λ2（＞λ1)の
モニタ光に含まれる40GHz成分をモニタして該モニタ成
分強度を出力する。４５は分散補償制御部であり、波長
分散モニタ部４３〜４４から入力するモニタ成分強度に
基づいて、零分散波長の変動方向、零分散波長が現
光源と隣接光源の中間波長に変化したこと、零分散波
長が主信号光の波長以下あるいは以上になったことを識
別し、識別結果に基づいて各光フィルタ４１〜４２の波
長設定制御、光源切替制御を行うものである。５０は上
り光伝送路、５１は分散補償制御部から入力する信号
（モニタ結果、光源切替指示等）を送信する分散モニタ
信号送信部、５２は分散モニタ信号受信部で、モニタ結
果、光源切替指示を抽出して光送信機１０に入力する。
【００６０】光送信機１０において、１１1〜１１nは波
長（λ1〜λｎ）の異なる複数の光源であり、複数の半
導体レーザあるいは半導体アレイレーザを用いて構成す
ることができる。１２は合波器であり、アレイ導波路格
子(AWG）あるいはスターカプラなどで構成することがで
きる。１２ｂは合波器１２から出力する光を40Gb/sの信
号でオン／オフ変調する外部変調器、１３は出力波長制
御部であり、システム運用前に光源１１1〜１１nを順次
発光させて光伝送路に出力する光の波長を変更すると共
に、システム運用時に最適波長の光を主信号光として光
伝送路に出力し、かつ、、モニタ光を主信号光に合波し
て光伝送路に出力するものである。最適波長が未知で波
長変化が分散トレランスに比べて大きければ、システム
運用開始前に全波長の光が波長分散モニタ４３に入力す
るようにする。かかる状態において、出力波長制御部１
３は所定の時間間隔で各光源１１1〜１１nを順次発光す
る。これにより、合波器１２は複数の各光源から発生す
る異なる波長λ1〜λnの光を順次外部変調器１２ｂに入
力し、外部変調器１２ｂは異なる波長λ1〜λnの入力光
を40Gb/sの信号で変調して光伝送路３０に出力する。
【００６１】波長分散モニタ部４３は受信ベースバンド
スペクトル信号中の40GHz成分強度が最小になったタイ
ミングを検出し、分散補償制御部４５に入力する。分散
補償制御部４５は分散モニタ信号送信部５１を介して該
タイミングを送信側に送る。分散モニタ信号受信部５２
はモニタ結果（タイミングデータ）を抽出して出力波長
制御部１３に入力する。出力波長制御部１３はモニタ成
分強度が最小になったタイミングで光伝送路３０に出力
していた光の波長λが零分散波長であると認識する。そ
して、零分散波長λを挟む光源波長λ1、λ2のうち零分
散波長λに近い波長λ1を主信号光波長とし、λ2をモニ
タ光波長とする。以後、図２９のフローに従ってシステ
ム運用時の波長分散補償制御を行う。尚、最適波長が既
知で波長変化が分散トレランスに比べて大きければ、直
ちに、零分散波長λを挟む光源波長λ1、λ2のうち零分
散波長λに近い波長λ1を主信号光波長とし、λ2をモニ
タ光波長として、図２９のフローに従ってシステム運用
時の波長分散補償制御を行う。
【００６２】システム運用に際して、分散補償制御部４
５は第１の光フィルタ４１の中心波長として主信号光の
波長λ1を設定し、第２の光フィルタ４２の中心波長と
してモニタ光の波長λ2を設定する（ステップ１０
１）。又、出力波長制御部１３は主信号光の光源を発光
し、該光を光伝送路３０に出力する。この結果、光伝送
路３０の波長分散に対して伝送特性が最適になる波長光
を出力して分散補償することができる。又、システム運
用中、出力波長制御部１３は適宜モニタ光源を発光し、
波長λ2のモニタ光を主信号光に合波する（ステップ１
０２）。
【００６３】分散補償制御部４５は波長分散モニタ部４
３〜４４から入力する主信号光波長(λ1)とモニタ光波
長(λ2)におけるモニタ成分強度(40GHz成分)に基づいて
零分散波長λが現光源波長と隣接光源波長の中間波長に
変化したかチェックする（ステップ１０３）。零分散波
長が中間波長まで変化してなければ、ステップ１０２の
制御を行う。しかし、零分散波長が中間波長まで変化す
れば、分散補償制御部４５は零分散波長λの変動方向を
識別する(ステップ１０４，１０５）。零分散波長λが
長波長側へ変動していれば、第１の光フィルタ４１の中
心波長をシフトしてフィルタ幅内に波長λ１、λ２が入
るように制御する（ステップ１０６）。ついで、分散補
償制御部４５は光送信機１０の出力波長制御部１３に主
信号光の光源を長波長側に隣接する光源に切り替えるよ
う指示する。この指示により、出力波長制御部１３は波
長λ１の光源に加えて波長λ２の光源も発光し、しかる
後、波長λ１の光源を消光する（ステップ１０７）。以
上により、光が途切れることなく主信号光の波長を長波
長側に切替えることができる。
【００６４】零分散波長が短波長側に変動してλ0＜λ
＜λ1となれば分散補償制御部４５は第２光フィルタ４
２に中心波長としてλ0を設定する。又、このとき、分
散補償制御部４５は光送信機の出力波長制御部１３に波
長λ2の光源に代わって波長λ0のモニタ光の光源を発光
するよう指示する。以後、λ0＜λ＜λ1の範囲で分散補
償制御が行われる。そして、零分散波長が短波長側へ変
動してλ0とλ1の中間波長まで変化すれば、分散補償制
御部４５は第１の光フィルタ４１の中心波長をシフトし
てフィルタ幅内に波長λ0、λ1が入るように制御する
（ステップ１０８）。ついで、分散補償制御部４５は光
送信機の出力波長制御部１３に主信号光の光源を短波長
側に隣接する光源に切り替えるよう指示する。この指示
により、出力波長制御部１３は波長λ１の光源に加えて
波長λ0の光源も発光し、しかる後、波長λ１の光源を
消光する（ステップ１０９）。以上により、光が途切れ
ることなく主信号光の波長を短波側に切替えることがで
きる。
【００６５】図３０は長波長側に主信号光の波長を切り
替える際の波長切替制御説明図であり、Ｗは第１の光フ
ィルタ４１の波長フィルタ幅である。零分散波長が長波
長側へ変動して現光源波長と隣接光源波長の中間波長ま
で変化すると、第１光フィルタ４１の中心波長を長波長
側にシフトし、フィルタ幅Ｗ内に波長λ１、λ２が入る
ように制御する（→→）。ついで、波長λ１の光
源に加えて波長λ２の光源も発光し、ついで、波長λ１
の光源を消光する（→）。以上により、光が途切れ
ることなく主信号光の波長を長波長側に切替えることが
できる。図３１は短波長側に主信号光の波長を切り替え
る際の波長切替制御説明図であり、Ｗは第１の光フィル
タ４１の波長フィルタ幅である。零分散波長が短波長側
へ変動して現光源波長と隣接光源波長の中間波長まで変
化すると、第１光フィルタ４１の中心波長を短波長側に
シフトし、フィルタ幅Ｗ内に波長λ0、λ1が入るように
制御する（→→）。ついで、波長λ１の光源に加
えて波長λ0の光源も発光し、ついで、波長λ１の光源
を消光する（→）。以上により、光が途切れること
なく主信号光の波長を短波長側に切替えることができ
る。
【００６６】図３２は第１光フィルタ４１のフィルタ幅
範囲の説明図である。フィルタ幅Ｗは光源の波長間隔を
△λ、スペクトル幅をτとし、四光波混合(four-wave m
ixing)を考慮すると、次式を満たす範囲となる。 △λ＋τ＜Ｗ＜3△λ−τ (5) 但し、△λ＞τ この範囲を図示すれば、図３２の直線で囲まれた範囲
（斜線部）となる。但し、スペクトル幅τ=1nm(信号光4
0Gb/s×3=120G〜1nm)時のフィルタ幅範囲である。
【００６７】図３３はモニタ光と主信号光の波長関係説
明図である。図２８の実施例では主信号光とモニタ光を
３つの隣接光源から発生する光として説明した（図３３
（ａ）参照）。しかし、主信号光とモニタ光の波長は隣
接する必要はなく、図３３（ｂ）に示すように主信号光
の光源から離れた光源の光をモニタ光として用いること
もできる。又、四光波混合が発生しないように、モニタ
光の波長を主信号光の波長から充分はなれた波長を用い
ることもできる。しかし、この場合には、図２７で説明
した原理で零分散波長の変動方向などを検出できない。
このため、別の方法により波長分散量を算出する。尚、
四光波混合とは、入力光とは異なる周波数の光が発生す
る現象である。
【００６８】図３４は主信号光の波長から充分離れた波
長の光を用いて波長分散量を測定して分散補償制御する
光伝送システムの構成図で、図３５は波長分散量算出原
理説明図である。図中、１０は光送信機、２０は光受信
機、３０は下り光伝送路、３１は合波器、８０は光伝送
路の波長分散に対して伝送特性が最適になる波長（零分
散波長）を検出する分散モニタ部、５０は上り光伝送
路、５１は分散モニタ結果を送信する分散モニタ信号送
信部、５２は分散モニタ信号受信部で、モニタ結果を抽
出して光送信機１０に入力する。
【００６９】光送信機１０において、１１1〜１１nは波
長（λ1〜λｎ）の異なる複数の光源、１２は合波器、
１２ｂは外部変調器、１３は出力波長制御部であり、所
定の光源１１1〜１１nを発光させ、これにより光伝送路
に出力する光の波長を変更すると共に、分散モニタ部８
０での検出結果に基づいて最適波長の光を光伝送路に出
力させるものである。分散モニタ部８０において、８１
は波長λの光を発生する半導体レーザ、８２はパルス幅
ｄのパルスを発生するパルス発生器、８３はマッハツェ
ンダ型変調器、８４はパルス幅ｄの期間マッハツェンダ
型変調器の両側電極間に２Ｖπの駆動電圧を入力する駆
動部、８５は波長λ±Δλの光を検出する光検出器、８
６は波長分散量算出部であり、波長分散量より零分散波
長を求めることができる。
【００７０】マッハツェンダ型変調器８３は通常駆動電
圧Ｖπでデータ変調を行うが、２倍の駆動電圧２Ｖπで
変調を行うことにより駆動波形の立ち上がり（図３５
（ａ）の）、立ち下がり（図３５（ａ）の）部分そ
れぞれで短パルスを発生できる。また、マッハツェンダ
型変調器８３では、チャーピング(波長変動)△λが駆動
電圧Ｖinの微分値に比例する。このため、駆動波形の立
ち上がり（図３５（ａ）の）と立ち下がり（図３５
（ａ）の）とでチャーピング△λの符号が逆になり、
発生した２つの短パルスはそれぞれλ＋△λとλ−△λ
の異なる波長を持つ。図３５（ｂ）に示す波形を有する
駆動信号Ｖinでマッハツェンダ型変調器８３を駆動する
と発生した立ち上がり側のパルスの波長をλ＋△λ
（λ：光源の中心波長）、立ち下がり側のパルスの波長
をλ−△λに設定できる。また、図３５（ｃ）に示す波
形を有する駆動信号Ｖinでマッハツェンダ型変調器８４
を駆動すると、立ち下がり側のパルスの波長をλ−△λ
に、立ち上がり側のパルスの波長をλ＋△λに設定でき
る。
【００７１】以上のように１組の半導体レーザ８１とマ
ッハツェンダ型変調器８３から生成された２つの短パル
スはそれぞれ異なる波長を持つために、群遅延差により
伝送後のパルス間隔に広がり△dが生じる(d→d+△d)。
従って、この広がり△dを検出することにより光伝送路
の分散値を把握することが可能になる。拡がりΔｄは次
式 △d(ps)＝伝送路の波長分散Ｄ(ps/nm/km)・伝送距離Ｌ(km)・△λc(nm) (6) (△λc:パルスピーク部分の△λ) で表せる。拡がりΔｄが求まれば上式より、伝送路の波
長分散Ｄを算出でき、波長分散Ｄから零分散波長が求ま
る。モニター信号送信部５１はこの零分散波長を送信機
に送り、送信機の出力波長制御部１３は零分散波長が隣
接光源波長の中間波長に等しくなったとき主信号光の光
源を切り替える。
【００７２】図３４の実施例では受信機側に波長分散量
算出部８６を設けたが、図３６に示すように波長分散量
算出部８６を送信側に設け、受信側より波長の異なる２
つの短パルスを送信側に向けて送出し、送信側で波長分
散Ｄ、零分散波長を算出するように構成することもでき
る。図２８の実施例は必要な光源のみを発光する光送信
機を使用した場合であるが、全ての光源を常時発光して
おき光減衰器で所望の波長を有する光を光伝送路に出力
する送信機を使用することもできる。図３７はかかる光
減衰器を用いた構成図であり、光源１１1〜１１nと合波
器１２の間に設けられた光減衰器１４1〜１４nをオフす
ることにより、オフした光減衰器に応じた光源からの光
を光伝送路３０に出力できる。従って、主信号光を発生
する光源の光減衰器を常時オフすると共に、適宜、モニ
タ光を発生する光源の光減衰器をオフし、これら光源か
らの光を合波して光伝送路に出力することにより、図２
８と同様に出力光の波長を切り替えて分散補償制御をす
ることができる。
【００７３】又、全光源を常時発光しておき、波長可変
フィルタで所望の波長を有する光を光伝送路に出力する
送信機を使用することもできる。図３８はかかる波長可
変フィルタを用いた構成図であり、合波器１２の後段に
設けた２つの波長可変フィルタ１５′，１５″を介して
それぞれ主信号光及びモニタ光を通過することにより、
図２８と同様に出力光の波長を切り替えて分散補償制御
をすることができる。
【００７４】主信号光やモニタ光のように隣接した波長
の光信号間ではビートが発生し、その影響で受信側にお
いて正しく波長分散モニタを実行できない場合がある。
そこで、伝送する２つの光信号（主信号光、モニタ光）
間の偏波を直交させるとビートの発生を防止でき、波長
分散モニタの精度を向上することができる。図３９は主
信号光とモニタ光間の偏波を直交させて分散補償する実
施例の構成図であり、図２８の実施例と同一部分には同
一符号を付しており、異なる点は光送信機１０の構成で
ある。光送信機１０において、１１1〜１１nは波長（λ
1〜λｎ）の異なる複数の光源（半導体レーザ、半導体
アレイレーザ）、１２は合波器、１２ｂは外部変調器、
１３は出力波長制御部であり、システム運転前に所定
の光源１１1〜１１nを発光させ、これにより光伝送路に
出力する光の波長を変更する制御、システム運用時に
分散モニタ結果に基づいて主信号光及びモニタ光を光伝
送路に出力する制御、システム運用時に主信号光とモ
ニタ光間の偏波を直交させる制御を行う。１８1〜１８n
は偏波制御器で、出力波長制御部１３からの指示に従っ
て対応する光源から出力する光の偏波方向を制御するも
の、１９ａ〜１９ｂは偏波状態を保持する偏波保持ファ
イバである。
【００７５】出力波長制御部１３は主信号光とモニタ光
の光源を発光すると共に、これら光源に対応する偏波制
御器に主信号光とモニタ光間の偏波が直交するよう指示
する。これにより、偏波制御器は主信号光とモニタ光間
の偏波が直交するように調整し、これら光を偏波保持フ
ァイバ１９ａ→合波器１２→偏波保持ファイバ１９ｂ→
外部変調器１２ｂを介して光伝送路へ送出する。偏波が
直交しているため、ビートが生じず波長分散モニターの
精度を向上でき、伝送路が数10kmの短距離伝送システム
で有効である。
【００７６】（ｆ）モニタ光を使用して波長分散補償す
る実施例 図２７は、波長に対する特定周波数成分強度特性を２次
曲線に近似した場合であり、２次曲線の対称性より、零
分散波長が主信号光波長λ1とモニタ光波長λ2の中間波
長に変化したことを、波長λ1における特定周波数成分
強度と波長λ2における特定周波数成分強度が等しくな
ったことで検出する。しかし、特定周波数成分強度特性
が２次曲線に近似できない場合がある。たとえば、光変
調方式がNRZ変調方式では、40GHz成分強度特性が零分散
波長に対して左右対称でない。このため、主信号光波長
をλs1,モニタ光波長をλs2とすれば、零分散波長が２
つの波長中心に移動しても図４０（ｃ）に示すように、
波長λs1,λs2におけるモニタ成分強度I(λs1),I(λs2)
は等しくならず、ある比を持つ。例えば、NRZ DSF100km
伝送後、光源波長間隔が3.2nm（＝λs2−λs1）のとき
モニタ成分強度比I(λs1)：I(λs2)はαパラメータ=-0.
7の場合、1:1.6となる。ただし、αパラメータ=+0.7で
あれば、I(λs1)：I(λs2)＝1.6:1となる。このよう
に、特定周波数成分強度特性が２次曲線に近似できない
場合、強度比I(λs1)：I(λs2)を制御ソフトで検出して
設定し、または制御端末から設定する。そして、以後、
波長λs1,λs2におけるモニタ値の経時変動を検知し、
強度比I(λs1)：I(λs2)が前記設定強度比と等しくなっ
たことを検出する。等しくなれば、零分散波長は(λs2+
λs1）／２であり、等しくなった時点でモニタ光を主信
号光に、主信号光をモニタ光に切替える。
【００７７】図４０（ａ）は相対遅延時間特性、（ｂ）
はパワーペナルティ特性であり、光源波長間隔λs2−λ
s1は、λs1〜λs2の範囲でパワーペナルティが１dB以下
となるように決定する必要がある。図４１は本実施例に
おける光伝送システムの構成図であり、図２８と同一部
分には同一符号を付している。異なる点は、(1) 光源１
１1〜１１nと合波器１２の間に光減衰器１４1〜１４nを
設け、所定の光減衰器をオフすることにより、オフした
光減衰器に応じた光源からの光を合波器１２及び外部変
調器１２ｂを介して光伝送路３０に出力できるようにし
た点、(2) 波長分散モニター４３，４４の構成を明示し
た点、(3) 光受信機２０で必要とするビットレートに同
期した40GHz信号を発生する40GHz信号発生部４６を付加
した点である。
【００７８】光減衰器１４1〜１４nを設けたことによ
り、主信号光を発生する光源の光減衰器を常時オフする
と共に、適宜、モニタ光を発生する光源の光減衰器をオ
フし、これら光源からの光を合波して光伝送路３０に出
力できる。すなわち、所定の光減衰器をオフすることに
より主信号光、モニタ光の波長を切り替えて分散補償制
御をすることができる。波長分散モニタ部４３，４４
は、光伝送路３０から分岐した光を電気信号に変換する
ホトダイオード等の受光器４３ａ，４４ａ、特定周波数
(40GHz)を中心周波数とするバンドパスフィルタ(BPF)４
３ｂ，４４ｂ、アンプ４３ｃ，４４ｃ、特定周波数成分
(40GHz成分)のパワーを検出するパワー検出部４３ｄ，
４４ｄ有している。40GHz信号発生部４６は、フィルタ
４１から出力する光の波長を分散して40GHz成分を含む
光を出力する分散付与部４６ａ、分散付与部から出力す
る光を電気信号に変換するホトダイオード等の受光器４
６ｂ、40GHzを中心周波数とするバンドパスフィルタ(BP
F)４６ｃを有している。
【００７９】図４２はシステム運用開始前の波長分散補
償処理（初期設定）のフローである。システム運用開始
前、出力波長制御部１３は光減衰器１４1〜１４nを順番
に開閉する。又、分散補償制御部４５は該開閉と連動さ
せながら光フィルタ４１の波長を制御し、かつ、パワー
メータ４３ｄの測定値である40GHz成分強度を読み込む
（ステップ２０１）。分散補償制御部４５はこの測定値
を用いて40GHz成分強度特性をプロットする(図４３
（ａ）参照、ステップ２０２）。分散補償制御部４５は
40GHz成分強度特性より40GHz成分強度が最小になる零分
散波長λを挟む2つの光源波長λ2,λ3を求める（ステッ
プ２０３）。ただし、40GHz成分強度は波長λ2の方が波
長λ3より小さいものとする。ついで、出力波長制御部
１３は分散補償制御部４５からの指示に従って、波長λ
2、λ3に対応する光減衰器１４2，１４3を開き、又、分
散補償制御部４５は第１の光フィルタ４１の中心波長と
して波長λ2を設定し、第２の光フィルタ４２の中心波
長として波長λ3を設定する(ステップ２０４）。以上に
より、零分散波長を挟む波長λ2、λ3(λ2<λ3)のうち
零分散波長に近い波長λ2の光が主信号光に、波長λ3の
光がモニタ光になる。
【００８０】図４４は零分散波長が長波側へ移動する場
合における波長分散補償処理のフローである。システム
運用に先立って、分散補償制御部４５は40GHz成分強度
特性より、主信号光を切り替えるための40GHz成分強度
比I(λ2)：I(λ3)を求める(ステップ２１１）。強度比
は1:1.6であるとする。ついで、システム運用中、分散
補償制御部４５はパワーメータ４３ｄ、４４ｄより波長
λ2,λ3の40GHz成分強度I(λ2)，I(λ3)を読み込み(ス
テップ２１２）、１サンプリング前の40GHz成分強度I
(λ2)，I(λ3)との増加、減小を調べ、零分散波長が移
動していることを認識する（ステップ２１３）。移動し
ている場合において、I(λ2)が増加、I(λ3)が減小して
いれば（図４３（ｂ）参照）、零分散波長λがλ2,λ3
の間にあり、長波長側へ変動していると判断する(ステ
ップ２１４）。ついで、I(λ2)を1.6倍して補正し(I(λ
2)×1.6→I(λ2))、補正後のI(λ2)とI(λ3)の大小を比
較する(ステップ２１５）。
【００８１】I(λ2)＜I(λ3)であれば、ステップ２１２
以降の処理を繰り返し、I(λ2)＝I(λ3)であれば（ステ
ップ２１６）、主信号光の切り替えを行う。すなわち、
波長λ3のモニター光を主信号光に、波長λ2の主信号光
をモニター光に切り替える。切り替え手順は後述する。
主信号光切り替え後、零分散波長λが更に長波長側へ移
動して、I(λ2)が増加、I(λ3)が増加すれば、零分散波
長λが主信号光の波長λ3より大きくなり、λ3<λ<λ4
となる(図４３（ｃ）参照、ステップ２１７）。λ3<λ<
λ4となれば、光源波長λ4の光をモニタ光に切り替える
(図４３（ｄ）参照、ステップ２１８）。以後、ステッ
プ２１２以降の処理を繰り返す。モニター光の切替に際
して、光減衰器１４4を開き、光減衰器１４3を閉じ、第
２光フィルタ４２の中心波長として波長λ4を設定す
る。
【００８２】図４５は主信号光切替制御の処理フロー、
図４６は主信号光の切替制御説明図である。I(λ2)＝I
(λ3)となれば（図４４のステップ２１６）、波長λ3の
モニター光を主信号光に、波長λ2の主信号光をモニタ
ー光に切り替える。まず、光減衰器１４3を閉じる（ス
テップ２２１、図４４の状態ａ）。ついで、第１光フィ
ル４１の中心波長を長波長側にシフトし、フィルタ幅Ｗ
内に波長λ2,λ3が入るように制御する（ステップ２２
２、状態ｂ，ｃ）。状態ｃにおいて、光減衰器１４3を
徐々に開き、光減衰器１４2を徐々に閉じる（ステップ
２２３〜２２５、状態ｄ〜ｆ）。そして、光減衰器１４
2が完全に閉じれば（状態ｇ）、第１光フィルタ４１の
中心波長をλ3にシフトし(ステップ２２６、状態ｈ）、
これにより、主信号光の切り替えが完了する（ステップ
２２７）。最後に、光減衰器１４2を開き、かつ、第２
光フィル４２の中心波長としてλ2を設定する(ステップ
２２８、状態ｉ）。以上により光のパワーを一定に維持
しながら主信号光の切り替えができる。状態ｃにおい
て、信号の瞬断が生じないように光減衰器１４3から徐
々に開き、ついで、光減衰器１４2を徐々に閉じる。光
減衰器１４3をはじめに開く順番が大事であり、さきに
光減衰器１４2を閉じると光の瞬断が生じるおそれがあ
る。
【００８３】図４７は波長λ2のモニター光を主信号光
に、波長λ1の主信号光をモニター光に切り替える場合
の実験結果説明図であり、（ａ）は波長λ1，λ2の光受
信パワーＰ(λ1),Ｐ(λ2)及びトータルのパワーＰtotal
の特性、並びに受信感度特性を示すもの、（ｂ）は切替
開始Ａ、切替途中Ｂ、切替終了Ｃにおけるアイパター
ン、（ｃ）は、切替開始Ａ、切替途中Ｂ、切替終了Ｃに
おける光強度−波長特性図である。図４７（ａ）より１
dBペナルティ以下に押えて主信号光の切り替えができる
ことが理解され、図４７（ｂ）よりアイパターンが劣化
することなく主信号光の切り替えができることが理解さ
れる。
【００８４】図４８は零分散波長が短波長側へ移動する
場合における波長分散補償処理のフロー、図４９はその
説明図である。システム運用開始前、図４２の初期設定
処理により、零分散波長を挟む波長λ2、λ3(λ2<λ3)
のうち零分散波長に近い波長λ3の光を主信号光に、波
長λ2の光をモニタ光に設定する。システム運用に先立
って、分散補償制御部４５は40GHz成分強度特性（図４
９（ａ）参照）より、主信号光を切り替えるための40GH
z成分強度比I(λ2)：I(λ3)を求める(ステップ２５
１）。強度比は1:1.6であるとする。ついで、システム
運用中、分散補償制御部４５はパワーメータ４３ｄ、４
４ｄより波長λ2,λ3の40GHz成分強度I(λ2)，I(λ3)を
読み込み(ステップ２５２）、１サンプリング前の40GHz
成分強度I(λ2)，I(λ3)との増加、減小を調べ、零分散
波長が移動していることを認識する（ステップ２５
３）。
【００８５】移動している場合において、I(λ2)が減
小、I(λ3)が増加していれば（図４９（ｂ）参照）、零
分散波長λがλ2,λ3の間にあり、短波長側へ変動して
いると判断する(ステップ２５４）。ついで、I(λ2)を
1.6倍して補正し(I(λ2)×1.6→I(λ2))、補正後のI(λ
2)とI(λ3)の大小を比較する(ステップ２５５）。I(λ
2)＞I(λ3)であれば、ステップ２５２以降の処理を繰り
返し、I(λ2)＝I(λ3)であれば（ステップ２５６）、主
信号光の切り替えを行う。すなわち、波長λ2のモニタ
ー光を主信号光に、波長λ3の主信号光をモニター光に
切り替える。切り替え手順は後述する。主信号光切り替
え後、零分散波長λが更に短波長側へ移動して、I(λ2)
が増加、I(λ3)が増加すれば、零分散波長λが主信号光
の波長λ2より小さくなり、λ1<λ<λ2となる(図４９
（ｃ）参照、ステップ２５７）。λ1<λ<λ2となれば、
光源波長λ1の光をモニタ光に切り替える(図４９（ｄ）
参照、ステップ２５８）。以後、ステップ２５２以降の
処理を繰り返す。モニター光の切替に際して、光減衰器
１４1を開き、光減衰器１４3を閉じ、第２光フィルタ４
２の中心波長として波長λ１を設定する。
【００８６】図５０は零分散波長が短波長側に変動して
いる場合における主信号光切替制御の処理フロー、図５
１は主信号光の切替制御説明図である。I(λ2)＝I(λ3)
となれば（図４８のステップ２５６）、波長λ2のモニ
ター光を主信号光に、波長λ3の主信号光をモニター光
に切り替える。まず、光減衰器１４2を閉じる（ステッ
プ２７１、図５１の状態ａ）。ついで、第１光フィル４
１の中心波長を短波長側にシフトし、フィルタ幅Ｗ内に
波長λ2,λ3が入るように制御する（ステップ２７２、
状態ｂ，ｃ）。状態ｃにおいて、光減衰器１４2を徐々
に開き、光減衰器１４3を徐々に閉じる（ステップ２７
３〜２７５、状態ｄ〜ｆ）。そして、光減衰器１４3が
完全に閉じれば（状態ｇ）、第１光フィルタ４１の中心
波長をλ2にシフトし(ステップ２７６、状態ｈ）、これ
により、主信号光の切り替えが完了する（ステップ２２
７）。最後に、光減衰器１４3を開き、かつ、第２光フ
ィル４２の中心波長としてλ3を設定する(ステップ２２
８）。以上により光のパワーを一定に維持しながら主信
号光の切り替えができる。状態ｃにおいて、信号の瞬断
が生じないように光減衰器１４2から徐々に開き、つい
で、光減衰器１４3を徐々に閉じる。
【００８７】図５２は40Gb/sのデータで変調したときの
各変調方式における40GHz成分強度特性であり、（ａ）
はOTDM変調方式の特性図、（ｂ）はRZ変調方式の特性図
である。OTDM変調方式の場合、零分散波長は２つの山の
中心で、特性が極小値を示す波長である。零分散波長近
傍の特性は零分散波長で頂点を示す２次曲線で近似でき
る。２次曲線の対称性により零分散波長が主信号の光波
長λ1とモニタの光波長λ2の中間に変化したことは、波
長λ1における40GHz成分強度と波長λ2における40GHz成
分強度が等しくなったことで検出できる。RZ変調方式の
場合、零分散波長は特性が最大値を示す波長である。零
分散波長近傍の特性は零分散波長で頂点を示す２次曲線
で近似できる。２次曲線の対称性により零分散波長が主
信号光波長λ1とモニタ光波長λ2の中間に変化したこと
は、波長λ1における40GHz成分強度と波長λ2における4
0GHz成分強度が等しくなったことで検出できる。
【００８８】（ｇ）特定周波数成分強度が最大値を示す
波長を検出して主信号光を制御する第１実施例 以上では、特定周波数成分強度が最小値を示す零分散波
長を検出し、零分散波長を挟む２つの光源波長を主信号
光、モニタ光として波長分散制御する場合である。とこ
ろで、図５３より明らかなように、特定周波数成分強度
(40GHz成分強度)が最大となるように光伝送路に送出す
る光の波長を決めてもパワーペナルティを１dB以下にで
きる。そこで、40GHz成分強度が最大になる波長λmを挟
む２つの光源波長λ2,λ3（λ2＜λ3）を求め、40GHz成
分強度が大きい波長光を主信号光、他をモニタ光とす
る。強度最大となる波長近傍の特性は２次曲線で近似で
きる。２次曲線の対称性により強度最大となる波長が、
主信号光波長λ2とモニタ光波長λ3の中央に変化したこ
とは、波長λ2の光に含まれる40GHz成分強度と波長λ3
の光に含まれる40GHz成分強度が等しくなったことで検
出できる。
【００８９】零分散波長の変動方向、すなわち、強度最
大となる波長の変動方向は、光源波長λ2,λ3における
強度Ｉ（λ2），Ｉ（λ3）の増減により求めることがで
きる。すなわち、強度最大波長が長波長側に変動する
と、図５４（ａ）に示すように主信号光波長λ2のモニ
タ成分強度Ｉ（λ2）が減小し、モニタ光波長λ3のモニ
タ成分強度Ｉ（λ3）が増加する。又、強度最大波長
λmが更に長波長側に変動して波長λ3より大きくなる
と、図５４（ｂ）に示すようにＩ（λ2）、Ｉ（λ3）は
共に減小する。一方、強度最大波長が短波長側に変動
すると、図５４（ｄ）に示すようにモニタ光波長λ2の
モニタ成分強度Ｉ（λ2）が増加し、主信号光波長λ3の
モニタ成分強度Ｉ（λ3）が減小する。又、強度最大波
長λmが更に短波長側に変動して波長λ2より小さくなる
と、図５４（ｅ）に示すようにＩ（λ2）、Ｉ（λ3）は
共に減小する。
【００９０】・強度最大波長が長波長側に変動する場合
の制御 図４１の光伝送システムにおいて、システム運用開始前
に、モニタ成分強度が最大になる波長λmを挟む２つの
光源波長λ2,λ3（λ2＜λ3）を求め、モニタ成分強度
が大きい波長λ2の光を主信号光、波長λ3の光をモニタ
光とする。そして、システム運用中、強度最大波長が長
波長側に変動してＩ（λ2）＝Ｉ（λ3）となれば波長λ
3のモニタ光を主信号光に、波長λ2の主信号光をモニタ
光に切り替える。強度最大波長が更に長波長側に変動し
て、Ｉ（λ2）、Ｉ（λ3）が共に減小すれば(図５４
（ｂ））、波長λ2に替えて波長λ4の光をモニタ光にす
る（図５４（ｃ）参照）。
【００９１】・強度最大波長が短波長側に変動する場合
の制御 図４１の光伝送システムにおいて、モニタ成分強度が最
大になる波長λmを挟む２つの光源波長λ2,λ3（λ2＜
λ3）を求め、モニタ成分強度が大きい波長λ3の光を主
信号光、波長λ2の光をモニタ光とする。そして、シス
テム運用中、強度最大となる波長が短波長側に変動して
Ｉ（λ2）＝Ｉ（λ3）となれば波長λ2のモニタ光を主
信号光に、波長λ3の主信号光をモニタ光に切り替え
る。強度最大波長が更に短波長側に変動して、Ｉ（λ
2）、Ｉ（λ3）が共に減小すれば（図５４（ｅ））、波
長λ3に替えて波長λ1の光をモニタ光にする（図５４
（ｆ）参照）。
【００９２】（ｈ）特定周波数成分強度が最大値を示す
波長を検出して主信号光を制御する第２実施例 上記第１実施例では、特定周波数成分強度が最大値を示
す波長を検出し、該強度最大波長を挟む２つの光源波長
を主信号光、モニタ光として波長分散制御する場合であ
る。ところで、図５５に示すように特定周波数成分強度
が最大値を示す波長λmと最小値を示す零分散波長λの
波長幅をΔλとし、特定周波数成分強度特性をΔλだけ
左へシフトすると点線で示すようになる。このシフトし
た特性では、強度最大波長を示す波長は零分散波長にな
る。また、零分散波長の近傍で特性は２次曲線になるた
め正確な波長分散補償制御ができる。そこで、第２実施
例では特定周波数成分強度が最大値を示す波長を検出
し、光伝送路に零分散波長の光を送出するように制御す
る。
【００９３】図５６は強度最大波長を検出して主信号光
の切替を制御する光伝送システムの構成図であり、図４
１の光伝送システムと同一部分には同一符号を付してい
る。異なる点は、強度最大波長λmと零分散波長の波長
差Δλに応じた波長分散を受信光に付与する分散付与部
４７，４８を、第１、第２の光フィルタ４１，２の出力
側に設けた点である。この分散付与部４７，４８によ
り、主信号光の波長λ2が設定される第１の光フィルタ
４１から出力する光の波長は（λ2＋Δλ）とされ、モ
ニタ光の波長λ3が設定される第２の光フィルタ４２か
ら出力する光の波長は（λ3＋Δλ）とされ、これらの
２つの波長間に強度最大波長λmが存在する。
【００９４】・強度最大波長が長波長側に変動する場合
の制御 システム運用開始前に、モニタ成分強度が最大になる波
長λmを検出し、零分散波長(λm-Δλ)を挟む２つの光
源波長λ2,λ3（λ2＜λ3）を求め、モニタ成分強度が
小さい波長λ2の光を主信号光、波長λ3の光をモニタ光
とする。そして、システム運用中、零分散波長が長波長
側に変動してＩ（λ2+Δλ）＝Ｉ（λ3+Δλ）となれば
波長λ3のモニタ光を主信号光に、波長λ2の主信号光を
モニタ光に切り替える。零分散波長が更に長波長側に変
動して、Ｉ（λ2+Δλ）、Ｉ（λ3+Δλ）が共に減小す
れば、波長λ2に替えて波長λ4の光をモニタ光にする。
【００９５】・強度最大波長が短波長側に変動する場合
の制御 システム運用開始前に、モニタ成分強度が最大になる波
長λmを検出し、零分散波長(λm-Δλ)を挟む２つの光
源波長λ2,λ3（λ2＜λ3）を求め、モニタ成分強度が
小さい波長λ3の光を主信号光、波長λ2の光をモニタ光
とする。そして、システム運用中、零分散波長が短波長
側に変動してＩ（λ2+Δλ）＝Ｉ（λ3+Δλ）となれば
波長λ2のモニタ光を主信号光に、波長λ3の主信号光を
モニタ光に切り替える。零分散波長が更に短波長側に変
動して、Ｉ（λ2+Δλ）、Ｉ（λ3+Δλ）が共に減小す
れば、波長λ3に替えて波長λ1の光をモニタ光にする。
図５７は強度最大波長を検出して主信号光の切替を制御
する光伝送システムの別の構成図であり、図５６の光伝
送システムと同一部分には同一符号を付している。異な
る点は、40GHz信号発生部４６を削除し、バンドパスフ
ィルタ４３ｂより40GHz信号を受信機２０に入力してい
る点である。
【００９６】（ｉ）特定周波数成分強度が最小値を示す
波長を検出し、特定周波数成分強度が最大となる主信号
光を光伝送路に送出する実施例 図５３の実施例では、特定周波数成分強度が最大になる
波長λmを検出し、特定周波数成分強度が最大となる光
源波長を有する光を主信号光として光伝送路に送出する
場合である。ところで、図５８に示すように特定周波数
成分強度が最大値を示す波長λmと最小値を示す零分散
波長の波長幅をΔλとし、特定周波数成分強度特性をΔ
λ右にシフトすると点線で示すようになる。このシフト
した特性では、零分散波長はシフト前の強度最大波長に
なる。そこで、本実施例では特定周波数成分強度が最小
値を示す零分散波長を検出し、光伝送路に強度最大波長
λmの光を送出するように制御する。この実施例の光伝
送システムとしては図５６に示す構成を採用できる。た
だし、分散付与部４７，４８は光フィルタ４１、４２の
出力光に−Δλに応じた負の波長分散を受信光に付与す
る。このため、第１の光フィルタ４１から出力する主信
号光の波長λ2は（λ2−Δλ）とされ、第２の光フィル
タ４２から出力するモニタ光の波長λ3は（λ3−Δλ）
とされ、これらの２つの波長間に零分散波長が存在す
る。
【００９７】・零分散波長が長波長側に変動する場合の
制御 システム運用開始前に、モニタ成分強度が最小になる零
分散波長λを検出し、強度最大波長(λ＋Δλ)を挟む２
つの光源波長λ2,λ3（λ2＜λ3）を求め、モニタ成分
強度が大きい波長λ2の光を主信号光、波長λ3の光をモ
ニタ光とする。そして、システム運用中、強度最大波長
が長波長側に変動してＩ（λ2-Δλ）＝Ｉ（λ3-Δλ）
となれば波長λ3のモニタ光を主信号光に、波長λ2の主
信号光をモニタ光に切り替える。零分散波長が更に長波
長側に変動して、Ｉ（λ2-Δλ）、Ｉ（λ3-Δλ）が共
に増加すれば、光源波長λ2に替えて光源波長λ4の光を
モニタ光にする。
【００９８】・強度最大波長が短波長側に変動する場合
の制御 システム運用開始前に、モニタ成分強度が最小になる零
分散波長λを検出し、強度最大波長(λ+Δλ)を挟む２
つの光源波長λ2,λ3（λ2＜λ3）を求め、モニタ成分
強度が大きい波長λ3の光を主信号光、波長λ2の光をモ
ニタ光とする。そして、システム運用中、強度最大波長
が短波長側に変動してＩ（λ2-Δλ）＝Ｉ（λ3-Δλ）
となれば波長λ2のモニタ光を主信号光に、波長λ3の主
信号光をモニタ光に切り替える。強度最大波長が更に短
波長側に変動して、Ｉ（λ2-Δλ）、Ｉ（λ3-Δλ）が
共に増加すれば、波長λ3に替えて波長λ1の光をモニタ
光にする。
【００９９】（ｊ）モニタ光として２波を用いる場合の
実施例 以上では、主信号光とモニタ光の２波用いて零分散波長
を検出し、かつ、主信号光、モニタ光の切替制御する場
合であるが、本実施例では主信号光と２つのモニタ光の
３波を用いて零分散波長の検出及び主信号光、モニタ光
の切替制御をする。図５９は３波を用いる場合の零分散
波長の検出及び主信号光、モニタ光の切替制御の原理説
明図である。主信号光と２つのモニタ光の３波の波長を
λ1,λ2,λ3(λ1<λ2<λ3)とする。 零分散波長λが長波長側に移動してλ>λ3となれば
（図５９（ａ））、モニタ光の波長をλ1からλ4に切り
替える。 また、零分散波長λが、 λ2<λ<λ3の範囲に存在し
(図５９（ｂ））、零分散波長λが(λ3-λ2)/2になれば
モニタ光を主信号光に、主信号光をモニタ光に切り替え
る。たとえば、零分散波長λが長波長側に移動して(λ3
-λ2)/2になれば波長λ3のモニタ光を主信号光に、波長
λ2の主信号光をモニタ光に切り替える。零分散波長λ
が短波波長側に移動して(λ3-λ2)/2になれば波長λ2の
モニタ光を主信号光に、波長λ3の主信号光をモニタ光
に切り替える。
【０１００】同様に、零分散波長λが、 λ1<λ<λ2
の範囲に存在し(図５９（ｃ））、零分散波長λが(λ2-
λ1)/2になればモニタ光を主信号光に、主信号光をモニ
タ光に切り替える。たとえば、零分散波長λが長波長側
に移動して(λ2-λ1)/2になれば波長λ2のモニタ光を主
信号光に、波長λ1の主信号光をモニタ光に切り替え
る。零分散波長λが短波波長側に移動して(λ2-λ1)/2
になれば波長λ1のモニタ光を主信号光に、波長λ2の主
信号光をモニタ光に切り替える。 また、零分散波長λが短波長側に移動してλ<λ1とな
れば（図５９（ｄ））、モニタ光の波長をλ4からλ1に
切り替える。
【０１０１】図６０は主信号光と２つのモニタ光の３波
を用いて波長分散補償する光伝送システムの構成図であ
り、図４１の光伝送システムと同一部分には同一符号を
付している。異なる点は、 ３つの光減衰器を開いて隣接する３つの光源より主信
号光、２つのモニタ光を合波して光伝送路に送出する
点、 第３の光フィルタ６１を設け、該光フィルタの中心波
長として第２のモニタ光の波長を設定する点、 第３の分散モニタ部６２を設け、第２のモニタ光に含
まれる40GHz成分強度を測定する点、 分散補償制御部４５は、主信号光、第１、第２のモニ
タ光の３波に含まれる40GHz成分強度に基づいて主信号
光の切替制御、モニタ光の切替制御を行う点、である。
【０１０２】図６１は３波を用いる場合におけるシステ
ム運用開始前の波長分散補償処理（初期設定）のフロー
である。システム運用開始前、出力波長制御部１３は光
減衰器１４1〜１４nの順番で開閉を行う。又、分散補償
制御部４５は該開閉と連動させながら第１の光フィルタ
４１の波長を制御し、かつ、パワーメータ４３ｄの測定
値である40GHz成分強度を読み込む（ステップ３０
１）。分散補償制御部４５はこの測定値を用いて40GHz
成分強度特性をプロットする（ステップ３０２）。分散
補償制御部４５は、40GHz成分強度が最小になる零分散
波長λを挟む2つの光源波長λ2,λ3及び40GHz成分強度
が小さい波長λ1を求め、これら3つの波長λ1〜λ3の40
GHz成分強度を読み込み、読み込んだ3つの40GHz成分強
度の大小関係を判別する（ステップ３０３）。ついで、
出力波長制御部１３は分散補償制御部４５からの指示に
従って、40GHz成分強度が最小の波長（λ2)と２番目に
小さい波長(λ3)に対応する２つの光減衰器を開き、第
１光フィルタ４１の中心波長として最小値の波長λ2を
設定し、第２光フィルタ４２の中心波長として２番目に
小さい波長λ3を設定する(ステップ３０４）。波長λ1
に対応する光減衰器を開き、第３の光フィルタ４３の中
心波長として波長λ1を設定する(ステップ３０５）。
【０１０３】図６２は３波を用いる場合におけるシステ
ム運用開始後の波長分散補償処理のフローである。シス
テム運用に先立って、分散補償制御部４５は40GHz成分
強度特性より、主信号光を切り替えるための40GHz成分
強度比I(λ2)：I(λ3)を求める(ステップ３１１）。強
度比は1:1.6であるとする。ついで、分散補償制御部４
５はパワーメータ４３ｄ、４４ｄ，６２ｄより波長λ1,
λ2,λ3の40GHz成分強度I(λ1)，I(λ2)，I(λ3)を読み
込み(ステップ３１２）、その大小を比較し零分散波長
が移動していることを認識する（ステップ３１３）。零
分散波長λが長波長側に移動してI(λ1)>I(λ2)>I(λ3)
となれば、λ＞λ3となる(図５９（ａ）、ステップ３１
４）。かかる場合には、モニタ光を光源波長λ1の光か
ら光源波長λ4の光に切り替える(ステップ３１５）。以
後、ステップ３１２以降の処理を繰り返す。モニター光
の切替に際して、光減衰器１４4を開き、光減衰器１４1
を閉じ、第２光フィルタ４２の中心波長として波長λ4
を設定する。
【０１０４】零分散波長λが短波長側に移動してI(λ1)
<I(λ2)<I(λ3)となれば、λ＜λ1となる(図５９
（ｄ）、ステップ３１６）。かかる場合には、モニタ光
を光源波長λ4の光から光源波長λ1の光に切り替える
(ステップ３１７）。以後、ステップ３１２以降の処理
を繰り返す。モニター光の切替に際して、光減衰器１４
4を開き、光減衰器１４1を閉じ、第２光フィルタ４２の
中心波長として波長λ4を設定する。一方、I(λ1)＞I
(λ3)≧I(λ2)となれば(図５９（ｂ）参照）、零分散波
長λは、λ２＜λ＜λ３となる（ステップ３１８）。零
分散波長λがλ2,λ3の間にあれば、Ｉ(λ2)を1.6倍し
て補正し(I(λ2)×1.6→I(λ2))、補正後のI(λ2)とI
(λ3)の大小を比較する(ステップ３１９）。
【０１０５】I(λ3)≠I(λ2)であれば、ステップ２１２
以降の処理を繰り返し、I(λ2)＝I(λ3)であれば（ステ
ップ３２０）、主信号光の切り替えを行う。すなわち、
モニター光を主信号光に、主信号光をモニター光に切り
替える。切り替え手順は後述する。又、I(λ2)≦I(λ1)
＜Ｉ(λ3)となれば(図５９（ｃ）参照）、零分散波長λ
は、λ１＜λ＜λ２となる（ステップ３２１）。零分散
波長λがλ1,λ2の間にあれば、Ｉ(λ1)を1.6倍して補
正し(I(λ1)×1.6→I(λ1))、補正後のI(λ1)とI(λ2)
の大小を比較する(ステップ３２２）。I(λ2)≠I(λ1)
であれば、ステップ３１２以降の処理を繰り返し、I(λ
2)＝I(λ1)であれば（ステップ３２３）、主信号光の切
り替えを行う。すなわち、波長λ2のモニター光を主信
号光に、波長λ1の主信号光をモニター光に切り替え
る。以上は零分散波長が長波長側に移動した場合である
が、短波長側に移動する場合同様に主信号光の切替、モ
ニタ光の切替を行うことができる。
【０１０６】図６３は３波を用いる場合における主信号
光切替制御の処理フロー、図６４は主信号光の切替制御
説明図である。I(λ2)＝I(λ3)となれば（図６２のステ
ップ３２０）、波長λ3のモニター光を主信号光に、波
長λ2の主信号光をモニター光に切り替える。まず、光
減衰器１４3，１４1を閉じる（ステップ３３１、図６４
の状態ａ）。ついで、第１光フィル４１の中心波長を長
波長側にシフトし、フィルタ幅Ｗ内に波長λ2,λ3が入
るように制御する（ステップ３３２、状態ｂ，ｃ）。状
態ｃにおいて、光減衰器１４3を徐々に開き、光減衰器
１４2を徐々に閉じる（ステップ２３３〜２３５、状態
ｄ〜ｆ）。そして、光減衰器１４2が完全に閉じれば
（状態ｇ）、第１光フィルタ４１の中心波長をλ3にシ
フトし(ステップ３３６、状態ｈ）、これにより、主信
号光の切り替えが完了する（ステップ３３７）。最後
に、光減衰器１４1，１４2を開き、かつ、第２光フィル
４２の中心波長としてλ2を設定する(ステップ３３８、
状態ｉ）。以上により光のパワーを一定に維持しながら
主信号光の切り替えができる。
【０１０７】（ｋ）波長多重する実施例 (K-1) 波長多重の第１実施例 図６５は波長多重光伝送システムに波長分散補償機能を
持たせた構成図である。図中、７１ａ〜７１ｎは複数の
データ送信部、７２は各送信部から出力する波長の異な
る光を合波して光伝送路３０に送出する合波器、７３は
光伝送路から受信した光を波長毎に分波する分波器、７
４ａ〜７４ｎは各波長の光よりデータを識別する受信
部、７５は多重された波長毎の分散補償制御を個別に行
う分散補償制御部、７６は分散モニタ信号送信部、７７
は分散モニタ信号受信部、７８はモニタ結果に基づいて
各送信部７１ａ〜７１ｎの主信号光及びモニタ光の切替
制御を行う出力波長制御部である。各送信部７１ａ〜７
１ｎは、それぞれ異なる波長λa1〜λan,λb1〜λbn,・・
・λn1〜λnn,の光を発生する複数の光源ＬＴ、複数の光
源から発生する光のうち所定の波長λA,λB,・・・λNの光
を主信号光とし、波長λMA,λMB,・・・λMNの光をモニタ
光として光伝送路に出力する光減衰器ＡＴＴ、主信号光
とモニタ光を合波する合波器ＡＷＧ、40Gb/sのデータに
より光を変調する外部変調器ＥＭＤを備えている。
【０１０８】各受信部７４ａ〜７４ｎは、基準波長（た
とえば零分散波長）と対応する送信部７１ａ〜７１ｎの
所定光源波長との波長差Δλ1〜Δλnにより生じる分散
Δｄ 1〜Δｄnを補償する分散補償器９１ａ〜９１ｎ、分
散補償された主信号光の波長を中心波長として設定され
る第１の光フィルタ９２ａ〜９２ｎ、分散補償されたモ
ニタ光の波長を中心波長として設定される第２の光フィ
ルタ９３ａ〜９３ｎ、分散補償された主信号光に含まれ
る特定周波数成分強度（40Ghz成分強度)を検出して出力
する第１の波長分散モニタ部９４ａ〜９４ｎ、分散補償
されたモニタ光に含まれる特定周波数成分強度（40Ghz
成分強度)を検出して出力する第２の波長分散モニタ部
９５ａ〜９５ｎ、40Gb/s受信機９６ａ〜９６ｎを備えて
いる。分散補償制御部７５は、(1)多重された波長毎に
個別に分散補償制御を行い、(2)制御結果に基づいて出
力波長制御部７８に各送信部の主信号光の切替、モニタ
光の切替を指示し、かつ、各受信部における第１、第２
の光フィルタの中心波長を変更する。出力波長制御部７
８は分散補償制御部７５からの指示に従って、図６６に
示すように送信部毎に別個に主信号光及びモニタ光の切
替を行う。尚、分散補償制御部７５による分散補償制御
は、図４１〜図５１で説明した方法に従って行われる。
【０１０９】以上要約すれば、各送信部７１ａ〜７１ｎ
は、複数の光源から発生する光のうち所定の波長を有す
る光を主信号光として光伝送路に出力すると共に、光伝
送路３０の波長分散に対して伝送特性が最適になる波長
を検出するために、主信号光の光源に隣接する光源から
発生する光をモニタ光として主信号光に合波する。各受
信部７４ａ〜７４ｎは、基準波長（たとえば零分散波
長）と所定の光源波長との波長差により発生する分散を
補償する分散補償器９１ａ〜９１ｎを備える。分散補償
制御部７５は該分散補償器から出力する主信号光とモニ
タ光に含まれる特定周波数成分強度の比が所定値になっ
たことを検出して出力波長制御部７８に主信号光、モニ
タ光の切替を指示する。以上により、波長多重光伝送シ
ステムにおいて、多重した波長毎に分散補償機能を持た
せることができる。
【０１１０】図６５では主信号光とモニタ光の２波を用
いて波長毎の分散補償制御を行った例であるが、主信号
光と２つのモニタ光の３波を用いて波長毎の分散補償制
御することもできる。すなわち、各送信部７１ａ〜７１
ｎは、複数の光源から発生する光のうち所定の波長を有
する光を主信号光として光伝送路に出力すると共に光伝
送路３０の波長分散に対して伝送特性が最適になる波長
を検出するために、主信号光の光源に隣接する２つの光
源から発生する光をモニタ光として主信号光に合波す
る。各受信部７４ａ〜７４ｎは、基準波長（たとえば零
分散波長）と所定の光源波長との波長差により発生する
分散を補償する分散補償器を備える。分散補償制御部７
５は該分散補償器から出力する主信号光、２つのモニタ
光に含まれる特定周波数成分強度を比較し、比較結果に
より最適波長が含まれる波長範囲を検出し、最適波長を
挟んだ２波長の強度比が所定値になったことで主信号
光、モニタ光の切替を出力波長制御部７８に指示する。
このようにしても波長多重光伝送システムにおいて、多
重した波長毎に波長分散補償機能を持たせることができ
る。
【０１１１】(K-2) 波長多重の第２実施例 図６７は４波多重伝送する第２実施例の光伝送システム
の構成図であり、１つに集約された送信部７１、多重さ
れた波長毎に設けられ、各波長光よりデータを識別する
受信部７４ａ〜７４ｄを備えている。又、光伝送路３か
ら受信した光を波長毎に分波する分波器７３、各多重波
長に共通に設けられた１つのモニタ部７５、分散モニタ
信号（モニタ結果）を送信する分散モニタ信号送信部７
６を有している。送信部７１は、異なる波長λ1〜λnの
光を発生する複数の光源１１1〜１１ｎ、複数の光源か
ら発生する光のうちｎ個（たとえば４個）の光を主信号
光（１個はモニタ光と兼用）として出力する光減衰器１
４1〜１４n、４個の主信号光を合波すると共に各主信号
光を分波する合分波器１８、合分波器１８より出力する
主信号光を40Gb/sのデータでオン/オフして変調する外
部変調器１２ｂ1〜１２ｂ4、各外部変調器から出力する
光を合波して光伝送路３０に送出する合波器１９を備え
ている。又、送信部７１は、分散モニタ信号送信部７６
から送られてくるモニタ結果を受信する分散モニタ信号
受信部７７、モニタ結果に基づいて４つの主信号光（モ
ニタ光）の切替制御を行う出力波長制御部７８を備えて
いる。
【０１１２】各受信部７４ａ〜７４ｄは零分散波長と４
個の光源から発生する主信号光の波長λ2〜λ5との波長
差Δｄ1〜Δｄ4に応じた分散を補償する分散補償器７４
ａ1〜７４ｄ1、分散補償された主信号光の波長λ2〜λ5
を中心周波数として設定される光フィルタ７４ａ2〜７
４ｄ2、40Gb/s受信機７４ａ3〜７４ｄ3を備えている。
モニタ部７５は、たとえば波長λ5の光を主信号光、波
長λ4の光をモニタ光として分散補償制御を行うもの
で、光フィルタ７５ａ、第１、第２の波長分散モニタ部
７５ｂ，７５ｃ、分散制御部７５ｄを有している。光フ
ィルタ７５ａの中心周波数として、分散補償された後の
モニタ光の波長λ4が設定される。第１の波長分散モニ
タ部７５ｂは、分散補償された主信号光に含まれる40Gh
z成分強度を検出して出力し、第２の波長分散モニタ部
７５ｃは、分散補償されたモニタ光に含まれる40Ghz成
分強度を検出して出力する。分散補償制御部７５ｄは、
主信号光とモニタ光にそれぞれ含まれる40Ghz成分強度
を用いて分散補償制御を行い、制御結果に基づいて出力
波長制御部７８に主信号光（モニタ光）の切替を指示
し、又、各受信部における光フィルタ７４ａ2〜７４ｄ2
及びモニタ部の光フィルタ７５ａの中心波長を変更す
る。尚、分散補償制御部７５ｄは、図４１〜図５１で説
明した方法に従って分散補償制御を行う。
【０１１３】出力波長制御部７８は分散補償制御部７５
ｄからの指示に従って、図６８に示すように４個の全主
信号光の波長をが短波長側あるいは長波長側に１個づつ
１波長間隔分シフトして主信号光及びモニタ光の切替を
行う。以上のようにすれば、モニタ専用の光源を追加す
ることなく分散補償制御ができる。尚、分散補償制御は
任意の隣接する２つの光をモニタ光、主信号光として分
散補償制御することができる。
【０１１４】(K-3) 第２実施例の第１変形例 図６７において、分波器７３は受信部７４ｄに波長λ5
の主信号光のみを分波した。しかし、分波器７３より受
信部７４ｄへモニタ光、主信号光の両方を分波するよう
にもできる。かかる場合には、光伝送システムを図６９
に示すように構成できる。
【０１１５】(K-4) 第２実施例の第２変形例 図６７では、主信号光とモニタ光の２波を用いて分散補
償制御する場合であるが、主信号光と２つのモニタ光の
３波を用いて分散補償制御することもできる。この場
合、モニタ部７５は隣接する３つの光源からの光を主信
号光、２つのモニタ光として用いる。すなわち、モニタ
部７５は、隣接する３つの分散補償器から出力する光に
含まれる特定周波数成分強度を比較することにより最適
波長が含まれる波長範囲を検出し、最適波長を挟んだ２
波長の強度比が設定値になったことで主信号光の切替時
期を検出する。又、出力波長制御部７８はモニタ部から
の切替指示により、４個の全主信号光が短波長側あるい
は長波長側に１波長間隔分シフトするように主信号光を
切り替える。
【０１１６】(K-5) 第２実施例の第３変形例 波長多重の第２実施例では、隣接する４つの光源から発
生する光を４つの主信号光として使用しているが、１つ
おきに４つの光源から発生する光を４つの主信号光とし
て使用することができる（図７０参照、斜線部の光源か
らの光を出力）。このようにすれば、図７１に示すよう
に４個の全主信号光を短波長側あるいは長波長側の隣の
未使用波長へ一括してシフトして全主信号光を切り替え
ることが可能になる。第３変形例では、信号伝送に使用
していない波長へ切替を行うため、切替制御が容易にな
る。
【０１１７】(k-6) 波長多重の第３実施例 図７２は送信部の光源として波長可変光源を用いた場合
の第３実施例の光伝送システムの構成図である。図中、
７１ａ〜７１ｎは複数のデータ送信部、７２は各送信部
から出力する波長の異なる光を合波して光伝送路３０に
送出する合波器、７３は光伝送路から受信した光を波長
毎に分波する分波器、７４ａ〜７４ｎは各波長の光より
データを識別する受信部、７５は多重された波長毎の分
散補償制御を個別に行う分散補償制御部、７６は分散モ
ニタ信号送信部、７７は分散モニタ信号受信部、７８は
モニタ結果に基づいて各送信部７１ａ〜７１から出力す
る光の波長を制御する出力波長制御部である。各送信部
７１ａ〜７１ｎは、波長可変の光を出力する波長可変光
源ＷＶＬと40Gb/sのデータにより光を変調する外部変調
器ＥＭＤを備えている。
【０１１８】各受信部７４ａ〜７４ｎは、基準波長（た
とえば零分散波長）と対応する送信部７１ａ〜７１ｎの
波長可変光源ＷＶＬから出力する光の波長λA〜λNとの
波長差Δλ1〜Δλnにより生じる分散Δｄ1〜Δｄnを補
償する分散補償器９１ａ〜９１ｎ、分散補償された光の
波長λA〜λNを中心波長として設定される光フィルタ９
２ａ〜９２ｎ、分散補償された光に含まれる特定周波数
成分強度（40Ghz成分強度)を検出して出力する波長分散
モニタ部９４ａ〜９４ｎ、40Gb/s受信機９６ａ〜９６ｎ
を備えている。波長分散モニタ部９４ａ〜９４ｎは、フ
ォトダイオード（ＰＤ）、バンドパスフィルタ（ＢＰ
Ｆ）、アンプ、パワーメータで構成されている。
【０１１９】分散補償制御部７５は、(1)多重された波
長λA〜λN毎に個別に分散補償制御を行い、 (2)制御結
果に基づいて出力波長制御部７８に各送信部７１ａ〜７
１ｎから出力する光の波長を指示し、かつ、各受信部に
おける光フィルタ９２ａ〜９２ｎの中心波長を変更す
る。例えば、分散補償制御部７５は出力波長制御部７８
を介して、送信部毎に個別に、波長可変光源ＷＶＬから
出力する光の波長を変えて受信光のベースバンドスペク
トラム信号に含まれる特定周波数成分強度が最小となる
最適波長を検出し、該最適波長の光を出力するよう出力
波長制御部７８に波長切替えを指示する。出力波長制御
部７８は分散補償制御部７５からの指示に従って送信部
毎に個別に波長可変光源ＷＶＬから出力する光の波長を
制御する。以上では、各受信部７４ａ〜７４ｎに波長分
散モニタ部９４ａ〜９４ｎを設け、分散制御部７５が各
送信部７１ａ〜７１ｎの波長を個別に制御した場合であ
るが、波長分散モニタ部を１つの受信部にのみ設け、各
送信部７１ａ〜７１ｎの波長を共通に制御するように構
成することもできる。図７３はかかる変形例の光伝送シ
ステムの構成図であり、受信部７４ｎにのみ波長分散モ
ニタ部９４ｎが設けられている。
【０１２０】分散補償制御部７５は、出力波長制御部７
８を介して、送信部７１ｎの波長可変光源ＷＶＬから出
力する光の波長を変えて受信光のベースバンドスペクト
ラム信号に含まれる特定周波数成分強度が最小となる最
適波長を検出し、それまでの最適波長との差Δλを計算
し、各送信部７１ａ〜７１ｎから出力する光の波長をΔ
λだけ変更するように出力波長制御部７８に指示する。
出力波長制御部７８は分散補償制御部７５からの指示に
従って各送信部の波長可変光源ＷＶＬから出力する光の
波長がΔλ変化するように制御する。以上、本発明を実
施例により説明したが、本発明は請求の範囲に記載した
本発明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明は
これらを排除するものではない。
【０１２１】
【発明の効果】以上本発明によれば、波長可変レーザを
用いなくても、光伝送路の波長分散に対して伝送特性が
最適になる波長の光を光伝送路に出力して分散補償する
ことができる。本発明によれば、半導体アレイレーザや
複数の単体の半導体レーザのように、波長の異なる複数
の光源を用いても波長切替時に信号遮断が生じないよう
にすることができる。本発明によれば、合波器、アレイ
導波路格子（ＡＷＧ），スターカプラ、波長可変フィル
タあるいは光減衰器などを用いて簡単に光伝送路に出力
する光の波長を変更して分散補償することができる。
【０１２２】本発明によれば、波長の異なる複数の光源
を用いる場合であっても、零分散波長を検出して精度良
く伝送路の分散補償ができる。本発明によれば、波長の
異なる複数の光源を用いる場合であっても、零分散波長
が隣接光源波長の中間値になったとき、光伝送路に出力
する光の光源を切り替えるようにしたから、波長切替前
後の信号遅延を零あるいは小さくでき、信号劣化を防止
することができる。本発明によれば、出力光の波長を微
小振動することにより零分散波長を求めて経年変化によ
る波長分散補償を行うことができる。、本発明によれ
ば、主信号光にモニター光を合波することにより、零分
散波長が長波長方向あるいは短波長方向に変動したか、
及び零分散波長が隣接光源波長の中間波長になったかを
容易に検出することができる。
【０１２３】本発明によれば、モニタ光の波長を主信号
光の波長から充分離すようにしたから、四光波混合(fou
r-wave mixing)が発生しないようにできる。本発明によ
れば、主信号光にモニター光を合波して送信する場合、
主信号光とモニター光間の偏波を直交させるため、零分
散波長の変動方向などの検出精度を向上することができ
る。本発明によれば、主信号光と２つのモニタ光の３波
を用いて分散補償制御をするようにしたから、各波長の
特定成分強度の増減を常にモニタする必要がなく、ある
時間における３波の特定成分強度の絶対値を比較するだ
けで良く、分散補償制御を容易に行うことができる。本
発明によれば、特定周波数成分強度特性がNRZ変調方
式、OTDM変調方式、RZ変調方式などの光変調方式により
異なる場合でも、NRZ変調方式では、特定周波数成分強
度特性のピークの麓の最小部分を検出することで、OTDM
変調方式では２つのピーク間の谷部分を検出すること
で、RZ変調方式では最大値を検出することで、分散補償
制御をおこなうことができる。本発明によれば、波長多
重伝送に際して分散補償制御ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の原理図説明図である。
【図２】本発明の第２の原理図説明図である。
【図３】本発明の第３の原理図説明図である。
【図４】波長と遅延時間の関係図である。
【図５】光源切替方法説明図である。
【図６】光源波長切替時のレーザ注入電流制御法説明図
である。
【図７】光源最大波長間隔と分散補償量精度の関係図で
ある。
【図８】複数の光源を持つ光送信機の第１の構成例（光
源として半導体レーザを備え、合波にアレイ導波路格子
を使用）である。
【図９】複数の光源を持つ光送信機の第２の構成例（光
源として半導体レーザを備え、合波にスターカプラを使
用）である。
【図１０】複数の光源を持つ光送信機の第３の構成例
（光源として半導体レーザを備え、変調器にMI-DFB-LD
型を使用）である。
【図１１】複数の光源を持つ光送信機の第４の構成例
（光源として半導体アレイレーザを備え、合波にアレイ
導波路格子を使用）である。
【図１２】複数の光源を持つ光送信機の第５の構成例
（光源として半導体アレイレーザを備え、合波にスター
カプラを使用）である。
【図１３】最適波長が既知の場合において分散補償する
実施例である。
【図１４】最適波長が既知の場合において分散補償する
実施例の変形例（多中継伝送）である。
【図１５】最適波長が未知の場合において分散補償する
実施例である。
【図１６】分散モニタ信号のフィードバック構成図であ
る。
【図１７】最適波長が未知の場合において波長変化が小
さい場合に分散補償する実施例の変形例（伝送路がＳＭ
Ｆの場合）である。
【図１８】最適波長が未知の場合において波長変化が小
さい場合に分散補償する別の実施例（光減衰器使用）で
ある。
【図１９】最適波長が未知の場合において波長変化が小
さい場合に分散補償する別の実施例（波長可変フィルタ
使用）である。
【図２０】波長可変フィルタの構成図である。
【図２１】波長可変フィルタのチューニング特性図であ
る。
【図２２】最適波長が未知の場合において波長変化が大
きい場合に分散補償する実施例（波長振動）である。
【図２３】ＡＴＣ回路である。
【図２４】波長とモニタ成分強度の関係図である。
【図２５】最適波長が未知の場合において波長変化が大
きい場合に分散補償する別の実施例（波長振動、光減衰
器使用）である。
【図２６】最適波長が未知の場合において波長変化が大
きい場合に分散補償する別の実施例（波長振動、波長可
変フィルタ使用）である。
【図２７】零分散波長の変動方向などの検出原理説明図
である。
【図２８】最適波長が未知の場合において波長変化が大
きい場合に分散補償する実施例（モニタ光使用）であ
る。
【図２９】システム運用時の波長分散補償処理フローで
ある。
【図３０】長波長側への波長切替制御説明図である。
【図３１】短波長側への波長切替制御説明図である。
【図３２】フィルタ幅範囲説明図である。
【図３３】モニタ光と主信号光の波長関係説明図であ
る。
【図３４】パルス間隔から波長分散量を算出する波長分
散モニター部を用いた実施例である。
【図３５】波長分散量を算出する原理説明図である。
【図３６】パルス間隔から波長分散量を算出する波長分
散モニター部を用いた実施例の変形例である。
【図３７】最適波長が未知の場合において波長変化が大
きい場合に分散補償する実施例（モニタ光使用、光減衰
器使用）である。
【図３８】最適波長が未知の場合において波長変化が大
きい場合に分散補償する実施例（モニタ光使用、波長可
変フィルタ使用）である。
【図３９】主信号光とモニタ光を直交させる実施例であ
る。
【図４０】波長切替えポイント検出説明図である。
【図４１】光伝送システムの構成図である。
【図４２】波長分散補償処理フロー（初期設定）であ
る。
【図４３】零分散波長が長波長側へ移動している場合の
分散補償処理の説明図である。
【図４４】零分散波長が長波長側へ移動する場合におけ
る波長分散補償処理フロー（モニタ光切替、主波長切替
指示）である。
【図４５】零分散波長が長波長側へ移動する場合の波長
分散補償処理フロー（主波長切替制御）である。
【図４６】主信号光の切替制御説明図である。
【図４７】最適波長検出に２波用いた場合の実験結果で
ある。
【図４８】零分散波長が短波長側へ移動する場合におけ
る波長分散補償処理フロー（モニタ光切替、主波長切替
指示）である。
【図４９】零分散波長が短波長側へ移動する場合におけ
る説明図である。
【図５０】零分散波長が短波長側へ移動する場合におけ
る波長分散補償処理フロー（主波長切替制御）である。
【図５１】主信号光の切替制御説明図である。
【図５２】各変調での成分強度特性図である。
【図５３】特定周波数成分強度が最大値を示すように主
信号光を制御する実施例の説明図である。
【図５４】強度最大波長の変動方向説明図である。
【図５５】強度成分の山を使う２波長用いる場合の原理
説明図である。
【図５６】強度最大波長を検出して主信号光の切替を制
御する光伝送システムの構成図である。
【図５７】強度最大波長を検出して主信号光の切替を制
御する光伝送システムの変形例である。
【図５８】特定周波数成分強度が最小値を示す波長を検
出し、特定周波数成分強度が最大となる主信号光を光伝
送路に送出する場合の説明図である。
【図５９】最適波長検出に３波用いる場合の説明図であ
る。
【図６０】主信号光と２つのモニタ光の３波を用いて波
長分散補償する光伝送システムの構成図である。
【図６１】３波用いる場合の波長分散補償処理フロー
（初期設定）である。
【図６２】３波用いる場合における波長分散補償処理フ
ロー（モニタ光切替、主波長切替指示）である。
【図６３】３波を用いる場合の波長分散処理フロー（主
波長切替制御）である。
【図６４】主信号光切替制御説明図である。
【図６５】波長多重光伝送システムの構成図（ｎ波長多
重）である。
【図６６】波長多重した場合の説明図である。
【図６７】４波多重する場合の構成図である。
【図６８】４波多重する場合の説明図である。
【図６９】４波多重する場合の構成図である。
【図７０】４波多重する場合の構成図である。
【図７１】４波多重の説明図である。
【図７２】送信部の光源として波長可変光源を用いた第
３実施例の光伝送システムの構成図である。
【図７３】第３実施例の変形例である。
【図７４】40 Gb/sOTDM(光時分割多重)1.3μm零分散SMF
50km伝送実験による分散補償量とパワーペナルティの
関係及び測定系の説明図である。
【図７５】波長分散特性図である。
【図７６】NRZ信号での40GHz成分強度とアイ開口度のシ
ミュレーション結果を示す図である。
【図７７】40Gb/s NRZ信号での波長対40GHz成分強度の
温度特性(実験値)である。
【符号の説明】
１０・・光送信機 １１1〜１１n・・光源 １２・・光出力部 １３・・出力波長制御部 １４・・波長微小振動部 １５・・モニター光合波制御部 ２０・・光受信機 ３０・・光伝送路 ４０・・最適波長検出部 ５０・・光伝送路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大井 寛己 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 近間 輝美 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 5K002 AA01 BA05 CA01 CA09 CA10 DA02 FA01

Claims (65)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 波長分散補償機能を備えた光送信機にお
    いて、 それぞれ異なる波長の光を出力する複数の光源、 前記複数の光源から出力する光のうち、光伝送路の波長
    分散に対して伝送特性が最適になる波長を有する光を該
    光伝送路に出力する手段、 を備えたことを特徴とする光送信機。
  2. 【請求項２】 前記複数の光源として半導体アレイレー
    ザを用いることを特徴とする請求項１記載の光送信機。
  3. 【請求項３】 前記複数の光源として複数の単体の半導
    体レーザを用いることを特徴とする請求項１記載の光送
    信機。
  4. 【請求項４】 前記光出力手段は、前記複数の光源から
    出力する光のうち、光伝送路の波長分散値が零になる零
    分散波長に最近の波長を有する光を光伝送路に出力する
    ことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項
    ３記載の光送信機。
  5. 【請求項５】 波長分散補償機能を備えた光送信機にお
    いて、 それぞれ異なる波長の光を出力する複数の光源、 前記複数の光源から出力する光のうち、光伝送路の波長
    分散に対して伝送特性が最適になる波長を有する光を該
    光伝送路に出力する手段、 光源から発生する光を切り替えて光伝送路に出力するこ
    とにより、光伝送路に出力する光の波長を変化する手段
    を備え、 光伝送システムの運用開始前に、光伝送路の波長分散に
    対して伝送特性が最適になる波長を検出するために該光
    伝送路に出力する光の波長を変化し、システム運用中、
    検出された最適波長の光を光伝送路に出力することを特
    徴とする光送信機。
  6. 【請求項６】 光伝送路の波長分散に対して伝送特性が
    最適になる波長を検出する波長検出手段を設け、該波長
    検出手段により検出された最適波長の光を光伝送路に出
    力することを特徴とする請求項１記載の光送信機。
  7. 【請求項７】 前記波長検出手段は、受信したベースバ
    ンドスペクトル信号中の特定周波数成分強度に基づいて
    前記最適波長を検出することを特徴とする請求項６記載
    の送信機。
  8. 【請求項８】 前記特定周波数は、データのビットレー
    ト周波数である請求項７記載の送信機。
  9. 【請求項９】 各光源の後段にそれぞれ配置された光減
    衰器を備え、 前記波長可変手段は、各光減衰器の光減衰量を制御する
    ことにより光伝送路に出力する光の波長を変化すること
    を特徴とする請求項５記載の光送信機。
  10. 【請求項１０】 前記光出力手段は、各光源から発生す
    る光を合波する合波手段、所望の波長を選択して出力す
    る波長可変フィルタを備え、 前記波長可変手段は、該波長可変フィルタを制御するこ
    とにより光伝送路に出力する光の波長を変化することを
    特徴とする請求項５記載の光送信機。
  11. 【請求項１１】 前記最適波長は光伝送路の零分散波長
    であり、システム運用中、前記光出力手段は、前記複数
    の光源から出力する光のうち、零分散波長に最近の波長
    を有する光を光伝送路に出力することを特徴とする請求
    項５記載の光送信機。
  12. 【請求項１２】 波長分散補償機能を備えた光送信機に
    おいて、 それぞれ異なる波長の光を出力する複数の光源、 前記複数の光源から発生する光を切り替えて光伝送路に
    出力する光の波長を変化すると共に、光伝送路の波長分
    散に対して伝送特性が最適になる波長の光を選択して出
    力する光出力手段、 前記光出力手段より出力する光を送信データにより変調
    して光伝送路に送出する変調部を備え、 前記変調部は、受信側の受信ベースバンドスペクトル信
    号に含まれる特定周波数成分強度が零分散波長において
    極値を示すように変調し、 前記光出力手段は、光伝送システムの運用開始前、零分
    散波長あるいは該零分散波長に最近の波長を検出するた
    めに、光伝送路に出力する光の波長を変化し、システム
    運用中、該零分散波長あるいは該零分散波長に最近の波
    長を有する光を主信号光として出力することを特徴とす
    る光送信機。
  13. 【請求項１３】 前記変調部は、零分散波長の光を変調
    した時、受信側の受信ベースバンドスペクトル信号に含
    まれる特定周波数成分強度が最小値となるように変調す
    ることを特徴とする請求項１２記載の光送信機。
  14. 【請求項１４】 前記変調部は、零分散波長の光を変調
    した時、受信側の受信ベースバンドスペクトル信号に含
    まれる特定周波数成分強度が最大値となるように変調す
    ることを特徴とする請求項１２記載の光送信機。
  15. 【請求項１５】 波長分散補償機能を備えた光送信機に
    おいて、 それぞれ異なる波長の光を出力する複数の光源、 前記複数の光源から出力する光のうち、光伝送路の波長
    分散に対して伝送特性が最適になる波長を有する光を該
    光伝送路に出力する手段、 光伝送路の波長分散に対して伝送特性が最適になる波長
    を検出するために、光伝送路に出力する光の波長を変動
    させる手段を備え、 光伝送システムの運用中に検出された前記最適波長の光
    を光伝送路に出力することを特徴とする光送信機。
  16. 【請求項１６】 光源から発生する光を切り替えて光伝
    送路に出力することにより、該光伝送路に出力する光の
    波長を変化する波長可変手段を備え、 光伝送システムの運用開始前に、光伝送路の波長分散に
    対して伝送特性が最適になる波長を決定するために光伝
    送路に出力する光の波長を変化し、システム運用時に該
    最適波長の光を光伝送路に出力すると共に、光の波長を
    変動することを特徴とする請求項１５記載の光送信機。
  17. 【請求項１７】 光伝送路の波長分散に対して伝送特性
    が最適になる波長を検出する波長検出手段を設け、該波
    長検出手段により検出された最適波長の光を光伝送路に
    出力することを特徴とする請求項１５記載の光送信機。
  18. 【請求項１８】 前記波長検出手段は、受信したベース
    バンドスペクトル信号中の特定周波数成分強度に基づい
    て前記最適波長を検出することを特徴とする請求項１７
    記載の送信機。
  19. 【請求項１９】 前記最適波長は光伝送路の零分散波長
    であり、前記光出力手段は、前記複数の光源から出力す
    る光のうち零分散波長に最近の波長を有する光を光伝送
    路に出力することを特徴とする請求項１５記載の光送信
    機。
  20. 【請求項２０】 光伝送路に出力する光を発生する光源
    と該光源に隣接する光源の中間波長に零分散波長がシフ
    トした時、光伝送路に出力する光を現光源から該隣接光
    源に瞬断なく切り替える光源切替手段、 を備えたことを特徴とする請求項１９記載の光送信機。
  21. 【請求項２１】 現光源への電流注入量を漸減し、隣接
    する光源への電流注入量を漸増することにより瞬断なく
    切り替えることを特徴とする請求項２０記載の光送信
    機。
  22. 【請求項２２】 光伝送路に出力する光を現光源から該
    隣接光源に切り替える際、現光源と隣接光源からの光を
    同時に光伝送路に出力し、ついで、現光源からの光伝送
    路への光出力を停止することを特徴とする請求項２０記
    載の光送信機。
  23. 【請求項２３】 各光源の後段にそれぞれ光減衰器を配
    置し、 前記波長可変手段は、各光減衰器の光減衰量を制御する
    ことにより光伝送路に出力する光の波長を変化すること
    を特徴とする請求項２５又請求項２６記載の光送信機。
  24. 【請求項２４】 前記光出力手段は、各光源から発生す
    る光を合波する合波手段、所望の波長を選択して出力す
    る波長可変フィルタを備え、 前記波長可変手段は、該波長可変フィルタを制御するこ
    とにより光伝送路に出力する光の波長を変化することを
    特徴とする請求項２５または請求項２６記載の光送信
    機。
  25. 【請求項２５】 波長分散補償機能を備えた光送信機に
    おいて、 それぞれ異なる波長の光を出力する複数の光源、 前記複数の光源から出力する光のうち、光伝送路の波長
    分散に対して伝送特性が最適になる波長を有する光を主
    信号光として該光伝送路に出力する手段、 光伝送路の波長分散に対して伝送特性が最適になる波長
    を検出するためのモニタ光を前記主信号光に合波する手
    段を備え、 光伝送システムの運用中にモニタ光を主信号光に合波
    し、検出された最適波長の光を光伝送路に主信号光とし
    て出力することを特徴とする光送信機。
  26. 【請求項２６】 光源から発生する光を切り替えて光伝
    送路に出力することにより、該光伝送路に出力する光の
    波長を変化する波長可変手段を備え、 システムの運用開始前に、光伝送路の波長分散に対して
    伝送特性が最適になる波長を決定するために光伝送路に
    出力する光の波長を変化し、システム運用中、該最適波
    長の光を主信号光として光伝送路に出力することを特徴
    とする請求項２５記載の光送信機。
  27. 【請求項２７】 前記光出力手段は、前記複数の光源か
    ら出力する光のうち最適波長に最近の波長を有する光を
    主信号光として光伝送路に出力することを特徴とする請
    求項２５記載の光送信機。
  28. 【請求項２８】 光伝送路に出力する主信号光を発生す
    る光源と該光源に隣接するモニタ光を発生する光源の中
    間波長に零分散波長がシフトした時、主信号光を現光源
    から該隣接光源に瞬断なく切り替える手段、 を備えたことを特徴とする請求項２７記載の光送信機。
  29. 【請求項２９】 現光源への電流注入量を漸減し、隣接
    する光源への電流注入量を漸増することにより瞬断なく
    切り替えることを特徴とする請求項２８記載の光送信
    機。
  30. 【請求項３０】 光伝送路に出力する光を現光源から該
    隣接光源に切り替える際、現光源と隣接光源からの光を
    同時に光伝送路に出力し、ついで、現光源からの光伝送
    路への光出力を停止することを特徴とする請求項２８記
    載の光送信機。
  31. 【請求項３１】 各光源の後段にそれぞれ配置された光
    減衰器を備え、 前記波長可変手段は、各光減衰器の光減衰量を制御する
    ことにより光伝送路に出力する光の波長を変化すること
    を特徴とする請求項２５または請求項２６記載の光送信
    機。
  32. 【請求項３２】 前記光出力手段は、各光源から発生す
    る光を合波する合波手段、所望の波長を選択して出力す
    る波長可変フィルタを備え、 前記波長可変手段は、該波長可変フィルタを制御するこ
    とにより光伝送路に出力する光の波長を変化することを
    特徴とする請求項２５または請求項２６記載の光送信
    機。
  33. 【請求項３３】 信号光とモニタ−光の偏波を直交させ
    る手段、 信号光とモニタ−光の偏波状態を保持する手段、 を備えた請求項請求項２５または２６記載の光送信機。
  34. 【請求項３４】 前記モニタ光は、主信号光を発生する
    光源に対して波長に関して隣接する光源が発生する光で
    あることを特徴とする請求項２５記載の光送信機。
  35. 【請求項３５】 前記モニタ光は主信号光を発生する光
    源に対して波長に関して充分離れた光源が発生する光で
    あることを特徴とする請求項２５記載の光送信機。
  36. 【請求項３６】 前記モニタ光は波長分散モニタ専用の
    光源が発生する光であることを特徴とする請求項２５記
    載の光送信機。
  37. 【請求項３７】 光伝送路の波長分散に対して伝送特性
    が最適になる波長を検出する波長検出手段を設け、該波
    長検出手段により検出された最適波長の光を主信号光と
    して光伝送路に出力することを特徴とする請求項２５ま
    たは請求項２６記載の光送信機。
  38. 【請求項３８】 前記波長検出手段は、受信したベース
    バンドスペクトル信号中の特定周波数成分強度に基づい
    て前記最適波長を検出することを特徴とする請求項３７
    記載の送信機。
  39. 【請求項３９】 波長分散補償機能を備えた光伝送シス
    テムにおいて、 それぞれ異なる波長の光を発生する複数の光源、 前記複数の光源から発生する光のうち所定の光を光伝送
    路に出力する手段、 光源から発生する光を切り替えて光伝送路に出力するこ
    とにより、該光伝送路に出力する光の波長を変化する波
    長可変手段、 光伝送路の波長分散に対して伝送特性が最適になる波長
    を検出する波長検出手段を備え、 光伝送システムの運用開始前に、該光伝送路に出力する
    光の波長を変化して光伝送路の波長分散に対して伝送特
    性が最適になる波長を検出し、システム運用中、検出さ
    れた最適波長の光を光伝送路に出力することを特徴とす
    る光伝送システム。
  40. 【請求項４０】 前記最適波長は零分散波長であり、前
    記光出力手段は、前記複数の光源から出力する光のう
    ち、零分散波長に最近の波長を有する光を光伝送路に出
    力することを特徴とする請求項３９記載の光送信機。
  41. 【請求項４１】 波長分散補償機能を備えた光伝送シス
    テムにおいて、 それぞれ異なる波長の光を発生する複数の光源、 前記複数の光源から発生する光のうち所定の光を光伝送
    路に出力する光出力手段、 光出力手段を制御して光源から発生する光を切り替え、
    光伝送路に出力する光の波長を変化する波長可変手段、 受信光のベースバンドスペクトル信号に含まれる特定周
    波数成分強度に基づいて光伝送路の波長分散に対して伝
    送特性が最適になる波長を検出する最適波長検出手段を
    備え、 システムの運用開始前に、波長可変手段は光源から発生
    する光を切り替え制御して光伝送路に出力する光の波長
    を変化し、最適波長検出手段は受信光のベースバンドス
    ペクトル信号に含まれる特定周波数成分強度が最小とな
    る波長を最適波長として検出し、 システム運用中、検出された最適波長の光を光伝送路に
    出力することを特徴とする光伝送システム。
  42. 【請求項４２】 波長分散補償機能を備えた光伝送シス
    テムにおいて、 それぞれ異なる波長の光を発生する複数の光源、 前記複数の光源から発生する光のうち所定の光を光伝送
    路に出力する光出力手段、 光出力手段を制御して光源から発生する光を切り替え、
    光伝送路に出力する光の波長を変化する波長可変手段、 受信光のベースバンドスペクトル信号に含まれる特定周
    波数成分強度に基づいて光伝送路の波長分散に対して伝
    送特性が最適になる波長を検出する最適波長検出手段、 最適波長検出手段の前段に設けられ、特定周波数成分強
    度が最大となる波長と最小となる波長との波長差に応じ
    た分散を受信光に付与する分散付与部を備え、 システムの運用開始前に、波長可変手段は光源から発生
    する光を切り替えて光伝送路に出力する光の波長を変化
    し、最適波長検出手段は分散付与部を介して入力する受
    信光のベースバンドスペクトル信号に含まれる特定周波
    数成分強度が最大となる波長λmを検出し、 システム運用中、分散付与部を介して最適波長検出手段
    に入力する光の波長がλmとなるような波長を有する光
    を光伝送路に出力することを特徴とする光伝送システ
    ム。
  43. 【請求項４３】 前記分散付与部の出力側よりデータ受
    信に必要なビットレート周波数信号を発生することを特
    徴とする請求項４２記載の光伝送システム。
  44. 【請求項４４】 波長分散補償機能を備えた光伝送シス
    テムにおいて、 それぞれ異なる波長の光を発生する複数の光源、 前記複数の光源から発生する光のうち所定の光を光伝送
    路に出力する光出力手段、 光出力手段を制御して光源から発生する光を切り替え、
    光伝送路に出力する光の波長を変化する波長可変手段、 受信光のベースバンドスペクトル信号に含まれる特定周
    波数成分強度に基づいて光伝送路の波長分散に対して伝
    送特性が最適になる波長を検出する最適波長検出手段を
    備え、 システムの運用開始前に、波長可変手段は光源から発生
    する光を切り替えて光伝送路に出力する光の波長を変化
    し、最適波長検出手段は受信光のベースバンドスペクト
    ル信号に含まれる特定周波数成分強度が最大となる波長
    を最適波長として検出し、 システム運用中、検出された最適波長の光を光伝送路に
    出力することを特徴とする光伝送システム。
  45. 【請求項４５】 波長分散補償機能を備えた光伝送シス
    テムにおいて、 それぞれ異なる波長の光を発生する複数の光源、 前記複数の光源から発生する光のうち所定の光を光伝送
    路に出力する光出力手段、 光出力手段を制御して光源から発生する光を切り替え、
    光伝送路に出力する光の波長を変化する波長可変手段、 受信光のベースバンドスペクトル信号に含まれる特定周
    波数成分強度に基づいて光伝送路の波長分散に対して伝
    送特性が最適になる波長を検出する最適波長検出手段、 最適波長検出手段の前段に設けられ、特定周波数成分強
    度が最小となる波長と最大となる波長との波長差に応じ
    た分散を受信光に付与する分散付与部を備え、 システムの運用開始前に、波長可変手段は光源から発生
    する光を切り替えて光伝送路に出力する光の波長を変化
    し、最適波長検出手段は分散付与部を介して入力する受
    信光のベースバンドスペクトル信号に含まれる特定周波
    数成分強度が最小となる波長λminを検出し、 システム運用中、分散付与部を介して最適波長検出手段
    に入力する光の波長がλminとなるような波長を有する
    光を光伝送路に出力することを特徴とする光伝送システ
    ム。
  46. 【請求項４６】 波長分散補償機能を備えた光伝送シス
    テムにおいて、 それぞれ異なる波長の光を発生する複数の光源、 前記複数の光源から発生する光のうち所定の光を光伝送
    路に出力する手段、 光源から発生する光を切り替えて光伝送路に出力するこ
    とにより、該光伝送路に出力する光の波長を変化する波
    長可変手段、 光伝送路の波長分散に対して伝送特性が最適になる波長
    を検出するために、光伝送路に出力する光の波長を変動
    させる手段、 光伝送路の波長分散に対して伝送特性が最適になる波長
    を検出する波長検出手段を備え、 システムの運用開始前に、光源から発生する光を切り替
    えて光伝送路に出力する光の波長を変化して伝送特性が
    最適になる波長を検出し、 システム運用中、該検出された最適波長の光を光伝送路
    に出力すると共に該光の波長を変動してシステム運用中
    の最適波長を検出し、該最適波長を有する光の光伝送路
    への出力及び該最適波長の変動制御を行うことを特徴と
    する光伝送システム。
  47. 【請求項４７】 前記最適波長は零分散波長であり、前
    記光出力手段は、前記複数の光源から出力する光のう
    ち、零分散波長に最近の波長を有する光を光伝送路に出
    力することを特徴とする請求項４６記載の光送信機。
  48. 【請求項４８】 波長分散補償機能を備えた光伝送シス
    テムにおいて、 それぞれ異なる波長の光を発生する複数の光源、 前記複数の光源から発生する光のうち所定の光を主信号
    光として光伝送路に出力する手段、 光源から発生する光を切り替えて光伝送路に出力するこ
    とにより、該光伝送路に出力する光の波長を変化する波
    長可変手段、 光伝送路の波長分散に対して伝送特性が最適になる波長
    を検出するためのモニタ光を前記主信号光に合波する手
    段、 光伝送路の波長分散に対して伝送特性が最適になる波長
    を検出する波長検出手段を備え、 システムの運用開始前に、光源から発生する光を切り替
    えて光伝送路に出力する光の波長を変化して伝送特性が
    最適になる波長を検出し、システム運用時に該検出され
    た最適波長の光を光伝送路に主信号光として出力すると
    共にモニタ光を該主信号光に合波し、 システム運用中の最適波長を検出し、該最適波長の光を
    新たな主信号光として光伝送路へ出力すると共に、該主
    信号光にモニタ光を合波することを特徴とする光伝送シ
    ステム。
  49. 【請求項４９】 前記最適波長は零分散波長であり、前
    記光出力手段は、前記複数の光源から出力する光のう
    ち、零分散波長に最近の波長を有する光を光伝送路に出
    力することを特徴とする請求項４７記載の光伝送システ
    ム。
  50. 【請求項５０】 前記波長検出手段は、システム運用前
    において、受信したベースバンドスペクトル信号中の特
    定周波数成分強度に基づいて前記最適波長を検出するこ
    と特徴とする請求項４９記載の光伝送システム。
  51. 【請求項５１】 前記波長検出手段は、システム運用
    中、受信した主信号光のベースバンドスペクトル信号中
    の特定周波数成分強度とモニタ光のベースバンドスペク
    トル信号中の特定周波数成分強度とから、(1) 零分散波
    長の変動方向、(2) 該零分散波長が主信号光の光源と隣
    接光源の中間波長にシフトしたこと、を検出することを
    特徴とする請求項４９記載の光伝送システム。
  52. 【請求項５２】 現光源と隣接光源の中間波長に零分散
    波長がシフトした時、主信号光を現光源から該隣接光源
    に瞬断なく切り替える手段、 を備えたことを特徴とする請求項４７記載の光伝送シス
    テム。
  53. 【請求項５３】 波長分散補償機能を備えた光伝送シス
    テムにおいて、 それぞれ異なる波長の光を発生する複数の光源、 前記複数の光源から発生する光のうち所定の波長を有す
    る光を主信号光として光伝送路に出力する手段、 光源から発生する光を切り替えて光伝送路に出力するこ
    とにより該光伝送路に出力する光の波長を変化する波長
    可変手段、 光伝送路の波長分散に対して伝送特性が最適になる波長
    を検出するために、所定の光源から発生する光をモニタ
    光として選択し、前記主信号光に合波する手段、 主信号光及びモニタ光にそれぞれ含まれる特定周波数成
    分強度の比が所定値になったことで主信号光の切替時期
    を検出する波長切り替え検出手段、を備えることを特徴
    とする光伝送システム。
  54. 【請求項５４】 主信号光の切替に際して、モニタ光を
    主信号光に、主信号光をモニタ光に切り替えることを特
    徴とする請求項５３記載の光伝送システム。
  55. 【請求項５５】 波長切り替え検出手段は、主信号光及
    びモニタ光にそれぞれ含まれる特定周波数成分強度に基
    づいて零分散波長の変動方向及び零分散波長の波長範囲
    を検出し、主信号光及びモニタ光の波長をそれぞれλm,
    λsとするとき、零分散波長がλm〜λsの波長範囲から
    外れたことでモニタ光の切替時期を検出することを特徴
    とする請求項５４記載の光伝送システム。
  56. 【請求項５６】 波長分散補償機能を備えた光伝送シス
    テムにおいて、 それぞれ異なる波長の光を発生する複数の光源、 前記複数の光源から発生する光のうち所定の波長を有す
    る光を主信号光として光伝送路に出力する手段、 光源から発生する光を切り替えて光伝送路に出力するこ
    とにより該光伝送路に出力する光の波長を変化する波長
    可変手段、 光伝送路の波長分散に対して伝送特性が最適になる波長
    を検出するために、２つの光源から発生する光をモニタ
    光として選択し、前記主信号光に合波する手段、 主信号光及び２つのモニタ光にそれぞれ含まれる特定周
    波数成分強度を比較することにより最適波長が含まれる
    波長範囲を検出し、最適波長を挟んだ２波長の強度比が
    所定値になったことで主信号光の切替時期を検出する波
    長切り替え検出手段、を備えることを特徴とする光伝送
    システム。
  57. 【請求項５７】 主信号光の切替に際して、モニタ光を
    主信号光に、主信号光をモニタ光に切り替えることを特
    徴とする請求項５３記載の光伝送システム。
  58. 【請求項５８】 波長切り替え検出手段は、主信号光及
    び２つのモニタ光にそれぞれ含まれる特定周波数成分強
    度に基づいて零分散波長が含まれる波長範囲を検出し、
    零分散波長が主信号光及び２つのモニタ光のいずれの波
    長よりも小さくなったことで、あるいは、大きくなった
    ことでモニタ光の切替時期を検出することを特徴とする
    請求項５７記載の光伝送システム。
  59. 【請求項５９】 複数のデータ送信部、各送信部から出
    力する波長の異なる光を合波して光伝送路に送出する合
    波器、光伝送路から受信した光を波長毎に分波する分波
    器、各波長の光よりデータを識別する複数の受信部を備
    え、光伝送路の波長分散を補償する波長分散補償機能を
    有する波長多重光伝送システムにおいて、 各送信部は、 それぞれ異なる波長の光を発生する複数の光源、 前記複数の光源から発生する光のうち所定の波長を有す
    る光を主信号光として光伝送路に出力する手段、 光源から発生する光を切り替えて光伝送路に出力するこ
    とにより該光伝送路に出力する光の波長を変化する波長
    可変手段、 光伝送路の波長分散に対して伝送特性が最適になる波長
    を検出するために、所定の光源から発生する光をモニタ
    光として選択し、前記主信号光に合波する手段、 合波された光を送信データにより変調して出力する光変
    調部、を備え、 前記各受信部は、 受信部に対応する送信部の所定光源から発生する光の波
    長と零分散波長との波長差により生じる分散を補償する
    分散補償器、 分散補償された主信号光とモニタ光に含まれる特定周波
    数成分強度の比が所定値になったことで主信号光の切替
    時期を検出する検出手段、を備えることを特徴とする波
    長多重光伝送システム。
  60. 【請求項６０】 光伝送路の波長分散を補償する波長分
    散補償機能を有する波長多重光伝送システムにおいて、 データにより光を変調して送信する複数の送信部、 各送信部の光の波長を制御する出力波長制御部、 各送信部から出力する波長の異なる光を合波して光伝送
    路に送出する合波器、 光伝送路から受信した光を波長毎に分波する分波器、 各波長の光信号よりデータを識別する複数の受信部、 各波長の光信号に含まれる特定周波数成分強度に基づい
    て対応する送信部の光の波長を制御する信号を、あるい
    は、所定の１つの波長の光信号に含まれる特定周波数成
    分強度に基づいて全送信部の光の波長を制御する信号
    を、前記出力波長制御部に送信する分散モニタ部、を備
    え、 前記各送信部は、 波長の異なる光を出力する波長可変光源、 該波長可変光源からの光を送信データで変調して合波器
    に入力する光変調部、を備え、 前記各受信部は、 受信部に対応する送信部の光の波長と零分散波長との波
    長差により生じる分散を補償する分散補償器、 該分散補償器から出力する光信号よりデータを識別する
    データ受信部、を備え、少なくとも１つの受信部は更
    に、 分散補償器から出力する光信号に含まれる特定周波数成
    分強度を検出して前記分散モニタ部に入力する検出部、 を備え、前記分散モニタ部は、受信部の前記検出部で検
    出した特定周波数成分強度に基づいて対応する送信部あ
    るいは全送信部の波長を制御する信号を出力波長制御部
    に送信し、出力波長制御部は分散モニタ部から受信する
    波長制御信号に基づいて各送信部の波長可変光源の波長
    を個別に制御することを特徴とする波長多重光伝送シス
    テム。
  61. 【請求項６１】 複数のデータ送信部、各送信部から出
    力する波長の異なる光を合波して光伝送路に送出する合
    波器、光伝送路から受信した光を波長毎に分波する分波
    器、各波長の光よりデータを識別する複数の受信部を備
    え、光伝送路の波長分散を補償する波長分散補償機能を
    有する波長多重光伝送システムにおいて、 各送信部は、 それぞれ異なる波長の光を発生する複数の光源、 前記複数の光源から発生する光のうち所定の光を主信号
    光として光伝送路に出力する手段、 光源から発生する光を切り替えて光伝送路に出力するこ
    とにより該光伝送路に出力する主信号光の波長を変化す
    る波長可変手段、 光伝送路の波長分散に対して伝送特性が最適になる波長
    を検出するために、２つの光源から発生する光をモニタ
    光として選択し、前記主信号光に合波する手段、 合波された光を送信データにより変調して出力する光変
    調部、を備え、 前記各受信部は、 受信部に対応する送信部の所定光源から発生する光の波
    長と零分散波長との波長差により生じる分散を補償する
    分散補償器、 分散補償された主信号光及び２つのモニタ光にそれぞれ
    含まれる特定周波数成分強度を比較することにより最適
    波長が含まれる波長範囲を検出し、最適波長を挟んだ２
    波長の強度比が所定値になったことで主信号光の切替時
    期を検出する検出手段、を備えることを特徴とする波長
    多重光伝送システム。
  62. 【請求項６２】 送信部と光伝送路と受信部を備え、光
    伝送路の波長分散を補償する波長分散補償機能を有する
    波長多重光伝送システムにおいて、 異なる波長の光を発生する複数の光源、 前記複数の光源から発生する光のうちｎ個の光を主信号
    光として選択する手段、 選択された各主信号光をｎ個の各送信データにより変調
    して出力する光変調部、 各光変調部から出力する光を合波して光伝送路に送出す
    る合波器、 光伝送路から受信した光を波長毎に分波する分波器、 零分散波長と前記ｎ個の光源から発生する光の各波長と
    の波長差により生じる分散を補償するｎ個の分散補償
    器、 各分散補償器から出力する光信号よりデータを識別する
    受信部、 隣接する２つの分散補償器から出力する光に含まれる特
    定周波数成分強度の比が設定値になったことでｎ個の主
    信号光の切替時期を検出する検出手段、を備え、 前記主信号光を選択して出力する手段は、主信号光の切
    替に際して、ｎ個の全主信号光が短波長側あるいは長波
    長側に１波長間隔分シフトするように主信号光を切り替
    えることを特徴とする波長多重光伝送システム。
  63. 【請求項６３】 前記主信号光を選択して出力する手段
    は、１波長おきにｎ個の光を主信号光として選択すると
    共に、主信号光の切替に際して、ｎ個の全主信号光が短
    波長側あるいは長波長側の隣の未使用波長へ一括してシ
    フトすることにより主信号光を切り替えることを特徴と
    する請求項６２記載の波長多重光伝送システム。
  64. 【請求項６４】 送信部と光伝送路と受信部を備え、光
    伝送路の波長分散を補償する波長分散補償機能を有する
    波長多重光伝送システムにおいて、 異なる波長の光を発生する複数の光源、 前記複数の光源から発生するｎ（ｎ≧３）個の光を主信
    号光として選択する手段、 選択された各主信号光をｎ個の各送信データにより変調
    して出力する光変調部、 各光変調部から出力する光を合波して光伝送路に送出す
    る合波器、 光伝送路から受信した光を波長毎に分波する分波器、 ｎ個の光源から発生する光の各波長と零分散波長との各
    波長差により生じる分散を補償するｎ個の分散補償器、 各分散補償器から出力する光信号よりデータを識別する
    受信部、 隣接する３つの分散補償器から出力する光に含まれる特
    定周波数成分強度を比較することにより最適波長が含ま
    れる波長範囲を検出し、最適波長を挟んだ２波長の強度
    比が設定値になったことで主信号光の切替時期を検出す
    る検出手段、を備え、前記主信号光を選択して出力する
    手段は、主信号光の切替に際して、ｎ個の全主信号光が
    短波長側あるいは長波長側に１波長間隔分シフトするよ
    うに主信号光を切り替えることを特徴とする波長多重光
    伝送システム。
  65. 【請求項６５】 前記主信号光を選択して出力する手段
    は、１波長おきにｎ個の光を主信号光として選択すると
    共に、主信号光の切替に際して、ｎ個の全主信号光が短
    波長側あるいは長波長側の隣の未使用波長へ一括してシ
    フトすることにより主信号光を切り替えることを特徴と
    する請求項６４記載の波長多重光伝送システム。
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