JP2001094510A - 光伝送システム、光伝送路及び光送信装置 - Google Patents

光伝送システム、光伝送路及び光送信装置

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JP2001094510A
JP2001094510A JP27021699A JP27021699A JP2001094510A JP 2001094510 A JP2001094510 A JP 2001094510A JP 27021699 A JP27021699 A JP 27021699A JP 27021699 A JP27021699 A JP 27021699A JP 2001094510 A JP2001094510 A JP 2001094510A
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optical
signal light
wavelength
dispersion
multiplexing
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Takehiro Tsuritani
剛宏 釣谷
Hirohito Tanaka
啓仁 田中
Noboru Edakawa
登 枝川
Masatoshi Suzuki
正敏 鈴木
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KDDI Corp
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DDI Corp
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Priority to EP00119594A priority patent/EP1087551A3/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
    • H04B10/2513—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion
    • H04B10/2525—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion using dispersion-compensating fibres
    • H04B10/25253—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion using dispersion-compensating fibres with dispersion management, i.e. using a combination of different kind of fibres in the transmission system

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １Ｔｂｉｔｓ／ｓ、８０００ｋｍ伝送を実現
する。 【解決手段】 光送信装置は、それぞれ１０Ｇｂｉｔｓ
／ｓの１００波長の信号光からなるＷＤＭ信号光を光伝
送路１２に出力する。光伝送路１２では、光増幅中継器
２２による中継区間毎に伝送用ファイバ２０と、中継区
間内における平均波長分散を２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍに補償
すると共に分散スロープをゼロにする局所分散補償ファ
イバ２４が配置され、所定数の光中継スパン毎に、平均
波長分散を−０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍに補償し、分散ス
ロープをゼロにする広域分散補償ファイバ２６が配置さ
れる。伝送用光ファイバ２０は１．３μｍ帯にゼロ分散
波長を有し、信号波長帯（１．５５μｍ帯）で正の波長
分散を有する大口径の単一モード光ファイバからなる。
光増幅中継器２２は、０．９８μｍ帯ポンプ光で励起さ
れるエルビウム添加光ファイバからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光伝送システム、
光伝送路及び光送信装置に関し、より具体的には、長距
離・大容量伝送を可能にする光伝送システム、光伝送路
及び光送信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、データ伝送需要が急速に高まり、
長距離・大容量の伝送路が必要になってきている。長距
離・大容量を実現するには、非線形効果と波長分散を適
切に管理する必要がある。例えば、Ｍ． Ｍｕｒａｋａ
ｍｉ他，”Ｌｏｎｇ−Ｈａｕｌ１６×１０ ＷＤＭ Ｔ
ｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＵ
ｓｉｎｇ Ｈｉｇｈｅｒ Ｏｄｅｒ Ｆｉｂｅｒ Ｄｉ
ｓｐｅｒｓｉｏｎＭａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｉ
ｑｕｅ”， ＥＣＯＣ’９８，２０−２４Ｓｅｐｔｅｍ
ｂｅｒ， Ｍａｄｒｉｄ， Ｓｐａｉｎ、及び、特開平
１０−２２１５６２号公報（米国特許第５，７８１，６
７３号）がある。
【０００３】Ｍｕｒａｋａｍｉ他の論文には、１中継ス
パン内に、波長分散値が逆符号のほぼ等距離の光ファイ
バを配置し、これら２種類の光ファイバの波長分散値及
び分散スロープを、ある目的波長（信号波長帯の中心波
長１５５０．７ｎｍ）で累積波長分散をゼロにすると共
に、信号波長帯の範囲内での累積波長分散の差を低減す
るように、選択した構成が記載されている。更には、中
継スパン内で先に配置される光ファイバのモードフィー
ルド径を、後側の光ファイバのモードフィルード径５．
７μｍよりも大きい９．２μｍにして、非線形効果を低
減することが記載されている。
【０００４】また、特開平１０−２２１５６２号公報に
は、１中継スパン内に、信号波長の範囲で非ゼロの波長
分散を有する第１の光ファイバ、第１の光ファイバとは
逆符号の波長分散を有する第２の光ファイバ、信号波長
帯での分散スロープを補償する第３のファイバをシリア
ルに配置する構成が記載されている。そして、第２の光
ファイバにより、伝送路全体として、信号波長帯の１つ
の波長で波長分散をゼロにし、第３のファイバにより、
分散スロープを−０．１ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍにすること
が記載されている。
【０００５】具体的には、３４波長×１０Ｇｂｉｔｓ／
ｓクラスの以下に示すような大洋横断ＷＤＭ光伝送シス
テムの実験例が報告されている（例えば、Ｋ． Ｍａｔ
ｓｕｄａ他，”３４０Ｇｂｉｔｓ／ｓ（３４×１０Ｇｂ
ｉｔｓ／ｓ） ＷＤＭ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｏ
ｖｅｒ ８，５１４ ｋｍ ｕｓｉｎｇ ｂｒｏａｄｂ
ａｎｄ ｇａｉｎ ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｃ
ｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒｔｒａｎｓｏｃｅａｎｉｃ ｓｙ
ｓｔｅｍｓ”， ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅ
ｒ， Ｖｏｌ．３５， ｐｐ．１０９０−１０９１，１
９９９参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】１０Ｇｂｉｔｓ／ｓ程
度の１００波長を波長多重して、７０００ｋｍを越える
大洋間の長距離光伝送を可能にするテラビット級ＷＤＭ
光伝送路システムを実現しようとすると、上記文献に記
載される分散管理では、実際上不可能であり、更なる工
夫が必要となる。
【０００７】本発明は、より大容量でより長距離の伝送
を実現できる光伝送システム、光伝送路及び光送信装置
を提示することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光伝送シス
テムは、ＷＤＭ信号光を出力する光送信装置と、複数の
第１の光増幅中継スパンを具備し、当該光送信装置から
出力される当該ＷＤＭ信号光を伝送する光伝送路と、当
該光伝送路を伝送した当該ＷＤＭ信号光を受信する光受
信装置とからなるＷＤＭ光伝送システムであって、当該
光伝送路の当該第１の光増幅中継スパンが、当該ＷＤＭ
信号光を光増幅する第１の光中継増幅装置と、当該光中
継増幅装置から出力されるＷＤＭ信号光を伝送する正波
長分散の伝送用光ファイバと、当該伝送用光ファイバに
よる累積波長分散を、このスパン内での平均波長分散が
所定値Ｄｌｏｃａｌになるように補償すると共に、分散
スロープを実質的にゼロに補償する負波長分散の局所分
散補償器とからなり、Ｄｌ ｏｃａｌが１ｐｓ／ｎｍ／ｋ
ｍ以上、４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とす
る。
【０００９】本発明に係る光伝送路は、複数の光増幅中
継スパンを具備し、ＷＤＭ信号光を伝送する光伝送路で
あって、当該各光増幅中継スパンが、当該ＷＤＭ信号光
を光増幅する第１の光中継増幅装置と、当該光中継増幅
装置から出力されるＷＤＭ信号光を伝送する正波長分散
の伝送用光ファイバと、当該伝送用光ファイバによる累
積波長分散を、このスパン内での平均波長分散が所定値
Ｄｌｏｃａｌになるように補償すると共に、分散スロー
プを実質的にゼロに補償する負波長分散の局所分散補償
器とからなり、Ｄｌｏｃａｌが１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以
上、４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする。
【００１０】このような構成により、非線形作用が少な
く且つ波長分散特性がフラットな光伝送路を実現できる
と共に、信号波長間隔を狭くすることが可能になる。そ
の結果、高密度の波長多重を実現でき、波長分散の適切
な管理と相俟って、長距離・大容量伝送を実現できる。
【００１１】本発明に係る光伝送システムは好ましく
は、更に、当該複数の光増幅中継スパンを伝搬して出力
される当該ＷＤＭ信号光を光増幅し、当該第１の光中継
増幅器よりも利得の小さい第２の光中継増幅装置と、第
２の光中継増幅装置から出力されるＷＤＭ信号光の累積
波長分散を、平均波長分散が負の所定値Ｄａｖｇになる
ように補償すると共に、分散スロープを実質的にゼロに
補償する広域分散補償器とを配置する。これにより、累
積波長分散がゼロとなる点を交差する数を少なくして、
光伝送路全体で累積波長分散を小さい値に抑制できる。
【００１２】好ましくは、本発明に係る光伝送路は更
に、当該複数の光増幅中継スパンを伝搬して出力される
当該ＷＤＭ信号光を光増幅し、当該第１の光中継増幅器
よりも利得の小さい第２の光中継増幅装置と、第２の光
中継増幅装置から出力されるＷＤＭ信号光の累積波長分
散を負の波長分散目標値Ｄａｖｇに相当する値に補償
し、分散スロープを実質的にゼロに補償する広域分散補
償器とを具備する。これにより、累積波長分散がゼロと
なる点を交差する数を少なくして、光伝送路全体で累積
波長分散を小さい値に抑制できる。
【００１３】どちらの発明でも、好ましくは、当該第２
の光中継増幅装置が、当該第１の光増幅中継装置と同じ
利得の光中継増幅器と、当該光中継増幅器の出力光を所
定レベルに減衰する減衰器とからなる。これによりどの
中継スパンの損失も同じにすることができるので、光増
幅中継器として同じ利得特性のものを使用でき、利得プ
ロファイル管理及び保守管理が容易になる。
【００１４】Ｄａｖｇは好ましくは、実質的に−０．３
〜−０．１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。これにより、累積
波長分散がゼロになる回数を低減でき、スペクトル拡が
りを低減できる。その結果、例えば、１Ｔｂｉｔｓ／ｓ
の８０００ｋｍ伝送のような大容量・長距離伝送を実現
できる。
【００１５】伝送用光ファイバの実効断面積は、好まし
くは１１０μｍ２以上である。これにより、非線形作用
を大幅に低減できる。
【００１６】好ましくは、伝送用光ファイバと局所分散
補償器との間に、モードフィールド変換光学系を配置す
る。これにより、モードフィールド径が大幅に異なる伝
送用光ファイバと局所分散補償器を低損失で光学的に結
合できる。
【００１７】本発明に係る光伝送システムでは、光送信
装置は好ましくは、それぞれ異なる波長の信号光を出力
する信号光発生手段と、当該信号光発生手段の出力する
信号光を、隣接する波長チャネル間で偏波が直交するよ
うに合波する偏波合波手段とを具備する。隣接する波長
チャネルを異なる偏波方向とすることで、信号波長間隔
を狭くしても、ＸＰＭ（Ｃｒｏｓｓ Ｐｈａｓｅ Ｍｏ
ｄｕｌａｔｉｏｎ）などのチャネル間相互作用を低減で
きる。
【００１８】本発明に係る光伝送システムでは、光送信
装置は好ましくは、それぞれ異なる波長の信号光を出力
する信号光発生手段と、当該信号光発生手段の出力する
偶数波長の信号光を第１の偏波で波長多重する第１の波
長多重素子と、当該信号光発生手段の出力する奇数波長
の信号光を当該第１の偏波とは直交する第２の偏波で波
長多重する第２の波長多重素子と、当該第１及び第２の
波長多重素子の出力光を互いに直交する偏波で合波する
偏波合波手段とを具備する。この構成により、少ない偏
波合波素子で隣接する波長チャネルを異なる偏波方向で
合波できる。
【００１９】本発明に係る光伝送システムでは、光送信
装置は好ましくは、それぞれ異なる波長の信号光を出力
する信号光発生手段と、当該信号光発生手段を波長順に
複数のグループに分けた場合の、当該信号光発生手段か
ら出力される当該各グループの信号光を波長多重する複
数の波長多重手段と、当該複数の波長多重手段のそれぞ
れの出力光から不要な帯域成分を除去する複数の光フィ
ルタ手段と、当該複数の光フィルタ手段の出力光を合波
する合波手段と、当該複数のそれぞれのグループの信号
光に所定の波長分散を付与する複数の波長分散付与手段
とを具備する。この構成により、光伝送路に出力される
信号光のＳ／Ｎ比を改善でき、その結果として伝送距離
を延ばすことができる。
【００２０】本発明に係る光伝送システムでは、光送信
装置は好ましくは、それぞれ異なる波長の信号光を出力
する信号光発生手段と、当該信号光発生手段を第１及び
第２のグループに分けた場合の、当該信号光発生手段か
ら出力される当該第１のグループの偶数波長の信号光を
第１の偏波で波長多重する第１の波長多重素子と、当該
信号光発生手段から出力される当該第１のグループの奇
数波長の信号光を当該第１の偏波とは直交する第２の偏
波で波長多重する第２の波長多重素子と、当該第１及び
第２の波長多重素子の出力光を互いに直交する偏波で合
波する第１の偏波合波手段と、当該第１の偏波合波手段
の出力光から不要帯域成分を除去する第１の光フィルタ
手段と、当該信号光発生手段から出力される当該第２の
グループの当該偶数波長及び当該奇数波長の一方の信号
光を当該第１の偏波で波長多重する第３の波長多重素子
と、当該信号光発生手段から出力される当該第２のグル
ープの当該偶数波長及び当該奇数波長の他方の信号光を
当該第１の偏波とは直交する第２の偏波で波長多重する
第４の波長多重素子と、当該第３及び第４の波長多重素
子の出力光を互いに直交する偏波で合波する第２の偏波
合波手段と、当該第２の偏波合波手段の出力光から不要
帯域成分を除去する第２の光フィルタ手段と、当該第１
及び第２の光フィルタ手段からの出力光を合波する合波
手段と、当該第１及び第２のグループの信号光にそれぞ
れ所定の波長分散を付与する第１及び第２の波長分散付
与手段とを具備する。この構成により、１００波長とい
うような非常に多くの信号光を波長多重する場合にも、
隣接する波長チャネルを異なる偏波方向として、効率的
に波長多重できる。
【００２１】本発明に係る光伝送システムでは、好まし
くは、第１の波長分散付与手段が当該合波手段の出力に
接続され、当該第２の波長分散付与手段が当該第２の偏
波合波手段と当該合波手段の間に配置される。これによ
り、第１の波長分散付与手段が信号光全体に所定の波長
分散を付与しつつ、第２の波長分散付与手段が第２のグ
ループの信号光に必要な波長分散を付与することができ
る。個別のグループ毎に波長分散を付与するのに比べ
て、波長分散付与手段の総長を短くできる。
【００２２】本発明に係る光送信装置は、それぞれ異な
る波長の信号光を出力する信号光発生手段と、当該信号
光発生手段を波長順に複数のグループに分けた場合の、
当該信号光発生手段から出力される当該各グループの信
号光を波長多重する複数の波長多重手段と、当該複数の
波長多重手段のそれぞれの出力光から不要な帯域成分を
除去する複数の光フィルタ手段と、当該複数の光フィル
タ手段の出力光を合波する合波手段と、当該複数のそれ
ぞれのグループの信号光に所定の波長分散を付与する複
数の波長分散付与手段とを具備することを特徴とする。
この構成により、光伝送路に出力される信号光のＳ／Ｎ
比を改善でき、その結果として伝送距離を延ばすことが
できる。
【００２３】本発明に係る光送信装置は、それぞれ異な
る波長の信号光を出力する信号光発生手段と、当該信号
光発生手段を第１及び第２のグループに分けた場合の、
当該信号光発生手段から出力される当該第１のグループ
の偶数波長の信号光を第１の偏波で波長多重する第１の
波長多重素子と、当該信号光発生手段から出力される当
該第１のグループの奇数波長の信号光を当該第１の偏波
とは直交する第２の偏波で波長多重する第２の波長多重
素子と、当該第１及び第２の波長多重素子の出力光を互
いに直交する偏波で合波する第１の偏波合波手段と、当
該第１の偏波合波手段の出力光から不要帯域成分を除去
する第１の光フィルタ手段と、当該信号光発生手段から
出力される当該第２のグループの当該偶数波長及び当該
奇数波長の一方の信号光を当該第１の偏波で波長多重す
る第３の波長多重素子と、当該信号光発生手段から出力
される当該第２のグループの当該偶数波長及び当該奇数
波長の他方の信号光を当該第１の偏波とは直交する第２
の偏波で波長多重する第４の波長多重素子と、当該第３
及び第４の波長多重素子の出力光を互いに直交する偏波
で合波する第２の偏波合波手段と、当該第２の偏波合波
手段の出力光から不要帯域成分を除去する第２の光フィ
ルタ手段と、当該第１及び第２の光フィルタ手段からの
出力光を合波する合波手段と、当該第１及び第２のグル
ープの信号光にそれぞれ所定の波長分散を付与する第１
及び第２の波長分散付与手段とを具備することを特徴と
する。
【００２４】この構成により、１００波長というような
非常に多くの信号光を波長多重する場合にも、隣接する
波長チャネルを異なる偏波方向として、効率的に波長多
重できる。
【００２５】好ましくは、第１の波長分散付与手段が、
当該合波手段の出力に接続され、当該第２の波長分散付
与手段が当該第２の偏波合波手段と当該合波手段の間に
配置される。これにより、第１の波長分散付与手段が信
号光全体に所定の波長分散を付与しつつ、第２の波長分
散付与手段が第２のグループの信号光に必要な波長分散
を付与することができる。個別のグループ毎に波長分散
を付与するのに比べて、波長分散付与手段の総長を短く
できる。
【００２６】本発明に係る光伝送システムは、信号光を
出力する光送信装置と、当該光送信装置から出力される
当該信号光を伝送する光伝送路と、当該光伝送路を伝送
した当該信号光を受信する光受信装置とからなる光伝送
システムであって、当該光伝送路が、当該信号光を伝送
する複数の伝送用光ファイバと、当該信号光を光増幅す
る複数の光中継増幅器と、当該光中継増幅器による複数
の光中継スパンからなる広域分散補償周期毎に配置され
る１以上の広域分散補償器であって、当該信号光に対す
る波長分散を補償して、伝送路全体の平均波長分散値を
負の所定値Ｄａ ｖｇに相当する値にする広域分散補償器
と、当該広域分散補償周期内にあって、所定の各当該光
中継スパン内で当該伝送用光ファイバの後段に配置され
る複数の局所分散補償器であって、当該伝送用光ファイ
バから出力される信号光の波長分散を補償して、各光中
継スパン内での平均波長分散値を所定値Ｄｌｏｃａｌに
する局所分散補償器とを具備し、Ｄａｖｇが−０．３ｐ
ｓ／ｎｍ／ｋｍ以上、−０．１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下で
あり、且つ、当該Ｄｌｏｃａｌが１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以
上、４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする。
【００２７】また、本発明に係る光伝送路は、信号光を
伝送する複数の伝送用光ファイバと、当該信号光を光増
幅する複数の光中継増幅器と、当該光中継増幅器による
複数の光中継スパンからなる広域分散補償周期毎に配置
される１以上の広域分散補償器であって、当該信号光に
対する波長分散を補償して、伝送路全体の平均波長分散
値を負の所定値Ｄａｖｇに相当する値にする広域分散補
償器と、当該広域分散補償周期内にあって、所定の各当
該光中継スパン内で当該伝送用光ファイバの後段に配置
される複数の局所分散補償器であって、当該伝送用光フ
ァイバから出力される信号光の波長分散を補償して、各
光中継スパン内での平均波長分散値を所定値Ｄ
ｌｏｃａｌにする局所分散補償器とを具備し、Ｄａｖｇ
が−０．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上、−０．１ｐｓ／ｎｍ
／ｋｍ以下であり、且つ、当該Ｄｌｏｃａ ｌが１ｐｓ／
ｎｍ／ｋｍ以上、４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを
特徴とする。
【００２８】このような構成により、非線形作用と波長
分散を高度にバランスさせることができ、長距離の伝送
特性を改善できる。累積波長分散がゼロになるポイント
を通過する回数が減るので、信号スペクトルの劣化を低
減でき、これもまた、伝送特性の改善につながる。
【００２９】好ましくは、当該広域分散補償器の配置さ
れる光中継スパンには、当該広域分散補償器の前段に、
当該光中継スパン内における損失を所定値に調整する所
定損失量の減衰器が配置される。これによりどの中継ス
パンの損失も同じにすることができるので、光増幅中継
器として同じ利得特性のものを使用でき、利得プロファ
イル管理及び保守管理が容易になる。
【００３０】好ましくは、当該広域分散補償器が当該信
号光の分散スロープを実質的にゼロに補償し、当該局所
分散補償器が、当該信号光の分散スロープを実質的にゼ
ロに補償する。これにより、非線形作用が少なく且つ波
長分散特性のフラットな光伝送路を実現できると共に、
信号波長間隔を狭くすることが可能になる。その結果、
高密度の波長多重を実現でき、波長分散の適切な管理と
相俟って、長距離・大容量伝送を実現できる。
【００３１】伝送用光ファイバの実効断面積は、好まし
くは１１０μｍ２以上である。これにより、非線形作用
を大幅に低減できる。
【００３２】好ましくは、伝送用光ファイバと局所分散
補償器との間に、モードフィールド変換光学系を配置す
る。これにより、モードフィールド径が大幅に異なる伝
送用光ファイバと局所分散補償器を低損失で光学的に結
合できる。
【００３３】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。
【００３４】図１は、本発明の一実施例の概略構成ブロ
ック図を示す。１０はＷＤＭ信号光を出力する光送信装
置、１２は光伝送路、１４は光受信装置である。光送信
装置１０は、詳細は後述するが、それぞれ１０Ｇｂｉｔ
ｓ／ｓの１００波長の信号光からなる合計１Ｔｂｉｔｓ
／ｓのＷＤＭ信号光を出力する。
【００３５】光伝送路１２は、波長分散及び分散スロー
プを補償する光増幅中継伝送路からなり、２０は伝送用
光ファイバ、２２は光増幅中継器、２４は局所的に分散
スロープ及び累積波長分散を補償する局所分散補償ファ
イバ、２６は広域的に分散スロープ及び累積波長分散を
補償する広域分散補償ファイバ、２８は、広域分散補償
ファイバ２６の存在する中継区間内の損失を、他の中継
区間内と同じにする減衰器である。
【００３６】詳細は後述するが、本実施例では、局所分
散補償ファイバ２４が、各中継スパンでの平均波長分散
値が＋２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ近辺になるように、伝送用光
ファイバ２０で累積する波長分散と分散スロープを補償
する。この局所的な分散補償をｎ回繰り返した後に、広
域分散補償ファイバ２６は、システム全体での平均波長
分散値が約−０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍになるようにＷＤ
Ｍ信号光の波長分散と分散スロープを補償する。本明細
書では、前者を局所分散補償と呼び、後者を広域分散補
償と呼ぶ。すなわち、本実施例では、（ｎ＋１）個の中
継スパン（広域分散補償スパン）を周期とする分散スロ
ープ及び波長分散の補償（広域分散補償）と、１中継ス
パン（局所分散補償スパン）を周期とする分散スロープ
及び波長分散の補償（局所分散補償）の２種類の分散補
償が存在する。
【００３７】光増幅中継器２２は、０．９８μｍ帯ポン
プ光で励起されるエルビウム添加光ファイバからなる。
これより、光増幅の際の発生ノイズを低減できる。
【００３８】広域分散補償ファイバ２６の直前に減衰器
２８を配置することで、各中継スパン内の損失を同じに
することができ、光増幅中継器２２として同じ特性のも
のを採用でき、利得プロファイル管理及び保守管理が容
易になる。
【００３９】図２は、光伝送路１２の広域分散補償スパ
ン内の詳細図と分散マップを示す。図２（ａ）は、光伝
送路１２の広域分散補償スパン内の詳細図を示し、同
（ｂ）は、その分散マップを示す。
【００４０】局所分散補償ファイバ２４及び広域分散補
償ファイバ２６は、いわゆる分散スロープ補償型分散補
償ファイバ（Ｓｌｏｐｅ Ｃｏｍｐｅｎａｔｉｎｇ Ｄ
ｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ Ｆｉ
ｂｅｒ）からなる。
【００４１】本実施例では、１００波長のＷＤＭ伝送を
実現するために、伝送用光ファイバ２０として、１．３
μｍ帯にゼロ分散波長を有し、信号波長帯（１．５５μ
ｍ帯）で正の波長分散を有する実効断面積の大きな単一
モード光ファイバを使用する。例えば、実効断面積１１
０μｍ２以上、波長分散は１５５０ｎｍで約２０ｐｓ／
ｎｍ／ｋｍ、分散スロープは０．０６ｐｓ／ｎｍ２／ｋ
ｍ、距離４０ｋｍである。このように大きな実効断面積
の光ファイバを使用することにより、非線形効果を低減
できる。
【００４２】局所分散補償ファイバ２４は、ＳＣＤＣＦ
の場合で、例えば、実効断面積１９μｍ２、波長分散は
１５５０ｎｍで−６４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロー
プは−０．３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、距離７ｋｍである。
分散補償ファイバは、一般的に実効断面積の大幅な拡大
が困難であり、その結果、非線形効果が大きい。従っ
て、非線形効果の観点では短いのが望ましいことにな
る。もちろん、局所分散補償ファイバ２４の波長分散値
及び分散スロープは、伝送用光ファバ２０と局所分散補
償ファイバ２４の長さ比及び中継スパン内での平均波長
分散Ｄｌｏｃａｌに応じて変化する。
【００４３】広域分散補償ファイバ２６は、広域補償ス
パン内で累積する波長分散を補償して、広域補償スパン
内での平均波長分散値を約−０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍに
すると共に、分散スロープも実質的にゼロに補償する。
広域的な分散補償により広域補償スパン内での平均波長
分散を負にする分散管理を行なうことで、累積波長分散
がゼロ点を交差することが少なくなる。累積波長分散が
ゼロ及びその近辺では、スペクトル拡がりが生じ、結果
的に、高密度のＷＤＭ伝送は不可能である。本実施例の
ように、局所的には波長分散を正値にしつつ、広域的に
波長分散を負値にすることで、波長間隔０．２〜０．３
ｎｍといった高密度のＷＤＭ伝送を実現できる。
【００４４】光ファイバ間の接続には、一般的には融着
が使用される。しかし、伝送用光ファイバ２０の実効断
面積と局所分散補償ファイバ２４の実効断面積が大きく
異なるので、融着により低損失にこれらを接続すること
は困難である。そこで、本実施例では、伝送用光ファイ
バ２０と局所分散補償ファイバ２４の間にモード径変換
レンズ３０を配置した。これにより、伝送用光ファイバ
２０と局所分散補償ファイバ２４を効率良く光学的に結
合できる。図２には、模式的にレンズ３０は単レンズか
らなるように図示したが、勿論、複数枚のレンズからな
るものでもよい。
【００４５】本実施例のように局所的な分散補償と広域
的な分散補償を採用する分散補償システムにおいて、好
ましい平均波長分散Ｄａｖｇを調べた。その結果を図３
に示す。縦軸はＱ２値、横軸はＤａｖｇをそれぞれ示
す。この結果から明らかなように、Ｄａｖｇは正よりも
負値が好ましく、それも−０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの近
辺が好ましい。
【００４６】中継スパン内の平均波長分散Ｄｌｏｃａｌ
については、その絶対値を１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍより小さ
くすると、ゼロに近づきすぎになり、スペクトル拡がり
を生じ、チャネル間クロストークにより伝送特性が劣化
する。Ｄｌｏｃａｌを負にすると、各光増幅中継器の前
後で累積波長分散がゼロ点を通過することになり、スペ
クトル拡がりが顕著になる。従って、Ｄｌｏｃａｌは１
ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上が好ましい。他方、Ｄｌｏｃａｌ
をあまり大きくすると、広域分散補償に対する負担が重
くなりすぎる。例えば、１０Ｇｂ／ｓベースのＷＤＭ光
伝送では、許容できる累積波長分散は１０００ｐｓ／ｎ
ｍ程度である。中継スパンを４５ｋｍでＤｌｏｃａｌを
５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとし、広域分散補償ファイバ２６が
６中継スパン分の累積波長分散を補償すると仮定した場
合、広域分散補償ファイバの分散補償量が１３５０ｐｓ
／ｎｍとなり、大きくなりすぎる。
【００４７】広域分散補償ファイバ２６の配置間隔を狭
くすると、累積波長分散がゼロを通過する回数が増える
ので、信号波長のスペクトルが拡がり、チャネル間クロ
ストークにより伝送特性が劣化する。更には、広域分散
補償ファイバ２６への入射光パワーが増大するので、広
域分散補償ファイバ２６での非線形効果による伝送特性
劣化が顕著になる。これは、Ｄｌｏｃａｌを大きくする
ことが好ましくないことを示す。
【００４８】このような考察の結果、分散補償に関して
は、１局所補償スパン内での平均波長分散Ｄｌｏｃａｌ
は＋１〜４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍが望ましく、伝送路全体で
の平均波長分散Ｄａｖｇは−０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ付
近が好ましい。
【００４９】非線形性は、例えば、下記式により評価で
きる。すなわち、 非線形性＝ｎ２×ω×Ｐ（ｚ）／（ｃ×Ａ
ｅｆｆ（ｚ）） 但し、ｎ２は非線形定数、ωは角周波数、Ｐ（ｚ）は光
パワー、ｃは光速、Ａｅ ｆｆ（ｚ）は実効断面積、ｚは
距離をそれぞれ示す。図４は、この非線型効果の距離に
対する累積値の模式図を示す。縦軸は、上式により計算
した非線形性の距離に対する累積値、横軸は距離をそれ
ぞれ示す。一般に、局所分散補償ファイバ２４に使用さ
れる分散スロープ補償型分散補償ファイバは伝送用ファ
イバ２０に比べて実効断面積が小さいので、分散補償フ
ァイバ２４の部分で非線形効果が増大する。従って、１
中継スパン内で相対的に伝送用ファイバ２０を長くする
（すなわち、相対的に局所分散補償ファイバ２４を短く
する）ことにより、非線形効果を全体として低減でき
る。
【００５０】他方、１局所補償スパン内での平均波長分
散をＤｌｏｃａｌとするのに必要な局所分散補償ファイ
バ２４の波長分散Ｄｂは、下記式により与えられる。す
なわち、 Ｄｂ＝Ｄａ−（Ｄａ−Ｄｌｏｃａｌ）Ｌ／ｚ 但し、Ｄａは伝送用ファイバ２０の波長分散、Ｌは局所
補償スパンの距離、ｚは局所分散補償ファイバ２４の長
さである。Ｄａが正であるので、Ｄｂは負である。
【００５１】図５は、１局所分散補償スパン内で、局所
分散補償ファイバ２４が取り得る実効断面積Ａ
ｅｆｆと、必要な分散補償量を満たす波長分散値を示
す。横軸は局所分散補償ファイバ２４の長さＬ、縦軸は
実効断面積Ａｅｆｆ及び波長分散値｜Ｄ ｂ｜をそれぞれ
示す。特性曲線３２は、１局所分散補償スパン内で目的
とする非線形作用を満たし得る局所分散補償ファイバ２
４の最低の実効断面積を示す。この特性曲線３２以上の
実効断面積Ａｅｆｆを有していれば、１局所分散補償ス
パン内の非線形作用を更に低減できる。特性曲線３４
は、局所分散補償ファイバ２４の波長分散値｜Ｄｂ｜を
示す。従って、局所分散補償ファイバ２４は、特性曲線
３２と同３４の交点Ａよりも左上の範囲に、その実効断
面積Ａｅｆｆ及び波長分散値｜Ｄｂ｜が位置するもので
あればよいことになる。１局所分散補償スパン内の非線
形作用を小さく設定すればするほど、特性曲線３２は上
に上がってくるので、それだけ、局所分散補償ファイバ
２４を太くするか、又は、短くしなければならない。
【００５２】現実的には、局所分散補償ファイバ２４の
短い方の限界の長さは、実現できる実効断面積及び分散
補償値（絶対値）によって制限される。図５の交点Ａよ
りも左側の範囲で、 分散補償値（絶対値）が、交点Ａ
での分散補償値（絶対値）より大きく、実効断面積が交
点Ａでの実効断面積よりも大きければよい。
【００５３】図６は、光送信装置１０の概略構成ブロッ
ク図を示す。１００波長を信号波長帯２０ｎｍ乃至３０
ｎｍの中に入れるためには、波長間隔を０．２ｎｍ乃至
０．３ｎｍという狭いものにしなければならない。その
場合、隣接チャネル同士の干渉が問題になるので、本実
施例では、隣接チャネル（隣接波長）を互いに直交する
偏波で送信する。
【００５４】４０−１〜４０−１００は、それぞれ波長
λ１〜λ１００で連続レーザ発振するレーザ・ダイオー
ドである。データ変調器４２−１〜４２−１００が、レ
ーザ・ダイオード４０−１〜４０−１００の各出力光を
データ変調及びＡＭ変調し、ＲＺ光パルスを出力する。
位相変調器４４−１〜４４−１００はそれぞれ、データ
変調器４２−１〜４２−１００の出力光を位相変調す
る。
【００５５】波長多重器４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６
ｄはそれぞれアレイ導波路格子ＡＷＧからなる。波長多
重器４６ａは、波長λ１〜λ４９の奇数波長（奇数チャ
ネル）に対する位相変調器４４−１〜４４−４９の出力
光を波長多重する。波長多重器４６ｂは、波長λ２〜λ
５０の偶数波長（偶数チャネル）に対する位相変調器４
４−２〜４４−５０の出力光を波長多重する。波長多重
器４６ｃは、波長λ５ １〜λ９９の奇数波長（奇数チャ
ネル）に対する位相変調器４４−５１〜４４−９９の出
力光を波長多重する。波長多重器４６ｄは、波長λ５２
〜λ１００の偶数波長（偶数チャネル）に対する位相変
調器４４−５２〜４４−１００の出力光を波長多重す
る。波長多重器４６ａの出力光と波長多重器４６ｂの出
力光は互いに直交した偏波状態で偏光ビームスプリッタ
４８ａに入射し、偏光ビームスプリッタ４８ａは、波長
多重器４６ａ，４６ｂの出力光を、その偏光状態を保持
して合波する。
【００５６】同様に、波長多重器４６ｃの出力光と波長
多重器４６ｄの出力光は互いに直交した偏波状態で偏光
ビームスプリッタ４８ｂに入射し、偏光ビームスプリッ
タ４８ｂは、波長多重器４６ｃ，４６ｄの出力光を、そ
の偏光状態を保持して合波する。勿論、レーザダイオー
ド４０−１〜４０−１００から偏光ビームスプリッタ４
８ａ，４８ｂまでは、偏光を保持する光学系で構成され
ている。
【００５７】光アンプ５０ａ，５０ｂはそれぞれ偏光ビ
ームスプリッタ４８ａ，４８ｂの出力光を光増幅する。
分散補償ファイバ５２は、光アンプ５０ｂの出力光に予
め所定の波長分散値を与える。ファイバグレーティング
５４ａは、光アンプ５０ａの出力光から、信号は波長λ
１〜λ５０以外の波長成分を除去し、ファイバグレーテ
ィング５４ｂは、分散補償ファイバ５２の出力光から、
波長λ５２〜λ１００以外の波長成分を除去する。光カ
ップラ５６はファイバ・グレーティング５４ａ，５４ｂ
の出力光を合波する。分散補償ファイバ５８は光カップ
ラ５６の出力光に所定の波長分散値を与えて、光ファイ
バ伝送路１２に出力する。分散補償ファイバ５８の代わ
りに、光アンプ５０ａとファイバグレーティング５４ａ
の間に、信号波長λ１〜λ５０の信号光に所望の波長分
散を与える分散補償ファイバを配置しても良い。
【００５８】図６に示す構成では、波長λ５０の信号光
と波長λ５１の信号光との間では、偏波の直交性が保証
されない。従って、波長λ５０と波長λ５１を通常より
も離して、例えば、通常の波長間隔が０．３ｎｍのとき
にはその倍の０．６ｎｍ程度に設定するのが好ましい。
【００５９】図７は、図６に示す光送信装置１０に対応
する光受信装置１４の概略構成ブロック図を示す。光カ
ップラ６０は光ファイバ伝送路１２から入力した光を２
分割する。光カップラ６０の一方の出力光は、光カップ
ラ６６ａに入力し、他方の出力光は、分散補償ファイバ
６２で累積波長分散を補償され、光アンプ６４で光増幅
されて光カップラ６６ｂに入力する。分散補償ファイバ
６２は、予め波長λ５ １〜λ１００の信号光の累積波長
分散を一括補償する目的で配置され、光アンプ６４は分
散補償ファイバ６２による損失を補償する目的で配置さ
れている。
【００６０】光カップラ６６ａは光カップラ６０からの
光を２分割し、一方を波長分離素子としてのアレイ導波
路格子６８ａに供給し、他方を波長分離素子としてのア
レイ導波路格子６８ｂに供給する。アレイ導波路格子６
８ａは、入力光から奇数波長λ１〜λ４９の信号光を分
離し、アレイ導波路格子６８ｂは、入力光から偶数波長
λ２〜λ５０の信号光を分離する。同様に、光カップラ
６６ｂは光アンプ６４の出力光を２分割し、一方を波長
分離素子としてのアレイ導波路格子６８ｃに供給し、他
方を波長分離素子としてのアレイ導波路格子６８ｄに供
給する。アレイ導波路格子６８ｃは、入力光から奇数波
長λ５１〜λ９９の信号光を分離し、アレイ導波路格子
６８ｄは、入力光から偶数波長λ５２〜λ１００の信号
光を分離する。
【００６１】このように波長分離された波長λ１〜λ
１００の各信号光は、各波長毎に調節された波長分散補
償量を具備する分散補償ファイバ７０−１〜７０−１０
０及び、光バンドパスフィルタ７２−１〜７２−１００
を透過して、光受信器７４−１〜７４−１００に入射す
る。光バンドパスフィルタ７２−１〜７２−１００は、
アレイ導波路格子６８ａ，６８ｄでは除去しきれない他
の波長成分を除去する目的で配置される。光受信器７４
−１〜７４−１００は、入力光を電気信号に変換し、デ
ータを復調する。
【００６２】現在、５０波長を一括して波長分割多重す
る素子、具体的にはアレイ導波路格子ＡＷＧは入手でき
ないが、２５波長を波長多重するものは入手可能であ
る。従って、図６及び図７では、本実施例では、１００
波長λ１〜λ１００を、４つのグループ、即ち、波長λ
１〜λ４９の奇数波長、波長λ２〜λ５０の偶数波長、
波長λ５１〜λ９９の奇数波長、及び波長λ５２〜λ１
００の偶数波長に分けて多重分離している。これは、上
述の通り必要な特性の波長多重器を入手できないことに
よる便宜措置であり５０波長を一括して波長多重できれ
ば、このような多段の波長多重処理が不要になることは
明らかである。
【００６３】図８は、実効断面積を大きくすることの利
点を既存の伝送実験データにより示す。縦軸は、ＷＤＭ
伝送の総伝送容量、横軸は伝送距離を示す。●は、波長
分散がゼロになる波長（ゼロ分散波長）を１．５５μｍ
帯にシフトした分散シフトファイバを使用する光伝送シ
ステムの実験値を示し、▲は、１．３μｍ帯にゼロ分散
波長があり、実効断面積が８５μｍ２の単一光モードフ
ァイバと、分散補償ファイバを組み合わせた場合の実験
値を示す。■は、本実施例による実験値であって、１．
３μｍ帯にゼロ分散波長があり、実効断面積が１１０μ
ｍ２の単一光モードファイバと、分散スロープ補償型分
散補償ファイバとを組み合わせ、図２（ｂ）に示すよう
に分散マップを管理した場合の実験値を示す。本実施例
では、伝送容量と伝送距離の両方が格段に向上している
ことが分かる。
【００６４】本実施例において、１０．６６Ｇｂｉｔｓ
／ｓの１００波長を多重した場合の、伝送特性の距離依
存性を調べた。その結果を図９に示す。横軸は距離、縦
軸はＱ値をそれぞれ示す。伝送用ファイバ２０の実効断
面積は１１０μｍ２とした。現在のＦＥＣ（ｆｏｒｗａ
ｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）技術を使用
すると、Ｑが１１ｄＢであれば、ビット誤り率ＢＥＲが
１０−１１となる。従って、現在のＦＥＣ技術を適用
し、ＥＯＬ（Ｅｎｄ ｏｆ Ｌｉｆｅ）マージンを２ｄ
Ｂとすると、図９から、充分に１Ｔｂｉｔｓ／ｓで８０
００ｋｍ伝送を実現できることが分かる。
【００６５】本実施例では、中継スパン単位の平均波長
分散Ｄｌｏｃａｌを１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上、４ｐｓ／
ｎｍ／ｋｍ以下とすることで、非線形作用が少なく且つ
波長分散特性がフラットな光伝送路を実現できると共
に、信号波長間隔を狭くすることが可能になる。その結
果、高密度の波長多重を実現でき、波長分散の適切な管
理と相俟って、長距離・大容量伝送を実現できる。
【００６６】広域分散補償ファイバを設け、システム全
体の平均波長分散Ｄａｖｇを負にすることで、累積波長
分散がゼロとなる点を交差する数を少なくして、光伝送
路全体で累積波長分散を小さい値に抑制できる。
【００６７】広域分散補償ファイバを配置した中継スパ
ンに、光中継増幅器の出力光を所定レベルに減衰する減
衰器を設けることで、光増幅中継器として同じ利得特性
のものを使用でき、利得プロファイル管理及び保守管理
が容易になる。
【００６８】Ｄａｖｇは好ましくは、実質的に−０．３
〜−０．１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。これにより、累積
波長分散がゼロになる回数を低減でき、スペクトル拡が
りを低減できる。その結果、例えば、１Ｔｂｉｔｓ／ｓ
の８０００ｋｍ伝送のような大容量・長距離伝送を実現
できる。
【００６９】伝送用光ファイバの実効断面積は、好まし
くは１１０μｍ２以上である。これにより、非線形作用
を大幅に低減できる。伝送用光ファイバと局所分散補償
器との間にモードフィールド変換光学系を配置すること
で、モードフィールド径が大幅に異なる伝送用光ファイ
バと局所分散補償器を低損失で光学的に結合できる。
【００７０】光送信装置では、隣接する波長チャネルを
異なる偏波方向とすることで、信号波長間隔を狭くして
も、ＸＰＭ（Ｃｒｏｓｓ Ｐｈａｓｅ Ｍｏｄｕｌａｔ
ｉｏｎ）などのチャネル間相互作用を低減できる。
【００７１】偶数波長チャネルと奇数波長チャネルを別
々に多重した後に、互いに直交する偏波で合波すること
で、少ない偏波合波素子で隣接する波長チャネルを異な
る偏波方向で合波できる。
【００７２】異なる波長の信号光をグループに分け、各
グループから不要波長帯域を除去することにより、光伝
送路に出力される信号光のＳ／Ｎ比を改善でき、その結
果として伝送距離を延ばすことができる。
【００７３】局所分散補償ファイバ２４により、中継ス
パン内の平均波長分散Ｄｌｏｃａｌを１ｐｓ／ｎｍ／ｋ
ｍ以上、４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下とし、広域分散補償フ
ァイバ２６により、システム全体の平均波長分散をＤ
ａｖｇを−０．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上、−０．１ｐｓ
／ｎｍ／ｋｍ以下とする。これにより、非線形作用と波
長分散を高度にバランスさせることができ、長距離の伝
送特性を改善できる。累積波長分散がゼロになるポイン
トを通過する回数が減るので、信号スペクトルの劣化を
低減でき、これもまた、伝送特性の改善につながる。
【００７４】分散スロープも併せて補償することで、非
線形作用が少なく且つ分散スロープのフラットな光伝送
路を実現できると共に、信号波長間隔を狭くすることが
可能になる。その結果、高密度の波長多重を実現でき、
波長分散の適切な管理と相俟って、長距離・大容量伝送
を実現できる。
【００７５】
【発明の効果】以上の説明から容易に理解できるよう
に、本発明によれば、伝送特性を改善でき、長距離及び
／又は大容量の光伝送システムを実現できる。更には、
多くの波長を高密度に多重化でき、長距離・大容量のＷ
ＤＭ光伝送システム及びＷＤＭ光伝送路を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例の概略構成ブロック図であ
る。
【図２】 本実施例の光伝送路１２の概略構成と分散マ
ップであり、（ａ）は、本実施例の光伝送路１２の概略
構成を示し、（ｂ）は分散マップを示す。
【図３】 図３は、広域分散補償の最適な目標値Ｄ
ａｖｇを測定した結果である。
【図４】 非線形効果の距離に対する変化を示す模式図
である。
【図５】 局所分散補償ファイバ２４の実効断面積Ａ
ｅｆｆと波長分散値｜Ｄ ｂ｜の、長さＬに対する変化を
示す模式図である。
【図６】 光送信装置１０の概略構成ブロック図であ
る。
【図７】 光受信装置１４の概略構成ブロック図であ
る。
【図８】 伝送容量・伝送距離の比較図である。
【図９】 １Ｔｂｉｔｓ／ｓの場合のＱ値測定結果であ
る。
【符号の説明】
１０：光送信装置 １２：光伝送路 １４：光受信装置 ２０：伝送用光ファイバ ２２：光増幅中継器 ２６：局所分散補償ファイバ ２６：広域分散補償ファイバ ２８：減衰器 ３０：モード径変換レンズ ３２：実効断面積の下限値を示す特性曲線 ３４：必要な分散補償量の絶対値｜Ｄｂ｜ ４０−１〜４０−１００：レーザ・ダイオード ４２−１〜４２−１００：データ変調器 ４４−１〜４４−１００：位相変調器 ４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄ：波長多重器 ４８ａ，４８ｂ：偏光ビームスプリッタ ５０ａ，５０ｂ：光アンプ ５２：分散補償ファイバ ５４ａ，５４ｂ：ファイバグレーティング ５６：光カップラ ５８：分散補償ファイバ ６０：光カップラ ６２：分散補償ファイバ ６４：光アンプ ６６ａ，６６ｂ：光カップラ ６８ａ，６８ｂ，６８ｃ，６８ｄ：アレイ導波路格子 ７０−１〜７０−１００：分散補償ファイバ ７２−１〜７２−１００：光バンドパスフィルタ ７４−１〜７４−１００：光受信器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/135 10/13 10/12 (72)発明者 枝川 登 埼玉県上福岡市大原二丁目１番15号株式会 社ケイディディ研究所内 (72)発明者 鈴木 正敏 埼玉県上福岡市大原二丁目１番15号株式会 社ケイディディ研究所内 Ｆターム(参考） 5K002 AA01 AA03 AA06 BA04 BA05 CA01 CA13 DA02 FA01 FA02

Claims (33)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＷＤＭ信号光を出力する光送信装置と、 複数の第１の光増幅中継スパンを具備し、当該光送信装
    置から出力される当該ＷＤＭ信号光を伝送する光伝送路
    と、 当該光伝送路を伝送した当該ＷＤＭ信号光を受信する光
    受信装置とからなる光伝送システムであって、当該光伝
    送路の当該第１の光増幅中継スパンが、 当該ＷＤＭ信号光を光増幅する第１の光中継増幅装置
    と、 当該光中継増幅装置から出力されるＷＤＭ信号光を伝送
    する正波長分散の伝送用光ファイバと、 当該伝送用光ファイバによる累積波長分散を、このスパ
    ン内での平均波長分散が所定値Ｄｌｏｃａｌになるよう
    に補償すると共に、分散スロープを実質的にゼロに補償
    する負波長分散の局所分散補償器とからなり、Ｄ
    ｌｏｃａｌが１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上、４ｐｓ／ｎｍ／
    ｋｍ以下であることを特徴とする光伝送システム。
  2. 【請求項２】 当該光伝送路が更に、複数の当該第１の
    光増幅中継スパンからなる広域分散補償周期毎に配置さ
    れる第２の光増幅中継スパンを具備し、当該第２の光増
    幅中継スパンが、 当該ＷＤＭ信号光を光増幅し、当該第１の光中継増幅器
    よりも利得の小さい第２の光中継増幅装置と、 当該ＷＤＭ信号光の累積波長分散を、当該広域分散補償
    周期における平均波長分散が所定値Ｄａｖｇになるよう
    に補償すると共に、分散スロープを実質的にゼロに補償
    する広域分散補償器とからなる請求項１に記載の光伝送
    システム。
  3. 【請求項３】 当該第２の光中継増幅装置が、当該第１
    の光増幅中継装置と同じ利得の光中継増幅器と、当該光
    中継増幅器の出力光を所定レベルに減衰する減衰器とか
    らなる請求項２に記載の光伝送システム。
  4. 【請求項４】 Ｄａｖｇが、−０．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ
    以上、−０．１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である請求項２に
    記載の光伝送システム。
  5. 【請求項５】 当該伝送用光ファイバの実効断面積が１
    １０μｍ２以上である請求項１に記載の光伝送システ
    ム。
  6. 【請求項６】 当該伝送用光ファイバと当該局所分散補
    償器との間に、モードフィールド変換光学系を配置した
    請求項５に記載の光伝送システム。
  7. 【請求項７】 当該光送信装置が、それぞれ異なる波長
    の信号光を出力する信号光発生手段と、当該信号光発生
    手段の出力する信号光を、隣接する波長チャネル間で偏
    波が直交するように合波する偏波合波手段とを具備する
    請求項１に記載の光伝送システム。
  8. 【請求項８】 当該光送信装置が、それぞれ異なる波長
    の信号光を出力する信号光発生手段と、当該信号光発生
    手段の出力する偶数波長の信号光を第１の偏波で波長多
    重する第１の波長多重素子と、当該信号光発生手段の出
    力する奇数波長の信号光を当該第１の偏波とは直交する
    第２の偏波で波長多重する第２の波長多重素子と、当該
    第１及び第２の波長多重素子の出力光を互いに直交する
    偏波で合波する偏波合波手段とを具備する請求項１に記
    載の光伝送システム。
  9. 【請求項９】 当該光送信装置が、 それぞれ異なる波長の信号光を出力する信号光発生手段
    と、 当該信号光発生手段を波長順に複数のグループに分けた
    場合の、当該信号光発生手段から出力される当該各グル
    ープの信号光を波長多重する複数の波長多重手段と、 当該複数の波長多重手段のそれぞれの出力光から不要な
    帯域成分を除去する複数の光フィルタ手段と、 当該複数の光フィルタ手段の出力光を合波する合波手段
    と、 当該各グループの信号光に所定の波長分散を付与する複
    数の波長分散付与手段とを具備する請求項１に記載の光
    伝送システム。
  10. 【請求項１０】 当該光送信装置が、 それぞれ異なる波長の信号光を出力する信号光発生手段
    と、 当該信号光発生手段を第１及び第２のグループに分けた
    場合の、当該信号光発生手段から出力される当該第１の
    グループの偶数波長の信号光を第１の偏波で波長多重す
    る第１の波長多重素子と、 当該信号光発生手段から出力される当該第１のグループ
    の奇数波長の信号光を当該第１の偏波とは直交する第２
    の偏波で波長多重する第２の波長多重素子と、 当該第１及び第２の波長多重素子の出力光を互いに直交
    する偏波で合波する第１の偏波合波手段と、 当該第１の偏波合波手段の出力光から不要帯域成分を除
    去する第１の光フィルタ手段と、 当該信号光発生手段から出力される当該第２のグループ
    の当該偶数波長及び当該奇数波長の一方の信号光を当該
    第１の偏波で波長多重する第３の波長多重素子と、 当該信号光発生手段から出力される当該第２のグループ
    の当該偶数波長及び当該奇数波長の他方の信号光を当該
    第１の偏波とは直交する第２の偏波で波長多重する第４
    の波長多重素子と、 当該第３及び第４の波長多重素子の出力光を互いに直交
    する偏波で合波する第２の偏波合波手段と、 当該第２の偏波合波手段の出力光から不要帯域成分を除
    去する第２の光フィルタ手段と、 当該第１及び第２の光フィルタ手段からの出力光を合波
    する合波手段と、 当該第１及び第２のグループの信号光にそれぞれ所定の
    波長分散を付与する第１及び第２の波長分散付与手段と
    を具備する請求項１に記載の光伝送システム。
  11. 【請求項１１】 当該第１の波長分散付与手段が、当該
    合波手段の出力に接続され、当該第２の波長分散付与手
    段が当該第２の偏波合波手段と当該合波手段の間に配置
    される請求項１０に記載の光伝送システム。
  12. 【請求項１２】 複数の光増幅中継スパンを具備し、Ｗ
    ＤＭ信号光を伝送する光伝送路であって、当該各光増幅
    中継スパンが、 当該ＷＤＭ信号光を光増幅する第１の光中継増幅装置
    と、 当該光中継増幅装置から出力されるＷＤＭ信号光を伝送
    する正波長分散の伝送用光ファイバと、 当該伝送用光ファイバによる累積波長分散を、このスパ
    ン内での平均波長分散が所定値Ｄｌｏｃａｌになるよう
    に補償すると共に、分散スロープを実質的にゼロに補償
    する負波長分散の局所分散補償器とからなり、Ｄ
    ｌｏｃａｌが１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上、４ｐｓ／ｎｍ／
    ｋｍ以下であることを特徴とする光伝送路。
  13. 【請求項１３】 更に、 当該複数の光増幅中継スパンを伝搬して出力される当該
    ＷＤＭ信号光を光増幅し、当該第１の光中継増幅器より
    も利得の小さい第２の光中継増幅装置と、 第２の光中継増幅装置から出力されるＷＤＭ信号光の累
    積波長分散を、平均波長分散が負の所定値Ｄａｖｇにな
    るように補償すると共に、分散スロープを実質的にゼロ
    に補償する広域分散補償器とを具備する請求項１２に記
    載の光伝送路。
  14. 【請求項１４】 当該第２の光中継増幅装置が、当該第
    １の光増幅中継装置と同じ利得の光中継増幅器と、当該
    光中継増幅器の出力光を所定レベルに減衰する減衰器と
    からなる請求項１３に記載の光伝送路。
  15. 【請求項１５】 Ｄａｖｇが、−０．３ｐｓ／ｎｍ／ｋ
    ｍ以上、−０．１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である請求項１
    ３に記載の光伝送路。
  16. 【請求項１６】 当該伝送用光ファイバの実効断面積が
    １１０μｍ２以上である請求項１２に記載の光伝送路。
  17. 【請求項１７】 当該伝送用光ファイバと当該局所分散
    補償器との間に、モードフィールド変換光学系を配置し
    た請求項１６に記載の光伝送路。
  18. 【請求項１８】 それぞれ異なる波長の信号光を出力す
    る信号光発生手段と、 当該信号光発生手段を波長順に複数のグループに分けた
    場合の、当該信号光発生手段から出力される当該各グル
    ープの信号光を波長多重する複数の波長多重手段と、 当該複数の波長多重手段のそれぞれの出力光から不要な
    帯域成分を除去する複数の光フィルタ手段と、 当該複数の光フィルタ手段の出力光を合波する合波手段
    と、 当該複数のそれぞれのグループの信号光に所定の波長分
    散を付与する複数の波長分散付与手段とを具備すること
    を特徴とする光送信装置。
  19. 【請求項１９】 それぞれ異なる波長の信号光を出力す
    る信号光発生手段と、 当該信号光発生手段を第１及び第２のグループに分けた
    場合の、当該信号光発生手段から出力される当該第１の
    グループの偶数波長の信号光を第１の偏波で波長多重す
    る第１の波長多重素子と、 当該信号光発生手段から出力される当該第１のグループ
    の奇数波長の信号光を当該第１の偏波とは直交する第２
    の偏波で波長多重する第２の波長多重素子と、 当該第１及び第２の波長多重素子の出力光を互いに直交
    する偏波で合波する第１の偏波合波手段と、 当該第１の偏波合波手段の出力光から不要帯域成分を除
    去する第１の光フィルタ手段と、 当該信号光発生手段から出力される当該第２のグループ
    の当該偶数波長及び当該奇数波長の一方の信号光を当該
    第１の偏波で波長多重する第３の波長多重素子と、 当該信号光発生手段から出力される当該第２のグループ
    の当該偶数波長及び当該奇数波長の他方の信号光を当該
    第１の偏波とは直交する第２の偏波で波長多重する第４
    の波長多重素子と、 当該第３及び第４の波長多重素子の出力光を互いに直交
    する偏波で合波する第２の偏波合波手段と、 当該第２の偏波合波手段の出力光から不要帯域成分を除
    去する第２の光フィルタ手段と、 当該第１及び第２の光フィルタ手段からの出力光を合波
    する合波手段と、 当該第１及び第２のグループの信号光にそれぞれ所定の
    波長分散を付与する第１及び第２の波長分散付与手段と
    を具備することを特徴とする光送信装置。
  20. 【請求項２０】 当該第１の波長分散付与手段が、当該
    合波手段の出力に接続され、当該第２の波長分散付与手
    段が当該第２の偏波合波手段と当該合波手段の間に配置
    される請求項１９に記載の光送信装置。
  21. 【請求項２１】 信号光を出力する光送信装置と、 当該光送信装置から出力される当該信号光を伝送する光
    伝送路と、 当該光伝送路を伝送した当該信号光を受信する光受信装
    置とからなる光伝送システムであって、当該光伝送路
    が、 当該信号光を伝送する複数の伝送用光ファイバと、 当該信号光を光増幅する複数の光中継増幅器と、 当該光中継増幅器による複数の光中継スパンからなる広
    域分散補償周期毎に配置される１以上の広域分散補償器
    であって、当該信号光に対する波長分散を補償して、伝
    送路全体の平均波長分散値を負の所定値Ｄａｖｇに相当
    する値にする広域分散補償器と、 当該広域分散補償周期内にあって、所定の各当該光中継
    スパン内で当該伝送用光ファイバの後段に配置される複
    数の局所分散補償器であって、当該伝送用光ファイバか
    ら出力される信号光の波長分散を補償して、各光中継ス
    パン内での平均波長分散値を所定値Ｄｌｏｃａｌにする
    局所分散補償器とを具備し、Ｄａｖｇが−０．３ｐｓ／
    ｎｍ／ｋｍ以上、−０．１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であ
    り、且つ、当該Ｄｌｏｃａｌが１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以
    上、４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする光
    伝送システム。
  22. 【請求項２２】 当該広域分散補償器の配置される光中
    継スパンには、当該広域分散補償器の前段に、当該光中
    継スパン内における損失を所定値に調整する所定損失量
    の減衰器が配置される請求項２１に記載の光伝送システ
    ム。
  23. 【請求項２３】 当該広域分散補償器が、当該信号光の
    分散スロープを実質的にゼロに補償する請求項２１に記
    載の光伝送システム。
  24. 【請求項２４】 当該局所分散補償器が、当該信号光の
    分散スロープを実質的にゼロに補償する請求項２１に記
    載の光伝送システム。
  25. 【請求項２５】 当該伝送用光ファイバの実効断面積が
    １１０μｍ２以上である請求項１に記載の光伝送システ
    ム。
  26. 【請求項２６】 当該伝送用光ファイバと当該局所分散
    補償器との間に、モードフィールド変換光学系を配置し
    た請求項２５に記載の光伝送システム。
  27. 【請求項２７】 当該光送信装置が、波長多重された複
    数の波長の信号光を出力する請求項２１に記載の光伝送
    システム。
  28. 【請求項２８】 信号光を伝送する複数の伝送用光ファ
    イバと、 当該信号光を光増幅する複数の光中継増幅器と、 当該光中継増幅器による複数の光中継スパンからなる広
    域分散補償周期毎に配置される１以上の広域分散補償器
    であって、当該信号光に対する波長分散を補償して、伝
    送路全体の平均波長分散値を負の所定値Ｄａｖｇに相当
    する値にする広域分散補償器と、 当該広域分散補償周期内にあって、所定の各当該光中継
    スパン内で当該伝送用光ファイバの後段に配置される複
    数の局所分散補償器であって、当該伝送用光ファイバか
    ら出力される信号光の波長分散を補償して、各光中継ス
    パン内での平均波長分散値を所定値Ｄｌｏｃａｌにする
    局所分散補償器とを具備し、Ｄａｖｇが−０．３ｐｓ／
    ｎｍ／ｋｍ以上、−０．１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であ
    り、且つ、当該Ｄｌｏｃａｌが１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以
    上、４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする光
    伝送路。
  29. 【請求項２９】 当該広域分散補償器の配置される光中
    継スパンには、当該広域分散補償器の前段に、当該光中
    継スパン内における損失を所定値に調整する所定損失量
    の減衰器が配置される請求項２８に記載の光伝送路。
  30. 【請求項３０】 当該広域分散補償器が、当該信号光の
    分散スロープを実質的にゼロに補償する請求項２８に記
    載の光伝送路。
  31. 【請求項３１】 当該局所分散補償器が、当該信号光の
    分散スロープを実質的にゼロに補償する請求項２８に記
    載の光伝送路。
  32. 【請求項３２】 当該伝送用光ファイバの実効断面積が
    １１０μｍ２以上である請求項２８に記載の光伝送シス
    テム。
  33. 【請求項３３】 当該伝送用光ファイバと当該局所分散
    補償器との間に、モードフィールド変換光学系を配置し
    た請求項３２に記載の光伝送路。
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