JP4176659B2 - Automatic dispersion compensator - Google Patents
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Description
本発明は、波長多重光伝送システムに用いて好適な自動分散補償装置に関する。 The present invention relates to an automatic dispersion compensator suitable for use in a wavelength division multiplexing optical transmission system.
波長多重光伝送システムは、1本の光ファイバに複数の波長の光信号を多重化して伝送する。かかるシステムでは、伝送容量を向上させるため、より多くの波長を多重化しつつ、広帯域の中でより均一かつ安定した伝送品質を保つことが不可欠になる。伝送品質を制限する要因の一つとして、光ファイバの波長分散があり、この波長分散をいかに補償できるかが重要な課題となっている。従来、波長分散を補償する技術として、例えば非特許文献1および非特許文献2に開示されるように、分散を測定するために複数の波長の光に対して各々別々に変調をかけて伝送させ、受信側で測定される波長間の伝搬遅延差に応じて分散補償する技術が知られている。
ところで、上記従来技術を波長多重化システムに適用する場合、2つの波長間の伝搬遅延を測るためには、送信側に2つの変調器を、受信側に2つのO/E(光/電気)変換器を設置する必要がある上、2つの波長だけでは符号を含めた正確な補償分散量を測定することができない。したがって、符号を含めた正確な補償分散量を測定するには、装置構成の複雑化を招致するという問題が生じる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、簡易な構成でありながら符号も含めて正確に分散補償することができる自動分散補償装置を提供することを目的としている。
By the way, when the above prior art is applied to a wavelength multiplexing system, in order to measure the propagation delay between two wavelengths, two modulators are provided on the transmission side and two O / Es (optical / electrical) are provided on the reception side. In addition, it is necessary to install a converter, and an accurate compensation dispersion amount including a sign cannot be measured with only two wavelengths. Therefore, in order to measure the accurate compensation dispersion amount including the code, there arises a problem that the apparatus configuration becomes complicated.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an automatic dispersion compensator capable of accurately compensating for dispersion including a sign with a simple configuration.
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明では、波長周回性を有する第1および第2の波長の光をそれぞれ出力する第1および第2の光源と、前記第1および第2の光源からの光を合波するカプラと、前記カプラによって合波された光を正弦波信号によって変調する変調器と、前記変調器を通過した前記第1の波長の光と第2の波長の光との間に遅延を付与するための遅延手段と、透過特性に波長周回性を有し、前記遅延手段を通過した光と他のクライアント信号とを多重化して光ファイバヘ出力する光合波器と、前記光ファイバを通過した光の分散を補償する可変分散補償器と、透過特性に波長周回性を有し、前記可変分散補償器を通過した光と前記他のクライアント信号とを分波し、分波された光を、前記遅延手段を通過した光が入力された前記光合波器のポートに対応するポートから出力する光分波器と、前記光分波器の前記対応するポートから出力された光を電気信号に変換する光/電気変換器と、前記光/電気変換器から出力される電気信号の変調周波数におけるスペクトル強度に対応する分散補償量を求め、求めた分散補償量に応じて前記可変分散補償器の分散値を制御する分散値制御手段とを具備することを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there are provided first and second light sources that respectively output light having first and second wavelengths having wavelength recirculation, and the first and second light sources. a coupler for coupling light from, a modulator for modulating the sinusoidal signal combined beam by the coupler, and the light of the light and a second wavelength of the first wavelength that has passed through the modulator A delay unit for providing a delay between the optical unit , a wavelength circulatory transmission characteristic, and an optical multiplexer that multiplexes the light passing through the delay unit and another client signal and outputs the multiplexed signal to an optical fiber, a variable dispersion compensator for compensating the dispersion of the light passing through the optical fiber has a wavelength cyclic frequency in transmission characteristic, and a light and said another client signal passing through the variable dispersion compensator demultiplexed, demultiplexing The light that has passed through the delay means enters An optical demultiplexer for output from the port corresponding to the port of the optical multiplexer that is, an optical / electrical converter for converting the light output from the corresponding port of the optical demultiplexer into electrical signals, determine the dispersion compensation amount corresponding to the spectral intensity at the modulation frequency of the output Ru electrical signal from the optical / electrical converter, the dispersion value to control the dispersion value of the variable dispersion compensator according to the dispersion compensation amount determined control Means.
請求項1に従属する請求項2に記載の発明では、前記遅延手段は分散補償ファイバであることを特徴とする。
The invention according to
請求項1に従属する請求項3に記載の発明では、前記第1および第2の光源の各出力光を変調する正弦波信号を、前記第1および第2の光源へ直接出力する変調信号出力手段を前記変調器に代えて設け、前記遅延手段として分散補償ファイバを用いることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, which is dependent on the first aspect, a modulated signal output for directly outputting a sine wave signal for modulating each output light of the first and second light sources to the first and second light sources. Means are provided in place of the modulator, and a dispersion compensating fiber is used as the delay means.
請求項1に従属する請求項4に記載の発明では、前記遅延手段はファイバブラッググレーティングであることを特徴とする。
The invention according to claim 4 that is dependent on
請求項1に従属する請求項5に記載の発明では、前記第1および第2の光源の各出力光を変調する正弦波信号を、前記第1および第2の光源へ直接入力する変調信号出力手段を前記変調器に代えて設け、前記遅延手段としてファイバブラッググレーティングを用いることを特徴とする。
In the invention according to
請求項1に従属する請求項6に記載の発明では、前記第1および第2の光源の各出力光を変調する正弦波信号を、変調信号に遅延を与える遅延回路を通過して前記第1の光源へ出力し、遅延回路を通過しない信号を第2の光源へ出力する変調信号出力手段を、前記遅延手段として用いることを特徴とする。
In the invention according to claim 6 that is dependent on
請求項7に記載の発明では、波長周回性を有する第1および第2の波長の光をそれぞれ出力する第1および第2の光源と、第1の周波数で発振する信号と第2の周波数で発振する信号とを合波し、第1の波長の光源に出力するミキサと、第1の周波数で発振する信号と第3の周波数で発振する信号とを合波し、第2の波長の光源に出力するミキサと、前記第1および第2の光源からの光を合波するカプラと、前記カプラによって合波された光を正弦波信号によって変調する変調器と、前記変調器を通過した前記第1の波長の光と第2の波長の光との間に遅延を付与する遅延手段と、透過特性に波長周回性を有し、前記遅延手段を通過した光と他のクライアント信号とを多重化して光ファイバヘ出力する光合波器と、前記光ファイバを通過した光の分散を補償する可変分散補償器と、透過特性に波長周回性を有し、前記可変分散補償器を通過した光と前記他のクライアント信号とを分波し、分波された光を、前記遅延手段を通過した光が入力された前記光合波器のポートに対応するポートから出力する光分波器と、前記分波器の前記対応するポートから出力された光を電気信号に変換する光/電気変換器と、前記光/電気変換器が出力する電気信号から第1、第2および第3の変調周波数成分をそれぞれ抽出するフィルタ手段と、前記フィルタ手段にて抽出された前記第1の変調周波数におけるスペクトル強度に対応する分散補償量を求め、求めた分散補償量に応じて前記可変分散補償器の分散値を制御する分散値制御手段と、前記フィルタ手段にて抽出された前記第2の変調周波数の信号強度と前記第3の変調周波数の信号強度とが等しくなるように前記第1および第2の光源の出力を制御する光源制御手段とを具備することを特徴とする。 In the seventh aspect of the present invention, the first and second light sources that output light of the first and second wavelengths having wavelength reciprocity , the signal that oscillates at the first frequency, and the second frequency, respectively. A mixer for combining the oscillating signal and outputting it to the light source of the first wavelength, a signal for oscillating at the first frequency and a signal oscillating at the third frequency, and a light source of the second wavelength A mixer that outputs light from the first and second light sources, a modulator that modulates light combined by the coupler with a sine wave signal, and the modulator that has passed through the modulator Delay means for providing a delay between the light of the first wavelength and the light of the second wavelength, and the transmission characteristic having a wavelength circulatory property, the light passing through the delay means and another client signal are multiplexed. Passed through the optical fiber and an optical multiplexer that outputs to the optical fiber A variable dispersion compensator for compensating the dispersion having a wavelength cyclic frequency in the transmission characteristic, the variable dispersion compensator and the light passing through the and said another client signal demultiplexed, demultiplexing light, wherein An optical demultiplexer that is output from a port corresponding to the port of the optical multiplexer to which light that has passed through the delay means is input , and light that converts the light output from the corresponding port of the demultiplexer into an electrical signal / Electric converter, filter means for extracting first, second and third modulation frequency components from the electric signal output from the optical / electric converter, and the first extracted by the filter means Dispersion value control means for obtaining a dispersion compensation amount corresponding to the spectrum intensity at the modulation frequency, and controlling the dispersion value of the variable dispersion compensator according to the obtained dispersion compensation amount; and the second value extracted by the filter means. Modulation frequency Characterized by comprising a light source control means for controlling the output of said first and second light sources so that the signal strength of the signal strength third modulation frequency equal.
請求項7に従属する請求項8に記載の発明では、前記フィルタ手段は前記光/電気変換器が出力する電気信号から第1、第2および第3の変調周波数成分をそれぞれ抽出する第1、第2および第3のバンドパスフィルタから構成され、前記光源制御手段は第2および第3のバンドパスフィルタから各々出力される前記第2の変調周波数の信号と前記第3の変調周波数の信号とを切り替える切り替え手段を有し、この切り替え手段により前記第2の変調周波数の信号と前記第3の変調周波数の信号とを切り替えて強度を測定し、2つの信号強度が等しくなるように前記第1および第2の光源の出力を制御することを特徴とする。 In the invention according to claim 8, which is dependent on claim 7, the filter means extracts first, second and third modulation frequency components from the electric signal output from the optical / electrical converter, respectively. The light source control means includes a second modulation frequency signal and a third modulation frequency signal output from the second and third band pass filters, respectively. And switching means for switching the signal of the second modulation frequency and the signal of the third modulation frequency to measure the intensity, and the first signal so that the two signal intensities are equal to each other. And controlling the output of the second light source.
請求項7に従属する請求項9に記載の発明では、前記フィルタ手段は前記光/電気変換器が出力する電気信号から第1、第2および第3の変調周波数成分をそれぞれ抽出する第1、第2および第3のバンドパスフィルタから構成され、前記光源制御手段は第2および第3のバンドパスフィルタから各々出力される前記第2の変調周波数の信号と前記第3の変調周波数の信号とを比較し、2つの信号強度が等しくなるように前記第1および第2の光源の出力を制御することを特徴とする。 In the invention according to claim 9, which is dependent on claim 7, the filter means extracts first, second and third modulation frequency components from the electrical signal output from the optical / electrical converter, respectively. The light source control means includes a second modulation frequency signal and a third modulation frequency signal output from the second and third band pass filters, respectively. And the outputs of the first and second light sources are controlled so that the two signal intensities are equal.
請求項7に従属する請求項10に記載の発明では、前記フィルタ手段は前記光/電気変換器が出力する電気信号から第1、第2および第3の変調周波数成分をそれぞれ抽出する第1、第2および第3のバンドパスフィルタから構成され、前記光源制御手段は第2および第3のバンドパスフィルタから各々出力される前記第2の変調周波数の信号と前記第3の変調周波数の信号との差分がゼロになるように前記第2の光源の出力を制御することを特徴とする。 In the invention according to claim 10, which is dependent on claim 7, the filter means extracts first, second and third modulation frequency components from the electrical signal output from the optical / electrical converter, respectively. The light source control means includes a second modulation frequency signal and a third modulation frequency signal output from the second and third band pass filters, respectively. The output of the second light source is controlled so that the difference between them becomes zero.
請求項7に従属する請求項11に記載の発明では、前記遅延手段として、分散補償ファイバを用いることを特徴とする。
The invention according to
請求項7に従属する請求項12に記載の発明では、前記遅延手段として、ファイバブラッググレーティングを用いることを特徴とする。
The invention according to
請求項7に従属する請求項13に記載の発明では、前記第1、第2の光源の出力光を変調する正弦波信号を、変調信号に遅延を与える遅延回路を通過して前記第1の光源へ出力し、遅延回路を通過しない信号を第2の光源へ出力する変調信号出力手段を、前記遅延手段として用いることを特徴とする。 In a thirteenth aspect dependent on the seventh aspect, the sine wave signal for modulating the output light of the first and second light sources passes through the delay circuit for delaying the modulation signal, and the first Modulation signal output means for outputting a signal that is output to the light source and does not pass through the delay circuit to the second light source is used as the delay means.
請求項1又は請求項7のいずれかに従属する請求項14に記載の発明では、前記第1の光源に代わり、前記第1、第3の波長で発振する光源を設け、前記第1と前記第2の波長の光の遅延差と、前記第2と前記第3の波長の光の遅延差から光ファイバの分散値を測定する測定手段を有することを特徴とする。
In the invention according to claim 14 dependent on either
請求項1に記載の発明によれば、送信側では変調した第1および第2の波長の光に遅延を付与してから多重化して光ファイバへ出力する。受信側では光ファイバを通過した光の分散を補償する可変分散補償器を設けておき、この可変分散補償器を通過した光を電気信号に変換した後、この電気信号の変調周波数におけるスペクトル強度に対応する分散補償量を求め、求めた分散補償量に応じて可変分散補償器の分散値を制御するので、簡易な構成でありながら正確に分散補償することができる。 According to the first aspect of the present invention, the transmission side adds a delay to the modulated first and second wavelengths of light and then multiplexes and outputs the multiplexed light to the optical fiber. On the receiving side, a tunable dispersion compensator is provided to compensate for the dispersion of the light that has passed through the optical fiber. Since the corresponding dispersion compensation amount is obtained and the dispersion value of the tunable dispersion compensator is controlled in accordance with the obtained dispersion compensation amount, the dispersion compensation can be accurately performed with a simple configuration.
また、請求項1に記載の発明によれば、光合波器および光分波器の透過率特性の波長周回性を利用するため、従来よりも簡易な構成で分散補償が可能になる上、送信側の故障を受信側で検知することも可能になる。加えて、装置構成の簡素化が可能になる為、高密度波長波重装置への実装が極めて容易になる利点も得られる。 In addition, according to the first aspect of the present invention, since the wavelength reciprocity of the transmittance characteristics of the optical multiplexer and the optical demultiplexer is used, dispersion compensation can be achieved with a simpler configuration than the conventional one, and transmission It is also possible to detect a failure on the receiving side on the receiving side. In addition, since the configuration of the apparatus can be simplified, there is an advantage that it can be very easily mounted on a high-density wavelength-weighted apparatus.
請求項7に記載の発明によれば、可変分散補償器を通過した光を電気信号に変換した後、変換された電気信号から第1、第2および第3の変調周波数成分をそれぞれ抽出し、抽出された第1の変調周波数におけるスペクトル強度に対応する分散補償量を求め、求めた分散補償量に応じて可変分散補償器の分散値を制御すると共に、抽出された第2の変調周波数の信号強度と第3の変調周波数の信号強度とが等しくなるように第1および第2の光源の出力を制御するので、簡易な構成でありながら符号を含めた分散補償が可能である。 According to the seventh aspect of the present invention, after the light that has passed through the tunable dispersion compensator is converted into an electric signal, the first, second, and third modulation frequency components are extracted from the converted electric signal, A dispersion compensation amount corresponding to the extracted spectrum intensity at the first modulation frequency is obtained, the dispersion value of the variable dispersion compensator is controlled in accordance with the obtained dispersion compensation amount, and the extracted signal at the second modulation frequency Since the outputs of the first and second light sources are controlled so that the intensity and the signal intensity of the third modulation frequency are equal, dispersion compensation including a sign is possible with a simple configuration.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
A.第1実施形態
図1は、本発明の第1実施形態による自動分散補償装置100の構成を示すブロック図である。自動分散補償装置100は、光源11、変調器12、分散補償ファイバ(DCF)13、光合波部14、光ファイバ15、可変分散補償器16、光分波部17、光/電気変換器18、スペクトル強度測定器19および制御部20から構成される。光源11は、レーザダイオード(LD)等から構成され、第1の波長λ1および第2の波長λN+1を発光する。変調器12は、光源11から出力される第1の波長λ1の光信号および第2の波長λN+1の光信号をそれぞれ正弦波で変調する。分散補償ファイバ(DCF)13は、変調された光信号に所定の遅延を与える。光合波部14は、分散補償ファイバ(DCF)13を介して入力される2光信号を多重化して出力する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
A. First Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an
光ファイバ15は、光合波部14からの多重化出力を受信側へ伝送する。可変分散補償器16は、制御部20からの指示に応じて伝送路(光ファイバ15)の分散値を可変制御する。光分波部17は、可変分散補償器16を介して入力される多重光信号を分波する。光/電気変換器18は、光分波部17にて分波された光信号を電気信号に変換して出力する。スペクトル強度測定器19は、光/電気変換器18から出力される電気信号をスペクトル解析し、上記変調器12の変調周波数におけるRFパワーを測定する。制御部20は、スペクトル強度測定器19により測定されたRFパワーに対応する分散値を可変分散補償器16に指示する。
The
上記構成による自動分散補償装置100において、光合波部14および光分波部17は透過特性に波長周回性を有する合分波部として使用される。したがって、第1の波長λ1の光信号および第2の波長λN+1の光信号は、いずれも光合波部14の同じポートを透過でき、同一の変調器12で正弦波信号により変調されてから多重化される。また、分散補償ファイバ(DCF)13を伝送する過程で、第1の波長λ1の光信号および第2の波長λN+1の光信号には、波長分散特性により遅延差が生じる。光ファイバ15で伝送される第1の波長λ1の光信号および第2の波長λN+1の光信号は、光分波部17にて再び同じポートに出力された後、光/電気変換器18にて電気信号に変換される。
In the
スペクトル強度測定器19は、光/電気変換器18から出力される電気信号をスペクトル解析し、上記変調器12の変調周波数におけるRFパワーを測定する。RFパワーから未知の分散値を求めるためには、予め分散値とRFパワーとの対応関係を求めておく必要がある。2波長の信号のRFパワーから分散値を求める方法について図2を参照して説明する。
The spectrum
図2は分散値モニタ方式の原理を説明するための図である。2波長λ1、λ2の光信号が光分波部17の同じポートから出力された場合、光/電気変換器18から出力される電気信号は、その2波長λ1、λ2の光信号の重なり方によって信号レベルが変化する。例えば変調周波数fmで振幅変調され、位相差0の2波長λ1、λ2の光信号であれば、図2中の(1)に図示するように、変調周波数fmのパワースペクトルが最大となり、位相差π(逆位相)であれば、図2中の(3)に図示するように、変調周波数fmのパワースペクトルがゼロになる。このように、光/電気変換器18から出力される電気信号のパワースペクトルは、2波長λ1、λ2の光信号間の位相差を反映したものとなる。
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of the dispersion value monitoring method. When the optical signals of the two wavelengths λ 1 and λ 2 are output from the same port of the optical demultiplexing unit 17, the electrical signal output from the optical /
したがって、変調周波数fmにおけるRFパワーが分れば、2波長λ1、λ2間の位相差、つまり分散が分る。ここで言う分散とは、2波長λ1、λ2における分散の平均値を指す。変調周波数fmは、モニタする伝送路の分散変動量によって設定する。正弦波で振幅変調させた場合、図3(a)に図示する一例から明らかなように、RFパワーは光ファイバの分散変動量に対して正弦波状に変化する。ファイバ伝送後の位相差Δφは以下の式で与えられる。 Therefore, if the RF power at the modulation frequency fm is known, the phase difference between the two wavelengths λ 1 and λ 2 , that is, the dispersion is known. The dispersion here refers to an average value of dispersion at two wavelengths λ 1 and λ 2 . The modulation frequency fm is set according to the dispersion fluctuation amount of the transmission line to be monitored. When amplitude modulation is performed with a sine wave, as is clear from the example illustrated in FIG. 3A, the RF power changes in a sine wave shape with respect to the dispersion fluctuation amount of the optical fiber. The phase difference Δφ after fiber transmission is given by the following equation.
ここで、fmは変調周波数、Dは伝送路の分散、Lはファイバ長、Δλは2波長の波長間隔であり、ここでは分散スロープは考慮していない。なお、図1に図示した構成の自動分散補償装置100においては、第1の波長λ1の光信号および第2の波長λN+1の光信号は、同一の変調器12によって変調される為、位相差はゼロである。変調後の分散補償ファイバ(DCF)13は、送信側で2波長の光信号間に予め適当な位相差を与える。この結果、図3(a)に図示する分散モニタ範囲、すなわちRFパワー変動が線形近似できる領域で分散変動量を測定すれば、同図(b)に示す一例のように、符号を含む正確な分散変動量を測定することが可能になる。具体的には、可変分散補償器16にて伝送路(光ファイバ15)の分散値を変化させ、それに対応するRFパワーをスペクトル強度測定器19で測定する。こうして分散変動量とRFパワーとの対応関係を予め取得しておけば、測定したRFパワーに対応した、符号を含む正確な分散変動量を求めることができる。
Here, fm is the modulation frequency, D is the dispersion of the transmission line, L is the fiber length, and Δλ is the wavelength interval of two wavelengths, and the dispersion slope is not considered here. In the
なお、本実施形態による自動分散補償装置100は、図1に図示した構成に限定されず、種々変形が可能である。例えば図4に図示する変形例のように、第1の波長λ1および第2の波長λN+1を発光する光源11(LD)を直接変調する態様とすることもできる。また、図5および図6に図示する変形例のように、分散補償ファイバ(DCF)13に替えて、ブラッグファイバグレーティングFBGを用いた構成としても構わない。さらに、図7に図示する変形例のように、変調器側に遅延回路を設けて直接変調することによって、第1の波長λ1と第2の波長λN+1との間に位相差を付与する態様も可能である。
Note that the
B.第2実施形態
図8は、本発明の第2実施形態による自動分散補償装置200の構成を示すブロック図である。自動分散補償装置200は、光源11、遅延部30、光合波部14、光ファイバ15、可変分散補償器16、光分波部17、光/電気変換器18、スペクトル強度測定器19、制御部20、カプラ31、バンドパスフィルタ32〜34および電流制御部35から構成される。なお、図8において、前述した第1実施形態(図1参照)と共通する構成要素には、同一の番号を付し、その説明を省略する。
B. Second Embodiment FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an
光源11を構成する一方のレーザダイオードLDは、ミキサで混合される変調周波数成分f1、f1−2f2で直接変調され、他方のレーザダイオードLDは、ミキサで混合される変調周波数成分f1、f1−2f3で直接変調される。したがって、光源11は変調周波数成分f1、f1−2f2を有する第1の波長λ1の光信号と、変調周波数成分f1、f1−2f3を有する第2の波長λN+1の光信号とを発生する。遅延部30は、分散補償ファイバ(DCF)、ブラッグファイバグレーティングFBGあるいは遅延電気回路のいずれかで構成され、光源11が発生する第1の波長λ1の光信号および第2の波長λN+1の光信号を遅延出力する。光合波部14および光分波部17は透過特性に波長周回性を有する合分波部として使用される。したがって、第1の波長λ1の光信号および第2の波長λN+1の光信号は、いずれも光合波部14の同じポートを経て多重化される。また、遅延部30を伝送する過程で、第1の波長λ1の光信号および第2の波長λN+1の光信号には、波長分散特性により遅延差が生じる。光ファイバ15で伝送される第1の波長λ1の光信号および第2の波長λN+1の光信号は、光分波部17にて再び同じポートに出力された後、光/電気変換器18にて電気信号に変換される。
One laser diode LD constituting the
光/電気変換器18から出力される電気信号は、カプラ31を介してバンドパスフィルタ32(BPF(1))およびバンドパスフィルタ33〜34(BPF(2)〜BPF(3))に供給される。バンドパスフィルタ32は、変調周波数成分f1を抽出する。バンドパスフィルタ33は、変調周波数成分f1−2f2を抽出する。バンドパスフィルタ34は、変調周波数成分f1−2f3を抽出する。なお、バンドパスフィルタ33〜34は、セレクタSELにて選択される。セレクタSELは、例えば電流制御部35が発生する切換え信号に応じてバンドパスフィルタ33、34のいずれかを選択する。
The electrical signal output from the optical /
バンドパスフィルタ32が出力する変調周波数成分f1は、前述の第1実施形態と同様、スペクトル強度測定器19により測定され、制御部20がスペクトル強度測定器19の出力(測定値)に応じて分散補償量を見積り、可変分散補償器16を制御する。図2に示したように、2波長の変調信号の重なり方によってRFパワーが変化するため、2波長信号の強度のバランスが崩れると、RFパワーは遅延以外の効果によって変化してしまい、正しい分散値が測定できなくなる。
The modulation frequency component f 1 output from the
そこで、本実施形態では、電流制御部35がバンドパスフィルタ33により抽出される変調周波数成分f1−2f2と、バンドパスフィルタ34により抽出される変調周波数成分f1−2f3との強度を比較し、両成分の強度を等化するように、光源11を構成するレーザダイオードLDの注入電流を制御する。これにより、第1の波長λ1の光信号および第2の波長λN+1の光信号を適正強度を維持する光強度補償が行われる。したがって、こうした光強度補償の下で、予め取得した分散変動量とRFパワーとの対応関係に基づき、測定したRFパワーに対応した、符号を含む正確な分散変動量を求めることができる。
Therefore, in this embodiment, the
なお、本実施形態による自動分散補償装置200は、図8に図示した構成に限定されず、種々変形が可能であり、例えば図9に図示する変形例のように、セレクタSELに替えて、カプラCを使用することによって変調周波数成分f1−2f2と変調周波数成分f1−2f3との強度を同時にモニタしながら光強度補償する態様としても構わない。また、例えば図10に図示する変形例のように、差動回路DEFを設け、変調周波数成分f1−2f2と変調周波数成分f1−2f3との強度差分を測定し、その差分が常に一定となるように光強度補償する態様としても良い。さらに、第1実施形態の変形例(図7参照)と同様、本実施形態による自動分散補償装置200においても、変調器側に遅延回路を設けて直接変調することによって、第1の波長λ1と第2の波長λN+1との間に位相差を付与する態様も可能である。
The
C.第3実施形態
図11は、本発明の第3実施形態による自動分散補償装置300の構成を示すブロック図である。自動分散補償装置300は、光源11、遅延部30、光合波部14、光ファイバ15、可変分散補償器16、光分波部17、光/電気変換器18、スペクトル強度測定器19、制御部20、カプラ31、バンドパスフィルタ32、電流制御部35およびモニタ部40から構成される。なお、図11において、上述した第2実施形態による自動分散補償装置200と共通する構成要素には、同一の番号を付し、その説明を省略する。
第3実施形態による自動分散補償装置300が、上述した第2実施形態による自動分散補償装置200と相違する点は、光源11が波長λ1、λN+1、λ2N+1、λ1-Nを同時に出力することにある。また、光合波部14および光分波部17は透過特性に波長周回性を有する合分波部として使用される。したがって、波長λ1、λN+1、λ2N+1、λ1-Nの各光信号は、いずれも光合波部14の同じポートを経て多重化される。
C. Third Embodiment FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of an automatic dispersion compensator 300 according to a third embodiment of the present invention. The automatic dispersion compensation device 300 includes a
The automatic dispersion compensator 300 according to the third embodiment is different from the
遅延部30を伝送する過程で、波長λ1、λN+1、λ2N+1、λ1-Nの各光信号には、波長分散特性により遅延差が生じる。光ファイバ15で伝送される波長λ1、λN+1、λ2N+1、λ1-Nの各光信号は、光分波部17にて再び同じポートに出力された後、光/電気変換器18にて電気信号に変換される。光/電気変換器18から出力される電気信号は、カプラ31を介してバンドパスフィルタ32に供給されると共に、モニタ部40に供給される。バンドパスフィルタ32が出力する変調周波数成分f1は、前述の第1実施形態と同様、スペクトル強度測定器19により測定され、制御部20がスペクトル強度測定器19の出力(測定値)に応じて分散補償量を見積り、可変分散補償器16を制御する。
In the process of transmitting the
本実施形態では、モニタ部40が波長λ1、λN+1間の遅延差と、波長λN+1、λ2N+1間の遅延差とから光ファイバ15における初期の分散値を測定する。モニタ部40により測定される初期の分散値に応じて、電流制御部35が波長λ1-Nの光信号を発生する光源11の注入電流を制御する光強度補償が行われる。したがって、こうした光強度補償の下で、予め取得した分散変動量とRFパワーとの対応関係に基づき、測定したRFパワーに対応した、符号を含む正確な分散変動量を求めることができる。
In the present embodiment, the
モニタ部40が波長λ1、λN+1間の遅延差と、波長λN+1、λ2N+1間の遅延差とから初期の分散値を測定する原理について図12を参照して説明する。図12は光ファイバ15の群速度遅延の波長依存性を示す図である。光ファイバ15を伝播する光信号の到達時間τは以下の式で与えられる。
The principle by which the
この[数2]式において、D(λ)、D’(λ)はそれぞれ分散、分散スロープである。Lはファイバ長、λ0はゼロ分散波長を表している。波長λ1、λN+1間の遅延差を△τ1、波長λN+1、λ2N+1間の遅延差を△τ2とすると、上記[数2]を用いて以下のように書ける。
In this [Expression 2], D (λ) and D ′ (λ) are dispersion and dispersion slope, respectively. L represents the fiber length, and λ 0 represents the zero dispersion wavelength. Assuming that the delay difference between wavelengths λ 1 and λ N + 1 is Δτ 1 , and the delay difference between wavelengths λ N + 1 and λ 2N + 1 is Δτ 2 , the
ここで、λ1-N、λ1、λN+1、λ2N+1の波長間隔は一定であり、この波長間隔を△λとおくと、Δλ=λN+1−λ1=λ2N+1−λN+1=λ1−λ1-Nなので、Δλを用いて上記[数3]式を書き換えて変形すると、以下のように表現される。 Here, the wavelength intervals of λ 1-N , λ 1 , λ N + 1 , and λ 2N + 1 are constant. If this wavelength interval is Δλ, Δλ = λ N + 1 −λ 1 = λ 2N Since + 1 −λ N + 1 = λ 1 −λ 1−N , when the above [Equation 3] is rewritten and transformed using Δλ, it is expressed as follows.
ここで、D”はλ1、λ2N+1における分散値の平均値である。分散スロープによる分散の影響が小さいと仮定すれば、上式の右辺第2項を無視することができる。その結果、遅延差変化量から分散を求めることができる。同様にして、波長λ1-N、λ1、λN+1の間で遅延差変化量を求めることで光ファイバ15の初期分散値が求まる。このように、本実施形態では、分散モニタ用の光源として、同一のAWGポートを通過する複数の波長で発振する光源11を用い、受信側に設けられるモニタ部40が波長λ1、λN+1間の遅延差と、波長λN+1、λ2N+1間の遅延差とから初期の分散値を測定する構成を特徴としている。また、こうした構成を、第1実施形態による自動分散補償装置100あるいは第2実施形態による自動分散補償装置200に適用することも勿論可能である。
Here, D ″ is the average value of the dispersion values at λ 1 and λ 2N + 1. Assuming that the influence of dispersion by the dispersion slope is small, the second term on the right side of the above equation can be ignored. As a result, the dispersion can be obtained from the delay difference change amount, and similarly, the initial dispersion value of the
11 光源
12 変調器
13 分散補償ファイバ(DCF)
14 光合波部
15 光ファイバ
16 可変分散補償器
17 光分波部
18 光/電気変換器
19 スペクトル強度測定器
20 制御部
11
DESCRIPTION OF SYMBOLS 14
Claims (13)
前記第1および第2の光源からの光を合波するカプラと、
前記カプラによって合波された光を正弦波信号によって変調する変調器と、
前記変調器を通過した前記第1の波長の光と第2の波長の光との間に遅延を付与するための遅延手段と、
透過特性に波長周回性を有し、前記遅延手段を通過した光と他のクライアント信号とを多重化して光ファイバヘ出力する光合波器と、
前記光ファイバを通過した光の分散を補償する可変分散補償器と、
透過特性に波長周回性を有し、前記可変分散補償器を通過した光と前記他のクライアント信号とを分波し、分波された光を、前記遅延手段を通過した光が入力された前記光合波器のポートに対応するポートから出力する光分波器と、
前記光分波器の前記対応するポートから出力された光を電気信号に変換する光/電気変換器と、
前記光/電気変換器から出力される電気信号の変調周波数におけるスペクトル強度に対応する分散補償量を求め、求めた分散補償量に応じて前記可変分散補償器の分散値を制御する分散値制御手段と
を具備することを特徴とする自動分散補償装置。 First and second light sources that respectively output light of first and second wavelengths having wavelength recirculation ,
A coupler for combining lights from the first and second light sources;
A modulator that modulates the light combined by the coupler with a sine wave signal;
Delay means for imparting a delay between the light of the first wavelength and the light of the second wavelength that has passed through the modulator;
An optical multiplexer having a wavelength circulatory transmission characteristic, and multiplexing the light passing through the delay means and another client signal and outputting the multiplexed signal to an optical fiber;
A variable dispersion compensator that compensates for dispersion of light that has passed through the optical fiber;
The transmission characteristic has wavelength recursion , demultiplexes the light that has passed through the tunable dispersion compensator and the other client signal, and the demultiplexed light is input with the light that has passed through the delay means An optical demultiplexer that outputs from a port corresponding to the optical multiplexer port ;
An optical / electrical converter for converting the light output from the corresponding port of the optical demultiplexer into electrical signals,
Determine the dispersion compensation amount corresponding to the spectral intensity at the modulation frequency of the output Ru electrical signal from the optical / electrical converter, the dispersion value to control the dispersion value of the variable dispersion compensator according to the dispersion compensation amount determined control And an automatic dispersion compensator.
第1の周波数で発振する信号と第2の周波数で発振する信号とを合波し、第1の波長の光源に出力するミキサと、
第1の周波数で発振する信号と第3の周波数で発振する信号とを合波し、第2の波長の光源に出力するミキサと、
前記第1および第2の光源からの光を合波するカプラと、
前記カプラによって合波された光を正弦波信号によって変調する変調器と、
前記変調器を通過した前記第1の波長の光と第2の波長の光との間に遅延を付与する遅延手段と、
透過特性に波長周回性を有し、前記遅延手段を通過した光と他のクライアント信号とを多重化して光ファイバヘ出力する光合波器と、
前記光ファイバを通過した光の分散を補償する可変分散補償器と、
透過特性に波長周回性を有し、前記可変分散補償器を通過した光と前記他のクライアント信号とを分波し、分波された光を、前記遅延手段を通過した光が入力された前記光合波器のポートに対応するポートから出力する光分波器と、
前記分波器の前記対応するポートから出力された光を電気信号に変換する光/電気変換器と、
前記光/電気変換器が出力する電気信号から第1、第2および第3の変調周波数成分をそれぞれ抽出するフィルタ手段と、
前記フィルタ手段にて抽出された前記第1の変調周波数におけるスペクトル強度に対応する分散補償量を求め、求めた分散補償量に応じて前記可変分散補償器の分散値を制御する分散値制御手段と、
前記フィルタ手段にて抽出された前記第2の変調周波数の信号強度と前記第3の変調周波数の信号強度とが等しくなるように前記第1および第2の光源の出力を制御する光源制御手段と
を具備することを特徴とする自動分散補償装置。 First and second light sources that respectively output light of first and second wavelengths having wavelength recirculation ,
A mixer that combines a signal that oscillates at a first frequency and a signal that oscillates at a second frequency, and outputs the resultant signal to a light source having a first wavelength;
A mixer for combining a signal oscillating at a first frequency and a signal oscillating at a third frequency and outputting the resultant signal to a light source of a second wavelength;
A coupler for combining lights from the first and second light sources;
A modulator that modulates the light combined by the coupler with a sine wave signal;
Delay means for providing a delay between the light of the first wavelength and the light of the second wavelength that has passed through the modulator;
An optical multiplexer having a wavelength circulatory transmission characteristic, and multiplexing the light passing through the delay means and another client signal and outputting the multiplexed signal to an optical fiber;
A variable dispersion compensator that compensates for dispersion of light that has passed through the optical fiber;
The transmission characteristic has wavelength recursion , demultiplexes the light that has passed through the tunable dispersion compensator and the other client signal, and the demultiplexed light is input with the light that has passed through the delay means An optical demultiplexer that outputs from a port corresponding to the optical multiplexer port ;
An optical / electrical converter that converts light output from the corresponding port of the duplexer into an electrical signal;
Filter means for extracting first, second and third modulation frequency components from the electrical signal output by the optical / electrical converter;
Dispersion value control means for obtaining a dispersion compensation amount corresponding to the spectrum intensity at the first modulation frequency extracted by the filter means, and controlling a dispersion value of the variable dispersion compensator according to the obtained dispersion compensation amount; ,
Light source control means for controlling the outputs of the first and second light sources so that the signal intensity of the second modulation frequency and the signal intensity of the third modulation frequency extracted by the filter means are equal. An automatic dispersion compensator characterized by comprising:
前記光源制御手段は、第2および第3のバンドパスフィルタから各々出力される前記第2の変調周波数の信号と前記第3の変調周波数の信号とを切り替える切り替え手段を有し、この切り替え手段により前記第2の変調周波数の信号と前記第3の変調周波数の信号とを切り替えて強度を測定し、2つの信号強度が等しくなるように前記第1および第2の光源の出力を制御することを特徴とする請求項7に記載の自動分散補償装置。 The filter means includes first, second, and third bandpass filters that respectively extract first, second, and third modulation frequency components from the electrical signal output by the optical / electrical converter,
The light source control means includes switching means for switching between the second modulation frequency signal and the third modulation frequency signal output from the second and third bandpass filters, respectively. Switching the signal of the second modulation frequency and the signal of the third modulation frequency to measure the intensity, and controlling the outputs of the first and second light sources so that the two signal intensities are equal. 8. The automatic dispersion compensator according to claim 7, wherein
前記光源制御手段は、第2および第3のバンドパスフィルタから各々出力される前記第2の変調周波数の信号と前記第3の変調周波数の信号とを比較し、2つの信号強度が等しくなるように前記第1および第2の光源の出力を制御することを特徴とする請求項7に記載の自動分散補償装置。 The filter means includes first, second, and third bandpass filters that respectively extract first, second, and third modulation frequency components from the electrical signal output by the optical / electrical converter,
The light source control means compares the signal of the second modulation frequency and the signal of the third modulation frequency output from the second and third band pass filters, respectively, so that the two signal intensities are equal. 8. The automatic dispersion compensator according to claim 7, wherein outputs of the first and second light sources are controlled.
前記光源制御手段は、第2および第3のバンドパスフィルタから各々出力される前記第2の変調周波数の信号と前記第3の変調周波数の信号との差分がゼロになるように前記第2の光源の出力を制御することを特徴とする請求項7に記載の自動分散補償装置。 The filter means includes first, second, and third bandpass filters that respectively extract first, second, and third modulation frequency components from the electrical signal output by the optical / electrical converter,
The light source control means is configured such that the difference between the second modulation frequency signal and the third modulation frequency signal respectively output from the second and third band pass filters is zero. 8. The automatic dispersion compensator according to claim 7, wherein the output of the light source is controlled.
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