JPH1188260A - 光伝送路の分散補償装置 - Google Patents
光伝送路の分散補償装置Info
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- JPH1188260A JPH1188260A JP9243877A JP24387797A JPH1188260A JP H1188260 A JPH1188260 A JP H1188260A JP 9243877 A JP9243877 A JP 9243877A JP 24387797 A JP24387797 A JP 24387797A JP H1188260 A JPH1188260 A JP H1188260A
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- H04B2210/25—Distortion or dispersion compensation
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 精密でかつ大きい分散値が可能な分散補償を
行なって大容量かつ長距離の光伝送を実現する。 【解決手段】 固定的な分散量を有する固定分散補償器
１６または分散量の不連続な変更が可能な離散可変分散
補償器で粗い分散補償を行ない、可変の分散量を有する
可変分散補償器１８または分散量の連続的な変更が可能
な連続可変分散補償器で精密な分散補償を行なう。
行なって大容量かつ長距離の光伝送を実現する。 【解決手段】 固定的な分散量を有する固定分散補償器
１６または分散量の不連続な変更が可能な離散可変分散
補償器で粗い分散補償を行ない、可変の分散量を有する
可変分散補償器１８または分散量の連続的な変更が可能
な連続可変分散補償器で精密な分散補償を行なう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】近年、急激な情報量の増加に
伴い、光通信システムの大容量化が望まれている。国内
では、伝送速度１０Gb／ｓの光増幅中継伝送システムの
実用サービスが始まった。本発明は、今後の更なる長距
離・大容量化を実現するための、伝送路の波長分散（ｃ
ｈｒｏｍａｔｉｃ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）および非線
形効果の補償方法に関する。
伴い、光通信システムの大容量化が望まれている。国内
では、伝送速度１０Gb／ｓの光増幅中継伝送システムの
実用サービスが始まった。本発明は、今後の更なる長距
離・大容量化を実現するための、伝送路の波長分散（ｃ
ｈｒｏｍａｔｉｃ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）および非線
形効果の補償方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】伝送速度の増加にともない、光ファイバ
の群速度分散（Group-velocity dispersion:GVD)による
波形劣化のために、伝送距離が厳しく制限される。さら
に、送受レベル差を確保するために、送信光パワーを増
加させると、ファイバ非線形効果である自己位相変調
（Ｓｅｌｆ−ｐｈａｓｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＳＰ
Ｍ）効果の影響が大きくなり、群速度分散との相互作用
（ＳＰＭ−ＧＶＤ効果）のために、波形劣化がより複雑
になる。
の群速度分散（Group-velocity dispersion:GVD)による
波形劣化のために、伝送距離が厳しく制限される。さら
に、送受レベル差を確保するために、送信光パワーを増
加させると、ファイバ非線形効果である自己位相変調
（Ｓｅｌｆ−ｐｈａｓｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＳＰ
Ｍ）効果の影響が大きくなり、群速度分散との相互作用
（ＳＰＭ−ＧＶＤ効果）のために、波形劣化がより複雑
になる。
【０００３】既存ファイバ伝送路の大半を占める零分散
波長が１．３μｍ帯にあるシングルモードファイバ（以
下、ＳＭＦと略す。）伝送路を用いた光伝送システムに
おいては、信号光波長１．５５μｍ（石英糸ファイバに
おける伝送損失が最小である波長）における波長分散値
が約＋１８ps／nm／kmと大きいために、１０Gb／ｓ以上
では分散補償技術の適用が不可欠である。４０Gb／ｓ
ＳＭＦ ５０km伝送実験によれば（送受信機構成はG.Is
hikawa et al., ECOC'96 ThC.3.3参照）、パワーペナル
ティが１dB以下であるときの分散補償トレランスは３０
ps／nmと極めて小さい。つまり、４０Gb／ｓ ＳＭＦ伝
送システムにおいては、中継区間ごとに高精度で分散補
償しなければならない。
波長が１．３μｍ帯にあるシングルモードファイバ（以
下、ＳＭＦと略す。）伝送路を用いた光伝送システムに
おいては、信号光波長１．５５μｍ（石英糸ファイバに
おける伝送損失が最小である波長）における波長分散値
が約＋１８ps／nm／kmと大きいために、１０Gb／ｓ以上
では分散補償技術の適用が不可欠である。４０Gb／ｓ
ＳＭＦ ５０km伝送実験によれば（送受信機構成はG.Is
hikawa et al., ECOC'96 ThC.3.3参照）、パワーペナル
ティが１dB以下であるときの分散補償トレランスは３０
ps／nmと極めて小さい。つまり、４０Gb／ｓ ＳＭＦ伝
送システムにおいては、中継区間ごとに高精度で分散補
償しなければならない。
【０００４】一方、近年、１０Gb／ｓ長距離伝送のため
に、１．５５μｍ帯分散シフトファイバ（以下、ＤＳＦ
と略す。）伝送路の敷設が進められている。しかし、光
ファイバ製造過程における線引き時のファイバコア径の
微小変動により、各中継区間ごとの零分散波長λ0 には
バラツキがあり、さらに一中継区間内でもλ0 は長さ方
向に変動している。また、一般に、伝送路ケーブルは数
kmのセグメントの多芯ケーブルが繋ぎ合わされており、
隣接セグメント間のλ0 には連続性がなく、ランダムに
分布している。このため、一中継区間において±１０nm
以上変動している可能性もあり、中継区間ごとにその変
動の様子も異なる。このため、４０Gb／ｓ ＤＳＦ長距
離伝送システムにおいても厳密な分散補償が必要とされ
る。
に、１．５５μｍ帯分散シフトファイバ（以下、ＤＳＦ
と略す。）伝送路の敷設が進められている。しかし、光
ファイバ製造過程における線引き時のファイバコア径の
微小変動により、各中継区間ごとの零分散波長λ0 には
バラツキがあり、さらに一中継区間内でもλ0 は長さ方
向に変動している。また、一般に、伝送路ケーブルは数
kmのセグメントの多芯ケーブルが繋ぎ合わされており、
隣接セグメント間のλ0 には連続性がなく、ランダムに
分布している。このため、一中継区間において±１０nm
以上変動している可能性もあり、中継区間ごとにその変
動の様子も異なる。このため、４０Gb／ｓ ＤＳＦ長距
離伝送システムにおいても厳密な分散補償が必要とされ
る。
【０００５】伝送速度１０Gb／ｓまでの光伝送システム
においては、分散トレランスが比較的広いために、２０
〜４０kmの伝送距離範囲に対して、分散補償ファイバ
（ＤＣＦ）やファイバグレーティングのような一定の分
散値を有する分散補償器を共通に適用するシステム設計
が可能である。しかし、４０Gb／ｓシステムのように分
散補償トレランスが極めて小さい場合には、中継区間ご
とに分散補償量を最適化する必要がある。この実現方法
としては、現状では、（ｉ）伝送路の波長分散実測値に
応じた分散補償器を作製する方法、（ii）分銅方式で小
刻みに分散量の異なるＤＣＦやファイバーグレーティン
グの“ユニット”を用意しておき、波長分散実測値に応
じて、挿入するユニットの組み合わせを変更する方法程
度しか見当たらない。しかし、（ii）の場合、ユニット
を多段接続すると、装置規模が大型になり、各ユニット
間をコネクタ接続にしたとすると、総挿入損失も大きく
なる。また、波長分散値がわからない場合でも、ユニッ
トを挿抜しながら最適化することはできるが、莫大な工
数と無駄なユニットが必要となる。さらに（ｉ），（i
i）のいづれの場合も、伝送路（管路）の温度や外的圧
力や振動により、波長分散値が経時的に変化する場合に
は対応できない。
においては、分散トレランスが比較的広いために、２０
〜４０kmの伝送距離範囲に対して、分散補償ファイバ
（ＤＣＦ）やファイバグレーティングのような一定の分
散値を有する分散補償器を共通に適用するシステム設計
が可能である。しかし、４０Gb／ｓシステムのように分
散補償トレランスが極めて小さい場合には、中継区間ご
とに分散補償量を最適化する必要がある。この実現方法
としては、現状では、（ｉ）伝送路の波長分散実測値に
応じた分散補償器を作製する方法、（ii）分銅方式で小
刻みに分散量の異なるＤＣＦやファイバーグレーティン
グの“ユニット”を用意しておき、波長分散実測値に応
じて、挿入するユニットの組み合わせを変更する方法程
度しか見当たらない。しかし、（ii）の場合、ユニット
を多段接続すると、装置規模が大型になり、各ユニット
間をコネクタ接続にしたとすると、総挿入損失も大きく
なる。また、波長分散値がわからない場合でも、ユニッ
トを挿抜しながら最適化することはできるが、莫大な工
数と無駄なユニットが必要となる。さらに（ｉ），（i
i）のいづれの場合も、伝送路（管路）の温度や外的圧
力や振動により、波長分散値が経時的に変化する場合に
は対応できない。
【０００６】そこで、４０Gb／ｓシステムのような超高
速システムにおいては、一つのデバイスで分散量を可変
できる“可変分散補償器”の新規開発が不可欠である。
これまで可変分散補償器としては、−３８３ps／nmから
＋６１５ps／nmまで可変できるＰＬＣ（Ｐｌａｎｎｅｒ
Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）分散補償器
（Ｋ．Ｔａｋｉｇｕｃｈｉ ｅｔ ａｌ．，ＥＣＯＣ’
９３ ＴｈＣ１２．９）が提案されている。しかし、可
変範囲が−３８３〜＋６１５ps／nmの可変分散補償器で
は波長分散値が＋１８ps／nm／kmのＳＭＦに対しては２
０km程度までしか対応できず、製造性と制御性の点でも
実用化は難しい。また、ファイバーグレーティング分散
補償器において、ペルチェ素子により温度傾斜をつけた
り、圧電素子によりファイバーグレーティング自体に外
的応力（Ｓｔｒｅｓｓ）を与えることにより可変性を持
たせる方法（R.I.Raming and M.N.Zervas, ECOC'96 Sho
rt courses) も提案されているが、制御の複雑さや帯域
が狭い等の課題があり（M.Kato and Y.Miyajima, OECC'
97 9D1-2）、これも実用化レベルには至っていない。
速システムにおいては、一つのデバイスで分散量を可変
できる“可変分散補償器”の新規開発が不可欠である。
これまで可変分散補償器としては、−３８３ps／nmから
＋６１５ps／nmまで可変できるＰＬＣ（Ｐｌａｎｎｅｒ
Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）分散補償器
（Ｋ．Ｔａｋｉｇｕｃｈｉ ｅｔ ａｌ．，ＥＣＯＣ’
９３ ＴｈＣ１２．９）が提案されている。しかし、可
変範囲が−３８３〜＋６１５ps／nmの可変分散補償器で
は波長分散値が＋１８ps／nm／kmのＳＭＦに対しては２
０km程度までしか対応できず、製造性と制御性の点でも
実用化は難しい。また、ファイバーグレーティング分散
補償器において、ペルチェ素子により温度傾斜をつけた
り、圧電素子によりファイバーグレーティング自体に外
的応力（Ｓｔｒｅｓｓ）を与えることにより可変性を持
たせる方法（R.I.Raming and M.N.Zervas, ECOC'96 Sho
rt courses) も提案されているが、制御の複雑さや帯域
が狭い等の課題があり（M.Kato and Y.Miyajima, OECC'
97 9D1-2）、これも実用化レベルには至っていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記の様に、これまで
の可変分散補償器では、１つの分散補償器に（ｉ）大き
な分散量と（ii）大きな可変量の両方を持たせようとし
ているために、設計、製造、制御が困難になり、実用性
に欠けている。したがって本発明の目的は、伝送速度が
例えば４０Gb／ｓであるような大容量の光信号を、例え
ば波長分散値が＋１８ps／nm／kmの伝送路で２０km以上
伝送する場合のように大きな分散補償量を必要とする伝
送路で伝送する場合に、伝送距離等の種々の条件に応じ
て伝送路の波長分散を高精度で補償することのできる分
散補償装置を提供することにある。
の可変分散補償器では、１つの分散補償器に（ｉ）大き
な分散量と（ii）大きな可変量の両方を持たせようとし
ているために、設計、製造、制御が困難になり、実用性
に欠けている。したがって本発明の目的は、伝送速度が
例えば４０Gb／ｓであるような大容量の光信号を、例え
ば波長分散値が＋１８ps／nm／kmの伝送路で２０km以上
伝送する場合のように大きな分散補償量を必要とする伝
送路で伝送する場合に、伝送距離等の種々の条件に応じ
て伝送路の波長分散を高精度で補償することのできる分
散補償装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、固定的
な分散量を有し、光伝送路の波長分散を粗く補償するた
めの固定分散補償手段と、可変の分散量を有し、光伝送
路の波長分散を精密に補償するための可変分散補償手段
とを具備する光伝送路の分散補償装置が提供される。
な分散量を有し、光伝送路の波長分散を粗く補償するた
めの固定分散補償手段と、可変の分散量を有し、光伝送
路の波長分散を精密に補償するための可変分散補償手段
とを具備する光伝送路の分散補償装置が提供される。
【０００９】本発明によれば不連続な変更が可能な分散
量を有し、光伝送路の波長分散を粗く補償するための離
散可変分散補償手段と、連続的な変更が可能な分散量を
有し、光伝送路の波長分散を精密に補償するための連続
可変分散補償手段とを具備する光伝送路の分散補償装置
が提供される。伝送距離の程度に応じて固定分散補償手
段または離散可変分散補償手段で光伝送路の波長分散を
粗く補償し、さらに、可変分散補償手段または連続可変
分散補償手段で精密に補償することによって、必要な分
散補償量が大きい場合でも高精度で補償することがで
き、大容量の伝送が可能になる。
量を有し、光伝送路の波長分散を粗く補償するための離
散可変分散補償手段と、連続的な変更が可能な分散量を
有し、光伝送路の波長分散を精密に補償するための連続
可変分散補償手段とを具備する光伝送路の分散補償装置
が提供される。伝送距離の程度に応じて固定分散補償手
段または離散可変分散補償手段で光伝送路の波長分散を
粗く補償し、さらに、可変分散補償手段または連続可変
分散補償手段で精密に補償することによって、必要な分
散補償量が大きい場合でも高精度で補償することがで
き、大容量の伝送が可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施例に係
る光伝送システムを示す。図１において、光送信機１０
から出力される例えば波長１．５５μｍ、伝送速度４０
Gb／ｓの光信号は、例えば零分散波長が１．３μｍのＳ
ＭＦ １２で伝送され、光受信機２０を有する受信部１
４において受信される。この実施例では、ＳＭＦ １２
の長さに応じていくつかのメニューから選択された分散
量を有する固定分散補償器１６と、伝送距離等の条件に
応じて分散補償量を変更することのできる可変分散補償
器１８は共に受信部１４に配置される。
る光伝送システムを示す。図１において、光送信機１０
から出力される例えば波長１．５５μｍ、伝送速度４０
Gb／ｓの光信号は、例えば零分散波長が１．３μｍのＳ
ＭＦ １２で伝送され、光受信機２０を有する受信部１
４において受信される。この実施例では、ＳＭＦ １２
の長さに応じていくつかのメニューから選択された分散
量を有する固定分散補償器１６と、伝送距離等の条件に
応じて分散補償量を変更することのできる可変分散補償
器１８は共に受信部１４に配置される。
【００１１】固定分散補償器１６としては、例えばファ
イバのコアに特殊な半径方向の屈折率分布を持たせるこ
とによって通常のＳＭＦの分散の極性（正）と逆の極性
（負）の分散を持たせた分散補償ファイバ（ＤＣＦ）
や、ファイバのコアに屈折率変化によるブラッグ格子を
形成して負の分散を持たせたファイバグレーティング分
散補償器が使用可能である。
イバのコアに特殊な半径方向の屈折率分布を持たせるこ
とによって通常のＳＭＦの分散の極性（正）と逆の極性
（負）の分散を持たせた分散補償ファイバ（ＤＣＦ）
や、ファイバのコアに屈折率変化によるブラッグ格子を
形成して負の分散を持たせたファイバグレーティング分
散補償器が使用可能である。
【００１２】可変分散補償器１８としては、前述のＰＬ
Ｃ分散補償器及びファイバグレーティングに応力傾斜や
温度傾斜を与えて分散量を変えるものが使用可能であ
る。一例として、後者のファイバグレーティングに応力
を与えることによる可変分散補償器の一例（M. M. Ohm
et al., “Tunable fiber grating dispersion using a
piesoelectric stack”, OFC'97 Technical Digest, W
J3, pp.155-156）について説明する。図２に示すよう
に、チャープドファイバグレーティング２２の２１個の
セグメントの各々に別々に圧電素子２４を取り付ける。
各圧電素子への印加電圧Ｖ1 〜Ｖ21として図３に示すよ
うに傾斜をつけて電圧を与えると、グレーティング２２
の長手方向に加わる圧力が変化し、図３のＡ〜Ｄの電圧
パターンに対して図４のように分散値（線の傾き）が変
化する。これらの間の中間的な電圧パターンを与えるこ
とによって、分散値を連続的に変化させることができる
のは勿論である。
Ｃ分散補償器及びファイバグレーティングに応力傾斜や
温度傾斜を与えて分散量を変えるものが使用可能であ
る。一例として、後者のファイバグレーティングに応力
を与えることによる可変分散補償器の一例（M. M. Ohm
et al., “Tunable fiber grating dispersion using a
piesoelectric stack”, OFC'97 Technical Digest, W
J3, pp.155-156）について説明する。図２に示すよう
に、チャープドファイバグレーティング２２の２１個の
セグメントの各々に別々に圧電素子２４を取り付ける。
各圧電素子への印加電圧Ｖ1 〜Ｖ21として図３に示すよ
うに傾斜をつけて電圧を与えると、グレーティング２２
の長手方向に加わる圧力が変化し、図３のＡ〜Ｄの電圧
パターンに対して図４のように分散値（線の傾き）が変
化する。これらの間の中間的な電圧パターンを与えるこ
とによって、分散値を連続的に変化させることができる
のは勿論である。
【００１３】図５は光信号を再生することなくそのまま
増幅して中継する光増幅中継伝送システムに本発明の第
１の実施例を適用した例を示す。図５及びそれ以降の図
面において既出と同一の構成素子には同一の参照番号を
付してその説明を省略する。図５において、エルビウム
ドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）２６を有する光増幅
中継器が伝送路の途中に多数設けられ光信号を非再生で
中継する。図１と同様に固定分散補償器１６と可変分散
補償器１８は受信部１４に設けられる。
増幅して中継する光増幅中継伝送システムに本発明の第
１の実施例を適用した例を示す。図５及びそれ以降の図
面において既出と同一の構成素子には同一の参照番号を
付してその説明を省略する。図５において、エルビウム
ドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）２６を有する光増幅
中継器が伝送路の途中に多数設けられ光信号を非再生で
中継する。図１と同様に固定分散補償器１６と可変分散
補償器１８は受信部１４に設けられる。
【００１４】図１及び図５の例において、固定分散補償
器１６と可変分散補償器１８の順番を入れ替えても良
い。また、それらを図６及び図７にそれぞれ示すように
光送信機１０が備えられた送信部２８に設けても良い。
この場合にもそれらの順番の入替は可能である。図８及
び図９に示すように、それらを送信部２８と受信部１４
に別々に設けても良い。図５の構成に加えて、図１０に
示すように固定分散補償器１６と可変分散補償器１８を
それぞれの光増幅中継器３０に設けても良い。図１０に
おいて、全ての光増幅中継器３０に分散補償器１６，１
８が設けられているが、一部の光増幅中継器のみに設け
ても良い。また、受信部１４に分散補償器１６，１８が
設けられているが、送信側に設けても良い。また、図１
１に示すように、光増幅中継器３０には固定分散補償器
１６のみを配置して粗い分散補償を行ない、受信部１４
のみに可変分散補償器１８を配置して精密な分散補償を
行なっても良い。この場合に、可変分散補償器１８は受
信部１４でなく送信側に配置しても良い。またすべての
光増幅中継器３０に固定分散補償器１６を配置するので
なく、一部に配置しても良い。
器１６と可変分散補償器１８の順番を入れ替えても良
い。また、それらを図６及び図７にそれぞれ示すように
光送信機１０が備えられた送信部２８に設けても良い。
この場合にもそれらの順番の入替は可能である。図８及
び図９に示すように、それらを送信部２８と受信部１４
に別々に設けても良い。図５の構成に加えて、図１０に
示すように固定分散補償器１６と可変分散補償器１８を
それぞれの光増幅中継器３０に設けても良い。図１０に
おいて、全ての光増幅中継器３０に分散補償器１６，１
８が設けられているが、一部の光増幅中継器のみに設け
ても良い。また、受信部１４に分散補償器１６，１８が
設けられているが、送信側に設けても良い。また、図１
１に示すように、光増幅中継器３０には固定分散補償器
１６のみを配置して粗い分散補償を行ない、受信部１４
のみに可変分散補償器１８を配置して精密な分散補償を
行なっても良い。この場合に、可変分散補償器１８は受
信部１４でなく送信側に配置しても良い。またすべての
光増幅中継器３０に固定分散補償器１６を配置するので
なく、一部に配置しても良い。
【００１５】図１２は本発明の第２の実施例に係る光伝
送システムを示す。図１２において、離散可変分散補償
器３２は不連続な値で変更が可能な分散量を有し、例え
ば、図１３で示す構成で実施することができる（A.Sano
et al., ECOC'96,TuD.3.5）。図１３において正もしく
は負の分散値を有するＤＣＦ３６が１×４スイッチ３８
で従属されている。図示の例では−１８３ps／nmから＋
１５２nmの間で分散値を約７ps／nmの間隔で設定するこ
とができる。ＤＣＦの代わりにファイバグレーティング
等の固定分散値設定可能な他のデバイスを使用しても良
い。連続可変分散補償器３４としては、前述したＰＬＣ
分散補償器またはファイバグレーティングに応力傾斜や
温度傾斜を与えたものが使用できる。
送システムを示す。図１２において、離散可変分散補償
器３２は不連続な値で変更が可能な分散量を有し、例え
ば、図１３で示す構成で実施することができる（A.Sano
et al., ECOC'96,TuD.3.5）。図１３において正もしく
は負の分散値を有するＤＣＦ３６が１×４スイッチ３８
で従属されている。図示の例では−１８３ps／nmから＋
１５２nmの間で分散値を約７ps／nmの間隔で設定するこ
とができる。ＤＣＦの代わりにファイバグレーティング
等の固定分散値設定可能な他のデバイスを使用しても良
い。連続可変分散補償器３４としては、前述したＰＬＣ
分散補償器またはファイバグレーティングに応力傾斜や
温度傾斜を与えたものが使用できる。
【００１６】図１４は光増幅中継伝送システムに本発明
の第２の実施例を適用した例を示す。図１２と同様に分
散補償器３２，３４が受信部１４に設けられる。図１２
及び図１４の例において離散可変分散補償器３２と連続
可変分散補償器３４の順番を入れ替えても良い。また、
それらを図１５及び図１６にそれぞれ示すように送信部
２８に設けても良い。この場合にもそれらの順番の入替
は可能である。図１７及び図１８に示すように、それら
を送信部２８と受信部１４に別々に設けても良い。図１
４の構成に加えて、図１９に示すように離散可変分散補
償器３２と連続可変分散補償器３４をそれぞれの光増幅
中継器３０に設けても良い。図１９において、全ての光
増幅中継器３０に分散補償器３２，３４が設けられてい
るが、一部の光増幅中継器のみに設けても良い。また、
受信部１４に分散補償器３２，３４が設けられている
が、送信側に設けても良い。また、図２０に示すよう
に、光増幅中継器３０には離散可変分散補償器３２のみ
を配置して粗い分散補償を行ない、受信部１４のみに連
続可変分散補償器３４を配置して精密な分散補償を行な
っても良い。この場合に、連続可変分散補償器３４は受
信部１４でなく送信側に配置しても良い。またすべての
光増幅中継器３０に離散可変分散補償器３２を配置する
のでなく、一部に配置しても良い。
の第２の実施例を適用した例を示す。図１２と同様に分
散補償器３２，３４が受信部１４に設けられる。図１２
及び図１４の例において離散可変分散補償器３２と連続
可変分散補償器３４の順番を入れ替えても良い。また、
それらを図１５及び図１６にそれぞれ示すように送信部
２８に設けても良い。この場合にもそれらの順番の入替
は可能である。図１７及び図１８に示すように、それら
を送信部２８と受信部１４に別々に設けても良い。図１
４の構成に加えて、図１９に示すように離散可変分散補
償器３２と連続可変分散補償器３４をそれぞれの光増幅
中継器３０に設けても良い。図１９において、全ての光
増幅中継器３０に分散補償器３２，３４が設けられてい
るが、一部の光増幅中継器のみに設けても良い。また、
受信部１４に分散補償器３２，３４が設けられている
が、送信側に設けても良い。また、図２０に示すよう
に、光増幅中継器３０には離散可変分散補償器３２のみ
を配置して粗い分散補償を行ない、受信部１４のみに連
続可変分散補償器３４を配置して精密な分散補償を行な
っても良い。この場合に、連続可変分散補償器３４は受
信部１４でなく送信側に配置しても良い。またすべての
光増幅中継器３０に離散可変分散補償器３２を配置する
のでなく、一部に配置しても良い。
【００１７】これまでに説明した例において、伝送波形
シミュレーション等から予め長さ方向変動も含む波長分
散値が把握できている場合には、その結果から、分散補
償器（固定、連続可変、離散可変）の配置および分散補
償量を決定することができる。一方、伝送路の波長分散
が不明な場合は、図２１〜２６に示すように、システム
立ち上げ時に、受信側で伝送特性測定器３６により伝送
特性を測定し、伝送特性が最適になる分散補償値に設定
すればよい。このとき、図に示すように制御信号を可変
分散補償器（連続可変、離散可変）にフィードバックさ
せながら分散補償量を掃引することも可能である。な
お、ここで測定する伝送特性としては、符号誤り率、Ｑ
値、信号中のパリティビットチェック、伝送波形等が利
用できる。
シミュレーション等から予め長さ方向変動も含む波長分
散値が把握できている場合には、その結果から、分散補
償器（固定、連続可変、離散可変）の配置および分散補
償量を決定することができる。一方、伝送路の波長分散
が不明な場合は、図２１〜２６に示すように、システム
立ち上げ時に、受信側で伝送特性測定器３６により伝送
特性を測定し、伝送特性が最適になる分散補償値に設定
すればよい。このとき、図に示すように制御信号を可変
分散補償器（連続可変、離散可変）にフィードバックさ
せながら分散補償量を掃引することも可能である。な
お、ここで測定する伝送特性としては、符号誤り率、Ｑ
値、信号中のパリティビットチェック、伝送波形等が利
用できる。
【００１８】図２７に伝送特性としてＱ値を測定してフ
ィードバックする場合の伝送特性測定部３６の詳細な構
成を示し、図２８に、図２７に示したマイクロコンピュ
ータ４０の動作のフローチャートを示す。図２８におい
て、システム立ち上げ時に可変分散補償器の分散値を掃
引しながらＱ値の測定を行ない（ステップ１０００）、
可変分散補償器の分散値をＱ値が最大となる分散値に設
定する（ステップ１００２）。システム運用時には、例
えば１時間おきにＱ値の測定を行ない（ステップ１００
４）、それが基準値以下であれば（ステップ１００
６）、可変分散補償器の分散値をプラス方向へ１ステッ
プ変化させる（ステップ１００８）。これでＱ値が改善
されればステップ１００６の判定に戻る。Ｑ値が改善さ
れなければ、逆にマイナス方向へ１ステップ変化させ
（ステップ１０１２）、Ｑ値が基準値以上になるまで、
ステップ１０１２を繰り返す。
ィードバックする場合の伝送特性測定部３６の詳細な構
成を示し、図２８に、図２７に示したマイクロコンピュ
ータ４０の動作のフローチャートを示す。図２８におい
て、システム立ち上げ時に可変分散補償器の分散値を掃
引しながらＱ値の測定を行ない（ステップ１０００）、
可変分散補償器の分散値をＱ値が最大となる分散値に設
定する（ステップ１００２）。システム運用時には、例
えば１時間おきにＱ値の測定を行ない（ステップ１００
４）、それが基準値以下であれば（ステップ１００
６）、可変分散補償器の分散値をプラス方向へ１ステッ
プ変化させる（ステップ１００８）。これでＱ値が改善
されればステップ１００６の判定に戻る。Ｑ値が改善さ
れなければ、逆にマイナス方向へ１ステップ変化させ
（ステップ１０１２）、Ｑ値が基準値以上になるまで、
ステップ１０１２を繰り返す。
【００１９】Ｑ値測定系４２が測定するＱ値の定義を図
２９に示す。すなわち、 Ｑ＝２０log10 〔（μ1 −μ0 ）／（σ1 ＋σ0 ）〕 但し、μ1 ：“発光”時の平均レベル μ0 ：“非発光”時の平均レベル σ1 ：“発光”時の標準偏差 σ0 ：“非発光”時の標準偏差 である。分子には発光と非発光の信号レベル差（＝信号
振幅）、分母には発光および非発光の雑音の標準偏差の
和を用いて表現する。雑音の分布としてガウス分布を仮
定すると、図２９で定義されたＱ値が与える符号誤り率
は、実測する符号誤り率の最小値と一致する。Ｑ値測定
系４２は光受信機とほぼ同じ構成であり、リファレンス
電圧可変機能を有する識別回路を用い、等化波形の識別
レベルを、最適レベルから上下に変更して符号誤り率を
測定し、その測定から得られた２本の直線の交点を求め
ることにより、符号誤り率の最小点を推定して、Ｑ値を
求めることができる。
２９に示す。すなわち、 Ｑ＝２０log10 〔（μ1 −μ0 ）／（σ1 ＋σ0 ）〕 但し、μ1 ：“発光”時の平均レベル μ0 ：“非発光”時の平均レベル σ1 ：“発光”時の標準偏差 σ0 ：“非発光”時の標準偏差 である。分子には発光と非発光の信号レベル差（＝信号
振幅）、分母には発光および非発光の雑音の標準偏差の
和を用いて表現する。雑音の分布としてガウス分布を仮
定すると、図２９で定義されたＱ値が与える符号誤り率
は、実測する符号誤り率の最小値と一致する。Ｑ値測定
系４２は光受信機とほぼ同じ構成であり、リファレンス
電圧可変機能を有する識別回路を用い、等化波形の識別
レベルを、最適レベルから上下に変更して符号誤り率を
測定し、その測定から得られた２本の直線の交点を求め
ることにより、符号誤り率の最小点を推定して、Ｑ値を
求めることができる。
【００２０】伝送特性として、受信光の波長分散値その
ものを測定してそれが最適値になるように可変分散補償
器を制御しても良い。波長分散値の測定は市販の波長分
散測定器をそのまま使用するか、またはそれと同じ機能
を送受信装置内に組み込んで実現できる。また、波長分
散値とクロック信号成分の強度との間の関係を利用し
て、受信信号からベースバンド帯域の特定の周波数成
分、特にクロック信号成分の強度を検出して、それが極
大、極小または所定の値になるように分散補償量を制御
しても良い。
ものを測定してそれが最適値になるように可変分散補償
器を制御しても良い。波長分散値の測定は市販の波長分
散測定器をそのまま使用するか、またはそれと同じ機能
を送受信装置内に組み込んで実現できる。また、波長分
散値とクロック信号成分の強度との間の関係を利用し
て、受信信号からベースバンド帯域の特定の周波数成
分、特にクロック信号成分の強度を検出して、それが極
大、極小または所定の値になるように分散補償量を制御
しても良い。
【００２１】さらに、システム立ち上げ時のみでなく、
システム運用中にも、伝送特性を監視しながら、分散補
償量制御を行うことにより、伝送路の波長分散値の温度
依存性および経時変化等にも対応することができる。な
お、図２１〜２６において、分散補償器１６，１８，３
２，３４の配置は図示した例に限られず、例えば前述し
たような様々な変形が可能である。
システム運用中にも、伝送特性を監視しながら、分散補
償量制御を行うことにより、伝送路の波長分散値の温度
依存性および経時変化等にも対応することができる。な
お、図２１〜２６において、分散補償器１６，１８，３
２，３４の配置は図示した例に限られず、例えば前述し
たような様々な変形が可能である。
【００２２】受信側から各可変分散補償器へのフィード
バック信号の転送方法としては、光ファイバ伝送路を用
いた双方向通信方式や低速の電気アナログ通信方式等が
考えられる。さらに、ＣＰＵ等を適用したり、システム
全体を集中管理することにより、分散補償量の最適設定
を自動的に行うことも可能である。また、運用回線と分
散条件および敷設環境のほぼ等しい予備回線が存在する
場合には、まず、予選回線において分散補償量の最適化
を行った後、それらを参照して、運用回線に適用する方
法により、サービスを中断することなく分散補償量の最
適化が可能となる。
バック信号の転送方法としては、光ファイバ伝送路を用
いた双方向通信方式や低速の電気アナログ通信方式等が
考えられる。さらに、ＣＰＵ等を適用したり、システム
全体を集中管理することにより、分散補償量の最適設定
を自動的に行うことも可能である。また、運用回線と分
散条件および敷設環境のほぼ等しい予備回線が存在する
場合には、まず、予選回線において分散補償量の最適化
を行った後、それらを参照して、運用回線に適用する方
法により、サービスを中断することなく分散補償量の最
適化が可能となる。
【００２３】
【発明の効果】本発明により、既設のファイバ伝送路を
用いたままで、伝送速度の高速化を図ることができ、様
々なファイバの種類（ＳＭＦ，ＤＳＦ）、中継間隔、波
長分散値の長さ方向変動にも対応可能となり、システム
全体のコスト低減に繋がる。
用いたままで、伝送速度の高速化を図ることができ、様
々なファイバの種類（ＳＭＦ，ＤＳＦ）、中継間隔、波
長分散値の長さ方向変動にも対応可能となり、システム
全体のコスト低減に繋がる。
【図１】本発明の第１の実施例に係る光伝送システムの
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】可変分散補償器の一例を示す図である。
【図３】図２の可変分散補償器の各セグメントへ与える
電圧Ｖ1 〜Ｖ21のパターンＡ〜Ｄを示すグラフである。
電圧Ｖ1 〜Ｖ21のパターンＡ〜Ｄを示すグラフである。
【図４】各電圧パターンＡ〜Ｄにおける分散値を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図５】図１の光伝送システムの一変形のブロック図で
ある。
ある。
【図６】図１の光伝送システムの他の変形のブロック図
である。
である。
【図７】図１の光伝送システムの他の変形のブロック図
である。
である。
【図８】図１の光伝送システムの他の変形のブロック図
である。
である。
【図９】図１の光伝送システムの他の変形のブロック図
である。
である。
【図１０】図１の光伝送システムの他の変形のブロック
図である。
図である。
【図１１】図１の光伝送システムの他の変形のブロック
図である。
図である。
【図１２】本発明の第２の実施例に係る光伝送システム
のブロック図である。
のブロック図である。
【図１３】離散可変分散補償器の一例のブロック図であ
る。
る。
【図１４】図１２の光伝送システムの一変形のブロック
図である。
図である。
【図１５】図１２の光伝送システムの他の変形のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図１６】図１２の光伝送システムの他の変形のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図１７】図１２の光伝送システムの他の変形のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図１８】図１２の光伝送システムの他の変形のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図１９】図１２の光伝送システムの他の変形のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２０】図１２の光伝送システムの他の変形のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２１】本発明の第３の実施例に係る光伝送システム
のブロック図である。
のブロック図である。
【図２２】図２１の光伝送システムの一変形のブロック
図である。
図である。
【図２３】図２１の光伝送システムの他の変形のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２４】図２１の光伝送システムの他の変形のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２５】図２１の光伝送システムの他の変形のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２６】図２１の光伝送システムの他の変形のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２７】伝送特性測定部３６の詳細な構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２８】図２７のマイクロコンピュータ４０の動作の
フローチャートである。
フローチャートである。
【図２９】Ｑ値の定義を示す図である。
１２…ＳＭＦ ２２…チャープトファイバグレーティング ２４…圧電素子 ３６…ＤＣＦ ３８…１×４スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/13 10/12
Claims (14)
- 【請求項１】 固定的な分散量を有し、光伝送路の波長
分散を粗く補償するための固定分散補償手段と、 可変の分散量を有し、光伝送路の波長分散を精密に補償
するための可変分散補償手段とを具備する光伝送路の分
散補償装置。 - 【請求項２】 前記固定分散補償手段及び前記可変分散
補償手段は、その両方が前記光伝送路の送信側及び受信
側のいずれか一方に配置される固定分散補償器及び可変
分散補償器をそれぞれ含む請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記固定分散補償手段及び前記可変分散
補償手段は、前記光伝送路の送信側と受信側に別々に配
置される固定分散補償器及び可変分散補償器をそれぞれ
含む請求項１記載の装置。 - 【請求項４】 前記光伝送路はその途中に設けられた光
増幅中継器を具備し、 前記固定分散補償手段は、該光増幅中継器の近傍に設け
られた第２の固定分散補償器をさらに含む請求項２また
は３記載の装置。 - 【請求項５】 前記可変分散補償手段は、前記光増幅中
継器の近傍に設けられた第２の可変分散補償器をさらに
含む請求項４記載の装置。 - 【請求項６】 前記光伝送路の受信側に設けられ、該光
伝送路で伝送された光信号の特性を測定することによっ
て該光伝送路の伝送特性を測定する伝送特性測定器をさ
らに具備し、 前記可変分散補償手段の分散量は該伝送特性測定器が測
定した伝送特性に基づき設定される請求項１記載の装
置。 - 【請求項７】 前記伝送特性測定器が測定した伝送特性
に基づき、前記可変分散補償手段の分散量を自動的に制
御する制御器をさらに具備する請求項６記載の装置。 - 【請求項８】 不連続な変更が可能な分散量を有し、光
伝送路の波長分散を粗く補償するための離散可変分散補
償手段と、 連続的な変更が可能な分散量を有し、光伝送路の波長分
散を精密に補償するための連続可変分散補償手段とを具
備する光伝送路の分散補償装置。 - 【請求項９】 前記離散可変分散補償手段及び前記連続
可変分散補償手段は、その両方が前記光伝送路の送信側
及び受信側のいずれか一方に配置される離散可変分散補
償器及び連続可変分散補償器をそれぞれ含む請求項８記
載の装置。 - 【請求項１０】 前記離散可変分散補償手段及び前記連
続可変分散補償手段は、前記光伝送路の送信側と受信側
に別々に配置される離散可変分散補償器及び連続可変分
散補償器をそれぞれ含む請求項８記載の装置。 - 【請求項１１】 前記光伝送路はその途中に設けられた
光増幅中継器を具備し、 前記離散可変分散補償手段は、該光増幅中継器の近傍に
設けられた第２の離散可変分散補償器をさらに含む請求
項９または１０記載の装置。 - 【請求項１２】 前記連続可変分散補償手段は、前記光
増幅中継器の近傍に設けられた第２の連続可変分散補償
器をさらに含む請求項１１記載の装置。 - 【請求項１３】 前記光伝送路の受信側に設けられ、該
光伝送路で伝送された光信号の特性を測定することによ
って該光伝送路の伝送特性を測定する伝送特性測定器を
さらに具備し、 前記離散可変分散補償手段及び連続可変分散補償手段の
分散量は該伝送特性測定器が測定した伝送特性に基づき
設定される請求項８記載の装置。 - 【請求項１４】 前記伝送特性測定器が測定した伝送特
性に基づき、前記離散可変分散補償手段及び連続可変分
散補償手段の分散量を自動的に制御する制御器をさらに
具備する請求項１３記載の装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9243877A JPH1188260A (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 光伝送路の分散補償装置 |
| US09/021,578 US6320687B1 (en) | 1997-09-09 | 1998-02-10 | Dispersion compensation apparatus including a fixed dispersion compensator for coarse compensation and a variable dispersion compensator for fine compensation |
| EP98104699A EP0902558A3 (en) | 1997-09-09 | 1998-03-16 | Dispersion compensation apparatus including a fixed dispersion compensator for coarse compensation and a variable dispersion compensator for fine compensation |
| CNB981057292A CN1173495C (zh) | 1997-09-09 | 1998-03-19 | 包括固定的和可变的色散补偿器的色散补偿装置 |
| US09/950,709 US6909851B2 (en) | 1997-09-09 | 2001-09-13 | Dispersion compensation apparatus including a fixed dispersion compensator for coarse compensation and a variable dispersion compensator for fine compensation |
| US11/111,783 US20050185964A1 (en) | 1997-09-09 | 2005-04-22 | Dispersion compensation apparatus including a fixed dispersion compensator for coarse compensation and a variable dispersion compensator for fine compensation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9243877A JPH1188260A (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 光伝送路の分散補償装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1188260A true JPH1188260A (ja) | 1999-03-30 |
Family
ID=17110320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9243877A Pending JPH1188260A (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 光伝送路の分散補償装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US6320687B1 (ja) |
| EP (1) | EP0902558A3 (ja) |
| JP (1) | JPH1188260A (ja) |
| CN (1) | CN1173495C (ja) |
Cited By (17)
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| WO2010090050A1 (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-12 | 日本電気株式会社 | 光通信システム及び光通信方法 |
| JPWO2009008042A1 (ja) * | 2007-07-06 | 2010-09-02 | 富士通株式会社 | 通信ネットワークおよび設計方法 |
| US7885545B2 (en) | 2004-03-31 | 2011-02-08 | Fujitsu Limited | Dispersion compensation method and compensation node |
| WO2022168303A1 (ja) * | 2021-02-08 | 2022-08-11 | 日本電信電話株式会社 | 光通信システム、制御装置、及び、品質補償方法 |
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|---|---|---|---|---|
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