CN1527527A - 波分复用光中继传输方法和中继装置 - Google Patents

Abstract

设置在光传输线路的各分隔中继区间的端点处的中继装置执行第一色散补偿步骤(S1)、光分插复用步骤(S2)和第二色散补偿步骤(S3)，以进行中继传输。对第二色散补偿步骤(S3)的过补偿量与第一和第二色散补偿步骤(S1和S3)的色散补偿量总和的比率进行设置，使得其随着光传输线路上所述中继装置的位置距发送终端装置的传输距离而逐渐变化，以抑制由接收终端装置接收的波长的劣化，同时在传输线路上的各光分插复用点进行高精度的色散补偿。

Description

波分复用光中继传输方法和中继装置

技术领域

本发明涉及适合用于光通信系统的波分复用光中继传输方法和中继装置。

背景技术

近年来，由于通信网络的使用大大增加，进一步提高网络容量的需求也在增加。此外，在光通信系统中，希望提高现有系统的容量、速率和距离，以满足网络容量提高的需要。

在当前形势下，已经开始实际使用基于10Gbit/s(千兆位/秒)的每信道传输速率的波分复用(WDM)光传输系统。在将来，从未来的容量增长、频率使用效率和成本的需求的角度来看，需要一种具有40Gbit/s或更高的每信道传输速率的超高速传输系统。

特别是近年来，需要使光网络系统多功能化。这样，就不仅需要点对点的传输功能，而且需要自由改变光信号通路的功能，例如光分插复用(OADM)功能和光交叉连接(OXC)功能。

顺便说一下，由于光纤的折射率根据波长变化，所以即使使用相同的光纤，对于不同的波长，光的传播时间(速度)也不同。这种现象被称为色散。在超高速传输系统中，为了应对上述的网络系统的多功能化和容量的提高，需要对传输线路的色散进行最佳的补偿，以对波形劣化进行高精度的最佳的补偿。

注意，以下文献公开了与本申请的发明相关的技术。

专利文献1：

日本专利申请公开特开2000-68931号公报

专利文献2：

美国专利No.6229935

顺便说一下，在具有上述超高速传输系统所需的40Gbit/s或更高的传输速率的光传输系统中，色散的容差非常小。例如，在使用40Gbit/s传输速率的NRZ(不归零(Non Return to Zero))方法传输波分复用光信号的情况下，色散容差小于大约70ps/nm(皮秒/纳米)，为10Gbit/s系统的1/16。

同时，传输线路光纤的色散涉及诸如传输线路的长度差异、色散系数在制造中的分散、传输线路光纤和色散补偿光纤(DCF)的色散斜率系数、以及光纤零色散波长的温度变化等的变化因素。为了通过超高速波分复用传输系统实现长距离的传输，使得能够吸收该色散变化，并抑制在接收侧终端装置中的接收波形的劣化，同时在光传输线路上的分插点进行高精度的色散补偿是重要的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种波分复用光传输方法和一种中继装置，通过它们可以抑制接收侧终端装置中的接收波形的劣化，同时在光传输线路上的分插点进行高精度的色散补偿。

为了达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种波分复用光中继传输方法，用于沿一光传输线路进行波长复用光信号的中继传输，该光传输线路连接着发送终端装置和接收终端装置，并具有由多个中继装置分隔的中继区间，该方法包括由设置在该多个分隔中继区间的端点处的该多个中继装置中的每一个执行的多个步骤，这些步骤包括：第一色散补偿步骤，用于对已在发送终端装置侧的分隔中继区间中传播的波长复用光信号中包含的色散进行补偿，以使其处于预先设置的容差之内；光分插复用步骤，用于对已在第一色散补偿步骤中进行了色散补偿处理的波长复用光信号的各波长成分进行光分插复用处理；以及第二色散补偿步骤，用于使用一过补偿量对已在光分插复用步骤进行了光分插复用处理的波长复用光信号进行色散补偿处理，使得第二色散补偿步骤的补偿量和第一色散补偿步骤的补偿量的总和与在发送终端装置侧的分隔中继区间中出现的色散成预定比例，并将所得到的信号传输到接收终端装置侧的分隔中继区间，对第二色散补偿步骤的过补偿量与第一和第二色散补偿步骤的色散补偿量总和的比率进行设置，使得其随着光传输线路上中继装置所处的位置距发送终端装置的传输距离而逐渐变化。

优选地，对用于在第二色散补偿步骤中通过该过补偿量进行色散补偿处理的该预定比例进行设置，使得其随着光传输线路上设置了中继装置的位置距发送终端装置的传输距离逐渐增大或减小。

该波分复用光中继传输方法还可以包括由该多个中继装置中的每一个执行的残余色散补偿步骤，当在光分插复用步骤的光分插复用处理之前和之后在各波长的光信号中出现残余色散时，对该残余色散进行补偿。

该波分复用光中继传输方法还可以包括色散补偿步骤，用于进行满足要在发送终端装置中发送的波长复用光信号的传输条件的色散补偿处理。在这种情况下，优选地，该传输条件涉及光纤的类型、传输距离和比特率中的至少一个。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于波分复用光中继传输系统的中继装置，其中，通过一光传输线路使发送终端装置和接收终端装置相互连接，由多个中继装置分隔该光传输线路的中继区间，以进行波长复用光信号的中继传输，该中继装置包括：第一色散补偿部，用于对已在发送终端装置侧的分隔中继区间中传播的波长复用光信号中包含的色散进行补偿，使得其处于预先设置的容差内；光分插复用部，用于对已在第一色散补偿部中进行了色散补偿处理的波长复用光信号的各波长成分进行光分插复用处理；以及第二色散补偿部，用于使用一过补偿量对已由光分插复用部进行了光分插复用处理的波长复用光信号进行色散补偿处理，使得第二色散补偿部的补偿量和第一色散补偿部的补偿量的总和与在发送终端装置侧的分隔中继区间中出现的色散成预定比例。

优选地，第二色散补偿部随着光传输线路上设置了所述中继装置的位置距发送终端装置的传输距离而逐渐增大或减小用于通过该过补偿量进行色散补偿处理的该预定比例。

第一和第二色散补偿部中的至少一个可以由可变色散补偿装置构成，该可变色散补偿装置可以改变色散补偿量的设定值。

该中继装置还可以包括色散斜率补偿装置，用于对与将要输入光分插复用部的波长复用光信号或者从该多个中继装置中不同的一个的光分插复用部输出的波长复用光信号有关的色散斜率进行补偿。

该中继装置还可以包括色散补偿器，其对于由光分插复用部插入/分接的各个信道的各光信号，对第一或第二色散补偿部中关于色散补偿量的残余色散量进行补偿。

在本发明的波分复用光中继传输方法和中继装置中，在第一色散补偿部对已在发送终端装置侧的分隔中继区间中传播的波长复用光信号中包含的色散进行补偿，使得其处于预先设置的容差内(第一色散补偿步骤)后，可以对波长复用光信号的各波长成分进行光分插复用处理(光分插复用步骤)。因此，可以对由本地站接收的那些光信号的色散进行优化，以改善接收光信号的特性。此外，可以对第二色散补偿步骤的过补偿量与第一和第二色散补偿步骤的色散补偿量总和的比率进行设置，使得其随着光传输线路上设置了中继装置的位置距发送终端装置的传输距离而逐渐变化(增大或减小)。因此，可以对由接收终端装置接收的各个波长的光信号的波长劣化进行最佳的补偿。

此外，当在光分插复用步骤的光分插复用处理之前或之后在各波长的光信号中出现残余色散时，可以在残余色散补偿步骤中对该残余色散进行补偿。因此，具有可以防止残余色散斜率随传输距离的增大而累积增大的优点。此外，还具有另一个优点，即可以随着从中继装置传输到本地站的不同波长的光信号之间的色散量偏移来调节从本地站输入该中继装置的光信号之间的色散量偏移。

本发明的以上和其他目的、特征和优点将从以下结合附图的说明和附加权利要求而变得明了，在附图中，相同的部分或元件由相同的标号表示。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的波分复用光中继传输系统的方框图；

图2是根据本发明第一实施例的中继装置的一部分的方框图；

图3是根据本发明第一实施例的波分复用光中继传输系统的色散补偿模式的图示；

图4是根据本发明第一实施例的中继装置的操作的流程图；

图5是一波分复用光中继传输系统的方框图，说明了本发明第一实施例的操作和效果；

图6是图5中所示的波分复用光中继传输系统的色散补偿模式的图示；

图7显示了图6所示模式的色散补偿效果；

图8(a)到8(c)显示了图6所示模式的色散补偿效果；

图9显示了图6所示模式的色散补偿效果；

图10是在本发明第一实施例中，中继装置的数量为5时，波分复用光中继传输系统的方框图；

图11是图10中所示的波分复用光中继传输系统的色散补偿模式的图示；

图12是根据本发明第一实施例的第一改进的波分复用光中继传输系统的方框图；

图13是根据本发明第一实施例的第二改进的波分复用光中继传输系统的方框图；

图14是图13中所示的波分复用光中继传输系统的色散补偿模式的图示；

图15是图13中所示的波分复用光中继传输系统的另一个色散补偿模式的图示；

图16是根据本发明第一实施例的第三改进的波分复用光中继传输系统的方框图；

图17是根据本发明第一实施例的第四改进的波分复用光中继传输系统的方框图；

图18是图17中所示的波分复用光中继传输系统的色散补偿模式的图示；

图19是根据本发明第二实施例的波分复用光中继传输系统的方框图；

图20是图19中所示的波分复用光中继传输系统的色散补偿模式的图示。

具体实施方式

以下参照附图描述本发明的实施例。

[A]第一实施例

图1是根据本发明第一实施例的波分复用光中继传输系统1A的方框图。参照图1，在所示的波分复用光中继传输系统1A中，通过光传输线路40使发送终端装置10和接收终端装置20相互连接。波分复用光中继传输系统1A执行例如每一个波40Gbit/s的波分复用光信号的中继传输。通过N-1个中继装置30-1到30-(N-1)将光传输线路40分隔为N个中继区间40-1到40-N。

此外，波分复用光中继传输系统1A还可以在上述中继区间40-1到40-N中的每一个的传输单元中进行各波长成分的光信号的分插复用处理，并传输波分复用光信号。

这里，中继装置30-1到30-(N-1)具有作为设置在中继区间40-1到40-N的端点(发送侧或接收侧上的端点)处的直进式中继部对波分复用光信号进行分插复用处理的功能。注意，中继装置30-1到30-(N-1)具有下文中描述的本发明的特征构造。

中继区间40-1为光发送终端装置10和中继装置30-1之间由光纤41-1连接的区间。中继区间40-2到40-(N-1)为相邻的中继装置30-1到30-(N-1)之间分别由光纤41-2到41-(N-1)连接的区间。中继区间40-N为中继装置30-(N-1)和光接收终端装置20之间由光纤41-N连接的区间。

发送终端装置10包括多个(在所示示例中为44个)光发送部11-1到11-44、复用器12和放大器13。该44个光发送部(Tx#1到Tx#44)11-1到11-44分别输出具有相互不同的波长λ₁到λ₄₄的光信号。换句话说，可以从该44个信号光源11-1到11-44输出具有相互不同的波长的44个不同的光信号。

复用器12对具有相互不同的波长的该44个光信号进行波分复用处理，并输出所得到的信号。放大器13放大该波分复用光信号并将其从复用器12传送到光传输线路40。注意，尽管可以向放大器13提供色散补偿功能，但是在第一实施例中，在发送终端装置10中没有进行色散补偿处理(补偿量DCT＝0)。

中继装置30-1到30-(N-1)各包括如图2所示的放大器31、第一色散补偿器32、光多路分解器33、光复用器34、第二色散补偿器35和放大器36。注意，在图2中，中继装置30-1到30-(N-1)的多个部件由公共标号31到36表示。此外，与中继装置30-1到30-(N-1)相连的多个本地站的多个部件也由公共标号51-1到51-n表示。

放大器31放大通过发送终端装置10侧的中继区间(其中，中继点为中继装置30-1，中继区间40-1)的波分复用光信号。

第一色散补偿器32例如由色散补偿光纤(DCF)等形成，并对与来自放大器31的波分复用光信号有关的色散进行最佳的补偿。此外，第一色散补偿器32例如可以由如下文所述的能够使用适合于中继装置30-1到30-(N-1)的补偿量进行色散补偿的色散补偿光纤(DCF)形成。

此外，第一色散补偿器32使用补偿量DCLa进行色散补偿处理，以将形成波分复用光信号的中间波段(为各波长设置的λ₁到λ₄₄中的λ₂₂)的波长中的色散抑制在色散容差之内或更少[例如0]。因此，要由下文中描述的光多路分解器33进行波分多路分解处理并输出到本地站50-1到50-n的光信号具有最佳补偿的色散量，并且其波形劣化得到了补偿。

因此，上述第一色散补偿器32用作为第一色散补偿部，用于对发送终端装置10侧的中继区间中的光传输线路中出现的色散进行补偿，使得其处于预先设置的容差内。

光多路分解器33对由第一色散补偿器32进行了色散补偿的波分复用光信号进行波分多路分解处理，并根据多路分解的波长成分将所得到的信号输出到光复用器34或本地站50-1到50-n的接收部51R。具体而言，在通过由光多路分解器33进行的波分多路分解处理获得的多个光信号中，将分配为各个本地站50-1到50-n的接收信号波长的光信号输出到本地站50-1到50-n的接收部51R(分接复用处理(droppingmultiplexing process))，而将具有不同于刚才描述的接收信号波长的任何其他波长的各光信号输出到光复用器34。

光复用器34对来自光多路分解器33的光信号和从本地站50-1到50-n的发送部51T输出的光信号(波长分别分配给本地站50-1到50-n的光信号)进行波分复用处理，并输出所得到的信号(插入复用处理(addmultiplexing process))。因此，上述光多路分解器33和光复用器34用作为光分插复用部，用于对已由第一色散补偿器32对各波长成分进行了色散补偿处理的波分复用光信号进行光分插复用处理。

此外，第二色散补偿器35也由色散补偿光纤(DCF)等形成。第二色散补偿器35使用过补偿量DCLb对已进行了光分插复用处理并从光复用器34输出的波分复用光信号进行色散补偿处理，使得其中的补偿量与第一色散补偿器32中的补偿量的总和与发送终端装置10侧的中继区间40-1到40-(N-1)中出现的色散成预定比例。第二色散补偿器35从而用作为第二色散补偿部。

放大器36对已由第二色散补偿器35以该过补偿量进行了色散补偿处理的波分复用光信号进行放大，并将所得到的信号传送到接收终端装置20侧的中继区间(在中继点为中继装置30-1的情况下传送到中继区间40-1)。

因此，例如，在中继装置30-1中，对来自发送终端装置10侧的中继区间40-1的波分复用光信号执行由第一色散补偿器32进行的第一色散补偿处理、由多路分解器33和复用器34进行的光分插复用处理以及由第二色散补偿器35进行的第二色散补偿处理。然后，将所得到的信号传送到下一级的中继区间40-2。

同样在中继装置30-2中，对从中继装置30-1发出的通过中继区间40-2的波分复用光信号执行与刚才所述的中继装置30-1中的那些处理类似的第一色散补偿处理、光分插复用处理和第二色散补偿处理，并且随后将所得到的信号传输到下一级中的中继区间40-3。

此后，还在中继装置30-3到30-(N-1)中的每一个中，进行与上述中继装置30-1中的那些处理相似的处理，并将所得到的波分复用光信号传输到下一级中的中继区间40-4到40-N。

现在，详细描述在各个中继装置30-1到30-(N-1)中的第一和第二色散补偿器32和35中使用的色散补偿量DCLa和DCLb。注意，在中继装置30-1到30-(N-1)中，参照中间波长λ₂₂中的色散量得到补偿量。此外，在各个中继装置30-1到30-(N-1)中，还涉及具有其他波段λ₁到λ₂₁和λ₂₃到λ₄₄的光信号，在这些光信号处于波分复用光信号的状态下，如下所述以所得的补偿量进行总的色散补偿处理。此外，在下文中所述的接收终端装置20中，对具有不同波长的各光信号进行考虑了色散斜率的色散补偿处理。

首先，当中继区间40-1中具有中间波长λ₂₂的光信号中出现的色散量为D₁时，例如可以将上述中继装置30-1中的第一色散补偿器32中的最优色散补偿量DCLa#1表示为下面给出的表达式[1a]。因此，在中继装置30-1中的第一色散补偿器32中，可以将中继区间40-1中具有中间波长λ₂₂的光信号中出现的色散抑制为0(参照图3的点C₁)。这里，该色散补偿量为用于减小波分复用光信号中出现的色散的色散量，并具有负值。

               DCLa#1＝-D₁…[1a]

此外，如由下面给出的表达式[1b]所表示的，可以将中继装置30-1中的第二色散补偿器35中的过补偿量DCLb#1设置为通过将由上述中继区间40-1中的中间波长λ₂₂中出现的色散量乘以一个定比β而计算的值转换成负值而获得的值(参照图3)。

        DCLb#1＝-(β×D₁)＝-βD₁…[1b]

此外，当假设具有中间波长λ₂₂的光信号中出现的色散量源自中继区间40-2时，例如可以将上述中继装置30-2中的第一色散补偿器32中的最优色散补偿量DCLa#2表示为下面给出的表达式[2a]。

具体而言，在将光信号从中继装置30-1传送到中继区间40-2的时刻，具有中间波长λ₂₂的光信号的色散量等于由表达式[1b]表示的值。因此，添加了色散量D₂的刚才所述的值为将要在中继装置30-2中的第一色散补偿器32中进行补偿的色散量(参照图3)。注意，实际补偿量是通过将该色散量的值转换成负值来获得的。

    DCLa#2＝-(-βD₁+D₂)＝βD₁-D₂…[2a]

此外，如由下面给出的表达式[2b]所表示的，可以将中继装置30-2中的第二色散补偿器35中的过补偿量DCLb#2设置为通过将由上述两个中继区间40-1和40-2中出现的色散量的总和D₁+D₂乘以一个定比β而计算的值转换成负值来获得的值(参照图3)。

    DCLb#2＝-{β×(D₁+D₂)}＝-β(D₁+D₂)…[2b]

也可以与上述中继装置30-1和30-2中的那些色散补偿量和过补偿量相似地计算中继装置30-3到30-(N-1)中的各个第一和第二色散补偿器32和35中的色散补偿量和过补偿量。

表达式[3a]表示了用于中继装置30-i[i；2到(N-1)]中的第一色散补偿器32中进行补偿的最优色散补偿量DCLa#i。在中继装置30-2到30-(N-1)中的第一色散补偿器32中，可以将前一级中的中继装置40-2到40-(N-1)中具有中间波长λ₂₂的光信号中出现的色散抑制为0(参照图3的点C₂到C_n-1)。

此外，表达式[3b]表示了用于中继装置30-i[i；2到(N-1)]中的第二色散补偿器35中进行补偿的过补偿量DCLb#i(参照图3)。具体而言，可以将过补偿量DCLb#i设置为通过将由中继区间40-1到40-(i-1)中出现的色散量的总和乘以一个定比β而计算的值转换成负值来获得的值(参照图3)。

$\mathrm{DCLa}\#i=\mathrm{\β}\underset{j=1}{\overset{i=1}{\mathrm{\Σ}}}{D}_j-D_i\·\·\·\·\left[3a\right]$

$\mathrm{DCLb}\#i=-\mathrm{\β}\underset{j=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{D}_j\·\·\·\·\left[3b\right]$

具体而言，利用在通过中继区间40-(i-1)传播的波分复用光信号的中间波长λ₂₂中出现的色散D_i和中继区间40-1到40-(i-1)中的补偿量的累积值，可以得到第一色散补偿器32中的最优色散补偿量DCLa#i。此外，如以上表达式[3b]所给出的，当距发送终端装置10的传输距离增大时，该过补偿量增大(表达式[3b]中的绝对值增大)。

此外，通过下面给出的表达式[4-1]计算上述中继装置30-1中第二色散补偿器35中的色散补偿量与第一和第二色散补偿器32和35中的色散补偿量总和的比率R₁。此外，可以通过下面给出的表达式[4-i]，使用表达式[3a]和[3b]的结果计算中继装置30-i中第二色散补偿器35中的色散补偿量与第一和第二色散补偿器32和35中的色散补偿量总和的比率R_i。注意，该表达式[4-i]也可以应用于i＝1的情况(即R₁)。

$R_1=\frac{-\mathrm{\β}{D}_1}{-\mathrm{\β}{D}_1-D_1}=\frac{\mathrm{\β}}{\mathrm{\β}+1}\·\·\·[4-1]$

$R_i=\frac{-\mathrm{\β}\underset{j=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{D}_j}{\mathrm{\β}\underset{j=1}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}{D}_j-D_i-\mathrm{\β}\underset{j=i}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{D}_i}=\frac{\mathrm{\β}}{1+\mathrm{\β}}\underset{j=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}\frac{D_j}{D_i}\·\·\·[4-i]$

这里，不包括在表达式[4-i]中获得的表达式的求和项的前一项具有一常值，而后一项具有随着传输距离逐渐增大的值(随i值增大)(D_i＞0)。具体而言，对第二色散补偿部35中的过补偿量与第一和第二色散补偿器32和35的色散补偿量总和的比率R_i进行设置，使得其随着中继装置30-i到发送终端装置10的传输距离而逐渐变化(逐渐增大)。

注意，逐渐增大表示了一种现象，即，过补偿量的比率R_i随着到发送终端装置10的传输距离逐渐增大，而不会中途减小。此外，如下文所述，由于将第二色散补偿器35中的过补偿量与第一和第二色散补偿器32和35的色散补偿量总和的比率设置为逐渐增大的比例R_i，所以可以比在该比率为常数的其他情况下更好地抑制接收终端装置20中的波形劣化。

顺便说一下，下面要描述接收终端装置20的构造。接收终端装置20包括色散补偿器/放大器20、多路分解器22、44个可变色散补偿器(VDC)23-1到23-44以及44个光接收部24-1到24-44。

色散补偿器/放大器21对通过中继区间40-N输入的波分复用光信号进行放大，并使用补偿量DCR和中继区间40-1到40-N中的过补偿量的累积值对通过中继区间40-N传播的波分复用光信号中出现的色散D_N进行补偿。注意，刚才所述的色散D_N的值也是出现在中间波段λ₂₂中的色散值。

具体而言，在将波分复用光信号从中继装置30-(N-1)传送到中继区间40-N的时刻，中间波段λ₂₂的色散量为DCLb#(N-1)(参照表达式[3b])。因此，可使用上述色散值D_N，通过表达式[5]给出要由色散补偿器/放大器21减小为零的中间波长λ₂₂的光信号的色散的补偿量DCR(参照图3)。

$\mathrm{DCR}=-(-\mathrm{\β}\underset{j=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{D}_j+D_N)=-D_N+\mathrm{\β}\underset{j=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{D}_j\·\·\·\left[5\right]$

多路分解器22将来自色散补偿器/放大器21的波分多路复用光信号进行波长多路分解，分解为44个不同的波长成分。可变色散补偿器23-1到23-44分别对由多路分解器22进行波长多路分解的光信号中的残余色散进行补偿。因此，可以消除在不同波长之间色散量不同的色散斜率的影响，并将这些波长的光信号的色散值减小到最佳值零。

光接收部24-1到24-44分别对已由可变色散补偿器23-1到23-44对各个波长的色散值进行了最佳补偿的光信号进行接收处理。

由于本发明第一实施例中的波分复用光中继传输系统1A具有上述构造，所以可以对波分复用光信号进行补偿，并且对于中继装置30-1到30-(N-1)分接的光信号，使用如下文中所述的最优补偿量对它们的色散进行补偿。

首先，当发送终端装置10对其中波分复用了44个不同波长λ₁到λ₄₄的波分复用光信号进行信号发送时，在该时刻不会出现由光信号在光纤中传播而引起的色散。

此外，如图4的流程图所示，在位于各中继区间的端点处的各个中继装置30-1到30-(N-1)中，对在发送终端装置10侧的中继区间40-1到40-(N-1)中传播的波分复用光信号中包含的色散进行补偿，使得其处于由第一色散补偿器32预先设置的容差内(第一色散补偿步骤，步骤S1)。具体而言，对波分复用光信号的色散进行补偿(使用补偿量DCLa)，使得如上文所述中间波长λ₂₂的色散可以减小到零。

然后，通过多路分解器33和复用器34对已在第一色散补偿步骤中进行了色散补偿的波分复用光信号进行光分插复用处理(光分插复用步骤，步骤S2)。具体而言，已进行了光分插复用处理的光信号处于其色散已得到最佳补偿的状态。因此，本地站50-1到50-n可以接收到波形劣化得到最佳补偿的光信号。

此外，第二色散补偿器35以过补偿量DCLb对已在光分插复用步骤中进行了光分插复用处理并且其色散已经过补偿从而处于上述容差之内的波分复用光信号进行色散补偿处理，使得第一色散补偿器32中的补偿量和第二色散补偿器35中的补偿量的总和与中继区间中出现的色散的总和成预定比例，并将所得到的信号传送到接收终端装置侧的中继区间(第二色散补偿步骤，步骤S3)。

此时，在传输线路40上相邻的两个中继装置(例如，中继装置30-1和30-2)中的前一个中继装置(30-1)将已通过第二色散补偿器35以上述过补偿量进行了色散补偿处理的第一波分复用光信号传送到接收终端装置20侧的中继区间30-2(第二色散补偿步骤)。后一个中继装置30-2对第一波分复用光信号中包含的色散进行补偿，使得其处于预先设置的容差内(第一色散补偿步骤)。

此外，在中继装置30-i[i；1到(N-1)]中，在进行色散补偿处理时对第一色散补偿器32中的过补偿量与第二色散补偿器35中的补偿量的比率R_i进行设置，使得其随着从光传输线路40上的发送终端装置10到中继装置30-i的传输距离逐渐增大。因此，可以对由接收终端装置20接收的各波长的光信号的波形劣化进行最佳的补偿。

此外，在由接收终端装置20所接收的波分复用光信号中出现残余色散的情况下，可变色散补偿器23-1到23-44对各个波长的各光信号的残余色散进行补偿。

图5到7、8(a)到8(c)和9显示了在参照图1所述的波分复用光中继传输系统1A中，可以通过在中继装置30-1到30-(N-1)中利用过补偿量的处理对由接收终端装置20接收的波分复用光信号的波形劣化进行最佳的补偿。

这里，在图5所示的波分复用光中继传输系统3中，发送终端装置10与接收终端装置20通过光传输线路70相互连接，以进行波分复用光信号的线性中继传输。在光传输线路70中，其中继区间(间距)70-1到70-6分别由5个线性中继部60-1到60-5限定。此外，中继区间70-1到70-6分别由长度大约为100km的光纤71-1到71-6形成。

具体而言，与图1所示的第一实施例中的波分复用光中继传输系统1A不同，波分复用光中继传输系统3不包括中继装置30-1到30-(N-1)，而包括不具有光分插复用功能的线性中继部60-1到60-5。注意，在图5中，与图1中基本相同的元件由相同的标号表示。

此外，线性中继部60-1到60-5各包括放大器61和色散补偿器62。与中继装置30-1到30-(N-1)中相似，色散补偿器62使用一过补偿量对相应中继区间中的传输线路上的色散量进行补偿，并将所得到的信号传送给中继区间70-2到70-6中的下一个。

在这种情况下，其中，在线性中继部60-1到60-5中，对前面的中继区间70-1到70-5中的中间波段λ₂₂的传输线路色散量D累计进行了114％的补偿处理(其中色散量D的14％作为补偿中的过补偿量[色散偏置量(dispersion shear amount)]ΔD_L，参照图6)，线性中继部60-1到60-5中所累积的过补偿量分别为ΔD_L、2ΔD_L、3ΔD_L、4ΔD_L、以及5ΔD_L。具体而言，与上述第一实施例相似，对中继部60-1到60-5中所累积的过补偿量进行设置，使得其随着到发送终端装置10的传输距离逐渐增大。

如上所述，中继区间70-1到70-5由具有大约100km的长度的单模光纤(SMF)形成，因此，可以将中继区间70-1到70-5中的传输线路色散量控制为相互基本相等的色散量D。在这种情况下，可以将上文中给出的表达式[4-i]表示为下面给出的表达式[4’]。注意，在由第二色散补偿器35进行过补偿处理(β＞0)的情况下，可以认为该值随着到发送终端装置10的传输距离逐渐增大。

$R_i=\frac{\mathrm{\β}}{D_i(1+\mathrm{\β})}\underset{j=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{D}_j=\frac{\mathrm{\β}}{(1+\mathrm{\β})}\×i\·\·\·\left[4^{,}\right]$

在具有上述这种构造的波分复用光中继传输系统3中，在将由接收终端装置20接收的波分复用光信号的波长劣化在以下两种情况之间进行比较时，可以得到下面所述的结果，其中一种情况为在线性中继部60-1到60-5中，例如使用色散补偿系数114％(其中色散量D的14％作为补偿中的过补偿量[色散偏置量]ΔD_L，参照图6)对每一个间距的上述中间波段λ₂₂中的传输线路色散量D进行补偿处理，另一种情况为进行如图7所示的色散补偿处理。

这里，在图7中，在结构与图5所示相类似的波分复用光中继传输系统1A’中的线性中继部60-1到60-5对中继区间70-1到70-5中的中间波段λ₂₂中出现的传输线路色散量A₁到A₆进行色散补偿系数为100％的色散补偿处理，而不进行过补偿处理，并将由标号B1到B5表示的色散量经过最佳补偿的波分复用光信号传送给接收终端装置20。

此时，在如图6或图7所示来确定对线性中继部60-1到60-5中的色散补偿处理的设置的情况下，将由接收终端装置20接收的波分复用光信号的波形劣化相互进行比较时，可以得到如图8(a)到8(c)中所示的比较结果。

图8(a)到8(c)显示了进行图6和7所示的色散补偿处理的情况下，与残余色散(传输线路和色散补偿器的总色散量)有关的Q恶化(Qpenalty)(表示波形特性的Q值的劣化量)的比较结果。

这里，Q恶化是Q值的端对端值(back-to-back value)与通过传输线路以后的Q值的值之间的差异。Q值是通过在将光信号波形转化成电信号以获得眼图(eye pattern)并在该眼孔的中心沿纵向方向得到该眼孔的横截面的情况下，将“1”侧的样本分布的标准偏差与“0”侧的样本分布的标准偏差的总和除以“1”侧样本分布的中心到“0”侧样本分布的中心之间的距离来获得的值。

这里，图8(a)显示了对所有残余色散值标出Q恶化的示例。此外，由黑色三角形表示的点表示进行图6所示的114％色散补偿处理时的残余色散值的分布，而由黑色正方形表示的点表示进行图7所示的100％色散补偿处理时的残余色散值的分布。此外，图8(b)显示了进行图6所示的114％色散补偿处理时的眼图，而图8(c)显示了进行图7所示的100％色散补偿处理时的眼图。

如图8(a)所示，在进行图6所示的114％过补偿处理时，可以减小Q恶化的值，并且可以比进行图7所示的100％色散补偿处理的情况更好地抑制波形劣化。

注意，当对刚才所述的波形劣化进行估算时，必须对上述接收终端装置20中的色散补偿器/放大器21和可变色散补偿器23-1到23-44中的色散补偿量总和(DCR+VDC)进行调节，以将残余色散严格地设置为零。

图9显示了在图5所示的波分复用光中继传输系统3中，在对接收终端装置20中的色散补偿器/放大器21中的色散补偿量DCR进行调节以将残余色散减小为零的情况下，线性中继部60-1到60-5中Q恶化相对于色散偏移量ΔD[每一段的色散量×(1-色散补偿系数)]的特性。

如图9所示，在线性中继部60-1到60-5中通过色散补偿器62进行114％过补偿处理的情况下，Q恶化的值比进行100％补偿处理的情况要低。具体而言，在色散偏移量ΔD与大约105％到120％的色散补偿系数相对应时，Q恶化的值是合适的，具体而言，在偏移量的值为或者大致为与大约114％的色散补偿系数相对应的ΔD＝-200ps/nm时，Q恶化是最合适的。

在图10所示的波分复用光中继传输系统1A’中，通过上文中参照图1描述的波分复用光中继传输系统1A中的5个中继装置30-1到30-5将传输线路40分为6个中继区间40-1到40-6。此外，中继区间40-1到40-6由具有大约100km的长度的单模光纤形成，并且可以将它们中的中间波段λ₂₂中出现的色散量抑制为基本等于色散量D。

此外，中继装置30-1到30-5的第一色散补偿器32使用100％色散补偿系数进行补偿处理，而第二色散补偿器35使用β＝10％的过补偿系数进行过补偿处理。换句话说，通过第一色散补偿器32和第二色散补偿器35的合作，可以110％色散补偿系数进行色散补偿处理，其中可以获得最合适的Q恶化。

在这种情况下，中继装置30-1的第一色散补偿器32使用补偿量-D进行色散补偿处理，而中继装置30-1的第二色散补偿器35使用过补偿量-0.1D进行过补偿处理。类似地，中继装置30-2的第一色散补偿器32使用补偿量-D进行色散补偿处理，而中继装置30-2的第二色散补偿器35使用过补偿量-0.1D进行过补偿处理。

类似地，也可使用上文中给出的表达式[3a]和[3b]计算中继装置30-2到30-5中的第一和第二色散补偿器32和35的补偿量和过补偿量。

具体而言，中继装置30-2到30-5中的第一色散补偿器32中的补偿量DCLa#1到DCLa#5分别表示-0.9D、-0.8D、-0.7D、-0.7D、和-0.6D，而中继装置30-2到30-5中的第二色散补偿器35中的补偿量分别表示-0.1D、-0.2D、-0.3D、-0.4D、和-0.5D(参照图11)。

通过这种方式，根据本发明的第一实施例，在第一色散补偿器32对通过发送终端装置10侧的中继区间30-1到30-(N-1)传播的波分复用光信号中包含的色散进行最佳的补偿，使得其处于预先设置的容差内(第一色散补偿步骤)后，可以通过光多路分解器33和光复用器34进行光分插复用处理(参照图2)(光分插复用步骤)。因此，可以对要由本地站50-1到50-n接收的光信号的色散进行最佳的补偿，以改善接收光信号的特性。此外，可以对用于在第二色散补偿步骤使用过补偿量进行色散补偿处理的预定比例R进行设置，使得其随着从光传输线路40上的发送终端装置10到中继装置30-1到30-(N-1)的传输距离逐渐增大。因此，可以对由接收终端装置20接收的各个波长的光信号的波形劣化进行最佳的补偿。

[B]第一实施例的第一改进

图12是根据本发明第一实施例的第一改进的波分复用光中继传输系统1B的方框图。参照图12，所示的波分复用光中继传输系统1B与上文中参照图1所述的波分复用光中继传输系统1A不同，其不同在于中继装置30-1到30-5的第一和第二色散补偿器32B和35B由可以改变色散量的设置的可变色散补偿器(VDC)形成。除了刚才所述的差异外，波分复用光中继传输系统1B的构造与波分复用光中继传输系统1A的构造基本相同。

此外，在如刚才所述形成的中继装置30-1到30-5中，与第一实施例中相类似，在第一色散补偿器32B对通过发送终端装置10侧的中继区间40-1到40-(N-1)传播的波分复用信号中包含的色散进行补偿，使得其处于预先设置的容差内(第一色散补偿步骤)后，可以对用于在色散补偿器35中使用过补偿量进行色散补偿处理(第二色散补偿步骤中)的预定比例R进行设置，使得其随着从光传输线路40上的发送终端装置10到中继装置30-1到30-(N-1)的传输距离逐渐增大。因此，可以通过波分复用光中继传输系统1B实现与上文中所述第一实施例相似的优点。

此外，在上述第一实施例中图1(或图5)所示的中继装置30-1到30-5的构造中，必须配备与中继装置30-1到30-(N-1)中的第一和第二色散补偿器32和35相对应的大量不同的固定色散补偿器。然而，根据本改进的构造，只需要配备一种类型的可变色散补偿器，并改变其中的设定值。因此，可以容易地构造用于色散补偿的网络。此外，还具有一个优点，其中即使改变比特率和传输线路长度等传输参数，以改变前面和后面各级中的色散补偿量的比例或总量的最优值，如果改变了该可变色散补偿器的补偿量的设置，也可以容易地解决刚才所述的变化的问题。

[C]第一实施例的第二改进

图13是根据本发明第一实施例的第二改进的波分复用光中继传输系统1C的方框图。参照图13，所示的波分复用光中继传输装置1C与上文中参照图1所述的波分复用光中继传输系统1A不同，其不同在于，除图2中所示的部件之外，中继装置30-1到30-5还在光复用器33的分插复用处理之前的一级中包括用于对可变色散斜率进行补偿的可变色散斜率补偿器37。

在图5所示的构造中，对第一和第二色散补偿器32和35中的色散补偿量的比例进行调节，使得在中心波长(例如，λ₂₂)中将中继装置30-1到30-5中的残余色散减小为零。然而，实际上，由于传输线路光纤和色散补偿器中的残余色散斜率，在对另一个信道进行光分插复用处理的位置(参照图14的点C₁到C₅)处的色散量会保持在一个对色散容差具有影响的程度上。

例如，在通过光纤41-1传播的波分复用光信号中出现的色散量包括如图14所示的波长成分λ₁中的色散量Dλ₁、波长成分λ₂₂中的另一个色散量Dλ₂₂、以及波长成分λ₄₄中的再一个色散量Dλ₄₄的情况下，如果只通过第一和第二色散补偿器32和35对中心波长λ₂₂进行色散补偿处理，则当传输距离，即中继级数增大时，残余色散会累积增大。

例如，当与中继装置30-1中进行分插复用处理的另一位置(参照图14的C₁)的残余色散量DC1λ₁到DC1λ₄₄的色散进行比较时，在中继装置30-5中进行分插复用处理的位置(参照图14的C₅)的各波长的残余色散量DC5λ₁到DC5λ₄₄的色散表现为累积增大。

提供本改进中的中继装置30-1到30-5中的可变色散斜率补偿器37，以在各中继级对如上所述的这种色散斜率进行补偿，并对通过第一色散补偿器32进行色散补偿处理后的波分复用光信号的色散斜率进行补偿，使得波长λ₁到λ₄₄的色散量与波长λ₂₂的色散量(色散量为零的点，参照图15的点C₁到C₅)相等。因此，可以在传输距离增大时防止残余色散斜率累积增大。

在具有上述构造的中继装置30-1到30-5中，当光分插复用步骤的光分插复用处理中的光分插复用(通过图2所示的光多路分解器33和光复用器34进行)之前和之后的各波长的光信号中出现残余色散时，通过可变色散斜率补偿器37对该残余色散进行补偿(残余色散补偿步骤)。

更具体地，通过可变色散斜率补偿器37对已由中继装置30-1到30-5的第一色散补偿器32使用一色散量(该色散量使中间波长λ₂₂的色散量减小为零)(第一色散补偿步骤)进行了补偿的波分复用光信号的残余色散斜率进行补偿(残余色散补偿步骤)。

对于通过这种方式对残余色散斜率进行了补偿的波分复用光信号，在由光多路分解器33和光复用器34进行光分插复用处理、由第二色散补偿器35进行第二色散补偿处理并由放大器36进行放大处理之后，将其传送到下一级中的中继区间40-2到40-6。

通过这种方式，根据本发明第一实施例的第二改进，可以在残余色散补偿步骤中通过可变色散斜率补偿器37对已在第一色散补偿步骤使用一色散量(该色散量使中间波长λ₂₂的色散量减小为零)进行了补偿的波分复用光信号的残余色散斜率进行补偿。因此，可以在传输距离增大时防止残余色散斜率累积增大。

此外，由于可以对用于在第二色散补偿器35中使用过补偿量进行色散补偿处理(在第二色散补偿步骤)的预定比例R进行设置，使得其随着从光传输线路40上的发送终端装置10到中继装置30-1到30-(N-1)的传输距离逐渐增大，所以通过波分复用光中继传输系统1C可以实现与上述第一实施例的波分复用光中继传输系统相似的优点。

注意，虽然在图13中将可变色散斜率补偿器37用于残余色散斜率的补偿，但是根据本发明，补偿的方法不限于此，还可以配备多个不同斜率值的不同的固定色散斜率补偿器，从而对于各个中继区间40-1到40-5使用适合于该中继区间中实际测量的色散斜率残余量的固定色散斜率补偿器。

此外，在必要时，可以不将如上所述的这种色散斜率补偿器设置在第一色散补偿器32后面的位置(例如，图13中的中继装置30-1的位置A)，而是设置在第二色散补偿器35前面的另一个位置(C)或者第二色散补偿器35后面的另一个位置(D)。此外，可以将上述位置(A到D)处的色散补偿器布置为适当的组合。

[D]第一实施例的第三改进

图16是根据本发明第一实施例的第三改进的波分复用光中继传输系统1D的方框图。参照图16，所示的波分复用光中继传输系统1D与上文中参照图1所述的波分复用光中继传输系统1A不同，其不同在于，除了图2中所示的部件以外，中继装置30-1到30-5还包括可变色散补偿器38-1到38-n和39-1到39-n。

在上文中参照图5所述的构造中，对第一色散补偿器32和第二色散补偿器35的色散补偿量之间的比例进行调节，使得在各个中继装置30-1到30-5中在中间波段λ₂₂中出现的残余色散可以减小为零。除了由上文中所述的第一色散补偿器32和第二色散补偿器35进行的色散补偿处理以外，本改进中的可变色散补偿器38-1到38-n分别对将要传输到本地站50-1到50-n的光信号的残余色散斜率进行补偿。同时，可变色散补偿器39-1到39-n分别对将要从本地站50-1到50-n加入到光传输线路40上的波分复用光信号中的光信号的残余色散斜率进行补偿。

在具有上述构造的波分复用光中继传输系统1D的各个中继装置30-1到30-5中，如果在光分插复用步骤的光分插复用处理(通过图2中所示的光多路分解器33和光复用器34进行)中的光分插复用之前和之后(在此例中，在光分接复用之后和在光插入复用之前)在一个波长的光信号中出现残余色散，则可变色散斜率补偿器37对该残余色散进行补偿(残余色散补偿步骤)。

具体而言，通过光多路分解器33对已由各个中继装置30-1到30-5的第一色散补偿器32使用一色散量(该色散量使中间波长λ₂₂的色散量减小为零)(第一色散补偿步骤)进行了补偿的波分复用光信号进行波长多路分解，并分别将所得到的具有指定为本地站50-1到50-n的接收波长的波长的光信号输出给可变色散补偿器38-1到38-n。可变色散补偿器38-1到38-n分别对将要传输到本地站50-1到50-n的光信号的残余色散斜率进行补偿，并随后将相关波长的光信号传输到本地站50-1到50-n。

另一方面，将来自本地站50-1到50-n的光信号分别输入到可变色散补偿器39-1到39-n，通过可变色散补偿器39-1到39-n对其残余色散斜率进行补偿。然后，通过光复用器34对来自可变色散补偿器39-1到39-n的光信号进行光分插复用处理。

通过这种方式，根据本发明第一实施例的第三改进，可以通过可变色散补偿器38-1到38-n和39-1到39-n对由光复用器34加入的光信号(将从本地站50-1到50-n加入)与由光多路分解器34分接的光信号(将要传送到本地站50-1到50-n)的残余色散斜率一起进行补偿。因此，具有可以同时调节将要传送到本地站50-1到50-n的多个波长的多个光信号之间的色散量偏移与来自本地站50-1到50-n的多个光信号之间的色散量偏移的优点。

此外，由于可以对用于通过第二色散补偿器35使用过补偿量进行色散补偿处理(在第二色散补偿步骤)的预定比例R进行设置，使得其随着从光传输线路40上的发送终端装置10到中继装置30-1到30-(N-1)的传输距离逐渐增大，所以可以实现与上文中所述的第一实施例相类似的优点。

注意，虽然需要为分配给本地站50-1到50-n用于发送和接收的各光波长提供上述可变色散补偿器38-1到38-n和39-1到39-n，但是由于它们用于对残余色散斜率的相对小的色散量进行补偿，所以它们可以具有小的可变范围的色散量，因此可使用较便宜并且小尺寸的装置来实现。

[E]第一实施例的第四改进

图17是根据本发明第一实施例的第四改进的波分复用光中继传输系统1E的方框图。参照图17，所示的波分复用光中继传输系统1E与上文中所述的第一实施例的波分复用光中继传输系统1A不同，其不同在于将发送终端装置10的放大器13形成为色散补偿器/放大器13D，并且根据诸如光纤的类型、传输距离和比特率的传输条件设置色散补偿器/放大器13D中的色散补偿量。

除了上述色散补偿器/放大器13D以外，波分复用光中继传输系统1E的构造基本与上文中所述的第一实施例相同。

具体而言，如图18所示将色散补偿器/放大器13D中的色散补偿量DCT设置为-D_T，因此，中继装置30-1到30-(N-1)中的第一色散补偿器32使用与通过将+D_T与上述第一实施例中使用的补偿量(参照表达式[3a])相加所得到的值相等的补偿量进行色散补偿处理。类似地，第二色散补偿器35使用与通过将-D_T与上述第一实施例中使用的补偿量(参照表达式[3b])相加所得到的值相等的过补偿量进行色散补偿处理。

因此，对于中间波段λ₂₂的光信号，经色散补偿器/光放大器21进行色散补偿后在光解调器22的位置处的波段划分装置(band dividingapparatus)的位置处的残余色散可以减小为零。此外，发送终端装置10和接收终端装置20根据诸如光纤类型、传输距离和比特率的传输条件负责上述第一实施例中的接收终端装置20的色散补偿器/放大器21中通过补偿量DCR进行的补偿。

因此，在本发明第一实施例的第四改进中，也可以实现与上述第一实施例相类似的优点。此外，由于发送终端装置10和接收终端装置20可以负责上述第一实施例中的接收终端装置20的色散补偿器/放大器21中通过补偿量DCR进行的补偿，所以波分复用光中继传输系统1E具有可以根据传输条件设置最优色散补偿功能的优点。

在根据上述第一实施例和第一实施例的第一改进到第三改进的波分复用光中继传输系统1A、1A’和1B到1D中的发送终端装置10中，与图17的情况相类似，也可以将具有色散补偿功能的色散补偿器/放大器13D应用于发送终端装置10的放大器13。然而，在此例中，将色散补偿量设置为零。

此外，可以很自然地对根据上述第一实施例的第一到第三改进的波分复用光中继传输系统1B到1D进行改进，以根据诸如光纤类型、传输距离和比特率的传输条件对色散补偿器/放大器13D中的色散补偿量进行设置。

[F]第二实施例

图19是根据本发明第二实施例的波分复用光中继传输系统2的方框图。参照图19，所示的波分复用光中继传输系统2与根据上述第一实施例的波分复用光中继传输系统1A不同，其不同在于，它包括与上文中参照图17所述相类似的色散补偿器/放大器13D。波分复用光中继传输系统2还在通过中继装置30-1到30-(N-1)中的第一色散补偿器32F和第二色散补偿器35F进行色散补偿的模式方面与波分复用光中继传输系统1A不同。注意，除了上述色散补偿器/放大器13D和中继装置30-1到30-(N-1)以外，波分复用光中继传输系统2具有与上述第一实施例的波分复用光中继传输系统1A基本上相同的构造。

具体而言，将色散补偿器/放大器13D中的色散补偿量DCT设置为-D_T，并且各个中继装置30-1到30-(N-1)中的第一色散补偿器32F对在发送终端装置10侧的中继区间40-1到40-(N-1)中传播的波分复用光信号中包含的色散进行补偿，使得其处于预先设置的容差内(例如，以将色散量减小为零)。

此外，各个中继装置30-1到30-(N-1)中的第二色散补偿器35F使用一过补偿量对已由光多路分解器33和光复用器34进行了光分插复用处理(参照图2)的波分复用光信号进行色散补偿处理，使得第一色散补偿器32F中的补偿量和第二色散补偿器35F中的补偿量的总和与中继区间中出现的色散的总和成预定比例。对用于使用该过补偿量进行色散补偿的该预定比例进行设置，使得其随着从发送终端装置10到中继装置30-1到30-(N-1)所在位置的传输距离逐渐减小。

更具体地，当用D₁表示中继区间40-1中的中间波长λ₂₂的光信号中出现的色散量时，例如可以使用下面给出的表达式[6a]表示上述中继装置30-1的第一色散补偿器32F中的最优色散补偿量DCLa#1。因此，中继装置30-1的第一色散补偿器32可以将中继区间40-1中的中间频率λ₂₂的光信号中出现的色散抑制为零(参照图20的点C₁)。

DCLa#1＝-D₁+D_T…[6a]

同时，如表达式[6b]所示，例如可以将中继装置30-1的第二色散补偿器35F中的过补偿量DCLb#1确定为通过将在上述中继装置40-1中的中间波长λ₂₂中出现的色散量D₁乘以固定的非补偿系数γ(补偿系数为1-γ)而获得的值与色散补偿器/放大器13D中的过补偿量-D_T相加获得的值(参照图20)。

DCLb#1＝-D_T+(γ×D₁)＝+γD₁-D_T…[6b]

此外，当用D₂表示由中继区间40-2所致的在中间波长λ₂₂的光信号中出现的色散量时，例如可以使用下面给出的表达式[7a]表示上述中继装置30-2的第一色散补偿器32F中的最优色散补偿量DCLa#2.

具体而言，由于在将光信号从中继装置30-1传输到中继区间40-2的时刻，中间波长λ₂₂的光信号的色散量是由表达式[6b]所表示的值，所以要由中继装置30-2的第一色散补偿器32F补偿的色散量是通过将色散量D₂与由表达式[6b]所表示的值相加所获得的值(参照图3)。注意，实际补偿量是通过将该色散量的值转换成负值而获得的值。

DCLa#2＝-(+γD₁-DT+D₂)＝-γD₁-D₂+D_T…[7a]

此外，如表达式[7b]所示，例如可以将中继装置30-2的第二色散补偿器35F中的过补偿量DCLb#1确定为通过将在上述两个中继区间40-1和40-2中出现的累积色散量D₁+D₂乘以固定的非补偿系数γ而获得的值与色散补偿器/放大器13D中的过补偿量-D_T相加获得的值(参照图20)。

DCLb#2＝-D_T+γ(D₁+D₂)…[7b]

也可以与上述中继装置30-1和30-2中相类似地对中继装置30-3到30-(N-1)中的第一色散补偿器32F和第二色散补偿器35F进行计算。

表达式[8a]表示了用于通过中继装置30-i[i；2到N-1]中的第一色散补偿器32F进行补偿的最佳色散补偿量DCLa#i。通过补偿量DCLa#i，各个中继装置30-2到30-(N-1)的第一色散补偿器32F可以将前一级的中继区间40-2到40-(N-1)中的中间波长λ₂₂的光信号中出现的色散减小为零(参照图20的点C₂到C_n-1)。

同时，另一个表达式[8b]表示了用于中继装置30-i[i；2到N-1]中的第二色散补偿器35F中的补偿的过补偿量DCLb#i(参照图20)。

$\mathrm{DCLa}\#i=-\mathrm{\γ}\underset{j=1}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}{D}_j-D_i+D_T\·\·\·\·\left[8a\right]$

$\mathrm{DCLb}\#i=+\mathrm{\γ}\underset{j=1}{\overset{1}{\mathrm{\Σ}}}{D}_j-D_T\·\·\·\·\left[8b\right]$

具体而言，可以使用通过中继区间40-(i-1)传播的波分复用光信号的中间频率λ₂₂中出现的色散D_i和中继区间40-1到40-(i-1)中的过补偿量的累积值得到第一色散补偿器32F中的最优色散补偿量DCLa#i。此外，根据以上给出的表达式[8b]，当到发送终端装置10的传输距离增大时，过补偿量减小(表达式[8b]的值的绝对值减小)。

此外，由表达式[9-1]给出上述中继装置30-1中第二色散补偿器35F中的色散补偿值与第一色散补偿器32F和第二色散补偿器35F中的色散补偿值的总和的比例R₁。此外，使用表达式[8a]和表达式[8b]的结果，由另一个表达式[9-i]给出中继装置30-i中第二色散补偿器35F中的色散补偿值与第一色散补偿器32F和第二色散补偿器35F中的色散补偿值的总和的比例R_i。注意，表达式[9-i]也可以应用于i＝1的情况(即R₁)。

$R_1=\frac{\mathrm{\γ}{D}_1-D_T}{-D_1+D_T+\mathrm{\γ}{D}_1-D_T}=\frac{\mathrm{\γ}{D}_1-D_T}{D_1(\mathrm{\γ}-1)}\·\·\·[9-1]$

$R_i=\frac{\mathrm{\γ}\underset{j=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{D}_j-D_T}{-\mathrm{\γ}\underset{j=1}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}{D}_j-D_i+D_T+\mathrm{\γ}\underset{j=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{D}_i-D_T}=\frac{\mathrm{\γ}\underset{j=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{D}_j-D_T}{D_i(\mathrm{\γ}-1)}\·\·\·[9-i]$

这里，如果假设中继区间40-1到40-(N-1)中的每一个都由大约100km的单模光纤(SMF)形成，则可以将中继区间40-1到40-(N-1)的传输线路色散量设置为彼此基本相等的色散量D。在这种情况下，可以将以上给出的表达式[9-i]表示为以下表达式[9’]。

$R_i=\frac{\mathrm{\γ}\underset{j=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{D}_j-D_T}{D_i(\mathrm{\γ}-1)}=-\frac{\mathrm{\γ}\×i}{1-\mathrm{\γ}}+\frac{D_T}{D(1-\mathrm{\γ})}\·\·\·\left[9^{,}\right]$

这里，表达式[9’]的前一项具有负值，当中继装置30-i的位置距发送终端装置10的距离增大时，该值减小，而后一项具有固定的正值。换句话说，可以对第二色散补偿器35F中的过补偿量与第一色散补偿器32F和第二色散补偿器35F中的色散补偿量总和的比例R_i进行设置，使得当中继装置30-i的位置距发送终端装置10的距离增大时，即，当中继装置30-i离发送终端装置10的传输距离增大时逐渐变化(逐渐减小)。

在根据本发明第二实施例的具有上述构造的波分复用光中继传输系统2中，也与第一实施例中相似，第一色散补偿器32F对在通过发送终端装置10侧的中继区间40-1到40-(N-1)传播的波分复用光信号中包含的色散进行最佳的补偿，使得其处于预先设置的容差内(第一色散补偿步骤)，并且对用于通过第二色散补偿器35F使用过补偿量进行色散补偿处理(在第二色散补偿步骤)的比例R(参照表达式[9’])进行设置，使得其随着中继装置30-1到30-(N-1)的位置远离光传输线路40上的发送终端装置10而逐渐减小。

因此，根据本发明第二实施例，在第一色散补偿器32F对通过发送终端装置10侧的中继区间40-1到40-(N-1)传播的波分复用光信号中包含的色散进行最佳的补偿，使得其处于预先设置的容差内(第一色散补偿步骤)以后，可以通过光多路分解器33和光复用器34进行光分插复用处理(参见图2)(光分插复用步骤)。因此，可以对由本地站50-1到50-n接收的光信号的色散进行最佳的补偿，以改善接收光信号的特性。此外，对第二色散补偿步骤的过补偿量与第一和第二色散补偿步骤的色散补偿量总和的比例R进行设置，使得其随着从光传输线路上的发送终端装置到中继装置的传输距离逐渐减小。因此，可以对由接收终端装置20接收的各个波长的光信号的波形劣化进行最佳的补偿。

此外，在根据上述第一实施例的第一到第三改进的波分复用光中继传输系统1B到1D中的发送终端装置10中，与图19的情况相似，很自然地可以对用于在第二色散补偿步骤使用过补偿量进行色散补偿处理的预定比例R进行设置，使得其从发送终端装置10的过补偿量-DT开始随着传输距离而逐渐减小。

[G]其他

在上述的实施例中，对以上详细描述的中继装置30-1到30-(N-1)进行设置，以如图2所示相互分离地形成放大器31和36以及色散补偿器32和35，根据本发明，中继装置30-1到30-(N-1)的构造不限于此，例如还可以将放大器31和第一色散补偿器32或者放大器36和第二色散补偿器35形成为单个电路。

本发明不限于上述特定实施例，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行多种变化和改进。

Claims (12)

1.一种波分复用光中继传输方法，用于沿光传输线路进行波长复用光信号的中继传输，该光传输线路将发送终端装置和接收终端装置互连，并具有由多个中继装置分隔的中继区间，该波分复用光中继传输方法的特征在于：

该波分复用光中继传输方法包括由设置在这些分隔中继区间的端点处的各个所述中继装置执行的多个步骤，这些步骤包括：

第一色散补偿步骤(S1)，对在发送终端装置侧的分隔中继区间中传播的波长复用光信号中包含的色散进行补偿，使得其处于预先设置的容差内；

光分插复用步骤(S2)，对已在第一色散补偿步骤中进行了色散补偿处理的波长复用光信号的各个波长成分进行光分插复用处理；以及

第二色散补偿步骤(S3)，使用一过补偿量对已在光分插复用步骤中进行了光分插复用处理的波长复用光信号进行色散补偿处理，使得第二色散补偿步骤的补偿量和第一色散补偿步骤的补偿量的总和与发送终端装置侧的分隔中继区间中出现的色散成预定比例，并将所得到的信号传送给接收终端装置侧的分隔中继区间；并且

对第二色散补偿步骤的过补偿量与第一和第二色散补偿步骤的色散补偿量总和的比率进行设置，使得其随着所述光传输线路上所述中继装置所在的位置距所述发送终端装置的传输距离而逐渐变化。

2.根据权利要求1所述的波分复用光中继传输方法，其特征在于：对用于在第二色散补偿步骤中以所述过补偿量进行色散补偿处理的所述预定比例进行设置，使得其随着所述光传输线路上所述中继装置的位置距所述发送终端装置的传输距离而逐渐增大。

3.根据权利要求1所述的波分复用光中继传输方法，其特征在于：对用于在第二色散补偿步骤中进行所述过补偿量的色散补偿处理的所述预定比例进行设置，使得其随着所述光传输线路上所述中继装置的位置距所述发送终端装置的传输距离而逐渐减小。

4.根据权利要求1到3中的任何一个所述的波分复用光中继传输方法，其特征在于：该波分复用光中继传输方法还包括由各个所述中继装置执行的残余色散补偿步骤，当在光分插复用步骤的光分插复用处理之前和之后在各波长的光信号中出现残余色散时，对该残余色散进行补偿。

5.根据权利要求1到3中的任何一个所述的波分复用光中继传输方法，其特征在于：该波分复用光中继传输方法还包括发送侧色散补偿步骤，进行满足将要在所述发送终端装置中发送的波长复用光信号的传输条件的色散补偿处理。

6.根据权利要求5所述的波分复用光中继传输方法，其特征在于：所述传输条件涉及光纤的类型、传输距离和比特率中的至少一个。

7.一种用于波分复用光中继传输系统的中继装置，在该波分复用光中继传输系统中，发送终端装置和接收终端装置由光传输线路互连，由多个中继装置分隔了该光传输线路的中继区间，以进行波长复用光信号的中继传输，其特征在于所述中继装置包括：

第一色散补偿部(32)，用于对已在发送终端装置侧的分隔中继区间中传播的波长复用光信号中包含的色散进行补偿，使得其处于预先设置的容差内；

光分插复用部(33)，用于对已在所述第一色散补偿部中进行了色散补偿的波长复用光信号的各个波长成分进行光分插复用处理；以及

第二色散补偿部(35)，用于使用一过补偿量对已由所述光分插复用部进行了光分插复用处理的波长复用光信号进行色散补偿处理，使得所述第二色散补偿部的补偿量和所述第一色散补偿部的补偿量的总和与发送终端装置侧的分隔中继区间中出现的色散成预定比例。

8.根据权利要求7所述的中继装置，其特征在于：所述第二色散补偿部随着所述光传输线路上所述中继装置所处的位置距所述发送终端装置的传输距离而逐渐增大用于以所述过补偿量进行色散补偿处理的所述预定比例。

9.根据权利要求7所述的中继装置，其特征在于：所述第二色散补偿部随着所述光传输线路上所述中继装置所处的位置距所述发送终端装置的传输距离而逐渐减小用于以所述过补偿量进行色散补偿处理的所述预定比例。

10.根据权利要求7到9中的任何一个所述的中继装置，其特征在于：所述第一色散补偿部和第二色散补偿部中的至少一个由可变色散补偿装置形成，该可变色散补偿装置可以改变色散补偿量的设定值。

11.根据权利要求7到10中的任何一个所述的中继装置，其特征在于：所述中继装置还包括色散斜率补偿装置，用于对与要输入到所述光分插复用部的波长复用光信号或者从所述多个中继装置中不同的一个的所述光分插复用部输出的波长复用光信号有关的色散斜率进行补偿。

12.根据权利要求7到11中的任何一个所述的中继装置，其特征在于：所述中继装置还包括色散补偿器，用于对于由所述光分插复用部插入/分接的单个信道的各光信号，对与所述第一和第二色散补偿部中的色散补偿量有关的残余色散量进行补偿。

Images