JP2000082995A - 光伝送システム - Google Patents
光伝送システムInfo
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- JP2000082995A JP2000082995A JP11189730A JP18973099A JP2000082995A JP 2000082995 A JP2000082995 A JP 2000082995A JP 11189730 A JP11189730 A JP 11189730A JP 18973099 A JP18973099 A JP 18973099A JP 2000082995 A JP2000082995 A JP 2000082995A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ファイバ中の３次分散がシステム全体にわ
たって累積することによる伝送特性劣化を抑圧する手段
を備えることにより簡単な構成でシステムの伝送容量、
伝送距離制限を解決する。 【解決手段】 少なくとも互いに逆符号の２次分散及び
３次分散を有する正分散ファイバ４０，４６，５２，５
４と負分散ファイバ４２，４８（以下、これらのファイ
バを光ファイバと称する）とを組み合わせた光ファイバ
伝送路を有し、伝送路全体の平均３次分散値を減少さ
せ、且つ上記光ファイバの長さが、上記光ファイバの２
次分散値と信号のパルス幅とから決まる２次分散長と、
上記光ファイバ内の信号の平均電力及び上記光ファイバ
の光ファイバ非線形定数で決まる非線形長との積の平方
根よりも十分小さくなるように上記光ファイバを配置す
る。
たって累積することによる伝送特性劣化を抑圧する手段
を備えることにより簡単な構成でシステムの伝送容量、
伝送距離制限を解決する。 【解決手段】 少なくとも互いに逆符号の２次分散及び
３次分散を有する正分散ファイバ４０，４６，５２，５
４と負分散ファイバ４２，４８（以下、これらのファイ
バを光ファイバと称する）とを組み合わせた光ファイバ
伝送路を有し、伝送路全体の平均３次分散値を減少さ
せ、且つ上記光ファイバの長さが、上記光ファイバの２
次分散値と信号のパルス幅とから決まる２次分散長と、
上記光ファイバ内の信号の平均電力及び上記光ファイバ
の光ファイバ非線形定数で決まる非線形長との積の平方
根よりも十分小さくなるように上記光ファイバを配置す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバを用いて
光信号を伝送する光通信システムに関する。
光信号を伝送する光通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信において、光信号の伝送距離を増
加させるためには、光信号の減衰等を考慮すると光信号
電力を増加する必要があるが、光伝送路として一般的に
用いられる光ファイバはその中を伝搬する光信号の電力
及び伝送距離の増加とともにその非線形性による効果が
顕著となることが知られている。そのため、この非線形
による効果により光伝送システムの伝送可能距離が制限
される。
加させるためには、光信号の減衰等を考慮すると光信号
電力を増加する必要があるが、光伝送路として一般的に
用いられる光ファイバはその中を伝搬する光信号の電力
及び伝送距離の増加とともにその非線形性による効果が
顕著となることが知られている。そのため、この非線形
による効果により光伝送システムの伝送可能距離が制限
される。
【０００３】光ファイバの非線形性は一般的に以下に述
べるような現象を引き起こすことが一般的に知られてい
る。 （１）光強度変化に応じた信号光自身の位相変化をもた
らす自己位相変調 （２）異なる波長の信号光間又は信号光と光雑音光間の
相互作用を起こす四光波混合 （３）相互位相変調 光ファイバの非線形性に起因する現象は、例えば、G.P.
Agrawal著，NonlinearFiber Optics, Academic Press発
行にその詳細が記載されている。
べるような現象を引き起こすことが一般的に知られてい
る。 （１）光強度変化に応じた信号光自身の位相変化をもた
らす自己位相変調 （２）異なる波長の信号光間又は信号光と光雑音光間の
相互作用を起こす四光波混合 （３）相互位相変調 光ファイバの非線形性に起因する現象は、例えば、G.P.
Agrawal著，NonlinearFiber Optics, Academic Press発
行にその詳細が記載されている。
【０００４】上記自己位相変調効果は信号光自身のスペ
クトルを拡大するため、光ファイバの波長分散による信
号光波形劣化を増大させる。この波形劣化の原因となる
光ファイバの波長分散は、一般的に２次以上の次数の分
散を意味する。すなわち、自己位相変調効果のみ考え、
この効果の低減又は防止を図る場合には光ファイバの零
分散波長において光信号伝送すれば良いことになる。
クトルを拡大するため、光ファイバの波長分散による信
号光波形劣化を増大させる。この波形劣化の原因となる
光ファイバの波長分散は、一般的に２次以上の次数の分
散を意味する。すなわち、自己位相変調効果のみ考え、
この効果の低減又は防止を図る場合には光ファイバの零
分散波長において光信号伝送すれば良いことになる。
【０００５】一方、四光波混合及び相互位相変調は異な
る波長の光信号間あるいは光信号と光雑音間の群速度差
に依存し、この群速度差が大きいほど相互作用の大きさ
は小さくなる。この群速度差は、２次分散値にほぼ比例
するので、四光波混合及び相互位相変調効果を低減する
ためには２次分散値が大きくなるようにすればよい。こ
れらの相反する条件を満たすために従来の伝送路は図７
に示す配置であった。図７は、従来の伝送路の配置を示
す図であり、（ａ）は伝送路の物理的な配置を示し、
（ｂ）は（ａ）に示された伝送路の２次分散値の分布を
示し、（ｃ）は（ａ）に示された伝送路の３次分散値の
分布を示す。
る波長の光信号間あるいは光信号と光雑音間の群速度差
に依存し、この群速度差が大きいほど相互作用の大きさ
は小さくなる。この群速度差は、２次分散値にほぼ比例
するので、四光波混合及び相互位相変調効果を低減する
ためには２次分散値が大きくなるようにすればよい。こ
れらの相反する条件を満たすために従来の伝送路は図７
に示す配置であった。図７は、従来の伝送路の配置を示
す図であり、（ａ）は伝送路の物理的な配置を示し、
（ｂ）は（ａ）に示された伝送路の２次分散値の分布を
示し、（ｃ）は（ａ）に示された伝送路の３次分散値の
分布を示す。
【０００６】送信装置１０と受信装置２０の間に設けら
れた従来の伝送路は、伝送ファイバ３０、光増幅器３
２、伝送ファイバ３４、光増幅器３６、及び分散補償フ
ァイバ３８からなる単位伝送路が縦続接続されてなる。
上記伝送ファイバ３０，３４は２次分散が零ではなく、
図７に示した例では負の分散値を有する。また、分散補
償ファイバ３８は、光信号が伝送ファイバ３０，３４中
を伝搬した際に生ずる分散を補償するためのものであ
り、図７に示した例では２次分散値が正の値を有する。
このように、従来は２次分散が零でない光ファイバ３
０，３４と、ある伝送距離ごとに２次分散値が零になる
ように挿入された分散補償ファイバ３８とを組み合わせ
て用いている。
れた従来の伝送路は、伝送ファイバ３０、光増幅器３
２、伝送ファイバ３４、光増幅器３６、及び分散補償フ
ァイバ３８からなる単位伝送路が縦続接続されてなる。
上記伝送ファイバ３０，３４は２次分散が零ではなく、
図７に示した例では負の分散値を有する。また、分散補
償ファイバ３８は、光信号が伝送ファイバ３０，３４中
を伝搬した際に生ずる分散を補償するためのものであ
り、図７に示した例では２次分散値が正の値を有する。
このように、従来は２次分散が零でない光ファイバ３
０，３４と、ある伝送距離ごとに２次分散値が零になる
ように挿入された分散補償ファイバ３８とを組み合わせ
て用いている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光伝送システムにおいては、２次分散値のみに着目し、
この２次分散値を零とする構成であるので、一般的に用
いられる光ファイバが有する３次以上の高次分散は零と
はならない。例えば、図７に示した例では、３次分散値
に着目すると、伝送ファイバ３０、伝送ファイバ３４、
及び分散補償ファイバ３８の何れもが正の値の３次分散
値を有しており、この分散が何等補償されていない。こ
のため、伝送路を伝搬してきた光信号は、光ファイバが
有する３次以上の高次分散の影響を受けた結果となる。
従来の光システムにおいては３次以上の高分散が全く考
慮されていないため、伝送路全体の影響を受ける。
光伝送システムにおいては、２次分散値のみに着目し、
この２次分散値を零とする構成であるので、一般的に用
いられる光ファイバが有する３次以上の高次分散は零と
はならない。例えば、図７に示した例では、３次分散値
に着目すると、伝送ファイバ３０、伝送ファイバ３４、
及び分散補償ファイバ３８の何れもが正の値の３次分散
値を有しており、この分散が何等補償されていない。こ
のため、伝送路を伝搬してきた光信号は、光ファイバが
有する３次以上の高次分散の影響を受けた結果となる。
従来の光システムにおいては３次以上の高分散が全く考
慮されていないため、伝送路全体の影響を受ける。
【０００８】このとき、信号伝搬中の光ファイバの非線
形性が無視できない場合には送信装置１０又は受信装置
２０でこれらの分散を補償する装置を挿入しても信号波
形劣化を生ずることになる。上記高次分散のなかでも、
特に３次分散はより高次の分散に比べて相対的に分散値
が最も大きいため問題となる。また、３次分散が零でな
い場合、２次分散値が波長によって異なることになる。
形性が無視できない場合には送信装置１０又は受信装置
２０でこれらの分散を補償する装置を挿入しても信号波
形劣化を生ずることになる。上記高次分散のなかでも、
特に３次分散はより高次の分散に比べて相対的に分散値
が最も大きいため問題となる。また、３次分散が零でな
い場合、２次分散値が波長によって異なることになる。
【０００９】図８は、従来の光伝送システムにおける分
散特性と波長多重信号との関係の説明するための図であ
る。図８において、符号Ｃpが付された線は、図７中の
分散補償ファイバ３８の波長と２次分散値との関係を示
す線であり、符号Ｃnが付された線は、図７中の伝送フ
ァイバ３０，３４の波長と２次分散値との関係を示す線
であり、符号Ｃcが付された線は、図７中の分散補償フ
ァイバ３８と伝送ファイバ３０，３４とを組み合わせた
場合の波長と２次分散値との関係を示す線である。
散特性と波長多重信号との関係の説明するための図であ
る。図８において、符号Ｃpが付された線は、図７中の
分散補償ファイバ３８の波長と２次分散値との関係を示
す線であり、符号Ｃnが付された線は、図７中の伝送フ
ァイバ３０，３４の波長と２次分散値との関係を示す線
であり、符号Ｃcが付された線は、図７中の分散補償フ
ァイバ３８と伝送ファイバ３０，３４とを組み合わせた
場合の波長と２次分散値との関係を示す線である。
【００１０】図８に示すように波長λ1，λ2，λ3，λ4
を用いて波長多重伝送を行う場合には、ある波長（図８
に示した例ではλ2）の光信号に対しては２次分散値を
零にすることができるが、それ以外の信号波長（図８に
示した例ではλ1，λ3，λ4）に対しては２次分散値を
零とすることが不可能になる。その結果、これらの波長
（図８に示した例ではλ1，λ3，λ4）の信号が伝送路
を伝搬すると分散を生じ、しかも伝送路中においてこの
分散が補償されないため２次分散がシステム全体にわた
って累積する。伝搬中の光信号に対して光ファイバの非
線形性が無視できない場合には、送信装置１０又は受信
装置２０で分散補償を行っても、信号波形劣化を引き起
こすことになり問題であった。
を用いて波長多重伝送を行う場合には、ある波長（図８
に示した例ではλ2）の光信号に対しては２次分散値を
零にすることができるが、それ以外の信号波長（図８に
示した例ではλ1，λ3，λ4）に対しては２次分散値を
零とすることが不可能になる。その結果、これらの波長
（図８に示した例ではλ1，λ3，λ4）の信号が伝送路
を伝搬すると分散を生じ、しかも伝送路中においてこの
分散が補償されないため２次分散がシステム全体にわた
って累積する。伝搬中の光信号に対して光ファイバの非
線形性が無視できない場合には、送信装置１０又は受信
装置２０で分散補償を行っても、信号波形劣化を引き起
こすことになり問題であった。
【００１１】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、光伝送システムにおいて、光ファイバ中の３次分
散がシステム全体にわたって累積することによる伝送特
性劣化を抑圧する手段を備えることにより簡単な構成で
システムの伝送容量、伝送距離制限を解決する光伝送シ
ステムを提供することを目的とする。
あり、光伝送システムにおいて、光ファイバ中の３次分
散がシステム全体にわたって累積することによる伝送特
性劣化を抑圧する手段を備えることにより簡単な構成で
システムの伝送容量、伝送距離制限を解決する光伝送シ
ステムを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、少なくとも互いに逆符号の２次分散及び
３次分散を有する光ファイバを組み合わせた光ファイバ
伝送路を有し、前記伝送路全体の平均３次分散値を減少
させ、且つ前記光ファイバの長さが、前記光ファイバの
２次分散値と信号のパルス幅とから決まる２次分散長
と、前記光ファイバ内の信号の平均電力及び前記光ファ
イバの光ファイバ非線形定数で決まる非線形長との積の
平方根よりも十分小さくなるように前記光ファイバを配
置することを特徴とする。また、本発明は、前記光ファ
イバ伝送路の平均２次分散値を、波長多重信号の各信号
間波長間隔、信号のパルス幅、及び２次分散値によって
決まるウォークオフ長及びコヒーレンス長よりも十分長
い距離までの区間において有限値に保ち、前記２次分散
値と信号のパルス幅とから決まる２次分散長と、前記光
ファイバ内の信号の平均電力及び前記光ファイバの光フ
ァイバ非線形定数で決まる非線形長との積の平方根より
も小さい間隔において前記２次分散値が零になるように
前記光ファイバを配置することを特徴とする。更に、本
発明は、光中継器として動作する光増幅器を更に有し、
前記光ファイバの組み合わせにおいて、非線形定数の小
さい光ファイバを前記光増幅器の出力側に配置すること
を特徴とする。また、本発明は、正符号の前記２次分散
及び３次分散を有する光ファイバと、負符号の前記２次
分散及び３次分散を有する光ファイバとの長さが等しい
ことを特徴とする。また、本発明は、前記伝送路が、上
り回線と下り回線とを有し、前記上り回線及び下り回線
に対して前記２次分散値を零とする共通の区間を設けた
ことを特徴とする。また、本発明は、前記伝送路の両端
部分の光ファイバは、少なくとも２０キロメートル以
上、前記上り回線及び下り回線共に同種類の光ファイバ
であることを特徴とする。
に、本発明は、少なくとも互いに逆符号の２次分散及び
３次分散を有する光ファイバを組み合わせた光ファイバ
伝送路を有し、前記伝送路全体の平均３次分散値を減少
させ、且つ前記光ファイバの長さが、前記光ファイバの
２次分散値と信号のパルス幅とから決まる２次分散長
と、前記光ファイバ内の信号の平均電力及び前記光ファ
イバの光ファイバ非線形定数で決まる非線形長との積の
平方根よりも十分小さくなるように前記光ファイバを配
置することを特徴とする。また、本発明は、前記光ファ
イバ伝送路の平均２次分散値を、波長多重信号の各信号
間波長間隔、信号のパルス幅、及び２次分散値によって
決まるウォークオフ長及びコヒーレンス長よりも十分長
い距離までの区間において有限値に保ち、前記２次分散
値と信号のパルス幅とから決まる２次分散長と、前記光
ファイバ内の信号の平均電力及び前記光ファイバの光フ
ァイバ非線形定数で決まる非線形長との積の平方根より
も小さい間隔において前記２次分散値が零になるように
前記光ファイバを配置することを特徴とする。更に、本
発明は、光中継器として動作する光増幅器を更に有し、
前記光ファイバの組み合わせにおいて、非線形定数の小
さい光ファイバを前記光増幅器の出力側に配置すること
を特徴とする。また、本発明は、正符号の前記２次分散
及び３次分散を有する光ファイバと、負符号の前記２次
分散及び３次分散を有する光ファイバとの長さが等しい
ことを特徴とする。また、本発明は、前記伝送路が、上
り回線と下り回線とを有し、前記上り回線及び下り回線
に対して前記２次分散値を零とする共通の区間を設けた
ことを特徴とする。また、本発明は、前記伝送路の両端
部分の光ファイバは、少なくとも２０キロメートル以
上、前記上り回線及び下り回線共に同種類の光ファイバ
であることを特徴とする。
【００１３】本発明にあっては、光ファイバ伝送路とし
て互いに逆符号の２次分散及び３次分散を有する光ファ
イバを組み合わせて用い、これら光ファイバのパラメー
タを調整し、配置することにより、光ファイバ非線形性
と光ファイバ分散特性に起因する伝送特性劣化が十分小
さくなるようにしている。本発明に係わる光伝送システ
ムでは、基本的な光送受信及び中継伝送機能は従来どお
りの光送受信器及び光ファイバ伝送路、光増幅中継器に
より実現される。この光ファイバ伝送路を互いに逆符号
の２次分散及び３次分散を有する光ファイバを組み合わ
せを用いて構成することにより、３次分散がシステム全
体にわたって累積することが避けられる。同時に、２次
分散値も自己位相変調効果、相互位相変調効果、四光波
混合による信号劣化を低減するようにその配置を管理し
ているので、これによる影響は２次分散値のみ管理して
いた従来システムと同様に防ぐことができる。本発明に
より、光ファイバ非線形性と光ファイバ分散特性に起因
する伝送特性劣化を大幅に緩和することができ、システ
ムの容量増加、伝送距離増大に効果的である。また、実
際の敷設を考慮して、正符号の前記２次分散及び３次分
散を有する光ファイバと、負符号の前記２次分散及び３
次分散を有する光ファイバとの長さとを等しくし、更
に、上り回線及び下り回線とを有する場合には、上り回
線及び下り回線に対して２次分散値を零とする共通の区
間を設けたので、伝送路を実際に敷設する際の建設及び
保守が容易になる。更に、伝送路の両端部分の光ファイ
バは、少なくとも２０キロメートル以上、上り回線及び
下り回線共に同種類の光ファイバを用いているので、保
守が容易且つ迅速に行える。
て互いに逆符号の２次分散及び３次分散を有する光ファ
イバを組み合わせて用い、これら光ファイバのパラメー
タを調整し、配置することにより、光ファイバ非線形性
と光ファイバ分散特性に起因する伝送特性劣化が十分小
さくなるようにしている。本発明に係わる光伝送システ
ムでは、基本的な光送受信及び中継伝送機能は従来どお
りの光送受信器及び光ファイバ伝送路、光増幅中継器に
より実現される。この光ファイバ伝送路を互いに逆符号
の２次分散及び３次分散を有する光ファイバを組み合わ
せを用いて構成することにより、３次分散がシステム全
体にわたって累積することが避けられる。同時に、２次
分散値も自己位相変調効果、相互位相変調効果、四光波
混合による信号劣化を低減するようにその配置を管理し
ているので、これによる影響は２次分散値のみ管理して
いた従来システムと同様に防ぐことができる。本発明に
より、光ファイバ非線形性と光ファイバ分散特性に起因
する伝送特性劣化を大幅に緩和することができ、システ
ムの容量増加、伝送距離増大に効果的である。また、実
際の敷設を考慮して、正符号の前記２次分散及び３次分
散を有する光ファイバと、負符号の前記２次分散及び３
次分散を有する光ファイバとの長さとを等しくし、更
に、上り回線及び下り回線とを有する場合には、上り回
線及び下り回線に対して２次分散値を零とする共通の区
間を設けたので、伝送路を実際に敷設する際の建設及び
保守が容易になる。更に、伝送路の両端部分の光ファイ
バは、少なくとも２０キロメートル以上、上り回線及び
下り回線共に同種類の光ファイバを用いているので、保
守が容易且つ迅速に行える。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態による光伝送システムについて詳細に説明す
る。図１は、本発明の一実施形態による光伝送システム
の構成を示すブロック図であり、（ａ）は伝送路の物理
的な配置を示し、（ｂ）は（ａ）に示された伝送路の２
次分散値の分布を示し、（ｃ）は（ａ）に示された伝送
路の３次分散値の分布を示す。
実施形態による光伝送システムについて詳細に説明す
る。図１は、本発明の一実施形態による光伝送システム
の構成を示すブロック図であり、（ａ）は伝送路の物理
的な配置を示し、（ｂ）は（ａ）に示された伝送路の２
次分散値の分布を示し、（ｃ）は（ａ）に示された伝送
路の３次分散値の分布を示す。
【００１５】本実施形態においては、送信装置１０は単
一波長又は波長多重光信号を発生し、送信装置１０と受
信装置２０との間に設けられた伝送路は、正分散ファイ
バ４０、負分散ファイバ４２、光増幅器４４、正分散フ
ァイバ４６、負分散ファイバ４８、光増幅器５０、正分
散ファイバ５２、及び正分散ファイバ５４からなる単位
伝送路が縦続接続されてなる。
一波長又は波長多重光信号を発生し、送信装置１０と受
信装置２０との間に設けられた伝送路は、正分散ファイ
バ４０、負分散ファイバ４２、光増幅器４４、正分散フ
ァイバ４６、負分散ファイバ４８、光増幅器５０、正分
散ファイバ５２、及び正分散ファイバ５４からなる単位
伝送路が縦続接続されてなる。
【００１６】ここで、上記正分散ファイバ４０，４６，
５２，５４は、正符号の２次及び３次分散を有し、上記
負分散ファイバ４２，４８は負符号の２次及び３次分散
を有する。また、上記正分散ファイバ４０，４６，５
２，５４の長さはＬpであり、負分散ファイバ４２，４
８はＬnである。
５２，５４は、正符号の２次及び３次分散を有し、上記
負分散ファイバ４２，４８は負符号の２次及び３次分散
を有する。また、上記正分散ファイバ４０，４６，５
２，５４の長さはＬpであり、負分散ファイバ４２，４
８はＬnである。
【００１７】いま、正分散ファイバ４０，４６，５２，
５４の２次及び３次分散をそれぞれＤ2p，Ｄ3pとし、負
分散ファイバ４２，４８の２次及び３次分散をそれぞれ
Ｄ2n，Ｄ3nとする。また、正分散ファイバ４０，４６，
５２，５４及び負分散ファイバ４２，４８を組み合わせ
た区間、即ち単位伝送路の平均２次分散値をＤ2sとし、
平均３次分散をＤ3sとする。また、システム全長をＬと
する。
５４の２次及び３次分散をそれぞれＤ2p，Ｄ3pとし、負
分散ファイバ４２，４８の２次及び３次分散をそれぞれ
Ｄ2n，Ｄ3nとする。また、正分散ファイバ４０，４６，
５２，５４及び負分散ファイバ４２，４８を組み合わせ
た区間、即ち単位伝送路の平均２次分散値をＤ2sとし、
平均３次分散をＤ3sとする。また、システム全長をＬと
する。
【００１８】ここで、一般的な波長多重信号伝送の場合
を考え、光ファイバ内の一波長信号あたりの平均電力を
Ｐ、光ファイバ非線形定数をｋ2、信号のパルス幅を
Ｔ0、信号光波長をλ（近似的に全ての信号波長に対し
て共通とする）、波長間隔をΔλとし、下の（１）〜
（５）式に示される特性長を定義する。
を考え、光ファイバ内の一波長信号あたりの平均電力を
Ｐ、光ファイバ非線形定数をｋ2、信号のパルス幅を
Ｔ0、信号光波長をλ（近似的に全ての信号波長に対し
て共通とする）、波長間隔をΔλとし、下の（１）〜
（５）式に示される特性長を定義する。
【数１】
【数２】
【数３】
【数４】
【数５】
【００１９】ここで、ＬNLは非線形長であり、光ファイ
バの非線形性の尺度となり、ＬD2及びＬD3はそれぞれ２
次分散長及び３次分散長で、それぞれ２次分散及び３次
分散の大きさの尺度である。ただし、（２）から（５）
式中のＤ2は簡単のためＤ2p、Ｄ2n、又はＤ2sのいずれ
かの場合を代表して記述している。同様に、（２）から
（５）式中のＤ3はＤ3p、Ｄ3n、又はＤ3sのいずれかを
代表して記述している。尚、本明細書中で用いられる語
句「パルス幅」は、パルス波形の半値全幅若しくは半値
半幅又はパルス波形ピーク値の１／ｅ（ここで、ｅは指
数関数）の値となるパルスの幅をもって定義してもよ
い。
バの非線形性の尺度となり、ＬD2及びＬD3はそれぞれ２
次分散長及び３次分散長で、それぞれ２次分散及び３次
分散の大きさの尺度である。ただし、（２）から（５）
式中のＤ2は簡単のためＤ2p、Ｄ2n、又はＤ2sのいずれ
かの場合を代表して記述している。同様に、（２）から
（５）式中のＤ3はＤ3p、Ｄ3n、又はＤ3sのいずれかを
代表して記述している。尚、本明細書中で用いられる語
句「パルス幅」は、パルス波形の半値全幅若しくは半値
半幅又はパルス波形ピーク値の１／ｅ（ここで、ｅは指
数関数）の値となるパルスの幅をもって定義してもよ
い。
【００２０】Ｌwはウォークオフ長で相互位相変調の大
きさの尺度であり、Ｌcohはコヒーレンス長で四光波混
合の大きさの尺度となる。ただし、ここではコヒーレン
ス長Ｌcohは縮退四光波混合の場合を対象としている。
本実施形態では、まず２種類のファイバ長Ｌp，Ｌnをそ
れぞれ
きさの尺度であり、Ｌcohはコヒーレンス長で四光波混
合の大きさの尺度となる。ただし、ここではコヒーレン
ス長Ｌcohは縮退四光波混合の場合を対象としている。
本実施形態では、まず２種類のファイバ長Ｌp，Ｌnをそ
れぞれ
【数６】 よりも十分小さな値、例えば、ファイバ長Ｌp，Ｌnをこ
の数式で表される値の１／２以下とすることにより、こ
れらの区間内で起こる光ファイバ線形性と２次分散によ
る信号波形劣化を回避することが可能である（例えば、
Journal of Lightwave Technology,vol.13. No.5, p86
2, 1995 参照）。図１では、一単位伝送路内に２種類の
光ファイバを配置しているが、上述の条件を満たしてい
れば、それぞれの光ファイバを中継区間をまたいで配置
してもよいことは明らかである。
の数式で表される値の１／２以下とすることにより、こ
れらの区間内で起こる光ファイバ線形性と２次分散によ
る信号波形劣化を回避することが可能である（例えば、
Journal of Lightwave Technology,vol.13. No.5, p86
2, 1995 参照）。図１では、一単位伝送路内に２種類の
光ファイバを配置しているが、上述の条件を満たしてい
れば、それぞれの光ファイバを中継区間をまたいで配置
してもよいことは明らかである。
【００２１】次に、２種類のファイバを組み合わせた区
間の平均２次分散値Ｄ2sを、零ではなく有限の値として
残留させることにより、相互位相変調効果と四光波混合
効果が低減される。しかしながら、一方で平均２次分散
値Ｄ2sと光ファイバ線形性に起因する劣化が生ずるの
で、ある距離Ｌsにおいて２次分散及び３次分散が零又
は十分小さくなるように補償する。このときＬsは上記
と同様の理由により
間の平均２次分散値Ｄ2sを、零ではなく有限の値として
残留させることにより、相互位相変調効果と四光波混合
効果が低減される。しかしながら、一方で平均２次分散
値Ｄ2sと光ファイバ線形性に起因する劣化が生ずるの
で、ある距離Ｌsにおいて２次分散及び３次分散が零又
は十分小さくなるように補償する。このときＬsは上記
と同様の理由により
【数７】 より十分小さくする必要がある。
【００２２】同時に、ファイバ線形性と３次分散Ｄ3sに
よる信号波形劣化を回避するためにはある距離Ｌsを
よる信号波形劣化を回避するためにはある距離Ｌsを
【数８】 に対して、十分小さくする必要がある。通常、
【数９】 であるので、
【数１０】 としても差し支えない。
【００２３】また、一方で相互位相変調効果と四光波混
合効果を十分低減するために、ある距離Ｌsはウォーク
オフ長Ｌwより十分大きくする必要がある。通常の条件
において、Ｌcoh＜Ｌwなので、例えば、ある距離Ｌsは
ウォークオフ長Ｌw程度以上の値（例えば５倍以上）に
設定すればよい（例えば、電子情報通信学会光通信シス
テム研究会，ＯＣＳ９６−５７，ｐ３７，１９９６参
照）。
合効果を十分低減するために、ある距離Ｌsはウォーク
オフ長Ｌwより十分大きくする必要がある。通常の条件
において、Ｌcoh＜Ｌwなので、例えば、ある距離Ｌsは
ウォークオフ長Ｌw程度以上の値（例えば５倍以上）に
設定すればよい（例えば、電子情報通信学会光通信シス
テム研究会，ＯＣＳ９６−５７，ｐ３７，１９９６参
照）。
【００２４】また、ある距離Ｌsの範囲内において、２
次分散及び３次分散を零にするためには以下の条件が満
たされている必要がある。
次分散及び３次分散を零にするためには以下の条件が満
たされている必要がある。
【数１１】
【数１２】 ただし、
【数１３】 である。
【００２５】ここで、添字ｉ及びｊはそれぞれある距離
Ｌsの区間内の正分散ファイバ、負分散ファイバの番号
を表す。また、Ｎ及びＭはある距離Ｌs区間内のそれぞ
れファイバの総数を表す。図１に示した例では、正分散
ファイバ４６，５２を光増幅器４４，５０各々の出力側
に配置しているが、これは正分散ファイバ４６，５２の
方が負分散ファイバ４２，４８よりも非線形定数が小さ
いと仮定し、ファイバ非線形効果の影響を考慮したもの
である。
Ｌsの区間内の正分散ファイバ、負分散ファイバの番号
を表す。また、Ｎ及びＭはある距離Ｌs区間内のそれぞ
れファイバの総数を表す。図１に示した例では、正分散
ファイバ４６，５２を光増幅器４４，５０各々の出力側
に配置しているが、これは正分散ファイバ４６，５２の
方が負分散ファイバ４２，４８よりも非線形定数が小さ
いと仮定し、ファイバ非線形効果の影響を考慮したもの
である。
【００２６】もし、負分散ファイバ４２，４８の方が正
分散ファイバ４６，５２よりも非線形定数が小さい場合
又は非線形定数の大きさに関わらず光増幅器出力側にこ
れを配置した場合でも上記の内容に変更はないことは明
らかである。以下、ある距離Ｌsの範囲の分散配置を同
様に繰り返すことによって本実施形態のシステム全体が
構成される。
分散ファイバ４６，５２よりも非線形定数が小さい場合
又は非線形定数の大きさに関わらず光増幅器出力側にこ
れを配置した場合でも上記の内容に変更はないことは明
らかである。以下、ある距離Ｌsの範囲の分散配置を同
様に繰り返すことによって本実施形態のシステム全体が
構成される。
【００２７】図２は、本発明の一実施形態による光伝送
システムの波長に対する相対的信号対雑音比の実験結果
と従来の光伝送システムの波長に対する相対的信号対雑
音比の実験結果とを示した図である。この実験結果は、
図１に示した送信装置１０から単一波長の１０Ｇｂ／ｓ
のＮＲＺ（Non-Return-to-Zero）信号（パルス幅１００
ｐｓ）を送出し、光増幅器４４，５０を約５０ｋｍ間隔
で配置して中継伝送したものである。尚、パルスのパワ
ーは０．２ｍＷであり、伝送路の全長は９０００ｋｍで
ある。
システムの波長に対する相対的信号対雑音比の実験結果
と従来の光伝送システムの波長に対する相対的信号対雑
音比の実験結果とを示した図である。この実験結果は、
図１に示した送信装置１０から単一波長の１０Ｇｂ／ｓ
のＮＲＺ（Non-Return-to-Zero）信号（パルス幅１００
ｐｓ）を送出し、光増幅器４４，５０を約５０ｋｍ間隔
で配置して中継伝送したものである。尚、パルスのパワ
ーは０．２ｍＷであり、伝送路の全長は９０００ｋｍで
ある。
【００２８】また、比較のために従来の光伝送システム
として、図７における伝送ファイバ３０の２次分散値を
−１Ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、３次分散値を０．０７Ｐｓ／ｎ
ｍ2／ｋｍとし、５００ｋｍ伝送ごとに２次分散を零に
するような分散補償ファイバ３８を挿入した。また、本
発明の一実施形態による構成においては、正分散ファイ
バ４０，４６，５２，５４と負分散ファイバ４２，４８
との組み合わせにより、３次分散値を０．０１Ｐｓ／ｎ
ｍ2／ｋｍまで低減した。
として、図７における伝送ファイバ３０の２次分散値を
−１Ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、３次分散値を０．０７Ｐｓ／ｎ
ｍ2／ｋｍとし、５００ｋｍ伝送ごとに２次分散を零に
するような分散補償ファイバ３８を挿入した。また、本
発明の一実施形態による構成においては、正分散ファイ
バ４０，４６，５２，５４と負分散ファイバ４２，４８
との組み合わせにより、３次分散値を０．０１Ｐｓ／ｎ
ｍ2／ｋｍまで低減した。
【００２９】信号波長が零分散波長からずれることによ
り、図８を用いて説明したように３次分散が零でないこ
とに起因する２次分散の累積が起こることになる。その
結果、図２に示したように、従来の光伝送システムにお
いては零分散波長伝送時に比較して著しいＳＮＲ劣化を
もたらすが、本発明によれば広い波長域において、この
様な劣化が改善されていることが明らかである。
り、図８を用いて説明したように３次分散が零でないこ
とに起因する２次分散の累積が起こることになる。その
結果、図２に示したように、従来の光伝送システムにお
いては零分散波長伝送時に比較して著しいＳＮＲ劣化を
もたらすが、本発明によれば広い波長域において、この
様な劣化が改善されていることが明らかである。
【００３０】図３は、２種類のファイバの組み合わせ方
において単純に２次分散と３次分散が零になるように組
み合わせた場合の伝送特性の計算結果の例を示す図であ
る。また、図４は、本発明の一実施形態による光伝送シ
ステムの伝送特性の計算結果を示す図である。図３にお
いては、２種類のファイバを組み合わせた区間の平均２
次分散値Ｄ2sを単純に零とし、図４においては、平均２
次分散値Ｄ2sを有限の値として残留させている。
において単純に２次分散と３次分散が零になるように組
み合わせた場合の伝送特性の計算結果の例を示す図であ
る。また、図４は、本発明の一実施形態による光伝送シ
ステムの伝送特性の計算結果を示す図である。図３にお
いては、２種類のファイバを組み合わせた区間の平均２
次分散値Ｄ2sを単純に零とし、図４においては、平均２
次分散値Ｄ2sを有限の値として残留させている。
【００３１】計算においては、典型的パラメータとし
て、１０Ｇｂ／ｓのＮＲＺ（パルス幅１００ｐｓ）信
号、信号波長数は８波、波長間隔１ｎｍ、一波長あたり
ファイバ内平均信号電力は０．２ｍＷとしている。図３
に示されたように、平均２次分散値Ｄ2sを単純に零とし
た場合には著しい信号波形のアイ開口劣化が生ずるが、
図４に示されたように、本実施形態を用いればこれ劣化
は著しく改善されることが明らかである。
て、１０Ｇｂ／ｓのＮＲＺ（パルス幅１００ｐｓ）信
号、信号波長数は８波、波長間隔１ｎｍ、一波長あたり
ファイバ内平均信号電力は０．２ｍＷとしている。図３
に示されたように、平均２次分散値Ｄ2sを単純に零とし
た場合には著しい信号波形のアイ開口劣化が生ずるが、
図４に示されたように、本実施形態を用いればこれ劣化
は著しく改善されることが明らかである。
【００３２】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、次に本発明を実際の光伝送システムに適用する場
合について具体的に説明する。実際の光伝送システムに
用いられる光伝送ケーブルは、互に逆方法の上り回線と
下り回線とが対になり、これら上り回線用の光ファイバ
と下り回線用の光ファイバとが対を含んでなるのが一般
的である。また、単位時間においてある程度以上の情報
量を伝送しなければならないとの要求から、光伝送ケー
ブルは上記光ファイバの対が複数設けられて構成される
のが一般的である。
たが、次に本発明を実際の光伝送システムに適用する場
合について具体的に説明する。実際の光伝送システムに
用いられる光伝送ケーブルは、互に逆方法の上り回線と
下り回線とが対になり、これら上り回線用の光ファイバ
と下り回線用の光ファイバとが対を含んでなるのが一般
的である。また、単位時間においてある程度以上の情報
量を伝送しなければならないとの要求から、光伝送ケー
ブルは上記光ファイバの対が複数設けられて構成される
のが一般的である。
【００３３】上述した本発明の一実施形態のように、２
種類の光ファイバで光伝送路を構成する場合には、上り
回線及び下り回線の何れにも正分散ファイバ及び負分散
ファイバを必要とする。よって、１本の上り回線及び１
本の下り回線からなる光伝送路を考えると、光伝送路を
構成する光伝送ケーブルの組み合わせは４通り必要とな
る。つまり、上り回線及び下り回線共に正分散ファイバ
で構成される光伝送ケーブル、上り回線が正分散ファイ
バ、下り回線が負分散ファイバで構成される光伝送ケー
ブル、上り回線が負分散ファイバ、下り回線が正分散フ
ァイバで構成される光伝送ケーブル、並びに上り回線及
び下り回線共に負分散ファイバで構成される光伝送ケー
ブルである。ただし、上り、下り回線に符号の異なるフ
ァイバを用いる場合には、光伝送ケーブルの接続方向を
互いに逆にすることで互換できることは明らかであるの
で、実際には上述の４種類の光伝送ケーブルの内の３種
類の光伝送ケーブルで済むことになる。
種類の光ファイバで光伝送路を構成する場合には、上り
回線及び下り回線の何れにも正分散ファイバ及び負分散
ファイバを必要とする。よって、１本の上り回線及び１
本の下り回線からなる光伝送路を考えると、光伝送路を
構成する光伝送ケーブルの組み合わせは４通り必要とな
る。つまり、上り回線及び下り回線共に正分散ファイバ
で構成される光伝送ケーブル、上り回線が正分散ファイ
バ、下り回線が負分散ファイバで構成される光伝送ケー
ブル、上り回線が負分散ファイバ、下り回線が正分散フ
ァイバで構成される光伝送ケーブル、並びに上り回線及
び下り回線共に負分散ファイバで構成される光伝送ケー
ブルである。ただし、上り、下り回線に符号の異なるフ
ァイバを用いる場合には、光伝送ケーブルの接続方向を
互いに逆にすることで互換できることは明らかであるの
で、実際には上述の４種類の光伝送ケーブルの内の３種
類の光伝送ケーブルで済むことになる。
【００３４】しかしながら、光伝送路の各中継区間にお
いて、これら３種類のケーブルを必要に応じて複数組み
合わせて光伝送路を構成することは、建設時及び保守上
複雑さを伴う。以下、この問題を解決した本発明の他の
実施形態について説明する。本実施形態による光伝送シ
ステムは、上述した一実施形態と同様に、単一波長又は
波長多重の信号を出力する送信装置と、送信器から出力
された信号を伝送する光伝送路及び光伝送路の有する損
失により減衰した信号の電力を増幅する中継器との繰り
返しにより構成された伝送路と、伝送路によって伝送さ
れた信号を受信する受信器とによって構成されている。
いて、これら３種類のケーブルを必要に応じて複数組み
合わせて光伝送路を構成することは、建設時及び保守上
複雑さを伴う。以下、この問題を解決した本発明の他の
実施形態について説明する。本実施形態による光伝送シ
ステムは、上述した一実施形態と同様に、単一波長又は
波長多重の信号を出力する送信装置と、送信器から出力
された信号を伝送する光伝送路及び光伝送路の有する損
失により減衰した信号の電力を増幅する中継器との繰り
返しにより構成された伝送路と、伝送路によって伝送さ
れた信号を受信する受信器とによって構成されている。
【００３５】図５は、本発明の他の実施形態による光伝
送システムにおける伝送路の概略構成を示すブロック図
である。図５においては、１つの上り回線ＵＳと、１つ
の下り回線ＤＳとからなる伝送路について例示してあ
る。図５において、６０−１〜６０−ｎは、光伝送路の
有する損失により減衰した信号の電力を増幅する中継器
であり、上り回線ＵＳ及び下り回線ＤＳを伝搬してきた
光信号をそれぞれ増幅する光増幅器６２ａ，６２ｂを備
えている。６４は、２次及び３次の正分散を有する正分
散ファイバ６３ａと２次及び３次の負分散を有する負分
散ファイバ６３ｂとからなる。本実施形態においては、
正分散ファイバ６３ａと負分散ファイバ６３ｂとの長さ
が同一に設定されている。
送システムにおける伝送路の概略構成を示すブロック図
である。図５においては、１つの上り回線ＵＳと、１つ
の下り回線ＤＳとからなる伝送路について例示してあ
る。図５において、６０−１〜６０−ｎは、光伝送路の
有する損失により減衰した信号の電力を増幅する中継器
であり、上り回線ＵＳ及び下り回線ＤＳを伝搬してきた
光信号をそれぞれ増幅する光増幅器６２ａ，６２ｂを備
えている。６４は、２次及び３次の正分散を有する正分
散ファイバ６３ａと２次及び３次の負分散を有する負分
散ファイバ６３ｂとからなる。本実施形態においては、
正分散ファイバ６３ａと負分散ファイバ６３ｂとの長さ
が同一に設定されている。
【００３６】また、６６は、光伝送路６４と同様に２次
及び３次の正分散を有する正分散ファイバ６３ａと２次
及び３次の負分散を有する負分散ファイバ６３ｂとを有
する光伝送路である。光伝送路６４と光伝送路６６とが
異なる点は、光伝送路６４においては、正分散ファイバ
６３ａが上り回線ＵＳに配置され、負分散ファイバ６３
ｂが下り回線ＤＳに配置されているが、光伝送路６６に
おいては、これらが逆に配置されている点である。
及び３次の正分散を有する正分散ファイバ６３ａと２次
及び３次の負分散を有する負分散ファイバ６３ｂとを有
する光伝送路である。光伝送路６４と光伝送路６６とが
異なる点は、光伝送路６４においては、正分散ファイバ
６３ａが上り回線ＵＳに配置され、負分散ファイバ６３
ｂが下り回線ＤＳに配置されているが、光伝送路６６に
おいては、これらが逆に配置されている点である。
【００３７】図５に示したように、本実施形態の光伝送
システムにおける伝送路は、光伝送路６４、光伝送路６
６、及び中継器６０（以下、中継器６０−１〜６０−ｎ
を区別しない場合には、中継器６０として説明する。）
を単位として繰り返し配置されてなることを基本構成と
している。また、本実施形態においては、伝送路の所々
に、伝送路を伝搬してきた光信号の２次及び３次分散累
積を補償するための区間を設けている。この区間には光
伝送路６８が設けられている。光伝送路６８は上り回線
ＵＳ及び下り回線ＤＳともに同一種類であって同一長の
光ファイバ６９が配置されている。
システムにおける伝送路は、光伝送路６４、光伝送路６
６、及び中継器６０（以下、中継器６０−１〜６０−ｎ
を区別しない場合には、中継器６０として説明する。）
を単位として繰り返し配置されてなることを基本構成と
している。また、本実施形態においては、伝送路の所々
に、伝送路を伝搬してきた光信号の２次及び３次分散累
積を補償するための区間を設けている。この区間には光
伝送路６８が設けられている。光伝送路６８は上り回線
ＵＳ及び下り回線ＤＳともに同一種類であって同一長の
光ファイバ６９が配置されている。
【００３８】上記の光伝送路６４及び光伝送路６６は、
全く構成が同一であるので、接続を変えれば同一種類の
ものを用いることができる。よって、図５において、光
伝送路６４，６６と区別していたが、実際には各中継区
間内では１種類の光伝送路６２のみを用いて伝送路を構
成することができる。従って、本実施形態では、２種類
の互いに逆符号の分散値を有する光ファイバ６３ａ，６
３ｂによって構成された各中継区間内において、光ファ
イバ６３ａ，６３ｂの長さが等しくなるよう構成してい
るため、この区間内では１種類の光伝送路６２のみを用
いて伝送路を構成することが可能であり、よって伝送路
全体に亘っても、１種類の光伝送路６２によって構成す
ることができる。また、伝送路の所々に、伝送路を伝搬
してきた光信号の２次及び３次分散累積を補償するため
の区間には上り回線ＵＳ及び下り回線ＤＳともに同一種
類であって同一長の光ファイバ６９からなる光伝送路６
８を配置している。このため、複数種類のケーブルを用
いる必要が無く、建設及び保守が容易になる。
全く構成が同一であるので、接続を変えれば同一種類の
ものを用いることができる。よって、図５において、光
伝送路６４，６６と区別していたが、実際には各中継区
間内では１種類の光伝送路６２のみを用いて伝送路を構
成することができる。従って、本実施形態では、２種類
の互いに逆符号の分散値を有する光ファイバ６３ａ，６
３ｂによって構成された各中継区間内において、光ファ
イバ６３ａ，６３ｂの長さが等しくなるよう構成してい
るため、この区間内では１種類の光伝送路６２のみを用
いて伝送路を構成することが可能であり、よって伝送路
全体に亘っても、１種類の光伝送路６２によって構成す
ることができる。また、伝送路の所々に、伝送路を伝搬
してきた光信号の２次及び３次分散累積を補償するため
の区間には上り回線ＵＳ及び下り回線ＤＳともに同一種
類であって同一長の光ファイバ６９からなる光伝送路６
８を配置している。このため、複数種類のケーブルを用
いる必要が無く、建設及び保守が容易になる。
【００３９】また、一般に、海底伝送システム等では、
海底ケーブルの切断等による通信回線の障害が深刻な問
題となるが、このような切断事故は人為的なものが主で
あり、従って水深の浅い浅海部で起こる場合が大半であ
る。水深は岸から離れるほど深くなるのが一般的である
ので、このしょうな障害は、両端局に近い部分、例えば
両端局から１００ｋｍ以内の区間で生ずると考えて良
い。図６は、浅海部の障害を考慮した本発明の他の実施
形態における変形例を示す図である。図６において、符
号ｆ１で示した箇所は、海底区間水深の一例を示す図で
ある。この図に示されたように、８０，８２においては
水深が浅く、岸から離れるほど水深は深くなる。
海底ケーブルの切断等による通信回線の障害が深刻な問
題となるが、このような切断事故は人為的なものが主で
あり、従って水深の浅い浅海部で起こる場合が大半であ
る。水深は岸から離れるほど深くなるのが一般的である
ので、このしょうな障害は、両端局に近い部分、例えば
両端局から１００ｋｍ以内の区間で生ずると考えて良
い。図６は、浅海部の障害を考慮した本発明の他の実施
形態における変形例を示す図である。図６において、符
号ｆ１で示した箇所は、海底区間水深の一例を示す図で
ある。この図に示されたように、８０，８２においては
水深が浅く、岸から離れるほど水深は深くなる。
【００４０】図６では、伝送路が上り回線ＵＳ１，ＵＳ
２及び下り回線ＤＳ１，ＤＳ２の計４回線からなる場合
を例示している。本実施形態においては、図５に示した
長さがほぼ同じ正分散ファイバ６３ａ及び負分散ファイ
バ６３ｂをそれぞれ２本づつ有する光伝送路７２を用い
ている。本実施形態においても図５と同様に、伝送路は
２つの光伝送路７２，７２と海底中継器７０とを単位と
して構成され、この２つの伝送路は図５に示した場合と
同様に互いに逆向きになるよう接続されている。本実施
形態においては、浅海部８０，８２に上り回線及び下り
回線ともに同一種類の光ファイバからなる光伝送路を設
けたことを特徴としている。図６に示した例では、上り
回線ＵＳ１，ＵＳ２及び下り回線ＤＳ１，ＤＳ２全てに
ついて２次及び３次の正分散を有する同一長の光ファイ
バを有する光伝送路７４，７４を浅海部８０，８２に配
置している。光伝送路７４が有する光ファイバの長さ
は、浅海部の距離を考えると２０キロメートル以上であ
ることが好ましい。
２及び下り回線ＤＳ１，ＤＳ２の計４回線からなる場合
を例示している。本実施形態においては、図５に示した
長さがほぼ同じ正分散ファイバ６３ａ及び負分散ファイ
バ６３ｂをそれぞれ２本づつ有する光伝送路７２を用い
ている。本実施形態においても図５と同様に、伝送路は
２つの光伝送路７２，７２と海底中継器７０とを単位と
して構成され、この２つの伝送路は図５に示した場合と
同様に互いに逆向きになるよう接続されている。本実施
形態においては、浅海部８０，８２に上り回線及び下り
回線ともに同一種類の光ファイバからなる光伝送路を設
けたことを特徴としている。図６に示した例では、上り
回線ＵＳ１，ＵＳ２及び下り回線ＤＳ１，ＤＳ２全てに
ついて２次及び３次の正分散を有する同一長の光ファイ
バを有する光伝送路７４，７４を浅海部８０，８２に配
置している。光伝送路７４が有する光ファイバの長さ
は、浅海部の距離を考えると２０キロメートル以上であ
ることが好ましい。
【００４１】このような構成をとることにより、浅海部
８０，８２で生ずる障害の保守用ケーブルは、一種類で
済み、しかも、この光伝送路７４，７４は同一種類の光
ファイバのみで構成されているので、接続作業等が容易
となる。以上、本発明の他の実施形態について説明し
た。本実施形態は、基本的には、前述の一実施形態を基
本としている。
８０，８２で生ずる障害の保守用ケーブルは、一種類で
済み、しかも、この光伝送路７４，７４は同一種類の光
ファイバのみで構成されているので、接続作業等が容易
となる。以上、本発明の他の実施形態について説明し
た。本実施形態は、基本的には、前述の一実施形態を基
本としている。
【００４２】前述した一実施形態においては、光ファイ
バの２次分散値と信号のパルス幅とから決まる２次分散
長と、光ファイバ内の信号の平均電力及び光ファイバの
光ファイバ非線形定数で決まる非線形長との積の平方根
よりも十分小さくなるように光ファイバを配置すること
を基本としていたが、上述の他の実施形態の変形例にお
いては、上り回線と下り回線の浅海部において用いられ
る光ファイバの長さを限定したものとなっているので他
の実施形態の変形例は、一見すると一実施形態と矛盾す
るようである。しかしながら海底ケーブルの長さは一般
に数百キロメートル〜数千キロメートルであり、浅海部
の長さは２０〜１００ｋｍであるので、浅海部に光伝送
路７４を用いることで局所的に一実施形態における条件
を満たせない場合でもその影響は無視できるほどであ
る。
バの２次分散値と信号のパルス幅とから決まる２次分散
長と、光ファイバ内の信号の平均電力及び光ファイバの
光ファイバ非線形定数で決まる非線形長との積の平方根
よりも十分小さくなるように光ファイバを配置すること
を基本としていたが、上述の他の実施形態の変形例にお
いては、上り回線と下り回線の浅海部において用いられ
る光ファイバの長さを限定したものとなっているので他
の実施形態の変形例は、一見すると一実施形態と矛盾す
るようである。しかしながら海底ケーブルの長さは一般
に数百キロメートル〜数千キロメートルであり、浅海部
の長さは２０〜１００ｋｍであるので、浅海部に光伝送
路７４を用いることで局所的に一実施形態における条件
を満たせない場合でもその影響は無視できるほどであ
る。
【００４３】以上、本発明の他の実施形態について説明
したが、本発明は、上記一実施形態、他の実施形態及び
その変形例に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更
が可能である。例えば、図５、図６では、上り回線及び
下り回線の数が１本乃至２本の場合について例示した
が、本発明が回線の数に制限されないことはいうまでも
ない。
したが、本発明は、上記一実施形態、他の実施形態及び
その変形例に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更
が可能である。例えば、図５、図６では、上り回線及び
下り回線の数が１本乃至２本の場合について例示した
が、本発明が回線の数に制限されないことはいうまでも
ない。
【００４４】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、基本的な光送受信及び中継伝送機能は従来どおりの
光送受信器及び光ファイバ伝送路、光増幅中継器により
実現される。この光ファイバ伝送路を互いに逆符号の２
次分散及び３次分散を有する光ファイバを組み合わせを
用いて構成することにより、３次分散がシステム全体に
わたって累積することが避けられる。また、同時に２次
分散値も信号波形劣化を低減するようにその配置を管理
しているので、これによる影響は２次分散値のみ管理し
ていた従来のシステムと同様に防ぐことができる。本発
明により、光ファイバ非線形性と光ファイバ分散特性に
起因する伝送特性劣化を大幅に緩和することができる。
その結果、従来の光伝送システムの容量増加、伝送距離
増大に効果的であり、システムの対伝送容量あたり低コ
スト化が図られるため、その効果は大きい。また、実際
の敷設を考慮して、正符号の前記２次分散及び３次分散
を有する光ファイバと、負符号の前記２次分散及び３次
分散を有する光ファイバとの長さとを等しくし、更に、
上り回線及び下り回線とを有する場合には、上り回線及
び下り回線に対して２次分散値を零とする共通の区間を
設けたので、伝送路を実際に敷設する際の建設及び保守
が容易になるという効果がある。更に、伝送路の両端部
分の光ファイバは、少なくとも２０キロメートル以上、
上り回線及び下り回線共に同種類の光ファイバを用いて
いるので、保守が容易且つ迅速に行えるという効果があ
る。
ば、基本的な光送受信及び中継伝送機能は従来どおりの
光送受信器及び光ファイバ伝送路、光増幅中継器により
実現される。この光ファイバ伝送路を互いに逆符号の２
次分散及び３次分散を有する光ファイバを組み合わせを
用いて構成することにより、３次分散がシステム全体に
わたって累積することが避けられる。また、同時に２次
分散値も信号波形劣化を低減するようにその配置を管理
しているので、これによる影響は２次分散値のみ管理し
ていた従来のシステムと同様に防ぐことができる。本発
明により、光ファイバ非線形性と光ファイバ分散特性に
起因する伝送特性劣化を大幅に緩和することができる。
その結果、従来の光伝送システムの容量増加、伝送距離
増大に効果的であり、システムの対伝送容量あたり低コ
スト化が図られるため、その効果は大きい。また、実際
の敷設を考慮して、正符号の前記２次分散及び３次分散
を有する光ファイバと、負符号の前記２次分散及び３次
分散を有する光ファイバとの長さとを等しくし、更に、
上り回線及び下り回線とを有する場合には、上り回線及
び下り回線に対して２次分散値を零とする共通の区間を
設けたので、伝送路を実際に敷設する際の建設及び保守
が容易になるという効果がある。更に、伝送路の両端部
分の光ファイバは、少なくとも２０キロメートル以上、
上り回線及び下り回線共に同種類の光ファイバを用いて
いるので、保守が容易且つ迅速に行えるという効果があ
る。
【図１】 本発明の一実施形態による光伝送システムの
構成を示すブロック図であり、（ａ）は伝送路の物理的
な配置を示し、（ｂ）は（ａ）に示された伝送路の２次
分散値の分布を示し、（ｃ）は（ａ）に示された伝送路
の３次分散値の分布を示す。
構成を示すブロック図であり、（ａ）は伝送路の物理的
な配置を示し、（ｂ）は（ａ）に示された伝送路の２次
分散値の分布を示し、（ｃ）は（ａ）に示された伝送路
の３次分散値の分布を示す。
【図２】 本発明の一実施形態による光伝送システムの
波長に対する相対的信号対雑音比の実験結果と従来の光
伝送システムの波長に対する相対的信号対雑音比の実験
結果とを示した図である。
波長に対する相対的信号対雑音比の実験結果と従来の光
伝送システムの波長に対する相対的信号対雑音比の実験
結果とを示した図である。
【図３】 ２種類のファイバの組み合わせ方において単
純に２次分散と３次分散が零になるように組み合わせた
場合の伝送特性の計算結果の例を示す図である。
純に２次分散と３次分散が零になるように組み合わせた
場合の伝送特性の計算結果の例を示す図である。
【図４】 本発明の一実施形態による光伝送システムの
伝送特性の計算結果を示す図である。
伝送特性の計算結果を示す図である。
【図５】 本発明の他の実施形態による光伝送システム
における伝送路の概略構成を示すブロック図である。
における伝送路の概略構成を示すブロック図である。
【図６】 浅海部の障害を考慮した本発明の他の実施形
態における変形例を示す図である。
態における変形例を示す図である。
【図７】 従来の伝送路の配置を示す図であり、（ａ）
は伝送路の物理的な配置を示し、（ｂ）は（ａ）に示さ
れた伝送路の２次分散値の分布を示し、（ｃ）は（ａ）
に示された伝送路の３次分散値の分布を示す。
は伝送路の物理的な配置を示し、（ｂ）は（ａ）に示さ
れた伝送路の２次分散値の分布を示し、（ｃ）は（ａ）
に示された伝送路の３次分散値の分布を示す。
【図８】 従来の光伝送システムにおける分散特性と波
長多重信号との関係の説明するための図である。
長多重信号との関係の説明するための図である。
４０，４６，５２，５４，６３ａ，６９…正分散ファイ
バ、４２，４８，６３ｂ…負分散ファイバ、…
（以上、光ファイバ）、４４，５０…光増幅
器、６４，６６，６８，７２，７４…光伝送路
バ、４２，４８，６３ｂ…負分散ファイバ、…
（以上、光ファイバ）、４４，５０…光増幅
器、６４，６６，６８，７２，７４…光伝送路
Claims (6)
- 【請求項１】 少なくとも互いに逆符号の２次分散及び
３次分散を有する光ファイバを組み合わせた光ファイバ
伝送路を有し、 前記伝送路全体の平均３次分散値を減少させ、且つ前記
光ファイバの長さが、前記光ファイバの２次分散値と信
号のパルス幅とから決まる２次分散長と、前記光ファイ
バ内の信号の平均電力及び前記光ファイバの光ファイバ
非線形定数で決まる非線形長との積の平方根よりも十分
小さくなるように前記光ファイバを配置することを特徴
とする光伝送システム。 - 【請求項２】 前記光ファイバ伝送路の平均２次分散値
を、波長多重信号の各信号間波長間隔、信号のパルス
幅、及び２次分散値によって決まるウォークオフ長及び
コヒーレンス長よりも十分長い距離までの区間において
有限値に保ち、 前記２次分散値と信号のパルス幅とから決まる２次分散
長と、前記光ファイバ内の信号の平均電力及び前記光フ
ァイバの光ファイバ非線形定数で決まる非線形長との積
の平方根よりも小さい間隔において前記２次分散値が零
になるように前記光ファイバを配置することを特徴とす
る請求項１記載の光伝送システム。 - 【請求項３】 光中継器として動作する光増幅器を更に
有し、 前記光ファイバの組み合わせにおいて、非線形定数の小
さい光ファイバを前記光増幅器の出力側に配置すること
を特徴とする請求項１又は請求項２記載の光伝送システ
ム。 - 【請求項４】 正符号の前記２次分散及び３次分散を有
する光ファイバと、負符号の前記２次分散及び３次分散
を有する光ファイバとの長さが等しいことを特徴とする
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の光伝送システ
ム。 - 【請求項５】 前記伝送路は、上り回線と下り回線とを
有し、 前記上り回線及び下り回線に対して前記２次分散値を零
とする共通の区間を設けたことを特徴とする請求項１乃
至請求項４記載の光伝送システム。 - 【請求項６】 前記伝送路の両端部分の光ファイバは、
少なくとも２０キロメートル以上、前記上り回線及び下
り回線共に同種類の光ファイバであることを特徴とする
請求項１乃至請求項５記載の光伝送システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18973099A JP3312885B2 (ja) | 1998-07-10 | 1999-07-02 | 光伝送システム |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-196364 | 1998-07-10 | ||
| JP19636498 | 1998-07-10 | ||
| JP18973099A JP3312885B2 (ja) | 1998-07-10 | 1999-07-02 | 光伝送システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000082995A true JP2000082995A (ja) | 2000-03-21 |
| JP3312885B2 JP3312885B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=26505649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18973099A Expired - Lifetime JP3312885B2 (ja) | 1998-07-10 | 1999-07-02 | 光伝送システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3312885B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002185404A (ja) * | 2000-10-16 | 2002-06-28 | Alcatel | 光ファイバ伝送システムにおける波長分散補償及び補償ファイバ |
| US6594428B1 (en) | 1999-03-09 | 2003-07-15 | Kdd Corporation | Dispersion compensating optical transmission line and system |
| US6754420B2 (en) | 2001-01-31 | 2004-06-22 | Kddi Submarine Cable Systems Inc. | Optical fiber transmission line |
| US6768872B1 (en) | 1999-09-24 | 2004-07-27 | Kdd Corporation | Optical transmission system, optical transmission line and optical transmitter |
| US7194208B2 (en) | 2002-02-01 | 2007-03-20 | Nec Corporation | Wavelength-division multiplexing optical transmission system and optical communication method |
-
1999
- 1999-07-02 JP JP18973099A patent/JP3312885B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6594428B1 (en) | 1999-03-09 | 2003-07-15 | Kdd Corporation | Dispersion compensating optical transmission line and system |
| US6768872B1 (en) | 1999-09-24 | 2004-07-27 | Kdd Corporation | Optical transmission system, optical transmission line and optical transmitter |
| JP2002185404A (ja) * | 2000-10-16 | 2002-06-28 | Alcatel | 光ファイバ伝送システムにおける波長分散補償及び補償ファイバ |
| JP4548998B2 (ja) * | 2000-10-16 | 2010-09-22 | アルカテル−ルーセント | 光ファイバ伝送システムにおける波長分散補償及び補償ファイバ |
| US6754420B2 (en) | 2001-01-31 | 2004-06-22 | Kddi Submarine Cable Systems Inc. | Optical fiber transmission line |
| US7194208B2 (en) | 2002-02-01 | 2007-03-20 | Nec Corporation | Wavelength-division multiplexing optical transmission system and optical communication method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3312885B2 (ja) | 2002-08-12 |
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