JP2002314507A - スペクトルスライス光伝送方法および伝送装置 - Google Patents
スペクトルスライス光伝送方法および伝送装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スペクトルスライス光を波長多重して伝送す
る光波長多重伝送システムにおいて、クロストークの影
響と周波数利用効率の相関関係に着目して効率的な伝送
を可能とするスペクトルスライス光伝送方法および伝送
装置を提供する。 【解決手段】 各ユーザ装置または遠隔ノードのスペク
トルスライス手段の透過スペクトル半値全幅と、センタ
装置の光分波手段の透過スペクトル半値全幅を等しく設
定し、この透過スペクトル半値全幅Δｆ［Hz］と波長多
重されたスペクトルスライス光のチャネル間隔ΔＦ［H
z］の比である規格化スペクトル幅Δｆ／ΔＦと、スペ
クトルスライス光の伝送速度ＢＲ［bit/s ］とチャネル
間隔ΔＦ［Hz］の比である周波数利用効率ＢＲ／ΔＦ
［bit/s/Hz］を、所定の伝送信号ビット誤り率を達成す
る所定の範囲に設定する。
る光波長多重伝送システムにおいて、クロストークの影
響と周波数利用効率の相関関係に着目して効率的な伝送
を可能とするスペクトルスライス光伝送方法および伝送
装置を提供する。 【解決手段】 各ユーザ装置または遠隔ノードのスペク
トルスライス手段の透過スペクトル半値全幅と、センタ
装置の光分波手段の透過スペクトル半値全幅を等しく設
定し、この透過スペクトル半値全幅Δｆ［Hz］と波長多
重されたスペクトルスライス光のチャネル間隔ΔＦ［H
z］の比である規格化スペクトル幅Δｆ／ΔＦと、スペ
クトルスライス光の伝送速度ＢＲ［bit/s ］とチャネル
間隔ΔＦ［Hz］の比である周波数利用効率ＢＲ／ΔＦ
［bit/s/Hz］を、所定の伝送信号ビット誤り率を達成す
る所定の範囲に設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スペクトルスライ
ス光を波長多重して伝送するスペクトルスライス光伝送
方法および伝送装置に関する。
ス光を波長多重して伝送するスペクトルスライス光伝送
方法および伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】アクセス系光通信システムの低コスト化
を目的として、１本の光ファイバにおける伝送容量を飛
躍的に拡大可能な光波長多重（ＷＤＭ）伝送システムの
導入が検討されている。ただし、従来の光波長多重伝送
システムでは、光信号のキャリアとして単一モードのレ
ーザ光を想定している。この場合、各チャネルに対応す
る複数の送信器が備えられるが、各送信器はそれぞれ割
り当てられた波長のレーザ光を発生するように制御され
る。したがって、送信器の構成が複雑になり、コストを
増大させる問題があった。
を目的として、１本の光ファイバにおける伝送容量を飛
躍的に拡大可能な光波長多重（ＷＤＭ）伝送システムの
導入が検討されている。ただし、従来の光波長多重伝送
システムでは、光信号のキャリアとして単一モードのレ
ーザ光を想定している。この場合、各チャネルに対応す
る複数の送信器が備えられるが、各送信器はそれぞれ割
り当てられた波長のレーザ光を発生するように制御され
る。したがって、送信器の構成が複雑になり、コストを
増大させる問題があった。
【０００３】この問題を解決して低コストな光波長多重
伝送システムを実現する手段して、広帯域な自然放出光
を光バンドパスフィルタに入力し、波長軸上で切り出し
たスペクトルスライス光を用いる光波長多重通信システ
ムが研究されている。
伝送システムを実現する手段して、広帯域な自然放出光
を光バンドパスフィルタに入力し、波長軸上で切り出し
たスペクトルスライス光を用いる光波長多重通信システ
ムが研究されている。
【０００４】図１は、スペクトルスライス光を用いる光
波長多重伝送システムの構成例を示す。図において、本
システムは、複数のユーザ装置１−１〜１−ｎと１つの
センタ装置２が、アクセス用光伝送路３−１〜３−ｎ、
スペクトルスライスおよび波長多重を行う遠隔ノード
４、光伝送路５を介して接続される。
波長多重伝送システムの構成例を示す。図において、本
システムは、複数のユーザ装置１−１〜１−ｎと１つの
センタ装置２が、アクセス用光伝送路３−１〜３−ｎ、
スペクトルスライスおよび波長多重を行う遠隔ノード
４、光伝送路５を介して接続される。
【０００５】各ユーザ装置１−１〜１−ｎには、広帯域
な自然放出光（ＡＳＥ）を発生させる広帯域光源が配置
される。広帯域光源としては、発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）、スーパールミネセントダイオード（ＳＬＤ）、半
導体光増幅器（ＳＯＡ）、光ファイバ増幅器などがあ
る。ＬＥＤ、ＳＬＤおよびＳＯＡは半導体素子であり直
接変調可能であるので、送信器として用いる場合には単
品で自然放出光を変調して出力することができるが、光
ファイバ増幅器の場合には外部変調器を用いて自然放出
光の変調を行う必要がある。以下、変調された自然放出
光を「広帯域変調光」という。
な自然放出光（ＡＳＥ）を発生させる広帯域光源が配置
される。広帯域光源としては、発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）、スーパールミネセントダイオード（ＳＬＤ）、半
導体光増幅器（ＳＯＡ）、光ファイバ増幅器などがあ
る。ＬＥＤ、ＳＬＤおよびＳＯＡは半導体素子であり直
接変調可能であるので、送信器として用いる場合には単
品で自然放出光を変調して出力することができるが、光
ファイバ増幅器の場合には外部変調器を用いて自然放出
光の変調を行う必要がある。以下、変調された自然放出
光を「広帯域変調光」という。
【０００６】遠隔ノード４は、各アクセス用光伝送路３
−１〜３−ｎを介して各ユーザ装置から送信された広帯
域変調光を入力し、それぞれ所定の波長をスペクトルス
ライスした信号光（スペクトルスライス光）を波長多重
して光伝送路５に出力する。遠隔ノード４としては、図
２(1) に示す各ユーザ装置対応の透過波長を有する光バ
ンドパスフィルタ４１−１〜４１−ｎと光合波器４２に
よる構成、あるいは図２(2) に示すアレイ導波路回折格
子フィルタ（ＡＷＧ）４３を用いることができる。アレ
イ導波路回折格子フィルタ４３は、複数の入力導波路４
４とアレイ導波路４５とをスラブ導波路４６で接続し、
アレイ導波路４５と出力導波路４８とをスラブ導波路４
７で接続した構成であり、各入力導波路４４に対応する
透過特性に従ってスペクトルスライスされた各波長の信
号光（スペクトルスライス光）が波長多重されて１つの
出力導波路４８に出力される。
−１〜３−ｎを介して各ユーザ装置から送信された広帯
域変調光を入力し、それぞれ所定の波長をスペクトルス
ライスした信号光（スペクトルスライス光）を波長多重
して光伝送路５に出力する。遠隔ノード４としては、図
２(1) に示す各ユーザ装置対応の透過波長を有する光バ
ンドパスフィルタ４１−１〜４１−ｎと光合波器４２に
よる構成、あるいは図２(2) に示すアレイ導波路回折格
子フィルタ（ＡＷＧ）４３を用いることができる。アレ
イ導波路回折格子フィルタ４３は、複数の入力導波路４
４とアレイ導波路４５とをスラブ導波路４６で接続し、
アレイ導波路４５と出力導波路４８とをスラブ導波路４
７で接続した構成であり、各入力導波路４４に対応する
透過特性に従ってスペクトルスライスされた各波長の信
号光（スペクトルスライス光）が波長多重されて１つの
出力導波路４８に出力される。
【０００７】センタ装置２は、光伝送路５を介して伝送
された波長多重光を各ユーザ装置に割り当てた波長ごと
に分波する光分波器２１と、分波された各波長の光信号
を受信する各ユーザ装置対応の光受信器２２−１〜２２
−ｎにより構成される。光分波器２１としては、図２
(1),(2) に示した遠隔ノード４と同様の構成のものを用
いることができる。
された波長多重光を各ユーザ装置に割り当てた波長ごと
に分波する光分波器２１と、分波された各波長の光信号
を受信する各ユーザ装置対応の光受信器２２−１〜２２
−ｎにより構成される。光分波器２１としては、図２
(1),(2) に示した遠隔ノード４と同様の構成のものを用
いることができる。
【０００８】ここで、広帯域変調光をスペクトルスライ
スして波長多重伝送させたときの特性について、文
献（"Spectrum-sliced fiber amplifier light source
for multichannel WDM applications",IEEE Photonics
Technology Letters,vol.5, no.12, 1993)に記載の内容
に基づいて説明する。受信したスペクトルスライス光の
信号電力対雑音電力比（ＳＮＲ）は、その雑音電力がス
ペクトルスライス光を構成する自然放出光同士のビート
雑音が支配的であるとし、ショット雑音や熱雑音などの
雑音を無視すると、 ＳＮＲ＝ｍpΔｆ／(２Ｂe) …(1) としている。ここで、Δｆはスペクトルスライス光の光
帯域幅（＝スペクトル半値全幅）、Ｂe は受信器の電気
帯域幅、ｍp は偏波に関する定数である。
スして波長多重伝送させたときの特性について、文
献（"Spectrum-sliced fiber amplifier light source
for multichannel WDM applications",IEEE Photonics
Technology Letters,vol.5, no.12, 1993)に記載の内容
に基づいて説明する。受信したスペクトルスライス光の
信号電力対雑音電力比（ＳＮＲ）は、その雑音電力がス
ペクトルスライス光を構成する自然放出光同士のビート
雑音が支配的であるとし、ショット雑音や熱雑音などの
雑音を無視すると、 ＳＮＲ＝ｍpΔｆ／(２Ｂe) …(1) としている。ここで、Δｆはスペクトルスライス光の光
帯域幅（＝スペクトル半値全幅）、Ｂe は受信器の電気
帯域幅、ｍp は偏波に関する定数である。
【０００９】(1) 式は、Ｂe が固定の場合、ある値以上
のＳＮＲを得るためには、スペクトルスライス光の光帯
域幅に下限があることを示している。すなわち、受信器
の電気帯域幅Ｂe は信号の伝送速度（ビットレート）に
よってほぼ決まるので、ある特定の伝送速度で信号を伝
送した場合、所定のＳＮＲ以上の伝送特性を得るために
は、スペクトルスライスするスペクトル幅をより広くす
ればよいと言える。
のＳＮＲを得るためには、スペクトルスライス光の光帯
域幅に下限があることを示している。すなわち、受信器
の電気帯域幅Ｂe は信号の伝送速度（ビットレート）に
よってほぼ決まるので、ある特定の伝送速度で信号を伝
送した場合、所定のＳＮＲ以上の伝送特性を得るために
は、スペクトルスライスするスペクトル幅をより広くす
ればよいと言える。
【００１０】ところで、スペクトルスライス光を１チャ
ネルで伝送する場合には、図３(1)のように光伝送路で
分散による伝送劣化を受けない程度に (1)式に従ってス
ペクトル幅を広くして伝送すればよいが、多チャネルを
波長多重伝送する場合には隣接チャネルとの波長間隔も
考慮する必要がある。チャネル間隔が固定のときに、１
チャネルの占有する光帯域幅が広くなると、図３(2) に
示すように隣接チャネルとの重なり合いによるクロスト
ークが発生し、伝送特性を劣化させてしまう。一方、図
３(3) に示すように、同じチャネル間隔でクロストーク
を回避するために光帯域幅を狭くすると、(1) 式で示し
たようにＳＮＲが劣化してしまう。
ネルで伝送する場合には、図３(1)のように光伝送路で
分散による伝送劣化を受けない程度に (1)式に従ってス
ペクトル幅を広くして伝送すればよいが、多チャネルを
波長多重伝送する場合には隣接チャネルとの波長間隔も
考慮する必要がある。チャネル間隔が固定のときに、１
チャネルの占有する光帯域幅が広くなると、図３(2) に
示すように隣接チャネルとの重なり合いによるクロスト
ークが発生し、伝送特性を劣化させてしまう。一方、図
３(3) に示すように、同じチャネル間隔でクロストーク
を回避するために光帯域幅を狭くすると、(1) 式で示し
たようにＳＮＲが劣化してしまう。
【００１１】また、図３(2),(3) に示すクロストークと
ＳＮＲのトレードオフを解決するためにチャネル間隔を
広くすると、図３(4) に示すように全体の波長帯域が広
くなる。しかし、広帯域光源の帯域や光伝送路に挿入さ
れる光増幅器の利得帯域の制限により信号を伝送できる
波長帯域は限られており、チャネル間隔を広くすると伝
送可能なチャネル数が少なくなる。
ＳＮＲのトレードオフを解決するためにチャネル間隔を
広くすると、図３(4) に示すように全体の波長帯域が広
くなる。しかし、広帯域光源の帯域や光伝送路に挿入さ
れる光増幅器の利得帯域の制限により信号を伝送できる
波長帯域は限られており、チャネル間隔を広くすると伝
送可能なチャネル数が少なくなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】このように、スペクト
ルスライス光を波長多重して伝送する場合には、スペク
トルスライス光の光帯域幅（スペクトル半値全幅）、チ
ャネル間のクロストーク、ＳＮＲ、伝送チャネル数は相
互に関係しており、またＳＮＲは(1) 式に示すように信
号の伝送速度（ビットレート）が大きくなると劣化する
ので、これらのパラメータの相関関係を考慮して最適値
を求める必要があるが、従来はこれらの関係に着目した
ものはなかった。
ルスライス光を波長多重して伝送する場合には、スペク
トルスライス光の光帯域幅（スペクトル半値全幅）、チ
ャネル間のクロストーク、ＳＮＲ、伝送チャネル数は相
互に関係しており、またＳＮＲは(1) 式に示すように信
号の伝送速度（ビットレート）が大きくなると劣化する
ので、これらのパラメータの相関関係を考慮して最適値
を求める必要があるが、従来はこれらの関係に着目した
ものはなかった。
【００１３】なお、現在報告されている高密度な伝送実
験（"Wavelength-division-multiplexed passive optic
al network based on spectrum-slicing techniques",
IEEEPhotonics Technology Letters,vol.10,no.9,1998)
では、伝送速度ＢＲ＝500Ｍbit/s 、チャネル間隔ΔＦ
＝0.8 ｎｍ（100 ＧHz）、スペクトル半値全幅Δｆ＝0.
35ｎｍ（44ＧHz）、チャネル数15であるが、この場合の
周波数利用効率（ＢＲ／ΔＦ）は0.005bit/s/Hz であ
る。
験（"Wavelength-division-multiplexed passive optic
al network based on spectrum-slicing techniques",
IEEEPhotonics Technology Letters,vol.10,no.9,1998)
では、伝送速度ＢＲ＝500Ｍbit/s 、チャネル間隔ΔＦ
＝0.8 ｎｍ（100 ＧHz）、スペクトル半値全幅Δｆ＝0.
35ｎｍ（44ＧHz）、チャネル数15であるが、この場合の
周波数利用効率（ＢＲ／ΔＦ）は0.005bit/s/Hz であ
る。
【００１４】本発明は、スペクトルスライス光を波長多
重して伝送する光波長多重伝送システムにおいて、クロ
ストークの影響と周波数利用効率の相関関係に着目して
効率的な伝送を可能とするスペクトルスライス光伝送方
法および伝送装置を提供することを目的とする。
重して伝送する光波長多重伝送システムにおいて、クロ
ストークの影響と周波数利用効率の相関関係に着目して
効率的な伝送を可能とするスペクトルスライス光伝送方
法および伝送装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明のスペクトルスラ
イス光伝送方法および伝送装置は、各ユーザ装置または
遠隔ノードのスペクトルスライス手段の透過スペクトル
半値全幅と、センタ装置の光分波手段の透過スペクトル
半値全幅を等しく設定し、この透過スペクトル半値全幅
Δｆ［Hz］と波長多重されたスペクトルスライス光のチ
ャネル間隔ΔＦ［Hz］の比である規格化スペクトル幅Δ
ｆ／ΔＦと、スペクトルスライス光の伝送速度ＢＲ［bi
t/s ］とチャネル間隔ΔＦ［Hz］の比である周波数利用
効率ＢＲ／ΔＦ［bit/s/Hz］を、所定の伝送信号ビット
誤り率を達成する所定の範囲に設定する。
イス光伝送方法および伝送装置は、各ユーザ装置または
遠隔ノードのスペクトルスライス手段の透過スペクトル
半値全幅と、センタ装置の光分波手段の透過スペクトル
半値全幅を等しく設定し、この透過スペクトル半値全幅
Δｆ［Hz］と波長多重されたスペクトルスライス光のチ
ャネル間隔ΔＦ［Hz］の比である規格化スペクトル幅Δ
ｆ／ΔＦと、スペクトルスライス光の伝送速度ＢＲ［bi
t/s ］とチャネル間隔ΔＦ［Hz］の比である周波数利用
効率ＢＲ／ΔＦ［bit/s/Hz］を、所定の伝送信号ビット
誤り率を達成する所定の範囲に設定する。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明のスペクトルスライス光伝
送方法および伝送装置は、図１に示す光波長多重伝送シ
ステムに適用される。なお、図１の構成では、遠隔ノー
ドの光バンドパスフィルタまたはＡＷＧでスペクトルス
ライスを行う構成になっているが、各ユーザ装置に光バ
ンドパスフィルタを備えてスペクトルスライスを行うよ
うにしてもよい。以下、本構成におけるスペクトルスラ
イス光の伝送特性について詳細に説明する。
送方法および伝送装置は、図１に示す光波長多重伝送シ
ステムに適用される。なお、図１の構成では、遠隔ノー
ドの光バンドパスフィルタまたはＡＷＧでスペクトルス
ライスを行う構成になっているが、各ユーザ装置に光バ
ンドパスフィルタを備えてスペクトルスライスを行うよ
うにしてもよい。以下、本構成におけるスペクトルスラ
イス光の伝送特性について詳細に説明する。
【００１７】光バンドパスフィルタまたはＡＷＧの任意
のチャネルｉにおける透過中心周波数をｆi ［Hz］、透
過スペクトル半値全幅をΔｆ［Hz］、チャネル間隔をΔ
Ｆ［Hz］で等間隔とし、光バンドパスフィルタまたはＡ
ＷＧの透過スペクトル形状はガウス型とすると、スペク
トルスライス後にｎチャネル合波されて光伝送路へ送出
される波長多重光のパワースペクトルＭ(f) は、
のチャネルｉにおける透過中心周波数をｆi ［Hz］、透
過スペクトル半値全幅をΔｆ［Hz］、チャネル間隔をΔ
Ｆ［Hz］で等間隔とし、光バンドパスフィルタまたはＡ
ＷＧの透過スペクトル形状はガウス型とすると、スペク
トルスライス後にｎチャネル合波されて光伝送路へ送出
される波長多重光のパワースペクトルＭ(f) は、
【数１】 と表される。ただし、Ａ＝２(ln2)1/2であり、１チャネ
ルあたりのパワーはすべて１に規格化しており、
ルあたりのパワーはすべて１に規格化しており、
【数２】 である。伝送後、(2) 式で表されるスペクトルスライス
光は、センタ装置において光分波器で各チャネルごとに
分波される。
光は、センタ装置において光分波器で各チャネルごとに
分波される。
【００１８】チャネルｉにおける分波の様子を図４に示
す。チャネルｉの信号光は、センタ装置の光分波器で他
のチャネルの信号光と分離されるが、スペクトルスライ
ス光はレーザ光と異なりスペクトル幅が広いので、信号
光のすそ野で隣接チャネルの信号光との重なりが生じ、
この重なった部分もチャネルｉで受信される。すなわ
ち、クロストークが発生する。
す。チャネルｉの信号光は、センタ装置の光分波器で他
のチャネルの信号光と分離されるが、スペクトルスライ
ス光はレーザ光と異なりスペクトル幅が広いので、信号
光のすそ野で隣接チャネルの信号光との重なりが生じ、
この重なった部分もチャネルｉで受信される。すなわ
ち、クロストークが発生する。
【００１９】チャネルｉで受信される信号光のパワース
ペクトルＤi(f)は、(1) 式にチャネルｉにおける光分波
器の透過特性を掛けた値で示される。いま、遠隔ノード
における光バンドパスフィルタやＡＷＧの透過特性とセ
ンタ装置の光分波器の透過特性が等しいとすると、Ｄi
(f)は、
ペクトルＤi(f)は、(1) 式にチャネルｉにおける光分波
器の透過特性を掛けた値で示される。いま、遠隔ノード
における光バンドパスフィルタやＡＷＧの透過特性とセ
ンタ装置の光分波器の透過特性が等しいとすると、Ｄi
(f)は、
【数３】 と表される。ここで、Ｆ＝ｆ−ｆi とし、ｊは伝送する
各チャネルを表している（ｉ，ｊはともに整数）。
各チャネルを表している（ｉ，ｊはともに整数）。
【００２０】チャネルｉで検出されるチャネルｉ成分の
光パワーＰsig は、(4) 式のｊ＝ｉ成分を周波数で積分
した式で表され、
光パワーＰsig は、(4) 式のｊ＝ｉ成分を周波数で積分
した式で表され、
【数４】 となる。一方、チャネルｉに漏れ込むクロストーク光パ
ワーＰcross は、(4) 式のｊ≠ｉ成分を周波数で積分し
た式で表され、
ワーＰcross は、(4) 式のｊ≠ｉ成分を周波数で積分し
た式で表され、
【数５】 となる。 (5)式および (6)式より、チャネルｉでのクロ
ストークＣi は、
ストークＣi は、
【数６】 と求めることができる。
【００２１】(7) 式は、チャネルｊ（≠ｉ）からの信号
光がチャネルｉに漏れ込んでくる光量の割合を示してお
り、チャネルｉから離れたチャネルほど影響は無視でき
る。すなわち、チャネルｉでのクロストークは隣接チャ
ネル（ｊ＝ｉ−１，ｉ＋１）からのものが支配的にな
り、
光がチャネルｉに漏れ込んでくる光量の割合を示してお
り、チャネルｉから離れたチャネルほど影響は無視でき
る。すなわち、チャネルｉでのクロストークは隣接チャ
ネル（ｊ＝ｉ−１，ｉ＋１）からのものが支配的にな
り、
【数７】 と表される。ただし、(8) 式で表されるクロストークは
チャネルｉに対する隣接チャネルがともにマーク（１）
の場合である。一方がスペース（０）の場合にはクロス
トークはＣi ／２となり、両方がスペースの場合にはク
ロストークは０となる。すなわち、図４(2) の表のよう
になる。
チャネルｉに対する隣接チャネルがともにマーク（１）
の場合である。一方がスペース（０）の場合にはクロス
トークはＣi ／２となり、両方がスペースの場合にはク
ロストークは０となる。すなわち、図４(2) の表のよう
になる。
【００２２】次に、(8) 式で表されるクロストークがチ
ャネルｉに発生している場合に、チャネルｉで受信され
る信号のビット誤り率を導出する。ここでは、チャネル
ｉでのクロストークは、隣接チャネル（チャネルｉ−
１，ｉ＋１）からの漏れ込みが支配的であると仮定して
おり、隣接チャネルの値により図４(2) の表に示すよう
にＣi 、Ｃi ／２、０の３通りとなるが、それぞれの存
在確率は１／４、１／２、１／４である。よって、受信
した信号のビット誤り率も、３通りのビット誤り率にそ
の存在確率を掛けたものの和となる。
ャネルｉに発生している場合に、チャネルｉで受信され
る信号のビット誤り率を導出する。ここでは、チャネル
ｉでのクロストークは、隣接チャネル（チャネルｉ−
１，ｉ＋１）からの漏れ込みが支配的であると仮定して
おり、隣接チャネルの値により図４(2) の表に示すよう
にＣi 、Ｃi ／２、０の３通りとなるが、それぞれの存
在確率は１／４、１／２、１／４である。よって、受信
した信号のビット誤り率も、３通りのビット誤り率にそ
の存在確率を掛けたものの和となる。
【００２３】いま、チャネルｉにおけるクロストークが
Ｃ（＝Ｃi 、Ｃi ／２、０）である確率をｐ(C) とする
と、ビット誤り率ＢＥＲは、
Ｃ（＝Ｃi 、Ｃi ／２、０）である確率をｐ(C) とする
と、ビット誤り率ＢＥＲは、
【数８】 と表すことができる。ここで、Ｉ1 はクロストークがな
い場合におけるマークでの光電流であり、ＩD はビット
誤り率を測定する際のマークとスペースを判別する識別
電流である。εは変調の消光比である。
い場合におけるマークでの光電流であり、ＩD はビット
誤り率を測定する際のマークとスペースを判別する識別
電流である。εは変調の消光比である。
【００２４】また、σ1 2(C) およびσ0 2(C) はチャネル
ｉがマークおよびスペースにおける雑音電力の分散であ
り、ショット雑音および熱雑音が十分に無視できるとす
ると、
ｉがマークおよびスペースにおける雑音電力の分散であ
り、ショット雑音および熱雑音が十分に無視できるとす
ると、
【数９】 となる。ただし、(10)式および(11)式における第１項は
信号光自身の自然放出光によるビート雑音、第２項はク
ロストーク光自身のビート雑音、第３項は信号光とクロ
ストーク光のビート雑音であり、ｍp は偏波に関する定
数である。
信号光自身の自然放出光によるビート雑音、第２項はク
ロストーク光自身のビート雑音、第３項は信号光とクロ
ストーク光のビート雑音であり、ｍp は偏波に関する定
数である。
【００２５】この(10)式および(11)式を (9)式に代入す
ると、ビット誤り率ＢＥＲは、
ると、ビット誤り率ＢＥＲは、
【数１０】 となる。
【００２６】いま、受信器の帯域Ｂe は伝送速度ＢＲ
［bit/s ］の 0.7倍、すなわちＢe ＝0.7ＢＲとする
と、さらにビット誤り率ＢＥＲは、
［bit/s ］の 0.7倍、すなわちＢe ＝0.7ＢＲとする
と、さらにビット誤り率ＢＥＲは、
【数１１】 となる。ここで、ＢＲ／ΔＦ［bit/s/Hz］は周波数利用
効率である。Δｆ／ΔＦは、透過スペクトル半値全幅Δ
ｆとチャネル間隔ΔＦの比であり、以下「規格化スペク
トル幅」という。したがって、(13)式で導出されたビッ
ト誤り率ＢＥＲは、周波数利用効率ＢＲ／ΔＦをパラメ
ータとした規格化スペクトル幅Δｆ／ΔＦに対する関数
と見なすことができる。
効率である。Δｆ／ΔＦは、透過スペクトル半値全幅Δ
ｆとチャネル間隔ΔＦの比であり、以下「規格化スペク
トル幅」という。したがって、(13)式で導出されたビッ
ト誤り率ＢＥＲは、周波数利用効率ＢＲ／ΔＦをパラメ
ータとした規格化スペクトル幅Δｆ／ΔＦに対する関数
と見なすことができる。
【００２７】図５は、規格化スペクトル幅Δｆ／ΔＦに
対するビット誤り率ＢＥＲの計算例を示す。ここでは、
周波数利用効率ＢＲ／ΔＦ［bit/s/Hz］をパラメータと
し、0.005 、0.006 、0.008 、0.010 、0.012 、0.020
、0.028 bit/s/Hzの場合について計算した。
対するビット誤り率ＢＥＲの計算例を示す。ここでは、
周波数利用効率ＢＲ／ΔＦ［bit/s/Hz］をパラメータと
し、0.005 、0.006 、0.008 、0.010 、0.012 、0.020
、0.028 bit/s/Hzの場合について計算した。
【００２８】いずれの周波数利用効率においても、規格
化スペクトル幅Δｆ／ΔＦが０および１に近づくほどビ
ット誤り率が劣化していることがわかる。これは、規格
化スペクトル幅Δｆ／ΔＦが０に近づくほどスペクトル
スライス光のスペクトル半値全幅Δｆが狭くなり、(1)
式に従ってＳＮＲが劣化するからである。また、規格化
スペクトル幅Δｆ／ΔＦが１に近づくほど、隣接チャネ
ルからのクロストークが大きくなり、クロストークの影
響による伝送特性が劣化するからである。
化スペクトル幅Δｆ／ΔＦが０および１に近づくほどビ
ット誤り率が劣化していることがわかる。これは、規格
化スペクトル幅Δｆ／ΔＦが０に近づくほどスペクトル
スライス光のスペクトル半値全幅Δｆが狭くなり、(1)
式に従ってＳＮＲが劣化するからである。また、規格化
スペクトル幅Δｆ／ΔＦが１に近づくほど、隣接チャネ
ルからのクロストークが大きくなり、クロストークの影
響による伝送特性が劣化するからである。
【００２９】ここで、伝送可能なビット誤り率ＢＥＲの
閾値を例えば10-9としたときに、規格化スペクトル幅Δ
ｆ／ΔＦを0.45〜0.7 の範囲に設定すれば、周波数利用
効率ＢＲ／ΔＦが0.010 bit/s/Hz以下の場合に常にビッ
ト誤り率ＢＥＲを10-9以下にできる。従来報告されてい
る周波数利用効率は上記のように0.005 bit/s/Hzであ
り、規格化スペクトル幅Δｆ／ΔＦを0.45〜0.7 とする
ことによりその２倍の周波数利用効率を達成することが
でき、スペクトルスライス光の高効率な波長多重伝送が
可能となる。
閾値を例えば10-9としたときに、規格化スペクトル幅Δ
ｆ／ΔＦを0.45〜0.7 の範囲に設定すれば、周波数利用
効率ＢＲ／ΔＦが0.010 bit/s/Hz以下の場合に常にビッ
ト誤り率ＢＥＲを10-9以下にできる。従来報告されてい
る周波数利用効率は上記のように0.005 bit/s/Hzであ
り、規格化スペクトル幅Δｆ／ΔＦを0.45〜0.7 とする
ことによりその２倍の周波数利用効率を達成することが
でき、スペクトルスライス光の高効率な波長多重伝送が
可能となる。
【００３０】また、規格化スペクトル幅Δｆ／ΔＦを0.
35〜0.8 の範囲に設定すれば、周波数利用効率ＢＲ／Δ
Ｆが0.008 bit/s/Hz以下の場合に常にビット誤り率ＢＥ
Ｒを10-9以下にできる。このように、規格化スペクトル
幅Δｆ／ΔＦの範囲が広くなれば、一定のビット誤り率
を達成できる周波数利用効率ＢＲ／ΔＦが低くなり、逆
に規格化スペクトル幅Δｆ／ΔＦを所定の範囲に絞れば
一定のビット誤り率を達成できる周波数利用効率ＢＲ／
ΔＦを高くすることができる。
35〜0.8 の範囲に設定すれば、周波数利用効率ＢＲ／Δ
Ｆが0.008 bit/s/Hz以下の場合に常にビット誤り率ＢＥ
Ｒを10-9以下にできる。このように、規格化スペクトル
幅Δｆ／ΔＦの範囲が広くなれば、一定のビット誤り率
を達成できる周波数利用効率ＢＲ／ΔＦが低くなり、逆
に規格化スペクトル幅Δｆ／ΔＦを所定の範囲に絞れば
一定のビット誤り率を達成できる周波数利用効率ＢＲ／
ΔＦを高くすることができる。
【００３１】具体的数値例を挙げれば次のようになる。
チャネル間隔ΔＦが25ＧHzの光波長多重伝送システムに
おいて、周波数利用効率ＢＲ／ΔＦを0.005 〜0.010 bi
t/s/Hzとすると、伝送速度ＢＲは 125〜 250Ｍbit/s と
なる。この伝送速度において、ビット誤り率を10-9以下
とするには、スペクトルスライスを行う光バンドパスフ
ィルタまたはＡＷＧの透過スペクトル半値全幅Δｆが1
1.25 〜17.5ＧHzになるように設定すればよい。このと
き、伝送可能な周波数帯域を広帯域光源の帯域相当の３
ＴHz（24ｎｍ）とすれば、チャネル間隔25ＧHzの場合に
取りうる最大のチャネル数は120 となり、大容量なアク
セスシステムの構成が可能となる。
チャネル間隔ΔＦが25ＧHzの光波長多重伝送システムに
おいて、周波数利用効率ＢＲ／ΔＦを0.005 〜0.010 bi
t/s/Hzとすると、伝送速度ＢＲは 125〜 250Ｍbit/s と
なる。この伝送速度において、ビット誤り率を10-9以下
とするには、スペクトルスライスを行う光バンドパスフ
ィルタまたはＡＷＧの透過スペクトル半値全幅Δｆが1
1.25 〜17.5ＧHzになるように設定すればよい。このと
き、伝送可能な周波数帯域を広帯域光源の帯域相当の３
ＴHz（24ｎｍ）とすれば、チャネル間隔25ＧHzの場合に
取りうる最大のチャネル数は120 となり、大容量なアク
セスシステムの構成が可能となる。
【００３２】また、伝送する信号に誤り訂正符号化技術
を導入すれば、伝送可能なビット誤り率の閾値を例えば
10-4程度にまで引き上げることができる。この場合に、
規格化スペクトル幅Δｆ／ΔＦを0.45〜0.7 の範囲に設
定すれば、周波数利用効率ＢＲ／ΔＦが0.028 bit/s/Hz
以下の場合に常にビット誤り率ＢＥＲを10-4以下にでき
る。すなわち、規格化スペクトル幅Δｆ／ΔＦを0.45〜
0.7 とすることにより、従来の５倍以上の周波数利用効
率を達成することができ、スペクトルスライス光の高効
率な波長多重伝送が可能となる。また、規格化スペクト
ル幅Δｆ／ΔＦを0.35〜0.8 の範囲に設定すれば、周波
数利用効率ＢＲ／ΔＦが0.020 bit/s/Hz以下の場合に常
にビット誤り率ＢＥＲを10-4以下にできる。
を導入すれば、伝送可能なビット誤り率の閾値を例えば
10-4程度にまで引き上げることができる。この場合に、
規格化スペクトル幅Δｆ／ΔＦを0.45〜0.7 の範囲に設
定すれば、周波数利用効率ＢＲ／ΔＦが0.028 bit/s/Hz
以下の場合に常にビット誤り率ＢＥＲを10-4以下にでき
る。すなわち、規格化スペクトル幅Δｆ／ΔＦを0.45〜
0.7 とすることにより、従来の５倍以上の周波数利用効
率を達成することができ、スペクトルスライス光の高効
率な波長多重伝送が可能となる。また、規格化スペクト
ル幅Δｆ／ΔＦを0.35〜0.8 の範囲に設定すれば、周波
数利用効率ＢＲ／ΔＦが0.020 bit/s/Hz以下の場合に常
にビット誤り率ＢＥＲを10-4以下にできる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のスペクト
ルスライス光伝送方法および伝送装置では、規格化スペ
クトル幅Δｆ／ΔＦと周波数利用効率ＢＲ／ΔＦ［bit/
s/Hz］について、所定の伝送信号ビット誤り率を達成す
る所定の範囲に設定する。
ルスライス光伝送方法および伝送装置では、規格化スペ
クトル幅Δｆ／ΔＦと周波数利用効率ＢＲ／ΔＦ［bit/
s/Hz］について、所定の伝送信号ビット誤り率を達成す
る所定の範囲に設定する。
【００３４】例えば、伝送信号ビット誤り率の閾値を10
-9とし、規格化スペクトル幅Δｆ／ΔＦを0.35〜0.8 と
すると、周波数利用効率ＢＲ／ΔＦを0.005〜0.008［bi
t/s/Hz］とする。また、規格化スペクトル幅Δｆ／ΔＦ
を0.45〜0.7 とすると、周波数利用効率ＢＲ／ΔＦを0.
005 〜0.01［bit/s/Hz］とする。
-9とし、規格化スペクトル幅Δｆ／ΔＦを0.35〜0.8 と
すると、周波数利用効率ＢＲ／ΔＦを0.005〜0.008［bi
t/s/Hz］とする。また、規格化スペクトル幅Δｆ／ΔＦ
を0.45〜0.7 とすると、周波数利用効率ＢＲ／ΔＦを0.
005 〜0.01［bit/s/Hz］とする。
【００３５】また、伝送信号を誤り訂正符号化してビッ
ト誤り率の閾値を10-4に引き上げ、規格化スペクトル幅
Δｆ／ΔＦを0.35〜0.8 とすると、周波数利用効率ＢＲ
／ΔＦを0.005 〜0.02［bit/s/Hz］とする。さらに、規
格化スペクトル幅Δｆ／ΔＦを0.45〜0.7 とすると、周
波数利用効率ＢＲ／ΔＦを0.005〜0.028［bit/s/Hz］と
する。
ト誤り率の閾値を10-4に引き上げ、規格化スペクトル幅
Δｆ／ΔＦを0.35〜0.8 とすると、周波数利用効率ＢＲ
／ΔＦを0.005 〜0.02［bit/s/Hz］とする。さらに、規
格化スペクトル幅Δｆ／ΔＦを0.45〜0.7 とすると、周
波数利用効率ＢＲ／ΔＦを0.005〜0.028［bit/s/Hz］と
する。
【００３６】このように、規格化スペクトル幅を適当に
設定することにより、分波時に発生するクロストークの
影響を受けずに、従来の0.005 ［bit/s/Hz］を超える高
い周波数利用効率で、波長多重されたスペクトルスライ
ス光を伝送することができる。その結果、より大容量の
アクセスシステムを構成することができ、コスト低減を
図ることができる。
設定することにより、分波時に発生するクロストークの
影響を受けずに、従来の0.005 ［bit/s/Hz］を超える高
い周波数利用効率で、波長多重されたスペクトルスライ
ス光を伝送することができる。その結果、より大容量の
アクセスシステムを構成することができ、コスト低減を
図ることができる。
【図１】スペクトルスライス光を用いる光波長多重伝送
システムの構成例を示す図。
システムの構成例を示す図。
【図２】遠隔ノードの構成例を示す図。
【図３】スペクトルスライス光の波長多重伝送特性を説
明する図。
明する図。
【図４】チャネルｉにおける分波の様子を示す図。
【図５】規格化スペクトル幅Δｆ／ΔＦに対するビット
誤り率ＢＥＲの計算例を示す図。
誤り率ＢＥＲの計算例を示す図。
１ ユーザ装置 ２ センタ装置 ３ アクセス用光伝送路 ４ 遠隔ノード ５ 光伝送路 ２１ 光分波器 ２２ 光受信器 ４１ 光バンドパスフィルタ ４２ 光合波器 ４３ アレイ導波路回折格子フィルタ（ＡＷＧ） ４４ 入力導波路 ４５ アレイ導波路 ４６，４７ スラブ導波路 ４８ 出力導波路
フロントページの続き (72)発明者 手島 光啓 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5K002 AA05 BA05 CA05 CA21 DA02 FA01
Claims (6)
- 【請求項１】 複数のユーザ装置と１つのセンタ装置が
遠隔ノードを介して接続され、 前記各ユーザ装置は、変調された広帯域の自然放出光
（以下「広帯域変調光」という）を出力し、 前記各ユーザ装置または前記遠隔ノードは、スペクトル
スライス手段で前記広帯域変調光から前記各ユーザ装置
に割り当てた波長成分をそれぞれスペクトルスライス
し、 前記遠隔ノードは、前記各ユーザ装置に対応するスペク
トルスライス光を波長多重して前記センタ装置に伝送
し、 前記センタ装置は、光分波手段で波長多重されたスペク
トルスライス光を分波し、前記各ユーザ装置に対応する
スペクトルスライス光を受信するスペクトルスライス光
伝送方法において、 前記各ユーザ装置または前記遠隔ノードのスペクトルス
ライス手段の透過スペクトル半値全幅と、前記センタ装
置の光分波手段の透過スペクトル半値全幅を等しく設定
し、この透過スペクトル半値全幅Δｆ［Hz］と前記波長
多重されたスペクトルスライス光のチャネル間隔ΔＦ
［Hz］の比である規格化スペクトル幅Δｆ／ΔＦと、前
記スペクトルスライス光の伝送速度ＢＲ［bit/s ］とチ
ャネル間隔ΔＦ［Hz］の比である周波数利用効率ＢＲ／
ΔＦ［bit/s/Hz］が、所定の伝送信号ビット誤り率を達
成する所定の範囲に設定されたことを特徴とするスペク
トルスライス光伝送方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載のスペクトルスライス光
伝送方法において、 前記伝送信号ビット誤り率の閾値を10-9とし、前記規格
化スペクトル幅Δｆ／ΔＦを0.35〜0.8 としたときに、
前記周波数利用効率ＢＲ／ΔＦを0.005〜0.008［bit/s/
Hz］とすることを特徴とするスペクトルスライス光伝送
方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載のスペクトルスライス光
伝送方法において、 前記伝送信号ビット誤り率の閾値を10-9とし、前記規格
化スペクトル幅Δｆ／ΔＦを0.45〜0.7 としたときに、
前記周波数利用効率ＢＲ／ΔＦを0.005 〜0.01［bit/s/
Hz］とすることを特徴とするスペクトルスライス光伝送
方法。 - 【請求項４】 請求項１に記載のスペクトルスライス光
伝送方法において、 前記伝送信号を誤り訂正符号化してビット誤り率の閾値
を10-4に引き上げ、前記規格化スペクトル幅Δｆ／ΔＦ
を0.35〜0.8 としたときに、前記周波数利用効率ＢＲ／
ΔＦを0.005 〜0.02［bit/s/Hz］とすることを特徴とす
るスペクトルスライス光伝送方法。 - 【請求項５】 請求項１に記載のスペクトルスライス光
伝送方法において、 前記伝送信号を誤り訂正符号化してビット誤り率の閾値
を10-4に引き上げ、前記規格化スペクトル幅Δｆ／ΔＦ
を0.45〜0.7 としたときに、前記周波数利用効率ＢＲ／
ΔＦを0.005 〜0.028 ［bit/s/Hz］とすることを特徴と
するスペクトルスライス光伝送方法。 - 【請求項６】 複数のユーザ装置と１つのセンタ装置が
遠隔ノードを介して接続され、 前記各ユーザ装置は、変調された広帯域の自然放出光
（以下「広帯域変調光」という）を出力する手段を備
え、 前記各ユーザ装置または前記遠隔ノードは、前記広帯域
変調光から前記各ユーザ装置に割り当てた波長成分をそ
れぞれスペクトルスライスするスペクトルスライス手段
を備え、 前記遠隔ノードは、前記各ユーザ装置に対応するスペク
トルスライス光を波長多重して前記センタ装置に伝送す
る手段を備え、 前記センタ装置は、波長多重されたスペクトルスライス
光を分波する光分波手段と、前記各ユーザ装置に対応す
るスペクトルスライス光を受信する手段を備えたスペク
トルスライス光伝送装置において、 前記各ユーザ装置または前記遠隔ノードのスペクトルス
ライス手段の透過スペクトル半値全幅と、前記センタ装
置の光分波手段の透過スペクトル半値全幅を等しく設定
し、この透過スペクトル半値全幅Δｆ［Hz］と前記波長
多重されたスペクトルスライス光のチャネル間隔ΔＦ
［Hz］の比である規格化スペクトル幅Δｆ／ΔＦと、前
記スペクトルスライス光の伝送速度ＢＲ［bit/s ］とチ
ャネル間隔ΔＦ［Hz］の比である周波数利用効率ＢＲ／
ΔＦ［bit/s/Hz］が、所定の伝送信号ビット誤り率を達
成する所定の範囲に設定された構成であることを特徴と
するスペクトルスライス光伝送装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001119488A JP2002314507A (ja) | 2001-04-18 | 2001-04-18 | スペクトルスライス光伝送方法および伝送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001119488A JP2002314507A (ja) | 2001-04-18 | 2001-04-18 | スペクトルスライス光伝送方法および伝送装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002314507A true JP2002314507A (ja) | 2002-10-25 |
Family
ID=18969702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001119488A Pending JP2002314507A (ja) | 2001-04-18 | 2001-04-18 | スペクトルスライス光伝送方法および伝送装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002314507A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006246104A (ja) * | 2005-03-04 | 2006-09-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光波長分割多重送信装置、光波長分割多重伝送システム、光送信回路 |
| JP2006310946A (ja) * | 2005-04-26 | 2006-11-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長多重光通信装置及び波長多重光伝送システム |
-
2001
- 2001-04-18 JP JP2001119488A patent/JP2002314507A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006246104A (ja) * | 2005-03-04 | 2006-09-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光波長分割多重送信装置、光波長分割多重伝送システム、光送信回路 |
| JP4526123B2 (ja) * | 2005-03-04 | 2010-08-18 | 日本電信電話株式会社 | 光波長分割多重送信装置、光波長分割多重伝送システム、光送信回路 |
| JP2006310946A (ja) * | 2005-04-26 | 2006-11-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長多重光通信装置及び波長多重光伝送システム |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050614 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050810 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060328 |