JP2004297235A - 分散補償機能を有する光伝送装置、及び分散補償方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】波長多重システムにおいて、ポイント・ツー・ポイント状のシステムから、分岐挿入波長（ＯＡＤＭ）機能を搭載したシステムにアップグレードする際、分散補償方法の変更と調整が回避できる光伝送装置および分散補償方法を提供する。
【解決手段】ＯＡＤＭ装置を搭載した波長多重システムにおいて、伝送路の波長分散の一部を波長多重システムに搭載されている分岐波長用分散補償器で補償し、残りを挿入波長用分散補償器で補償する。分岐信号に対し分岐波長用分散補償器が作用し、挿入信号に対し挿入波長用分散補償器が作用する。また、通過信号に対し分岐波長用分散補償器と挿入波長用分散補償器の両方が作用する。本構成の分散補償器を予め光伝送装置に搭載しておくことにより、特にシステムアップグレード時の分散補償方法の変更が不要となり、通信品質変動を抑圧することが可能となる。
【選択図】 図６
【解決手段】ＯＡＤＭ装置を搭載した波長多重システムにおいて、伝送路の波長分散の一部を波長多重システムに搭載されている分岐波長用分散補償器で補償し、残りを挿入波長用分散補償器で補償する。分岐信号に対し分岐波長用分散補償器が作用し、挿入信号に対し挿入波長用分散補償器が作用する。また、通過信号に対し分岐波長用分散補償器と挿入波長用分散補償器の両方が作用する。本構成の分散補償器を予め光伝送装置に搭載しておくことにより、特にシステムアップグレード時の分散補償方法の変更が不要となり、通信品質変動を抑圧することが可能となる。
【選択図】 図６
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は波長多重光伝送システムにおいて、伝送路である光ファイバの波長分散性を効果的に補償すると共に、中継装置から光分岐挿入装置（ＯＡＤＭ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）へのアップグレードに際して、分散補償方法の変更や調整が回避可能な伝送装置の構成および分散補償方法を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光伝送システムの大容量化の手段として、波長の異なる複数の光信号を一本の光ファイバを用いて伝送する波長多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送システムが実用化されている。また、エルビウム添加ファイバ増幅器等の光ファイバアンプ（以下、光アンプ）は広い波長範囲に対して複数の光信号を一括に増幅し得る特性を持つ。このため、ＷＤＭと光アンプとを組み合わせることにより、波長の異なる複数の光信号の一括増幅が可能となり、簡素な構成で経済的、大容量かつ長距離伝送が実現可能となる。
【０００３】
しかし伝送路である光ファイバにはファイバ中を伝搬する波長によって伝搬速度が異なるという波長分散性があり、光ファイバを伝搬するにつれて信号波形が劣化すると言った問題がある。そこで、伝送路の分散値と逆の分散値を有する分散補償ファイバを導入して伝送路と組み合わせることにより、伝送路の波長分散による影響を低減することが可能であり、本技術により劣化した信号波形に対し整形を行っている。
【０００４】
また近年ポイント・ツー・ポイントシステムに代表されるような単純に２地点間の通信を行う形態から、バス状システムに代表されるような両端の２地点の間に更に複数の分岐、挿入地点を設け、光信号のまま分岐、挿入を行うことにより複数の地点間で通信を行うバス状ＯＡＤＭ形態、またリング状システムに代表されるように複数の地点をリング状に接続し、光信号のまま分岐、挿入を行うことによりリングの複数の地点間で通信を行うリング状ＯＡＤＭ形態に対する要求が高まっている。
【０００５】
このようなＯＡＤＭ形態においても、良好な伝送特性を実現する上で分散補償は極めて重要な課題であり、より簡易で優れた補償性能を有する分散補償技術が期待されている。
従来、波長多重システムにおける分散補償方法に関して、光アンプを用いた中継伝送における自己位相変調効果の影響を考慮した分散補償方法などが報告されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−７４６９９号公報（第４−５項、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述のようなＯＡＤＭ形態による波長多重システムでは、後の通信需要の増加を見込んで、あらかじめＯＡＤＭ装置を設置する場合を除き、システムの初期導入時にはポイント・ツー・ポイントシステムを構築しておき、通信の需要が増加するに従ってＯＡＤＭ機能を追加するといったシステムアップグレード方法が導入コストや効率の点で有利である。このとき、ＯＡＤＭ機能を追加したアップグレードの前後において、追加したＯＡＤＭ機能以外の他の部位に対しては、特別な変更や調整等を必要としないことが望ましい。
【０００８】
しかし実際には、ＯＡＤＭ機能を追加することによる光Ｓ／Ｎ劣化に伴う通信品質劣化や、ＯＡＤＭ機能追加時のシステムダウン、また分散補償方法の変更による通信品質変動などシステム構成やネットワークに与える影響は大である。
【０００９】
従来の波長多重システムではポイント・ツー・ポイントシステムに対する需要が支配的であり、ＯＡＤＭ装置を用いたバス状システムやリング上システムに対する要求はそれほど大きくなかった。しかし、近年の通信トラヒックの増大やデータ種の増加に従い、波長多重システムに対してもネットワークの高効率化や柔軟性が要求されるようになり、ＯＡＤＭ機能の追加によるシステム構成変更が注目されるようになった。特に、システムの通信品質と密接な関係が有る分散補償方法の変更は、ＯＡＤＭ機能追加時における通信品質劣化要因となり、システム構築上最も注意しなければならない項目の一つである。
【００１０】
上記文献に記された技術では、上記自己位相変調効果や相互位相変調効果などの非線型効果が発生した地点以降の総分散値をゼロにすることにより、非線型効果による波形劣化やタイミングジッタを低減していた。しかし、この波長分散方法は、主としてポイント・ツー・ポイントシステムにおける波長多重システムに対する適用を中心に記載されており、ＯＡＤＭ機能を有する波長多重システム、およびそれへのアップグレードに関しては記載されていない。
【００１１】
本願発明は、ポイント・ツー・ポイントシステムからＯＡＤＭシステムへのアップグレードを実施した場合においても、既存の装置に何ら変更等を加えることなく安定した分散補償を実施することが可能な分散補償方法およびそれを用いた装置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】
第１の光伝送路から受信した波長多重光を第２の光伝送路へ出力する光伝送装置において、前記第１の光伝送路における第１の所定の位置から当該光伝送装置の間を前記波長多重光が伝送中に生じる波長分散を補償する第１の分散補償器と、 当該光伝送装置と前記第２の光伝送路の第２の所定の位置の間を前記波長多重光が伝送中に生じる波長分散を補償する第２の分散補償器とによって、分散補償を行うよう構成した。
【００１３】
これによって、前記第１の分散補償器と第２の分散補償器との間に、ＯＡＤＭ機能を実現する分岐挿入部を着脱することが可能となり、しかもその着脱の前後において分岐挿入される信号を含む他の信号の伝送特性に影響を与えることがないため、中継装置からＯＡＤＭ装置へのアップグレードにおいて通信品質変動を抑制することを可能とした。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施例として、波長多重システムにおける分散補償方法の基本的な原理を説明する図である。送信端装置１１０は光送信器１１１とプリアンプ１１２とを有する。なお、送信端装置１１０において、実際には光送信器１１１は本送信端装置１１０から出力される波長多重光信号の波長多重数分設けられており、また、光送信器から出力された各波長の光信号を波長多重する図示しない波長多重部が設けられている。これは以下に説明する他の実施例も同様である。
【００１５】
光送信器１１１から出力された光信号はプリアンプ１１２によって増幅され、伝送路である光ファイバ１００−１に入力される。途中の光ファイバ１００を伝搬中に失った光強度を補うために、中継装置１２０によって減衰した光信号が増幅され、再度、その下流側に接続されている光ファイバ１００に入力される。
【００１６】
本構成において、光ファイバ１００の波長分散を、その後段に接続されている中継装置１２０に搭載されている分散補償器１２３にて補償する。例えば、光ファイバ１００−１の分散は中継装置１２０−１に搭載の分散補償器１２３−１によって補償され、光ファイバ１００−２の分散は中継装置１２０−２に搭載の分散補償器１２３−２によって補償される。
【００１７】
以上を伝送距離等に応じて必要な段数繰り返した後、光信号は受信端装置１３０に到達する。受信端装置１３０にはポストアンプ１３１および分散補償器１３２、そして光受信器１３３が搭載されており、到達した光信号はポストアンプ１３１によって増幅され、光ファイバ１００−３の分散を分散補償器１３２にて補償した後、光受信器１３３で受信される。なお、受信端装置１３０において、実際には光受信器１３３は前記波長多重光信号の波長多重数分設けられており、また、各波長の光信号を分離するための図示しない波長分離部が設けられている。これは以下に説明する他の実施例も同様である。
【００１８】
ここで、図１のポイント・ツー・ポイントシステムをＯＡＤＭシステムへアップグレードさせた場合のＯＡＤＭ機能を有する中継装置２００の構成例を図２に示す。中継装置２００は、２分割された光アンプ１２１および１２２、これらの間に搭載された分散補償器１２３を有するアップグレード前の構成に対して、さらに波長分岐部２００および波長挿入部２０１を追加して搭載する。
【００１９】
ここでは、アップグレード前の中継装置１２０と同様に、上流に接続されている光ファイバ１００の波長分散を補償するように分散補償器１２３を搭載する。また、波長分岐部２００では２２０の方向に波長分岐され、分離された所定の波長波長帯域の光信号２１０が取り出される。また、波長挿入部２０１では２２１の方向に波長挿入され、所定の波長帯域の光信号２１１が波長多重される。
【００２０】
この場合、送信器１０１から送出されてアップグレードされた中継装置１２０で分岐された波長帯域の光信号２１０と、本中継装置１２０で挿入された波長帯域の光信号２１１が受信器１３３に到達したときの伝送特性と、本中継装置１２０を通過して受信器１３３に到達したときの伝送特性とを同一の伝送特性とすることができる。
【００２１】
図３は図１のポイント・ツー・ポイントシステムの中継装置１２０−１をＯＡＤＭ機能を有する装置へアップグレードさせた場合の構成である。受信した波長多重光は光アンプ１２１−１にて伝送路１００−１における損失分が増幅された後、伝送路１００−１で発生した波長分散をアップグレードした中継装置１２０−１の分散補償器１２３−１にて補償する。前記分散補償された波長多重光から所定の帯域の光信号が波長分岐部３０１にて分岐され、外部の光受信器３１０等を含む装置に入力される。また、外部に設けられた所定の帯域の光信号を出力する光送信器３１１等を含む装置からの光信号が、波長挿入部３０２にて前記波長多重光へ波長多重され、光アンプ１２２−２にて増幅されて伝送路１００−２へ出力される。
【００２２】
以上説明したように、中継装置１２０に対して簡易なアップグレードを施すことによって、他の装置（送信端装置１１０、中継装置１２０−２、受信端装置１３０等）の構成変更や特別な調整等をすることなく、伝送特性を同一としたままでＯＡＤＭ機能を追加することが可能となる。
【００２３】
しかしながら送信端装置１１０と受信端装置１３０との伝送距離が長くなると、途中に設置される中継装置１２０の設置段数が増加するため、各中継装置で発生する雑音と伝送路を構成する光ファイバの非線形効果とが累積し、伝送容量や伝送距離に制限が生じることがある。
【００２４】
図４は上記のような非線形効果を考慮した場合の本発明の第２の実施例における波長分散方法を説明する図である。伝送路１００−１において、送信端装置１１０から所定の距離Ｌａ４００−１までの波長分散を補償する分散補償器１１３が送信端装置１１０に搭載されている。また、伝送路１００−１における所定の距離Ｌａ４００−１以降の波長分散と、伝送路１００−２における中継装置１２０−１から所定の距離Ｌｂ４００−２までの波長分散の両者を補償する分散補償器１２５−１が、中継装置１２０−１に搭載されている。
【００２５】
同様に、中継装置１２０−２に搭載されている分散補償器１２５−２は、伝送路１００−２における所定の距離Ｌｂ４００−２以降の波長分散と、伝送路１００−３における所定の距離Ｌｃ４００−３までの波長分散とを補償する。受信端装置１３０に搭載された分散補償器１３５は、伝送路１００−３における所定の距離Ｌｃ４００−３以降の波長分散を補償するように搭載される。
【００２６】
なお、上記の各所定の距離Ｌａ４００−１、Ｌｂ４００−２、Ｌｃ４００−３は、いずれも光ファイバの特性上ほぼ一意に決定される量であり２０ｋｍ程度の値である。なお、これら所定の距離の決定方法としては、例えば前記の特許文献１に記載の方法がある。
【００２７】
このような方法を用いた光ファイバの波長分散性を補償したシステムでは、非線形効果による影響を少なくすることが可能であるため、長距離化に伴って光中継装置の段数が多くなったシステムにおいても良好な特性を有するシステムの構築が可能となる。
【００２８】
ここで、中継装置１２０をＯＡＤＭ機能を有する装置へアップグレードさせる方法を考える。図２や図３に示したような、単に分散補償器１２３の後段に波長分岐部３０１や波長挿入部３０２を追加するアップグレード方法では、アップグレードの前後において、各光信号の伝送特性を同一とすることができない。なぜなら、上述のように分散補償器１２３の補償量は当該中継装置の前段の光ファイバの所定の距離以降の波長分散および後段の光ファイバの所定の距離までの波長分散を考慮したものである。このため、波長分岐部３０１で分岐される波長帯域の光信号については、過剰な分散補償を施すこととなる。また、波長挿入部３０２にて挿入される波長帯域の光信号については、当該中継装置の後段の光ファイバの所定の距離までの波長分散が補償されなくなる。
【００２９】
そこで本発明では、予めＯＡＤＭ機能を有する装置へアップグレードされることが予想される中継装置１２０を、図５の中継装置１２０−２に示すように構成する。すなわち、図５において、中継装置１２０−２には２台の分散補償器５００−２および５０１−２を搭載する。分散補償器５００−２は伝送路１００−２における所定の距離Ｌｂ４００−２以降（中継装置１２０−２側）の波長分散を補償させ、分散補償器５０１−２は伝送路１００−３における所定の距離Ｌｃ４００−３までの波長分散を補償させる。すなわち、図４の構成の分散補償器１２５−２の機能を、２台の分散補償器５００−２および５０１−２で置き換えた構成となっている。したがって、図４の構成と同様に非線形効果による影響を少なくすることが可能であるため、長距離化に伴って光中継装置の段数が多くなったシステムにおいても良好な特性を有するシステムの構築が可能となる。
【００３０】
次に、図５の構成の光中継装置１２０−２を、ＯＡＤＭ機能を有する装置へアップグレードさせる方法を説明する。図６に示すように中継装置１２０−２の分散補償器５００および５０１の間に波長分岐部６０１および波長挿入部６０２を追加する。なお、中継装置１２０−２は、予めこのような機能追加が可能であるように適宜機能分割してモジュール化させ、追加モジュール用の接続コネクタ等を設けておくと後のアップグレード作業が容易にとなる。
【００３１】
図７は図６のようにアップグレードさせた装置１２０−２を用いてＯＡＤＭ機能を実現する伝送システムの構成を示すものである。伝送路１００−２から受信した波長多重光は光アンプ１２１−２によってファイバを伝送中の損失分が増幅される。増幅された波長多重光は、伝送路１００−２における所定の距離Ｌｂ４００−２以降の波長分散が分散補償器５００によって補償される。分散補償された波長多重光は波長分岐部６０１によって所定の帯域の光信号が抽出され、外部の光受信器６１０等を含む装置に入力される。また、外部に設けられた所定の帯域の光信号を出力する光送信器６１１等を含む装置からの光信号が、波長挿入部６０２にて前記波長多重光へ波長多重され、光アンプ１２２−２にて増幅されて伝送路１００−３へ出力される。
【００３２】
上記のように構成すると、前段の分散補償器５００から出力された波長多重光は、アップグレードされた中継装置１２０−２へ入力した際に有していた波長分散が全て補償されるため、波長分岐部６０１を介して外部の装置で受信された光信号は、同じく分散補償済みの良好な特性の光信号として受信されることができる。また、光送信器６１１から出力された光信号は、後段の分散補償器５０１によって光伝送路１００−３の所定の距離Ｌｃ４００−３までの波長分散が補償され、受信端装置１３０の分散補償器１３５によって所定の距離Ｌｃ４００−３以降の波長分散が補償されるため、波長分散が全て補償された良好な特性で光受信器１３３にて受信される。
【００３３】
次に、波長分岐部６０１や波長挿入部６０２で発生する波長分散をキャンセルする方法を説明する。光分岐部２０２や光挿入部２０３においても、通過する光信号や分岐する光信号、あるいは挿入する光信号に対して波長分散が発生する場合がある。これは、接続する光ファイバ、あるいは使用する光増幅器および波長分岐部や波長挿入部に使用する部品間のマッチング等によって発生する。これらの装置や部品で発生する波長分散を完全に無くすことは容易でない場合もあるが、各光学部品の群遅延特性を設計することによって、所定の値に分散量に調整することは可能である。したがって、ある部位において発生した波長分散を補償するように、他の部位の波長分散を調整することによって、全体としての波長分散を補償することが可能な場合がある。
【００３４】
例えば光分岐部６０１において通過信号に対して＋Ｄの波長分散が発生し、分岐信号に対して＋ｄの波長分散が発生するとする。この時、後段に接続されている波長挿入部６０２での通過方向を波長分散を−Ｄに調整することができれば、本アップグレードされた中継装置１２０−２の通過方向の光信号の波長分散をゼロとすることができる。
【００３５】
また、送信端装置１１０に搭載されている図示しない波長多重器において、中継装置１２０−２の波長分岐部６０１にて分岐される波長の光信号の波長分散を−ｄと調整することが可能であれば、前記分岐波長の光信号に対する波長分散をゼロとすることができる。
【００３６】
図８は図６に示したアップグレードされＯＡＤＭ機能が搭載された光中継装置１２０の詳細な構成例を示すものである。
【００３７】
前段のアンプ１２１では、波長多重された入力光信号から波長数情報等が含まれる監視制御信号（ＯＳＣ光）を波長分波器１２１−１にて抽出し、前記監視制御信号は光／電気変換部１２１−２にて電気信号に変換されて制御部１２１−１０へ入力される。波長分波器１２１−１を通過した入力波長多重光はパワースプリッタ１２１−３にて光パワーが分離され、光／電気変換部１２１−４を用いて電気信号に変換し、制御部１２１−１０に入力される。
【００３８】
同様に、パワースプリッタ１２１−８を用いて出力光パワーを分離する。分離した光パワーを光／電気変換部１２１−９を用いて電気信号に変換し、制御部１２１−１０に入力する。また、励起用レーザダイオード１２１−６からの励起光は励起光合波部１２１−５によって波長多重光と合波され、増幅用ドープファイバ１２１−７に入力されることによって波長多重光が増幅される。
【００３９】
入力側の光アンプ１２１の制御部１２１−１０では前記入力信号の光パワーや出力信号の光パワー、あるいはＯＳＣ光に含まれる波長数情報等、または後述する装置制御部８００からの制御信号等を用いて、増幅用ドープファイバ１２１−７において最適な利得が得られるよう励起用レーザダイオード１２１−６の励起パワーを制御する。
【００４０】
同様に、後段のアンプ１２２では、パワースプリッタ１２２−１にて光パワーが分離され、光／電気変換部１２２−２を用いて電気信号に変換し、制御部１２２−１０に入力される。また、パワースプリッタ１２２−６を用いて出力光パワーを分離する。分離した光パワーは光／電気変換部１２２−７を用いて電気信号に変換され、制御部１２２−１０に入力される。励起用レーザダイオード１２２−４からの励起光は励起光合波部１２２−３によって波長多重光と合波され、増幅用ドープファイバ１２２−５によって波長多重光が増幅される。
【００４１】
制御部１２２−１０では入力信号の光パワーや出力信号の光パワー、あるいは後述する装置制御部８００からの制御信号等を用いて、増幅用ドープファイバ１２２−５において最適な利得が得られるよう励起用レーザダイオード１２２−４の励起パワーを制御する。また、装置制御部からの制御情報や、その他、後段の装置において使用する制御情報等を電気／光変換部１２２−９を介して波長合波器１２２−８にて波長多重光と合波して出力する。
【００４２】
アップグレードによって分散補償器５００および５０１の間に追加された分岐挿入部６００では、パワースプリッタ６００−１を用いて入力光パワーを分離する。分離した光パワーを光／電気変換部６００−２を用いて電気信号に変換し、制御部６００−１１に送信する。同様に出力光について、パワースプリッタ６００−９を用いて光パワーを分離する。分離した光パワーを光電気変換部６００−１０を用いて電気信号に変換し、制御部６００−１１に送信する。
【００４３】
本分岐挿入部６００にて分岐される帯域の信号光は、波長分離部６００−３にて波長分離され、パワースプリッタ６００−４を介して外部への分岐信号６２１として出力される。また、パワースプリッタ６００−４を用いて分岐信号の光パワーを抽出し、光電気変換部６００−８を用いて電気信号に変換し、制御部６００−１１に送信される。
【００４４】
一方、外部からの本分岐挿入部６００にて挿入される帯域の信号光６２０は、パワースプリッタ６００−５を介して波長多重部６００−７によって合波される。また、パワースプリッタ６００−５を用いて挿入信号６２０の光パワーを抽出し、光／電気変換部６００−６を用いて電気信号に変換し、制御部６００−１１に送信される。前段アンプ１２１、後段アンプ１２２、分岐挿入部６００からの監視制御信号は、装置制御部８００との間で通信される。
【００４５】
なお、光パワーをモニタするだけでは、光パワーが不足しているのか、あるいは、そもそも初めから波長多重数が少ないために光パワーが少なく観測されているのかが判別できないため、入力側アンプ１２１によって受信した波長数情報を用いることによって、入力側アンプ１２１のより適切な増幅パワーの制御を行うことができる。出力側アンプ１２２への波長多重数は、入力側アンプ１２１への波長数情報から、分岐挿入部６００において分岐された波長数と挿入された波長数とを用いて、装置制御部８００にて以下のように計算される。
【００４６】
【数１】
（出力側アンプの波長数）＝（入力側アンプの波長数）−（分岐された波長数）＋（挿入された波長数）
本発明の第３の実施例として、利得偏差を補償する機能を更に有する分散補償方法を説明する。
【００４７】
図９は光アンプで発生する利得偏差を説明する図である。光アンプの利得には波長依存性があるため、波長多重光に収容されている光信号の波長によって、その光強度に波長間の偏差が生じることがある。例えば図８において、波長多重光に収容されている光信号の波長帯の中心付近の波長９０２と、それより短波側の波長９０１とを比較すると、光強度偏差９１０が発生しているため、波長９０１では波長９０２に比べて信号強度が弱くなり、この結果光ＳＮ比が劣化することがあり得る。
【００４８】
また、波長９０２より長波側の波長９０３では光強度が大きくなり、光強度偏差９１１が発生する。これにより、波長９０３では光ファイバ中の非線型効果による影響をより多く受けることになる。これらの現象により、波長多重装置に収容されている全ての波長に渡って均一な信号品質を満足することが困難となる。
【００４９】
図１０は図９に示す波長間の利得偏差を低減するための利得偏差等価器の動作を説明する図である。利得偏差等価器は、上記の波長間の光強度偏差を等価するものである。図９に示したように長波側の光強度が大きい場合（右上がりの特性のとき）は、それを打ち消すよう１００４や１００５のように長波側の光強度が小さくなるような特性が得られるように制御する。逆に、短波側の光強度が大きい場合（右下がりの特性のとき）は、それを打ち消すよう１００２や１００３のように長波側の光強度が大きくなるような特性が得られるように制御する。また、光アンプで発生する光強度偏差の大きさに従って、利得偏差等価器の制御量を１００４や１００５のように変化させる。
【００５０】
図１１に図１０で説明した利得偏差等価器を搭載した光アンプの一例を示す。利得偏差等価器１１００−８が搭載され、増幅用ドープファイバ１１００−５で発生する利得偏差を等価する。増幅用ドープファイバ１１００−５からの出力光はパワースプリッタ１１００−６にて光パワーが抽出され、光／電気変換部１１００−７を介して制御部１１００−９へ出力光の光パワー情報が入力される。制御部１１００−９では、出力光のパワーが所定の値となるよう、励起用レーザダイオード１１００−４の出力パワーを制御し、励起光合波部１１００−３によって波長多重光と合波されて増幅用ドープファイバ１１００−５へ入力される。
【００５１】
一方、利得偏差等価器１１００−８は制御部１１００−９からの制御信号に基いて制御される。一般に増幅用ドープファイバ１１００−５の利得偏差は入力光のパワーに依存する。また、前記、出力光の光パワーと同様にして、パワースプリッタ１１００−１および光／電気変換部１１００−２を用いて入力光の光パワーを観測することができる。したがって、事前に入力光パワーに対する増幅用ドープファイバ１１００−５の利得偏差特性を、測定やシミュレーション等の方法で入手し、それを制御部１１００−９内部の図示しないパラメータ記憶部等に記憶させておけば、入力光の光パワーに基づく増幅用ドープファイバ１１００−５の利得偏差を自動的に調整することが可能となる。
【００５２】
図１２は、増幅用ドープファイバにて発生する利得偏差を直接的に観測し、利得偏差等価器の制御へ適用する手段を備えた分岐挿入装置の一例である。本装置は図８と同様に入力側に光アンプ１２１を備え、その後段に分岐挿入部６００を有している。そして光アンプ１２１はその出力部に利得等価器１２１−２０を備えている。なお、図１２は利得等価器１１００−１０の制御に関する部分を中心に示したものであり、光アンプ１２２の内部構成や動作は先に説明した通りである。
【００５３】
分岐挿入部６００においては、前述のように入力信号に対する光パワー検出用光／電気変換部部６００−２と分岐信号に対する光パワー検出用光／電気変換部６００−８とが搭載されている。これらの各光パワーは制御部６００−１１を介して装置制御部８００へ通知されている。
【００５４】
また、入力側光アンプ１２１においては、監視制御光分岐フィルタ１２１−１および光／電気変換部１２１−２によって、波長多重光に含まれる監視制御光（ＯＳＣ光）に含まれる波長多重数情報が抽出され、制御部１２１−１０を介して装置制御部８００に通知されている。
【００５５】
装置制御部８００では、上記分岐挿入部６００の光／電気変換部部６００−２にて検出した入力光パワーを、入力側光アンプ１２１からの波長多重数情報で除算することによって、波長多重光全体の平均光強度が計算可能である。例えば、平均光強度は図９における中心波長付近の光強度９０２に相当する。
【００５６】
また、分岐挿入部６００にて分岐された光信号の光強度は、その分岐信号の帯域が波長多重光の短波長側であれば、例えば図９における短波長側の光強度９０１に相当し、また、分岐信号の帯域が波長多重光の長波長側であれば、長波長側の光強度９０３に相当する。したがって装置制御部８００では、分岐挿入部６００の制御部６００−１１から入力された上記の各光強度情報を用いて利得偏差量９１０、もしくは９１１が計算可能である。
【００５７】
上記利得偏差量は、装置制御部８００から入力側光アンプ１２１の制御部１２１−１０へ通知され、上記利得偏差量がゼロになるように利得偏差等価器１２１−２０を制御する。このようにして、波長多重光に収容されている全波長の信号に渡って一様な信号品質を保つことが可能となる。
【００５８】
図１３は分岐挿入部６００に利得偏差等価器６００−３０が搭載された場合の構成例を説明する図である。このような構成においても、図１２の構成と同様にして、装置制御部８００において分岐挿入部６００へ入力される波長多重光の利得偏差を求めることができる。
【００５９】
上記利得偏差量は、装置制御部８００から分岐挿入部６００の制御部６００−１１０へ通知され、上記利得偏差量がゼロになるように利得偏差等価器６００−３０を制御する。このようにして、波長多重光に収容されている全波長の信号に渡って一様な信号品質を保つことが可能となる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、分岐挿入波長（ＯＡＤＭ）装置を搭載した波長多重システムにおいて、波長多重システムに収容されている全ての波長に対して、分散補償方法を変更することなく、ＯＡＤＭ装置を搭載する前後での通信品質を同一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の原理を説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施例を説明する図である。
【図３】本発明の第１の実施例を説明する図である。
【図４】本発明の第２の実施例の原理を説明する図である。
【図５】本発明の第２の実施例を説明する図である。
【図６】本発明の第２の実施例を説明する図である。
【図７】本発明の第２の実施例を説明する図である。
【図８】本発明の第２の実施例の詳細を説明する図である。
【図９】本発明の第３の実施例の課題を説明する図である。
【図１０】本発明の第３の実施例の課題を説明する図である。
【図１１】本発明の第３の実施例を説明する図である。
【図１２】本発明の第３の実施例の詳細を説明する図である。
【図１３】本発明の第３の実施例の他の構成を説明する図である。
【符号の説明】
１２０・・・光中継装置、１２１・・・入力側光アンプ、１２２・・・出力側光アンプ、５００・・・第１の分散補償器、５０１・・・第２の分散補償器、６０１・・・波長分岐部、６０２・・・波長挿入部、６１０・・・分岐光信号、６１１・・・挿入光信号
【発明の属する技術分野】
本発明は波長多重光伝送システムにおいて、伝送路である光ファイバの波長分散性を効果的に補償すると共に、中継装置から光分岐挿入装置（ＯＡＤＭ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）へのアップグレードに際して、分散補償方法の変更や調整が回避可能な伝送装置の構成および分散補償方法を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光伝送システムの大容量化の手段として、波長の異なる複数の光信号を一本の光ファイバを用いて伝送する波長多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送システムが実用化されている。また、エルビウム添加ファイバ増幅器等の光ファイバアンプ（以下、光アンプ）は広い波長範囲に対して複数の光信号を一括に増幅し得る特性を持つ。このため、ＷＤＭと光アンプとを組み合わせることにより、波長の異なる複数の光信号の一括増幅が可能となり、簡素な構成で経済的、大容量かつ長距離伝送が実現可能となる。
【０００３】
しかし伝送路である光ファイバにはファイバ中を伝搬する波長によって伝搬速度が異なるという波長分散性があり、光ファイバを伝搬するにつれて信号波形が劣化すると言った問題がある。そこで、伝送路の分散値と逆の分散値を有する分散補償ファイバを導入して伝送路と組み合わせることにより、伝送路の波長分散による影響を低減することが可能であり、本技術により劣化した信号波形に対し整形を行っている。
【０００４】
また近年ポイント・ツー・ポイントシステムに代表されるような単純に２地点間の通信を行う形態から、バス状システムに代表されるような両端の２地点の間に更に複数の分岐、挿入地点を設け、光信号のまま分岐、挿入を行うことにより複数の地点間で通信を行うバス状ＯＡＤＭ形態、またリング状システムに代表されるように複数の地点をリング状に接続し、光信号のまま分岐、挿入を行うことによりリングの複数の地点間で通信を行うリング状ＯＡＤＭ形態に対する要求が高まっている。
【０００５】
このようなＯＡＤＭ形態においても、良好な伝送特性を実現する上で分散補償は極めて重要な課題であり、より簡易で優れた補償性能を有する分散補償技術が期待されている。
従来、波長多重システムにおける分散補償方法に関して、光アンプを用いた中継伝送における自己位相変調効果の影響を考慮した分散補償方法などが報告されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−７４６９９号公報（第４−５項、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述のようなＯＡＤＭ形態による波長多重システムでは、後の通信需要の増加を見込んで、あらかじめＯＡＤＭ装置を設置する場合を除き、システムの初期導入時にはポイント・ツー・ポイントシステムを構築しておき、通信の需要が増加するに従ってＯＡＤＭ機能を追加するといったシステムアップグレード方法が導入コストや効率の点で有利である。このとき、ＯＡＤＭ機能を追加したアップグレードの前後において、追加したＯＡＤＭ機能以外の他の部位に対しては、特別な変更や調整等を必要としないことが望ましい。
【０００８】
しかし実際には、ＯＡＤＭ機能を追加することによる光Ｓ／Ｎ劣化に伴う通信品質劣化や、ＯＡＤＭ機能追加時のシステムダウン、また分散補償方法の変更による通信品質変動などシステム構成やネットワークに与える影響は大である。
【０００９】
従来の波長多重システムではポイント・ツー・ポイントシステムに対する需要が支配的であり、ＯＡＤＭ装置を用いたバス状システムやリング上システムに対する要求はそれほど大きくなかった。しかし、近年の通信トラヒックの増大やデータ種の増加に従い、波長多重システムに対してもネットワークの高効率化や柔軟性が要求されるようになり、ＯＡＤＭ機能の追加によるシステム構成変更が注目されるようになった。特に、システムの通信品質と密接な関係が有る分散補償方法の変更は、ＯＡＤＭ機能追加時における通信品質劣化要因となり、システム構築上最も注意しなければならない項目の一つである。
【００１０】
上記文献に記された技術では、上記自己位相変調効果や相互位相変調効果などの非線型効果が発生した地点以降の総分散値をゼロにすることにより、非線型効果による波形劣化やタイミングジッタを低減していた。しかし、この波長分散方法は、主としてポイント・ツー・ポイントシステムにおける波長多重システムに対する適用を中心に記載されており、ＯＡＤＭ機能を有する波長多重システム、およびそれへのアップグレードに関しては記載されていない。
【００１１】
本願発明は、ポイント・ツー・ポイントシステムからＯＡＤＭシステムへのアップグレードを実施した場合においても、既存の装置に何ら変更等を加えることなく安定した分散補償を実施することが可能な分散補償方法およびそれを用いた装置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】
第１の光伝送路から受信した波長多重光を第２の光伝送路へ出力する光伝送装置において、前記第１の光伝送路における第１の所定の位置から当該光伝送装置の間を前記波長多重光が伝送中に生じる波長分散を補償する第１の分散補償器と、 当該光伝送装置と前記第２の光伝送路の第２の所定の位置の間を前記波長多重光が伝送中に生じる波長分散を補償する第２の分散補償器とによって、分散補償を行うよう構成した。
【００１３】
これによって、前記第１の分散補償器と第２の分散補償器との間に、ＯＡＤＭ機能を実現する分岐挿入部を着脱することが可能となり、しかもその着脱の前後において分岐挿入される信号を含む他の信号の伝送特性に影響を与えることがないため、中継装置からＯＡＤＭ装置へのアップグレードにおいて通信品質変動を抑制することを可能とした。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施例として、波長多重システムにおける分散補償方法の基本的な原理を説明する図である。送信端装置１１０は光送信器１１１とプリアンプ１１２とを有する。なお、送信端装置１１０において、実際には光送信器１１１は本送信端装置１１０から出力される波長多重光信号の波長多重数分設けられており、また、光送信器から出力された各波長の光信号を波長多重する図示しない波長多重部が設けられている。これは以下に説明する他の実施例も同様である。
【００１５】
光送信器１１１から出力された光信号はプリアンプ１１２によって増幅され、伝送路である光ファイバ１００−１に入力される。途中の光ファイバ１００を伝搬中に失った光強度を補うために、中継装置１２０によって減衰した光信号が増幅され、再度、その下流側に接続されている光ファイバ１００に入力される。
【００１６】
本構成において、光ファイバ１００の波長分散を、その後段に接続されている中継装置１２０に搭載されている分散補償器１２３にて補償する。例えば、光ファイバ１００−１の分散は中継装置１２０−１に搭載の分散補償器１２３−１によって補償され、光ファイバ１００−２の分散は中継装置１２０−２に搭載の分散補償器１２３−２によって補償される。
【００１７】
以上を伝送距離等に応じて必要な段数繰り返した後、光信号は受信端装置１３０に到達する。受信端装置１３０にはポストアンプ１３１および分散補償器１３２、そして光受信器１３３が搭載されており、到達した光信号はポストアンプ１３１によって増幅され、光ファイバ１００−３の分散を分散補償器１３２にて補償した後、光受信器１３３で受信される。なお、受信端装置１３０において、実際には光受信器１３３は前記波長多重光信号の波長多重数分設けられており、また、各波長の光信号を分離するための図示しない波長分離部が設けられている。これは以下に説明する他の実施例も同様である。
【００１８】
ここで、図１のポイント・ツー・ポイントシステムをＯＡＤＭシステムへアップグレードさせた場合のＯＡＤＭ機能を有する中継装置２００の構成例を図２に示す。中継装置２００は、２分割された光アンプ１２１および１２２、これらの間に搭載された分散補償器１２３を有するアップグレード前の構成に対して、さらに波長分岐部２００および波長挿入部２０１を追加して搭載する。
【００１９】
ここでは、アップグレード前の中継装置１２０と同様に、上流に接続されている光ファイバ１００の波長分散を補償するように分散補償器１２３を搭載する。また、波長分岐部２００では２２０の方向に波長分岐され、分離された所定の波長波長帯域の光信号２１０が取り出される。また、波長挿入部２０１では２２１の方向に波長挿入され、所定の波長帯域の光信号２１１が波長多重される。
【００２０】
この場合、送信器１０１から送出されてアップグレードされた中継装置１２０で分岐された波長帯域の光信号２１０と、本中継装置１２０で挿入された波長帯域の光信号２１１が受信器１３３に到達したときの伝送特性と、本中継装置１２０を通過して受信器１３３に到達したときの伝送特性とを同一の伝送特性とすることができる。
【００２１】
図３は図１のポイント・ツー・ポイントシステムの中継装置１２０−１をＯＡＤＭ機能を有する装置へアップグレードさせた場合の構成である。受信した波長多重光は光アンプ１２１−１にて伝送路１００−１における損失分が増幅された後、伝送路１００−１で発生した波長分散をアップグレードした中継装置１２０−１の分散補償器１２３−１にて補償する。前記分散補償された波長多重光から所定の帯域の光信号が波長分岐部３０１にて分岐され、外部の光受信器３１０等を含む装置に入力される。また、外部に設けられた所定の帯域の光信号を出力する光送信器３１１等を含む装置からの光信号が、波長挿入部３０２にて前記波長多重光へ波長多重され、光アンプ１２２−２にて増幅されて伝送路１００−２へ出力される。
【００２２】
以上説明したように、中継装置１２０に対して簡易なアップグレードを施すことによって、他の装置（送信端装置１１０、中継装置１２０−２、受信端装置１３０等）の構成変更や特別な調整等をすることなく、伝送特性を同一としたままでＯＡＤＭ機能を追加することが可能となる。
【００２３】
しかしながら送信端装置１１０と受信端装置１３０との伝送距離が長くなると、途中に設置される中継装置１２０の設置段数が増加するため、各中継装置で発生する雑音と伝送路を構成する光ファイバの非線形効果とが累積し、伝送容量や伝送距離に制限が生じることがある。
【００２４】
図４は上記のような非線形効果を考慮した場合の本発明の第２の実施例における波長分散方法を説明する図である。伝送路１００−１において、送信端装置１１０から所定の距離Ｌａ４００−１までの波長分散を補償する分散補償器１１３が送信端装置１１０に搭載されている。また、伝送路１００−１における所定の距離Ｌａ４００−１以降の波長分散と、伝送路１００−２における中継装置１２０−１から所定の距離Ｌｂ４００−２までの波長分散の両者を補償する分散補償器１２５−１が、中継装置１２０−１に搭載されている。
【００２５】
同様に、中継装置１２０−２に搭載されている分散補償器１２５−２は、伝送路１００−２における所定の距離Ｌｂ４００−２以降の波長分散と、伝送路１００−３における所定の距離Ｌｃ４００−３までの波長分散とを補償する。受信端装置１３０に搭載された分散補償器１３５は、伝送路１００−３における所定の距離Ｌｃ４００−３以降の波長分散を補償するように搭載される。
【００２６】
なお、上記の各所定の距離Ｌａ４００−１、Ｌｂ４００−２、Ｌｃ４００−３は、いずれも光ファイバの特性上ほぼ一意に決定される量であり２０ｋｍ程度の値である。なお、これら所定の距離の決定方法としては、例えば前記の特許文献１に記載の方法がある。
【００２７】
このような方法を用いた光ファイバの波長分散性を補償したシステムでは、非線形効果による影響を少なくすることが可能であるため、長距離化に伴って光中継装置の段数が多くなったシステムにおいても良好な特性を有するシステムの構築が可能となる。
【００２８】
ここで、中継装置１２０をＯＡＤＭ機能を有する装置へアップグレードさせる方法を考える。図２や図３に示したような、単に分散補償器１２３の後段に波長分岐部３０１や波長挿入部３０２を追加するアップグレード方法では、アップグレードの前後において、各光信号の伝送特性を同一とすることができない。なぜなら、上述のように分散補償器１２３の補償量は当該中継装置の前段の光ファイバの所定の距離以降の波長分散および後段の光ファイバの所定の距離までの波長分散を考慮したものである。このため、波長分岐部３０１で分岐される波長帯域の光信号については、過剰な分散補償を施すこととなる。また、波長挿入部３０２にて挿入される波長帯域の光信号については、当該中継装置の後段の光ファイバの所定の距離までの波長分散が補償されなくなる。
【００２９】
そこで本発明では、予めＯＡＤＭ機能を有する装置へアップグレードされることが予想される中継装置１２０を、図５の中継装置１２０−２に示すように構成する。すなわち、図５において、中継装置１２０−２には２台の分散補償器５００−２および５０１−２を搭載する。分散補償器５００−２は伝送路１００−２における所定の距離Ｌｂ４００−２以降（中継装置１２０−２側）の波長分散を補償させ、分散補償器５０１−２は伝送路１００−３における所定の距離Ｌｃ４００−３までの波長分散を補償させる。すなわち、図４の構成の分散補償器１２５−２の機能を、２台の分散補償器５００−２および５０１−２で置き換えた構成となっている。したがって、図４の構成と同様に非線形効果による影響を少なくすることが可能であるため、長距離化に伴って光中継装置の段数が多くなったシステムにおいても良好な特性を有するシステムの構築が可能となる。
【００３０】
次に、図５の構成の光中継装置１２０−２を、ＯＡＤＭ機能を有する装置へアップグレードさせる方法を説明する。図６に示すように中継装置１２０−２の分散補償器５００および５０１の間に波長分岐部６０１および波長挿入部６０２を追加する。なお、中継装置１２０−２は、予めこのような機能追加が可能であるように適宜機能分割してモジュール化させ、追加モジュール用の接続コネクタ等を設けておくと後のアップグレード作業が容易にとなる。
【００３１】
図７は図６のようにアップグレードさせた装置１２０−２を用いてＯＡＤＭ機能を実現する伝送システムの構成を示すものである。伝送路１００−２から受信した波長多重光は光アンプ１２１−２によってファイバを伝送中の損失分が増幅される。増幅された波長多重光は、伝送路１００−２における所定の距離Ｌｂ４００−２以降の波長分散が分散補償器５００によって補償される。分散補償された波長多重光は波長分岐部６０１によって所定の帯域の光信号が抽出され、外部の光受信器６１０等を含む装置に入力される。また、外部に設けられた所定の帯域の光信号を出力する光送信器６１１等を含む装置からの光信号が、波長挿入部６０２にて前記波長多重光へ波長多重され、光アンプ１２２−２にて増幅されて伝送路１００−３へ出力される。
【００３２】
上記のように構成すると、前段の分散補償器５００から出力された波長多重光は、アップグレードされた中継装置１２０−２へ入力した際に有していた波長分散が全て補償されるため、波長分岐部６０１を介して外部の装置で受信された光信号は、同じく分散補償済みの良好な特性の光信号として受信されることができる。また、光送信器６１１から出力された光信号は、後段の分散補償器５０１によって光伝送路１００−３の所定の距離Ｌｃ４００−３までの波長分散が補償され、受信端装置１３０の分散補償器１３５によって所定の距離Ｌｃ４００−３以降の波長分散が補償されるため、波長分散が全て補償された良好な特性で光受信器１３３にて受信される。
【００３３】
次に、波長分岐部６０１や波長挿入部６０２で発生する波長分散をキャンセルする方法を説明する。光分岐部２０２や光挿入部２０３においても、通過する光信号や分岐する光信号、あるいは挿入する光信号に対して波長分散が発生する場合がある。これは、接続する光ファイバ、あるいは使用する光増幅器および波長分岐部や波長挿入部に使用する部品間のマッチング等によって発生する。これらの装置や部品で発生する波長分散を完全に無くすことは容易でない場合もあるが、各光学部品の群遅延特性を設計することによって、所定の値に分散量に調整することは可能である。したがって、ある部位において発生した波長分散を補償するように、他の部位の波長分散を調整することによって、全体としての波長分散を補償することが可能な場合がある。
【００３４】
例えば光分岐部６０１において通過信号に対して＋Ｄの波長分散が発生し、分岐信号に対して＋ｄの波長分散が発生するとする。この時、後段に接続されている波長挿入部６０２での通過方向を波長分散を−Ｄに調整することができれば、本アップグレードされた中継装置１２０−２の通過方向の光信号の波長分散をゼロとすることができる。
【００３５】
また、送信端装置１１０に搭載されている図示しない波長多重器において、中継装置１２０−２の波長分岐部６０１にて分岐される波長の光信号の波長分散を−ｄと調整することが可能であれば、前記分岐波長の光信号に対する波長分散をゼロとすることができる。
【００３６】
図８は図６に示したアップグレードされＯＡＤＭ機能が搭載された光中継装置１２０の詳細な構成例を示すものである。
【００３７】
前段のアンプ１２１では、波長多重された入力光信号から波長数情報等が含まれる監視制御信号（ＯＳＣ光）を波長分波器１２１−１にて抽出し、前記監視制御信号は光／電気変換部１２１−２にて電気信号に変換されて制御部１２１−１０へ入力される。波長分波器１２１−１を通過した入力波長多重光はパワースプリッタ１２１−３にて光パワーが分離され、光／電気変換部１２１−４を用いて電気信号に変換し、制御部１２１−１０に入力される。
【００３８】
同様に、パワースプリッタ１２１−８を用いて出力光パワーを分離する。分離した光パワーを光／電気変換部１２１−９を用いて電気信号に変換し、制御部１２１−１０に入力する。また、励起用レーザダイオード１２１−６からの励起光は励起光合波部１２１−５によって波長多重光と合波され、増幅用ドープファイバ１２１−７に入力されることによって波長多重光が増幅される。
【００３９】
入力側の光アンプ１２１の制御部１２１−１０では前記入力信号の光パワーや出力信号の光パワー、あるいはＯＳＣ光に含まれる波長数情報等、または後述する装置制御部８００からの制御信号等を用いて、増幅用ドープファイバ１２１−７において最適な利得が得られるよう励起用レーザダイオード１２１−６の励起パワーを制御する。
【００４０】
同様に、後段のアンプ１２２では、パワースプリッタ１２２−１にて光パワーが分離され、光／電気変換部１２２−２を用いて電気信号に変換し、制御部１２２−１０に入力される。また、パワースプリッタ１２２−６を用いて出力光パワーを分離する。分離した光パワーは光／電気変換部１２２−７を用いて電気信号に変換され、制御部１２２−１０に入力される。励起用レーザダイオード１２２−４からの励起光は励起光合波部１２２−３によって波長多重光と合波され、増幅用ドープファイバ１２２−５によって波長多重光が増幅される。
【００４１】
制御部１２２−１０では入力信号の光パワーや出力信号の光パワー、あるいは後述する装置制御部８００からの制御信号等を用いて、増幅用ドープファイバ１２２−５において最適な利得が得られるよう励起用レーザダイオード１２２−４の励起パワーを制御する。また、装置制御部からの制御情報や、その他、後段の装置において使用する制御情報等を電気／光変換部１２２−９を介して波長合波器１２２−８にて波長多重光と合波して出力する。
【００４２】
アップグレードによって分散補償器５００および５０１の間に追加された分岐挿入部６００では、パワースプリッタ６００−１を用いて入力光パワーを分離する。分離した光パワーを光／電気変換部６００−２を用いて電気信号に変換し、制御部６００−１１に送信する。同様に出力光について、パワースプリッタ６００−９を用いて光パワーを分離する。分離した光パワーを光電気変換部６００−１０を用いて電気信号に変換し、制御部６００−１１に送信する。
【００４３】
本分岐挿入部６００にて分岐される帯域の信号光は、波長分離部６００−３にて波長分離され、パワースプリッタ６００−４を介して外部への分岐信号６２１として出力される。また、パワースプリッタ６００−４を用いて分岐信号の光パワーを抽出し、光電気変換部６００−８を用いて電気信号に変換し、制御部６００−１１に送信される。
【００４４】
一方、外部からの本分岐挿入部６００にて挿入される帯域の信号光６２０は、パワースプリッタ６００−５を介して波長多重部６００−７によって合波される。また、パワースプリッタ６００−５を用いて挿入信号６２０の光パワーを抽出し、光／電気変換部６００−６を用いて電気信号に変換し、制御部６００−１１に送信される。前段アンプ１２１、後段アンプ１２２、分岐挿入部６００からの監視制御信号は、装置制御部８００との間で通信される。
【００４５】
なお、光パワーをモニタするだけでは、光パワーが不足しているのか、あるいは、そもそも初めから波長多重数が少ないために光パワーが少なく観測されているのかが判別できないため、入力側アンプ１２１によって受信した波長数情報を用いることによって、入力側アンプ１２１のより適切な増幅パワーの制御を行うことができる。出力側アンプ１２２への波長多重数は、入力側アンプ１２１への波長数情報から、分岐挿入部６００において分岐された波長数と挿入された波長数とを用いて、装置制御部８００にて以下のように計算される。
【００４６】
【数１】
（出力側アンプの波長数）＝（入力側アンプの波長数）−（分岐された波長数）＋（挿入された波長数）
本発明の第３の実施例として、利得偏差を補償する機能を更に有する分散補償方法を説明する。
【００４７】
図９は光アンプで発生する利得偏差を説明する図である。光アンプの利得には波長依存性があるため、波長多重光に収容されている光信号の波長によって、その光強度に波長間の偏差が生じることがある。例えば図８において、波長多重光に収容されている光信号の波長帯の中心付近の波長９０２と、それより短波側の波長９０１とを比較すると、光強度偏差９１０が発生しているため、波長９０１では波長９０２に比べて信号強度が弱くなり、この結果光ＳＮ比が劣化することがあり得る。
【００４８】
また、波長９０２より長波側の波長９０３では光強度が大きくなり、光強度偏差９１１が発生する。これにより、波長９０３では光ファイバ中の非線型効果による影響をより多く受けることになる。これらの現象により、波長多重装置に収容されている全ての波長に渡って均一な信号品質を満足することが困難となる。
【００４９】
図１０は図９に示す波長間の利得偏差を低減するための利得偏差等価器の動作を説明する図である。利得偏差等価器は、上記の波長間の光強度偏差を等価するものである。図９に示したように長波側の光強度が大きい場合（右上がりの特性のとき）は、それを打ち消すよう１００４や１００５のように長波側の光強度が小さくなるような特性が得られるように制御する。逆に、短波側の光強度が大きい場合（右下がりの特性のとき）は、それを打ち消すよう１００２や１００３のように長波側の光強度が大きくなるような特性が得られるように制御する。また、光アンプで発生する光強度偏差の大きさに従って、利得偏差等価器の制御量を１００４や１００５のように変化させる。
【００５０】
図１１に図１０で説明した利得偏差等価器を搭載した光アンプの一例を示す。利得偏差等価器１１００−８が搭載され、増幅用ドープファイバ１１００−５で発生する利得偏差を等価する。増幅用ドープファイバ１１００−５からの出力光はパワースプリッタ１１００−６にて光パワーが抽出され、光／電気変換部１１００−７を介して制御部１１００−９へ出力光の光パワー情報が入力される。制御部１１００−９では、出力光のパワーが所定の値となるよう、励起用レーザダイオード１１００−４の出力パワーを制御し、励起光合波部１１００−３によって波長多重光と合波されて増幅用ドープファイバ１１００−５へ入力される。
【００５１】
一方、利得偏差等価器１１００−８は制御部１１００−９からの制御信号に基いて制御される。一般に増幅用ドープファイバ１１００−５の利得偏差は入力光のパワーに依存する。また、前記、出力光の光パワーと同様にして、パワースプリッタ１１００−１および光／電気変換部１１００−２を用いて入力光の光パワーを観測することができる。したがって、事前に入力光パワーに対する増幅用ドープファイバ１１００−５の利得偏差特性を、測定やシミュレーション等の方法で入手し、それを制御部１１００−９内部の図示しないパラメータ記憶部等に記憶させておけば、入力光の光パワーに基づく増幅用ドープファイバ１１００−５の利得偏差を自動的に調整することが可能となる。
【００５２】
図１２は、増幅用ドープファイバにて発生する利得偏差を直接的に観測し、利得偏差等価器の制御へ適用する手段を備えた分岐挿入装置の一例である。本装置は図８と同様に入力側に光アンプ１２１を備え、その後段に分岐挿入部６００を有している。そして光アンプ１２１はその出力部に利得等価器１２１−２０を備えている。なお、図１２は利得等価器１１００−１０の制御に関する部分を中心に示したものであり、光アンプ１２２の内部構成や動作は先に説明した通りである。
【００５３】
分岐挿入部６００においては、前述のように入力信号に対する光パワー検出用光／電気変換部部６００−２と分岐信号に対する光パワー検出用光／電気変換部６００−８とが搭載されている。これらの各光パワーは制御部６００−１１を介して装置制御部８００へ通知されている。
【００５４】
また、入力側光アンプ１２１においては、監視制御光分岐フィルタ１２１−１および光／電気変換部１２１−２によって、波長多重光に含まれる監視制御光（ＯＳＣ光）に含まれる波長多重数情報が抽出され、制御部１２１−１０を介して装置制御部８００に通知されている。
【００５５】
装置制御部８００では、上記分岐挿入部６００の光／電気変換部部６００−２にて検出した入力光パワーを、入力側光アンプ１２１からの波長多重数情報で除算することによって、波長多重光全体の平均光強度が計算可能である。例えば、平均光強度は図９における中心波長付近の光強度９０２に相当する。
【００５６】
また、分岐挿入部６００にて分岐された光信号の光強度は、その分岐信号の帯域が波長多重光の短波長側であれば、例えば図９における短波長側の光強度９０１に相当し、また、分岐信号の帯域が波長多重光の長波長側であれば、長波長側の光強度９０３に相当する。したがって装置制御部８００では、分岐挿入部６００の制御部６００−１１から入力された上記の各光強度情報を用いて利得偏差量９１０、もしくは９１１が計算可能である。
【００５７】
上記利得偏差量は、装置制御部８００から入力側光アンプ１２１の制御部１２１−１０へ通知され、上記利得偏差量がゼロになるように利得偏差等価器１２１−２０を制御する。このようにして、波長多重光に収容されている全波長の信号に渡って一様な信号品質を保つことが可能となる。
【００５８】
図１３は分岐挿入部６００に利得偏差等価器６００−３０が搭載された場合の構成例を説明する図である。このような構成においても、図１２の構成と同様にして、装置制御部８００において分岐挿入部６００へ入力される波長多重光の利得偏差を求めることができる。
【００５９】
上記利得偏差量は、装置制御部８００から分岐挿入部６００の制御部６００−１１０へ通知され、上記利得偏差量がゼロになるように利得偏差等価器６００−３０を制御する。このようにして、波長多重光に収容されている全波長の信号に渡って一様な信号品質を保つことが可能となる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、分岐挿入波長（ＯＡＤＭ）装置を搭載した波長多重システムにおいて、波長多重システムに収容されている全ての波長に対して、分散補償方法を変更することなく、ＯＡＤＭ装置を搭載する前後での通信品質を同一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の原理を説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施例を説明する図である。
【図３】本発明の第１の実施例を説明する図である。
【図４】本発明の第２の実施例の原理を説明する図である。
【図５】本発明の第２の実施例を説明する図である。
【図６】本発明の第２の実施例を説明する図である。
【図７】本発明の第２の実施例を説明する図である。
【図８】本発明の第２の実施例の詳細を説明する図である。
【図９】本発明の第３の実施例の課題を説明する図である。
【図１０】本発明の第３の実施例の課題を説明する図である。
【図１１】本発明の第３の実施例を説明する図である。
【図１２】本発明の第３の実施例の詳細を説明する図である。
【図１３】本発明の第３の実施例の他の構成を説明する図である。
【符号の説明】
１２０・・・光中継装置、１２１・・・入力側光アンプ、１２２・・・出力側光アンプ、５００・・・第１の分散補償器、５０１・・・第２の分散補償器、６０１・・・波長分岐部、６０２・・・波長挿入部、６１０・・・分岐光信号、６１１・・・挿入光信号
Claims (12)
- 第１の光伝送路から受信した波長多重光を増幅して第２の光伝送路へ出力する光伝送装置であって、
前記波長多重光を増幅する光アンプと、
前記第１の光伝送路における第１の所定の位置から当該光伝送装置の間を、前記波長多重光が伝送中に生じる波長分散を補償する第１の分散補償器と、
当該光伝送装置と前記第２の光伝送路の第２の所定の位置の間を、前記波長多重光が伝送中に生じる波長分散を補償する第２の分散補償器と
を含むことを特徴とする光伝送装置。 - 請求項１に記載の光伝送装置であって、
前記第１の分散補償器と前記第２の分散補償器との間に、前記波長多重光から所定の帯域の光信号を分波する波長分岐手段と、所定の帯域の光信号を前記波長多重光へ合波する波長挿入手段と
を有する分岐挿入部をさらに備えたことを特徴とする光伝送装置。 - 請求項２に記載の光伝送装置であって、
前記分岐挿入部は着脱可能となるように構成したことを特徴とする光伝送装置。 - 請求項１〜３のいずれかに記載の光伝送装置であって、
前記光アンプは前記第１の光伝送路と前記第１の分散補償器との間に設けられた第１の光アンプと、前記第２の分散補償器と前記第２の光伝送路との間に設けられた第２の光アンプとからなることを特徴とする光伝送装置。 - 第１の光伝送路から受信した波長多重光を増幅して第２の光伝送路へ出力する光伝送装置であって、
前記第１の光伝送路から受信した波長多重光を増幅する光アンプと、
前記光アンプから出力された波長多重光が、前記第１の光伝送路における第１の所定の位置から当該光伝送装置の間を伝送中に生じる波長分散を補償する第１の分散補償器と、
前記第１の分散補償器から出力された波長多重光から所定の帯域の光信号を分波する波長分岐手段と、前記所定の帯域の光信号が分波された波長多重光に所定の帯域の光信号を合波する波長挿入手段とを含む分岐挿入部と、
前記分岐挿入部から出力された波長多重光が、当該光伝送装置と前記第２の光伝送路の第２の所定の位置の間を伝送中に生じる波長分散を補償する第２の分散補償器と、
を含むことを特徴とする光伝送装置。 - 請求項５に記載の光伝送装置であって、
前記光アンプは該光アンプからの出力信号の波長間利得偏差を補償する利得偏差補償部を含むことを特徴とする光伝送装置。 - 請求項６に記載の光伝送装置であって、
前記光アンプは、該光アンプへ入力される波長多重光の光パワーを検出する手段を含み、予め記憶された該光アンプの入力光パワーに対する利得偏差特性を用いて前記光アンプに搭載した利得偏差補償部を制御することを特徴とする光伝送装置。 - 請求項６に記載の光伝送装置であって、
前記光アンプは、前記波長多重光に含まれる監視制御信号光から前記波長多重光の波長多重数情報を抽出する手段を含み、
前記分岐挿入部は、入力する波長多重光の光パワーを検出する手段と、前記分岐信号の光パワーを検出する手段とを含み、
前記抽出した波長多重数情報と、前記検出した波長多重光の光パワーおよび分岐信号の光パワーとを用いて前記分岐挿入部へ入力される波長多重光の波長間利得偏差を求め、その波長間偏差を補償するよう前記光アンプに搭載した利得偏差補償部を制御することを特徴とする光伝送装置。 - 請求項５に記載の光伝送装置であって、
前記分岐挿入部は該分岐挿入部への入力信号の波長間利得偏差を補償する利得偏差補償部を含むことを特徴とする光伝送装置。 - 請求項９に記載の光伝送装置であって、
前記光アンプは、該光アンプへ入力される波長多重光の光パワーを検出する手段を含み、予め記憶された該光アンプの入力光パワーに対する利得偏差特性を用いて前記分岐挿入部に搭載した利得偏差補償部を制御することを特徴とする光伝送装置。 - 請求項９に記載の光伝送装置であって、
前記光アンプは、前記波長多重光に含まれる監視制御信号光から前記波長多重光の波長多重数情報を抽出する手段を含み、
前記分岐挿入部は、入力する波長多重光の光パワーを検出する手段と、前記分岐信号の光パワーを検出する手段とを含み、
前記抽出した波長多重数情報と、前記検出した波長多重光の光パワーおよび分岐信号の光パワーとを用いて前記分岐挿入部へ入力される波長多重光の波長間利得偏差を求め、その波長間偏差を補償するよう前記分岐挿入部に搭載した利得偏差補償部を制御することを特徴とする光伝送装置。 - 第１の光伝送路から波長多重光を受信して第２の光伝送路へ出力する分散補償方法であって、
前記第１の光伝送路から受信した波長多重光を増幅し、
前記増幅された波長多重光が、前記第１の光伝送路における第１の所定の位置から前記受信されるまでの伝送中に生じた波長分散を補償し、
前記分散補償された波長多重光から所定の帯域の光信号を分波し、
前記所定の帯域の光信号が分波された波長多重光に所定の帯域の光信号を合波し、
前記所定の帯域の光信号が合波された波長多重光が、前記第２の光伝送路の第２の所定の位置までを伝送中に生じる波長分散を予め補償する
ことを特徴とする分散補償方法。
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