JP2006109477A - 光通信システムにおいて分散を管理する方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＷＤＭ信号の遇チャネルおよび奇チャネルをインタリーブする／デインタリーブするインタリーバを含む分散補償器装置を提供すること。
【解決手段】ＤＣＭの１つまたは複数は、分散補償を提供する周期的群遅延（ＰＧＤ）である。
【選択図】図１

Description

本発明は、光通信に関し、より具体的には、高スペクトル効率波長分割多重化（ＷＤＭ）光通信システムの分散補償に関する。

分散管理は、色分散およびファイバ非線形性に由来するペナルティを低減するために、高速（たとえば、１０Ｇｂ／ｓ以上）のＷＤＭ光伝送システムでは重要である。チャネル間交差位相変調（ＸＰＭ）による非線形ペナルティを低減するために、分散補償ファイバ（ＤＣＦ）による補償後、ある量の伝送スパン当たりの残留色分散（ＲＤＰＳ）が、通常必要である。

ロング・ホール（ＬＨ）光ネットワークおよび超ロング・ホール（ＵＬＨ）光ネットワークが、ますます透過的になっており、各信号チャネルが、ネットワークのほぼあらゆる場所において発信および終端する。再構成可能光アド／ドロップ・マルチプレクサ（Ｒ−ＯＡＤＭ）が、チャネルをネットワークに追加する、およびチャネルをネットワークからドロップするために、広く使用されている。これにより、ネットワークの異なる伝送経路を通って進行する信号について、大きく変化する累積分散が生じることがあり（すなわち、異なる経路⇒異なる距離⇒異なる累積分散）、したがって、大きな同調可能分散補償能力を有する受信器が必要である。

広域同調可能分散補償器（ＴＤＣ）が、１０Ｇｂ／ｓ信号の伝送に利用可能となってきているが、商用的に実行可能な解決法は、４０Ｇｂ／ｓ信号伝送には利用可能でない。さらに、ＴＤＣのコストは、同調可能性範囲の増大と共に、迅速に増大する。その結果、広域同調可能範囲（４０Ｇｂ／ｓ信号伝送に必要とされる）を有するＴＤＣは、法外に高価となることがある。

現在、傾向は、１０Ｇｂ／ｓおよび４０Ｇｂ／ｓの信号伝送の両方を支援する「収束」伝送プラットフォームに向かっている。しかし、１０Ｇｂ／ｓチャネル上における伝送の支配的な非線形ペナルティは、４０Ｇｂ／ｓチャネル上のものとは通常異なり、１０Ｇｂ／ｓ信号を伝送するシステムの分散マップは、４０Ｇｂ／ｓ信号を伝送するシステムには適していない可能性がある。したがって、以下の要件を満たす適切な分散管理方式（または分散マップ）を見つけることが課題である。
（１）小さい距離依存分散累積（特に透過的ネットワークにおいて、受信分散の範囲を低減するため）
（２）１０Ｇｂ／ｓチャネルおよび４０Ｇｂ／ｓチャネルの両方の上における伝送の非線形高価に対する高い許容性
（３）高いスペクトル効率（ＳＥ）ＷＤＭ伝送を支援する能力

５０ＧＨｚチャネル間隔を有する１０Ｇｂ／ｓチャネルおよび４０Ｇｂ／ｓチャネルの両方を支援するシステム、およびチャネル間ＸＰＭペナルティを軽減するために周期的群中継（ＰＧＤ）分散補償モジュール（ＤＣＭ）を使用する分散管理方式について、解決法が提案されてきた。（両方とも参照によって本明細書に組み込まれている、Ｕ．Ｓ．特許出願１０／３３１２９９、名称「Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ Ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」、１２／３０／２００２出願、およびＵ．Ｓ．特許出願１０／８６９４３１、名称「Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ Ｈａｖｉｎｇ Ａｎ Ａｌｔｅｒｎａｔｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ」、０６／０１／０４出願を参照されたい）。しかし、提案されたＰＧＤ−ＤＣＭの有用な帯域幅は、通常限定される（たとえば、チャネル間隔のほぼ半分に）。この帯域幅の限定は、そのようなシステムが高いＳＥ（たとえば、約０．４のＳＥ）において動作することを本質的に妨害し、したがって、５０ＧＨｚのチャネル間隔を有する１０Ｇｂ／ｓチャネルおよび４０Ｇｂ／ｓチャネルの両方を支援するプラットフォームと共存可能ではない。
Ｕ．Ｓ．特許出願１０／３３１２９９、名称「Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ Ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」、１２／３０／２００２出願 Ｕ．Ｓ．特許出願１０／８６９４３１、名称「Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ Ｈａｖｉｎｇ Ａｎ Ａｌｔｅｒｎａｔｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ」、０６／０１／０４出願 Ｍ．シラサキ（Ｓｈｉｒａｓａｋｉ）、「Ｃｈｒｏｍａｔｉｃ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ ｕｓｉｎｇ ｖｉｒｔｕａｌｌｙ ｉｍａｇｅｄ ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ」、ＩＥＥＥ Ｐｈｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ．９、１５９８〜１６００ページ、１９９７年 Ｃ．Ｒ．ドウアー（Ｄｏｅｒｒ）ら、「Ｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｔｕｎａｂｌｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ ａ ｔｈｅｒｍｏｏｐｔｉｃ ｌｅｎｓ」、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ＯＦＣ’０２、ＰＤ ＦＡ６−２、２００２年 Ｃ．Ｋ．マドソン（Ｍａｄｓｅｎ）およびＧ．レンズ（Ｌｅｎｚ）、「Ｏｐｔｉｃａｌ ａｌｌ−ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒｓ ｆｏｒ ｐｈａｓｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｄｅｓｉｇｎ ｗｉｔｈ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ」、ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ．１０、９９４〜９９６ページ、１９９８年 Ｄ．Ｊ．モス（Ｍｏｓｓ）ら、「Ｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌ ｔｕｎａｂｌｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ａｌｌ−ｐａｓｓ ｍｕｌｔｉｃａｖｉｔｙ ｅｔａｌｏｎ」、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ＯＦＣ’０２、１３２〜１３３ページ、２００２年

本発明は、インタリーバおよび周期的群遅延分散補償モジュール（ＰＧＤ−ＤＣＭ）を使用する分散補償方法および装置を提供する。分散補償方法および装置は、高ＳＥ ＷＤＭ伝送を見込み、距離依存分散累積を有効に排除する。本発明によるＰＧＤ−ＤＣＭを使用すると、チャネル間ＸＰＭ（１０Ｇｂ／ｓチャネルでは重要な非線形ペナルティ）およびチャネル内４波混合（ＩＦＷＭ）（４０Ｇｂ／ｓチャネルでは枢要な非線形ペナルティ）が、著しく低減される。

本発明による分散補償器を使用する分散管理は、異なるデータ率（たとえば、１０Ｇｂ／ｓおよび４０Ｇｂ／ｓ）を有する高ＳＥ ＷＤＭシステムについて魅力的な解決法であるが、その理由は、良好な伝送性能を有する比較的簡単で費用効果の高い分散管理解決法を提供するからである。

１つの好ましい実施形態では、分散補償器装置は、ＷＤＭ信号の遇チャネルおよび奇チャネルを第１出力ポートおよび第２出力ポートにデインタリーブする第１インタリーバを含む。第１ＤＣＭが、第１出力ポートに結合され、第２ＤＣＭが、第２出力ポートに結合される。ＤＣＭの少なくとも１つには、ＷＤＭ信号の遇チャネルまたは奇チャネルの１つまたは複数について分散補償を提供する周期的群遅延（ＰＧＤ）ＤＣＭがある。第２インタリーバが、ＷＤＭ信号の遇チャネルおよび奇チャネルをインタリーブするために、ＤＣＭに結合される。

以上の概要、ならびに本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な記述は、添付の図面と関連して読まれるとき、より良く理解されるであろう。本発明を示すために、現在好ましい実施形態が、図面において示されている。しかし、本発明は、図示される精確な構成および手段に限定されないことを理解されたい。

以下の頭辞語が、本明細書において使用される。
ＤＣＦ 分散補償ファイバ
ＤＣＭ 分散補償モジュール
ＤＭＳ 分散管理ソリトン
ＤＰＳＫ 差分位相シフト・キー
Ｄ_{ＰＧＤ−ＤＣＭ} ＰＧＤ−ＤＣＭによって提供される分散
Ｄ_ｐｒｅ 事前分散補償
Ｄ_ＲＸ 受信器における全体的な分散
ＥＤＦＡ エルビウム・ドープ・ファイバ増幅器
ＬＨ ロング・ホール
ＮＲＺ 非ゼロ復帰
ＯＡＤＭ 光アド／ドロップ・マルチプレクサ
ＯＯＫ オン・オフ・キーイング
ＰＣ 偏光制御装置
ＰＧＤ 周期的群遅延
ＲＤＰＳ ＤＣＦによる補償後の伝送スパン当たりの残留分散
ＲＺ ゼロ復帰
ＳＥ スペクトル効率
ＴＤＣ 同調可能分散補償器
ＷＤＭ 波長分割多重（または多重化）
ＸＰＭ 交差位相変調
ＩＦＷＭ チャネル内４波混合

本明細書における「一実施形態」または「１つの実施形態」という表現は、実施形態に関連して記述される特定の特徴、構造、または特性を本発明の少なくとも１つの実施形態において含むことができることを意味する。本明細書の様々な箇所の「一実施形態では」という句の出現は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指す訳ではなく、別のまたは代替実施形態が、他の実施形態と互いに排他的である訳でもない。

図１は、本発明を実施することができる光通信システム１００のブロック図を示す。システム１００は、双方向リンク１０４によって結合されるノード１０２のネットワークを有し、ノードのそれぞれは、リンク１０４を介して搬送される光信号を処理するように適合される。各ノード１０２における信号処理は、隣接ノード間において光信号を経路設定することと、ネットワークからローカル受信器に指定されたトラフィック光信号を抽出する（すなわち、ドロップする）ことと、ローカル送信器によって生成された光信号をネットワーク・トラフィックに挿入する（すなわち追加する）こととを含むが、これに限定されるものではない。各リンク１０４は、１つまたは複数の光ファイバ、光増幅器（図示せず）、信号再生成装置（図示せず）、および他の慣例的な構成要素を含むことが可能である。

図２は、本発明の一実施形態による分散補償器装置２００のブロック図を示す。装置２００は、ＷＤＭ信号２０２の遇チャネルおよび奇チャネルを第１出力ポート２１２ａおよび第２出力ポート２１２ｂにそれぞれデインタリーブする第１インタリーバ２１２を備える。遇チャネルおよび奇チャネルは、ＷＤＭ信号２０２のチャネルの最小チャネル間隔だけ周波数がずれている。

第１分散補償モジュール（ＤＣＭ）２１５ａが、第１出力ポート２１２ａに結合され、第２ＤＣＭ２１５ｂが、第２出力ポート２１２ｂに結合される。第１ＤＣＭ２１５ａの通過帯域中心周波数は、遇チャネルの中心周波数と調整されることが好ましい。同様に、第２ＤＣＭ２１５ｂの通過帯域中心周波数は、奇チャネルの中心周波数と調整されることが好ましい。

第１ＤＣＭ２１５ａおよび第２ＤＣＭ２１５ｂの少なくとも一方は、ＷＤＭ信号２０２の遇チャネルまたは奇チャネルの１つまたは複数について分散補償を提供する周期的群遅延（ＰＧＤ）ＤＣＭである。第１ＤＣＭ２１５ａおよび第２ＤＣＭ２１５ｂが両方ともＰＧＤ−ＤＣＭである場合、ＤＣＭ２１５ａ、２１５ｂは、ほぼ同じ周期（周波数領域において）を有することが好ましく、通過帯域は、周期の約２分の１だけずれている。

ＰＧＤ−ＤＣＭ（たとえば、ＤＣＭ２１５ａおよび／またはＤＣＭ２１５ｂ）は、ギレ・ターノア反射エタロン・フィルタに基づくデバイス、全通過リング共振器フィルタに基づくデバイス、導波路格子ルータに基づくデバイス、または仮想撮像位相アレイを使用するデバイスである琴が好ましい。代替として、ＤＣＭ２１５ａ、２１５ｂの代わりに、従来のＤＣＦベースＤＣＭを使用することができる。

当業者なら、ＤＣＭ２１５ａ、２１５ｂの一方または両方が、第１インタリーブ２１２および第２インタリーブ２３２の一方または両方と統合されることが可能であることを理解するであろう。統合装置（図示せず）は、群遅延リプル補償および分散補償の両方を提供する。たとえば、必要な群遅延補償および分散補償を達成するために、いくつかのエタロン・ベース分散補償器をインタリーバの出力ポートおよび／または入力ポートと接続することができる。

第２インタリーバ２３２が、出力ＷＤＭ信号２０４を生成するために、ＷＤＭ信号２０２の遇チャネルおよび奇チャネルをインタリーブするように、第１ＤＣＭ２１５ａおよび第２ＤＳＭ２１５ｂに結合される。

ＷＤＭ信号２０２は、１０Ｇｂ／ｓのビット・レートを有するチャネル、および４０Ｇｂ／ｓのビット・レートを有するチャネルを含むことが可能である。１０Ｇｂ／ｓチャネルおよび４０Ｇｂ／ｓチャネルのチャネル間隔は、それぞれ、約５０ＧＨｚおよび約１００ＧＨｚである。ＷＤＭ信号２０２は、ＲＺまたはＮＲＺの伝送フォーマット、およびＯＯＫまたはＤＰＳのＫ変調フォーマットを有することが可能である。

本発明による光伝送システムの一実施形態では、図２を参照して上記で議論された複数の分散補償器装置が、伝送システムの複数の「ＤＣＭノード」（すなわち、分散補償器装置を有するノード）における分布分散補償に使用される。

ＤＣＭノードの各分散補償器装置は、そのＤＣＭノードと先行ＤＣＭノードとの間の伝送リンクにおいて累積した分散を補償するように適合されることが好ましい。各分散補償器装置は、ＤＣＭノード間の伝送リンクにおける累積分散を完全に補償することがより好ましい。

当業者なら、ＤＣＭノードの１つまたは複数は、図１０を参照して以下で議論されるように、ＯＡＤＭノードとすることが可能であり、分散補償器装置は、ＯＡＤＭに統合されることを理解するであろう。

光伝送システムは、システムにおいて伝送のために追加された（たとえば、ＯＡＤＭにおいて）１つまたは複数の光信号の事前分散補償を提供する１つまたは複数の事前分散補償器をさらに備えることが可能である。事前分散補償器によって提供される事前分散補償は、伝送距離とは無関係であることが好ましい。事前分散補償値は、伝送リンクにおける伝送スパンの分散の約１／３であることが好ましい。

光伝送システムは、システムにおいて伝送からドロップされている（たとえば、ＯＡＤＭにおいて）１つまたは複数の光信号の事後分散補償を提供する１つまたは複数の事後分散補償器をさらに備えることが可能である。事後分散補償器によって提供される事後補償も、伝送距離と無関係であることが好ましい。
光電気変換の際に（たとえば、受信器において）システムにおいて伝送されるＷＤＭ信号の全分散は、ほぼゼロである。

図３は、図２に示された分散補償器装置２００において使用することができる２つのＰＧＤ−ＤＣＭの群遅延特性をグラフで示す。当業者なら理解することができるように、ＤＣＭは、５０ＧＨｚだけずれており、有用な通過帯域（〜７０ＧＨｚ帯域幅の）内において各ＤＣＭによって提供される分散は、−１００ｐｓ／ｎｍである。上記で議論されたように、いくつかの異なるＤＣＭデバイスをこの目的のために使用することができる。これらのデバイスは、位相アレイを含み、たとえば、仮想撮像位相アレイまたはＶＩＰＡ（Ｍ．シラサキ（Ｓｈｉｒａｓａｋｉ）、「Ｃｈｒｏｍａｔｉｃ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ ｕｓｉｎｇ ｖｉｒｔｕａｌｌｙ ｉｍａｇｅｄ ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ」、ＩＥＥＥ Ｐｈｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ．９、１５９８〜１６００ページ、１９９７年参照）、導波路格子ルータ（Ｃ．Ｒ．ドウアー（Ｄｏｅｒｒ）ら、「Ｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｔｕｎａｂｌｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ ａ ｔｈｅｒｍｏｏｐｔｉｃ ｌｅｎｓ」、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ＯＦＣ’０２、ＰＤ ＦＡ６−２、２００２年参照）、ならびにリング共振器に基づく全通過フィルタ（Ｃ．Ｋ．マドソン（Ｍａｄｓｅｎ）およびＧ．レンズ（Ｌｅｎｚ）、「Ｏｐｔｉｃａｌ ａｌｌ−ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒｓ ｆｏｒ ｐｈａｓｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｄｅｓｉｇｎ ｗｉｔｈ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ」、ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ．１０、９９４〜９９６ページ、１９９８年参照）、またはギレ・ターノア反射エタロンに基づく全通過フィルタ（Ｄ．Ｊ．モス（Ｍｏｓｓ）ら、「Ｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌ ｔｕｎａｂｌｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ａｌｌ−ｐａｓｓ ｍｕｌｔｉｃａｖｉｔｙ ｅｔａｌｏｎ」、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ＯＦＣ’０２、１３２〜１３３ページ、２００２年参照）などである。

図４は、本発明の実施形態による、図３を参照して上記で議論された多重分散補償器装置を実施する伝送リンクにおける累積分散をグラフで示す。伝送リンクは、Ｄ＝６ｐｓ／ｋｍ／ｎｍを有する４０の１００ｋｍファイバ・スパンからなると想定される。ＲＤＰＳは、２５ｐｓ／ｎｍであると想定される。Ｄ＝−１００ｐｓ／ｎｍを有する分散補償器装置が、距離依存分散累積を排除するために、４スパンごとに使用される。事前分散補償値（Ｄ_ｐｒｅ）は、−２００ｐｓ／ｎｍに固定され、受信器における全分散（Ｄ_ＲＸ）は、０ｐｓ／ｎｍに固定される。

図５は、図４を参照して上記で議論された本発明の実施形態による分散補償器装置を実施する伝送リンクにおける２つの隣接チャネル（５０ＧＨｚ離れている）間の相対時間遅延をグラフで示す。注目すべきことに、分散補償器装置の使用により、隣接チャネルが、迅速に離れることが可能になる（４０スパン後に４ビット期間だけ）。比較として、距離依存分散累積を排除するために、ＤＣＦのみ（本発明による分散補償器装置の代わりに）が使用される場合、図５において点線として示されるように、隣接チャネル間にウォーク・オフ効果はない。本発明による分散補償器装置が使用されるときの大きなウォーク・オフにより、チャネル間ＸＰＭペナルティを著しく低減することができる。

図６Ａ〜Ｃは、３つの異なる分散マップ、（１）ＲＤＰＳ＝０ｐｓ／ｎｍ、Ｄ_ｐｒｅ＝−２００ｐｓ／ｎｍ、およびＤ_ＲＸ＝０ｐｓ／ｎｍを有する平面マップ（図６Ａ）、（２）ＲＤＰＳ＝２５ｐｓ／ｎｍ、Ｄ_ｐｒｅ＝−２００ｐｓ／ｎｍ、およびＤ_ＲＸ＝６００ｐｓ／ｎｍを有するＤＭＳマップ（図６Ｂ）、ならびに（３）ＲＤＰＳ＝２５ｐｓ／ｎｍ、Ｄ_ｐｒｅ＝−２００ｐｓ／ｎｍ、４スパン当たりＤ_{ＰＧＤ−ＤＣＭ}＝−１００ｐｓ／ｎｍ、およびＤ_ＲＸ＝０ｐｓ／ｎｍを有するマップについて、１０Ｇｂｉｔ／ｓ ＲＺ ＯＯＫチャネルが５０ＧＨｚ離れ、全チャネルが共偏光（平行な方向への又は同じ方向への偏光）され、かつＡＳＥのない密ＷＤＭについて、４０００ｋｍにおいてシミュレーションしたアイ・ダイアグラムを示す。

シミュレーションでは、伝送ファイバ非線形係数は、１．３／Ｗ／ｋｍであると想定され、損失は、０．２ｄＢ／ｋｍである。双方向ラーマン・ポンピングが、ファイバ損失を補償するために、４ｄＢ順方向ラーマン利得および１６ｄＢ逆方向ラーマン利得を提供する。各伝送ファイバ・スパン（１００ｋｍ）が、あるＲＤＰＳを得るように、ＤＣＦによって補償される。ＤＣＦは、０．６ｄＢ／ｋｍの損失を有し、透過的であるように逆方向ラーマン・ポンピングされる。伝送ファイバの開始時における信号強度およびＤＣＦは、それぞれ、チャネル当たり−５ｄＢｍおよび−９ｄＢである。５０ＧＨｚの間隔を有する全体で１０のＷＤＭチャネルがシミュレーションされ、図示されたアイ・ダイアグラムは、第５チャネルについてである。分散補償器装置が使用されるとき、４スパンごとに使用されることが好ましい。明らかに、ゼロＲＤＰＳを有する平面マップのタイミング・ジッタは、非常に大きいので、アイはほとんど完全に閉じられている。ＤＭＳマップは、より良好な性能を与えるが、４０００ｋｍ伝送後の最適Ｄ_ＲＸは、〜６００ｐｓ／ｎｍであり、これは大きく、かつ距離依存性である。最適な伝送性能は、分散補償器装置を使用し、かつ本発明によるマップを有するシステムによって達成される。

実際のシステムでは、ＲＤＰＳは、伝送ファイバとＤＣＦとの不完全分散傾斜不整合のために、すべてのＷＤＭチャネルについて同一ではない可能性がある。異なるＲＤＰＳ値の下で伝送性能を評価することが重要である。図７Ａ〜Ｄは、Ｄ_ｐｒｅ＝−２００ｐｓ／ｎｍおよびＤ_ＲＸ＝６００ｐｓ／ｎｍを有するＤＭＳマップ（図７Ａ、Ｃ）、およびＤｐｒｅ＝−２００ｐｓ／ｎｍ、４スパン当たりＤ_{ＰＧＤ−ＤＣＭ}＝−１００ｐｓ／ｎｍ、およびＤ_ＲＸ＝０ｐｓ／ｎｍを有する本発明による分散マップ（図７Ｂ、Ｄ）について、１０Ｇｂｉｔ／ｓ ＲＺ−ＯＯＫチャネルが５０ＧＨｚだけ離れ、全チャネルが共偏光され、ＡＳＥがなく、かつＲＤＰＳ＝２０ｐｓ／ｎｍ（図７Ａ、Ｂ）である密ＷＤＭ、ならびにＲＤＰＳ＝３０ｐｓ／ｎｍ（図７Ｃ、Ｄ）を有する密ＷＤＭについて、４０００ｋｍにおけるシミュレーションされたアイ・ダイアグラムを示す。再び、本発明による分散補償器装置および分散マップを有するシステムは、すべてのＲＤＰＳ値について、ＤＭＳシステムより性能が優れていることがわかる。

また、本発明によるシステムの分散マップにより、４０Ｇｂ／ｓ信号について良好な伝送性能も可能になることが保証されることが重要である。図８は、図６においても使用された３つの異なる分散マップについて、チャネルが１００ＧＨｚ離れ、全チャネルが共偏光され、かつＡＳＥがない密ＷＤＭ、４０Ｇｂｉｔ／ｓ、キャリア抑制ＲＺ（ＣＳＲＺ）ＯＯＫ伝送について、１６００ｋｍにおいてシミュレーションされたアイ・ダイアグラムを示す。平面マップ（図７Ａ）のタイミング・ジッタは、再び非常に大きいので、アイは、ほとんど閉じられている。ＤＭＳマップ（図７Ｂ）は、より良好な性能を与えるが、ＩＦＷＭ（「ゴースト・パルス」を生成することによる）は、＞３ｄＢ非線形ペナルティを生じる。本発明による分散補償器装置およびマップを使用するシステムの非線形ペナルティ（図７Ｃ）は、＜２ｄＢである。

本発明によるシステムの分散マップは、ＩＦＷＭペナルティを低減することによって、従来の「対称」分散マップ（｜Ｄ_ｐｒｅ｜が距離の増大と共に増大し、したがって、距離依存分散偏位が、ゼロに関して「対称的」である）より性能が優れていることもわかる。さらに、本発明によるシステムの分散マップは、４０Ｇｂ／ｓ伝送におけるＲＤＰＳの変化に対して頑強である。

ＸＰＭは、直交偏光チャネル間より共偏光チャネル間においてはるかに強いので、遇チャネルと奇チャネルとの間のチャネル間ＸＰＭペナルティは、２群間における相対偏光を回転させることによって、さらに低減することができる。これは、偏光制御装置（ＰＣ）を２経路（すなわち、遇チャネル経路および奇チャネル経路）の１つまたは複数に挿入することによって、本発明による分散補償器装置において達成することができる。

図９は、ＰＣ９２０を有する本発明の他の実施形態による分散補償器装置９００のブロック図を示す。分散補償器装置９００は、図２に関して上記で議論された分散補償器装置と同様の方式で機能する。偏光制御装置９２０を追加することにより、システムの性能について著しい向上を提供することができる。遇チャネルと奇チャネルとの間の相対偏光が、システムにおいて使用される各分散補償器装置において４５度だけ回転されると想定すると、強度（非線形）許容度が、〜１ｄＢだけ増大することがわかる。ＰＣ９２０は、簡単ファイバＰＣ、偏光スクランブラなどとすることができる。

各分散補償器装置における遇チャネルと奇チャネルとの間の相対時間遅延は、実際の商用実施態様では正確には同じでない可能性がある。実際、システムにおいて異なる分散補償器装置における遇チャネルと奇チャネルとの間の無作為時間ずれは、２群間の衝突をさらにスクランブルし、タイミング・ジッタは、より無作為に追加される。したがって、シミュレーションによって予測される本発明による分散マップを有するシステムにおける伝送性能の評価全体は、有効である。

当業者なら、図２の分散補償器装置２００は、図１０に示されるＯＡＤＭ１０００などのＯＡＤＭ内において当然実施することができることを理解するであろう。統合装置が、図１０のＯＡＤＭ１０００のインタリーバ１０１２、１０３２および分散補償器装置２００のインタリーバ２１２、２３２を有効に組み合わせる。

図１０からわかるように、ＯＡＤＭ１０００は、主要入力ポート１００２、主要出力ポート１００４、２つのドロップポート１００６ａ〜ｂ、および２つの追加ポート１００８ａ〜ｂを含む６ポート・デバイスである。

ＯＡＤＭ１０００は、第１インタリーバ１０１２を通るように主要入力ポート１００２に加えられたＷＤＭ信号を向けることによって動作する。第１インタリーバ１０１２は、入力ＷＤＭチャネルを遇チャネルおよび奇チャネルにデインタリーブし、これらは、ＷＤＭチャネルの最小チャネル空間だけ周波数がずれている。奇チャネルおよび遇チャネルは、それぞれ、第１出力ポート１０１２ａおよび第２出力ポート１０１２ｂにおいて、インタリーバから出力される、またはその反対である。奇チャネルおよび遇チャネルは、たとえば、ローカル受信器に分散されるように、スプリッタ１０１４ａ〜ｂを経てドロップポート１００６ａ〜ｂに経路設定され、または主要出力ポート１００４（たとえば、ネットワーク上においてさらに伝送するために）に経路設定される。ドロップポート１００６ａ〜ｂにおいてドロップされた信号は、波長ブロッカ１０１６ａ〜ｂを使用して、主要出力ポート１００４に到達することを阻止される。

次いで、以前に未使用のＷＤＭチャネルおよび／またはドロップ信号に対応するＷＤＭチャネルのいくつかまたはすべてが、たとえばローカル送信器から、追加ポート１００８ａ〜ｂに加えられる光信号を伝送するために使用されることが可能である。

追加ポート１００８ａ〜ｂに加えられた光信号は、ドロップポート１００６ａ〜ｂにおいてドロップされていない、主要入力ポート１００２において受信された光信号と、コンバイナ１０３４ａ〜ｂを使用して組み合わされる。

ポート１０３２ａおよび１０３２ｂにおいて受信された光信号（すなわち、それぞれ遇チャネルおよび奇チャネル）は、第２インタリーバ１０３２を使用してインタリーブされ、主要出力ポート１００４において出力される。

ＤＣＭ１０１５ａおよび１０１５ｂは、図２を参照して上記で議論されたＤＣＭと同様に、ＷＤＭ信号１００２の遇チャネルまたは奇チャネルの１つまたは複数について分散補償を提供するために、図１０に示されるように、第１インタリーバ１０１２と第２インタリーバ１０３２との間において結合されることが好ましい。

本発明は、示された実施形態により記述されてきたが、当業者なら、実施形態を変更することができ、それらの変更は、本発明の精神および範囲内にあることを容易に理解するであろう。したがって、多くの修正は、添付の請求項の精神および範囲から逸脱せずに、当業者によって実施されることが可能である。

本発明を実施することができるＷＤＭ光通信ネットワークのブロック図である。 本発明の一実施形態による装置のブロック図である。 本発明の実施形態と共に使用することができるＰＧＤ−ＤＣＭの群遅延特性をグラフで示すプロットである。 本発明の実施形態による多重分散補償器装置を実施する伝送リンクにおける累積分散をグラフで示すプロットである。 本発明の実施形態による多重分散補償器装置を実施する伝送リンクにおける２つの隣接チャネル間の相対時間遅延をグラフで示すプロットである。 分散マップについて、１０Ｇｂｉｔ／ｓゼロ復帰（ＲＺ）オン・オフ・キー（ＯＯＫ）光信号の４０００Ｋｍに渡る密ＷＤＭ光伝送についてシミュレーションしたアイ・ダイアグラムである。 分散マップについて、１０Ｇｂｉｔ／ｓゼロ復帰（ＲＺ）オン・オフ・キー（ＯＯＫ）光信号の４０００Ｋｍに渡る密ＷＤＭ光伝送についてシミュレーションしたアイ・ダイアグラムである。 分散マップについて、１０Ｇｂｉｔ／ｓゼロ復帰（ＲＺ）オン・オフ・キー（ＯＯＫ）光信号の４０００Ｋｍに渡る密ＷＤＭ光伝送についてシミュレーションしたアイ・ダイアグラムである。 通常の分散管理ソリトン（ＤＭＳ）分散マップについて、ＲＰＤＳ＝２０ｐｓ／ｎｍの１０Ｇｂｉｔ／ｓ ＲＺ−ＯＯＫ光信号の４０００ｋｍに渡る密ＷＤＭ光伝送についてシミュレーションしたアイ・ダイアグラムである。 本発明の態様による分散マップについて、ＲＰＤＳ＝２０ｐｓ／ｎｍの１０Ｇｂｉｔ／ｓ ＲＺ−ＯＯＫ光信号の４０００ｋｍに渡る密ＷＤＭ光伝送についてシミュレーションしたアイ・ダイアグラムである。 通常の分散管理ソリトン（ＤＭＳ）分散マップについて、ＲＰＤＳ＝３０ｐｓ／ｎｍの１０Ｇｂｉｔ／ｓ ＲＺ−ＯＯＫ光信号の４０００ｋｍに渡る密ＷＤＭ光伝送についてシミュレーションしたアイ・ダイアグラムである。 本発明の態様による分散マップについて、ＲＰＤＳ＝３０ｐｓ／ｎｍの１０Ｇｂｉｔ／ｓ ＲＺ−ＯＯＫ光信号の４０００ｋｍに渡る密ＷＤＭ光伝送についてシミュレーションしたアイ・ダイアグラムである。 分散マップについて、４０Ｇｂｉｔ／ｓキャリア抑制ＲＺ（ＣＳＲＺ）オン・オフ・キー（ＯＯＫ）光信号の１６００ｋｍに渡る密ＷＤＭ光伝送についてシミュレーションしたアイ・ダイアグラムである。 分散マップについて、４０Ｇｂｉｔ／ｓキャリア抑制ＲＺ（ＣＳＲＺ）オン・オフ・キー（ＯＯＫ）光信号の１６００ｋｍに渡る密ＷＤＭ光伝送についてシミュレーションしたアイ・ダイアグラムである。 分散マップについて、４０Ｇｂｉｔ／ｓキャリア抑制ＲＺ（ＣＳＲＺ）オン・オフ・キー（ＯＯＫ）光信号の１６００ｋｍに渡る密ＷＤＭ光伝送についてシミュレーションしたアイ・ダイアグラムである。 偏光制御装置（ＰＣ）を含む、本発明による装置の他の実施形態のブロック図である。 本発明の他の実施形態による光アド・ドロップ・マルチプレクサ装置の図である。

Claims (10)

1. ＷＤＭ信号の遇チャネルおよび奇チャネルを第１出力ポートおよび第２出力ポートにそれぞれデインタリーブする第１インタリーバと、
   前記第１出力ポートに結合された第１分散補償モジュール（ＤＣＭ）および前記第２出力ポートに結合された第２ＤＣＭであって、第１ＤＣＭおよび第２ＤＣＭの少なくとも一方が、前記ＷＤＭ信号の前記遇チャネルおよび前記奇チャネルの１つまたは複数について分散補償を提供する周期的群遅延（ＰＧＤ）ＤＣＭである、第１ＤＣＭおよび第２ＤＣＭと、
   前記ＷＤＭ信号の遇チャネルおよび奇チャネルをインタリーブする、前記第１ＤＣＭおよび前記第２ＤＣＭに結合された第２インタリーバとを備える、分散補償装置。
2. 前記第１ＤＣＭおよび前記第２ＤＣＭが、ＰＧＤ−ＤＣＭである、請求項１に記載の装置。
3. 前記第１ＤＣＭおよび前記第２ＤＣＭが、ほぼ同じ周期を有し、それらの通過帯域が、前記周期の約半分だけずれている、請求項２に記載の装置。
4. 前記第１ＤＣＭおよび前記第２ＤＣＭの少なくとも一方が、群遅延リプル補償および分散補償を提供するために、前記第１インタリーバまたは前記第２インタリーバの少なくとも一方と統合される、請求項１に記載の装置。
5. 前記ＷＤＭ信号の前記遇チャネルまたは前記奇チャネルの少なくとも１つの偏光を制御するために、前記第１インタリーバと前記第２インタリーバとの間において結合される偏光制御装置（ＰＣ）をさらに備える、請求項１に記載の装置。
6. 伝送システムの複数の分散補償モジュール（ＤＣＭ）ノードに分布した分散補償のための請求項１の複数の分散補償装置を備える、光伝送システム。
7. ＤＣＭノードの各分散補償装置が、先行ＤＣＭノードから伝送リンクに累積した分散を補償するように適合される、請求項６に記載のシステム。
8. 各分散補償装置が、前記伝送リンクにおける前記累積分散を完全に補償する、請求項７に記載のシステム。
9. 前記ＤＣＭノードの１つまたは複数が、光アド・ドロップ・マルチプレクサ・ノードである、請求項６に記載のシステム。
10. ＤＷＤＭ信号の遇チャネルおよび奇チャネルをデインタリーブすることと、
    周期的群遅延分散補償モジュールを使用して、前記ＤＷＤＭ信号の前記遇チャネルまたは前記奇チャネルの１つまたは複数について分散補償を提供することと、
    前記ＤＷＤＭ信号の遇チャネルおよび奇チャネルをインタリーブすることとを備える、分散補償方法。
    

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