JP3320996B2

JP3320996B2 - 波長多重光伝送装置

Info

Publication number: JP3320996B2
Application number: JP31485296A
Authority: JP
Inventors: 一郎瀬戸
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-11-26
Filing date: 1996-11-26
Publication date: 2002-09-03
Anticipated expiration: 2016-11-26
Also published as: US5937116A; JPH10164019A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源の波長変化も
しくは合分波器の波長透過特性変化に対し、光波形歪み
の小さい波長多重光伝送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光伝送は、送信側では情報をデジ
タル化して光変調し、伝送路である光ファイバにて伝送
すると共に、受信側では当該光ファイバにて伝送されて
きた光信号を電気信号に変換し、デジタル信号に戻して
情報を復元するといったものであり、広い帯域を確保で
きると共に、高速伝送が可能で、大容量の情報を高品位
に伝送できる通信システムである。

【０００３】そして、光ファイバ増幅器の進歩に伴い、
光伝送システムは研究開発がますます盛んに行われてお
り、将来のマルチメデイア情報化時代を実現する大容量
伝送方式として注目されている。

【０００４】ところで、光通信においては、搬送波周波
数の異なる複数の光信号を多重化することで容易に多数
の通信チャンネルが確保できる。この方式は、波長多重
光伝送と呼ばれる。この波長多重光伝送方式は、１チャ
ンネル当たりの伝送容量をあげることなく、波長領域で
複数のチャンネルを多重することにより、システム全体
の伝送容量を増加させることができる。

【０００５】特に接続点として活用できるノードとし
て、伝送路中に、チャンネルの分岐・挿入（Ａｄｄ／Ｄ
ｒｏｐＭｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒＡＤＭ）機能を持つ
ＡＤＭノードを設けるようにした波長多重光伝送装置
は、光ファイバの広帯域性と大容量性を有効に活用で
き、通信システムの規模拡張を容易にするため、光波ネ
ットワークを実現する伝送方式として期待されている。

【０００６】ＡＤＭノードは、主に光伝搬損失を補うた
めの光ファイバ増幅器、多重された異なる波長を持つチ
ャンネルを分波するための分波器、異なる波長を持つチ
ャンネルを合波して多重するための合波器、信号の分岐
・挿入・交換するクロスコネクトから構成される。

【０００７】合波器及び分波器（以下、これらを総称し
て合分波器と呼ぶ）はそれぞれチャンネル別に異なる波
長とした搬送波光信号を変調した各チャンネル別の光信
号を合波もしくは分波するための入力ポートもしくは出
力ポートを、少なくともチャンネル数分備えており、し
かも、これら各ポートは波長依存性を有していて、図２
に示されるような波長透過特性を持つ。すなわち、各ポ
ートは自己の対応するチャンネルの波長の中心周波数を
中心に所定の範囲内のみを通過させる波長透過特性を持
つように設定されている。しかも、波長透過特性は個々
の合分波器で微妙に差を持つことを避けられない。

【０００８】従って、伝送路中に挿入されるＡＤＭノー
ドの数が多くなると、それぞれ固有の波長透過特性を持
つ合分波器が連なることにより、全てのチャンネルにお
いて帯域制限領域が大きくなり、透過帯域が狭くなって
いくことになる。例えば、伝送路中にＭ個のＡＤＭノー
ドがある場合、光送信端局の合波器、ＡＤＭノード内の
分波器及び合波器、光受信端局の分波器が考えられ、合
計すると、波長透過特性を持つ合分波器が“２Ｍ＋２”
個も連なることになる。

【０００９】そして、合分波器の各ポートの波長透過特
性を半値透過帯域幅Ｂ_f のガウス型とすると、このシス
テムにおいては、“２Ｍ＋２”個の合分波器透過後には
半値透過帯域幅はＢ_f ／（２Ｍ＋２）^1/2 となり、透過
帯域幅はＡＤＭノード数に応じて大きく狭帯域化するこ
とになる。そして、これがＮＲＺパルスを使用する波長
多重光伝送装置において重大な問題を抱えることにな
る。

【００１０】すなわち、デジタルデータ化した情報を光
信号で伝送する場合に、デジタルデータをパルス信号化
し、これで所定波長の連続光による搬送波光を変調して
伝送に供するが、上記パルス信号としては、従来、ＮＲ
Ｚ（Ｎｏｎ−Ｒｅｔｕｒｍ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ：ＮＲＺ）
パルスを使用するのが普通であった。これは、ＮＲＺパ
ルスが光スペクトル帯域の広がりが小さく、高密度波長
多重に適したパルスであるという理由のためである。し
かし、このＮＲＺパルスの光信号は、狭帯域の波長透過
特性を持つ素子を通る際、光信号の搬送波波長が、その
素子の持つ透過中心波長に対して波長ずれがあった場合
に、光スペクトルが非対称となり、大きい光波形歪みを
引き起こす。

【００１１】そのため、ＮＲＺパルスの光信号を使用す
る波長多重光伝送装置であって、上述のように、伝送路
中にＡＤＭノードを持つ波長多重光伝送装置にあって
は、合分波器により透過帯域が狭帯域化するため、光源
の波長と合分波器の透過中心波長の波長ずれに対して、
光波形歪みが大きく生じるという問題を抱える。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来、高密度波長多重に適しているとされていたＮＲＺパ
ルスによる光信号を使用する波長多重光伝送装置では、
伝送路中にＡＤＭノードを持つ場合、光送信器側の光源
の波長に対する合分波器での透過中心波長の波長ずれが
あると、透過した光信号はその光スペクトルが非対称と
なり、従って、光波形歪みが大きいことが考えられるか
ら、通信品質を確保し、通信不能に陥らないためにも、
光源の波長と各合分波器の透過中心波長を一致させるこ
とが必要であった。

【００１３】つまり、光源及び合分波器の波長透過特性
の安定度に厳しい条件が必要であった。この波長の安定
度に対する条件は、伝送路に挿入されるＡＤＭノードの
数が増えるほど厳しくなることから、その通信システム
において必要とする波長安定度の精度に応じて、挿入で
きるＡＤＭノード数は制限されてしまう。しかし、伝送
路全域に亙り、全てのチャンネルの光源の波長と合分波
器の透過中心波長を安定的に一致させ、これを維持する
ことは、光源の波長、及び合分波器の波長透過特性の外
気温度依存による変動、また光源及び合分波器の経年劣
化などを考慮すると、技術的に非常に困難である。

【００１４】情報化社会の進展と、情報関連装置の発
達、普及の状況を考えると、チャンネルの分岐・挿入機
能を持つＡＤＭノードを伝送路中に、多数備える通信シ
ステムの必要性は、今後、ますます必要の度を深めるこ
とになり、従って、温度や経年劣化に対しても影響の少
ない、従って、ＡＤＭノードの設置数を拡大可能な技術
の開発が嘱望されている。

【００１５】そこで、この発明の第１の目的とするとこ
ろは、光源の波長及び合分波器の透過中心波長の波長ず
れによる光波形歪みを低減し、光源の波長及び合分波器
の波長透過特性の安定度に対する条件の許容度を広げ、
伝送路中に挿入できるＡＤＭノード数を従来よりも多く
することを可能とし、高信頼及び高安定化を図ることが
できるようにした波長多重光伝送装置を提供することに
ある。

【００１６】高密度波長多重によく用いられる分波用の
分波器は、複数のチャンネルが波長領域上で密に並んで
いるため、各チャンネルに対する透過帯域が伝送する光
信号に比べて十分広帯域ではない。また、全てのチャン
ネルにおいて、合分波器を含めた光フィルタの透過中心
波長と光源の波長を一致させることは技術的にも非常に
困難である。

【００１７】

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ため本発明の第１の発明に係わる波長多重光伝送装置で
は、各チャンネル別の伝送情報をパルス信号化し、各チ
ャンネル毎に異なる波長の搬送波光信号についてその該
当チャンネルの前記パルス信号にて変調して多重化し、
得られた波長多重光信号を送信する光送信端局と、波長
多重光信号を受信して各チャンネル別に分波し、復調す
る光受信端局と、これら光送信端局と光受信端局との間
を接続する光伝送路と、この光伝送路中に設けられるＡ
ＤＭノードであって、波長多重されたチャンネルから任
意のチャンネルを分岐・挿入（Add/Drop Multiplexer:A
DM）するため、波長多重光信号をチャンネル対応に分波
する分波器および、異なる波長を持つ各チャンネルの光
信号を合波して波長多重光信号にし、出力する合波器と
からなる少なくとも１つのＡＤＭノードとを備えて構成
すると共に、伝送する情報の前記パルス信号は、前記Ａ
ＤＭノードにおける分波器および合波器での透過中心波
長と光信号の中心波長のずれによる波形歪の抑制のた
め、ＲＺ（Return-to-Zero:RZ ）パルスを用いることを
特徴とするものである。

【００１９】

【００２０】

【００２１】本発明の第２の発明に係わる波長多重光伝
送装置では、本願の第１の発明において、該伝送路中に
エルビウムドープ光ファイバ増幅器を備え、前記光送信
端局及び前記光ファイバ増幅器出力における前記RZパル
ス波形のピークの電界強度Pが、 P＜Ps、但し、Ps = (0.776・λ^３・Aeff・｜D｜)／（π^２・n_２・c・ tｏ^２）（ここで、λは波長、Aeffは光ファイバの実効コア面
積、Dは波長分散値、n_２は光ファイバの非線形屈折率、
cは光速、tｏはパルスの半値全幅である）を満足するこ
とを特徴とするものである。

【００２２】

【００２３】本発明の第３の発明に係わる波長多重光伝
送装置では、本願の第１の発明又は第２の発明におい
て、送信される光パルスが群速度分散を有する伝送路で
ある光ファイバから与えられる波形歪みに対し、該波形
歪みの補償をする補償手段を伝送路中もしくは受信端局
に有することを特徴とするものである。

【００２４】このような構成の本装置は、従来、伝送情
報のデジタルデータをＮＲＺパルス化し、このＮＲＺパ
ルスでチャンネル対応の波長の搬送波光信号を変調して
いたものを、ＲＺパルスに変えてこのＲＺパルスで変調
するようにしたものである。

【００２５】ＮＲＺパルスは、ＲＺパルスに比べて、搬
送波波長から信号の最高変調周波数である波長まで、密
に光スペクトルが分布している。そのため、搬送波光信
号を発生する光源の波長及び合分波器（分波器または合
波器）の透過中心波長の波長ずれから生じる搬送波付近
での非対称な光スペクトル分布は光波形歪みとして影響
が大きく現れていた。またＮＲＺパルスは、信号系列の
“１”の連続の長さにより、様々な幅のパルスが存在す
るため、光スペクトルにおける低域から高域まで均等に
信号成分が分布している。よって、光スペクトルの低域
から高域までのバランスが崩れると、パターン効果が大
きく現れて光波形歪みが大きくなる問題があった。

【００２６】しかし、本願の第１の発明に係わる波長多
重光伝送装置ではＮＲＺパルスに変えてＲＺパルスを用
いるようにしている。ＲＺパルスは、信号系列の“１”
の連続の状態によらず、パルス形状は全て同じであり、
ＮＲＺパルスに比べて光スペクトル分布の広がりは大き
いが、搬送波波長と信号の最高変調周波数である波長に
光スペクトルが集中している。ＲＺパルスでは、この光
スペクトルの分布が大きいことにより、光源の波長と合
分波器の透過中心波長の波長ずれが起き、光スペクトル
分布が非対称になった場合においても、搬送波波長と信
号の最高変調周波数である波長におけるスペクトル集中
が極端に遮断されない限り、光波形歪みがＮＲＺパルス
ほど顕著には起こらない。また、ＲＺパルスにおいて
は、パルス形状が全て同じなので信号系列によるパター
ン効果は大きく現れず、主に帯域を制限されることによ
るパルス幅の広がりが現れるだけで、大きな波形歪みを
引き起こすことはない。

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体例を図面に基
づいて説明する。（第１の具体例）第１の具体例はＲＺパルスはＮＲＺパ
ルスと比べて、“波長ずれ”に対する許容度も大きく、
光源及び合分波器の波長透過特性の安定度に対する基準
も、大きく緩和できることを利用して、光源の波長と合
分波器の透過中心波長の波長ずれに起因する光波形歪み
問題を軽減するようにした例であり、以下、詳細を説明
する。

【００３５】図１は第１の具体例を示す構成図である。
図において、１は光送信端局、２−１〜２−Ｎは各チャ
ンネル毎の光送信器、３は合波器、４はエルビウムドー
プ光ファイバ増幅器、５は光ファイバ、６−１〜６−Ｍ
はＡＤＭノード、７は光受信端局、８は分波器、９−１
〜９−Ｎ９は各チャンネル別の光受信器、１０はクロス
コネクトである。

【００３６】送信局設備である光送信端局１は、光送信
器２−１〜２−Ｎ、合波器３、エルビウムドープ光ファ
イバ増幅器４を備えている。各チャンネル対応の光送信
器２−１〜２−Ｎは、それぞれ情報をＲＺ(Return to Z
ero)パルスの形状を持つ光信号に変換すると共に、それ
ぞれ内蔵する連続光（ＣＷ光）出射用の光源より得られ
るそれぞれのチャンネル対応に異なる波長の搬送波光を
このＲＺパルスの形状を持つ光信号にて変調して送信光
信号として出力するものである。

【００３７】合波器３は、各光送信器２−１〜２−Ｎの
送出する搬送波光信号を畳重して出力するものであり、
エルビウムドープ光ファイバ増幅器４は、この合波器３
からの出力された多重化された光信号（波長多重光信
号）を増幅して光ファイバ５へと出力するものである。

【００３８】光ファイバ５は、光信号の伝送路であっ
て、光送信端局１と光受信端局７との間に敷設されてい
る。ＡＤＭノード６−１〜６−Ｍは、光ファイバ５によ
る伝送路の中間位置に適宜に配置されたチャンネル分岐
・挿入機能を有した中継局である。

【００３９】ＡＤＭノード６−１〜６−Ｍは、エルビウ
ムドープ光ファイバ増幅器４、波長多重光信号を分波す
る分波器８、クロスコネクト１０、および合波器３とか
ら構成される。エルビウムドープ光ファイバ増幅器４は
入力された光信号を増幅して出力するためのものであっ
て、ＡＤＭノード６−１〜６−Ｍ用としては入口用およ
び出口用がそれぞれあり、入口用はＡＤＭノード６−１
〜６−Ｍの初段に、そして、出口用は最終段に設けられ
る。ＡＤＭノード６−１〜６−Ｍ用の合波器３は入口用
のエルビウムドープ光ファイバ増幅器４から出力された
光信号（搬送波光信号）をチャンネル別の光信号に分け
るためのものであり、クロスコネクト１０は信号を分岐
・挿入・交換する機能を持つ交換スイッチであり、ＡＤ
Ｍノード６−１〜６−Ｍ用の合波器３はこのクロスコネ
クト１０から分岐・挿入・交換処理されて出力された各
チャンネル別の光信号（搬送波光信号）を多重して出力
するものであり、出口用のエルビウムドープ光ファイバ
増幅器４はこの合波器３で多重された光信号を増幅して
出力するものである。

【００４０】光受信端局７は、末端の受信局であり、エ
ルビウムドープ光ファイバ増幅器４、分波器８および各
チャンネル別の光受信器９−１〜９−Ｎ９を備えてい
る。光受信端局７用のエルビウムドープ光ファイバ増幅
器４は伝送路である光ファイバ５にて伝送されてきた光
信号を増幅するためのものであり、光受信端局７用の分
波器８は、この増幅された光信号を各搬送波光信号毎に
分けるものであり、光受信器９−１〜９−Ｎ９は、各チ
ャンネル別に設けられた受信器であって、分波器８にて
各搬送波光信号毎に分けられた光信号のうち、自チャン
ネル対応の光信号が入力されてこの光信号を情報信号に
復調して得るためのものである。

【００４１】また、各光合波器３は各チャンネル別の入
力ポートを有しており、当該入力ポートに入力される光
信号を合波して波長多重光信号として出力端子側から出
力する構成としてあり、また、各分波器８は各チャンネ
ル別の出力ポートを有しており、入力端子に入力された
波長多重光信号を、搬送波波長別に分波してその波長対
応のチャンネルに相当する出力ポートより出力する構成
としてある。

【００４２】このような構成の本システムは、光送信端
局１において、伝送したい各チャンネル別の伝送情報は
各チャンネル別の光送信器２−１〜２−Ｎより、ＲＺパ
ルスの形状を持つ光信号Ｓ−１〜Ｓ−Ｎに変換し、ＲＺ
パルスの形状を持つこれら光信号を、チャンネル毎に異
なる波長の光とした搬送波で送信する。これは例えば、
光源から連続光のレーザビームを発生させ、このレーザ
ビームをＲＺ(Returnto Zero)パルスの形状にパルス符
号化した伝送情報の光信号で強度変調することで光送信
信号とすることで実現する。

【００４３】これら各チャンネル別の光送信信号（各チ
ャンネルの光信号Ｓ−１〜Ｓ−Ｎ）は光送信端局１内の
合波器３で波長多重され、光送信端局１内のエルビウム
ドープ光ファイバ増幅器（以下、光ファイバ増幅器）４
で増幅された後、伝送路である光ファイバ５を介してＡ
ＤＭノード６−１〜６−Ｍ及び光受信端局７へと伝送さ
れる。

【００４４】光受信端局７においては、伝送されてきた
波長多重光信号を自局内の光ファイバ増幅器４で増幅し
た後、自局内の分波器８で各波長毎に分波して、各チャ
ンネル別の光信号にし、これをそれぞれ自チャンネル対
応の光受信器９−１〜９−Ｎで受信し、情報信号に復調
する。

【００４５】伝送路である光ファイバ５の経路中間に設
置されたＡＤＭノード６−１〜６−Ｍは、主に光損失補
償のために入力側と出力側に挿入された光ファイバ増幅
器４と、波長多重光信号を異なる波長に応じて各チャン
ネルに分波する分波器８と、信号を分岐・挿入・交換す
る機能を持つクロスコネクト１０と、異なる波長を持つ
各チャンネルを多重する合波器３で構成されている。

【００４６】そして、本システムでは合分波器（合波器
３、分波器８）としては、多波長の光信号を扱うことが
でき、構成の面でも容易である“アレイ導波路と回折格
子を用いた構成のもの”や、“アレイ導波路格子（Ａｒ
ｒａｙｗａｖｅｇｕｉｄｅｇｒａｔｉｎｇ）を用いた
構成のもの”などを使用するようにする。

【００４７】ここで、ＡＤＭノードはチャンネルの分岐
・挿入を行う機能を持たせてあることから通常、ＡＤＭ
ノード内には、チャンネルの分岐・挿入を実施できるよ
うにするために、合分波器は分波用と合波用の対で挿入
されることが多い。ところが、合分波器出力である各チ
ャンネルに分波された光信号を、再度、同じ合分波器に
入力して合波させる構成も可能であり、従って、このよ
うな構成をとる場合、合分波器が１つだけ挿入される構
成とすることができることから、コストダウン、省スペ
ース化といった意味合いからも、このような構成のＡＤ
Ｍノードの採用も考えられる。

【００４８】このように合分波器には、様々な種類のも
のがあり、また様々な用途が考えられるが、合分波器は
それぞれのポートの波長透過特性の形状は、ガウス型の
ものが多く、従って、合分波器（合波器３および分波器
８）の波長透過特性としては図２に示すような波長−透
過損失特性を持つ。

【００４９】次に、この波長多重光伝送装置における光
源及び合分波器の透過中心波長の波長ずれが及ぼす光波
形歪みを、数値計算により示す。本具体例においては、
各チャンネルの伝送速度を１０［Ｇｂ／ｓ］（ギガビッ
ト／秒）とし、そして、伝送路中にはＡＤＭノードは９
個挿入されており、合分波器の各ポートの半値透過帯域
幅が０．４［ｎｍ］であるものとして説明する。

【００５０】ここでは光送信器の持つ光源の波長及び合
分波器の透過中心波長の波長ずれに対する光波形への歪
みの影響を示すため、隣接チャンネルからのクロストー
ク、伝送路である光ファイバ５の分散及び非線形効果は
無視して考える。

【００５１】但し、光ファイバ増幅器４における自然放
出光雑音は雑音指数６［ｄＢ］とし、光受信器において
は理想的な２乗検波を受信光信号に対して行い、検波後
の光信号は３ｄＢカットオフ周波数７．５［ＧＨｚ］の
等価フィルタを透過させるようにした。

【００５２】光源の波長及び合分波器の透過中心波長の
波長ずれの最悪の場合を想定するため、合分波器の透過
中心波長λ_ADM は全て一致しているものとし、その透過
中心波長λ_ADM から光源の波長λ_LDがずれている場合を
考える。

【００５３】今、上記透過中心波長λ_ADM に対する光送
信器光源の波長ずれをΔλ（但し、Δλ＝｜λ_ADM −λ
_LD｜）とし、この波長ずれΔλが０．０［ｎｍ］である
場合におけるＲＺパルスの受信時のアイパターンと光ス
ペクトルを図３に、また、波長ずれΔλが０．１［ｎ
ｍ］である場合におけるＲＺパルスの受信時のアイパタ
ーンと光スペクトルを図４に、そして、波長ずれΔλが
０．１６［ｎｍ］である場合におけるＲＺパルスの受信
時のアイパターンと光スペクトルを図５にそれぞれ示
す。なお、ここでのＲＺパルスはガウス形で半値全幅３
０［ｐｓ］とした。

【００５４】また、これらとの比較のために、波長ずれ
Δλ＝｜λ_ADM −λ_LD｜が０．０［ｎｍ］の場合におけ
るＮＲＺパルスの受信時のアイパターンと光スペクトル
を図６に、そして、波長ずれΔλが０．１［ｎｍ］の場
合におけるＮＲＺパルスの受信時のアイパターンと光ス
ペクトルを図７に示す。

【００５５】ＮＲＺパルスの場合は、図６をみるとΔλ
＝０．０［ｎｍ］（すなわち、波長ずれ無し）の場合、
（ａ）のアイパターンは広く開口しており、（ｂ）に示
す光スペクトルは中心周波数に対して±８［ＧＨｚ］程
度の範囲で分布が見られる。しかも、強さのレベルは中
心周波数を除き、極めて低い。また、図７をみるとΔλ
＝０．１［ｎｍ］の場合、（ａ）のアイパターンは大幅
に狭まった開口となり、（ｂ）に示す光スペクトルは中
心周波数に対して“−”側に６［ＧＨｚ］程度の範囲
で、また、“＋”側には２６［ＧＨｚ］程度の範囲で、
分布が見られる。しかも、強さのレベルは中心周波数を
除き、極めて低い。

【００５６】すなわち、ＮＲＺパルスの場合は、図６か
ら、Δλ＝０．０［ｎｍ］（すなわち、波長ずれ無し）
であっても、伝送路にＡＤＭノードが９個挿入されてい
ることによる透過帯域の狭帯域化から高域の信号成分が
削られ、パターン効果が起きていることがわかる。

【００５７】また、図７から、Δλ＝０．１［ｎｍ］に
おいては、光スペクトル分布の非対称とパターン効果に
よる光波形歪みが大きく起きており、問題が大きいこと
がわかる。図示はしていないがＮＲＺパルスの場合にお
いてΔλ＝０．１６［ｎｍ］の条件での観測をみるとア
イが完全に閉じており、使用不可であることがわかっ
た。

【００５８】一方、ＲＺパルスの場合は、図３をみる
と、Δλ＝０．０［ｎｍ］（すなわち、波長ずれ無し）
の場合、（ａ）のアイパターンは広く開口しており、
（ｂ）に示す光スペクトルは中心周波数に対して±１４
［ＧＨｚ］程度の範囲で左右対称の綺麗な分布が見られ
る。強さのレベルは中心周波数を除き、低い。

【００５９】また、図４をみると、Δλ＝０．１［ｎ
ｍ］の場合、（ａ）のアイパターンは広く開口してお
り、（ｂ）に示す光スペクトルは中心周波数に対して
“−”方向に６［ＧＨｚ］程度の範囲、“＋”方向に２
２［ＧＨｚ］程度の範囲にシフトするものの、左右対称
の綺麗な分布形状は変わらない。しかも、強さのレベル
は＋１０［ＧＨｚ］の位置に最大ピークのものが表わ
れ、他は低い。

【００６０】また、Δλ＝０．１６［ｎｍ］である図５
をみると、（ａ）のアイパターンは依然、広く開口して
おり、（ｂ）に示す光スペクトルはほぼ完全に“＋”領
域に移ってしまうものの、全体としてΔλ＝０．１［ｎ
ｍ］の場合の形状を裏返したような分布となり、左右対
称の綺麗な分布形状は変わらない。強さのレベルは＋１
０［ＧＨｚ］の位置に最大ピークのものが表われ、他は
低い。

【００６１】すなわち、ＲＺパルスの場合は、図３に示
されるように、Δλ＝０．０［ｎｍ］（すなわち、波長
ずれ無し）であっても、透過帯域が狭帯域であることに
より、ＮＲＺパルス同様、高域の信号成分が削れらるた
め、パルス幅が広くなるが、パターン効果はほとんど起
きておらず、アイが大きく開いている。つまり、このこ
とからＲＺパルスはＮＲＺパルスに比べて、より狭帯域
な透過帯域を伝送することができ、従って、伝送路中に
はより多くのＡＤＭノードを挿入可能であることがわか
る。

【００６２】また図４、図５に示されるように、ＲＺパ
ルスの場合はΔλ＝０．１［ｎｍ］、０．１６［ｎｍ］
においてもアイパターンが大きく開いており、波長ずれ
による光波形歪みへの影響はＮＲＺパルスに比べて非常
に小さいことがわかる。これにより、ＲＺパルスはＮＲ
Ｚパルスと比べて、“波長ずれ”に対する許容度も大き
く、光源及び合分波器の波長透過特性の安定度に対する
基準も、大きく緩和できることが伺える。

【００６３】このように、第１の具体例に示す波長多重
光伝送装置は、各チャンネル別の伝送情報をパルス信号
化し、光源にて発生させた各チャンネル別に異なる波長
の搬送波光信号をその該当チャンネルの伝送情報である
前記パルス信号で変調して多重化し、得られた波長多重
光信号を送信する光送信端局と、波長多重光信号を受信
して各チャンネル別に分波し、復調する光受信端局との
間を光伝送路で接続すると共に、光伝送路中には波長多
重されたチャンネルから任意のチャンネルを分岐・挿入
するための異なる波長を持つ各チャンネルに分波する分
波器と、異なる波長を持つ各チャンネルを合波する合波
器からなるＡＤＭノードを少なくとも１つ設けたシステ
ムにおいて、伝送する情報の前記パルス信号をＲＺパル
スとしたことを特徴としている。そして、伝送する情報
である前記デジタルデータの信号をＲＺパルスとするこ
とで、光信号波形をＲＺパルスで伝送するようにしたこ
とから、光源の波長及び合分波器の透過中心波長の波長
ずれによる光波形歪みを低減し、光源の波長及び合分波
器の波長透過特性の安定度に対する条件の許容度を広
げ、伝送路中に挿入できるＡＤＭノード数を従来よりも
多くすることを可能とし、高信頼及び高安定化を図るこ
とができるようになる。

【００６４】従来用いられていたＮＲＺパルスは、ＲＺ
パルスに比べて、搬送波波長から信号の最高変調周波数
である波長まで、密に光スペクトルが分布している。そ
のため、光源の波長及び合分波器の透過中心波長の波長
ずれから生じる搬送波付近での非対称な光スペクトル分
布は光波形歪みとして影響が大きく現れる。また、ＮＲ
Ｚパルスは、単位符号間隔の長さとパルスの長さが同じ
であるようなパルス波形であって、データ波形が“１”
以外の区間は“０”を表している形式のパルスであり、
このような形式のＮＲＺパルスを用いた場合には、信号
系列の“１”の連続の長さにより、様々な幅のパルスが
存在するため、光スペクトルにおける低域から高域まで
均等に信号成分が分布している。よって、光スペクトル
の低域から高域までのバランスが崩れると、パターン効
果が大きく現れて光波形歪みが大きくなる。

【００６５】それに対して、この第１の具体例に係わる
波長多重光伝送装置ではＲＺパルスを用いるようにし
た。ＲＺパルスは、情報ビット“１”でレベルを変化さ
せ（または“１”と“０”の符号が表れる毎にそれぞれ
所定のレベルに変化させ）、すぐに元のレベルに戻す形
式のパルスであって、このようなＲＺパルスは、信号系
列の“１”の連続の状態によらずパルス形状は全て同じ
であり、ＮＲＺパルスに比べて光スペクトル分布の広が
りは大きいが、搬送波波長と信号の最高変調周波数であ
る波長に光スペクトルが集中している。

【００６６】ＲＺパルスでは、この光スペクトルの分布
が大きいことにより、たとえ、光源の波長と合分波器の
透過中心波長の波長ずれが起き、光スペクトル分布が非
対称になった場合においても、搬送波波長と信号の最高
変調周波数である波長におけるスペクトル集中が極端に
遮断されない限り、光波形歪みがＮＲＺパルスほど顕著
には起こらない。また、ＲＺパルスにおいては、パルス
形状が全て同じであることから、信号系列によるパター
ン効果は大きく現われることがなく、主に帯域を制限さ
れることによるパルス幅の広がりが現れるだけで、大き
な波形歪みを引き起こすことはない。

【００６７】ゆえに、光伝送にＲＺパルスを使用する本
装置によれば、光源の波長及び合分波器の透過中心波長
の波長ずれによる光波形歪みを低減し、光源の波長及び
合分波器の波長透過特性の安定度に対する条件の許容度
を広げ、伝送路中に挿入できるＡＤＭノード数を従来よ
りも多くすることを可能とし、高信頼及び高安定化を図
ることができる波長多重光伝送装置が得られる。

【００６８】以上は、ＡＤＭノードを伝送路中間に多
数、挿入できるようにする技術であり、ＲＺパルスを使
用することで、目的を達成できることを示した。しか
し、単にＲＺパルスを使用するというだけでは、最大の
効果を十分に引き出すことはできない。そこで、ＲＺパ
ルスを使用する場合に、最大の効果を期待できる条件を
探求してみる。

【００６９】（第２の具体例）第２の具体例を説明す
る。第２の具体例において、想定する伝送路モデルは第
１の具体例と同様とする。第２の具体例は、用いるＲＺ
パルスの形状を工夫することで上記目的を達成する。

【００７０】ＲＺパルスの形状として、ガウス形で半値
全幅３０［ｐｓ］、２０［ｐｓ］と方形でデューティ比
５０％、３０％（立ち上がり、立ち下がりスロープ１５
％）を考え、光源の波長λ_ADM と合分波器の波長λ_LDの
波長ずれΔλに対するアイペナルティを図８に示す。実
際には、光信号を発生する光変調器の帯域は有限なた
め、方形パルスは立ち上がり及び立ち下がりスロープに
時間がかかり、台形パルスとなる。

【００７１】本具体例では、立ち上がり、立ち下がりス
ロープ時間を１ビットのタイムスロットの１５％とし
た。また、本具体例におけるアイペナルティは、１ビッ
トのタイムスロット２０％幅の識別時間帯に亙って得ら
れる最小アイ開口幅と、この識別時間幅における平均
“１”、“０”レベル差をデシベル（［ｄＢ］）で表
し、受光パワーペナルティを表している。

【００７２】ＲＺパルスの場合、図８に示されるよう
に、“ガウス形パルス”、“方形パルス”ともにＮＲＺ
パルスに比べて波長ずれに対する光波形劣化がとても小
さいことがわかる。さらに同じ形状であるガウス形パル
ス、方形パルスにおいては、パルス幅の狭い方が光スペ
クトル分布の広がりが大きいため、波長ずれΔλに対す
るアイペナルティが小さい。方形パルスとしては従来、
デューティ比５０％を用いる場合が多いが、デューティ
比は“より小さい”方が、波長ずれに強いことになる。

【００７３】また、“ガウス形パルス”と“方形パル
ス”においては、“方形パルス”の方が光スペクトル分
布の広がりが大きいため、波長ずれΔλに対するアイペ
ナルティが小さい。

【００７４】続いて、図９に方形パルスにおいて、立ち
上がり及び立ち下がりスロープが２０％と５％のときの
波長ずれに対するアイペナルティを示す。図９より、ス
ロープ５％の方がスロープ２０％に比べて、波長ずれに
対する波形歪みの影響が小さいことがわかる。これはス
ロープ時間が短くより完全な方形に近いパルスの方が、
光信号の光スペクトル分布が広くなるためである。

【００７５】つまり、光信号を発生する光変調器にはよ
り広い帯域を持つタイプを用いることでも波長ずれの影
響を軽減できる。具体的には、ＲＺパルスとしてデュー
ティ比５０％未満の“方形パルス”を用いるのが良い。

【００７６】このように第２の具体例に係わる波長多重
光伝送装置では、第１には、ＲＺパルスとして“方形パ
ルス”を用いるようにしたことを特徴としている。ＲＺ
パルスの形状は、大きく分けると“山形”か“方形”に
分けることができる。“方形パルス”はガウス形パル
ス、ハイパボリック形パルスに代表される山形パルスに
比べて、光スペクトル分布の広がりが大きい。そのた
め、光源の波長及び合分波器の透過中心波長の波長ずれ
による光スペクトル分布の非対称の影響が小さく、光波
形歪みを最も抑圧できる。

【００７７】また、第２の具体例に係わる波長多重光伝
送装置では、第２には、ＲＺパルスとしてデューティ比
５０％未満の方形パルスを用いるようにしたことを特徴
としている。方形パルスはデューティ比が小さいほど、
つまりパルス幅が細いほど、光スペクトル分布の広がり
が大きい。そのため、方形パルスにおいてはデューティ
比が小さいほど、光源の波長及び合分波器の透過中心波
長の波長ずれによる光スペクトル分布の非対称の影響が
小さくなり、光波形歪みをより抑圧できるようになる。

【００７８】従って、ＲＺパルスとしてデューティ比５
０％未満の“方形パルス”、望ましくは完全な方形を呈
するパルスを用いるようにすることで、光源の波長及び
伝送路中の光フィルタの透過中心波長の波長ずれによる
光波形歪みを最大限に低減でき、高品質な通信を可能に
すると共に、光源の波長及び光フィルタの波長透過特性
の安定度に対する条件の許容度を広げ、高信頼及び高安
定化を図ることができるようになる。

【００７９】以上は、ＡＤＭノードを伝送路中間に多
数、挿入できるようにする技術であったが、ＡＤＭノー
ドを使用しないシステムも考えられる。そして、このよ
うに伝送路上にＡＤＭノードが存在しないシステムの場
合においても、伝送路中、もしくは光送信端局側及び光
受信端局側内に備えた透過帯域の狭い光フィルタの透過
中心波長と光源の波長に波長ずれが生じると光波形劣化
が生じる。特に高密度波長多重によく用いられる分波用
の分波器は、複数のチャンネルが波長領域上で密に並ん
でいるため、各チャンネルに対する透過帯域が伝送する
光信号帯域に比べて十分広帯域ではない。また、全ての
チャンネルにおいて、合分波器を含めた光フィルタの透
過中心波長と光源の波長を一致させることは技術的にも
難しい。これに対処して、光源の波長及び伝送路中の光
フィルタの透過中心波長の波長ずれによる光波形歪みを
低減し、光源の波長及び光フィルタの波長透過特性の安
定度に対する条件の許容度を広げ、高信頼及び高安定化
を図ることができるようにした具体例を次に第３の具体
例として説明する。

【００８０】（第３の具体例）図１０に第３の具体例の
構成図を示す。この構成は、図１の構成における伝送路
中間のＡＤＭノード６−１〜６−Ｍを、光ファイバ増幅
器４に置き替えた例である。その他の構成は図１と同様
であるので、図１での説明を参照することとし、ここで
は改めて説明はしない。

【００８１】このような構成において光送信端局１で
は、各チャンネル毎の光送信器２−１〜２−Ｎより、図
１１に示される方形のＲＺパルスである光信号Ｓ−１，
〜Ｓ−Ｎをチャンネル対応に異なる波長の搬送波光信号
で送信する。各チャンネルの光信号Ｓ−１，〜Ｓ−Ｎ
は、これら光信号Ｓ−１，〜Ｓ−Ｎの光スペクトル帯域
よりも狭帯域の透過帯域幅を各ポートに持つ合波器３で
波長多重され、光送信端局１内の光ファイバ増幅器４を
通り、伝送路である光ファイバ５を介して光受信端局７
に伝送される。光受信端局７における動作は、第１の具
体例の光受信端局７と同じとする。

【００８２】第３の具体例において、各チャンネルの光
信号の伝送速度を１０［Ｇｂ／ｓ］とし、合波器３の各
ポートの３ｄＢ透過帯域幅を０．２５［ｎｍ］とする。
各光信号Ｓ−１，〜Ｓ−Ｎの波長は、合波器３の各ポー
トの透過中心波長に合わせて初期設定されるが、外気温
度変化もしくは合波器３および光送信器２−１，〜２−
Ｎ内の光源（搬送波となる、チャンネル対応の所定周波
数の連続光を発生する光源）の経年劣化により、いずれ
かのチャンネルにおいて合波器３の入力ポートの透過中
心波長に対する光信号の波長ずれが生じることが考えら
れる。

【００８３】例えば、チャンネルＬ（１≦Ｌ≦Ｎ）にお
いて、光源の波長と合分波器の透過中心波長との間に
０．２５［ｎｍ］の波長ずれが生じたとき、本発明によ
る方形のＲＺパルスを用いた場合における光ファイバ入
射時のアイパターンを、図１２（ａ）に示し、また、比
較のために、同じ条件でＮＲＺパルスを用いた場合にお
ける光ファイバ入射時のアイパターンを図１２（ｂ）に
示す。

【００８４】図１２に示されるように、方形のＲＺパル
スはＮＲＺパルスに比べて、波長ずれに対する光波形劣
化が小さい。波長多重光伝送のように複数のチャンネル
を持つ伝送系においては、様々な要因から特定のチャン
ネルにおいてのみ、光源の波長と合分波器の透過中心波
長の波長ずれが起きることが考えられ、またその可能性
はチャンネル数に比例して高くなる。

【００８５】そのため、光源及び合分波器の波長特性の
安定度に対して厳しい条件が必要とされ、装置の生産に
おいて歩留まりが悪くなり、コスト高につながってい
た。従って、波長ずれに対して光波形劣化の小さい方形
のＲＺパルスを用いるようにすることで、光源及び合分
波器の波長特性の安定度に対する条件を緩和することが
できることは、装置の生産性向上及び伝送特性の安定性
化につながり、高品質の通信が安定して可能な、波長多
重光伝送装置を安価に提供できることになる。

【００８６】以上、第３の具体例に係わる波長多重光伝
送装置では、伝送路中に伝送する光信号帯域に比ベ、そ
れほど広帯域ではない合分波器などの狭帯域光フィルタ
を備えるシステムの場合には、伝送対象の情報であるデ
ジタルデータのパルス信号として、方形のＲＺパルスを
用いるようにした。

【００８７】方形のＲＺパルスはＮＲＺパルス及びガウ
ス形に代表される三角形パルスに比べて、光スペクトル
分布の広がりが大きいため、狭帯域の光フィルタの透過
中心波長と光源の波長が波長ずれを起こした際において
も、光スペクトル分布の非対称の影響が小さく光波形歪
みを抑圧できる。

【００８８】従って、伝送路上にＡＤＭノードが存在し
ない高密度波長多重光通信システムにおいて、特に高密
度波長多重によく用いられる分波用の分波器は、複数の
チャンネルが波長領域上で密に並んでいるため、各チャ
ンネルに対する透過帯域が伝送する光信号帯域に比べて
十分広帯域ではなく、また、全てのチャンネルにおい
て、合分波器を含めた光フィルタの透過中心波長と光源
の波長を一致させることは技術的にも難しいが、本具体
例によれば、狭帯域の光フィルタの透過中心波長と光源
の波長が波長ずれを起こした際においても、光スペクト
ル分布の非対称の影響を小さくすることができ、光波形
歪みを抑圧できて、光源の波長及び光フィルタの波長透
過特性の安定度に対する条件の許容度を広げ、高信頼及
び高安定化を図ることができるようになる。

【００８９】以上は方形のＲＺパルスを用いるようにし
た例であったが、ＲＺパルスの特殊な例であるハイパボ
リックセカント形のＲＺパルスの場合、三角形パルスで
はあるものの特別な条件下では、狭帯域の光フィルタの
透過中心波長と光源の波長が波長ずれを起こした際にお
いても、光スペクトル分布の非対称の影響を小さくする
ことができ、光波形歪みを抑圧できて、光源の波長及び
光フィルタの波長透過特性の安定度に対する条件の許容
度を広げ、高信頼及び高安定化を図ることができるよう
になる。その例を次に第４の具体例として説明する。

【００９０】（第４の具体例）次に第４の具体例を説明
する。伝送路中に光信号帯域に比べそれほど広帯域では
ない合分波器などの狭帯域光フィルタを備える構成であ
る場合、ピークパワ−Ｐが前述のＰｓより小さく、光フ
ァイバの非線形効果による自己位相変調効果が無視でき
る領域において、ＲＺパルスとして波形形状が三角形の
ＲＺパルスを用いると良い。すなわち、波形形状が三角
形のＲＺパルスは、ＮＲＺパルスに比べて、狭帯域の光
フィルタの透過中心波長と光源の波長が波長ずれを起こ
した際においても、光スペクトル分布の非対称の影響が
小さい。従ってこの点より、光波形歪みの抑圧が可能で
ある。

【００９１】詳細を説明する。第４の具体例において説
明上、利用する伝送路モデルは第３の具体例と同様とす
る。すなわち、図１の構成における伝送路中間のＡＤＭ
ノード６−１〜６−Ｍを、光ファイバ増幅器４に置き替
えて図１０の如く構成した例である。また、ここでは各
チャンネルの伝送速度を１０［Ｇｂ／ｓ］として、光信
号の波形形状は図１３に示される半値全幅２０［ｐｓ］
のハイパボリックセカント（以下、ｓｅｃｈ）形のＲＺ
パルスとする。すなわち、波形形状が三角形のＲＺパル
スとするわけである。

【００９２】また、合波器３の各入力ポートの３ｄＢ透
過帯域幅を０．２５［ｎｍ］として、第３の具体例の同
様、あるチャンネルにおいて合波器３におけるそのチャ
ンネル用の入力ポートの透過中心波長に対する光信号の
波長に、波長ずれが生じた際での、本発明によるハイパ
ボリックセカント形のＲＺパルスを用いた場合での受信
器側におけるアイペナルティを、ＮＲＺパルスを用いた
場合でのそれと比較して図１４に示す。図１４（ａ）が
ハイパボリックセカント（ｓｅｃｈ）形のＲＺパルスを
用いた場合のアイペナルティ、図１４（ｂ）がＮＲＺパ
ルスを用いた場合でのアイペナルティである。

【００９３】図１４の特性曲線からわかるように、ｓｅ
ｃｈ形のＲＺパルスはＮＲＺパルスに比べて、波長ずれ
に対する光波形劣化が起こりにくく、波長ずれに対する
許容度が大きい。

【００９４】ところで、Ｌ．Ｆ．Ｍｏｌｌｅｎａｕｅｒ
等は、“Ｔｈｅｓｌｉｄｉｎｇ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
ｇｕｉｄｉｎｇｆｉｌｔｅｒ：ａｎｉｍｐｒｏｖ
ｅｄｆｏｒｍｏｆｓｏｌｉｔｏｎｆｉｔｔｅｒ
ｃｏｎｔｒｏｌ”、Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．１７，ｐ
ｐ．１５７５−１５７７，１９９２において、伝送路
の光フィルタの透過中心波長をスライディングさせてい
くソリトン伝送を発表している。ここでソリトンとは、
色分散無しで導波路中を伝搬するレーザ光のように、エ
ネルギの分散無しに伝搬する波を指す。

【００９５】この文献によると、「ＲＺパルスの特殊な
ケースである“ｓｅｃｈ形パルス（ハイパボリックセカ
ント形パルス）”は、分散距離よりも十分に短い間隔で
伝送路に光フィルタを離散的に挿入し、その透過中心波
長を伝送距離に比例してシフトさせても、光パルスの強
度を、ソリトン条件である、前述のＰｓより大きくし
て、光ファイバの非線形特性である自己位相変調効果を
利用して、ｓｅｃｈ形パルスを再度形成し続けていく特
徴がある」と述べられている。

【００９６】この第４の具体例に示す波長多重光伝送装
置は、各チャンネル別の伝送情報をパルス信号化し、光
源にて発生させた各チャンネル別に異なる波長の搬送波
光信号をその該当チャンネルの伝送情報である前記パル
ス信号で変調して多重化し、伝送する場合に、前記パル
ス信号として、ｓｅｃｈ形等のような三角形のＲＺパル
スを使用することを特徴としており、伝送路が、搬送波
光を発生する光源の波長と一致していない透過中心波長
を持つ狭帯域の帯域制限特性を持つ場合に、ソリトン条
件を満たしていないｓｅｃｈ形のような三角形のＲＺパ
ルス、あるいは方形等のＲＺパルスが、ＮＲＺパルスよ
りも光波形歪みの影響が非常に小さいことに着目して、
その特性を活用するようにした装置である。

【００９７】そして、本具体例によれば、狭帯域の光フ
ィルタの透過中心波長と光源の波長が波長ずれを起こし
た際においても、光スペクトル分布の非対称の影響を小
さくすることができ、光波形歪みを抑圧できて、光源の
波長及び光フィルタの波長透過特性の安定度に対する条
件の許容度を広げ、高信頼及び高安定化を図ることがで
きるようになる。

【００９８】以上、第５の具体例に係わる波長多重光伝
送装置では、伝送路中に光信号帯域に比べそれほど広帯
域ではない合分波器などの狭帯域光フィルタを備える構
成である場合、三角形のＲＺパルスを用いるようにした
ものであり、ピークパワ−Ｐが前述のＰｓより小さく、
光ファイバの非線形効果による自己位相変調効果が無視
できる領域において、三角形のＲＺパルスはＮＲＺパル
スに比べて、狭帯域の光フィルタの透過中心波長と光源
の波長が波長ずれを起こした際においても、光スペクト
ル分布の非対称の影響が小さく光波形歪みを抑圧できる
という特徴を利用したものである。

【００９９】次に透過中心波長と光源の波長が波長ずれ
を起こした際においても、光スペクトル分布の非対称の
影響が小さく、従って、光波形歪みを抑圧できる別の例
を第５の具体例として説明する。

【０１００】（第５の具体例）第５の具体例において
も、その説明上、利用する伝送路モデルは第４の具体例
と同様とする。すなわち、本具体例の場合、図１０の構
成において、各チャンネルの光送信器２−１，〜２−Ｎ
では、全ての伝送する光信号波形に半値全幅の等しい光
パルスを用いるための符号を適用する。すなわち、パル
ス信号として半値全幅の等しい光パルスを用いるための
符号を適用する。

【０１０１】このような符号には、例えば、光パルスの
送信スロットの位置で信号を伝達するＰＰＭ（Ｐｕｌｓ
ｅ−Ｃｏｄｅ−Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＰＰＭ）符号が
あり、スロット間にガードタイムを設けることで、信号
系列に依らず、等しい半値全幅の光パルスを用いること
ができる。

【０１０２】また、図１５に示されるように、信号系列
が変化するとき、つまり“０”→“１”、もしくは
“１”→“０”のとき、半分のスロット幅の半値全幅を
持つ光パルスを使用して搬送波光を変調し、伝送させる
符号も考えられる。

【０１０３】上述のような符号を適用された本波長多重
光伝送装置は、光源の波長と合分波器の透過中心波長と
の間の波長ずれに対して、伝送される光パルスの形状が
全て同一であるため、第１〜第４の具体例で示された効
果と同様に、信号系列に依るパターン効果が従来のＮＲ
Ｚパルスと比較して非常に小さく光波形歪みを大きく抑
圧することが可能となる。

【０１０４】以上、第５の具体例に係わる波長多重光伝
送装置では、伝送路中に光信号帯域に比べてそれほど広
帯域ではない合分波器などの狭帯域光フィルタを備える
場合に、全ての伝送する光信号波形に半値全幅（単一の
最大値を持つ分布曲線で、最大値の高さの２分１に対応
する２点間の距離；半値幅ともいう）の等しい光パルス
を用いる符号を適用するようにした。伝送する光信号波
形にＮＲＺパルスを用いた場合は、信号系列の“１”の
連続発生数により様々な半値全幅の光パルスが存在する
ため、狭帯域の光フィルタの透過中心波長と光源の波長
が波長ずれを起こした際に発生するパターン効果が大き
く光波形歪みが大きく生じてしまう。

【０１０５】しかし、本第５の具体例に係わる符号化さ
れた光信号波形は、信号系列に依らず光パルスの形状は
全て等しいため、パターン効果の影響を低減することが
でき光波形歪みを抑圧できるようになる。

【０１０６】（第６の具体例）次に第６の具体例を説明
する。図１６に第６の具体例の構成図を示す。この構成
において、受信端局７以外の構成は図１と同様であるの
で、図１での説明を参照することとし、ここでは改めて
説明はしない。ただし、伝送路である光ファイバ５を群
速度分散＋１８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍを持つ通常分散ファイ
バとし、伝送路中にＡＤＭノード６−１〜６−Ｍが５０
ｋｍ間隔で挿入されているとする。

【０１０７】この具体例においては、受信端局７におい
て、光分波器８の前段に光ファイバ５の群速度分散の光
波形への歪みを補償するための、分散補償器１１を挿入
する。分散補償器１１としては、分散補償ファイバもし
くはグレーティングファイバ等が考えられる。

【０１０８】各チャンネル１〜Ｎの光信号の伝送速度を
２．５Ｇｂ／ｓとし、合分波器の各ポートの３ｄＢ透過
帯域幅を０．４ｎｍとする。ここで、チャンネルＬ（１
≦Ｌ≦Ｎ）において、光源の波長と合分波器の透過中心
波長との間に、０．１５ｎｍの波長ずれを生じたとす
る。また伝送路中に挿入されているＡＤＭノード数をＭ
＝７とし、受信端局７に挿入される分散補償器１１にお
いては、送信されてきた光信号が光ファイバ５から受け
る群速度分散＋１８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ×（５０×８）ｋ
ｍを補償するために、−７２００ｐｓ／ｎｍの分散を持
つ。

【０１０９】このとき、本発明による方形のＲＺパルス
（デューティ比５０％、スロープ１５％）を用いた場合
におけるアイペナルティを横軸に通過したＡＤＭノード
数Ｍに対して、ＮＲＺパルスを用いた場合と比較して図
１７に示す。

【０１１０】すでに説明した本願の第５の具体例までの
話しから、ＲＺパルスは波長ずれに対して、ＮＲＺパル
スに比べて波形歪みが小さいことがわかっている。しか
し、伝送路が通常分散ファイバのように大きな群速度分
散を持つ場合においては、図１７に示されるように、Ｒ
ＺパルスはＮＲＺパルスに比べて信号帯域が広いため、
光ファイバの群速度分散の影響をより大きく被り、伝送
距離がのびていくにつれ、波形歪み劣化が大きくなって
いく。

【０１１１】これは伝送路が分散シフトファイバのよう
に、小さい群速度分散をもつ場合においても、長距離伝
送となると、群速度分散が蓄積されていき、大きな波形
歪みを引き起こすことになる。そのため、ＲＺパルスが
波長ずれに対してＮＲＺパルスよりも波形歪みが小さい
長所が消されてしまう。

【０１１２】しかし、本発明の第６の具体例のように受
信端局７において、光ファイバ５の持つ群速度分散と逆
符号の群速度分散を持つ分散補償器１１を挿入すること
で、光源の波長と合分波器の透過中心波長との間に波長
ずれがある場合においても、蓄積されてきた群速度分散
の波形歪みへの劣化を補償することが可能である。

【０１１３】そして分散補償をすることで、ＲＺパルス
の波長ずれに対して波形歪みが小さい長所を引き出すこ
とができる。（第７の具体例）伝送路から被る群速度分散に対する分
散補償方法としては、本発明の第６の具体例のように、
受信端局において送信端局から蓄積された群速度分散を
一括して分散補償する方式と、各ＡＤＭノードにおいて
分割して分散補償する方式が考えられる。

【０１１４】ここで、本発明の第７の具体例として、各
ＡＤＭノードにおいて、そのＡＤＭノードに至るまでの
間に、光信号が光ファイバから被る群速度分散を補償す
る方式を説明する。

【０１１５】図１８に第７の具体例の構成図を示す。こ
の構成において、ＡＤＭノード６−１〜６−Ｍ、及び受
信端局７以外の構成は図１と同様であるので、図１での
説明を参照することとし、ここでは改めて説明はしな
い。また、図１８の構成においても図１６の構成と同
様、伝送路である光ファイバ５を群速度分散＋１８ｐｓ
／ｎｍ／ｋｍを持つ通常分散ファイバとし、伝送路中に
ＡＤＭノード６−１〜６−Ｍが５０ｋｍ間隔で挿入され
ているとする。

【０１１６】各ＡＤＭノード６−１〜６−Ｍ及び受信端
局７において、光分波器８の前に光ファイバ５の群速度
分散の光波形への歪みを補償するための、分散補償器１
１を挿入する。各チャンネル１〜Ｎの光信号の伝送速度
を２．５Ｇｂ／ｓとし、合分波器の各ポートの３ｄＢ透
過帯域幅を０．４ｎｍとする。

【０１１７】ここで、チャンネルＬ（１≦Ｌ≦Ｎ）にお
いて、光源の波長と合分波器の透過中心波長との間に
０．ｌ５ｎｍの波長ずれを生じたとする。また、伝送路
中に挿入されているＡＤＭノード数をＭ＝１０とし、Ａ
ＤＭノード６−１〜６−Ｍ及ビ受信端局７に挿入される
分散補償器１１においては、送信されてきた光信号が入
力側の光ファイバ５から受ける群速度分散＋１８ｐｓ／
ｎｍ／ｋｍ×５０ｋｍを補償するために、−９００ｐｓ
／ｎｍの分散を持つ。

【０１１８】このとき、本発明による方形のＲＺパルス
（デューティ比５０％、スロープ１５％）において、分
散補償がある場合とない場合におけるアイペナルティを
横軸に通過したＡＤＭノード数Ｍに対して、伝送路に群
速度分散＋０．４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍを持つ分散シフトフ
ァイバ（ＤＳＦ）を用いた場合と比較して図１９に示
す。

【０１１９】図１９からわかるように、光源の波長と合
分波器の透過中心波長との間に波長ずれがある場合にお
いても、各ＡＤＭノード６−１〜６−Ｍ及び受信端局７
において、分割して分散補償をすることで、伝送路であ
る光ファイバ５が大きい群速度分散を持つ通常分散ファ
イバであっても、分散シフトファイバと同様の波長ずれ
の劣化で、光信号を伝送することが可能である。以上、
種々の具体例を説明したが、本発明は上述した具体例に
限定されるものでなく、その要旨を変更しない範囲内で
適宜変形して実施可能である。

【０１２０】

【発明の効果】以上、詳述したように本発明は、ＡＤＭ
ノードを伝送路中に備える波長多重光伝送装置におい
て、送信する光信号にＲＺパルスを用いるようにしたこ
とにより、光源の波長及び合分波器の透過中心波長の波
長ずれによる光波形歪みを著しく低減できるようにな
る。そのため、光源の波長及び合分波器の波長透過特性
に要求される波長安定度の許容度を大きくできる。さら
に挿入されるＡＤＭノード数に比例した透過帯域の狭帯
域化による光波形歪みも低減することが可能であり、伝
送路中に挿入可能なＡＤＭノード数も増やすことができ
る。

【０１２１】また高密度波長多重光伝送において、伝送
路に備えられる狭帯域の光フィルタに対しても、送信す
る光信号にＲＺパルスを用いる、もしくは半値全幅の等
しい光パルスを用いるための符号を適用することによ
り、光源の波長及び光フィルタの透過中心波長の波長ず
れによる光波形歪みを著しく低減することが可能とな
る。

【０１２２】以上のことから、光源の波長及び合分波器
などの光フィルタの透過波長特性の変動に対して高信
頼、高安定であり、ＡＤＭノード数も相当量多く挿入で
きるフレキシブルな大容量光伝送の波長多重光伝送装置
を提供することができ、マルチメディア情報化社会に適
した光波ネットワークを容易に実現できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を説明するための図であって、本発明の
第１の具体例における概略的なシステム構成例を示した
図。

【図２】合分波器の波長一透過率特性を示した図。

【図３】本発明を説明するための図であって、本発明の
第１の具体例で使用するＲＺパルスにおける波長ずれ
０．０［ｎｍ］のときのアイパターンと光スペクトル分
布を示した図。

【図４】本発明を説明するための図であって、本発明の
第１の具体例で使用するＲＺパルスにおける波長ずれ
０．１［ｎｍ］のときのアイパターンと光スペクトル分
布を示した図。

【図５】本発明を説明するための図であって、本発明の
第１の具体例で使用するＲＺバルスにおける波長ずれ
０．１６［ｎｍ］のときのアイパターンと光スペクトル
分布を示した図。

【図６】本発明の比較説明に用いるための図であって、
従来システムで使用するＮＲＺパルスにおける波長ずれ
０．０［ｎｍ］のときのアイパターンと光スペクトル分
布を示した図。

【図７】本発明の比較説明に用いるための図であって、
従来システムで使用するＮＲＺパルスにおける波長ずれ
０．１［ｎｍ］のときのアイパターンと光スペクトル分
布を示した図。

【図８】本発明を説明するための図であって、本発明の
第１及び第２の具体例において、ＲＺパルスとＮＲＺパ
ルスを使用した場合における波長ずれに対するアイペナ
ルティ特性を説明する図。

【図９】本発明を説明するための図であって、本発明の
第２の具体例において、スロープ時間の違う方形パルス
を使用した場合における波長ずれに対するアイペナルテ
ィ特性を説明する図。

【図１０】本発明を説明するための図であって、本発明
の第３の具体例システムの概略的構成を示す図。

【図１１】本発明を説明するための図であって、本発明
の第３の具体例で使用する方形ＲＺパルスの例を示す
図。

【図１２】本発明を説明するための図であって、本発明
の第３の具体例である方形ＲＺパルスの場合と、ＮＲＺ
パルスの場合における波長ずれ０．２５［ｎｍ］のとき
のアイパターンを示した図．

【図１３】本発明を説明するための図であって、本発明
の第４の具体例で使用するハイパボリックセカント形Ｒ
Ｚパルスの例を示す図。

【図１４】本発明を説明するための図であって、本発明
の第４の具体例において使用するハイパボリックセカン
ト形ＲＺパルスの場合と、ＮＲＺパルスの場合での波長
ずれに対するアイペナルティ特性例を示す図。

【図１５】本発明を説明するための図であって、本発明
の第５の具体例において符号化された送信光パルスの例
を示す図。

【図１６】本発明を説明するための図であつて、本発明
の第６の具体例における概略的なシステム構成を示した
図。

【図１７】本発明を説明するための図であって、本発明
の第６の具体例において、ＲＺパルスとＮＲＺパルスを
使用し、受信端局において分散補償がある場合とない場
合における、ＡＤＭノード数に対するアイペナルティ特
性を説明する図。

【図１８】本発明を説明するための図であって、本発明
の第７の具体例における概略的なシステム構成図を示し
た図。

【図１９】本発明を説明するための図であって、本発明
の第７の具体例において、ＲＺパルスを使用し、各ＡＤ
Ｍノードにおいて分散補償がある場合とない場合におけ
る、ＡＤＭノード数に対するアイペナルティ特性を説明
する図。

【符号の説明】

１…光送信端局２…ＲＺパルス光送信器３…合波器４…エルビウムドープ光ファイバ増幅器５…光ファイバ６…ＡＤＭノード７…光受信端局８…分波器９…光受信器１０…クロスコネクト１１…分散補償器。

フロントページの続き (56)参考文献特開平７−66779（ＪＰ，Ａ) 特開平５−145487（ＪＰ，Ａ) 特開平７−183848（ＪＰ，Ａ) 宮田英之、尾中寛、大塚和恵、近間輝美，光波ネットワークにおける合分波器の帯域制限の検討，1996年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会講演論文集２，日本，社団法人電子情報通信学会, 1996年８月30日，563、Ｂ−1078 宮田正英、瀬戸一郎、大島茂，光ＡＤＭにおける波長ずれに関する考察，1996 年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会講演論文集２，日本，社団法人電子情報通信学会，1996年８月30日，571、Ｂ−1086 大塚和恵、尾中寛、宮田英之、甲斐雄高、近間輝美，波長多重技術を用いた光ＡＤＭ及び光ルーティングの検討，電子情報通信学会技術研究報告，日本，社団法人電子情報通信学会，1996年２月15 日，Ｖｏｌ．95，Ｎｏ．511，31−36、ＯＣＳ95−100 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04J 14/00 - 14/08 H04B 10/00 - 10/28 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】各チャンネル別の伝送情報をパルス信号化
し、各チャンネル毎に異なる波長の搬送波光信号につい
てその該当チャンネルの前記パルス信号にて変調して多
重化し、得られた波長多重光信号を送信する光送信端局
と、波長多重光信号を受信して各チャンネル別に分波し、復
調する光受信端局と、これら光送信端局と光受信端局との間を接続する光伝送
路と、この光伝送路中に設けられるＡＤＭノードであって、波
長多重されたチャンネルから任意のチャンネルを分岐・
挿入（Add/Drop Multiplexer:ADM）するため、波長多重
光信号をチャンネル対応に分波する分波器および、異な
る波長を持つ各チャンネルの光信号を合波して波長多重
光信号にし、出力する合波器とからなる少なくとも１つ
のＡＤＭノードと、を備えて構成すると共に、伝送する情報の前記パルス信号は、前記ＡＤＭノードに
おける分波器および合波器での透過中心波長と光信号の
中心波長のずれによる波形歪の抑制のため、ＲＺ（Retu
rn-to-Zero:RZ ）パルスを用いることを特徴とする波長
多重光伝送装置。
【請求項２】請求項１に記載された波長多重光伝送装置
において、該伝送路中にエルビウムドープ光ファイバ増幅器を備
え、前記光送信端局及び前記光ファイバ増幅器出力における
前記RZパルス波形のピークの電界強度Pが、 P＜Ps、但し、Ps = (0.776・λ^３・Aeff・｜D｜)／（π^２・n_２・c・ tｏ^２）（ここで、λは波長、Aeffは光ファイバの実効コア面
積、Dは波長分散値、n_２は光ファイバの非線形屈折率、
cは光速、tｏはパルスの半値全幅である）を満足するこ
とを特徴とする波長多重伝送装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の波長多重光
伝送装置において、送信される光パルスが群速度分散を
有する伝送路である光ファイバから与えられる波形歪み
に対し、該波形歪みの補償をする補償手段を伝送路中も
しくは受信端局に有することを特徴とする波長多重光伝
送装置。