JP3506994B2 - 自動分散補償モジュールを備えた光通信システム - Google Patents
自動分散補償モジュールを備えた光通信システムInfo
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- JP3506994B2 JP3506994B2 JP2000040395A JP2000040395A JP3506994B2 JP 3506994 B2 JP3506994 B2 JP 3506994B2 JP 2000040395 A JP2000040395 A JP 2000040395A JP 2000040395 A JP2000040395 A JP 2000040395A JP 3506994 B2 JP3506994 B2 JP 3506994B2
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- H04B10/2519—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion using Bragg gratings
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- Signal Processing (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光通信システム、よ
り詳細には、システム性能を最適化するための一つある
いは複数の自動クロマティック分散補償モジュールを備
えた光通信システムに関する。
り詳細には、システム性能を最適化するための一つある
いは複数の自動クロマティック分散補償モジュールを備
えた光通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ通信システムは、膨大な量の
情報を非常に高速に伝送するというそれらが有する大き
な潜在力を達成しつつある。本質的には、光ファイバシ
ステムは、情報を運ぶ光信号のソース、光信号を運ぶた
めの光ファイバ伝送ライン、および光信号を検出し、光
信号が運ぶ情報を復調するための受信機から構成され
る。加えて、典型的には、光増幅器が伝送ラインに沿っ
て等間隔に配置され、追加／脱落ノードが適当な位置に
信号チャネルを追加あるいは脱落するために配置され
る。
情報を非常に高速に伝送するというそれらが有する大き
な潜在力を達成しつつある。本質的には、光ファイバシ
ステムは、情報を運ぶ光信号のソース、光信号を運ぶた
めの光ファイバ伝送ライン、および光信号を検出し、光
信号が運ぶ情報を復調するための受信機から構成され
る。加えて、典型的には、光増幅器が伝送ラインに沿っ
て等間隔に配置され、追加／脱落ノードが適当な位置に
信号チャネルを追加あるいは脱落するために配置され
る。
【０００３】光通信システムは、通常は、伝送媒体とし
て、高純度のシリカ光ファイバを用いる。従来のシステ
ムは、典型的には、光信号を、ある波長範囲を用いて伝
送するように設計され、より長い波長成分は、より短い
波長成分より、若干長い伝搬時間の遅延を受ける。ただ
し、このクロマティック分散は、今までは、光信号の情
報内容をそれほど劣化させることはなかった。これは、
初期のシステムは、単一のチャネルを分散が低い限られ
た波長領域から選んで用いるためである。
て、高純度のシリカ光ファイバを用いる。従来のシステ
ムは、典型的には、光信号を、ある波長範囲を用いて伝
送するように設計され、より長い波長成分は、より短い
波長成分より、若干長い伝搬時間の遅延を受ける。ただ
し、このクロマティック分散は、今までは、光信号の情
報内容をそれほど劣化させることはなかった。これは、
初期のシステムは、単一のチャネルを分散が低い限られ
た波長領域から選んで用いるためである。
【０００４】ところが、今日では、より多くの情報を運
ぶために、多数のチャネルをより広い波長領域に渡って
用いることが必要となってきており（ＷＤＭシステ
ム）、これに伴って、グループ速度分散をより精密に補
償することが要求されるようになっている。例えば、Ｗ
ＤＭシステムは、膨大な量の情報を伝送する能力、およ
びチャネルの追加／脱落やクロス接続などの網機能を容
易に組み込める能力を備えるために、その重要性が増大
しているが、ＷＤＭシステム内に提供されるチャネルの
数の増加に伴って分散の補償がますます重要な課題とな
っている。
ぶために、多数のチャネルをより広い波長領域に渡って
用いることが必要となってきており（ＷＤＭシステ
ム）、これに伴って、グループ速度分散をより精密に補
償することが要求されるようになっている。例えば、Ｗ
ＤＭシステムは、膨大な量の情報を伝送する能力、およ
びチャネルの追加／脱落やクロス接続などの網機能を容
易に組み込める能力を備えるために、その重要性が増大
しているが、ＷＤＭシステム内に提供されるチャネルの
数の増加に伴って分散の補償がますます重要な課題とな
っている。
【０００５】分散は、望ましくないパルスの歪みをもた
らし、結果として、帯域幅および／あるいは伝送距離を
制約する要因となる。このため、分散の補償は、通信シ
ステムの性能および終局的な商業上の成功にとって極め
て重要であり、波長チャネル当たり１０ Ｇｂｉｔ／ｓ
あるいはそれ以上の速度で動作するシステムでは、特に
重要である。分散の補償は、典型的には、特別に設計さ
れた光ファイバ、例えば、規定される分散を持つファイ
バや、チャープドファイバグレーティングを備えたファ
イバを用いて達成されるが、これらは両方とも、ある与
えられたファイバスパンの分散と、同一符号で反対規模
の固定量の分散を提供することで機能する。これら技法
は、両方とも、実証済みで、光波システムに組み込まれ
つつある。
らし、結果として、帯域幅および／あるいは伝送距離を
制約する要因となる。このため、分散の補償は、通信シ
ステムの性能および終局的な商業上の成功にとって極め
て重要であり、波長チャネル当たり１０ Ｇｂｉｔ／ｓ
あるいはそれ以上の速度で動作するシステムでは、特に
重要である。分散の補償は、典型的には、特別に設計さ
れた光ファイバ、例えば、規定される分散を持つファイ
バや、チャープドファイバグレーティングを備えたファ
イバを用いて達成されるが、これらは両方とも、ある与
えられたファイバスパンの分散と、同一符号で反対規模
の固定量の分散を提供することで機能する。これら技法
は、両方とも、実証済みで、光波システムに組み込まれ
つつある。
【０００６】高速ＷＤＭ光波網の性能は、システム設計
の詳細に大きく依存するが、特に、インライン分散のレ
ベル、分散勾配の補償、並びに、分散補償ファイバ（Ｄ
ＣＦ）内で発生する非線形効果は、重要である。さら
に、高速ＷＤＭ光波システムでは、例 えば、光増幅器
の利得の不完全な平坦化などに起因して発生する光電力
の小さな変動のために追加の非線形位相シフトが発生
し、このためにシステムの最適分散マップが変化するこ
ともある。この問題は、広い帯域幅に渡っての動作で
は、分散勾配の補償が不完全となり、分散バジッド（予
算）が低減するために、一層深刻となる。例えば、約４
０ｎｍの帯域幅にて動作し、０．０５ps/nm2kmなる未補
償の分散勾配を持つ典型的なシステムの場合は、分散内
の累積ダイバージェンスは（ＤＣＦによる約６０％の補
償を想定した場合）、約１．２ps/nm kmとなる。対応す
る分散バジッドは、典型的には、この値の２倍に取ら
れ、２．４ps/nm kmとなる。このことから、重大なペナ
ルティを発生することなく達成することができる最大伝
送距離（Ｌ）は、以下によって与えられることがわか
る： Ｌ＜104,000/(B2|D|)(Gb/s)2ps/nm （１） ここで、Ｂは、チャネル速度を表し、Ｄ、つまり、ファ
イバの分散は、４０ Ｇｂｉｔ／ｓのシステムでは、３
２ｋｍであり、１０ Ｇｂｉｔ／ｓのシステムでは、５
１２ｋｍである。こうして、１０ Ｇｂｉｔ／ｓ、４０
Ｇｂｉｔ／ｓ、あるいはこれ以上の速度で動作するシ
ステムでは、光電力の動的な変動と分散勾配と関連する
低減された分散バジッドの両方が組み合わさって網の設
計を極めて困難なものにすることがわかる。
の詳細に大きく依存するが、特に、インライン分散のレ
ベル、分散勾配の補償、並びに、分散補償ファイバ（Ｄ
ＣＦ）内で発生する非線形効果は、重要である。さら
に、高速ＷＤＭ光波システムでは、例 えば、光増幅器
の利得の不完全な平坦化などに起因して発生する光電力
の小さな変動のために追加の非線形位相シフトが発生
し、このためにシステムの最適分散マップが変化するこ
ともある。この問題は、広い帯域幅に渡っての動作で
は、分散勾配の補償が不完全となり、分散バジッド（予
算）が低減するために、一層深刻となる。例えば、約４
０ｎｍの帯域幅にて動作し、０．０５ps/nm2kmなる未補
償の分散勾配を持つ典型的なシステムの場合は、分散内
の累積ダイバージェンスは（ＤＣＦによる約６０％の補
償を想定した場合）、約１．２ps/nm kmとなる。対応す
る分散バジッドは、典型的には、この値の２倍に取ら
れ、２．４ps/nm kmとなる。このことから、重大なペナ
ルティを発生することなく達成することができる最大伝
送距離（Ｌ）は、以下によって与えられることがわか
る： Ｌ＜104,000/(B2|D|)(Gb/s)2ps/nm （１） ここで、Ｂは、チャネル速度を表し、Ｄ、つまり、ファ
イバの分散は、４０ Ｇｂｉｔ／ｓのシステムでは、３
２ｋｍであり、１０ Ｇｂｉｔ／ｓのシステムでは、５
１２ｋｍである。こうして、１０ Ｇｂｉｔ／ｓ、４０
Ｇｂｉｔ／ｓ、あるいはこれ以上の速度で動作するシ
ステムでは、光電力の動的な変動と分散勾配と関連する
低減された分散バジッドの両方が組み合わさって網の設
計を極めて困難なものにすることがわかる。
【０００７】これら波長の変動と電力レベルの変動のた
めに、固定すなわち静的な分散補償デバイス、例えば、
分散補償ファイバ（ＤＣＦ）や従来のチャープドブラッ
ググレーティングにて、高速ＷＤＭ光波網内の避けるこ
とができない分散および非線形性を効果的に管理（制
御）することは、極めて困難である。加えて、光網で
は、典型的には、網内の総光電力および／あるいは電力
の分布が変化する度に最適経路分散の低速な変動が発生
する。
めに、固定すなわち静的な分散補償デバイス、例えば、
分散補償ファイバ（ＤＣＦ）や従来のチャープドブラッ
ググレーティングにて、高速ＷＤＭ光波網内の避けるこ
とができない分散および非線形性を効果的に管理（制
御）することは、極めて困難である。加えて、光網で
は、典型的には、網内の総光電力および／あるいは電力
の分布が変化する度に最適経路分散の低速な変動が発生
する。
【０００８】図１は、従来の光ファイバ伝送システムの
一例を示す。このシステムは、送信機１０、伝送ファイ
バ路１１、および受信機１２から構成される。このシス
テムは、さらに、一つあるいは複数の静的分散補償モジ
ュール１４を備える。伝送路は、典型的には、従来の光
伝送ファイバから成り、オプションとして、一つあるい
は複数の光増幅器１３（典型的にはエルビウム増幅器）
が設置される。送信機の出力の所で、パルスの形状が整
形され、よく整えられる。典型的には、複数の光増幅器
１３を含む幾百キロにも及ぶ光ファイバ１１内を通る過
程で、このパルスは、次第に、広がり、歪みも増大する
が、このパルスは、（静的）分散補償モジュール１４に
通されることで、再整形され、ほとんど元の形状に回復
される。
一例を示す。このシステムは、送信機１０、伝送ファイ
バ路１１、および受信機１２から構成される。このシス
テムは、さらに、一つあるいは複数の静的分散補償モジ
ュール１４を備える。伝送路は、典型的には、従来の光
伝送ファイバから成り、オプションとして、一つあるい
は複数の光増幅器１３（典型的にはエルビウム増幅器）
が設置される。送信機の出力の所で、パルスの形状が整
形され、よく整えられる。典型的には、複数の光増幅器
１３を含む幾百キロにも及ぶ光ファイバ１１内を通る過
程で、このパルスは、次第に、広がり、歪みも増大する
が、このパルスは、（静的）分散補償モジュール１４に
通されることで、再整形され、ほとんど元の形状に回復
される。
【０００９】現実の光システムでは、伝送ファイバおよ
び網の他の要素内に大きな非線形性が発生し、これら非
線形性は、静的モジュールによる分散の完全な補償を阻
害する。つまり、固定の分散補償要素にてシステムを最
適化することは、非線形性のために追加の位相シフトお
よびパルスの歪みが発生し、これらは、光電力に依存
し、従って、網上のトラックが変化したり、エルビウム
ドープド増幅器の利得が変化したりするのに伴って、時
間と共に変化するために、困難である。つまり、現実の
高ビット速度光網では、全ての箇所で、全ての時間にお
いて、パルスの完全な回復を確保することは極めて困難
であり、このため、補償されないパルスの歪みが累積
し、システムの性能を著しく劣化させる結果となる。
び網の他の要素内に大きな非線形性が発生し、これら非
線形性は、静的モジュールによる分散の完全な補償を阻
害する。つまり、固定の分散補償要素にてシステムを最
適化することは、非線形性のために追加の位相シフトお
よびパルスの歪みが発生し、これらは、光電力に依存
し、従って、網上のトラックが変化したり、エルビウム
ドープド増幅器の利得が変化したりするのに伴って、時
間と共に変化するために、困難である。つまり、現実の
高ビット速度光網では、全ての箇所で、全ての時間にお
いて、パルスの完全な回復を確保することは極めて困難
であり、このため、補償されないパルスの歪みが累積
し、システムの性能を著しく劣化させる結果となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】加えて、一つではなく
複数のチャネルを用いる光システム（波長分割多重シス
テム）では、発生するパルスの歪みは、チャネルにも依
存し、これも、時間と共に変動する。波長分割多重シス
テムでは、網内の選択されたノードにおいて特定のチャ
ネルを追加あるいは脱落できる能力が必要となり、この
チャネルの追加および脱落は、例えば、所望のチャネル
を反射し、他の全てのチャネルは透過（伝送）するファ
イバグレーティングを用いることで達成される。ただ
し、チャネルの追加／脱落に伴ってファイバ内の平均電
力が変動するという新たな問題が発生する。この変動
は、利得平坦器によって対応されるが、ただし、光電力
の小さな変動は避けられない。この電力の変動の結果と
して、伝送ファイバ内のパルスは追加の歪みを受け、こ
のため、時間によって分散の補償の量を変化させる必要
がある。
複数のチャネルを用いる光システム（波長分割多重シス
テム）では、発生するパルスの歪みは、チャネルにも依
存し、これも、時間と共に変動する。波長分割多重シス
テムでは、網内の選択されたノードにおいて特定のチャ
ネルを追加あるいは脱落できる能力が必要となり、この
チャネルの追加および脱落は、例えば、所望のチャネル
を反射し、他の全てのチャネルは透過（伝送）するファ
イバグレーティングを用いることで達成される。ただ
し、チャネルの追加／脱落に伴ってファイバ内の平均電
力が変動するという新たな問題が発生する。この変動
は、利得平坦器によって対応されるが、ただし、光電力
の小さな変動は避けられない。この電力の変動の結果と
して、伝送ファイバ内のパルスは追加の歪みを受け、こ
のため、時間によって分散の補償の量を変化させる必要
がある。
【００１１】望ましくない分散の影響を除去するための
様々なアプローチが提唱されている。とりわけ、（ａ）
光パルスの再生、（ｂ）光学位相共役（ＯＰＣ）、
（ｃ）光ソリトン、などの技法は、有望であり、実験室
環境では実証されている。ただし、これらは、現在展開
されている現実のシステムに適用された場合は、重大な
制約を持つ。例えば、光学位相共役（ＯＰＣ）（中間ス
パンススペクトル反転とも呼ばれる）は、分散の補償を
リンクの中間点で遂行することを必要とされ、この要件
は、多くの光網の設計では、通常は、満足できない。ソ
リトンシステムは、非常に魅力的ではあるが、ただし、
システムの分散マップを厳格に管理する必要があり、他
の短所もある。
様々なアプローチが提唱されている。とりわけ、（ａ）
光パルスの再生、（ｂ）光学位相共役（ＯＰＣ）、
（ｃ）光ソリトン、などの技法は、有望であり、実験室
環境では実証されている。ただし、これらは、現在展開
されている現実のシステムに適用された場合は、重大な
制約を持つ。例えば、光学位相共役（ＯＰＣ）（中間ス
パンススペクトル反転とも呼ばれる）は、分散の補償を
リンクの中間点で遂行することを必要とされ、この要件
は、多くの光網の設計では、通常は、満足できない。ソ
リトンシステムは、非常に魅力的ではあるが、ただし、
システムの分散マップを厳格に管理する必要があり、他
の短所もある。
【００１２】網の再構成に起因するファイバの分散の変
化を補償するために、通信システム内に動的分散要素を
用いることも提唱されている。詳しくは、例えば、J.X.
Caiらによって、Proceedings of Optical Fiber Confer
ence,1998,page 365 (1998）に掲載の論文を参照された
いが、この文献は、伝送経路の長さの変化を補償するた
めに、分散モニタと、動的分散要素を用いることを提唱
する。このモニタは、送信機と受信機の間の総クロマテ
ィック分散を測定するが、ただし、このアプローチは、
分散は測定するが、伝送されたデータの保全性（健全
性）を直接に測定することはない。これは、伝送の際に
データも非線形な影響のために歪みを受けることや、分
散モニタによっては測定されない累積された位相シフト
のためにシステムの性能を最適化するために要求される
分散の補償が変化することなどを考えると、重大な欠陥
である。従って、システムの性能を最適化するための改
善された自動（動的）分散補償モジュールに対する必要
性が存在する。
化を補償するために、通信システム内に動的分散要素を
用いることも提唱されている。詳しくは、例えば、J.X.
Caiらによって、Proceedings of Optical Fiber Confer
ence,1998,page 365 (1998）に掲載の論文を参照された
いが、この文献は、伝送経路の長さの変化を補償するた
めに、分散モニタと、動的分散要素を用いることを提唱
する。このモニタは、送信機と受信機の間の総クロマテ
ィック分散を測定するが、ただし、このアプローチは、
分散は測定するが、伝送されたデータの保全性（健全
性）を直接に測定することはない。これは、伝送の際に
データも非線形な影響のために歪みを受けることや、分
散モニタによっては測定されない累積された位相シフト
のためにシステムの性能を最適化するために要求される
分散の補償が変化することなどを考えると、重大な欠陥
である。従って、システムの性能を最適化するための改
善された自動（動的）分散補償モジュールに対する必要
性が存在する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、一つあるいは
複数の自動（動的）分散補償モジュールを備えた光通信
システムを開示する。各モジュールは、可変分散要素、
データ保全性（健全性）モニタ、およびフィードバック
網から構成され、モニタはこれによって分散要素をシス
テムの性能が最適化されるように調節する。一つの好ま
しい実施例においては、分散補償モジュールはチャープ
ドブラッググレーティングから成り、グレーティング内
のチャープはファイバの長さ方向に沿って配置された薄
膜ヒータに電流を流すことによって誘発される。加えら
れる電流の強さによって、グレーティングの分散が決定
される。データ保全性モニタは、伝送されるデータの保
全性を検知し、グレーティングに加えられる電流を制御
するための電気フィードバック（信号）を生成する。
複数の自動（動的）分散補償モジュールを備えた光通信
システムを開示する。各モジュールは、可変分散要素、
データ保全性（健全性）モニタ、およびフィードバック
網から構成され、モニタはこれによって分散要素をシス
テムの性能が最適化されるように調節する。一つの好ま
しい実施例においては、分散補償モジュールはチャープ
ドブラッググレーティングから成り、グレーティング内
のチャープはファイバの長さ方向に沿って配置された薄
膜ヒータに電流を流すことによって誘発される。加えら
れる電流の強さによって、グレーティングの分散が決定
される。データ保全性モニタは、伝送されるデータの保
全性を検知し、グレーティングに加えられる電流を制御
するための電気フィードバック（信号）を生成する。
【００１４】本発明の性質、長所および他の様々な特徴
が、本発明の実施例の以下の説明を付属の図面を参照し
ながら読むことで一層明らかになるものである。
が、本発明の実施例の以下の説明を付属の図面を参照し
ながら読むことで一層明らかになるものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】この説明は、３つのパートから成
る。パート１では、自動分散補償モジュールを採用する
光通信システムについて説明し、パート２では、このモ
ジュールに適する一例としての可変分散補償グレーティ
ングについて説明し、パート３では、このモジュールに
適する一例としてのデータ保全性（健全性）モニタにつ
いて説明する。
る。パート１では、自動分散補償モジュールを採用する
光通信システムについて説明し、パート２では、このモ
ジュールに適する一例としての可変分散補償グレーティ
ングについて説明し、パート３では、このモジュールに
適する一例としてのデータ保全性（健全性）モニタにつ
いて説明する。
【００１６】１．自動分散補償モジュールを備える通信
システム 図面の説明に移り、図２は、本発明による一つあるいは
複数の自動分散補償モジュール２０を備える一例として
の光通信システムを簡略的に示す。このシステムは、自
動分散補償モジュール２０が追加される点を除いて、図
１のシステムと類似する。このモジュールは、一つある
いは複数の静的補償モジュール（図１の１４）を補強す
るためあるいはこれらの代替として、システム性能を最
適化する目的で用いられる。
システム 図面の説明に移り、図２は、本発明による一つあるいは
複数の自動分散補償モジュール２０を備える一例として
の光通信システムを簡略的に示す。このシステムは、自
動分散補償モジュール２０が追加される点を除いて、図
１のシステムと類似する。このモジュールは、一つある
いは複数の静的補償モジュール（図１の１４）を補強す
るためあるいはこれらの代替として、システム性能を最
適化する目的で用いられる。
【００１７】各自動分散補償モジュール２０は、可変分
散補償器３０、データ保全性モニタ３１、およびフィー
ドバック網３２を備え、モニタ３１は、フィードバック
網３２を介して分散補償器３０をシステムの性能が最適
化されるように調節する。この一例としてのモジュール
においては、可変分散補償器３０は、伝送ファイバに結
合された光サーキュレータ３２と可変分散補償グレーテ
ィング（ＤＣＧ）３３から成る。モニタ３１は、伝送ラ
インに結合された光受信機と、受信された信号からフィ
ードバック制御信号を派生（生成）するためのデータプ
ロセッサを含む。
散補償器３０、データ保全性モニタ３１、およびフィー
ドバック網３２を備え、モニタ３１は、フィードバック
網３２を介して分散補償器３０をシステムの性能が最適
化されるように調節する。この一例としてのモジュール
においては、可変分散補償器３０は、伝送ファイバに結
合された光サーキュレータ３２と可変分散補償グレーテ
ィング（ＤＣＧ）３３から成る。モニタ３１は、伝送ラ
インに結合された光受信機と、受信された信号からフィ
ードバック制御信号を派生（生成）するためのデータプ
ロセッサを含む。
【００１８】動作においては、伝送ファイバ１１上の信
号の一部が、例えば、タップ３４によってサンプリング
され、この信号を解析することで伝送されたデータの保
全性（健全性）の尺度が得られ、この尺度から可変分散
補償グレーティング（ＤＣＧ）３３を制御するためのフ
ィードバック信号が得られる。冗長符号化データが伝送
される場合は、この解析は、システム内のエラーに高度
に敏感なように選択された閾値レベルといった単純なも
のとされ、フィードバック（信号）は、エラー率を最小
化するように選択される。冗長コーティングには、例え
ば、既に光伝送において用いられているエラー検出信
号、例えば、SonetプロトコルのＢ−オクテット内のビ
ットインタリーブドパリティ８エラー検出コードが用い
られる。
号の一部が、例えば、タップ３４によってサンプリング
され、この信号を解析することで伝送されたデータの保
全性（健全性）の尺度が得られ、この尺度から可変分散
補償グレーティング（ＤＣＧ）３３を制御するためのフ
ィードバック信号が得られる。冗長符号化データが伝送
される場合は、この解析は、システム内のエラーに高度
に敏感なように選択された閾値レベルといった単純なも
のとされ、フィードバック（信号）は、エラー率を最小
化するように選択される。冗長コーティングには、例え
ば、既に光伝送において用いられているエラー検出信
号、例えば、SonetプロトコルのＢ−オクテット内のビ
ットインタリーブドパリティ８エラー検出コードが用い
られる。
【００１９】可変分散補償器３０内においては、伝送フ
ァイバ１１からの信号光は、サーキュレータ３２の一つ
のポートに入り、第二のポートの所に配置された可変分
散補償グレーティング（ＤＣＧ）３３に向けられる。こ
の実施例では、この可変分散補償グレーティング（ＤＣ
Ｇ）３３には、反射モードにて動作する可変ブラッググ
レーティング（Bragg grating）が用いられ、補償され
た信号光は、サーキュレ ータ３２に反射され、その
後、伝送ファイバ１１の次のセグメントに向かう。
ァイバ１１からの信号光は、サーキュレータ３２の一つ
のポートに入り、第二のポートの所に配置された可変分
散補償グレーティング（ＤＣＧ）３３に向けられる。こ
の実施例では、この可変分散補償グレーティング（ＤＣ
Ｇ）３３には、反射モードにて動作する可変ブラッググ
レーティング（Bragg grating）が用いられ、補償され
た信号光は、サーキュレ ータ３２に反射され、その
後、伝送ファイバ１１の次のセグメントに向かう。
【００２０】可変分散補償グレーティング（ＤＣＧ）３
３は、様々な可変分散グレーティング デバイスを用い
て実現することができる。例えば、調節可能なチャープ
を持つグレーティングを用いて、チャープを、テーパ抵
抗型ヒータ、テーパストレインリリーフ（歪み解放）あ
るいは磁気的に調節可能なストレインによって調節する
ことなどが考えられる。抵抗型ヒータを利用した可変分
散グレーティングデバイスについては、Eggletonらによ
って1998年10月30日付けで出願された“Optical Gratin
g Devices With Adjustable Cirp"なる名称の合衆国特
許出願第08/183,048号において開示されており、磁気的
に調節可能なデバイスについては、S.Jinらによって199
8年9月23日付けで出願された“Tunable Dispersion Com
pensatorand Optical System Comprising Same"なる名
称の合衆国特許出願第09/159,178号において開示されて
いるために、これら両方の文献も参照されたい。
３は、様々な可変分散グレーティング デバイスを用い
て実現することができる。例えば、調節可能なチャープ
を持つグレーティングを用いて、チャープを、テーパ抵
抗型ヒータ、テーパストレインリリーフ（歪み解放）あ
るいは磁気的に調節可能なストレインによって調節する
ことなどが考えられる。抵抗型ヒータを利用した可変分
散グレーティングデバイスについては、Eggletonらによ
って1998年10月30日付けで出願された“Optical Gratin
g Devices With Adjustable Cirp"なる名称の合衆国特
許出願第08/183,048号において開示されており、磁気的
に調節可能なデバイスについては、S.Jinらによって199
8年9月23日付けで出願された“Tunable Dispersion Com
pensatorand Optical System Comprising Same"なる名
称の合衆国特許出願第09/159,178号において開示されて
いるために、これら両方の文献も参照されたい。
【００２１】データ保全性モニタ３１には、伝送された
データの品質を維持するために、システムの性能レベル
を検知することができる様々なタイプのモニタを用いる
ことができる。伝送されたデータの品質は、例えば、伝
送されたスペクトルを解析することで間接的に検知する
ことも、あるいは、エラー率を解析することで直接的に
検知することもできる。
データの品質を維持するために、システムの性能レベル
を検知することができる様々なタイプのモニタを用いる
ことができる。伝送されたデータの品質は、例えば、伝
送されたスペクトルを解析することで間接的に検知する
ことも、あるいは、エラー率を解析することで直接的に
検知することもできる。
【００２２】２．可変分散補償グレーティング（ＤＣ
Ｇ） 図３は、図２の実施例に用いるのに適する一例としての
可変分散補償グレーティング（ＤＣＧ）３３を示す。グ
レーティング４０は、ファイバ４２内にアポダイズドブ
ラッググレーティング（apodized Bragg grating）を形
成するように設けられた一連の屈折率のパタベーション
（摂動）４１から成る。グレーティング４０は電気的に
調節可能な熱変換体４３と熱的に接触するように配置さ
れ、熱変換体４３としては、発熱体もしくは熱を能動的
に除去する吸熱体が用いられる。熱変換体４３は、典型
的には、発熱体、例えば、ファイバ上に設けられた抵抗
膜とされる。熱変換体４３は、例えば、抵抗がグレーテ
ィング４０の軸方向に沿って直線的に変化し、このため
グレーティングの発熱（温度）が直線的に変化し、直線
的なチャープが達成できるようにされる。この抵抗の変
化は、例えば、熱変換体４３の厚さをグレーティングの
軸方向に沿って変化させることで達成される。ペアの電
極４４、４５によって、電源４８、例えば、モニタフィ
ードバック回路内に含まれる電源からのワイヤ４６、４
７との電気的な接触が得られる。好ましくは、グレーテ
ィング４０は、熱を隔絶するために、直径約１ｃｍの円
筒状の管の中に密封される。このような熱的に調節可能
なグレーティングの構造、製造および動作については、
Eggletonらによって1998年10月30日付けで出願された
“Optical Grating Devices With Adjustable Chirp"な
る名称の合衆国特許出願S.N.08/183,048号において詳細
に説明されているために、これを参照されたい。
Ｇ） 図３は、図２の実施例に用いるのに適する一例としての
可変分散補償グレーティング（ＤＣＧ）３３を示す。グ
レーティング４０は、ファイバ４２内にアポダイズドブ
ラッググレーティング（apodized Bragg grating）を形
成するように設けられた一連の屈折率のパタベーション
（摂動）４１から成る。グレーティング４０は電気的に
調節可能な熱変換体４３と熱的に接触するように配置さ
れ、熱変換体４３としては、発熱体もしくは熱を能動的
に除去する吸熱体が用いられる。熱変換体４３は、典型
的には、発熱体、例えば、ファイバ上に設けられた抵抗
膜とされる。熱変換体４３は、例えば、抵抗がグレーテ
ィング４０の軸方向に沿って直線的に変化し、このため
グレーティングの発熱（温度）が直線的に変化し、直線
的なチャープが達成できるようにされる。この抵抗の変
化は、例えば、熱変換体４３の厚さをグレーティングの
軸方向に沿って変化させることで達成される。ペアの電
極４４、４５によって、電源４８、例えば、モニタフィ
ードバック回路内に含まれる電源からのワイヤ４６、４
７との電気的な接触が得られる。好ましくは、グレーテ
ィング４０は、熱を隔絶するために、直径約１ｃｍの円
筒状の管の中に密封される。このような熱的に調節可能
なグレーティングの構造、製造および動作については、
Eggletonらによって1998年10月30日付けで出願された
“Optical Grating Devices With Adjustable Chirp"な
る名称の合衆国特許出願S.N.08/183,048号において詳細
に説明されているために、これを参照されたい。
【００２３】以下では、一つの具体的な可変グレーティ
ング４０の設計および解析について説明する。 具体例 以下では、一定な分散を全帯域幅を通じて提供し、加え
る電圧を変化させることで、動的に調節可能なファイバ
グレーティングデバイスに関する詳細な結果について述
べる。このデバイスは、グレーティングの長さ方向に沿
っての直線的な温度勾配に依存し、この温度勾配は、膜
厚がファイバの長さに沿っての位置に反比例して変化す
る金属コーティングの抵抗発熱によって誘発される。チ
ャープ率、従って、分散は、加える電流を変化させるこ
とで、制御される。数値モデルおよび実験的根拠から、
温度は、非常に良好な近似で、グレーティングの長さ方
向に沿って直線的に変化し、結果としてのチャープは線
形となることが実証された。最初に、１Ｗ以下の電力に
て、分散を300ps/nm〜1350ps/nmの範囲で連続的にチュ
ーニング（調節）できることが実験的に実証された。グ
レーティングの分散特性の測定から、グループ遅延リプ
ルは、約１０psなる線形性からの平均偏差を持つことが
判明したが、これは、このデバイスは、１０Ｇｂｉｔ／
ｓ光波システムで動作するために十分に耐えられること
を示す。以下では、最初に、このデバイスの動作の原理
について説明し、続いて、チャープを規定する単純なモ
デル並びにそのような構造（モデル）を通じての熱の流
れに関するより詳細な数値シミュレーションを示し、最
後に、これらデバイスの幾つかの光学的測定値について
要約する。
ング４０の設計および解析について説明する。 具体例 以下では、一定な分散を全帯域幅を通じて提供し、加え
る電圧を変化させることで、動的に調節可能なファイバ
グレーティングデバイスに関する詳細な結果について述
べる。このデバイスは、グレーティングの長さ方向に沿
っての直線的な温度勾配に依存し、この温度勾配は、膜
厚がファイバの長さに沿っての位置に反比例して変化す
る金属コーティングの抵抗発熱によって誘発される。チ
ャープ率、従って、分散は、加える電流を変化させるこ
とで、制御される。数値モデルおよび実験的根拠から、
温度は、非常に良好な近似で、グレーティングの長さ方
向に沿って直線的に変化し、結果としてのチャープは線
形となることが実証された。最初に、１Ｗ以下の電力に
て、分散を300ps/nm〜1350ps/nmの範囲で連続的にチュ
ーニング（調節）できることが実験的に実証された。グ
レーティングの分散特性の測定から、グループ遅延リプ
ルは、約１０psなる線形性からの平均偏差を持つことが
判明したが、これは、このデバイスは、１０Ｇｂｉｔ／
ｓ光波システムで動作するために十分に耐えられること
を示す。以下では、最初に、このデバイスの動作の原理
について説明し、続いて、チャープを規定する単純なモ
デル並びにそのような構造（モデル）を通じての熱の流
れに関するより詳細な数値シミュレーションを示し、最
後に、これらデバイスの幾つかの光学的測定値について
要約する。
【００２４】このデバイスは、膜厚がグレーティングの
長さ方向に沿って変化するように金属の薄膜をコーティ
ングされた無チャープのアポダイズドブラッググレーテ
ィング（apodized Bragg grating）から構成される。こ
の膜に電流を流すと、局所的な抵抗性の発熱が起こる
が、この発熱は、膜厚によって決定（支配）される。従
って、膜厚を制御することで、温度プロフィル、従っ
て、グレーティングのチャープを、かなりの程度まで、
制御することが可能となる。以下では、簡単のために、
（１）ファイバのコア内の温度分布は、抵抗性の膜によ
って生成される発熱パワーの分布に従う（つまり、ファ
イバの長さに沿っての熱の流れのために温度分布の形状
が発熱の分布から著しくずれることはない）、（２）温
度の増加は発熱パワーに正比例する（つまり、ファイバ
から流出する熱は、放射と対流は厳密には非線形な過程
であるが、概ね線形である）、（３）ブラッグ共振のシ
フトは温度の変化に正比例し、このためチャープと膜厚
プロフィルとの関係を記述する単純な式を導出すること
ができる、ものと想定する。最初に、局所抵抗Ｒ（ｚ）
は膜厚ｔ（ｚ）に反比例するという事実を用いること
で、以下が得られる： Ｒ（ｚ）〜１／ｔ（ｚ） （２） ここで、ｚは、グレーティングに沿っての位置を表す。
発散される局所パワーは以下によって与えられるものと
し： Ｐ（ｚ）＝Ｉ2Ｒ（ｚ） （３） さらに、局所的な温度変化は発散するパワーに比例する
ものとすると、以下が得られる： ΔλB（ｚ）〜ΔＴ（ｚ）〜Ｉ2／ｔ（ｚ） （４） ここで、ΔλB（ｚ）は、ブラッグ波長の局所的なシフ
トを表し、ΔＴ（ｚ）は、温度の変化を表し、Ｉは、加
えられる電流を表す。この式は、これらデバイスの挙動
の単純な概算の記述を与え、可変グレーティングデバイ
スおよび関連する分散を設計するためのガイドとなる。
例えば、膜厚がグレーティングの長さに沿っての距離に
反比例する（つまり、ｔ（ｚ）〜Ｉ／ｚによって与えら
れる）ものと想定すると、ΔλB（ｚ）〜ｚとなり、こ
れは、ブラッグ波長が長さ方向に沿って線形的に変化す
るグレーティングに対応する。このグレーティングの分
散は、良好な近似で、Ｄ＝ｄΔτ／ｄΔλによって与え
られる。ここで、Δτ＝２ｎＬ／ｃは、グレーティング
のラウンドトリップ時間を表し、ｎは、ファイバの屈折
率を表し、Ｌは、グレーティングの長さを表し、ｃは、
真空中の光の速度を表し、Δλは、グレーティングの帯
域幅を表す。こうして、式（４）を用い、ｔ（ｚ）〜Ｉ
／ｚなる膜厚プロフィルを想定すると、グレーティング
の分散は、加えられる電圧もしくは電流の二乗の逆数に
比例する、すなわち、Ｄ〜Ｉ／Ｖ2〜Ｉ／Ｉ2が成立す
る、ことを簡単に示すことができる。
長さ方向に沿って変化するように金属の薄膜をコーティ
ングされた無チャープのアポダイズドブラッググレーテ
ィング（apodized Bragg grating）から構成される。こ
の膜に電流を流すと、局所的な抵抗性の発熱が起こる
が、この発熱は、膜厚によって決定（支配）される。従
って、膜厚を制御することで、温度プロフィル、従っ
て、グレーティングのチャープを、かなりの程度まで、
制御することが可能となる。以下では、簡単のために、
（１）ファイバのコア内の温度分布は、抵抗性の膜によ
って生成される発熱パワーの分布に従う（つまり、ファ
イバの長さに沿っての熱の流れのために温度分布の形状
が発熱の分布から著しくずれることはない）、（２）温
度の増加は発熱パワーに正比例する（つまり、ファイバ
から流出する熱は、放射と対流は厳密には非線形な過程
であるが、概ね線形である）、（３）ブラッグ共振のシ
フトは温度の変化に正比例し、このためチャープと膜厚
プロフィルとの関係を記述する単純な式を導出すること
ができる、ものと想定する。最初に、局所抵抗Ｒ（ｚ）
は膜厚ｔ（ｚ）に反比例するという事実を用いること
で、以下が得られる： Ｒ（ｚ）〜１／ｔ（ｚ） （２） ここで、ｚは、グレーティングに沿っての位置を表す。
発散される局所パワーは以下によって与えられるものと
し： Ｐ（ｚ）＝Ｉ2Ｒ（ｚ） （３） さらに、局所的な温度変化は発散するパワーに比例する
ものとすると、以下が得られる： ΔλB（ｚ）〜ΔＴ（ｚ）〜Ｉ2／ｔ（ｚ） （４） ここで、ΔλB（ｚ）は、ブラッグ波長の局所的なシフ
トを表し、ΔＴ（ｚ）は、温度の変化を表し、Ｉは、加
えられる電流を表す。この式は、これらデバイスの挙動
の単純な概算の記述を与え、可変グレーティングデバイ
スおよび関連する分散を設計するためのガイドとなる。
例えば、膜厚がグレーティングの長さに沿っての距離に
反比例する（つまり、ｔ（ｚ）〜Ｉ／ｚによって与えら
れる）ものと想定すると、ΔλB（ｚ）〜ｚとなり、こ
れは、ブラッグ波長が長さ方向に沿って線形的に変化す
るグレーティングに対応する。このグレーティングの分
散は、良好な近似で、Ｄ＝ｄΔτ／ｄΔλによって与え
られる。ここで、Δτ＝２ｎＬ／ｃは、グレーティング
のラウンドトリップ時間を表し、ｎは、ファイバの屈折
率を表し、Ｌは、グレーティングの長さを表し、ｃは、
真空中の光の速度を表し、Δλは、グレーティングの帯
域幅を表す。こうして、式（４）を用い、ｔ（ｚ）〜Ｉ
／ｚなる膜厚プロフィルを想定すると、グレーティング
の分散は、加えられる電圧もしくは電流の二乗の逆数に
比例する、すなわち、Ｄ〜Ｉ／Ｖ2〜Ｉ／Ｉ2が成立す
る、ことを簡単に示すことができる。
【００２５】簡単化のための想定を置かず、一般的な場
合を扱うために、非線形有限要素モデリングを用いて、
上述のような幾何（形状）を持つデバイスを動作したと
きの定常熱分布が計算された。すなわち、円筒対称性を
想定し、以下に示す熱拡散に関する式が解かれた： ▽・（κ（ｒ）▽（Ｔ（ｒ、ｚ）））＝０ （５） ここで、Ｔ（ｒ、ｚ）は、温度を表し、κ（ｒ）は、熱
伝導率を表す。この計算が、銀のテーパ膜を塗布された
ガラス繊維（直径１２０μｍ）から成る２材料構造に対
して遂行された。銀とガラス繊維との間の完全な熱的接
触が想定され、これら２つの材料の間の境界に連続的な
垂直な熱の流れが強制的に作られた。この計算には、適
応メッシュリファイメント（適応メッシュ細分化）方式
が用いられ、銀の表面からの放射および対流による熱損
失の速度は、それぞれ、σＥ（Ｔ4−Ｔo 4）およびＡ
（Ｔ−Ｔo）5/4として与えられるものと想定された。こ
こで、Ｔは、金属（銀）の表面の温度を表し、Ｔoは、
周囲の温度を表し、σは、シュテファン−ボルツマン定
数（Stefan-Boltzmann constant）を表し、Ｅは、金属
表面の放射率を表し、Ａは、空気の自然対流を特性化す
る定数を表す。金属膜の膜厚が５〜２０ミクロンの範囲
で変化され、ファイバの長さ方向に沿ってのシミュレー
トされた系のサイズは、皮膜された領域の温度分布が、
ファイバの両端の境界条件に影響されないような十分な
大きさに選択された（皮膜された領域の温度はその周囲
の温度に固定された）。
合を扱うために、非線形有限要素モデリングを用いて、
上述のような幾何（形状）を持つデバイスを動作したと
きの定常熱分布が計算された。すなわち、円筒対称性を
想定し、以下に示す熱拡散に関する式が解かれた： ▽・（κ（ｒ）▽（Ｔ（ｒ、ｚ）））＝０ （５） ここで、Ｔ（ｒ、ｚ）は、温度を表し、κ（ｒ）は、熱
伝導率を表す。この計算が、銀のテーパ膜を塗布された
ガラス繊維（直径１２０μｍ）から成る２材料構造に対
して遂行された。銀とガラス繊維との間の完全な熱的接
触が想定され、これら２つの材料の間の境界に連続的な
垂直な熱の流れが強制的に作られた。この計算には、適
応メッシュリファイメント（適応メッシュ細分化）方式
が用いられ、銀の表面からの放射および対流による熱損
失の速度は、それぞれ、σＥ（Ｔ4−Ｔo 4）およびＡ
（Ｔ−Ｔo）5/4として与えられるものと想定された。こ
こで、Ｔは、金属（銀）の表面の温度を表し、Ｔoは、
周囲の温度を表し、σは、シュテファン−ボルツマン定
数（Stefan-Boltzmann constant）を表し、Ｅは、金属
表面の放射率を表し、Ａは、空気の自然対流を特性化す
る定数を表す。金属膜の膜厚が５〜２０ミクロンの範囲
で変化され、ファイバの長さ方向に沿ってのシミュレー
トされた系のサイズは、皮膜された領域の温度分布が、
ファイバの両端の境界条件に影響されないような十分な
大きさに選択された（皮膜された領域の温度はその周囲
の温度に固定された）。
【００２６】図４ａ〜４ｄは、グレーティングの加熱
（発熱）を理解するために有益なグラフである。図４ａ
は、ファイバに沿っての距離に概ね反比例する膜厚の皮
膜を持つデバイスの様子を示す（このシミュレーション
の目的に対しては、この皮膜は３つの直線部分に分割さ
れ、これらによって、膜厚が位置に反比例して連続的に
変化する皮膜が近似される）。図４ｂは、デバイスのコ
アにおける計算温度を示す。この特定の系に対する結果
は、前のパラグラフで説明した簡単のための想定が、コ
ーティングの両端から離れた位置では妥当であることを
示す（つまり、式（４）は、これらの位置では妥当であ
ることを示す）。他方、コーティングの両端における温
度の位置への依存性は、前のパラグラフで概説した想定
（１）の妥当性の限界に対する概算の尺度を与え（図４
ｃおよび４ｄ参照）、これらは、ファイバの長さに沿っ
ての熱の拡散がもっぱら薄膜ヒータの形状から期待され
る温度分布からどの程度“スメアアウト（smears ou
t）”するか（はみだすか）を示す。図４ｃおよび図４
ｄが示すように、この系では、有効軸方向熱拡散長は、
約１ｍｍとなる。ただし、この長さは、構造に沿って熱
が外に輸送される速度に敏感に依存するために、この量
の正確な推定を得るためには、直接の実験測定が必要と
なる。
（発熱）を理解するために有益なグラフである。図４ａ
は、ファイバに沿っての距離に概ね反比例する膜厚の皮
膜を持つデバイスの様子を示す（このシミュレーション
の目的に対しては、この皮膜は３つの直線部分に分割さ
れ、これらによって、膜厚が位置に反比例して連続的に
変化する皮膜が近似される）。図４ｂは、デバイスのコ
アにおける計算温度を示す。この特定の系に対する結果
は、前のパラグラフで説明した簡単のための想定が、コ
ーティングの両端から離れた位置では妥当であることを
示す（つまり、式（４）は、これらの位置では妥当であ
ることを示す）。他方、コーティングの両端における温
度の位置への依存性は、前のパラグラフで概説した想定
（１）の妥当性の限界に対する概算の尺度を与え（図４
ｃおよび４ｄ参照）、これらは、ファイバの長さに沿っ
ての熱の拡散がもっぱら薄膜ヒータの形状から期待され
る温度分布からどの程度“スメアアウト（smears ou
t）”するか（はみだすか）を示す。図４ｃおよび図４
ｄが示すように、この系では、有効軸方向熱拡散長は、
約１ｍｍとなる。ただし、この長さは、構造に沿って熱
が外に輸送される速度に敏感に依存するために、この量
の正確な推定を得るためには、直接の実験測定が必要と
なる。
【００２７】全体で８ｃｍのグレーティングを用いるデ
バイスについて測定が行なわれた。これらグレーティン
グは一様なブラッググレーティングの両端に存在する鋭
い境界に起因する妨害（干渉）効果を低減するために適
当にアポダイズされた。これらデバイスが標準の電気通
信ファイバ（ゲルマニウムを含む）に製造され、適当に
水素化された。
バイスについて測定が行なわれた。これらグレーティン
グは一様なブラッググレーティングの両端に存在する鋭
い境界に起因する妨害（干渉）効果を低減するために適
当にアポダイズされた。これらデバイスが標準の電気通
信ファイバ（ゲルマニウムを含む）に製造され、適当に
水素化された。
【００２８】図５ａは、ファイバグレーティングの長さ
方向に沿っての膜厚の光学測定値を示す。この特定のサ
ンプルでは、金属の膜厚は、約５μｍから５０μｍの範
囲で変化する。実線は、目標プロフィルを示す。これ
は、ファイバの長さ方向に沿っての距離に反比例して変
化し、所定の電流に対して、グレーティングの両端の間
で所望の温度のエクスカージョン（格差）が達成できる
ように設計される。膜厚測定における不確実性は１μｍ
のオーダである。図５ｂは、図５ａに示す実線からの膜
厚の偏差を示す。ファイバの長さ方向に沿っての殆どの
部分では、この偏差は測定の不確実性（つまり、１μ
ｍ）に匹敵し、グレーティングの両端近傍においてのみ
この値を超える。
方向に沿っての膜厚の光学測定値を示す。この特定のサ
ンプルでは、金属の膜厚は、約５μｍから５０μｍの範
囲で変化する。実線は、目標プロフィルを示す。これ
は、ファイバの長さ方向に沿っての距離に反比例して変
化し、所定の電流に対して、グレーティングの両端の間
で所望の温度のエクスカージョン（格差）が達成できる
ように設計される。膜厚測定における不確実性は１μｍ
のオーダである。図５ｂは、図５ａに示す実線からの膜
厚の偏差を示す。ファイバの長さ方向に沿っての殆どの
部分では、この偏差は測定の不確実性（つまり、１μ
ｍ）に匹敵し、グレーティングの両端近傍においてのみ
この値を超える。
【００２９】図６ａは、ファイバグレーティングデバイ
スに加える電圧を増すことで得られる典型的な測定反射
スペクトルを示す。つまり、それぞれ、（１）グレーテ
ィングの無チャープ状態に対応する０Ｖ、（２）０．６
１１ボルト、（３）０．８２Ｖ、および（４）１．１Ｖ
の電圧が加えられたときの反射スペクトルの様子を示
す。グレーティングの長さ方向に沿って単調的かつ概ね
線形的に変化するこの加熱（発熱）のために、反射スペ
クトルが一様に広がる。反射スペクトルの幅が広がるの
に伴って、反射ピークの中心も、全体的にシフト（移
動）することに注意する。図６ｂは、反射ピークの幅の
変化と、反射ピークの中心波長のシフトの関係を示す。
このデータの直線性は、デバイスの線形的な温度依存性
と一貫するものである。一般的には、このシフトは望ま
しいものではなく、このため、機械的ストレイン（歪
み）、あるいは、追加の発熱もしくは吸熱によって補償
することを必要とされる。
スに加える電圧を増すことで得られる典型的な測定反射
スペクトルを示す。つまり、それぞれ、（１）グレーテ
ィングの無チャープ状態に対応する０Ｖ、（２）０．６
１１ボルト、（３）０．８２Ｖ、および（４）１．１Ｖ
の電圧が加えられたときの反射スペクトルの様子を示
す。グレーティングの長さ方向に沿って単調的かつ概ね
線形的に変化するこの加熱（発熱）のために、反射スペ
クトルが一様に広がる。反射スペクトルの幅が広がるの
に伴って、反射ピークの中心も、全体的にシフト（移
動）することに注意する。図６ｂは、反射ピークの幅の
変化と、反射ピークの中心波長のシフトの関係を示す。
このデータの直線性は、デバイスの線形的な温度依存性
と一貫するものである。一般的には、このシフトは望ま
しいものではなく、このため、機械的ストレイン（歪
み）、あるいは、追加の発熱もしくは吸熱によって補償
することを必要とされる。
【００３０】図７〜１０は、デバイスの分散特性を示
す。図７は、１Ｖの電圧を加えたときの、デバイスの測
定グループ遅延と波長の関係を示す。点線は、データの
線形挿間を示すが、これは、Ｄ＝−３５２ps/nmなる傾
きを有する。グループ遅延には小さな構造が存在するこ
とに注意する。これが、図８に、測定グループ遅延の直
線性からの偏差として鮮明に示される。このピーク・ツ
ウ・ピーク変動は１０ｐｓ以下である。この測定の解像
度は０．００５ｎｍであり、従って、より精密なスケー
ルでは、この構造が存在する可能性は小さい。この構造
は、チャープドブラッググレーティングでは典型的に見
られ、グレーティングおよび加えられるチャープの品質
の尺度となるが、上述の構造の規模は他の様々な文献で
報告されている最良の結果に近い。
す。図７は、１Ｖの電圧を加えたときの、デバイスの測
定グループ遅延と波長の関係を示す。点線は、データの
線形挿間を示すが、これは、Ｄ＝−３５２ps/nmなる傾
きを有する。グループ遅延には小さな構造が存在するこ
とに注意する。これが、図８に、測定グループ遅延の直
線性からの偏差として鮮明に示される。このピーク・ツ
ウ・ピーク変動は１０ｐｓ以下である。この測定の解像
度は０．００５ｎｍであり、従って、より精密なスケー
ルでは、この構造が存在する可能性は小さい。この構造
は、チャープドブラッググレーティングでは典型的に見
られ、グレーティングおよび加えられるチャープの品質
の尺度となるが、上述の構造の規模は他の様々な文献で
報告されている最良の結果に近い。
【００３１】グループ遅延に構造が発生する原因として
は、（ａ）グレーティング製造過程に不完全性が存在
し、このため、グレーティングプロフィルの局所有効屈
折率にノイズが発生する；（ｂ）ファイバのコア径に変
動が存在し、このため、コアモードの有効屈折率に小さ
な偏差が生じ、このためにグレーティングプロフィルに
追加の“ノイズ（noise）”が発生する；（ｃ）アポダ
イゼーションが理想的ではなく、このためにグレーティ
ング内に望ましくない妨害（干渉）効果が出現する（た
だし、これは系統的リプルとして出現し、おそらくは大
きな問題とはならない）；（ｄ）膜厚プロフィルが所望
のプロフィルからずれていたり、抵抗率や表面のテクス
チャが一様でなかったりし、このために温度の望ましく
ない変動が発生する；などが考えられる。現時点では、
これら変動の主要な原因について断定することはできな
いが、図６ｂは、膜厚の変動が重要であることを示唆す
る。厳密に長さ方向に反比例することからの測定膜厚の
偏差の方が、パーセントでは、線形性からの測定グルー
プ遅延の偏差より大きなことは、注目に価する。これ
は、ファイバの長さ方向に沿っての熱の拡散が、短い長
さスケールで起こる発熱パワーの分布の小さな不均一性
を“平滑化（smooth out）”する傾向を持ち、この効果
のため、膜厚あるいは他の膜特性の小さな変動の影響が
軽減されるためであると考える。
は、（ａ）グレーティング製造過程に不完全性が存在
し、このため、グレーティングプロフィルの局所有効屈
折率にノイズが発生する；（ｂ）ファイバのコア径に変
動が存在し、このため、コアモードの有効屈折率に小さ
な偏差が生じ、このためにグレーティングプロフィルに
追加の“ノイズ（noise）”が発生する；（ｃ）アポダ
イゼーションが理想的ではなく、このためにグレーティ
ング内に望ましくない妨害（干渉）効果が出現する（た
だし、これは系統的リプルとして出現し、おそらくは大
きな問題とはならない）；（ｄ）膜厚プロフィルが所望
のプロフィルからずれていたり、抵抗率や表面のテクス
チャが一様でなかったりし、このために温度の望ましく
ない変動が発生する；などが考えられる。現時点では、
これら変動の主要な原因について断定することはできな
いが、図６ｂは、膜厚の変動が重要であることを示唆す
る。厳密に長さ方向に反比例することからの測定膜厚の
偏差の方が、パーセントでは、線形性からの測定グルー
プ遅延の偏差より大きなことは、注目に価する。これ
は、ファイバの長さ方向に沿っての熱の拡散が、短い長
さスケールで起こる発熱パワーの分布の小さな不均一性
を“平滑化（smooth out）”する傾向を持ち、この効果
のため、膜厚あるいは他の膜特性の小さな変動の影響が
軽減されるためであると考える。
【００３２】図９は、グレーティングデバイスの測定グ
ループ遅延応答を、様々な印加電圧の値、すなわち
（１）０．５３Ｖ、（２）０．６１１Ｖ、（３）０．７
２Ｖ、（４）０．８２Ｖ、（５）０．９４Ｖ、および
（６）１．１Ｖに対して示す。この図は、分散の調節能
力（チューナブリティ）を示す。測定グループ遅延の
“ノイズ（noise）”は、分散値が増加すると幾分増加
するが、ただし、分散が最大にされた場合でも、線形性
からの偏差はたった２０ｐｓであることに注意する。
ループ遅延応答を、様々な印加電圧の値、すなわち
（１）０．５３Ｖ、（２）０．６１１Ｖ、（３）０．７
２Ｖ、（４）０．８２Ｖ、（５）０．９４Ｖ、および
（６）１．１Ｖに対して示す。この図は、分散の調節能
力（チューナブリティ）を示す。測定グループ遅延の
“ノイズ（noise）”は、分散値が増加すると幾分増加
するが、ただし、分散が最大にされた場合でも、線形性
からの偏差はたった２０ｐｓであることに注意する。
【００３３】図１０は、測定グループ速度分散と印加電
圧の関係を示す。実線は、分散が印加電圧の二乗の逆数
に比例することを想定したときのデータの理論挿間を示
す。測定最大分散は、約Ｄ＝−１３５０ps/nmであり、
これは、０．４Ｖの印加電圧および対応する０／４Ｗな
る電力に対応する。印加電圧を増すと、温度勾配、従っ
て、グレーティングの帯域幅は増加し、このため、グレ
ーティングの分散は低減する。
圧の関係を示す。実線は、分散が印加電圧の二乗の逆数
に比例することを想定したときのデータの理論挿間を示
す。測定最大分散は、約Ｄ＝−１３５０ps/nmであり、
これは、０．４Ｖの印加電圧および対応する０／４Ｗな
る電力に対応する。印加電圧を増すと、温度勾配、従っ
て、グレーティングの帯域幅は増加し、このため、グレ
ーティングの分散は低減する。
【００３４】この実験における最大印加電圧は、２００
℃近傍のピーク温度に対応する約１．１Ｖ（約１Ｗなる
電力）に選択された。これは、信頼性に問題が発生する
ことのない十分に低いレベルである。逆に、これより高
い温度では、多くの問題が発生し、現実的でない。例え
ば、これより高いレベルでは、アニーリングを相殺する
ために初期の屈折率変化をより高くすることが、デバイ
スの安定性を確保するために必要となる。
℃近傍のピーク温度に対応する約１．１Ｖ（約１Ｗなる
電力）に選択された。これは、信頼性に問題が発生する
ことのない十分に低いレベルである。逆に、これより高
い温度では、多くの問題が発生し、現実的でない。例え
ば、これより高いレベルでは、アニーリングを相殺する
ために初期の屈折率変化をより高くすることが、デバイ
スの安定性を確保するために必要となる。
【００３５】この研究は、分布型オンファイバ抵抗ヒー
タを用いてファイバ内の所望の温度分布、従って、分散
を達成する、ファイバブラッググレーティングデバイス
の設計について示した。これは、このデバイスが、電力
効率に優れる、サイズがコンパクトである、製造が簡単
である、光学特性を制御できるなど様々な魅力的な長所
を持つためである。上述のように、このデバイスは、分
散を、−３００ps/nmから−１３５０ps/nmの範囲で連続
的にチューニング（調節）でき、このときの線形性から
の平均偏差は、約１０psであることが実験的に明らかに
された。従来の研究から、分散補償グレーティングの最
適動作のためには、分散の線形性からの測定平均偏差
は、ビット期間よりかなり小さいこと、好ましくは、１
０％のオーダである必要があることが認識されている。
ここに開示されるデバイスは、線形性からの１０ｐｓな
る測定グループ遅延偏差を持ち、従って、１０Ｇｂｉｔ
／ｓ光波システム（約１００ｐｓのビット期間）に用い
るのに十分に耐えられる。４０Ｇｂｉｔ／ｓの動作で
は、グレーティングの設計および金属コーティングの改
善を図ることでリプルをさらに低減することが必要とな
るが、ただし、このグレーティングデバイスで達成可能
な最大分散はグレーティングの絶対長によってのみ制約
され、従って、より長いファイバブラッググレーティン
グを用いることで劇的に増加することができる。
タを用いてファイバ内の所望の温度分布、従って、分散
を達成する、ファイバブラッググレーティングデバイス
の設計について示した。これは、このデバイスが、電力
効率に優れる、サイズがコンパクトである、製造が簡単
である、光学特性を制御できるなど様々な魅力的な長所
を持つためである。上述のように、このデバイスは、分
散を、−３００ps/nmから−１３５０ps/nmの範囲で連続
的にチューニング（調節）でき、このときの線形性から
の平均偏差は、約１０psであることが実験的に明らかに
された。従来の研究から、分散補償グレーティングの最
適動作のためには、分散の線形性からの測定平均偏差
は、ビット期間よりかなり小さいこと、好ましくは、１
０％のオーダである必要があることが認識されている。
ここに開示されるデバイスは、線形性からの１０ｐｓな
る測定グループ遅延偏差を持ち、従って、１０Ｇｂｉｔ
／ｓ光波システム（約１００ｐｓのビット期間）に用い
るのに十分に耐えられる。４０Ｇｂｉｔ／ｓの動作で
は、グレーティングの設計および金属コーティングの改
善を図ることでリプルをさらに低減することが必要とな
るが、ただし、このグレーティングデバイスで達成可能
な最大分散はグレーティングの絶対長によってのみ制約
され、従って、より長いファイバブラッググレーティン
グを用いることで劇的に増加することができる。
【００３６】さらに、上述のように、熱の軸方向への拡
散のために、限定的ではあるが、膜厚の小さな望ましく
ない変動あるいは他の不完全性が原因で短い長さスケー
ル（〜１ｍｍ）の間で発生する加熱パワーの微小な変動
の影響が“平滑化（smooth out）”され、グループ遅延
の線形性が改善されることが期待できる。
散のために、限定的ではあるが、膜厚の小さな望ましく
ない変動あるいは他の不完全性が原因で短い長さスケー
ル（〜１ｍｍ）の間で発生する加熱パワーの微小な変動
の影響が“平滑化（smooth out）”され、グループ遅延
の線形性が改善されることが期待できる。
【００３７】３．データ保全性（健全性）モニタ図１１
は、図２の実施例に用いるのに適する一例としてのデー
タ保全性（健全性）モニタ２０を示す。データ保全性モ
ニタ２０は、光フィルタ１２０、光電気コンバータ（Ｏ
−Ｅコンバータ）１２１、およびＲＦスペクトラムプロ
セッサ１２２を備える。このモニタは、さらに、補償器
へのフィードバック制御信号を計算するためのデータプ
ロセッサ１２３を備える。フィルタ１２０としては、例
えば、チャネルフィルタが用いられ、Ｏ−Ｅコンバータ
としては、例えば、光ダイオードが用いられる。動作に
おいては、フィルタ１２０が、解析すべきスペクトル領
域を選択し、次に、Ｏ−Ｅコンバータ１２１が、フィル
タリングされた光信号を対応する電気信号に変換する。
次に、スペクトラムプロセッサ１２２が、O-E変換され
たＲＦスペクトラムを決定し、データプロセッサ１２３
が、このスペクトラムを解析し、システムを最適化する
ためのフィードバック信号を計算および生成する。スペ
クトラム最適化のための単純なスキームにおいては、低
周波成分が最小化される。このような最適化フィードバ
ック信号を生成する方法については、F.Heismannらによ
る論文“Automatic Compensation of First Order Pola
rization Mode Dispersion in a 10 Gb/s Transmission
System",Proceedings ECOC,'98,pp.529-530(1998)にお
いて説明されているために、これを参照されたい。
は、図２の実施例に用いるのに適する一例としてのデー
タ保全性（健全性）モニタ２０を示す。データ保全性モ
ニタ２０は、光フィルタ１２０、光電気コンバータ（Ｏ
−Ｅコンバータ）１２１、およびＲＦスペクトラムプロ
セッサ１２２を備える。このモニタは、さらに、補償器
へのフィードバック制御信号を計算するためのデータプ
ロセッサ１２３を備える。フィルタ１２０としては、例
えば、チャネルフィルタが用いられ、Ｏ−Ｅコンバータ
としては、例えば、光ダイオードが用いられる。動作に
おいては、フィルタ１２０が、解析すべきスペクトル領
域を選択し、次に、Ｏ−Ｅコンバータ１２１が、フィル
タリングされた光信号を対応する電気信号に変換する。
次に、スペクトラムプロセッサ１２２が、O-E変換され
たＲＦスペクトラムを決定し、データプロセッサ１２３
が、このスペクトラムを解析し、システムを最適化する
ためのフィードバック信号を計算および生成する。スペ
クトラム最適化のための単純なスキームにおいては、低
周波成分が最小化される。このような最適化フィードバ
ック信号を生成する方法については、F.Heismannらによ
る論文“Automatic Compensation of First Order Pola
rization Mode Dispersion in a 10 Gb/s Transmission
System",Proceedings ECOC,'98,pp.529-530(1998)にお
いて説明されているために、これを参照されたい。
【００３８】このデータ保全性モニタは、長所として、
受信機を必要としない。つまり、受信されたデータのエ
ラー率を計算する必要はなく、フィードバック制御信号
を生成するために、光信号の電気的データおよびクロッ
クを抽出する必要はない。オプションもしくは補助機能
として、分散補償器３０’を遠隔地に配置し、これをフ
ィードバック信号に基づいて遠隔的に制御することもで
きる。
受信機を必要としない。つまり、受信されたデータのエ
ラー率を計算する必要はなく、フィードバック制御信号
を生成するために、光信号の電気的データおよびクロッ
クを抽出する必要はない。オプションもしくは補助機能
として、分散補償器３０’を遠隔地に配置し、これをフ
ィードバック信号に基づいて遠隔的に制御することもで
きる。
【００３９】図１２は、順方向エラー検出を用いるデー
タ保全性モニタ２０の代替実施例を示す。この実施例に
おいては、フィードバック信号の生成は、受信機端末内
に組み込まれる。データ保全性モニタ２０は、光フィル
タ１２０、Ｏ−Ｅコンバータ１２１、データクロック回
復回路１３０、エラー検出回路１３１を備えるが、典型
的にはこれらの全が受信機内に組み込まれる。データ保
全性モニタ２０は、さらに、エラー率を計算し、これに
基づいて最適化フィードバック制御信号を生成するため
のデータプロセッサ１３２を備える。フィードバック制
御信号は、システムを通じてのデータの保全性を最適化
する、すなわち、エラーを最小化することを目標とす
る。
タ保全性モニタ２０の代替実施例を示す。この実施例に
おいては、フィードバック信号の生成は、受信機端末内
に組み込まれる。データ保全性モニタ２０は、光フィル
タ１２０、Ｏ−Ｅコンバータ１２１、データクロック回
復回路１３０、エラー検出回路１３１を備えるが、典型
的にはこれらの全が受信機内に組み込まれる。データ保
全性モニタ２０は、さらに、エラー率を計算し、これに
基づいて最適化フィードバック制御信号を生成するため
のデータプロセッサ１３２を備える。フィードバック制
御信号は、システムを通じてのデータの保全性を最適化
する、すなわち、エラーを最小化することを目標とす
る。
【００４０】動作においては、各波長チャネルの光デー
タは、順方向エラー検出アルゴリズムに対するオーバヘ
ッドビットを含む。典型的には、このアルゴリズムは、
リードソロモン（Reed Solomon）順方向エラー検出コー
ドとして実現される（これに関しては、例えば、BAG.Le
e、M.Kang、J.Leeからよる、リードソロモンコードおよ
びこれらの実現を含む順方向エラー検出アルゴリズムに
関する著作“Broadband telecommunication technolog
y",Artic House,1993を参照されたい）。光波チャネル
は、可変分散補償器に通されるが、これは、受信機端末
と同一位置に設けることも、端末から離れた遠隔地に配
置することもできる。後者の場合は、分散補償器への制
御信号は、管理シグナリングシステムを介して遠隔分散
補償器３０’に送信される。受信機端末において、光デ
ータが光学的にフィルタリングされ、特定の波長のチャ
ネルが選択される。次に、これらデータが、O-Eコンバ
ータ１２１によって電気領域に変換され、受信された波
長チャネルから、クロックおよびデータが抽出される。
次に、こうして回復されたデータは、エラー検出回路１
３１に送られ、ここで、実現される特定のエラー検出ア
ルゴリズムに基づいて、データが修正された後、受信機
端末の出力に送られる。エラー修正回路は、所定の時間
内に修正されたビットの数に関する情報も提供する。こ
の数に基づいて、エラー修正を行なう前の、すなわち、
分散補償器に現在加えられている制御信号の値に対応す
るビットエラー率が計算される。次に、現在のエラー率
および制御信号を、前の設定に対応するエラー率および
制御信号と比較することで、Ｄer ror rate／ＤControl
signalなる比が計算される。この比は、ビットエラー
率を最小化するために、制御信号を、どれだけ、どの方
向に調節すべきかを示す。次に、こうして計算された制
御信号が分散補償器に加えられ、新たなビットエラー率
が測定され、これに基づいて新たな制御信号が計算され
る。
タは、順方向エラー検出アルゴリズムに対するオーバヘ
ッドビットを含む。典型的には、このアルゴリズムは、
リードソロモン（Reed Solomon）順方向エラー検出コー
ドとして実現される（これに関しては、例えば、BAG.Le
e、M.Kang、J.Leeからよる、リードソロモンコードおよ
びこれらの実現を含む順方向エラー検出アルゴリズムに
関する著作“Broadband telecommunication technolog
y",Artic House,1993を参照されたい）。光波チャネル
は、可変分散補償器に通されるが、これは、受信機端末
と同一位置に設けることも、端末から離れた遠隔地に配
置することもできる。後者の場合は、分散補償器への制
御信号は、管理シグナリングシステムを介して遠隔分散
補償器３０’に送信される。受信機端末において、光デ
ータが光学的にフィルタリングされ、特定の波長のチャ
ネルが選択される。次に、これらデータが、O-Eコンバ
ータ１２１によって電気領域に変換され、受信された波
長チャネルから、クロックおよびデータが抽出される。
次に、こうして回復されたデータは、エラー検出回路１
３１に送られ、ここで、実現される特定のエラー検出ア
ルゴリズムに基づいて、データが修正された後、受信機
端末の出力に送られる。エラー修正回路は、所定の時間
内に修正されたビットの数に関する情報も提供する。こ
の数に基づいて、エラー修正を行なう前の、すなわち、
分散補償器に現在加えられている制御信号の値に対応す
るビットエラー率が計算される。次に、現在のエラー率
および制御信号を、前の設定に対応するエラー率および
制御信号と比較することで、Ｄer ror rate／ＤControl
signalなる比が計算される。この比は、ビットエラー
率を最小化するために、制御信号を、どれだけ、どの方
向に調節すべきかを示す。次に、こうして計算された制
御信号が分散補償器に加えられ、新たなビットエラー率
が測定され、これに基づいて新たな制御信号が計算され
る。
【００４１】図１３は、エラー修正アルゴリズムの代わ
りに、データを運ぶためのフレーミングフォーマットの
エラー検出能力（機能）を用いるデータ保全性モニタ２
０のもう一つの代替実施例を示す。このデータ保全性モ
ニタ２０は、図１２のデータ保全性モニタ２０と、主
に、データプロセッサ１３２のプログラミングが異な
る。このようなフレーミングフォーマットの一例として
は、ＳＯＮＥＴがある。ＳＯＮＥＴは、ＳＯＮＥＴフレ
ーム内のＢオクテットを介して、エラーを（修正するの
ではなく）検出する機能を提供する。こうして、ＳＯＮ
ＥＴフレームのＢオクテットにアクセスし、これを処理
することで、エラー率を計算することが可能となる。フ
ィードバック信号生成の実現については、図１２との関
連で説明した実現と類似する。エラー率の検出とフィー
ドバック信号生成のこの実現は、データがフレームにパ
ッケージ化され、これらフレームがエラー検出（あるい
はエラー修正）情報を含むあらゆるシグナリングプロト
コルに対して有効である。このような伝送プロトコルの
例としては、ＡＴＭや、ＦＤＤＩプロトコルがあり、Ａ
ＴＭの場合は、エラー率はＨＥＣバイトを処理すること
で得られ、ＦＤＤＩの場合は、伝送エラーの存在はＦＤ
ＤＩフレームのフレーム状態セクション内に示される。
この場合、エラー検出回路は、ＡＴＭフォーマットある
いはＦＤＤＩフォーマットのエラーを検出することとな
る。
りに、データを運ぶためのフレーミングフォーマットの
エラー検出能力（機能）を用いるデータ保全性モニタ２
０のもう一つの代替実施例を示す。このデータ保全性モ
ニタ２０は、図１２のデータ保全性モニタ２０と、主
に、データプロセッサ１３２のプログラミングが異な
る。このようなフレーミングフォーマットの一例として
は、ＳＯＮＥＴがある。ＳＯＮＥＴは、ＳＯＮＥＴフレ
ーム内のＢオクテットを介して、エラーを（修正するの
ではなく）検出する機能を提供する。こうして、ＳＯＮ
ＥＴフレームのＢオクテットにアクセスし、これを処理
することで、エラー率を計算することが可能となる。フ
ィードバック信号生成の実現については、図１２との関
連で説明した実現と類似する。エラー率の検出とフィー
ドバック信号生成のこの実現は、データがフレームにパ
ッケージ化され、これらフレームがエラー検出（あるい
はエラー修正）情報を含むあらゆるシグナリングプロト
コルに対して有効である。このような伝送プロトコルの
例としては、ＡＴＭや、ＦＤＤＩプロトコルがあり、Ａ
ＴＭの場合は、エラー率はＨＥＣバイトを処理すること
で得られ、ＦＤＤＩの場合は、伝送エラーの存在はＦＤ
ＤＩフレームのフレーム状態セクション内に示される。
この場合、エラー検出回路は、ＡＴＭフォーマットある
いはＦＤＤＩフォーマットのエラーを検出することとな
る。
【００４２】以上、本発明の様々な実施例について説明
したが、上述の実施例は、本発明の原理の可能な多数の
実現の一部を、単に、解説の目的で示したもので、当業
者においては、他の多数の様々な構成を本発明の精神お
よび範囲から逸脱することなく考案であるものである。
したが、上述の実施例は、本発明の原理の可能な多数の
実現の一部を、単に、解説の目的で示したもので、当業
者においては、他の多数の様々な構成を本発明の精神お
よび範囲から逸脱することなく考案であるものである。
【図１】静的分散補償モジュールを用いる従来の光ファ
イバ通信システムを簡略的に示す。
イバ通信システムを簡略的に示す。
【図２】本発明による一つあるいは複数の自動分散補償
モジュールを備える光ファイバ通信システムを簡略的に
示す。
モジュールを備える光ファイバ通信システムを簡略的に
示す。
【図３】図２のモジュールに用いるのに適する一例とし
ての可変分散補償要素を示す。
ての可変分散補償要素を示す。
【図４】Ａは、図３の可変分散補償要素の動作を理解す
るために有益なグラフを示す。Ｂは、図３の可変分散補
償要素の動作を理解するために有益なグラフを示す。Ｃ
は、図３の可変分散補償要素の動作を理解するために有
益なグラフを示す。Ｄは、図３の可変分散補償要素の動
作を理解するために有益なグラフを示す。
るために有益なグラフを示す。Ｂは、図３の可変分散補
償要素の動作を理解するために有益なグラフを示す。Ｃ
は、図３の可変分散補償要素の動作を理解するために有
益なグラフを示す。Ｄは、図３の可変分散補償要素の動
作を理解するために有益なグラフを示す。
【図５】Ａは、図３の可変分散補償要素の動作を理解す
るために有益なグラフを示す。Ｂは、図３の可変分散補
償要素の動作を理解するために有益なグラフを示す。
るために有益なグラフを示す。Ｂは、図３の可変分散補
償要素の動作を理解するために有益なグラフを示す。
【図６】Ａは、図３の可変分散補償要素の動作を理解す
るために有益なグラフを示す。Ｂは、図３の可変分散補
償要素の動作を理解するために有益なグラフを示す。
るために有益なグラフを示す。Ｂは、図３の可変分散補
償要素の動作を理解するために有益なグラフを示す。
【図７】図３の可変分散補償要素の動作を理解するため
に有益なグラフを示す。
に有益なグラフを示す。
【図８】図３の可変分散補償要素の動作を理解するため
に有益なグラフを示す。
に有益なグラフを示す。
【図９】図３の可変分散補償要素の動作を理解するため
に有益なグラフを示す。
に有益なグラフを示す。
【図１０】図３の可変分散補償要素の動作を理解するた
めに有益なグラフを示す。
めに有益なグラフを示す。
【図１１】図２のモジュールに用いるのに適する一例と
してのデータ保全性（健全性）モニタを簡略的に示す。
してのデータ保全性（健全性）モニタを簡略的に示す。
【図１２】図２のモジュールに用いるのに適する一例と
してのデータ保全性（健全性）モニタを簡略的に示す。
してのデータ保全性（健全性）モニタを簡略的に示す。
【図１３】図２のモジュールに用いるのに適する一例と
してのデータ保全性（健全性）モニタを簡略的に示す。
これら図面は、単に本発明の概念を解説することを目的
とし、グラフを除いては、正確な縮尺ではないことに注
意する。
してのデータ保全性（健全性）モニタを簡略的に示す。
これら図面は、単に本発明の概念を解説することを目的
とし、グラフを除いては、正確な縮尺ではないことに注
意する。
１０ 送信機
１１ 伝送ファイバ路
１２ 受信機
１３ 光増幅器
２０ 自動（動的）分散補償モジュール
３０ 可変分散補償器
３１ データ保全性（健全性）モニタ
３２ フィードバック網
３３ 可変分散補償グレーティング（ＤＣＧ）
３４ タップ
１２０ 光フィルタ
１２１ 光電気コンバータ（Ｏ−Ｅコンバータ）
１２２ ＲＦスペクトラムプロセッサ
１２３ データプロセッサ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 トーベン エヌ ニールセン
アメリカ合衆国 07750 ニュージャー
シィ，モンマウス ビーチ，オーシャン
アヴェニュー 45，アパートメント
８ビー
(72)発明者 ジョン エー．ロヂャース
アメリカ合衆国 07974 ニュージャー
シィ，ニュー プロヴィデンス，スプリ
ングフィールド アヴェニュー 1200
アパートメント １シー
(72)発明者 トーマス アンドリュー ストラッサー
アメリカ合衆国 07060 ニュージャー
シィ，ワレン，ハーモニー ロード ６
(72)発明者 ケネス リー ウォーカー
アメリカ合衆国 07974 ニュージャー
シィ，ニュー プロヴィデンス，セント
ラル アヴェニュー 1003
(56)参考文献 特開 平10−173263（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−224297（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−216467（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−327012（ＪＰ，Ａ)
Ｃｒｕｚ， Ｊ．Ｌ． Ｄｉｅｚ，
Ａ．； Ａｎｄｒｅｓ， Ｍ．Ｖ．；
Ｓｅｇｕｒａ， Ａ．； Ｏｒｔｅｇ
ａ， Ｂ．； Ｄｏｎｇ， Ｌ．，Ｆｉ
ｂｒｅ Ｂｒａｇｇ ｇｒａｔｉｎｇｓ
ｔｕｎｅｄ ａｎｄ ｃｈｉｒｐｅｄ
ｕｓｉｎｇ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉ
ｅｌｄｓ，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌ
ｅｔｔｅｒｓ，英国，ＩＥＥ，1997年
１月30日，Ｖｏｌ．33、Ｎｏ．３，ｐ.
235−236
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04B 10/00 - 10/28
H04J 14/00 - 14/08
Claims (13)
- 【請求項１】 少なくとも一つの光信号チャネルを提供
する光送信機と、光ファイバ伝送路と、光受信機とから
構成される光ファイバ通信システムであって、このシス
テムが最適経路分散の変動を光信号電力の関数として受
け、このシステムが、改善点として： 該伝送路に結合された少なくとも一つの自動分散補償モ
ジュールを備え、この補償モジュールが、可変分散補償
要素と、システム上に伝送されているデータのエラーを
検出するエラー検出回路を含むデータ保全性モニタと、
該モニタから該可変分散補償要素へのフィードバック回
路とから成り、これによって、該分散補償要素を調節し
て該システムを通じてのデータの保全性を最適化するシ
ステム。 - 【請求項２】 該可変分散補償要素が、調節可能なチャ
ープを持つブラッググレーティングから成ることを特徴
とする請求項１のシステム。 - 【請求項３】 該可変分散補償要素が、熱的に調節可能
なチャープを持つブラッググレーティングから成ること
を特徴とする請求項１のシステム。 - 【請求項４】 該可変分散補償要素が、磁気的に調節可
能なチャープを持つブラッググレーティングから成るこ
とを特徴とする請求項１のシステム。 - 【請求項５】 該データ保全性モニタが、伝送された信
号のスペクトラムを解析するためのスペクトラムプロセ
ッサと該スペクトラムに基づいて最適化フィードバック
信号を計算するためのデータプロセッサから構成される
ことを特徴とする請求項１のシステム。 - 【請求項６】 該データ保全性モニタが、伝送された信
号のエラーを検出するためのエラー検出回路と該エラー
に基づいて最適化フィードバック信号を計算するための
データプロセッサから構成されることを特徴とする請求
項１のシステム。 - 【請求項７】 該エラー検出回路が、順方向エラー修正
回路から成ることを特徴とする請求項１のシステム。 - 【請求項８】 該エラー修正回路が、リードソロモン
（Reed Solomon）順方向エラー修正アルゴリズムを用い
ることを特徴とする請求項７のシステム。 - 【請求項９】 該エラー検出回路が、データを運ぶため
に用いられるフレーミングフォーマット内のエラーを検
出することを特徴とする請求項６のシステム。 - 【請求項１０】 該エラー検出回路が、ＳＯＮＥＴ（同
期光通信網）フォーマット内のエラーを検出することを
特徴とする請求項９のシステム。 - 【請求項１１】 該エラー検出回路が、ＡＴＭ（非同期
転送モード）フォーマット内のエラーを検出することを
特徴とする請求項９のシステム。 - 【請求項１２】 該エラー検出回路が、ＦＤＤＩ（光フ
ァイバ分散データインタフェース）フォーマット内のエ
ラーを検出することを特徴とする請求項９のシステム。 - 【請求項１３】 該光送信機が複数の波長の異なる光信
号チャネルを提供する多重波長光送信機から成り、該受
信機が多重波長光受信機から成ることを特徴とする請求
項１のシステム。
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