JP3748652B2 - インラインアンプを用いた光伝送システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファイバを用いる光伝送システムに係り、特には、インラインアンプを使用した光伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光伝送システムは、大容量化や長スパン化を目指し開発が行われている。大容量化としてはビットレートの拡大や波長多重方式が検討されている。又、長スパン化としては光アンプの導入があげられる。光アンプは、送信電力の高出力化（ポストアンプ）、受信電力の高感度化（プリアンプ）や中継器（インラインアンプ）があり、製品レベルの開発が行われている。この光アンプの導入により、送受信の光強度のレベル差が拡大され、許容できるファイバのロスは拡大した。
【０００３】
その中でも、ポストアンプやプリアンプを用いたシステム構成は既に実用化されている。更に、再生中継間隔の拡大を目指し、インラインアンプの開発が行われている。ここで、インラインアンプとは光信号を電気信号に変換せずに光信号のまま増幅して送出する中継器のことである。
【０００４】
しかし、インラインアンプを用いたシステムでは、アンプの多段接続により、アンプで生じる自然放出光の累積が生じ、Ｓ／Ｎ比が劣化するという新たな問題が生じる。Ｓ／Ｎ比の劣化は受信器の最小受信電力の劣化となる。この点を考慮し、所要のシステムゲインを得るためには、送信電力の高出力化が必要となり、送信電力の下限値が決まる。又、送信電力を高出力化（伝送路の長さや波長にも依存するが分散シフトファイバでは＋１３ｄＢｍ、シングルモードファイバでは０ｄＢｍ以上に）すると、ファイバの非線形効果による波形劣化が顕著に現れてくる。そのひとつとして、光カー効果（屈折率が光強度に依存して変化する）がある。これは、信号光パルスの立ち上がり及び立ち下がり部分において周波数（波長）シフトが生じる現象（自己位相変調：ＳＰＭ）である。この場合たとえ伝送前の信号光波長幅が狭くても、伝送中に波長幅の広がりが生じ、同時にファイバ分散の影響で受信波形の変化が大きくなる。つまり、この様な影響を考慮し、送信光電力の上限値が決まる。
【０００５】
ここで、ファイバ分散とはファイバ中を伝播する光の速度がその波長に依存することである。ある波長幅を有する光パルスは、ファイバ伝送後にパルス幅が増大又は圧縮される性質があり、このことをファイバ分散と呼ぶ。従って、光伝送システムにおけるファイバ伝送後の受信波形は、この波長分散によって変化することになり、その程度によっては伝送エラーを生じることになる。そのため、ファイバ分散による伝送距離への制限が出てくる。
【０００６】
これらのような非線形効果や分散は光信号をそのまま増幅するインラインアンプを使用したシステムでは、光信号が伝搬して行くにつれ積算されていくために、適切に補償しなければ受信側で正常に光信号を受信することは全く出来なくなってしまう。
【０００７】
これに対し、従来では送信側のブルーチャープと中継器及び受信器における分散補償とを組み合わせたシステムが考えられていた。
図１０は、従来のプリチャープと分散補償器の組み合わせを示す図である。
【０００８】
図１０では、送信器１０００と受信器１０１０の間を伝送路１００３、１００６、１００９及び中継器１００４、１００７でつないでいる。送信器１０００は、電気信号を光信号に変換するＥ／Ｏ１００１とポストアンプ１００２からなっている。送信器１０００は、光信号を出力する場合、光信号にブルーチャープをかけて送出する。送出された光信号は伝送路１００３を通って中継器１００４に入力される。中継器１００４では、光信号を増幅すると共に分散補償器１００５により分散補償を行う。分散補償の大きさは一定値である。更に増幅され、分散補償された光信号は、伝送路１００６を通って、中継器１００７に入る。ここでも増幅と分散補償器１００８による分散補償が行われ、伝送路１００９に送出される。この後、受信器１０１０に到達するまで必要個数の中継器を通る。受信器１０１０では、受信した光信号をプリアンプにより増幅し、分散補償器１０１２で分散補償してＯ／Ｅ１０１３に入力し、光信号を電気信号に変換して、必要なデータを取り出す。
【０００９】
即ち、従来は、プリチャープとしてはブルーチャープ（特には、チャーピングパラメータα＝−１）、分散補償器の挿入箇所としては、インラインアンプ内及び受信器側（プリアンプとＯ／Ｅの間）での補償の組み合わせである。ブルーチャープは、＋分散のファイバで使用すると、＋分散のファイバの特性とチャーピングの特性により、出力パルスが圧縮され、比較的伝送距離が伸びる。特に、光アンプを用いないシステムにおいて、波長１．５μｍ帯の光信号が、シングルモードファイバ（１．３μｍ零分散）を伝送する際に有効である。よって、光アンプを用いたシステムにおいても、このプリチャープと後置補償による分散補償が有効と考えていた。この時、分散補償量はある残留分散値（伝送ファイバの総分散から分散補償量を引いた値）を一定にするように補償量設定すると、安定した伝送特性が得られる。
【００１０】
しかし、この方式で光アンプの導入による送信電力の高出力化を行うと、光ファイバの非線形効果の影響が顕著に現れる。この非線形効果の影響はブルーチャープ特性と同等であり、送信波形は、送信器のプリチャープと光ファイバの非線形効果両者の影響により、パルス幅が圧縮される。その結果、非線形効果による影響が顕著に現れ、分散に対し、波形変化が大きく現れる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
送信時にブルーチャープを行う方式における問題点は、
１）高出力化が出来ない。
【００１２】
２）送信側での分散補償が有効でない。
３）２）の結果、インラインアンプ／受信側での補償を行う。そのため、分散補償器の損失が大きくなりその許容が伝送距離の拡大に伴い困難になる。分散補償器の損失の許容を大きくするため、Ｏ／Ｅへの光入力を下げることは受信感度の劣化につながり、限界がある。又、使用する分散補償器によっては、光入力パワーに上限があるものもある。
【００１３】
４）伝送特性の確保できる分散補償量のトレランスが狭い。
５）４）の結果、製品として、伝送距離に応じた分散補償器のメニュー設定を行ったとき、メニュー数が多くなる。
等があげられる。
【００１４】
本発明の課題は、光インラインアンプシステムにおいて、特にファイバ分散による伝送劣化を補償し、より長距離な伝送特性の確保を可能にする技術を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の光伝送システムは、送信器、中継器、受信器、及びこれらを接続する伝送路からなるインラインアンプを用いた光伝送システムにおいて、前記送信器は、光信号にαパラメータが零または正のチャーピングを行うとともに、負の分散補償を行う分散補償器を有し、前記伝送路は前記光信号の波長に対し正の分散値を有し、前記送信器は、前記αパラメータを前記送信出力に応じて設定されることを特徴とする。
【００１６】
光信号が伝送路で受ける非線形効果はブルーチャープに相当するので、送信側でαパラメータが正のレッドチャープを行うことにより、この非線形効果を補償することが出来るので、光信号の波形劣化を防ぐ効果を示す。
【００１７】
又、中継器や受信器において、前段の伝送路における分散を補償するように分散補償量を設定することにより、各中継器や受信器に一定の分散補償量を設定するよりも効果的に光信号の劣化を防止することが出来る。
【００１８】
以上のような構成により、送信側で光出力を大きくしても非線形効果を補償するレッドチャープにより波形劣化を防いで光信号を伝送することが出来る。
又、中継器や受信器における分散補償量のメニューとして単位ユニットを組み合わせたものとすることが出来るので、製品としての実現性が高い。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例の基本構成を示す図である。
同図においては、送信器１と受信器７の間を伝送路２、４、６・・・及び中継器３、５・・・で接続している。送信器１は、Ｅ／Ｏ（電気信号／光信号変換器）８、分散補償器９、及びポストアンプ１０で構成されている。Ｅ／Ｏ８は、電気信号を光信号に変換する機能を担い、分散補償器９は、送信器１側において一定の分散補償を行うものである。ポストアンプ１０は、光信号を伝送路に送り出す際により遠くまで伝送できるように光出力を増幅させるものである。又、本発明においては、送信器１側でαパラメータが０から＋２の間のレッドチャープを行う。中継器３、５内部の分散補償器１１、１２は、それぞれ前段の伝送路（前段の中継器から自中継器までの伝送路；中継器と中継器の間の伝送路の長さを１Ｒ伝送距離あるいは１Ｒ間隔という）の分散を補償すべく分散補償量を調整されるものである。即ち、分散補償器１１は伝送路２の分散を補償するだけの分散補償量を有しており、分散補償器１２は伝送路４の分散を補償するだけの分散補償量を有している。以下、図示されてはいないが、その他の中継器に設けられる分散補償器も中継器の前段の伝送路の分散を補償するだけの分散補償量を有するように構成する。受信器７は、プリアンプ１３、分散補償器１４、Ｏ／Ｅ（光信号／電気信号変換器）１５からなっている。プリアンプ１３は、伝送されてきた光信号を検出しやすいように増幅するものである。分散補償器１４は、受信器７の前段の伝送路の分散を補償するために設けられ、Ｏ／Ｅ１５は、光信号を電気信号に変換し、データの取り出しを行うための装置に送信する。
【００２０】
送信側では、送信チャープと送信側分散補償の特性により、パルス幅圧縮し、伝送路へ送出する。伝送路では、ファイバの非線形効果による影響（パルス幅圧縮）とファイバの分散による影響（パルス幅増大）を受ける。両者の相反する効果は打ち消す方向であるため、分散に対し、小さい波形変化に抑えられる。分散による劣化は、各段のインラインアンプ及び受信側の分散補償で、波形改善（パルス圧縮）され、受信器に入力される。
【００２１】
この補償方式での利点としては、先ず、送信側の分散補償が有効となる。これは、送出する波形を予めパルス圧縮する上で必要になる。パルス圧縮し、伝送路へ送出することにより、論理０側の符号間干渉量が減り、より良い伝送特性が得られる。つまり、この波形圧縮の最適化が重要となり、送信チャーピングの量や送信側の分散補償量が決まってくる。
【００２２】
次に伝送特性の確保できる分散補償量のトレランスが広く取れる。これは、送信器のプリチャープがレッドチャープであるため、＋分散の光ファイバ伝送時は波形がパルス増大される。それに対し、光ファイバの非線形効果による影響はブルーチャープ特性と同等のため、パルス幅圧縮となる。つまり、送信器のプリチャープにより、非線形効果の影響は打ち消される。その結果、分散に対し、小さい波形変化に抑えられる。よって、分散補償量に対し、所要伝送特性を満足できる伝送距離範囲が広くなり、分散補償器のメニュー削減へとつながる。つまり、この方式で最も重要な点はαパラメータの設定である。
【００２３】
即ち、図１のシステムにおいては、送信側では、チャーピングパラメータの特性と分散補償器の特性の組み合わせにより、送信パルスを圧縮し、伝送路へ送出するようになっている。又、伝送路においては、送信器のチャープ特性、伝送路での非線形効果の影響により生じるチャープ特性と伝送路の特性の組み合わせにより、送信器と伝送路でのチャープ特性を打ち消す方向としている。受信側では、チャーピングパラメータの特性と分散補償器の特性の組み合わせにより、分散により劣化した波形を補償（パルス圧縮）するようになっている。
【００２４】
図２は、αパラメータの変化に対する１Ｒ伝送可能距離範囲の依存性を示した図である。
これは、分散補償量及び区間数の条件を固定し、所要伝送特性を満足できる１Ｒ伝送可能距離範囲をそれぞれのαパラメータについて求めた結果である。同図（ａ）に示されているように、送信器２１と受信器２２との間には３段の中継器２３、２４、２５が設けられており、それぞれが伝送路２６、２７、２８、２９によって接続されている。送信器２１、受信器２２、およびそれぞれの中継器２３、２４、２５の分散補償量は一定値に固定し、１Ｒ伝送間隔をパラメータとしたとき、所要の伝送特性が得られる範囲をそれぞれのαパラメータ毎に求めたものが同図（ｂ）である。
【００２５】
同図（ｂ）に示されるように、１Ｒ伝送距離範囲はαパラメータが正の場合に大きく取れる。実際には、αパラメータが０に近いところでは、１Ｒ伝送距離が小さくなっているが、先ず、αパラメータが正と負で考えたとき、光出力を強くすることによって伝送路に生じる非線形効果を打ち消すためには、αパラメータを正に設定するのが有効である。従って、αパラメータは正の値を採用する。更に、同図（ｂ）の結果から、αパラメータが１の付近が最も良いと推定されるが、もともとこの図は送信出力を＋１４ｄＢｍとしており、その条件下での結果であって、送信出力を変化させるとαパラメータの最適値もシフトすると考えられる。
【００２６】
インラインアンプシステムにおける送信出力としては、現状＋５〜＋１７ｄＢｍ程度が想定されるため、＋１４ｄＢｍに対して−９〜＋３ｄＢ程度変化することが考えられる。ここで、光源の周波数シフト量はαパラメータに比例し、また伝送路ファイバの非線形効果による周波数シフト量は、伝送距離を一定とした場合、送信出力に比例するため、両者が補償関係にある本発明の場合は、αパラメータの最適値は送信出力の変化分に比例して変化するものと考えられる。
【００２７】
これにより、αパラメータの最適値は＋１に対して−９〜＋３ｄＢ即ち、０．１２５から２の範囲でαパラメータの最適値が変化することが予想される。但し、下限については、光アンプを使用せず、送信出力が低い場合も考慮して極限である０に置き換え、最終的には０〜２の範囲がαパラメータとして有効な範囲であると考えられる。
【００２８】
従って、この１Ｒ伝送可能距離範囲は、αパラメータが正の範囲で広く取れる。この１Ｒ伝送可能距離範囲が広く取れるということは、分散補償器のメニュー削減を可能とする。よって、αパラメータを正の範囲で設定するのが有効である。
【００２９】
以上より、従来方式からの改善点をまとめると、以下の点があげられる。
１）伝送特性の確保できる分散補償量のトレランスが広くなる。
２）１）の結果、製品として、伝送距離に応じた分散補償器のメニュー設定を行ったとき、メニュー数が削減できる。
【００３０】
図３は、シングルモードファイバ伝送時のメニュー設定例を示す図である。
同図（ａ）に示されるように中継器数３とし、１Ｒ間隔が０〜８０ｋｍの範囲で分散補償が行えるように設定を行った。分散補償器は送信機２１、受信器２２、及び中継器２３、２４、２５のいずれにも設けられ、送信側分散補償量を−６００ｐｓ／ｎｍとし、インラインアンプ内・受信側分散補償量のメニュー検討を行った。
【００３１】
同図（ｂ）がインラインアンプ内・受信側分散補償量のメニュー検討の結果である。
同図（ｂ）で斜線を入れた部分が各分散補償量の場合の許容１Ｒ間隔を示している。同図（ｂ）によれば、分散補償量が０ｐｓ／ｎｍの時には約２２ｋｍまでの範囲をインラインアンプ間あるいはインラインアンプと受信器間の１Ｒ伝送距離として取ることが出来る。約２２ｋｍ以上の１Ｒ伝送距離を取ろうとする場合には、インラインアンプ内あるいは受信側での分散補償量を−３００ｐｓ／ｎｍとすればよい。これにより、約２２ｋｍから約３８ｋｍまでの１Ｒ伝送距離をカバーすることが出来る。同様に、約３８ｋｍから約５８ｋｍまでは−６００ｐｓ／ｎｍ、約５８ｋｍから約７８ｋｍまでは−９００ｐｓ／ｎｍ、約７８ｋｍから約８０ｋｍまでは−１２００ｐｓ／ｎｍと分散補償量を設定することにより、インラインアンプ間あるいはインラインアンプと受信器間の伝送路の分散を補償することが出来る。
【００３２】
この様に、１Ｒ間隔を８０ｋｍまでの範囲で設定するときには、分散補償メニューとして、０、−３００、−６００、−９００、−１２００ｐｓ／ｎｍの５つのメニューを用意すれば、光信号の波形劣化を防いで、インラインアンプを使用した光伝送システムを構築することが出来る。
【００３３】
ところで、実際のシステムでは、１Ｒ間隔が区間毎に違う場合もある。その場合もこの方式では、所要の伝送特性が得られるように分散補償を行うことが出来る。本発明においては、この分散補償量を、中継器の前段の距離に応じて設定することが特徴である。
【００３４】
図４は、シングルモードファイバ伝送において、１Ｒ間隔が区間毎に異なる場合の分散補償の方法と受信側での波形劣化の様子を示す図である。
送信側の分散補償量は−６００ｐｓ／ｎｍとし、インラインアンプ／受信側補償方法を２通り示した。上段の補償条件▲１▼は３Ｒ伝送距離に応じ、インラインアンプ内、受信側分散補償を均一に設定、下段の補償条件▲２▼は１Ｒ伝送距離に応じ、インラインアンプ内、受信側分散補償を個々に設定した。図４には、Ｏ／Ｅの等化波形のみ示した。
【００３５】
同図上段の補償条件▲１▼においては、インラインアンプ内、及び受信側分散補償量を−６００ｐｓ／ｎｍに一律に設定している。これにより、１Ｒ間隔の様々なパターンに対し得られたアイパターンを見ると、１Ｒ間隔を８０ｋｍと１０ｋｍで交互に設定した場合には、ある程度のアイ開口が得られているが、その他は、殆どアイ開口が得られていないために、正常に「１」、「０」の論理を読みとることが出来ないほどになっている。
【００３６】
これに対し、下段の補償条件▲２▼においては、インラインアンプ内、及び受信側分散補償量を前段の１Ｒ間隔に合わせて、１Ｒ間隔が１０ｋｍの時は分散補償量は０ｐｓ／ｎｍ、８０ｋｍの時は分散補償量を−１２００ｐｓ／ｎｍと設定している。このメニューの設定方法は図３（ｂ）のグラフに従って行っている。
【００３７】
このように前段の１Ｒ間隔に合わせて分散補償量を適切に設定することによって、図４の下段のアイパターンに示されるように、アイ開口が十分広く得られ、「１」、「０」の論理を正確に得ることが出来る。
【００３８】
特に、１段目に１０ｋｍという短い距離が来ているときに、補償方法による伝送特性の差は大きく現れ、補償条件▲２▼の方が良好な波形が得られている。つまり、分散補償は中継器の前の距離に応じて、補償量を決定する方法が有効である。
【００３９】
図５は、送信側分散補償量に対する所要伝送特性を満たす１Ｒ段数をそれぞれのαパラメータについて求めた図である。
同図の場合には１Ｒ伝送距離を８０ｋｍに固定し、インラインアンプ内及び受信側分散補償量をそれぞれ−１０００ｐｓ／ｎｍとした。ここで、１Ｒ段数とは線形中継器による中継数である。
【００４０】
同図によれば、αパラメータが負の場合には、いずれの場合にも２段までしか所要伝送特性を満たすことは出来ないが、αパラメータを正に取るとこれが改善されることが示されている。特に、αパラメータが＋１の時が最も所要伝送特性が広く得られ、送信側の分散補償量は−１２００ｐｓ／ｎｍが上限となることが示されている。
【００４１】
ここで、所要伝送特性が得られるとは、光パルス信号の波形の変形が、何の影響もないときに比べ振幅方向に１０％、幅方向に７０％の変形にとどまる場合を言う。
【００４２】
従って、同図から、αパラメータが負よりは正の方が所要伝送特性が得られる伝送距離を長くとることができることが示されており、特に＋１の時には最も長い伝送距離を取ることが出来る。
【００４３】
但し、このαパラメータの最適値は光信号の送信出力に依存するので、光出力を変化させると、最も長い伝送距離を得ることが出来るαパラメータの値は変化することを考慮する必要がある。少なくとも、同図からはαパラメータを負に設定するのではなく、正に設定する方が良いことが言える。
【００４４】
図６は、１Ｒ間隔対１Ｒ残留分散量を示した図である。
同図においては、１Ｒ段数（中継数）を３段とし、αパラメータを＋１、光送信電力を＋１３〜＋１４ｄＢｍとし、送信側分散補償量を−６００ｐｓ／ｎｍ、インラインアンプ内及び受信側分散補償量を０〜−１２００ｐｓ／ｎｍとしている。この場合において、１Ｒ間隔を０〜８０ｋｍの間で１Ｒ残留分散量（１Ｒ間隔での残留分散）を調べたものである。
【００４５】
同図によれば、１Ｒ間隔が変わっても１Ｒ残留分散値を１００〜４００ｐｓ／ｎｍ程度に設定すれば、所要の伝送特性が得られることが分かる。同図では、中継数３段の場合であるが、中継段数を２段とすると、中継間隔は最大１２０ｋｍまで延びることが予想される。そこで、受信側最大分散補償量としては、中継間隔１２０ｋｍの場合を想定して求めた。これにより、ファイバ分散値を２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとすると、１Ｒ伝送路分散は２４００ｐｓ／ｎｍとなり、１Ｒ残留分散補償量の最小値１００ｐｓ／ｎｍを引くと、受信側最大補償量は−２３００ｐｓ／ｎｍと求まる。
【００４６】
ところで、上記、実施例においては、伝送路で光信号が受ける非線形効果が無視できなくなるほどの高速な伝送速度の場合を前提としており、例えば、１０Ｇｂｉｔ／ｓｅｃの伝送速度を念頭に置いている。
【００４７】
上記いずれの例においても、受信側で用意する分散補償器を同じ分散補償量の単位ユニットを組み合わせた構成とすることが出来る。例えば、図３（ｂ）のメニュー設定の例によれば、インラインアンプ内・受信側分散補償量は、０、−３００、−６００、−９００、−１２００ｐｓ／ｎｍと−３００ｐｓ／ｎｍの倍数の分散補償量で、１Ｒ間隔を８０ｋｍまでカバーすることが出来る。従って、メニューとして−３００ｐｓ／ｎｍを単位ユニットとし、これを組み合わせて必要な分散補償量を得る構成とすることが出来る。
【００４８】
即ち、基本的に分散補償量は伝送距離（伝送路で生じる分散量）に応じて変える必要がある。従来の方法としては、伝送路ごとに分散量を測定し、残留分散量が一定になるように分散補償量を設定する方法があるが、この方法では分散補償器の種類が無数に必要となり、オーダーメイドになるので、経済的な面で実用化するには問題が生じる。又、適宜伝送距離を区分して、その区分毎に分散補償量を決め、分散補償器メニューを設定する方法もあるが、メニュー数が多い場合には、予備用品の種類も増大し、経済的でないという問題点がある。
【００４９】
しかし、本発明においては、ある分散補償量の最小単位（例えば−３００ｐｓ／ｎｍ）を設定し、基本的に、分散補償のための単位ユニットの種類としてはその１種類のみとするものである。そして、伝送距離に応じて必要な分散補償量となるよう、そのユニットを順次複数接続していく。このような分散補償器を用いると、移設などで伝送距離を変える場合でも、分散補償器そのものを変える必要がなく、単位ユニットの追加または削除だけで対応できる。又、予備用品の種類も１種類となるので非常に経済的である。
【００５０】
しかしながら、使用条件（ファイバのばらつき、出力パワーの変化など）によっては、上記の方法では伝送特性が確保出来ない可能性もある。この様なケースが万一発生した場合の対応として補正用の分散補償ユニット（例えば、−１００ｐｓ／ｎｍ）を用意し、これを追加して微調整することが有効である。
【００５１】
更に、分散補償器の入出力レベルが固定されていて、分散補償器の損失が分散補償量によらず、一定の範囲内に入る事を要求されるケースもある。例えば、Ｏ／Ｅの入力レベル、ポストアンプの入力レベル等である。この様な場合は光アッテネータを追加使用することやスプライスする時に故意に光軸をずらしロスを入れるなどして、分散補償量を変えた場合でも分散補償器の損失が要求の範囲内に入るようにし、後続の装置に影響を与えないようにする。
【００５２】
単位ユニットの接続方法としては、スプライスによる接続（ファイバ同士の融着）、コネクタによる接続等が考えられるが、ユニット自体に着脱可能な構造を持たせる事も考えられる。
【００５３】
図７は、分散補償器の単位ユニットを説明する図である。
同図（ａ）、（ｂ）はユニット配置の種類を示しており、同図（ａ）は、縦または横に並べていく配置、同図（ｂ）は重ねていく配置である。
【００５４】
同図（ｃ）、（ｄ）は、この時の接続方法で、特に、同図（ｃ）は向かい合う面のどちらかに、入力端子または出力端子の一方を配し、反対の面に残った一方の端子を配して接続する方法、同図（ｄ）は１つの面に入出力端子の両方を配する構造で、この場合はユニット内にスイッチング回路を装備し、ユニットを接続したとき、端子を差し込まれたユニットがこれを検知して、閉じていた部分をオープンにしてから接続する方法である。
【００５５】
図８は、分散補償器の単位ユニットに用いる光スイッチの一構成例である。
同図（ａ）には、図７（ｄ）の構成において単位ユニットが挿入されたことを検出する構成が示されている。スイッチ１３２、１３３が閉じているときには光路はＡ−Ｃ間に設定され、光は出力口１３０から入って出力口１３１から出ていく。この構成の場合、出力口１３１から光を入れて、出力口１３０から出ていくようにすることも可能である。分散補償は光路Ａの部分で行われ、光路Ｃの部分は分散補償機能のない通常の光路を形成している。
【００５６】
次に、この次段に別の単位ユニットがはめ込まれる場合には、次段の出力口がユニット挿入検出器１３５、１３６の部分にはめ込まれる。ユニット挿入検出器１３５、１３６は、次段に単位ユニットがはめ込まれたことを検出し、ユニット挿入検出信号処理部１３７に信号を送る。ユニット挿入検出信号処理部では、この信号にもとづいて、スイッチ１３２、１３３に制御信号を送る。これにより、スイッチ１３２、１３３は、光路を切り換え、光がＡ−Ｂ間を通過するように光路を形成する。
【００５７】
スイッチ１３２、１３３は、電気信号を受けて光路を変えられるものであればどのようなものでも良く、例えば、機械式のスイッチが市販されている。
同図（ｂ）は、ユニット挿入検出器の具体的構成例を示したものである。
【００５８】
ユニット挿入検出器は、単位ユニットのコネクタ１３８の部分に設けられたアダプタ１３９に取り付けられる。同図（ｂ）の場合には、爪状の突起が検出部１４１として設けられており、次段の単位ユニットの出力口に設けられたコネクタ１４０がアダプタ１３９にはめ込まれると、検出部１４１の爪が移動して電気的に接続された別の場所に設けられているスイッチ１４２をオンにして、接続検出出力を生成する。これをユニット挿入検出信号処理部１３７が検出して単位ユニット内の光路の切り替えを行う。
【００５９】
分散補償を行う構成として分散補償ファイバを使用することが可能であるが、この他にも様々なものが分散補償に使用する事が出来る。
図９は、分散補償ファイバ以外の分散補償のための構成例を示した図である。
【００６０】
同図（ａ）はファイバグレーティング型分散等化器を示す図である。
ファイバ１４３中にグレーティング（周期的な屈折率変化）１４４を与え、その周期を次第に変えておく、これに光を入射すると波長に応じて異なった位置で光が反射して戻ってくる。即ち、波長に応じ、異なった遅延時間を与えられた光が戻ってくるので、これをサーキュレータ１４５により取り出し、分散等化する。ファイバグレーティングに対する入力方向を反対にすれば逆符号の分散特性が得られる。
【００６１】
同図（ｂ）は導波路型分散等化器を示す図である。
例えば、Ｓｉ基板上に石英（ＳｉＯ₂）で導波路１４６を形成し、上部導波路１４７と下部導波路１４８で位相が異なるよう位相シフタ１４９を設ける。入力光信号は、位相シフタ１４９による位相調整により、例えば長波長側の成分は主に下側を伝搬し、短波長側の成分は上側を伝搬する。このような導波路を複数回伝搬させることにより、負の分散特性を得ることが出来る。位相調整により、逆符号の分散特性を得ることもできる。位相シフタ１４９としては、例えば、薄膜ヒータが用いられる。
【００６２】
同図（ｃ）は共振器型分散等化器を示す図である。
全反射ミラー１５１と半透過型ミラー１５０とを対向させ、半透過型ミラー１５０の側から光を入射すると、両ミラーの間隔に応じたある波長の光のみがミラー間で多重反射し、共振状態となる。この共振波長の近傍では、周波数に比例するある回数の多重反射を繰り返した光が再び戻ってくるようになる。これをサーキュレータにより取り出すことで、周波数（波長）に応じて異なる遅延時間を与え、分散等化する。共振周波数より高い領域または低い領域のいずれを使用するかで逆向きの分散特性が得られる。
【００６３】
【発明の効果】
送信側で光信号に与えるチャーピングをαパラメータが正のレッドチャープとし、送信器に分散補償器を設け、中継器には前段の伝送路の分散を補償するように分散補償器の分散補償量を調整し、更に、受信器にも分散補償器を設けたことにより、所要の伝送特性が確保できる分散補償量のトレランスが広くなる。又、この結果、伝送距離に応じた分散補償器のメニュー設定を行った時、メニュー数が削減できる。
【００６４】
又、送信側でレッドチャーピングを行って、伝送路での非線形効果を打ち消すようにしたため光出力を高出力化することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の基本構成を示す図である。
【図２】αパラメータの変化に対する１Ｒ伝送可能距離範囲の依存性を示した図である。
【図３】シングルモードファイバ伝送時のメニュー設定例を示す図である。
【図４】シングルモードファイバ伝送において、１Ｒ間隔が区間毎に異なる場合の分散補償の方法と受信側での波形劣化の様子を示す図である。
【図５】送信側分散補償量に対する所要伝送特性を満たす１Ｒ段数をそれぞれのαパラメータについて求めた図である。
【図６】１Ｒ間隔対１Ｒ残留分散量を示した図である。
【図７】分散補償器の単位ユニットを説明する図である。
【図８】分散補償器の単位ユニットに用いる光スイッチの一構成例である。
【図９】分散補償ファイバ以外の分散補償のための構成例を示した図である。
【図１０】従来のプリチャープと分散補償器の組み合わせを示す図である。
【符号の説明】
１、２１、１０００ 送信器
２、４、６、２６、２７、２８、２９、１００３、１００６、１００９ 伝送路
３、５、２３、２４、２５、１００４、１００７ 中継器
７、２２、１０１０ 受信器
８、１００１ Ｅ／Ｏ（電気信号／光信号変換器）
９、１１、１２、１４、１００５、１００８、１０１２ 分散補償器
１０、１００２ ポストアンプ
１３、１０１１ プリアンプ
１５、１０１３ Ｏ／Ｅ（光信号／電気信号変換器）
１３０、１３１ 出力口
１３２、１３３ スイッチ
１３５、１３６ ユニット挿入検出器
１３７ ユニット挿入検出信号処理部
１３８、１４０ コネクタ
１３９ アダプタ
１４１ 検出部
１４２ スイッチ
１４３ ファイバ
１４４ グレーティング
１４５ サーキュレータ
１４６ 導波路
１４７ 上部導波路
１４８ 下部導波路
１４９ 位相シフタ
１５０ 半透過型ミラー
１５１ 全反射ミラー

Claims (11)

1. 送信器、中継器、受信器、及びこれらを接続する伝送路からなるインラインアンプを用いた光伝送システムにおいて、
   前記送信器は、光信号にαパラメータが零または正のチャーピングを行うとともに、負の分散補償を行う分散補償器を有し、
   前記伝送路は前記光信号の波長に対し正の分散値を有し、
   前記送信器は、前記αパラメータを前記送信出力に応じて設定されることを特徴とする光伝送システム。
2. 請求項１記載の光伝送システムであって、前記中継器及び前記受信器は、該中継器あるいは該受信器の前段の伝送路の分散を補償するだけの分散補償量の分散補償器を有することを特徴とする光伝送システム。
3. 前記αパラメータは０から２の範囲で設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光伝送システム。
4. 前記送信器には、一定の分散補償量を有する分散補償器が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光伝送システム。
5. 前記送信器に設けられた前記分散補償器の分散補償量を−１２００ｐｓ／ｎｍ以下に設定することを特徴とする請求項４に記載の光伝送システム。
6. 前記中継器あるいは前記受信器の有する前記分散補償器の分散補償量は、それぞれ−２３００ｐｓ／ｎｍ以下に設定することを特徴とする請求項１または２に記載の光伝送システム。
7. 前記αパラメータの値を＋１程度にし、
   前記送信器の分散補償器の分散補償量を−６００ｐｓ／ｎｍ程度に設定し、
   前記中継器あるいは前記受信器の前段の伝送路の長さが０〜２２ｋｍの範囲では前記中継器あるいは前記受信器の分散補償器の分散補償量を０ｐｓ／ｎｍとし、
   前記中継器あるいは前記受信器の前段の伝送路の長さが２２〜３８ｋｍの範囲では前記中継器あるいは前記受信器の分散補償器の分散補償量を−３００ｐｓ／ｎｍ程度とし、
   前記中継器あるいは前記受信器の前段の伝送路の長さが３８〜５８ｋｍの範囲では前記中継器あるいは前記受信器の分散補償器の分散補償量を−６００ｐｓ／ｎｍ程度とし、
   前記中継器あるいは前記受信器の前段の伝送路の長さが５８〜７８ｋｍの範囲では前記中継器あるいは前記受信器の分散補償器の分散補償量を−９００ｐｓ／ｎｍ程度とし、
   前記中継器あるいは前記受信器の前段の伝送路の長さが７８〜８０ｋｍの範囲では前記中継器あるいは前記受信器の分散補償器の分散補償量を−１２００ｐｓ／ｎｍ程度とし、前段の伝送路の長さに応じて中継器及び受信器の分散補償器の分散補償量を変更することを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
8. 前記分散補償器は分散補償ファイバからなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の光伝送システム。
9. 前記分散補償器はファイバグレーティングからなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の光伝送システム。
10. 前記分散補償器は導波路型分散等化器からなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の光伝送システム。
11. 前記分散補償器は共振器型分散等化器からなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の光伝送システム。

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