JP3879802B2 - Setting method of signal light wavelength of optical transmission system - Google Patents

Description

これは分散トレランス３０ps／nmとほぼ同等の値であり、システム設計上、十分に考慮しなければならない値である。なぜなら、システム運用開始時に−５０℃で波長分散値を零に設定できたとしても、システム運用中に３０℃以上になると、ペナルティ１dBの基準を満たさなくなる。
【０００５】
以上の考察により、４０Gb／ｓ以上の超高速光伝送システムを実現するには、（ｉ）システム運用開始時に波長分散値が最小（零）になるように信号光波長を設定し、
（ii）システム運用中にも伝送路分散値の経時変化に対応して、波長分散値が最小になるように信号光波長を制御する、
「信号光波長最適化システム」の構築が必要であることがわかる。この信号光波長最適化システムは、波長分散値が小さい１．５５μｍ帯分散シフトファイバ（ＤＳＦ）伝送路だけでなく、分散補償技術を併用した１．３μｍ零分散シングルモードファイバ（ＳＭＦ）伝送路を用いたシステムにおいても必要とされる。
【０００６】
光ファイバの波長分散値の測定法として、複数の異なる波長の光を光ファイバに入力し、出力光間の群遅延差や位相差を測定するパルス法や位相法が従来より用いられている。しかし、これらの方法を用いて、システム運用中に常時分散測定を行うためには、各中継区間ごとに一組の波長分散測定器が必要となる。さらに、データ信号光の伝送を中断しないで分散量測定を行うためには、データ信号光とは異なる波長の測定光を波長多重する必要がある。このようにパルス法や位相法を光伝送装置の中に組み込むことは、サイズおよび経済性の面から現実的ではない。さらに信号光波長と異なる波長を用いる場合、測定光波長での測定値から信号光波長での分散値を推測するというプロセスを挟むため、厳密性に欠けるおそれがある。そのため、信号光から直接波長分散値を読み取れる方法が望ましい。
【０００７】
この方法として、本願発明者は既に特願平９−２２４０５６号「波長分散制御のための方法と装置及び分散量検出方法」に、ＮＲＺ信号およびＯＴＤＭ信号に対するベースバンドスペクトル中の４０GHz 成分強度の総分散量依存性を利用した方法を記載している。具体的には、総分散量が零のときに４０GHz 成分強度が極小になり、そのときアイ開口度が最大になることを利用している。特願平９−２２４０５６号では、総分散量を零にするために可変分散補償器を用いている。波長可変レーザを用いて信号光波長を変えることにより総分散量を零にする方法にも言及しているが、その具体的な制御方法までは触れていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、光伝送システムにおいて信号光波長を最適に設定する方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、光伝送システムの信号光波長の設定方法であって、光伝送システムの運用開始前において第１の波長幅にわたって信号光波長を第 1 の波長間隔で変化させて掃引し、該第１の波長幅にわたる前記掃引の結果に基づいて前記信号光波長の総波長分散量に基づき最適値を決定し、光伝送システムの運用開始後において前記信号光波長の最適値を中心として第１の波長幅よりも狭い第２の波長幅にわたって前記信号光波長を前記第 1 の波長間隔より狭い第 2 の間隔で変化させて掃引し、該第２の波長幅にわたる掃引の結果に基いて前記信号光波長の最適値を更新する各ステップを具備する方法が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
データ信号のビットレートが４０GHz のＯＴＤＭ信号、ＲＺ光信号、およびＮＲＺ光信号のベースバンドスペクトル中の４０GHz 成分強度の総分散依存性の計算機シミュレーションの結果をそれぞれ図１〜３に示す。図１〜３には振幅方向のアイ開口度についても示してある。入力光のパワーは平均で−５dBm 、ＳＭＦ長は５０kmであり、ＳＭＦに直列に接続したＤＣＦ（分散補償ファイバ）の分散量を変えることにより、総分散量を変えた。
【００１１】
上記のＯＴＤＭ信号とは図４に示すような光変調器１０から出力される光信号である。図４において、ＬｉＮｂＯ₃ 基板１２にＴｉを熱拡散させて図４に示すような光導波路１４を形成し、その上に図４中にハッチングで示す電極パターン１６をＡｕで形成して、１入力２出力光スイッチ１８、独立な２系列の光変調器を有するデータ変調部２０、位相制御部２２および光多重部２４が形成される。１入力２出力光スイッチ１８の光導波路に連続光を入力し、２つの電極に位相差が１８０°の２０GHz クロックを印加すると、図５の（ａ）（ｂ）欄に示す互いに逆相の２系統の２０GHz 光クロックが光スイッチ１８から出力され、データ変調部２０の２つの光変調器へ入力される。２つの光変調器のそれぞれには２０Gb／ｓのデータ信号が印加されて図５の（ｃ）（ｄ）欄に示す２系列のＲＺ信号がデータ変調器２０から出力される。位相制御部２２では２光波間の位相差が１８０°になるように光波の位相が調節され、光多重部２４で合成される。２光波間の位相差が１８０°であるので、図５の（ｅ）欄に示すように１が連続するところでは裾部分が打ち消し合ってＲＺ信号に近い波形になり、それ以外の隣接ビットの少なくとも一方が０になるところではＮＲＺ信号の波形に近くなる。
【００１２】
図１〜３のシミュレーション結果から、次のことがわかる。
（ａ）ＯＴＤＭ方式の場合：総分散量０ps／nmにおいて、４０GHz 成分強度が極小になり、アイ開口度が最大になる。
（ｂ）ＲＺ方式（Ｄｕｔｙ比５０％）の場合：総分散量零のときに、４０GHz 成分強度、アイ開口度ともに最大となる。これは他のＤｕｔｙ比においても同様である。
（ｃ）ＮＲＺ方式の場合：４０GHz 成分強度が零になる総分散量は周期的に存在するが、２つの最大値の間の極小点は総分散量零で、そのときアイ開口度が最大になる。
【００１３】
一般に、光ファイバによる伝送において、信号光波長と波長分散の関係はリニアであるから、図１〜３の横軸を信号光波長に置き換えても同じグラフが得られる。この場合に総分散量零の点は零分散波長に置き換わる。
これにより、４０Gb／ｓ伝送（線形伝送）において、零分散波長を含む範囲で信号光波長をスキャンしながら４０GHz 成分強度を測定すれば、いずれの符号形式の場合も、４０GHz 成分強度（＝モニタ信号強度）の極小点（最小点）もしくは極大点（最大点）を用いて、総分散が零となる波長を検出することができることがわかる。
【００１４】
図６の実験系で得られた、信号光波長に対する４０GHz 成分強度の関係（実験結果）を図７および図８に示す。
図６において、波長可変光源３０（サンテック社製波長可変ＬＤ光源ＴＳＬ−２１０）の出力光が前に説明した４０GHz ＯＴＤＭ変調器３２で変調され光ポストアンプ３４で増幅され、長さ１００kmの分散シフトファイバ（ＤＳＦ）３６に送出される。ＤＳＦ３６で伝送された光信号は光プリアンプ３８で増幅され、通過帯域幅３nmの波長可変光フィルタ４０を経てフォトダイオード４２で電気信号に変換される。電気信号は４０GHz の狭帯域フィルタ４４を経てパワーメータ４６へ入力され、４０GHz 成分強度が検出される。
【００１５】
図７は信号光波長を１５３５nmから１５７０nmまで１nmおきに変化させ、それに光フィルタ４０の中心波長を連動させて変化させたとき（後述のスキャンモードに相当）の結果を示す。また、図８は光フィルタ４０の中心波長を１５５１．６nmに固定したまま、信号光波長のみを１５５０nmから１５５３nmまで０．１nmおきに変化させたとき（後述のトラッキングモードに相当）の結果を示す。図７の場合はλ₀ に、図８の場合はλ₀ ′に信号光波長を設定すれば、波長分散値をほぼ零にすることができる。なお、図８の２つのピークは光フィルタ４０の通過特性により生じたもので、図７の２つのピークとは意味が異なる。
【００１６】
実際の光伝送システムにおけるＤＳＦ伝送路の零分散波長は長手方向に変動しており、中継距離も区間ごとに全くの一定距離でないため、中継区間ごとに総波長分散値が零になる信号光波長も異なる。そのため、まず、システム運用開始時に中継区間ごとに波長分散値が最小（零）になるように信号光波長を設定するには、図７のように信号光を広範囲に掃引し、１５４６nmと１５６１nmの極大値に挟まれた１５５２nmの極小値を少なくとも１回は求める必要がある。（本発明においてこの動作を「スキャンモード」と名付ける。）
次に、システム運用中に伝送路分散値の経時変化に対応して、波長分散値が最小になるように信号光波長を制御する場合は、スキャンモードで設定した波長から大きく離れた波長にジャンプすることはなく、徐々に変化していくため、図８のように、比較的狭い波長範囲で掃引しながら、モニタ値が最小になる波長を追尾すればよい。（本発明においてこの動作を「トラッキングモード」と名付ける。）
図９に示すように、ＤＳＦ３６を恒温槽３７に入れ、温度を−３５℃、＋５℃、＋６２℃としたときの、４０Gb／ｓ ＯＴＤＭ方式による、信号光波長に対する４０GHz 成分強度の関係を図１０に示す。光フィルタ４０の通過帯域幅は５nmである。図１０において、温度が上昇するにつれて、２つのピークに挟まれた極小値を示す波長（波長分散値零の波長）が長波長側へシフトしていくことがわかる。
【００１７】
以上のように、システム開始時にスキャンモードで波長最適化を行った後、システム運用中はトラッキングモードで最適波長を追尾することで、常時、波長分散値が零になる信号光波長に設定することができる。
図１１は本発明の信号光波長設定方法が適用される光伝送システムの一例を示す。送信側において、波長可変光源５０を有する光送信機５２の出力は光ポストアンプ５４で増幅された後、光伝送路５６へ送出される。受信側において、光伝送路５６から受信した光信号は光プリアンプ５８で増幅された後、光受信機６０へ入力される。光受信機６０の入力の一部が分岐されて分散モニタ６２へ入力され、伝送路５６の総分散量を表わす特性値が測定される。分散モニタ６２の測定結果はＣＰＵ６４へ入力される。前述したように、ＣＰＵ６４は運用開始前においては、例えば１５３５〜１５７０nmといった広い範囲で波長可変光源の波長を掃引し、その時の測定結果に基いて最適波長を決定する。運用開始後には、決定された最適波長を中心とする例えば０．６nmの幅で波長可変光源の波長を掃引し、その時の測定結果に基いて最適波長を決定し、決定された値で最適波長の値を更新する。運用開始後には所定の間隔で上記の掃引、決定、更新の処理を繰り返すことにより信号光波長を常に最適値に維持することができる。図１２は光伝送路にさらに光増幅中継器６６が挿入された光増幅中継システムを示す。
【００１８】
分散モニタ６２における測定法の例としては、前述のファイバ伝送後の光信号のベースバンドスペクトル中の特定の周波数成分強度（ビットレートと同じ周波数成分強度を用いる方法）があるが、これに限定せず、前述のパルス法や位相法の場合もあり得る。
図１１の例では最適波長に設定するためにＣＰＵを用いているが、これは光受信装置内や光送信装置内に内蔵されている場合や、パーソナルコンピュータのような独立したコンピュータ機器の場合もあり得る。
【００１９】
フィードバック信号の転送方法としては、一般に光伝送システムで用いられている監視信号（比較的低速の電気信号）を用いる方法や、光ファイバ伝送路を逆方向に伝送する方法（この場合、フィードバック信号光波長と信号光波長を異なる波長（領域）に設定しなければならない可能性もある。）が考えられる。
波長可変光源５０としては、前述のサンテック社製波長可変ＬＤ光源ＴＳＬ−２１０に内蔵された波長可変レーザダイオードの動作原理（外部共振器型波長可変ＬＤ光源）と同一の動作原理のものが使用可能であるほか、図１３に示す３電極型の波長可変半導体レーザが使用可能である。図１３に示した波長可変半導体レーザはＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰレーザ構成を有している。共通電極７１と電極７２との間に活性層７５を含むレーザ発振領域７７が形成され、共通電極７１と電極７３との間に波長微調領域７８が形成され、共通電極７１と電極７４との間に回折格子７６を含む波長粗調領域７９が形成されている。電極７３に加える電流Ｉｐと、電極７４に加える電流Ｉｄとを調整して発光波長を変化させ、電極７２に加える電流Ｉａによって光出力を制御することができる。従って、ＣＰＵ６４から電流Ｉａ，Ｉｐ，Ｉｄを制御することにより、発光波長を制御し、且つ伝送情報に従って変調した光信号を出力することができる。
【００２０】
図１４はトラッキングモードにおいて信号光波長を掃引する方法の例を示す。（ａ）欄は、１５５１nmから１５５３nmまで０．２nmおきに、短波長側から長波長側へ一方方向のみに波長を掃引する例を示す。逆に長波長側から短波長側へ掃引する場合もあり得る。なお、波長掃引範囲や波長間隔は特定しない。この手法においては、１５５３nmから１５５１nmへジャンプする際に、波長分散が大きく変化し、それに伴い、受信波形が大きく変化する可能性がある。これにより、受信端でのタイミング抽出において、ＰＬＬのロックがはずれる等の支障をきたす可能性もある。そのため、（ｂ）欄に示すように、１５５１nmと１５５３nmの間を折り返しながら掃引する方法が望ましい可能性がある。
【００２１】
スキャンモードでは、一方方向（短波長側から長波長側へ、もしくは、長波長側から短波長側へ）へ一回だけ掃引する方法と、折り返して掃引する方法（短波長側→長波長側→短波長側、もしくは長波長側→短波長側→長波長側）もあり得る。
図１５は分散モニタ６２で総分散量を表わす特性値を測定して総分散量を零にする波長に設定する代わりに、伝送特性評価部８０において符号誤り率やＱ値などの伝送特性を表わす特性値を測定し、それが最良となる波長に設定する方法を示す図である。符号誤り率やＱ値の他に、受信波形を観測し、予め規定したアイマスクパターンの基準を満たす波長に設定する方法も考えられる。
【００２２】
なおＱ値（＝電気ＳＮＲ）は次式で定義される。
Ｑ＝２０ｌｏｇ₁₀〔（μ₁ −μ₀ ）／（σ₁ ＋σ₀ ）〕
但し、μ₁ ：“発光”時の平均レベル
μ₀ ：“非発光”時の平均レベル
σ₁ ：“発光”時のレベルの標準偏差
σ₀ ：“非発光”時のレベルの標準偏差
波長可変レーザをスキャンモードやトラッキングモードで波長掃引する方法は、図１６に示す波長多重（ＷＤＭ）光伝送システムにおいて、固定（もしくは半固定）の光フィルタ８２の通過波長帯域の中心に信号光波長を設定する場合にも適用可能である。この場合は、まずスキャンモードで波長を掃引し、光フィルタ後段の光パワー検出器８４で検出される光パワーが最大値になるように波長設定する。そして、ここでの光フィルタの中心波長が経時的に変化する場合はトラッキングモードで常に光フィルタ通過波長帯域中心に信号光波長を設定することができる。また、波長可変フィルタによるチャンネル選択を行う光ＡＤＭシステムへの適用も考えられる。
【００２３】
図１１および図１２の分散モニタ６２が受け取る分散モニタ信号の強度において、波長依存性が小さい場合、経時的に変動する場合、モニタ信号の受信感度が低い場合等は、各波長で一回の測定では、データのばらつきが大きく、そのデータ列から最小値を示す波長が、必ずしも伝送路の平均零分散波長でない可能性もあり得る。そのため、各波長で複数回測定した平均値を求める方法が有効となる。この方法は、スキャンモードとトラッキングモードの両方に適用可能である。図１７は各波長で４回測定し、平均値を求める例を示している。例えば、各波長で１回しか測定しない場合、１回のデータのみでのモニタ強度最小波長は図１７中に破線で示すように１５５１．６nmなのに対し、実線で示す平均値データでは１５５２．０nmとなる。複数回測定する方法としては、各波長である一定の時間間隔で連続して測定する方法と一回の波長掃引での各波長での測定は１回とし、波長掃引を複数回行う方法が考えられる。後者は伝送路での波長分散値の経時変化速度に比べて、波長掃引速度が十分に速い場合に有効である。
【００２４】
図１８に示すように、１回の掃引で得られたデータ列を関数近似して、その最小値を求める方法もある。なお、関数近似処理はＣＰＵやコンピュータにより行う。
関数近似の例としては、

のような多項式近似や最小二乗法などがある。
【００２５】
図１９および図２０は、信号光波長を掃引するとともに、システム中に配置されている波長可変フィルタ９０の透過中心波長も掃引しながら、伝送路の波長分散値をモニタし、ＣＰＵ６４を介して、最適波長に設定するようにフィードバック制御を行うシステム構成例を示している。図１９は無中継システムを示し、図２０は光増幅中継システムを示す。
【００２６】
一般に光アンプを用いた光伝送システムにおいては、受信端での光Ｓ／Ｎ比を確保するために光アンプからのＡＳＥ雑音除去用に光フィルタが配置されている。さらに、最小受信感度を改善するには、信号光成分を削らない程度に狭帯域の光フィルタが有効となる。しかし、光フィルタが固定では、本発明のスキャンモードにおける信号光波長の比較的広範囲の波長掃引は不可能である。そのため、システム中に配置されている狭帯域光フィルタを全て波長可変フィルタとし、信号光波長と同期させて可変させる必要がある。
【００２７】
図１９および図２０では分散モニタによる信号光波長最適化システムを例に挙げているが、分散モニタ信号の強度検出のＳ／Ｎ比を確保するためにも、波長可変フィルタの適用は有効である。図２０の光増幅中継システムの場合には、光インラインアンプ６６にはスキャンモードでの波長範囲をすべて透過する比較的広帯域の固定の光フィルタを配置し、光プリアンプ５８のみに狭帯域波長可変フィルタを配置する構成もあり得る。
【００２８】
図２１はスキャンモードにおけるＣＰＵ６４の動作のフローチャートである。図２１において、まず、波長可変光源５０の波長λ_LDと光フィルタ９０の中心波長λ_FLを掃引開始波長λ_SOに設定し（ステップ１０００，１００２）、分散モニタの強度を測定する（ステップ１００４）。次に、λ_LDおよびλ_FLをΔλ_S だけ増加させ（ステップ１００６，１００８）、掃引終了波長λ_Seを超えていなければ（ステップ１０１０）、分散モニタの強度を測定して（ステップ１０１２）、ステップ１００６へ戻る。ステップ１０１０において波長λ_LDが掃引終了波長λ_Seを超えていれば、後述するアルゴリズムに従って最適波長λ_S-opt を求めて（ステップ１０１４）、トラッキングモードへ移行する。なお、ステップ１００４と１０１２の分散モニタ強度測定は複数回測定して平均値を求めるようにしても良い。
【００２９】
図２２はトラッキングモードにおけるＣＰＵ６４の動作のフローチャートである。光フィルタの中心波長λ_FLをスキャンモードで決定された最適波長λ_S-opt に設定し（ステップ１１００）、波長パラメータλ_TXに最適波長λ_S-opt を代入する（ステップ１１０２）。
ステップ１１０４において、光フィルタの中心波長λ_FLを変えることなく波長可変光源（レーザ）５０の波長λ_LDのみをλ_TX−ｎΔλ_T からλ_TX＋ｎΔλ_T の範囲で波長間隔Δλ_T だけ変化させながら、分散モニタ強度Ｐ_TS-n〜Ｐ_TS+nを測定する。次に、Ｐ_TS-n〜Ｐ_TS+nの中で最小値を示す波長λ_TXを決定し（ステップ１１０６）、決定された波長λ_TXを波長可変光源５０の波長λ_LDに設定する（ステップ１１０８）。λ_FLとλ_TXの差が１nmであるかどうかを判定し（ステップ１１１０）、両者の差が１nm以上であれば、光フィルタ９０の中心波長λ_FLもλ_TXに設定する（ステップ１１１２）。その後、次のトラッキング処理の周期が来るまでウエイトした後（ステップ１１１４）、ステップ１１０４の処理へ戻る。連続してトラッキングを実施する場合にはウエイトしないで直ちにステップ１１０４へ戻る。
【００３０】
上記のフローにみられるように波長可変フィルタはある程度の帯域幅を有しているため、その中心波長を波長可変レーザと同様に掃引する必要はない。波長可変フィルタの帯域幅が波長可変レーザ掃引幅より十分大きければ、一回の掃引中には波長可変フィルタは固定で構わない。そして、最適波長がある程度シフトしたとき（本フローチャートでは１nm以上）、波長可変フィルタの中心波長をシフトさせればよい。この最適波長のシフト量は波長可変フィルタの帯域幅に依存する。波長掃引方法としては一方方向や折り返しがあり得るが、本フローチャートでは省略している。各波長での複数回測定については、本フローチャートでは省略している。
【００３１】
図２３を参照してコンピュータ処理により最適波長を決定する手順を説明する。本図は、図１，４〜１０に示した４０Gb／ｓ ＯＴＤＭ方式の波長分散（もしくは信号光波長）と４０GHz 成分強度の関係を想定しており、図中の太線はスキャンモードでのモニタ強度を関数近似した結果を示しているものとする。
（ｉ）モニタ強度最大値Ｐ_P 、およびそのときの波長λ₁ を求める。
（ii）モニタ強度最小値Ｐ_B を求める。
（iii) λ₁ の短波長側および長波長側でそれぞれ一番近い、モニタ強度＝（Ｐ_P −Ｐ_B ）／２を示す波長λ₂ ，λ₃ を求める。
（iv）λ₂ の短波長側、およびλ₃ の長波長側で最大値を求め、その２つの値を比較し、大きい方の値（２番目のピーク値）の波長λ₄ を求める。
（ｖ）λ₁ とλ₄ の間の極小値を求め、その波長λ₀ が波長分散値が最小（零）となる波長である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、光伝送システムの信号光波長が自動的に最適に設定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ４０Gb／ｓ ＯＴＤＭ信号についての４０GHz クロック成分強度の総分散量依存性の計算機シミュレーションの結果を示すグラフである。
【図２】 ４０Gb／ｓ ＲＺ信号（デューティ５０％）についての４０GHz クロック成分強度の総分散量依存性の計算機シミュレーションの結果を示すグラフである。
【図３】 ４０Gb／ｓ ＮＲＺ信号についての４０GHz クロック成分強度の総分散量依存性の計算機シミュレーションの結果を示すグラフである。
【図４】 ４０Gb／ｓ ＯＴＤＭ信号を生成する光変調器の平面図である。
【図５】 図４の光変調器の動作を説明する波形図である。
【図６】 信号光波長に対する４０GHz 成分強度の関係を測定するための実験系の図である。
【図７】 スキャンモードに相当する範囲で信号光波長を掃引したときの４０GHz 成分強度のグラフである。
【図８】 トラッキングモードに相当する範囲で信号光波長を掃引したときの４０GHz 成分強度のグラフである。
【図９】 最適波長の温度依存性を測定するための実験系の図である。
【図１０】 測定された温度依存性を示すグラフである。
【図１１】 本発明の方法が適用される光伝送システムの一例を示すブロック図である。
【図１２】 光増幅中継器が挿入された光伝送システムを示すブロック図である。
【図１３】 ３電極型の波長可変半導体レーザの図である。
【図１４】 トラッキングモードにおける信号光波長の掃引の方法の例を示す図である。
【図１５】 伝送特性が最良となる波長に設定する方法を示す図である。
【図１６】 波長多重光伝送システムへの本発明の適用を示す図である。
【図１７】 複数回の掃引の平均により最適波長を見い出す方法を示す図である。
【図１８】 １回の掃引の結果を関数近似することにより最適波長を見い出す方法を示す図である。
【図１９】 信号光波長の掃引に同期した光フィルタの通過波長の掃引を示す図である。
【図２０】 信号光波長の掃引に同期した光フィルタの通過波長の掃引を示す図である。
【図２１】 スキャンモードのフローチャートである。
【図２２】 トラッキングモードのフローチャートである。
【図２３】 スキャンモードにおいてコンピュータ処理により最適値を見い出す方法を示す図である。
【符号の説明】
３０，５０…波長可変光源
３４，５４…光ポストアンプ
３６…分散シフトファイバ
３８，５８…光プリアンプ
４０…波長可変光フィルタ
４２…フォトダイオード
４４…狭帯域フィルタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
Currently, the 10 Gb / s optical transmission system is in the stage of practical use in backbone optical communication, but with the rapid increase in information volume due to the recent increase in information communication represented by the Internet, further increase in capacity is desired. ing. One of the methods is the upgrade of transmission speed by time division multiplexing (including optical time division multiplexing). As a next generation method of 10 Gb / s, research and development of 40 Gb / s system has become active both in Japan and overseas. ing.
[0002]
The present invention relates to a method for setting the signal light wavelength of an optical transmission system to an optimum value, particularly in an ultrahigh-speed time division multiplexing optical transmission system, which differs for each relay section and also changes over time depending on the external environment such as temperature. A system that uses a wavelength tunable laser on the transmission side for the chromatic dispersion of the transmission line, and sets the signal light wavelength to an optimum value so that the chromatic dispersion value of the transmission line is minimized (zero) at the time of system start and system operation About.
[0003]
[Prior art]
One factor that limits the transmission distance in a 40 Gb / s system is the chromatic dispersion of the optical fiber transmission line. Since the chromatic dispersion tolerance is inversely proportional to the square of the bit rate, it is about 800 ps / nm at 10 Gb / s, whereas it is as severe as about 50 ps / nm, which is 1/16 at 40 Gb / s. 40 Gb / s optical time division multiplexing (OTDM) system, 1.3 μm zero-dispersion single mode fiber (SMF) 50 km (wavelength dispersion = 18.6 ps / nm / km, total dispersion = 930 ps / nm) According to the results (G. Ishikawa et al., ECOC '96 ThC. 3.3), the dispersion compensation tolerance is 30 ps / nm when the power penalty is 1 dB or less. That is, in the 40 Gb / s system, the total dispersion value of the transmission line must be managed very strictly within 30 ps / nm.
[0004]
In addition, the chromatic dispersion value of the optical fiber transmission line changes with time as the installation environment such as temperature and pressure changes. For example, when the change in dispersion of a 1.55 μm band dispersion shifted fiber (DSF) 100 km when there is a temperature change of −50 to 100 ° C. is estimated by the following formula, it is 32 ps / nm.

This is a value approximately equivalent to the dispersion tolerance of 30 ps / nm, and is a value that must be sufficiently taken into consideration in system design. This is because even if the chromatic dispersion value can be set to zero at −50 ° C. at the start of system operation, the standard of penalty 1 dB is not satisfied when the temperature becomes 30 ° C. or higher during system operation.
[0005]
Based on the above considerations, in order to realize an ultrahigh-speed optical transmission system of 40 Gb / s or higher, (i) the signal light wavelength is set so that the chromatic dispersion value is minimized (zero) at the start of system operation,
(Ii) Control the signal light wavelength so that the chromatic dispersion value is minimized in response to the temporal change of the transmission line dispersion value even during system operation.
It can be seen that it is necessary to construct a “signal light wavelength optimization system”. This signal light wavelength optimization system uses not only a 1.55 μm band dispersion-shifted fiber (DSF) transmission line with a small chromatic dispersion value, but also a 1.3 μm zero-dispersion single mode fiber (SMF) transmission line combined with dispersion compensation technology. It is also required in the system used.
[0006]
As a method for measuring the chromatic dispersion value of an optical fiber, a pulse method and a phase method are conventionally used in which light of a plurality of different wavelengths is input to an optical fiber and a group delay difference and a phase difference between output lights are measured. However, in order to always perform dispersion measurement during system operation using these methods, a set of chromatic dispersion measuring devices is required for each relay section. Furthermore, in order to measure the dispersion amount without interrupting transmission of the data signal light, it is necessary to wavelength-multiplex measurement light having a wavelength different from that of the data signal light. Incorporating the pulse method and the phase method into the optical transmission device in this way is not realistic from the viewpoint of size and economy. Furthermore, when a wavelength different from the signal light wavelength is used, there is a possibility of lack of strictness because a process of estimating the dispersion value at the signal light wavelength from the measurement value at the measurement light wavelength is sandwiched. Therefore, a method that can directly read the chromatic dispersion value from the signal light is desirable.
[0007]
As this method, the present inventor has already disclosed in Japanese Patent Application No. 9-224456 “Method and apparatus for chromatic dispersion control and dispersion amount detection method” of the total intensity of 40 GHz components in the baseband spectrum for NRZ signals and OTDM signals. Describes a method using the dependency on the amount of dispersion. Specifically, the 40 GHz component intensity is minimized when the total dispersion amount is zero, and the eye opening degree is maximized at that time. In Japanese Patent Application No. 9-224056, a variable dispersion compensator is used to make the total dispersion amount zero. The method of making the total dispersion amount zero by changing the wavelength of the signal light using a wavelength tunable laser is also mentioned, but the specific control method is not mentioned.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for optimally setting a signal light wavelength in an optical transmission system.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  According to the present invention, there is provided a signal light wavelength setting method for an optical transmission system, wherein the signal light wavelength is set over a first wavelength width before the operation of the optical transmission system is started.First 1 By changing the wavelength interval ofSwept across the first wavelength rangeAboveBased on the result of the sweepThe signal lightWavelengthBased on total chromatic dispersionAfter determining the optimum value and starting the operation of the optical transmission systemThe signal lightOver a second wavelength width narrower than the first wavelength width, centered on the optimum value of the wavelengthThe signal lightWavelengthSaid 1 Narrower than the wavelength interval of 2 Change at intervals ofBased on the result of sweeping and sweeping over the second wavelength widthThe signal lightA method is provided comprising the steps of updating the optimum value of the wavelength.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The results of computer simulation of the total dispersion dependence of the 40 GHz component intensity in the baseband spectrum of the OTDM signal, RZ optical signal, and NRZ optical signal with a data signal bit rate of 40 GHz are shown in FIGS. 1 to 3 also show the eye opening in the amplitude direction. The power of the input light is -5 dBm on average and the SMF length is 50 km. The total dispersion amount was changed by changing the dispersion amount of DCF (dispersion compensation fiber) connected in series with the SMF.
[0011]
The OTDM signal is an optical signal output from the optical modulator 10 as shown in FIG. In FIG. 4, LiNbO_Three The optical waveguide 14 as shown in FIG. 4 is formed by thermally diffusing Ti on the substrate 12, and the electrode pattern 16 shown by hatching in FIG. A data modulation unit 20, a phase control unit 22, and an optical multiplexing unit 24 having two independent optical modulators are formed. When continuous light is input to the optical waveguide of the 1-input 2-output optical switch 18 and a 20 GHz clock having a phase difference of 180 ° is applied to the two electrodes, 2's of opposite phases shown in columns (a) and (b) of FIG. The system 20 GHz optical clock is output from the optical switch 18 and input to the two optical modulators of the data modulator 20. A data signal of 20 Gb / s is applied to each of the two optical modulators, and two series of RZ signals shown in columns (c) and (d) of FIG. The phase control unit 22 adjusts the phase of the light wave so that the phase difference between the two light waves is 180 °, and the light multiplexing unit 24 synthesizes the light wave. Since the phase difference between the two light waves is 180 °, as shown in the column (e) of FIG. 5, when the 1s continue, the skirts cancel each other and become a waveform close to the RZ signal. When at least one of them becomes 0, the waveform of the NRZ signal is close.
[0012]
The following can be understood from the simulation results of FIGS.
(A) In the case of the OTDM system: at a total dispersion amount of 0 ps / nm, the 40 GHz component intensity becomes minimum and the eye opening degree becomes maximum.
(B) RZ system (Duty ratio 50%): When the total dispersion amount is zero, both the 40 GHz component intensity and the eye opening degree are maximized. The same applies to other duty ratios.
(C) In the case of the NRZ system: 40 GHz The total dispersion amount at which the component intensity becomes zero exists periodically, but the minimum point between the two maximum values is the total dispersion amount zero, at which time the eye opening degree is maximized Become.
[0013]
In general, in the transmission using an optical fiber, the relationship between the signal light wavelength and the chromatic dispersion is linear. Therefore, the same graph can be obtained even if the horizontal axis in FIGS. In this case, a point with a total dispersion amount of zero is replaced with a zero dispersion wavelength.
As a result, in 40 Gb / s transmission (linear transmission), if the 40 GHz component intensity is measured while scanning the signal light wavelength in the range including the zero dispersion wavelength, the 40 GHz component intensity (= monitor signal) in any code format. It can be seen that the wavelength at which the total dispersion is zero can be detected using the minimum (minimum) or maximum (maximum) point of (intensity).
[0014]
FIG. 7 and FIG. 8 show the relationship (experimental result) of the 40 GHz component intensity with respect to the signal light wavelength obtained in the experimental system of FIG.
In FIG. 6, the output light of the wavelength tunable light source 30 (SUNTEC wavelength tunable LD light source TSL-210) is modulated by the 40 GHz OTDM modulator 32 described above, amplified by the optical postamplifier 34, and dispersed by 100 km in length. It is sent to a fiber (DSF) 36. The optical signal transmitted by the DSF 36 is amplified by an optical preamplifier 38, converted into an electric signal by a photodiode 42 through a wavelength tunable optical filter 40 having a pass bandwidth of 3 nm. The electric signal is input to the power meter 46 through the 40 GHz narrow band filter 44 and the 40 GHz component intensity is detected.
[0015]
FIG. 7 shows the results when the signal light wavelength is changed every 1 nm from 1535 nm to 1570 nm and the center wavelength of the optical filter 40 is changed in conjunction therewith (corresponding to a scan mode described later). FIG. 8 shows the results when only the signal light wavelength is changed from 1550 nm to 1553 nm in increments of 0.1 nm while the center wavelength of the optical filter 40 is fixed at 1551.6 nm (corresponding to a tracking mode described later). . In the case of FIG.₀ In the case of FIG.₀ If the signal light wavelength is set to ′, the chromatic dispersion value can be made substantially zero. Note that the two peaks in FIG. 8 are caused by the pass characteristics of the optical filter 40 and have different meanings from the two peaks in FIG.
[0016]
Since the zero dispersion wavelength of the DSF transmission line in the actual optical transmission system fluctuates in the longitudinal direction, and the relay distance is not completely constant for each section, the signal light wavelength at which the total chromatic dispersion value becomes zero for each relay section Is also different. Therefore, first, in order to set the signal light wavelength so that the chromatic dispersion value becomes minimum (zero) for each relay section at the start of system operation, the signal light is swept over a wide range as shown in FIG. It is necessary to obtain the minimum value of 1552 nm sandwiched between the maximum values at least once. (In the present invention, this operation is named “scan mode”.)
Next, when controlling the signal light wavelength so that the chromatic dispersion value is minimized in response to changes over time in the transmission line dispersion value during system operation, jump to a wavelength far away from the wavelength set in the scan mode. Therefore, it is only necessary to track the wavelength at which the monitor value is minimized while sweeping in a relatively narrow wavelength range as shown in FIG. (In the present invention, this operation is named “tracking mode”.)
As shown in FIG. 9, when the DSF 36 is placed in the thermostatic chamber 37 and the temperatures are set to −35 ° C., + 5 ° C., and + 62 ° C., the relationship of the 40 GHz component intensity to the signal light wavelength by the 40 Gb / s OTDM method is shown in FIG. Shown in The pass bandwidth of the optical filter 40 is 5 nm. In FIG. 10, it can be seen that the wavelength indicating the minimum value sandwiched between the two peaks (the wavelength with zero chromatic dispersion value) shifts to the longer wavelength side as the temperature rises.
[0017]
As described above, after performing wavelength optimization in scan mode at the start of the system, tracking the optimum wavelength in tracking mode during system operation will always set the signal light wavelength so that the chromatic dispersion value is zero. Can do.
FIG. 11 shows an example of an optical transmission system to which the signal light wavelength setting method of the present invention is applied. On the transmission side, the output of the optical transmitter 52 having the wavelength tunable light source 50 is amplified by the optical postamplifier 54 and then transmitted to the optical transmission line 56. On the receiving side, the optical signal received from the optical transmission line 56 is amplified by the optical preamplifier 58 and then input to the optical receiver 60. A part of the input of the optical receiver 60 is branched and input to the dispersion monitor 62, and a characteristic value representing the total dispersion amount of the transmission path 56 is measured. The measurement result of the dispersion monitor 62 is input to the CPU 64. As described above, before the operation is started, the CPU 64 sweeps the wavelength of the wavelength tunable light source over a wide range such as 1535 to 1570 nm, and determines the optimum wavelength based on the measurement result at that time. After the start of operation, the wavelength of the tunable light source is swept with a width of, for example, 0.6 nm centered on the determined optimum wavelength, the optimum wavelength is determined based on the measurement result at that time, and the optimum wavelength is determined with the determined value. Update the value of. After the operation is started, the signal light wavelength can always be maintained at the optimum value by repeating the above sweep, determination, and update processes at predetermined intervals. FIG. 12 shows an optical amplification repeater system in which an optical amplification repeater 66 is further inserted in the optical transmission line.
[0018]
As an example of the measurement method in the dispersion monitor 62, there is a specific frequency component intensity (a method using the same frequency component intensity as the bit rate) in the baseband spectrum of the optical signal after fiber transmission described above. Of course, the above-described pulse method or phase method may be used.
In the example of FIG. 11, the CPU is used to set the optimum wavelength. However, this may be the case when it is built in the optical receiver or the optical transmitter, or in the case of an independent computer device such as a personal computer. possible.
[0019]
As a feedback signal transfer method, a method using a monitoring signal (relatively low-speed electrical signal) generally used in an optical transmission system, or a method of transmitting an optical fiber transmission line in the reverse direction (in this case, feedback signal light) The wavelength and the signal light wavelength may have to be set to different wavelengths (regions).)
As the wavelength tunable light source 50, one having the same operation principle as that of the wavelength tunable laser diode incorporated in the above-mentioned Suntech wavelength tunable LD light source TSL-210 (external resonator type wavelength tunable LD light source) can be used. In addition, the three-electrode type tunable semiconductor laser shown in FIG. 13 can be used. The tunable semiconductor laser shown in FIG. 13 has an InGaAsP / InP laser configuration. A laser oscillation region 77 including an active layer 75 is formed between the common electrode 71 and the electrode 72, a wavelength fine tuning region 78 is formed between the common electrode 71 and the electrode 73, and the space between the common electrode 71 and the electrode 74 is formed. A rough wavelength adjustment region 79 including the diffraction grating 76 is formed. The light output can be controlled by the current Ia applied to the electrode 72 by adjusting the current Ip applied to the electrode 73 and the current Id applied to the electrode 74 to change the emission wavelength. Therefore, by controlling the currents Ia, Ip, and Id from the CPU 64, it is possible to control the emission wavelength and output an optical signal modulated according to the transmission information.
[0020]
FIG. 14 shows an example of a method of sweeping the signal light wavelength in the tracking mode. The column (a) shows an example in which the wavelength is swept in only one direction from the short wavelength side to the long wavelength side at intervals of 0.2 nm from 1551 nm to 1553 nm. Conversely, sweeping from the long wavelength side to the short wavelength side may be possible. The wavelength sweep range and wavelength interval are not specified. In this method, when jumping from 1553 nm to 1551 nm, there is a possibility that the chromatic dispersion changes greatly, and accordingly, the received waveform changes greatly. As a result, there is a possibility of troubles such as the PLL being unlocked in timing extraction at the receiving end. Therefore, as shown in the column (b), a method of sweeping between 1551 nm and 1553 nm may be desirable.
[0021]
In the scan mode, a method of sweeping only once in one direction (from the short wavelength side to the long wavelength side or from the long wavelength side to the short wavelength side) and a method of sweeping back (short wavelength side → long wavelength side → There may also be a short wavelength side or a long wavelength side → short wavelength side → long wavelength side).
FIG. 15 shows a transmission characteristic such as a code error rate and a Q value in the transmission characteristic evaluation unit 80 instead of measuring the characteristic value representing the total dispersion amount by the dispersion monitor 62 and setting the wavelength to make the total dispersion amount zero. It is a figure which shows the method of measuring a characteristic value and setting to the wavelength which becomes the best. In addition to the code error rate and the Q value, a method of observing a received waveform and setting the wavelength to satisfy a predetermined eye mask pattern standard is also conceivable.
[0022]
The Q value (= electric SNR) is defined by the following equation.
Q = 20log_Ten[(Μ₁ −μ₀ ) / (Σ₁ + Σ₀ )]
However, μ₁ : Average level at "flash"
μ₀ : Average level when “non-flash”
σ₁ : Standard deviation of the level at “light emission”
σ₀ : Standard deviation of the level when “no light emission”
The wavelength sweeping of the wavelength tunable laser in the scan mode or the tracking mode is based on the wavelength of the signal light in the center of the pass wavelength band of the fixed (or semi-fixed) optical filter 82 in the wavelength division multiplexing (WDM) optical transmission system shown in FIG. It is also applicable when setting. In this case, the wavelength is first swept in the scan mode, and the wavelength is set so that the optical power detected by the optical power detector 84 in the subsequent stage of the optical filter becomes the maximum value. When the center wavelength of the optical filter changes with time, the signal light wavelength can always be set at the center of the optical filter passing wavelength band in the tracking mode. Further, application to an optical ADM system that performs channel selection using a wavelength tunable filter is also conceivable.
[0023]
When the dispersion monitor signal intensity received by the dispersion monitor 62 in FIGS. 11 and 12 is small in wavelength dependency, fluctuates with time, or when the reception sensitivity of the monitor signal is low, the measurement is performed once for each wavelength. Then, there is a possibility that the dispersion of data is large and the wavelength indicating the minimum value from the data string is not necessarily the mean zero dispersion wavelength of the transmission line. Therefore, a method for obtaining an average value measured a plurality of times at each wavelength is effective. This method is applicable to both scan mode and tracking mode. FIG. 17 shows an example in which an average value is obtained by measuring four times at each wavelength. For example, when the measurement is performed only once at each wavelength, the minimum wavelength of the monitor intensity with only one data is 1551.6 nm as indicated by a broken line in FIG. 17, whereas the average value data indicated by a solid line is 1552.0 nm. Become. As a method of measuring a plurality of times, a method of continuously measuring each wavelength at a certain time interval and a method of measuring once at each wavelength in one wavelength sweep and performing a wavelength sweep a plurality of times are considered. It is done. The latter is effective when the wavelength sweep speed is sufficiently faster than the aging speed of the chromatic dispersion value in the transmission line.
[0024]
As shown in FIG. 18, there is a method in which a data string obtained by one sweep is approximated by a function and its minimum value is obtained. The function approximation process is performed by a CPU or a computer.
As an example of function approximation,

There are polynomial approximation and least square method.
[0025]
19 and 20 monitor the chromatic dispersion value of the transmission line while sweeping the signal light wavelength and also sweeping the transmission center wavelength of the wavelength tunable filter 90 arranged in the system. An example of a system configuration for performing feedback control so as to set an optimum wavelength is shown. FIG. 19 shows a repeaterless system, and FIG. 20 shows an optical amplification repeater system.
[0026]
In general, in an optical transmission system using an optical amplifier, an optical filter is disposed for removing ASE noise from the optical amplifier in order to ensure an optical S / N ratio at the receiving end. Furthermore, in order to improve the minimum receiving sensitivity, an optical filter having a narrow band is effective to the extent that the signal light component is not removed. However, if the optical filter is fixed, it is impossible to sweep the wavelength of the signal light in a relatively wide range in the scan mode of the present invention. Therefore, it is necessary to make all the narrowband optical filters arranged in the system all tunable filters, and vary them in synchronization with the signal light wavelength.
[0027]
19 and 20 exemplify a signal light wavelength optimization system using a dispersion monitor, the application of a wavelength tunable filter is also effective in securing the S / N ratio for detecting the intensity of the dispersion monitor signal. . In the case of the optical amplifying and relaying system of FIG. 20, the optical in-line amplifier 66 is provided with a relatively broadband fixed optical filter that transmits the entire wavelength range in the scan mode, and the narrow-band wavelength tunable filter only in the optical preamplifier 58. There may also be a configuration in which
[0028]
FIG. 21 is a flowchart of the operation of the CPU 64 in the scan mode. In FIG. 21, first, the wavelength λ of the wavelength tunable light source 50._LDAnd the center wavelength λ of the optical filter 90_FLSweep start wavelength λ_SO(Steps 1000 and 1002), and the intensity of the dispersion monitor is measured (Step 1004). Next, λ_LDAnd λ_FLΔλ_S(Steps 1006 and 1008), and the sweep end wavelength λ_SeIf not exceeded (step 1010), the intensity of the dispersion monitor is measured (step 1012), and the process returns to step 1006. In step 1010, the wavelength λ_LDIs the sweep end wavelength λ_SeExceeds the optimal wavelength λ according to the algorithm described below._S-optIs obtained (step 1014), and the mode shifts to the tracking mode. Note that the dispersion monitor intensity measurement in steps 1004 and 1012 may be performed a plurality of times to obtain an average value.
[0029]
FIG. 22 is a flowchart of the operation of the CPU 64 in the tracking mode. Center wavelength λ of optical filter_FLThe optimum wavelength λ determined in the scan mode_S-opt(Step 1100) and the wavelength parameter λ_TXOptimal wavelength λ_S-optIs substituted (step 1102).
In step 1104, the center wavelength λ of the optical filter_FLThe wavelength λ of the wavelength tunable light source (laser) 50 without changing_LDOnly λ_TX-NΔλ_TTo λ_TX+ NΔλ_TWavelength interval Δλ in the range_TDispersion monitor strength P_TS-n~ P_{TS + n}Measure. Next, P_TS-n~ P_{TS + n}The wavelength λ showing the minimum value in_TX(Step 1106) and the determined wavelength λ_TXThe wavelength λ of the variable wavelength light source 50_LD(Step 1108). λ_FLAnd λ_TXIs determined to be 1 nm or not (step 1110). If the difference between the two is 1 nm or more, the center wavelength λ of the optical filter 90 is determined._FLAlso λ_TX(Step 1112). Thereafter, the process waits until the next tracking processing cycle comes (step 1114), and then returns to the processing of step 1104. When tracking is continuously performed, the process returns to step 1104 without waiting.
[0030]
Since the wavelength tunable filter has a certain bandwidth as seen in the above flow, it is not necessary to sweep the center wavelength like the wavelength tunable laser. If the bandwidth of the tunable filter is sufficiently larger than the tunable laser sweep width, the tunable filter may be fixed during one sweep. When the optimum wavelength is shifted to some extent (1 nm or more in this flowchart), the center wavelength of the wavelength tunable filter may be shifted. The shift amount of the optimum wavelength depends on the bandwidth of the wavelength tunable filter. The wavelength sweeping method may be one-way or folded, but is omitted in this flowchart. Multiple measurements at each wavelength are omitted in this flowchart.
[0031]
The procedure for determining the optimum wavelength by computer processing will be described with reference to FIG. This figure assumes the relationship between chromatic dispersion (or signal light wavelength) and 40 GHz component intensity in the 40 Gb / s OTDM system shown in FIGS. 1 and 4 to 10, and the bold line in the figure indicates the monitor intensity in the scan mode. Is a function approximation result.
(I) Monitor intensity maximum value P_P, And the wavelength λ at that time₁ Ask for.
(Ii) Monitor intensity minimum value P_BAsk for.
(Iii) λ₁ Monitor intensity = (P_P-P_B) / 2 wavelength λ₂ , Λ_Three Ask for.
(Iv) λ₂ Short wavelength side, and λ_Three Find the maximum value on the long wavelength side, compare the two values, and the wavelength λ of the larger value (second peak value)_Four Ask for.
(V) λ₁ And λ_Four Find the local minimum between and its wavelength λ₀ Is the wavelength at which the chromatic dispersion value is minimized (zero).
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the signal light wavelength of the optical transmission system is automatically and optimally set.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing the results of a computer simulation of the total dispersion amount dependency of 40 GHz clock component intensity for a 40 Gb / s OTDM signal.
FIG. 2 is a graph showing the result of computer simulation of the total dispersion dependency of 40 GHz clock component intensity for a 40 Gb / s RZ signal (duty 50%).
FIG. 3 is a graph showing the results of computer simulation of the dependence of 40 GHz clock component intensity on the total dispersion amount for a 40 Gb / s NRZ signal.
FIG. 4 is a plan view of an optical modulator that generates a 40 Gb / s OTDM signal.
FIG. 5 is a waveform diagram for explaining the operation of the optical modulator of FIG. 4;
FIG. 6 is a diagram of an experimental system for measuring the relationship of 40 GHz component intensity to signal light wavelength.
FIG. 7 is a graph of 40 GHz component intensity when a signal light wavelength is swept in a range corresponding to a scan mode.
FIG. 8 is a graph of 40 GHz component intensity when the signal light wavelength is swept within a range corresponding to the tracking mode.
FIG. 9 is a diagram of an experimental system for measuring the temperature dependence of the optimum wavelength.
FIG. 10 is a graph showing measured temperature dependence.
FIG. 11 is a block diagram showing an example of an optical transmission system to which the method of the present invention is applied.
FIG. 12 is a block diagram showing an optical transmission system in which an optical amplifying repeater is inserted.
FIG. 13 is a diagram of a three-electrode type tunable semiconductor laser.
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a signal light wavelength sweeping method in a tracking mode.
FIG. 15 is a diagram illustrating a method of setting a wavelength with the best transmission characteristics.
FIG. 16 is a diagram showing application of the present invention to a wavelength division multiplexing optical transmission system.
FIG. 17 is a diagram showing a method of finding an optimum wavelength by averaging a plurality of sweeps.
FIG. 18 is a diagram showing a method of finding an optimum wavelength by approximating the result of one sweep with a function.
FIG. 19 is a diagram illustrating sweeping of the passing wavelength of the optical filter in synchronization with sweeping of the signal light wavelength.
FIG. 20 is a diagram illustrating sweeping of the passing wavelength of the optical filter in synchronization with sweeping of the signal light wavelength.
FIG. 21 is a flowchart of a scan mode.
FIG. 22 is a flowchart of a tracking mode.
FIG. 23 is a diagram showing a method of finding an optimum value by computer processing in the scan mode.
[Explanation of symbols]
30, 50 ... Variable wavelength light source
34, 54 ... Optical post-amplifier
36. Dispersion shifted fiber
38, 58 ... optical preamplifier
40. Tunable optical filter
42. Photodiode
44 ... Narrow band filter

Claims (11)

A method of setting a signal light wavelength of an optical transmission system,
Before starting the operation of the optical transmission system, the signal light wavelength of the variable wavelength light source of the optical transmitter of the optical transmission system is changed at the first wavelength interval over the first wavelength width by the control on the receiving side of the optical transmission system. The first sweep is performed over a wide range, and the pass wavelength of the optical bandpass filter inserted in the transmission path of the optical transmission system is also swept following the first sweep ,
As a result of the sweep over the first wavelength width, an optimum wavelength is determined based on a total chromatic dispersion amount of the signal light wavelength obtained on the optical receiving side ,
After the operation of the optical transmission system is started , the signal of the variable wavelength light source of the optical transmitter of the optical transmission system over the second wavelength width narrower than the first wavelength width centered on the optimum wavelength by the control on the receiving side Performing a second sweep to change the light wavelength at a second interval narrower than the first wavelength interval;
The method comprising the steps of updating the optimum wavelength based on a total chromatic dispersion amount of the signal light wavelength obtained on the receiving side as a result of the second sweep ,
In the second sweep, when the difference between the pass wavelength of the optical bandpass filter and the signal light wavelength subjected to the second sweep becomes a predetermined value or more by the control on the receiving side, A setting method, wherein the passing wavelength of a band-pass filter is set to the signal light wavelength subjected to the second sweep.   The method of claim 1, wherein the sweep over the first wavelength width and the sweep over the second wavelength width are both performed multiple times in the same direction.   The method of claim 1, wherein the sweep over the first wavelength width is performed multiple times in the same direction, and the sweep over the second wavelength width is performed multiple times alternately in different directions.   The method according to any one of claims 1 to 3, wherein a wavelength at which a total chromatic dispersion amount of the transmission line is zero is set to an optimum wavelength value.   5. The wavelength at which the intensity of a specific frequency component in the baseband spectrum of an optical signal after transmission is maximum or minimum between two peaks is set to a wavelength that makes the total chromatic dispersion amount of the transmission line zero. the method of.   6. The method according to claim 5, wherein the specific frequency is a frequency having the same value as a bit rate value of a transmitted signal.   The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the wavelength with the best quality of the transmitted signal is the optimum value of the wavelength.   The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the wavelength at which the intensity of the signal light that has passed through the optical filter provided on the receiving side is maximized is set to the optimum wavelength.   The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the sweep over the first wavelength width and the sweep over the second wavelength width are each performed a plurality of times, and an optimum value of the wavelength is determined from an average value thereof.   The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the optimum value of the wavelength is determined by approximating the result of the sweep over the first wavelength width and the sweep over the second wavelength width as a function, respectively. The optical transmission system includes an optical filter inserted in the middle of the transmission path and an optical filter inserted at the receiving end, and only the passing wavelength of the optical filter inserted at the receiving end is swept in synchronization with the wavelength sweep. any one method of claims 1 to 10.

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