JP4280665B2 - 分散補償方法及び補償ノード装置 - Google Patents

Description

本発明は、分散補償方法及び補償ノード装置に関し、特に波長分割多重伝送システムにおいて光ファイバで生じる波長分散を補償する分散補償方法及び補償ノード装置に関する。

近年の通信ネットワーク利用の増加に対応するため、光通信システムの更なる大容量化・長距離化の研究開発が進められている。現在は１チャネル当たり伝送速度１０Ｇｂｉｔ／ｓをベースとした波長多重（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＷＤＭ）光伝送システムの実用化が進展しているが、さらなる低コスト化や周波数利用効率向上を目指して、次世代の４０Ｇｂｉｔ／ｓ光伝送システムの検討が進められている。さらに近年では、フォトニックネットワークの多機能化が求められており、ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｐｏｉｎｔ伝送のみならず、光分岐挿入機能（Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＯＡＤＭ）や光クロスコネクト（Ｏｐｔｉｃａｌ ｃｒｏｓｓ−ｃｏｎｎｅｃｔ：ＯＸＣ）といった、光信号の経路を自由に切替る機能が求められている。

しかし、１０Ｇｂｉｔ／ｓ以上の高速光伝送においては、光の伝搬時間（速度）が波長によって異なる「波長分散」による伝送光波形劣化が深刻な問題になる。さらに、波長分散トレランスがビットレートの二乗に反比例して厳しくなるため、１０Ｇｂｉｔ／ｓ信号の波長分散トレランスは約１０００ｐｓ／ｎｍ、４０Ｇｂｉｔ／ｓでは約７０ｐｓ／ｎｍとなる。

これは、通常、分散ファイバ（＋１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）での伝送距離が１０Ｇｂｉｔ／ｓで約６０ｋｍ、４０Ｇｂｉｔ／ｓで約４ｋｍに制限されることに相当する。これを克服し長距離伝送を行うため、従来の１０Ｇｂｉｔ／ｓシステムにおいては、図１に示すように、伝送路と逆符号の分散を持つ分散補償ファイバ（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ Ｆｉｂｅｒ：ＤＣＦ）を適用してきた。

図１においては、送信端（ＤＣＴ）１０、インライン中継器（ＤＣＬ）１１、受信端（ＤＣＲ）１２、補償ノード（Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｎｏｄｅ：ＣＮ）１３それぞれに分散補償ファイバを配置している。ここで、補償ノード１３は、ＯＡＤＭやＯＸＣ、利得等化等を行うために、例えば６スパン毎に配置される。

従来検討されてきた単一ビットレート（４０Ｇｂｉｔ／ｓ）での分散マップの例を図２に示す（例えば、特許文献１参照。）。伝送距離は６００ｋｍであり、図１における補償ノード間分（６スパン）に相当する。各インライン中継器間（１スパン）の分散ずれ量（１スパンでの伝送路分散量＋インラインＤＣＦの分散残留分）をΔＤ_Ｌと定義する。送信端の構成簡略化のため送信端分散補償量Ｄ_ＤＣＴを、ここでは零に固定している。

図３（Ａ）に、４０Ｇｂｉｔ／ｓでＳＭＦ（零分散シングルモードファイバ）６００ｋｍ伝送（１００ｋｍ×６スパン）において、インラインの分散補償量Ｄ_ＤＣＬ＝１００％（伝送路１スパン分の分散量を完全補償）および１１４％（１４％分過補償）の場合での、残留分散（伝送路＋分散補償器の総分散量）に対する波形特性を現すＱ値の劣化量であるＱペナルティを示す。図３（Ｂ）にアイパターンを示す１００％分散補償の場合に比べ、図３（Ｃ）にアイパターンを示す１１４％の過補償にした場合の方が波形劣化が小さく、Ｑペナルティが小さいことが分かる。但し、いずれのインラインの分散補償量Ｄ_ＤＣＬの場合でも、受信端での分散補償量（Ｄ_ＤＣＲ＋ＶＤＣ）を短く設定して調節し、残留分散をほぼ零に合わせる必要がある。

図４には、ＳＭＦ６００ｋｍ伝送（１００ｋｍ×６スパン）において、受信端の分散補償量（Ｄ_ＤＣＲ）を調節して残留分散を零にした場合の、インライン区間（インライン中継器間）毎の分散ずれ量ΔＤ_Ｌに対するＱペナルティの特性を示す。インライン中継器のＤＣＦにおいてインライン分散補償残量が負の過補償にした方が、ペナルティが小さくなることが確認できる。その計算結果に基づいた最適分散マップを図５に示す。図５では、インライン補償器の補償率を１＋β＝１１０％とし、最終段での補償率を５０％とすることで、総残留分散を零に合わせている。

また、伝送路中に図６（Ａ）に示す光挿入分岐装置（ＯＡＤＭ）や図６（Ｂ）に示す光クロスコネクト（ＯＸＣ）を適用する要求が高まってきている。現在用いられているＯＡＤＭでは、一旦、分波器によって全チャネルの信号を分離し、所望のチャネルの信号を外部に分岐し、また、外部から挿入した後、合波器で全チャネルの信号を合波して伝送路に送出する。また、ＡＯＴＦのような波長選択スイッチを用いた構成も考えられる。分散補償器（ＤＣＦ）は、分波器直前の位置Ａおよび合波器直後の位置Ｂに配置することで、１〜２台の分散補償器によって全チャネル一括の分散補償が可能となる。それに対し、分波器直後の位置Ｃや，合波器直前の位置Ｄに分散補償器を配置することは、挿入・分岐チャネル数分の分散補償器が必要になりコスト・サイズ等で問題になるため、避けるべきである。よって、光挿入分岐装置における分波器と合波器とを直結する位置Ｅにおいては、残留分散が分散トレランス以下に抑えられている必要がある。

そのような点を考慮して、従来検討されてきたＯＡＤＭを配置した場合の分散マップを図７に示す（例えば、特許文献２参照。）。最大伝送距離（例えば、１０Ｇｂｉｔ／ｓ伝送で３０００ｋｍ）での最適残留分散を基準とし、その点と零点（０ｋｍ，０ｐｓ／ｎｍ）を結ぶ線上でＯＡＤＭを行う。ＤＣＦは、ＷＤＭ伝送部分に前後段に分けて配置し（ＤＣＲおよびＤＣＴ）、Ａｄｄ／ｄｒｏｐする個別チャネルには配置しないようにする。その際、ＯＡＤＭ位置における残留分散が分散トレランスの中に入っていることを確認する。このようにすることで、ＤＣＦ数を最小化するとともに、各ＣＮ区間（送信部からＣＮ，ＣＮからＣＮ，ＣＮから受信端）での分散補償配置方法が同じになるので、同一伝送距離に対して同一の伝送特性が得られるようになる。

この他にも、伝送路の波長分散を補償するものとして、例えば、特許文献３〜１０に記載のものがある。更に、分散補償に関する式が非特許文献１，２に記載されている。
特開２００３−２９８５１６号公報 特開２００３−３１８８２５号公報 特開２０００−２３６２９９号公報 特開２００１−３３９３４５号公報 特開２００２−５７６２２号公報 特開２００２−７７０５３号公報 特開平１１−６８６５７号公報 特開平１１−８８２６１号公報 特開平８−３２１８０５号公報 特開平１１−３３１０７４号公報 Ｓｅｂａｓｔｉｅｎ Ｂｉｇｏ，"Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｎｘ４０Ｇｂｉｔ／ｓ ｍｕｌｔｉ−ｔｅｒａｂｉｔ／ｓ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｂｙ ｓｉｍｐｌｅ ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｔｏｏｌｓ"，国際会議ＯＡＡ ２００３，論文番号ＷＡ３，開催２００３年７月，ｐ．２２０−２２２ Ｙａｎｎ Ｆｒｉｇｎａｃ，Ｊｅａｎ−ｃｈｒｉｓｔｏｐｈｅ，"Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｅ− ａｎｄ Ｉｎ−ｌｉｎｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｉｎ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ−ｍａｎａｇｅｄ ｓｙｓｔｅｍｓ ａｔ ４０Ｇｂｉｔ／ｓ"，国際会議ＯＦＣ ２００２，論文番号ＴｈＦＦ５，開催２００２年３月，ｐ．６１２−６１３

ところで、近年の通信事業者からの要求として、既存の１０Ｇｂｉｔ／ｓＷＤＭシステムに対し、数波長分の４０Ｇｂｉｔ／ｓ信号を追加またはリプレイスしたいという１０Ｇ／４０Ｇ混載システムの実現が求められている。しかし、従来は、上記混載システムにおける分散補償器配置や、ビットレートが上昇した場合の分散補償量（ＤＣＴ，ＤＣＬ，ＤＣＲ、ＤＣＣ）の最適設定変更に関するルールに関して、実用レベルでの提案は全くなかった。

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、異なるビットレートの伝送特性を最適化し、伝送システム全体のサイズとコストを最小にすることができる分散補償方法及び補償ノード装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、複数のインライン中継器毎に補償ノードを配置し、
前記インライン中継器における分散補償は異なるビットレートで共通に行い、
前記補償ノードで異なるビットレート毎に光信号を波長分離し、
各ビットレートの光信号それぞれに最適な分散補償量を設定してビットレート毎の分散補償を行い、
異なるビットレート毎に光挿入分岐または光クロスコネクトを行い、
異なるビットレート毎に分散補償された光信号を波長多重することを特徴とし、
前記ビットレート毎の分散補償は、低いビットレートの光信号に対し最適な分散補償値となる第１分散補償を全ビットレート共通に行い、前記低いビットレートの光信号に対し最適な分散補償を高いビットレートの光信号に対し最適な分散補償値に補正する第２分散補償を前記高いビットレートの光信号に対して行い、かつ、前記異なるビットレート毎に光挿入分岐または光クロスコネクトを行う際の各ビットレートあるいは再生中継間隔での残留分散量を、最大伝送距離における各ビットレートの最適残留分散量を基準として送信端からの中継スパン数に比例した値に設定することにより、異なるビットレートの伝送特性を最適化し、伝送システム全体のサイズとコストを最小にすることができる。

請求項２に記載の発明は、前記高いビットレートの光信号に対し分散スロープ補償を行う。

請求項３に記載の発明は、異なるビットレート毎に光信号を波長分離する波長分離手段と、
各ビットレートの光信号それぞれに最適な分散補償量を設定してビットレート毎の分散補償を行うビットレート毎分散補償手段と、
異なるビットレート毎に光挿入分岐または光クロスコネクトを行う光処理手段と、
ビットレート毎分散補償手段でそれぞれ分散補償された光信号を波長多重する波長多重手段を有し、
前記ビットレート毎分散補償手段は、低いビットレートの光信号に対し最適な分散補償値となる第１分散補償手段を全ビットレート共通に配置し、前記低いビットレートの光信号に対し最適な分散補償値を高いビットレートの光信号に対し最適な分散補償値に補正する第２分散補償手段を前記高いビットレートの光信号に対し配置し、かつ、前記光処理手段における各ビットレートあるいは再生中継間隔での残留分散量を、最大伝送距離における各ビットレートの最適残留分散量を基準として送信端からの中継スパン数に比例した値に設定することにより、異なるビットレートの伝送特性を最適化することができる。

請求項４に記載の発明は、前記高いビットレートの光信号に対し分散スロープ補償を行う分散スロープ補償手段を有する。

本発明によれば、異なるビットレートの伝送特性を最適化し、伝送システム全体のサイズとコストを最小にすることができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。

シミュレーションや伝送実験の結果により、１０Ｇｂｉｔ／ｓおよび４０Ｇｂｉｔ／ｓ伝送の分散補償最適化においては、伝送速度により以下のような差異ある。
（ａ）最適残留分散の違い
図８に、１０Ｇｂｉｔ／ｓおよび４０Ｇｂｉｔ／ｓの両ビットレートでの残留分散トレランスの違いを示す。信号の光パワーによって光の伝播速度が変化を受ける光ファイバ非線形効果（ＳＰＭ）によって、伝送距離が長くなるに従い、残留分散トレランスが正側にずれる。しかし、４０Ｇｂｉｔ／ｓシステムにおけるトレランスのずれ方の方が、１０Ｇｂｉｔ／ｓに比べて小さい。なお、図３（Ａ）に示したように、４０Ｇｂｉｔ／ｓでの最適残留分散はほぼ零である。このため、ＯＡＤＭやＯＸＣを配置する補償ノード（ＣＮ）や受信端において、ビットレート毎の残留分散の最適化が必要になる。
（ｂ）ＤＣＴとＤＣＬの最適組合せの違い
図９に、１０Ｇｂｉｔ／ｓＥ−ＬＥＡＦ１２００ｋｍ伝送における分散補償マップの最適化のシミュレーション結果を示す。図４では送信端分散補償量Ｄ_ＤＣＴ＝０と固定したが、ここでは送信端分散補償量Ｄ_ＤＣＴをパラメータとして変化させた上で、インライン分散補償量Ｄ_ＤＣＬ依存性を調べている。ここで、図３で示したように、受信端における最適残留分散量は伝送途中の分散マップにあまり依存しないため、残留分散量をある分散マップでの計算結果での最適点に固定している。

また、補償ノード（ＣＮ）でのＤＣＦ配置は、伝送距離に比例した残留分散でＯＡＤＭが配置されるように、前後段に分割配置（ＤＣＲ＆ＤＣＴ）している。図９から最適なインライン分散補償量Ｄ_ＤＣＬは、送信端分散補償量Ｄ_ＤＣＴに依存して変化していることが分かる。

図１０に、１０Ｇｂｉｔ／ｓおよび４０Ｇｂｉｔ／ｓでのインライン分散補償量Ｄ_ＤＣＬおよび送信端分散補償量Ｄ_ＤＣＴの最適値の組合せの計算結果を示す。ここで、ＤＣＴおよびΔＤＣＬを絶対値（単位ｐｓ／ｎｍ）でなく、１スパンの伝送路分散に対する比率（単位％）としていることで、伝送路種、スパン数に関わらず、下記の関係を満たしながら最適となる（ＤＣＴ，ΔＤＣＬ）の組合せが変化することが分かる。図１０（Ａ）では横軸をΔＤＣＬ（１００％補償からの差分）、縦軸をＤＣＴ（％）で示す。しかも、（１）式で表わされる定数Ｋを各ビットレートに応じた値に設定することで、図１０（Ｂ）に示すように、１０Ｇｂｉｔ／ｓおよび４０Ｇｂｉｔ／ｓの両ビットレートで適用可能である。

２×ＤＣＴ（％）＋（Ｎ−１）×ΔＤＣＬ（％）＝Ｋ（％） …（１）
但し、Ｎは補償ノード間のスパン数、ＤＣＴ（％）は送信端分散補償率、ΔＤＣＬ（％）はインライン分散補償残率で次式にて表わされる。

ΔＤＣＬ＝（ＤＣＬ − １スパン伝送路分散）／１スパン伝送路分散
＝ＤＣＬ（ｐｓ／ｎｍ）／１スパン伝送路分散（ｐｓ／ｎｍ）−１
図１０（Ｂ）から、１０Ｇｂｉｔ／ｓではＫ＝５０程度で最適となる（ＤＣＴ，ΔＤＣＬ）の組合せとなり、４０Ｇｂｉｔ／ｓではＫ＝１８０程度で最適となる（ＤＣＴ，ΔＤＣＬ）の組合せとなることが分かる。

図１１は本発明の分散補償方法の分散マップの一実施形態を示し、図１２に本発明の補償ノードの第１実施形態のブロック図を示す。

まず、本発明では、システムのコスト・サイズを最小にするため、多数存在するインライン中継器においては、１０Ｇｂｉｔ／ｓおよび４０Ｇｂｉｔ／ｓの両ビットレートの信号を分離することなく、共通の分散補償器（ＤＣＬ）を適用する。その際、ΔＤＣＬ＝０（ＤＬＣ補償率１００％、完全補償）に設定すると、インライン区間毎に隣接チャネルのビットシーケンスが揃ってしまうため、図１３に示すように、隣接チャネルの光パワーによって光の伝播速度が変化を受ける相互位相変調（ＸＰＭ）による波形劣化が顕著になる。そこで、それを回避するため、意図的にΔＤＣＬ＝０の完全補償を避け、ΔＤＣＬ＝１０％等の過補償（あるいはΔＤＣＬ＝−１０％等の不足補償）に設定する。

図８で説明したように、１０Ｇｂｉｔ／ｓと４０Ｇｂｉｔ／ｓのＯＡＤＭ部（またはＯＸＣ部）では残留分散を異なる値に設定する必要があるため、その部分では両ビットレートの信号を波長分離する。その上で、原点を通り、ビットレートによって傾きの異なる破線ａ，ｂ上で、信号のＡｄｄ／ｄｒｏｐを行うようにする。

具体的には、図１１に示すように、１０Ｇｂｉｔ／ｓの送信端（ＤＣＴ）２０の分散補償値ＤＣＴ_１０Ｇと４０Ｇｂｉｔ／ｓの送信端２１の分散補償値ＤＣＴ_４０Ｇ（＜ＤＣＴ_１０Ｇ）を設定する。なお、図１１の分散マップでは１０Ｇｂｉｔ／ｓの残留分散を実線で示し、４０Ｇｂｉｔ／ｓの残留分散を一点鎖線で示す。

こののち、１０Ｇｂｉｔ／ｓの波長群と４０Ｇｂｉｔ／ｓの波長群を光波長多重器２２で多重化して光伝送路に送出する。光伝送路では例えばインライン中継器２３の６スパン毎に設けられている補償ノード（ＣＮ）２４を１０Ｇｂｉｔ／ｓと４０Ｇｂｉｔ／ｓで残留分散に差を付けるため図１２に示す構成とする。

受信側では光波長分離器２５で１０Ｇｂｉｔ／ｓの波長群と４０Ｇｂｉｔ／ｓの波長群を分離し、１０Ｇｂｉｔ／ｓの受信端（ＤＣＲ）２６と４０Ｇｂｉｔ／ｓの受信端２７にて最終的な分散補償を行う。

図１２において、受信光を光アンプ３１で増幅したのち１０Ｇｂｉｔ／ｓ用の分散補償値ＤＣＲ_１０Ｇを設定した分散補償器３２を通して光波長分離器３３に供給する。光波長分離器（ＯＤＥＭＵＸ）３３では１０Ｇｂｉｔ／ｓの波長群と４０Ｇｂｉｔ／ｓの波長群を分離する。

光波長分離器３３の出力する１０Ｇｂｉｔ／ｓの波長群は残留分散ＮΔｄ_１０Ｇを有しており、ＯＡＤＭ（もしくはＯＸＣ）３４で信号のＡｄｄ／ｄｒｏｐを行ったのち分散補償器３５を通して光波長多重器３６に供給される。なお、Ｎはスパン数、Δｄ_１０Ｇは１スパン当たりの１０Ｇｂｉｔ／ｓ信号に対する残留分散設定量である。

光波長分離器３３の出力する４０Ｇｂｉｔ／ｓの波長群は可変分散補償器（ＶＤＣ）３７及び可変分散スロープ補償器（ＶＤＳＣ）３８を通したのち、残留分散ＮΔｄ_４０Ｇを有する状態でＯＡＤＭ（もしくはＯＸＣ）３９に供給され、ここで、信号のＡｄｄ／ｄｒｏｐを行ったのち光波長多重器（ＯＭＵＸ）３６に供給される。なお、Δｄ_４０Ｇは１スパン当たりの４０Ｇｂｉｔ／ｓ信号に対する残留分散設定量である。

光波長多重器３６では１０Ｇｂｉｔ／ｓの波長群と４０Ｇｂｉｔ／ｓの波長群を多重する。光波長多重器３６の出力する光信号は４０Ｇｂｉｔ／ｓ用の分散補償値ＤＣＴ_４０Ｇを設定した分散補償器４０を通し光アンプ４１で増幅されて出力される。

分散補償器３２と可変分散補償器３７と可変分散スロープ補償器３８による分散補償値の総和は４０Ｇｂｉｔ／ｓ用の分散補償値ＤＣＲ_４０Ｇに設定され、分散補償器３５と分散補償器４０による分散補償値の総和は１０Ｇｂｉｔ／ｓ用の分散補償値ＤＣＲ_１０Ｇに設定されている。上記の分散補償値ＤＣＲ_１０ＧとＤＣＴ_１０Ｇの和、ＤＣＲ_４０ＧとＤＣＴ_４０Ｇの和それぞれは（１）式に基づいて設定される。

分散補償値ＤＣＲ_１０Ｇと分散補償値ＤＣＴ_１０Ｇとは、最大伝送距離における各ビットレートの最適残留分散量を基準として送信端からの中継スパン数に比例した値となるよう、つまり、図１１に示す破線ａと重なるように設定される。これによって１０Ｇｂｉｔ／ｓの各波長は破線ａ上でＡｄｄ／ｄｒｏｐを行うことができる。同様に、分散補償値ＤＣＲ_４０Ｇと分散補償値ＤＣＴ_４０Ｇとは、最大伝送距離における各ビットレートの最適残留分散量を基準として送信端からの中継スパン数に比例した値となるよう、つまり、図１１に示す破線ｂと重なるように設定され、これによって、４０Ｇｂｉｔ／ｓの各波長は破線ｂ上でＡｄｄ／ｄｒｏｐを行うことができる。つまり、Ａｄｄ／ｄｒｏｐを行うチャネル毎に分散補償器を設ける必要がなくなり、コスト及びサイズを低減することができる。

なお、４０Ｇｂｉｔ／ｓでは分散トレランスが厳しいために可変分散補償器３７を用いているが、これは固定の分散補償器を用いても良い。可変分散スロープ補償器３８は高いビットレートになるほど厳密な分散スロープ補償が必要になるため、４０Ｇｂｉｔ／ｓ伝送側のみに配置しているが、固定の分散スロープ補償器であっても良く、必要不可欠というものではなく設けなくとも良い。更に、光波長分離器３３の前段に可変分散スロープ補償器を配置して設けて１０Ｇｂｉｔ／ｓの波長群に対しても分散スロープ補償を行う構成としても良い。

図１４に１０Ｇｂｉｔ／ｓ伝送における伝送特性改善の計算結果を示す。実線Iはインライン中継器過補償（１１０％補償）のＱペナルティ特性を示し、実線IIはインライン補償（１００％補償）のＱペナルティ特性を示す。ここでは、インライン過補償（１１０％補償）による相互位相変調（ＸＰＭ）の回避によって、特に長距離において改善効果が大きいことが分かる。

次に、１０Ｇｂｉｔ／ｓ伝送システムを４０Ｇｂｉｔ／ｓ伝送システムに切替える実施形態について説明する。

図１５は、１０Ｇｂｉｔ／ｓ伝送システムを４０Ｇｂｉｔ／ｓ伝送システムに切替える補償ノードの第２実施形態のブロック図を示す。同図中、受信光を光アンプ５１で増幅したのち１０Ｇｂｉｔ／ｓ用の分散補償値ＤＣＲ_１０Ｇを設定した分散補償器５２を通して可変分散スロープ補償器５３に供給され、分散スロープ補償が行われる。可変分散スロープ補償器５３の出力する光信号は残留分散ＮΔｄ_１０Ｇを有する状態で可変分散補償器５４に供給される。可変分散補償器５４は１０Ｇｂｉｔ／ｓ伝送システムでの分散補償値を０とし、４０Ｇｂｉｔ／ｓ伝送システムでの分散補償値を（ＤＣＲ_４０Ｇ−ＤＣＲ_１０Ｇ）に切替える。

可変分散補償器５４の出力する信号光は１０Ｇｂｉｔ／ｓ伝送システムで残留分散ＮΔｄ_１０Ｇを有し、４０Ｇｂｉｔ／ｓ伝送システムで残留分散ＮΔｄ_４０Ｇを有する状態となってＯＡＤＭ（もしくはＯＸＣ）５５に供給され、ここで、信号のＡｄｄ／ｄｒｏｐを行ったのち可変分散補償器５６に供給される。可変分散補償器５４は１０Ｇｂｉｔ／ｓ伝送システムの分散補償値をＤＣＴ_１０Ｇとし、４０Ｇｂｉｔ／ｓ伝送システムの分散補償値をＤＣＴ_４０Ｇに切替える。

なお、可変分散スロープ補償器５３は１０Ｇｂｉｔ／ｓ伝送システムと４０Ｇｂｉｔ／ｓ伝送システムでそれぞれに最適の分散スロープ補償を行うが、必要不可欠というものではなく設けなくとも良い。
ところで、４０Ｇｂｉｔ／ｓ伝送や１０Ｇｂｉｔ／ｓの超長距離伝送では、さらに高次の分散（四次分散）が問題になる。図１６に実線IIIで示す伝送路分散に対し、破線IVで示す分散補償を行おうとしても、高次分散（四次分散）により一点鎖線Vで示す分散補償カーブとなり、実線VIで示す残留分散を持つ状態となる。このような場合、可変分散スロープ補償器３８，５３や可変分散補償器３７，５４に四次分散の補償機能も持たせることで、破線IVの分散補償を行わせ残留分散を実線VIIに示すように、全波長領域で０とすることができる。

図１７は、同一ビットレートであるが伝送距離が異なる信号が多重されている場合の補償ノードの第３実施形態のブロック図を示す。同図中、例えば１０Ｇｂｉｔ／ｓの受信光を光アンプ６１で増幅したのち分散補償器６２を通して光波長分離器６３に供給する。光波長分離器６３では３０００ｋｍ程度の超長距離伝送の波長群と６００ｋｍ程度の短距離伝送の波長群を分離する。光波長分離器６３の出力する超長距離伝送の波長群は分散補償器６４を通して光波長多重器６５に供給される。

光波長分離器６３の出力する短距離伝送の波長群は分散補償器６６，可変分散補償器（ＶＤＣ）６７を通してＯＡＤＭ（もしくはＯＸＣ）６８に供給され、ここで、信号のＡｄｄ／ｄｒｏｐを行ったのち分散補償器６９を通して光波長多重器６５に供給される。光波長多重器６５では超長距離伝送の波長群と短距離伝送の波長群を多重する。光波長多重器６５の出力する光信号は光アンプ７０で増幅されて出力される。

ここで、図１８に示すように、最適残留分散は長距離になるほど正側に変化する。分散補償器６６と可変分散補償器６７による分散補償値の総和をＤＣＲｓで示し、分散補償器６９の分散補償値をＤＣＴｓで示し、分散補償器６４の分散補償値をＤＣＦ１で示す。

これにより、超長距離伝送の波長群はＯＡＤＭ６８をバイパスし、短距離の波長群のみをＯＡＤＭ６８を通す。超長距離伝送の波長群、短距離伝送の波長群で個別に分散補償量の最適化を行うことが可能となる。

なお、分散補償器６６と可変分散補償器６７、もしくは分散補償器６２は削除することも可能である。また、図１７では長距離伝送側の信号のＡｄｄ／ｄｒｏｐを行わずにバイパスする構成であるが、長距離伝送側の信号のＡｄｄ／ｄｒｏｐを行う構成とすることも考えられる。

なお、光波長分離器３３が請求項または付記記載の波長分離手段に対応し、分散補償器３２，３５，４０，可変分散補償器３７がビットレート毎分散補償手段に対応し、光波長多重器３６が波長多重手段に対応し、分散補償器３２，４０が第１分散補償手段に対応し、可変分散補償器３７が第２分散補償手段に対応し、可変分散スロープ補償器３８，５３が分散スロープ補償手段に対応し、可変分散補償器５４，５６が可変分散補償手段に対応する。
（付記１）
異なるビットレートの光信号が波長多重された信号を伝送する際に伝送路で発生する波長分散を補償する分散補償方法であって、
所定数のインライン中継器毎に補償ノードを配置し、
前記インライン中継器における分散補償は異なるビットレートで共通に行い、
前記補償ノードで異なるビットレート毎に光信号を波長分離し、
各ビットレートの光信号それぞれに最適な分散補償量を設定することを特徴とする分散補償方法。
（付記２）
付記１記載の分散補償方法において、
前記補償ノード間の各インライン中継器の分散補償量をインライン中継器間の波長分散量に対し過補償または不足補償となるよう設定することを特徴とする分散補償方法。
（付記３）
付記２記載の分散補償方法において、
前記インライン中継器の分散補償量に対し、ビットレートによって値が異なる定式に基づいて、各ビットレートあるいは再生中継間隔における送信端及び補償ノードそれぞれの分散補償量を決定することを特徴とする分散補償方法。
（付記４）
異なるビットレートの光信号が波長多重された信号を伝送する際に伝送路で発生する波長分散を補償するため所定数のインライン中継器毎に設けられる補償ノード装置であって、
異なるビットレート毎に光信号を波長分離する波長分離手段と、
各ビットレートの光信号それぞれに最適な分散補償量を設定してビットレート毎の分散補償を行うビットレート毎分散補償手段と、
ビットレート毎分散補償手段でそれぞれ分散補償された光信号を波長多重する波長多重手段を
有することを特徴とする補償ノード装置。
（付記５）
付記４記載の補償ノード装置において、
異なるビットレート毎に光挿入分岐または光クロスコネクトを行う光処理手段を有し、
前記ビットレート毎分散補償手段は、前記光処理手段における各ビットレートあるいは再生中継間隔での残留分散量を、最大伝送距離における各ビットレートの最適残留分散量を基準として送信端からの中継スパン数に比例した値に設定することを特徴とする補償ノード装置。
（付記６）
付記５記載の補償ノード装置において、
前記ビットレート毎分散補償手段は、前記光処理手段の前後段に分散補償器を配置して前記残留分散量を設定することを特徴とする補償ノード装置。
（付記７）
付記６記載の補償ノード装置において、
前記ビットレート毎分散補償手段は、低いビットレートの光信号に対し最適な分散補償値となる第１分散補償手段を全ビットレート共通に配置し、前記低いビットレートの光信号に対し最適な分散補償値を高いビットレートの光信号に対し最適な分散補償値に補正するとする第２分散補償手段を前記高いビットレートの光信号に対し配置したことを特徴とする補償ノード装置。
（付記８）
付記７記載の補償ノード装置において、
前記高いビットレートの光信号に対し分散スロープ補償を行う分散スロープ補償手段を
有することを特徴とする補償ノード装置。
（付記９）
波長多重された光信号を伝送する際に伝送路で発生する波長分散を補償するため所定数のインライン中継器毎に設けられる補償ノード装置であって、
前記光信号のビットレートを切り替える際に、ビットレートに対応した残留分散量となるように分散補償量を変化させる可変分散補償手段を
有することを特徴とする補償ノード装置。
（付記１０）
付記９記載の補償ノード装置において、
光挿入分岐または光クロスコネクトを行う光処理手段を有し、
前記可変分散補償手段は、前記光処理手段における各ビットレートでの残留分散量を、最大伝送距離における各ビットレートの最適残留分散量を基準として送信端からの中継スパン数に比例した値に設定することを特徴とする補償ノード装置。
（付記１１）
付記１０記載の補償ノード装置において、
前記光信号に対し分散スロープ補償を行う分散スロープ補償手段を
有することを特徴とする補償ノード装置。
（付記１２）
付記８または１１記載の補償ノード装置において、
前記分散スロープ補償手段は、分散スロープより高次の四次分散を補償する機能を有することを特徴とする補償ノード装置。

従来の分散補償方法を説明するための図である。 従来の分散補償マップを示す図である。 インライン完全補償と過補償を説明するための図である。 分散ずれ量に対するＱペナルティの特性を示す図である。 最適分散マップを示す図である。 光挿入分岐装置，光クロスコネクトの構成を示す図である。 従来のＯＡＤＭを配置した場合の分散マップを示す図である。 異なるビットレートでの残留分散トレランスの違いを示す図である。 分散補償マップの最適化のシミュレーション結果を示す図である。 インライン分散補償量ＤＤＣＬおよび送信端分散補償量ＤＤＣＴの最適値の組合せを示す図である。 本発明の分散補償方法の分散マップの一実施形態を示す図である。 本発明の補償ノードの第１実施形態のブロック図である。 相互位相変調による波形劣化を示す図である。 １０Ｇｂｉｔ／ｓ伝送における伝送特性改善の計算結果を示す図である。 １０Ｇｂｉｔ／ｓ伝送システムを４０Ｇｂｉｔ／ｓ伝送システムに切替える補償ノードの第２実施形態のブロック図である。 高次分散（四次分散）の補償を説明するための図である。 伝送距離が異なる信号が多重されている場合の補償ノードの第３実施形態のブロック図である。 伝送距離が異なる信号が多重されている場合の分散マップを示す図である。

符号の説明

２０，２１ 送信端
２３ インライン中継器
２４ 補償ノード
２６，２７ 受信端
３１，４１，５１，５７ 光アンプ
３２，３５，４０ 分散補償器
３３，５２ 光波長分離器
３４，３９，５５ ＯＡＤＭ
３６ 光波長多重器
３７ 可変分散補償器
３８，５３ 可変分散スロープ補償器
５４，５６ 可変分散補償器

Claims (4)

1. 異なるビットレートの光信号が波長多重された信号を伝送する際に伝送路で発生する波長分散を補償する分散補償方法であって、
   複数のインライン中継器毎に補償ノードを配置し、
   前記インライン中継器における分散補償は異なるビットレートで共通に行い、
   前記補償ノードで異なるビットレート毎に光信号を波長分離し、
   各ビットレートの光信号それぞれに最適な分散補償量を設定してビットレート毎の分散補償を行い、
   異なるビットレート毎に光挿入分岐または光クロスコネクトを行い、
   異なるビットレート毎に分散補償された光信号を波長多重することを特徴とし、
   前記ビットレート毎の分散補償は、低いビットレートの光信号に対し最適な分散補償値となる第１分散補償を全ビットレート共通に行い、前記低いビットレートの光信号に対し最適な分散補償を高いビットレートの光信号に対し最適な分散補償値に補正する第２分散補償を前記高いビットレートの光信号に対して行い、かつ、前記異なるビットレート毎に光挿入分岐または光クロスコネクトを行う際の各ビットレートあるいは再生中継間隔での残留分散量を、最大伝送距離における各ビットレートの最適残留分散量を基準として送信端からの中継スパン数に比例した値に設定することを特徴とする分散補償方法。
2. 請求項１記載の分散補償方法において、
   前記高いビットレートの光信号に対し分散スロープ補償を行うことを特徴とする分散補償方法。
3. 異なるビットレートの光信号が波長多重された信号を伝送する際に伝送路で発生する波長分散を補償するため複数のインライン中継器毎に設けられる補償ノード装置であって、
   異なるビットレート毎に光信号を波長分離する波長分離手段と、
   各ビットレートの光信号それぞれに最適な分散補償量を設定してビットレート毎の分散補償を行うビットレート毎分散補償手段と、
   異なるビットレート毎に光挿入分岐または光クロスコネクトを行う光処理手段と、
   ビットレート毎分散補償手段でそれぞれ分散補償された光信号を波長多重する波長多重手段を有し、
   前記ビットレート毎分散補償手段は、低いビットレートの光信号に対し最適な分散補償値となる第１分散補償手段を全ビットレート共通に配置し、前記低いビットレートの光信号に対し最適な分散補償値を高いビットレートの光信号に対し最適な分散補償値に補正する第２分散補償手段を前記高いビットレートの光信号に対し配置し、かつ、前記光処理手段における各ビットレートあるいは再生中継間隔での残留分散量を、最大伝送距離における各ビットレートの最適残留分散量を基準として送信端からの中継スパン数に比例した値に設定することを特徴とする補償ノード装置。
4. 請求項３記載の補償ノード装置において、
   前記高いビットレートの光信号に対し分散スロープ補償を行う分散スロープ補償手段を
   有することを特徴とする補償ノード装置。

Images