JP4744312B2 - 波長分散モニタ方法および装置、並びに、光伝送システム - Google Patents
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Description
G.Ishikawa and H.Ooi, "Demonstration of automatic dispersion equalization in 40 Gbit/s OTDM transmission", Proc. ECOC'98, paper WdC06, pp.519-520, 1998. H.Ooi, T.Takahara, G.Ishikawa, S.Wakana, Y.Kawahata, H.Isono and N.Mitamura, "40-Gbit/s WDM Automatic Dispersion Compensation with Virtually Imaged Phased Array (VIPA) Variable Dispersion Compensators", IEICE TRANS. COMMUN., VOL.E85-B, NO.2, pp.463-469, 2002. C.Tian and S.Kinoshita, "Polarization-Independent Waveform Monitoring with Two-Photon Absorption in Si-APD in High-Speed Transmission Systems", ECOC 2004 We4, pp.70-71.
すなわち、上記エラーモニタ方式については、主信号光の受信端に波長分散モニタを配置する必要があるため、光ファイバ伝送路の途中のインラインへの適用が困難であるという欠点がある。また、波長分散以外の変動要因、例えば、光信号対雑音比(Optical Signal to Noise Ratio:OSNR)や偏波モード分散(Polarization Mode Dispersion:PMD)等との切り分けが難しいという問題点もある。
上記二光子吸収方式については、信頼性や偏光依存性などの観点よりデバイスの実現が容易ではなく、また、十分なモニタ感度を確保することも難しいという問題点がある。
本発明は上記の点に着目してなされたもので、インラインにも配置することが可能であり、安価で容易に実現できる波長分散モニタ方法および装置、並びに、光伝送システムを提供することを目的とする。
さらに、波長分散モニタ装置の他の態様は、光信号の波長分散をモニタするための装置であって、光信号を受光し、該光信号のビットレートに対応した周波数よりも低く、かつ、前記光信号の変調方式およびビットレートに応じて設定した最小周波数よりも高い応答速度に従って、前記光信号を電気信号に変換する受光器と、該受光器で変換された電気信号の直流成分のみを除去して、直流近傍の低周波から前記受光器の応答速度に対応した周波数に亘る範囲の周波数帯域をもつ電気信号を出力するDC除去回路と、該DC除去回路から出力される電気信号のパワーを検出し、該パワーに基づいて前記光信号の波長分散を判断するパワー検出部と、を備えて構成されたことを特徴とする。
さらに、上記の波長分散モニタ方法および装置の具体的な構成として、前記光信号の変調方式は、前記光信号の波長分散がゼロのときに前記電気信号のパワーが極値をとり得る変調方式であり、前記最小周波数は、前記極値を検出可能な周波数の下限値に設定され、かつ、前記光信号のビットレートの略1.5乗に比例するようにしてもよい。このような構成では、波長分散がゼロになる電気信号のパワーの極値を基準にして光信号の波長分散がモニタされるようになる。
また、本発明の光伝送システムによれば、上記のような波長分散モニタ装置のモニタ結果を基に可変分散補償器のフィードバック制御を行うことにより、受信端は勿論のことインラインの所望の位置での自動分散補償を容易に実現することが可能になる。
図1は、本発明による光伝送システムの一実施形態の構成を示すブロック図である。
図1において、本実施形態の光伝送システムは、例えば、光送信機(OS)1および光受信機(OR)2が光ファイバ伝送路3を介して接続され、該光ファイバ伝送路3上に光アドドロップ装置(OADM)4を備えた構成において、波長分散の自動補償を行うための可変分散補償器(VDC)5、光分岐カプラ6、波長分散モニタ7および制御回路8を光アドドロップ装置4と光受信機2とにそれぞれ対応させて設けたものである。
波長分散モニタ7は、例えば、受光器(PD)7A、ローパスフィルタ(LPF)7B、DC除去回路7C、電気アンプ7Dおよびパワー検出器7Eを有する。受光器7Aは、光分岐カプラ6からのモニタ光を受光して電気信号に変換するものであり、一般的な受光素子が用いられる。ローパスフィルタ7Bは、受光器7Aから出力される電気信号より低周波成分を抽出してDC除去回路7Cに出力する。このローパスフィルタ7Bのカットオフ周波数は、後で詳しく説明するように、WDM光に含まれる各光信号の変調方式およびビットレートに応じて設定される。なお、ここではローパスフィルタ7Bを用いてモニタ信号の低周波成分を抽出する構成例を示したが、上記カットオフ周波数と同等の応答速度を有する低速の受光器7Aを用いることにより、ローパスフィルタ7Bを省略することが可能である。DC除去回路7Cは、ローパスフィルタ7Bで抽出された低周波の電気信号に含まれる直流成分をコンデンサ等を用いて除去するものである。電気アンプ7Dは、DC除去回路7Cを通過した電気信号を所定の利得で増幅する。電気パワー検出器7Eは、アンプ7Dの出力信号のパワーを検出し、その検出結果を示す信号Mを制御回路8に出力する。
制御回路8は、例えば図2に示すように、低周波発振器8A、バンドパスフィルタ(BPF)8B、同期検波回路8Cおよび重畳回路8Dを有する。低周波発振器8Aは、周波数f0の電気信号を発生して、それを同期検波回路8Cおよび重畳回路8Dに出力する。バンドパスフィルタ8Bは、波長分散モニタ7のパワー検出器7Eから出力される信号Mより周波数f0成分を抽出して同期検波回路8Cに出力する。ただし、このバンドパスフィルタ8Bは省略することも可能である。同期検波回路8Cは、低周波発振器8Aからの出力信号およびバンドパスフィルタ8Bを通過したモニタ信号の同期検波を行う。重畳回路8Dは、低周波発振器8Aおよび同期検波回路8Cからの各出力信号を重畳することにより、可変分散補償器5に与える制御信号Cを生成する。
上記のような構成の波長分散モニタ7では、光ファイバ伝送路3を伝搬した後に光分岐カプラ6でモニタ光として分岐されたWDM光の一部が受光器7Aで電気信号に変換され、該光電変換されたモニタ信号がローパスフィルタ7Bで帯域制限され、さらに、DC除去回路7Cで直流成分が除去される。そして、帯域制限およびDCカットされたモニタ信号は、電気アンプ7Dで増幅された後にパワー検出器7Eで当該パワーが検出される。これにより、帯域制限された低周波モニタ信号の基準レベル(0V)に対するパワー変動を示す信号Mがパワー検出器7Eから出力されるようになる。
本光伝送システムでは、光送信機1から送信されたWDM光が光ファイバ伝送路3を介して光アドドロップ装置4に入力される。光アドドロップ装置4では、光ファイバ伝送路3からのWDM光が入力側光アンプ4Aで一括増幅された後に可変分散補償器5に与えられてWDM光の波長分散の自動補償が行われる。この自動分散補償は、可変分散補償器5から出力されるWDM光の一部が光分岐カプラ6でモニタ光として分岐され、そのモニタ光を用いて波長分散モニタ7が残留分散をモニタし、そのモニタ結果に基づいて制御回路8が可変分散補償器5における波長分散の補償量をフィードバック制御することにより行われる。
光信号を受光して電気信号に変換すると共に、該電気信号の周波数帯域を、前記光信号のビットレートに対応した周波数よりも低く、かつ、前記光信号の変調方式およびビットレートに応じて設定した最小周波数よりも高い範囲に制限し、
該帯域制限した電気信号の直流成分を除去し、
該直流除去した電気信号のパワーを検出し、
該検出したパワーに基づいて前記光信号の波長分散を判断することを特徴とする波長分散モニタ方法。
前記最小周波数は、前記極値を検出可能な周波数の下限値に設定され、かつ、前記光信号のビットレートの略1.5乗に比例することを特徴とする付記1に記載の波長分散モニタ方法。
光信号を受光して電気信号に変換すると共に、該電気信号の周波数帯域を、前記光信号のビットレートに対応した周波数よりも低く、かつ、前記光信号の変調方式およびビットレートに応じて設定した最小周波数よりも高い範囲に制限する帯域制限部と、
該帯域制限部から出力される電気信号の直流成分を除去する直流除去部と、
該直流除去部から出力される電気信号のパワーを検出し、該パワーに基づいて前記光信号の波長分散を判断するパワー検出部と、
を備えて構成されたことを特徴とする波長分散モニタ装置。
前記最小周波数は、前記極値を検出可能な周波数の下限値に設定され、かつ、前記光信号のビットレートの略1.5乗に比例することを特徴とする付記7に記載の波長分散モニタ装置。
前記光ファイバ伝送路上に配置され、前記光ファイバ伝送路を伝搬する光信号に可変の波長分散を与えて波長分散補償を行う可変分散補償器と、
前記可変分散補償器から出力される光信号の一部をモニタ光として分岐する光分岐カプラと、
該光分岐カプラからのモニタ光を用いて、前記可変分散補償器から出力される光信号に残留する波長分散をモニタする、付記7に記載の波長分散モニタ装置と、
該波長分散モニタ装置のモニタ結果に基づいて、前記可変分散補償器における波長分散の補償量をフィードバック制御する制御回路と、
を備えて構成されたことを特徴とする光伝送システム。
2…光受信機(OR)
3…光ファイバ伝送路
4…光アドドロップ装置(OADM)
5…可変分散補償器(VDC)
6…光分岐カプラ
7…波長分散モニタ
7A…受光器(PD)
7B…ローパスフィルタ(LPF)
7C…DC除去回路
7D…電気アンプ
7E…パワー検出器
8…制御回路
8A…低周波発振器
8B…バンドパスフィルタ(BPF)
8C…同期検波回路
8D…重畳回路
Claims (9)
- 光信号の波長分散をモニタするための方法であって、
光信号を受光して電気信号に変換し、
該電気信号の周波数帯域を、前記光信号のビットレートに対応した周波数よりも低く、かつ、前記光信号の変調方式およびビットレートに応じて設定した最小周波数よりも高いカットオフ周波数を有するローパスフィルタを用いて制限し、
該帯域制限した電気信号の直流成分のみを除去して、直流近傍の低周波から前記ローパスフィルタのカットオフ周波数に亘る範囲の周波数帯域をもつ電気信号を生成し、
該生成した電気信号のパワーを検出し、
該検出したパワーに基づいて前記光信号の波長分散を判断することを特徴とする波長分散モニタ方法。 - 前記光信号の変調方式は、前記光信号の波長分散がゼロのときに前記電気信号のパワーが極値をとり得る変調方式であり、
前記最小周波数は、前記極値を検出可能な周波数の下限値に設定され、かつ、前記光信号のビットレートの略1.5乗に比例することを特徴とする請求項1に記載の波長分散モニタ方法。 - 前記光信号の変調方式は、RZ−DQPSK方式、CSRZ−DQPSK方式、RZ−DPSK方式およびCSRZ−DPSK方式のうちの少なくとも1つであることを特徴とする請求項2に記載の波長分散モニタ方法。
- 光信号の波長分散をモニタするための装置であって、
光信号を受光して電気信号に変換する受光器と、
前記光信号のビットレートに対応した周波数よりも低く、かつ、前記光信号の変調方式およびビットレートに応じて設定した最小周波数よりも高いカットオフ周波数を有し、前記受光器で変換された電気信号の周波数帯域を制限するローパスフィルタと、
該ローパスフィルタから出力される電気信号の直流成分のみを除去して、直流近傍の低周波から前記ローパスフィルタのカットオフ周波数に亘る範囲の周波数帯域をもつ電気信号を出力するDC除去回路と、
該DC除去回路から出力される電気信号のパワーを検出し、該パワーに基づいて前記光信号の波長分散を判断するパワー検出部と、
を備えて構成されたことを特徴とする波長分散モニタ装置。 - 前記光信号の変調方式は、前記光信号の波長分散がゼロのときに前記電気信号のパワーが極値をとり得る変調方式であり、
前記最小周波数は、前記極値を検出可能な周波数の下限値に設定され、かつ、前記光信号のビットレートの略1.5乗に比例することを特徴とする請求項4に記載の波長分散モニタ装置。 - 前記光信号の変調方式は、RZ−DQPSK方式、CSRZ−DQPSK方式、RZ−DPSK方式およびCSRZ−DPSK方式のうちの少なくとも1つであることを特徴とする請求項5に記載の波長分散モニタ装置。
- 光信号の波長分散をモニタするための装置であって、
光信号を受光し、該光信号のビットレートに対応した周波数よりも低く、かつ、前記光信号の変調方式およびビットレートに応じて設定した最小周波数よりも高い応答速度に従って、前記光信号を電気信号に変換する受光器と、
該受光器で変換された電気信号の直流成分のみを除去して、直流近傍の低周波から前記受光器の応答速度に対応した周波数に亘る範囲の周波数帯域をもつ電気信号を出力するDC除去回路と、
該DC除去回路から出力される電気信号のパワーを検出し、該パワーに基づいて前記光信号の波長分散を判断するパワー検出部と、
を備えて構成されたことを特徴とする波長分散モニタ装置。 - 光送信機から送信される光信号を光ファイバ伝送路を介して光受信機に伝送すると共に、該伝送によって発生する光信号の波長分散を補償する機能を備えた光伝送システムであって、
前記光ファイバ伝送路上に配置され、前記光ファイバ伝送路を伝搬する光信号に可変の波長分散を与えて波長分散補償を行う可変分散補償器と、
前記可変分散補償器から出力される光信号の一部をモニタ光として分岐する光分岐カプラと、
該光分岐カプラからのモニタ光を用いて、前記可変分散補償器から出力される光信号に残留する波長分散をモニタする、請求項4〜7のいずれか1つに記載の波長分散モニタ装置と、
該波長分散モニタ装置のモニタ結果に基づいて、前記可変分散補償器における波長分散の補償量をフィードバック制御する制御回路と、
を備えて構成されたことを特徴とする光伝送システム。 - 前記制御回路は、前記波長分散モニタ装置から出力されるモニタパワーのピークを同期検波によってトラッキングして前記可変分散補償器のフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項8に記載の光伝送システム。
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