JP4900483B2 - 光伝送装置,波長多重光通信システムおよび光伝送方法 - Google Patents
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Description
ところが、上述のNZDSFのごとき単位長さ当たりの波長分散が比較的小さい光ファイバを光伝送路として適用する場合において、上記のように、システムを増強するために波長多重数を増加させていくと、波長間隔が狭くなり、波長間のウォークオフの量が小さくなり、波長間の非線形効果である、相互位相変調(XPM:cross phase modulation)の影響が大きくなる。XPMとは、ある波長の光信号の強度変化に比例して光ファイバの屈折率が変化し、他の波長の光信号に位相変調を与える現象である。
G.Charlet et.al., "Nonlinear Interactions Between 10Gbps NRZ Channels and 40Gb/s Channels with RZ-DQPSK or PSBT Format, over Low-Dispersion Fiber", Mo3.2.6, ECOC2006
すなわち、伝送システムのアップグレードの際に、上述のごとく強度変調光信号と位相変調光信号を混在させて伝送する場合には、従来の10Gbpsの強度変調光信号のみのWDM伝送や、位相変調光信号についてのWDM伝送の場合に比べても、XPMの影響を抑制するためより積極的な対策を講じる必要がある。
なお、上記目的に限らず、後述する発明を実施するための最良の形態に示す各構成により導かれる効果であって、従来の技術によっては得られない効果を奏することも本発明の他の目的の1つとして位置づけることができる。
(1)すなわち、本発明の光伝送装置は、強度変調光信号と位相変調光信号との波長多重光信号を、光伝送路を通じて伝送する光伝送装置であって、前記波長多重光信号として多重可能な光波長の波長軸上の配置において、前記強度変調光信号の波長の近傍であって、前記強度変調光信号の強度変化が反転された強度パターンを有する光を強度反転信号光として出力する強度反転信号光出力部と、前記強度変調光信号および前記位相変調光信号とともに、該強度反転信号光出力部からの光を波長多重して出力する波長多重光信号出力部と、をそなえたことを特徴としている。
(6)さらに、上記(1)において、前記強度変調光信号出力部が、前記波長多重光信号として多重される単位となる光波長毎に、前記強度変調光信号を生成する強度変調光信号源を複数そなえ、該強度反転信号光出力部は、該複数の強度変調光信号源から出力される複数の強度変調光信号のうちで、該位相変調信号に相互位相変調による伝送品質に影響を与える光波長を有するものについて、それぞれ前記強度反転信号光を出力することとしてもよい。
(10)さらに、本発明の光伝送方法は、強度変調光信号と位相変調光信号との波長多重信号光を、光伝送路を通じて伝送する光伝送方法であって、前記波長多重光信号として多重可能な光波長の波長軸上の配置において、前記強度変調光信号の波長の近傍であって、前記強度変調光信号の強度変化が逆転された強度パターンを有する光を強度反転信号光として出力し、前記強度変調光信号および前記位相変調光信号とともに、前記強度反転信号光を波長多重して出力することを特徴としている。
2,2A〜2C 光送信装置(光伝送装置)
3 光伝送路
3a−1〜3a−4,102 NZDSF
3b−1〜3b−4,104 DCF
4 光受信装置
4a 分波部
4b 受信処理部
5 OADMノード
11−2〜11−6 チャネル光出力部
11a 符号反転部
11b 遅延付加部
11c 電気/光変換部
12,12−3,12−5 ビット遅延付加部
13 波長多重部
101,101−1,101−2 OADMノード
103 光アンプ
105−1,105−2,106 トランスポンダ
107 合波部
108 分波部
なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。又、上述の本願発明の目的のほか、他の技術的課題,その技術的課題を解決する手段及び作用効果についても、以下の実施の形態による開示によって明らかとなる。
〔A〕一実施形態の説明
図1は本発明の一実施形態にかかる波長多重光通信システムを示す図である。この図1に示す波長多重光通信システム1は、強度変調光信号と位相変調光信号との波長多重光信号を送信しうる光送信装置(光伝送装置)2と、光送信装置2から送信された波長多重光信号を伝送しうる光伝送路3と、光伝送路3からの波長多重光信号を受信しうる光受信装置4と、をそなえて構成される。
また、光送信装置2は、強度変調光信号と位相変調光信号との波長多重光信号を、光伝送路3を通じて伝送するものである。このために、光送信装置2は、波長多重光信号として波長多重可能な光波長の波長軸上の配置(チャネル)に対応して、複数のチャネル光出力部11をそなえるとともに、各チャネル光出力部11から出力されるチャネル光を波長多重する波長多重部13をそなえている。尚、図1に示す光送信装置2においては、3チャネル(順次信号光波長λ2〜λ4が長波長に配列されるCh♯2〜Ch♯4)分のチャネル光出力部11−2〜11−4がそなえられている。
ここで、光送信装置2をなす各チャネル光出力部11は、入力される電気信号を対応する変調方式で光信号に変調するものであって、それぞれ公知の変調器構成をそなえている。チャネル光出力部[10G NRZ Tx(信号)]11−2は、ビットレート10Gbpsで強度変調(この場合においてはNRZ変調)された光信号(波長λ2)を生成し出力するものであり、チャネル光出力部[40G RZ−DQPSK Tx]11−4は、ビットレート40Gbpsで位相変調(この場合においてはRZ−DQPSK変調)された光信号(波長λ4)を生成し出力するものである。従って、上述のチャネル光出力部11−2は、強度変調光信号を出力する強度変調光信号出力部を構成し、チャネル光出力部11−4は、チャネル光出力部11−2とは異なる光波長を通じて位相変調光信号を出力する位相変調光信号出力部を構成する。
図6は上述のごとく光送信装置2から送信された波長多重信号光を光受信装置4で受信した場合の40Gbps位相変調信号の受信信号品質(Qペナルティ)について、ビット遅延付加部12による遅延量に応じたシミュレーション結果を示す図である。この図6に示すように、遅延付加量Δτdummyを−40ps〜0psとした範囲において、ある程度の信号品質の改善が見られ(図6の[1]参照)、特に、遅延付加量Δτdummyを−20psとした場合には最適な信号品質が得られる(図6の[2]参照)。
なお、本発明によれば、上述の本実施形態のごとき位相変調光信号,強度変調光信号および強度反転信号光のチャネル配置に限定されるものではない。
この図13のAに示すように、光伝送路3でのCh♯6の強度変調光信号に対する強度反転信号チャネルCh♯5の強度反転信号光の伝搬時間差(−60ps)の1/2である−30psに対する補償量(30ps)に相当する遅延Δτdummyを、ビット遅延付加部12で付加する。図13のA中においては、伝送距離のほぼ中間で10Gbpsの信号チャネルCh♯2とのビット遅延が一致するように、10Gbps強度反転信号チャネルCh♯3の送信端に遅延時間(+30ps)を付加することにより、Qペナルティが最小にしている。
また、上述の本実施形態においては、強度変調光信号のための波長チャネルCh♯2に隣接する波長チャネルCh♯3を強度反転信号光チャネルとしているが、本発明によればこれに限定されず、少なくとも強度変調光信号が位相変調光信号に与えるチャープ量を削減させることができる限りにおいて、強度変調光信号のための波長チャネルCh♯2の近傍に配置されることとしてもよい。例えば、位相変調光信号の波長をチャネル♯4によるλ4とする場合において、強度変調光信号の波長チャネル♯2(波長λ2)に対し位相変調光信号とは反対側に配置されるチャネルCh♯1(波長λ1)としたり、強度変調光信号の波長チャネル♯3(波長λ3)に対し位相変調光信号を挟んで配置されるチャネルCh♯5(波長λ1)としたりすることもできる。
さらに、強度変調光信号についても1チャネルに限定されるものではなく、複数チャネルに設定されることとしてもよい。この場合においては、例えば図14に示すように、光送信装置2Bとして、チャネル光出力部11−2〜11−6および波長多重光信号出力部13とともにビット遅延付加部12−3,12−5をそなえ、チャネル光出力部11−2,11−6について強度変調光信号を出力するように構成するとともに、チャネル光出力部11−4を位相変調光信号を出力するように構成する。更に、チャネル光出力部11−3,11−5を、それぞれ、チャネル光出力部11−2,11−6からの強度変調光信号の強度変化が反転された強度パターンを有する強度反転信号光(波長λ3,λ5)を出力するように構成する。
〔B〕その他
本発明によれば、上述した実施形態にかかわらず、種々変形して実施することができる。
Claims (10)
- 強度変調光信号と位相変調光信号との波長多重光信号を、光伝送路を通じて伝送する光伝送装置であって、
前記波長多重光信号として多重可能な光波長の波長軸上の配置において、前記強度変調光信号の波長の近傍であって、前記強度変調光信号の強度変化が反転された強度パターンを有する光を強度反転信号光として出力する強度反転信号光出力部と、
前記強度変調光信号および前記位相変調光信号とともに、該強度反転信号光出力部からの光を波長多重して出力する波長多重光信号出力部と、をそなえたことを特徴とする、光伝送装置。 - 前記強度変調光信号を出力する強度変調光信号出力部と、
前記強度変調光信号とは異なる光波長を通じて前記位相変調光信号を出力する位相変調光信号出力部と、をそなえ、
該強度反転信号光出力部から出力する前記強度反転信号光は、前記波長軸上において、前記強度変調光信号の近傍に配置された光波長を前記強度反転信号光用光波長として有することを特徴とする、請求項1記載の光伝送装置。 - 前記光伝送路は、前記強度変調光信号のチャネルの波長と前記強度反転信号光のチャネルの波長とが異なることに起因して、波長分散による遅延差を生じる光伝送路であって、
該強度反転信号光出力部は、前記強度反転信号光用光波長を有し前記強度パターンを有する強度反転信号光を生成する強度反転信号光生成部と、該強度反転信号光生成部からの光について、前記光伝送路上での光伝搬による前記強度変調光信号との前記光伝送路の視点から終点までにおける伝搬時間差に基づく出力タイミング調整を行なうタイミング調整部と、をそなえ、
該タイミング調整部は、0より大きく前記伝搬時間差よりも小さい範囲で前記強度反転信号光の出力タイミングをずらす、ことを特徴とする、請求項1記載の光伝送装置。 - 前記光伝送路は、前記強度変調光信号のチャネルの波長と前記強度反転信号光のチャネルの波長とが異なることに起因して、波長分散による遅延差を生じる光伝送路であって、
該強度反転信号光出力部は、
前記強度変調光信号の強度パターンに対応する電気信号を反転させるとともに、前記光伝送路上での光伝搬による前記強度変調光信号との前記光伝送路の視点から終点までにおける伝搬時間差に基づくタイミング調整を行なうタイミング調整部と、
該タイミング調整部からの電気信号に基づいて、前記強度反転信号光を生成する強度反転信号光生成部と、をそなえ、
該タイミング調整部は、0より大きく前記伝搬時間差よりも小さい範囲で前記強度反転信号光の出力タイミングをずらす、ことを特徴とする、請求項1記載の光伝送装置。 - 該タイミング調整部は、前記光伝送路において、前記強度反転信号光の伝搬速度が前記強度変調光信号の伝搬速度より速い場合は、前記強度反転信号光の出力タイミングを、前記伝搬時間差の実質的に2分の1の時間だけ遅らせる一方、前記強度反転信号光の伝搬速度が前記強度変調光信号の伝搬速度より遅い場合は、前記強度反転信号光の出力タイミングを、前記伝搬時間差の実質的に2分の1の時間だけ早めるように、前記タイミング調整を行なうことを特徴とする、請求項3又は4記載の光伝送装置。
- 前記強度変調光信号出力部が、前記波長多重光信号として多重される単位となる光波長毎に、前記強度変調光信号を生成する強度変調光信号源を複数そなえ、
該強度反転信号光出力部は、
該複数の強度変調光信号源から出力される複数の強度変調光信号のうちで、該位相変調信号に相互位相変調による伝送品質に影響を与える光波長を有するものについて、それぞれ前記強度反転信号光を出力することを特徴とする、請求項1記載の光伝送装置。 - 強度変調光信号と位相変調光信号との波長多重光信号を、ノンゼロ分散シフトシングルモード光ファイバか又は分散シフト光ファイバを構成要素とする光伝送路を通じて伝送する光伝送装置であって、
前記波長多重光信号として多重可能な光波長の波長軸上の配置において、前記強度変調光信号の近傍であって、前記強度変調光信号および位相変調光信号が配置されていない強度反転信号光用光波長を有し、前記強度変調光信号の強度変化が反転された強度パターンを有する光を強度反転信号光として出力する強度反転信号光出力部と、
前記強度変調光信号および前記位相変調光信号とともに、該強度反転信号光出力部からの光を波長多重して出力する波長多重光信号出力部と、をそなえたことを特徴とする、光伝送装置。 - 強度変調光信号と位相変調光信号との波長多重光信号を送信しうる光送信装置と、該光送信装置から送信された前記波長多重光信号を伝送しうる光伝送路と、該光伝送路からの前記波長多重光信号を受信しうる光受信装置と、をそなえてなる波長多重光通信システムであって、
該光送信装置は、
前記波長多重光信号として多重可能な光波長の波長軸上の配置において、前記強度変調光信号の波長の近傍であって、前記強度変調光信号の強度変化が反転された強度パターンを有する光を強度反転信号光として出力する強度反転信号光出力部と、
前記強度変調光信号および前記位相変調光信号とともに、該強度反転信号光出力部からの光を波長多重して出力する波長多重光信号出力部と、をそなえ、
該光受信装置においては、前記波長多重光信号において波長多重されている光信号のうちで、受信波長として設定された光信号について受信処理を行なう受信処理部をそなえたことを特徴とする、波長多重光通信システム。 - 該光伝送路は、ノンゼロ分散シフトシングルモード光ファイバか又は分散シフト光ファイバにより構成されたことを特徴とする、請求項8記載の波長多重光通信システム。
- 強度変調光信号と位相変調光信号との波長多重信号光を、光伝送路を通じて伝送する光伝送方法であって、
前記波長多重光信号として多重可能な光波長の波長軸上の配置において、前記強度変調光信号の波長の近傍であって、前記強度変調光信号の強度変化が逆転された強度パターンを有する光を強度反転信号光として出力し、
前記強度変調光信号および前記位相変調光信号とともに、前記強度反転信号光を波長多重して出力することを特徴とする、光伝送方法。
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