JP7099088B2

JP7099088B2 - 分散補償システム、および、分散補償方法

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Publication number: JP7099088B2
Application number: JP2018124396A
Authority: JP
Inventors: 佳奈益本; 雅弘中川; 俊哉松田; 英俊恩田; 勝片山
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2022-07-12
Anticipated expiration: 2038-06-29
Also published as: JP2020005165A; US11251868B2; US20210266069A1; WO2020004215A1

Description

本発明は、分散補償システム、および、分散補償方法に関する。

収容トラヒックが数１０[Gbps]であるメトロ網向けの光集線ネットワークシステムでは、トラヒックを低コスト・省電力・効率よく集線することが求められる。そのために、光集線ネットワークに接続されるデバイスは、ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムに用いられるデバイス（以下、ＰＯＮデバイス）を用い、光ＴＤＭ（Time Division Multiplexing）の技術を使用して、大容量のバースト光信号を１本の光ファイバに多重化させて送受信することが効果的である。

図９は、光集線リングシステムの一例を示す構成図である。
光集線リングシステムは、ＯＬＴ（Optical Line Terminal）のＰＯＮデバイスであるコアノード９１と、ＯＮＵ（Optical Network Unit）のＰＯＮデバイスであるアクセスノード９２（９２ａ，９２ｂ，９２ｃ）とが、所定周り（図９では時計回り）のリング網９３で接続されて構成される。リング網９３は、１リング内に複数ノードが接続される多段ノード接続構成であり、各ノード間は１０ｋｍ～２５ｋｍ程度離れている。各アクセスノード９２から出力されるバースト光信号が時間多重（時分割）され、コアノード９１にて一括で受信される。
なお、図示は省略したが、コアノード９１はコア網に接続され、コア網とリング網９３との中継装置である。同様に、アクセスノード９２はアクセス網に接続され、アクセス網とリング網９３との中継装置である。

以下、コアノード９１から開始して、アクセスノード９２ｃ→アクセスノード９２ｂ→アクセスノード９２ａを順に経由して、コアノード９１に戻る通信を考える。
まず、コアノード９１の出力先９０１では、まだ何の信号もリング網９３上には流れていない。なお、リング網９３上に流れるバースト光信号は、波長多重されており、図９では、３つの波長λ１，λ２，λ３のうちの波長λ１にだけ多重化される例を示す。
次に、アクセスノード９２ｃは、収容するアクセス網から２つの信号Ｗ１，Ｗ３を受信すると（符号９０２）、それらの信号をリング網９３上に挿入（Add）する。これにより、アクセスノード９２ｃの出力先９０３では、アクセスノード９２ｃのタイミング制御により、２つの信号Ｗ１，Ｗ３がそれぞれ別々のタイムスロットに時分割されて流れる。

アクセスノード９２ｂは、収容するアクセス網から信号Ｗ２を受信すると（符号９０４）、その信号をリング網９３上に挿入（Add）する。これにより、アクセスノード９２ｂの出力先９０５では、挿入した信号Ｗ２に加え、アクセスノード９２ｃから流れてきた信号Ｗ１，Ｗ３がそれぞれ別々のタイムスロットに時分割されて流れる。
アクセスノード９２ａは、収容するアクセス網からの信号がないので、アクセスノード９２ｂの出力先９０５からの信号をそのままコアノード９１に転送する。これにより、コアノード９１は、各アクセスノード９２から３つの信号Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を受信できる。

図１０は、図９の光集線リングシステムにおいて、ファイバ伝送時に発生する波長分散についての説明図である。
コアノード９１は、アクセスノード９２ｃが挿入した信号Ｗ１と（符号９１１）、アクセスノード９２ｂが挿入した信号Ｗ２と（符号９１２）、アクセスノード９２ａが挿入した信号Ｗ３と（符号９１３）をまとめて受信する。ここで、各信号Ｗ１～Ｗ３には、波長λ１と、各アクセスノード９２からコアノード９１までの伝送距離と、に応じた波長分散（以下「分散」とする）が発生する。

「分散」とは、波長によって光の伝搬速度に遅延が生じる現象である。光ファイバなどの分散特性をもつ媒体を伝搬した光信号の波形は、広がってしまう。よって、分散は、非線形効果を引き起こしたり、ビット誤り率の増加を引き起こしたり、信号品質の劣化を引き起こしたりする。
バースト光信号に発生してしまった分散の度合いを「分散量」とし、その単位を[ps/nm]とする。psはパルスの広がり（遅延時間）を示し、nmは光信号のスペクトル幅に対応する波長を示す。

よって、「分散補償」とは、バースト光信号に発生する分散量を分散補償量の分だけ減らすことで、分散補償後の分散量を0[ps/nm]に近づける技術である。なお、バースト光信号の受信器による分散補償耐力は、伝送速度の２乗に比例する。つまり、伝送速度が速いほど分散補償量の精度を高くする必要がある。例えば、非特許文献１には、分散補償耐力の目安が、伝送速度10[Gbps]のとき800[ps/nm]程度、40[Gbps]のとき50[ps/nm]程度として例示されている。

分散量は、伝送される光ファイバ自体の分散特性（単位は[ps/nm・km]）と、バースト光信号の伝送距離（単位は[km]）との積で計算される。
メトロ網で使われている代表的なファイバの分散特性を以下に示す。
・シングルモード光ファイバ（ＳＭＦ：Single Mode Fiber）…1.55[μm]帯で分散特性13.3～18.6[ps/nm・km]（G.652規格）
・分散シフトシングルモード光ファイバ（ＤＳＦ：Dispersion Shifted Fiber）…1.55[μm]帯で分散特性－2.3～+2.3[ps/nm・km]（G.653規格）

図１０でも、コアノード９１までの経由する距離が送信側であるアクセスノード９２ごとに違うため、バースト信号ごとに分散量が異なる。例えば、ノード間距離が25[km]、分散特性17[ps/nm・km]のシングルモード光ファイバを使用しているとする。送信側からの距離が長いほど、符号９１４に示した各信号の分散量Ｄ１～Ｄ３は大きくなってしまう。
・信号Ｗ３の分散量Ｄ１＝4250[ps/nm]
・信号Ｗ２の分散量Ｄ２＝2125[ps/nm]
・信号Ｗ１の分散量Ｄ３＝425[ps/nm]
これらの各信号Ｗ１～Ｗ３が流れるタイムスロットは、10[μs]など非常に短期間であり、その短期間において瞬時に、各信号に適した分散補償量を設定する必要がある。

以上説明したような分散を補償するための技術としては、ノード間の各スパンに分散補償ファイバ（ＤＣＦ：Dispersion Compensating Fiber）を用いる手法（図１１で後記）と、特許文献１に示されるようなノード内のバースト受信器に電気分散補償器（ＥＤＣ：Electrical Dispersion Compensator）を用いる手法（図１２で後記）とが知られている。

図１１は、ＤＣＦを用いた分散補償システムの構成図である。前記の図９，図１０では説明をわかりやすくするために、リング網９３として右回りの１リングを例示したが、図１１では右回りの外側リングと、左回りの内側リングとの２リング構成とする。
各ノードは、リング網９３から流れてくるバースト光信号を増幅する光アンプと、バースト光信号を分岐してAdd／Dropするためのカプラとを有する（図１１では一部を図示省略）。

そして、リング網９３上のノード間の各スパンにはＤＣＦが敷設されている。なお、Ｇ．６５２規格で規定されているＳＭＦの分散量の範囲は広いため、ファイバごとに分散特性が大きく異なる。よって、スパンごとに分散特性を測定し、最適なファイバ長のＤＣＦを設置するための分散測定器が、各ノードのバースト送受信器９１ＴＲｘ，９２ＴＲｘと、リング網９３との間に設けられている。
ＤＣＦは、バースト光信号に発生する分散に対して、その分散を相殺するための分散補償量を与えるファイバである。このＤＣＦを各スパンに設けることにより、多くのスパンを経由するバースト光信号ほど、多くの分散補償量が与えられる。つまり、各アクセスノード９２からのバースト光信号をコアノード９１が一括受信する時に、各アクセスノード９２からの伝送距離に応じた分散量を低減できる。

図１２は、ＥＤＣを用いた分散補償システムの構成図である。
図１０の光集線リングシステムにおいて、各アクセスノード９２からのバースト光信号を一括受信するコアノード９１には、バースト送信器９１Ｔｘに加え、ＥＤＣを用いたバースト受信器９１Ｒｘが備えられている。バースト受信器９１Ｒｘは、以下の部品を有する。
・APD（avalanche photodiode）は、光信号を電流信号に変換する。
・Burst TIA（Burst Transimpedance Amplifier）は、電流信号を増幅しながら電圧信号に変換する。
・Burst LA（Burst Limiting Amplifier）は、微弱な電圧信号や比較的大きな電圧信号を一定振幅の電圧信号に変換する。
・EDCは、受信光信号を電気信号に変換した後に、波長分散によって劣化した信号波形を補償する。EDCは、分散によって歪みが発生した波形を、分散量に応じた周波数特性で等化するフィルタである。なお、バースト受信器９１ＲｘごとにＥＤＣが必要なので、バースト光信号を波長多重するときの波長数が増える程、必要なＥＤＣも増える。
・Burst CDR（Burst Clock and Data Recovery circuit）は、一定振幅の電圧信号のタイミングを抽出してノイズの少ないクロックで波形を整形する。

この図１２の構成により、受信信号を電気信号に変換した後に、分散によって劣化した信号波形を電気補償分散回路を用いて補償することができる。なお、ＥＤＣは大量生産が可能であるため低コスト化が容易であり、リアルタイムにて分散量を補償できるため事前設計も不要である。

特開２００８－２７１０７３号公報

B. J. Eggleton,et al.「Integrated tunable fiber grating for dispersion management in high－bit rate systems」 J. Lightwave Technol., vol. 18, no. 10, pp. 1418－1432,Oct. 2000.

分散補償量を高める精度向上面と、人手による事前設計を不要として運用コストを下げる運用面とをバランスよく備えた分散補償システムを構築しようとしたとき、従来技術の分散補償であるＤＣＦとＥＤＣとでは、下記のように一長一短であり、両方をバランスよく満たすことはできない。
まず、図１１のＤＣＦでは運用面が不充分である。ＤＣＦはＳＭＦよりも伝搬ロスが大きいため、スパンごとに補償量を決めるための人手によるリング網９３全体の事前設計が必要となってしまう。

一方、図１２のＥＤＣでは分散補償量が限られるため、精度向上面が不充分である。ＥＤＣでは、補償できる瞬時可変分散量は～1000[ps/nm]までしか報告されておらず、メトロのような数百～数千[ps/nm]の分散量を瞬時に補償することには対応していない。

そこで、本発明は、分散補償量を高めつつ、運用コストを下げた分散補償システムを提供することを、主な課題とする。

前記課題を解決するために、本発明の分散補償システムは、以下の特徴を有する。
本発明は、コアノードとアクセスノードとが光ファイバによるリングネットワークで接続される分散補償システムであって、
前記アクセスノードが、
遅延測定用信号を前記コアノードから受信することで、前記コアノードと前記アクセスノードとの間の遅延を測定する際に、新たな前記アクセスノードが前記リングネットワークに接続されることで起動するディスカバリ処理において前記コアノードとの間で時刻同期用に測定した遅延を用いる遅延測定部と、
測定された遅延をもとに、前記リングネットワークに向けて送信する前のバースト光信号に与える分散補償量を計算する分散補償量計算部と、
前記送信する前のバースト光信号の波形に対して計算した分散補償量を予等化する逆分散付与部と、を有することを特徴とする。

これにより、送信する前のバースト光信号の波形に対して逆分散付与部が予等化によるプリ分散補償処理を行うので、バースト光信号の送信後にポスト分散補償処理を行う方式に比べ、適切な分散補償量を得たバースト光信号が送信される。さらに、分散補償量が分散補償量計算部により計算されることで、分散補償量を事前に想定したネットワーク設計をしなくて済むため、運用コストも削減できる。
さらに、リングネットワークの状態により変動する遅延情報を測定する処理を、既存のディスカバリ処理に便乗して行うことができるので、測定負荷を削減できる。

本発明は、前記コアノードが、波長およびパワーが異なる、２つの信号を前記遅延測定用信号として、前記アクセスノードに送信し、
前記アクセスノードの前記分散補償量計算部が、２つの信号の波長間の中心波長における分散補償量を計算することを特徴とする。

これにより、主信号であるバースト光信号と、従信号である遅延測定用信号とがパワー差により判別可能になり、アクセスノードは遅延測定用信号を確実に受信できる。

本発明によれば、分散補償量を高めつつ、運用コストを下げた分散補償システムを提供することができる。

本実施形態に係わる分散補償システムの構成図である。本実施形態に係わる図１の各ノードの構成図である。本実施形態に係わる図２のバースト送信器の構成図である。本実施形態に係わる分散補償システムの導通時からディスカバリ時までの処理を示すシーケンス図である。本実施形態に係わる図４のシーケンス図における導通時に着目したシーケンス図である。本実施形態に係わる図５の遅延測定用信号であるパルスの説明図である。本実施形態に係わる図５の平均分散量計算部の計算内容を説明するためのグラフである。本実施形態に係わる図７の直線Ｄ（λ）について、グラフの軸を変更したときのグラフである。光集線リングシステムの一例を示す構成図である。図９の光集線リングシステムにおいて、ファイバ伝送時に発生する波長分散についての説明図である。ＤＣＦを用いた分散補償システムの構成図である。ＥＤＣを用いた分散補償システムの構成図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、分散補償システムの構成図である。図１１と同様に、図１でも右回りの外側リングと、左回りの内側リングとの２リング構成とする。分散補償システムは、ＰＯＮデバイスであるコアノード１と、ＰＯＮデバイスであるアクセスノード２（２ａ，２ｂ，２ｃ）とが、リング網３で接続されて構成される。
これらの各ノード（コアノード１、アクセスノード２）は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリと、ハードディスクなどの記憶手段（記憶部）と、ネットワークインタフェースとを有するコンピュータとして構成される。
このコンピュータは、ＣＰＵが、メモリ上に読み込んだプログラム（アプリケーションや、その略のアプリとも呼ばれる）を実行することにより、各処理部により構成される制御部（制御手段）を動作させる。

アクセスノード２のバースト送受信器２１は、リング網３上に流れるバースト光信号を主信号として送受信する。コアノード１のバースト送受信器１１も、リング網３上に流れるバースト光信号を主信号として送受信する。図１１と同様に、図１でも各ノードは、リング網３から流れてくるバースト光信号を増幅する光アンプと、バースト光信号を分岐してAdd／Dropするためのカプラとを有する。

図２は、図１の各ノードの構成図である。コアノード１は、図１のリング網３に接続されるバースト送受信器１１に加え、監視制御網１ＮＣとのインターフェース機能である保守部１０１と、サービス網１ＮＳとのインターフェース機能であるＳＮＩ部１０７とを有する。さらに、コアノード１は、認証部１０２と、ブリッジ部１０３と、暗号化部１０４と、ＤＢＡ部１０５と、ＰＯＮインターフェース部１０６とを有する。
アクセスノード２は、図１のリング網３に接続されるバースト送受信器２１（バースト送信器２１Ｔｘ、バースト受信器２１Ｒｘ）に加え、ユーザ網内のＰＣやルータなどの上位レイヤ装置２Ｒとのインターフェース機能であるＵＮＩ部２０７を有する。さらに、アクセスノード２は、保守部２０１と、認証部２０２と、ブリッジ部２０３と、暗号化部２０４と、優先制御部２０５と、ＰＯＮインターフェース部２０６とを有する。

保守部１０１，２０１は、ＯＡＭ（Operations, Administration, Maintenance）の制御フレームを送受信する。
認証部１０２はアクセスノード２を認証し、認証部２０２はコアノード１を認証する。
ブリッジ部１０３はサービス網１ＮＳとリング網３とのブリッジ処理を行い、ブリッジ部２０３はユーザ網とリング網３とのブリッジ処理を行う。
暗号化部１０４，２０４は、フレームの暗号・復号処理を行う。
ＤＢＡ部１０５は、上り帯域の割当て処理を行う。
優先制御部２０５は、あらかじめ指定された優先度に基づいてフレームの送出順制御を行う。

ＰＯＮインターフェース部１０６，２０６は、以下に列挙するようなリング網３との各種接続機能を有する。
・光送受信機能は、リング網３の区間の光信号と装置内の電気信号を変換する。
・SerDes（SERializer／DESerializer）機能は、シリアル・パラレル変換を行う。
・ＰＣＳ（Physical Coding Sublayer）機能は、通信路符号化および誤り訂正を行う。
・ＰＯＮ制御機能は、ＭＰＣＰ（Multi Point Control Protocol）制御フレームの送受信処理と、論理リンクの状態管理処理と、時刻同期処理とを行う。

図３は、図２のバースト送信器２１Ｔｘの構成図である。バースト送信器２１Ｔｘは、プリ分散付与部２１０と、波長可変ＬＤ２２１と、ＬＤＤｒｉｖｅｒ２２２とを有する。プリ分散付与部２１０は、実部／虚部変換部２１１と、分散推定部２１２と、実部逆分散付与部２１３Ｉと、虚部逆分散付与部２１３Ｑと、ＤＡＣ２１４Ｉ，２１４Ｑと、光アンプ２１５Ｉ，２１５Ｑと、ＩＱ変調器２１６とを有する。なお、符号の末尾「Ｉ」は実部処理を行う要素であり、符号の末尾「Ｑ」は虚部処理を行う要素である。

分散推定部２１２は、主信号であるバースト光信号を送受信する前に、そのバースト光信号にかかる分散量を推定する。そのため、分散推定部２１２は、従信号である２つの異なる波長の遅延測定用信号をコアノード１から受信することで、自身のアクセスノード２からコアノード１までの遅延を測定する遅延測定部２１８と、遅延測定部２１８が求めた遅延からバースト光信号にかかる平均分散量を計算する平均分散量計算部２１９とを有する（詳細は図６）。なお、遅延測定用信号は、主信号とは区別される信号であり、例えば、短パルス信号や短バースト信号である。

実部／虚部変換部２１１は、上位レイヤ装置２Ｒから送信されたデジタルの信号データ（0,1,0,…D(t)のビット列）を、実部データ（複素電界信号Ｉ－ｃｈ）と虚部データ（複素電界信号Ｑ－ｃｈ）との組のデジタルデータに変換する。
逆分散付与部（実部逆分散付与部２１３Ｉ，虚部逆分散付与部２１３Ｑ）は、平均分散量計算部２１９から平均分散量の通知を受け、その平均分散量を逆分散の分散補償量として実部データの波形と虚部データの波形とに与える（予等化する）。

このように、プリ分散付与部２１０は、バースト光信号の受信時に必要な分散補償量（平均分散量）を、バースト光信号の送信時に電気的に与えた状態で出力することで、バースト光信号の分散を補償する。これにより、バースト光信号の受信側であるコアノード１には分散補償モジュールは不要となり、もしくは簡易的な補償で充分となるため、小型化や低コスト化に加えて、伝送ロスを抑制することができる。

なお、実部逆分散付与部２１３Ｉ，虚部逆分散付与部２１３Ｑによる逆分散を予等化する処理の詳細は、以下の通りである。実部逆分散付与部２１３Ｉ，虚部逆分散付与部２１３Ｑは、プリ分散補償に必要なデジタル演算として、電気的に生成された電気波形に対して、伝送路の逆伝達関数Ｈ（ω）を逆特性として畳み込む演算（畳み込み演算）を実行する。以下の式１が、畳み込み演算の計算式である。

なお、分散係数βを計算する方法は、例えば、以下の方式のいずれかが挙げられる。
・大規模メモリにあらかじめ変換表を格納したルックアップテーブル方式
・複素係数のＦＩＲフィルタを用いて随時計算する方式

以上、実部／虚部変換部２１１と、実部逆分散付与部２１３Ｉと、虚部逆分散付与部２１３Ｑとの計算処理は、デジタル信号処理（ＤＳＰ：Digital Signal Processing）によって行われることが望ましい。
そして、高速のＤＡＣ（ＤＡＣ：Digital to Analog Converter）２１４Ｉ，２１４Ｑは、予等化された実部データおよび虚部データをそれぞれアナログ電気波形の信号に変換する。光アンプ２１５Ｉ，２１５Ｑは、アナログ信号の実部データおよび虚部データをそれぞれ増幅する。

ＩＱ変調器２１６は、増幅されたアナログ信号の実部データおよび虚部データを波長可変ＬＤ２２１からのレーザ光により指定の複素電界を持ったバースト光信号（つまり、プリ分散補償を行った後の光送信信号）に変調し、その変調したバースト光信号をリング網３に流す。なお、波長可変ＬＤ２２１からのレーザ光は、ＬＤＤｒｉｖｅｒ２２２を介して与えられるバースト制御信号により制御される。

図４は、分散補償システムの導通時からディスカバリ時までの処理を示すシーケンス図である。以下のＳ１０１～Ｓ１０７で説明するように、コアノード１は、リング網３に対して新たなアクセスノード２が接続されると、その新たに導通されたアクセスノード２を自動的に発見し、アクセスノード２にLLID（Logical Link ID）を付加する「Ｐ２ＭＰ（Point-to-Multipoint）のディスカバリ」を行う。

コアノード１は、アクセスノード２の導通時に、プリ分散補償量を決定する（Ｓ１０１，詳細は図５）。
コアノード１は、新規のアクセスノード２に対して、送信タイミングを通知するためのDiscovery GATE信号を送信する（Ｓ１０２）。
コアノード１は、Ｓ１０２への応答として、アクセスノード２からの登録要求を受信すると（Ｓ１０３）、Ｓ１０２の信号送信時からＳ１０３の信号受信時までのフレーム往復時間であるＲＴＴ（Round Trip Time）を測定して、ノード間の時刻を同期させる。なお、フレーム往復時間の測定および時刻同期は、導通時だけで無くその後も定期的に行われ、線路条件の変化などによりズレが生じた場合には随時補正される。

コアノード１は、新規のアクセスノード２にLLIDを通知するためのRegister信号を送信し（Ｓ１０４）、送信および伝送タイミングを通知するためのGATE信号を送信する（Ｓ１０５）。
そして、コアノード１は、新規のアクセスノード２との間のフレーム往復時間（ＲＴＴ）または距離を通知し（Ｓ１０６）、Ｓ１０４のRegister信号への受信応答であるRegister ACK信号を受信する。

以上、図４で説明したディスカバリ時の処理では、時刻同期のためにフレーム往復時間が測定されることとなる。そこで、プリ分散付与部２１０の遅延測定部２１８は、時刻同期のために測定されるフレーム往復時間を取得し、実部逆分散付与部２１３Ｉ、虚部逆分散付与部２１３Ｑに与える平均分散量を計算するためにフレーム往復時間を再利用することで、適宜分散補償量を微調整することも可能である。
換言すると、遅延測定部２１８は、最新の遅延データを取得するために、わざわざ新規の測定処理を起動させることなく、既存のディスカバリ処理を活用することで、各ノードの制御処理に追加の負担を与えずに済む。

図５は、図４のシーケンス図におけるＳ１０１の導通時に着目したシーケンス図である。
コアノード１は、パワーの大きい方をλ１、小さい方をλ８としてパワー差を付けた遅延測定用信号であるパルスλ１、λ８を、各アクセスノード２に送信する（Ｓ１１１，詳細は図６）。各アクセスノード２の遅延測定部２１８は、Ｓ１１１のパルスλ１、λ８の遅延差とパワーとを測定する（Ｓ１１２）。

各アクセスノード２の平均分散量計算部２１９は、Ｓ１１２で測定した遅延差をもとに、パルスλ１、λ８間の平均分散量Ｄ_λｃ×Ｌを導出する（Ｓ１１３，詳細は図７，図８）。そして、平均分散量計算部２１９は、平均分散量Ｄ_λｃ×Ｌを分散補償量とした逆分散を送信前のバースト光信号に付与する旨を、実部逆分散付与部２１３Ｉおよび虚部逆分散付与部２１３Ｑに指示する。

プリ分散付与部２１０は、Ｓ１１４で逆分散が付与されたバースト光信号をリング網３に送信する（Ｓ１１５）。コアノード１のバースト送受信器１１は、Ｓ１１５の分散補償されたバースト光信号を受信する。このように、Ｓ１１５の送信時にプリ分散補償を行うため、各バーストで分散補償量を変化させることが容易となる。

また、図４で説明したＰ２ＭＰディスカバリがコアノード１から走ることで（Ｓ１１７）、コアノード１とアクセスノード２との間の導通が完了する（Ｓ１１８）。
このＰ２ＭＰディスカバリでフレーム往復時間（ＲＴＴ）が測定され、このＲＴＴが前回の測定結果から大きく変化した場合は（Ｓ１２２，Ｙｅｓ）、コアノード１とアクセスノード２との間の経由距離（分散量）が変化したものとして、Ｓ１１１の遅延測定処理に戻る。または、リング網３の伝送路の状態に変化が生じた場合も、Ｓ１１１の遅延測定処理を再度実行してもよい。

図６は、図５のＳ１１１で説明した遅延測定用信号であるパルスλ１、λ８の説明図である。
コアノード１のバースト送受信器１１は、波長ごとの（λ１，…，λ８）送信器Ｔｘ－λ１，…，Ｔｘ－λ８に加え、λ１とλ８とのパワー差を付けるための固定アッテネータＡＴＴが、Ｔｘ－λ８の出力部に備えられている。
コアノード１は、最短波長のパルスλ１と最長波長のパルスλ８とを下り信号としてアクセスノード２に送信する。そして、リング網３を介してアクセスノード２に送信されたパルスλ１、λ８は、アクセスノード２の遅延測定部２１８により遅延時間Δτが測定される。

図７は、図５のＳ１１３で説明した平均分散量計算部２１９の計算内容を説明するためのグラフである。グラフの横軸は波長λであり、グラフの縦軸は分散量Ｄである。
ある中心波長λｃ[nm]における分散特性Ｄλｃ[ps/nm・km]は、計算式「Ｄλｃ×Ｌ＝Δτ／Δλ」で求まる。なお、Ｌはスパン距離[km]であり、τは群遅延[ps]である。なお、図７の直線Ｄ（λ）は、以下の式２である。

図８は、図７の直線Ｄ（λ）について、グラフの軸を変更したときのグラフである。図８の曲線Ｔ（λ）は、以下の式３であり、式２を変形した結果である。

横軸上の点λｋ，λｎに対応する曲線Ｔ（λ）上の点をτｋ，τｎとする。λｃはλｎとλｋの中心波長であり、λｎ－λｋは既知の情報である。直線Ｌ１は、τｋ，τｎを結ぶ。横軸上の点λｃに対応する直線Ｌ１上の点をτｍとする。
なお、式２は、計算式「Δτ／Δλ＝（τｎ－τｋ）／（λｎ－λｋ）」に変換できる。よって、λｎとλｋの光到達遅延差を測定することによって、λｎとλｋとの平均分散量（＝λｃのときの分散量）をτｍとして導出することができる。
本実施形態では、Ｃ帯８波を補償対象としており、分散量の波長依存性は大きくないため、λｃの際の分散補償量で充分に補償可能である。つまり、平均分散量計算部２１９は、以下の式により、２つの波長の平均分散量を導出する。
（平均分散量）＝（遅延時間Δτ[ps]）／（λ1－λ8[nm]）

以上説明した本実施形態では、アクセスノード２内のプリ分散付与部２１０がコアノード１にバースト光信号を送信する前に、そのバースト光信号にかかる分散量を遅延時間から推定する。そして、プリ分散付与部２１０は、推定した分散量を逆分散として送信前のバースト光信号に予等化する。
これにより、適切な分散補償量を得たバースト光信号が送信されるとともに、分散補償量を事前に想定したネットワーク設計をしなくて済むため、運用コストも削減できる。

なお、本実施形態においては、本発明にかかるリング網３には、図１に示すように、１台のコアノード１と、３台のアクセスノード２とが接続されることとしたが、これらの個数や構成に限定されない。また、本発明では、一般的なコンピュータのハードウェア資源を、コアノード１およびアクセスノード２の各手段として動作させるプログラムによって実現することができる。そして、このプログラムは、通信回線を介して配布したり、ＣＤ－ＲＯＭ等の記録媒体に記録して配布したりすることも可能である。

１コアノード
２アクセスノード
３リング網
１１バースト送受信器
２１バースト送受信器
２１Ｔｘバースト送信器
２１Ｒｘバースト受信器
１０１保守部
１０２認証部
１０３ブリッジ部
１０４暗号化部
１０５ＤＢＡ部
１０６ＰＯＮインターフェース部
１０７ＳＮＩ部
２０１保守部
２０２認証部
２０３ブリッジ部
２０４暗号化部
２０５優先制御部
２０６ＰＯＮインターフェース部
２０７ＵＮＩ部
２１０プリ分散付与部
２１１実部／虚部変換部
２１２分散推定部
２１３Ｉ実部逆分散付与部（逆分散付与部）
２１３Ｑ虚部逆分散付与部（逆分散付与部）
２１４ＤＡＣ
２１５Ｉ光アンプ
２１５Ｑ光アンプ
２１６ＩＱ変調器
２１８遅延測定部
２１９平均分散量計算部（分散補償量計算部）
２２１波長可変ＬＤ
２２２ＬＤＤｒｉｖｅｒ

Claims

コアノードとアクセスノードとが光ファイバによるリングネットワークで接続される分散補償システムであって、
前記アクセスノードは、
遅延測定用信号を前記コアノードから受信することで、前記コアノードと前記アクセスノードとの間の遅延を測定する際に、新たな前記アクセスノードが前記リングネットワークに接続されることで起動するディスカバリ処理において前記コアノードとの間で時刻同期用に測定した遅延を用いる遅延測定部と、
測定された遅延をもとに、前記リングネットワークに向けて送信する前のバースト光信号に与える分散補償量を計算する分散補償量計算部と、
前記送信する前のバースト光信号の波形に対して計算した分散補償量を予等化する逆分散付与部と、を有することを特徴とする
分散補償システム。
前記コアノードは、波長およびパワーが異なる、２つの信号を前記遅延測定用信号として、前記アクセスノードに送信し、
前記アクセスノードの前記分散補償量計算部は、２つの信号の波長間の中心波長における分散補償量を計算することを特徴とする
請求項１に記載の分散補償システム。
コアノードとアクセスノードとが光ファイバによるリングネットワークで接続される分散補償システムにより実行される分散補償方法であって、
前記アクセスノードは、遅延測定部と、分散補償量計算部と、逆分散付与部と、を有しており、
前記遅延測定部は、遅延測定用信号を前記コアノードから受信することで、前記コアノードと前記アクセスノードとの間の遅延を測定する際に、新たな前記アクセスノードが前記リングネットワークに接続されることで起動するディスカバリ処理において前記コアノードとの間で時刻同期用に測定した遅延を用いることとし、
前記分散補償量計算部は、測定された遅延をもとに、前記リングネットワークに向けて送信する前のバースト光信号に与える分散補償量を計算し、
前記逆分散付与部は、前記送信する前のバースト光信号の波形に対して計算した分散補償量を予等化することを特徴とする
分散補償方法。