JPH09284218A - 光伝送システム - Google Patents
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- JPH09284218A JPH09284218A JP8098704A JP9870496A JPH09284218A JP H09284218 A JPH09284218 A JP H09284218A JP 8098704 A JP8098704 A JP 8098704A JP 9870496 A JP9870496 A JP 9870496A JP H09284218 A JPH09284218 A JP H09284218A
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- H04B10/2519—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion using Bragg gratings
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- H04B2210/00—Indexing scheme relating to optical transmission systems
- H04B2210/25—Distortion or dispersion compensation
- H04B2210/252—Distortion or dispersion compensation after the transmission line, i.e. post-compensation
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- H04B2210/00—Indexing scheme relating to optical transmission systems
- H04B2210/25—Distortion or dispersion compensation
- H04B2210/254—Distortion or dispersion compensation before the transmission line, i.e. pre-compensation
Abstract
(57)【要約】
【課題】 伝送ファイバの長さに応じて伝送特性を最適
にするために用意すべき分散補償器の種類を少なくす
る。 【解決手段】 信号光に対して正の分散値を有するＳＭ
Ｆ１４に対して、送信機のチャーピングパラメータαを
正の値に設定する。分散補償器２２，２６を受信側だけ
でなく送信側にも設ける。
にするために用意すべき分散補償器の種類を少なくす
る。 【解決手段】 信号光に対して正の分散値を有するＳＭ
Ｆ１４に対して、送信機のチャーピングパラメータαを
正の値に設定する。分散補償器２２，２６を受信側だけ
でなく送信側にも設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ファイバを用いる
光伝送システムに関する。
光伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】光伝送システムの分野においては、大容
量化や長スパン化を目指し開発が行われている。大容量
化のためにはビットレートの増大や波長多重方式が検討
されている。また、長スパン化は光アンプの導入によっ
て達成しうる。光アンプは、送信電力の高出力化のため
のポストアンプとして、受信電力の高感度化のためのプ
リアンプとして、或いは中継器のためのインラインアン
プとして、製品レベルの開発が行われている。この光ア
ンプの導入により、ファイバの入口と出口のレベル差が
拡大され、許容できるファイバのロスは拡大した。
量化や長スパン化を目指し開発が行われている。大容量
化のためにはビットレートの増大や波長多重方式が検討
されている。また、長スパン化は光アンプの導入によっ
て達成しうる。光アンプは、送信電力の高出力化のため
のポストアンプとして、受信電力の高感度化のためのプ
リアンプとして、或いは中継器のためのインラインアン
プとして、製品レベルの開発が行われている。この光ア
ンプの導入により、ファイバの入口と出口のレベル差が
拡大され、許容できるファイバのロスは拡大した。
【０００３】その反面、光アンプの導入に伴い、ファイ
バへの光入力レベルが高くなり、その結果、非線形効果
という新たな問題がでてきた。そのひとつは、光ファイ
バ伝送において、ファイバへの光入力レベルが大きい場
合、光カー効果（屈折率が光強度に依存して変化する）
に基づく自己位相変調（Ｓｅｌｆ Ｐｈａｓｅ Ｍｏｄ
ｕｌａｔｉｏｎ：ＳＰＭ）により、信号光パルスの立ち
上がり及び立ち下がり部分において周波数（波長）シフ
トが生じる問題である。この場合、たとえ伝送前の信号
光波長幅が狭くても、伝送中に波長幅の広がりが生じ、
同時に伝送路分散の影響で受信波形の変化が大きくな
る。つまり、この様な影響を考慮し、送信光電力の上限
値がきまる。
バへの光入力レベルが高くなり、その結果、非線形効果
という新たな問題がでてきた。そのひとつは、光ファイ
バ伝送において、ファイバへの光入力レベルが大きい場
合、光カー効果（屈折率が光強度に依存して変化する）
に基づく自己位相変調（Ｓｅｌｆ Ｐｈａｓｅ Ｍｏｄ
ｕｌａｔｉｏｎ：ＳＰＭ）により、信号光パルスの立ち
上がり及び立ち下がり部分において周波数（波長）シフ
トが生じる問題である。この場合、たとえ伝送前の信号
光波長幅が狭くても、伝送中に波長幅の広がりが生じ、
同時に伝送路分散の影響で受信波形の変化が大きくな
る。つまり、この様な影響を考慮し、送信光電力の上限
値がきまる。
【０００４】また、ファイバ中を伝播する光の速度はそ
の波長に依存する（これをファイバの波長分散と呼
ぶ。）ため、ある波長幅を有する光パルスは、ファイバ
伝送後にパルス幅が増大または圧縮される性質がある。
従って、光伝送システムにおけるファイバ伝送後の受信
波形は、この波長分散によって変化することになり、そ
の程度によっては伝送エラーを生じることになる。その
ため、波長分散による伝送距離への制限がでてくる。
の波長に依存する（これをファイバの波長分散と呼
ぶ。）ため、ある波長幅を有する光パルスは、ファイバ
伝送後にパルス幅が増大または圧縮される性質がある。
従って、光伝送システムにおけるファイバ伝送後の受信
波形は、この波長分散によって変化することになり、そ
の程度によっては伝送エラーを生じることになる。その
ため、波長分散による伝送距離への制限がでてくる。
【０００５】以前は波長幅の狭い光源を選択すること
で、ファイバ波長分散による伝送劣化を回避してきた
が、１０Gb／ｓまでにビットレートが増大すると上記の
ファイバの非線形効果のため、波長幅の狭い光源を選択
するだけでは伝送劣化を回避できない状況にある。そこ
で、波長幅の狭い光源を選択するだけでなく、更に送信
機のプリチャープを用い伝送特性の補償を行うことが提
案されている。送信機のプリチャープとは送信機におい
て光パルスにチャープを生じさせることをいい、付与さ
れるチャープには出力パルスの立ち上がりにおいては長
波長側に、立ち下がりにおいては短波長側に波長シフト
を生じるブルーチャープ、または、出力パルスの立ち上
がりにおいては短波長側に、立ち下がりにおいては長波
長側に波長シフトを生じるレッドチャープとがあり、伝
送路として主に使用するファイバによって選択する。特
開平４−１４０７１２号公報には、ファイバが信号光に
対して正の波長分散を有するときはブルーチャープ（チ
ャーピングパラメータαが負）を与え、負の波長分散を
有するときはレッドチャープ（チャーピングパラメータ
αが正）を与えれば伝送特性が改善されることが記載さ
れている。これは、正の波長分散とブルーチャープの組
み合わせ又は負の波長分散とレッドチャープの組み合わ
せにおいて、光パルスの立ち上がり部分よりも立ち下が
り部分の方がファイバ内を速く進むので光パルスを圧縮
する効果がもたらされるためである。この場合、ファイ
バの分散値はその長さに比例するので、伝送路全体の分
散値を送信機のプリチャープ量に見合った値にするた
め、ファイバに直列に分散補償器が挿入される。
で、ファイバ波長分散による伝送劣化を回避してきた
が、１０Gb／ｓまでにビットレートが増大すると上記の
ファイバの非線形効果のため、波長幅の狭い光源を選択
するだけでは伝送劣化を回避できない状況にある。そこ
で、波長幅の狭い光源を選択するだけでなく、更に送信
機のプリチャープを用い伝送特性の補償を行うことが提
案されている。送信機のプリチャープとは送信機におい
て光パルスにチャープを生じさせることをいい、付与さ
れるチャープには出力パルスの立ち上がりにおいては長
波長側に、立ち下がりにおいては短波長側に波長シフト
を生じるブルーチャープ、または、出力パルスの立ち上
がりにおいては短波長側に、立ち下がりにおいては長波
長側に波長シフトを生じるレッドチャープとがあり、伝
送路として主に使用するファイバによって選択する。特
開平４−１４０７１２号公報には、ファイバが信号光に
対して正の波長分散を有するときはブルーチャープ（チ
ャーピングパラメータαが負）を与え、負の波長分散を
有するときはレッドチャープ（チャーピングパラメータ
αが正）を与えれば伝送特性が改善されることが記載さ
れている。これは、正の波長分散とブルーチャープの組
み合わせ又は負の波長分散とレッドチャープの組み合わ
せにおいて、光パルスの立ち上がり部分よりも立ち下が
り部分の方がファイバ内を速く進むので光パルスを圧縮
する効果がもたらされるためである。この場合、ファイ
バの分散値はその長さに比例するので、伝送路全体の分
散値を送信機のプリチャープ量に見合った値にするた
め、ファイバに直列に分散補償器が挿入される。
【０００６】ところで、現在最も普及しており、広く布
設されているシングルモードファイバ（ＳＭＦ）の零分
散波長は１．３μｍ帯にある。その理由は、均一なクラ
ッドとコアからなる比較的簡単な構造のファイバでは零
分散波長を１．３μｍにするのが限界であり、それ以上
は構造が複雑で高価な分散シフトファイバ（ＤＳＦ）で
しか実現できないためと、過去において、信号光波長と
してファイバの損失が少ないと考えられていた１．３μ
ｍ帯が使用されてきたためである。しかしながら、光ア
ンプを導入して長スパン化をめざすためには、光アンプ
としてのエルビウムドープファイバの利得帯域である
１．５μｍ帯の信号光を使用する必要があり、その方が
ファイバの損失も一層小さくなる。１．５μｍ帯の信号
光を１．３μｍ帯に零分散波長があるＳＭＦで伝送する
と分散は正となる。従って従来では、送信機において信
号光にブルーチャープ（チャーピングパラメータαは
負）を与え、ファイバの正の分散との組み合わせで伝送
特性を改善することが検討されてきた。
設されているシングルモードファイバ（ＳＭＦ）の零分
散波長は１．３μｍ帯にある。その理由は、均一なクラ
ッドとコアからなる比較的簡単な構造のファイバでは零
分散波長を１．３μｍにするのが限界であり、それ以上
は構造が複雑で高価な分散シフトファイバ（ＤＳＦ）で
しか実現できないためと、過去において、信号光波長と
してファイバの損失が少ないと考えられていた１．３μ
ｍ帯が使用されてきたためである。しかしながら、光ア
ンプを導入して長スパン化をめざすためには、光アンプ
としてのエルビウムドープファイバの利得帯域である
１．５μｍ帯の信号光を使用する必要があり、その方が
ファイバの損失も一層小さくなる。１．５μｍ帯の信号
光を１．３μｍ帯に零分散波長があるＳＭＦで伝送する
と分散は正となる。従って従来では、送信機において信
号光にブルーチャープ（チャーピングパラメータαは
負）を与え、ファイバの正の分散との組み合わせで伝送
特性を改善することが検討されてきた。
【０００７】しかしながら、後に詳細に説明するよう
に、前述のＳＰＭを考慮して計算機シミュレーションを
実行すると、チャーピングパラメータαが負であると、
所要の伝送特性を満足する分散補償量の範囲が狭いの
で、ファイバ長に応じて用意すべき高価な分散補償器の
種類が多数になるという問題がある。
に、前述のＳＰＭを考慮して計算機シミュレーションを
実行すると、チャーピングパラメータαが負であると、
所要の伝送特性を満足する分散補償量の範囲が狭いの
で、ファイバ長に応じて用意すべき高価な分散補償器の
種類が多数になるという問題がある。
【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、所要の伝送特性を満足させるためにファイバ長に
応じて用意する必要のある分散補償器の種類が少ない光
伝送システムを提案することにある。本発明によれば、
送信側と受信側の間に設けられた光ファイバであって、
送信側から受信側へ伝送すべき光信号の波長に対して正
の分散値を有する光ファイバと、送信側及び受信側の少
なくともいづれか一方において該光ファイバに直列に接
続され、伝送すべき光信号の波長に対して負の分散値を
有する分散補償器と、送信側において光信号に正のチャ
ープを与えるチャープ付与手段とを具備する光伝送シス
テムが提供される。
的は、所要の伝送特性を満足させるためにファイバ長に
応じて用意する必要のある分散補償器の種類が少ない光
伝送システムを提案することにある。本発明によれば、
送信側と受信側の間に設けられた光ファイバであって、
送信側から受信側へ伝送すべき光信号の波長に対して正
の分散値を有する光ファイバと、送信側及び受信側の少
なくともいづれか一方において該光ファイバに直列に接
続され、伝送すべき光信号の波長に対して負の分散値を
有する分散補償器と、送信側において光信号に正のチャ
ープを与えるチャープ付与手段とを具備する光伝送シス
テムが提供される。
【０００９】後に詳細に説明するように、ＳＰＭを考慮
に入れた計算機シミュレーションによれば、送信機のプ
リチャープのパラメータαが正であれば、所望の伝送特
性を満足する分散補償量の範囲がチャープが負のときよ
りも広くなるので、少ない種類の分散補償器でファイバ
長の変化を広くカバーすることができる。この理由は、
ＳＰＭによる位相変調はチャーピングパラメータαが負
のチャーピングに相当するため、送信機のチャーピング
パラメータαが正であればＳＰＭの影響が緩和され、伝
送特性が全体として改善されるためであると考えられ
る。
に入れた計算機シミュレーションによれば、送信機のプ
リチャープのパラメータαが正であれば、所望の伝送特
性を満足する分散補償量の範囲がチャープが負のときよ
りも広くなるので、少ない種類の分散補償器でファイバ
長の変化を広くカバーすることができる。この理由は、
ＳＰＭによる位相変調はチャーピングパラメータαが負
のチャーピングに相当するため、送信機のチャーピング
パラメータαが正であればＳＰＭの影響が緩和され、伝
送特性が全体として改善されるためであると考えられ
る。
【００１０】尚、送信器のプリチャープの程度を表すα
パラメータは、一般的に波形の立ち上がり及び立ち下が
りの各部で変化する。ここでは、光出力波形の立ち上が
り或いは立ち下がりの半値の時点における値を代表とし
て用い、定義することとする。
パラメータは、一般的に波形の立ち上がり及び立ち下が
りの各部で変化する。ここでは、光出力波形の立ち上が
り或いは立ち下がりの半値の時点における値を代表とし
て用い、定義することとする。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明を説明する前に、ファイバ
の分散値が正であるときに送信機のチャーピングパラメ
ータαを負とする従来の光伝送システムについて説明す
る。図１において、送信機１０と受信機１２の間に１．
３μｍ帯に零分散波長のあるシングルモードファイバ
（ＳＭＦ）１４が設けられている。送信機１０は電気信
号を光信号に変換するための光変調器１６と光変調器１
６の出力を光レベルで増幅してＳＭＦ１４へ送出するポ
ストアンプ１８を含んでいる。送信機１０の光変調器１
６におけるチャーピングパラメータαは負で、例えば−
１である。チャーピングパラメータαは次式で定義され
る。
の分散値が正であるときに送信機のチャーピングパラメ
ータαを負とする従来の光伝送システムについて説明す
る。図１において、送信機１０と受信機１２の間に１．
３μｍ帯に零分散波長のあるシングルモードファイバ
（ＳＭＦ）１４が設けられている。送信機１０は電気信
号を光信号に変換するための光変調器１６と光変調器１
６の出力を光レベルで増幅してＳＭＦ１４へ送出するポ
ストアンプ１８を含んでいる。送信機１０の光変調器１
６におけるチャーピングパラメータαは負で、例えば−
１である。チャーピングパラメータαは次式で定義され
る。
【００１２】 α＝２・（ｄφ／ｄｔ）／（（ｄＳ／ｄｔ）／Ｓ） 式中、φは光位相であり、Ｓは光強度である。受信機１
２はＳＭＦ１４から出力される光信号を光レベルで増幅
するプリアンプ２０と、伝送路全体の分散値をα＝−１
に見合った値にするために分散値を補償するための分散
補償器２２と、光信号を電気信号に変換する光検知器２
４とを含んでいる。光信号の波長は光増幅器１８，２０
の利得帯域内の１．５μｍ帯にある。したがって、ＳＭ
Ｆ１４の分散値は正である。分散補償器２２としては、
ＳＭＦ１４の長さに応じて全体の分散値が一定になるよ
うに適切な分散値を有するものが選択される。
２はＳＭＦ１４から出力される光信号を光レベルで増幅
するプリアンプ２０と、伝送路全体の分散値をα＝−１
に見合った値にするために分散値を補償するための分散
補償器２２と、光信号を電気信号に変換する光検知器２
４とを含んでいる。光信号の波長は光増幅器１８，２０
の利得帯域内の１．５μｍ帯にある。したがって、ＳＭ
Ｆ１４の分散値は正である。分散補償器２２としては、
ＳＭＦ１４の長さに応じて全体の分散値が一定になるよ
うに適切な分散値を有するものが選択される。
【００１３】図２は、各伝送距離において、所望の伝送
特性（振幅の減衰量が１dB以下；位相マージン７０％以
上）を満足しうる受信側の分散補償量の範囲を示す図で
ある。図２及び後述の図４はファイバのＳＰＭ効果を考
慮に入れた計算機シミュレーションの結果である。図２
によれば、５０km以上１３０km以下の伝送距離をカバー
するためには、図中点線で示すように、４種類の分散補
償器を用意しなければならないことがわかる。
特性（振幅の減衰量が１dB以下；位相マージン７０％以
上）を満足しうる受信側の分散補償量の範囲を示す図で
ある。図２及び後述の図４はファイバのＳＰＭ効果を考
慮に入れた計算機シミュレーションの結果である。図２
によれば、５０km以上１３０km以下の伝送距離をカバー
するためには、図中点線で示すように、４種類の分散補
償器を用意しなければならないことがわかる。
【００１４】図３は本発明に係る光伝送システムのブロ
ック図である。本発明においては、ＳＭＦ１４の分散値
が図１の場合と同様に正であるにもかかわらず、送信機
のチャーピングパラメータαは正の値、好ましくは２以
下の正の値、さらに好ましくは＋１に設定される。従っ
て必要な分散補償量は図１の場合よりも大きくなる。分
散補償器２２の補償量を大きくすると、その損失も大き
くなり、光検出器２４の光入力パワーが低下し受信感度
が劣化する。光検出器２４の入力パワーを上げるために
プリアンプ２０の増幅度を上げて分散補償器２２の入力
光パワーを上げると、分散補償器２２におけるＳＰＭの
ため波形が劣化する。そこで、図３に示す光伝送システ
ムでは、送信側にも分散補償器２６をポストアンプ１８
の前段に設けることによりこの問題を解決している。こ
の場合に、送信側の分散補償器２６の分散値は固定と
し、ＳＭＦ１４の長さに応じた分散補償量の選定は、受
信側の分散補償器２２において行なうことが好ましい。
ック図である。本発明においては、ＳＭＦ１４の分散値
が図１の場合と同様に正であるにもかかわらず、送信機
のチャーピングパラメータαは正の値、好ましくは２以
下の正の値、さらに好ましくは＋１に設定される。従っ
て必要な分散補償量は図１の場合よりも大きくなる。分
散補償器２２の補償量を大きくすると、その損失も大き
くなり、光検出器２４の光入力パワーが低下し受信感度
が劣化する。光検出器２４の入力パワーを上げるために
プリアンプ２０の増幅度を上げて分散補償器２２の入力
光パワーを上げると、分散補償器２２におけるＳＰＭの
ため波形が劣化する。そこで、図３に示す光伝送システ
ムでは、送信側にも分散補償器２６をポストアンプ１８
の前段に設けることによりこの問題を解決している。こ
の場合に、送信側の分散補償器２６の分散値は固定と
し、ＳＭＦ１４の長さに応じた分散補償量の選定は、受
信側の分散補償器２２において行なうことが好ましい。
【００１５】図４は送信機のチャーピングパラメータα
を＋１とし、送信側に分散量−４００ps／nmの分散補償
器を設けたときの、各伝送距離における所望の伝送特性
を満足しうる受信側の分散補償量の範囲を示す図であ
る。図で明らかなように、送信側のチャーピングパラメ
ータαを＋１とすることにより、ファイバにおけるＳＰ
Ｍの影響が緩和され、伝送特性が全体として改善される
ために許容分散量の範囲が拡がる。
を＋１とし、送信側に分散量−４００ps／nmの分散補償
器を設けたときの、各伝送距離における所望の伝送特性
を満足しうる受信側の分散補償量の範囲を示す図であ
る。図で明らかなように、送信側のチャーピングパラメ
ータαを＋１とすることにより、ファイバにおけるＳＰ
Ｍの影響が緩和され、伝送特性が全体として改善される
ために許容分散量の範囲が拡がる。
【００１６】したがって、図に点線で示すように２種類
の分散補償器を用意するだけで広い範囲をカバーするこ
とができる。また、伝送距離５０km以下では受信側の分
散補償器２２を省略することも可能である。分散補償器
２２，２６としては分散補償ファイバ（ＤＣＦ）、ファ
イバグレーティング型分散等化器、導波路型分散等化
器、又は共振器型分散等化器等が使用可能である。ＤＣ
Ｆは通常のＳＭＦよりコア径を小さくし、かつ、クラッ
ドとの比屈折率差を大きくすることにより、零分散波長
を長波長側にシフトさせ、信号光波長帯（１．５μｍ
帯）で負の分散を得るようにしたものである。
の分散補償器を用意するだけで広い範囲をカバーするこ
とができる。また、伝送距離５０km以下では受信側の分
散補償器２２を省略することも可能である。分散補償器
２２，２６としては分散補償ファイバ（ＤＣＦ）、ファ
イバグレーティング型分散等化器、導波路型分散等化
器、又は共振器型分散等化器等が使用可能である。ＤＣ
Ｆは通常のＳＭＦよりコア径を小さくし、かつ、クラッ
ドとの比屈折率差を大きくすることにより、零分散波長
を長波長側にシフトさせ、信号光波長帯（１．５μｍ
帯）で負の分散を得るようにしたものである。
【００１７】図５はファイバグレーティング型分散等化
器の原理を示す図である。ファイバ３０中にグレーティ
ング（周期的な屈折率変化）３２を与え、その周期を次
第に変えておく、これに光を入射すると波長に応じて異
なった位置で光が反射して戻ってくる。即ち、波長に応
じ、異なった遅延時間を与えられた光が戻ってくるの
で、これをサーキュレータ３４によりとり出し、分散等
化する。ファイバグレーティングに対する入力方向を反
対にすれば逆符号の分散特性が得られる。
器の原理を示す図である。ファイバ３０中にグレーティ
ング（周期的な屈折率変化）３２を与え、その周期を次
第に変えておく、これに光を入射すると波長に応じて異
なった位置で光が反射して戻ってくる。即ち、波長に応
じ、異なった遅延時間を与えられた光が戻ってくるの
で、これをサーキュレータ３４によりとり出し、分散等
化する。ファイバグレーティングに対する入力方向を反
対にすれば逆符号の分散特性が得られる。
【００１８】図６は導波路型分散等化器の原理を示す図
である。例えばＳｉ基板上に石英（ＳｉＯ2 ）にて導波
路３６を形成し、上部導波路３８と下部導波路４０で位
相が異なる様位相シフタ４２を設ける。入力光信号は、
位相シフタ４２による位相調整により、例えば長波長側
の成分は主に下側を伝搬し、短波長側の成分は上側を伝
搬する。この様な導波路を複数回伝搬させることによ
り、負の分散特性を得ることができる。位相調整によ
り、逆符号の分散特性を得ることもできる、位相シフタ
４２としては薄膜ヒータが用いられている。
である。例えばＳｉ基板上に石英（ＳｉＯ2 ）にて導波
路３６を形成し、上部導波路３８と下部導波路４０で位
相が異なる様位相シフタ４２を設ける。入力光信号は、
位相シフタ４２による位相調整により、例えば長波長側
の成分は主に下側を伝搬し、短波長側の成分は上側を伝
搬する。この様な導波路を複数回伝搬させることによ
り、負の分散特性を得ることができる。位相調整によ
り、逆符号の分散特性を得ることもできる、位相シフタ
４２としては薄膜ヒータが用いられている。
【００１９】図７は共振器型分散等化器の原理を示す図
である。全反射ミラー４４と半透過型ミラー４６とを対
向させ、半透過型ミラー４６の側から光を入射すると、
両ミラーの間隔に応じたある波長の光のみがミラー間で
多重反射し、共振状態となる。この共振波長の近傍で
は、周波数に比例するある回数の多重反射をくり返した
光が再び戻ってくる様になる。これをサーキュレータに
よりとり出すことで、周波数（波長）に応じて異なる遅
延時間を与え、分散等化する。共振周波数より高い領域
または低い領域のいずれを使用するかで逆向きの分散特
性が得られる。
である。全反射ミラー４４と半透過型ミラー４６とを対
向させ、半透過型ミラー４６の側から光を入射すると、
両ミラーの間隔に応じたある波長の光のみがミラー間で
多重反射し、共振状態となる。この共振波長の近傍で
は、周波数に比例するある回数の多重反射をくり返した
光が再び戻ってくる様になる。これをサーキュレータに
よりとり出すことで、周波数（波長）に応じて異なる遅
延時間を与え、分散等化する。共振周波数より高い領域
または低い領域のいずれを使用するかで逆向きの分散特
性が得られる。
【００２０】次に、本発明の光伝送システムにおけるチ
ャーピングパラメータαの値をいかにすべきかについて
説明する。図８に、送信パワー＋１４dBm における、伝
送可能距離 対 送信分散補償量のグラフを示す。左半
分は、受信側分散補償なしの場合、右半分は受信側で−
１２００ps／nmの分散補償を行った場合のグラフであ
る。右半分は、受信側分散補償−１２００ps／nmの条件
下で直接的に分散補償のトレランスを示すものであり、
それを最も広くするαパラメータの値を求めることによ
り、αパラメータの最適値が得られる。しかし、αパラ
メータの最適設定は、左半分のグラフから、より一般的
に求めることができると考えられるので以下にその理由
を示す。
ャーピングパラメータαの値をいかにすべきかについて
説明する。図８に、送信パワー＋１４dBm における、伝
送可能距離 対 送信分散補償量のグラフを示す。左半
分は、受信側分散補償なしの場合、右半分は受信側で−
１２００ps／nmの分散補償を行った場合のグラフであ
る。右半分は、受信側分散補償−１２００ps／nmの条件
下で直接的に分散補償のトレランスを示すものであり、
それを最も広くするαパラメータの値を求めることによ
り、αパラメータの最適値が得られる。しかし、αパラ
メータの最適設定は、左半分のグラフから、より一般的
に求めることができると考えられるので以下にその理由
を示す。
【００２１】非線形効果の影響はファイバ損失にもよる
が、概ね５０km程度までで収束する（これはファイバ内
の光パワーが小さくなるため、５０km以上の領域では非
線形効果の発生度合いは小さくなることによる）。従っ
て、５０km以上の領域では、光スペクトラムはもはや変
化せず、ファイバ分散の影響はリニアとなる。すなわ
ち、５０km以上の領域の伝送路で与えられる分散量に対
し、それと絶対値の等しい逆符号の分散量で受信側分散
補償を行えば、波形は５０km地点での波形に戻ることに
なる。このとき５０km地点での波形が良好であれば、受
信可能になると言える。
が、概ね５０km程度までで収束する（これはファイバ内
の光パワーが小さくなるため、５０km以上の領域では非
線形効果の発生度合いは小さくなることによる）。従っ
て、５０km以上の領域では、光スペクトラムはもはや変
化せず、ファイバ分散の影響はリニアとなる。すなわ
ち、５０km以上の領域の伝送路で与えられる分散量に対
し、それと絶対値の等しい逆符号の分散量で受信側分散
補償を行えば、波形は５０km地点での波形に戻ることに
なる。このとき５０km地点での波形が良好であれば、受
信可能になると言える。
【００２２】一方、受信側分散補償なしでの伝送特性を
見たとき、５０kmを超え伝送可能距離ができるだけ長い
方が、上記の受信側分散補償を行った場合の補償許容誤
差（トレランス）は緩いものと考えられる。従って、図
８の左半分のグラフにおいて、できるだけ許容領域が広
く長い方が、より長距離の伝送システムにおいて受信側
分散補償を行う場合に補償トレランスが広くとれること
になる。実際に、左半分のグラフにおけるαパラメータ
の最適値は＋０．５付近であるが、これは右半分のグラ
フの最適値と一致している。
見たとき、５０kmを超え伝送可能距離ができるだけ長い
方が、上記の受信側分散補償を行った場合の補償許容誤
差（トレランス）は緩いものと考えられる。従って、図
８の左半分のグラフにおいて、できるだけ許容領域が広
く長い方が、より長距離の伝送システムにおいて受信側
分散補償を行う場合に補償トレランスが広くとれること
になる。実際に、左半分のグラフにおけるαパラメータ
の最適値は＋０．５付近であるが、これは右半分のグラ
フの最適値と一致している。
【００２３】図８の結果からは、αパラメータが＋０．
５付近が最も良いと推定されるが、これは送信出力を＋
１４dBm とした場合の値であって、送信出力を変化させ
るとαパラメータの最適値もシフトすると考えられる。
光アンプにより得られる送信出力としては、現状＋１１
〜＋２０dBm 程度が想定されるため、＋１４dBm に対し
て−４dB〜＋６dB程度変化する。ここで光源の周波数シ
フト量はαパラメータに比例し、また伝送路ファイバの
ＳＰＭによる周波数シフト量は、伝送距離を一定とした
場合、送信出力に比例するため、両者が補償関係にある
時、αパラメータの最適値は、送信出力の変化分に比例
して変化するものと考えられる。これより、αパラメー
タの最適値も、＋０．５に対して−４dB〜＋６dB、即
ち、０．２≦α≦２．０の範囲で変化することが予想さ
れる。
５付近が最も良いと推定されるが、これは送信出力を＋
１４dBm とした場合の値であって、送信出力を変化させ
るとαパラメータの最適値もシフトすると考えられる。
光アンプにより得られる送信出力としては、現状＋１１
〜＋２０dBm 程度が想定されるため、＋１４dBm に対し
て−４dB〜＋６dB程度変化する。ここで光源の周波数シ
フト量はαパラメータに比例し、また伝送路ファイバの
ＳＰＭによる周波数シフト量は、伝送距離を一定とした
場合、送信出力に比例するため、両者が補償関係にある
時、αパラメータの最適値は、送信出力の変化分に比例
して変化するものと考えられる。これより、αパラメー
タの最適値も、＋０．５に対して−４dB〜＋６dB、即
ち、０．２≦α≦２．０の範囲で変化することが予想さ
れる。
【００２４】上記の結果から、最適なαパラメータの上
限値は２である。下限値については、光アンプを使用せ
ず、送信出力が低い場合も考慮すると、０が適切であ
る。したがって、図３のシステムでは送信機のチャーピ
ングパラメータαが＋１に固定されているが、αを可変
とし、０＜α＜２の範囲で調節することが好ましい。周
知の如くチャーピングパラメータαについては、光変調
器１６としてＭＩ外部変調器又はマッハツェンダ型変調
器を用いた場合、その駆動電圧を変えることによりαを
変えることができる。
限値は２である。下限値については、光アンプを使用せ
ず、送信出力が低い場合も考慮すると、０が適切であ
る。したがって、図３のシステムでは送信機のチャーピ
ングパラメータαが＋１に固定されているが、αを可変
とし、０＜α＜２の範囲で調節することが好ましい。周
知の如くチャーピングパラメータαについては、光変調
器１６としてＭＩ外部変調器又はマッハツェンダ型変調
器を用いた場合、その駆動電圧を変えることによりαを
変えることができる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、伝
送ファイバの分散値が正のときに送信側のチャーピング
パラメータを正の値にすることにより、分散補償量の許
容範囲を広くすることができる。
送ファイバの分散値が正のときに送信側のチャーピング
パラメータを正の値にすることにより、分散補償量の許
容範囲を広くすることができる。
【図１】従来の光伝送システムのブロック図である。
【図２】図１のシステムにおける許容分散量の範囲を示
すグラフである。
すグラフである。
【図３】本発明の光伝送システムのブロック図である。
【図４】図３のシステムにおける許容分散量の範囲を示
すグラフである。
すグラフである。
【図５】ファイバグレーティング型分散等化器の原理を
示す図である。
示す図である。
【図６】導波路型分散等化器の原理を示す図である。
【図７】共振器型分散等化器の原理を示す図である。
【図８】送信パワー＋１４dBm における伝送可能距離対
送信分散補償量のグラフである。
送信分散補償量のグラフである。
１４…シングルモードファイバ １６…光変調器 ２４…光検知器
フロントページの続き (72)発明者 河崎 由美子 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 岡野 悟 北海道札幌市中央区北一条西２丁目１番地 富士通北海道ディジタル・テクノロジ株 式会社内
Claims (9)
- 【請求項１】 送信側と受信側の間に設けられた光ファ
イバであって、送信側から受信側へ伝送すべき光信号の
波長に対して正の分散値を有する光ファイバと、 送信側及び受信側の少なくともいづれか一方において該
光ファイバに直列に接続され、伝送すべき光信号の波長
に対して負の分散値を有する分散補償器と、 送信側において光信号に正のチャープを与えるチャープ
付与手段とを具備する光伝送システム。 - 【請求項２】 前記チャープ付与手段におけるチャーピ
ングパラメータαは２以下である請求項１記載のシステ
ム。 - 【請求項３】 前記チャーピングパラメータαはほぼ１
である請求項２記載のシステム。 - 【請求項４】 前記チャーピングパラメータは前記光フ
ァイバの長さに応じて変更可能である請求項２記載のシ
ステム。 - 【請求項５】 前記分散補償器は、送信側に固定的に接
続された送信側分散補償器と、前記光ファイバの長さに
応じて複数の異なる分散値を有する分散補償器の中から
選ばれて受信側に接続された受信側分散補償器を含む請
求項１記載のシステム。 - 【請求項６】 前記分散補償器は分散補償ファイバであ
る請求項１記載のシステム。 - 【請求項７】 前記分散補償器はファイバグレーティン
グ型分散等化器である請求項１記載のシステム。 - 【請求項８】 前記分散補償器は導波路型分散等化器で
ある請求項１記載のシステム。 - 【請求項９】 前記分散補償器は共振器型分散等化器で
ある請求項１記載のシステム。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09870496A JP3522044B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | 光伝送システム |
| US08/752,516 US5877881A (en) | 1996-04-19 | 1996-11-20 | Optical transmission system |
| DE69635156T DE69635156T2 (de) | 1996-04-19 | 1996-11-22 | Optisches Übertragungssystem mit Dispersionskompensation |
| EP96118761A EP0802642B1 (en) | 1996-04-19 | 1996-11-22 | Optical transmission system using dispersion compensation |
| KR1019960065188A KR100249089B1 (ko) | 1996-04-19 | 1996-12-13 | 광전송 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09870496A JP3522044B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | 光伝送システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09284218A true JPH09284218A (ja) | 1997-10-31 |
| JP3522044B2 JP3522044B2 (ja) | 2004-04-26 |
Family
ID=14226901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09870496A Expired - Lifetime JP3522044B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | 光伝送システム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5877881A (ja) |
| EP (1) | EP0802642B1 (ja) |
| JP (1) | JP3522044B2 (ja) |
| KR (1) | KR100249089B1 (ja) |
| DE (1) | DE69635156T2 (ja) |
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