JPH098730A - マルチチャネル光ファイバ通信システム - Google Patents
マルチチャネル光ファイバ通信システムInfo
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- JPH098730A JPH098730A JP8149652A JP14965296A JPH098730A JP H098730 A JPH098730 A JP H098730A JP 8149652 A JP8149652 A JP 8149652A JP 14965296 A JP14965296 A JP 14965296A JP H098730 A JPH098730 A JP H098730A
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
- H04B10/2537—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to scattering processes, e.g. Raman or Brillouin scattering
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J14/00—Optical multiplex systems
- H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
- H04J14/0221—Power control, e.g. to keep the total optical power constant
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明はラマン・クロストークを最少化する
増幅波長分割多重化光ファイバ通信システムに関する。 【解決手段】 ＷＤＭ光ファイバ通信システム内の、ラ
マン・クロストークによる信号雑音比の有意の部分が、
本質的に確定的なものであることが分かった。高い周波
数チャネルの空乏を相殺するために、アンプの出力を整
形すれば、信号容量はそれに伴い改善する。
増幅波長分割多重化光ファイバ通信システムに関する。 【解決手段】 ＷＤＭ光ファイバ通信システム内の、ラ
マン・クロストークによる信号雑音比の有意の部分が、
本質的に確定的なものであることが分かった。高い周波
数チャネルの空乏を相殺するために、アンプの出力を整
形すれば、信号容量はそれに伴い改善する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】ラマン・クロストークを最少
化する増幅波長分割多重化光ファイバ通信システムに関
する。
化する増幅波長分割多重化光ファイバ通信システムに関
する。
【０００２】
【従来の技術】現在の技術レベルの光ファイバ通信シス
テムを可能にした進歩の歴史は以下の通りである。 モード分散による容量制限を受けない単モードファイバ ファイバ挿入による損失を、０．２ｄＢ／ｋｍ−０．２
５ｄＢ／ｋｍの現在のレベルに、軽減するための組成、
設計および製造 シリカ・ファイバ内のλ＝−１５５０ｎｍの透明度の窓
の確認 色分散を零にし、１５５０ｎｍの公称システム波長での
高ビット伝送速度を可能にする分散シフトファイバ（Ｄ
ＳＦ）設計 分散ファイバ内で高信号ビット伝送速度を維持するため
の連結および分散補償 単一ファイバ内でマルチチャネル動作を行うことができ
る波長分割多重化（ＷＤＭ） 再生装置間のスパンの長さを増大させ、同時にλ＝１５
５０ｎｍの公称システム波長に設定した、ＷＤＭのメン
バ・チャネルを増幅するためのエルビウムでドーピング
したファイバ・アンプ（ＥＤＦＡ） ＥＤＦＡの代案としての、または他の波長で使用するた
めのラマン増幅 ４つの波長の混合（４ＷＭ）による高密度ＷＤＭ用ＤＳ
Ｆの故障の識別 ４ＷＭを克服するための有限分散ファイバの導入、ＤＳ
Ｆを防止するための関連システムおよび代案を請求し
て、１９９４年７月５日に出願された米国特許５，３２
７，５１６および１９９３年５月２８日に出願された米
国特許出願第０８／０６９９５２号を参照のこと。
テムを可能にした進歩の歴史は以下の通りである。 モード分散による容量制限を受けない単モードファイバ ファイバ挿入による損失を、０．２ｄＢ／ｋｍ−０．２
５ｄＢ／ｋｍの現在のレベルに、軽減するための組成、
設計および製造 シリカ・ファイバ内のλ＝−１５５０ｎｍの透明度の窓
の確認 色分散を零にし、１５５０ｎｍの公称システム波長での
高ビット伝送速度を可能にする分散シフトファイバ（Ｄ
ＳＦ）設計 分散ファイバ内で高信号ビット伝送速度を維持するため
の連結および分散補償 単一ファイバ内でマルチチャネル動作を行うことができ
る波長分割多重化（ＷＤＭ） 再生装置間のスパンの長さを増大させ、同時にλ＝１５
５０ｎｍの公称システム波長に設定した、ＷＤＭのメン
バ・チャネルを増幅するためのエルビウムでドーピング
したファイバ・アンプ（ＥＤＦＡ） ＥＤＦＡの代案としての、または他の波長で使用するた
めのラマン増幅 ４つの波長の混合（４ＷＭ）による高密度ＷＤＭ用ＤＳ
Ｆの故障の識別 ４ＷＭを克服するための有限分散ファイバの導入、ＤＳ
Ｆを防止するための関連システムおよび代案を請求し
て、１９９４年７月５日に出願された米国特許５，３２
７，５１６および１９９３年５月２８日に出願された米
国特許出願第０８／０６９９５２号を参照のこと。
【０００３】計画中の現在の技術レベルの通常のシステ
ムを使用すれば、二つのＥＤＦＡを含んでいる、３６０
ｋｍのスパンのファイバを使用して、４−チャネルＷＤ
Ｍ動作と、チャネル当たり２．５ギガビットの動作を行
って、１０ギガビットのシステム容量を実現することが
できる。より大きなシステム容量 − より多くのチャ
ネルおよび／またはより速いチャネル当たりのビット伝
送速度 − を実現することができる。
ムを使用すれば、二つのＥＤＦＡを含んでいる、３６０
ｋｍのスパンのファイバを使用して、４−チャネルＷＤ
Ｍ動作と、チャネル当たり２．５ギガビットの動作を行
って、１０ギガビットのシステム容量を実現することが
できる。より大きなシステム容量 − より多くのチャ
ネルおよび／またはより速いチャネル当たりのビット伝
送速度 − を実現することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】現在では、４ＷＭ容量
以上のより大きなシステムが注目されている。非常に容
量が大きく長距離のシステムを実現しようとすると、誘
導ラマン散乱（ＳＲＳ）クロストークにより厳しい制限
を受ける。この一見手に負えない非直線現象により、並
列パルス間で、高い周波数のチャネルから低い周波数の
チャネルへのエネルギーの移動が起こる。
以上のより大きなシステムが注目されている。非常に容
量が大きく長距離のシステムを実現しようとすると、誘
導ラマン散乱（ＳＲＳ）クロストークにより厳しい制限
を受ける。この一見手に負えない非直線現象により、並
列パルス間で、高い周波数のチャネルから低い周波数の
チャネルへのエネルギーの移動が起こる。
【０００５】＜用語＞ＷＤＭ（波長分割多重化） −
１組のＷＤＭが、（例えば、エルビウムでドーピングし
たファイバ・アンプの１０−２０ｎｍのスペクトル幅内
に収まるように、０．５ｎｍ−１．５ｎｍのチャネル分
離状態にセットされた、１０チャネルの組のような）個
々の光学的アンプのスペクトル幅内で行えるように、通
常５ｎｍかまたはそれ以下の、一般的に近接して行われ
る多重チャネル動作。ファイバ・スパンまたは「スパ
ン」 − 電子変換を伴わないファイバの長さ。本発明
の場合には、スパンは一台またはそれ以上のアンプを含
むことができる。 ＳＲＳクロストーク − 分子振動により、エネルギー
が低い周波数チャネルに移動することによって起こる、
高い周波数のＷＤＭチャネルが空乏状態になる誘導ラマ
ン散乱 ＥＤＦＡ − エルビウムでドーピングしたファイバ・
アンプ 色分散または「分散」 − 電磁波エネルギーに対する
波長によって異なる速度 ＤＳＦ − システム波長がλs＝１５５０ｎｍのとき
に、分散が実質的に零になる分散シフトファイバ シフトしないまたは「従来の」ファイバ − 波長がλ
＝１３１０ｎｍのときに、分散が零になる市販の単一モ
ード・ファイバ 有限分散ファイバ − 分散の絶対値が１．５−４ｐｓ
／ｎｍ−ｋｍのファイバ（例えば、１９９４年７月５日
出願の米国特許５，３２７，５１６に開示されているλ
s ＝１５５０ｎｍでの動作用に設計されたファイバ） 連結 − １９８１年４月１４日出願の米国特許４，２
６１，６３９に開示されている、分散の符号が反対の連
続した長さのファイバにより、分散のバランスがとれて
いるファイバ・システム 分散補償 − ある長さの分散補償ファイバ（ＤＣＦ）
を使用することにより、分散のバランスがとれているフ
ァイバ・システム。ＤＣＦの大きさは、通常、補償が行
われている送信ファイバの大きさの少なくとも５倍であ
るという点が、連結と異なっている。 ＳＮＲ − 信号雑音比 システム波長 − 一般に、特定の数値、例えば、λs
＝１５５０ｎｍで表されるが、それに付随して波長の範
囲を表す。通常、シリカ透明度の窓のスペクトル幅、ま
たはＥＤＦＡ通過帯域と関連している。
１組のＷＤＭが、（例えば、エルビウムでドーピングし
たファイバ・アンプの１０−２０ｎｍのスペクトル幅内
に収まるように、０．５ｎｍ−１．５ｎｍのチャネル分
離状態にセットされた、１０チャネルの組のような）個
々の光学的アンプのスペクトル幅内で行えるように、通
常５ｎｍかまたはそれ以下の、一般的に近接して行われ
る多重チャネル動作。ファイバ・スパンまたは「スパ
ン」 − 電子変換を伴わないファイバの長さ。本発明
の場合には、スパンは一台またはそれ以上のアンプを含
むことができる。 ＳＲＳクロストーク − 分子振動により、エネルギー
が低い周波数チャネルに移動することによって起こる、
高い周波数のＷＤＭチャネルが空乏状態になる誘導ラマ
ン散乱 ＥＤＦＡ − エルビウムでドーピングしたファイバ・
アンプ 色分散または「分散」 − 電磁波エネルギーに対する
波長によって異なる速度 ＤＳＦ − システム波長がλs＝１５５０ｎｍのとき
に、分散が実質的に零になる分散シフトファイバ シフトしないまたは「従来の」ファイバ − 波長がλ
＝１３１０ｎｍのときに、分散が零になる市販の単一モ
ード・ファイバ 有限分散ファイバ − 分散の絶対値が１．５−４ｐｓ
／ｎｍ−ｋｍのファイバ（例えば、１９９４年７月５日
出願の米国特許５，３２７，５１６に開示されているλ
s ＝１５５０ｎｍでの動作用に設計されたファイバ） 連結 − １９８１年４月１４日出願の米国特許４，２
６１，６３９に開示されている、分散の符号が反対の連
続した長さのファイバにより、分散のバランスがとれて
いるファイバ・システム 分散補償 − ある長さの分散補償ファイバ（ＤＣＦ）
を使用することにより、分散のバランスがとれているフ
ァイバ・システム。ＤＣＦの大きさは、通常、補償が行
われている送信ファイバの大きさの少なくとも５倍であ
るという点が、連結と異なっている。 ＳＮＲ − 信号雑音比 システム波長 − 一般に、特定の数値、例えば、λs
＝１５５０ｎｍで表されるが、それに付随して波長の範
囲を表す。通常、シリカ透明度の窓のスペクトル幅、ま
たはＥＤＦＡ通過帯域と関連している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】ＷＤＭファイバ・システ
ム内のＳＲＳクロストークは、ＳＲＳを引き起こす最大
の要因と思われる、有意の平均的確定成分を含んでいる
ことが分かっている。適当なスペクトル整形を使用すれ
ば、この成分を抑制することができる。
ム内のＳＲＳクロストークは、ＳＲＳを引き起こす最大
の要因と思われる、有意の平均的確定成分を含んでいる
ことが分かっている。適当なスペクトル整形を使用すれ
ば、この成分を抑制することができる。
【０００７】通常の発明の場合には、光学的アンプの出
力は、波長が増大してゆくチャネルに対して、低減して
ゆく増幅比を供給することによって整形される。整形
は、連続調整を必要としない固定フィルタを使用して行
うことができる。
力は、波長が増大してゆくチャネルに対して、低減して
ゆく増幅比を供給することによって整形される。整形
は、連続調整を必要としない固定フィルタを使用して行
うことができる。
【０００８】本発明は、容量と長さの積が、ＳＲＳによ
って制限される容量に対して十分大きいシステムに使用
した場合非常に効果がある。本発明を有利に適用するこ
とができるシステムに対する、代表的な現在の技術レベ
ルのパラメータの域値は、チャネル当たりのビット伝送
速度、チャネルの数およびスパンの長さの積で表され
る。システムのこの積の数値が少なくとも３２０，００
０ｋｍ−ギガビット／秒あれば、現在の使用にも十分で
あるし、また予定している改善も行うことができる。
って制限される容量に対して十分大きいシステムに使用
した場合非常に効果がある。本発明を有利に適用するこ
とができるシステムに対する、代表的な現在の技術レベ
ルのパラメータの域値は、チャネル当たりのビット伝送
速度、チャネルの数およびスパンの長さの積で表され
る。システムのこの積の数値が少なくとも３２０，００
０ｋｍ−ギガビット／秒あれば、現在の使用にも十分で
あるし、また予定している改善も行うことができる。
【０００９】望ましい実施例に適するフィルタの設計
は、ＥＤＦＡのスペクトル出力を平坦に均すために使用
される設計原則に従って行うことができる。
は、ＥＤＦＡのスペクトル出力を平坦に均すために使用
される設計原則に従って行うことができる。
【００１０】
＜概要＞非直線効果は、光ファイバ光波システムを最終
的に制限するものであることが分かっている。（１９８
８年に）アカデミック・プレス社が発行したＳ．Ｅ．ミ
ラーおよびＩ．Ｐ．カミノフ著の「光ファイバ遠隔通信
ＩＩ」の８０９ページを参照してほしい。色分散を管理
する種々の技術、エルビウムでドーピングしたファイバ
・アンプ（ＥＤＦＡ）、および多くのミリワットの導入
電力を提供するレーザに対しては、光学的非直線性の問
題が非常に重要な要因になっている。これらの重要な要
因の中には、誘導ラマン散乱（ＳＲＳ）誘導ブリルアン
散乱（ＳＢＳ）、自己位相変調（ＳＰＭ）、混位相変調
（ＣＰＭ）および四波混合（４ＷＭ）などがある。
的に制限するものであることが分かっている。（１９８
８年に）アカデミック・プレス社が発行したＳ．Ｅ．ミ
ラーおよびＩ．Ｐ．カミノフ著の「光ファイバ遠隔通信
ＩＩ」の８０９ページを参照してほしい。色分散を管理
する種々の技術、エルビウムでドーピングしたファイバ
・アンプ（ＥＤＦＡ）、および多くのミリワットの導入
電力を提供するレーザに対しては、光学的非直線性の問
題が非常に重要な要因になっている。これらの重要な要
因の中には、誘導ラマン散乱（ＳＲＳ）誘導ブリルアン
散乱（ＳＢＳ）、自己位相変調（ＳＰＭ）、混位相変調
（ＣＰＭ）および四波混合（４ＷＭ）などがある。
【００１１】（１９９３年の）ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏ．
Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｌｅｔｔ．５巻の６６６−６６８ペー
ジには、現在の技術レベルのシステムに対する非直線性
の影響の評価が記載されている。非直線性を無視した場
合には、１５５０ｎｍの公称システム波長でのＷＤＭ動
作は、数十テラビット／秒の容量を持つことができる。
非直線性を考慮に入れると、容量は数十ギガビット／秒
まで減少する。大部分の非直線性を最少化する方法がす
でに知られているが、ＳＲＳは主要な要因として未解決
のまま残り、容量の上記の減少の最終的な要因となって
いる。ＳＲＳの影響は、散乱の入射および大きさは、完
全にメンバ・チャネル内のパルスの瞬間的な一致に基づ
くものであり、そのため厄介なものであったので、過去
においては純粋に統計的なものと見なされてきた。
Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｌｅｔｔ．５巻の６６６−６６８ペー
ジには、現在の技術レベルのシステムに対する非直線性
の影響の評価が記載されている。非直線性を無視した場
合には、１５５０ｎｍの公称システム波長でのＷＤＭ動
作は、数十テラビット／秒の容量を持つことができる。
非直線性を考慮に入れると、容量は数十ギガビット／秒
まで減少する。大部分の非直線性を最少化する方法がす
でに知られているが、ＳＲＳは主要な要因として未解決
のまま残り、容量の上記の減少の最終的な要因となって
いる。ＳＲＳの影響は、散乱の入射および大きさは、完
全にメンバ・チャネル内のパルスの瞬間的な一致に基づ
くものであり、そのため厄介なものであったので、過去
においては純粋に統計的なものと見なされてきた。
【００１２】現在では、ＳＲＳによって生じる空乏は、
多くの条件下で、大きな振幅を持ち、ＳＮＲの劣化の支
配的な原因となる場合がある、平均的な確定成分を持っ
ていることが分かっている。また現在では、ＳＲＳによ
って生じる空乏の統計的な変動は、十分な色の分散が起
こり、および／または多数のチャネルが使用されていれ
ば、大きく軽減することが分かっている。それ故、ＳＲ
Ｓによって生じるＳＮＲの劣化は、例えば、高い周波数
のＳＲＳにより空乏を起こしているチャネルの性能を改
善するために、アンプの利得を整形して、一組のＷＤＭ
チャネルでできているスペクトルを整形することによ
り、大きく軽減することができる。通常のシステム設計
を行えば、５倍またはそれ以上に容量の改善を行うこと
ができ、システムの容量を１００ギガビット／秒から
１，０００ギガビット／秒またはそれ以上にすることが
できる。初期の研究者達は、例えば、ＥＤＦＡにより、
チャネル間の増幅を等しくするために、電力等化のため
の手順を開発した。増幅スペクトルを「均して平坦にす
る」ためのフィルタ設計の原理は、ＳＲＳを低減するた
めの整形に必要な勾配を持つスペクトルを作り出すのに
適している。
多くの条件下で、大きな振幅を持ち、ＳＮＲの劣化の支
配的な原因となる場合がある、平均的な確定成分を持っ
ていることが分かっている。また現在では、ＳＲＳによ
って生じる空乏の統計的な変動は、十分な色の分散が起
こり、および／または多数のチャネルが使用されていれ
ば、大きく軽減することが分かっている。それ故、ＳＲ
Ｓによって生じるＳＮＲの劣化は、例えば、高い周波数
のＳＲＳにより空乏を起こしているチャネルの性能を改
善するために、アンプの利得を整形して、一組のＷＤＭ
チャネルでできているスペクトルを整形することによ
り、大きく軽減することができる。通常のシステム設計
を行えば、５倍またはそれ以上に容量の改善を行うこと
ができ、システムの容量を１００ギガビット／秒から
１，０００ギガビット／秒またはそれ以上にすることが
できる。初期の研究者達は、例えば、ＥＤＦＡにより、
チャネル間の増幅を等しくするために、電力等化のため
の手順を開発した。増幅スペクトルを「均して平坦にす
る」ためのフィルタ設計の原理は、ＳＲＳを低減するた
めの整形に必要な勾配を持つスペクトルを作り出すのに
適している。
【００１３】長距離システムの設計の場合には、「導入
電力」（各アンプのところでシステムに導入される電
力）と増幅との間で折り合いがつけることになる。導入
電力が増大すると、システムはＳＲＳの劣化をさらに起
こし易くなる。電力がもっと低い場合には、システムは
アンプのノイズによって制限を受けることになる。今日
のシステムで使用されるている、１００ｋｍおよびそれ
以上のＥＤＦＡの間隔は、最適なものではなく、間隔を
４０−６０ｋｍのようにより短くしたほうが、ＳＮＲの
積分値はもっとよくなる。このようなことを考慮する
と、一般的に、スパンの長さは１，０００ｋｍまたはそ
れ以上という結論になる。
電力」（各アンプのところでシステムに導入される電
力）と増幅との間で折り合いがつけることになる。導入
電力が増大すると、システムはＳＲＳの劣化をさらに起
こし易くなる。電力がもっと低い場合には、システムは
アンプのノイズによって制限を受けることになる。今日
のシステムで使用されるている、１００ｋｍおよびそれ
以上のＥＤＦＡの間隔は、最適なものではなく、間隔を
４０−６０ｋｍのようにより短くしたほうが、ＳＮＲの
積分値はもっとよくなる。このようなことを考慮する
と、一般的に、スパンの長さは１，０００ｋｍまたはそ
れ以上という結論になる。
【００１４】＜システム＞図１は、本発明の手順を使用
しているシステムの代表的なものである。このシステム
は、多数のアンプ１３を含んでいる相互接続送信ライン
１２と一緒に、送信機１０および受信機１１を含んでい
る。図に示したように、各アンプはろ過素子１４を含ん
でいる。オプションとしての再生装置１５は、点線で示
してある。特に説明しないが、本発明は、スパンの数と
は無関係に、個々のスパンに関連している。連続してい
るスパンは、多重スパン・システム内の再生装置の間に
設置されている。ほとんどの環境下で、送信機、受信機
および再生装置は、光−電子変換および／または電子−
光変換用の手段、すなわち、多重化および／またはデマ
ルチプレクシングを必要とする機能を含んでいる。送信
機１０内では、レーザ１６によってチャネル・キャリア
が作られ、信号情報は変調器１７によって導入され、信
号はマルチプレクサ１８内で結合される。受信機１１の
諸機能は、デマルチプレクサ１９および個々のチャネル
検出装置（光ー電子コンバ−タ）２０によって実行され
る。再生装置は結合された受信機−送信機の各ペアとし
て機能する。個々の再生装置素子は図示していない。ア
ンプは、オプションとしての素子と見なすべきである。
本発明の視覚化長距離レピータ・システムへの適用を現
在考慮中である。上記の状況下においては、受動フィル
タ素子１４を図示のように設置することができる。
しているシステムの代表的なものである。このシステム
は、多数のアンプ１３を含んでいる相互接続送信ライン
１２と一緒に、送信機１０および受信機１１を含んでい
る。図に示したように、各アンプはろ過素子１４を含ん
でいる。オプションとしての再生装置１５は、点線で示
してある。特に説明しないが、本発明は、スパンの数と
は無関係に、個々のスパンに関連している。連続してい
るスパンは、多重スパン・システム内の再生装置の間に
設置されている。ほとんどの環境下で、送信機、受信機
および再生装置は、光−電子変換および／または電子−
光変換用の手段、すなわち、多重化および／またはデマ
ルチプレクシングを必要とする機能を含んでいる。送信
機１０内では、レーザ１６によってチャネル・キャリア
が作られ、信号情報は変調器１７によって導入され、信
号はマルチプレクサ１８内で結合される。受信機１１の
諸機能は、デマルチプレクサ１９および個々のチャネル
検出装置（光ー電子コンバ−タ）２０によって実行され
る。再生装置は結合された受信機−送信機の各ペアとし
て機能する。個々の再生装置素子は図示していない。ア
ンプは、オプションとしての素子と見なすべきである。
本発明の視覚化長距離レピータ・システムへの適用を現
在考慮中である。上記の状況下においては、受動フィル
タ素子１４を図示のように設置することができる。
【００１５】システム・パラメータは、三つの要素、す
なチャネル当たりのビット伝送速度、チャネル数および
スパンの長さの積により一般化されている。考慮中の一
組のパラメータの場合には、積の数値は３２０，０００
ｋｍ−ギガビット／秒である。ということは、アンプの
ノイズが６ｄＢ、アンプとアンプとの間隔が５０キロ、
等しいチャネル間の距離が、ギガビットで表示した６．
２５ ｘ ギガビット伝送速度に等しいということであ
る。３２０，０００ｋｍ−ギガビット／秒という積の数
値は、システムが本発明を有利に使用することができる
域値である考えられる。この特定の数値の場合には、シ
ステム・パラメータを上記のように仮定すると、この数
値は即時操作が改善される域値に近づく。数値的に大き
な積となるこれらのパラメータに適当な改善を行った場
合には、改善の際に起こる恐れのあるＳＲＳによる制限
を避けるには、整形するのが正しい方法であり、整形を
すればさらに容量が増大する。
なチャネル当たりのビット伝送速度、チャネル数および
スパンの長さの積により一般化されている。考慮中の一
組のパラメータの場合には、積の数値は３２０，０００
ｋｍ−ギガビット／秒である。ということは、アンプの
ノイズが６ｄＢ、アンプとアンプとの間隔が５０キロ、
等しいチャネル間の距離が、ギガビットで表示した６．
２５ ｘ ギガビット伝送速度に等しいということであ
る。３２０，０００ｋｍ−ギガビット／秒という積の数
値は、システムが本発明を有利に使用することができる
域値である考えられる。この特定の数値の場合には、シ
ステム・パラメータを上記のように仮定すると、この数
値は即時操作が改善される域値に近づく。数値的に大き
な積となるこれらのパラメータに適当な改善を行った場
合には、改善の際に起こる恐れのあるＳＲＳによる制限
を避けるには、整形するのが正しい方法であり、整形を
すればさらに容量が増大する。
【００１６】他の要因を考慮すると、適当な最短スパン
の長さは、１，０００ｋｍになり、最終的には、数千キ
ロにもなる。ＥＤＦＡの場合には、アンプ・ノイズの最
少積分値は、４０−６０ｋｍのアンプ間の距離の場合に
対応し、そのため、１，０００ｋｍのスパンは、通常２
５のアンプを含む。
の長さは、１，０００ｋｍになり、最終的には、数千キ
ロにもなる。ＥＤＦＡの場合には、アンプ・ノイズの最
少積分値は、４０−６０ｋｍのアンプ間の距離の場合に
対応し、そのため、１，０００ｋｍのスパンは、通常２
５のアンプを含む。
【００１７】ＥＤＦＡは、おそらく非ソリトン動作用の
１５５０ｎｍシステム用の選択対象になるアンプとして
引き続き使用されるだろう。この波長および他の波長で
の動作は、他のファイバ・アンプ、例えば、シリカまた
はフッ化物をベースとしたガラス内のプラセオジミウム
代りとなる。水晶媒体をガラスの代わりに使用すること
ができ、ラマン・アンプを使用することができる。別の
アンプの設計は、固有のアンプ損失特性に理想的にアプ
ローチし、その結果、ファイバ損失が間隔を決定する要
因となる。４０−６０ｋｍの間隔の範囲は、ファイバ挿
入損失が約０．２−０．２５ｄＢ／ｋｍの現在の範囲内
に留まっている限りは、ほとんどの場合一般的条件を表
している。ファイバ損失が改善されると、間隔をもっと
広げることができるようになる。例えば、ｄＢで表示し
た損失が半分に低減すると、望ましい間隔の範囲は二倍
になる。
１５５０ｎｍシステム用の選択対象になるアンプとして
引き続き使用されるだろう。この波長および他の波長で
の動作は、他のファイバ・アンプ、例えば、シリカまた
はフッ化物をベースとしたガラス内のプラセオジミウム
代りとなる。水晶媒体をガラスの代わりに使用すること
ができ、ラマン・アンプを使用することができる。別の
アンプの設計は、固有のアンプ損失特性に理想的にアプ
ローチし、その結果、ファイバ損失が間隔を決定する要
因となる。４０−６０ｋｍの間隔の範囲は、ファイバ挿
入損失が約０．２−０．２５ｄＢ／ｋｍの現在の範囲内
に留まっている限りは、ほとんどの場合一般的条件を表
している。ファイバ損失が改善されると、間隔をもっと
広げることができるようになる。例えば、ｄＢで表示し
た損失が半分に低減すると、望ましい間隔の範囲は二倍
になる。
【００１８】ビット伝送速度およびチャネルの数の相対
的な大きさは、特定のシステムのニーズによって決ま
る。非常に距離が長く、非常に高速のビット伝送速度の
二つのチャネル・システムを使用する必要がある場合が
でてくる。考慮中のシステムは、反対の極の条件を含ん
でいる。すなわち、１００またはそれ以上のチャネルを
持ち、もっと低いビット伝送速度を持っている。チャネ
ルの間隔を選択すると、ラマン交換に幾分影響する。す
なわち、間隔を短くすると、駆動力が低下し、ＳＲＳの
劣化は少なくなる。一般的にいって、チャネルの間隔
は、他のシステムのニーズ、例えば、使用できるアンプ
の通過帯域、ファイバの透明度の「窓」の性質、および
（１９９４年２月１８日出願の米国特許出願第０８／１
９９，３６４号に開示されている目的に合わせた均等で
ない間隔を調整するように示唆している）４ＷＭの最少
化により決定される。計画中の長距離システムは、チャ
ネル当たり高ビット伝送速度で動作するものと期待され
ている。２．５ギガビット／秒への新しいアプローチ
は、確かに価値のあるものではあるが、おそらく将来の
システムは、もっと高速で、すなわち、５−１０ギガビ
ット／秒またはそれより速いビット伝送速度で動作する
ことになるだろう。
的な大きさは、特定のシステムのニーズによって決ま
る。非常に距離が長く、非常に高速のビット伝送速度の
二つのチャネル・システムを使用する必要がある場合が
でてくる。考慮中のシステムは、反対の極の条件を含ん
でいる。すなわち、１００またはそれ以上のチャネルを
持ち、もっと低いビット伝送速度を持っている。チャネ
ルの間隔を選択すると、ラマン交換に幾分影響する。す
なわち、間隔を短くすると、駆動力が低下し、ＳＲＳの
劣化は少なくなる。一般的にいって、チャネルの間隔
は、他のシステムのニーズ、例えば、使用できるアンプ
の通過帯域、ファイバの透明度の「窓」の性質、および
（１９９４年２月１８日出願の米国特許出願第０８／１
９９，３６４号に開示されている目的に合わせた均等で
ない間隔を調整するように示唆している）４ＷＭの最少
化により決定される。計画中の長距離システムは、チャ
ネル当たり高ビット伝送速度で動作するものと期待され
ている。２．５ギガビット／秒への新しいアプローチ
は、確かに価値のあるものではあるが、おそらく将来の
システムは、もっと高速で、すなわち、５−１０ギガビ
ット／秒またはそれより速いビット伝送速度で動作する
ことになるだろう。
【００１９】ほとんどの環境下で、フィルタ付きのアン
プが、選択の対象となるだろう。フィルタ間に、数ｄＢ
またはそれ以下、好適には、最大１ｄＢの平均空乏を維
持することがよいことが分かってきた。考慮中の設計の
場合、こうすることにより、アンプ間ＳＲＳの空乏を整
合することができる。チャネルが多い場合で、その結果
多くの電力が必要になる場合には、おそらく空乏は過度
になるものと思われる。そうなると、フィルタ間の間隔
が、アンプ間に必要な間隔より短くなり、不都合な結果
になるだろう。非常に長いシステムの場合、そのため
に、相対的に全電力が低いシステムの場合には、同じ配
慮をすることにより、アンプ一個置きに、またはそれ以
上の間隔を置いてフィルタを設置することができる。
プが、選択の対象となるだろう。フィルタ間に、数ｄＢ
またはそれ以下、好適には、最大１ｄＢの平均空乏を維
持することがよいことが分かってきた。考慮中の設計の
場合、こうすることにより、アンプ間ＳＲＳの空乏を整
合することができる。チャネルが多い場合で、その結果
多くの電力が必要になる場合には、おそらく空乏は過度
になるものと思われる。そうなると、フィルタ間の間隔
が、アンプ間に必要な間隔より短くなり、不都合な結果
になるだろう。非常に長いシステムの場合、そのため
に、相対的に全電力が低いシステムの場合には、同じ配
慮をすることにより、アンプ一個置きに、またはそれ以
上の間隔を置いてフィルタを設置することができる。
【００２０】ＳＲＳの機構は、非直線性なので、「直線
化」が必要なことを示唆している。すなわち、その影響
が手に負えないほど大きくなる前に解決する必要がある
ことを示唆している。この直感的なアプローチは、多く
の報告データを開発するために使用されたシミュレーシ
ョンおよび計算によって支持されている。依然として、
現在かなりの大きさであることが分かっている確定的な
部分は、修正する必要がある。ＳＲＳの影響の大きさ
は、実際、ある低い（「直線的」）域値を越えて、もっ
と急速に増大する恐れがある。それは手に負えないぐら
い大きくなり、その結果数値が過度に増大するのを放置
しておくのは、いい方法とはいえない。しかし、他のア
ルゴリズムを使用することにより、または経験による決
定によって、例えば、アンプの出力を、便宜のための書
式化した０．５−１．０ｄＢの過度な空乏損失を補うの
に必要な程度に、スペクトル的に整形することができ
る。この含む意味は、ビット伝送速度に対して必要な電
力レベル、および３２０，０００ｋｍ−ギガビット／秒
という積で示される域値を、満足させるために必要なチ
ャネル数を持っている、短いスパンにとっては重要な意
味を持つ。
化」が必要なことを示唆している。すなわち、その影響
が手に負えないほど大きくなる前に解決する必要がある
ことを示唆している。この直感的なアプローチは、多く
の報告データを開発するために使用されたシミュレーシ
ョンおよび計算によって支持されている。依然として、
現在かなりの大きさであることが分かっている確定的な
部分は、修正する必要がある。ＳＲＳの影響の大きさ
は、実際、ある低い（「直線的」）域値を越えて、もっ
と急速に増大する恐れがある。それは手に負えないぐら
い大きくなり、その結果数値が過度に増大するのを放置
しておくのは、いい方法とはいえない。しかし、他のア
ルゴリズムを使用することにより、または経験による決
定によって、例えば、アンプの出力を、便宜のための書
式化した０．５−１．０ｄＢの過度な空乏損失を補うの
に必要な程度に、スペクトル的に整形することができ
る。この含む意味は、ビット伝送速度に対して必要な電
力レベル、および３２０，０００ｋｍ−ギガビット／秒
という積で示される域値を、満足させるために必要なチ
ャネル数を持っている、短いスパンにとっては重要な意
味を持つ。
【００２１】まだ図示してない回路素子が多数ある。こ
れらの回路素子としては、回路追加用の素子、チャネル
を減らすための素子、遠隔測定用の素子等がある。現在
使用できるファイバ損失および電力レベルを使用した場
合、スパンの長さは光学的増幅によって決まる。これら
の状況下では、すでに説明したように、（フィルタ間の
間隔をもっと短くした方が有利な場合もあるが）アンプ
のところにフィルタを設置するのが便利である。。増幅
を行わない、スパンの長さが３００ｋｍまたはそれ以上
の、非常に長いスパンが可能になったために、ラマン誘
導ノイズの大きさが相対的に増大する。このような状況
下では、増幅するしないにかかわらず、整形の必要性を
考慮する必要がある場合がある。
れらの回路素子としては、回路追加用の素子、チャネル
を減らすための素子、遠隔測定用の素子等がある。現在
使用できるファイバ損失および電力レベルを使用した場
合、スパンの長さは光学的増幅によって決まる。これら
の状況下では、すでに説明したように、（フィルタ間の
間隔をもっと短くした方が有利な場合もあるが）アンプ
のところにフィルタを設置するのが便利である。。増幅
を行わない、スパンの長さが３００ｋｍまたはそれ以上
の、非常に長いスパンが可能になったために、ラマン誘
導ノイズの大きさが相対的に増大する。このような状況
下では、増幅するしないにかかわらず、整形の必要性を
考慮する必要がある場合がある。
【００２２】図２の曲線は、システム・シミュレーショ
ンおよび分析的計算に基づくもので、実施例のデータを
含んでいる。すべてのシステムは、アンプ間の間隔が５
０ｋｍであり、１５５０ｎｍの公称システム波長で動作
し、ＳＮＲが０．５ｄＢ劣化する距離に等しい距離にス
パンの長さを設定したという点で、幾分古いタイプのも
のである。受信機のマージンの１０ｄＢという数値およ
びアンプノイズの６ｄＢという数値は、納得のいく数値
である。チャネル当たりのビット伝送速度は１０ギガビ
ット／秒、ＷＤＭチャネル間の間隔は０．５ｎｍで一定
であり、ファイバ挿入損失は０．２ｄＢ／ｋｍである。
その結果、（２．３ｄＢｍ／チャネルでの）５，０００
ｋｍに対しては、チャネル当たりの平均導入電力は数ｍ
Ｗとなる。仮定したすべての数値は、現在の技術レベル
での通常の数値である。将来改良が行われれば、達成可
能なスパンの長さおよび容量は、おそらくさらに増大す
るだろう。
ンおよび分析的計算に基づくもので、実施例のデータを
含んでいる。すべてのシステムは、アンプ間の間隔が５
０ｋｍであり、１５５０ｎｍの公称システム波長で動作
し、ＳＮＲが０．５ｄＢ劣化する距離に等しい距離にス
パンの長さを設定したという点で、幾分古いタイプのも
のである。受信機のマージンの１０ｄＢという数値およ
びアンプノイズの６ｄＢという数値は、納得のいく数値
である。チャネル当たりのビット伝送速度は１０ギガビ
ット／秒、ＷＤＭチャネル間の間隔は０．５ｎｍで一定
であり、ファイバ挿入損失は０．２ｄＢ／ｋｍである。
その結果、（２．３ｄＢｍ／チャネルでの）５，０００
ｋｍに対しては、チャネル当たりの平均導入電力は数ｍ
Ｗとなる。仮定したすべての数値は、現在の技術レベル
での通常の数値である。将来改良が行われれば、達成可
能なスパンの長さおよび容量は、おそらくさらに増大す
るだろう。
【００２３】三つの例示としてのファイバ・タイプに対
する曲線が表示されている。上記の三つのタイプとは、
システム波長がλs＝１５５０ｎｍである場合の公称分
散が０であるＤＳＦ、分散が１．５−４ｐｓ／ｎｍ−ｋ
ｍの範囲内にある有限分散ファイバ、および分散が約１
６−１７ｐｓ／ｎｍ−ｋｍである従来のファイバであ
る。分散の影響とは、異なるチャネルにより送信された
パルス間にウォークオフが導入され、それにより、より
多くのビットが相互に干渉することである。この影響
は、多数のチャネル内での増加に類似している。本発明
の効果は、分散システムの場合に最も有意に現れる。何
故なら、分散が増大することによる効果が、統計的なＳ
ＲＳの部分を減少させるからである。（すなわち、確定
的でない部分を低減させるからである。）それ故、ＳＲ
Ｓにより制限される容量の相対的改善により、整形を受
けることができる確定的ＳＲＳの半端な部分が増大す
る。大部分の条件下で、本発明を使用して十分な改善、
すなわち、−３ｘが必ず行うためには、少なくとも約
１．０ｐｓ／ｎｍ−ｋｍの分散が必要である。大洋を横
断するシステムの場合には、負の符号がついていて、
１．０ｐｓ／ｎｍ−ｋｍまたはそれ以下の数値の分散を
起こすファイバが、指定されている。本発明を使用すれ
ば、ＷＤＭ使用に対して改善を容易に行うことができ
る。
する曲線が表示されている。上記の三つのタイプとは、
システム波長がλs＝１５５０ｎｍである場合の公称分
散が０であるＤＳＦ、分散が１．５−４ｐｓ／ｎｍ−ｋ
ｍの範囲内にある有限分散ファイバ、および分散が約１
６−１７ｐｓ／ｎｍ−ｋｍである従来のファイバであ
る。分散の影響とは、異なるチャネルにより送信された
パルス間にウォークオフが導入され、それにより、より
多くのビットが相互に干渉することである。この影響
は、多数のチャネル内での増加に類似している。本発明
の効果は、分散システムの場合に最も有意に現れる。何
故なら、分散が増大することによる効果が、統計的なＳ
ＲＳの部分を減少させるからである。（すなわち、確定
的でない部分を低減させるからである。）それ故、ＳＲ
Ｓにより制限される容量の相対的改善により、整形を受
けることができる確定的ＳＲＳの半端な部分が増大す
る。大部分の条件下で、本発明を使用して十分な改善、
すなわち、−３ｘが必ず行うためには、少なくとも約
１．０ｐｓ／ｎｍ−ｋｍの分散が必要である。大洋を横
断するシステムの場合には、負の符号がついていて、
１．０ｐｓ／ｎｍ−ｋｍまたはそれ以下の数値の分散を
起こすファイバが、指定されている。本発明を使用すれ
ば、ＷＤＭ使用に対して改善を容易に行うことができ
る。
【００２４】図２を見れば分かるように、ＤＳＦを使用
すれば、二倍の改善を行うことができるかも知れない
が、好ましい実施例の場合には、最少の分散値を１．０
ｐｓ／ｎｍ−ｋｍ、より望ましくは、１．５ｐｓ／ｎｍ
−ｋｍとすることを考えている。かなりの長さの分散が
少ないファイバを挿入しても、まず、システムの他の場
所で実現できる改善には影響はない。本発明の目的を実
現するためには、スペクトルの整形を行って効果がある
のは、全長が少なくとも１，０００ｋｍの距離に対し
て、最少の分散値を持っている送信ラインであろう。
すれば、二倍の改善を行うことができるかも知れない
が、好ましい実施例の場合には、最少の分散値を１．０
ｐｓ／ｎｍ−ｋｍ、より望ましくは、１．５ｐｓ／ｎｍ
−ｋｍとすることを考えている。かなりの長さの分散が
少ないファイバを挿入しても、まず、システムの他の場
所で実現できる改善には影響はない。本発明の目的を実
現するためには、スペクトルの整形を行って効果がある
のは、全長が少なくとも１，０００ｋｍの距離に対し
て、最少の分散値を持っている送信ラインであろう。
【００２５】図２に示すシステムは、三つのタイプのフ
ァイバ用のもので、両システムとも整形を行う場合もあ
るし、整形を行わない場合もある。一点鎖線の曲線３
０，３１および３２は、それぞれろ過を行わないＤＳ
Ｆ、有限分散ファイバおよび従来のファイバに関するも
のである。実線の曲線３３，３４および３５で対応する
整形したシステムを示す。実線の曲線は、アンプを使用
するしないにかかわらず、フィルタを使用していて、フ
ィルタ間のファイバの長さは、ＳＲＳの空乏が０．５ｄ
Ｂに達する長さである。曲線上の長い距離は、相対的に
低い電力の挿入に対応しているので、（相対的に少ない
数のチャネルに対応しているので）、またＥＤＦＡに対
して望ましいことが分かった４０−６０ｋｍの間隔は、
０．５ｄＢまたはそれ以下の空乏の数値と対応している
ので、フィルタをアンプのところに設置してもいい結果
がえられる。曲線上の相対的に短い長さの場合には、ア
ンプ間の空乏はこの数値を越える。従って、曲線３３，
３４および３５は、実際とは異なる場合がある。曲線３
６はこの点を考慮にいれた動作特性を示している。この
場合、フィルタ間の距離がアンプ間の距離よりより短く
ならないようにしなければならない。曲線３６は、ファ
イバを挿入するしないにかかわらず、（ＳＲＳによる）
実現可能なＳＮＲの改善に対する上限を示している。曲
線３７は、比較のためのものであって、パルスの位相の
対応が、すべてのチャネル内において保証されている
「最悪例解析」に対する関係を示す。（この条件は、チ
ャネル間の分散が正確に０であり、挿入箇所でパルスが
同相である仮想ファイバ用にアプローチされる。）
ァイバ用のもので、両システムとも整形を行う場合もあ
るし、整形を行わない場合もある。一点鎖線の曲線３
０，３１および３２は、それぞれろ過を行わないＤＳ
Ｆ、有限分散ファイバおよび従来のファイバに関するも
のである。実線の曲線３３，３４および３５で対応する
整形したシステムを示す。実線の曲線は、アンプを使用
するしないにかかわらず、フィルタを使用していて、フ
ィルタ間のファイバの長さは、ＳＲＳの空乏が０．５ｄ
Ｂに達する長さである。曲線上の長い距離は、相対的に
低い電力の挿入に対応しているので、（相対的に少ない
数のチャネルに対応しているので）、またＥＤＦＡに対
して望ましいことが分かった４０−６０ｋｍの間隔は、
０．５ｄＢまたはそれ以下の空乏の数値と対応している
ので、フィルタをアンプのところに設置してもいい結果
がえられる。曲線上の相対的に短い長さの場合には、ア
ンプ間の空乏はこの数値を越える。従って、曲線３３，
３４および３５は、実際とは異なる場合がある。曲線３
６はこの点を考慮にいれた動作特性を示している。この
場合、フィルタ間の距離がアンプ間の距離よりより短く
ならないようにしなければならない。曲線３６は、ファ
イバを挿入するしないにかかわらず、（ＳＲＳによる）
実現可能なＳＮＲの改善に対する上限を示している。曲
線３７は、比較のためのものであって、パルスの位相の
対応が、すべてのチャネル内において保証されている
「最悪例解析」に対する関係を示す。（この条件は、チ
ャネル間の分散が正確に０であり、挿入箇所でパルスが
同相である仮想ファイバ用にアプローチされる。）
【００２６】すべての曲線は、他の非直線による容量制
限を無視している。ほとんどの他の非直線性は調整する
ことができても、４ＷＭは有意に大きい場合がある。Ｄ
ＳＦシステムは、チャネル間の間隔が一定である通常の
場合に対しては、４ＷＭで制限された状態で図示されて
きた。しかし、チャネル間の間隔は、チャネル・キャリ
ア上での混合の積が一致するのを防止するように、調整
することができることが分かった。上記の同時係属出願
の米国特許出願第０８／１９９，３６４号を参照してほ
しい。一般的にいって、本発明の効果が有意に認められ
たのは、後者の状況下で、ＤＳＦを使用している少なく
とも四つまたはそれ以上のチャネル・システムに対して
だけであり、（その結果、曲線３３上で報告された結果
が、現実になる。）
限を無視している。ほとんどの他の非直線性は調整する
ことができても、４ＷＭは有意に大きい場合がある。Ｄ
ＳＦシステムは、チャネル間の間隔が一定である通常の
場合に対しては、４ＷＭで制限された状態で図示されて
きた。しかし、チャネル間の間隔は、チャネル・キャリ
ア上での混合の積が一致するのを防止するように、調整
することができることが分かった。上記の同時係属出願
の米国特許出願第０８／１９９，３６４号を参照してほ
しい。一般的にいって、本発明の効果が有意に認められ
たのは、後者の状況下で、ＤＳＦを使用している少なく
とも四つまたはそれ以上のチャネル・システムに対して
だけであり、（その結果、曲線３３上で報告された結果
が、現実になる。）
【００２７】図３上に曲線で示したデータは、ＳＲＳ空
乏の確定的な部分が、全ＳＲＳ空乏の少なくとも９０％
である、好ましい実施例を説明するためのものである。
この図は、（標準偏差と平均値との間の比が１０％また
はそれ以下になるような）この目標に十分適合するよう
に、クロストークの統計的変動を軽減するのに必要な最
低のチャネル数を示す。データは、（曲線４０，４１、
４２は、それぞれ）ファイバのスパンの長さが５０ｋｍ
であり、ファイバ損失が０．２５ｄＢ／ｋｍであり、チ
ャネル間の間隔が、三つのビット伝送速度、すなわち、
５ギガビット／秒、１０ギガビット／秒および２０ギガ
ビット／秒に対して、６．２５とチャネル当たりのビッ
ト伝送速度の積に等しいものに対するものである。
乏の確定的な部分が、全ＳＲＳ空乏の少なくとも９０％
である、好ましい実施例を説明するためのものである。
この図は、（標準偏差と平均値との間の比が１０％また
はそれ以下になるような）この目標に十分適合するよう
に、クロストークの統計的変動を軽減するのに必要な最
低のチャネル数を示す。データは、（曲線４０，４１、
４２は、それぞれ）ファイバのスパンの長さが５０ｋｍ
であり、ファイバ損失が０．２５ｄＢ／ｋｍであり、チ
ャネル間の間隔が、三つのビット伝送速度、すなわち、
５ギガビット／秒、１０ギガビット／秒および２０ギガ
ビット／秒に対して、６．２５とチャネル当たりのビッ
ト伝送速度の積に等しいものに対するものである。
【００２８】今までは、主として分散が均等なファイバ
について説明してきた。４ＷＭはＷＤＭ，ＤＳＦシステ
ムに対して悪影響があることが分かったので、ＷＤＭに
対する連結および分散補償を考慮している。本発明の原
理、確定的性質によるＳＲＳ劣化の実現可能な軽減は、
引き続き適用することができる。改善の程度は、（いろ
いろな長さの種々のファイバのタイプを別々に検討して
いる）図２を見れば分かる。
について説明してきた。４ＷＭはＷＤＭ，ＤＳＦシステ
ムに対して悪影響があることが分かったので、ＷＤＭに
対する連結および分散補償を考慮している。本発明の原
理、確定的性質によるＳＲＳ劣化の実現可能な軽減は、
引き続き適用することができる。改善の程度は、（いろ
いろな長さの種々のファイバのタイプを別々に検討して
いる）図２を見れば分かる。
【００２９】一般的にいって、ソリトン動作は、ＳＲＳ
の劣化および本発明の対策の両方から影響を受け易い。
実際、指定の電力制限内で保守を必要とするソリトンの
本質は、本発明によりさらに有利なものとなるだろう。
の劣化および本発明の対策の両方から影響を受け易い。
実際、指定の電力制限内で保守を必要とするソリトンの
本質は、本発明によりさらに有利なものとなるだろう。
【００３０】＜フィルタの設計＞上記の米国特許出願第
０８／２２０，８６６号の長周期ファイバ格子設計の開
発は進んでいるし、望ましいものと思われる。ＫｒＦλ
＝２４８ｎｍの紫外線を照射して、ゲルマニウムでドー
ピングしたシリカ・ファイバ内に描いた、格子ラインは
有効である。動作原理は、基本的コア・モードを順方向
へ伝播するクラッド・モードに伝える格子の周期性に基
づいている。供給されたエネルギーは、損失を生じるク
ラッド・コーティング・インタフェースにより、急速に
減少し、ファイバ内で曲がる。波長が伝達効率に依存す
るという性質が、整形に影響を与える。設計基準は、
（１９９５年２月２６日−３月３日付けの）ＯＦＣ’９
５の論文、ポストデッドラインＰＤ４−１−ＰＤ４−５
に記載されている。この論文を修正したものが、「帯域
排除フィルタとしての長周期ファイバ格子」という表題
で、１９９５年９月号のＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉｇ
ｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈ．に掲載される予定である。
０８／２２０，８６６号の長周期ファイバ格子設計の開
発は進んでいるし、望ましいものと思われる。ＫｒＦλ
＝２４８ｎｍの紫外線を照射して、ゲルマニウムでドー
ピングしたシリカ・ファイバ内に描いた、格子ラインは
有効である。動作原理は、基本的コア・モードを順方向
へ伝播するクラッド・モードに伝える格子の周期性に基
づいている。供給されたエネルギーは、損失を生じるク
ラッド・コーティング・インタフェースにより、急速に
減少し、ファイバ内で曲がる。波長が伝達効率に依存す
るという性質が、整形に影響を与える。設計基準は、
（１９９５年２月２６日−３月３日付けの）ＯＦＣ’９
５の論文、ポストデッドラインＰＤ４−１−ＰＤ４−５
に記載されている。この論文を修正したものが、「帯域
排除フィルタとしての長周期ファイバ格子」という表題
で、１９９５年９月号のＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉｇ
ｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈ．に掲載される予定である。
【００３１】一般的にいって、均等に減少する損失を平
坦な増幅スペクトル上に重畳したと仮定した場合、フィ
ルタ損失のピークは、ＷＤＭチャネルの組の長い波長側
に置くべきである。この仮定は、スペクトル中の変動を
除去し、平坦な出力を行うために標準配置を行った設計
に使用することができる。
坦な増幅スペクトル上に重畳したと仮定した場合、フィ
ルタ損失のピークは、ＷＤＭチャネルの組の長い波長側
に置くべきである。この仮定は、スペクトル中の変動を
除去し、平坦な出力を行うために標準配置を行った設計
に使用することができる。
【００３２】ＳＲＳの空乏を修正するために必要な勾配
は、ファイバ空乏損失から容易に求められる。整形した
アンプの出力スペクトルは、最も低い周波数チャネルの
利得より、補償するファイバの長さに対する空乏損失だ
け高い、最も高い周波数チャネルの利得に対応する勾配
を持っていなければならない。従って、現在の技術レベ
ルのファイバに望ましいと思われる０．５ｄＢ−１．０
ｄＢの間隔に対しては、勾配は０．５ｄＢ−１．０ｄＢ
でなければならず、この数値は、両端のチャネル波長の
間で、波長が短くなっていく方向に、数値が増大してい
くものでなければならない。
は、ファイバ空乏損失から容易に求められる。整形した
アンプの出力スペクトルは、最も低い周波数チャネルの
利得より、補償するファイバの長さに対する空乏損失だ
け高い、最も高い周波数チャネルの利得に対応する勾配
を持っていなければならない。従って、現在の技術レベ
ルのファイバに望ましいと思われる０．５ｄＢ−１．０
ｄＢの間隔に対しては、勾配は０．５ｄＢ−１．０ｄＢ
でなければならず、この数値は、両端のチャネル波長の
間で、波長が短くなっていく方向に、数値が増大してい
くものでなければならない。
【００３３】別のフィルタの設計が（１９９３年の）Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ第２９巻の１５４−１５６ペ
ージおよび（１９９３年の）Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔ
ｔ第２９巻の１０２５−１０２６ページに記載されてい
る。この論文はブラッグの格子設計に関するものであ
る。１９９４年１２月２８日同時係属出願の米国特許出
願第０８，３６５，６１８号には、必要な応答を作りだ
すフーリエ級数を一緒に形成する、有効長が異なる一連
の光カプラによるろ過が記載されている。この設計方法
は、本発明の目的に適している。
ｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ第２９巻の１５４−１５６ペ
ージおよび（１９９３年の）Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔ
ｔ第２９巻の１０２５−１０２６ページに記載されてい
る。この論文はブラッグの格子設計に関するものであ
る。１９９４年１２月２８日同時係属出願の米国特許出
願第０８，３６５，６１８号には、必要な応答を作りだ
すフーリエ級数を一緒に形成する、有効長が異なる一連
の光カプラによるろ過が記載されている。この設計方法
は、本発明の目的に適している。
【００３４】フィルタに関する論議は、一般に、最初は
平坦なスペクトルからアンプ出力を形成するために使用
される単一の個々の素子について行われてきた。ここで
もまた、フィルタを、最初は平坦な増幅スペクトルを変
化させる目的で、二つまたはそれ以上の素子で構成する
ことができる。この方法は便利であり、一つまたはそれ
以上の結合した素子により、例えば、摂動を打ち消すと
いうような追加の機能を行うことができる。他の方法の
場合は、チャネルを別々に減衰させ、ろ過を行う前にデ
マルチプレクシングが使用される。
平坦なスペクトルからアンプ出力を形成するために使用
される単一の個々の素子について行われてきた。ここで
もまた、フィルタを、最初は平坦な増幅スペクトルを変
化させる目的で、二つまたはそれ以上の素子で構成する
ことができる。この方法は便利であり、一つまたはそれ
以上の結合した素子により、例えば、摂動を打ち消すと
いうような追加の機能を行うことができる。他の方法の
場合は、チャネルを別々に減衰させ、ろ過を行う前にデ
マルチプレクシングが使用される。
【００３５】本発明の一つの利点は、ＳＲＳの観察した
修正可能な部分およびその修正が、本質的に、時間の経
過によって変らないということである。例えば、ある状
況では、トラフィックの変化に従ってチャネル数が増減
することにより、システムの容量が変化する恐れがあ
る。このような状況下では、フィルタを時々調整するほ
うがいい場合がある。リアルタイムの調整は必要ではな
く、実質的な動作期間後、すなわち、数日または数カ月
後に調整を行ったほうがいいと考えられている。米国特
許第５，２２５，９２２号には、システムの出力を必要
なレベルに維持するために、フィ−ドバックを使用した
リアルタイムの装置が記載されている。この装置は、短
期間の変動を修正するためのろ過と一緒に使用すること
ができるだろう。
修正可能な部分およびその修正が、本質的に、時間の経
過によって変らないということである。例えば、ある状
況では、トラフィックの変化に従ってチャネル数が増減
することにより、システムの容量が変化する恐れがあ
る。このような状況下では、フィルタを時々調整するほ
うがいい場合がある。リアルタイムの調整は必要ではな
く、実質的な動作期間後、すなわち、数日または数カ月
後に調整を行ったほうがいいと考えられている。米国特
許第５，２２５，９２２号には、システムの出力を必要
なレベルに維持するために、フィ−ドバックを使用した
リアルタイムの装置が記載されている。この装置は、短
期間の変動を修正するためのろ過と一緒に使用すること
ができるだろう。
【００３６】ほとんどの場合、長距離光ファイバ通信
は、デジタル送信に依存してきた。本発明もデジタル送
信に基づいて説明してきた。アナログにとっては元来不
利なＳＮＲの影響は蒙るけれども、本発明の原理は、ア
ナログ送信にも使用することができる。ＳＲＳの確定的
部分の相対的影響を最大にするために、特別な注意を払
わなければならない例外的な場合はあるが、本発明の原
理は役に立つ。従って、整形したアナログ・システム
は、多数のチャネルを含んでいて、分散ファイバを使用
する動作に基礎を置いている。このようなシステムは、
ＤＣＦと一緒にまたは連結して使用するのが好適であ
る。
は、デジタル送信に依存してきた。本発明もデジタル送
信に基づいて説明してきた。アナログにとっては元来不
利なＳＮＲの影響は蒙るけれども、本発明の原理は、ア
ナログ送信にも使用することができる。ＳＲＳの確定的
部分の相対的影響を最大にするために、特別な注意を払
わなければならない例外的な場合はあるが、本発明の原
理は役に立つ。従って、整形したアナログ・システム
は、多数のチャネルを含んでいて、分散ファイバを使用
する動作に基礎を置いている。このようなシステムは、
ＤＣＦと一緒にまたは連結して使用するのが好適であ
る。
【００３７】＜例＞このデータは、図２および図３の曲
線に関する情報に基づいている。例１−シフトしていな
い分散ファイバを使用する、図２に示したシステム動
作。１６ｐｓ／ｎｍ−ｋｍにより、整形前は９チャネ
ル、整形を行った場合には６０チャネルを使用すること
ができる。容量は係数６．７だけ増大する。
線に関する情報に基づいている。例１−シフトしていな
い分散ファイバを使用する、図２に示したシステム動
作。１６ｐｓ／ｎｍ−ｋｍにより、整形前は９チャネ
ル、整形を行った場合には６０チャネルを使用すること
ができる。容量は係数６．７だけ増大する。
【００３８】例２−２．５ｐｓ／ｎｍ−ｋｍの有限分散
ファイバの２，０００ｋｍのスパンに対するシステム動
作。導入電力は０．６６ｍＷ／チャネル（−１．８ｄＢ
ｍ／チャネル）である。整形を行わない場合には、シス
テムの容量は１８チャネル−整形を行う場合には、８０
チャネルである。（容量は係数４．４だけ増大する。）
ファイバの２，０００ｋｍのスパンに対するシステム動
作。導入電力は０．６６ｍＷ／チャネル（−１．８ｄＢ
ｍ／チャネル）である。整形を行わない場合には、シス
テムの容量は１８チャネル−整形を行う場合には、８０
チャネルである。（容量は係数４．４だけ増大する。）
【００３９】例３−システム動作は、分散の公称値が０
のＤＳＦの１，０００ｋｍのスパンに対するものであ
る。導入電力は、０．３３ｍＷ／チャネル（−４．８ｄ
Ｂｍ／チャネル）である。整形を行わない場合には、シ
ステムの容量は３０チャネル−整形を行う場合には、６
０チャネルである。（容量は係数２だけ増大する。）
のＤＳＦの１，０００ｋｍのスパンに対するものであ
る。導入電力は、０．３３ｍＷ／チャネル（−４．８ｄ
Ｂｍ／チャネル）である。整形を行わない場合には、シ
ステムの容量は３０チャネル−整形を行う場合には、６
０チャネルである。（容量は係数２だけ増大する。）
【図１】関連光ファイバ通信システムの回路図である。
【図２】種々の長さのシステムに対して使用することが
できるＷＤＭチャネルの数を表す曲線である。チャネル
の域値数は、ＳＮＲが０．５ｄＢ劣化した場合に基づい
ていることを示す図である。
できるＷＤＭチャネルの数を表す曲線である。チャネル
の域値数は、ＳＮＲが０．５ｄＢ劣化した場合に基づい
ていることを示す図である。
【図３】チャネル数対分散の曲線で、三つの異なるビッ
ト伝送速度の場合、ファイバ分散の改善がどのように変
わるかを示している図である。
ト伝送速度の場合、ファイバ分散の改善がどのように変
わるかを示している図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ファブリズィオ フォーグヒエリ アメリカ合衆国 08550 ニュージャーシ ィ，プリンストン ジャンクション，ユニ ヴァーシティ ウェイ ３ (72)発明者 ロバート ウィリアム トカッチ アメリカ合衆国 07739 ニュージャーシ ィ，リットル シルヴァー，ウエストウッ ド ロード 27
Claims (13)
- 【請求項１】 スパン中に少なくとも一つの位置と、一
組のチャネル中の短い波長のチャネルと比較すると、長
い波長のチャネルに対する電力レベルが低減するよう
に、ＷＤＭを整形し、それによりＳＲＳの劣化を軽減す
る手段とを含んでいることを特徴とする、ともに「ＷＤ
Ｍスペクトル」をシステム波長に限定するキャリア波長
の一組の変調ＷＤＭチャネルを導入するための送信機
と、受信機と、送信機と受信機とを接続している光ファ
イバ送信ラインと、少なくとも一つのスパンを含んでい
るラインからなる波長分割多重光導波システム。 - 【請求項２】 スパンが、一組中のすべてのＷＤＭチャ
ネルを同時に増幅するための少なくとも一台の光学アン
プを含み、整形手段が、長い波長のチャネルのアンプ利
得より、短い波長のチャネルのアンプ利得を低減させる
請求項１に記載のシステム。 - 【請求項３】 スパンが、複数の光アンプを含んでいる
請求項２に記載のシステム。 - 【請求項４】 整形手段が、各アンプのところに設置さ
れている請求項３に記載のシステム。 - 【請求項５】 手段が、フィルタ素子を含み、ＷＤＭチ
ャネルの増幅が波長によって変化する勾配を持ち、最も
長い波長のチャネルに対する増幅率が、最も短い波長に
対する増幅率より、アンプ入力のところでＳＲＳ損失に
近い大きさだけ大きい請求項４に記載のシステム。 - 【請求項６】 手段が本質的にフィルタ素子からなる請
求項５に記載のシステム。 - 【請求項７】 フィルタ素子が、同時に全ＷＤＭスペク
トルに対応するアンプの利得スペクトルのスペクトル部
分を整形する請求項６に記載のシステム。 - 【請求項８】 スパンの長さが、少なくとも１，０００
ｋｍである請求項２に記載のシステム。 - 【請求項９】 チャネル数とチャネル当たりのビット伝
送速度の積が、少なくとも１００ギガビット／秒である
請求項８に記載のシステム。 - 【請求項１０】 一組のＷＤＭが少なくとも八つのチャ
ネルを含んでいる請求項２に記載のシステム。 - 【請求項１１】 チャネル数とチャネル当たりのビット
伝送速度およびスパンの長さの積が、少なくとも３２
０，０００ｋｍ−ギガビット／秒である請求項２に記載
のシステム。 - 【請求項１２】 スパン内の実質的にすべてのファイバ
が、システム波長で少なくとも１．０ｐｓ／ｎｍ−ｋｍ
の分散度を持っている請求項２に記載のシステム。 - 【請求項１３】 スパンの長さが、少なくとも３００ｋ
ｍであり、スパンが光アンプを含んでいない請求項１に
記載のシステム。
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| US8050574B2 (en) | 2007-03-16 | 2011-11-01 | Fujitsu Limited | Optical receiving apparatus and optical level adjusted quantity setting method therefor |
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