JPH11331077A - 波長多重伝送用分散補償ケーブル - Google Patents

波長多重伝送用分散補償ケーブル

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JPH11331077A
JPH11331077A JP10134987A JP13498798A JPH11331077A JP H11331077 A JPH11331077 A JP H11331077A JP 10134987 A JP10134987 A JP 10134987A JP 13498798 A JP13498798 A JP 13498798A JP H11331077 A JPH11331077 A JP H11331077A
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JP
Japan
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dispersion
wavelength
transmission
cable
optical
Prior art date
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Application number
JP10134987A
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English (en)
Inventor
Kazumasa Osono
和正 大薗
Koki Nasuno
好己 奈須野
Kotaro Tan
孝太郎 丹
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大陸間WDM光海底ケーブルシステム等の超
長距離波長多重伝送系における波長間累積分散量の違い
を抑制した波長多重伝送用分散補償ケーブルを提供す
る。 【解決手段】 光ケーブルを伝送中に発生する分散の累
積を補償する分散補償ファイバ11〜18を、光ケーブ
ルに各波長ごとに備えることにより、多重化された信号
光の分散の累積が全波長域で補償されるので、波長間累
積分散量の違いが抑制され、大陸間WDM光海底ケーブ
ルシステム等の超長距離波長多重伝送系において高速大
容量のデータを伝送することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重伝送用分
散補償ケーブルに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、インターネット等による情報容量
の増大に伴い情報の伝送媒体に対する大容量化の要求が
高まっている。この大容量化に対応する技術の中で最も
有望視されているのが波長多重伝送(以下「WDM」と
いう)方式である。WDM方式は、一本の光ファイバで
複数の信号光を伝送できるので、伝送容量を一気に4〜
16倍に増大させることが可能である。
【0003】そこで、大陸間を結ぶ光海底ケーブルシス
テムのような長距離大容量伝送路への導入が進められて
おり、実用化段階を迎えようとしている。
【0004】WDM技術が急速に立ち上がってきた技術
的背景の一つに光増幅技術の向上が挙げられる。光増幅
技術の一つであるエルビウムドープ光ファイバ増幅器
(以下「EDFA」という)は、減衰した波長1.55
μm帯の光を1000倍程度まで増幅することができる
ので、中継器等に組み込まれて光ファイバ伝送路での損
失を補償する働きをする。
【0005】従来の中継器は光を電気信号に変換し(O
/E変換)、さらに同期再生、波形修正した後、再び電
気信号を光に変換し(E/O変換)、光ファイバ中に戻
す処理を行っていたが、EDFAを内蔵した中継器は光
をそのまま増幅することができるので、E/O変換、O
/E変換や再生/修正処理の必要がない。そのため、理
論的には信号光のパルス幅を狭くすればいくらでも高速
化が可能で伝送速度を制限する必要がない伝送システム
の構築が可能になった。
【0006】このようなEDFAを用いた太平洋横断光
海底ケーブルシステム(TPC−5CN)は既に実用化
されており、その特徴を生かして5Gbit/sという
高速伝送が実現されている。
【0007】ところでEDFAを用いた長距離高速伝送
システムは、伝送途中で信号光の再生/修正処理を行わ
ないので、光ファイバの分散が伝送容量の制限に関わっ
てくる。特に大陸間光海底ケーブルのように伝送距離が
長い場合、わずかな分散のずれが光ファイバの長さ方向
に蓄積されるので、分散の管理が重要である。分散管理
の方法としてはEDFAの出現以前は、基本的にトータ
ル分散を零にしていた。
【0008】しかし、EDFAにより従来よりも強いパ
ワーの信号光が光ファイバに入ると非線形現象が発生す
る問題が生じてきた。例えば、零分散波長近傍の信号光
では4光波混合が生じてノイズの増大と信号光の減少と
を引き起こすことが報告されている (例えばS.Saito et
al.,Lightwave Tchnol.,10,8,pp.1117-1126,1992)。
【0009】そこで、その対策として信号光波長を一分
散領域にし、所々で累積分散値を零に戻す方法で4光波
混合の発生を抑えられることが報告されている(A.Naka
etal.,Topical Meeting on Optical Amplifiers and T
heir Application,SuC3-1,Yokohama,1993)。これらの現
象及び対策はWDM伝送システムにも当てはまり同様な
対策を行っている。また、EDFAは異なる波長の信号
光を同時に増幅することが可能なので、WDMシステム
においても損失補償中継器として使用することができ
る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、WDM
システムにおいては、以下のような問題点があった。
【0011】例えば8波の信号光を同時に伝送するWD
Mシステムを考えると、非線形現象による4光波混合の
発生を抑えるべく、それぞれの信号光波長を負(−)の
分散領域に設定し、所々で累積分散値を零に戻すために
正(+)の分散を持った光ファイバを共通に使用する方
法が用いられる。この場合、光ファイバの持つ分散特性
の波長依存性(分散スローブ)の存在により、図3に示
すようにそれぞれの波長間である長さにより蓄積する分
散量が異なるため、一本の分散補償光ファイバでは特定
の波長を持った信号光においてのみ分散を零にすること
ができるが、他の波長の信号光の分散を零にすることが
できない。さらに、伝送距離の増加に伴い波長間の分散
量の差は蓄積されていく。この分散量の差の蓄積は伝送
距離が長いほど大きくなり、また、一波当たりの伝送速
度が速いほど許容蓄積量が小さくなり、結果として伝送
距離と容量との制限をもたらすという問題があった。な
お、図3は従来の波長多重伝送の各波長間の累積分散量
の特性図であり、横軸が距離、縦軸が分散を示してい
る。
【0012】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、大陸間WDM光海底ケーブルシステム等の超長距離
波長多重伝送系における波長間累積分散量の違いを抑制
した波長多重伝送用分散補償ケーブルを提供することに
ある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、波長の異なる複数の信号光を合波して一本
の光ファイバで伝送する波長多重伝送用の光ケーブルに
おいて、光ケーブルに信号光を伝送する際に発生する分
散の累積を補償する分散補償ファイバを、光ケーブルに
各波長ごとに挿入したものである。
【0014】上記構成に加え本発明の波長多重伝送用分
散補償ケーブルの各分散補償用光ファイバは、各波長に
より異なる累積分散量に合わせてその分散特性を調整す
ることにより、その長さを等しくするのが好ましい。
【0015】上記構成に加え本発明の波長多重伝送用分
散補償ケーブルの分散補償用光ファイバは、波長の数よ
り少ない種類の分散補償用光ファイバの中から組み合わ
されるのが好ましい。
【0016】上記構成に加え本発明の波長多重伝送用分
散補償ケーブルの分散補償用光ファイバは、前後に伝送
システムの波長数に合わせた合波器及び分波器を設ける
のが好ましい。
【0017】すなわち本発明は、波長多重伝送用分散補
償ケーブルを構成する光ファイバを多重化された各波長
ごとに準備し、各光ファイバにそれぞれの波長に合わせ
た分散補償量を持たせ、かつ各光ファイバの必要条長が
等しくなるように調整することにより、多心ケーブル化
を可能にするものである。また、波長多重伝送用分散ケ
ーブル及び利得補償用ケーブルを構成する光ファイバの
屈折率分布をそれぞれ調整することにより、所望の分散
特性を得ることができる。なお、各光ファイバの伝送損
失特性は線引き条件によりほぼ等しくすることができ
る。
【0018】本発明によれば、光ケーブルを伝送中に発
生する分散の累積を補償する分散補償ファイバを光ケー
ブルに各波長ごとに備えることにより、多重化された信
号光の分散の累積が全波長域で補償されるので、波長間
累積分散量の違いが抑制され、大陸間WDM光海底ケー
ブルシステム等の超長距離波長多重伝送系において高速
大容量のデータの伝送が可能となる。
【0019】また、波長多重伝送用分散補償ケーブル
は、各分散補償用光ファイバを、各波長により異なる累
積分散量に合わせてその分散特性を調整することによ
り、その長さが等しくなり、多心化が容易となる。
【0020】波長多重伝送用分散補償ケーブルは、分散
補償用光ファイバを、波長の数より少ない種類の分散補
償用光ファイバの中から組み合わせることにより、製造
工程数やコストを低減することができる。
【0021】波長多重伝送用分散補償ケーブルは、分散
補償用光ファイバの前後に伝送システムの波長数に合わ
せた合波器及び分波器を設けることにより、製造が容易
で、かつ伝送損失を少なくすることができる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
【0023】図1は本発明の波長多重伝送用分散補償ケ
ーブルの一実施の形態を示す概念図である。
【0024】この波長多重伝送用分散補償ケーブル3
は、波長多重信号光を波長ごとに分波する分波器(1入
力8出力)9と、分波器9の出力側に接続された複数
(図では8本であるが限定されない)の分散補償光ファ
イバ11〜18と、分散補償光ファイバ11〜18の出
力側に接続され波長の異なる信号光を合波する合波器
(8入力1出力)10とで構成されている。波長多重伝
送用分散補償ケーブル3は、1本の伝送用の光ファイバ
に直列接続されて使用される。
【0025】分散補償ファイバ11〜18は、伝送中に
発生する分散の累積を補償する機能を有し、長さは互い
に等しいが全長の分散補償量がそれぞれ異なっている。
【0026】分波器9は波長1555〜1562nmの
信号光を波長ごとに分波し、合波器10は波長1555
〜1562nmの信号光を合波する。
【0027】この波長多重伝送用分散補償ケーブル3
は、波長多重伝送用分散補償ケーブル3に接続されて組
になる光ケーブル内を、例えば波長1555〜1562
nmの信号が伝送するときに生じる各波長の分散を補償
するような分散特性を有するケーブルである。
【0028】ここで、波長多重伝送用分散補償ケーブル
3について数値を挙げて説明するが限定されるものでは
ない。
【0029】波長多重伝送用分散補償ケーブル3は、波
長1555〜1562nm領域の分散値が−2.7〜−
2.0ps/km/nmの特性を有する伝送用光ファイ
バ350km分の分散を補償するために、表1に示すよ
うな特性及びA〜Dのファイバの組み合わせからなる光
ファイバ11〜18が束ねられて構成されており、長さ
は55.59kmである。尚、表1中の分散特性とは、
55.59km全長にわたって平均化した分散特性を示
している。
【0030】
【表1】
【0031】分散補償光ファイバ11〜18の分散特性
を制御するには、表2に示すような分散特性の異なる4
種類の光ファイバA、B、C、Dを組み合わせたときの
全長が55.59kmで所望の分散補償量を得られるよ
うに最適化することにより実現できる。
【0032】
【表2】
【0033】光ファイバA、B、C、Dの分散を制御す
るには、各光ファイバA、B、C、Dの屈折率分布、具
体的には表2に示すようにコア/クラッド間の比屈折率
差Δnを変えることにより実現できる。また、光ファイ
バA、B、C、Dの伝送損失は、0.190〜0.20
1dB/km程度のバラツキがあるので、組み合わせて
分散補償光ファイバ11〜18を構成する際に、各光フ
ァイバ11〜18間での損失が等しくなるよう接続損失
で調整を行うのが好ましい。例えば、分散補償光ファイ
バ18は、接続1か所を含む全損失値が11.15dB
なので、分散補償光ファイバ11では光ファイバのみの
全損失10.56dBに付加損失として接続を途中に1
か所設け、接続時のコア軸調心を制御することで0.5
9dBの損失を与えることにより、分散補償光ファイバ
11〜18間での損失が略等しくなる。
【0034】以上により作製した分散補償ケーブル3を
3組と、伝送用光ファイバ(1組50km)21組用い
て一周1216.77kmの伝送路を構築し、周回伝送
実験を行った。
【0035】
【実施例】図2は本発明の波長多重伝送用分散補償ケー
ブルを用いた周回伝送実験系の一実施例を示す模式図で
ある。
【0036】送信部1の出力端が光ファイバ19を介し
て光スイッチ20の入力端に接続されている。光スイッ
チ20の出力端は3dBカプラ7の一方の入力端7aに
接続されている。3dBカプラ7の一方の出力端7bに
は光増幅器8が接続され、光増幅器8は可変波長狭帯域
フィルタ6を介して受信部5に接続されている。
【0037】3dBカプラ7の他方の出力端7dと、他
方の入力端7cとの間には、伝送用光ファイバ2、光増
幅中継器4、波長多重伝送用分散補償ケーブル3、伝送
用光ファイバ2、光増幅中継器4、伝送用光ファイバ2
がこの順に直列接続されている。
【0038】この実験系により、実験を開始すると、送
信部1は1555〜1562nmの8個のLD(出力0
dBm)を外部変調器でドライブし、10Gbit/s
の高速信号を発信する。送信部1には、これら8波の信
号光を1本の光ファイバに合波させるための合波器が内
蔵されている。送信部1から発信された信号光は3dB
カプラ7を介して伝送用光ファイバ2に送られる。伝送
用光ファイバ2は4光波混合の発生を抑制するために信
号光波長1555〜1562nm領域において(−)の
分散を持つように調整されたノン零分散シフトファイバ
(NZDF)で1スパンが50kmのものが21組あ
る。光ファイバ2の平均諸特性を示すと、零分散波長が
1582nmであり、波長が1555〜1562nm領
域の分散値が−2.7〜−2.0ps/km/nmであ
り、MFDが9.6μmであり、損失が0.202dB
/km(1558nm)であり、分散スロープが0.1
ps/km/nm/nmである。
【0039】また、各伝送用光ファイバ2と分散補償ケ
ーブル3との間には、伝送損失を補償する光増幅中継器
4が挿入されている。光増幅器4は入力する8波の信号
光を−3dBmから7dBmまで増幅する。伝送用光フ
ァイバ2や分散補償ケーブル3等からなるループ内を周
回した信号光は、再び3dBカプラ7を介して受信感度
向上用増幅器8に入力し、増幅された後、可変波長狭帯
域フィルタ6により任意の信号光が選択され受信部5で
信号光が受信される。分散補償ケーブル3の効果により
各波長において受信部5における累積分散値は0±3p
s/km/nm以内になっていた。
【0040】距離9700km、8波多重伝送実験を行
ったところ、9700km伝送においても全ての波長に
おいて符号誤り率10-9以下となる受信感度は−28.
5dBm以下と良好なことが確認された。
【0041】以上において、図1に示した波長多重伝送
用分散補償ケーブルによれば、波長多重伝送時の全ての
信号光波長において累積分散量を略零にすることが可能
なので、波長間の累積分散量の違いによって生じる波長
間の伝送能力の差がなく、光ファイバがもつ伝送能力を
十分に利用することができるので、超長距離高速波長多
重伝送が可能になる。さらに受信部でそれぞれの波長の
異なった累積分散量を補償するために分散補償量の異な
った補償器を準備する必要がなく、受信部のシステム構
成が単純になる。
【0042】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
【0043】伝送中にそれぞれの波長で発生する分散の
累積を補償する分散補償ファイバを各波長ごとに設ける
ことにより、大陸間WDM光海底ケーブルシステム等の
超長距離波長多重伝送系における波長間累積分散量の違
いを抑制した波長多重伝送用分散補償ケーブルの提供を
実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の波長多重伝送用分散補償ケーブルの一
実施の形態を示す概念図である。
【図2】本発明の波長多重伝送用分散補償ケーブルを用
いた周回伝送実験系の一実施例を示す模式図である。
【図3】従来の波長多重伝送の各波長間の累積分散量の
特性図である。
【符号の説明】
9 分波器 10 合波器 11〜18 分散補償光ファイバ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 波長の異なる複数の信号光を合波して一
    本の光ファイバで伝送する波長多重伝送用の光ケーブル
    において、該光ケーブルに信号光を伝送する際に発生す
    る分散の累積を補償する分散補償ファイバを、上記光ケ
    ーブルに各波長ごとに挿入したことを特徴とする波長多
    重伝送用分散補償ケーブル。
  2. 【請求項2】 上記各分散補償用光ファイバは、各波長
    により異なる累積分散量に合わせてその分散特性を調整
    することにより、その長さを等しくした請求項1に記載
    の波長多重伝送用分散補償ケーブル。
  3. 【請求項3】 上記分散補償用光ファイバは、上記波長
    の数より少ない種類の分散補償用光ファイバの中から組
    み合わされた請求項1に記載の波長多重伝送用分散補償
    ケーブル。
  4. 【請求項4】 上記分散補償用光ファイバは、前後に伝
    送システムの波長数に合わせた合波器及び分波器を設け
    た請求項1に記載の波長多重伝送用分散補償ケーブル。
JP10134987A 1998-05-18 1998-05-18 波長多重伝送用分散補償ケーブル Pending JPH11331077A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100795576B1 (ko) * 2001-11-20 2008-01-21 주식회사 케이티 음 분산 평탄광섬유를 이용한 광대역 분산 보상 광 증폭기
KR100844379B1 (ko) * 2001-11-20 2008-07-07 주식회사 케이티 음 분산 평탄광섬유를 이용한 광대역 분산 보상 소자
JP4938662B2 (ja) * 2004-08-11 2012-05-23 タイコ エレクトロニクス サブシー コミュニケーションズ エルエルシー 差動位相偏移変調の変調形式を用いた光ネットワークにおける分散管理

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