JPWO2004100409A1 - 波長分散補償方法及びそれを用いた波長分割多重伝送システム - Google Patents

Abstract

本発明は、光伝送路の波長分散を補償する波長分散補償方法において、所定長の光伝送路毎に分散補償器を設けた第１分散補償区間で残留分散スロープが正となるよう前記分散補償器を設定し、所定数の第１分散補償区間毎に分散スロープ補償器を設けた第２分散補償区間で残留分散スロープが０となるよう前記分散スロープ補償器に負の分散スロープを設定するよう構成することにより、補償ノードの分散スロープ補償器における光損失を抑えることができる。

Description

本発明は、波長分散補償方法及びそれを用いた波長分割多重伝送システムに関し、光伝送システムで生じる波長分散を補償するための波長分散補償方法及びそれを用いた波長分割多重伝送システムに関する。

ＩＰトラフィックの爆発的な増大により、大容量かつ低コストの伝送システムに対する要求が急増している。そのような要求に対して、波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）伝送システムの更なる大容量化及び低コスト化が図られている。
通常、波長分割多重されて伝送される光信号は、伝送路である光ファイバ中を伝搬するときに波長分散をともなう。波長分散とは光ファイバの屈折率が波長に依存するために、わずかに異なった波長で伝送速度に差が生じることである。光変調によってある帯域幅を有する光信号が、波長分散を有する光ファイバ中を伝搬するときに、パルス波形の広がりを起こし、波形歪みによる伝送品質の劣化などを引き起し、ＷＤＭ伝送システムにおける伝送距離を制限する。
特に、ＥＤＦＡ（Ｅｒｂｉｕｍ Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：エルビウム添加光ファイバ増幅器）や近年研究開発が盛んに行われているＤＲＡ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｒａｍａｎ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：分布ラマン光増幅器）に代表される光増幅器を用いた長距離ＷＤＭ伝送システムの場合、信号光は送信端局から受信端局まで光のまま伝送されるため、伝送路前の波長分散が累積してしまう。
前述の波形歪みを抑えるために、累積波長分散を所定値内にする必要があり、そのために、適当な間隔で分散補償ファイバ（ＤＣＦ：Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ Ｆｉｂｅｒ）などの波長分散補償器が伝送路中に任意の間隔で挿入される。
また、ＷＤＭ伝送システムにおいては、伝送路の分散スロープの影響により累積波長分散が信号光波長毎に異なってくるという問題がある。そこで、伝送路の波長分散及び分散スロープの両方を補償するスロープ補償型分散補償ファイバをＷＤＭ伝送システムに用いる構成が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
ここで、分散及び分散スロープ補償器についての議論を簡単に行うためにいくつかの概念を導入する。図１は、仮想のファイバまたは分散補償器について、縦軸に分散値、横軸に波長をとった特性図を示す。λ_Ｓは想定するバンドの最短波長、λ_Ｌは最長波長、λ_Ｍは中心波長、ＢＷ（＝λ_Ｌ−λ_Ｓ）は波長幅である。トータルの分散値Ｄｔ［ｐｓ／ｎｍ］については
Ｄｔ＝Ｄ（λ_Ｍ）×ｌ …（１）
とする。ここで、Ｄ（λ）［ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ］は分散、ｌはファイバの長さである。そして分散スロープに起因する最長波長の分散値と最短波長の分散値との差Ｄｓ［ｐｓ／ｎｍ］については
Ｄｓ＝［Ｄ（λ_Ｌ）−Ｄ（λ_Ｓ）］×ｌ …（２）
と定義することにする。Ｄｓについては分散カーブを１次関数で近似する場合、
Ｄｓ＝Ｓ（λ_Ｍ）×ＢＷ …（３）
とも記述できる。Ｓ（λ）［ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ］は分散スロープである。また、一般的に良く使用されるＲＤＳ＝Ｓ／Ｄ［１／ｎｍ］という値があるが、このＲＤＳはＤｔ、Ｄｓ及びＢＷを用いて
ＲＤＳ＝Ｄｓ／（Ｄｔ×ＢＷ） …（４）
と記述できる。
伝送路のＤｔ値，Ｄｓ値をＤｔｄ，Ｄｓｄとし、その伝送路を補償する分散補償ファイバのＤｔ値，Ｄｓ値をＤｔｃ，Ｄｓｃとすると、分散補償率、分散スロープ補償率を以下の式で定義する。
分散補償率＝（Ｄｔｃ／Ｄｔｄ）×１００［％］ …（５）
分散スロープ補償率＝［（Ｄｓｃ／Ｄｔｃ）／（Ｄｓｄ／Ｄｔｄ）］
×１００［％］ …（６）
図２（Ａ），（Ｂ）に、伝送路の波長分散及び分散スロープの両方を補償するスロープ補償型分散補償ファイバを用いた従米のＷＤＭ伝送システムの一例のブロック図と、その累積波長分散対伝送距離特性図（分散マップ）を示す。
図２（Ａ）において、各波長の光送信機（ＯＳ）１０から出力された光信号は、光合波器１１により波長多重され、光増幅器１２で光のまま信号増幅された後、伝送路に送出される。
ＷＤＭ信号は伝送路光ファイバの波長分散及び分散スロープの影響を受けながら伝搬するので、図２（Ｂ）のａ，ｃ，ｅ，ｇ，…，ｚ点に示す伝送路出力において各波長の累積分散が異なる。光増幅中継ノード１４_１〜１４ｎそれぞれはスロープ補償型分散補償器（ＤＣＭ）１５_１〜１５ｎを備えており、伝送路光ファイバ１３_１〜１３ｎそれぞれの累積波長分散と分散スロープを共に補償する。そして、分散補償率１００％、分散スロープ補償率１００％とし、図２（Ｂ）のｂ，ｄ，ｆ，ｈ点に示されるように、光増幅中継ノード毎に各波長の累積分散が０（零）となるようなシステムを目標としている。
しかし、分散補償率及び分散スロープ補償率は常に１００％に設定することは困難であり、実際のシステムでは分散補償率及び分散スロープ補償率が１００±β（β＞０）％という補償ずれを持つ。そして超長距離の伝送システムを想定した場合、光増幅中継ノード数が増加するため、光伝送路及び分散補償器における分散及び分散スロープのずれの影響が顕著になる。
また、伝送路長がばらつくことも補償ずれの原因となる。そのため、超長距離伝送システムでは数個の光増幅中継ノード毎に分散及び分散スロープを補償する補償ノードを挿入することが必要となる（例えば、特許文献２，３，４参照。）。補償ノードを含めた場合の分散及び分散スロープ補償器配置構成として、光増幅中継ノードには分散補償器（スロープ補償型分散補償器）のみを設け、補償ノードには分散補償器と分散スロープ補償器を設ける場合がある。分散スロープ補償器は、波長帯域の中心波長での分散値、すなわちＤｔの値が０［ｐｓ／ｎｍ］で、Ｄｓが正または負の有限の値を持つようなものと定める。
この伝送システム構成及び累積波長分散対伝送距離特性を示したのが図３（Ａ），（Ｂ）である。図３（Ａ）において、所定長の伝送路（例えば１３_１）及びその伝送路の分散を補償する分散補償器を含む１つの光増幅中継ノード（例えば１４_１）から構成される分散補償区間を第１分散補償区間とし、所定数Ｍの第１分散補償区間及び補償ノード（例えば１６_１）からなる分散補償区間を第２分散補償区間とする。つまり、Ｍ番目の第１分散補償区間では光増幅中継ノードが補償ノードに置き換えられている。
第１分散補償区間においては、分散と同時に分散スロープも補償するスロープ補償型分散補償器（例えば１５_１）のみを配置し、Ｄｔ＝０でＤｓが有限の値を持つような分散スローブ補償器は配置しない。
そして、第２分散補償区間においては、分散補償すると同時に分散スロープ補償ずれにより生じた残留分散スロープについても補償ノード（例えば１６_１）内の分散補償器１７，分散スロープ補償器１８を用いて補償する。なお、１９、２０は光増幅器である。
特開平６−１１６２０号公報 特開２０００−２６１３７７号公報 特開２００１−９４５１０号公報 特開２００２−２８０９５９号公報

超長距離の伝送システムにおいて、第２分散補償区間毎に累積した分散及び分散スロープ補償ずれを補償ノード（例えば１６_１）にて補償する場合、補償ノードは光増幅中継ノードに比べ、より多くの構成要素を持つことになり、結果として補償ノードで生じる損失が大きくなる。その結果、補償ノードにおける光ＳＮ比が劣化する。この光ＳＮ比の劣化を防ぐには、光増幅器の利得を高くするということが考えられる。しかし、この場合には他の光増幅中継ノードに配置されている光増幅器とは異なる高利得の光増幅器を導入する必要があり、高コスト化につながってしまうという問題があった。
光ＳＮ比の劣化を最小限に留め、かつ、コストも低くするためには補償ノードに配置された分散及び分散スロープ補償器の損失を低く抑え、光増幅中継ノードにおける損失と同程度にすることが必要となる。また、分散及び分散スロープ補償器を伝送システムに組み込むことを考えると収納スペースが限られる。従って、分散及び分散スロープ補償器の少スペース化も問題であった。

本発明は、補償ノードにおける光損失を抑えることができ、また、少スペース化を実現できる波長分散補償方法及びそれを用いた波長分割多重伝送システムを提供することを総括的な目的とする。
この目的を達成するため、本発明は、光伝送路の波長分散を補償する波長分散補償方法において、所定長の光伝送路毎に分散補償器を設けた第１分散補償区間で残留分散スロープが正となるよう前記分散補償器を設定し、所定数の第１分散補償区間毎に分散スロープ補償器を設けた第２分散補償区間で残留分散スロープが０となるよう前記分散スロープ補償器に負の分散スロープを設定するよう構成する。
このような波長分散補償方法によれば、補償ノードの分散スロープ補償器における光損失を抑えることができる。

図１は、仮想のファイバまたは分散補償器について、縦軸に分散値、横軸に波長をとった特性図である。
図２は、従来のＷＤＭ伝送システムの一例のブロック図及び累積波長分散対伝送距離特性図である。
図３は、従来のＷＤＭ伝送システムの他の一例のブロック図及び累積波長分散対伝送距離特性図である。
図４は、正の分散スロープを持つ分散スロープ補償器を説明するための図である。
図５は、負の分散スロープを持つ分散スロープ補償器を説明するための図である。
図６は、本発明のＷＤＭ伝送システムの一実施例のブロック図である。
図７は、本発明のＷＤＭ伝送システムの累積波長分散対伝送距離特性図である。
図８は、本発明のＷＤＭ伝送システムの各点の分散スロープを示す図である。
図９は、補償ノードの構成図である。
図１０は、本発明のＷＤＭ伝送システムの累積波長分散対伝送距離特性図である。
図１１は、本発明のＷＤＭ伝送システムの各点の分散スロープを示す図である。

まず、本発明の原理について説明する。
分散スロープを一括補償する分散スロープ補償器としては、ファイバタイプのものが代表的である。ファイバタイプ分散スロープ補償器は、各種ファイバを組み合わせることで希望する分散スロープを持つ分散スロープ補償器を実現している。Ｃ−ｂａｎｄ（帯域３６ｎｍ）において、既存のファイバを用いて実現可能な分散スロープ補償器を、正の分散スロープを持つものを図４に示し、負の分散スロープを持つものを図５に示す。比較のため各分散スロープ補償器のＤｓ値の絶対値は１００に統一してある。
図４、図５において、Ｄｓは図１にて定義した最長波長の分散値と最短波長の分散値との差であり、Ｄｓ／Ｌｏｓｓは光損失１ｄＢ当たりの最長波長の分散値と最短波長の分散値との差であり、分散スロープ補償量と関連付けられる。従って、Ｄｓ／Ｌｏｓｓの絶対値が大きいほど少ない損失で多くの分散スロープ補償が可能な性能の良い分散スロープ補償器と考えることができる。
そのＤｓ／Ｌｏｓｓ値が大きい組み合わせを、正の分散スロープを持つものと負の分散スロープを持つものについて、それぞれ４通りずつ挙げている。Ｄｓ／Ｌｏｓｓ値を比較すると、図４に示した負の分散スロープを持つ分散スロープ補償器の方が、図５に示した正の分散スロープを持つ分散スロープ補償器よりもＤｓ／Ｌｏｓｓの絶対値が比較的大きいことがわかる。
従って、補償ノードにて分散スロープ補償を行う場合、正の分散スロープ値を持つ分散スロープ補償器を使用するよりも、負の分散スロープ値を持つ分散スロープ補償器を使用する方が、補償ノードにおける損失値を抑えることができることになる。
次に、収納スペースの観点で議論する。負の分散スロープを持つ分散スロープ補償器は、図４のＡ欄に示すＤｓ／Ｌｏｓｓの数値が高いもので、約１３ｋｍのファイバ長を持ち、そのうち２．４ｋｍがＥ−ＬＥＡＦ（Ｃｏｒｎｉｎｇ社製のノンゼロ分散シフトファイバ（ＮＺ−ＤＳＦ））のＤＣＦで、１０．５ｋｍがＳＭＦ（シングルモードファイバ）である（Ｄｓ＝−１００ｐｓ／ｎｍの場合）。
一方で、正の分散スロープを持つ分散スロープ補償器は、図５のＣ欄に示すＤｓ／Ｌｏｓｓの数値が高いもので、約３０ｋｍのファイバ長を持ち、そのうち約１ｋｍがＳＭＦを用い、約２９ｋｍがｏｌｄ−ＬＥＡＦ（Ｃｏｒｎｉｎｇ社製のノンゼロ分散シフトファイバ）である（Ｄｓ＝＋１００ｐｓ／ｎｍの場合）。なお、図４、図５における、ＴＷ−ＲＳは旧ルーセント社製のノンゼロ分散シフトファイバであり、ｏｌｄ−ＬＥＡＦはＣｏｒｎｉｎｇ社製のノンゼロ分散シフトファイバであり、ＴｅｒａＬｉｇｈｔはＡｌｃａｔｅｌ社製のノンゼロ分散シフトファイバである。
また、ファイバ長の差に加え、ｏｌｄ−ＬＥＡＦはＳＭＦに比べて曲げ損失が大きく、ＳＭＦと同じファイバ長であっても収納に要するスペースは大きい。従って、収納スペースの観点からも負の分散スロープを持つ分散スロープ補償器の方が有利である。また、製造のしやすさという面でも分散値が負で分散スロープ値が負であるような分散補償器の方が優れている。
以上の分散補償器の性質を利用し、低損失な補償ノードを実現する。その方法を以下に示す。
（Ａ）第１分散補償区間における分散スロープ不足補償
現在の光分割多重伝送システムでは分散スロープ補償率の目標値は１００％に設定されている。そして統計的ゆらぎを考慮した場合には伝送後の分散スロープ補償率は１００±β（β＞０）％となる。分散スロープ補償率が１００−β％となった場合には負の分散スロープを持つ分散スロープ補償器を用いることで損失を低く抑えつつ、分散スロープを補償することが可能である。
一方で分散スロープ補償率が１００＋β％となった場合には正の分散スロープを持つ分散スロープ補償器を必要とする。その場合スロープ補償器の損失が大きくなり、結果として光ＳＮ比が劣化する。
そこで本発明では、波長分割多重伝送システムにおいて、正の波長分散を有する複数の光伝送路と、その光伝送路の分散及び分散スロープを共に補償する複数のスロープ補償型分散補償器から構成される第１分散補償区間では分散スロープ補償を不足補償とし（但し、分散補償は１００％）、複数の第１分散補償区間から構成される第２分散補償区間に配置された補償ノードでは低損失な負の分散スロープを持つ分散スロープ補償器を用いてスロープ補償を行うことにより、補償ノードにおける損失を低減し光ＳＮ比劣化を抑えながら、分散スロープ補償率を高めたシステムを実現する。
図６は、本発明のＷＤＭ伝送システムの一実施例のブロック図を示す。図７に、その累積波長分散対伝送距離特性（分散マップ）を示し、図８（Ａ）〜（Ｄ）に、図６の各点の分散スロープを示す。
図６において、各波長の光送信機（ＯＳ）３０から出力された光信号は、光合波器３１により波長多重され、光増幅器３２で光のまま信号増幅された後、伝送路に送出される。
伝送路には、所定長の伝送路光ファイバ３３_１〜３３ｎ毎に光増幅中継ノード３４_１〜３４ｎが設けられている。光増幅中継ノード３４_１〜３４ｎそれぞれはスロープ補償型分散補償器（ＤＣＭ）３５_１〜３５ｎを備えており、伝送路光ファイバ３３_１〜３３ｎそれぞれの波長分散と分散スロープを共に補償する。
また、正の波長分散を有する所定長の伝送路（例えば３３_１）と、その伝送路の分散及び分散スロープを共に補償するスロープ補償型分散補償器を含む１つの光増幅中継ノード（例えば３４_１）から構成される分散補償区間を第１分散補償区間としたとき、所定数Ｍの第１分散補償区間毎に補償ノード（例えば３６_１）が設けられている。つまり、Ｍ番目の第１分散補償区間では光増幅中継ノードが補償ノードに置き換えられている。この所定数の第１分散補償区間と補償ノードとからなる分散補償区間を第２分散補償区間とする。ところで、第１分散補償区間内には光増幅中継ノードの他に、光増幅器（分散補償器を含まない）が設けられている場合もある。
補償ノード３６_１は図９（Ａ）に示すように、分散補償器４０と分散スロープ補償器４１と、分散補償器４０に入力光信号を増幅して供給する光増幅器４３と、分散スロープ補償器４１から供給される光信号を増幅して出力する光増幅器４４から構成されている。
正の波長分散を有する光伝送路３３_１〜３３ｎと光増幅中継ノード３４_１〜３４ｎから構成される第１分散補償区間においては、伝送距離に対して残留分散スロープが正となるように分散スロープ補償目標を設定する（残留分散は０）。すなわち、分散スロープ補償率の目標値を１００−α（α＞０）％とする。その結果、第１分散補償区間を繰り返すに従って分散スロープが図７に示すように累積する。図６におけるｂ，ｄ，ｊ点それぞれの分散スロープを図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示す。なお、図７において、細い実線は最短波長λ_Ｓを示し、細い実線は中心波長λ_Ｍを示し、破線は最長波長λ_Ｌを示す。
そして、所定数の第１分散補償区間からなる第２分散補償区間においては、分散スロープ補償率が１００％となるように分散スロープ補償目標を設定する。図６における１点の分散スロープを図８（Ｄ）に示す。
統計的ゆらぎを考慮して分散スロープ補償率が１００−α±β％となった場合でも、第１分散補償区間での分散スロープ補償率目標値を１００−α（α≧β）％と設定すると、分散スロープ補償率は１００−α±１０（α≧β）％＜１００％となり、第２分散補償区間では常に分散スロープは不足補償であるため、正の分散スロープを補償する必要がなくなる。第１分散補償区間における分散スロープ不足補償を第２分散補償区間で行うことにより、比較的損失の大きい、正の分散スロープを持つ分散スロープ補償器の使用を回避し、補償ノードにおける損失を低減できる。
（Ｂ）分散及び分散スロープの一括補償
補償ノード３６_１として、負の分散スロープを持つ分散スロープ補償器を挿入するだけでは損失が大きすぎる場合には、分散及び分散スロープを１つのスロープ補償型分散補償器で補償する。つまり、図９（Ａ）に示すように分散補償器４０と分散スロープ補償器４１で分散と分散スロープを別々に補償するのではなく、図９（Ｂ）に示すようにファイバを組み合わせて構成したスロープ補償型分散補償器４２で分散値及び分散スロープを一括で補償する。まず、補償ファイバの組み合わせを検討する必要がある。伝送路として正の分散値及び正の分散スロープを持つものとする。
伝送路のＤｔ値をＤｔｄ、Ｄｓ値をＤｓｄ、ＲＤＳ値をＲＤＳｄ、補償ノードに挿入される分散及び分散スロープ一括補償型分散補償器のＤｔ値をＤｔ_ＣＮ、Ｄｓ値をＤｓ_ＣＮ、ＲＤＳ値をＲＤＳ_ＣＮとする。第１分散補償区間での分散補償率を１００％、分散スロープ補償率を１００−α％とし、補償ノードはＭスパン（スパンは第１分散補償区間）毎に挿入するものとする。この場合Ｄｔ_ＣＮ、Ｄｓ_ＣＮ、ＲＤＳ_ＣＮは、
Ｄｔ_ＣＮ＝Ｄｔｄ ［ｐｓ／ｎｍ］ …（７ａ）
Ｄｓ_ＣＮ＝Ｄｓｄ×（α／１００）×（Ｍ−１）＋Ｄｓｄ ［ｐｓ／ｎｍ］
…（７ｂ）
ＲＤＳ_ＣＮ＝［Ｄｓｄ／（Ｄｔｄ・ＢＷ）］×［１＋α（Ｍ−１）／１００］
［１／ｎｍ］ …（７ｃ）
となる。
α＞０のため、式（７ｃ）より補償ノードの分散及び分散スロープ補償器に必要とされるＲＤＳ_ＣＮは伝送路のＲＤＳｄよりも大きいものとなる。このＲＤＳ_ＣＮを実現するために、１種もしくは２種のファイバを使用する。１種のファイバを使用する場合、そのＲＤＳはＲＤＳ_ＣＮと等しく（もしくは、ほぼ同等で）なければならない。
２種のファイバを使用する際、それぞれのＲＤＳをＲＤＳ_１、ＲＤＳ_２（ＲＤＳ_１＞ＲＤＳ_２と仮定）とすると、
ＲＤＳ_１≧ＲＤＳ_ＣＮ≧ＲＤＳ_２ …（８）
を満足し、かつ損失の少ないものを選択することが必要である。
補償ノード３６１にて補償すべきＤｔ、Ｄｓ値が判明し、組み合わせる２種のファイバを決定した後、下式より各ファイバの長さを決定する。
−Ｄｔ＝Ｄ_１×ｌ_１＋Ｄ_２×ｌ_２ …（９ａ）
−Ｄｓ＝Ｄｓ_１＋Ｄｓ_２
＝［Ｄ_１（λ_Ｌ）−Ｄ_１（λ_Ｓ）］×ｌ_１＋［Ｄ_２（λ_Ｌ）−Ｄ_２（λ_Ｓ）］×ｌ_２
＝Ｓ_１×ＢＷ×ｌ_１＋Ｓ_２×ＢＷ×ｌ_２ …（９ｂ）
Ｄｉ（ｉ＝１，２）［ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ］は組み合わせるファイバの分散値、ｌｉ（ｉ＝１，２）は各ファイバの長さ、Ｓｉ（ｉ＝１，２）は分散スロープ、ＢＷは波長帯域である。
（Ｃ）補償ノードにおける損失の各中継器への分配
方法（Ａ）では光増幅中継ノード３４_１〜３４ｎにおける分散補償は１００％であったが、補償ノード３６_１の低損失化を行うために、光増幅中継ノードでの分散補償率を１００＋γ（γ＞０）％に設定する。これにより、補償ノード３６_１をＭスパン毎に挿入するシステムの場合、補償ノード３６_１での分散補償率は１００−γ（Ｍ−１）％にすることが可能となる。
補償ノード３６_１での分散補償量を減らすことで、光増幅中継ノード３４_１〜３４ｎの分散補償器における損失は１＋γ／１００（＞１）倍に増加するものの、補償ノード３６_１における分散補償器の損失は１−γ（Ｍ−１）／１００（＜１）倍に削減できる。
この場合の分散スロープの累積を図１０に示す。なお、図１０において、細い実線は最短波長λＳを示し、細い実線は中心波長λＭを示し、破線は最長波長λＬを示す。また、図６におけるｂ，ｄ，ｊ点それぞれの分散スロープを図１１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示す。ここでは、ｂ，ｄ，ｊ点それぞれにおける中心波長λＭの分散は負の値となっている。
そして、複数の第１分散補償区間を含む第２分散補償区間においては、分散補償率が１００％、かつ、分散スロープ補償率が１００％となるように分散補償率及び分散スロープ補償目標を設定する。図６におけるｌ点の分散スロープを図１１（Ｄ）に示す。
これにより、光増幅中継ノード３４_１〜３４ｎに配置された分散補償器の損失と補償ノード３６_１に配置された分散及び分散スロープ補償器の損失とを同程度に設定することができ、システム全体で同じ性能の光増幅器を使用することができる。
ここで、具体的に光波長分割多重伝送システムを想定して、本発明方法を説明する。
光波長分割多重伝送システムとして、ＳＭＦ１００ｋｍ×３０スパンを想定し、６スパン毎に補償ノード３６_１が挿入されているものとする。Ｃ−ｂａｎｄ（帯域３６ｎｍ）で、ＳＭＦ１００ｋｍを伝送路とする場合、分散値Ｄ＝１６０９ｐｓ／ｎｍ、Ｄｓ＝２０５．２ｐｓ／ｎｍとなる。
これに対して分散補償率１００％、分散スロープ補償率９０％のスロープ補償型分散補償器を光増幅中継ノード３４_１〜３４ｎとして適用した場合には、第１分散補償区間後の残留分散はＤ＝０ｐｓ／ｎｍ、Ｄｓ＝２０．５２ｐｓ／ｎｍとなる。
そして、６スパン伝送後ではＤ＝０ｐｓ／ｎｍ、Ｄｓ＝１２３．１２ｐｓ／ｎｍとなる。補償ノード３６_１ではＤｓ＝１２３．１２ｐｓ／ｎｍをＳＭＦとＥ−ＬＥＡＦのＤＣＦとを組み合わせた分散スロープ補償器４１で補償する。なお、分散補償器４０は光増幅中継ノードのスロープ補償型分散補償器と同一である。
この場合は、ＳＭＦ１３．１ｋｍとＥ−ＬＥＡＦのＤＣＦ３．０ｋｍの組み合わせにより、Ｄｓ値−１２４．４２ｐｓ／ｎｍを実現でき、残留Ｄｓ値は−１．３ｐｓ／ｎｍとなる。この場合、補償ノード３６_１内での損失は分散補償器４０の分散−１６０９ｐｓ／ｎｍに相当する分の６．４４ｄＢと、分散スロープ補償器４１の損失４．５６ｄＢとで１１ｄＢとなる。全ファイバ長は分散補償器４０部分でＳＭＦのＤＣＦが２０ｋｍ、分散スロープ補償器４１部分は１６．１ｋｍで、このうち１３ｋｍはＳＭＦである。
これに対して、従来の分散補償方式を採用して、統計的ゆらぎを考慮し、分散スロープ補償率が１００＋１０％となった場合、６スパン伝送後でＤ＝０ｐｓ／ｎｍ、Ｄｓ＝−１２３．１２ｐｓ／ｎｍとなる。この時に残留分散スロープを０ｐｓ／ｎｍに設定したい場合、ＳＭＦのＤＣＦ１．６ｋｍとｏｌｄ−ＬＥＡＦ３６．４ｋｍを組み合わせて補償することで残留分散０ｐｓ／ｎｍ、残留分散スロープ２．６ｐｓ／ｎｍを実現できる。
しかし、このスロープ補償型分散補償器の損失は１４．２２ｄＢとなり、負の分散スロープを補償するスロープ補償型分散補償器よりも約３．２ｄＢ余計に損失することになる。そして、全ファイバ長は分散スロープ補償部分のみで３８ｋｍになり、そのうち３６．４ｋｍがｏｌｄ−ＬＥＡＦであるため収納スペースを多く取るという点でも負の分散スロープを持つ分散スロープ補償器に劣る。
次に、分散補償率１００％、分散スロープ補償率８０％の場合、６スパン伝送後にＤ＝０ｐｓ／ｎｍ、Ｄｓ＝２４６．２４ｐｓ／ｎｍとなる。この場合、ＳＭＦ２５．７ｋｍ、Ｅ−ＬＥＡＦ用ＤＣＦ５．９ｋｍを用いてＤｓ＝−２４４．６９ｐｓ／ｎｍを実現でき、残留するＤｓは１．５５ｐｓ／ｎｍである。但し、この場合、分散スロープ補償器４１における損失は８．９７ｄＢであり、分散補償器４０の−１６０９ｐｓ／ｎｍに相当する損失６．４４ｄＢと合わせて１５．４１ｄＢとなる。この場合は補償ノード３６_１における損失が比較的大きくなるため方法（Ｂ）を用いる。
すなわち、補償ノード３６_１で補償すべき値はＤｔ＝１６０９ｐｓ／ｎｍ、Ｄｓ＝４１０．４ｐｓ／ｎｍである。この値をＳＭＦのＤＣＦ及びＥ−ＬＥＡＦのＤＣＦを用いて補償することを考える。方法（Ｂ）にて示した式（９ａ）、（９ｂ）より、
−１６０９＝−８０×ｌ１＋（−７０）×ｌ２
−４１０．４＝（−０．２２７×ｌ１−１．４×ｌ２）×３６
となる。上記２つの式を解いて、ｌ_１＝１５．１１ｋｍ，ｌ_２＝５．７１ｋｍを得る。これより補償ノード３６_１での損失は８．５５ｄＢとなる。そして全ファイバ長は２０ｋｍである。
このように、ＳＭＦを伝送路とする伝送システムにおいて、第１分散補償区間にて分散スロープ補償率を不足補償に設定すると、補償ノードにて既存ファイバを組み合わせて実現される分散スロープ補償器を使用することで、分散スロープ補償率の高いシステムを実現することができる。
さらに、光増幅中継ノード３４_１〜３４ｎにおける損失と補償ノード３６_１における損失との差が大きくなる場合には、方法（Ｃ）を適用して回避する。第１分散補償区間における分散補償率を１００＋１０％（γ＝１０％）とする。すると、光増幅中継ノード３４_１〜３４ｎにて補償すべきＤｔ値は１６０９×１．１＝１７６９．６ｐｓ／ｎｍで、損失は７．０８ｄＢとなる。補償ノード３６_１の分散補償器４０にて補償すべきＤｔ値は１６０９×０．５＝８０４．５ｐｓ／ｎｍで、損失は３．２２ｄＢである。この補償ノード３４_１〜３４ｎに方法（Ａ）で使用した分散スロープ補償器４１を配置する。α＝１０％（第１分散補償区間における分散スロープ補償率が９０％）の場合、分散スロープ補償器４１の損失は４．５６ｄＢであり、分散補償器４０の損失と合わせて７．７８ｄＢとなる（ファイバ長は分散補償器４０で１０ｋｍ、分散スロープ補償器４１で１６．１ｋｍ）。
この設定により光増幅中継ノード３４_１〜３４ｎにおける損失と補償ノード３６_１における損失の差が１ｄＢ以下となり、補償ノード３６_１用に高利得の光増幅器を導入する必要がなくなる。またα＝２０％の場合には方法（Ｂ）を併用し、分散及び分散スロープ補償器をＳＭＦのＤＣＦ３．５ｋｍ、Ｅ−ＬＥＡＦのＤＣＦ７．５ｋｍ（ファイバ長は分散及び分散スロープ補償器：１１ｋｍ）を用いて構成し、分散及び分散スロープを補償する。この場合の補償ノード３６_１における損失は６ｄＢとなり、光増幅中継ノード３４_１〜３４ｎにおける損失との差は約１ｄＢになる。
以上の説明より、本発明によれば長距離光伝送システムにおいて良好な伝送特性を実現できる。さらに光ＳＮ比劣化を補う高利得光増幅器を必要としないため低コストでシステムを構成できる。そして収納スペースの削減も実現できる。
上述の如く、請求項１，２に記載の発明によれば、補償ノードの分散スロープ補償器における光損失を抑えることができる。

Claims (8)

1. 光伝送路の波長分散を補償する波長分散補償方法において、
   所定長の光伝送路毎に分散補償器を設けた第１分散補償区間で残留分散スロープが正となるよう前記分散補償器を設定し、
   所定数の第１分散補償区間毎に分散スロープ補償器を設けた第２分散補償区間で残留分散スロープが０となるよう前記分散スロープ補償器に負の分散スロープを設定する波長分散補償方法。
2. 光伝送路の波長分散を補償して伝送する波長分割多重伝送システムにおいて、
   所定長の光伝送路毎に残留分散スロープが正となるよう分散補償を行って第１分散補償区間を構成する分散補償器と、
   所定数の第１分散補償区間毎に残留分散スロープが０となるよう分散スロープ補償を行って第２分散補償区間を構成する分散スロープ補償器を
   有する波長分割多重伝送システム。
3. 請求項２記載の波長分割多重伝送システムにおいて、
   前記分散スロープ補償器は、分散及び分散スロープの比率が異なる複数の分散補償器を組み合わせたスロープ補償型分散補償器を
   有する波長分割多重伝送システム。
4. 請求項３記載の波長分割多重伝送システムにおいて、
   前記分散スロープ補償器は、前記スロープ補償型分散補償器の他に、前記第１分散補償区間に設けた分散補償器と同程度の分散補償を行う分散補償器を
   有する波長分割多重伝送システム。
5. 請求項３記載の波長分割多重伝送システムにおいて、
   前記スロープ補償型分散補償器は、前記第１分散補償区間に設けた分散補償器と同程度の分散補償量を持つ波長分割多重伝送システム。
6. 請求項２乃至５のいずれか記載の波長分割多重伝送システムにおいて、
   各第１分散補償区間の前記分散スロープ補償器は、残留分散が０となるよう分散補償を行う波長分割多重伝送システム。
7. 請求項２乃至５のいずれか記載の波長分割多重伝送システムにおいて、
   各第１分散補償区間の前記分散スロープ補償器は、残留分散が負となるよう分散補償を行う波長分割多重伝送システム。
8. 請求項３記載の波長分割多重伝送システムにおいて、
   前記分散及び分散スロープの比率が異なる複数の分散補償器は、ノンゼロ分散シフトファイバとシングルモードファイバである波長分割多重伝送システム。

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