WO2004075363A1

WO2004075363A1 - 光伝送のための方法及びシステム

Info

Publication number: WO2004075363A1
Application number: PCT/JP2003/001855
Authority: WO
Inventors: Tomohiro Shinomiya
Original assignee: Fujitsu Limited
Priority date: 2003-02-20
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2004-09-02

Abstract

　本発明による方法では、先ず、第１の帯域に含まれる波長を有する複数の光信号を波長分割多重して得られた第１のＷＤＭ信号光と、第１の帯域とは異なる第２の帯域に含まれる複数の光信号を波長分割多重して得られた第２のＷＤＭ信号光とが光ファイバ伝送路に送出される。第１及び第２のＷＤＭ信号光がそれぞれ第１及び第２の光増幅器により増幅される。増幅された第１及び第２のＷＤＭ信号光のスペクトルが測定される。そして、測定されたスペクトルに基いて第１及び第２のＷＤＭ信号光の各光信号のレベル並びに第１及び第２の光増幅器の利得が調節される。この方法によると、第１及び第２の帯域に関して同時にプリエンファシスを実施することができるので、ラマン効果によるエネルギー移行等による影響を吸収することができ、広帯域にわたるプリエンファシスが可能になる。

Description

光伝送のための方法及ぴシステム技術分野

本発明は、一般的に光伝送のための方法及びシステムに関し、更に詳しくは異なる波長を有する複数の光信号を波長分割多重する WDMに適用可能な光伝送のための方法及ぴシステムに関する。背景技術

近年、低損失（例えば 0. 2 d B/ k m) な石英系の光ファイバの製造技術及ぴ使用技術が確立され、光ファイバを伝送路とする光通信システムが実用化されている。また、光ファイバにおける損失を補償して長距離の伝送を可能にするために、光信号又は信号光を増幅するための光増幅器が実用に供されている。従来知られているのは、増幅されるべき信号光が供給される光増幅媒体と、光増幅媒体が信号光の波長を含む利得帯域を提供するように光增幅媒体をボンピング（励起）するボンビングユニットとから構成される光増幅器である。

例えば、石英系ファイバで損失が小さい波長 1 。 5 5 μ m帯の信号光を増幅するために、エルビウムドープファイバ増幅器（E D F A) が開発されている。 E D F Aは、光増幅媒体としてエルビウムドープファイバ（E D F) と、予め定められた波長を有するポンプ光を E D Fに供給するためのポンプ光源とを備えている。 0. 9 8 μ ηι帯あるいは 1. 4 8 μ m帯の波長を有するポンプ光を用いることによって、波長 1 . 5 5 μ mを含む利得帯域が得られる。

光ファイバによる伝送容量を増大させるための技術として、波長分割多重 (W DM) がある。 WDMが適用されるシステムにおいては、異なる波長を有する複数の光キャリアが用いられる。各光キャリアを独立に変調することによって得られた複数の光信号が光マルチプレクサにより波長分割多重され、その結果得られた WDM信号光が光ファイバ伝送路に送出される。受信側では、受けた WDM信号光が光デマルチプレクサによって個々の光信号に分離され、各光信号に基づいて伝送データが再生される。従って、 W D Mを適用することによって、多重数に応じて 1本の光ファイバにおける伝送容量を増大させることができる。

W D Mが適用されるシステムにおいて光増幅器を例えば中継器として使用する場合、光増幅器の利得及び光増幅器で生じる自然放出光（A S E ) 雑音のパワーが波長依存性を有している、即ちチャネル毎で異なるので、送信側で光信号のパヮーを各チャネルで等しく設定したとしても、伝送後における W D M信号光のパヮ一の相対性及び光 S N R (信号対雑音比）はチャネル毎に異なることになる。その結果、雑音等に関してチャネル毎に異なった特性が得られてしまう。

このような伝送特性のアンバランスはシステム運用上望ましくないので、これを回避するためにプリエンファシスと称される方法が提案されている。

プリエンファシスの 1つの方法は例えば以下の各ステップを含む。

( a ) 送信側において各光信号のパワーを初期値に設定する。

( b ) チャネル毎に伝送特性 (例えば受信側における電気 S N R ) を測定する。 ( c ) 相対的に悪い電気 S N Rのチャネルに対応する光信号のパワーを増大させ、逆に相対的に良好な電気 S N Rに対応するチャネルの光信号のパワーを減少させる。

( d ) 各チャネルの電気 S N Rが等しくなるまで ( b ) 及び（ c ) を繰り返す。近年においては、伝送容量の更なる増大に向けて、 W D Mの波長帯域が Cパンド（従来帯域）のみならずそれよりも長波長側にある Lバンド（長波長帯域）にまで拡大されている。この場合、一つの光中継器内には、 Lバンド用の光増幅器と Cパンド用の光増幅器が並設され、プリエンファシスは各バンドに関して独立に実施されるのが通例である。

しかし、 Cパンドと Lパンドの間でラマン効果によるエネルギーの移行が生じ、各パンドにおいて短波長側の S N Rが劣化することがある。

発明の開示

よって、本発明の目的は、広帯域にわたってプリエンファシスを実施することができる光伝送のための方法及ぴシステムを提供することである。

本発明の他の目的は以下の説明から明らかになる。

本発明によると、光伝送のための方法が提供される。先ず、第 1 の帯域に含まれる波長を有する複数の光信号を波長分割多重して得られた第 1 の WDM信号光と、第 1 の帯域とは異なる第 2の帯域に含まれる複数の光信号を波長分割多重して得られた第 2 の WDM信号光とが光ファイバ伝送路に送出される。第 1及び第 2の WDM信号光がそれぞれ第 1及び第 2の光増幅器により増幅される。増幅された第 1及ぴ第 2の WDM信号光のスぺクトルが測定される。そして、測定されたスぺクトルに基いて第 1及ぴ第 2の WDM信号光の各光信号のレベル並びに第 1及ぴ第 2 の光増幅器の利得が調節される。

この方法によると、第 1及び第 2の帯域に関して同時にプリエンファシスを実施することができるので、ラマン効果によるエネルギー移行等による影響を吸収することができ、広帯域にわたるプリエンファシスが可能になる。

本発明の他の側面によると、第 1の帯域に含まれる波長を有する複数の光信号を波長分割多重して得られた第 1 の WDM信号光と前記第 1 の帯域とは異なる第 2の帯域に含まれる複数の光信号を波長分割多重して得られた第 2 の W DM信号光とを出力する第 1 の端局と、第 1 の端局から出力された第 1及び第 2 の WDM 信号光を伝送する光ファイバ伝送路と、光ファイバ伝送路に沿って設けられ第 1 及び第 2の WDM信号光をそれぞれ増幅する第 1及び第 2の光増幅器と、光ファィパ伝送路により伝送された第 1及び第 2の WDM信号光を受ける第 2 の端局とを備えたシステムが提供される。第 2 の端局は、第 1及ぴ第 2 の WDM信号光を受けそのスベタトルを測定する手段と、測定されたスぺクトルに基いて第 1及び第 2の WDM信号光の各光信号のレベル並びに第 1及ぴ第 2の光増幅器の利得を調節する手段とを含む。図面の簡単な説明

図 1 は本発明が適用される光フアイバ伝送システムのプロック図；

図 2 A〜 2 Fは従来技術によるプリエンファシスを説明するための図；図 3 A及び 3 Bは本発明の実施形態におけるプリエンファシスの概要を説明するための図；そして

図 4 A〜 4 Dは本発明の実施形態におけるプリエンファシスの詳細を説明するための図である。発明を実施するための最良の形態

以下、添付図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。

図 1 を参照すると、本発明が適用される光ファイバ伝送システムが示されている。このシステムは、送信側の端局 2 と受信側の端局 4 との間に光ファイバ伝送路 6を敷設し、光ファイバ伝送路に沿って光中継器 8 を設けて構成されている。端局 2は送信ュニッ卜 1 0及び光マルチプレクサ（MU X) ュニット 1 2を含む。送信ユニット 1 0は、異なる波長を有する複数の光信号を出力する複数の光送信機（T X P) 1 4 と、光送信機 1 4から出力された光信号のパワーをそれぞれ調節する光アツテネータ 1 6 と、光アツテネータ 1 6から出力された光信号をそれぞれ Cバンド及び Lバンドで波長分割多重するァレイ導波路グレーティング ( AWG) 1 8及び 2 0 とを含む。アレイ導波路グレーティング 1 8及ぴ 2 0からはそれぞれ Cパンド及び Lバンドで波長分割多重された W D M信号光が出力される。例えば、 Cバンドは 1 5 0 0— 1 5 5 0 n mであり、 Lパンドは 1 5 6 0 ― 1 6 1 O n mである。

光マルチプレクサュニッ卜 1 2は、 Cバンドの WD M信号光を增幅する光増幅器 2 2 と、 Lパンドの WDM信号光を増幅する光増幅器 2 4 と、光増幅器 2 2及ぴ 2 4により增幅された W DM信号光を同一光路で光ファイバ伝送路 6 に入力する光力プラ（C/L C P L) 2 6 とを含む。

光中継器 8は、光ファイバ伝送路 6 により伝送された W DM信号光を 2つの経路に分配する光力プラ 2 8 と、光力プラ 2 8により分配された WDM信号光が供給されそれぞれ Cパンド及ぴ Lパンドで利得を生じる光増幅器 3 0及ぴ 3 2 と、光増幅器 3 0及ぴ 3 2により増幅された WDM信号光を同一経路で光フ了ィパ伝送路 6 に入力する光力ブラ 3 4 とを含む。

受信用の端局 4は、光デマルチプレクサ (DMU X) ユニット 3 6及ぴ受信ュニット 3 8 を含む。光デマルチプレクサユニット 4は、光フアイバ伝送路 6により伝送された W DM信号光を 2つの経路に分配する光力ブラ 4 0 と、光力ブラ 4 0により分配された WDM信号光が供給されそれぞれ Cパンド及び Lバンドで利得を生じる光増幅器 4 2及び 4 4 とを含む。

受信ュニット 3 8は、 Cパンドの WDM信号光を個々の光信号に分けるアレイ導波路グレーティング 4 6 と、 Lバンドの W D M信号光を個々の光信号に分けるアレイ導波路グレーティング 4 8 と、アレイ導波路グレーティング 4 6及ぴ 4 8 から出力された光信号を受け伝送データをそれぞれ再生する複数の光受信機（R X P ) 5 0 とを含む。

アレイ導波路グレーティング 4 6及ぴ 4 8に入力する W D M信号光のスぺクトルを測定するために、波長モユタ 5 2が設けられている。波長モニタ 5 2 の出力はプリエンファシス制御回路 5 4に供給される。リエンファシス制御回路 5 4は、測定されたスぺクトルに基いて、送信ュニット 1 0では各光信号のレベルを光可変減衰器 1 6により制御し、各光増幅器 2 2 , 2 4， 3 0 , 3 2， 4 2及ぴ 4 4 ではその利得を制御する。

図 1 に示されるシステムにおいて、先ず、従来技術によるプリエンファシスの方法を説明する。

図 2 Aはプリエンファシスを行わない場合における送信側の Cバンドのスぺクトルを示している。光増幅器 2 2 (図 1参照）において増幅された自然放出光が W D M信号光に付加されている結果、比較的なだらかな自然放出光のスぺクトルに各信号チャネルの鋭いスペクトルが重畳されている。

ここで、縦軸のスぺクトル密度が対数表示である場合、信号光パワーと A S E パワーのレベル差は光 S N Rに相当している。

図 2 Aに示されるように、送信側において W D M信号光のパワーを均等に設定している場合、光ファイバ伝送路や光増幅器の特性により、受信側では、図 2 B に示されるように、短波長側の光 S N Rが長波長側のそれよりも相対的に劣化してしまう。

そこで、図 2 Cに示されるように、予め送信側で各光信号のパワーを適切に調節しておくのである。これにより、図 2 Dに示されるように、各波長チャネルにおける光 S N Rが一定になる。

また、 Cバンド及び Lパンドの両方で光伝送する場合には、図 2 Eに示されるようにパンド毎にプリエンファシスを実施しておく。しかし、この場合、ラマン効果によりバンド間で短波長側から長波長側にエネルギーが移行して、図 2 Fに示されるように、短波長側の光 S N Rが相対的に悪化してしまう。このように、従来技術による場合には、 Cバンド及ぴ Lパンドで独立して送信側パワーを調節しておくだけであり、伝送路途中に設けられている光増幅器の利得を制御することは行われていなかった。

本実施形態におけるプリエンファシスを先ず簡単に説明すると、図 3 Aに示されるように、 Cパンド及び Lパンドに関して独立してではなく両パンドを一つのパンドとみなして同時にプリエンファシスを行う。これにより、ラマン効果によるエネルギーの移行分をも含めて受信側での光信号パワーの不均等が補償されるので、図 3 Bに示されるように、 Cバンド及ぴ Lパンドで一定の光 S N Rを得ることができる。より特定的には次の通りである。

図 4 Aは図 1 の実施形態においてプリエンファシスを実施しなかったとした場合における送信側での W D M信号光のスぺクトルである。 Cバンド及び Lパンドで各光信号のパワーは一定である。

図 4 Bにおいて、破線で示されているのは、図 4 Aに対応する受信側での光 S N Rの平均である。図示された例では、 Cバンドの光信号に関しては全て平均よりも光 S N Rが低く、 Lバンドの光信号に関しては、短波長側の 4チャネルの光信号の光 S N Rは平均よりも低く長波長側の 3チャネルの光 S N Rは平均よりも高い。尚、この状況は、波長モニタ 5 2 (図 1参照）を用いて W D M信号光のスベクトルを検出することによって把握することができる。

図 4 Cは送信側におけるプリエンファシスを説明するための図であり、図 4 B に示されるようなスぺク卜ルが受信側で得られている場合における送信側での W D M信号光のスぺクトルを示している。光 S N Rの平均からの差分に応じて各チャネルの光信号のパワーが設定される。

ここで、本実施形態では、送信ュニッ卜 1 0における光信号のレベルを光可変減衰器 1 6 により調節することができるだけでなく、光マルチプレクサュニッ卜 1 2の光増幅器 2 2及ぴ 2 4、光中継器 8 の光増幅器 3 0及ぴ 3 2並びに光デマルチプレクサュニット 3 6の光増幅器 4 2及び 4 4の出力パワー（即ち利得）をも調節することができるので、光 S N Rの平均からの差分に応じた各チャネルの光信号のパワー設定を容易に且つ正確に実施することができる。

その結果、図 4 Dに示されるように、 Cパンド及ぴ Lバンドで一定の光 S N R を得ることができる。産業上の利用可能性

以上詳述したように、本発明によると、 Cパンド及ぴ Lパンド（第 1及び第 2 の帯域）に関して同時にプリエンファシスを実施することができるので、ラマン効果によるエネルギー移行等による影響を吸収することができ、広帯域にわたるプリエンファシスが可能になる。その結果、受信側における光 S N Rを各チヤネルで一定にすることができるシステムの提供が可能になり、光フアイバ通信の分野の発展に寄与するところが大きい。

Claims

請求の範囲

1. 第 1 の帯域に含まれる波長を有する複数の光信号を波長分割多重して得られた第 1 の WDM信号光と前記第 1の帯域とは異なる第 2の帯域に含まれる複数の光信号を波長分割多重して得られた第 2の WDM信号光とを光ファイバ伝送路に送出するステップと、

前記第 1及び第 2の WDM信号光をそれぞれ第 1及ぴ第 2の光増幅器により増幅するステップと、

前記第 1及び第 2の WDM信号光を受けそのスぺクトルを測定するステップと、前記測定されたスペクトルに基いて前記第 1及ぴ第 2の WDM信号光の各光信号のレベル並びに前記第 1及ぴ第 2の光増幅器の利得を調節するステツプとを備えた方法。

2. 前記第 1 の帯域は概ね 1 5 0 0 n m乃至 1 5 5 0 n mの範囲で定義される Cパンドであり、前記第 2の帯域は概ね 1 5 6 0 n m乃至 1 6 1 0 η mで定義される Lバンドである請求の範囲第 1項記載の方法。

3. 前記調節するステップは前記第 1及び第 2の WDM信号光の測定されたスベクトルから各光信号の光 S NRを得るステップを含む請求の範囲第 1項記載の方法。

4。第 1 の帯域に含まれる波長を有する複数の光信号を波長分割多重して得られた第 1 の WDM信号光と前記第 1の帯域とは異なる第 2の帯域に含まれる複数の光信号を波長分割多重して得られた第 2の WDM信号光とを出力する第 1 の端局と、

前記第 1 の端局から出力された第 1及び第 2の W DM信号光を伝送する光ファィバ伝送路と、

前記光フアイパ伝送路に沿って設けられ前記第 1及ぴ第 2の WDM信号光をそれぞれ増幅する第 1及び第 2の光増幅器と、

前記光ファィパ伝送路により伝送された第 1及び第 2の WDM信号光を受ける第 2の端局とを備え、

前記第 2の端局は、前記第 1及ぴ第 2の WDM信号光を受けそのスぺクトルを測定する手段と、前記測定されたスぺクトルに基いて前記第 1及ぴ第 2の WDM 信号光の各光信号のレベル並びに前記第 1及ぴ第 2の光増幅器の利得を調節する手段とを含むシステム。

5. 前記第 1 の帯域は概ね 1 5 0 0 n m乃至 1 5 5 0 n mの範囲で定義される Cパンドであり、前記第 2の帯域は概ね 1 5 6 0 n m乃至 1 6 1 0 η mで定義される Lパンドである請求の範囲第 4項記載のシステム。

6. 前記調節する手段は前記第 1及び第 2の WDM信号光の測定されたスぺクトルから各光信号の光 S NRを得る手段を含む請求の範囲第 4項記載のシステム。