WO2004100409A1

WO2004100409A1 - 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

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Publication number: WO2004100409A1
Application number: PCT/JP2003/005769
Authority: WO
Inventors: Kouichiro Amemiya; Takao Naito; Toru Katagiri
Original assignee: Fujitsu Limited
Priority date: 2003-05-08
Filing date: 2003-05-08
Publication date: 2004-11-18
Also published as: US20050264872A1; JPWO2004100409A1

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

明細書波長分散補償方法及ぴそれを用いた波長分割多重伝送システム技術分野

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捕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。背景技術

I P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： Wa v e l eng t h D i v i s i on Mu l t i p l e x e r) fe: ^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。波長分散とは光フア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、 EDF A (E r b i um Do e d F i b e r Am 1 i f i e r ：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 D RA (D i s t r i bu t e d Rama n Amp 1 i f i e r ：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:D i s p e r s i o n C omp e n s a t i on F i b e r) 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口ープの両方を補償するス口ープ補償型分散補償フアイバを 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、分散及び分散ス口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、仮想のフアイパまたは分散補償器にっレ、て、縦軸に分散値、横軸に波長をとつた特性図を示す。え _sは想定するパンドの最短波長、 _Lは最長波長、 λ_Μは中心波長、 BW (=X -l_s) は波長幅である。トータルの分散値 D t [p s/nm] については

D t =D (λ_Μ) X 1 … (1) とする。ここで、 D (λ) [p s/nm/km] は分散、 1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 D s [p s/nm] については

D s = [D (1_L) -D (λ₅)] X I … (2) と定義することにする。 D sについては分散カーブを 1次関数で近似する場合、

D s =S (λ_Μ) XBW ··· (3) とも記述できる。 S (λ) [p s/nmVkm] 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 R DSは D t、 D s及び BWを用いて

RD S=D s/ (D t XBW) ··· (4) と記述できる。

伝送路の D t値， D s値を D t d, D s dとし、その伝送路を補償する分散補償ファイバの D t値， 0₃値を01； (：， D s c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 = (D t c/D t d) X 1 00 [%] … (5) 分散スロープ補償率 = [(D s c/D t c) / (D s d/D t d)]

X 1 00 [%] ··· (6) 図 2 (A), (B) に、伝送路の波長分散及び分散ス口プの両方を捕償するス口ープ補償型分散補償ファイバを用！/、た従来の WD M伝送システムの一例のプロック図と、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 1 1により波長多重され、光増幅器 1 2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ィ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 i〜l 4 nそれぞれはスロープ補償型分散捕償器 (DCM) 1 〜丄 5 nを備えており、伝送路光ファィパ 1 3i〜l 3 n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口ープ補償率は常に 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士 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口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捕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。）。補償ノ一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口一プ捕償器を設ける場合がある。分散ス口ープ補償器は、波長帯域の中心波長での分散値、すなわち D tの値が 0 [p s /nm]で、 D s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 及ぴその伝送路の分散を捕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 i) カゝ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 1 6 J 力らなる分散補償区間を第 2分散捕償区間とする。つまり、 M番目の第 1分散補償区間では光増幅中継ノ一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 1 5 のみを配置し、 D t = 0で D sが有限の値を持つような分散スロープ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捕償ノード（例えば 1 6 内の分散補償器 1 7，分散スロープ補償器 18を用いて補償する。なお、 1 9、 2 0は光増幅器である。

特許文献 1 :

特開平 6— 1 1620号公報

- 特許文献 2

特開 2000— 26 1 377号公報

特許文献 3

特開 2001— 94510号公報

特許文献 4

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 1 6 J にて補償する場合、補償ノードは光増幅中継ノ一ドに比べ、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、捕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。し力し、この場合には他の光增幅中継ノードに配置されてレ、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比の劣ィヒを最小限に留め、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捕償器の損失を低く抑え、光増幅中継ノ一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、分散及び分散ス口ープ補償器の少スペース化も問題であつた。発明の開示

本発明は、捕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 V、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捕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口一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口ープ補償器を設けた第 2分散補償区間で残留分散ス口ープ - 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、捕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。図面の簡単な説明

図 1は、仮想のファイバまたは分散捕償器について、縦軸に分散値、横軸に波長をとつた特性図である。

図 2は、従来の WDM伝送システムの一例のプロック図及ぴ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プロック図及ぴ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 Ί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 1 0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 1 1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。発明を実施するための最良の形態

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捕償器は、各種ファイバを組み合わせることで希望する分散ス口ープを持つ分散ス口ープ補償器を実現している。 C一 b a n d (帯域 3 6 n m) 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 D s値の絶対値は 1 0 0に統一してある。

図 4、図 5において、 D s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、 D s /L o s sは光損失 1 d B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。従つて、 D s Z L o s s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 D s /L o s s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。 D s / L o s s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 D s /L o s s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^!: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 D s/L o s sの数値が高いもので、約 1 3 kmのファイバ長を持ち、そのうち 2. 4 kmが E— LEAF (C o r n i n g社製のノンゼロ分散シフトファイバ（NZ— DS F)) の DCFで、 1 0. 5 kmが SM F (シングルモードファイバ）である（D s'=— 1 00 p s/nmの場合)。

一方で、正の分散ス口ープを持つ分散ス口ープ補償器は、図 5の C欄に示す D s/L o s sの数値が高いもので、約 30 kmのファイバ長を持ち、そのうち約 1 kmが SMFを用い、約 2 9 kmが o l d— LEAF (C o r n i n gネ環のノンゼロ分散シフトファイバ）である（D s =+ 1 00 p s/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ィパであり、 o 1 d— LEAFは C o r n i n g社製のノンゼロ分散シフトファ ·'· ィパであり、 T e r a L i g h tは A l c a t e 1ネ±¾のノンゼロ分散シフトフアイバである。，

また、ファイノ長の差に加え、 o 1 d— 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。従つて、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、製造のしゃ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 1 00%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口ープ補償率は 1 00± /3 (^ >0) %となる。分散スロープ補償率が 1 00_ ％となつた場合には負の分散ス口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、分散スロープを捕償することが可能である。

一方で分散ス口一プ捕償率が 1 00 + j3 %となった場合には正の分散ス口ープを持つ分散ス口ープ補償器を必要とする。その場合ス口ープ補償器の損失が大きくなり、結果として光 S N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レ、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口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 1 0 0 %)、複数の第 1分散捕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一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、補償ノ一ドにおける損失を低減し光 S N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プロック図を示す。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 (O S ) 3 0から出力された光信号は、光合波器 3 1により波長多重され、光増幅器 3 2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 3 3 i〜3 3 n毎に光増幅中継ノード 3 4 ;L〜 3 4 nが設けられている。光増幅中継ノード 3 4 〜 3 4 nそれぞれはスロープ補償型分散補償器 (D CM) S S S S nを備えており、伝送路光ファィパ 3 S i S 3 n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 3 3 と、その伝送路の分散及び分散ス口ープを共に補償するス口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 3 から構成される分散捕償区間を第 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 3 6 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。

捕償ノード 3 6丄は図 9 (A) に示すように、分散補償器 4 0と分散スロープ補償器 41と、分散捕償器 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カゝ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 i〜33 nと光増幅中継ノード 34 i〜3 4 n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>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; l_sを示し、細い実線は中心波長 λ _Μ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 1 00—《±;3%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 1 00— α (α≥ β) %と設定すると、分散スロープ補償率は 100— α± 10 (_α≥ ) %< 1 00%となり、第 2分散捕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分散捕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捕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。

(Β) 分散及び分散スロープの一括補償

補償ノード 36 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、分散及ぴ分散スロープを 1つのスロープ補償型分散捕償器で補償する。つまり、図 9 (Α) に示すように分散補償器 4 0と分散ス口ープ補償器 41で分散と分散ス口ープを別々に補償するのではなく、図 9 (Β) 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捕償する。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 D t値を D t d、 0₃値を03 (1、 1 03値を1 03 (1、補償ノードに挿入される分散及び分散スロープ—括補償型分散補償器の; D t値を D t _CN、 D s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%、分散ス口ープ補償率を 100— _α %とし、捕償ノードは Μ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 D t_CN、 D s_CN、 I し S _Νは、

D t _CN=D t d [p s/nm] … (7 a) Ds_CN=D s dX (a/100) X (M— 1 ) +D s d [p s/nm]

… (7b)

RDS_CN= [D s d/ (D t d · BW)] X [1 + α (M— 1) /100] • [1/nm] · … (7 c) となる。

ひ > 0のため、式（ 7 c ) より補償ノードの分散及び分散ス口ープ補償器に必要とされる RDS_CNは伝送路の RDS d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い RDS₂ (RDS 〉1 032と仮定）とすると、

RDS₁≥RDS_CN≥RDS₂ … （8) を満足し、力つ損失の少なヽ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 D t、 D s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。

一 D s =D s _X + D s 2

= [D_a (X_L) -D_x U_s)] X 1 !+ [D₂ U_L) 一 D₂ U_s)] X 1₂ = S!XBWX 1 ! + S₂XBWX 1₂ "' (9 b) D i (i = l， 2) [p s/nm/km]は組み合わせるファイバの分散値、 1 i (i = l， 2) は各ファイバの長さ、 S i ( 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 〜 34 nにおける分散補償は 100 % であったが、捕償ノード 36 の低損失化を行うために、光増幅中継ノ一ドでの分散補償率を 100 + γ (γ >0) %に設定する。これにより、捕償ノード 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 での分散補償率は 1 0 Ο-γ (Μ— 1 ) %にすることが可能となる。

補償ノード 3 Siでの分散補償量を減らすことで、光増幅中継ノード S S 4 nの分散補償器における損失は Ι + γ/100 (>1) 倍に増加するものの、捕償ノード 36 こおける分散補償器の損失は 1一 γ (Μ— 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 λ Sを示し、細！/、実線は中心波長 Μを示し、 #泉は最長波長 λ L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 Μ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、分散捕償率が 100%、力、つ、分散ス口一プ捕償率が 100 %となるように分散捕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 1点の分散スロープを図 1 1 (D) に示す。

これにより、光増幅中継ノード S i SAnに配置された分散補償器の損失と補償ノード 36 に配置された分散及び分散ス口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さる。

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、 SMF 100 kmX30スパンを想定し、 6スパン毎に捕償ノード 36 が挿入されているものとする。 C一 b a nd (帯域 36 nm) で、 SMF 10 Okmを伝送路とする場合、分散値 D= 1609 p s/ nm、 D s = 205. 2 p s / nmとなる。

これに対して分散補償率 100 %、分散ス口ープ補償率 90 %のス口ープ補償型分散補償器を光増幅中継ノード S ^ SAn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 = 0 p s/nm, D s = 20. 52p s/nmとなる。

そして、 6スパン伝送後では D=0 p s/nm、 D s = 123. 12 p s/n mとなる。補償ノード 36 iでは D s = 123. 12 p s/nmを SMFと E— 丄 EAFの DCFとを組み合わせた分散ス口ープ補償器 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. 1 kmと E— LEAFの DCF 3. Okmの組み合わせにより、 03値ー124. 42 p s/n mを実現でき、残留 D s値は一 1. 3 p s/nmとなる。この場合、捕償ノード 36丄内での損失は分散捕償器 40 の分散一 1609 p sZnmに相当する分の 6. 44 d Bと、分散スロープ捕償器 41の損失 4. 56 dBとで 11 dBとなる。全ファイバ長は分散補償器 40 部分で SMFの D C Fが 20 k m、分散スロープ捕償器 41部分は 16. 1 km で、このうち 13 km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 %となつた場合、 6スパン伝送後で D = 0 p s / nm, D s =- 123. 12 p sZnmとなる。この時に残留分散スロープを 0 p s/nmに設定したい場合、 SMFの DCF1. 6 k mと o 1 d— L E AF 3 6. 4 k mを組み合わせて補償することで残留分散 0 p s/nm, 残留分散ス口ープ 2. 6 p s/nmを実現できる。

しかし、このスロープ補償型分散捕償器の損失は 14. 22 dBとなり、負の分散ス口ープを補償するス口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 38 k mになり、そのうち 36. 4 kmが o 1 d— 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%、分散スロープ捕償率 80%の場合、 6スパン伝送後に D=0 p s/nm、 D s = 246. 24 p s/nmとなる。この場合、 SM F 25. 7 km、 E— LEAF用 DCF 5. 9 k mを用いて D s =— 244. 6 9 p sZnmを実現でき、残留する D sは 1. 55 p s/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. 97 dBであり、分散補償器 40の _1 609 p sZnmに相当する損失 6. 44 d Bと合わせて 1 5. 4 1 dBとなる。この場合は補償ノード 36 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 で補償すべき値は D t = 1 609 p sZnm、 D s =410. 4 p s/nmである。この値を SMFの DCF及ぴ E— LEAFの DC Fを用いて捕償することを考える。方法 (B) にて示した式（9 a)、（9 b) より、

_ 1609=_80 X 1 1 + (— 70) X I 2

一 410. 4= (-0. 227X 1 1 -1. 4 X 1 2) X 36

となる。上記 2つの式を解いて、 ^=1 5. 1 1 km, 1₂= 5. 71 kmを得る。これより補償ノード 36 での損失は 8. 5 5 dBとなる。そして全フアイバ長は 20 km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捕償に設定すると、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捕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 〜 34 nにおける損失と補償ノード 36 こ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 〜34 ηにて補償すべき D t値は 1 609 X 1. 1=1 76 9. 6 p s/nmで、損失は 7. 08 d Bとなる。補償ノード 36 の分散捕償器 40にて捕償すべき D t値は 1 609 X 0. 5 = 804. 5 p s /nmで、損失は 3. 22 dBである。この捕償ノード 34 i〜34 n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分散捕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. 56 dBであり、分散補償器 40の損失と合わせて 7. 78 dBとなる（フアイバ長は分散補償器 40で 10 k m、分散ス口一プ捕償器 41で 16 · 1 k m)。この設定により光増幅中継ノード 34 i〜 34 nにおける損失と補償ノード 3 6 における損失の差が 1 dB以下となり、捕償ノード 36 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 (Β) を併用し、分散及ぴ分散ス口ープ補償器を SMFの DCF3. 5 km、 E— LEAFの DC F 7. 5 km (ファイバ長は分散及び分散スロープ補償器： 11 km) を用いて構成し、分散及び分散ス口ープを補償する。この場合の捕償ノード 36 における損失は 6 dBとなり、光増幅中継ノード 34 〜 34 nにおける損失との差は約 1 dB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レ、て良好な伝送特性を実現できる。さらに光 S N比劣化を捕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、捕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

. 請求の範囲

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口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口一プが正となるよう分散補償を行つて第 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口ープが 0となるよう分散ス口ープ補償を行つて第 2分散捕償区間を構成する分散ス口ープ補償器を

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口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レ、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、

前記ス口ープ補償型分散捕償器は、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捕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レ、て、各第 1分散補償区間の前記分散ス口ープ補償器は、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のいずれカゝ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口ープ補償器は、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ィバである波長分割多重伝送システム。