WO2020004215A1 - 分散補償システム、および、分散補償方法 - Google Patents

分散補償システム、および、分散補償方法 Download PDF

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WO2020004215A1
WO2020004215A1 PCT/JP2019/024481 JP2019024481W WO2020004215A1 WO 2020004215 A1 WO2020004215 A1 WO 2020004215A1 JP 2019024481 W JP2019024481 W JP 2019024481W WO 2020004215 A1 WO2020004215 A1 WO 2020004215A1
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dispersion compensation
dispersion
unit
access node
delay
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PCT/JP2019/024481
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佳奈 益本
雅弘 中川
松田　俊哉
英俊 恩田
片山　勝
Original Assignee
日本電信電話株式会社
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    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/0075—Arrangements for synchronising receiver with transmitter with photonic or optical means

Definitions

  • the present invention relates to a dispersion compensation system and a dispersion compensation method.
  • a device connected to the optical concentrator network uses a device (hereinafter referred to as a PON device) used for a PON (Passive @ Optical Network) system, and uses a technology of an optical TDM (Time @ Division @ Multiplexing) to provide a large-capacity device. It is effective to multiplex burst optical signals into one optical fiber and transmit and receive them.
  • a PON device used for a PON (Passive @ Optical Network) system
  • an optical TDM Time @ Division @ Multiplexing
  • FIG. 9 is a configuration diagram illustrating an example of the optical concentrator ring system.
  • a core node 91 which is a PON device of an OLT (Optical Line Terminal)
  • an access node 92 (92a, 92b, 92c), which is a PON device of an ONU (Optical Network Unit)
  • the ring network 93 has a multi-stage node connection configuration in which a plurality of nodes are connected in one ring, and each node is separated by about 10 km to 25 km.
  • the burst optical signal output from each access node 92 is time-multiplexed (time-division) and received by the core node 91 collectively.
  • the core node 91 is connected to the core network and is a relay device between the core network and the ring network 93.
  • the access node 92 is connected to the access network and is a relay device between the access network and the ring network 93.
  • the access node 92c inserts (Adds) those signals onto the ring network 93.
  • the two signals W1 and W3 flow time-divisionally into separate time slots, respectively, under the timing control of the access node 92c.
  • the access node 92b When receiving the signal W2 from the accommodating access network (reference numeral 904), the access node 92b inserts (Adds) the signal into the ring network 93.
  • the signals W1 and W3 flowing from the access node 92c flow time-divisionally into separate time slots.
  • the access node 92a forwards the signal from the output destination 905 of the access node 92b to the core node 91 as it is because there is no signal from the accommodating access network.
  • the core node 91 can receive three signals W1, W2, W3 from each access node 92.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of chromatic dispersion generated at the time of fiber transmission in the optical fiber ring system of FIG.
  • the core node 91 collectively receives the signal W1 inserted by the access node 92c (reference numeral 911), the signal W2 inserted by the access node 92b (reference numeral 912), and the signal W3 inserted by the access node 92a (reference numeral 913).
  • chromatic dispersion hereinafter referred to as “dispersion” occurs in each of the signals W1 to W3 according to the wavelength ⁇ 1 and the transmission distance from each access node 92 to the core node 91.
  • Dispersion is a phenomenon in which the propagation speed of light is delayed depending on the wavelength.
  • dispersion causes non-linear effects, increases bit error rates, and degrades signal quality.
  • the degree of dispersion that has occurred in the burst optical signal is referred to as “dispersion amount”, and its unit is [ps / nm]. ps indicates a pulse spread (delay time), and nm indicates a wavelength corresponding to the spectrum width of the optical signal.
  • dispersion compensation is a technique for reducing the amount of dispersion generated in a burst optical signal by the amount of dispersion compensation to make the amount of dispersion after dispersion compensation close to 0 [ps / nm].
  • the dispersion compensation tolerance of the burst optical signal by the receiver is proportional to the square of the transmission speed. That is, it is necessary to increase the accuracy of the dispersion compensation amount as the transmission speed increases.
  • Non-Patent Document 1 exemplifies the standard of dispersion compensation tolerance as about 800 [ps / nm] when the transmission speed is 10 [Gbps] and about 50 [ps / nm] when the transmission speed is 40 [Gbps]. .
  • the amount of dispersion is calculated by the product of the dispersion characteristic (unit: [ps / nm ⁇ km]) of the transmitted optical fiber itself and the transmission distance (unit: [km]) of the burst optical signal.
  • the dispersion characteristics of typical fibers used in metro networks are shown below.
  • ⁇ Single mode fiber SMF: Single Mode Fiber
  • Dispersion characteristic 13.3--18.6 [ps / nm ⁇ km] in 1.55 [ ⁇ m] band
  • DSF Dispersion-shifted single mode optical fiber
  • the amount of dispersion differs for each burst signal. For example, it is assumed that a single mode optical fiber having a distance between nodes of 25 [km] and a dispersion characteristic of 17 [ps / nm ⁇ km] is used. As the distance from the transmission side becomes longer, the variances D1 to D3 of the signals indicated by reference numeral 914 increase.
  • DCF Dispersion Compensating Fiber
  • EDC Electrical Dispersion Compensator
  • FIG. 11 is a configuration diagram of a dispersion compensation system using a DCF.
  • one clockwise ring is illustrated as the ring net 93.
  • FIG. 11 a two-ring configuration of a clockwise outer ring and a counterclockwise inner ring is shown.
  • Each node has an optical amplifier for amplifying a burst optical signal flowing from the ring network 93 and a coupler for splitting and adding / dropping the burst optical signal (a part is not shown in FIG. 11).
  • a DCF is laid on each span between nodes on the ring network 93.
  • G Since the range of the amount of dispersion of the SMF specified by the 652 standard is wide, the dispersion characteristics greatly differ from fiber to fiber. Therefore, a dispersion measuring device for measuring a dispersion characteristic for each span and installing a DCF having an optimum fiber length is provided between the burst transceivers 91TRx and 92TRx of each node and the ring network 93.
  • the DCF is a fiber that gives a dispersion compensation amount for canceling the dispersion generated in the burst optical signal.
  • FIG. 12 is a configuration diagram of a dispersion compensation system using EDC.
  • a core node 91 that collectively receives burst optical signals from each access node 92 includes a burst transmitter 91Tx and a burst receiver 91Rx using EDC.
  • the burst receiver 91Rx has the following components.
  • APD avalanche photodiode
  • -A Burst TIA Band Transimpedance Amplifier
  • -Burst LA (Burst Limiting Amplifier) converts a weak voltage signal or a relatively large voltage signal into a voltage signal having a constant amplitude.
  • EDC converts the received optical signal into an electric signal, and then compensates for the signal waveform degraded by chromatic dispersion.
  • EDC is a filter that equalizes a waveform in which distortion has occurred due to dispersion, with a frequency characteristic corresponding to the amount of dispersion. Since an EDC is required for each burst receiver 91Rx, the required EDC increases as the number of wavelengths when the burst optical signal is wavelength-multiplexed increases.
  • a Burst CDR (Burst Clock and Data Recovery circuit) extracts the timing of a voltage signal having a constant amplitude and shapes the waveform with a clock having low noise.
  • a signal waveform degraded by dispersion can be compensated for using an electric compensation dispersion circuit.
  • the EDC can be mass-produced, so that the cost can be easily reduced, and the amount of dispersion can be compensated in real time, so that no prior design is required.
  • DCF and EDC which are the conventional techniques of dispersion compensation
  • the advantages and disadvantages are as follows, and both cannot be satisfied in a well-balanced manner.
  • the DCF shown in FIG. 11 is insufficient in operation. Since the DCF has a larger propagation loss than the SMF, it is necessary to manually design the entire ring network 93 in advance to determine the amount of compensation for each span.
  • the amount of dispersion compensation is limited, so that the accuracy improvement is insufficient.
  • the instantaneous variable dispersion amount that can be compensated is reported only up to 1000 [ps / nm], and it is difficult to instantaneously compensate for dispersion amount of several hundred to several thousand [ps / nm] like metro. Not supported.
  • the present invention is a dispersion compensation system in which a core node and an access node are connected by a ring network using optical fibers,
  • the access node comprises: By receiving a delay measurement signal from the core node, a delay measurement unit that measures a delay between the core node and the access node, Based on the measured delay, a dispersion compensation amount calculation unit that calculates a dispersion compensation amount given to the burst optical signal before transmission to the ring network, An inverse dispersion imparting unit for pre-equalizing the dispersion compensation amount calculated for the waveform of the burst optical signal before transmission.
  • the inverse dispersion imparting unit to perform pre-dispersion compensation processing by pre-equalization on the waveform of the burst optical signal before transmission, which is more appropriate than the method of performing post-dispersion compensation processing after transmission of the burst optical signal.
  • a burst optical signal having obtained the dispersion compensation amount is transmitted. Further, since the dispersion compensation amount is calculated by the dispersion compensation amount calculation unit, it is not necessary to design a network in which the dispersion compensation amount is assumed in advance, so that operation costs can be reduced.
  • the core node transmits two signals having different wavelengths and powers to the access node as the delay measurement signal
  • the dispersion compensation amount calculation unit of the access node calculates a dispersion compensation amount at a center wavelength between wavelengths of two signals.
  • the delay measurement unit of the access node as the delay between the core node and the access node, the core node in the discovery process that is started by the new access node is connected to the ring network It is characterized in that a delay measured for time synchronization between the two is used.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a dispersion compensation system according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of each node of FIG. 1 according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of a burst transmitter of FIG. 2 according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a sequence diagram illustrating processing from the time of conduction to the time of discovery of the dispersion compensation system according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a sequence diagram focusing on conduction in the sequence diagram of FIG. 4 according to the embodiment.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of a pulse as a delay measurement signal in FIG. 5 according to the embodiment. 6 is a graph for explaining the calculation contents of an average variance calculation unit of FIG. 5 according to the embodiment.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of chromatic dispersion generated during fiber transmission in the optical concentrator ring system of FIG. 9.
  • 1 is a configuration diagram of a dispersion compensation system using a DCF.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a dispersion compensation system using EDC.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of the dispersion compensation system. Like FIG. 11, FIG. 1 also has a two-ring configuration of a clockwise outer ring and a counterclockwise inner ring.
  • the dispersion compensation system is configured by connecting a core node 1 as a PON device and an access node 2 (2a, 2b, 2c) as a PON device via a ring network 3.
  • Each of these nodes (core node 1 and access node 2) is configured as a computer having a CPU (Central Processing Unit), a memory, a storage unit (storage unit) such as a hard disk, and a network interface.
  • the CPU operates a control unit (control unit) configured by each processing unit by executing a program (also referred to as an application or an abbreviation for an application) read from the memory.
  • a program also referred to as an application or an abbreviation for an application
  • the burst transceiver 21 of the access node 2 transmits and receives a burst optical signal flowing on the ring network 3 as a main signal.
  • the burst transceiver 11 of the core node 1 also transmits and receives a burst optical signal flowing on the ring network 3 as a main signal.
  • each node in FIG. 1 also includes an optical amplifier for amplifying a burst optical signal flowing from the ring network 3, and a coupler for splitting and adding / dropping the burst optical signal.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of each node in FIG.
  • the core node 1 includes, in addition to the burst transceiver 11 connected to the ring network 3 of FIG. 1, a maintenance unit 101 that functions as an interface with the monitoring control network 1NC, and an SNI unit 107 that functions as an interface with the service network 1NS. Have. Further, the core node 1 includes an authentication unit 102, a bridge unit 103, an encryption unit 104, a DBA unit 105, and a PON interface unit 106.
  • the access node 2 has an interface function with an upper layer device 2R such as a PC or a router in a user network in addition to a burst transceiver 21 (burst transmitter 21Tx and burst receiver 21Rx) connected to the ring network 3 in FIG. Is provided. Further, the access node 2 includes a maintenance unit 201, an authentication unit 202, a bridge unit 203, an encryption unit 204, a priority control unit 205, and a PON interface unit 206.
  • an upper layer device 2R such as a PC or a router in a user network in addition to a burst transceiver 21 (burst transmitter 21Tx and burst receiver 21Rx) connected to the ring network 3 in FIG. Is provided.
  • the access node 2 includes a maintenance unit 201, an authentication unit 202, a bridge unit 203, an encryption unit 204, a priority control unit 205, and a PON interface unit 206.
  • the maintenance units 101 and 201 transmit and receive OAM (Operations, Administration, Maintenance) control frames.
  • the authentication unit 102 authenticates the access node 2, and the authentication unit 202 authenticates the core node 1.
  • the bridge unit 103 performs a bridge process between the service network 1NS and the ring network 3, and the bridge unit 203 performs a bridge process between the user network and the ring network 3.
  • the encryption units 104 and 204 perform encryption / decryption processing of frames.
  • the DBA unit 105 performs an upstream band allocation process.
  • the priority control unit 205 controls the transmission order of frames based on a priority specified in advance.
  • the PON interface units 106 and 206 have various connection functions with the ring network 3 as listed below.
  • the optical transmission / reception function converts an optical signal in the section of the ring network 3 and an electric signal in the device.
  • -The SerDes (SERializer / DESerializer) function performs serial / parallel conversion.
  • the PCS (Physical Coding Sublayer) function performs channel coding and error correction.
  • the PON control function performs transmission / reception processing of MPCP (Multi Point Control Protocol) control frames, logical link state management processing, and time synchronization processing.
  • MPCP Multi Point Control Protocol
  • FIG. 3 is a configuration diagram of the burst transmitter 21Tx of FIG.
  • the burst transmitter 21Tx has a pre-dispersion imparting unit 210, a wavelength-variable LD 221 and an LD @ Driver 222.
  • the pre-dispersion imparting unit 210 includes a real part / imaginary part transforming unit 211, a variance estimating unit 212, a real part inverse dispersion imparting unit 213I, an imaginary part inverse dispersion imparting unit 213Q, DACs 214I and 214Q, an optical amplifier 215I, 215Q and an IQ modulator 216.
  • the suffix “I” of the code is an element for performing the real part processing
  • the suffix “Q” of the code is an element for performing the imaginary part processing.
  • the variance estimating unit 212 estimates the amount of dispersion applied to the burst optical signal before transmitting / receiving the burst optical signal as the main signal. Therefore, dispersion estimation section 212 receives delay measurement signals of two different wavelengths, which are slave signals, from core node 1 to measure delay from its own access node 2 to core node 1, and delay measurement section 218. And an average dispersion calculator 219 for calculating an average dispersion applied to the burst optical signal from the delay determined by the delay measuring unit 218 (see FIG. 6 for details).
  • the delay measurement signal is a signal that is distinguished from the main signal, and is, for example, a short pulse signal or a short burst signal.
  • the real part / imaginary part converter 211 converts the digital signal data (bit sequence of 0, 1, 0,... D (t)) transmitted from the upper layer device 2R into real part data (complex electric field signal I-ch). And imaginary part data (complex electric field signal Q-ch).
  • the inverse variance imparting unit receives the notification of the average dispersion amount from the average dispersion amount calculating unit 219, and uses the average dispersion amount as the dispersion compensation amount of the inverse dispersion. This is given (pre-equalized) to the waveform of the real part data and the waveform of the imaginary part data.
  • the pre-dispersion imparting unit 210 outputs the dispersion compensation amount (average dispersion amount) necessary for receiving the burst optical signal in a state where the dispersion compensation amount is electrically provided when transmitting the burst optical signal.
  • the dispersion compensation amount average dispersion amount necessary for receiving the burst optical signal in a state where the dispersion compensation amount is electrically provided when transmitting the burst optical signal.
  • the details of the process of pre-equalizing the inverse variance by the real part inverse variance giving unit 213I and the imaginary part inverse variance giving unit 213Q are as follows.
  • the real part inverse variance imparting unit 213I and the imaginary part inverse variance imparting unit 213Q calculate the inverse transfer function H ( ⁇ ) of the transmission path with respect to the electrical waveform generated as a digital operation required for pre-dispersion compensation.
  • the convolution operation (convolution operation) is executed as the inverse characteristic.
  • Expression 1 below is a calculation expression of the convolution operation.
  • the method of calculating the dispersion coefficient ⁇ is, for example, any of the following methods.
  • the calculation processes of the real part / imaginary part conversion unit 211, the real part inverse variance giving unit 213I, and the imaginary part inverse variance giving unit 213Q are desirably performed by digital signal processing (DSP). .
  • DSP digital signal processing
  • the high-speed DACs (DACs: Digital to Analog Converters) 214I and 214Q convert the pre-equalized real part data and imaginary part data into analog electric waveform signals.
  • the optical amplifiers 215I and 215Q amplify the real part data and the imaginary part data of the analog signal, respectively.
  • the IQ modulator 216 converts a real part data and an imaginary part data of the amplified analog signal into a burst optical signal having a specified complex electric field by the laser light from the wavelength tunable LD 221 (that is, the light after the pre-dispersion compensation is performed). (The transmission signal), and the modulated burst optical signal flows through the ring network 3.
  • the laser light from the wavelength tunable LD 221 is controlled by a burst control signal provided via the LD Driver 222.
  • FIG. 4 is a sequence diagram showing processing from the time of conduction of the dispersion compensation system to the time of discovery.
  • the core node 1 automatically discovers the newly connected access node 2, and the access node 2 2.
  • P2MP Point-to-Multipoint
  • the core node 1 determines the pre-dispersion compensation amount when the access node 2 is turned on (S101, details are shown in FIG. 5).
  • the core node 1 transmits a Discovery GATE signal for notifying the transmission timing to the new access node 2 (S102).
  • S102 new access node 2
  • RTT Random Trip Time
  • the core node 1 receives a registration request from the access node 2 as a response to S102 (S103), it measures RTT (Round Trip Time) which is a frame round-trip time from the time of transmitting the signal of S102 to the time of receiving the signal of S103. And synchronize the time between the nodes.
  • the measurement of the frame reciprocation time and the time synchronization are performed not only at the time of conduction but also periodically thereafter, and are corrected as needed when a deviation occurs due to a change in line conditions or the like.
  • the core node 1 transmits a Register signal for notifying the LLID to the new access node 2 (S104), and transmits a GATE signal for notifying the transmission and transmission timing (S105). Then, the core node 1 notifies the frame round-trip time (RTT) or the distance to the new access node 2 (S106), and receives the Register ACK signal which is a reception response to the Register signal of S104.
  • RTT frame round-trip time
  • S106 the Register ACK signal which is a reception response to the Register signal of S104.
  • the delay measurement unit 218 of the pre-dispersion imparting unit 210 obtains the frame round-trip time measured for time synchronization, and calculates the average amount of dispersion given to the real part inverse dispersion imparting unit 213I and the imaginary part inverse dispersion imparting unit 213Q. By reusing the frame round trip time for the calculation, the dispersion compensation amount can be finely adjusted as appropriate.
  • the delay measurement unit 218 uses the existing discovery process without newly starting a new measurement process in order to acquire the latest delay data, thereby adding an additional burden to the control process of each node. No need to give.
  • FIG. 5 is a sequence diagram that focuses on the conduction at S101 in the sequence diagram of FIG.
  • the core node 1 transmits, to each access node 2, pulses ⁇ 1 and ⁇ 8, which are delay measurement signals with a power difference, with ⁇ 1 as the larger power and ⁇ 8 as the smaller power (S111, FIG. 6 for details).
  • the delay measurement unit 218 of each access node 2 measures the delay difference and the power of the pulses ⁇ 1 and ⁇ 8 in S111 (S112).
  • the average variance calculation unit 219 of each access node 2 derives the average variance D ⁇ c ⁇ L between the pulses ⁇ 1 and ⁇ 8 based on the delay difference measured in S112 (S113, see FIGS. 7 and 8 for details). ). Then, the average dispersion amount calculation unit 219 notifies the real part inverse dispersion imparting unit 213I and the imaginary part inverse dispersion that the inverse dispersion using the average dispersion amount D ⁇ c ⁇ L as the dispersion compensation amount is added to the burst optical signal before transmission. Instruct the giving unit 213Q.
  • the pre-dispersion imparting unit 210 transmits the burst optical signal to which the inverse dispersion has been imparted in S114 to the ring network 3 (S115).
  • the burst transceiver 11 of the core node 1 receives the dispersion-compensated burst optical signal of S115.
  • the pre-dispersion compensation is performed at the time of transmission in S115, it is easy to change the dispersion compensation amount in each burst.
  • the P2MP discovery described in FIG. 4 runs from the core node 1 (S117)
  • the conduction between the core node 1 and the access node 2 is completed (S118).
  • the frame round-trip time (RTT) is measured by this P2MP discovery, and if this RTT greatly changes from the previous measurement result (S122, Yes), the transit distance (dispersion amount) between the core node 1 and the access node 2 is changed.
  • the process returns to the delay measurement processing of S111.
  • the delay measurement processing of S111 may be executed again.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of the pulses ⁇ 1 and ⁇ 8, which are the delay measurement signals described in S111 of FIG.
  • the burst transceiver 11 of the core node 1 includes, in addition to the ( ⁇ 1,..., ⁇ 8) transmitters Tx- ⁇ 1,..., Tx- ⁇ 8 for each wavelength, a fixed attenuator ATT for giving a power difference between ⁇ 1 and ⁇ 8. It is provided at the output of - ⁇ 8.
  • the core node 1 transmits the shortest wavelength pulse ⁇ 1 and the longest wavelength pulse ⁇ 8 to the access node 2 as downlink signals. Then, the delay time ⁇ of the pulses ⁇ 1 and ⁇ 8 transmitted to the access node 2 via the ring network 3 is measured by the delay measuring unit 218 of the access node 2.
  • FIG. 7 is a graph for explaining the calculation content of the average variance calculation unit 219 described in S113 of FIG.
  • the horizontal axis of the graph is the wavelength ⁇
  • the vertical axis of the graph is the dispersion amount D.
  • FIG. 8 is a graph when the axis of the graph is changed for the straight line D ( ⁇ ) in FIG.
  • the curve T ( ⁇ ) in FIG. 8 is the following equation 3, which is a result of modifying equation 2.
  • Points on the curve T ( ⁇ ) corresponding to the points ⁇ k and ⁇ n on the horizontal axis are ⁇ k and ⁇ n.
  • ⁇ c is the center wavelength of ⁇ n and ⁇ k, and ⁇ n- ⁇ k is known information.
  • a straight line L1 connects ⁇ k and ⁇ n.
  • a point on the straight line L1 corresponding to the point ⁇ c on the horizontal axis is defined as ⁇ m.
  • the average dispersion amount (dispersion amount at the time of ⁇ c) between ⁇ n and ⁇ k as ⁇ m.
  • the pre-dispersion providing unit 210 in the access node 2 transmits a burst optical signal to the core node 1
  • the amount of dispersion applied to the burst optical signal is estimated from the delay time.
  • the pre-dispersion imparting unit 210 pre-equalizes the estimated amount of dispersion to a burst optical signal before transmission as inverse dispersion.
  • a burst optical signal having an appropriate dispersion compensation amount is transmitted, and it is not necessary to design a network in which the dispersion compensation amount is assumed in advance, so that the operation cost can be reduced.
  • one core node 1 and three access nodes 2 are connected to the ring network 3 according to the present invention as shown in FIG. It is not limited to the number or configuration.
  • a hardware resource of a general computer can be realized by a program that operates as each unit of the core node 1 and the access node 2. This program can be distributed via a communication line, or recorded on a recording medium such as a CD-ROM and distributed.

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Abstract

【課題】分散補償量を高めつつ、運用コストを下げた分散補償システムを提供すること。 【解決手段】　コアノード１とアクセスノード２とがリングネットワークでリング網３に接続される分散補償システムとして、アクセスノード２は、遅延測定用信号をコアノード１から受信することで、コアノード１とアクセスノード２との間の遅延を測定する遅延測定部２１８と、測定された遅延をもとに、リング網３に向けて送信する前のバースト光信号に与える分散補償量を計算する平均分散量計算部２１９と、送信する前のバースト光信号の波形に計算した分散補償量を予等化する実部逆分散付与部２１３Ｉと、を有する。

Description

分散補償システム、および、分散補償方法
　本発明は、分散補償システム、および、分散補償方法に関する。
　収容トラヒックが数１０[Gbps]であるメトロ網向けの光集線ネットワークシステムでは、トラヒックを低コスト・省電力・効率よく集線することが求められる。そのために、光集線ネットワークに接続されるデバイスは、ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムに用いられるデバイス（以下、ＰＯＮデバイス）を用い、光ＴＤＭ（Time Division Multiplexing）の技術を使用して、大容量のバースト光信号を１本の光ファイバに多重化させて送受信することが効果的である。
　図９は、光集線リングシステムの一例を示す構成図である。
　光集線リングシステムは、ＯＬＴ（Optical Line Terminal）のＰＯＮデバイスであるコアノード９１と、ＯＮＵ（Optical Network Unit）のＰＯＮデバイスであるアクセスノード９２（９２ａ，９２ｂ，９２ｃ）とが、所定周り（図９では時計回り）のリング網９３で接続されて構成される。リング網９３は、１リング内に複数ノードが接続される多段ノード接続構成であり、各ノード間は１０ｋｍ～２５ｋｍ程度離れている。各アクセスノード９２から出力されるバースト光信号が時間多重（時分割）され、コアノード９１にて一括で受信される。
　なお、図示は省略したが、コアノード９１はコア網に接続され、コア網とリング網９３との中継装置である。同様に、アクセスノード９２はアクセス網に接続され、アクセス網とリング網９３との中継装置である。
　以下、コアノード９１から開始して、アクセスノード９２ｃ→アクセスノード９２ｂ→アクセスノード９２ａを順に経由して、コアノード９１に戻る通信を考える。
　まず、コアノード９１の出力先９０１では、まだ何の信号もリング網９３上には流れていない。なお、リング網９３上に流れるバースト光信号は、波長多重されており、図９では、３つの波長λ１，λ２，λ３のうちの波長λ１にだけ多重化される例を示す。
　次に、アクセスノード９２ｃは、収容するアクセス網から２つの信号Ｗ１，Ｗ３を受信すると（符号９０２）、それらの信号をリング網９３上に挿入（Add）する。これにより、アクセスノード９２ｃの出力先９０３では、アクセスノード９２ｃのタイミング制御により、２つの信号Ｗ１，Ｗ３がそれぞれ別々のタイムスロットに時分割されて流れる。
　アクセスノード９２ｂは、収容するアクセス網から信号Ｗ２を受信すると（符号９０４）、その信号をリング網９３上に挿入（Add）する。これにより、アクセスノード９２ｂの出力先９０５では、挿入した信号Ｗ２に加え、アクセスノード９２ｃから流れてきた信号Ｗ１，Ｗ３がそれぞれ別々のタイムスロットに時分割されて流れる。
　アクセスノード９２ａは、収容するアクセス網からの信号がないので、アクセスノード９２ｂの出力先９０５からの信号をそのままコアノード９１に転送する。これにより、コアノード９１は、各アクセスノード９２から３つの信号Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を受信できる。
　図１０は、図９の光集線リングシステムにおいて、ファイバ伝送時に発生する波長分散についての説明図である。
　コアノード９１は、アクセスノード９２ｃが挿入した信号Ｗ１と（符号９１１）、アクセスノード９２ｂが挿入した信号Ｗ２と（符号９１２）、アクセスノード９２ａが挿入した信号Ｗ３と（符号９１３）をまとめて受信する。ここで、各信号Ｗ１～Ｗ３には、波長λ１と、各アクセスノード９２からコアノード９１までの伝送距離と、に応じた波長分散（以下「分散」とする）が発生する。
　「分散」とは、波長によって光の伝搬速度に遅延が生じる現象である。光ファイバなどの分散特性をもつ媒体を伝搬した光信号の波形は、広がってしまう。よって、分散は、非線形効果を引き起こしたり、ビット誤り率の増加を引き起こしたり、信号品質の劣化を引き起こしたりする。
　バースト光信号に発生してしまった分散の度合いを「分散量」とし、その単位を[ps/nm]とする。psはパルスの広がり（遅延時間）を示し、nmは光信号のスペクトル幅に対応する波長を示す。
　よって、「分散補償」とは、バースト光信号に発生する分散量を分散補償量の分だけ減らすことで、分散補償後の分散量を0[ps/nm]に近づける技術である。なお、バースト光信号の受信器による分散補償耐力は、伝送速度の２乗に比例する。つまり、伝送速度が速いほど分散補償量の精度を高くする必要がある。例えば、非特許文献１には、分散補償耐力の目安が、伝送速度10[Gbps]のとき800[ps/nm]程度、40[Gbps]のとき50[ps/nm]程度として例示されている。
　分散量は、伝送される光ファイバ自体の分散特性（単位は[ps/nm・km]）と、バースト光信号の伝送距離（単位は[km]）との積で計算される。
　メトロ網で使われている代表的なファイバの分散特性を以下に示す。
　・シングルモード光ファイバ（ＳＭＦ：Single Mode Fiber）…1.55[μm]帯で分散特性13.3～18.6[ps/nm・km]（G.652規格）
　・分散シフトシングルモード光ファイバ（ＤＳＦ：Dispersion Shifted Fiber）…1.55[μm]帯で分散特性－2.3～+2.3[ps/nm・km]（G.653規格）
　図１０でも、コアノード９１までの経由する距離が送信側であるアクセスノード９２ごとに違うため、バースト信号ごとに分散量が異なる。例えば、ノード間距離が25[km]、分散特性17[ps/nm・km]のシングルモード光ファイバを使用しているとする。送信側からの距離が長いほど、符号９１４に示した各信号の分散量Ｄ１～Ｄ３は大きくなってしまう。
　・信号Ｗ３の分散量Ｄ１＝4250[ps/nm]
　・信号Ｗ２の分散量Ｄ２＝2125[ps/nm]
　・信号Ｗ１の分散量Ｄ３＝425[ps/nm]
　これらの各信号Ｗ１～Ｗ３が流れるタイムスロットは、10[μs]など非常に短期間であり、その短期間において瞬時に、各信号に適した分散補償量を設定する必要がある。
　以上説明したような分散を補償するための技術としては、ノード間の各スパンに分散補償ファイバ（ＤＣＦ：Dispersion Compensating Fiber）を用いる手法（図１１で後記）と、特許文献１に示されるようなノード内のバースト受信器に電気分散補償器（ＥＤＣ：Electrical Dispersion Compensator）を用いる手法（図１２で後記）とが知られている。
　図１１は、ＤＣＦを用いた分散補償システムの構成図である。前記の図９，図１０では説明をわかりやすくするために、リング網９３として右回りの１リングを例示したが、図１１では右回りの外側リングと、左回りの内側リングとの２リング構成とする。
　各ノードは、リング網９３から流れてくるバースト光信号を増幅する光アンプと、バースト光信号を分岐してAdd／Dropするためのカプラとを有する（図１１では一部を図示省略）。
　そして、リング網９３上のノード間の各スパンにはＤＣＦが敷設されている。なお、Ｇ．６５２規格で規定されているＳＭＦの分散量の範囲は広いため、ファイバごとに分散特性が大きく異なる。よって、スパンごとに分散特性を測定し、最適なファイバ長のＤＣＦを設置するための分散測定器が、各ノードのバースト送受信器９１ＴＲｘ，９２ＴＲｘと、リング網９３との間に設けられている。
　ＤＣＦは、バースト光信号に発生する分散に対して、その分散を相殺するための分散補償量を与えるファイバである。このＤＣＦを各スパンに設けることにより、多くのスパンを経由するバースト光信号ほど、多くの分散補償量が与えられる。つまり、各アクセスノード９２からのバースト光信号をコアノード９１が一括受信する時に、各アクセスノード９２からの伝送距離に応じた分散量を低減できる。
　図１２は、ＥＤＣを用いた分散補償システムの構成図である。
　図１０の光集線リングシステムにおいて、各アクセスノード９２からのバースト光信号を一括受信するコアノード９１には、バースト送信器９１Ｔｘに加え、ＥＤＣを用いたバースト受信器９１Ｒｘが備えられている。バースト受信器９１Ｒｘは、以下の部品を有する。
　・APD（avalanche photodiode）は、光信号を電流信号に変換する。
　・Burst TIA（Burst Transimpedance Amplifier）は、電流信号を増幅しながら電圧信号に変換する。
　・Burst LA（Burst Limiting Amplifier）は、微弱な電圧信号や比較的大きな電圧信号を一定振幅の電圧信号に変換する。
　・EDCは、受信光信号を電気信号に変換した後に、波長分散によって劣化した信号波形を補償する。EDCは、分散によって歪みが発生した波形を、分散量に応じた周波数特性で等化するフィルタである。なお、バースト受信器９１ＲｘごとにＥＤＣが必要なので、バースト光信号を波長多重するときの波長数が増える程、必要なＥＤＣも増える。
　・Burst CDR（Burst Clock and Data Recovery circuit）は、一定振幅の電圧信号のタイミングを抽出してノイズの少ないクロックで波形を整形する。
　この図１２の構成により、受信信号を電気信号に変換した後に、分散によって劣化した信号波形を電気補償分散回路を用いて補償することができる。なお、ＥＤＣは大量生産が可能であるため低コスト化が容易であり、リアルタイムにて分散量を補償できるため事前設計も不要である。
特開２００８－２７１０７３号公報
B. J. Eggleton,et al.「Integrated tunable fiber grating for dispersion management in high－bit rate systems」 J. Lightwave Technol., vol. 18, no. 10, pp. 1418－1432,Oct. 2000.
　分散補償量を高める精度向上面と、人手による事前設計を不要として運用コストを下げる運用面とをバランスよく備えた分散補償システムを構築しようとしたとき、従来技術の分散補償であるＤＣＦとＥＤＣとでは、下記のように一長一短であり、両方をバランスよく満たすことはできない。
　まず、図１１のＤＣＦでは運用面が不充分である。ＤＣＦはＳＭＦよりも伝搬ロスが大きいため、スパンごとに補償量を決めるための人手によるリング網９３全体の事前設計が必要となってしまう。
　一方、図１２のＥＤＣでは分散補償量が限られるため、精度向上面が不充分である。ＥＤＣでは、補償できる瞬時可変分散量は～1000[ps/nm]までしか報告されておらず、メトロのような数百～数千[ps/nm]の分散量を瞬時に補償することには対応していない。
　そこで、本発明は、分散補償量を高めつつ、運用コストを下げた分散補償システムを提供することを、主な課題とする。
　前記課題を解決するために、本発明の分散補償システムは、以下の特徴を有する。
　本発明は、コアノードとアクセスノードとが光ファイバによるリングネットワークで接続される分散補償システムであって、
　前記アクセスノードが、
　遅延測定用信号を前記コアノードから受信することで、前記コアノードと前記アクセスノードとの間の遅延を測定する遅延測定部と、
　測定された遅延をもとに、前記リングネットワークに向けて送信する前のバースト光信号に与える分散補償量を計算する分散補償量計算部と、
　前記送信する前のバースト光信号の波形に対して計算した分散補償量を予等化する逆分散付与部と、を有することを特徴とする。
　これにより、送信する前のバースト光信号の波形に対して逆分散付与部が予等化によるプリ分散補償処理を行うので、バースト光信号の送信後にポスト分散補償処理を行う方式に比べ、適切な分散補償量を得たバースト光信号が送信される。さらに、分散補償量が分散補償量計算部により計算されることで、分散補償量を事前に想定したネットワーク設計をしなくて済むため、運用コストも削減できる。
　本発明は、前記コアノードが、複数の波長およびパワーが異なる２つの信号を前記遅延測定用信号として、前記アクセスノードに送信し、
　前記アクセスノードの前記分散補償量計算部が、２つの信号の波長間の中心波長における分散補償量を計算することを特徴とする。
　これにより、主信号であるバースト光信号と、従信号である遅延測定用信号とがパワー差により判別可能になり、アクセスノードは遅延測定用信号を確実に受信できる。
　本発明は、前記アクセスノードの前記遅延測定部が、前記コアノードと前記アクセスノードとの間の遅延として、新たな前記アクセスノードが前記リングネットワークに接続されることで起動するディスカバリ処理において前記コアノードと間で時刻同期用に測定した遅延を用いることを特徴とする。
　これにより、リングネットワークの状態により変動する遅延情報を測定する処理を、既存のディスカバリ処理に便乗して行うことができるので、測定負荷を削減できる。
　本発明によれば、分散補償量を高めつつ、運用コストを下げた分散補償システムを提供することができる。
本実施形態に係わる分散補償システムの構成図である。 本実施形態に係わる図１の各ノードの構成図である。 本実施形態に係わる図２のバースト送信器の構成図である。 本実施形態に係わる分散補償システムの導通時からディスカバリ時までの処理を示すシーケンス図である。 本実施形態に係わる図４のシーケンス図における導通時に着目したシーケンス図である。 本実施形態に係わる図５の遅延測定用信号であるパルスの説明図である。 本実施形態に係わる図５の平均分散量計算部の計算内容を説明するためのグラフである。 本実施形態に係わる図７の直線Ｄ（λ）について、グラフの軸を変更したときのグラフである。 光集線リングシステムの一例を示す構成図である。 図９の光集線リングシステムにおいて、ファイバ伝送時に発生する波長分散についての説明図である。 ＤＣＦを用いた分散補償システムの構成図である。 ＥＤＣを用いた分散補償システムの構成図である。
　以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　図１は、分散補償システムの構成図である。図１１と同様に、図１でも右回りの外側リングと、左回りの内側リングとの２リング構成とする。分散補償システムは、ＰＯＮデバイスであるコアノード１と、ＰＯＮデバイスであるアクセスノード２（２ａ，２ｂ，２ｃ）とが、リング網３で接続されて構成される。
　これらの各ノード（コアノード１、アクセスノード２）は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリと、ハードディスクなどの記憶手段（記憶部）と、ネットワークインタフェースとを有するコンピュータとして構成される。
　このコンピュータは、ＣＰＵが、メモリ上に読み込んだプログラム（アプリケーションや、その略のアプリとも呼ばれる）を実行することにより、各処理部により構成される制御部（制御手段）を動作させる。
　アクセスノード２のバースト送受信器２１は、リング網３上に流れるバースト光信号を主信号として送受信する。コアノード１のバースト送受信器１１も、リング網３上に流れるバースト光信号を主信号として送受信する。図１１と同様に、図１でも各ノードは、リング網３から流れてくるバースト光信号を増幅する光アンプと、バースト光信号を分岐してAdd／Dropするためのカプラとを有する。
　図２は、図１の各ノードの構成図である。コアノード１は、図１のリング網３に接続されるバースト送受信器１１に加え、監視制御網１ＮＣとのインターフェース機能である保守部１０１と、サービス網１ＮＳとのインターフェース機能であるＳＮＩ部１０７とを有する。さらに、コアノード１は、認証部１０２と、ブリッジ部１０３と、暗号化部１０４と、ＤＢＡ部１０５と、ＰＯＮインターフェース部１０６とを有する。
　アクセスノード２は、図１のリング網３に接続されるバースト送受信器２１（バースト送信器２１Ｔｘ、バースト受信器２１Ｒｘ）に加え、ユーザ網内のＰＣやルータなどの上位レイヤ装置２Ｒとのインターフェース機能であるＵＮＩ部２０７を有する。さらに、アクセスノード２は、保守部２０１と、認証部２０２と、ブリッジ部２０３と、暗号化部２０４と、優先制御部２０５と、ＰＯＮインターフェース部２０６とを有する。
　保守部１０１，２０１は、ＯＡＭ（Operations, Administration, Maintenance）の制御フレームを送受信する。
　認証部１０２はアクセスノード２を認証し、認証部２０２はコアノード１を認証する。
　ブリッジ部１０３はサービス網１ＮＳとリング網３とのブリッジ処理を行い、ブリッジ部２０３はユーザ網とリング網３とのブリッジ処理を行う。
　暗号化部１０４，２０４は、フレームの暗号・復号処理を行う。
　ＤＢＡ部１０５は、上り帯域の割当て処理を行う。
　優先制御部２０５は、あらかじめ指定された優先度に基づいてフレームの送出順制御を行う。
　ＰＯＮインターフェース部１０６，２０６は、以下に列挙するようなリング網３との各種接続機能を有する。
　・光送受信機能は、リング網３の区間の光信号と装置内の電気信号を変換する。
　・SerDes（SERializer／DESerializer）機能は、シリアル・パラレル変換を行う。
　・ＰＣＳ（Physical Coding Sublayer）機能は、通信路符号化および誤り訂正を行う。
　・ＰＯＮ制御機能は、ＭＰＣＰ（Multi Point Control Protocol）制御フレームの送受信処理と、論理リンクの状態管理処理と、時刻同期処理とを行う。
　図３は、図２のバースト送信器２１Ｔｘの構成図である。バースト送信器２１Ｔｘは、プリ分散付与部２１０と、波長可変ＬＤ２２１と、ＬＤ Ｄｒｉｖｅｒ２２２とを有する。プリ分散付与部２１０は、実部／虚部変換部２１１と、分散推定部２１２と、実部逆分散付与部２１３Ｉと、虚部逆分散付与部２１３Ｑと、ＤＡＣ２１４Ｉ，２１４Ｑと、光アンプ２１５Ｉ，２１５Ｑと、ＩＱ変調器２１６とを有する。なお、符号の末尾「Ｉ」は実部処理を行う要素であり、符号の末尾「Ｑ」は虚部処理を行う要素である。
　分散推定部２１２は、主信号であるバースト光信号を送受信する前に、そのバースト光信号にかかる分散量を推定する。そのため、分散推定部２１２は、従信号である２つの異なる波長の遅延測定用信号をコアノード１から受信することで、自身のアクセスノード２からコアノード１までの遅延を測定する遅延測定部２１８と、遅延測定部２１８が求めた遅延からバースト光信号にかかる平均分散量を計算する平均分散量計算部２１９とを有する（詳細は図６）。なお、遅延測定用信号は、主信号とは区別される信号であり、例えば、短パルス信号や短バースト信号である。
　実部／虚部変換部２１１は、上位レイヤ装置２Ｒから送信されたデジタルの信号データ（0,1,0,…D(t)のビット列）を、実部データ（複素電界信号Ｉ－ｃｈ）と虚部データ（複素電界信号Ｑ－ｃｈ）との組のデジタルデータに変換する。
　逆分散付与部（実部逆分散付与部２１３Ｉ，虚部逆分散付与部２１３Ｑ）は、平均分散量計算部２１９から平均分散量の通知を受け、その平均分散量を逆分散の分散補償量として実部データの波形と虚部データの波形とに与える（予等化する）。
　このように、プリ分散付与部２１０は、バースト光信号の受信時に必要な分散補償量（平均分散量）を、バースト光信号の送信時に電気的に与えた状態で出力することで、バースト光信号の分散を補償する。これにより、バースト光信号の受信側であるコアノード１には分散補償モジュールは不要となり、もしくは簡易的な補償で充分となるため、小型化や低コスト化に加えて、伝送ロスを抑制することができる。
　なお、実部逆分散付与部２１３Ｉ，虚部逆分散付与部２１３Ｑによる逆分散を予等化する処理の詳細は、以下の通りである。実部逆分散付与部２１３Ｉ，虚部逆分散付与部２１３Ｑは、プリ分散補償に必要なデジタル演算として、電気的に生成された電気波形に対して、伝送路の逆伝達関数Ｈ（ω）を逆特性として畳み込む演算（畳み込み演算）を実行する。以下の式１が、畳み込み演算の計算式である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　なお、分散係数βを計算する方法は、例えば、以下の方式のいずれかが挙げられる。
　・大規模メモリにあらかじめ変換表を格納したルックアップテーブル方式
　・複素係数のＦＩＲフィルタを用いて随時計算する方式
　以上、実部／虚部変換部２１１と、実部逆分散付与部２１３Ｉと、虚部逆分散付与部２１３Ｑとの計算処理は、デジタル信号処理（ＤＳＰ：Digital Signal Processing）によって行われることが望ましい。
　そして、高速のＤＡＣ（ＤＡＣ：Digital to Analog Converter）２１４Ｉ，２１４Ｑは、予等化された実部データおよび虚部データをそれぞれアナログ電気波形の信号に変換する。光アンプ２１５Ｉ，２１５Ｑは、アナログ信号の実部データおよび虚部データをそれぞれ増幅する。
　ＩＱ変調器２１６は、増幅されたアナログ信号の実部データおよび虚部データを波長可変ＬＤ２２１からのレーザ光により指定の複素電界を持ったバースト光信号（つまり、プリ分散補償を行った後の光送信信号）に変調し、その変調したバースト光信号をリング網３に流す。なお、波長可変ＬＤ２２１からのレーザ光は、ＬＤ Ｄｒｉｖｅｒ２２２を介して与えられるバースト制御信号により制御される。
　図４は、分散補償システムの導通時からディスカバリ時までの処理を示すシーケンス図である。以下のＳ１０１～Ｓ１０７で説明するように、コアノード１は、リング網３に対して新たなアクセスノード２が接続されると、その新たに導通されたアクセスノード２を自動的に発見し、アクセスノード２にLLID（Logical Link ID）を付加する「Ｐ２ＭＰ（Point-to-Multipoint）のディスカバリ」を行う。
　コアノード１は、アクセスノード２の導通時に、プリ分散補償量を決定する（Ｓ１０１，詳細は図５）。
　コアノード１は、新規のアクセスノード２に対して、送信タイミングを通知するためのDiscovery GATE信号を送信する（Ｓ１０２）。
　コアノード１は、Ｓ１０２への応答として、アクセスノード２からの登録要求を受信すると（Ｓ１０３）、Ｓ１０２の信号送信時からＳ１０３の信号受信時までのフレーム往復時間であるＲＴＴ（Round Trip Time）を測定して、ノード間の時刻を同期させる。なお、フレーム往復時間の測定および時刻同期は、導通時だけで無くその後も定期的に行われ、線路条件の変化などによりズレが生じた場合には随時補正される。
　コアノード１は、新規のアクセスノード２にLLIDを通知するためのRegister信号を送信し（Ｓ１０４）、送信および伝送タイミングを通知するためのGATE信号を送信する（Ｓ１０５）。
　そして、コアノード１は、新規のアクセスノード２との間のフレーム往復時間（ＲＴＴ）または距離を通知し（Ｓ１０６）、Ｓ１０４のRegister信号への受信応答であるRegister ACK信号を受信する。
　以上、図４で説明したディスカバリ時の処理では、時刻同期のためにフレーム往復時間が測定されることとなる。そこで、プリ分散付与部２１０の遅延測定部２１８は、時刻同期のために測定されるフレーム往復時間を取得し、実部逆分散付与部２１３Ｉ、虚部逆分散付与部２１３Ｑに与える平均分散量を計算するためにフレーム往復時間を再利用することで、適宜分散補償量を微調整することも可能である。
　換言すると、遅延測定部２１８は、最新の遅延データを取得するために、わざわざ新規の測定処理を起動させることなく、既存のディスカバリ処理を活用することで、各ノードの制御処理に追加の負担を与えずに済む。
　図５は、図４のシーケンス図におけるＳ１０１の導通時に着目したシーケンス図である。
　コアノード１は、パワーの大きい方をλ１、小さい方をλ８としてパワー差を付けた遅延測定用信号であるパルスλ１、λ８を、各アクセスノード２に送信する（Ｓ１１１，詳細は図６）。各アクセスノード２の遅延測定部２１８は、Ｓ１１１のパルスλ１、λ８の遅延差とパワーとを測定する（Ｓ１１２）。
　各アクセスノード２の平均分散量計算部２１９は、Ｓ１１２で測定した遅延差をもとに、パルスλ１、λ８間の平均分散量Ｄλｃ×Ｌを導出する（Ｓ１１３，詳細は図７，図８）。そして、平均分散量計算部２１９は、平均分散量Ｄλｃ×Ｌを分散補償量とした逆分散を送信前のバースト光信号に付与する旨を、実部逆分散付与部２１３Ｉおよび虚部逆分散付与部２１３Ｑに指示する。
　プリ分散付与部２１０は、Ｓ１１４で逆分散が付与されたバースト光信号をリング網３に送信する（Ｓ１１５）。コアノード１のバースト送受信器１１は、Ｓ１１５の分散補償されたバースト光信号を受信する。このように、Ｓ１１５の送信時にプリ分散補償を行うため、各バーストで分散補償量を変化させることが容易となる。
　また、図４で説明したＰ２ＭＰディスカバリがコアノード１から走ることで（Ｓ１１７）、コアノード１とアクセスノード２との間の導通が完了する（Ｓ１１８）。
　このＰ２ＭＰディスカバリでフレーム往復時間（ＲＴＴ）が測定され、このＲＴＴが前回の測定結果から大きく変化した場合は（Ｓ１２２，Ｙｅｓ）、コアノード１とアクセスノード２との間の経由距離（分散量）が変化したものとして、Ｓ１１１の遅延測定処理に戻る。または、リング網３の伝送路の状態に変化が生じた場合も、Ｓ１１１の遅延測定処理を再度実行してもよい。
　図６は、図５のＳ１１１で説明した遅延測定用信号であるパルスλ１、λ８の説明図である。
　コアノード１のバースト送受信器１１は、波長ごとの（λ１，…，λ８）送信器Ｔｘ－λ１，…，Ｔｘ－λ８に加え、λ１とλ８とのパワー差を付けるための固定アッテネータＡＴＴが、Ｔｘ－λ８の出力部に備えられている。
　コアノード１は、最短波長のパルスλ１と最長波長のパルスλ８とを下り信号としてアクセスノード２に送信する。そして、リング網３を介してアクセスノード２に送信されたパルスλ１、λ８は、アクセスノード２の遅延測定部２１８により遅延時間Δτが測定される。
　図７は、図５のＳ１１３で説明した平均分散量計算部２１９の計算内容を説明するためのグラフである。グラフの横軸は波長λであり、グラフの縦軸は分散量Ｄである。
　ある中心波長λｃ[nm]における分散特性Ｄλｃ[ps/nm・km]は、計算式「Ｄλｃ×Ｌ＝Δτ／Δλ」で求まる。なお、Ｌはスパン距離[km]であり、τは群遅延[ps]である。なお、図７の直線Ｄ（λ）は、以下の式２である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　図８は、図７の直線Ｄ（λ）について、グラフの軸を変更したときのグラフである。図８の曲線Ｔ（λ）は、以下の式３であり、式２を変形した結果である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　横軸上の点λｋ，λｎに対応する曲線Ｔ（λ）上の点をτｋ，τｎとする。λｃはλｎとλｋの中心波長であり、λｎ－λｋは既知の情報である。直線Ｌ１は、τｋ，τｎを結ぶ。横軸上の点λｃに対応する直線Ｌ１上の点をτｍとする。
　なお、式２は、計算式「Δτ／Δλ＝（τｎ－τｋ）／（λｎ－λｋ）」に変換できる。よって、λｎとλｋの光到達遅延差を測定することによって、λｎとλｋとの平均分散量（＝λｃのときの分散量）をτｍとして導出することができる。
　本実施形態では、Ｃ帯８波を補償対象としており、分散量の波長依存性は大きくないため、λｃの際の分散補償量で充分に補償可能である。つまり、平均分散量計算部２１９は、以下の式により、２つの波長の平均分散量を導出する。
　（平均分散量）＝（遅延時間Δτ[ps]）／（λ1－λ8[nm]）
　以上説明した本実施形態では、アクセスノード２内のプリ分散付与部２１０がコアノード１にバースト光信号を送信する前に、そのバースト光信号にかかる分散量を遅延時間から推定する。そして、プリ分散付与部２１０は、推定した分散量を逆分散として送信前のバースト光信号に予等化する。
　これにより、適切な分散補償量を得たバースト光信号が送信されるとともに、分散補償量を事前に想定したネットワーク設計をしなくて済むため、運用コストも削減できる。
　なお、本実施形態においては、本発明にかかるリング網３には、図１に示すように、１台のコアノード１と、３台のアクセスノード２とが接続されることとしたが、これらの個数や構成に限定されない。また、本発明では、一般的なコンピュータのハードウェア資源を、コアノード１およびアクセスノード２の各手段として動作させるプログラムによって実現することができる。そして、このプログラムは、通信回線を介して配布したり、ＣＤ－ＲＯＭ等の記録媒体に記録して配布したりすることも可能である。
　１　　　コアノード
　２　　　アクセスノード
　３　　　リング網
　１１　　バースト送受信器
　２１　　バースト送受信器
　２１Ｔｘ　バースト送信器
　２１Ｒｘ　バースト受信器
　１０１　保守部
　１０２　認証部
　１０３　ブリッジ部
　１０４　暗号化部
　１０５　ＤＢＡ部
　１０６　ＰＯＮインターフェース部
　１０７　ＳＮＩ部
　２０１　保守部
　２０２　認証部
　２０３　ブリッジ部
　２０４　暗号化部
　２０５　優先制御部
　２０６　ＰＯＮインターフェース部
　２０７　ＵＮＩ部
　２１０　プリ分散付与部
　２１１　実部／虚部変換部
　２１２　分散推定部
　２１３Ｉ　実部逆分散付与部（逆分散付与部）
　２１３Ｑ　虚部逆分散付与部（逆分散付与部）
　２１４　ＤＡＣ
　２１５Ｉ　光アンプ
　２１５Ｑ　光アンプ
　２１６　ＩＱ変調器
　２１８　遅延測定部
　２１９　平均分散量計算部（分散補償量計算部）
　２２１　波長可変ＬＤ
　２２２　ＬＤ Ｄｒｉｖｅｒ

Claims (4)

  1. 　コアノードとアクセスノードとが光ファイバによるリングネットワークで接続される分散補償システムであって、
    　前記アクセスノードは、
    　遅延測定用信号を前記コアノードから受信することで、前記コアノードと前記アクセスノードとの間の遅延を測定する遅延測定部と、
    　測定された遅延をもとに、前記リングネットワークに向けて送信する前のバースト光信号に与える分散補償量を計算する分散補償量計算部と、
    　前記送信する前のバースト光信号の波形に対して計算した分散補償量を予等化する逆分散付与部と、を有することを特徴とする
    　分散補償システム。
  2. 　前記コアノードは、複数の波長およびパワーが異なる２つの信号を前記遅延測定用信号として、前記アクセスノードに送信し、
    　前記アクセスノードの前記分散補償量計算部は、２つの信号の波長間の中心波長における分散補償量を計算することを特徴とする
    　請求項１に記載の分散補償システム。
  3. 　前記アクセスノードの前記遅延測定部は、前記コアノードと前記アクセスノードとの間の遅延として、新たな前記アクセスノードが前記リングネットワークに接続されることで起動するディスカバリ処理において前記コアノードと間で時刻同期用に測定した遅延を用いることを特徴とする
    　請求項１に記載の分散補償システム。
  4. 　コアノードとアクセスノードとが光ファイバによるリングネットワークで接続される分散補償システムにより実行される分散補償方法であって、
    　前記アクセスノードは、遅延測定部と、分散補償量計算部と、逆分散付与部と、を有しており、
    　前記遅延測定部は、遅延測定用信号を前記コアノードから受信することで、前記コアノードと前記アクセスノードとの間の遅延を測定し、
    　前記分散補償量計算部は、測定された遅延をもとに、前記リングネットワークに向けて送信する前のバースト光信号に与える分散補償量を計算し、
    　前記逆分散付与部は、前記送信する前のバースト光信号の波形に対して計算した分散補償量を予等化することを特徴とする
    　分散補償方法。
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