JP2005252369A - Ｗｄｍ伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】 残留分散スロープによる波長間の残留分散偏差に対する耐力を向上させ、伝送可能距離の延長、使用可能波長帯域の拡大を図ったＷＤＭ伝送システムを提供する。
【解決手段】 ＷＤＭ伝送システムにおいて、送信トランスポンダ部１は、複数の入力光信号１〜ｎの各々に対応して設けられ、チャープ量が可変に構成され、設定されたチャープ量を重畳して変調された光信号を出力する複数のチャープ可変型送信トランスポンダ１０−１〜１０−ｎと、複数のチャープ可変型送信トランスポンダ１０−１〜１０−ｎの各々の出力波長に応じて複数のチャープ可変型送信トランスポンダ１０−１〜１０−ｎの各々にチャープ量を設定するチャープ量制御部１１とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、大容量波長多重（Wavelength-Division Multiplexing: WDM）伝送システムにおいて、各波長間の残留分散量の偏差による伝送距離制限、波長帯域制限を緩和して、長距離化、多波長化を可能とするＷＤＭ伝送技術に関する。

長距離光伝送システムにおいては、１本の光ファイバ中に複数の波長を多重化して伝送するＷＤＭ伝送技術が適用されており、経済的かつ大容量の情報伝送が実現されている。
ＷＤＭ伝送システムにおいて、伝送装置コストの更なる低減に向けて、１波長あたりの伝送速度の高速化が検討されている。現状では、10Gbit/sのシステムがすでに実用化されており、さらに40Gbit/sの伝送方式が実現に向けて検討されている（例えば、非特許文献１参照）。

長距離ＷＤＭ伝送システムの伝送可能距離を制限する要因のひとつとして、伝送路を形成する光ファイバ（伝送ファイバ）の波長分散による波形歪がある。波長分散とは、光ファイバ中における光信号の群速度の波長に対する依存性である。光の強度を変調して情報を伝送するIM-DD（Intensity Modulation-Direct Detection）方式では、この波長分散により光パルスの時間波形が光ファイバ内を伝播中に広がってしまい、隣接するビットと重なり合って符号間干渉を引き起こすため、受信感度にペナルティを発生する。

許容される分散量は伝送速度の２乗に反比例するため、2.5Gbit/s程度の低速システムにおいては、数100km程度の伝送距離では、波長分散に関する影響は無視できるレベルである。伝送速度が10Gbit/s程度となると、伝送ファイバの波長分散による波形歪の影響により、伝送可能距離が制限される。このため、送信側、伝送路中、もしくは受信側において、伝送ファイバの波長分散と逆の分散特性をもつ分散補償器を挿入し、トータルの分散量を低減することにより、伝送距離制限を緩和することが可能である。
1:S.Kuwahara et al.，"WDM field demonstration of 43 Gbit/s/channel path provisioning by automatic dispersion compensation using tone modulated CS-RZ signal", Paper Tul.6.2, ECOC2003, (2003)

しかしながら、ＷＤＭ伝送システムにおいて波長あたりの伝送速度を40Gbit/s程度に向上させるためには、以下のような課題がある。
一般に、光ファイバの波長分散特性には波長依存性がある。長距離伝送で使用されるＣバンド帯やＬバンド帯では、長波長側ほど分散値が大きく、0.05〜0.07ps/nm²/km程度の分散スロープを持っている。このため、伝送ファイバの分散を補償する場合に、各波長共通の分散補償器を用いると、残留分散に偏差が生じ、伝送距離制限や波長帯域制限を引き起こすという問題がある。

これを回避するためには、各波長ごとに分散補償を行う必要があり、コスト増や装置サイズの増加につながるという課題がある。
また、近年、分散値だけでなく、分散スロープについても伝送ファイバと逆の特性を持つ逆スロープ型分散補償ファイバも開発されているが、分散シフトファイバ（DSF）のＬバンド帯などでは、スロープまで含め十分にフラットな分散補償特性を実現するのは困難であり、各波長ごとに分散補償を実施せざるを得ないのが現状である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、送信信号のチャープ特性を波長ごとに設定することにより、残留分散スロープによる波長間の残留分散偏差に対する耐力を向上させ、伝送可能距離の延長、使用可能波長帯域の拡大を図ったＷＤＭ伝送システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、クライアント装置から送出された光信号を受信し、波長を変換して出力する送信トランスポンダ部と、該送信トランスポンダ部から受信した複数の光信号を波長多重して伝送路に送出する波長多重部と、前記伝送路の波長分散を補償する分散補償部と、前記伝送路から受信した波長多重信号を波長ごとに分離して出力する波長分離部と、該波長分離部から光信号を受信し、識別再生を行って対向側クライアント装置に送出する受信トランスポンダ部より構成されるＷＤＭ伝送システムであって、前記送信トランスポンダ部は、前記複数の入力信号の各々に対応して設けられ、チャープ量が可変に構成され、設定されたチャープ量を重畳して変調された光信号を出力する複数のチャープ可変型送信トランスポンダと、前記複数のチャープ可変型送信トランスポンダの各々の出力波長に応じて該前記複数のチャープ可変型送信トランスポンダの各々にチャープ量を設定するチャープ量制御部とを有することを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＷＤＭ伝送システムにおいて、前記チャープ量制御部は、前記波長多重部に入力される波長の最大数に対し、短波長側から数えて少なくとも４０％以上の波長のチャープ量をレッドチャープに設定し、かつ長波長側から数えて少なくとも４０％以上の波長のチャープ量をブルーチャープに設定することを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、クライアント装置から送出された光信号を受信し、波長を変換して出力する送信トランスポンダ部と、該送信トランスポンダ部から受信した複数の光信号を波長多重して伝送路に送出する波長多重部と、前記伝送路の波長分散を補償する分散補償部と、前記伝送路から受信した波長多重信号を波長ごとに分離して出力する波長分離部と、該波長分離部から光信号を受信し、識別再生を行って対向側クライアント装置に送出する受信トランスポンダ部より構成されるＷＤＭ伝送システムであって、前記送信トランスポンダ部は、前記複数の入力信号の各々に対応して設けられ、チャープ量が可変に構成され、設定されたチャープ量を重畳して変調された光信号を出力する複数のチャープ可変型送信トランスポンダを含んで構成され、前記伝送路を形成する伝送ファイバと前記分散補償部との総分散量を測定する分散測定部と、前記複数のチャープ可変型送信トランスポンダの各々の出力波長及び分散測定部で測定した総分散量に応じて前記複数のチャープ可変型送信トランスポンダの各々にチャープ量を設定するチャープ量制御部とを有すること特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のＷＤＭ伝送システムにおいて、前記チャープ量制御部は、伝送ファイバと分散補償部との総分散量に対する零分散波長よりも短波長側のチャープ量をレッドチャープに設定し、前記零分散波長よりも長波長側のチャネルのチャープ量をブルーチャープに設定することを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、クライアント装置から送出された複数のクライアント光信号を波長多重して伝送路へ送出する波長多重部と、前記伝送路の波長分散を補償する分散補償部と、前記伝送路から受信した波長多重信号を波長ごとに分離して出力する波長分離部と、該波長分離部から光信号を受信し、識別再生を行って対向側クライアント装置に送出する受信トランスポンダ部より構成されるＷＤＭ伝送システムであって、前記複数のクライアント光信号の各々に応じて設けられ、各クライアント光信号のビットに同期して、設定された位相変調を重畳する複数のビット同期位相変調部と、入力された前記複数のクライアント光信号の各々の波長に応じて前記複数のビット同期位相変調部の各々の位相変調量を設定する位相変調量制御部とを有することを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、クライアント装置から送出された複数のクライアント光信号を波長多重して伝送路へ送出する波長多重部と、前記伝送路の波長分散を補償する分散補償部と、前記伝送路から受信した波長多重信号を波長ごとに分離して受信トランスポンダ部に送出する波長分離部と、波長分離部から光信号を受信し、識別再生を行って対向側クライアント装置に送出する受信トランスポンダ部より構成されるＷＤＭ伝送システムであって、前記伝送路を形成する伝送ファイバと分散補償部との総分散量を測定する分散測定部と、前記複数のクライアント光信号の各々に応じて設けられ、各クライアント光信号のビットに同期して、設定された位相変調を重畳するビット同期位相変調部と、入力された前記複数のクライアント光信号の各々の波長および分散測定部で測定した総分散量に応じて前記複数のビット同期位相変調部の各々の位相変調量を設定する位相変調量制御部とを有することを特徴とする。

以上説明したように、本発明に係るＷＤＭ伝送システムによれば、送信信号のチャープ特性、位相変調特性を波長ごとに設定することにより、残留分散スロープによる波長間の残留分散偏差に対する耐力を向上させ、伝送可能距離の延長、使用可能波長帯域の拡大が図れる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。

[第１実施形態]
本発明の第１実施の形態に係るＷＤＭ伝送システムを図１乃至図４を参照して説明する。本発明の第１実施の形態に係るＷＤＭ伝送システムの構成を図１に示す。本発明の第１実施形態に係るＷＤＭ伝送システムは、送信トランスポンダ部１において、チャープ量制御部を設けるとともに、各トランスポンダ部のチャープ特性を可変にできるチャープ可変型トランスポンダを用いることにより、入力光信号の波長に応じてチャープを設定することを特徴としている。

図１において、本発明の第１実施形態に係るＷＤＭ伝送システムは、送信トランスポンダ部１と、波長多重部２と、光増幅部３、５と、分散補償部６と、波長分離部７と、受信トランスポンダ部８とを有している。４は伝送ファイバである。
送信トランスポンダ部１は、図示していないクライアント装置から送出された光信号を受信し、波長を変換して出力する機能を有している。

送信トランスポンダ部１は、複数の入力信号の各々に対応して設けられた複数のチャープ可変型送信トランスポンダ１０−１〜１０−ｎと、複数のチャープ可変型送信トランスポンダ１０−１〜１０−ｎのチャープ量を設定するチャープ量制御部１１とから構成されている。
チャープ可変型送信トランスポンダ１０−１〜１０−ｎは、それぞれ、チャープ量が可変に構成され、設定されたチャープ量を重畳して変調された光信号を出力する機能を有している。

チャープ量制御部１１は、チャープ可変型送信トランスポンダ１０−１〜１０−ｎの各々の出力波長に応じて複数のチャープ可変型送信トランスポンダ１０−１〜１０−ｎの各々にチャープ量を設定する機能を有している。
波長多重部２は、送信トランスポンダ部１から受信した複数の光信号を波長多重して伝送路である伝送ファイバ４に光増幅部３を介して送出する。分散補償部６は伝送ファイバ４の波長分散を補償する。

波長分離部７は、光増幅部５を介して伝送ファイバ４から受信した波長多重信号を波長ごとに分離して出力する。
受信トランスポンダ部８は、波長分離部７から光信号を受信し、識別再生を行って対向側クライアント装置に送出する。
受信トランスポンダ部８は、受信トランスポンダ８０−１〜８０−ｎから構成され、受信トランスポンダ８０−１〜８０−ｎは出力光信号１〜ｎを対向側クライアント装置に送出する。

次に、図１を参照しながら、本発明の第１実施形態に係るＷＤＭ伝送システムの動作を説明する。クライアント装置から受信された入力光信号１〜ｎは、送信トランスポンダ１内のチャープ可変型送信トランスポンダ１０−１〜１０−ｎに入力され、チャープ可変型送信トランスポンダ１０−１〜１０−ｎでは、それぞれ、出力波長に応じてチャープ量制御部１１により設定されたチャープ量に基づいて予め決められたチャープ特性をもつ強度変調信号で変調され、波長多重部２に出力される。

第１実施形態に係るＷＤＭ伝送システムでは、各チャネルの伝送速度を40Gbit/sとし、各チャネルがＮＲＺ符号の強度変調信号により変調される場合を例にとって説明する。各波長に対応するチャープ可変型送信トランスポンダ１０−１〜１０−ｎから出力された光信号は、波長多重部２において波長領域で多重され、光増幅部３を介して一本の伝送ファイバ４で伝送される。

伝送後は、光増幅部５、分散補償部６を介して波長分離部７において、波長ごとに信号を分離し、受信トランスポンダ部８内の受信トランスポンダ８０−１〜８０−ｎにおいて、識別再生されたのち、対向側のクライアント装置に送出される。

次に、チャープ可変型送信トランスポンダの構成例を図２に示すチャープ可変型送信トランスポンダ１０−１〜１０−ｎは同一構成であるので、チャープ可変型送信トランスポンダ１０−１についてのみ説明する。同図において、チャープ可変型送信トランスポンダ１０−１は、フォトダイオード１００と、増幅器１０１と、入力信号からデータを識別するＣＤＲ（Clock Data Recovery） 回路１０２と、ＣＤＲ回路１０２の出力を切換えるＲＦスイッチ（ＳＷ）１０３と、ＣＷ光を発振するＣＷ ＬＤ(レーザダイオード)１０４と、ＣＷ ＬＤ１０４からの入力光を強度変調するＭＺ（Mach-Zehnder，ＭＺ）型強度変調器１０５と、ＭＺ型強度変調器１０５に印加するバイアス電圧を制御するバイアス制御回路１０６とを有している。

上記構成において、入力された光信号は、フォトダイオード１００によりＯＥ変換され、ＣＤＲ回路１０２において、データが識別再生される。さらに、データ識別後のデータ信号で駆動されたＭＺ型強度変調器１０５によりＣＷ ＬＤ１０４から出射されたＣＷ光を変調することにより、ＥＯ変換されて出力光信号として出力される。

図３は、ＭＺ型強度変調器１０５に印加するバイアス電圧と出力パワーとの関係、及びバイアス点を半波長電圧Ｖπだけシフトした際に選択すべき駆動信号との関係を示している。図２の構成例では、出力信号のチャープの調整は、チャープ量制御部１１がバイアス制御回路１０６を介してＭＺ型強度変調器１０５のバイアス点を図３に示すように、Ｖπだけ変化させることにより実現される。

ただし、ＭＺ型強度変調器１０５のバイアス点を変化させた場合、出力信号の論理が反転するため、チャープ量制御部１１は、変調器駆動信号の論理もＲＦスイッチ１０３により、同時に反転させるように制御する。このような構成により、出力信号のチャープの符号を反転させることが可能である。第１実施形態では、図４に示すように、波長帯域の中央より短波長側をレッドチャープ、長波長側をブルーチャープに設定する場合を考える。

ここで、レッドチャープは、光パルスの立ち上がりエッジが短波長側、立下りエッジが長波長側にシフトしている状態であり、ブルーチャープはその逆である。
また、ＭＺ型強度変調器１０５のチャープ特性は、αパラメータを用いて表現される。α＞０がレッドチャープ、α＜０がブルーチャープである。αパラメータの値は変調器の電極形状などに依存するが、ここでは、片側電極駆動の場合の典型的な値であるα＝±１の場合を考える。

以下に、波長ごとにチャープ特性を設定することにより、残留分散スロープに起因する波長間の残留分散偏差に対する耐力が向上する仕組みについて説明する。図５に、アイ開口劣化の残留分散に対する依存性のシミュレーション結果を示す。
ここで、本シミュレーションでは、送信信号の符号を43.1 Gbit/sのＮＲＺ符号とし、分散値が零の場合のアイ開口度を基準として、線形伝送における波長分散によるペナルティを計算した。

図５から分かるように、送信信号にレッドチャープがかかっている場合（α＝1）には、残留分散が負分散（正常分散）の領域でパルス圧縮が起こるため、アイ開口ペナルティの増加が小さくなっている。
また、逆に送信信号にブルーチャープがかかっている場合（α＝-1）には、残留分散が正分散（異常分散）の領域でパルス圧縮が起こり、アイ開口ペナルティが小さいことがわかる。

一方、伝送ファイバ４の波長分散は、長距離伝送で使用されるＣバンド帯、Ｌバンド帯においては、波長が長波長であるほど波長分散が大きくなるという特性を示す。例えば、ＤＳＦのＬバンド帯においては、分散スロープが0.07 ps/nm²/km程度の正の値を持つことが分かっている。
分散補償器として広く用いられている分散補償ファイバにおいても、通常は正の値である。

また、近年、負の分散スロープ特性を持つ逆スロープ型の分散補償ファイバが開発されているが、伝送路のファイバのスロープ特性と完全にマッチさせることは困難であり、正の残留分散スロープが残ることになる。従って、伝送路の分散を分散補償ファイバにより補償した場合、残留分散は波長が長波長側であるほど大きくなることが分かる。

上記より、使用波長帯のほぼ中央付近で零分散となるように分散補償し、短波長側のチャネルの送信チャープをレッドチャープ、長波長側をブルーチャープに設定しでおくことにより、残留分散偏差によるアイ開口劣化（受信感度のパワーペナルティに相当）の増加を抑圧することができる。従来技術のように、各波長のチャープ特性が同じ場合、α＝1に設定した場合には長波長側、α＝-1に設定した場合には短波長側において、パワーペナルティが増加することは説明するまでもない。

なお、上記の実施例においでは、全波長数の短波長側半分をα＝1、長波長側半分をa=-1とした。しかしながら、残留分散によるアイ開口ペナルティとしで１dBまで許容するとすれば、図５からわかるように、
・ -91ps/nm≦残留分散≦-18ps/nm:α＝1
・ -18ps/nm≦残留分散≦18ps/nm:α＝±1いずれでも可
・ 18ps/nm≦残留分散≦91ps/nm:α＝−1
のようにチャープを設定しても伝送可能であり、より柔軟なチャープ設定が可能である。

残留分散は通常の場合波長に対しでリニアに依存することを考慮すると、上記の結果から、波長帯の中央で零分散となるように分散補償している場合には、短波長側の40％分の波長についではレッドチャープ（α＝１）、長波長側の40％分の波長についてはブルーチャープ（α＝-1）とし、それ以外の波長帯中央付近のチャネルはα＝±1どちらかチャープに設定した場合でも、全波長帯にわたって良好な伝送特性を得ることが可能であることがわかる。

以上説明したように、本発明の第１実施形態に係るＷＤＭ伝送システムによれば、送信トランスポンダ部の出力波長に応じて各波長のトランスポンダ部のチャープを制御することにより、伝送可能距離を拡大、あるいは波員数の拡大を図ることが可能となる。

[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態に係るＷＤＭ伝送システムについて説明する。
第１実施形態に係るＷＤＭ伝送システムでは、送信トランスポンダ部のチャープ特性を、波長数に応じて設定する場合の例を示した。伝送路の波長分散を補償し、零分散波長が伝送波長帯のほぼ中央にある場合には、前記実施例で説明したように、短波長側をレッドチャープ、長波長側をブルーチャープに設定することにより、良好な受信特性が得られる。

しかしながら、伝送路の分散値は常に一定ではなく、運用開始後にルート変更やファイバ心線の変更などにより変化する可能性がある。本発明の第２実施形態は、このような伝送路における分散変動があった場合に、対応可能なＷＤＭ伝送システムを提供するものである。

本発明の第２実施形態に係るＷＤＭ伝送システムの構成を図６に示す。第２実施形態に係るＷＤＭ伝送システムの特徴とするところは、送信側に分散測定送信部９−１、受信側の分散補償部６の後段において、分散測定部受信部９−２を設けて伝送ファイバ４及び分散補償器６の分散量測定を可能とし、分散測定の結果をチャープ量制御部１１Ａに通知し、チャープ量制御部１１Ａでは、各トランスポンダ部の出力波長、及び分散測定の結果から各チャネルにおけるチャープ量を決定する機能を設けた点であり、他の構成は第１実施形態に係るＷＤＭ伝送システムと同様である。

図６において、第２実施形態に係るＷＤＭ伝送システムは、送信トランスポンダ部１と、波長多重部２と、光増幅部３、５と、分散補償部６と、波長分離部７と、受信トランスポンダ部８と、伝送ファイバ４における送信側に設けられた分散測定送信部９−１と、受信側に設けられた分散測定受信部９−２とを有している。

送信トランスポンダ部１は、図示していないクライアント装置から送出された光信号を受信し、波長を変換して出力する機能を有している。
送信トランスポンダ部１は、複数の入力信号の各々に対応して設けられた複数のチャープ可変型送信トランスポンダ１０−１〜１０−ｎと、複数のチャープ可変型送信トランスポンダ１０−１〜１０−ｎのチャープ量を設定するチャープ量制御部１１とから構成されている。
チャープ可変型送信トランスポンダ１０−１〜１０−ｎは、それぞれ、チャープ量が可変に構成され、設定されたチャープ量を重畳して変調された光信号を出力する機能を有している。

分散測定送信部９−１、分散測定受信部９−２では、例えば、通常の分散測定器で用いられる位相差法による測定方法を適用し、長波長端・短波長端近傍において波長間隔が既知の２波長間の位相差を測定することにより、両波長端における波長分散を測定し、その中間の波長帯では直線近似により各波長の分散を求めることができる。
上記手法で測定した各波長の分散を分散測定受信部９−２はチャープ量制御部１１Ａに通知する機能を有している。

チャープ量制御部１１Ａは、チャープ可変型送信トランスポンダ１０−１〜１０−ｎの各々の出力波長、及び分散測定受信部９−２から通知を受けた分散測定の結果に応じて複数のチャープ可変型送信トランスポンダ１０−１〜１０−ｎの各々にチャープ量を設定する機能を有している。
波長多重部２は、送信トランスポンダ部１から受信した複数の光信号を波長多重して伝送路である伝送ファイバ４に光増幅部３を介して送出する。分散補償部６は伝送ファイバ４の波長分散を補償する。

波長分離部７は、光増幅部５を介して伝送ファイバ４から受信した波長多重信号を波長ごとに分離して出力する。
受信トランスポンダ部８は、波長分離部７から光信号を受信し、識別再生を行って対向側クライアント装置に送出する。
受信トランスポンダ部８は、受信トランスポンダ８０−１〜８０−ｎから構成され、受信トランスポンダ８０−１〜８０−ｎは出力光信号１〜ｎを対向側クライアント装置に送出する。

次に、図７を参照して第２実施形態に係るＷＤＭ伝送システムの動作を説明する。図７（ａ）は、初期状態における伝送ファイバ４及び分散補償部６の総分散量の波長特性（一点鎖線で示す）及び、各波長におけるチャープ設定の状態を示している（この図に示すように、波長分散の波長依存性を直線で近似できる）。
チャープ量制御部１１Ａにより、各波長におけるチャープ量の設定は、初期状態における伝送ファイバと分散補償器との総分散量に対する零分散波長λ_０１よりも短波長側のチャネルはα＝1、波長λ_０１よりも長波長側のチャネルはα＝−1に設定されているものとする。

この状態で、伝送ファイバ４のルート変更により、総分散量が実線で示したように変化した場合を考える。このとき、図７（ａ）に示したように、波長λ₀₁の長波長側の領域において、α＝−1の場合の許容分散量をはずれて、伝送不可となるチャネルが発生してしまうことが分かる。これを回避するためには、分散変化の後、総分散量を測定し、変化後の零分散波長λ_０２を求め、図７（ｂ）に示すように、λ_０２よりも短波長側の波長をα＝1、長波長側のチャネルをα＝−1に設定すればよい。

以上に説明したように、本発明の第２実施形態に係るＷＤＭ伝送システムによれば、分散測定部を設け、伝送ファイバの分敬量が変化した際に、分散測定を実施し、変化後の零分散波長、変化後の零分散波長よりも短波長側はレッドチャープ、長波長側はブルーチャープにすることにより、伝送不可となる波長の発生を回避して広い波長帯域に渡って良好な受信特性を実現することが可能となる。

[第３実施形態]
次に、本発明の第３実施形態に係るＷＤＭ伝送システムについて説明する。
第１実施形態及び第２実施形態に係るＷＤＭ伝送システムでは、クライアント装置から受信したクライアント光信号をトランスポンダ部において、一旦、ＯＥ変換し、変調器のチャープ特性により送信信号にチャープを付加するという構成を用いた。本発明の第３実施形態は、チャープを付加する手段をより簡易な構成で実現したものである。

本発明の第３実施形態に係るＷＤＭ伝送システムの構成を図８に示す。
第３実施形態に係るＷＤＭ伝送システムの特徴とするところは、クライアント装置から入力された光信号に対し、入力信号の伝送速度に同期して、各信号光パルスに位相変調を重畳するビット同期位相変調部２０−１〜２０−ｎを設け、入力される光信号の波長に応じて位相変調量を設定することを可能とした点であり、であり、他の構成は第１実施形態に係るＷＤＭ伝送システムと同様である。

図８において、本発明の第３実施形態に係るＷＤＭ伝送システムは、クライアント装置からの入力光信号１〜ｎに対応して設けられたビット同期位相変調部２０−１〜２０−ｎと、ビット同期位相変調部２０−１〜２０−ｎの位相変調量を制御する位相変調量制御部３０と、波長多重部２と、光増幅部３、５と、分散補償部６と、波長分離部７と、受信トランスポンダ部８とを有している。４は伝送ファイバである。

ビット同期位相変調部２０−１〜２０−ｎは、各クライアント光信号のビットに同期して、位相変調量制御部３０により設定された位相変調を重畳する機能を有している。
位相変調量制御部３０は、入力された複数のクライアント光信号の各々の波長に応じてビット同期位相変調部２０−１〜２０−ｎの各々の位相変調量を設定する機能を有している。

波長多重部２は、クライアント装置から送出されビット同期位相変調部２０−１〜２０−ｎにより、それぞれ位相変調が重畳された複数のクライアント光信号（入力光信号）１〜ｎを波長多重して伝送路である光増幅部３を介して伝送光ファイバ４へ送出する。
分散補償部６は、伝送ファイバ４の波長分散を補償する。
波長分離部７は、光増幅部５を介して伝送ファイバ４から受信した波長多重信号を波長ごとに分離して出力する。

受信トランスポンダ部８は、波長分離部７から光信号を受信し、識別再生を行って対向側クライアント装置に送出する。
受信トランスポンダ部８は、受信トランスポンダ８０−１〜８０−ｎから構成され、受信トランスポンダ８０−１〜８０−ｎは出力光信号１〜ｎを対向側クライアント装置に送出する。

次に、ビット同期位相変調部の具体的構成を図９に示す。ビット同期位相変調部２０−１〜２０−ｎは同一構成であるので、図９ではビット同期位相変調部２０−１について説明する。同図において、ビット同期位相変調部２０−１は、入力光信号１を分岐させる光カプラ２００と、光カプラ２００により分岐された一方の光信号を位相変調する位相変調器２０１と、光カプラ２００により分岐された他方の光信号をＯＥ変換（光／電気変換）するＯＥ変換部２０２と、ＯＥ変換部２０２により変換された電気信号からクロックを抽出するクロック抽出回路２０３と、位相シフタ２０４と、増幅器２０５とを有している。

上記構成において、ビット同期位相変調部２０−１に入力された入力光信号１は、光カプラ２００によって分岐され、一方は位相変調器２０１に入力され、もう一方の信号光はＯＥ変換部２０２に入力される。
ＯＥ変換部２０２に入力された信号光は、ＯＥ変換された後、クロック抽出回路２０３においてクロック信号が抽出され、この抽出されたクロック信号は位相シフタ２０４に入力される。

位相シフタ２０４に入力されたクロック信号は、位相変調量制御部３０の制御下に移相量が調整され、増幅器２０５により増幅された状態で位相変調器２０１を駆動する。これにより、位相変調器２０１へ入力された信号光はパルス繰り返し周期に等しい周期で位相変調を受ける。

図１０はビット同期位相変調部出力における光信号の位相変化、周波数変化の様子を説明する図である。図１０に示すように、入力された強度変調光（図１０（ａ））を、光パルスの強度が最大になる位置で位相変化が最大になるようにパルス繰り返し周期に同期した正弦波信号により位相変調した場合（図１０（ｂ））、周波数シフトは位相変化量の時間微分で与えられるので、光パルスの立ち上がりエッジが高周波側（短波長側）にシフトしており、立ち下がりエッジが低周波側（長波長側）にシフトしたレッドチャープが重畳されることがわかる（図１０（ｃ））。

また、位相変調信号の位相をπだけシフトさせればブルーチャープが得られ、チャープ量の大きさは位相変調信号の振幅を変化させることにより調整することが可能である。
図８に示すように、第３実施形態では、入力される各波長の光信号に対して、各波長に応じた位相変調を重畳しているが、このことは、上述の説明から明らかなように、各波長のチャープ量を制御することと同等である。

したがって、本発明の第１実施形態で説明したように、短波長側の光信号に対してはレッドチャープ、長波長側の光信号に対してはブルーチャープとなるように位相変調をかけることにより、波長間の分散ばらつきに対する耐力を向上させることが可能である。
また、本発明の第２実施形態で説明したように、伝送ファイバと分散補償器との総分散量を測定し、各光信号の出力波長、および測定された総分散量に応じて位相変調量を設定することにより、伝送ファイバの分散が変化した際にも、良好な受信特性を得るのに有効であることは、改めて説明するまでもない。

本発明の第１実施形態に係るＷＤＭ伝送システムの構成を示すブロック図。 図１に示した本発明の第１実施形態に係るＷＤＭ伝送システムにおけるチャープ可変型送信トランスポンダの構成例を示すブロック図。 図２に示したＭＺ型強度変調器に印加するバイアス電圧と出力パワーとの関係、及びバイアス点を半波長電圧Ｖπだけシフトした際に選択すべき駆動信号との関係を示す説明図。 チャープ量制御部によるチャープ量の設定例を示す説明図。 波長分散に対するアイ開口ペナルティの依存性のシミュレーション結果を示す図。 本発明の第２実施形態に係るＷＤＭ伝送システムの構成を示すブロック図。 本発明の第２実施形態に係るＷＤＭ伝送システムにおける総分散量の変化の様子、およびチャープ量の設定例を示す説明図。 本発明の第３実施形態に係るＷＤＭ伝送システムの構成を示すブロック図。 本発明の第３実施形態に係るＷＤＭ伝送システムにおけるビット同期位相変調部の構成例を示すブロック図。 本発明の第３実施形態に係るＷＤＭ伝送システムにおけるビット同期位相変調による光信号の位相・周波数変化の様子を示す説明図。

符号の説明

１…送信トランスポンダ部
２…波長多重部
３、５…光増幅部
４…伝送ファイバ
６…分散補償部
７…波長分離部
８…受信トランスポンダ部
９−１…分散測定送信部
９−２…分散測定受信部
１０−１〜１０−ｎ…チャープ可変型送信トランスポンダ
１１、１１Ａ…チャープ量制御部
２０−１〜２０−ｎ…ビット同期位相変調部
８０−１〜８０−ｎ…受信トランスポンダ

Claims (6)

1. クライアント装置から送出された光信号を受信し、波長を変換して出力する送信トランスポンダ部と、該送信トランスポンダ部から受信した複数の光信号を波長多重して伝送路に送出する波長多重部と、前記伝送路の波長分散を補償する分散補償部と、前記伝送路から受信した波長多重信号を波長ごとに分離して出力する波長分離部と、該波長分離部から光信号を受信し、識別再生を行って対向側クライアント装置に送出する受信トランスポンダ部より構成されるＷＤＭ伝送システムであって、
   前記送信トランスポンダ部は、
   前記複数の入力信号の各々に対応して設けられ、チャープ量が可変に構成され、設定されたチャープ量を重畳して変調された光信号を出力する複数のチャープ可変型送信トランスポンダと、
   前記複数のチャープ可変型送信トランスポンダの各々の出力波長に応じて該前記複数のチャープ可変型送信トランスポンダの各々にチャープ量を設定するチャープ量制御部とを有することを特徴とするＷＤＭ伝送システム。
2. 前記チャープ量制御部は、前記波長多重部に入力される波長の最大数に対し、短波長側から数えて少なくとも４０％以上の波長のチャープ量をレッドチャープに設定し、かつ長波長側から数えて少なくとも４０％以上の波長のチャープ量をブルーチャープに設定することを特徴とする請求項１に記載のＷＤＭ伝送システム。
3. クライアント装置から送出された光信号を受信し、波長を変換して出力する送信トランスポンダ部と、該送信トランスポンダ部から受信した複数の光信号を波長多重して伝送路に送出する波長多重部と、前記伝送路の波長分散を補償する分散補償部と、前記伝送路から受信した波長多重信号を波長ごとに分離して出力する波長分離部と、該波長分離部から光信号を受信し、識別再生を行って対向側クライアント装置に送出する受信トランスポンダ部より構成されるＷＤＭ伝送システムであって、
   前記送信トランスポンダ部は、前記複数の入力信号の各々に対応して設けられ、チャープ量が可変に構成され、設定されたチャープ量を重畳して変調された光信号を出力する複数のチャープ可変型送信トランスポンダを含んで構成され、
   前記伝送路を形成する伝送ファイバと前記分散補償部との総分散量を測定する分散測定部と、
   前記複数のチャープ可変型送信トランスポンダの各々の出力波長及び分散測定部で測定した総分散量に応じて前記複数のチャープ可変型送信トランスポンダの各々にチャープ量を設定するチャープ量制御部と、
   を有すること特徴とするＷＤＭ伝送システム。
4. 前記チャープ量制御部は、伝送ファイバと分散補償部との総分散量に対する零分散波長よりも短波長側のチャープ量をレッドチャープに設定し、前記零分散波長よりも長波長側のチャネルのチャープ量をブルーチャープに設定することを特徴とする請求項３に記載のＷＤＭ伝送システム。
5. クライアント装置から送出された複数のクライアント光信号を波長多重して伝送路へ送出する波長多重部と、前記伝送路の波長分散を補償する分散補償部と、前記伝送路から受信した波長多重信号を波長ごとに分離して出力する波長分離部と、該波長分離部から光信号を受信し、識別再生を行って対向側クライアント装置に送出する受信トランスポンダ部より構成されるＷＤＭ伝送システムであって、
   前記複数のクライアント光信号の各々に応じて設けられ、各クライアント光信号のビットに同期して、設定された位相変調を重畳する複数のビット同期位相変調部と、
   入力された前記複数のクライアント光信号の各々の波長に応じて前記複数のビット同期位相変調部の各々の位相変調量を設定する位相変調量制御部と、
   を有することを特徴とするＷＤＭ伝送システム。
6. クライアント装置から送出された複数のクライアント光信号を波長多重して伝送路へ送出する波長多重部と、前記伝送路の波長分散を補償する分散補償部と、前記伝送路から受信した波長多重信号を波長ごとに分離して受信トランスポンダ部に送出する波長分離部と、波長分離部から光信号を受信し、識別再生を行って対向側クライアント装置に送出する受信トランスポンダ部より構成されるＷＤＭ伝送システムであって、
   前記伝送路を形成する伝送ファイバと分散補償部との総分散量を測定する分散測定部と、
   前記複数のクライアント光信号の各々に応じて設けられ、各クライアント光信号のビットに同期して、設定された位相変調を重畳するビット同期位相変調部と、
   入力された前記複数のクライアント光信号の各々の波長および分散測定部で測定した総分散量に応じて前記複数のビット同期位相変調部の各々の位相変調量を設定する位相変調量制御部と、
   を有することを特徴とするＷＤＭ伝送システム。
   
   

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