JP4872319B2 - 光信号送受信システム、光波長多重伝送システム、光送受信装置、および光波長多重伝送方法 - Google Patents
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Description
SMFの場合は零分散波長が1300nm帯にあるため、CWDMの波長は全て正分散となり、群遅延量が同一になることはない。一方、DSFの場合は零分散波長が1550nm帯にあるためCWDMの短波長側で負分散、長波長側で正分散となる。分散をD、群遅延量をA、波長をλとすると、下記の式(1)のように分散は群遅延量の波長微分で表すことができる。
D=dA/dλ ・・・(1)
図10(a)は、CWDM技術を用いた1区間を双方向伝送する光波長多重伝送システムを示している。符号1a、1bはCWDM光送受信器、符号2a、2bはCWDM波長光合分波器、符号3aは伝送路ファイバである。
CWDM光送受信器1aから出力された光信号はCWDM波長光合分波器2aで合波される。合波された光多重信号光は伝送路3aを伝送後、CWDM波長光合分波器2bで分波された後、CWDM光送受信器1bに入力される。一方、CWDM光送受信器1bから出力された光信号はCWDM波長光合分波器2bで合波される。合波された光多重信号光は伝送路3aを伝送後、CWDM波長光合分波器2aで分波された後、CWDM光送受信器1aに入力される。このようにして、双方向伝送を実現している。
図10(b)は、DWDM技術を用いた1区間を双方向伝送する光波長多重伝送システムを示している。1c、1dはDWDM光送受信器、2c、2dはDWDM波長光合分波器、3bは伝送路ファイバである。DWDM光送受信器1cから出力された光信号はDWDM波長光合分波器2cで合波される。合波された光多重信号光は伝送路3bを伝送後、DWDM波長光合分波器2dで分波された後、DWDM光送受信器1dに入力される。一方、DWDM光送受信器1dから出力された光信号はDWDM波長光合分波器2dで合波される。合波された光多重信号光は伝送路3bを伝送後、DWDM波長光合分波器2cで分波された後、DWDM光送受信器1cに入力される。このようにして、双方向伝送を実現している。
このため、特に上述のような高速ビットレート環境では、信号の劣化を発生させる虞があった。
本実施形態としての光波長多重伝送システムは、光波長多重伝送システムにおいて同一の群遅延量を持つ光信号を同一方向に伝送しないことで四光波混合(FWM)、相互位相変調(XPM)等による伝送特性劣化を抑制できると共に、複数のチャープを与えることで所要の分散耐力を確保できる特徴を有するものである。
図1は、CWDM技術を用いた1区間を双方向伝送する本実施形態に係る光波長多重伝送システムを示している。
本光波長多重伝送システムは、図1に示すように、光信号送受信システム10と光信号送受信システム20とが、光ファイバによる伝送路30を介して接続されて構成される。この伝送路30は、1500nm帯に零分散波長を持つ分散シフトファイバ(DSF)と、1300nm帯に零分散波長を持つシングルモードファイバ(SMF)との両方を許容するものとする。
図3中、ドライブ回路153から強度変調器152に対する矢印は、電気的制御を示す。
例えば、多重化される波長の配置、および伝送路30(DSF)の波長分散特性が図4に示すものである場合、λ1〜λ4(負分散領域の波長)を波長多重して一方向(例えば上り方向)に伝送し、λ5〜λ8(零分散および正分散領域)を波長多重して逆方向(例えば下り方向)に伝送するようにする。
合波された光多重信号光は伝送路30を伝送後、CWDM波長光合分波器22で分波された後、CWDM光送受信器21a〜21dに入力される。
合波された光多重信号光は伝送路30を伝送後、CWDM波長光合分波器12で分波された後、CWDM光送受信器11a〜11dに入力される。
λ1の分散値:−a ps/nm/km
λ2の分散値:−b ps/nm/km
λ3の分散値:−c ps/nm/km
λ4の分散値:−d ps/nm/km
λ5の分散値: 0 ps/nm/km
λ6の分散値: d ps/nm/km
λ7の分散値: c ps/nm/km
λ8の分散値: b ps/nm/km
このため、同一方向に伝送する波長群の各波長の群遅延量はすべて異なることとなり、非線形光学効果による伝送特性劣化を抑制することができる。
λ1の分散値範囲:−600ps/nm〜+1000ps/nm
λ8の分散値範囲:+300ps/nm〜+1600ps/nm
となる。上記の分散値範囲をとるような場合、全波長の分散をカバーするために必要なCWDM光送受信器の分散耐力は−600ps/nm〜+1600ps/nmとなる。
0チャープの信号光は、図3に示す強度変調器152として、例えば対称構造を有したゼロチャープタイプのLiNbO3マッハツェンダー変調器(以下、LN変調器)、すなわちX−CutのLN変調器を用いることで実現できる。
マイナスチャープ(図6の例では−0.7)の信号光は、図3に示す強度変調器152として、例えば非対称構造を有したプリチャープタイプのLN変調器、すなわちZ−CutのLN変調器で変調することにより実現できる。
さらに、異なる複数のチャープ(例えば0チャープと−0.7チャープの2つ)を用いて、波長多重される各波長の送信光信号のチャープ量が設定されていることで、伝送路としてSMFとDSFの両方を許容するシステムであっても、CWDMでの多重伝送に用いられる全波長(1471〜1611nm)について、伝送路におけるパワーペナルティを予め定められた値以下とすることができ、所要の分散耐力を確保できるようになっている。
さらに、各CWDM光送受信器から送出される光信号について、異なる複数のチャープを用いて各光信号の波長に応じたチャープ量に設定しておく(チャープ量に対応する強度変調器を備える)ことで、伝送路の性質に応じてその伝送路で用いられる全波長の分散範囲をカバーするために必要な送受信器の分散耐力を確保することができる。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
上述した第1の実施形態では、伝送路30としてDSFが用いられ、負分散領域の波長の数と正分散領域(零分散波長含む)の波長の数が同じである場合について例示しているため、正分散領域の波長と負分散領域の波長にグループ分けすることで、互いに伝送方向が逆になるように波長多重することができた。
この第2の実施形態は、伝送路31が図7に例示する分散特性、すなわちλ3とλ4の間に零分散波長があり、負分散領域の波長の数と正分散領域の波長の数が異なる場合について示すものである。
上述した第1の実施形態と同様のものについては説明を省略する。
この伝送路31には、分散特性がDSFと異なる光ファイバが用いられているものとする。
λ1の分散値:−g ps/nm/km
λ2の分散値:−h ps/nm/km
λ3の分散値:−i ps/nm/km
λ4の分散値: i ps/nm/km
λ5の分散値: h ps/nm/km
λ6の分散値: g ps/nm/km
λ7の分散値: f ps/nm/km
λ8の分散値: e ps/nm/km
このため、第2の実施形態としての光波長多重伝送システムは、図8に示すように、λ1,λ2,λ3,λ7を波長多重して一方向に伝送し、λ4,λ5,λ6,λ8を波長多重して逆方向に伝送するように構成されている。
このことにより、上述した第1の実施形態と同様に、CWDM全波長(1471〜1611nm)についてパワーペナルティを1dB以下とすることができ、良好な10Gb/s伝送が可能となる。
なお、上述した各実施形態は本発明の好適な実施形態であり、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々変形して実施することが可能である。
例えば、上述した各実施形態では、8波長の光信号を多重化する双方向波長多重伝送を例に説明しているが、8波長以外の波長多重であっても本発明は同様に適用可能である。
また、CWDM光送受信器ごとに異なる種類の変調器を用いても、本発明は同様に実現することができる。
11(11a〜11d),12(12a〜12d) CWDM光送受信器(光送受信装置の一例)
12,22 CWDM波長光合分波器
30,31 伝送路
111 電気/光変換部
112 光/電気変換部
151 光源
152 強度変調器
153 ドライブ回路
Claims (11)
- 伝送路を介して複数の波長の光信号を波長多重して伝送する光波長多重伝送システムに用いられ、前記伝送路に接続されて使用される光信号送受信システムであって、
前記光波長多重伝送システムは、1つの前記光信号送受信システムと、他の前記光信号送受信システムとが前記伝送路を介して接続されて構成され、
前記光信号送受信システムは、
光信号を送受信する複数の光送受信手段と、
前記各光送受信手段により送信される送信光信号のチャープ量を、該光信号の波長毎に異なる複数の値として設定するチャープ設定手段と、
前記各光送受信手段により送信される送信光信号を波長多重して前記伝送路に送出すると共に、前記伝送路からの光信号を波長毎に分波して前記各光送受信手段に受信させる光信号合分波手段と、を備え、
前記光送受信手段は、前記伝送路により同一方向に多重伝送される光信号の群遅延量が波長毎にそれぞれ異なると共に、同一の群遅延量を持つ光信号については前記伝送路中で互いに逆方向に伝送されるように、当該光送受信手段により送信される光の波長が選択され、
前記伝送路を介して波長多重伝送される光信号における前記複数の波長は、当該伝送路として用いられる光ファイバにおける零分散波長を挟んで長波長側と短波長側に配置されたことを特徴とする光信号送受信システム。 - 前記チャープ設定手段は、前記各光送受信手段から送出された光の波長に応じたチャープを与える、またはチャープを与えないようにすることで、前記各光送受信手段から送出される光信号のチャープ量を該光信号の波長に応じた値として設定することを特徴とする請求項1記載の光信号送受信システム。
- 前記チャープ設定手段は、前記伝送路におけるパワーペナルティが、前記各光送受信手段により送信される光信号の全てについて予め定められた値以下となるように、前記各光送受信手段から送出される光信号に対して与えるチャープ量を該光信号の波長毎に設定することを特徴とする請求項1または2記載の光信号送受信システム。
- 前記チャープ設定手段は、前記各光送受信手段により送信される光信号の全てについてのチャープ量を、前記伝送路における所要の分散耐力を確保できるように設定することを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の光信号送受信システム。
- 前記伝送路は、シングルモードファイバまたは分散シフトファイバにより構成されたことを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の光信号送受信システム。
- 請求項1から5の何れか1項に記載の光信号送受信システムと、請求項1から5の何れか1項に記載の光信号送受信システムとが、前記伝送路を介して接続されて構成されたことを特徴とする光波長多重伝送システム。
- 請求項1から5の何れか1項に記載の光信号送受信システムにおける前記光送受信手段および前記チャープ設定手段として用いられることを特徴とする光送受信装置。
- 伝送路を介して複数の波長の光信号を波長多重伝送する光波長多重伝送方法であって、
波長多重されて同一方向に送信される送信光信号のチャープ量が、該送信光信号の波長毎に異なる複数の値として設定され、
前記伝送路を介して波長多重伝送される前記複数の波長の光信号は、同一方向に多重伝送される光信号の群遅延量が波長毎にそれぞれ異なると共に、同一の群遅延量を持つ光信号については前記伝送路中で互いに逆方向に伝送されるように波長が選択され、
前記伝送路を介して波長多重伝送される光信号における前記複数の波長は、当該伝送路として用いられる光ファイバにおける零分散波長を挟んで長波長側と短波長側に配置されていることを特徴とする光波長多重伝送方法。 - 送信光信号のチャープ量を設定する際、該送信光信号の波長に応じたチャープを与える、またはチャープを与えないようにし、該送信光信号のチャープ量を該送信光信号の波長に応じた値として設定することを特徴とする請求項8記載の光波長多重伝送方法。
- 送受信される前記複数の波長全てについてのチャープ量を、前記伝送路における所要の分散耐力を確保できるように設定することを特徴とする請求項8または9記載の光波長多重伝送方法。
- 送信光信号のチャープ量を設定する際、前記伝送路におけるパワーペナルティが、当該伝送路を介して波長多重して送信される光信号の全てについて予め定められた値以下となるように、該送信される光信号に与えられるチャープ量を該光信号の波長毎に設定することを特徴とする請求項8から10の何れか1項に記載の光波長多重伝送方法。
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