JP2004228715A - 光伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】非線形効果による波形歪みを低減して、光通信の伝送品質及び信頼性の向上を図る。
【解決手段】送信装置１０は、ＷＤＭの波長多重を行って光信号を送信する。受信装置２０は、波長多重された光信号を受信する。光伝送路３は、光中継装置４０−１〜４０−ｎが設置され、分散補償間隔に対し、累積波長分散がゼロとならないように、または累積波長分散がゼロとなる回数を減らして、分散補償する。この場合、負の分散を持つ中継区間を主伝送路として、主伝送路の分散を正の分散を持つ１中継区間で補償した分散補償間隔で構成し、分散補償間隔に対し、中継区間の平均分散の絶対値の多種類化、中継区間数の多種類化、中継区間距離の多種類化、の少なくとも１つを行って累積波長分散のランダム化を行う。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光伝送システムに関し、特にＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）の光伝送を行う光伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、長距離の光伝送システムでは、光信号を電気信号に変換して、ｒｅｔｉｍｉｎｇ（タイミング）、ｒｅｓｈａｐｉｎｇ（等化増幅）及びｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ（識別再生）を行う光再生中継器が用いられていたが、現在ではファイバを増幅媒体として光のまま増幅する線形の光増幅器が主流となっている。光再生中継器を光増幅器に置き換えることにより、中継器内の部品点数は大幅に削減され、信頼性の確保及び大幅なコストダウンが見込まれる。
【０００３】
また、光伝送システムの大容量化を実現する方法のひとつとして、１つの伝送路に２つ以上の異なる波長を持つ光信号を多重して伝送する波長多重伝送方式（ＷＤＭ）が開発されている。このＷＤＭと光増幅器とを組み合わせることにより、２つ以上の異なる波長を持つ光信号を一括して中継増幅することが可能となり、経済的な構成で、大容量かつ長距離の伝送が実現できる。
【０００４】
このようなシステムにおいて、光信号パワーの増大、伝送距離の長距離化、光信号数の増大が進んでくると、光伝送路の波長分散と非線形作用は、無視できないきわめて重要な伝送特性となってくる。このため、高速大容量の光伝送路を構築するためには、波長分散と非線形作用の２つが設計上の大切な要素となる。
【０００５】
ここで、波長分散とは、光がファイバ中を伝搬すると波形が時間軸に沿って広がる現象のことをいう。また、非線形性とは、ガラス中に比較的強いパワーの光を伝搬させたとき、光強度に応じてガラスの物性が変化する現象のことをいう。光信号を歪みなく長距離伝送させるには、波長分散、非線形性が十分に小さいことが必須である。
【０００６】
一方、光信号は、ファイバ中を伝搬すると、上述の波長分散が生じるが、伝搬方向に分散値を補償するような分散補償ファイバを接続すれば、等価的に分散をゼロにする（キャンセルする）ことができる。これを周期的に繰り返すような伝送路の設計は分散マネジメントと呼ばれている。分散補償された伝送路は、分散劣化を補償するとともに、非線形作用も緩和することが知られている。
【０００７】
従来の分散補償技術としては、１５８５ｎｍにゼロ分散波長を持ち、信号光帯域で波長分散が約−２（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の分散シフトファイバ（ＮＺ−ＤＳＦ：Ｎｏｎ−ｚｅｒｏＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎ−Ｓｈｉｆｔｅｄ Ｆｉｂｅｒ）と、１３１０ｎｍにゼロ分散波長を持ち、信号光帯域で波長分散が約＋１８（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）のシングルモードファイバ（ＳＭＦ：Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ Ｆｉｂｅｒ）とを組み合わせて分散補償するシステムが提案されている（例えば、非特許文献１）。
【０００８】
また、１中継区間の前半に、信号光帯域で正分散を持ち、１．３μｍでゼロ分散となる正分散ファイバ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｆｉｂｅｒ：＋Ｄ ｆｉｂｅｒ）と、その区間の後半に＋Ｄ ｆｉｂｅｒの波長分散及び波長分散スロープを補償できる負分散ファイバ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｆｉｂｅｒ：−Ｄ ｆｉｂｅｒ）とからなる混合伝送路を用いて、分散補償しているシステムもある（例えば、非特許文献２）。
【０００９】
【非特許文献１】
Ｎ．Ｓ．Ｂｅｒｇａｎｏ著，「Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ｉｎ Ｌｏｎｇ−ＨａｕｌＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ，ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｖｏｌ． １４，ｎｏ． ６，ｐｐ． １２９９−１３０８，１９９６」
【非特許文献２】
Ｍ． Ｍｕｒａｋａｍｉ著，「Ｌｏｎｇ−ｈａｕｌ １６ｘ１０ＷＤＭ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｕｓｉｎｇ ｈｉｇｈｅｒ ｏｒｄｅｒ ｆｉｂｅｒ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ”，Ｍ． Ｍｕｒａｋａｍｉ ｅｔ
ａｌ，ｐｐ．３１３−３１４，ＥＣＯＣ’９８，１９９８．」
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような非特許文献１の技術（以下、従来技術１）では、波長分散の傾きを示す波長分散スロープ（波長分散の波長に対する１次微分）の影響により、伝送帯域が拡大した場合、拡大したすべての信号光波長に対して、分散補償することが不可能であるといった問題があった。
【００１１】
また、非特許文献２の技術（以下、従来技術２）では、伝送帯域が拡大した場合、拡大した信号光波長に対しても、分散補償は可能であるが、分散補償間隔毎に波長間のビット配置が同じ位置になってしまうため、非線形現象による波形劣化が生じてしまい、伝送特性が劣化するといった問題があった。
【００１２】
一方、近年、ラマン増幅を使った光増幅器が注目されている。これは、物質内の振動現象により入射光と異なる波長の光が散乱される物理現象を利用して、光ファイバ伝送路全体に強い励起光を入射させて光増幅を行うものである。
【００１３】
ラマン散乱による利得のピークは、長波長側に約１００ｎｍ周波数がシフトした位置になる。すなわち、入射する励起光の約１００ｎｍ長波長側の光信号を励起することになるので、例えば、１．５５μｍの波長の光信号を増幅するためには、１．４５μｍ付近の波長の励起光を光ファイバ伝送路に入射させることになる。
【００１４】
このようなラマン増幅方式を中継器に適用して、光増幅を行うことにより、エルビウム（Ｅｒ^３＋）添加ファイバ（ＥＤＦ：Ｅｒｂｉｕｍ−Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ）を増幅用媒体とした光増幅器よりも、長距離の光ファイバケーブルを敷設することができ、中継間隔を拡大させることができる。また、ラマン増幅は、低雑音であり、かつ多波長の励起光源を用いることで広帯域化も実現できる。
【００１５】
しかし、ラマン利得は、光増幅媒体であるファイバの長さによって変化するため、中継器を挟んで上り方向の伝送路と下り方向の伝送路で、混合伝送路（＋Ｄ ｆｉｂｅｒと−Ｄ ｆｉｂｅｒからなる伝送路）を用いている場合、分散特性を変えるために、上り、下りで混合伝送路の長さ比を変えているような状態では、上りと下りのファイバで出るラマン利得が異なってしまい、光増幅の信頼性が低下するといった問題があった。
【００１６】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、非線形効果による波形歪み及びラマン増幅の特性変動を低減して、光通信の伝送品質及び信頼性の向上を図った光伝送システムを提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、図１に示すような、光信号の伝送を行う光伝送システム１において、ＷＤＭの波長多重を行って光信号を送信する送信装置１０と、波長多重された光信号を受信する受信装置２０と、光中継装置４０−１〜４０−ｎが設置され、分散補償間隔に対し、累積波長分散がゼロとならないように、または累積波長分散がゼロとなる回数を減らして、分散補償した光伝送路３と、を有することを特徴とする光伝送システム１が提供される。
【００１８】
ここで、送信装置１０は、ＷＤＭの波長多重を行って光信号を送信する。受信装置２０は、波長多重された光信号を受信する。光伝送路３は、光中継装置４０−１〜４０−ｎが設置され、分散補償間隔に対し、累積波長分散がゼロとならないように、または累積波長分散がゼロとなる回数を減らして、分散補償する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の光伝送システムの原理図である。光伝送システム１は、送信装置１０と、受信装置２０と、複数の光中継装置４０−１〜４０−ｎ（総称する場合は、光中継装置４０とする）が設置され、複数の中継区間を有する光伝送路３とから構成され、高速大容量で長距離の光伝送を行うシステムである。なお、実際には、１つの局内に送信装置１０と受信装置２０が設けられて、上り／下りの光伝送路３で、局間で双方向に光通信を行うものであるが、図では片方向のみ示す。
【００２０】
送信装置１０は、ＳＯＮＥＴ、ＳＤＨ、ＡＴＭ等からの光信号に対し、ＷＤＭの波長多重を行って光伝送路３から波長多重光信号を送信する。受信装置２０は、光伝送路３を通じて波長多重されている光信号を受信し、波長毎に分離して処理する。光伝送路３は、光中継装置４０−１〜４０−ｎが設置され、分散補償間隔に対し、累積波長分散がゼロとならないように、または累積波長分散がゼロとなる回数を減らして分散補償する。
【００２１】
ここで、図に示す分散マップ（距離に対する累積分散の遷移を表した図）を用いて、従来と本発明の分散マネジメントの違いについて説明する。従来の分散マネジメントを示す分散マップｍ０は、各分散補償間隔において、累積波長分散がゼロとなって等しくなっている。このため非線形現象が生じて伝送品質の劣化を引き起こしていた。
【００２２】
一方、本発明の分散マネジメントを示す分散マップＭ０は、各分散補償間隔において、累積波長分散がゼロとならないように補償しているので、非線形効果を抑制し、高品質伝送を可能とする（波長分散は光伝送路全体でゼロとなればよい。したがって、本発明では分散補償間隔毎の累積波長分散をゼロから外し、光伝送路全体でゼロとなるようにする）。なお、本発明の具体的な分散マネジメントの詳細については図１０以降で後述する。
【００２３】
次に本発明が解決すべき問題点について詳しく説明する。図２は分散マネジメントの構成を示す図である。図は、上述した従来技術１の場合の分散マネジメントを示している。送信局１００と受信局２００とをつなぐ光伝送路上に、ＥＤＦアンプ３０１〜３１９を設置する。
【００２４】
また、中継区間ＬＡ１〜ＬＡ９の９スパンに対し（１スパン＝５０ｋｍ）、ＮＺ−ＤＳＦ（１５８５ｎｍにゼロ分散波長を持ち、信号光帯域で波長分散が約−２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）を用い、区間ＬＡ１０の１スパンにＳＭＦ（１３１０ｎｍにゼロ分散波長を持ち、信号光帯域で波長分散が約＋１８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）を用いて、分散補償間隔ＬＡを構成している。図のシステムでは、送信局１００と受信局２００間に、分散補償間隔ＬＡの伝送路をさらにもう１つ接続して、伝送距離を約１０００ｋｍとしている。
【００２５】
従来技術１では、ＮＺ−ＤＳＦで生じる累積分散を１区間のＳＭＦで補償する分散補償間隔ＬＡを用いて分散マネジメントを行うことにより、光伝送路全体として、波長分散値をゼロ（（（−２）×５０ｋｍ）×９スパン＋１８×５０ｋｍ＝０）としている。
【００２６】
しかし、従来技術１では、伝送帯域が拡大した場合、拡大した信号光波長に対しては、分散補償することが不可能であった。図３は波長分散補償を示す図である。従来技術１のＮＺ−ＤＳＦとＳＭＦの波長分散の傾き（波長分散スロープ）を示しており、縦軸は波長分散Ｄ（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）、横軸は波長λ（ｎｍ）である。
【００２７】
ＮＺ−ＤＳＦ、ＳＭＦのゼロ分散波長は、１５８５ｎｍ、１３１０ｎｍであって、それぞれの波長分散は−２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、＋１８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、ＮＺ−ＤＳＦとＳＭＦを９：１の長さ比で用いれば、平均ゼロ分散は１５５８ｎｍとなる。
そして、ＮＺ−ＤＳＦとＳＭＦとの１次直線を平均した波長分散は、１次直線Ｋ１となって傾きを持つことになる（この１次直線Ｋ１は、分散補償間隔ＬＡの波長分散を表すものである）。
【００２８】
この場合、ＷＤＭ伝送時に容量を拡大するために、従来技術１のシステムで伝送帯域を拡大しようとすると、分散補償間隔ＬＡでは、波長分散がゼロとはならなくなる。例えば、帯域を広げて波長λａとすると、分散値がＤａとなって波長分散がゼロにはならない。したがって、分散補償間隔ＬＡを用いた従来技術１のシステムでは、伝送帯域を拡大すると、光伝送路全体の波長分散を補償することができなくなるといった問題があった。
【００２９】
次に＋Ｄ ｆｉｂｅｒと−Ｄ ｆｉｂｅｒを組み合せた混合伝送路による従来のシステムについて説明する。図４は分散マネジメントの構成を示す図である。図は、上述した従来技術２の場合の分散マネジメントを示している。送信局１０１と受信局２０１とをつなぐ伝送路上に、ＥＤＦアンプ４０１〜４１９が設置する。
【００３０】
また、中継区間ＬＢ１〜ＬＢ９の９スパンそれぞれに対し（１スパン＝５０ｋｍ）、＋Ｄ ｆｉｂｅｒと−Ｄ ｆｉｂｅｒからなる混合伝送路（１区間の平均波長分散が−２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）を用い、区間ＬＢ１０の１スパンに＋Ｄ ｆｉｂｅｒ（波長分散が約＋１８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）を用いて、分散補償間隔ＬＢを構成している。図のシステムでは、送信局１０１と受信局２０１間に、分散補償間隔ＬＢの伝送路をさらにもう１つ接続して、伝送距離を約１０００ｋｍとしている。
【００３１】
従来技術２では、＋Ｄ ｆｉｂｅｒと−Ｄ ｆｉｂｅｒからなる混合伝送路で生じる累積分散を１区間の＋Ｄ ｆｉｂｅｒで補償する分散補償間隔ＬＢを用いて、分散マネジメントを行うことにより、光伝送路全体として、波長分散値をゼロ（（（−２）×５０ｋｍ）×９スパン＋１８×５０ｋｍ＝０）としている。
【００３２】
また、従来技術２では、伝送帯域が拡大した場合、拡大した信号光波長に対しても、波長分散がゼロとなるように補償することが可能である。図５は波長分散補償を示す図である。従来技術２の＋Ｄ ｆｉｂｅｒと−Ｄ ｆｉｂｅｒの波長分散の傾き（波長分散スロープ）を示しており、縦軸は波長分散Ｄ（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）、横軸は波長λ（ｎｍ）である。
【００３３】
１３００ｎｍにゼロ分散を持つ＋Ｄ ｆｉｂｅｒはほぼ１次直線であり（広帯域になると直線性がなくなり、曲率を持つようになる）、−Ｄ ｆｉｂｅｒは曲線の形状をとる。＋Ｄ ｆｉｂｅｒと−Ｄ ｆｉｂｅｒとを平均した波長分散は、図で点線で示す曲線Ｋ２となる（この曲線Ｋ２は、分散補償間隔ＬＢの波長分散を表すものである）。
【００３４】
この場合、ＷＤＭ伝送時に容量を拡大するために、従来技術２のシステムで伝送帯域を拡大しても、分散補償間隔ＬＢでは、波長分散をほぼゼロとできる。例えば、帯域を広げて波長λｂとしても、波長分散値はほぼ０である。したがって、分散補償間隔ＬＢを用いた従来技術２のシステムでは、ＷＤＭの伝送帯域を拡大することが可能である。
【００３５】
図６は分散マップを示す図である。分散マップｍ１は、分散補償間隔ＬＢを４つ持つ従来技術２のシステムの波長分散遷移状態を示しており、縦軸は分散（ｐｓ／ｎｍ）、横軸は距離（ｋｍ）である。
【００３６】
＋Ｄ ｆｉｂｅｒと−Ｄ ｆｉｂｅｒの混合伝送路は、１ｋｍあたり−２（ｐｓ／ｎｍ）の分散値であるから、５０ｋｍの１中継区間で−１００（ｐｓ／ｎｍ）であり、これが９スパンで−９００（ｐｓ／ｎｍ）となる。そして、１ｋｍあたり＋１８（ｐｓ／ｎｍ）の分散値の＋Ｄ ｆｉｂｅｒを５０ｋｍの１中継区間に使用すると＋９００（ｐｓ／ｎｍ）であるから、分散補償間隔ＬＢの平均分散値はゼロとなり、これの繰り返しが図中に表現されている。
【００３７】
従来技術２では、使用信号帯域全域にわたって分散補償が可能となるが、分散補償間隔ＬＢ毎に、累積波長分散をゼロとしているので、この領域において、非線形効果を受けやすく、伝送特性を劣化させるといった問題があった（このことは、従来技術１でも同じ問題を持っている）。
【００３８】
ここで、非線形効果によって生じる伝送劣化について説明する。光ファイバの非線形現象としては、４光波混合（ＦＷＭ：Ｆｏｕｒ ｗａｖｅ ｍｉｘｉｎｇ）、自己位相変調（ＳＰＭ：Ｓｅｌｆ ｐｈａｓｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、相互位相変調（ＸＰＭ：Ｃｒｏｓｓ ｐｈａｓｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などがある。
【００３９】
ＦＷＭは、ω１とω２の２波が光ファイバに入射した場合に、３次の非線形分極を介して、あらたなω３とω４の干渉光を発生させる現象である（位相差がほとんど０になるとＦＷＭが起きる）。
【００４０】
また、ＸＰＭは、２つの異なる波長の光を光ファイバに入射した場合に、一方の光の強度変化により生じる屈折率変化で、他方の信号の位相が変化する現象である。ＳＰＭは、自分自身の光パルスが誘起した屈折率変化により、自己の位相が変化する現象である。
【００４１】
図７、図８は波長の相関関係を示す図である。それぞれ縦軸は波長、横軸は時間である。図７は分散補償間隔あたりの累積分散がゼロ分散となる場合の各波長の相関関係を示しており、図８は任意の分散値を有した場合の分散補償間隔あたりの各波長における相関関係を示している。
【００４２】
図７のように累積分散がゼロとなる領域においては、波長λ１〜λ４のパルス列が同じ配列となるので（波長間のビット配置が同じになるので）、波長間の非線形効果が強調されることになる（なお、非線形効果は、光信号パワーやファイバ中の光密度が高い場合などにも強く受けやすいので、累積分散がゼロとなる領域で、かつ光増幅器の出力付近やコア系の小さい部分で最も非線形効果を受けやすい）。すると、光パルス同士の位相整合が起こりやすく、また、別波長の光の強度により位相変化も生じやすくなるので、ＦＷＭやＸＰＭが発生しやすい。
【００４３】
それに対し、図８の分散補償間隔における累積分散が任意の値を有するときは、波長λ１〜λ４のパルス列の配置が任意となるので、波長間の非線形効果は強調されない。
【００４４】
従来技術２では、平均のゼロ分散波長を信号光波長内としているので、ＳＰＭと波長分散による伝送特性の劣化は低減できるが、累積波長分散がゼロとなる分散補償間隔（分散補償間隔ＬＢ）を周期的に配置しているため、図７に示したような各波長間のパルス列が同じ配列となる箇所が伝送路上に増え、波長間で生じる非線形効果が増大してＦＷＭやＸＰＭが生じ、伝送波形が歪んでしまうといった問題があった（なお、このことは、従来技術１、２に限らず、通常の分散マネジメントで構成された従来のシステム全般が持つ問題点でもあった）。
【００４５】
次に分散マネジメントを行った光伝送路で、光中継器にラマン増幅を用いた場合の従来の問題点について説明する。図９は光中継器の構成を示す図である。光中継器３２０は、ラマン励起光源３２１、光カプラ３２２、合波器３２３ａ、３２３ｂから構成される。ラマン励起光源３２１からの励起光は、光カプラ３２２で２分岐される。合波器３２３ａ、３２３ｂはそれぞれ、信号光の向きとは逆方向に励起光を放出して後方励起を行ってラマン増幅する。
【００４６】
ここで、図に示すシステムでは、中継区間に＋Ｄ ｆｉｂｅｒと−Ｄ ｆｉｂｅｒの混合伝送路を用いて分散補償を行っており、上り、下りでファイバの長さを変えることで分散特性を変えている（例えば、中継区間ＬＣ１が正分散で、中継区間ＬＣ２が負分散）。
【００４７】
図では、下りの−Ｄ ｆｉｂｅｒｆ１は、上りの−Ｄ ｆｉｂｅｒｆ２よりも短くなっている。このような状態でラマン励起光源３２１から一定の励起光が出力されると、ラマン利得は、光増幅媒体である光ファイバの長さによって変化するため、−Ｄ ｆｉｂｅｒｆ１を増幅媒体としたラマン利得と、−Ｄ ｆｉｂｅｒｆ２を増幅媒体としたラマン利得とは異なってしまい、上り回線と下り回線でラマン利得のバラツキが生じてしまうので、光増幅の信頼性が低下するといった問題があった。
【００４８】
以上、説明したように、従来の分散マネジメントによるシステムでは、分散補償間隔毎の累積波長分散がゼロとなる領域においての非線形効果による伝送特性の劣化及び光中継にラマン増幅を使用した際のラマン増幅の特性変動といった問題があった。本発明では、これらの問題点を解決し、非線形効果による波形歪み及びラマン増幅特性変動を低減して、高品質で信頼性の高い光伝送システムの構築を実現するものである。
【００４９】
次に本発明の分散マネジメントの具体的な内容について説明する。最初に、第１の実施の形態について説明する。本発明の分散マネジメントの第１の実施の形態は、負の分散を持つ中継区間を主伝送路として、主伝送路の分散を正の分散を持つ１中継区間で補償した分散補償間隔を生成して、累積波長分散をランダム化するものである。
【００５０】
図１０は本発明の分散マネジメントの構成を示す概略図である。送信装置１０に対して、光伝送路３が接続している。なお、図中の黒丸点間は、１中継区間を表している（受信装置２０の図示は省略）。
【００５１】
光伝送路３は、負の分散（平均分散）を持つ中継区間を主伝送路として、この主伝送路の分散を正の分散を持つ１中継区間の補償伝送路で補償して、１つの分散補償間隔とする（なお、以降では、このようなシステム構成を分散マネジメント構成Ａと呼ぶ）。
【００５２】
次に分散マネジメント構成Ａにおいて、分散補償間隔の長さがすべて等しい場合の構成例について説明する。図１１は分散マネジメント構成例を示す図である。分散マネジメント構成Ａ−１では、送信装置１０に光伝送路３−１が接続している。主伝送路３１−１は、負の分散を持つ１中継区間が９スパン、正の分散を持つ補償伝送路３２−１が１スパンであり、１０スパンの分散補償間隔３３−１を複数接続して光伝送路３−１が構成されている（負の分散を持つ中継区間数がすべて等しいので（＝９スパン）、分散補償間隔の長さはすべて等しい）。
【００５３】
次に分散マネジメント構成Ａ−１において、分散補償間隔に対し、中継区間の平均分散の絶対値を多種類化して、累積波長分散をランダム化した場合について説明する。
【００５４】
図１２は分散マップを示す図である。分散マップＭ１−１は、中継区間の平均分散の絶対値を多種類化して、累積波長分散をすべて負とした場合の分散マネジメントを示している（なお、図１２も含めて以降に示す分散マップでは、主伝送路中の中継区間を表す黒丸印は省略する）。
【００５５】
光伝送路３−１の前半部（０〜１０００ｋｍ）の主伝送路３１ａ−１には、例えば、−２．５（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）、後半部（１０００ｋｍ〜２０００ｋｍ）の主伝送路３１ａ−２には−１．５（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の分散を持つファイバを使用し、補償伝送路３２ａには＋１８（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の分散を持つファイバを使用する（１中継区間が５０ｋｍであり、中継区間の平均分散の絶対値は、１２５（＝２．５×５０）、７５（＝１．５×５０）、９００（１８×５０）というように多種類化している）。
【００５６】
このような構成にした場合、図からわかるように、分散補償間隔３３ａに対する累積波長分散ｄ１〜ｄ３はすべて負となるので（累積波長分散がゼロにならないようにしているので）、非線形効果を抑制することができ、伝送品質の劣化を低減させることができる。
【００５７】
図１３は分散マップを示す図である。分散マップＭ１−２は、中継区間の平均分散の絶対値を多種類化して、累積波長分散をすべて正とした場合の分散マネジメントを示している。
【００５８】
光伝送路３−１の前半部（０〜１０００ｋｍ）の主伝送路３１ｂ−１には、例えば、−１．５（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）、後半部（１０００ｋｍ〜２０００ｋｍ）の主伝送路３１ｂ−２には−２．５（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の分散を持つファイバを使用し、補償伝送路３２ｂには＋１８（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の分散を持つファイバを使用する（中継区間の平均分散の絶対値は、図１２の場合と同様に多種類化している）。
【００５９】
このような構成にした場合、図からわかるように、分散補償間隔３３ｂに対する累積波長分散ｄ１〜ｄ３はすべて正となるので、非線形効果を抑制することができ、伝送品質の劣化を低減させることができる。
【００６０】
図１４は分散マップを示す図である。分散マップＭ１−３は、中継区間の平均分散の絶対値を多種類化して、累積波長分散を負と正とを混在した場合の分散マネジメントを示している。
【００６１】
光伝送路３−１の主伝送路３１ｃ−１〜３１ｃ−４には、順番に例えば、−１．５、−３、−１、−２．５（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の分散を持つファイバを使用し、補償伝送路３２ｃには＋１８（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の分散を持つファイバを使用する（１中継区間が５０ｋｍであり、中継区間の平均分散の絶対値は、７５（＝１．５×５０）、１５０（＝３×５０）、５０（＝１×５０）、１２５（＝２．５×５０）、９００（＝１８×５０）というように多種類化している）。
【００６２】
このような構成にした場合、図からわかるように、分散補償間隔３３ｃに対する累積波長分散ｄ１〜ｄ３はそれぞれ、正、負、正となるので、非線形効果を抑制することができ、伝送品質の劣化を低減させることができる。
【００６３】
次に分散マネジメント構成Ａにおいて、分散補償間隔の長さが互いに異なる場合の構成例について説明する。図１５は分散マネジメント構成例を示す図である。分散マネジメント構成Ａ−２では、送信装置１０に光伝送路３−２が接続している。分散補償間隔は、負の分散を持つ複数の中継区間の主伝送路と、正の分散を持つ１中継区間の補償伝送路とで構成している。分散マネジメント構成Ａ−２では、負の分散を持つ中継区間数が任意であるので、分散補償間隔の長さも異なってくる。
【００６４】
例えば、負の分散を持つ中継区間数が４スパンの主伝送路３１−２ａと、正の分散を持つ１中継区間の補償伝送路３２−２とで分散補償間隔３３−２ａを構成し、負の分散を持つ中継区間数が８スパンの主伝送路３１−２ｂと、正の分散を持つ１中継区間の補償伝送路３２−２とで分散補償間隔３３−２ｂを構成し、このような長さの異なる分散補償間隔で光伝送路３−２が構成される。
【００６５】
次に分散マネジメント構成Ａ−２における累積波長分散のランダム化について説明する。図１６は分散マップを示す図である。分散マップＭ２−１は、中継区間数を多種類化して分散補償間隔の長さを変えて、累積波長分散をすべて負とした場合の分散マネジメントを示している。光伝送路３−２に対し、負の分散を持つ主伝送路３１ｄ−１〜３１ｄ−４にはすべて、例えば、−２（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の分散を持つファイバを使用し、主伝送路３１ｄ−１〜３１ｄ−４のそれぞれのスパンを１２、１０、７、７とする。また、補償伝送路３２ｄには＋１８（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の分散を持つファイバを使用する。
【００６６】
このような構成にした場合、図からわかるように、分散補償間隔３３ｄ−１〜３３ｄ−３に対する累積波長分散ｄ１〜ｄ３はすべて負となるので、非線形効果を抑制することができ、伝送品質の劣化を低減させることができる。
【００６７】
図１７は分散マップを示す図である。分散マップＭ２−２は、中継区間数を多種類化して分散補償間隔の長さを変えて、累積波長分散をすべて正とした場合の分散マネジメントを示している。光伝送路３−２に対し、負の分散を持つ主伝送路３１ｅ−１〜３１ｅ−５にはすべて、例えば、−２（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の分散を持つファイバを使用し、主伝送路３１ｅ−１〜３１ｅ−５のそれぞれのスパンを３、４、７、１０、１２とする。また、補償伝送路３２ｅには＋１８（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の分散を持つファイバを使用する。
【００６８】
このような構成にした場合、図からわかるように、分散補償間隔３３ｅ−１〜３３ｅ−４に対する累積波長分散ｄ１〜ｄ４はすべて正となるので、非線形効果を抑制することができ、伝送品質の劣化を低減させることができる。
【００６９】
図１８は分散マップを示す図である。分散マップＭ２−３は、中継区間数を多種類化して分散補償間隔の長さを変えて、累積波長分散を負と正とを混在した場合の分散マネジメントを示している。光伝送路３−２に対し、負の分散を持つ主伝送路３１ｆ−１〜３１ｆ−４にはすべて、例えば、−２（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の分散を持つファイバを使用し、主伝送路３１ｆ−１〜３１ｆ−４のそれぞれのスパンを３、１７、３、１３とする。また、補償伝送路３２ｆには＋１８（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の分散を持つファイバを使用する。
【００７０】
このような構成にした場合、図からわかるように、分散補償間隔３３ｆ−１〜３３ｆ−３に対する累積波長分散ｄ１〜ｄ３はそれぞれ、正、負、正となるので、非線形効果を抑制することができ、伝送品質の劣化を低減させることができる。
【００７１】
次に分散マネジメント構成Ａにおいて、中継区間距離を多種類化した場合の構成例について説明する。図１９は分散マネジメント構成例を示す図である。分散マネジメント構成Ａ−３では、送信装置１０に光伝送路３−３が接続している。
【００７２】
上述の分散マネジメント構成Ａ−１，Ａ−２では、１中継区間は５０ｋｍというようにすべて等しかったが、分散マネジメント構成Ａ−３では、１中継区間の長さを可変とするものである。
【００７３】
例えば、負の分散を持つ中継区間長が互いに等しく（例えば、５０ｋｍ）、９スパンの主伝送路３１−３ａと、正の分散を持つ１中継区間の補償伝送路３２−３とで分散補償間隔３３−３ａを構成し、負の分散を持つ中継区間長が、主伝送路３１−３ａとは異なる長さで（例えば、２５ｋｍ）、９スパンの主伝送路３１−３ｂと、正の分散を持つ１中継区間の補償伝送路３２−３とで分散補償間隔３３−３ｂを構成し、このような分散補償間隔を組み合わせて光伝送路３−３が構成されている。
【００７４】
次に分散マネジメント構成Ａ−３における累積波長分散のランダム化について説明する。図２０は分散マップを示す図である。分散マップＭ３−１は、分散補償間隔あたりの中継区間距離を多種類化して、累積波長分散をすべて負とした場合の分散マネジメントを示している。
【００７５】
光伝送路３−３に対し、負の分散を持つ主伝送路３１ｇ−１〜３１ｇ−４はすべて、例えば、−２（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の分散を持つファイバを使用し、主伝送路３１ｇ−１、３１ｇ−２の１中継区間は５０ｋｍ、主伝送路３１ｇ−３、３１ｇ−４の１中継区間は２５ｋｍとする。また、補償伝送路３２ｇには＋１８（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の分散を持つファイバを使用し、補償伝送路３２ｇは５０ｋｍとする。
【００７６】
このような構成にした場合、図からわかるように、分散補償間隔３３ｇ−１〜３３ｇ−３に対する累積波長分散ｄ１〜ｄ３はすべて負となるので、非線形効果を抑制することができ、伝送品質の劣化を低減させることができる。なお、分散マネジメント構成Ａ−３に関する、累積波長分散がすべて正とする場合、及び負と正が混合する場合の分散マネジメントについては、同様な考え方で構成できるので説明は省略する。
【００７７】
次に本発明の分散マネジメントの第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、光伝送路に対して、負の分散を持つ中継区間からなる負分散伝送路と、正の分散を持つ中継区間からなる正分散伝送路と、を含む分散補償間隔を生成して、累積波長分散をランダム化するものである（すなわち、第１の実施の形態では、正の分散を持つ１中継区間で負の分散を持つ主伝送路を補償したが、第２の実施の形態では、正の分散を持つ複数の中継区間で、負の分散を持つ主伝送路を補償するということである）。
【００７８】
図２１は本発明の分散マネジメントの構成を示す概略図である。送信装置１０に対して、光伝送路３が接続している。光伝送路３は、負の分散を持つ中継区間からなる負分散伝送路と、正の分散を持つ中継区間からなる正分散伝送路とを含んで１つの分散補償間隔とする（以降では、このようなシステム構成を分散マネジメント構成Ｂと呼ぶ）。なお、負分散伝送路と正分散伝送路との順番関係は入れ替わってもよい。
【００７９】
次に分散マネジメント構成Ｂにおいて、分散補償間隔の長さがすべて等しい場合の構成例について説明する。図２２は分散マネジメント構成例を示す図である。分散マネジメント構成Ｂ−１では、送信装置１０に光伝送路３−４が接続している。負分散伝送路３４−４は、負の分散を持つ１中継区間が５スパン、正分散伝送路３５−４は、正の分散を持つ１中継区間が５スパンであり、１０スパンの分散補償間隔３６−４を複数接続して光伝送路３−４が構成されている（分散補償間隔の長さはすべて等しい）。
【００８０】
次に分散マネジメント構成Ｂ−１において、分散補償間隔に対し、中継区間の平均分散の絶対値を多種類化して、累積波長分散をランダム化した場合について説明する。図２３は分散マップを示す図である。分散マップＭ４−１は、中継区間の平均分散の絶対値を多種類化して、累積波長分散を負とした場合の分散マネジメントを示している。
【００８１】
光伝送路３−４の負分散伝送路３４ａ−１、３４ａ−２には、順に例えば、−３、−２（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の分散を持つファイバを使用し、正分散伝送路３５ａ−１、３５ａ−２には＋１．５、＋３．５（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の分散を持つファイバを使用する（１中継区間が５０ｋｍであり、中継区間の平均分散の絶対値は、１５０（＝３×５０）、１００（＝２×５０）、７５（＝１．５×５０）、１７５（＝３．５×５０）というように多種類化している）。
【００８２】
このような構成にした場合、図からわかるように、分散補償間隔３６ａに対する累積波長分散ｄ１は負となるので、非線形効果を抑制することができ、伝送品質の劣化を低減させることができる。なお、分散マネジメント構成Ｂ−１に関する、累積波長分散を正とする場合、及び負と正が混合する場合の分散マネジメントの説明については省略する。
【００８３】
次に全体の伝送路中に１点だけ累積波長分散をゼロとした場合の分散マネジメントについて説明する。今までの説明では、累積波長分散はゼロとならないようにしたが、全体の伝送路中に１点だけ、累積波長分散がゼロになったとしても、従来の分散マネジメントと比較すると、はるかに非線形効果による伝送劣化を低減できるので、このようなパターンも本発明で構成できることを図２４を用いて説明する。
【００８４】
図２４は分散マップを示す図である。分散マップＭ４−２は、伝送路中に１点のみ、累積波長分散をゼロとした場合の分散マネジメントを示している。光伝送路３−４の負分散伝送路３４ｂ−１、３４ｂ−２には、例えば、−２（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の分散を持つファイバを使用し、正分散伝送路３５ｂ−１、３５ｂ−２には＋２（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の分散を持つファイバを使用する。正分散伝送路及び負分散伝送路は、それぞれ共に１０スパンである。
【００８５】
このような構成にした場合、図からわかるように、全体の伝送路中の１点に対して、分散補償間隔３６ｂの累積波長分散ｄ１はゼロとなる。この場合、従来の分散マネジメントと比較して、累積波長分散がゼロとなる箇所を削減できるので、非線形効果を抑制することができ、伝送品質の劣化を低減させることができる。
【００８６】
次に分散マネジメント構成Ｂにおいて、分散補償間隔の長さが異なる場合の構成例について説明する。図２５は分散マネジメント構成例を示す図である。分散マネジメント構成Ｂ−２では、送信装置１０に光伝送路３−５が接続している。分散補償間隔は、負分散伝送路と、正分散伝送路とで構成している。分散マネジメント構成Ｂ−２では、負分散伝送路の中継区間数と、正分散伝送路の中継区間数とが任意であるので、分散補償間隔の長さも異なってくる。
【００８７】
例えば、負の分散を持つ中継区間数が３スパンの負分散伝送路３４−５ａと、正の分散を持つ中継区間数が２スパンの正分散伝送路３５−５ａとで分散補償間隔３６−５ａを構成し、負の分散を持つ中継区間数が９スパンの負分散伝送路３４−５ｂと、正の分散を持つ中継区間数が６スパンの正分散伝送路３５−５ｂとで分散補償間隔３６−５ｂを構成し、このような長さの異なる分散補償間隔で光伝送路３−５が構成される。
【００８８】
次に分散マネジメント構成Ｂ−２における累積波長分散のランダム化について説明する。図２６は分散マップを示す図である。分散マップＭ５−１は、中継区間数を多種類化して分散補償間隔の長さを変えて、累積波長分散を負とした場合の分散マネジメントを示している。
【００８９】
光伝送路３−５に対し、負分散伝送路３４ｃ−１、３４ｃ−２にはすべて、例えば、−２（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の分散を持つファイバを使用し、負分散伝送路３４ｃ−１、３４ｃ−２のスパンを１０とする。また、正分散伝送路３５ｃ−１、３５ｃ−２には＋２（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の分散を持つファイバを使用し、正分散伝送路３５ｃ−１、３５ｃ−２のそれぞれのスパンを８、１２とする。
【００９０】
このような構成にした場合、図からわかるように、分散補償間隔３６ｃ−１に対する累積波長分散ｄ１は負となるので、非線形効果を抑制することができ、伝送品質の劣化を低減させることができる。
【００９１】
図２７は分散マップを示す図である。分散マップＭ５−２は、中継区間数を多種類化して分散補償間隔の長さを変えて、累積波長分散を正とした場合の分散マネジメントを示している。光伝送路３−５に対し、負分散伝送路３４ｄ−１、３４ｄ−２にはすべて、例えば、−２（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の分散を持つファイバを使用し、負分散伝送路３４ｄ−１、３４ｄ−２のそれぞれのスパンを７、１３とする。また、正分散伝送路３５ｄ−１、３５ｄ−２には＋２（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の分散を持つファイバを使用し、正分散伝送路３５ｄ−１、３５ｄ−２のそれぞれのスパンを１１、１３とする。
【００９２】
このような構成にした場合、図からわかるように、分散補償間隔３６ｄ−１に対する累積波長分散ｄ１は正となるので、非線形効果を抑制することができ、伝送品質の劣化を低減させることができる。なお、分散マネジメント構成Ｂ−２に関する、累積波長分散を負と正が混合する場合の分散マネジメントについての説明は省略する。
【００９３】
次に本発明の分散マネジメントの第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態は、１中継区間に対し、正分散を持つ正分散ファイバと、負分散を持つ負分散ファイバとからなる混合伝送路を含んだ分散補償間隔を生成して、累積波長分散をランダム化するものである（すなわち、第１、第２の実施の形態では、１中継区間のファイバは、正の分散のファイバ、または負の分散のファイバのいずれか一方を用いたが、第３の実施の形態では、１中継区間に正分散ファイバ（＋Ｄ ｆｉｂｅｒ）と負分散ファイバ（−Ｄ ｆｉｂｅｒ）とを両方使う場合である）。
【００９４】
図２８は混合伝送路を示す図である。混合伝送路ＬＭは、＋Ｄ ｆｉｂｅｒと−Ｄ ｆｉｂｅｒからなる。１中継区間の中に２種類のファイバを適用し、１中継区間内のファイバ長の比率を変えて、１中継区間の平均分散を可変する。
【００９５】
なお、＋Ｄ ｆｉｂｅｒと−Ｄ ｆｉｂｅｒの接続順はどれが先でもよく、また、図では１中継区間に１つの＋Ｄ ｆｉｂｅｒと１つの−Ｄ ｆｉｂｅｒを用いているが、それぞれ複数用いてもよい（例えば、＋Ｄ ｆｉｂｅｒを３本、−Ｄ ｆｉｂｅｒを２本で１中継区間を構成する等）。
【００９６】
次に混合伝送路を用いて、主伝送路を補償伝送路で補償した分散補償間隔を構成する光伝送路において、分散補償間隔がすべて等しく、中継区間の平均分散の絶対値を多種類化して、累積波長分散をランダム化した場合について説明する。
【００９７】
図２９は分散マップを示す図である。分散マップＭ６−１は、中継区間の平均分散の絶対値を多種類化して、累積波長分散をすべて負とした場合の分散マネジメントを示している。光伝送路の主伝送路Ｌａ−１、Ｌａ−２に対し、１中継区間は＋Ｄ ｆｉｂｅｒ、−Ｄ ｆｉｂｅｒの順の混合伝送路であり、＋Ｄ ｆｉｂｅｒが＋２０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）で３０．８ｋｍ、−Ｄ ｆｉｂｅｒが−４０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）で１９．２ｋｍである。また、主伝送路Ｌａ−３、Ｌａ−４では、１中継区間は−Ｄ ｆｉｂｅｒ、＋Ｄ ｆｉｂｅｒの順の混合伝送路であり、−Ｄ ｆｉｂｅｒが−４０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）で１７．５ｋｍ、＋Ｄ ｆｉｂｅｒが＋２０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）で３２．５ｋｍである。また、補償伝送路Ｌｋ１は＋Ｄ ｆｉｂｅｒを用い、＋２０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の４０ｋｍである
このような構成にした場合、図からわかるように、分散補償間隔Ｌｓ１に対する累積波長分散ｄ１〜ｄ３はすべて負となるので、非線形効果を抑制することができ、伝送品質の劣化を低減させることができる。
【００９８】
次に混合伝送路を用いて、主伝送路を補償伝送路で補償した分散補償間隔を構成する光伝送路において、中継区間数を多種類化して、分散補償間隔を変えて、累積波長分散をランダム化した場合について説明する。
【００９９】
図３０は分散マップを示す図である。分散マップＭ７−１は、中継区間数を多種類化して、累積波長分散をすべて負とした場合の分散マネジメントを示している。光伝送路の主伝送路Ｌｂ−１〜Ｌｂ−４に対し、１中継区間は＋Ｄ ｆｉｂｅｒ、−Ｄ ｆｉｂｅｒの順の混合伝送路であり、＋Ｄ ｆｉｂｅｒが＋２０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）で３０．８ｋｍ、−Ｄ ｆｉｂｅｒが−４０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）で１９．２ｋｍであり、主伝送路Ｌｂ−１〜Ｌｂ−４それぞれのスパンは、１３、１０、６、３である。また、補償伝送路Ｌｋ２は＋Ｄ ｆｉｂｅｒを用い、＋２０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の６０．５ｋｍである。
【０１００】
このような構成にした場合、図からわかるように、分散補償間隔Ｌｓ２ａ〜Ｌｓ２ｃに対する累積波長分散ｄ１〜ｄ３はすべて負となるので、非線形効果を抑制することができ、伝送品質の劣化を低減させることができる。
【０１０１】
次に混合伝送路を用いて、負の分散を持つ中継区間からなる負分散伝送路と、正の分散を持つ中継区間からなる正分散伝送路と、を含む分散補償間隔で構成する光伝送路において、分散補償間隔がすべて等しく、中継区間の平均分散の絶対値を多種類化して、累積波長分散をランダム化した場合について説明する。
【０１０２】
図３１は分散マップを示す図である。分散マップＭ８−１は、中継区間の平均分散の絶対値を多種類化して、累積波長分散をすべて負とした場合の分散マネジメントを示している。光伝送路の負分散伝送路Ｌｃ−１に対し、１中継区間は＋Ｄ ｆｉｂｅｒ、−Ｄ ｆｉｂｅｒの順の混合伝送路であり、＋Ｄ ｆｉｂｅｒが＋２０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）で３０．８ｋｍ、−Ｄ ｆｉｂｅｒが−４０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）で１９．２ｋｍである。
【０１０３】
また、負分散伝送路Ｌｃ−３は、１中継区間は＋Ｄ ｆｉｂｅｒ、−Ｄ ｆｉｂｅｒの順の混合伝送路であり、＋Ｄ ｆｉｂｅｒが＋２０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）で３２．５ｋｍ、−Ｄ ｆｉｂｅｒが−４０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）で１７．５ｋｍである。
【０１０４】
さらに、正分散伝送路Ｌｃ−２、Ｌｃ−４は、１中継区間は＋Ｄ ｆｉｂｅｒ、−Ｄ ｆｉｂｅｒの順の混合伝送路であり、＋Ｄ ｆｉｂｅｒが＋２０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）で３５ｋｍ、−Ｄ ｆｉｂｅｒが−４０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）で１５ｋｍである。
【０１０５】
このような構成にした場合、図からわかるように、分散補償間隔Ｌｓ３に対する累積波長分散ｄ１は負となるので、非線形効果を抑制することができ、伝送品質の劣化を低減させることができる。
【０１０６】
次に混合伝送路を用いて、負の分散を持つ中継区間からなる負分散伝送路と、正の分散を持つ中継区間からなる正分散伝送路と、を含む分散補償間隔で構成する光伝送路において、中継区間数を多種類化して、累積波長分散をランダム化した場合について説明する。
【０１０７】
図３２は分散マップを示す図である。分散マップＭ９−１は、中継区間数を多種類化して、累積波長分散をすべて負とした場合の分散マネジメントを示している。光伝送路の負分散伝送路Ｌｄ−１、Ｌｄ−３に対し、１中継区間は＋Ｄ ｆｉｂｅｒ、−Ｄ ｆｉｂｅｒの順の混合伝送路であり、＋Ｄ ｆｉｂｅｒが＋２０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）で３０．８ｋｍ、−Ｄ ｆｉｂｅｒが−４０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）で１９．２ｋｍである。負分散伝送路Ｌｄ−１、Ｌｄ−３のそれぞれのスパンは、１２、５である。
【０１０８】
また、正分散伝送路Ｌｄ−２、Ｌｄ−４は、１中継区間は＋Ｄ ｆｉｂｅｒ、−Ｄ ｆｉｂｅｒの順の混合伝送路であり、＋Ｄ ｆｉｂｅｒが＋２０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）で３５．９ｋｍ、−Ｄ ｆｉｂｅｒが−４０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）で１４．１ｋｍである。
【０１０９】
このような構成にした場合、図からわかるように、分散補償間隔Ｌｓ４ａに対する累積波長分散ｄ１は負となるので、非線形効果を抑制することができ、伝送品質の劣化を低減させることができる。
【０１１０】
次に送信装置１０に前置補償ファイバ、受信装置２０に後置補償ファイバを設けて、累積波長分散のランダム化を行う場合について説明する。図３３は分散マネジメント構成例を示す図である。送信装置１０は、前置補償ファイバ（前置補償ＤＣＦ（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ Ｆｉｂｅｒ））１１、後置補償ファイバ（後置補償ＤＣＦ）２１を有し、前置補償ＤＣＦ１１と後置補償ＤＣＦ２１間に、光伝送路３が接続する。光伝送路３は、光中継装置４０が設置され、上述してきたような本発明の分散マネジメントが施されている。
【０１１１】
ここで、送信装置１０の前置補償ＤＣＦ１１の入力端では、波長分散はゼロであるが、前置補償ＤＣＦ１１を通して、光信号に波長分散を与え（波長分散値Ｄ）、出力端から送信する。光信号は、光伝送路３上で、累積波長分散がゼロにならないように補償されながら中継される。
【０１１２】
その後、受信装置２０は、光信号を受信し、後置補償ＤＣＦ２１を通して、受信装置２０の内部で光信号の波長分散値をゼロに補償する。このように、前置補償ＤＣＦ１１、後置補償ＤＣＦ２１を用いて、光伝送路３の両端においても波長分散がゼロにならないようにランダム化することで、さらに、非線形効果を抑制することができ、伝送品質の劣化を低減させることができる。
【０１１３】
図３４は分散マップを示す図である。分散マップＭ１０は、前置補償ＤＣＦ１１と後置補償ＤＣＦ２１を使用した場合の分散マネジメントを示している。図からわかるように、光伝送路の両端で分散値が５００（ｐｓ／ｎｍ）であり、後置補償ＤＣＦ２１を通した後に波長分散値がゼロになっていることがわかる。
【０１１４】
次に本発明の分散マネジメントを適用した光伝送システムの全体構成について説明する。図３５は光伝送システム１の全体構成を示す図である。光伝送システム１は、送信装置１０、受信装置２０、複数の光中継装置４０−１〜４０−ｍが設置され、複数の中継区間を有する光伝送路３から構成される（なお、図中、光伝送路３は片方向のみ示した）。
【０１１５】
送信装置１０は、前置補償ＤＣＦ１１、波長多重部１２、ポストアンプ１３、Ｅ／Ｏ１４−１〜１４−ｎから構成され、受信装置２０は、後置補償ＤＣＦ２１、波長分離部２２、プリアンプ２３、Ｏ／Ｅ２４−１〜２４−ｎから構成される。なお、前置補償ＤＣＦ１１は、Ｅ／Ｏ１４−１〜１４−ｎと波長多重部１２との間、または波長多重部１２とポストアンプ１３との間のいずれかに配置される。また、後置補償ＤＣＦ２１は、プリアンプ２３と波長分離部２２との間、または波長分離部２２とＯ／Ｅ２４−１〜２４−ｎとの間のいずれかに配置される。
【０１１６】
Ｅ／Ｏ１４−１〜１４−ｎは、電気／光変換を行って、波長の異なる複数の光信号をそれぞれ出力する。波長多重部１２は、複数の光信号を波長多重する。ポストアンプ１３は、波長多重部１２からのＷＤＭ信号光を所要のレベルに増幅して光伝送路３に出力する。
【０１１７】
プリアンプ２３は、光伝送路３を介して伝送された各波長帯のＷＤＭ信号光を所要のレベルに増幅する。波長分離部２２は、プリアンプ２３からの出力光を波長に応じて複数の光信号に分離する。Ｏ／Ｅ２４−１〜２４−ｎは、光／電気変換を行って、複数の光信号をそれぞれ受信処理する。
【０１１８】
以上説明したように、本発明の光伝送システム１は、分散補償間隔に対し、累積波長分散がゼロにならないようにして、または累積波長分散がゼロとなる回数を減らして、分散補償した光伝送路により、ＷＤＭの光伝送を行う構成とした。これにより、非線形効果による波形歪みを低減して、光通信の伝送品質及び信頼性の向上を図ることが可能になる。
【０１１９】
なお、分散マップを用いて説明した、上記の分散マネジメントは、本発明の実施の形態を実現するための一例を示しており、上記の例に限らず本発明の光伝送システムは、上述したような分散補償間隔を多様に組み合わせて、光伝送路を柔軟に構築することができる（図３６に一例を示す）。
【０１２０】
次に光伝送路上におけるラマン増幅の特性変動の低減を図った本発明の光伝送システムについて説明する。図３７は本発明の光伝送システムの原理図である。光伝送システム１ａは、ラマン光増幅を行って、光信号の中継制御を行うシステムである。
【０１２１】
光伝送路３は、正分散を持つ第１のファイバ（以下、＋Ｄ ｆｉｂｅｒ）と、負分散を持ち、＋Ｄ ｆｉｂｅｒに対してモードフィールド径が小さい第２のファイバ（以下、−Ｄ ｆｉｂｅｒ）とで中継区間を形成し、光信号が＋Ｄ ｆｉｂｅｒから−Ｄ ｆｉｂｅｒへの順に伝搬するように＋Ｄ ｆｉｂｅｒ、−Ｄ ｆｉｂｅｒを配置する。また、中継区間に対し、分散値を変えるため、＋Ｄ ｆｉｂｅｒ、−Ｄ ｆｉｂｅｒの長さが異なるようにしている（図では、−Ｄ ｆｉｂｅｒＦ１＞−Ｄ ｆｉｂｅｒＦ２である）。
【０１２２】
光中継装置４０は、モニタ部４１と、励起部４２−１から構成される。また、励起部４２−１は、励起制御部４２ａ、分波器４２ｂ、カプラｃ３、ｃ４を含む。モニタ部４１は、上り／下り回線を流れる光信号をそれぞれカプラｃ１、ｃ２を介して受信し、光信号のパワーをモニタする。励起制御部４２ａは、モニタ結果にもとづき、励起光を可変出力する。分波器４２ｂは、励起光を−Ｄ ｆｉｂｅｒへ入射するために、上り回線と下り回線側に分波する。分波された励起光は、カプラｃ３、ｃ４を介して、光信号方向とは逆方向に入射される（後方励起）。なお、図では、励起光源である励起制御部４２ａは１台としたが、複数台設けて冗長構成にしてもよい（すなわち、複数の励起光源を持つ構成としてもよい）。
【０１２３】
次に光伝送システム１ａの光信号パワーの制御動作について詳しく説明する。図３８は光伝送システム１ａの構成例を示す図である。局１１０、１２０は、上り／下りの光伝送路３で接続する。図に示す矢印は、光中継装置４０から出力されるラマン励起光を示している。なお、光中継装置４０の図示は省略する。
【０１２４】
また、１中継区間は、＋Ｄ ｆｉｂｅｒ（分散値は例えば、＋２０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ））と−Ｄ ｆｉｂｅｒ（分散値は例えば、−４０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ））との混合伝送路であって、光信号が＋Ｄ ｆｉｂｅｒから−Ｄ ｆｉｂｅｒへの順に伝搬するように＋Ｄ ｆｉｂｅｒ、−Ｄ ｆｉｂｅｒを配置し、中継区間に対して分散値を変えるため、＋Ｄ ｆｉｂｅｒ、−Ｄ ｆｉｂｅｒの長さ比が異なるようにしている。図の“−”、“＋”は、１中継区間の平均分散を示している。
【０１２５】
まず、説明を簡潔に行うため、区間平均分散が負の区間を−Ｄａｖｅ、区間平均分散が正の区間を＋Ｄａｖｅと符号を決める。また、上り回線が−Ｄａｖｅ、下り回線が＋Ｄａｖｅであるような場合には、−Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅというように表示する。
【０１２６】
ここで、スパンＮＯ．１〜６までの分散補償間隔（区間平均分散が負及び区間平均分散が正の区間をそれぞれ３区間ずつ）で、光信号パワーの調整を行うことを考える。
【０１２７】
分散補償間隔内のケーブルの種類は、−Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅ、＋Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅ、＋Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅ、−Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅの４種類であり、励起ＬＤ（Ｐｕｍｐ）が励起する区間は、−Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅが３区間、＋Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅが３区間である。この６区間の励起光パワーを調整することにより、上り回線と下り回線の信号光パワーバランスを調整する。なお、図３９は分散補償間隔内のＰｕｍｐ数を示す図であり、図４０は分散補償間隔内のＣａｂｌｅ数を示す図である。また、図４１に図３８のシステムに関する分散補償間隔内のＰｕｍｐ数、Ｃａｂｌｅ数を示したテーブルＴ１を示す。
【０１２８】
図４２は光信号パワーバランスを調整するアルゴリズムを示す図である。アルゴリズムＡＬ１は、上り回線、下り回線の光信号パワーの状態に応じて、励起ＬＤをどのように調整するかを示したものである。
【０１２９】
状態１について見ると、上り回線のパワーが大きく、下り回線のパワーが小さいので、＋Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅを励起する励起ＬＤ（図３９の励起ＬＤａ、ｂ、ｃ）のパワーは大きくし、−Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅを励起する励起ＬＤ（図３９の励起ＬＤｄ、ｅ、ｆ）のパワーを小さくする。
【０１３０】
このような制御を行うことにより、平均のラマン利得は一定のまま、上り回線と下り回線の信号光パワーバランスを均一にすることができる。状態２〜４に関しても同様である。
【０１３１】
ここで、図３８の分散補償間隔が６区間の場合における光信号パワーの調整について定量的に検討した結果について図４３〜図４５を用いて説明する。図４３は光信号パワーの遷移を示す図である。図４４は図４３のテーブルをグラフ化したものであり、図３８の上り／下り回線のＡ点で、光信号パワーをモニタした際の遷移を示している。
【０１３２】
図４５は励起光パワー及びラマン利得を示す図である。目標となる光信号パワーを−７ｄＢｍとすると、最初、上り区間のＡ点では−６ｄＢｍと大きく、下り区間のＡ点では−８ｄＢｍと小さい場合、図４２のアルゴリズムＡＬ１を用いて光信号パワーを制御した結果を示している。
【０１３３】
これらの制御により、−Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅ区間の励起光パワーを減少させ、＋Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅ区間の励起光パワーを増加させることにより、Ａ点における上り区間と下り区間の光信号パワー差を低減でき、所要の光信号パワー−７ｄＢｍに近づけることが可能となっている。
【０１３４】
次に可変光減衰器（ＶＯＡ：Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）を適用した場合の光信号パワー調整について説明する。図４６は光伝送システムの構成例を示す図である。局１１０、１２０をつなぐ上り／下り回線に対し、各ファイバ芯線毎の光信号パワーの調整を補助するためのＶＯＡ５１、５２を数中継毎の割合で挿入する。
【０１３５】
図４７に光信号パワーバランスを調整するアルゴリズムを示す図である。状態１について見ると、上り回線のパワーが大きく、下り回線のパワーが小さい場合は、＋Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅを励起する励起ＬＤのパワーを大きくし、−Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅを励起する励起ＬＤのパワーを小さくする。さらに、それに加え、上り回線のＶＯＡの減衰量を増加させ、下り回線のＶＯＡの減衰量を減少させる。
【０１３６】
このような制御を行うことにより、平均のラマン利得は一定のまま、上り回線と下り回線の信号光パワーバランスを均一にすることができる（ＶＯＡは、励起ＬＤだけで調整しきれなかったパワーを微調整する）。状態２〜４に関しても同様である。
【０１３７】
次に可変利得等化器（ＶＧＥ：Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｇａｉｎ Ｅｑｕａｌｉｚｅｒ）を適用した場合の光信号パワー調整について説明する。図４８は光伝送システムの構成例を示す図である。局１１０、１２０をつなぐ上り／下り回線に対し、ＶＯＡ５１、５２の他に、ＶＧＥ６１、６２を挿入する。
【０１３８】
損失増加分を励起ＬＤの励起パワーの調整により補償する場合、ラマン利得が変化するため、ラマン増幅の利得偏差が変化する。そのラマン利得偏差を補償するために、ＶＧＥは有効であり、特性劣化を抑圧できる。
【０１３９】
図４９は利得等化区間を含む光伝送路を示す図である。ＶＧＥ６１、６２で利得等化制御を行う場合には、ＶＧＥ６１、６２の両端に接続される−Ｄ ｆｉｂｅｒの長さと、＋Ｄ ｆｉｂｅｒの長さとは同じにすることが望ましい。この場合、−Ｄ ｆｉｂｅｒの分散の絶対値は、＋Ｄ ｆｉｂｅｒよりも大きいので、利得等化区間の平均分散は負となる。また、−Ｄ ｆｉｂｅｒのファイバ長を区間平均分散が負となる区間と同じ長さとすることにより、光中継装置の種類を削減でき（励起ＬＤのパワーが異なる光中継装置を用意する必要がない）、利得等化器に許容される挿入損失を増やすことができる。
【０１４０】
図５０は光伝送システムの構成例を示す図である。利得等化区間は、上記に示したように上り回線と下り回線ともに区間平均分散が負の区間に適用される。また、＋Ｄ ｆｉｂｅｒと−Ｄ ｆｉｂｅｒの長さがほぼ同じであるので、通常の区間平均分散が負の区間の約３倍程度の累積分散が１区間で生じる。したがって、分散補償間隔６区間の構成は、−Ｄａｖｅが２区間（１区間は利得等化区間）及び＋Ｄａｖｅが４区間から構成される。
【０１４１】
利得等化区間を含む分散補償間隔では、テーブルＴ２に示すように、ケーブルの種類は−Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅ、＋Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅ、＋Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅ、−Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅの４種類であり、励起ＬＤが励起する区間は、−Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅが２区間、＋Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅが２区間、＋Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅが２区間である。６区間のうち、−Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅ ２区間及び＋Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅ ２区間における励起光パワーを調整することにより、上り回線と下り回線の信号光パワーバランスを調整することができる。
【０１４２】
次に光中継装置の変形例について説明する。図５１は光中継装置の変形例を示す図である。光中継装置４０ａは、モニタ部４１と、励起部４２−２から構成される。また、励起部４２−２は、励起制御部４２ｃ、分岐比可変分波器４２ｄ、カプラｃ３、ｃ４を含む。モニタ部４１は、上り／下り回線を流れる光信号をそれぞれカプラｃ１、ｃ２を介して受信し、光信号のパワーをモニタする。励起制御部４２ｃは、一定の励起光を出力する。分岐比可変分波器４２ｄは、モニタ結果にもとづき、分岐比を可変に設定し、設定した分岐比にもとづいて、一定励起光を−Ｄ ｆｉｂｅｒへ入射するために分波する。分波された励起光は、カプラｃ３、ｃ４を介して、光信号方向とは逆方向に入射される（後方励起）。
【０１４３】
このように、光中継装置４０ａでは、分岐比可変分波器４２ｄを用いることで、上り回線と下り回線に入射する励起光パワーを調整する。分岐比可変分波器４２ｄは、例えば、Ｍａｃｈ−Ｚｅｎｄｅｒ型の導波路デバイスを適用することにより実現可能である（−Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅ及び＋Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅに対応する箇所に適用すると、より効果的である。また、挿入箇所は数中継に１台が望ましい）。
【０１４４】
次に光伝送システムの構成例に対して複数のパターンを示して、それらの光信号パワーの調整について説明する。図５２は光伝送システムの構成例を示す図であり、図５３は光信号パワーバランスを調整するアルゴリズムを示す図である。光伝送システム１ａ−１に対し、ケーブルの種類は−Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅ、＋Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅ、＋Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅ、−Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅの４種類であり、励起ＬＤが励起する区間は、−Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅが１区間、＋Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅが１区間、−Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅが２区間、＋Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅが２区間である。
【０１４５】
アルゴリズムＡＬ３では、６区間のうち、−Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅ １区間及び＋Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅ １区間における励起光パワーを調整することにより、上り回線と下り回線の信号光パワーバランスを調整することができる。また、−Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅ及び＋Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅを調整することにより、上り回線と下り回線の両方の平均利得を変化させることができる。
【０１４６】
図５４は光伝送システムの構成例を示す図である。光伝送システム１ａ−２に対し、ケーブルの種類は＋Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅ、−Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅの２種類であり、励起ＬＤが励起する区間は、−Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅが２区間、＋Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅが２区間、−Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅが１区間、＋Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅが１区間である。
【０１４７】
励起ＬＤの調整アルゴリズムは図５３と同様である。６区間のうち、−Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅ ２区間及び＋Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅ ２区間における励起光パワーを調整することにより、上り回線と下り回線の信号光パワーバランスを調整することができる。また、−Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅ及び＋Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅを調整することにより、上り回線と下り回線の両方の平均利得を変化させることができる。
【０１４８】
図５５は光伝送システムの構成例を示す図である。光伝送システム１ａ−３に対し、ケーブルの種類は−Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅ、＋Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅ、＋Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅ、−Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅの４種類であり、励起ＬＤが励起する区間は、−Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅが１区間、＋Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅが１区間、−Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅが２区間、＋Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅが２区間である。
【０１４９】
また、励起ＬＤの調整アルゴリズムは図５３と同様である。６区間のうち、−Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅ １区間及び＋Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅ １区間における励起光パワーを調整することにより、上り回線と下り回線の信号光パワーバランスを調整することができる。また、−Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅ及び＋Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅを調整することにより、上り回線と下り回線の両方の平均利得を変化させることができる。
【０１５０】
図５６は光伝送システムの構成例を示す図である。光伝送システム１ａ−４に対し、ケーブルの種類は−Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅ、＋Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅ、＋Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅ、−Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅの４種類であり、励起ＬＤが励起する区間は、−Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅが１区間、＋Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅが１区間、−Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅが２区間、＋Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅが２区間である。
【０１５１】
また、励起ＬＤの調整アルゴリズムは図５３と同様である。６区間のうち、−Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅ １区間及び＋Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅ １区間における励起光パワーを調整することにより、上り回線と下り回線の信号光パワーバランスを調整することができる。また、−Ｄａｖｅ／−Ｄａｖｅ及び＋Ｄａｖｅ／＋Ｄａｖｅを調整することにより、上り回線と下り回線の両方の平均利得を変化させることができる。
【０１５２】
（付記１） 光信号の伝送を行う光伝送システムにおいて、
ＷＤＭの波長多重を行って光信号を送信する送信装置と、
波長多重された光信号を受信する受信装置と、
光中継装置が設置され、分散補償間隔に対し、累積波長分散がゼロとならないように、または累積波長分散がゼロとなる回数を減らして、分散補償した光伝送路と、
を有することを特徴とする光伝送システム。
【０１５３】
（付記２） 前記光伝送路は、負の分散を持つ中継区間を主伝送路として、前記主伝送路の分散を正の分散を持つ１中継区間で補償した前記分散補償間隔で構成し、前記分散補償間隔に対し、中継区間の平均分散の絶対値の多種類化、中継区間数の多種類化、中継区間距離の多種類化、の少なくとも１つを行って累積波長分散のランダム化を行うことを特徴とする付記１記載の光伝送システム。
【０１５４】
（付記３） 前記光伝送路は、負の分散を持つ中継区間からなる負分散伝送路と、正の分散を持つ中継区間からなる正分散伝送路と、を含む分散補償間隔で構成し、前記分散補償間隔に対し、中継区間の平均分散の絶対値の多種類化、中継区間数の多種類化、中継区間距離の多種類化、の少なくとも１つを行って累積波長分散のランダム化を行うことを特徴とする付記１記載の光伝送システム。
【０１５５】
（付記４） 前記光伝送路は、１中継区間に対し、正分散を持つ正分散ファイバと負分散を持つ負分散ファイバとからなる混合伝送路で構成することを特徴とする付記１記載の光伝送システム。
【０１５６】
（付記５） 前記光伝送路は、負の分散を持つ中継区間を主伝送路として、前記主伝送路の分散を正の分散を持つ１中継区間で補償した前記分散補償間隔で構成し、中継区間の平均分散の絶対値の多種類化、中継区間数の多種類化、中継区間距離の多種類化、の少なくとも１つを行って累積波長分散のランダム化を行うことを特徴とする付記４記載の光伝送システム。
【０１５７】
（付記６） 前記光伝送路は、負の分散を持つ中継区間からなる負分散伝送路と、正の分散を持つ中継区間からなる正分散伝送路と、を含む分散補償間隔で構成し、中継区間の平均分散の絶対値の多種類化、中継区間数の多種類化、中継区間距離の多種類化、の少なくとも１つを行って累積波長分散のランダム化を行うことを特徴とする付記４記載の光伝送システム。
【０１５８】
（付記７） 前記送信装置は、前置補償ファイバを有して、前記光伝送路につながる出力端からゼロでない波長分散値で光信号を送信し、前記受信装置は、後置補償ファイバを有して、前記後置補償ファイバを通じて、光信号の波長分散値をゼロにすることを特徴とする付記１記載の光伝送システム。
【０１５９】
（付記８） 光伝送路の分散補償を行う分散補償方法において、
負の分散を持つ中継区間を主伝送路として、前記主伝送路の分散を正の分散を持つ１中継区間で補償した前記分散補償間隔で構成し、
前記分散補償間隔に対し、中継区間の平均分散の絶対値の多種類化、中継区間数の多種類化、中継区間距離の多種類化、の少なくとも１つを行い、
累積波長分散がゼロとならないように、または累積波長分散がゼロとなる回数を減らして、光伝送路の分散補償を行う分散補償方法。
【０１６０】
（付記９） １中継区間に対し、正分散を持つ正分散ファイバと負分散を持つ負分散ファイバとからなる混合伝送路で前記光伝送路を構成することを特徴とする付記８記載の分散補償方法。
【０１６１】
（付記１０） 送信局に前置補償ファイバを設置して、前記光伝送路につながる出力端からゼロでない波長分散値で光信号を送信させ、受信局に後置補償ファイバを設置して、前記後置補償ファイバを通じて、光信号の波長分散値をゼロにすることを特徴とする付記８記載の分散補償方法。
【０１６２】
（付記１１） 光伝送路の分散補償を行う分散補償方法において、
負の分散を持つ中継区間からなる負分散伝送路と、正の分散を持つ中継区間からなる正分散伝送路と、を含む分散補償間隔を構成し、
前記分散補償間隔に対し、中継区間の平均分散の絶対値の多種類化、中継区間数の多種類化、中継区間距離の多種類化、の少なくとも１つを行い、
累積波長分散がゼロとならないように、または累積波長分散がゼロとなる回数を減らして、光伝送路の分散補償を行う分散補償方法。
【０１６３】
（付記１２） １中継区間に対し、正分散を持つ正分散ファイバと負分散を持つ負分散ファイバとからなる混合伝送路で前記光伝送路を構成することを特徴とする付記１１記載の分散補償方法。
【０１６４】
（付記１３） 送信局に前置補償ファイバを設置して、前記光伝送路につながる出力端からゼロでない波長分散値で光信号を送信させ、受信局に後置補償ファイバを設置して、前記後置補償ファイバを通じて、光信号の波長分散値をゼロにすることを特徴とする付記１１記載の分散補償方法。
【０１６５】
（付記１４） 光信号の伝送を行う光伝送システムにおいて、
正分散を持つ第１のファイバと、負分散を持ち、前記第１のファイバに対してモードフィールド径が小さい第２のファイバと、で中継区間を構成し、光信号が前記第１のファイバから前記第２のファイバへの順に伝搬する光伝送路と、
光信号のパワーをモニタするモニタ部と、モニタ結果にもとづき、前記第２のファイバの長さが異なる複数の前記中継区間に対し、分散補償間隔単位に、上り／下りの光信号のパワーバランスを調整するように、励起光のパワーの供給制御を行う励起部と、から構成される光中継装置と、
を有することを特徴とする光伝送システム。
【０１６６】
（付記１５） 前記励起部は、モニタ結果にもとづき、励起光を可変出力する励起制御部と、前記励起光を前記第２のファイバへ入射するために分波する分波器と、から構成されることを特徴とする付記１４記載の光伝送システム。
【０１６７】
（付記１６） 前記励起部は、一定の励起光を出力する励起制御部と、モニタ結果にもとづき分岐比を可変に設定し、前記分岐比にもとづいて、一定励起光を前記第２のファイバへ入射するために分波する分岐比可変分波器と、から構成されることを特徴とする付記１４記載の光伝送システム。
【０１６８】
（付記１７） 前記光中継装置による光信号パワー調整を補助する可変光減衰器及び利得偏差を補償する可変利得等化器の少なくとも一方を前記光伝送路に設けることを特徴とする付記１４記載の光伝送システム。
【０１６９】
（付記１８） 前記可変利得等化器によって利得偏差を補償すべき利得等化区間内の前記第１のファイバと前記第２のファイバとの長さは同じにし、前記利得等化区間を含む分散補償間隔では、区間平均分散の構成数を変えることを特徴とする付記１７記載の光伝送システム。
【０１７０】
（付記１９） 光増幅を行って、光信号の中継制御を行う光中継装置において、
正分散を持つ第１のファイバと、負分散を持ち、前記第１のファイバに対してモードフィールド径が小さい第２のファイバと、で中継区間が構成され、光信号が前記第１のファイバから前記第２のファイバへの順に伝搬する光伝送路上の光信号のパワーをモニタするモニタ部と、
モニタ結果にもとづき、前記第２のファイバの長さが異なる複数の前記中継区間に対し、分散補償間隔単位に、上り／下りの光信号のパワーバランスを調整するように、励起光のパワーの供給制御を行う励起部と、
を有することを特徴とする光中継装置。
【０１７１】
（付記２０） 前記励起部は、モニタ結果にもとづき、励起光を可変出力する励起制御部と、前記励起光を前記第２のファイバへ入射するために分波する分波器と、から構成されることを特徴とする付記１９記載の光中継装置。
【０１７２】
（付記２１） 前記励起部は、一定の励起光を出力する励起制御部と、モニタ結果にもとづき分岐比を可変に設定し、前記分岐比にもとづいて、一定励起光を前記第２のファイバへ入射するために分波する分岐比可変分波器と、から構成されることを特徴とする付記１９記載の光中継装置。
【０１７３】
（付記２２） 光増幅を行って、光信号の中継制御を行う光中継方法において、
正分散を持つ第１のファイバと、負分散を持ち、前記第１のファイバに対してモードフィールド径が小さい第２のファイバと、で中継区間を構成し、光信号が前記第１のファイバから前記第２のファイバへの順に伝搬する光伝送路に対し、
光信号のパワーをモニタし、
モニタ結果にもとづき、前記第２のファイバの長さが異なる複数の前記中継区間に対し、分散補償間隔単位に、上り／下りの光信号のパワーバランスを調整するように、励起光のパワーの供給制御を行う光中継方法。
【０１７４】
（付記２３） 光信号パワー調整を補助する可変光減衰器及び利得偏差を補償する可変利得等化器の少なくとも一方を前記光伝送路に設け、前記可変利得等化器によって利得偏差を補償すべき利得等化区間内の前記第１のファイバと前記第２のファイバとの長さは同じにし、前記利得等化区間を含む分散補償間隔では、区間平均分散の構成数を変えることを特徴とする付記２２記載の光中継方法。
【０１７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光伝送システムは、分散補償間隔に対し、累積波長分散がゼロにならないように、または累積波長分散がゼロとなる回数を減らして、分散補償した光伝送路により、ＷＤＭの光伝送を行う構成とした。また、正分散を持つ第１のファイバと、負分散を持ち、第１のファイバに対してモードフィールド径が小さい第２のファイバと、で中継区間を構成し、光信号が第１のファイバから第２のファイバへの順に伝搬する光伝送路に対して、第２のファイバの長さが異なる複数の中継区間に対し、分散補償間隔単位に、上り／下りの光信号のパワーバランスを調整するように、励起光のパワーの供給制御を行う構成とした。これにより、非線形効果による波形歪み及びラマン利得の特性変動を低減できるので、光通信の伝送品質及び信頼性の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光伝送システムの原理図である。
【図２】分散マネジメントの構成を示す図である。
【図３】波長分散補償を示す図である。
【図４】分散マネジメントの構成を示す図である。
【図５】波長分散補償を示す図である。
【図６】分散マップを示す図である。
【図７】波長の相関関係を示す図である。
【図８】波長の相関関係を示す図である。
【図９】光中継器の構成を示す図である。
【図１０】本発明の分散マネジメントの構成を示す概略図である。
【図１１】分散マネジメント構成例を示す図である。
【図１２】分散マップを示す図である。
【図１３】分散マップを示す図である。
【図１４】分散マップを示す図である。
【図１５】分散マネジメント構成例を示す図である。
【図１６】分散マップを示す図である。
【図１７】分散マップを示す図である。
【図１８】分散マップを示す図である。
【図１９】分散マネジメント構成例を示す図である。
【図２０】分散マップを示す図である。
【図２１】本発明の分散マネジメントの構成を示す概略図である。
【図２２】分散マネジメント構成例を示す図である。
【図２３】分散マップを示す図である。
【図２４】分散マップを示す図である。
【図２５】分散マネジメント構成例を示す図である。
【図２６】分散マップを示す図である。
【図２７】分散マップを示す図である。
【図２８】混合伝送路を示す図である。
【図２９】分散マップを示す図である。
【図３０】分散マップを示す図である。
【図３１】分散マップを示す図である。
【図３２】分散マップを示す図である。
【図３３】分散マネジメント構成例を示す図である。
【図３４】分散マップを示す図である。
【図３５】光伝送システムの全体構成を示す図である。
【図３６】分散マップを示す図である。
【図３７】本発明の光伝送システムの原理図である。
【図３８】光伝送システムの構成例を示す図である。
【図３９】分散補償間隔内のＰｕｍｐ数を示す図である。
【図４０】分散補償間隔内のＣａｂｌｅ数を示す図である。
【図４１】分散補償間隔内のＰｕｍｐ数、Ｃａｂｌｅ数を示したテーブルを示す図である。
【図４２】光信号パワーバランスを調整するアルゴリズムを示す図である。
【図４３】光信号パワーの遷移を示す図である。
【図４４】図４３のテーブルをグラフ化した図である。
【図４５】励起光パワー及びラマン利得を示す図である。
【図４６】光伝送システムの構成例を示す図である。
【図４７】光信号パワーバランスを調整するアルゴリズムを示す。
【図４８】光伝送システムの構成例を示す図である。
【図４９】利得等化区間を含む光伝送路を示す図である。
【図５０】光伝送システムの構成例を示す図である。
【図５１】光中継装置の変形例を示す図である。
【図５２】光伝送システムの構成例を示す図である。
【図５３】光信号パワーバランスを調整するアルゴリズムを示す図である。
【図５４】光伝送システムの構成例を示す図である。
【図５５】光伝送システムの構成例を示す図である。
【図５６】光伝送システムの構成例を示す図である。
【符号の説明】
１ 光伝送システム
１０ 送信装置
２０ 受信装置
３ 光伝送路
４０−１〜４０−ｎ 光中継装置
ｍ０ 従来の分散マネジメントを示す分散マップ
Ｍ０ 本発明の分散マネジメントを示す分散マップ

Claims (5)

1. 光信号の伝送を行う光伝送システムにおいて、
   ＷＤＭの波長多重を行って光信号を送信する送信装置と、
   波長多重された光信号を受信する受信装置と、
   光中継装置が設置され、分散補償間隔に対し、累積波長分散がゼロとならないように、または累積波長分散がゼロとなる回数を減らして、分散補償した光伝送路と、
   を有することを特徴とする光伝送システム。
2. 前記光伝送路は、負の分散を持つ中継区間を主伝送路として、前記主伝送路の分散を正の分散を持つ１中継区間で補償した前記分散補償間隔で構成し、前記分散補償間隔に対し、中継区間の平均分散の絶対値の多種類化、中継区間数の多種類化、中継区間距離の多種類化、の少なくとも１つを行って累積波長分散のランダム化を行うことを特徴とする請求項１記載の光伝送システム。
3. 前記送信装置は、前置補償ファイバを有して、前記光伝送路につながる出力端からゼロでない波長分散値で光信号を送信し、前記受信装置は、後置補償ファイバを有して、前記後置補償ファイバを通じて、光信号の波長分散値をゼロにすることを特徴とする請求項１記載の光伝送システム。
4. 光信号の伝送を行う光伝送システムにおいて、
   正分散を持つ第１のファイバと、負分散を持ち、前記第１のファイバに対してモードフィールド径が小さい第２のファイバと、で中継区間を構成し、光信号が前記第１のファイバから前記第２のファイバへの順に伝搬する光伝送路と、
   光信号のパワーをモニタするモニタ部と、モニタ結果にもとづき、前記第２のファイバの長さが異なる複数の前記中継区間に対し、分散補償間隔単位に、上り／下りの光信号のパワーバランスを調整するように、励起光のパワーの供給制御を行う励起部と、から構成される光中継装置と、
   を有することを特徴とする光伝送システム。
5. 前記光中継装置による光信号パワー調整を補助する可変光減衰器及び利得偏差を補償する可変利得等化器の少なくとも一方を前記光伝送路に設けることを特徴とする請求項４記載の光伝送システム。

Images