JP4181742B2 - 波長分割多重光伝送システムにおける相互位相変調抑圧装置および光通信システム - Google Patents
波長分割多重光伝送システムにおける相互位相変調抑圧装置および光通信システム Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は波長分割多重光伝送システムにおける相互位相変調抑圧装置および光通信システムに関するものであり、特に隣接チャネル間で偏波状態が直交性を有するよう多重化された波長分割多重光伝送システムにおける相互位相変調抑圧装置および光通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年のインターネット普及に伴う通信トラヒックの増大に応えるため、幹線系の光ファイバ伝送路においては、１本の光ファイバ中に夫々異なる信号光波長を有する複数のチャネルを伝送することにより伝送容量を向上する波長分割多重伝送方式が採用されている。この波長分割多重伝送方式において、更に伝送容量を向上させるためには、１チャネル当たりの伝送速度の高速化、多重するチャネル数の増大が必要である。使用できる波長域は中継光増幅器の有限な増幅帯域により制限されるため、より多くのチャネルを多重するには、チャネル間隔を狭くする必要がある。
【０００３】
狭チャネル間隔での波長分割多重光伝送において最も深刻な問題は、異なるチャネル間での非線形相互作用である相互位相変調の影響である。相互位相変調の影響は、伝送されるビットの到着時間のばらつきや、光ファイバの分散との相互作用により波形歪を引き起こし、符号誤り率の劣化を招く。相互位相変調の影響はチャネル間隔が狭くなるほど強くなるため、その抑圧は、今後の更なる大容量化を進める上で最も重要な課題の一つである。
【０００４】
この相互位相変調を抑圧する方法としては、「偏波インターリーブ多重」と「伝送路中で各チャネル間に遅延を与える方式」との２つの方法が知られている。前者の「偏波インターリーブ多重」は、相互位相変調の大きさが相互作用する信号間の偏光状態の相対関係に依存し、それが直交状態にあるときに最小となるという特性を利用したものである。相互位相変調は多重されている全てのチャネル間で生じるものであるが、通常隣接のチャネルからの影響が最も大きい。
【０００５】
そこで、光ファイバ伝送路の送信端において、隣接チャネル間の偏波状態を直交させて多重する方式である偏波インターリーブ多重を施すことにより、相互位相変調を低減することが可能である。例えば、参考文献として、“Ｙ．Ｉｎａｄａ ｅｔ ａｌ．，Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ’９９，ｖｏｌ．２，ｐ．１４１，１９９９”がある。
【０００６】
後者の「伝送路中で各チャネル間に遅延を与える方式」とは、光ファイバ伝送路の送信端と受信端との間で、一回または複数回、各チャネル間に遅延時間差を与えるという方式である。これは、各チャネル間の相対位置が常に一定であると相互位相変調の影響が加速される、というとから考えられた方式である。具体的な実施方法としては、伝送路中で波長分割多重された信号光を一度チャネル毎に分波して、夫々異なる長さの光ファイバを伝送させた後に合波し、再び伝送路ファイバに送り出すという方法がある。また、光ファイバグレーティングを使用した別の実施方法もある。なお、この場合の参考文献としては、“Ｇ．Ｂｅｌｌｏｔｔｉ ｅｔ ａｌ．，Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ’９９，ｖｏｌ．１，ｐ．２０４，１９９９”がある。
【０００７】
また、「伝送路中で各チャネル間に遅延を与える方式」の類似技術として、アレイ型光導波路を用いてチャネル毎に合分波して、伝送路ファイバの有する分散値の波長依存性である分散スロープのために生じる蓄積分散を波長毎に補償する分散スロープ補償器（参考文献：Ｈ．Ｔａｇａ ｅｔ ａｌ．，ＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，ＰＤ１３，１９９８）を用いる方法がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これまで提案されてきた遅延付加型相互位相変調抑圧装置では、その入出力間で隣接チャネル間の偏波状態の相対関係を保つ機能がないため、偏波インターリーブ多重された波長分割多重信号光に適用した場合、光遅延付加装置の出力端において隣接チャネル間の偏波光状態が直交状態でなく、その後の伝送路中で偏波インターリーブ多重することによる相互位相変調の抑圧効果が小さくなるという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明はかかる従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、その目的とするところは、「偏波インターリーブ多重」と「伝送路中で各チャネル間に遅延を与える方式」という２つの相互位相変調の抑圧方式を同時に実現するため、偏波インターリーブ多重された波長分割多重信号光の隣接チャネル間における偏波状態の直交性を光遅延付加装置の入出力間で保持しつつ、チャネル間に遅延時間差を与える機能を有することで、チャネル間の相互位相変調を抑圧し波長多重光信号の伝送特性を改善する波長分割多重光伝送システムにおける相互位相変調抑圧装置および光通信システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、隣接チャネル間で偏波状態が直交性を有するよう多重化された波長分割多重光伝送システムにおける相互位相変調抑圧装置であって、波長多重信号光を波長分割して複数の分波信号光として導出すると共に、複数の波長分波信号光を合成し波長多重信号光を生成する合分波手段と、波長分割された前記複数の分波信号光に夫々異なる遅延量を付加する遅延手段と、この遅延付加された分波信号光の偏波状態を夫々直交状態とした上で反射し、再び前記遅延手段へ入力する反射手段とを含み、前記反射手段による反射光の前記遅延手段を経た光を前記合分波手段の合波入力とし、前記隣接チャネル間での偏波状態の直交性を維持しつつ前記隣接チャネル間での遅延時間差を与えるようにしたことを特徴とする相互位相変調抑圧装置が得られる。
【００１１】
また、前記合分波手段は、前記波長多重信号光を前記複数の分波信号光に分割する際に、単一チャネル毎に分波することを特徴とする。
【００１２】
更に、前記合分波手段は、前記波長多重信号光を前記複数の分波信号光に分割する際に、波長順に奇数番目のチャネル（以下、奇数チャネル群）と、偶数番目のチャネル（以下、偶数チャネル群）とに分波することを特徴とし、前記合分波手段は、前記波長多重信号光を前記奇数チャネル群と前記偶数チャネル群とに分波するインターリーバであることを特徴とする。
【００１３】
そして、前記合分波手段は、前記波長多重信号光を奇数チャネル群と偶数チャネル群とに分波するインターリーバと、これ等奇数チャネル群と偶数チャネル群の各々を単一チャネル毎に分波する第１および第２の光合分波器とを含むことを特徴とする。
【００１４】
また、前記合分波手段は、前記波長多重信号光を前記複数の分波信号光に分割する際に、４チャネルおきに４つのチャネル群に分波することを特徴とし、前記合分波手段は、前記波長多重信号光をまず、奇数チャネル群と偶数チャネル群の２つのチャネル群に分波する第１のインターリーバと、この第１のインターリーバから出力される２つのチャネル群の各々を更に奇数のチャネル群と偶数のチャネル群の２つのチャネル群に分波する第２および第３のインターリーバとを含むことを特徴とする。
【００１５】
更に、前記光合分波器は、その透過波長特性の頂部が平坦なフラットトップ形状であることを特徴とし、前記光合分波器は、前記波長多重信号光を前記単一チャネル毎に低損失で合分波可能なＡＷＧであることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明によれば、光増幅器と前記相互位相偏重抑圧装置とを含む光中継機が少なくとも１つ挿入された光通信伝送路を介し、送信端と受信端とが波長分割多重光伝送をなす光通信システムが得られる。
【００１７】
そして、前記相互位相変調抑圧装置は、前記光中継機の中で、前記光増幅器の前段、後段あるいは複数の前記光増幅器の間に挿入されることを特徴とする。
【００１８】
本発明の作用を述べる。光ファイバ伝送路において、隣接チャネル間で偏波直交性を有する波長多重信号光を波長分割して複数の分波信号光とし、これ等の分波信号光を夫々異なる光路長の光導波路に導出し、夫々異なる遅延量を付加する。ファラデーミラーにおいて、この遅延付加された分波信号光は、偏波状態を夫々直交した状態で反射され、再び光導波路へ導出される。これ等複数の反射光は再び合波さる。このとき隣接チャネル間の偏光の相対関係は各ファラデーミラーの効果により分波前の状態が維持される。もともと隣接チャネル間で偏波直交性を有していたため、相互位相変調抑圧装置出力後も隣接チャネル間では偏波状態が直交しているという状態で光ファイバ伝送路へ出力される。これにより、チャネル間の相互位相変調を抑圧し波長多重光信号の伝送特性を大幅に改善する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の一形態における相互位相変調抑圧装置の構成を示すブロック図である。図１において、１は光ファイバ、２は光サーキュレータで、光サーキュレータ２の▲１▼〜▲３▼は各ポートを示している。また、相互位相変調抑圧装置は、光合分波器として通常使用されるＡＷＧ３と、遅延付加用光導波路４と、ファラデーミラー５とから構成されている。なお、ここでは多重数として８チャネル（ｎ＝８：λ１〜λ８）が波長多重化された波長多重光伝送システムを例に説明する。また、λ１〜λ８の各チャネルは偏波インターリーブ多重されているものとし、夫々隣接チャネルとは偏波状態が直交しているものとする。
【００２０】
次に、図１の相互位相変調抑圧装置の動作について詳細に説明する。光ファイバ１から光サーキュレータ２の第１ポート▲１▼へ入力された波長多重信号光は第２ポート▲２▼に出力される。光サーキュレータ２の第２ポート▲２▼から相互位相変調抑圧装置に導かれた波長多重信号光はＡＷＧ３により単一チャネル毎に夫々分波される。ＡＷＧ３の出力である８つの分波信号光λ１〜λ８には、夫々長さの異なる遅延付加用光導波路４が接続されている。また、遅延付加用光導波路４の先にはファラデーミラー５が接続されている。
【００２１】
ＡＷＧ３により分波された分波信号光λ１〜λ８は、夫々遅延付加用光導波路４→ファラデーミラー５で反射→遅延付加用光導波路４と経由した後、再びＡＷＧ３により合波され光サーキュレータ２の第３ポート▲３▼へ出力される。この際、遅延付加用光導波路４により付加される遅延量は、隣接チャネル間で１ビット時間以上の遅延時間差が生じるように与えられることが望ましい。
【００２２】
ここで、遅延付加用光導波路４により各分波信号光に付加される遅延時間について説明する。図２は、各分波信号光λ１〜λ８に対して夫々与えられる遅延時間との関係を示したものである。図２において、各波長λ１〜λ８に付加される遅延時間τ１〜τ８は、波長分散の影響を低減するため少なくとも隣接するチャネル間で異なる値とする必要がある。
【００２３】
また、相互位相変調抑圧装置の経由前後における各分波信号光のパルスの位置関係を図３に示す。図３（ａ）のように、仮に、相互位相変調抑圧装置入力前で各分波信号光の時間的位置は揃っていた場合、図３（ｂ）のように、相互位相変調抑圧装置通過後は、点線で示した遅延付加前のパルス位置に比べ、各分波信号光λ１〜λ８は夫々の遅延時間τ１〜τ８分だけ位置がずれることになる。すなわち、入力された波長多重信号光に対して、チャネル間に夫々異なる遅延時間差を与えて、各チャネルの時間的相対位置を変化させているのである。
【００２４】
次に、分波信号光の偏波状態の変化について図４を参照して詳細に説明する。図４は、図１の相互位相変調抑圧装置における分波信号光の偏波状態を示す図である。図４において、λｋとλｋ＋１とは隣接するチャネルの分波信号光であり、ａ〜ｍはこの分波信号光λｋ、λｋ＋１の偏波状態を矢印の向きにより模式的に表したものである。なお、図４において、図１と同等部分については同一符号で示している。
【００２５】
まず、光サーキュレータ２の第２ポート▲２▼から出力された波長多重信号光は、予め隣接チャネル間で偏波状態が直交するよう多重化されているため、隣接チャネルλｋとλｋ＋１との偏波状態は、ａおよびｂに示すように夫々偏波が直交した状態でＡＷＧ３に入力され、分波される。
【００２６】
次に、分波信号光λｋ、λｋ＋１は、夫々光路長の異なる遅延付加用光導波路４を通過することで遅延付加がなされる。一般に遅延付加用光導波路４は入出力間で偏波状態を保持する機能を持たない。しかし遅延付加がなされた後、各分波信号はファラデーミラーの作用により偏波状態が直交状態となって反射されるため、ＡＷＧ３および遅延付加用導波路４の中の各点において、右向きの光と左向きの光とは必ず直交した偏光状態を有する。つまり分波信号光λｋは図４中でその偏波状態をａ→ｃ→ｄ→ｅ→ｆ→ｇ→ｈ→ｍと変化するが、ａ−ｍ，ｃ−ｈ，ｄ−ｇ，ｅ−ｆはそれぞれ直交している。λｋ＋１についても同様で、ｂ−ｎ、ｉ−ｌ、ｊ−ｋは直交状態である。ここでもともとａとｂは直交状態であったので、出力時のｍとｎも直交しているということになる。すなわち、相互位相変調抑圧装置の入出力間でチャネル間の相対的偏波状態が維持されているのである。
【００２７】
図５は本発明の他の実施の形態における相互位相変調抑圧装置の構成を示すブロック図であり、図１と同等部分については同一符号で示している。光サーキュレータ２により相互位相変調抑圧装置に導かれた隣接チャネル同士の偏波状態が直交している波長多重信号光は、インターリーバ８によって奇数チャネル（λ１，λ３，…）のチャネル群および偶数チャネル（λ２，λ４，…）のチャネル群に夫々分波され２つの出力ポートに出力される。
【００２８】
ここで、インターリーバ８について簡単に説明する。図６は１００ＧＨｚインターリーバの動作説明図である。図６において、１００ＧＨｚ間隔で多重された波長多重信号光が１００ＧＨｚインターリーバ１０に入射されると、２００ＧＨｚ毎、すなわち１波おき（隣接チャネル毎）に交互に２つの出力ポートに信号光が夫々出力される。この結果、２つの出力ポートの信号光は２００ＧＨｚ間隔に分割された信号光となる。
【００２９】
図５に戻り、インターリーバ８の２つの出力ポートには、夫々ＡＷＧ９が接続されており、２００ＧＨｚ間隔に分割された信号光は、ＡＷＧ９により、夫々単一チャネル毎に分波される。ＡＷＧ９の出力である分波信号光λ１，λ３，…λｎ−１およびλ２，λ４，…λｎには、夫々長さの異なる遅延付加用光導波路４が接続されている。また、遅延付加用光導波路４の先にはファラデーミラー５が接続されている。
【００３０】
ＡＷＧ９により分波された分波信号光は、夫々遅延付加用光導波路４→ファラデーミラー５で反射→遅延付加用光導波路４と経由した後、再びＡＷＧ９により合波され光サーキュレータ２の第３ポート▲３▼へ出力される。この際、遅延付加用光導波路により付加される遅延は、隣接チャネル間で１ビット時間以上の遅延時間差が生じるように与えられることが望ましい。なお、相互位相変調抑圧装置の入出力間でチャネル間の相対的偏波状態が維持されている点は図４で説明した通りである。
【００３１】
図５に示した相互位相変調抑圧装置は、波長多重信号光をＡＷＧで分波する際に生じる過剰なフィルタリングを防止するため、予めＡＷＧにより更に矩形なフィルタ特性を持つインターリーバにより１波おき（隣接チャネル毎）に分割し、チャネル間隔を２倍に広げた状態でＡＷＧにより各チャネルに分波しているのである。
【００３２】
図７は本発明の更に他の実施の形態における相互位相変調抑圧装置の構成を示すブロック図であり、図１と同等部分については同一符号で示している。光サーキュレータ２により相互位相変調抑圧装置に導かれた隣接チャネル同士の偏波状態が直交している波長多重信号光は、インターリーバ８により、奇数チャネル（λ１，λ３，…）のチャネル群および偶数チャネル（λ２，λ４，…）のチャネル群に夫々分波される。インターリーバ８の２つの出力ポートには、夫々長さの異なる遅延付加用光導波路４が接続されている。また、遅延付加用光導波路４の先にはファラデーミラー５が接続されている。
【００３３】
インターリーバ８により１波おきに取り出された分波信号光は、夫々遅延付加用光導波路４→ファラデーミラー５で反射→遅延付加用光導波路４と経由した後、再びインターリーバ８により合波され光サーキュレータ２の第３ポート▲３▼へ出力される。この際、遅延付加用光導波路４により付加される遅延は、隣接チャネル間で１ビット時間以上の遅延時間差が生じるように与えることが望ましい。なお、相互位相変調抑圧装置の入出力間で波長間の相対的偏波状態が維持されている点は図４で説明した通りである。
【００３４】
図７に示した相互位相変調抑圧装置は、全てのチャネルに異なる遅延時間差を与えるのではなく、隣接チャネル間において夫々異なる遅延時間差を与えるものである。これは、相互位相変調が隣接チャネルからの影響が最も大きいという関係から、隣接チャネルからの影響を抑えることを目的とした構成となっている。この形態によれば、少ないコンポーネントで相互位相変調抑圧装置を構成することが可能となり、小規模な相互位相変調抑圧装置を実現できるという利点がある。
【００３５】
図８は図７のインターリーバ８を１００ＧＨｚインターリーバ１０とし、この２つの出力ポートに夫々２００ＧＨｚインターリーバ１１を接続した場合の相互位相変調抑圧装置のブロック図であり、図１と同等部分については同一符号で示している。なお、ここでは１００ＧＨｚ間隔で多重された８チャネル（λ１〜λ８）の波長多重光伝送システムを例に説明する。また、λ１〜λ８の各チャネルは偏光インターリーブ多重されているものとし、夫々隣接チャネルとは偏光状態が直交しているものとする。
【００３６】
光サーキュレータ２により相互位相変調抑圧装置に導かれた波長多重光は１００ＧＨｚインターリーバ１０により、まず１波おき（隣接チャネル毎）に交互に２つの出力ポートに信号光が夫々出力される。１００ＧＨｚインターリーバ１０の２つの出力ポートには、更にその信号光を１波おきに分割するための２００ＧＨｚインターリーバ１１が夫々接続されている。２００ＧＨｚインターリーバ１１の出力ポートには夫々長さの異なる遅延付加用光導波路４が接続されている。また、遅延付加用光導波路４の先にはファラデーミラー５が接続されている。
【００３７】
２００ＧＨｚインターリーバ１１により分割された信号光は、夫々遅延付加用光導波路４→ファラデーミラー５で反射→遅延付加用光導波路４と経由した後、再び２００ＧＨｚインターリーバ１１により合波され、更に１００ＧＨｚインターリーバ１０により合波され、サーキュレータ２の第３ポート▲３▼へ出力される。この際、遅延付加用光導波路により付加される遅延は、隣接チャネル間で１ビット時間以上の遅延時間差が生じるように与えられることが望ましい。なお、相互位相変調抑圧装置の入出力間でチャネル間の相対的偏波状態が維持されている点は図４で説明した通りである。
【００３８】
図８に示した相互位相変調抑圧装置は、隣接する２チャネルずつに異なる遅延時間差を与えるものである。これは、隣接する直交偏波状態のチャネルと、次に与える影響の大きい２つ隣のチャネルからの相互位相変調を低減させるためのものである。この形態によれば、図７の構成よりは必要とするコンポーネントが増えるものの、比較的少ないコンポーネント数で大きな相互位相変調抑圧効果が得られる。
【００３９】
図９は図１の相互位相変調抑圧装置に、光減衰器を挿入したものであり、図１と同等部分については同一符号で示している。図１におけるＡＷＧ３の各出力ポートと遅延付加用光導波路４との間に、更に光減衰器６を挿入することにより、チャネル毎の細かな信号光強度調整を可能としている。図９においては、各チャネル毎に分波した後に光減衰器６を挿入しているため、相互位相変調の抑圧効果に加えて、光増幅器の利得波長依存性の補償という付加的な効果も得られる。
【００４０】
図１０は図１の相互位相変調抑圧装置に、分散補償器を挿入したものであり、図１と同等部分については同一符号で示している。図１におけるＡＷＧ３の各出力ポートと遅延付加用光導波路４との間に、分散補償器７を挿入し、チャネル毎の細かな分散制御を可能としている。図１０においては、各チャネル毎に分波した後に分散補償器を挿入しているので、相互位相変調の抑圧効果に加えて、伝送路ファイバの分散スロープに起因する波長毎の蓄積分散の補償という付加的な効果も得られる。
【００４１】
図１１は図５の相互位相変調抑圧装置に、光減衰器を挿入したものであり、図５および図９と同等部分については同一符号で示している。図５におけるＡＷＧ９の各出力ポートと遅延付加用光導波路４との間に、光減衰器６を挿入し、光通信伝送路中に配置される光中継機を通過後のレベル補正を行っている。図１１においては、各チャネル毎に分波した後に光減衰器６を挿入しているため、相互位相変調の抑圧効果に加えて、光増幅器の利得波長依存性の補償という付加的な効果も得られる。
【００４２】
図１２は図５の相互位相変調抑圧装置に、分散補償器を挿入したものであり、図５および図１０と同等部分については同一符号で示している。図５におけるＡＷＧ９の各出力ポートと遅延付加用光導波路４との間に、分散補償器７を挿入し、波長毎に異なる分散特性を改善している。図１２においては、各チャネル毎に分波した後に分散補償器を挿入しているので、相互位相変調の抑圧効果に加えて、伝送路ファイバの分散スロープに起因する波長毎の蓄積分散の補償という付加的な効果も得られる。
【００４３】
図１３は、本発明の相互位相変調抑圧装置を用いて光通信システムを構築した場合の構成を示すブロック図である。図１３において、送信端１６と受信端１８とが光ファイバ１を介して接続され、光通信伝送システムを形成している。また、光通信伝送路中には少なくとも１台の光中継機１４が挿入されている。
【００４４】
図１４は、図１３における光中継機１４の内部構成を示した図である。光中継機１４は、光増幅器１７と、本発明による相互位相変調抑圧装置１２とから構成されている。また、光中継機１４において、相互位相変調抑圧装置１２は、図１４（ａ）のように光増幅器１７の間に設置される場合、図１４（ｂ）のように光増幅器１７の後段に設置される場合、あるいは図１４（ｃ）のように光増幅器１７の前段に設置される場合がある。
【００４５】
ここで、上記光伝送通信システムにおいて、本発明による相互位相変調抑圧装置を光通信伝送路中に挿入した場合の効果を、５波長、伝送速度１０ＧｂｐｓＷＤＭ伝送の数値計算を用いて説明する。チャネル間隔は０．４ｎｍとし、送信端で各波長は偏波インターリーブ多重されているものと仮定する。光ファイバ伝送路は、通常、分散ファイバＳＭＦ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ Ｆｉｂｅｒ）と、ＳＭＦとは逆の分散、分散スロープを有する逆分散ファイバＲＤＦ（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｆｉｂｅｒ）との１スパン５０ｋｍから構成されている。なお、光中継器の雑音は考慮していない。
【００４６】
本発明による相互位相変調抑圧装置を光通信伝送路中に挿入しなかった場合と、光通信伝送路中５０ｋｍ毎に挿入した場合とにおける、距離２，０００ｋｍ伝送後のアイパターンの例を図１６および図１７に示す。この結果、本発明による相互位相変調抑圧装置を光通信伝送路中に周期的に配置することによって、相互位相変調による波形歪が大幅に改善されることが分かる。
【００４７】
【発明の効果】
叙上の如く、本発明によれば、遅延付加された分波信号光をファラデーミラーを用いて反射するようにしたため、相互位相変調抑圧装置の入出力間で波長間の相対的偏波状態を維持されることになる。これにより、偏波インターリーブ多重による相互位相変調抑圧法と、チャネル間に異なる遅延時間差を与えることによる相互位相変調抑圧法とを同時に適用可能となる。従って、より効果的な相互位相変調の低減が図られると共に、光ファイバ伝送路の更なる大容量化、長距離化に寄与し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における相互位相変調抑圧装置のブロック図である。
【図２】本発明の相互位相変調抑圧装置によるチャネル毎の遅延時間を説明する図である。
【図３】本発明の相互位相変調抑圧装置により与えられる各チャネル毎の伝送時間差を説明する図である。
【図４】本発明の分波信号光の偏波状態の変化を示す図である。
【図５】本発明の他の実施の形態における相互位相変調抑圧装置のブロック図である。
【図６】１００ＧＨｚインターリーバの説明図である。
【図７】本発明の更に他の実施の形態における相互位相変調抑圧装置のブロック図である。
【図８】図７の相互位相変調抑圧装置に、２００ＧＨｚインタリーバを挿入した場合のブロック図である。
【図９】図１の相互位相変調抑圧装置に、光減衰器を挿入した場合のブロック図である。
【図１０】図１の相互位相変調抑圧装置に、分散補償器を挿入した場合のブロック図である。
【図１１】図５の相互位相変調抑圧装置に、光減衰器を挿入した場合のブロック図である。
【図１２】図５の相互位相変調抑圧装置に、分散補償器を挿入した場合のブロック図である。
【図１３】本発明の相互位相変調抑圧装置を含む光通信システムの構成を示すブロック図である。
【図１４】図１３の光中継機の内部構成を示した図である。
【図１５】本発明の相互位相変調抑圧装置を用いない場合の２，０００ｋｍ伝送後のアイパターンの例である。
【図１６】本発明の相互位相変調抑圧装置を周期的に挿入した場合の２，０００ｋｍ伝送後のアイパターンの例である。
【符号の説明】
１ 光ファイバ
２ 光サーキュレータ
３，９ ＡＷＧ
４ 遅延付加用光導波路
５ ファラデーミラー
６ 光減衰器
７ 分散補償器
８ インターリーバ
１０ １００ＧＨｚインターリーバ
１１ ２００ＧＨｚインターリーバ
１２ 相互位相変調抑圧装置
１３ ＡＷＧ型光分波器
１４ 光中継機
１５ スラブ導波器
１６ 送信端
１７ 光増幅器
１８ 受信端
【発明の属する技術分野】
本発明は波長分割多重光伝送システムにおける相互位相変調抑圧装置および光通信システムに関するものであり、特に隣接チャネル間で偏波状態が直交性を有するよう多重化された波長分割多重光伝送システムにおける相互位相変調抑圧装置および光通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年のインターネット普及に伴う通信トラヒックの増大に応えるため、幹線系の光ファイバ伝送路においては、１本の光ファイバ中に夫々異なる信号光波長を有する複数のチャネルを伝送することにより伝送容量を向上する波長分割多重伝送方式が採用されている。この波長分割多重伝送方式において、更に伝送容量を向上させるためには、１チャネル当たりの伝送速度の高速化、多重するチャネル数の増大が必要である。使用できる波長域は中継光増幅器の有限な増幅帯域により制限されるため、より多くのチャネルを多重するには、チャネル間隔を狭くする必要がある。
【０００３】
狭チャネル間隔での波長分割多重光伝送において最も深刻な問題は、異なるチャネル間での非線形相互作用である相互位相変調の影響である。相互位相変調の影響は、伝送されるビットの到着時間のばらつきや、光ファイバの分散との相互作用により波形歪を引き起こし、符号誤り率の劣化を招く。相互位相変調の影響はチャネル間隔が狭くなるほど強くなるため、その抑圧は、今後の更なる大容量化を進める上で最も重要な課題の一つである。
【０００４】
この相互位相変調を抑圧する方法としては、「偏波インターリーブ多重」と「伝送路中で各チャネル間に遅延を与える方式」との２つの方法が知られている。前者の「偏波インターリーブ多重」は、相互位相変調の大きさが相互作用する信号間の偏光状態の相対関係に依存し、それが直交状態にあるときに最小となるという特性を利用したものである。相互位相変調は多重されている全てのチャネル間で生じるものであるが、通常隣接のチャネルからの影響が最も大きい。
【０００５】
そこで、光ファイバ伝送路の送信端において、隣接チャネル間の偏波状態を直交させて多重する方式である偏波インターリーブ多重を施すことにより、相互位相変調を低減することが可能である。例えば、参考文献として、“Ｙ．Ｉｎａｄａ ｅｔ ａｌ．，Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ’９９，ｖｏｌ．２，ｐ．１４１，１９９９”がある。
【０００６】
後者の「伝送路中で各チャネル間に遅延を与える方式」とは、光ファイバ伝送路の送信端と受信端との間で、一回または複数回、各チャネル間に遅延時間差を与えるという方式である。これは、各チャネル間の相対位置が常に一定であると相互位相変調の影響が加速される、というとから考えられた方式である。具体的な実施方法としては、伝送路中で波長分割多重された信号光を一度チャネル毎に分波して、夫々異なる長さの光ファイバを伝送させた後に合波し、再び伝送路ファイバに送り出すという方法がある。また、光ファイバグレーティングを使用した別の実施方法もある。なお、この場合の参考文献としては、“Ｇ．Ｂｅｌｌｏｔｔｉ ｅｔ ａｌ．，Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ’９９，ｖｏｌ．１，ｐ．２０４，１９９９”がある。
【０００７】
また、「伝送路中で各チャネル間に遅延を与える方式」の類似技術として、アレイ型光導波路を用いてチャネル毎に合分波して、伝送路ファイバの有する分散値の波長依存性である分散スロープのために生じる蓄積分散を波長毎に補償する分散スロープ補償器（参考文献：Ｈ．Ｔａｇａ ｅｔ ａｌ．，ＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，ＰＤ１３，１９９８）を用いる方法がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これまで提案されてきた遅延付加型相互位相変調抑圧装置では、その入出力間で隣接チャネル間の偏波状態の相対関係を保つ機能がないため、偏波インターリーブ多重された波長分割多重信号光に適用した場合、光遅延付加装置の出力端において隣接チャネル間の偏波光状態が直交状態でなく、その後の伝送路中で偏波インターリーブ多重することによる相互位相変調の抑圧効果が小さくなるという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明はかかる従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、その目的とするところは、「偏波インターリーブ多重」と「伝送路中で各チャネル間に遅延を与える方式」という２つの相互位相変調の抑圧方式を同時に実現するため、偏波インターリーブ多重された波長分割多重信号光の隣接チャネル間における偏波状態の直交性を光遅延付加装置の入出力間で保持しつつ、チャネル間に遅延時間差を与える機能を有することで、チャネル間の相互位相変調を抑圧し波長多重光信号の伝送特性を改善する波長分割多重光伝送システムにおける相互位相変調抑圧装置および光通信システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、隣接チャネル間で偏波状態が直交性を有するよう多重化された波長分割多重光伝送システムにおける相互位相変調抑圧装置であって、波長多重信号光を波長分割して複数の分波信号光として導出すると共に、複数の波長分波信号光を合成し波長多重信号光を生成する合分波手段と、波長分割された前記複数の分波信号光に夫々異なる遅延量を付加する遅延手段と、この遅延付加された分波信号光の偏波状態を夫々直交状態とした上で反射し、再び前記遅延手段へ入力する反射手段とを含み、前記反射手段による反射光の前記遅延手段を経た光を前記合分波手段の合波入力とし、前記隣接チャネル間での偏波状態の直交性を維持しつつ前記隣接チャネル間での遅延時間差を与えるようにしたことを特徴とする相互位相変調抑圧装置が得られる。
【００１１】
また、前記合分波手段は、前記波長多重信号光を前記複数の分波信号光に分割する際に、単一チャネル毎に分波することを特徴とする。
【００１２】
更に、前記合分波手段は、前記波長多重信号光を前記複数の分波信号光に分割する際に、波長順に奇数番目のチャネル（以下、奇数チャネル群）と、偶数番目のチャネル（以下、偶数チャネル群）とに分波することを特徴とし、前記合分波手段は、前記波長多重信号光を前記奇数チャネル群と前記偶数チャネル群とに分波するインターリーバであることを特徴とする。
【００１３】
そして、前記合分波手段は、前記波長多重信号光を奇数チャネル群と偶数チャネル群とに分波するインターリーバと、これ等奇数チャネル群と偶数チャネル群の各々を単一チャネル毎に分波する第１および第２の光合分波器とを含むことを特徴とする。
【００１４】
また、前記合分波手段は、前記波長多重信号光を前記複数の分波信号光に分割する際に、４チャネルおきに４つのチャネル群に分波することを特徴とし、前記合分波手段は、前記波長多重信号光をまず、奇数チャネル群と偶数チャネル群の２つのチャネル群に分波する第１のインターリーバと、この第１のインターリーバから出力される２つのチャネル群の各々を更に奇数のチャネル群と偶数のチャネル群の２つのチャネル群に分波する第２および第３のインターリーバとを含むことを特徴とする。
【００１５】
更に、前記光合分波器は、その透過波長特性の頂部が平坦なフラットトップ形状であることを特徴とし、前記光合分波器は、前記波長多重信号光を前記単一チャネル毎に低損失で合分波可能なＡＷＧであることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明によれば、光増幅器と前記相互位相偏重抑圧装置とを含む光中継機が少なくとも１つ挿入された光通信伝送路を介し、送信端と受信端とが波長分割多重光伝送をなす光通信システムが得られる。
【００１７】
そして、前記相互位相変調抑圧装置は、前記光中継機の中で、前記光増幅器の前段、後段あるいは複数の前記光増幅器の間に挿入されることを特徴とする。
【００１８】
本発明の作用を述べる。光ファイバ伝送路において、隣接チャネル間で偏波直交性を有する波長多重信号光を波長分割して複数の分波信号光とし、これ等の分波信号光を夫々異なる光路長の光導波路に導出し、夫々異なる遅延量を付加する。ファラデーミラーにおいて、この遅延付加された分波信号光は、偏波状態を夫々直交した状態で反射され、再び光導波路へ導出される。これ等複数の反射光は再び合波さる。このとき隣接チャネル間の偏光の相対関係は各ファラデーミラーの効果により分波前の状態が維持される。もともと隣接チャネル間で偏波直交性を有していたため、相互位相変調抑圧装置出力後も隣接チャネル間では偏波状態が直交しているという状態で光ファイバ伝送路へ出力される。これにより、チャネル間の相互位相変調を抑圧し波長多重光信号の伝送特性を大幅に改善する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の一形態における相互位相変調抑圧装置の構成を示すブロック図である。図１において、１は光ファイバ、２は光サーキュレータで、光サーキュレータ２の▲１▼〜▲３▼は各ポートを示している。また、相互位相変調抑圧装置は、光合分波器として通常使用されるＡＷＧ３と、遅延付加用光導波路４と、ファラデーミラー５とから構成されている。なお、ここでは多重数として８チャネル（ｎ＝８：λ１〜λ８）が波長多重化された波長多重光伝送システムを例に説明する。また、λ１〜λ８の各チャネルは偏波インターリーブ多重されているものとし、夫々隣接チャネルとは偏波状態が直交しているものとする。
【００２０】
次に、図１の相互位相変調抑圧装置の動作について詳細に説明する。光ファイバ１から光サーキュレータ２の第１ポート▲１▼へ入力された波長多重信号光は第２ポート▲２▼に出力される。光サーキュレータ２の第２ポート▲２▼から相互位相変調抑圧装置に導かれた波長多重信号光はＡＷＧ３により単一チャネル毎に夫々分波される。ＡＷＧ３の出力である８つの分波信号光λ１〜λ８には、夫々長さの異なる遅延付加用光導波路４が接続されている。また、遅延付加用光導波路４の先にはファラデーミラー５が接続されている。
【００２１】
ＡＷＧ３により分波された分波信号光λ１〜λ８は、夫々遅延付加用光導波路４→ファラデーミラー５で反射→遅延付加用光導波路４と経由した後、再びＡＷＧ３により合波され光サーキュレータ２の第３ポート▲３▼へ出力される。この際、遅延付加用光導波路４により付加される遅延量は、隣接チャネル間で１ビット時間以上の遅延時間差が生じるように与えられることが望ましい。
【００２２】
ここで、遅延付加用光導波路４により各分波信号光に付加される遅延時間について説明する。図２は、各分波信号光λ１〜λ８に対して夫々与えられる遅延時間との関係を示したものである。図２において、各波長λ１〜λ８に付加される遅延時間τ１〜τ８は、波長分散の影響を低減するため少なくとも隣接するチャネル間で異なる値とする必要がある。
【００２３】
また、相互位相変調抑圧装置の経由前後における各分波信号光のパルスの位置関係を図３に示す。図３（ａ）のように、仮に、相互位相変調抑圧装置入力前で各分波信号光の時間的位置は揃っていた場合、図３（ｂ）のように、相互位相変調抑圧装置通過後は、点線で示した遅延付加前のパルス位置に比べ、各分波信号光λ１〜λ８は夫々の遅延時間τ１〜τ８分だけ位置がずれることになる。すなわち、入力された波長多重信号光に対して、チャネル間に夫々異なる遅延時間差を与えて、各チャネルの時間的相対位置を変化させているのである。
【００２４】
次に、分波信号光の偏波状態の変化について図４を参照して詳細に説明する。図４は、図１の相互位相変調抑圧装置における分波信号光の偏波状態を示す図である。図４において、λｋとλｋ＋１とは隣接するチャネルの分波信号光であり、ａ〜ｍはこの分波信号光λｋ、λｋ＋１の偏波状態を矢印の向きにより模式的に表したものである。なお、図４において、図１と同等部分については同一符号で示している。
【００２５】
まず、光サーキュレータ２の第２ポート▲２▼から出力された波長多重信号光は、予め隣接チャネル間で偏波状態が直交するよう多重化されているため、隣接チャネルλｋとλｋ＋１との偏波状態は、ａおよびｂに示すように夫々偏波が直交した状態でＡＷＧ３に入力され、分波される。
【００２６】
次に、分波信号光λｋ、λｋ＋１は、夫々光路長の異なる遅延付加用光導波路４を通過することで遅延付加がなされる。一般に遅延付加用光導波路４は入出力間で偏波状態を保持する機能を持たない。しかし遅延付加がなされた後、各分波信号はファラデーミラーの作用により偏波状態が直交状態となって反射されるため、ＡＷＧ３および遅延付加用導波路４の中の各点において、右向きの光と左向きの光とは必ず直交した偏光状態を有する。つまり分波信号光λｋは図４中でその偏波状態をａ→ｃ→ｄ→ｅ→ｆ→ｇ→ｈ→ｍと変化するが、ａ−ｍ，ｃ−ｈ，ｄ−ｇ，ｅ−ｆはそれぞれ直交している。λｋ＋１についても同様で、ｂ−ｎ、ｉ−ｌ、ｊ−ｋは直交状態である。ここでもともとａとｂは直交状態であったので、出力時のｍとｎも直交しているということになる。すなわち、相互位相変調抑圧装置の入出力間でチャネル間の相対的偏波状態が維持されているのである。
【００２７】
図５は本発明の他の実施の形態における相互位相変調抑圧装置の構成を示すブロック図であり、図１と同等部分については同一符号で示している。光サーキュレータ２により相互位相変調抑圧装置に導かれた隣接チャネル同士の偏波状態が直交している波長多重信号光は、インターリーバ８によって奇数チャネル（λ１，λ３，…）のチャネル群および偶数チャネル（λ２，λ４，…）のチャネル群に夫々分波され２つの出力ポートに出力される。
【００２８】
ここで、インターリーバ８について簡単に説明する。図６は１００ＧＨｚインターリーバの動作説明図である。図６において、１００ＧＨｚ間隔で多重された波長多重信号光が１００ＧＨｚインターリーバ１０に入射されると、２００ＧＨｚ毎、すなわち１波おき（隣接チャネル毎）に交互に２つの出力ポートに信号光が夫々出力される。この結果、２つの出力ポートの信号光は２００ＧＨｚ間隔に分割された信号光となる。
【００２９】
図５に戻り、インターリーバ８の２つの出力ポートには、夫々ＡＷＧ９が接続されており、２００ＧＨｚ間隔に分割された信号光は、ＡＷＧ９により、夫々単一チャネル毎に分波される。ＡＷＧ９の出力である分波信号光λ１，λ３，…λｎ−１およびλ２，λ４，…λｎには、夫々長さの異なる遅延付加用光導波路４が接続されている。また、遅延付加用光導波路４の先にはファラデーミラー５が接続されている。
【００３０】
ＡＷＧ９により分波された分波信号光は、夫々遅延付加用光導波路４→ファラデーミラー５で反射→遅延付加用光導波路４と経由した後、再びＡＷＧ９により合波され光サーキュレータ２の第３ポート▲３▼へ出力される。この際、遅延付加用光導波路により付加される遅延は、隣接チャネル間で１ビット時間以上の遅延時間差が生じるように与えられることが望ましい。なお、相互位相変調抑圧装置の入出力間でチャネル間の相対的偏波状態が維持されている点は図４で説明した通りである。
【００３１】
図５に示した相互位相変調抑圧装置は、波長多重信号光をＡＷＧで分波する際に生じる過剰なフィルタリングを防止するため、予めＡＷＧにより更に矩形なフィルタ特性を持つインターリーバにより１波おき（隣接チャネル毎）に分割し、チャネル間隔を２倍に広げた状態でＡＷＧにより各チャネルに分波しているのである。
【００３２】
図７は本発明の更に他の実施の形態における相互位相変調抑圧装置の構成を示すブロック図であり、図１と同等部分については同一符号で示している。光サーキュレータ２により相互位相変調抑圧装置に導かれた隣接チャネル同士の偏波状態が直交している波長多重信号光は、インターリーバ８により、奇数チャネル（λ１，λ３，…）のチャネル群および偶数チャネル（λ２，λ４，…）のチャネル群に夫々分波される。インターリーバ８の２つの出力ポートには、夫々長さの異なる遅延付加用光導波路４が接続されている。また、遅延付加用光導波路４の先にはファラデーミラー５が接続されている。
【００３３】
インターリーバ８により１波おきに取り出された分波信号光は、夫々遅延付加用光導波路４→ファラデーミラー５で反射→遅延付加用光導波路４と経由した後、再びインターリーバ８により合波され光サーキュレータ２の第３ポート▲３▼へ出力される。この際、遅延付加用光導波路４により付加される遅延は、隣接チャネル間で１ビット時間以上の遅延時間差が生じるように与えることが望ましい。なお、相互位相変調抑圧装置の入出力間で波長間の相対的偏波状態が維持されている点は図４で説明した通りである。
【００３４】
図７に示した相互位相変調抑圧装置は、全てのチャネルに異なる遅延時間差を与えるのではなく、隣接チャネル間において夫々異なる遅延時間差を与えるものである。これは、相互位相変調が隣接チャネルからの影響が最も大きいという関係から、隣接チャネルからの影響を抑えることを目的とした構成となっている。この形態によれば、少ないコンポーネントで相互位相変調抑圧装置を構成することが可能となり、小規模な相互位相変調抑圧装置を実現できるという利点がある。
【００３５】
図８は図７のインターリーバ８を１００ＧＨｚインターリーバ１０とし、この２つの出力ポートに夫々２００ＧＨｚインターリーバ１１を接続した場合の相互位相変調抑圧装置のブロック図であり、図１と同等部分については同一符号で示している。なお、ここでは１００ＧＨｚ間隔で多重された８チャネル（λ１〜λ８）の波長多重光伝送システムを例に説明する。また、λ１〜λ８の各チャネルは偏光インターリーブ多重されているものとし、夫々隣接チャネルとは偏光状態が直交しているものとする。
【００３６】
光サーキュレータ２により相互位相変調抑圧装置に導かれた波長多重光は１００ＧＨｚインターリーバ１０により、まず１波おき（隣接チャネル毎）に交互に２つの出力ポートに信号光が夫々出力される。１００ＧＨｚインターリーバ１０の２つの出力ポートには、更にその信号光を１波おきに分割するための２００ＧＨｚインターリーバ１１が夫々接続されている。２００ＧＨｚインターリーバ１１の出力ポートには夫々長さの異なる遅延付加用光導波路４が接続されている。また、遅延付加用光導波路４の先にはファラデーミラー５が接続されている。
【００３７】
２００ＧＨｚインターリーバ１１により分割された信号光は、夫々遅延付加用光導波路４→ファラデーミラー５で反射→遅延付加用光導波路４と経由した後、再び２００ＧＨｚインターリーバ１１により合波され、更に１００ＧＨｚインターリーバ１０により合波され、サーキュレータ２の第３ポート▲３▼へ出力される。この際、遅延付加用光導波路により付加される遅延は、隣接チャネル間で１ビット時間以上の遅延時間差が生じるように与えられることが望ましい。なお、相互位相変調抑圧装置の入出力間でチャネル間の相対的偏波状態が維持されている点は図４で説明した通りである。
【００３８】
図８に示した相互位相変調抑圧装置は、隣接する２チャネルずつに異なる遅延時間差を与えるものである。これは、隣接する直交偏波状態のチャネルと、次に与える影響の大きい２つ隣のチャネルからの相互位相変調を低減させるためのものである。この形態によれば、図７の構成よりは必要とするコンポーネントが増えるものの、比較的少ないコンポーネント数で大きな相互位相変調抑圧効果が得られる。
【００３９】
図９は図１の相互位相変調抑圧装置に、光減衰器を挿入したものであり、図１と同等部分については同一符号で示している。図１におけるＡＷＧ３の各出力ポートと遅延付加用光導波路４との間に、更に光減衰器６を挿入することにより、チャネル毎の細かな信号光強度調整を可能としている。図９においては、各チャネル毎に分波した後に光減衰器６を挿入しているため、相互位相変調の抑圧効果に加えて、光増幅器の利得波長依存性の補償という付加的な効果も得られる。
【００４０】
図１０は図１の相互位相変調抑圧装置に、分散補償器を挿入したものであり、図１と同等部分については同一符号で示している。図１におけるＡＷＧ３の各出力ポートと遅延付加用光導波路４との間に、分散補償器７を挿入し、チャネル毎の細かな分散制御を可能としている。図１０においては、各チャネル毎に分波した後に分散補償器を挿入しているので、相互位相変調の抑圧効果に加えて、伝送路ファイバの分散スロープに起因する波長毎の蓄積分散の補償という付加的な効果も得られる。
【００４１】
図１１は図５の相互位相変調抑圧装置に、光減衰器を挿入したものであり、図５および図９と同等部分については同一符号で示している。図５におけるＡＷＧ９の各出力ポートと遅延付加用光導波路４との間に、光減衰器６を挿入し、光通信伝送路中に配置される光中継機を通過後のレベル補正を行っている。図１１においては、各チャネル毎に分波した後に光減衰器６を挿入しているため、相互位相変調の抑圧効果に加えて、光増幅器の利得波長依存性の補償という付加的な効果も得られる。
【００４２】
図１２は図５の相互位相変調抑圧装置に、分散補償器を挿入したものであり、図５および図１０と同等部分については同一符号で示している。図５におけるＡＷＧ９の各出力ポートと遅延付加用光導波路４との間に、分散補償器７を挿入し、波長毎に異なる分散特性を改善している。図１２においては、各チャネル毎に分波した後に分散補償器を挿入しているので、相互位相変調の抑圧効果に加えて、伝送路ファイバの分散スロープに起因する波長毎の蓄積分散の補償という付加的な効果も得られる。
【００４３】
図１３は、本発明の相互位相変調抑圧装置を用いて光通信システムを構築した場合の構成を示すブロック図である。図１３において、送信端１６と受信端１８とが光ファイバ１を介して接続され、光通信伝送システムを形成している。また、光通信伝送路中には少なくとも１台の光中継機１４が挿入されている。
【００４４】
図１４は、図１３における光中継機１４の内部構成を示した図である。光中継機１４は、光増幅器１７と、本発明による相互位相変調抑圧装置１２とから構成されている。また、光中継機１４において、相互位相変調抑圧装置１２は、図１４（ａ）のように光増幅器１７の間に設置される場合、図１４（ｂ）のように光増幅器１７の後段に設置される場合、あるいは図１４（ｃ）のように光増幅器１７の前段に設置される場合がある。
【００４５】
ここで、上記光伝送通信システムにおいて、本発明による相互位相変調抑圧装置を光通信伝送路中に挿入した場合の効果を、５波長、伝送速度１０ＧｂｐｓＷＤＭ伝送の数値計算を用いて説明する。チャネル間隔は０．４ｎｍとし、送信端で各波長は偏波インターリーブ多重されているものと仮定する。光ファイバ伝送路は、通常、分散ファイバＳＭＦ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ Ｆｉｂｅｒ）と、ＳＭＦとは逆の分散、分散スロープを有する逆分散ファイバＲＤＦ（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｆｉｂｅｒ）との１スパン５０ｋｍから構成されている。なお、光中継器の雑音は考慮していない。
【００４６】
本発明による相互位相変調抑圧装置を光通信伝送路中に挿入しなかった場合と、光通信伝送路中５０ｋｍ毎に挿入した場合とにおける、距離２，０００ｋｍ伝送後のアイパターンの例を図１６および図１７に示す。この結果、本発明による相互位相変調抑圧装置を光通信伝送路中に周期的に配置することによって、相互位相変調による波形歪が大幅に改善されることが分かる。
【００４７】
【発明の効果】
叙上の如く、本発明によれば、遅延付加された分波信号光をファラデーミラーを用いて反射するようにしたため、相互位相変調抑圧装置の入出力間で波長間の相対的偏波状態を維持されることになる。これにより、偏波インターリーブ多重による相互位相変調抑圧法と、チャネル間に異なる遅延時間差を与えることによる相互位相変調抑圧法とを同時に適用可能となる。従って、より効果的な相互位相変調の低減が図られると共に、光ファイバ伝送路の更なる大容量化、長距離化に寄与し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における相互位相変調抑圧装置のブロック図である。
【図２】本発明の相互位相変調抑圧装置によるチャネル毎の遅延時間を説明する図である。
【図３】本発明の相互位相変調抑圧装置により与えられる各チャネル毎の伝送時間差を説明する図である。
【図４】本発明の分波信号光の偏波状態の変化を示す図である。
【図５】本発明の他の実施の形態における相互位相変調抑圧装置のブロック図である。
【図６】１００ＧＨｚインターリーバの説明図である。
【図７】本発明の更に他の実施の形態における相互位相変調抑圧装置のブロック図である。
【図８】図７の相互位相変調抑圧装置に、２００ＧＨｚインタリーバを挿入した場合のブロック図である。
【図９】図１の相互位相変調抑圧装置に、光減衰器を挿入した場合のブロック図である。
【図１０】図１の相互位相変調抑圧装置に、分散補償器を挿入した場合のブロック図である。
【図１１】図５の相互位相変調抑圧装置に、光減衰器を挿入した場合のブロック図である。
【図１２】図５の相互位相変調抑圧装置に、分散補償器を挿入した場合のブロック図である。
【図１３】本発明の相互位相変調抑圧装置を含む光通信システムの構成を示すブロック図である。
【図１４】図１３の光中継機の内部構成を示した図である。
【図１５】本発明の相互位相変調抑圧装置を用いない場合の２，０００ｋｍ伝送後のアイパターンの例である。
【図１６】本発明の相互位相変調抑圧装置を周期的に挿入した場合の２，０００ｋｍ伝送後のアイパターンの例である。
【符号の説明】
１ 光ファイバ
２ 光サーキュレータ
３，９ ＡＷＧ
４ 遅延付加用光導波路
５ ファラデーミラー
６ 光減衰器
７ 分散補償器
８ インターリーバ
１０ １００ＧＨｚインターリーバ
１１ ２００ＧＨｚインターリーバ
１２ 相互位相変調抑圧装置
１３ ＡＷＧ型光分波器
１４ 光中継機
１５ スラブ導波器
１６ 送信端
１７ 光増幅器
１８ 受信端
Claims (17)
- 隣接チャネル間で偏波状態が直交性を有するよう多重化された波長分割多重光伝送システムにおける相互位相変調抑圧装置であって、
波長多重信号光を波長分割して複数の分波信号光として導出すると共に、複数の波長分波信号光を合成し波長多重信号光を生成する合分波手段と、波長分割された前記複数の分波信号光に夫々異なる遅延量を付加する遅延手段と、この遅延付加された分波信号光の偏波状態を夫々直交状態とした上で反射し、再び前記遅延手段へ入力する反射手段とを含み、
前記反射手段による反射光の前記遅延手段を経た光を前記合分波手段の合波入力とし、前記隣接チャネル間での偏波状態の直交性を維持しつつ前記隣接チャネル間での遅延時間差を与えるようにしたことを特徴とする相互位相変調抑圧装置。 - 前記合分波手段は、前記波長多重信号光を前記複数の分波信号光に分割する際に、単一チャネル毎に分波することを特徴とする請求項１記載の相互位相変調抑圧装置。
- 前記合分波手段は、前記波長多重信号光を前記複数の分波信号光に分割する際に、波長順に奇数番目のチャネル群（以下、奇数チャネル群）と、偶数番目のチャネル群（以下、偶数チャネル群）とに分波することを特徴とする請求項１記載の相互位相変調抑圧装置。
- 前記合分波手段は、前記波長多重信号光を前記奇数チャネル群と前記偶数チャネル群とに分波するインターリーバであることを特徴とする請求項３記載の相互位相変調抑圧装置。
- 前記合分波手段は、前記波長多重信号光を奇数チャネル群と偶数チャネル群とに分波するインターリーバと、これ等奇数チャネル群と偶数チャネル群の各々を単一チャネル毎に分波する第１および第２の光合分波器とを含むことを特徴とする請求項２記載の相互位相変調抑圧装置。
- 前記合分波手段は、前記波長多重信号光を前記複数の分波信号光に分割する際に、４チャネルおきに第１から第４のチャネル群に分波することを特徴とする請求項１記載の相互位相変調抑圧装置。
- 前記合分波手段は、前記波長多重信号光を奇数チャネル群と偶数チャネル群とに分波する第１のインターリーバと、この第１のインターリーバから出力される２つのチャネル群の各々を更に奇数チャネル群と偶数チャネル群とに分波することにより４チャネルおきの第１から第４のチャネル群として出力する第２、第３のインターリーバとを含むことを特徴とする請求項６記載の相互位相変調抑圧装置。
- 前記分波信号光の夫々の信号レベルを調整する光減衰器を更に含むことを特徴とする請求項１、２または５いずれか記載の相互位相変調抑圧装置。
- 前記分波信号光の夫々の分散補償をなす分散補償器を更に含むことを特徴とする請求項１、２または５いずれか記載の相互位相変調抑圧装置。
- 前記光合分波器は、その透過波長特性の頂部が平坦フラットトップ形状であることを特徴とする請求項５記載の相互位置変調抑圧装置。
- 前記光合分波器は、前記波長多重信号光を前記単一チャネル毎に低損失で合分波可能なＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ，アレイ導波路格子）であることを特徴とする請求項５または１０記載の相互位相変調抑圧装置。
- 前記反射手段は、ファラデーミラーであることを特徴とする請求項１から１１いずれか記載の相互位相変調抑圧装置。
- 第１のポートへ入力された前記波長多重信号光を第２ポートへ出力し、第２ポートへ入力された前記波長多重信号光を第３ポートへ出力する光サーキュレータを更に含み、前記合分波手段は前記第２ポートに接続されていることを特徴とする請求項１から１２いずれか記載の相互位相変調抑圧装置。
- 光中継機が少なくとも１つ挿入された光通信伝送路を介し、送信端と受信端とが波長分割多重光伝送をなす光通信システムであって、前記光中継機は、光増幅器と、請求項１から１３いずれか記載の相互位相変調抑圧装置とを含むことを特徴とする光通信システム。
- 前記相互位相変調抑圧装置は、前記光増幅器の前段に挿入されていることを特徴とする請求項１４記載の光通信システム。
- 前記相互位相変調抑圧装置は、前記光増幅器の後段に挿入されていることを特徴とする請求項１４記載の光通信システム。
- 前記相互位相変調抑圧装置は、前記光増幅器の間に挿入されることを特徴とする請求項１４記載の光通信システム。
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