(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のクライアント信号を多重化し光ファイバを伝送させるＷＤＭ伝送装置において、
前記光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、または非線形定数に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を、一つのクライアント信号を複数の波長の低速信号に分離、もしくは複数のクライアント信号を一つの高速信号に多重することにより制御し、
前記光ファイバの偏波モード分散値に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を制御する際に、前記光ファイバの偏波モード分散値をｘとしたときに波長あたりの伝送速度Ｂを、
０．３×１／Ｂ≧ｘ
となるように決定することを特徴とするＷＤＭ伝送装置。
【請求項２】
複数のクライアント信号を多重化し波長領域で光ファイバを伝送させるＷＤＭ伝送装置において、
前記光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、または非線形定数に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を、一つのクライアント信号を複数の波長の低速信号に分離、もしくは複数のクライアント信号を一つの高速信号に多重することにより制御し、かつ前記伝送信号の波長間隔を制御し、
前記光ファイバの偏波モード分散値に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を制御する際に、前記光ファイバの偏波モード分散値をｘとしたときに波長あたりの伝送速度Ｂを、
０．３×１／Ｂ≧ｘ
となるように決定することを特徴とするＷＤＭ伝送装置。
【請求項３】
複数のクライアント装置及び波長多重分離部に接続されたＯＥＯ型多重分離部であって、前記クライアント装置からのクライアント信号を複数の低速光信号に分離し、または、前記クライアント装置からの複数のクライアント信号を高速光信号に多重し、前記波長多重分離部に出力するＯＥＯ型多重分離部と、
複数のＷＤＭ伝送装置間を結ぶ光ファイバ及び前記ＯＥＯ型多重分離部に接続された波長多重分離部であって、前記ＯＥＯ型多重分離部から出力された光信号を波長領域で多重し、多重した波長多重信号を前記光ファイバに送出するとともに、前記光ファイバより前記波長多重信号を受信すると、該波長多重信号を波長領域で分離し、前記ＯＥＯ型多重分離部に出力する波長多重分離部とを具備するＷＤＭ伝送装置において、
前記光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、または非線形定数に基づいて、前記波長多重分離部が前記光ファイバに送出する光信号である伝送信号の伝送速度を、一つのクライアント信号を複数の波長の低速信号に分離、もしくは複数のクライアント信号を一つの高速信号に多重することにより制御する帯域割当制御部を具備し、
前記光ファイバの偏波モード分散値に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を制御する際に、前記光ファイバの偏波モード分散値をｘとしたときに波長あたりの伝送速度Ｂを、
０．３×１／Ｂ≧ｘ
となるように決定することを特徴とするＷＤＭ伝送装置。
【請求項４】
複数のクライアント装置及び波長多重分離部に接続されたＯＥＯ型多重分離部であって、前記クライアント装置からのクライアント信号を複数の低速光信号に分離し、または、前記クライアント装置からの複数のクライアント信号を高速光信号に多重し、前記波長多重分離部に出力するＯＥＯ型多重分離部と、
複数のＷＤＭ伝送装置間を結ぶ光ファイバ及び前記ＯＥＯ型多重分離部に接続された波長多重分離部であって、前記ＯＥＯ型多重分離部から出力された光信号を波長領域で多重し、多重した波長多重信号を前記光ファイバに送出するとともに、前記光ファイバより前記波長多重信号を受信すると、該波長多重信号を波長領域で分離し、前記ＯＥＯ型多重分離部に出力する波長多重分離部とを具備するＷＤＭ伝送装置において、
前記光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、または非線形定数に基づいて、前記波長多重分離部が前記光ファイバに送出する光信号である伝送信号の伝送速度を、一つのクライアント信号を複数の波長の低速信号に分離、もしくは複数のクライアント信号を一つの高速信号に多重することにより波長領域で制御し、かつ前記伝送信号の波長間隔を波長領域で制御する帯域割当制御部を具備し、
前記光ファイバの偏波モード分散値に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を制御する際に、前記光ファイバの偏波モード分散値をｘとしたときに波長あたりの伝送速度Ｂを、
０．３×１／Ｂ≧ｘ
となるように決定することを特徴とするＷＤＭ伝送装置。
【請求項５】
複数のクライアント装置及び波長多重分離部並びに光接続部に接続されたＯＥＯ型多重分離部であって、前記クライアント装置からのクライアント信号を複数の低速光信号に分離し、または、前記クライアント装置からの複数のクライアント信号を高速光信号に多重し、前記波長多重分離部に出力するＯＥＯ型多重分離部と、
複数のＷＤＭ伝送装置間を結ぶ光ファイバ並びに前記ＯＥＯ型多重分離部及び前記光接続部に接続された波長多重分離部であって、前記ＯＥＯ型多重分離部から出力された光信号を波長領域で多重し、多重した波長多重信号を前記光ファイバに送出するとともに、前記光ファイバより前記波長多重信号を受信すると、該波長多重信号を波長領域で分離し、前記ＯＥＯ型多重分離部に出力する波長多重分離部と、
前記ＯＥＯ型多重分離部及び前記光ファイバの各方路に対応する複数の波長多重分離部に接続され、波長単位または複数の波長単位で入出力ポートの接続を行う光接続部とを具備するＷＤＭ伝送装置において、
前記光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、または非線形定数に基づいて、前記波長多重分離部が前記光ファイバに送出する光信号である伝送信号の伝送速度を、一つのクライアント信号を複数の波長の低速信号に分離、もしくは複数のクライアント信号を一つの高速信号に多重することにより波長領域で制御する帯域割当制御部を具備し、
前記光ファイバの偏波モード分散値に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を制御する際に、前記光ファイバの偏波モード分散値をｘとしたときに波長あたりの伝送速度Ｂを、
０．３×１／Ｂ≧ｘ
となるように決定することを特徴とするＷＤＭ伝送装置。
【請求項６】
複数のクライアント装置及び波長多重分離部並びに光接続部に接続されたＯＥＯ型多重分離部であって、前記クライアント装置からのクライアント信号を複数の低速光信号に分離し、または、前記クライアント装置からの複数のクライアント信号を高速光信号に多重し、前記波長多重分離部に出力するＯＥＯ型多重分離部と、
複数のＷＤＭ伝送装置間を結ぶ光ファイバ並びに前記ＯＥＯ型多重分離部及び前記光接続部に接続された波長多重分離部であって、前記ＯＥＯ型多重分離部から出力された光信号を波長領域で多重し、多重した波長多重信号を前記光ファイバに送出するとともに、前記光ファイバより前記波長多重信号を受信すると、該波長多重信号を波長領域で分離し、前記ＯＥＯ型多重分離部に出力する波長多重分離部と、
前記ＯＥＯ型多重分離部及び前記光ファイバの各方路に対応する複数の波長多重分離部に接続され、波長単位または複数の波長単位で入出力ポートの接続を行う光接続部とを具備するＷＤＭ伝送装置において、
前記光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、または非線形定数に基づいて、前記波長多重分離部が前記光ファイバに送出する光信号である伝送信号の伝送速度を、一つのクライアント信号を複数の波長の低速信号に分離、もしくは複数のクライアント信号を一つの高速信号に多重することにより波長領域で制御し、かつ前記伝送信号の波長間隔を波長領域で制御する帯域割当制御部を具備し、
前記光ファイバの偏波モード分散値に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を制御する際に、前記光ファイバの偏波モード分散値をｘとしたときに波長あたりの伝送速度Ｂを、
０．３×１／Ｂ≧ｘ
となるように決定することを特徴とするＷＤＭ伝送装置。
【請求項７】
複数のクライアント信号を多重化し光ファイバを伝送させるＷＤＭ伝送方法において、
前記光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、または非線形定数に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を、一つのクライアント信号を複数の波長の低速信号に分離、もしくは複数のクライアント信号を一つの高速信号に多重することにより制御し、
前記光ファイバの偏波モード分散値に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を制御する際に、前記光ファイバの偏波モード分散値をｘとしたときに波長あたりの伝送速度Ｂを、
０．３×１／Ｂ≧ｘ
となるように決定することを特徴とするＷＤＭ伝送方法。
【請求項８】
複数のクライアント信号を多重化し波長領域で光ファイバを伝送させるＷＤＭ伝送方法において、
前記光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、または非線形定数に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を、一つのクライアント信号を複数の波長の低速信号に分離、もしくは複数のクライアント信号を一つの高速信号に多重することにより制御し、かつ前記伝送信号の波長間隔を制御し、
前記光ファイバの偏波モード分散値に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を制御する際に、前記光ファイバの偏波モード分散値をｘとしたときに波長あたりの伝送速度Ｂを、
０．３×１／Ｂ≧ｘ
となるように決定することを特徴とするＷＤＭ伝送方法。
【請求項９】
複数のクライアント信号を波長領域で多重化して１本の光ファイバ中を伝送させるＷＤＭ伝送方法において、
伝送信号の波長あたりの伝送速度を制御する帯域割当制御部は、前記光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、または非線形定数に基づいて、波長多重分離部が前記光ファイバに送出する光信号である伝送信号の伝送速度を、一つのクライアント信号を複数の波長の低速信号に分離、もしくは複数のクライアント信号を一つの高速信号に多重することにより決定し、
複数のクライアント装置及び波長多重分離部に接続されたＯＥＯ型多重分離部は、前記帯域割当制御部が決定した伝送速度に基づいて、前記クライアント装置からのクライアント信号を、複数の低速光信号に分離し、または、前記クライアント装置からの複数のクライアント信号を高速光信号に多重し、前記波長多重分離部に出力し、
複数のＷＤＭ伝送装置間を結ぶ光ファイバに接続された波長多重分離部は、前記ＯＥＯ型多重分離部から出力された光信号を波長領域で多重し、多重した波長多重信号を前記光ファイバに送出するとともに、前記光ファイバより前記波長多重信号を受信すると、該波長多重信号を波長領域で分離し、前記ＯＥＯ型多重分離部に出力し、
前記光ファイバの偏波モード分散値に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を制御する際に、前記光ファイバの偏波モード分散値をｘとしたときに波長あたりの伝送速度Ｂを、
０．３×１／Ｂ≧ｘ
となるように決定することを特徴とするＷＤＭ伝送方法。
【請求項１０】
複数のクライアント信号を波長領域で多重化して１本の光ファイバ中を伝送させるＷＤＭ伝送方法において、
伝送信号の波長あたりの伝送速度及び前記伝送信号の波長間隔を波長領域で制御する帯域割当制御部は、前記光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、または非線形定数に基づいて、波長多重分離部が前記光ファイバに送出する光信号である伝送信号の伝送速度を、一つのクライアント信号を複数の波長の低速信号に分離、もしくは複数のクライアント信号を一つの高速信号に多重することにより決定し、かつ前記伝送信号の波長間隔を決定し、
複数のクライアント装置及び波長多重分離部に接続されたＯＥＯ型多重分離部は、前記帯域割当制御部が決定した伝送速度及び前記伝送信号の波長間隔をに基づいて、前記クライアント装置からのクライアント信号を、複数の低速光信号に分離し、または、前記クライアント装置からの複数のクライアント信号を高速光信号に多重し、前記波長多重分離部に出力し、
複数のＷＤＭ伝送装置間を結ぶ光ファイバに接続された波長多重分離部は、前記ＯＥＯ型多重分離部から出力された光信号を波長領域で多重し、多重した波長多重信号を前記光ファイバに送出するとともに、前記光ファイバより前記波長多重信号を受信すると、該波長多重信号を波長領域で分離し、前記ＯＥＯ型多重分離部に出力し、
前記光ファイバの偏波モード分散値に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を制御する際に、前記光ファイバの偏波モード分散値をｘとしたときに波長あたりの伝送速度Ｂを、
０．３×１／Ｂ≧ｘ
となるように決定することを特徴とするＷＤＭ伝送方法。
【請求項１１】
複数のクライアント信号を波長領域で多重化して１本の光ファイバ中を伝送させるＷＤＭ伝送方法において、
伝送信号の波長あたりの伝送速度を制御する帯域割当制御部は、出力側に接続された光ファイバ及び光接続部から対向するクライアント装置が接続されているＷＤＭ伝送装置までに接続された光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、または非線形定数に基づいて、波長多重分離部が前記光ファイバに送出する光信号である伝送信号の伝送速度を、一つのクライアント信号を複数の波長の低速信号に分離、もしくは複数のクライアント信号を一つの高速信号に多重することにより決定し、
複数のクライアント装置及び波長多重分離部に接続されたＯＥＯ型多重分離部は、前記帯域割当制御部が決定した伝送速度に基づいて、前記クライアント装置からのクライアント信号を、複数の低速光信号に分離し、または、前記クライアント装置からの複数のクライアント信号を高速光信号に多重し、前記波長多重分離部に出力し、
複数のＷＤＭ伝送装置間を結ぶ光ファイバに接続された波長多重分離部は、前記ＯＥＯ型多重分離部から出力された光信号を波長領域で多重し、多重した波長多重信号を前記光ファイバに送出するとともに、前記光ファイバより前記波長多重信号を受信すると、該波長多重信号を波長領域で分離し、前記ＯＥＯ型多重分離部に出力し、
前記光ファイバの偏波モード分散値に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を制御する際に、前記光ファイバの偏波モード分散値をｘとしたときに波長あたりの伝送速度Ｂを、
０．３×１／Ｂ≧ｘ
となるように決定することを特徴とするＷＤＭ伝送方法。
【請求項１２】
複数のクライアント信号を波長領域で多重化して１本の光ファイバ中を伝送させるＷＤＭ伝送方法において、
伝送信号の波長あたりの伝送速度及び前記伝送信号の波長間隔を制御する帯域割当制御部は、出力側に接続された光ファイバ及び光接続部から対向するクライアント装置が接続されているＷＤＭ伝送装置までに接続された光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、または非線形定数に基づいて、波長多重分離部が前記光ファイバに送出する光信号である伝送信号の伝送速度を、一つのクライアント信号を複数の波長の低速信号に分離、もしくは複数のクライアント信号を一つの高速信号に多重することにより決定し、かつ前記伝送信号の波長間隔を決定し、
複数のクライアント装置及び波長多重分離部に接続されたＯＥＯ型多重分離部は、前記帯域割当制御部が決定した伝送速度に基づいて、前記クライアント装置からのクライアント信号を、複数の低速光信号に分離し、または、前記クライアント装置からの複数のクライアント信号を高速光信号に多重し、前記波長多重分離部に出力し、
複数のＷＤＭ伝送装置間を結ぶ光ファイバに接続された波長多重分離部は、前記ＯＥＯ型多重分離部から出力された光信号を波長領域で多重し、多重した波長多重信号を前記光ファイバに送出するとともに、前記光ファイバより前記波長多重信号を受信すると、該波長多重信号を波長領域で分離し、前記ＯＥＯ型多重分離部に出力し、
前記光ファイバの偏波モード分散値に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を制御する際に、前記光ファイバの偏波モード分散値をｘとしたときに波長あたりの伝送速度Ｂを、
０．３×１／Ｂ≧ｘ
となるように決定することを特徴とするＷＤＭ伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大容量波長多重（Wavelength-Division Multiplexing：ＷＤＭ）ネットワークにおいて、クライアント信号を経済的、かつ高品質に伝送するＷＤＭ伝送技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
長距離光ファイバネットワークにおいては、１本の光ファイバ中に複数の波長を多重して伝送する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伝送装置では、クライアント装置から受信した光信号を、波長多重が可能な波長制御された光信号に変換し、波長多重分離部において、複数の波長からなる光信号を１本の光ファイバに多重してファイバ中に送出する。受信側では、受信したＷＤＭ信号を波長領域で分離し、クライアント装置に送出する構成をとっている。
従来のＷＤＭ伝送装置においては、一般に、クライアント装置より受信された光信号は、速度変換は行われず、受信した伝送速度のまま波長変換され、ＷＤＭ信号に多重されて伝送される。一部の装置では、複数のクライアント信号をより高速の信号に多重してＷＤＭ伝送を行う装置が開発されているが、伝送装置自身がファイバの特性を考慮して波長あたりの伝送速度を決定する機能は有していないのが現状である。また、波長多重分離部における波長間隔は、クライアント信号の伝送速度や光ファイバの波長分散値、損失などによらず画定であるのが通常である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現状のＷＤＭ伝送装置を用いてクライアント信号の伝送を行う場合、以下のような課題がある。
長距離ＷＤＭネットワークでは、伝送可能距離はＷＤＭ伝送装置間を接続している光ファイバの損失、波長分散値、偏波分散値等によって制限され、さらにこの伝送可能距離は波長あたりの伝送速度に依存する。従って、クライアント装置より受信した光信号をそのままの伝送速度で伝送する場合には、伝送路の特性に適さない伝送速度で伝送される可能性があるため、伝送可能距離が制限される。この場合、長距離ネットワークにおいては、伝送路の途中で３Ｒ中継器が必要となり、ネットワークのコスト増につながる、といった課題がある。
【０００４】
また、異なる伝送速度を持つクライアント信号をＷＤＭ信号に多重する場合、従来装置のように波長間隔が固定の場合には、周波数利用効率の低下を引き起こす可能性がある。長距離ＷＤＭ通信で利用できる周波数帯域は、主に光ファイバアンプの利得帯域により制限されており、周波数利用効率の低下は伝送可能容量の低下につながるという問題がある。さらに、光ファイバの波長分散特性とファイバ中での非線形光学効果により、波形歪や波長間でのクロストークが生じ、これが伝送可能距離制限や符号誤り率の増加を引き起こす。周波数間隔の狭窄化はこの非線形効果による信号劣化を増大させるため、この非線形効果を考慮した波長配置技術が必要とされる。
【０００５】
本発明は、このような背景を考慮してなされたもので、波長あたりの伝送速度を設定可能とすることにより、伝送路中での伝送速度に依存する伝送距離制限、符号誤り率の低下を抑圧し、高品質、経済的なＷＤＭネットワークを実現することを目的とする。さらに、異なる伝送速度の信号を含む光信号を多重する際に、周波数利用効率の低下を回避しつつ、光ファイバ中での非線形光学効果による信号劣化を抑圧することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記目的は前記特許請求項の範囲に記載した手段により達成される。すなわち、請求項１記載の発明は、複数のクライアント信号を多重化し光ファイバを伝送させるＷＤＭ伝送装置において、前記光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、または非線形定数に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を、一つのクライアント信号を複数の波長の低速信号に分離、もしくは複数のクライアント信号を一つの高速信号に多重することにより制御し、前記光ファイバの偏波モード分散値に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を制御する際に、前記光ファイバの偏波モード分散値をｘとしたときに波長あたりの伝送速度Ｂを、０．３×１／Ｂ≧ｘとなるように決定することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、複数のクライアント信号を多重化し波長領域で光ファイバを伝送させるＷＤＭ伝送装置において、前記光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、または非線形定数に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を、一つのクライアント信号を複数の波長の低速信号に分離、もしくは複数のクライアント信号を一つの高速信号に多重することにより制御し、かつ前記伝送信号の波長間隔を制御し、前記光ファイバの偏波モード分散値に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を制御する際に、前記光ファイバの偏波モード分散値をｘとしたときに波長あたりの伝送速度Ｂを、０．３×１／Ｂ≧ｘとなるように決定することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、複数のクライアント装置及び波長多重分離部に接続されたＯＥＯ型多重分離部であって、前記クライアント装置からのクライアント信号を複数の低速光信号に分離し、または、前記クライアント装置からの複数のクライアント信号を高速光信号に多重し、前記波長多重分離部に出力するＯＥＯ型多重分離部と、複数のＷＤＭ伝送装置間を結ぶ光ファイバ及び前記ＯＥＯ型多重分離部に接続された波長多重分離部であって、前記ＯＥＯ型多重分離部から出力された光信号を波長領域で多重し、多重した波長多重信号を前記光ファイバに送出するとともに、前記光ファイバより前記波長多重信号を受信すると、該波長多重信号を波長領域で分離し、前記ＯＥＯ型多重分離部に出力する波長多重分離部とを具備するＷＤＭ伝送装置において、前記光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、または非線形定数に基づいて、前記波長多重分離部が前記光ファイバに送出する光信号である伝送信号の伝送速度を、一つのクライアント信号を複数の波長の低速信号に分離、もしくは複数のクライアント信号を一つの高速信号に多重することにより制御する帯域割当制御部を具備し、前記光ファイバの偏波モード分散値に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を制御する際に、前記光ファイバの偏波モード分散値をｘとしたときに波長あたりの伝送速度Ｂを、０．３×１／Ｂ≧ｘとなるように決定することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、複数のクライアント装置及び波長多重分離部に接続されたＯＥＯ型多重分離部であって、前記クライアント装置からのクライアント信号を複数の低速光信号に分離し、または、前記クライアント装置からの複数のクライアント信号を高速光信号に多重し、前記波長多重分離部に出力するＯＥＯ型多重分離部と、複数のＷＤＭ伝送装置間を結ぶ光ファイバ及び前記ＯＥＯ型多重分離部に接続された波長多重分離部であって、前記ＯＥＯ型多重分離部から出力された光信号を波長領域で多重し、多重した波長多重信号を前記光ファイバに送出するとともに、前記光ファイバより前記波長多重信号を受信すると、該波長多重信号を波長領域で分離し、前記ＯＥＯ型多重分離部に出力する波長多重分離部とを具備するＷＤＭ伝送装置において、前記光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、または非線形定数に基づいて、前記波長多重分離部が前記光ファイバに送出する光信号である伝送信号の伝送速度を、一つのクライアント信号を複数の波長の低速信号に分離、もしくは複数のクライアント信号を一つの高速信号に多重することにより波長領域で制御し、かつ前記伝送信号の波長間隔を波長領域で制御する帯域割当制御部を具備し、前記光ファイバの偏波モード分散値に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を制御する際に、前記光ファイバの偏波モード分散値をｘとしたときに波長あたりの伝送速度Ｂを、０．３×１／Ｂ≧ｘとなるように決定することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、複数のクライアント装置及び波長多重分離部並びに光接続部に接続されたＯＥＯ型多重分離部であって、前記クライアント装置からのクライアント信号を複数の低速光信号に分離し、または、前記クライアント装置からの複数のクライアント信号を高速光信号に多重し、前記波長多重分離部に出力するＯＥＯ型多重分離部と、複数のＷＤＭ伝送装置間を結ぶ光ファイバ並びに前記ＯＥＯ型多重分離部及び前記光接続部に接続された波長多重分離部であって、前記ＯＥＯ型多重分離部から出力された光信号を波長領域で多重し、多重した波長多重信号を前記光ファイバに送出するとともに、前記光ファイバより前記波長多重信号を受信すると、該波長多重信号を波長領域で分離し、前記ＯＥＯ型多重分離部に出力する波長多重分離部と、前記ＯＥＯ型多重分離部及び前記光ファイバの各方路に対応する複数の波長多重分離部に接続され、波長単位または複数の波長単位で入出力ポートの接続を行う光接続部とを具備するＷＤＭ伝送装置において、前記光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、または非線形定数に基づいて、前記波長多重分離部が前記光ファイバに送出する光信号である伝送信号の伝送速度を、一つのクライアント信号を複数の波長の低速信号に分離、もしくは複数のクライアント信号を一つの高速信号に多重することにより波長領域で制御する帯域割当制御部を具備し、前記光ファイバの偏波モード分散値に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を制御する際に、前記光ファイバの偏波モード分散値をｘとしたときに波長あたりの伝送速度Ｂを、０．３×１／Ｂ≧ｘとなるように決定することを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、複数のクライアント装置及び波長多重分離部並びに光接続部に接続されたＯＥＯ型多重分離部であって、前記クライアント装置からのクライアント信号を複数の低速光信号に分離し、または、前記クライアント装置からの複数のクライアント信号を高速光信号に多重し、前記波長多重分離部に出力するＯＥＯ型多重分離部と、複数のＷＤＭ伝送装置間を結ぶ光ファイバ並びに前記ＯＥＯ型多重分離部及び前記光接続部に接続された波長多重分離部であって、前記ＯＥＯ型多重分離部から出力された光信号を波長領域で多重し、多重した波長多重信号を前記光ファイバに送出するとともに、前記光ファイバより前記波長多重信号を受信すると、該波長多重信号を波長領域で分離し、前記ＯＥＯ型多重分離部に出力する波長多重分離部と、前記ＯＥＯ型多重分離部及び前記光ファイバの各方路に対応する複数の波長多重分離部に接続され、波長単位または複数の波長単位で入出力ポートの接続を行う光接続部とを具備するＷＤＭ伝送装置において、前記光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、または非線形定数に基づいて、前記波長多重分離部が前記光ファイバに送出する光信号である伝送信号の伝送速度を、一つのクライアント信号を複数の波長の低速信号に分離、もしくは複数のクライアント信号を一つの高速信号に多重することにより波長領域で制御し、かつ前記伝送信号の波長間隔を波長領域で制御する帯域割当制御部を具備し、前記光ファイバの偏波モード分散値に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を制御する際に、前記光ファイバの偏波モード分散値をｘとしたときに波長あたりの伝送速度Ｂを、０．３×１／Ｂ≧ｘとなるように決定することを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、複数のクライアント信号を多重化し光ファイバを伝送させるＷＤＭ伝送方法において、前記光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、または非線形定数に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を、一つのクライアント信号を複数の波長の低速信号に分離、もしくは複数のクライアント信号を一つの高速信号に多重することにより制御し、前記光ファイバの偏波モード分散値に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を制御する際に、前記光ファイバの偏波モード分散値をｘとしたときに波長あたりの伝送速度Ｂを、０．３×１／Ｂ≧ｘとなるように決定することを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、複数のクライアント信号を多重化し波長領域で光ファイバを伝送させるＷＤＭ伝送方法において、前記光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、または非線形定数に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を、一つのクライアント信号を複数の波長の低速信号に分離、もしくは複数のクライアント信号を一つの高速信号に多重することにより制御し、かつ前記伝送信号の波長間隔を制御し、前記光ファイバの偏波モード分散値に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を制御する際に、前記光ファイバの偏波モード分散値をｘとしたときに波長あたりの伝送速度Ｂを、０．３×１／Ｂ≧ｘとなるように決定することを特徴とする。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、複数のクライアント信号を波長領域で多重化して１本の光ファイバ中を伝送させるＷＤＭ伝送方法において、伝送信号の波長あたりの伝送速度を制御する帯域割当制御部は、前記光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、または非線形定数に基づいて、波長多重分離部が前記光ファイバに送出する光信号である伝送信号の伝送速度を、一つのクライアント信号を複数の波長の低速信号に分離、もしくは複数のクライアント信号を一つの高速信号に多重することにより決定し、複数のクライアント装置及び波長多重分離部に接続されたＯＥＯ型多重分離部は、前記帯域割当制御部が決定した伝送速度に基づいて、前記クライアント装置からのクライアント信号を、複数の低速光信号に分離し、または、前記クライアント装置からの複数のクライアント信号を高速光信号に多重し、前記波長多重分離部に出力し、複数のＷＤＭ伝送装置間を結ぶ光ファイバに接続された波長多重分離部は、前記ＯＥＯ型多重分離部から出力された光信号を波長領域で多重し、多重した波長多重信号を前記光ファイバに送出するとともに、前記光ファイバより前記波長多重信号を受信すると、該波長多重信号を波長領域で分離し、前記ＯＥＯ型多重分離部に出力し、前記光ファイバの偏波モード分散値に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を制御する際に、前記光ファイバの偏波モード分散値をｘとしたときに波長あたりの伝送速度Ｂを、０．３×１／Ｂ≧ｘとなるように決定することを特徴とする。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、複数のクライアント信号を波長領域で多重化して１本の光ファイバ中を伝送させるＷＤＭ伝送方法において、伝送信号の波長あたりの伝送速度及び前記伝送信号の波長間隔を波長領域で制御する帯域割当制御部は、前記光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、または非線形定数に基づいて、波長多重分離部が前記光ファイバに送出する光信号である伝送信号の伝送速度を、一つのクライアント信号を複数の波長の低速信号に分離、もしくは複数のクライアント信号を一つの高速信号に多重することにより決定し、かつ前記伝送信号の波長間隔を決定し、複数のクライアント装置及び波長多重分離部に接続されたＯＥＯ型多重分離部は、前記帯域割当制御部が決定した伝送速度及び前記伝送信号の波長間隔をに基づいて、前記クライアント装置からのクライアント信号を、複数の低速光信号に分離し、または、前記クライアント装置からの複数のクライアント信号を高速光信号に多重し、前記波長多重分離部に出力し、複数のＷＤＭ伝送装置間を結ぶ光ファイバに接続された波長多重分離部は、前記ＯＥＯ型多重分離部から出力された光信号を波長領域で多重し、多重した波長多重信号を前記光ファイバに送出するとともに、前記光ファイバより前記波長多重信号を受信すると、該波長多重信号を波長領域で分離し、前記ＯＥＯ型多重分離部に出力し、前記光ファイバの偏波モード分散値に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を制御する際に、前記光ファイバの偏波モード分散値をｘとしたときに波長あたりの伝送速度Ｂを、０．３×１／Ｂ≧ｘとなるように決定することを特徴とする。
【００１６】
請求項１１に記載の発明は、複数のクライアント信号を波長領域で多重化して１本の光ファイバ中を伝送させるＷＤＭ伝送方法において、伝送信号の波長あたりの伝送速度を制御する帯域割当制御部は、出力側に接続された光ファイバ及び光接続部から対向するクライアント装置が接続されているＷＤＭ伝送装置までに接続された光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、または非線形定数に基づいて、波長多重分離部が前記光ファイバに送出する光信号である伝送信号の伝送速度を、一つのクライアント信号を複数の波長の低速信号に分離、もしくは複数のクライアント信号を一つの高速信号に多重することにより決定し、複数のクライアント装置及び波長多重分離部に接続されたＯＥＯ型多重分離部は、前記帯域割当制御部が決定した伝送速度に基づいて、前記クライアント装置からのクライアント信号を、複数の低速光信号に分離し、または、前記クライアント装置からの複数のクライアント信号を高速光信号に多重し、前記波長多重分離部に出力し、複数のＷＤＭ伝送装置間を結ぶ光ファイバに接続された波長多重分離部は、前記ＯＥＯ型多重分離部から出力された光信号を波長領域で多重し、多重した波長多重信号を前記光ファイバに送出するとともに、前記光ファイバより前記波長多重信号を受信すると、該波長多重信号を波長領域で分離し、前記ＯＥＯ型多重分離部に出力し、前記光ファイバの偏波モード分散値に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を制御する際に、前記光ファイバの偏波モード分散値をｘとしたときに波長あたりの伝送速度Ｂを、０．３×１／Ｂ≧ｘとなるように決定することを特徴とする。
【００１７】
請求項１２に記載の発明は、複数のクライアント信号を波長領域で多重化して１本の光ファイバ中を伝送させるＷＤＭ伝送方法において、伝送信号の波長あたりの伝送速度及び前記伝送信号の波長間隔を制御する帯域割当制御部は、出力側に接続された光ファイバ及び光接続部から対向するクライアント装置が接続されているＷＤＭ伝送装置までに接続された光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、または非線形定数に基づいて、波長多重分離部が前記光ファイバに送出する光信号である伝送信号の伝送速度を、一つのクライアント信号を複数の波長の低速信号に分離、もしくは複数のクライアント信号を一つの高速信号に多重することにより決定し、かつ前記伝送信号の波長間隔を決定し、複数のクライアント装置及び波長多重分離部に接続されたＯＥＯ型多重分離部は、前記帯域割当制御部が決定した伝送速度に基づいて、前記クライアント装置からのクライアント信号を、複数の低速光信号に分離し、または、前記クライアント装置からの複数のクライアント信号を高速光信号に多重し、前記波長多重分離部に出力し、複数のＷＤＭ伝送装置間を結ぶ光ファイバに接続された波長多重分離部は、前記ＯＥＯ型多重分離部から出力された光信号を波長領域で多重し、多重した波長多重信号を前記光ファイバに送出するとともに、前記光ファイバより前記波長多重信号を受信すると、該波長多重信号を波長領域で分離し、前記ＯＥＯ型多重分離部に出力し、前記光ファイバの偏波モード分散値に基づいて、前記光ファイバに送出する伝送信号の伝送速度を制御する際に、前記光ファイバの偏波モード分散値をｘとしたときに波長あたりの伝送速度Ｂを、０．３×１／Ｂ≧ｘとなるように決定することを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の第1の実施形態について図１及び図２を参照して説明する。図１は、本発明第１実施形態のＷＤＭ伝送装置の構成を示す図である。このＷＤＭ伝送装置は、ＯＥＯ型多重分離部１、波長多重分離部２、帯域割当制御部３より構成される。以下にクライアント信号、及びＷＤＭネットワーク内での信号は、SDH/SONETフォーマットである場合を例にとってＷＤＭ伝送装置の構成を説明する。ＯＥＯ型多重分離部１は、複数のクライアント装置４、及び波長多重分離部２に接続されている。ＯＥＯ型多重分離部（送信側）１aはクライアント装置４からのクライアント信号を受信すると、電気スイッチによりVC-4（約150 MＢit/s）単位で収束・分離を行い、光信号に変換して波長多重分離部（送信側）２aに出力する。また、ＯＥＯ型多重分離部（受信側）１ｂは、波長多重分離部（受信側）２ｂから光信号を受信すると、電気スイッチにより集束・分離を行い、光信号に変換してクライアント装置４に送出する。波長多重分離部２aは、ＯＥＯ型多重分離部（送信側）１aから出力された光信号を波長領域で多重して光ファイバ５に送出する。また、波長多重分離部２bは、光ファイバ５から出力された波長多重信号を受けて、該波長多重信号を波長ごとに分離してＯＥＯ型多重分離部（受信側）１ｂに出力する。帯域割当制御部３は、伝送ファイバの損失、波長分散値、偏波分散値、非線形定数のデータより、最適な波長あたりの伝送速度を決定し、ＯＥＯ型多重分離部１での電気多重分離を制御する。
【００２５】
ここで、本発明の特徴とするところは、帯域割当制御部３を新たに設け、ＷＤＭ伝送装置間を接続している光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、または非線形定数に対応して波長あたりの伝送速度を決定することである。
【００２６】
次に本発明第１の実施形態のＷＤＭ伝送装置のＯＥＯ型多重分離部１の構成を図２を参照して説明する。このＯＥＯ型多重分離部１は送信側では、ＯＥ変換部２０、ＥＯ変換部２５、ＳＯＨ処理部２１、２４、バーチャルコンカチネーション生成部２２、電気ＳＷ部２３より構成される。また受信側では、ＯＥ変換部３０、ＥＯ変換部３５、ＳＯＨ処理部３１、３４、電気ＳＷ部３２、バーチャルコンカチネーション復元部３３より構成される。
【００２７】
次に、図１、図２を参照しながら、本発明第1実施形態の動作を説明する。本実施形態のＷＤＭ伝送装置では、図２に示すように、ITU-T G.707で規定されているバーチャルコンカチネーション技術を適用している。これは、VC-4-64c等の大容量の情報をVC-3/4等の細かい伝送単位に分割してSDH/SONETパス網内を伝送し、パスオーバヘッドのH4バイトに書き込まれたVC-4-64c内での位置を示す情報を元に、受信後にVC-4-64cを再構成する伝送方式である。これにより、クライアント信号を、より低速の複数の光信号に分割して伝送する、あるいは複数のクライアント信号を１本のより高速な信号に多重化して伝送することが可能である。
【００２８】
例えば、クライアント信号がVC-4-64cであり、これを４本のVC-4-16cに分割して伝送する場合を以下に説明する。クライアント装置４から受信されたSTM-64信号は、OE変換部２０でOE変換され、SOH処理部２１によるセクションオーバヘッド情報の終端、ポインタ処理を経てVC-4-64cが抽出される。このVC-4-64cは、バーチャルコンカチネーション変換部２２で64本のVC-4（VC-4-64ｖ）に分割される。電気スイッチ部２３により、VC-4単位で出力ポートを切り替え、SOH処理部２４において、１６本のVC-4信号にSOH処理を施してSTM-16とし、波長多重可能な波長にEO変換部２５でEO変換されて、波長多重分離部２aに送出される。また、受信側では、それぞれ受信された４本のSTM-16信号は、SOH処理部３１によるSOH終端処理の後VC-4単位に分解され、電気スイッチ部３２を介してバーチャルコンカチネーション復元部３３に入力され、H4バイトに書き込まれたVC-4-64ｃ内での位置の情報を元に、VC-4-64ｃが再構成される。このようにして、より低速の複数の信号に分解して伝送することが可能である。逆に、４本のVC-4-16cクライアント信号を多重化してVC-4-64cとして伝送することも、同様の構成により可能である。
ＯＥＯ型多重分離部で生成された光信号は、波長多重分離部でＷＤＭ信号に多重化されて、光ファイバに送出され、対地側のＷＤＭ伝送装置に伝送される。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態の構成により、高速のクライアント信号を複数の低速の光信号に分割して伝送する、あるいは複数のクライアント信号を、より高速な１本の光信号に多重化して伝送することが可能となる。
【００３０】
次に、ＷＤＭ伝送装置に接続されている光ファイバの特性応じて、波長あたりの伝送速度を決定する方法について説明する。最初に、光ファイバの偏波モード分散値に着目して、伝送速度の最適化を行う場合を説明する。偏波分散は、偏光状態の違いによってファイバ中での伝播速度に差が生じる現象であり、ファイバ芯線ごとにばらつきを持っている。この偏波分散により、伝送後の光信号波形に歪みが生じるため、符号誤り率の低下や伝送可能距離の制限につながる。許容される総偏波分散値は、２値デジタル変調ではタイムスロットの0.3倍程度であることが知られており、伝送速度が10 Gbit/sであれば、30 ps程度、40 Gbit/sであれば7.5 ps程度となり、波長あたりの伝送速度が大きいほど許容される偏波分散値は小さくなる。従って、光ファイバの偏波分散値がxとすると、波長あたりの伝送速度Bは
【数１】
0003693982.tif 000002
となるように決めればよい。例えば、クライアント信号の伝送速度が40 Gbit/sであり、ＷＤＭ伝送装置間を接続している光ファイバの総偏波分散値がx=10 psの場合には、伝送速度が40 Gbit/sのままでは偏波分散による波形歪により大きなパワーペナルティが生じる。この場合には、ＯＥＯ型多重分離部において波長あたりの伝送速度を10 Gbit/sに変換し、4本の10 Gbit/s信号を波長多重して伝送することにより、偏波分散によるパワーペナルティを回避して、符号誤り率の低い信号伝送が可能となる。また、ファイバの総偏波分散値が5 psである場合に、４本のクライアント信号を伝送する例を考える。この場合には、この4本のクライアント信号を1本の40 Gbit/s信号に多重して伝送することが可能である。これにより、使用する波長数を減らすことにより、周波数利用効率を向上させることができる。また、一般に1個の40 Gbit/sインタフェースは4個の10 Gbit/sインタフェースよりも低コストに実現できるため、多重化による低コスト化も期待できる。
【００３１】
次に、光ファイバの損失に対する伝送速度の最適化について説明する。長距離光ファイバ伝送では、雑音の少ない信号伝送を実現するため、光ファイバの損失により減衰した光信号光を伝送路の途中、及び受信端で光ファイバ増幅器により増幅しており、この光ファイバ増幅器で発生する光雑音（ASE: Amplified Spontaneous Emission）により、伝送後の符号誤り率が決定される。伝送後の誤り率を決定するSN比は、各区間での光ファイバの損失をLとすると、
【数２】
0003693982.tif 000003
で表される。ここで、Ｎavは受信器に入力される信号光の単位時間あたりの光子数、qは電子の電荷、NSPは光増幅器の自然放出光係数、ｍは中継用、及び受信用光増幅器の総数、Boは光フィルタの半値幅、 Beは受信器のベースバンド帯域（Beは通常、伝送速度の0.7倍程度）、Gは光増幅器の利得であり、 G＝1/Lである。(2)式より、波長あたりの出力光パワーが一定であれば、伝送後に得られるSN比は、Beが小さいほど高くなる。波長あたりの伝送速度ＢをBe＝0.7×Ｂとすれば、システムに要求される符号誤り率（Ｓ/Ｎ）oを規定すると、波長あたりの伝送速度は一意に決定される。すなわち、光ファイバの損失Lに対する最適な伝送速度が求められる。
次に、波長分散及び非線形定数に対する伝送速度の最適化について説明する。光ファイバ中では、伝播中の光信号は、波長分散、及び非線形光学効果のひとつである光Kerr効果（光強度に比例して屈折率が変化する現象）により信号に歪が生じる。伝播後の光信号波形は、光ファイバ中での光信号の伝播を記述する非線形シュレディンガー方程式
【数３】
0003693982.tif 000004
を計算機シミュレーションにより解析することにより、求めることが可能である。ここで、Aは光信号の電界、 αは損失係数、β1＝1/ｖg（ｖgは光信号の群速度）、β2 は波長分散に比例する係数であり、 γは非線形定数である。(3)式に基づいて、各伝送速度における光信号伝送シミュレーションを行うことにより、伝送後の光信号歪によるパワーペナルティを見積もることが可能であり、各々の伝送速度においてシミュレーションを行うことにより、パワーペナルティの少ない伝送速度を選ぶことができる。
【００３２】
最後に、一般的なケースとして、光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、及び非線形係数のすべてのパラメータを考慮した伝送速度の決定方法を以下に説明する。上記のパラメータを考慮した光ファイバ中での伝播方程式は、以下の結合非線形シュレディンガー方程式で表される：
【数４】
0003693982.tif 000005
ここで、Ａx、Ａyは光信号の２つの偏波成分、β1x−β1yは偏波モード分散による伝播定数差である。受信端での光信号波形は、光ファイバ中でのランダムモード結合を考慮して(4)式を数値シミュレーションにより解析することにより計算することが出来る。この受信光波形より光信号のオンレベル、オフレベルを求め、さらに伝送路中で発生する光増幅器雑音を考慮して、以下の式によりQ値を計算する。
【数５】
0003693982.tif 000006
ここで、Ｓ1、Ｓ0はオンレベル、オフレベルの信号電流、σ1、σ0はそれぞれ光増幅器雑音によるオンレベル、オフレベルの雑音電流の標準偏差であり、
【数６】
0003693982.tif 000007
で与えられる。(5)式で与えられるQ値はSN比に相当する量であり、Q=16.9 dBが符号誤り率10-12に相当する。光ファイバの特性に応じて伝送速度を決定するためには、様々な伝送速度に対して上記の方法によりQ値を計算し、Q値が最も大きくなるように伝送速度を決定すればよい。
【００３３】
以上説明した方法により光ファイバの特性に応じて伝送速度を決定して伝送することが可能であり、これにより、符号誤り率の低い高品質の信号伝送や、周波数利用効率の向上、低コスト化などのメリットが期待できる。
【００３４】
本発明の第２の実施形態について図３〜図５を参照して説明する。一般に、長距離ＷＤＭ伝送で利用できる波長帯域は、主に光増幅器の利得帯域によって制限されており、この利得帯域内で、できるだけ大容量の情報伝送を実現することが必要である。従って、ＷＤＭ信号の波長間隔は、可能な限り小さくするのが望ましい。しかしながら、周波数間隔の下限は、隣接する波長間の変調スペクトルの重なりにより生じるクロストークによって制限されるため、波長あたりの伝送速度が高くなるほど周波数間隔は広げる必要がある。
【００３５】
一方、光信号の伝送可能距離は、第一実施形態で説明したように、主に伝送路中で発生する光信号の歪や光雑音によって制限され、また波長あたりの伝送速度に依存する。また、この伝送可能距離は、以下に説明するように、波長間隔にも依存する。
【００３６】
光ファイバ中では、非線形光学効果の一種である光Kerr効果により、波形歪や波長間のクロストークが発生し、これにより伝送距離が制限される。この場合、波形歪、クロストークは、ファイバの波長分散値が小さいほど影響が大きく、また波長間隔が狭いほど影響が大きいという特徴がある。すなわち、周波数利用効率が一定である場合には、伝送速度が小さく波長間隔が密なほど、非線形効果による影響が大きくなる。光Kerr効果による屈折率の変化の大きさは、ファイバ中での光信号の有効断面積、及び非線形屈折率より決まる非線形定数に比例する。以上説明したように、伝送可能距離は、波長当りの伝送速度に依存し、また波長間隔にも依存するという性質を持っている。
【００３７】
従って、本発明のＷＤＭ伝送システムにおいて、周波数利用効率の低下を回避しつつ、伝送後の符号誤り率を最小にするように波長あたりの伝送速度及び波長間隔を決定することによって、従来の速度変換を行わない場合に比べて、より高品質、高周波数利用効率の信号伝送が可能となる。
【００３８】
以下に、ＷＤＭ信号の伝送シュミレーションによりその効果を説明する。本実施形態では、（a）8本の40 Gbit/s信号を標準シングルモードファイバ（SMF、波長分散値: 17 ps/nm/km）を用いて伝送する場合、(b) 32本の10 Gbit/s信号を非零分散シフトファイバ（NZDSF、波長分散値: 2.5 ps/nm/km）を用いて伝送する場合の２つのケースを考える。図３に本シミュレーションで検討した伝送路構成を示す。伝送路は、伝送用ファイバとファイバの損失を補償する中継器（光ファイバアンプ）より構成されており、それぞれのケースについて、光ファイバの波長分散値は、各区間を伝送後に１００％補償する構成とした。計算で用いたファイバパラメータを表１に示す。
【表１】
0003693982.tif 000008
【００３９】
図４は、上述の２つのケースに対して、従来技術により速度変換を行わないで伝送した場合、及び、本ＷＤＭ伝送装置により、速度変換を行って伝送した場合の、伝送距離に対するQ値の依存性の計算結果を示した図である。ここで、光ファイバ増幅器は(a)では120 kmごと、(b)では100 kmごとに配置し、各光ファイバ増幅器において全区間のファイバの波長分散値を補償する構成とし、光ファイバ入力パワーは各場合について最適化された値を用いている。また、Q値はSN比に相当する量であり、Q=16.9 dBが符号誤り率10-12に相当する。図４より、(a)では、本発明のＷＤＭ伝送装置により、8本の40 Gbit/sのクライアント信号を32本の10 Gbit/s信号に分割して伝送することによって、より高いQ値（より低い符号誤り率）で伝送することが可能であることがわかる。ここで、10 Gbit/s/chの場合の方がQ値が高くなるのは、伝送速度を下げて受信器のフィルタ帯域幅を1/4としたことにより、ASEに起因するビート雑音が減っているためであり、周波数間隔が小さくなることによる非線形効果の影響は、伝送ファイバの分散値が17 ps/nm/kmと大きいため、SN比の改善に比べて非線形効果による劣化量は小さいためである。
【００４０】
次に、(b)の場合には、本発明のＷＤＭ伝送装置により、32本の10 Gbit/s信号を、8本の40 Gbit/s信号に多重化して伝送した場合のほうが高いQ値が得られることがわかる。これは、NZDSFでは、光ファイバの波長分散値が2.5 ps/nm/kmと小さく、10 Gbit/s/ch、25 GHz間隔では非線形効果による波形歪、波長間クロストークが大きいが、波長あたりの伝送速度を40 Gbit/sとして波長間隔を広げることにより、この非線形効果の影響を抑圧した効果が大きく、この改善量がSN比の劣化分を上回るためである。図５に、それぞれの伝送速度におけるNZDSF 700 km伝送後のアイダイヤグラム及び光スペクトルを示す。（a）、（c）は、40 Gbit/s/chで100 GHz間隔、（b）、（d）は、10 Gbit/s/chで25 GHz間隔である場合についてそれぞれ示している。10 Gbit/s/chの場合には、非線形効果の影響により４光波混合光が発生しており、これがクロストークとなってアイパターンが劣化していることがわかる。
【００４１】
以上説明したように、光ファイバの性質により、最適な波長あたりの伝送速度及び波長間隔は異なることがわかる。光ファイバの特性に応じて伝送速度及び波長間隔を決定するには、光ファイバの損失、波長分散値、偏波分散値が既知であれば、様々な伝送速度及び波長間隔に対して、上記の数値シミュレーションにより、Q値を計算し、Q値が最も大きくなるように伝送速度及び波長間隔を決定すればよい。
【００４２】
以上により、光ファイバの特性に応じて伝送速度及び波長間隔を決定することが可能となり、より符号誤り率の低い高品質の信号伝送や、周波数利用効率の向上、低コスト化などのメリットが期待できる。
【００４３】
本発明の第３の実施形態について図６〜図８を参照して説明する。図６は、ＷＤＭ伝送装置が複数の方路に対応するインタフェースを持ち、メッシュ上に接続されてクライアント信号を伝送するＷＤＭネットワークを示す。図７に本実施形態のＷＤＭ伝送装置の構成を示す。本実施形態のＷＤＭ伝送装置は、ＯＥＯ型多重分離部７１と、光接続部７６と、波長多重分離部７２と、帯域割当制御部７３より構成されており、ＯＥＯ型多重分離部７１は、クライアント装置７４、及び光接続部７６に接続されている。ＯＥＯ型多重分離部７１は、クライアント装置７４からのクライアント信号を複数の低速信号に分離する、または複数のクライアント信号を高速信号に多重する。光接続部７６は、ＯＥＯ型多重分離部７１及び各方路に対応する複数の波長多重分離部７２に接続されており、波長単位または複数の波長単位で入出力ポートの接続を行う。波長多重分離部７１は光接続部７６及び光ファイバ７５に接続されており、光接続部７６から出力された光信号を波長領域で多重して光ファイバに送出するとともに、光ファイバより受信した波長多重信号を波長ごとに分離して光接続部７６に出力する。また、帯域割当制御部７３は、伝送ファイバの損失、波長分散値、偏波分散値、非線形定数のデータより、最適な波長あたりの伝送速度を決定し、ＯＥＯ型多重分離部での電気多重分離を制御する。
【００４４】
光接続部７６は、受信した光信号がＯＥＯ型多重分離部７１に接続されているクライアント装置４宛の信号であれば、その信号をＯＥＯ型多重分離部７１に送る。一方、光接続部７６は、受信した光信号が他の装置に接続されているクライアント装置４宛の信号であれば、光信号のまま波長多重分離部２に送り、同じ方路に出力される光信号を波長多重してファイバに送出する。従って、本実施形態の場合には、帯域割当制御部３において伝送速度を決定する際に、出力側に接続されているファイバの特性だけでなく、対向するクライアント装置４が収容されているＷＤＭ伝送装置までのすべてのファイバの特性を考慮して伝送速度を決定する必要がある。
【００４５】
図８に、本実施形態のＷＤＭ伝送装置を用いたクライアント信号の伝送例を示す。図８(a)は、光ファイバの偏波分散により、高速信号（40 Gbit/s）の伝送可能距離が１リンクに限られている場合である。この場合、10 Gbit/sでは４倍の偏波分散値まで伝送することが可能である。シングルモード光ファイバの偏波分散値は、ファイバ長の平方根に比例する性質があるので、距離にしてほぼ16倍の距離のファイバの偏波分散値まで伝送可能となる。従って、40 Gbit/sを４本の10 Gbit/sに分離して伝送することにより、２リンク以上の区間にわたって伝送が可能である。また、図８(b)に示すように、４本の10 Gbit/s信号は異なるルートを通って伝送した場合でも、ルート間の伝播遅延差がバーチャルコンカチネーションで吸収できる遅延差の範囲内であれば、伝送可能である。
【００４６】
また、ＷＤＭ伝送装置において、伝送速度のみならず波長間隔もファイバの特性に応じて決定する場合にも、出力側に接続されている光ファイバのみならず、対向するクライアント装置が接続されているＷＤＭ伝送装置までのすべての光ファイバの特性（損失、波長分散値、偏波分散値、非線形定数）を考慮して決定すればよいことは説明するまでもない。
【００４７】
本発明の第４実施形態について図９、図１０を参照して説明する。図９は、光ファイバの波長分散値の波長依存性を示した図である。ここに示すように、長距離通信に用いられる1.5〜1.6μmの波長帯では、波長分散値は波長が長くなるほど大きくなるという性質がある。ファイバがDSFの場合には、長距離通信で主に用いられている1550 nm帯では、波長分散値は0 ps/nm/km程度と非常に小さく、また、Lバンドと呼ばれる波長1600 nm帯では、3〜4 ps/nm/nm程度となる。一方、第２実施形態で説明したように、ファイバ中での非線形効果による波形歪、クロストークは、波長分散値が小さく、波長間隔が小さくなるほど影響が大きくなる。
【００４８】
本発明のＷＤＭ伝送装置において、図１０に示したように、波長分散値の小さい波長領域では、波長間隔を大きくして伝送速度の大きい信号に割り当て、波長分散が大きくなるに従って、波長間隔が小さく、伝送速度の低い信号に割り当てることによって、非線形効果による影響を軽減することが可能である。具体的には、図１０に示すように、光接続部１０４に接続された波長多重分離部（多重側）を異なる波長間隔の合分波部１００a、１００bを光カプラ１０１で結合し、光接続部１０５に接続された波長多重分離部（分離側）を異なる波長間隔の波長帯Ａ用合分波器１０３a及び波長帯Ｂ用合分波器１０３ｂを光カプラ１０２で結合して構成することで実現可能である。
ここで、合分波部にはアレイ導波路格子フィルタが適用可能であり、光導波路の構造により波長間隔を変化させることが可能である。また、光カプラとしては、例えばファイバ溶融延伸型カプラを用いても良い。
【００４９】
本発明の第５実施形態について図１１を参照して説明する。図１１は、各ＷＤＭ伝送装置が異種のファイバで接続されている場合を示す。ファイバAは零分散波長が1550 nm程度のDSFであり、ファイバBは零分散波長が1590nm程度のNZDSFである例を考える。この場合に、ファイバAに対して実施形態３に従って高速信号を短波長側、低速信号を長波長側に割り当てた場合、ファイバBにおいては、高速信号の方は、波長分散値が-4〜-5 ps/nm/km程度となり、波長分散値の絶対値が大きくなる。一方、低速信号のほうは、波長分散値が0 ps/nm/km程度となる。このため、ファイバB中で、波長間隔の狭い低速信号のほうが、非線形効果の影響を強く受けてしまうという問題が起こる。
【００５０】
この場合には、図１２に示すように、高速信号は波長分散の絶対値が小さい長波長側の波長に変換し、低速信号は波長分散の絶対値の大きい短波長側に変換する波長変換部１０７を光接続部１０６と、波長帯Ａ用合分波器１０３a及び波長帯Ｂ用合分波器１０３ｂの間にさらに設けることにより、非線形効果の影響を軽減することが可能である。このように、異種のファイバで接続されたＷＤＭ伝送装置においては、波長変換機能を設けることにより、非線形効果の影響の増大を回避することが可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１および請求項１０に記載の発明によれば、光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、または非線形定数に基づいて、光ファイバに送出する伝送信号の波長あたりの伝送速度を制御するので、波長あたりの伝送速度を設定可能となり、伝送路中での伝送速度に依存する伝送距離制限、符号誤り率の低下を抑圧し、ＷＤＭネットワークの高品質化、経済化が可能である。
【００５２】
請求項２および請求項１１に記載の発明によれば、光ファイバの損失値、波長分散値、偏波モード分散値、または非線形定数に基づいて、光ファイバに送出する伝送信号の波長あたりの伝送速度及び前記伝送信号の波長間隔を制御するので、さらに、波長間隔を設定可能とすることにより、異なる伝送速度の信号を含む光信号を多重化する際に、周波数利用効率の低下を回避しつつ、光ファイバ中での非線形光学効果による信号劣化を抑圧することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１実施形態のＷＤＭ伝送装置の構成図である。
【図２】ＯＥＯ型多重分離部の構成図である。
【図３】ＷＤＭ伝送シミュレーションにおける伝送路構成を示す図である。
【図４】伝送距離に対するＱ値の依存性の計算結果を示すグラフである。
【図５】ＮＺＤＳＦ 700 km 伝送後のアイダイヤグラム及び光スペクトルの計算結果を示す図である。
【図６】本発明第３実施形態のＷＤＭ伝送装置を適用したＷＤＭネットワークの構成図である。
【図７】本発明第３実施形態のＷＤＭ伝送装置の構成図である。
【図８】本発明第３実施形態のＷＤＭ伝送装置を適用した帯域割当方式を示す図である。
【図９】波長分数値の波長依存性を示す図である。
【図１０】本発明第４実施形態の波長多重分離部の構成図である。
【図１１】ＷＤＭ伝送装置間が異種のファイバによって接続されている場合のネットワーク構成、及び波長分散値の波長依存性を示す図である
【図１２】波長変換部を備えたＷＤＭ伝送装置の構成例及び波長変換を示す図である。
【符号の説明】
１a、1b…ＯＥＯ型多重分離部
２a、２b…波長多重分離部
３…帯域割当制御部
４…クライアント装置
５…光ファイバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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