(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
零分散波長がおよそ１５６６ｎｍから１６１６ｎｍの範囲に設定されるノンゼロ分散シフトファイバを伝送路として光送受信装置により波長分割多重信号光の送受信を行う波長分割多重型光伝送システムにおいて、
前記光送受信装置は、
波長分割多重される信号光の波長を１５６１ｎｍ以下、および、１６２１ｎｍ以上にそれぞれ等波長間隔または等周波数間隔で配置し、前記１５６１ｎｍ以下に配置される信号光と前記１６２１ｎｍ以上に配置される信号光とが前記ノンゼロ分散シフトファイバを逆向きに伝搬するよう信号光の伝送を行う
ことを特徴とする波長分割多重型光伝送システム。
【請求項２】
零分散波長がおよそ１５６６ｎｍから１６１６ｎｍの範囲に設定されるノンゼロ分散シフトファイバを伝送路として光送受信装置により波長分割多重信号光の送受信を行う波長分割多重型光伝送システムおいて、
前記光送受信装置は、
信号光の波長を、波長１５１１ｎｍから１６２１ｎｍに不等周波数間隔で配置し、波長１５１１ｎｍ以下および１６２１ｎｍ以上の双方に等波長間隔または等周波数間隔で配置し、これらのうち、１６２１ｎｍ以下に配置される信号光と前記１６２１ｎｍ以上に配置される信号光とが前記ノンゼロ分散シフトファイバを逆向きに伝搬するよう信号光の伝送を行う
ことを特徴とする波長分割多重型光伝送システム。
【請求項３】
零分散波長がおよそ１５６６ｎｍから１６１６ｎｍの範囲に設定されるノンゼロ分散シフトファイバを伝送路として光送受信装置により波長分割多重信号光の送受信を行う波長分割多重型光伝送システムにおいて、
前記光送受信装置は、
信号光の波長を、波長１５６１ｎｍから１６７１ｎｍに不等周波数間隔で配置し、波長１５６１ｎｍ以下および１６７１ｎｍ以上の双方に等波長間隔または等周波数間隔で配置し、これらのうち、１５６１ｎｍ以下に配置される信号光と１５６１ｎｍ以上に配置される信号光とが前記ノンゼロ分散シフトファイバを逆向きに伝搬するよう信号光の伝送を行う
ことを特徴とする波長分割多重型光伝送システム。
【請求項４】
零分散波長がおよそ１４７９ｎｍから１５２９ｎｍの範囲に設定されるノンゼロ分散シフトファイバを伝送路として光送受信装置により波長分割多重信号光の送受信を行う波長分割多重型光伝送システムにおいて、
前記光送受信装置は、
波長分割多重される信号光の波長を１４７４ｎｍ以下、および、１５３４ｎｍ以上にそれぞれ等波長間隔または等周波数間隔で配置し、前記１４７４ｎｍ以下に配置される信号光と前記１５３４ｎｍ以上に配置される信号光とが前記ノンゼロ分散シフトファイバを逆向きに伝搬するよう信号光の伝送を行う
ことを特徴とする波長分割多重型光伝送システム。
【請求項５】
零分散波長がおよそ１４７９ｎｍから１５２９ｎｍの範囲に設定されるノンゼロ分散シフトファイバを伝送路として光送受信装置により波長分割多重信号光の送受信を行う波長分割多重型光伝送システムにおいて、
前記光送受信装置は、
信号光の波長を、波長１４２４ｎｍから１５３４ｎｍに不等周波数間隔で配置し、波長１４２４ｎｍ以下および１５３４ｎｍ以上の双方に等波長間隔または等周波数間隔で配置し、これらのうち、１５３４ｎｍ以下に配置される信号光と前記１５３４ｎｍ以上に配置される信号光とが前記ノンゼロ分散シフトファイバを逆向きに伝搬するよう信号光の伝送を行う
ことを特徴とする波長分割多重型光伝送システム。
【請求項６】
零分散波長がおよそ１４７９ｎｍから１５２９ｎｍの範囲に設定されるノンゼロ分散シフトファイバを伝送路として光送受信装置により波長分割多重信号光の送受信を行う波長分割多重型光伝送システムおいて、
前記光送受信装置は、
信号光の波長を、波長１４７４ｎｍから１５８４ｎｍに不等周波数間隔で配置し、波長１４７４ｎｍ以下および１５８４ｎｍ以上の双方に等波長間隔または等周波数間隔で配置し、これらのうち、１４７４ｎｍ以下に配置される信号光と前記１４７４ｎｍ以上に配置される信号光とが前記ノンゼロ分散シフトファイバを逆向きに伝搬するよう信号光の伝送を行うことを特徴とする
波長分割多重型光伝送システム。
【請求項７】
前記波長分割多重型光伝送システムは、伝送路中に該伝送路の損失を補償するための線形中継光増幅器を１つ以上含む
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の波長分割多重型光伝送システム。
【請求項８】
前記波長分割多重型光伝送システムは、伝走路中に伝送路となるノンゼロ分散シフトファイバと逆符号の分散スロープを持ち零分散波長がほぼ等しい分散補償ファイバを備えた中継器を備え、該中継器により全ての信号光の分散補償を行う
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の波長分割多重型光伝送システム。
【請求項９】
前記波長分割多重型光伝送システムは、伝送路中に伝搬方向の別によって信号光を分離する分波器と、前記分波器により伝搬方向毎に分けられた信号光に対し、光ファイバ伝送路から受ける平均分散とほぼ等しく逆符号の分散を持つ分散補償ファイバとを備えた中継器を備え、伝搬方向毎に信号光の分散補償を行う
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の波長分割多重型光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光送受信装置により零分散波長が１５５０ｎｍ付近にないノンゼロ分散シフトファイバを伝送路として波長分割多重光信号を伝送する波長分割多重型光伝送システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光波長分割多重技術とは、互いに波長の異なる複数の光を複数の電気信号により変調し、これらを光波長フィルタ等の光受動部品により波長多重化して、光ファイバ伝送路に送出し、受信側では波長多重化された信号光を波長毎に分離し、それらを光電気変換してもとの複数の電気信号に復調する技術である。この技術は、複数の信号の多重分離を光受動部品のみによって容易に行うことができ、伝送システムの大容量化に有効である。
光波長分割多重に使用する複数の信号光がエルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）の利得帯域である波長１５３０  ｎｍ〜１５６５  ｎｍに配置された場合、波長分散による波形劣化を最小化するために同じ１５５０  ｎｍ付近に零分散波長が配置された分散シフトファイバにおいては、四光波混合の発生によって信号品質が劣化するという問題があった。
【０００３】
ここで「四光波混合」とは、光周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３を持つ３つの光が伝搬媒体との非線形相互作用により光周波数ｆＦＷＭ＝ｆｉ＋ｆｊ−ｆｋの四光波混合光を発生する現象である。ここで、ｉ，ｊ，ｋは１から３のいずれかの値をとり、かつ、ｊ≠ｋであるものとする。四光波混合光は、ｆｉとｆｊが一致した場合、つまり２つの光でも発生する。
分散の小さい波長領域を用いた波長分割多重型光通信においては、四光波混合光の発生効率は、位相不整合量Δβが小さいほど大きい。ここで、位相整合量Δβは、
Δβ＝（−λ４π／ｃ２）・（ｄＤ／ｄλ）・｛（ｆｉ−ｆ０）＋（ｆｊ−ｆ０）｝・（ｆｉ−ｆｋ）・（ｆｊ−ｆｋ）
で表されることが、Ｋ．Ｉｎｏｕｅ  の論文  ”Ｆｉｂｅｒ  ｆｏｕｒ−ｗａｖｅ  ｍｉｘｉｎｇ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｚｅｒｏ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｒｅｇｉｏｎ”，  Ｊ．Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌ．，  Ｖｏｌ．１０，  ｐｐ．１５５３−１５６１，  １９９２．  に述べられている。ここで、ｆ０は零分散波長を周波数に換算したものである。また、λは光の波長を、ｃは光の速度を、Ｄは波長分散を表している。この式から、波長多重化された複数の信号光のうち、１つの信号光の光周波数がｆ０に一致した場合（ｆｉ＝ｆｊ＝ｆ０）、または、２つの信号光の光周波数が周波数空間でｆ０を挟む場合（ｆｉ−ｆ０＝ｆ０−ｆｊ）にはΔβがゼロとなり、四光波混合の発生効率が最大となることが分かる。発生した四光波混合光の周波数といずれかの信号光の光周波数の差が受信機の受信帯域以内の大きさとなる場合には、四光波混合光は信号光に対して干渉雑音となる。等間隔に配置された光周波数グリッド上に信号光の光周波数が配置されている場合、すなわち等間隔光周波数配置の場合、発生する四光波混合光の光周波数は、必ずこのグリッド上に位置することになる。このため、等間隔光周波数配置の場合には、四光波混合光による干渉雑音の影響が深刻になる。
【０００４】
次に、伝送路となる光ファイバの零分散波長と四光波混合発生効率の関係を示す。
図１は、２００ＧＨｚ間隔１６波の信号光のうち最も波長分散の小さいチャネルの信号光が持つ波長分散を横軸にとり、これらの信号光が光ファイバを伝搬する際に、ある信号光の波長に一致して発生する四光波混合光のパワの信号光パワに対する比率（ｄＢ）を縦軸に示したシミュレーション結果である。ここで、四光波混合光のパワは、Ｋ．Ｉｎｏｕｅ，  Ｈ．Ｔｏｂａによる論文”Ｆｉｂｅｒｆｏｕｒ−ｗａｖｅ  ｍｉｘｉｎｇ  ｉｎ  ｍｕｌｔｉ−ｒｅｐｅａｔｅｒ  ｓｙｓｙｔｅｍｓ  ｗｉｔｈ  ｎｏｎｕｎｉｆｏｒｍ  ｃｈｒｏｍａｔｉｃｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ”，  Ｊ．Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌ．，  １３，  ｐｐ．８８−９３，  １９９５．に示された方法によって見積もった。
ここで、四光波混合光のパワの信号光パワに対する比率が−３０ｄＢ以上になると信号光に劣化が生じることが一般に知られている。よって、図１から、最も波長分散の小さい信号光の波長分散が０．３５  ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ以下にあると劣化が大きくなることが読み取れる。光ファイバの分散スロープは一般に０．０７  ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ程度である。よって、最も零分散波長に近い信号光の零分散波長からの波長距離が５  ｎｍ（＝０．３５／０．０７）より小さいと劣化が生じる、ということが分かる。ただし、零分散波長の両側に信号光が配置される場合にはこの限りではない。
【０００５】
３つの光による四光波混合光の発生は、このうちいずれか一つの光を逆方向に伝搬させることで抑圧される。この理由を以下に述べる。
前述した位相不整合量Δβは、上記３つの光の伝搬定数をそれぞれβｉ，  βｊ，  βｋとし、四光波混合光の伝搬定数をβＦＷＭとすると、
Δβ＝βｉ＋βｊ−βｋ−βＦＷＭ
で表される。伝搬定数は光の波長およびその伝搬方向と関連づけられる物理量で、伝搬方向が変わると符号が反転する。四光波混合光が発生している状態（波長配置）では、Δβはほぼ零であるが、このとき、上記３つの光のいずれかの伝搬方向を逆にすると、Δβは零でなくなることがわかる。つまり、四光波混合光の発生が抑圧されることになる。
【０００６】
また、四光波混合による信号劣化は、Ｆ．Ｆｏｒｇｈｉｅｒｉらの論文”Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｆｏｕｒ−Ｗａｖｅ  Ｍｉｘｉｎｇ  Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ  ｉｎ  ＷＤＭ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ｕｎｅｑｕａｌｌｙ  Ｓｐａｃｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌｓ”，ＩＥＥＥＰｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，  ６，  ｐｐ．７５４−７５６，  １９９４．に詳述されているように、不等間隔波長配置によっても抑圧できる。
ここで「不等間隔波長配置」とは、光周波数ｆｉ，  ｆｊ，  ｆｋの任意の３波から発生した四光波混合光の光周波数ｆＦＷＭ＝ｆｉ＋ｆｊ−ｆｋが、多重化されたどの信号光の光周波数とも、受信機の受信帯域以上の差を持つように、各信号光の光周波数差が不等間隔となるような配置とするものである。例えば、波長１５３６．２  ｎｍ〜１５５８．２  ｎｍの範囲に、周波数間隔が順に１２５，  ３００，  ２００，  ３７５，  １５０，  １７５，  ３５０，  ２５０，  １５０，３２５，  ２２５  ＧＨｚとなるように配置された１２波の波長多重信号光の中の任意の３波が発生した四光波混合光は、どの信号光からも最低２５ＧＨｚ離れた周波数位置に生じることになり、干渉雑音とならない。
一方、四光波混合による信号劣化を抑圧する他の従来技術に、伝送路ファイバとしてノンゼロ分散シフトファイバを用いる技術がある。
ここで「ノンゼロ分散シフトファイバ」とは、利用する波長範囲が１５３０  ｎｍ〜１５６５  ｎｍである場合に四光波混合の発生を回避でき、かつ分散による信号劣化をなるべく小さくする特徴をもった伝送路用光ファイバであり、波長１５３０  ｎｍ〜１５６５  ｎｍにわたって波長分散の絶対値が０．１  ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上６  ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である光ファイバ、と規定されている。このファイバは一般に０．０７ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍの分散スロープを持つため、実際には、零分散波長が１５６６〜１６１６  ｎｍにあるもの、および１４７９〜１５２９  ｎｍにあるものの、２種類のノンゼロ分散シフトファイバがある。
これを伝送路ファイバとすることにより、波長１５３０  ｎｍ〜１５６５  ｎｍに配置された信号光は、先に述べた四光波混合発生の条件を満たすことが無くなる。
【０００７】
ところで、近年、１５３０  ｎｍ〜１５６５  ｎｍに増幅利得を持つＥＤＦＡに加え、１５７５  ｎｍ〜１６０５  ｎｍに利得を持つ利得シフトＥＤＦＡ、１４５０〜１４８５  ｎｍに利得を持つツリウム添加ファイバ増幅器（ＴＤＦＡ）が報告された。また、それぞれ、励起光の波長、半導体の組成をかえることで任意の波長の信号光を増幅できるファイバラマン増幅器および半導体光増幅器の研究も進展している。これらの光増幅器による並列増幅を行うことで、より広い利用帯域で信号光を送ることが可能となり、システムのさらなる大容量化が図れるようになる。利用帯域は最終的にはファイバ損失に制限されるが、光ファイバの損失が０．３  ｄＢ／ｋｍ以下である領域は、１４５０〜１６５０  ｎｍに及ぶことからも、より広い利用帯域で光波長分割多重伝送を行うことが望まれている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先に述べたノンゼロ分散シフトファイバは、利用帯域が１５３０  ｎｍ〜１５６５  ｎｍであることを前提としている。よって、前述のファイバ増幅器を利用することで利用帯域を広げようとする場合、例えば、零分散波長が１５６６〜１６１６  ｎｍにあるノンゼロ分散シフトファイバ上で、１４５０〜１６５０  ｎｍの帯域を利用するような場合には、四光波混合の発生が避けられない。
これに加えて、広波長域を利用した場合には、短波長側の信号光が、誘導ラマン散乱と呼ばれる非線形光学効果によって長波長側の信号光の符号に依存した減衰を受け伝送特性が著しく劣化するという問題が指摘されている。この劣化をラマンクロストークによる劣化と呼ぶ。誘導ラマン散乱の発生効率は、使用する光信号の波長間隔が数１０  ｎｍとなると増大してゆき、１００  ｎｍ程度で最大となることが知られている。
ラマンクロストークによる劣化は、短波長信号光と長波長信号光が光ファイバ伝送路を互いに逆方向に伝搬するような方式、つまり双方向伝送方式によって低減できることが、Ｈ．Ｆ．Ｍａｈｌｅｉｎによる論文  ”Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ  ｄｕｅ  ｔｏ  ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ  ＲａｍａｎＳｃａｔｔｅｒｉｎｇ  ｉｎｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ  ｆｉｂｒｅｓ  ｆｏｒ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ  ｓｙｓｔｅｍｓ”，  Ｏｐｔｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，  １６，  ｐｐ．４０９−４２５，  １９８４に詳述されている。この方式は、ラマンクロストークによる劣化が短波長側の信号光パルスと長波長側の信号光パルスが光ファイバ伝送路を長距離にわたって時間的に重なりながら伝搬することに起因することに着目し、両者を光ファイバ伝送路に対して互いに逆向きに伝搬させることにより、両者の時間的な重なりを平均化させ、長波長側の信号光による短波側信号光の減衰を時間的に平均化しようとするものである。
ただし、Ｈ．Ｆ．Ｍａｈｌｅｉｎによる論文では、短波長側に１波、長波長側に１波を配置する場合についてのみ記載されており、伝送システムの大容量化を目的とする場合には、短波長側の波長帯に複数波、長波長側の波長帯に複数波を、それぞれ配置することになる。しかし、このように各波長帯に複数の信号光を配置すると、近接する波長間の四光波混合による劣化が問題となる。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ノンゼロ分散シフトファイバ上で零分散波長を含む広帯域（５０〜２００  ｎｍ）を利用しする場合であっても、ラマンクロストークによる劣化を低減させるとともに、四光波混合による劣化を低減させる波長分割多重型光伝送システムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明のうち請求項１に記載の発明は、零分散波長がおよそ１５６６ｎｍから１６１６ｎｍの範囲に設定されるノンゼロ分散シフトファイバを伝送路として光送受信装置により波長分割多重信号光の送受信を行う波長分割多重型光伝送システムにおいて、前記光送受信装置は、波長分割多重される信号光の波長を１５６１ｎｍ以下、および、１６２１ｎｍ以上にそれぞれ等波長間隔または等周波数間隔で配置し、前記１５６１ｎｍ以下に配置される信号光と前記１６２１ｎｍ以上に配置される信号光とが前記ノンゼロ分散シフトファイバを逆向きに伝搬するよう信号光の伝送を行うことを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、零分散波長がおよそ１５６６ｎｍから１６１６ｎｍの範囲に設定されるノンゼロ分散シフトファイバを伝送路として光送受信装置により波長分割多重信号光の送受信を行う波長分割多重型光伝送システムおいて、前記光送受信装置は、信号光の波長を、波長１５１１ｎｍから１６２１ｎｍに不等周波数間隔で配置し、波長１５１１ｎｍ以下および１６２１ｎｍ以上の双方に等波長間隔または等周波数間隔で配置し、これらのうち、１６２１ｎｍ以下に配置される信号光と前記１６２１ｎｍ以上に配置される信号光とが前記ノンゼロ分散シフトファイバを逆向きに伝搬するよう信号光の伝送を行うことを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、零分散波長がおよそ１５６６ｎｍから１６１６ｎｍの範囲に設定されるノンゼロ分散シフトファイバを伝送路として光送受信装置により波長分割多重信号光の送受信を行う波長分割多重型光伝送システムにおいて、前記光送受信装置は、信号光の波長を、波長１５６１ｎｍから１６７１ｎｍに不等周波数間隔で配置し、波長１５６１ｎｍ以下および１６７１ｎｍ以上の双方に等波長間隔または等周波数間隔で配置し、これらのうち、１５６１ｎｍ以下に配置される信号光と１５６１ｎｍ以上に配置される信号光とが前記ノンゼロ分散シフトファイバを逆向きに伝搬するよう信号光の伝送を行うことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、零分散波長がおよそ１４７９ｎｍから１５２９ｎｍの範囲に設定されるノンゼロ分散シフトファイバを伝送路として光送受信装置により波長分割多重信号光の送受信を行う波長分割多重型光伝送システムにおいて、前記光送受信装置は、波長分割多重される信号光の波長を１４７４ｎｍ以下、および、１５３４ｎｍ以上にそれぞれ等波長間隔または等周波数間隔で配置し、前記１４７４ｎｍ以下に配置される信号光と前記１５３４ｎｍ以上に配置される信号光とが前記ノンゼロ分散シフトファイバを逆向きに伝搬するよう信号光の伝送を行うことを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、零分散波長がおよそ１４７９ｎｍから１５２９ｎｍの範囲に設定されるノンゼロ分散シフトファイバを伝送路として光送受信装置により波長分割多重信号光の送受信を行う波長分割多重型光伝送システムにおいて、前記光送受信装置は、信号光の波長を、波長１４２４ｎｍから１５３４ｎｍに不等周波数間隔で配置し、波長１４２４ｎｍ以下および１５３４ｎｍ以上の双方に等波長間隔または等周波数間隔で配置し、これらのうち、１５３４ｎｍ以下に配置される信号光と前記１５３４ｎｍ以上に配置される信号光とが前記ノンゼロ分散シフトファイバを逆向きに伝搬するよう信号光の伝送を行うことを特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、零分散波長がおよそ１４７９ｎｍから１５２９ｎｍの範囲に設定されるノンゼロ分散シフトファイバを伝送路として光送受信装置により波長分割多重信号光の送受信を行う波長分割多重型光伝送システムおいて、前記光送受信装置は、信号光の波長を、波長１４７４ｎｍから１５８４ｎｍに不等周波数間隔で配置し、波長１４７４ｎｍ以下および１５８４ｎｍ以上の双方に等波長間隔または等周波数間隔で配置し、これらのうち、１４７４ｎｍ以下に配置される信号光と前記１４７４ｎｍ以上に配置される信号光とが前記ノンゼロ分散シフトファイバを逆向きに伝搬するよう信号光の伝送を行うことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の波長分割型光伝送システムにおいて、前記波長分割多重型光伝送システムは、伝送路中に該伝送路の損失を補償するための線形中継光増幅器を１つ以上含むことを特徴としている。
また、請求項８に記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の波長分割多重型光伝送システムにおいて、前記波長分割多重型光伝送システムは、伝走路中に伝送路となるノンゼロ分散シフトファイバと逆符号の分散スロープを持ち零分散波長がほぼ等しい分散補償ファイバを備えた中継器を備え、該中継器により全ての信号光の分散補償を行うことを特徴としている。
また、請求項９に記載の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の波長分割多重型光伝送システムにおいて、前記波長分割多重型光伝送システムは、伝送路中に伝搬方向の別によって信号光を分離する分波器と、前記分波器により伝搬方向毎に分けられた信号光に対し、光ファイバ伝送路から受ける平均分散とほぼ等しく逆符号の分散を持つ分散補償ファイバとを備えた中継器を備え、伝搬方向毎に信号光の分散補償を行うことを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態による波長分割多重型光伝送システムを図面を参照して説明する。
本実施の形態においては、波長分割多重される信号光の波長配置について始めに説明し、その後その信号光の波長配置による波長分割多重型光伝送システムの構成を説明する。
【００１４】
まず、本発明の波長分割多重される信号光の波長配置の基本概念について説明する。
光ファイバの零分散波長は、製造上のばらつきからファイバ毎に異なる。ここでは、製造上のばらつきにより零分散波長がλ１〜λ２［ｎｍ］の範囲となる光ファイバを伝送路とする場合について考える。ここで、λ１［ｎｍ］は零分散波長の分布における下限を、λ２［ｎｍ］は零分散波長の分布における上限を表すものとする。
広波長域を利用した波長分割多重型光伝送システムでは、波長距離の離れた信号光間でのラマンクロストークを低減するために、短波長側、長波長側の２つの領域に分けた複数の信号光を伝送路に対して互い逆方向に伝搬させることが有効である。
ここで、互いに逆方向に伝搬すべき複数の信号光の波長を、使用する光ファイバ伝送路の零分散波長に基づいて規定する。これにより、四光波混合による劣化を効率的に抑圧することができる。
【００１５】
具体的には、図２〜図４に示すような信号光の波長配置とすると良い。即ち、
ａ）波長（λ２＋５  ）［ｎｍ］以上の複数の信号光と、波長（λ１−５）［ｎｍ］以下の複数の信号光を、互いに逆向きに伝搬させる（図２参照）
ｂ）波長（λ２＋５）［ｎｍ］以上の複数の信号光と、波長（λ２＋５）［ｎｍ］以下の複数の信号光を、互いに逆向きに伝搬させ、かつ、波長（２λ１−λ２−５）［ｎｍ］以上（λ２＋５）［ｎｍ］以下の複数の信号光の光周波数差は、不等間隔に配置する（図３参照）
ｃ）波長（λ１−５  ）［ｎｍ］以上の複数の信号光と、波長（λ１−５）［ｎｍ］以下の複数の信号光を、互いに逆向きに伝搬させ、かつ、波長（λ１−５  ）［ｎｍ］以上（２λ２−λ１＋５）［ｎｍ］以下の複数の信号光の光周波数差は、不等間隔に配置する（図４参照）
のいずれかにすることにより、四光波混合による劣化が抑圧できる。
【００１６】
次に上述のような信号光の波長配置とする理由を詳細に説明する。
図２に示した波長配置とした理由は次の通りである。
１）図１に示す結果から零分散波長からの信号光の波長距離が５ｎｍ（＝０．３５／０．０７）以上とすることで零分散波長より長波長側の信号光同志、または短波長側の信号光同志による四光波混合の発生を抑えることができる。よって、零分散波長がλ１〜λ２［ｎｍ］の範囲となる光ファイバを伝送路とする場合において、零分散波長の上限λ２を考慮して、波長分割多重される複数の信号光の一部を波長（λ２＋５）［ｎｍ］以上に配置することで、波長（λ２＋５）［ｎｍ］以上に配置された信号光同志での四光波混合の発生を抑えることができる。
２）零分散波長の下限λ１を考慮して、波長分割多重されるその他の複数の信号光を波長（λ１−５）［ｎｍ］以下に配置することで、波長（λ１−５）［ｎｍ］以下に配置された信号光同志での四光波混合の発生を抑えることができる。
３）さらに、波長（λ２＋５）［ｎｍ］以上に配置された複数の信号光と、波長（λ１−５）［ｎｍ］以下に配置された複数の信号光を逆向きに伝搬させることによってこれらの間での四光波混合の発生を抑圧できる。
以上の３点より図２のような信号光の波長配置とするとよい。
【００１７】
次に図３に示した波長配置とした理由は以下の通りである。
１）光ファイバの零分散波長の上限λ２を考慮して、波長（λ２＋５）［ｎｍ  ］以上に信号光を配置することで、波長（λ２＋５）［ｎｍ  ］以上に配置された信号光同士での四光波混合を押さえることができる。
２）また、波長（λ２＋５  ）［ｎｍ］以上に配置された複数の信号光と、波長（λ２＋５  ）［ｎｍ］以下に配置された複数の信号光とが逆向きに伝搬させることによってこれらの間で四光波混合の発生を抑圧できる。
３）光ファイバの零分散波長λを波長空間で真ん中に挟む複数の信号光が光ファイバを同方向に伝播する場合、上述のように零分散波長λを中心として四光波混合の影響が問題となる同方向に伝搬する範囲の周波数帯において、その信号光の光周波数差を不等間隔に配置することにより干渉雑音が抑圧される。ここで、光ファイバの零分散波長λ［ｎｍ］が下限λ１となる最悪の場合を考慮すると、（２λ１−λ２−５  ）（＝λ１−｛［λ２＋５］−λ１｝）  ［ｎｍ］以上（λ２＋５）［ｎｍ］以下の複数の信号光については、その光周波数差を不等間隔に配置することで、確実に干渉雑音が抑圧される。
以上の３点より図３のような光信号の波長配置とするとよい。
【００１８】
次に図４に示した波長配置とした理由は図３で説明した内容と同じであるが、繰り返すと以下の通りとなる。
１）光ファイバの零分散波長の上限λ１を考慮して、波長（λ１−５）［ｎｍ  ］以上に信号光を配置することで、これらの信号光同士での四光波混合を押さえることができる。
２）また、波長（λ１−５  ）［ｎｍ］以上に配置された複数の信号光と、波長（λ１−５  ）［ｎｍ］以下に配置された複数の信号光とが逆向きに伝搬させることによってもこれらの間で四光波混合の発生を抑圧できる。
３）光ファイバの零分散波長λを波長空間で真ん中に挟む複数の信号光が光ファイバを同方向に伝播する場合、上述のように零分散波長λを中心として四光波混合による影響が問題となる同方向に伝搬する範囲の周波数帯において、その信号光の光周波数差を不等間隔に配置することにより干渉雑音が抑圧される。ここで、光ファイバの零分散波長λが上限λ２となる最悪の場合を考慮すると、（λ１−５）［ｎｍ］以上（２λ２−λ１＋５）（＝λ２＋｛λ２−［λ１−５］｝）［ｎｍ］以下の複数の信号光については、その光周波数差を不等間隔に配置することで、確実に干渉雑音が抑圧される。
以上の３点より図４のような光信号の波長配置とするとよい。
【００１９】
加えて、上記に示した３通りの波長配置のすべてにおいては、波長（λ２＋５  ）［ｎｍ］以上である信号光と（λ１−５）［ｎｍ］以下である信号光との間で発生する相互位相変調が分散と作用することによって信号光に与える波形歪みが低減される。これは、前者と後者の間の非常に大きなウォークオフが相互位相変調を相殺するためである。なお、「相互位相変調」とは、光パルス波により伝送ファイバの局所的な屈折率が変化し、他の光パルス波の瞬時周波数が変えられ光信号の位相が変化することをいう。
【００２０】
以上述べた信号光の波長配置に対する規定は、零分散波長がおよそ１５６６ｎｍから１６１６ｎｍの範囲に配置されるノンゼロ分散シフトファイバを用いる場合、すなわちλ１＝１５６６ｎｍ、λ２＝１６１６ｎｍの場合には、
ａ）波長１５６１（＝１５６６−５）ｎｍ以下の複数の信号光と、波長１６２１（＝１６１６＋５）ｎｍ以上の複数の信号光を、互いに逆向きに伝搬させる
ｂ）波長１６２１（＝１６１６＋５）ｎｍ以上の複数の信号光と、波長１６２１ｎｍ以下の複数の信号光を、互いに逆向きに伝搬させ、波長１５１１（２×１５６６−１６１６−５）ｎｍ以上１６２１ｎｍ以下の複数の信号光の光周波数差は、不等間隔に配置する
ｃ）波長１５６１（＝１５６６−５）ｎｍ以下の複数の信号光と、波長１５６１ｎｍ以下の複数の信号光を、互いに逆向きに伝搬させ、波長１５６１ｎｍ以上１６７１（＝２×１６１６−１５６１＋５）ｎｍ以下の複数の信号光の光周波数差は、不等間隔に配置する
のいずれかの信号光の波長配置となる。
【００２１】
一方、零分散波長がおよそ１４７９ｎｍから１５２９ｎｍの範囲に配置されるノンゼロ分散シフトファイバを用いる場合、すなわちλ１＝１４７９ｎｍ、λ２＝１５２９ｎｍの場合には、
ａ）波長１４７４（＝１４７９−５）ｎｍ以下の複数の信号光と、波長１５３４（＝１５２９＋５）ｎｍ以下の複数の信号光を、互いに逆向きに伝搬させる
ｂ）波長１５３４（＝１５２９＋５）ｎｍ以上の複数の信号光と、波長１５３４ｎｍ以下の複数の信号光を、互いに逆向きに伝搬させ、波長１４２４（＝２×１４７９−１５２９−５）ｎｍ以上１５３４ｎｍ以下の複数の信号光の光周波数差は、不等間隔に配置する
ｃ）波長１４７４（＝１４７９−５）ｎｍ以下の複数の信号光と、波長１４７４ｎｍ以上の複数の信号光を、互いに逆向きに伝搬させ、波長１４７４ｎｍ以上１５８４（＝２×１５２９−１４７９＋５）ｎｍ以下の複数の信号光の光周波数差は、不等間隔に配置する
のいずれかの信号光の波長配置となる。
【００２２】
次に、上記の信号光の波長配置について図５〜図１０を用いてその具体例を示す。なお、以下の例では、ファイバ伝送路の各端に光送受信装置があり、送信および受信のために所定数の信号光を波長分割多重するものとして説明する。
【００２３】
図５は、ファイバ伝送路として零分散波長が１５６６ｎｍ以上１６１６ｎｍ以下であるノンゼロ分散シフトファイバを使用する場合の信号光の波長配置を示した図である。図５のように一方の光送受信装置から送出する１６波の信号光６１は波長１５６１ｎｍ以下の領域に１００ＧＨｚ間隔で配置する。また、他方の光送受信装置から送出する１６の信号光６２は波長１６２１ｎｍ以上の領域に１００ＧＨｚ間隔で配置する。
これにより、互いに波長間隔の離れた複数の信号光６１と複数の信号光６２が互いに逆方向に伝搬するため、これらの間で生じるラマンクロストークを回避することができる。また、ノンゼロ分散シフトファイバの零分散波長からの波長距離が５ｎｍ以内である複数の信号光、または、零分散波長を波長空間で真ん中に挟む複数の信号光が同一方向に伝搬することがないため、四光波混合の発生による伝送品質の劣化を回避できるようになる。ただし、波長間隔および波長数は、図５の例に限定されるものではない。
【００２４】
図６も図５と同様にファイバ伝送路として零分散波長が１５６６ｎｍ以上１６１６ｎｍ以下であるノンゼロ分散シフトファイバを使用する場合の信号光の波長配置を示した図であるが、その波長配置が異なる。図６の例では、一方の光送受信装置から送出する１６波の信号光６３は、波長１６２１ｎｍ以上の領域に１００ＧＨｚ間隔に配置される。また、他方の光送受信装置から送出する１２波の信号光６４は波長１６２１ｎｍ以下の領域に、波長１５７５．８ｎｍを最短波長として、順に、１２５，  ３００，  ２００，  ３７５，  １５０，  １７５，  ３５０，  ２５０，  １５０，３２５，  ２２５ＧＨｚ間隔で配置される。このような不等間隔配置とすることで、光周波数ｆｉ，ｆｊ，ｆｋの任意の３波から発生した四光波混合光の光周波数ｆＦＷＭ＝ｆｉ＋ｆｊ−ｆｋは、いずれの信号光からも最低２５ＧＨｚ離れた周波数位置にしか発生せず、四光波混合光と信号光との干渉雑音が低減できる。
これにより、互いに波長間隔の離れた複数の信号光６３と複数の信号光６４が互いに逆方向に伝搬するため、これらの間で生じるラマンクロストークを回避することができる。さらに、同一方向に伝搬した場合に零分散波長を間に挟んで四光波混合を発生し得る複数の信号光６３と複数の信号光６４が逆方向に伝搬することでその間での四光波混合の発生を回避できる。さらに、同一方向に伝搬するため四光波混合を発生する波長１５１１ｎｍ以上１６２１ｎｍ以下の複数の信号光は、不等間隔配置とすることで、発生した四光波混合光が信号光に与える干渉雑音を低減できる。
ただし、波長間隔および波長数は図６の例に限定されるものではなく、不等間隔波長配置については、光周波数ｆｉ，ｆｊ，ｆｋの任意の３波から発生した四光波混合光の光周波数ｆＦＷＭ＝ｆｉ＋ｆｊ−ｆｋが、多重化されたどの信号光の光周波数とも、受信機の受信帯域以上の差を持つような配置であればよい。
【００２５】
図７も図５、図６と同様にファイバ伝送路として零分散波長が１５６６ｎｍ以上１６１６ｎｍ以下であるノンゼロ分散シフトファイバを使用する場合の信号光の波長配置を示した図であるが、その波長配置が異なる。図７の例では、一方の光送受信装置から送出する１６波の信号光９１は、波長１５６１ｎｍ以下の領域に１００ＧＨｚ間隔に配置される。また、他方の光送受信装置から送出する１２波の信号光９２は波長１５６１ｎｍ以上の領域に、波長１５７５．８ｎｍを最短波長として、順に、１２５，  ３００，  ２００，  ３７５，  １５０，  １７５，  ３５０，  ２５０，  １５０，  ３２５，  ２２５  ＧＨｚ間隔で配置される。このような不等間隔配置とすることで、光周波数ｆｉ，  ｆｊ，  ｆｋの任意の３波から発生した四光波混合光の光周波数ｆＦＷＭ＝ｆｉ＋ｆｊ−ｆｋは、いずれの信号光からも最低２５ＧＨｚ離れた周波数位置にしか発生せず、四光波混合光と信号光との干渉雑音が低減できる。
これにより、互いに波長間隔の離れた複数の信号光９１と複数の信号光９２が互いに逆方向に伝搬するため、これらの間で生じるラマンクロストークを回避することができる。さらに、同一方向に伝搬した場合に零分散波長を間に挟んで四光波混合を発生し得る複数の信号光９１と複数の信号光９２とが逆方向に伝搬することでその間での四光波混合の発生を回避できる。さらに、同一方向に伝搬するため四光波混合を発生する波長１５６１ｎｍ以上１６７１ｎｍ以下の複数の信号光は、不等間隔配置とすることで、発生した四光波混合光が信号光に与える干渉雑音を低減できる。
ただし、波長間隔および波長数は図７の例に限定されるものではなく、不等間隔波長配置については、光周波数ｆｉ，  ｆｊ，  ｆｋの任意の３波から発生した四光波混合光の光周波数ｆＦＷＭ＝ｆｉ＋ｆｊ−ｆｋが、多重化されたどの信号光の光周波数とも、受信機の受信帯域以上の差を持つような配置であればよい。
【００２６】
図８はファイバ伝送路として零分散波長が１４７９ｎｍ以上１５２９ｎｍ以下であるノンゼロ分散シフトファイバを使用する場合の信号光の波長配置を示した図である。図８において、一方の光送受信装置から送出する１６波の信号光１０１は波長１４７４ｎｍ以下の領域に１００ＧＨｚ間隔で配置される。また、他方の光送受信装置から送出する１６の信号光１０２は波長１５３４ｎｍ以上の領域に１００ＧＨｚ間隔で配置される。
これにより、互いに波長間隔の離れた複数の信号光１０１と複数の信号光１０２が互いに逆方向に伝搬するため、これらの間で生じるラマンクロストークを回避することができる。また、零分散波長からの波長距離が５ｎｍ以内である複数の信号光、または、零分散波長を波長空間で真ん中に挟む複数の信号光が同一方向に伝搬することがないため、四光波混合の発生による伝送品質の劣化を回避できる。ただし、波長間隔および波長数は、図８の例に限定されるものではない。
【００２７】
図９も図８と同様にファイバ伝送路として零分散波長が１４７９ｎｍ以上１５２９ｎｍ以下であるノンゼロ分散シフトファイバを使用する場合の信号光の波長配置を示した図であるが、その波長配置が異なる。図９の例では、一方の光送受信装置から送出する１６波の信号光１１１は、波長１５３４ｎｍ以上の領域に１００ＧＨｚ間隔に配置される。また、他方の光送受信装置から送出する１２波の信号光１１２は波長１５３４ｎｍ以下の領域に、波長１５００．８ｎｍを最短波長として、順に、１２５，  ３００，  ２００，  ３７５，  １５０，  １７５，  ３５０，  ２５０，  １５０，  ３２５，  ２２５  ＧＨｚ間隔で配置される。このような不等間隔配置とすることで、光周波数ｆｉ，  ｆｊ，ｆｋの任意の３波から発生した四光波混合光の光周波数ｆＦＷＭ＝ｆｉ＋ｆｊ−ｆｋは、いずれの信号光からも最低２５ＧＨｚ離れた周波数位置にしか発生せず、四光波混合光と信号光との干渉雑音が低減できる。
これにより、互いに波長間隔の離れた複数の信号光１１１と複数の信号光１１２が互いに逆方向に伝搬するため、これらの間で生じるラマンクロストークを回避することができる。また、同一方向に伝搬した場合に零分散波長を間に挟んで四光波混合を発生し得る複数の信号光１１１と複数の信号光１１２とが逆方向に伝搬することでその間での四光波混合の発生を回避できる。さらに、同一方向に伝搬するため四光波混合を発生する波長１４２４ｎｍ以上１５３４ｎｍ以下の複数の信号光は、不等間隔配置とすることで、発生した四光波混合光が信号光に与える干渉雑音を低減できる。
ただし、波長間隔および波長数は図９の例に限定されるものではなく、不等間隔波長配置については、光周波数ｆｉ，  ｆｊ，  ｆｋの任意の３波から発生した四光波混合光の光周波数ｆＦＷＭ＝ｆｉ＋ｆｊ−ｆｋが、多重化されたどの信号光の光周波数とも、受信機の受信帯域以上の差を持つような配置であればよい。
【００２８】
図１０も図８、図９と同様にファイバ伝送路として零分散波長が１４７９ｎｍ以上１５２９ｎｍ以下であるノンゼロ分散シフトファイバを使用する場合の信号光の波長配置を示した図であるが、その波長配置が異なる。図１０の例では、一方の光送受信装置から送出する１６波の信号光１０３は、波長１４７４ｎｍ以下の領域に１００ＧＨｚ間隔に配置される。また、他方の光送受信装置から送出する１２波の信号光１０４は波長１４７４ｎｍ以上の領域に、波長１５００．８ｎｍを最短波長として、順に、１２５，  ３００，  ２００，  ３７５，  １５０，  １７５，  ３５０，  ２５０，  １５０，３２５，  ２２５  ＧＨｚ間隔で配置される。このような不等間隔配置とすることで、光周波数ｆｉ，  ｆｊ，  ｆｋの任意の３波から発生した四光波混合光の光周波数ｆＦＷＭ＝ｆｉ＋ｆｊ−ｆｋは、いずれの信号光からも最低２５ＧＨｚ離れた周波数位置にしか発生せず、四光波混合光と信号光との干渉雑音が低減できる。
これにより、互いに波長間隔の離れた複数の信号光１０３と複数の信号光１０４が互いに逆方向に伝搬するため、これらの間で生じるラマンクロストークを回避することができる。さらに、同一方向に伝搬した場合に零分散波長を間に挟んで四光波混合を発生し得る複数の信号光１０３と複数の信号光１０４が逆方向に伝搬することでその間での四光波混合の発生を回避できる。さらに、同一方向に伝搬するため四光波混合を発生する波長１４７４ｎｍ以上１５８４ｎｍ以下の複数の信号光は、不等間隔配置とすることで、発生した四光波混合光が信号光に与える干渉雑音を低減できる。
ただし、波長間隔および波長数は図１０の例に限定されるものではなく、不等間隔波長配置については、光周波数ｆｉ，  ｆｊ，  ｆｋの任意の３波から発生した四光波混合光の光周波数ｆＦＷＭ＝ｆｉ＋ｆｊ−ｆｋが、多重化されたどの信号光の光周波数とも、受信機の受信帯域以上の差を持つような配置であればよい。
【００２９】
次に、ノンゼロ分散シフトファイバを伝送路とし、上記で説明した信号光の波長配置を用いる波長分割多重型光伝送システムの構成例を示す。
図１１は、光波長分割多重双方向伝送方式を適用されるノンゼロ分散シフトファイバ上でのポイントツーポイント波長分割多重型光伝送システム構成を示すブロック構成図である。
図１１より、波長分割多重型光伝送システムは、一方の光送受信装置５４と他方の光送受信装置５６、そして光送受信装置５４、５６を結ぶ一本のノンゼロ分散シフトファイバ伝送路５５により構成されている。ここで、光送受信装置５４から送出される複数の信号光と光送受信装置５６から送出される複数の信号光はノンゼロ分散シフトファイバ伝送路５５を互いに逆向きに伝搬するものである。
なお、光送受信装置５４、５６は、互いに波長の異なる複数の光を複数の電気信号により変調し、これらを波長多重化して送信する送信回路５１と、波長多重化された互いに波長の異なる複数の信号光を波長毎に分離し、それらを光電気変換して複数の電気信号に復調する受信回路５２、および、送信回路からは伝送路に、伝送路からは受信回路に信号光を導くフィルタまたはサーキュレータ５３から構成される。さらに、送信回路５１は互いに異なる波長に設定された複数の光源（レーザ）、光源から出力される光搬送波をデータ信号で変調する複数の変調器、複数の信号光を波長多重化する合波器等により構成さる。また、受信回路５２は複数の信号光を分離する分波器および分波された信号光から電気信号を復調する複数の受信機等により構成される。なお、送信回路５１は光源のバイアス等を直接変調する方式も適応可能である。
【００３０】
図１１に示す構成において、複数の信号光が光送受信装置５４、５６で受ける損失を補償するために、送信回路５１の後またはノンゼロ分散シフトファイバ伝送路５５の前に光増幅器をさらに配置してもよい。また、信号の受信感度を増加させるために、受信回路５２の前または受信機の前に光増幅器をさらに配置してもよい。利用できる光増幅器としては、エルビウム添加ファイバ増幅器、利得シフトエルビウム添加ファイバ増幅器、ツリウム添加ファイバ増幅器、ファイバラマン増幅器、半導体光増幅器がある。なお、エルビウム添加ファイバ増幅器は波長１５３０〜１５６５  ｎｍの信号光を、利得シフトエルビウム添加ファイバ増幅器は波長１５７０〜１６０５  ｎｍの信号光を、ツリウム添加ファイバ増幅器は波長１４４０〜１４８０  ｎｍの信号光を、それぞれ一括に増幅できる。また、ファイバラマン増幅器および半導体光増幅器は、それぞれ、励起光の波長、半導体の組成により、任意の波長の信号光を増幅できる。
【００３１】
図１２は、ポイントツーポイント多中継波長分割多重型光伝送システム構成を示すブロック構成図である。図１２に示したように、その構成は、図１１に示した構成において、ノンゼロ分散シフトファイバ伝送路５５の途中に、その損失を補償するために、線形中継光増幅器７１を挿入した構成となっている。ここで、図１２において図１１の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。なお、図１２は、線形中継光増幅器７１が１個の例を示しているが、この線形中継光増幅器７１は伝送路中に所定間隔で複数設けてもよい。
このように、伝送路中に線形中継光増幅器を設けることにより、信号光の伝送距離を長くすることができる。
ここで、線形中継光増幅器７１は、互いに逆方向に伝搬する複数の信号光を一括に増幅する双方向光増幅器であってもよいし、図１３に示したように、フィルタまたはサーキュレータ８１によって伝搬方向の別に分離された複数の信号光が光増幅器６２で増幅され、フィルタまたはサーキュレータ８１によって再び伝搬方向の異なる複数の信号光と多重されるような構成であってもよい。
また、双方向に伝送するすべての信号光は線形中継時に分散補償されてもよい。例えば、光ファイバ伝送路と逆符号の分散スロープを持ち零分散波長がほぼ等しい分散補償ファイバを用いて、一括に分散補償されてもよい。これにより、少ない部品点数で分散補償を行うことができる。また、図１３に示したように、伝搬方向の別によって分離され、この際、それぞれの伝搬方向の信号光が光ファイバ伝送路から受ける平均分散とほぼ等しく逆符号の分散を持つ分散補償ファイバによって、伝搬方向毎に分散補償されてもよい。これにより、より高い精度で分散補償を行うことができる。
【００３２】
なお、上述の光信号の波長配置における利用形態は、図１１から図１３に示すポイント・ツー・ポイント伝送システムに限らず、あらゆるネットワーク形態の波長分割多重型光伝送システムに適用可能である。
【００３３】
本実施の形態では、ノンゼロ分散シフトファイバを例にして、説明を行ったが、零分散波長が１５３０〜１５７０ｎｍに配置される分散シフトファイバを用いた場合には、
ａ）波長１５２５（１５３０−５）ｎｍ以下の複数の信号光と、波長１５７５（＝１５７０＋５）ｎｍ以上の複数の信号光を、互いに逆向きに伝搬させる
ｂ）波長１５７５ｎｍ以上の複数の信号光と、波長１５７５ｎｍ以下の複数の信号光を、互いに逆向きに伝搬させ、波長１４８５（＝２×１５３０−１５７０−５）ｎｍ以上１５７５ｎｍ以下の複数の信号光の光周波数差は、不等間隔に配置する
ｃ）波長１５２５ｎｍ以下の複数の信号光と、波長１５２５ｎｍ以上の複数の信号光を、互いに逆向きに伝搬させ、波長１５２５ｎｍ以上１６１５（＝２×１５７０−１５３０＋５）ｎｍ以下の複数の信号光の光周波数差は、不等間隔に配置する
のいずれかの光信号の波長配置となる。
【００３４】
また、零分散波長が１３００〜１３３０  ｎｍに配置される通常シングルモードファイバを用いた場合には、
ａ）波長１３３５（＝１３３０＋５）ｎｍ以上の複数の信号光と、波長１２９５（＝１３００−５）ｎｍ以下の複数の信号光を、互いに逆向きに伝搬させる
ｂ）波長１３３５ｎｍ以上の複数の信号光と、波長１３３５ｎｍ以下の複数の信号光を、互いに逆向きに伝搬させ、波長１２６５（＝２×１３００−１３３０−５）ｎｍ以上１３３５ｎｍ以下の複数の信号光の光周波数差は、不等間隔に配置する
ｃ）波長１２９５ｎｍ以下の複数の信号光と、波長１２９５ｎｍ以上の複数の信号光を、互いに逆向きに伝搬させ、波長１２９５ｎｍ以上１３６５（＝２×１３３０−１３００＋５）ｎｍ以下の複数の信号光の光周波数差は、不等間隔に配置する
のいずれかの光信号の波長配置となる。
【００３５】
また、零分散波長が１５６６ｎｍから１６１６ｎｍの範囲に配置されるノンゼロ分散シフトファイバを伝送路とする場合において、
１）１５６１（１５６６−５）ｎｍ以下に信号光を配置する
２）１６２１（１６１６＋５）ｎｍ以上に信号光を配置する
３）１５６１ｎｍ以下、および、１６２１ｎｍ以上に信号光を配置し、信号光の伝送路に対する伝搬方向を特定しない
という信号光配置であってもよい。なぜならば、ノンゼロ分散シフトファイバの零分散波長に対する信号光の波長距離を５ｎｍ以上とすることで、零分散波長より長波長側の信号光同志、または、短波長側の信号光同志による四光波混合の発生は抑圧されるからである。零分散波長が１４７９ｎｍから１５２９ｎｍの範囲に配置されるノンゼロ分散シフトファイバを伝送路とした場合にも同様のことがいえる。さらに、上述した零分散波長が１５３０ｎｍから１５７０ｎｍに配置される分散シフトファイバ、零分散波長が１３００ｎｍから１３３０ｎｍに配置される通常シングルモードファイバについても同様のことがいえる。
【００３６】
また、信号光の光周波数差を不等間隔に配置する場合の波長範囲は、伝送路の零分散波長の最悪値を考慮して決定している。これを、光ファイバの零分散波長の製造上のばらつきの分布統計値を利用してより狭い波長範囲において信号光の光周波数差を不等間隔に配置するようにしてもよい。
例えば、零分散波長が１５６６ｎｍから１６１６ｎｍの範囲に配置されるノンゼロ分散シフトファイバを伝送路として用いた場合、図７に示した第３の具体例では、不等間隔に配置すべき信号光の範囲を１５６１ｎｍから１６７１ｎｍと定めた。しかしながら、分布統計を考えたとき実際にはほとんどの伝送路の零分散波長が１５７１ｎｍから１５８６ｎｍにあったとすると、不等間隔に配置すべき信号光の範囲は、１５６１ｎｍ（信号光を光ファイバ伝送路に対して逆向きに伝搬させる境界波長）から１６０６（２×１５８６−１５７１＋５）ｎｍまで狭めてもよい。同様のことは、図６、図９、図１０のそれぞれに示す第２、第５、第６のそれぞれの具体例についてもいえる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、零分散波長を含む広帯域（５０〜２００ｎｍ）を利用した光波長分割多重双方向伝送システムにおいて、所定波長を境に信号光を光ファイバ伝送路に対して互いに逆向きに伝搬させることにより、両者の時間的な重なりを平均化させ、長波長側信号光が誘導ラマン散乱を通して短波長側信号光に与える減衰を時間的に平均化できる。よって、ラマンクロストークによる劣化を低減できる。この時間的重なりの平均化は、両者の間で生じる相互位相変調も平均化させるため、相互位相変調とファイバ分散による波形歪みによる劣化も回避できる。また、同じく所定波長を境に信号光を光ファイバ伝送路に対して互いに逆向きに伝搬させることにより、両者の間の位相不整合量を大きくすることができる。よって長波長側信号光と短波長側信号光の間での四光波混合の発生を抑圧できる。
また、光ファイバ伝送路の零分散波長に対する波長距離を５ｎｍ以上とすることで、零分散波長に対して長波長側の信号光同志、または、短波長側の信号光同志の四光波混合の発生を抑えることができる。
さらに、光ファイバ伝送路の零分散波長を含む波長帯域に信号光を配置する場合、信号光の光周波数差が不等間隔となるように配置することで、四光波混合による信号劣化を押さえて、使用光周波数帯域をさらに広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】信号光の波長分散と四光波混合光強度の関係のシミュレーション結果を示す図である。
【図２】信号光の波長配置を説明する第１の図である。
【図３】信号光の波長配置を説明する第２の図である。
【図４】信号光の波長配置を説明する第３の図である。
【図５】ノンゼロ分散シフトファイバを伝送路とする場合の信号光の長配置の第１の具体例を説明するための図である。
【図６】ノンゼロ分散シフトファイバを伝送路とする場合の信号光の長配置の第２の具体例を説明するための図である。
【図７】ノンゼロ分散シフトファイバを伝送路とする場合の信号光の長配置の第３の具体例を説明するための図である。
【図８】ノンゼロ分散シフトファイバを伝送路とする場合の信号光の長配置の第４の具体例を説明するための図である。
【図９】ノンゼロ分散シフトファイバを伝送路とする場合の信号光の長配置の第５の具体例を説明するための図である。
【図１０】ノンゼロ分散シフトファイバを伝送路とする場合の信号光の長配置の第６の具体例を説明するための図である。
【図１１】波長分割多重型光伝送システムのブロック構成図である。
【図１２】波長分割多重型光伝送システムの他のブロック構成図である。
【図１３】線形中継光増幅器の構成例を示した図である。
【符号の説明】
５１  送信回路
５２  受信回路
５３  フィルタまたはサーキュレータ
５４、５６  光送受信装置
５５  ノンゼロ分散シフトファイバ伝送路
【図１】
0003547607.tif 000002
【図２】
0003547607.tif 000003
【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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【図１３】
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