(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交偏波波長多重処理を行うＷＤＭ光送信装置において、
各々波長が異なる複数の光信号の内、２つの光信号を１組として偏波を直交させて多重する多重手段と、前記多重された１組の光信号の分散値を補償する補償手段と、前記補償された１組の光信号を増幅する増幅手段とを各組毎に具備すると共に、前記増幅された各組の光信号を合波する合波手段を具備し、
前記合波手段で合波される光信号は、互いに偏波が直交した組内では、光信号の波長間隔が狭く、各組間では、光信号の波長間隔が広くなるように、光信号出射時の光信号周波数を定めることを特徴とするＷＤＭ光送信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長の異なる複数の光信号を多重して、送信するＷＤＭ(Wavelength Division Multiplexing)光送信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、大容量化を目的として波長多重伝送方式における波長間隔を狭くし、より多くの光信号を伝送させる方式の開発が盛んである。この種のＷＤＭ光送信装置を図３に示し、その説明を行う。図３は、従来のＷＤＭ光送信装置の構成を示すブロック図である。
【０００３】
この図３に示すＷＤＭ光送信装置１０は、奇数（ＯＤＤ）チャネルと偶数（ＥＶＥＮ）チャネルの光信号の波長を各々増幅し、分散値を補償して合波した後、チャネル番号順に多重して送信するものであり、奇数チャネルの光信号処理側に、各々に光レーザが搭載された複数の光送信回路１１と、これら光送信回路１１に接続された複数の光増幅器１３と、これら光増幅器１３にＤＣＦ（分散補償ファイバ）１５によって接続された合波器１７とを備え、同様に偶数チャネルの光信号処理側に、各々に光レーザが搭載された複数の光送信回路１２と、これら光送信回路１２に接続された複数の光増幅器１４と、これら光増幅器１４にＤＣＦ１６によって接続された合波器１８とを備え、各合波器１７と１８に接続されたＣＰＬ（光カプラ）２０を備えて構成されている。
【０００４】
このような構成において、各々の光送信回路１１から出射された奇数チャネルの光信号が、各々の光増幅器１３で増幅され、各々のＤＣＦ１５を介して合波器１７に入力され、ここで合波される。同様に各々の光送信回路１２から出射された偶数チャネルの光信号が、各々の光増幅器１４で増幅され、各々のＤＣＦ１６を介して合波器１８に入力され、ここで合波される。各合波器１７，１８からの光信号はＣＰＬ２０で多重されたのち光ファイバ伝送路へ送信される。
【０００５】
このような波長多重処理によってＣＰＬ２０から出力される光信号の偏波方向と光スペクトルの一例を図４に示す。この図４では第１奇数チャネルの光信号の波長λ１、第１偶数チャネルの波長λ２、…第ｎ偶数チャネルの波長λｎの順に配列されて多重され、各波長間隔が０．４ｎｍとなっている。
【０００６】
ところが、上記のように波長間隔を狭くすると隣接するチャンネルのクロストークや伝送路内での非線形効果（ＦＷＭ、ＸＰＭ等）による劣化が大きくなり、伝送する光信号が劣化する。この劣化を改善する方法として、全ＷＤＭ信号の奇数チャンネルと偶数チャンネルの偏波を直交させて多重する直交偏波の波長多重方式が提案され、良好な伝送性能が得られている。（ＯＦＣ’９８  ＰＤ１２  ”３２０Ｇｂ／ｓ  ＷＤＭ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  （６４×５Ｇｂ／ｓ）  ｏｖｅｒ  ７２００ｋｍ  ｕｓｉｎｇ  Ｌａｒｇｅ  ＭｏｄｅＦｉｂｅｒ  Ｓｐａｎｓ  ａｎｄ  Ｃｈｉｒｐｅｄ  Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ  Ｓｉｇｎａｌｓ”  参照）直交偏波波長多重方式のＷＤＭ光送信装置を図５に示し、その説明を行う。図５は、従来の直交偏波波長多重方式が適用されたＷＤＭ光送信装置の構成を示すブロック図である。
【０００７】
図５に示すＷＤＭ光送信装置３０は、奇数チャネルの光信号処理側に、各々に光レーザが搭載された複数の光送信回路３１と、これら光送信回路３１に接続された複数の偏波保存型光増幅器３３と、これら偏波保存型光増幅器３３に偏波保存型ＤＣＦ（偏波保存型分散補償ファイバ）１５によって接続された偏波保存型合波器３７とを備え、同様に偶数チャネルの光信号処理側に、各々に光レーザが搭載された複数の光送信回路３２と、これら光送信回路３２に接続された複数の偏波保存型光増幅器３４と、これら偏波保存型光増幅器３４に偏波保存型ＤＣＦ３６によって接続された偏波保存型合波器３８とを備え、各合波器３７と３８に接続されたＰＢＳ（偏波多重カプラ）４０を備えて構成されている。
【０００８】
但し、各光送信回路３１と各偏波保存型光増幅器３３は偏波保存ファイバで接続され、同様に偏波保存型合波器３７とＰＢＳ４０、各光送信回路３２と各偏波保存型光増幅器３４、偏波保存型合波器３８とＰＢＳ４０も偏波保存ファイバで接続されている。
【０００９】
このような構成において、各々の光送信回路３１から出射された奇数チャネルの光信号が、各々の偏波保存型光増幅器３３で増幅され、各々の偏波保存型ＤＣＦ３５を介して偏波保存型合波器３７に入力され、ここで合波される。同様に各々の光送信回路３２から出射された偶数チャネルの光信号が、各々の偏波保存型光増幅器３４で増幅され、各々の偏波保存型ＤＣＦ３６を介して偏波保存型合波器３８に入力され、ここで合波される。各合波器３７，３８からの光信号はＰＢＳ４０で直交偏波波長多重されたのち光ファイバ伝送路へ送信される。
【００１０】
このような直交偏波波長多重処理によってＰＢＳ４０から出力される光信号の偏波方向と光スペクトルの一例を図６に示す。この図６では第１奇数チャネルの光信号の波長λ１、第１偶数チャネルの波長λ２、…第ｎ偶数チャネルの波長λ２ｎの順に配列されて直交多重され、各波長間隔が０．２ｎｍとなっている。つまり、全ての波長間の偏波が直交しているため、全ての波長間隔をより狭くすることができる。
【００１１】
また、この種の直交偏波波長多重を行う装置としては、特開平８−１８５３６号公報に記載されているものがある。この公報の内容は、その要約書の記載を引用すると、光送信器と光合波手段間に偏光制御手段を、波長領域における光分波手段と光受信器間に偏光分離手段をそれぞれ設け、前記光送信器の出力光間の波長間隔を、漏話を無視できる抑圧比が前記光分波手段により得られる最小の波長間隔よりも小さく設定し、かつ、それらの隣りあう波長の出力光の偏光方向を前記偏光制御手段によって略直交させるというものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のＷＤＭ光送信装置において、図５に示した直交偏波波長多重のＷＤＭ光送信装置３０では、波長毎にそれぞれ偏波保持された状態で信号を多重する必要があるため、図３に示した波長多重方式のＷＤＭ光送信装置１０に比べ構成が複雑になるという問題がある。また、多くの偏波保存型光増幅器３３，３４や偏波保存型の分散補償ファイバ３５，３６および合波器３７，３８を含んだ構成となる。これら構成要素３３〜３８のデバイスは特種であるためＷＤＭ光送信装置５０の実現性・量産性が難しいという問題がある。このためこの種の直交偏波波長多重方式の実用化はまだ実現されていない。
【００１３】
また、特開平８−１８５３６号公報においても、波長毎にそれぞれ偏波保持された状態で信号を多重する必要があるため、偏波保存型デバイスのような偏波保存型合波器を用いる必要があり、そのデバイスは実現の難しさやコストが高額であるという問題点がある。
【００１４】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、直交偏波波長多重を行うことによって、より多くの光波長を多重することができると共に、簡易且つ低コストで実現することができるＷＤＭ光送信装置およびＷＤＭ光送信方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を実現するため、直交偏波波長多重処理を行うＷＤＭ光送信装置において、各々波長が異なる複数の光信号の内、２つの光信号を１組として偏波を直交させて多重する多重手段と、前記多重された１組の光信号の分散値を補償する補償手段と、前記補償された１組の光信号を増幅する増幅手段とを各組毎に具備すると共に、前記増幅された各組の光信号を合波する合波手段を具備し、前記合波手段で合波される光信号は、互いに偏波が直交した組内では、光信号の波長間隔が狭く、各組間では、光信号の波長間隔が広くなるように、光信号出射時の光信号周波数を定めることを特徴とするＷＤＭ光送信装置を提供する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態に係るＷＤＭ光送信装置の構成を示すブロック図である。
【００２１】
図１に示すＷＤＭ光送信装置５０は、直交偏波波長多重処理を行うものであり、隣接する奇数および偶数チャネルの１組の光信号（例えば波長はλ１，λ２）が出射されるように、光信号を出射する光レーザが搭載された１組の光送信回路５１，５２と、これら光送信回路５１，５２に偏波保存ファイバで接続されたＰＢＳ（偏波多重カプラ）５４と、ＰＢＳ５４にＤＣＦ（分散補償ファイバ）５６によって接続された光増幅器５８とを備える回路を、光信号全チャネル数ｍの１／２数備えると共に、各々の光増幅器５８に接続された合波器６０を備えて構成されている。
【００２２】
但し、図中一番手前の回路が第１及び第２チャネルの光信号（波長はλ１，λ２）を出射するものであり、後方に向かう順に第３及び第４チャネルの光信号（波長はλ３，λ４）…第ｍ−１及び第ｍチャネルの光信号（波長はλｍ−１，λｍ）を出射するものであるとする。
【００２３】
このような構成において、まず、各第１及び第２チャネルの光送信回路５１，５２から出射された隣接する波長λ１とλ２の光信号が、ＰＢＳ５４によりお互いの光信号の偏波が直交した状態で合波される。この直交偏波多重された２つの信号は、ＤＣＦ５６によりそれぞれの信号の分散値が補償され、その後、光増幅器５８によって一定の光信号パワーまで増幅される。この増幅された光信号と、同様に１組づつ直交偏波多重された他の光信号とが合波器６０で多重される。
【００２４】
このように、実施の形態のＷＤＭ光送信装置によれば、隣接チャネルの光信号を１組毎に直交偏波波長多重するようにしたので、従来の図３に示したような波長多重方式の装置に比べ隣接チャンネル間の非線形相互作用を低減し、伝送距離拡大、狭チャンネル間隔化による波長多重数の拡大を実現することができる。
【００２５】
また、従来の図５に示したような直交偏波波長多重方式の装置に比べ、簡易且つ低コストで実現することができる。この理由は、直交偏波波長多重した光信号の分散を補償して増幅するので、分散補償ファイバや光増幅器の数も半分になり、多くの偏波保存型光増幅器や偏波保存型の分散補償ファイバおよび合波器を用いなくてもよいからである。
【００２６】
この他の実施の形態として、図２に示すように、直交偏波多重された隣り合う２波長（λ１とλ２、λ３とλ４、…、λｍ−１とλｍ）の波長間隔を狭く（例えば０．２ｎｍ）し、各組の間の波長間隔（例えばλ２とλ３、λ４とλ５…）を広く（例えば０．４ｎｍ）設定するようにしてもよい。この設定は、各光送信回路５１，５２の光レーザ出射光の周波数を、各組の光信号では２５ＧＨｚ、各組の間の光信号では５０ＧＨｚとすることによって実現することができる。
【００２７】
また、このように設定できるのでは、直交偏波多重された隣り合う２波長（λ１とλ２、λ３とλ４、…、λｍ−１とλｍ）間のチャンネル間隔は、伝送時の隣接チャンネル間の非線形相互作用（ＦＷＭ、ＸＰＭ等）が低減されるので、偏波の直交性が保たれていないλ２とλ３（λ４とλ５、…）間よりも狭くすることができるからである。
【００２８】
このように偏波が直交している隣接チャネルの波長間隔を狭めることによって、従来の波長多重方式に比べより多くの波長を多重することができる。
【００２９】
また、何れの波長間隔も等間隔とした場合は、６４波などの波長数をあまり多く必要としない光伝送システムにおいては有効となる。これは、波長数が少ない場合は、各波長間隔を等間隔としてもその分間隔を広くすることができ、これによって伝送時の隣接チャンネル間の非線形相互作用（ＦＷＭ、ＸＰＭ等）が低減されるので、特性を改善することができるからである。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、〜したので、直交偏波波長多重を行うことによって、より多くの光波長を多重することができると共に、簡易且つ低コストで実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るＷＤＭ光送信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】他の実施の形態に係るＷＤＭ光送信装置から送信される光信号の偏波方向と光スペクトルの一例を示す図である。
【図３】従来のＷＤＭ光送信装置の構成を示すブロック図である。
【図４】上記従来のＷＤＭ光送信装置から送信される光信号の偏波方向と光スペクトルの一例を示す図である。
【図５】従来の直交偏波波長多重方式が適用されたＷＤＭ光送信装置の構成を示すブロック図である。
【図６】上記従来の直交偏波波長多重方式が適用されたＷＤＭ光送信装置から送信される光信号の偏波方向と光スペクトルの一例を示す図である。
【符号の説明】
１０，３０，５０  ＷＤＭ光送信装置
１１，１２，３１，３２，５１，５２  光送信回路
１３，１４，５８  光増幅器
１５，１６，５６  ＤＣＦ（分散補償ファイバ）
１７，１８，６０  合波器
２０  ＣＰＬ（光カプラ）
３３，３４  偏波保存型光増幅器
３５，３６  偏波保存型ＤＣＦ（偏波保存型分散補償ファイバ）
３７，３８  偏波保存型合波器
４０，５４  ＰＢＳ（偏波多重カプラ）
【図１】
0003575442.tif 000002
【図２】
0003575442.tif 000003
【図３】
0003575442.tif 000004
【図４】
0003575442.tif 000005
【図５】
0003575442.tif 000006
【図６】
0003575442.tif 000007