(57)【要約】  光伝送システム（１５０）の性能をテストし最適化することを対象とした装置（１００）および方法について開示されており、これらは、少なくとも１つのブロードバンド分散補償ユニット（ＤＣＵ）（１０６）または少なくとも１つの偏光解消デバイス（１１４）を含んでいる。偏光解消デバイス（１１４）は、単独で、あるいは少なくとも１つのブロードバンドＤＣＵ（１０６）と組み合わせて使用することができる。光伝送システム（１５０）の初期ローディング（ＩＬ）構成および完全ローディング（ＦＬ）構成におけるデータ・チャネルの性能を最適化するための方法についても開示される。
2007510387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信端末と、受信端末と、前記送信端末と受信端末との間に共に結合された入力ファイバおよび出力ファイバを有する光ファイバ伝送スパンとを含む光伝送システムの性能をテストし最適化するための装置であって、
前記光ファイバ伝送スパンに結合された少なくとも１つのブロードバンド分散補償ユニット（ＤＣＵ）を備える装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つのブロードバンドＤＣＵが、前記送信端末と前記光ファイバ伝送スパンの前記入力ファイバとの間に結合される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つのブロードバンドＤＣＵの光入力に結合された偏光解消デバイスをさらに備える、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
偏光解消デバイスをさらに備え、前記少なくとも１つのブロードバンドＤＣＵの光出力が、前記偏光解消デバイスの光入力に結合され、前記偏光解消デバイスの光出力が前記光ファイバ伝送スパンの前記入力ファイバに結合される、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つのブロードバンドＤＣＵが、前記光ファイバ伝送スパンの前記出力ファイバと前記受信端末との間に結合される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つのブロードバンドＤＣＵが、第１および第２のブロードバンドＤＣＵを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記第１のブロードバンドＤＣＵが、前記送信端末と前記光ファイバ伝送スパンの前記入力ファイバとの間に結合され、前記第２のブロードバンドＤＣＵが、前記スパンの前記出力ファイバと前記受信端末との間に結合される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記送信端末と、前記第１のブロードバンドＤＣＵの光入力との間に結合された偏光解消デバイスをさらに備える、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記第１のブロードバンドＤＣＵの光出力と、前記光ファイバ伝送スパンの前記入力ファイバとの間に結合された偏光解消デバイスをさらに備える、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのブロードバンドＤＣＵは、前記少なくとも１つのブロードバンドＤＣＵが、前記光ファイバ伝送スパンに追加する分散量を制御するためのコンピュータを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのブロードバンドＤＣＵからの分散補償量が少なくとも約＋／−１００ｐｓ／ｎｍの範囲に広がっている、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記ブロードバンドＤＣＵは、各セクションが所定の分散量を有する少なくとも１つのファイバ・スプールと、制御されるスイッチとを含む複数のセクションを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ブロードバンドＤＣＵが、隣接するセクションの間に結合され、前記ブロードバンドＤＣＵ中の光損失の一部分について補償する少なくとも１つの増幅モジュールをさらに備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの増幅モジュールが、光ファイバ・アイソレータと、光ファイバ増幅器と、光ファイバ減衰器とを備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
送信端末、受信端末、および前記送信端末と受信端末との間に結合された光ファイバ伝送スパンを含む光伝送システムの性能をテストし最適化するための方法であって、
前記光ファイバ伝送スパンに結合された少なくとも１つのブロードバンド分散補償ユニット（ＤＣＵ）を提供する工程と、
分散スイープを実施する工程と、
前記光ファイバ伝送スパンのデータ・チャネルの前記性能をテストする工程と、
データ・チャネルごとに最適な量の分散補償を定義する工程と、
データ・チャネルごとに前記実質的に最適な量の分散補償になるよう前記送信端末および受信端末を構成する工程と、
前記光ファイバ伝送スパンから前記少なくとも１つのブロードバンドＤＣＵを除去する工程と
を含む方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１つのブロードバンドＤＣＵが、前記送信端末の光出力と、前記光ファイバ伝送スパンの入力ファイバとの間に結合される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのブロードバンドＤＣＵが、前記光ファイバ伝送スパンの出力ファイバと、前記受信端末の光入力との間に結合される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのブロードバンドＤＣＵが、第１および第２のブロードバンドＤＣＵを備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１のブロードバンドＤＣＵが、前記送信端末の光出力と、前記光ファイバ伝送スパンの入力ファイバとの間に結合され、前記第２のブロードバンドＤＣＵが、前記光ファイバ伝送スパンの出力ファイバと、前記受信端末の光入力との間に結合される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記送信端末の光出力に結合された光入力と、前記少なくとも１つのブロードバンドＤＣＵに結合された光出力とを有する偏光解消デバイスを提供する工程をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記少なくとも１つのブロードバンドＤＣＵに結合された光入力と、前記光ファイバ伝送スパンの入力ファイバに結合された光出力とを有する偏光解消デバイスを提供する工程をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
前記テストする工程が、
前記少なくとも２つのデータ・チャネルの最適な分散補償を識別するのに必要な範囲を超える分散補償範囲において少なくとも２つのデータ・チャネルをほぼ同時にテストする工程をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２３】
前記定義する工程が、
補償後の最適な分散量と補償前の最適な分散量のうちの少なくとも一方を定義する工程をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２４】
前記テストする工程が、
前記システムの初期ローディング（ＩＬ）構成中においてテストを実施する工程をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２５】
前記ＩＬチャネルのチャネル・パワーが、公称チャネル・パワーより大きな値まで増大されて、最適な分散補償値の識別を容易にする、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記テストする工程が、
前記システムの完全ローディング（ＦＬ）構成中においてテストを実施する工程をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２７】
前記テストする工程が、
前記データ・チャネルの性能を最適化する反復的テスト方法を使用する工程をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２８】
前記定義する工程が、
データ・チャネルの位相変調の符号／量、データ・チャネルの変調フォーマット、データ・チャネルのパワー、非チャネル光負荷の光パワー・スペクトルを定義するパラメータ、データ・チャネルの波長、前記光ファイバ伝送スパン中の合計光パワー、光パルス形状、および隣接データとアイドラ・チャネルの間の周波数間隔から成る群から選択される少なくとも１つの最適パラメータおよび／または設定を定義する工程をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２９】
前記変調フォーマットが、振幅変調、および／または位相変調、および／または偏光変調に関連した、ゼロ復帰（ＲＺ）フォーマット、非ゼロ復帰（ＮＲＺ）フォーマット、チャープ・ゼロ復帰（ＣＲＺ）フォーマット、ゼロ復帰差動位相偏移変調（ＲＺ−ＤＰＳＫ）フォーマット、非ゼロ復帰差動位相偏移変調（ＮＲＺ−ＤＰＳＫ）フォーマット、およびキャリア抑圧（ＣＳ）フォーマットから成る群から選択される、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記受信端末および前記送信端末中に前記少なくとも１つの実質的に最適なパラメータを実装する工程をさらに含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
前記第１のＤＣＵを除去し、前記送信端末の前記光出力を前記光ファイバ伝送スパンの前記入力ファイバに結合する工程をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項３２】
前記第２のＤＣＵを除去し、前記受信端末の前記光入力を前記光ファイバ伝送スパンの前記出力ファイバに結合する工程をさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
送信端末と、受信端末と、入力ファイバおよび出力ファイバを有し、前記送信端末と受信端末との間に結合された光ファイバ伝送スパンとを含む光伝送システムの性能をテストし最適化するための装置であって、
前記光伝送システム上で伝送される信号を偏光解消させるための少なくとも１つの偏光解消デバイスを備える装置。
【請求項３４】
分散スイープを実施して初期ローディング（ＩＬ）構成を最適化する手段をさらに備える、請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
前記少なくとも１つの偏光解消デバイスが、偏光スクランブラである、請求項３３に記載の装置。
【請求項３６】
前記手段が、少なくとも１つのブロードバンドＤＣＵを備える、請求項３４に記載の装置。
【請求項３７】
送信端末、受信端末、および前記送信端末と受信端末との間に結合された光ファイバ伝送スパンを含む光伝送システムの性能をテストし最適化するための方法であって、
少なくとも１つの偏光解消デバイスを提供する工程と、
前記送信端末から送信されるデータ・チャネルを偏光解消する工程と、
分散スイープを実施する工程と、
前記光ファイバ伝送スパンの前記データ・チャネルの前記性能をテストする工程と、
データ・チャネルごとに最適な量の分散補償を定義する工程と、
データ・チャネルごとに前記実質的に最適な量の分散補償になるよう前記送信端末および受信端末を構成する工程と
を含む方法。
【請求項３８】
前記定義する工程が、
データ・チャネルの位相変調の符号／量、データ・チャネルの変調フォーマット、データ・チャネルのパワー、非チャネル光負荷の光パワー・スペクトルを定義するパラメータ、データ・チャネルの波長、前記光ファイバ伝送スパン中の合計光パワー、光パルス形状、および隣接データとアイドラ・チャネルの間の周波数間隔から成る群から選択される少なくとも１つの最適パラメータおよび／または設定を定義する工程をさらに含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記変調フォーマットが、振幅変調、および／または位相変調、および／または偏光変調に関連した、ゼロ復帰（ＲＺ）フォーマット、非ゼロ復帰（ＮＲＺ）フォーマット、チャープ・ゼロ復帰（ＣＲＺ）フォーマット、ゼロ復帰差動位相偏移変調（ＲＺ−ＤＰＳＫ）フォーマット、非ゼロ復帰差動位相偏移変調（ＮＲＺ−ＤＰＳＫ）フォーマット、およびキャリア抑圧（ＣＳ）フォーマットから成る群から選択される、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記受信端末および前記送信端末中に前記少なくとも１つの実質的に最適なパラメータを実装する工程をさらに含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４１】
前記少なくとも１つの偏光解消デバイスを前記光ファイバ伝送スパンから除去する工程をさらに含む、請求項３７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連する出願に対する相互参照
本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている、２００３年１０月３０日に出願の米国仮特許出願第６０／５１５，９６８号の恩典を請求するものである。
本発明の態様は、一般に光伝送システムに関する。詳細には、本発明の態様は、光伝送システムの性能をテストし、最適化するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ほとんどのモデム光伝送システムは、ＷＤＭ（wavelength division multiplexing波長分割多重）技法を使用して、単一モード光ファイバ、および光増幅のためのかかる手段を備え、必要に応じてフィルタをかけて許容可能なデータ・チャネル電力および信号対雑音比を維持する共通の光路を介して、複数のデータ・チャネルを伝送する。かかるシステムは、長距離通信リンク、例えば大洋横断通信リンクを実現することができる。
【０００３】
データ・チャネルの最適な性能を達成するために、最初にＩＬ（initial loading初期ローディング）で、次いでＦＬ（full loading完全ローディング）で、伝送システムは、コミッショニング・テスト（commissioning test）として当技術分野において知られている一連の複雑な最適化ルーチンを受ける。かかる１つのルーチンは、データ・チャネルごとの色分散補償のための最適設定を定義することに関する。しかし、従来のコミッショニング・テストは、この伝送システムの全般的コストをかなり増大させてしまう時間のかかる侵襲的なプロシージャを使用して実施される。さらに、動作中に、この伝送システム中の容量アップグレードのインストレーションまたは実装における複数のチャネルの実装では、コストがかかり時間のかかるコミッショニング・テストを反復する必要があることもある。
したがって、当技術分野においては、光伝送システムをテストし、最適化するための改善された装置および方法が必要になっている。
【特許文献１】米国仮特許出願第６０／５１５，９６８号
【非特許文献１】Neal S. Bergano、C.R. Davidson、「Four-Channel WDM Transmission Experiment Over Transoceanic Distance」、Paper PD7、Topical Meeting on Optical Amplifiers and Their Applications、1994年8月
【非特許文献２】B. Bakhshi、W.W. Patterson、J. Leanza、D. Duff、E.A. Golovchenko、M. Nissov、D.I. Kovsh、M. Vaa、D.Sliwinski、R.L. Maybach、K. Razavi、M. Arend、T. Becker、S. Jimenez、「Optical Test Equipment for Performance Evaluation of Installed DWDM Systems」、Techn. Dig. OFC 2002、paper TuY3、166〜168頁、Anaheim、California、2002年3月
【特許文献２】米国特許第６１４７７９６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、一般に光伝送システムをコミッションする（すなわち、テストし最適化する）ための装置および方法を対象としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、送信端末と、受信端末と、少なくとも１つの光ファイバ伝送スパン（fiber-optic transmission span）とを有する光伝送システムの性能をテストし最適化するための装置が提供されている。この装置は、この光ファイバ伝送スパンに結合された少なくとも１つのブロードバンドＤＣＵ（dispersion compensation unit分散補償ユニット）を含んでいる。一実施形態において、この装置は、この送信端末に結合された偏光解消デバイスをさらに備える。別の実施形態においては、この送信端末に結合されたブロードバンドＤＣＵに結合された偏光解消デバイスが提供されている。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、光伝送システムの性能をテストし、最適化するための方法が提供されている。この方法は、送信端末と、受信端末と、この送信端末と受信端末の間に結合された光ファイバ伝送スパンとを提供する工程を含んでいる。この方法は、この光ファイバ伝送スパンに結合された少なくとも１つのブロードバンド分散補償ユニット（ＤＣＵ）を提供する工程と、分散スイープを実施する工程と、光ファイバ伝送スパンのデータ・チャネルの性能をテストする工程と、データ・チャネルごとに最適な量の分散補償を定義する工程と、データ・チャネルごとに最適な量の分散補償になるようにこれらの送信端末および受信端末を構成する工程と、この光ファイバ伝送スパンからこの少なくとも１つのブロードバンドＤＣＵを除去する工程とをさらに含んでいる。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、光伝送システムの性能をテストし、最適化するための方法が提供されている。このシステムは、送信端末と、受信端末と、この送信端末と受信端末の間に結合された光ファイバ伝送スパンとを含んでいる。この方法は、この送信端末から送信されるデータ・チャネルの偏光解消を行う少なくとも１つの偏光解消デバイスを提供する工程と、分散スイープを実施する工程と、この光ファイバ伝送スパンのデータ・チャネルの性能をテストする工程と、データ・チャネルごとに最適な量の分散補償を定義する工程と、データ・チャネルごとに最適な量の分散補償になるようにこれらの送信端末および受信端末を構成する工程とを含んでいる。一実施形態において、この方法は、この光伝送システムからこの少なくとも１つの偏光解消デバイスを除去する工程を含むことができる。
【０００８】
本発明の実施形態の以上に列挙された特徴を詳細に理解することができるようにするために、以上で簡潔に概要を述べた、本発明の態様のより詳細な説明が、実施形態に関して与えられ、これらの実施形態の一部が、添付図面に例示されている。しかし、これらの添付図面は、本発明の典型的な実施形態を例示しているにすぎず、本発明は、他の有効な実施形態を含み得るので、したがって本発明の範囲を限定するものとは考えるべきでないことに留意されたい。
簡単に理解できるようにするために、可能な場合には同じ参照番号を使用して、これらの図面に共通な同じ要素を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の態様は、一般に長距離の海底や地上の光ファイバ伝送システムなどの光伝送システムをコミッションするための装置および方法を対象にしている。
本発明の文脈における用語「分散スイープ」は、少なくとも１つのブロードバンドＤＣＵを用いて、送信端末、受信端末、またはその両方において２つ以上のデータ・チャネルに共通の分散補償を変更し、分散補償の各値（または値の組）についての２つ以上のデータ・チャネルの性能を測定することとして理解すべきである。１次元の分散スイープは、この分散補償がこの送信端末または受信端末においてしか変更されないときに実施される。２次元の分散スイープは、分散補償が送信端末と受信端末の両方で変更されるときに実施される。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態による光伝送システム１５０をコミッションするための例示の装置１００の概略図を示している。図では、システム１５０は、それぞれが複数のデータ・チャネル（例えば、約８から１２８、またはそれ以上のデータ・チャネル）を伝送する複数の単一モード伝送ファイバ（例えば、約２から１６、またはそれ以上のファイバ）を備える波長分割多重（ＷＤＭ）光ファイバ伝送システムである。この図に示される実施形態は、複数のかかる伝送ファイバの伝送ファイバ１０５に関連したシステム１５０の一部分（スパン）１０２と、送信端末１０１と、受信端末１０３とを示している。
【００１１】
例示の一実施形態において、装置１００は、ブロードバンド分散補償ユニット（ＤＣＵ）１０６Ｂと、オプションとしてのブロードバンドＤＣＵ１０６Ａと、オプションとしての偏光解消デバイス（または偏光解消器）１１４を備える。代わりに、装置１００は、ブロードバンドＤＣＵ１０６ＡとブロードバンドＤＣＵ１０６Ｂの両方も含んでいる。さらなる代替実施形態においては、装置１００は、偏光解消デバイス１１４だけしか含んでいないこともある。デバイス１１４は、光ファイバ伝送スパン１０２の送信側に含めることができる。
【００１２】
光ファイバ伝送スパン１０２が比較的短い（例えば、約５００〜１０００ｋｍ）ときには、ブロードバンドＤＣＵ１０６Ａまたは１０６Ｂのどちらか一方は、オプションとすることができる。ブロードバンドＤＣＵ１０６Ａ、１０６Ｂおよび偏光解消デバイス１１４は、それぞれＣＰＵ１０８Ａ、１０８Ｂおよびコントローラ１２６を使用して図に示すように制御される電子的に動作させられるデバイスである。
【００１３】
このＤＣＵは、制御可能な量の色分散を有するブロードバンド光デバイスである。本発明の文脈におけるこの用語「ブロードバンド」は、多数のチャネルについて同時にほぼ同じ量を有する分散補償値を変更するこれらのＤＣＵの機能として理解すべきである。換言すれば、この分散補償値は、この伝送システムの光帯域幅の波長範囲を超える波長範囲にまたがったすべてのチャネルに共通である。これは、（一般的に１つのチャネルまたは数チャネルしかカバーしない）狭いスペクトル領域内で調整可能な分散補償を提供する分散補償デバイスとは異なる。
【００１４】
本明細書中では、（以下の図２を参照して詳細に説明される）これらのブロードバンドＤＣＵおよびこれらのコンポーネントは、適切な場合に接尾辞「Ａ」および「Ｂ」を追加して、個々のデバイス間で区別する以外は、同じ参照番号を使用して識別される。かかるデバイスは、またどのような接尾辞を追加することもなく、これらの参照番号によって参照することもできる。
【００１５】
光ファイバ伝送スパン１０２は、一般に各セグメントが、ファイバセクション１１８（例えば、４０〜１５０ｋｍのファイバセクション）と、エルビウム・ドープ光ファイバ増幅器、ラマン（Raman）光ファイバ増幅器などの光ファイバ増幅器１１６とを含む複数のセグメント１２８を備える。この図に示される実施形態においては、光ファイバ伝送スパン１０２は、ポイント・ツー・ポイント接続を例示的に提供している。代替実施形態（図示せず）においては、光ファイバ伝送スパン１０２は、さらに少なくとも１つの分岐ユニット（例えば、アッド・アンド・ドロップ（add-and-drop）分岐ユニット）を備えていてもよく、また光ファイバネットワークの一部分であってもよい。
【００１６】
送信（またはＴＸ）端末１０１は、図では、送信端末装置ユニット１０４と、ＷＤＭチャネルのＮ個のレーザ・トランスミッタを含むトランスミッタ・モジュール１１０と、このＴＸ端末の動作を管理するコンピュータ１１２とを備える。本明細書中では、Ｎは、ファイバ１０５中を伝搬するデータ・チャネルとオプションとしてのサービス・チャネルの最大数の和である。ユニット１０４は、一般にデータ・チャネル中の分散をあらかじめ補償するためのブロック１３４と、チャネル光フィルタと、他のデバイス間において約２．５〜４０ＧＨｚで動作するデータ・チャネル光電子変調器（例えば、ＬｉＮｂＯ３マッハ・ツェンダ（Mach-Zehnder）変調器）とを含んでいる。隣接するチャネル間の周波数ドメインにおける間隔は、一般に約２５〜１００ＧＨｚであり、これらのチャネルは、約１５５０ｎｍの中央波長の近くに配置される。
【００１７】
受信（またはＲＸ）端末１０３は、図では、受信装置ユニット１２４と、検出された光信号の電子復調器を含むレシーバ・モジュール１２０と、このＲＸ端末の動作を管理するコンピュータ１２２とを備える。ＲＸ端末装置ユニット１２４は、一般にデータ・チャネル中で分散を後で補償するためのブロック１３６と、チャネル光フィルタと、他のデバイス間において対応するＷＤＭチャネル中におけるこの光信号を選択的に検出する光電子レシーバとを含んでいる。
【００１８】
説明を簡単にするために、システム１５０が非常に簡略化された形式で示されていることが当業者には理解されよう。例えば、ＴＸ端末１０１およびＲＸ端末１０３は、それぞれトランシーバ端末として構成して、各ＷＤＭチャネルについての送信機能と受信機能の両方を実施し、同様にシステム１５０の他の光ファイバ伝送スパンに関連した部分を備えることもできる。
【００１９】
ブロードバンドＤＣＵ１０６Ａの光入力２２０Ａと光出力２２４Ａは、それぞれ光ファイバ伝送スパン１０２の出力ファイバ１３２とＲＸ端末１０３の入力に結合される。その結果、ブロードバンドＤＣＵ１０６Ｂの光入力２２０Ｂおよび光出力２２４Ｂは、ＴＸ端末１０１の出力に結合される。この偏光解消デバイスまたは偏光解消器１１４は、ブロードバンドＤＣＵ１０６Ｂの光入力に結合された光出力を有する。代わりに、偏光解消デバイス１１４の光出力は、光ファイバ伝送スパン１０２の入力ファイバ１３０に結合することもできる。かかる結合は、知られているスプライシング技法（splicing technique）、あるいは代わりに知られている光ファイバ・コネクタ（例えば、ＦＣ−ＰＣコネクタ）を使用して実現される。
【００２０】
性能は、ある種のパラメータを最適化することが望ましいときに、所与の時間間隔にわたって測定される。そうするときに、ユーザは、サンプリング時間内のすべてのＳＯＰ（States of Polarization偏光状態）にわたって平均する必要がある。偏光解消デバイス１１４は、ある時定数内でこの回線上を伝送されるこの伝搬する光または信号のＳＯＰを変調するためのデバイスである。特に、デバイス１１４は、光ファイバ伝送スパン１０２中のエルビウム・ドープ光ファイバ増幅器１１６の緩和時間と、このシステム最適化プロセス中で使用されるこのＲＸ端末の性能サンプリング間隔とを含めて、このシステムの特性時定数よりもかなり高速な時間尺度上でこのＳＯＰを大きく変化させるはずである。普通の偏光スクランブル・デバイス（polarization scrambling device）中におけるいくつかのＷＤＭチャネルを偏光スクランブルすることについては、その全体が参照により本明細書に組み込まれている、Neal S. Bergano、C.R. Davidsonによる「Four-Channel WDM Transmission Experiment Over Transoceanic Distance」、Paper PD7、Topical Meeting on Optical Amplifiers and Their Applications、1994年8月という名称の印刷された出版物中に記載されている。
【００２１】
このＳＯＰは、すべての偏光状態を介して進むような方法で変化するはずである。理想的には、デバイス１１４は、所与のサンプリング時間内ですべてのＳＯＰを平均することが可能なはずである。特定のチャネルの伝送性能を取得するために、ユーザは、約数ミリ秒または数秒の間の時間についてサンプルを取ることになる。
【００２２】
偏光解消器または偏光解消デバイスの一実施例は、偏光スクランブラである。本発明の態様による、デバイス１１４の機能を実施することができるかかる１つの偏光スクランブラは、カリフォルニア州、サンノゼ市のＦＩＢＥＲＰＲＯから入手可能なモデル番号ＰＳ−１５５−Ａとして識別される。伝送信号を偏光解消することができる他のデバイスについても企図することができ、本発明の範囲内に含まれることを当業者には理解されたい。実施例は、この信号の異なるスペクトル成分に異なる偏光状態を強いて想定することにより、有限な光帯域幅の偏光信号をこのデバイス出力において偏光解消させることになる高いＰＭＤ（分極モード分散）デバイス（またはデバイスのカスケード接続）を含んでいる。かかるデバイスの一実施例は、ケベック州、バニエのＥＸＦＯから入手可能なモデル番号Ｍ−９７０６−ＡＦＰ３６８である。
【００２３】
偏光解消器または偏光解消デバイス１１４は、さもなければ増幅器１１６中のＰＨＢ（polarization hole burning偏光ホール・バーニング）効果、ファイバ１０５および光ファイバ伝送スパン１０２の光成分中のＰＤＬ（polarization dependent loss偏光依存損失）効果および偏光モード分散（ＰＭＤ）効果に起因し、同様にチャネル間相互作用に起因する、時間内のより大きな変動を示すこともあるデータ・チャネルの性能を安定化させることによりシステム１５０のコミッショニングを支援する。狭いチャネル間隔（例えば、５０ＧＨｚ以下）を有する光ファイバ伝送スパン１０２中において、かかるチャネル間相互作用は、一般に非線形モードでファイバ１０５を動作させる結果として生ずる。
【００２４】
図２は、図１の装置１００のブロードバンドＤＣＵ１０６（例えば、ブロードバンドＤＣＵ１０６Ａ）の概略図を示している。一実施形態において、ブロードバンドＤＣＵ１０６は、複数のセクション２１６および複数の増幅モジュール２０８、ならびに少なくとも１つのオプションとしての光減衰器２２８（１つの減衰器２２８が示されている）、少なくとも１つのオプションとしての光ファイバスイッチ２３０（１つのスイッチ２３０が示されている）および少なくとも１つの補助ファイバ・カプラ（図示せず）を備える。
【００２５】
各セクション２１６は、複数のセグメント２０２を含んでおり、かかる各セグメントは、２×２スイッチ２０４と、ファイバ・スプール２０６とを備える。増幅モジュール２０８は、光ファイバ・アイソレータ２１０、光ファイバ増幅器２１２（例えば、エルビウム・ドープ光ファイバ増幅器）、および光ファイバ減衰器２１４を含んでいる。図に示すように、ブロードバンドＤＣＵ１０６は、それぞれ減衰器２１４およびスイッチ２０４と同じタイプの減衰器２２８およびスイッチ２３０を使用している。減衰器２２８およびスイッチ２３０は、一般的に（図に示される）ブロードバンドＤＣＵ１０６の光入力２２０および光出力２２４に結合され、オプションとして、隣接するセクション２１６と増幅モジュール２０８の間に配置することもできる。
【００２６】
減衰器２１４、２２８およびスイッチ２０４、２３０、ならびに増幅モジュール２０８は、それぞれＣＰＵ１０８（例えば、ＣＰＵ１０８Ａ）を使用して選択的に制御することができる。この図に示される実施形態においては、ブロードバンドＤＣＵ１０６は、動作中に使用してスイッチ２０４および２３０の設定と、増幅モジュール２０８の光学性能を検証するテスト入力２２２とテスト出力２２６をさらに備える。一実施形態においては、増幅モジュール２０８中の利得は、選択的に調整されて、ブロードバンドＤＣＵ１０６を介して伝搬する光の損失を補償する。
【００２７】
各スプール２０６は、光ファイバ伝送スパン１０２中におけるデータ・チャネルの中央の波長において所定の符号と値の分散を有する。本明細書中において、この用語「分散」は、色分散（すなわち、この光の波長または周波数からの光伝搬媒体中の群速度の依存性）を意味する。
【００２８】
このブロードバンドＤＣＵ１０６の分散範囲は、少なくとも約＋／−１００ｐｓ／ｎｍからシステムを最適化するために必要とされる任意の分散範囲までとすることができる。例示の一実施形態において、ブロードバンドＤＣＵ１０６の累積された分散範囲は、約＋／−３５００ｐｓ／ｎｍであり、分散ステップ・サイズは、約５０ｐｓ／ｎｍである。この実施形態では、このブロードバンドＤＣＵは、入力２２０から出力２２４までにそれぞれ分散＋１０８８ｐｓ／ｎｍおよび−１０８８ｐｓ／ｎｍを有するスプール２０６を含む第１のセクション２１６と、分散＋１０８８ｐｓ／ｎｍおよび−１６３２ｐｓ／ｎｍを有するスプール２０６を含む第２のセクション２１６と、分散＋５４４ｐｓ／ｎｍおよび−５４４ｐｓ／ｎｍを有するスプール２０６を含む第３のセクション２１６と、分散＋２７２ｐｓ／ｎｍおよび＋１３６ｐｓ／ｎｍを有するスプール２０６を含む第４のセクション２１６と、分散＋６８ｐｓ／ｎｍ、＋３４ｐｓ／ｎｍおよび＋１７ｐｓ／ｎｍを有するスプール２０６を含む第５のセクション２１６を備える。
【００２９】
図３は、図１の装置１００を使用して光伝送システム１５０をコミッションするための本発明の方法の一実施形態によるプロセスの流れ図を示している。好ましい実施形態において、装置１００は、ブロードバンドＤＣＵ１０６Ａ、１０６Ｂと、偏光解消デバイス１１４を含んでいる。プロセス３００は、図では光伝送システム１５０のデータ・チャネルの性能（すなわち、伝送品質）をテストし最適化するために実施される処理ステップを含んでいる。本発明のこの実施形態を最も良く理解するためには、読者は、図１と図３を一緒に参照すべきである。
【００３０】
プロセス３００は、ステップ３０１から出発し、ステップ３０２へと進む。ステップ３０２において、光伝送システム１５０は、初期の、またはデフォルトの設計パラメータおよび設定に従って動作させられる。これは、システム１５０の初期ローディング（ＩＬ）構成におけるＴＸ端末１０１およびＲＸ端末１０３を動作させることを含み、ここでは光ファイバ伝送スパン１０２には、比較的少ないデータ・チャネルしかロードされない。この用語「初期ローディング」は、同様にチャネルの部分ローディング中の光伝送システム１５０の動作も含んでいることを理解されたい。すなわち、ＩＬ構成について言及するときに、これは、システムにデータ・チャネルが完全にはロードされていない、システムの寿命中の任意の時刻におけるこのシステムの部分ローディングと同様にこの伝送システムの初期コミッショニングを含んでいるがそれだけには限定されない。
【００３１】
一実施形態において、かかるデータ・チャネルは、光ファイバ伝送スパン１０２の光帯域幅内に選択的に分布されている。さらなる実施形態においては、これらのデータ・チャネルに隣接して少なくとも１つのローディング・チャネルを選択的に配置することができる。
【００３２】
各データ・チャネルまたはローディング・チャネル中のスペクトル位置および光パワー（optical power）は、個々の光チャネルについて個々のトランスミッタの波長および出力パワー、および／またはこのＴＸ端末を介した光路の損失を修正することにより、ＴＸ端末１０１において個別に制御することができる。さらにＴＸ端末１０１において、データ・パルスのフォーム・ファクタ（すなわち、形状）と、変調フォーマットの選択（例えば、ＲＺ（Return-to-Zeroゼロ復帰）フォーマット、ＮＲＺ（Non-Return-to-Zero非ゼロ復帰）フォーマット、ＣＲＺ（Chirped Return-to-Zeroチャープ・ゼロ復帰）フォーマット、ＲＺ−ＤＰＳＫ（Return-to-Zero Differential Phase Shift Keyingゼロ復帰差動位相偏移変調）フォーマット、ＮＲＺ−ＤＰＳＫ（Non-Return-to-Zero Differential Phase Shift Keying非ゼロ復帰差動位相偏移変調）フォーマット（または光伝送システム中で使用される他の任意の変調フォーマット）のうちの少なくとも１つ）と、位相変調の量は、各データ・チャネル中で選択的に制御することができる。さらに、ＲＸ端末１０３において、光信号（モジュール１２４）および電子信号（モジュール１２０）についての判定しきい値（decision threshold）は、データ・チャネルごとに選択的に制御することができる。一実施形態では、ステップ３０２において、これらのデータ・チャネル中で、ＯＳＮＲ（optical signal-to-noise ratio光信号対雑音比）は、等しくされ、位相変調の量は、０に設定され、あるいは０と異なる場合には完全ローディング（ＦＬ）状態に対応する値に設定される。
【００３３】
ステップ３０４において、分散スイープが、装置１００中で実施される。一実施形態においては、この分散スイープは、これらのデータ・チャネルについての最適な補償前の分散設定（すなわち、ＴＸ端末装置１０４中の分散設定）のかなり近くに範囲を定める。この分散スイープは、一般的にこれらのデータ・チャネルのビット・レートに応じて一連の微細ステップ（例えば、約１０〜４０ｐｓ／ｎｍステップ）が追随する一連の粗いステップ（例えば、約１００〜２００ｐｓ／ｎｍステップ）として最初に実施される。この分散スイープに先立って、ローディング・チャネルとデータ・チャネルの間の相対パワーを変更して、伝送性能の感度を分散補償値の変化まで増大させることにより、このデータ・チャネル・パワーは増大される。これらの初期チャネルの、その正常な動作ポイントを超える値まで増大されたパワーにより、この最適分散設定のさらに良好な識別が可能になる。
【００３４】
このＩＬ構成段階中に、システム１５０は、多数の技法を適用して、このシステムで最初にコミッションされているこれら数個のチャネルのチャネル・パワーを低下させることにより、最初にロードすることができる。実施例にすぎないが、ある種の技法は、比較的高い光パワーと広いチャネル間隔を有するローディング・チャネルを適用することを含んでいる。他の技法は、このシステムにノイズをロードすることである。これら２つの前述の技法には変形形態があってもよく、これらは本発明によって企図されている。この特許出願全体を通して、「ローディング・チャネル」について言及するときには、前述の技法または任意の等価的な技法のうちの任意の１つが、用語「ローディング・チャネル」の代用をすることができること、および「ローディング・チャネル」は、簡略化するために使用されているにすぎないことを当業者には理解されたい。同様に、この用語「ローディング・チャネル」を使用して、ＦＬ状態をエミュレートするための比較的少量のデータ・チャネルを有するＩＬ段階中にこのシステムをロードするどのような許容可能な技法をカバーすることもできる。
【００３５】
この分散スイープは、システム設計に応じて、ブロードバンドＤＣＵ１０６Ｂ、またはブロードバンドＤＣＵ１０６Ａ、あるいはこれら両方の組合せを使用して実施することができる。このシステムが、非線形であるときには、補償後の分散設定（すなわち、ＲＸ端末１０３についての分散設定）と補償前の分散設定の間の最適比を定義するために、この分散スイープは、ブロードバンドＤＣＵ１０６ＡとブロードバンドＤＣＵ１０６Ｂの両方を使用して実施される。この場合には、ブロードバンドＤＣＵ１０６ＡおよびブロードバンドＤＣＵ１０６Ｂは、それぞれ補償後の分散設定および補償前の分散設定を定義し、これらのブロードバンドＤＣＵについての最適化された設定は、これらのデータ・チャネルについてのテスト・データの２次元マトリックスから導き出される。このシステムが線形である場合には、ブロードバンドＤＣＵ（１０６Ａまたは１０６Ｂ）のいずれかを使用して最適な正味の分散補償を決定して、１次元マトリックス・スイープを実施することができる。この場合には、ＴＸとＲＸの補償の間のスプリット比（split ratio）は、性能決定ファクタではない。
【００３６】
ステップ３０６において、プロセス３００は、すべてのデータ・チャネルが、合格限界（すなわち、データ伝送性能要件）を満たしているかどうかを問い合わせる。ステップ３０６の問合せが否定的に応答される場合、プロセス３００はステップ３０８へと進む。
【００３７】
ステップ３０８において、装置１００およびシステム１５０のコンポーネントのパラメータおよび設定が、一緒に多次元のテスト空間を形成するいくつかのコミッショニング・テスト技法のうちの少なくとも１つを使用して選択的に修正される。例証としては、かかる技法のマトリックスは、システム１５０の性能を定義するパラメータ、例えば、補償後の分散設定と補償前の分散設定の間の比、チャネル・パワー、データ・チャネル／ローディング・チャネル・パワー比（すなわち、プリエンファシス（pre-emphasis））、データ・チャネルとローディング・チャネルの間の間隔、位相変調量、光学パルス形状などを増分的に変更する反復プロシージャを含むことができる。
【００３８】
ステップ３０８中に、修正されたパラメータおよび設定は、装置１００およびシステム１５０中に逐次的に実装される。次いで、これらのデータ・チャネルの性能が繰り返しテストされて、ステップ３０４を参照して上述されるように、最適なＩＬ設定が定義される。ステップ３０８、３０４、および３０６を含むサブループ中の周期的なテストは、これらのデータ・チャネルの性能が、所定の合格限界を満たすまで継続される。
【００３９】
ステップ３０６の問合せが、肯定的に応答される場合には、プロセス３００は、ステップ３１０へと進む。ステップ３１０において、光伝送システム１５０は、完全ローディング（ＦＬ）構成における動作をエミュレートするために構成される。このステップでは、このＩＬ構成は、このＦＬ構成に対応するチャネル・パワーおよび変調フォーマットを反映するように動作させられる。このＦＬ構成は、一般的にチャネル当たりのより低い光パワー、より狭いチャネル間隔、およびこのＦＬ構成の狭いチャネル間隔を許容することができるように選択された変調フォーマットを有するデータ・チャネルが完全にロードされたシステム１５０に対応する。
【００４０】
一実施形態においては、このＦＬ構成は、これらのデータ・チャネルの代わりに配置された複数の偏光解消されたローディング・チャネルとこれらのローディング・チャネルとの中間に配置された複数のデータ・チャネルとを適用するコーム技法（comb technique）を使用してエミュレートされる。このローディング・スキームは、システム１５０が、初期伝送容量（ＩＬ構成）からアップグレードを介してこのＦＬ構成におけるフル容量に向かって進むにつれて、個別のローディング・チャネルの削除を実現できるようにする。このローディング技法については、B. Bakhshi、W.W. Patterson、J. Leanza、D. Duff、E.A. Golovchenko、M. Nissov、D.I. Kovsh、M. Vaa、D.Sliwinski、R.L. Maybach、K. Razavi、M. Arend、T. Becker、およびS. Jimenezによる「Optical Test Equipment for Performance Evaluation of Installed DWDM Systems」、Techn. Dig. OFC 2002、paper TuY3、166〜168頁、Anaheim、California、2002年3月と、その全体が参照により本明細書に組み込まれている米国特許第６１４７７９６号の印刷された出版物に記載されている。一代替実施形態においては、これらのローディング・チャネルは、ノイズで置き換えられる。
【００４１】
ステップ３１２において、他の分散スイープが、装置１００中で実施されて、他の分散最適化が実現される。これは、エミュレートされたＦＬ構成についての最適な累積された分散バランスをもたらすことになるが、依然としてこのＩＬ構成のベースラインを伴っている。この分散スイープは、システム１５０のＦＬ構成中のこれらのデータ・チャネルについての最適な補償前の分散設定および補償後の分散設定のかなり近くに範囲を定め、ステップ３０４を参照して上述された方法を使用して実施することができる。このＦＬ構成は、チャネル・パワーおよび変調フォーマットを含んでいる。
【００４２】
次いでステップ３１４において、このシステムは、ステップ３１２中で導き出されたＦＬ最適分散補償値を使用して（またチャネル・パワーおよび変調フォーマットを考慮して）、このＩＬ構成について再構成され、または動作させられる。
【００４３】
ステップ３１６において、最適化がもう一度実施される。ＦＬ分散補償値を伴うＩＬ構成中のこれらのデータ・チャネルの性能は、チャネル・パワー、プリエンファシス、位相変調、またはパルス形状の反復的な調整によって選択的に修正される。このステップにおいて、このチャネル割付けは、修正されない。ステップ３１６の修正パラメータは、装置１００およびシステム１５０中で逐次的に実装される。次いで、これらのデータ・チャネルの性能は、最適化されたＩＬ設定を定義するために繰り返しテストされる。
【００４４】
ステップ３１８において、プロセス３００は、この性能が許容可能であるかどうかを問い合わせる。すなわち、すべてのデータ・チャネルが合格限界（すなわち、データ伝送性能要件）を満たしているかどうかについてである。ステップ３１８の問合せが、否定的に応答される場合、プロセス３００は、ステップ３２０へと進む。
【００４５】
ステップ３２０において、これらのＴＸ端末およびＲＸ端末は、ＩＬ構成について最適となる以前のステップ（ステップ３０４）中で導き出された累積された分散値を用いて構成され、このプロセスは、ステップ３２４へと進む。
【００４６】
ステップ３１８の問合せが、肯定的に応答される場合には、次いでこのシステムは、最適なＦＬ動作をもたらすことになる最適化された分散値が適用される場合に、機能するＩＬ構成を獲得することが可能になる。これらのＴＸ端末およびＲＸ端末は、ステップ３２２において、このＦＬ構成（ステップ３０４）についての最適であることが見出された累積された分散値を用いて実装または構成され、このプロセスは、ステップ３２４へと進む。
【００４７】
ステップ３２４において、装置１００は、システム１５０から切り離され、光ファイバ伝送スパン１０２は、ＴＸ端末１０１およびＲＸ端末１０３に結合され（例えば、接続され）、この定義され最適化された設定およびパラメータは、これらの端末１０１および１０３中で実装される。これらのデータ・チャネルの性能は、ステップ３１６中で述べられたこれらのパラメータを繰り返して調整することにより、端末分散補償値の最終的な実装を使用してこのＩＬ構成中で最適化される。
【００４８】
ステップ３２６において、このシステムは、その最終的なＩＬ構成中において商用動作に対してコミッションが行われる。ステップ３２８において、プロセス３００は終了する。
【００４９】
パラメータ最適化について説明されるときには、このパラメータ最適化は、同様にレシーバ・パラメータ最適化も含んでいることを当業者には理解されたい。特にパラメータ最適化がこのシステム上または個別チャネル上で実施される場合、このトランスミッタ側でパラメータに変更があるときはいつでも、パラメータの最適化または再最適化は、同様にこのレシーバ側でも実施される。かかるパラメータは、それだけには限定されないが、サンプリング時間および判定しきい値を含んでいる。
【００５０】
前述のものは、本発明の実施形態を対象としているが、本発明の他のさらなる実施形態についても本発明の基本的な範囲を逸脱することなく考案することができ、本発明の範囲については、添付の特許請求の範囲によって決定される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態による、光伝送システムをテストし最適化するための装置の概略図である。
【図２】図１の装置のブロードバンド分散補償ユニット（ＤＣＵ）の概略図である。
【図３】本発明の一実施形態による、図１の装置を使用した光伝送システムをテストし最適化するための方法の流れ図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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