(57)【要約】【課題】  長距離高速ＷＤＭ伝送システム中の、伝送ファイバにおけるゼロ分散波長のばらつきに伴う分散スロープ補償誤差を、安価な構成で高精度に補償する可変分散スロープ補償器を提供する。【解決手段】  光ファイバの分散スロープ（ｐｓ／ｎｍ／ｎｍ／ｋｍ）を分散係数（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）で除した値を相対分散スロープＲＤＳ（／ｎｍ）と定義した場合に、相対分散スロープＲＤＳａを共通に有する少なくとも２つ以上の分散補償ファイバから構成される、第一の分散補償ファイバ群と、前記第一の分散補償ファイバ群が有する相対分散スロープＲＤＳａとは異なる相対分散スロープＲＤＳｂを共通に有する少なくとも２つ以上の分散補償ファイバから構成される、第二の分散補償ファイバ群と、前記第一の分散補償ファイバ群及び第二の分散補償ファイバ群の任意の接続組合せを実現するための光スイッチ群あるいはパッチケーブル群とから構成される可変分散スロープ補償器。【選択図】  図１
2008154123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一本の分散補償ファイバを有する第一の分散補償ファイバ群と、
少なくとも一本の分散補償ファイバを有する第二の分散補償ファイバ群と、
前記第一の分散補償ファイバ群及び前記第二の分散補償ファイバ群の前記分散補償ファイバ群に接続される伝送ファイバと、前記第一の分散補償ファイバ群または前記第二の分散補償ファイバ群の前記分散補償ファイバ群との接続を切り替えるための光スイッチ群あるいはパッチケーブル群と、を有し、
前記第一の分散補償ファイバ群と前記第二の分散補償ファイバ群は相対分散スロープが異なることを特徴とする分散補償器。
【請求項２】
前記第一の分散補償ファイバ群中及び第二の分散補償ファイバ群中の前記分散補償ファイバの任意の接続組み合わせを実現するための光スイッチ群あるいはパッチケーブル群を有し、
前記第一の分散補償ファイバ群は、相対分散スロープが共通する少なくとも二つの分散補償ファイバを有し、
前記第二のファイバ群は、前記第一の分散補償ファイバ群の相対分散スロープとは異なる相対分散スロープが共通する少なくとも二つの分散補償ファイバを有し
前記第一の分散補償ファイバ群の前記分散補償ファイバと前記第二の分散補償ファイバ群の前記分散補償ファイバはゼロ分散波長が異なることを特徴とする請求項１記載の分散補償器。
【請求項３】
前記第一の分散補償ファイバ群中の各分散補償ファイバ及び前記第二の分散補償ファイバ群中の各分散補償ファイバは、ある代表波長における分散補償量が、既定の分散補償ステップ量に対して整数倍となるように設計されていることを特徴とする請求項２記載の分散補償器。
【請求項４】
前記第一の分散補償ファイバ群中の各分散補償ファイバ及び前記第二の分散補償ファイバ群中の各分散補償ファイバは、ある代表波長における分散補償量が、既定の分散補償ステップ量に対して２のＮ乗（Ｎは整数）倍となるように設計されていることを特徴とする請求項２記載の分散補償器。
【請求項５】
前記代表波長を、伝送信号帯域の中心波長あるいは中心近傍の波長とすることを特徴とする請求項３ないしは４に記載の分散補償器。
【請求項６】
前記分散補償ファイバ群が複数あることを特徴とする請求項１記載の分散補償器。
【請求項７】
伝送ファイバと接続された請求項２ないし５記載の分散補償器であって、
前記伝送ファイバのゼロ分散波長がゼロ分散波長の分布中心より短波長側に位置した場合の前記伝送ファイバの相対分散スロープと、前記第一の分散補償ファイバ群の相対分散スロープとを一致させ、
かつ、前記伝送ファイバのゼロ分散波長の分布中心より長波長側に位置した場合の前記伝送ファイバの相対分散スロープと、前記第二の分散補償ファイバ群の相対分散スロープとを一致させたことを特徴とする分散補償器。
【請求項８】
複数の波長の信号を出力する送信器と、
該信号を波長多重して出力する合波器と
該信号を増幅して出力する少なくとも１つの中継器と
伝送された該信号を受信する受信部と
前記受信部で受信された該信号の波長を分波し出力する分波器と
少なくとも１つの分散補償器と、
を有し、ファイバを介して該信号が伝送される光伝送システムにおいて、
前記分散補償器は、
少なくとも一本の分散補償ファイバを有する第一の分散補償ファイバ群と、
少なくとも一本の分散補償ファイバを有する第二の分散補償ファイバ群と、
前記第一の分散補償ファイバ群及び前記第二の分散補償ファイバ群の前記分散補償ファイバ群のどちらかとの接続組み合わせを実現するための光スイッチ群あるいはパッチケーブル群と、を有し、
前記第一の分散補償ファイバ群と前記第二の分散補償ファイバ群は相対分散スロープが異なることを特徴とする光伝送システム。
【請求項９】
前記第一の分散補償ファイバ群中及び第二の分散補償ファイバ群中の前記分散補償ファイバの任意の接続組み合わせを実現するための光スイッチ群あるいはパッチケーブル群を有し、
前記第一の分散補償ファイバ群は、相対分散スロープが共通する少なくとも二つの分散補償ファイバを有し、
前記第二のファイバ群は、前記第一の分散補償ファイバ群の相対分散スロープとは異なる相対分散スロープが共通する少なくとも二つの分散補償ファイバを有することを特徴とする請求項８記載の光伝送システム。
【請求項１０】
前記第一の分散補償ファイバ群は、相対分散スロープが共通する少なくとも二つの分散補償ファイバから構成され、
前記第二のファイバ群は、前記第一の分散補償ファイバ群の相対分散スロープとは異なる相対分散スロープが共通する少なくとも二つの分散補償ファイバから構成されることを特徴とする請求項８記載の光伝送システム。
【請求項１１】
前記第一の分散補償ファイバ群中の各分散補償ファイバ及び前記第二の分散補償ファイバ群中の各分散補償ファイバは、ある代表波長における分散補償量が、既定の分散補償ステップ量に対して整数倍となるように設計されていることを特徴とする請求項９記載の光伝送システム。
【請求項１２】
前記第一の分散補償ファイバ群中の各分散補償ファイバ及び前記第二の分散補償ファイバ群中の各分散補償ファイバは、ある代表波長における分散補償量が、既定の分散補償ステップ量に対して２のＮ乗（Ｎは整数）倍となるように設計されていることを特徴とする請求項９記載の光伝送システム。
【請求項１３】
前記代表波長を、伝送信号帯域の中心波長あるいは中心近傍の波長とすることを特徴とする請求項１０ないしは１１に記載の光伝送システム。
【請求項１４】
前記分散補償ファイバ群が複数あることを特徴とする請求項８記載の光伝送システム。
【請求項１５】
前記ファイバのゼロ分散波長がゼロ分散波長の分布中心より短波長側に位置した場合の伝送ファイバの相対分散スロープと、前記第一の分散補償ファイバ群の相対分散スロープとを一致させ、
かつ、前記ファイバのゼロ分散波長の分布中心より長波長側に位置した場合の前記ファイバの相対分散スロープと、前記第二の分散補償ファイバ群の相対分散スロープとを一致させたことを特徴とする、請求項９ないし１２記載の光伝送システム。
【請求項１６】
複数の波長の信号を出力する送信器と、
該信号を波長多重して出力する合波器と
該信号を増幅して出力する少なくとも１つの中継器と
伝送された該信号を受信する受信部と
前記受信部で受信された該信号の波長を分波し出力する分波器と
少なくとも１つの分散補償器と、
前記分散補償器のそれぞれに接続される分散補償量設定部と、
を有し、ファイバを介して該信号が伝送される光伝送方法において、
前記分散補償器は、
少なくとも一本の分散補償ファイバを有する第一の分散補償ファイバ群と、
少なくとも一本の分散補償ファイバを有する第二の分散補償ファイバ群と、
前記第一の分散補償ファイバ群及び前記第二の分散補償ファイバ群の前記分散補償ファイバ群のどちらかとの接続組み合わせを実現するための光スイッチ群あるいはパッチケーブル群と、を有し、
前記第一の分散補償ファイバ群と前記第二の分散補償ファイバ群は相対分散スロープが異なり、
前記分散補償量設定部において、該分散補償量設定部が接続される前記ファイバまでの総分散量を算出し、前記分散補償器において設定可能な前記接続組み合わせの中から前記総分散量を該分散補償器によって補償した場合に残留分散量が最小となる接続組み合わせを選択し、該接続組み合わせが遠隔操作されることにより実現されることを特徴とする光伝送方法。
【請求項１７】
前記分散補償器は、
相対分散スロープを共通に有する少なくとも２つの分散補償ファイバから構成される第一の分散補償ファイバ群と、
前記第一の分散補償ファイバ群が有する相対分散スロープとは異なる相対分散スロープを共通に有する少なくとも２つの分散補償ファイバから構成される第二の分散補償ファイバ群と、
前記第一の分散補償ファイバ群中及び第二の分散補償ファイバ群中の前記分散補償ファイバの任意の接続組み合わせを実現するための光スイッチ群あるいはパッチケーブル群と、を有し、
前記第一の分散補償ファイバ群中の各分散補償ファイバ及び前記第二の分散補償ファイバ群中の各分散補償ファイバは、伝送帯域中の代表波長における分散補償量が、既定の分散補償ステップ量に対して整数倍となるように設計され、
前記分散補償量設定部において、該分散補償量設定部が接続される前記ファイバまでの総分散量を算出し、前記分散補償器で設定可能な前記接続組み合わせの中から前記代表波長での前記総分散量が前記分散補償器で設定可能な接続組み合わせと最も近くなる接続組み合わせのグループ２つを選択し、さらに該２つのグループの組み合わせのうち前記伝送帯域の両端での分散補償誤差の二乗誤差が最小となる接続組み合わせを選択し、該接続組み合わせが遠隔操作されることにより実現されることを特徴とする請求項１５記載の光伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散補償器、及びそれを含む高速ＷＤＭ伝送システムに関し、特に、伝送ファイバの分散スロープを高精度に補償する可変分散スロープ補償器に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速光ファイバ通信においては、光ファイバ中の波長分散という特性によって、光波形が劣化し、伝送速度や伝送距離が制限されてしまう。波長分散（以下、分散と称する）とは、光ファイバ中で信号が伝播する群速度の波長依存性のことである。光波形は厳密には複数の波長成分を持ち（スペクトル広がりを持ち）、群速度に波長依存性があると、光ファイバ中をゆっくり進む成分と早く進む成分が現れて、その結果として波形が広がることになり、分散の値が無視できない場合には、波形歪みが発生して受信特性が劣化してしまう。分散の量はファイバ長に比例するので、結果として、伝送距離が制限されてしまう。
【０００３】
分散による波形歪みの影響を回避する手法としては、分散補償器の適用が一般的である。分散補償器とは、伝送路の光ファイバの分散量と逆の分散量を持つ光デバイスであり、この分散補償器によって光ファイバ中の分散を打ち消して、分散による波形歪みを抑制することが可能となる。分散補償器としては、分散補償ファイバ（ＤＣＦ: Dispersion Compensation Fiber)が最も多用されている。分散補償ファイバとはファイバの材料と構造に工夫を加えることにより、伝送路の光ファイバと逆の分散特性を保持するようにしたものである。
【０００４】
分散補償ファイバは伝送路の光ファイバ（以降、伝送ファイバと称す）の分散量を打ち消すように設計される。例えば、単波長伝送の場合には、伝送ファイバの信号波長での分散量を補償するように、この分散量と絶対値が等しい、負の分散量となるように、分散補償ファイバが設計される。
【０００５】
しかしながら、波長多重伝送（ＷＤＭ）に分散補償ファイバを適用する場合には、分散の波長依存性を考慮する必要がある。一般に伝送ファイバの分散は長波長側で値が大きくなる特性があり、ＷＤＭ伝送で用いる帯域内では、ほぼ直線で近似することが可能である。単位距離あたりの分散量、つまり分散係数（単位ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の波長依存性を直線で近似した場合の、直線の傾きは一般に分散スロープ（単位ｐｓ／ｎｍ／ｎｍ／ｋｍ）と称される。伝送ファイバの分散は正の値であり、例えば、主要な伝送ファイバの１種である、分散シフトファイバにおいては０．０７ｐｓ／ｎｍ／ｎｍ／ｋｍ前後の値が一般的である。
【０００６】
この分散スロープを考慮すると、伝送路の分散量は長波長側ほど大きくなるので、波長方向に複数チャネルの信号を多重するＷＤＭ伝送において完全な分散補償を実施するためには、長波長側ほど補償量が大きくなるＤＣＦを用いる必要がある。
【０００７】
例えば、特許文献１および非特許文献１では図１７のように、伝送ファイバ（１０２）に対して、分散のみならず分散スロープをも補償するように設計された分散補償ファイバ（１０３）を設置する方法が提案されている。図１８に伝送ファイバ（１０２）及び分散補償ファイバ（１０３）の分散量の関係を示す。伝送ファイバ（１０２）の分散量は、ゼロ分散波長（λ０）で分散量ゼロとなり、以降右肩上がりで増大していく。実際のＷＤＭ信号を伝送する伝送帯域を波長λＬ（最短波長）からλＵ（最長波長）とした場合に、分散補償ファイバ（１０３）は、伝送ファイバの分散量を完全に打ち消すように、信号帯域（λＬからλＵ）に渡って、分散量の絶対値が等しく、かつ、符号が負となる分散量を有するように設計されている。この結果、分散補償後の残留分散量は、信号帯域（λＬからλＵ）に渡ってゼロとなる。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−３９１５５
【非特許文献１】大西正志  他  発明、  「分散補償ファイバ及びそれを含む光伝送システム」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、伝送ファイバの特性は、図１９に示すように、個体毎にゼロ分散波長がばらつき、その結果として、伝送帯域中の分散係数も図１９の斜線部のようにばらつきを持つことが、一般的に知られている。特に前述した、分散シフトファイバの場合には、ゼロ分散波長のばらつきの範囲（λ０ａからλ０ｂ）が１０ｎｍ以上となることも珍しくない。このようなゼロ分散波長が個体毎にばらつきを有する伝送ファイバを用いたＷＤＭ伝送システムにおいて、前述したような分散スロープを補償するように設計された、分散補償ファイバを適用する場合には、ゼロ分散波長のばらつきに起因して、分散補償後の残留分散がゼロとならずに補償誤差が発生する可能性がある。
【００１０】
具体的に図２０のように数値例を挙げて、この現象について以下に説明を行う。伝送ファイバのゼロ分散波長が１５４０ｎｍから１５６０ｎｍに渡ってばらつくものとし、また、信号帯域を１５７０ｎｍから１６１０ｎｍとする。ファイバａ及びファイバｂはそれぞれ、ゼロ分散波長が上述した分布中の最短波長となった場合、および最長波長となった場合に相当する。ファイバａ、ファイバｂの１５７０ｎｍにおける分散係数はそれぞれ０．７及び２．１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、１６１０ｎｍにおける分散係数はそれぞれ３．５及び４．９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。分散補償ファイバはこの帯域内での伝送ファイバの平均的特性、つまりファイバａとファイバｂの中間の値を元に設計するものとする。この結果、１５７０ｎｍでの分散係数は−１．４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、１５９０ｎｍでの分散係数は−４．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなる。
【００１１】
この分散補償ファイバを用いて、ファイバ長６０ｋｍのファイバａ、及びファイバ長１００ｋｍのファイバｂを分散補償する場合を考える。帯域中の中間波長１５９０ｎｍにおけるファイバａ及びファイバｂの分散係数はそれぞれ３．５及び２．１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであるから、ファイバ長６０ｋｍのファイバａ、及びファイバ長１００ｋｍのファイバｂ、いずれの場合も分散量は２１０ｐｓ／ｎｍ（＝３．５×６０、あるいは２．１×１００）となる。そこで分散補償ファイバの分散量としては１５９０ｎｍにて補償量が−２１０ｐｓ／ｎｍとなるように設計するのが望ましいと考えられる。
【００１２】
しかしながら、図２１のようにファイバａを１００％補償する場合に要求される特性、及びファイバｂを１００％補償する場合に要求される特性（つまりファイバａ及びファイバｂそれぞれの分散量の符号のみ反転した特性）は、波長１５９０ｎｍの１点のみで一致するが、それ以外の波長では一致しない。そのため、平均特性より設計された分散補償ファイバ出力の残留分散は波長１５９０ｎｍをのぞくとゼロとはならずに、補償誤差が発生する。帯域の両端（λＬ及びλＵ）で誤差は最大となり、ファイバａの補償誤差は±３５ｐｓ／ｎｍ、ファイバｂの補償誤差は±２１ｐｓ／ｎｍに達する。このように、従来のように設計された分散補償ファイバでは、伝送ファイバのゼロ分散波長のばらつきによって補償誤差が増大してしまうという問題があった。
【００１３】
こうした補償誤差は、長距離中継伝送の場合、中継器毎に増大することになる。中継伝送では中継器中に分散補償ファイバを設置し、直前の伝送ファイバの分散量を補償するのが一般的であるが、上述したようなケースがスパン毎に発生した場合には、補償誤差は累積していき、分散による波形歪みも増大していくことになってしまう。
【００１４】
分散補償ファイバとは別個に、分散量が可変となる可変分散補償器を受信機直前に設置することにより、こうした波長毎に累積した補償誤差（残留分散）を受信器直前で補償する方式も広く知られている。しかしながら、可変分散補償器において設定可能な可変分散レンジよりも、累積した補償誤差量が上回る場合には、やはり補償し切れぬ補償誤差が残留してしまう問題がある。
【００１５】
また、自己位相変調（ＳＰＭ）や相互位相変調（ＸＰＭ）等といった非線形現象と分散の相互作用を考えた場合には、上述した可変分散補償器により、受信機直前でのみ残留分散を抑制するのではなく、各中継器出力毎に残留分散を抑制することが望ましい。しかしながら、従来のように設計された分散補償ファイバでは伝送ファイバのゼロ分散波長のばらつきによって、各中継器出力毎の残留分散が発生していしまい、非線形現象と分散の相互作用による波形歪みが発生する恐れがあるという問題があった。
【００１６】
そこで、本発明は  ゼロ分散波長かつ分散スロープを補償する分散補償器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
かかる問題に対して本出願の発明が提供する構成は、少なくとも一本の分散補償ファイバを有する第一の分散補償ファイバ群と、少なくとも一本の分散補償ファイバを有する第二の分散補償ファイバ群と、第一の分散補償ファイバ群及び第二の分散補償ファイバ群の分散補償ファイバ群のどちらかとの接続組み合わせを実現するための光スイッチ群あるいはパッチケーブル群と、を有し、第一の分散補償ファイバ群と第二の分散補償ファイバ群は相対分散スロープが異なることを特徴とする分散補償器である。
【発明の効果】
【００１８】
本出願発明によれば、伝送ファイバのゼロ分散波長かつ分散スロープに呼応した分散を補償する可変分散スロープ補償器が構成可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本出願の第一の発明が提供する構成は、光ファイバの分散スロープ（ｐｓ／ｎｍ／ｎｍ／ｋｍ）を分散係数（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）で除した値を相対分散スロープＲＤＳ（／ｎｍ）と定義した場合に、相対分散スロープＲＤＳａを共通に有する少なくとも２つ以上の分散補償ファイバから構成される、第一の分散補償ファイバ群と、前記第一の分散補償ファイバ群が有する相対分散スロープＲＤＳａとは異なる相対分散スロープＲＤＳｂを共通に有する少なくとも２つ以上の分散補償ファイバから構成される、第二の分散補償ファイバ群と、前記第一の分散補償ファイバ群及び第二の分散補償ファイバ群の任意の接続組合せを実現するための光スイッチ群あるいはパッチケーブル群とから構成される可変分散スロープ補償器である。
【００２０】
本出願の第一の発明によれば、相対分散スロープＲＤＳ値の異なる第一の分散補償ファイバ群、及び第二の分散補償ファイバ群、及びこれらの分散補償ファイバ群の任意の接続組合せを実現するための光スイッチ群あるいはパッチケーブル群とにより、伝送ファイバのゼロ分散波長に呼応して分散スロープを可変できる、可変分散スロープ補償器が構成可能となる。
【００２１】
また、本出願の第二の発明が提供する構成は、前記第一の分散補償ファイバ群中の各分散補償ファイバ、及び前記第二の分散補償ファイバ群中の各分散補償ファイバは、ある代表波長における分散補償量が、既定の分散補償ステップ量に対して整数倍となるように設計されていることを特徴とする第一の発明による可変分散スロープ補償器である。
【００２２】
また、本出願の第三の発明が提供する構成は、前記第一の分散補償ファイバ群中の各分散補償ファイバ、及び前記第二の分散補償ファイバ群中の各分散補償ファイバは、ある代表波長における分散補償量が、既定の分散補償ステップ量に対して２のＮ乗（Ｎは整数）倍となるように設計されていることを特徴とする第一の発明による可変分散スロープ補償器である。
【００２３】
本出願の第二、第三の発明によれば、第一の分散補償ファイバ群、及び第二の分散補償ファイバ群を構成する各分散補償ファイバにおいて、それぞれの代表波長における分散補償量が、既定の分散補償ステップ量に対して整数倍、あるいは２のＮ乗（Ｎは整数）倍となるように設計することにより、高精度にスロープを調整可能な可変分散スロープ補償器を構成可能である。
【００２４】
また、本出願の第四の発明が提供する構成は、前記代表波長を、伝送信号帯域の中心波長あるいは中心近傍の波長とすることを特徴とする第一による発明の可変分散スロープ補償器である。
【００２５】
また、本出願の第五の発明が提供する構成は、第一の発明による可変分散スロープ補償器と伝送ファイバが複数設置されたことを特徴とする光伝送システムである。
【００２６】
また、本出願の第六の発明が提供する構成は、前記伝送ファイバのゼロ分散波長が個体ごとにばらつきを有し、同ゼロ分散波長の分布中心より短波長側にゼロ分散波長が位置した場合の伝送ファイバの相対分散スロープＲＤＳと、前記第一の分散補償ファイバ群の相対分散スロープＲＤＳａとを一致させ、かつ、同ゼロ分散波長の分布中心より長波長側にゼロ分散波長が位置した場合の伝送ファイバの相対分散スロープＲＤＳと、前記第二の分散補償ファイバ群の相対分散スロープＲＤＳｂとを一致させたことを特徴とする、第五の発明による光伝送システムである。
【００２７】
本出願の第六の発明によれば、想定される伝送ファイバのゼロ分散波長ばらつきに対して、ゼロ分散波長が分布中心より短波長側に位置した場合の伝送ファイバのＲＤＳ値と、第一の分散補償ファイバ群のＲＤＳ値とを一致させ、また、ゼロ分散波長が分布中心より長波長側に位置した場合の伝送ファイバのＲＤＳ値と、第二の分散補償ファイバ群のＲＤＳ値とを一致させることにより、広範な範囲にスロープを調整可能な可変分散スロープ補償器を構成可能である。
【００２８】
また、本出願の第七の発明が提供する構成は、伝送ファイバとして、ゼロ分散波長が１５１０ｎｍ〜１５９０ｎｍの範囲で分布している分散シフトファイバを用いることを特徴とする、第五の発明による光伝送システムである。
【００２９】
本出願の第七の発明によれば、可変分散スロープ補償器内の光スイッチ群を遠隔操作可能とし、光伝送システム内の伝送ファイバの分散情報を元に、各可変分散スロープ補償器の所望の分散補償量を算出し、前記光スイッチを遠隔操作する光伝送システムとすることにより、受信端における残留分散のみならず、中継伝送システム全体に渡って、各中継器出力における残留分散を低減可能となる光伝送システムを提供可能となる。
【００３０】
また、本出願の第八の発明が提供する構成は、信号帯域としてＬバンド（１５６５ｎｍ〜１６１５ｎｍ）を用いることを特徴とする、第五の発明による光伝送システムである。
【００３１】
また、本出願の第九の発明が提供する構成は、信号帯域としてＣバンド（１５２５ｎｍ〜１５６５ｎｍ）を用いることを特徴とする、第五の発明による光伝送システムである。
【００３２】
また、本出願の第十の発明が提供する構成は、前記可変分散スロープ補償器内の前記光スイッチ群は遠隔操作が可能であり、かつ、前記光伝送システム内の伝送ファイバの分散情報を元に、残留分散を所望の範囲内とするように各可変分散スロープ補償器の分散補償量を算出し、前記光スイッチを遠隔操作して、算出された分散補償量を設定することを特徴とする、第五の発明による光伝送システムである。
【実施例１】
【００３３】
本発明の第１の実施例を図１を用いて説明する。可変分散スロープ補償器（１１）は第一の分散補償ファイバ群（２１−１、２、３）と、第二の分散補償ファイバ群（２２−１、２、３）とから構成され、各分散補償ファイバの両端には１×２の光スイッチ（２３）が設置されている。光スイッチ（２３）における分散補償ファイバと他方のポートには、スルーファイバ（２４）が設置されている。可変分散スロープ補償器（１１）の入力ポート（２５）から入射された光信号は、各光スイッチ（２３）を任意に切り替えることにより、各分散補償ファイバ（２１−１、２、３及び２２−１、２、３）、あるいはスルーファイバ（２４）のいずれかを任意に伝播した後に、出力ポート（２６）から出力される。即ち、各光スイッチ（２３）を任意に切り替えることにより、各分散補償ファイバ（２１−１、２、３及び２２−１、２、３）の任意の組合せ接続を実現することが可能である。
【００３４】
この可変分散スロープ補償器（１１）中の第一の分散補償ファイバ群（２１−１、２、３）と、第二の分散補償ファイバ群（２２−１、２、３）の特性は下記のように設計されている。伝送ファイバの分散係数は図２に示すように、ゼロ分散波長がλ０ａからλ０ｂの間でばらついているものとする。また、ＷＤＭ信号波長の帯域は最短波長側をλＬ、最長波長側をλＵとする。ここでゼロ分散波長が平均的な特性よりも短波長側に位置するファイバａと、ゼロ分散波長が平均的な特性よりも長波長側に位置するファイバｂを考える。帯域内の代表波長λｘにおける分散係数はファイバａ及びファイバｂのそれぞれにおいてＤａ及びＤｂ（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）であるものとする。また、分散スロープはファイバａ及びファイバｂいずれの場合もＳ（ｐｓ／ｎｍ／ｎｍ／ｋｍ）であるものとする。
【００３５】
ここでＤＣＦａはファイバａの分散及び分散スロープを補償するように、つまり、代表波長λｘでの分散係数が−Ｄａとなるように、また分散スロープが−Ｓとなるように設計する。また、ＤＣＦｂはファイバｂの分散及び分散スロープを補償するように、つまり、代表波長λｘでの分散係数が−Ｄｂとなるように、また分散スロープが−Ｓとなるように設計する。
【００３６】
言い換えると、光ファイバの分散スロープ（単位：ｐｓ／ｎｍ／ｎｍ／ｋｍ）を分散係数（単位：ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）で除した値で定義される相対分散スロープＲＤＳ（単位：／ｎｍ）を用いた場合に、ＤＣＦａは代表波長λｘでの相対分散スロープＲＤＳがＲＤＳａ＝Ｓ／Ｄａとなるように、ＤＣＦｂは代表波長λｘでの相対分散スロープＲＤＳがＲＤＳｂ＝Ｓ／Ｄｂとなるように設計される。
【００３７】
具体的な数値例を図３に示す。伝送ファイバの分散は１５４０ｎｍ（λ０ａ）から１５６０ｎｍ（λ０ｂ）の間でばらついているものとし、分散スロープは０．０７ｐｓ／ｎｍ／ｎｍ／ｋｍとする。また、ＷＤＭ信号波長の帯域は最短波長側を１５７０ｎｍ（λＬ）、最長波長側を１６１０ｎｍ（λＵ）とし、信号帯域内の代表波長は、帯域の中心である１５９０ｎｍ（λｘ）とする。ここでファイバａのゼロ分散波長が分布の最短波側（１５４０ｎｍ）に位置するものとし、またファイバｂのゼロ分散波長が分布の最長波長側（１５６０ｎｍ）に位置するものとする。この場合において、ＤＣＦａは分散スロープが−０．０７ｐｓ／ｎｍ／ｎｍ／ｋｍ、代表波長１５９０ｎｍでの分散量が−３．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなるように設計される。また、ＤＣＦｂは分散スロープが−０．０７ｐｓ／ｎｍ／ｎｍ／ｋｍ、代表波長１５９０ｎｍでの分散量が−２．１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなるように設計される。相対分散スロープＲＤＳを用いて表現すると、図１中の数値例に示されるように、ＤＣＦａ（２１−１、２、３）のＲＤＳは０．０２／ｎｍ（＝０．０７／３．５）となるように設計される。また、ＤＣＦｂ（２２−１、２、３）のＲＤＳは０．０３３／ｎｍ（＝０．０７／２．１）となるように設計される。
【００３８】
さらに、ＤＣＦａ群（２１−１、２、３）及びＤＣＦｂ群（２２−１、２、３）を構成する各ファイバは、代表波長における分散量（分散補償量）が、ある規定の分散ステップ値Ｄｓ（ｐｓ／ｎｍ）に対してＭ倍（Ｍ＝１、２、３。。。）となるように、あるいは２のＮ乗倍（Ｎ＝１、２、３。。。）となるように設定されている。  具体的な数値例を挙げると、分散ステップ値（Ｄｓ）−５０ｐｓ／ｎｍに対して、２のＮ乗倍（Ｎ＝１、２、３）つまり１倍、２倍、４倍となるように分散量を設定する場合を考える。図１の数値例に示されるように、ＤＣＦａ群の各分散補償ファイバ（２１−１、２、３）の代表波長１５９０ｎｍにおける分散量はそれぞれ、−５０、−１００、−２００ｐｓ／ｎｍとなる。同様にＤＣＦｂ群の各分散補償ファイバ（２２−１、２、３）の代表波長１５９０ｎｍにおける分散量もそれぞれ−５０、−１００、−２００ｐｓ／ｎｍとなる。この数値例におけるＤＣＦａ（２１−１、２、３）及びＤＣＦｂ（２２−１、２、３）の分散プロファイルを図４に、代表特性値の一覧を図５に示す。
【００３９】
ここで、以上説明してきたように設計されたＤＣＦａ（２１−１、２、３）及びＤＣＦｂ（２２−１、２、３）とから構成された、図１に示される可変分散スロープ補償器（１１）において、各光スイッチ（２３）を任意に切り替える場合を考える。光スイッチ（２３）を切り替えることにより各ＤＣＦ（２１−１、２、３及び２２−１、２、３）の接続組合せは自在に変化し、入力ポート（２５）から出力ポート（２６）の間の分散量は変化する。その一方で、異なる接続組合せにおいても、代表波長λｘでの分散量が等しくなる組合せが複数存在する。例えば分散量−１００ｐｓ／ｎｍを実現する組合せは、分散量−１００ｐｓ／ｎｍのＤＣＦａ（２１−２）単独の場合、あるいは分散量がいずれも−５０ｐｓ／ｎｍのＤＣＦａ（２１−１）とＤＣＦｂ（２２−１）を組み合わせた場合、あるいは分散量−１００ｐｓ／ｎｍのＤＣＦｂ（２２−２）単独の場合、と３通りの場合が可能である。
【００４０】
表記の簡略化の為に、こうした組合せを識別する記号として、各組合せを「代表波長での全分散量の絶対値、ｄ」と「選択したＤＣＦｂの全分散量を分散ステップＤｓで除した値、ｋ」の二つの量を用いて「ｄ  ｐｓ−＃ｋ」と表すものとする。例えば、前述の分散量分散量−１００ｐｓ／ｎｍを実現する組合せは、分散量−１００ｐｓ／ｎｍのＤＣＦａ（２１−２）単独の場合が「１００ｐｓ−＃０」と表記され、また、分散量がいずれも−５０ｐｓ／ｎｍのＤＣＦａ（２１−１）とＤＣＦｂ（２２−１）を組み合わせた場合は「１００ｐｓ−＃１」と表記され、また、分散量−１００ｐｓ／ｎｍのＤＣＦｂ（２２−２）単独の場合が「１００ｐｓ−＃２」と表記される。
【００４１】
光スイッチ（２３）を切替えた時の各分散補償ファイバ（２１−１、２、３及び２２−１、２、３）の接続組合せを、この表記「ｄ  ｐｓ−＃ｋ」を用いて整理すると、図６のようになる。図中の○印は該当する分散補償ファイバを選択することを、×印は該当する分散補償ファイバを選択しないことを（つまり、スルーファイバ側を選択することを）意味する。
ここで、前述したように、ＤＣＦａ（２１−１、２、３）及びＤＣＦｂ（２２−１、２、３）の相対分散スロープ値が互いに異なる為、ＤＣＦの組合せを変化させると、（つまり、「選択したＤＣＦｂの全分散量を分散ステップＤｓで除した値、ｋ」の値を変化させると、）その接続組合せにおける相対分散スロープＲＤＳ値を変化させることが可能となる。つまり、図６において全分散量が同一の組合せ間において、代表波長１５９０ｎｍでの分散量はいずれも等しくなる一方で、帯域の両端１５７０ｎｍ及び１６１０ｎｍでの分散量は可変することが可能となる。例えば、全分散量の絶対値ｄ＝−１００ｐｓ／ｎｍの場合を見ると、「１００ｐｓ−＃０」、「１００ｐｓ−＃１」、「１００ｐｓ−＃２」いずれの組合せにおいても代表波長１５９０ｎｍでの分散量は−１００ｐｓ／ｎｍであるが、１５７０ｎｍでの分散量は「１００ｐｓ−＃０」、「１００ｐｓ−＃１」、「１００ｐｓ−＃２」それぞれの場合で、−６０、−４６．７、−３３．３ｐｓ／ｎｍとなり、ｋの値の増加と共に減少していく。一方で１６１０ｎｍでの分散量は「１００ｐｓ−＃０」、「１００ｐｓ−＃１」、「１００ｐｓ−＃２」それぞれの場合で、−１４０、−１５３．３、−１６６．７ｐｓ／ｎｍｓとなり、ｋの値の増加と共に増大していく。つまりｋの値を変えることにより相対分散スロープＲＤＳを変化させることが可能である。
【００４２】
前述したように、ＤＣＦａ群（２１−１、２、３）及びＤＣＦｂ群（２２−１、２、３）を構成する各ファイバは、代表波長における分散量（分散補償量）が、ある規定の分散ステップ値Ｄｓ（ｐｓ／ｎｍ）に対してＭ倍（Ｍ＝１、２、３。。。）となるように、あるいは２のＮ乗倍（Ｎ＝１、２、３。。。）となるように設定されている。従って、ＤＣＦａ群（２１−１、２、３）から適切な１つあるいは複数のファイバを選択してそれらを接続することにより、総分散量（ｄ−ｋ×Ｄｓ）を実現することが可能であり。同様にＤＣＦｂ群（２２−１、２、３）から適切な１つあるいは複数のファイバを選択してそれらを接続することにより、総分散量（ｋ×Ｄｓ）を実現することが可能である。つまり、これらのファイバを接続することにより総分散量ｄの状態で、ｋの値を買えることにより分散スロープを変化することが可能となる。分散スロープ補償器内の全ＤＣＦの総量を抑制するためには、ＤＣＦａ群（２１−１、２、３）及びＤＣＦｂ群（２２−１、２、３）を構成する各ファイバを、代表波長における分散量（分散補償量）が、ある規定の分散ステップ値Ｄｓ（ｐｓ／ｎｍ）に対してあるいは２のＮ乗倍（Ｎ＝１、２、３。。。）となるように設定することが効果的である。
【００４３】
この相対分散スロープＲＤＳの変化の様子は図７に示す分散プロファイルでより明らかとなる。「代表波長での全分散量の絶対値、ｄ」を固定した状態で、「選択したＤＣＦｂの全分散量を分散ステップＤｓで除した値、ｋ」を変化させると、代表波長での分散量は変わらずに、分散スロープのみが変化していく。例えば、「１００ｐｓ−＃０」、「１００ｐｓ−＃１」、「１００ｐｓ−＃２」について言えば、代表波長１５９０ｎｍでの分散量−１００ｐｓ／ｎｍを保持したまま、ｋの値を０、１、２と増加させていくと、分散スロープがより急峻になっていく様子が観測される。この現象は「代表波長での全分散量の絶対値、ｄ」が１００ｐｓ／ｎｍ以外の場合でも同様であり、やはりｋを増加させていくと、代表波長での分散量を保持したまま分散スロープのみが急峻となっていく。つまり本発明の図１の構成によって、光スイッチ（２３）を切り替えることにより、分散のみならず分散スロープまでもが可変となる、可変分散スロープ補償器が実現される。
【００４４】
図１の構成では、分散ステップ値（Ｄｓ）−５０ｐｓ／ｎｍに対して、２のＮ乗倍（Ｎ＝１、２、３）つまり１倍、２倍、４倍となるように分散量を設定し、ＤＣＦａ群の各分散補償ファイバ（２１−１、２、３）の代表波長１５９０ｎｍにおける分散量はそれぞれ、−５０、−１００、−２００ｐｓ／ｎｍとした。この分散ステップ値（Ｄｓ）を減少させると、より精度の高い可変分散補償器が実現される。例えば、分散ステップ値（Ｄｓ）を−２５ｐｓ／ｎｍとし、さらにＤＣＦａ群及びＤＣＦｂ群をそれぞれ４本のＤＣＦから構成されれるようにし、２のＮ乗倍（Ｎ＝１、２、３、４）つまり１倍、２倍、４倍、８倍となるように分散量を設定して、各分散補償ファイバの代表波長１５９０ｎｍにおける分散量を図８に示すようにそれぞれ、−２５、−５０、−１００、−２００ｐｓ／ｎｍとすると、図９に示すように代表波長での分散量のみならず、分散スロープについても実現可能な分散プロファイルが増大し、より精度の高い分散スロープ補償が実現される。
【００４５】
また、図１及び図３の例ではファイバａのゼロ分散波長を分布の最短波側（１５４０ｎｍ）に位置するものとし、またファイバｂのゼロ分散波長を分布の最長波長側（１５６０ｎｍ）に位置するものとして、これに対応したＤＣＦａ及びＤＣＦｂの特性値を決定した。しかしながら、図２に示すように、ファイバａのゼロ分散波長が分布の短波長領域内のいずれかの波長上に位置し、ファイバｂのゼロ分散波長が分布の長波長領域内のいずれかの波長上に位置するものとして、これに対応したこれに対応したＤＣＦａ及びＤＣＦｂの特性値を決定しても本特許は有効である。即ち、ファイバの分散スロープ（単位：ｐｓ／ｎｍ／ｎｍ／ｋｍ）を分散係数（単位：ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）で除した値で定義される相対分散スロープＲＤＳ（単位：／ｎｍ）を用いた場合に、ＤＣＦａは代表波長λｘでの相対分散スロープＲＤＳがＲＤＳａ＝Ｓ／Ｄａとなるように、ＤＣＦｂは代表波長λｘでの相対分散スロープＲＤＳがＲＤＳｂ＝Ｓ／Ｄｂとなるように設計し、ＲＤＳａ＜ＲＤＳｂの関係を維持していれば本特許は有効となる。つまり、ファイバａのゼロ分散波長が１５４５ｎｍ、ファイバｂのゼロ分散波長が分１５５５ｎｍに位置するものとして、これに対応したこれに対応したＤＣＦａ及びＤＣＦｂの特性値を決定しても本特許は有効であり、設計の自由度は向上する。
【００４６】
また、ここまでの実施例中の数値例では、代表波長（λｘ）を信号波長の中心波長（１５９０ｎｍ）としていたが、信号波長近傍の例えばＩＴＵ−Ｇｒｉｄ波長である１５８９．５７ｎｍや１５９０．４１ｎｍを代表波長としても本特許は適用可能であり、また中心近傍でなくても長波長側の例えば１５９５ｎｍといった任意の波長や、短波長側の任意の波長を代表波長としても本特許の有効性は損なわれない。
【００４７】
また、ここまでの実施例中の数値例では、分散ステップ値（Ｄｓ）−５０ｐｓ／ｎｍに対して、２のＮ乗倍（Ｎ＝１、２、３）つまり１倍、２倍、４倍となるように各ＤＣＦの分散量を設定したが、２のＭ倍（Ｍ＝１、２、３。。。）つまり１倍、２倍、３倍としても本特許は適用可能である。また分散ステップ値（Ｄｓ）−５０ｐｓ／ｎｍに対して、厳密に２のＮ乗倍（Ｎ＝１、２、３）、あるいは２のＭ倍（Ｍ＝１、２、３。。。）でなくても、その近傍の値の分散量とすることによっても本特許は適用可能である。
【００４８】
実際の分散補償ファイバでは分散の波長依存性は厳密に直線ではなく、分散スロープに加えて、上に凸あるいは下に凸となる高次の波長依存特性が存在するため、さらに高精度の分散補償を必要とする場合にはこの影響を考慮する必要があるが、この場合においても分散スロープの成分は、本特許で高精度に補償可能であり、本特許の有効性は損なわれない。
【００４９】
以上説明してきたように、相対分散スロープＲＤＳ値の異なる第一の分散補償ファイバ群、及び第二の分散補償ファイバ群、及びこれらの分散補償ファイバ群の任意の接続組合せを実現するための光スイッチ群あるいはパッチケーブル群とにより、伝送ファイバのゼロ分散波長かつ分散スロープに呼応して分散補償器の補償する分散スロープを可変できる、可変分散スロープ補償器が構成可能となる。
【００５０】
さらに、第一の分散補償ファイバ群、及び第二の分散補償ファイバ群を構成する各分散補償ファイバにおいて、それぞれの代表波長における分散補償量が、既定の分散補償ステップ量に対して整数倍、あるいは２のＮ乗（Ｎは整数）倍となるように設計することにより、高精度にスロープを調整可能な可変分散スロープ補償器を構成可能である。
【００５１】
さらに、想定される伝送ファイバのゼロ分散波長ばらつきに対して、ゼロ分散波長が分布中心より短波長側に位置した場合の伝送ファイバのＲＤＳ値と、第一の分散補償ファイバ群のＲＤＳ値とを一致させ、また、ゼロ分散波長が分布中心より長波長側に位置した場合の伝送ファイバのＲＤＳ値と、第二の分散補償ファイバ群のＲＤＳ値とを一致させることにより、広範な範囲にスロープを調整可能な可変分散スロープ補償器を構成可能である。
【００５２】
また、本特許における分散補償ファイバ群は二つに限定されるものではなく、三群以上の分散補償ファイバ群を用いることにより、より高精度の補償が可能となり、設計自由度も向上する。
【実施例２】
【００５３】
本発明の第２の実施例を図１０、図１１を用いて説明する。図１０は本発明の第１の実施例である、可変分散スロープ補償器（１１）を含む多中継伝送システムである。送信器（１２）は合波器（１３）によって多重されてＷＤＭ信号を形成し、光アンプ（１４−１）で増幅された後に中継伝送路に入射される。伝送路は伝送光ファイバ（１５−１、２。。。）、可変分散スロープ補償器（１１−１、２。。。）、及び光アンプ（１４−１、２。。。）とから構成され、中継伝送路を経たＷＤＭ信号は、分波器（１６）で分波されて受信器（１７）に達する。各可変分散スロープ補償器（１１−１、２。。。）の分散補償量は、分散補償量設定手段（１８）によって算出され、遠隔設定される。
【００５４】
ここで各可変分散スロープ補償器（１１）の分散補償量は図１１に示すフローによって設定される。ここで、該当するスパン番号ｉ（初期値１）に対して、可変分散スロープ補償器（１１−ｉ）の分散補償量を設定する場合を考える。まず、直前の伝送ファイバ（１５−ｉ）までの総分散量Ｄｔｉ（λ）を算出する。総分散量Ｄｔｉ（λ）は図１０の構成の場合、可変分散スロープ補償器（１１−ｉ）の直前までの伝送ファイバの分散量の総和Ｄｆ１（λ）＋Ｄｆ２（λ）＋。。。＋Ｄｆｉ（λ）と、可変分散スロープ補償器（１１−ｉ）の直前までの可変部分散スロープ補償器の分散設定量の総和Ｄｄ１（λ）＋Ｄｄ２（λ）＋。。。＋Ｄｄ（ｉ−１）（λ）の和によって算出される。
【００５５】
伝送ファイバの分散量の総和Ｄｆ１（λ）、Ｄｆ２（λ）。。。Ｄｆｉ（λ）は事前に測定されたフィールドデータを分散補償量設定手段（１８）に手入力してもよいし、事前に測定されたフィールドデータを管理するテーブル領域を分散補償量設定手段（１８）の内部あるいは分散補償量設定手段（１８）がアクセス可能なエリアに設置し、このテーブルを参照することによって導出してもよい。また、別途分散測定手段を設けて、オンタイムで分散データを取得して、この値を用いて伝送ファイバの分散量を求めてもよい。また、直前までの可変分散スロープ補償器の分散設定量Ｄｄ１（λ）、Ｄｄ２（λ）、。。。、Ｄｄ（ｉ−１）（λ）は、これまでに算出して実際に設定した分散設定量を分散補償量設定手段（１８）の内部に保存しておくことによって取得可能である。
【００５６】
次に、代表波長での総分散量Ｄｔｉ（λｘ）、分散ステップ量Ｄｓに対して、Ｎ×Ｄｓ  ＜  Ｄｔｉ（λｘ）  ＜  （Ｎ＋１）×Ｄｓ  を満たすゼロまたは正の自然数Ｎを求める。このことは、可変分散スロープ補償器（１３）において設定可能な「代表波長での全分散量の絶対値、ｄ」の中から、代表波長での総分散量Ｄｔｉ（λｘ）に最も近い値を選択することを意味している。
【００５７】
次に、ｎ＝Ｎとした後に、ＤＣＦａの代表波長での分散量を（ｎ−ｋ）×Ｄｓ、ＤＣＦｂの代表波長での分散量をｋ×Ｄｓとした時の接続組合せにおいて、分散量Ｄｄｉ（λ）を算出する。この作業は、図６中の識別番号（ｎ×Ｄｓ）ｐｓ−＃ｋを選択することに相当する。
【００５８】
ここで分散補償後の累積分散量の２乗和を最短波長の場合と最長波長の場合でそれぞれ算出し、さらにその和、Ｔ＝(Ｄｔｉ(λＬ)+Ｄｄｉ（λＬ）)＾２  ＋  (Ｄｔｉ(λＵ)+Ｄｄｉ（λＵ）)＾２を算出する。
【００５９】
算出したＴはｎ、及びｋの組合せとともにメモリに保存しておき、同様にして、ｎ＝Ｎ、かつｋ＝０、１、２。。。ｎの各組み合わせにおけるＴを算出する。また、同様にしてｎ＝Ｎ＋１、かつｋ＝０、１、２。。。ｎの各組合せにおけるＴを算出する。
【００６０】
各組合せにおけるＴの算出が終了したら、Ｔを最小とするｎ、ｋの組合せを検索し、この組合せを可変分散スロープ補償器（１１−ｉ）の設定量とする。つまりｄ＝ｎ×Ｄｓとなる、「ｄ  ｐｓ−＃ｋ」の組み合わせを設定する。
【００６１】
以上の工程を、ｉを１つづつ増加させて逐次的に算出、設定し、全スパンにおいて可変分散スロープ補償器（１３）の設定が終了すると、設定フローの終了となる。
【００６２】
以上説明してきたフローは図１２のように、直前の伝送ファイバまでの総分散量Ｄｔｉ（λ）を１００％補償する場合の特性に対して、可変分散スロープ補償器（１３）において設定可能な組合せの中から代表波長（λｘ）での分散量が最も近くなる２つのグループ（分散量Ｎ×Ｄｓのグループ、及び分散量（Ｎ＋１）×Ｄｓのグループ）を選択し、さらに、これらの２つのグループに属する「（Ｎ×Ｄｓ）ｐｓ−＃０」、「（Ｎ×Ｄｓ）ｐｓ−＃１」、...「（Ｎ×Ｄｓ）ｐｓ−＃Ｎ」及び「（（Ｎ＋１）×Ｄｓ）ｐｓ−＃０」、「（（Ｎ＋１）×Ｄｓ）ｐｓ−＃１」、...「（（Ｎ＋１）×Ｄｓ）ｐｓ−＃Ｎ＋１」の中から、両端の波長（λＬ及びλＵ）での二乗誤差が最も小さくなる組合せを選択することに相当する。このように、簡易なアルゴリズムにて可変分散スロープ補償器（１３）において設定可能な組み合わせの中から帯域中での補償誤差が最小（あるいはほぼ最小）の組合せを選択することが可能となる。  上記フローによって選択された場合の本特許の効果についてシミュレーションした場合の結果を以下に示す。図１０に示す伝送システム構成において、中継数を１０とし、伝送ファイバ（１５−１、２、。。。１０）のゼロ分散波長は１５４０ｎｍ（λ０ａ）から１５６０ｎｍ（λ０ｂ）の間の一様分布乱数によって設定した。また伝送ファイバ（１５−１、２、。。。１０）のファイバ長も６０ｋｍから９０ｋｍの間の一様分布乱数によって設定した。以上の１０中継伝送システムを１０００パターン生成し、各パターンに図１１のフローを適用し、各分散スロープ補償器の分散量を設定し、各分散スロープ補償器出力での残留分散量を算出した。また、分散スロープは０．０７ｐｓ／ｎｍ／ｎｍ／ｋｍとし、ＷＤＭ信号波長の帯域は最短波長側を１５７０ｎｍ（λＬ）、最長波長側を１６１０ｎｍ（λＵ）とし、信号帯域内の代表波長は、帯域の中心である１５９０ｎｍ（λｘ）とした。ＤＣＦａ及びＤＣＦｂは、ゼロ分散波長が分布の最短波側（１５４０ｎｍ）および最長波長側（１５６０ｎｍ）に位置する場合のファイバを補償するように設計し、また分散ステップは５０ｐｓ／ｎｍとした。つまり各ＤＣＦａ及びＤＣＦｂの特性値は前述の図５に示す値であり、図１に示す構成の可変分散スロープ補償器とした。
【００６３】
１０００パターン計算した分散補償の一例を図１３及び図１４に示す。図１３（ａ）及び図１４（ａ）は各スパン毎の、分散スロープ補償器出力での残留分散量であり、図１３（ｂ）及び図１４（ｂ）には各スパンでの（乱数で与えられた）ファイバ長とゼロ分散波長、及び図１１のフローによって選択されたＤＣＦ「ｄ  ｐｓ−＃ｋ」のｄ値及びｋ値を示す。図１３（ａ）及び図１４（ａ）には最短波長（１５７０ｎｍ）及び最長波長（１６１０ｎｍ）のそれぞれの値をプロットした。また、図１３（ａ）及び図１４（ａ）には比較のために従来方式、つまり伝送路の平均特性（ゼロ分散波長１５５０ｎｍ）に相当する、単一の相対分散スロープＲＤＳを持つ１種類のＤＣＦを分散ステップ５０ｐｓ／ｎｍにおいて調整した場合の結果を併記した。
【００６４】
図１３に示されるように、伝送ファイバの分布によっては、本発明を適用しない場合に、残留分散量が累積して±１００ｐｓ／ｎｍに達する場合があることが判明する。しかしながら、本特許を適用することにより、残留分散は±２０ｐｓ／ｎｍ以内に抑制可能であることが判明する。
【００６５】
分散による波形歪みの影響は、伝送信号のビットレートの２乗に比例して厳しくなり、例えば４０ＧｂｐｓのゼロチャープＮＲＺ信号の場合の、伝送波形歪みを無視可能な許容分散量は例えば、（送信器及び受信器と特性に依存するが、）±８０ｐｓ／ｎｍ程度となる。この場合、従来のような相対分散スロープが１種類のみである分散スロープ補償ファイバを用いたシステムでは、１０中継後の受信端での残留分散が前記許容可能な分散量±８０ｐｓ／ｎｍを超えてしまうために、新規の分散補償器が受信器直前に必須となってくる。しかしながら本特許を適用することにより、受信端での残留分散量が大幅に削減され、図１３のケースにおいても、受信端に新規の分散補償器は不要である。実際の分散補償ファイバでは設計値と実際の分散量の誤差があり、また分散の波長依存性も厳密には直線ではなく、上に凸となる、あるいは下に凸となる高次の波長依存性が存在するために、残留分散は図１３の結果より増大するが、この影響は本発明のみならず、分散補償ファイバを用いた分散補償器の共通に作用するため、本発明の優位性は損なわれない。
【００６６】
また、図１４の例では、従来型の分散スロープ補償ファイバを用いた場合でも受信端での残留分散量は±２０ｐｓ／ｎｍ程度に抑圧されている。しかしながら、中継伝送路の途中においては、一時的に残留分散が±６０ｐｓ／ｎｍ程度まで増大していることが判明する。分散による線形は波形歪みのみを考慮した場合には、伝送路の途中で残留分散がどれだけ発生したとしても、受信端において残留分散量が許容分散以内に抑制されていれば、その影響は無視可能である。しかしながら、自己位相変調（ＳＰＭ）や相互位相変調（ＸＰＭ）等といった非線形現象と分散の相互作用を考えた場合には、受信端においてのみならず、伝送路途中の各中継器出力毎に残留分散を抑制することが必要となる。本発明を適用することにより全中継器出力において残留分散量が±２０ｐｓ／ｎｍ以内に抑制されていることが判明する。従って、非線形現象と分散の相互作用を考慮した、各スパン毎の厳密な分散補償にも、本特許は有効となる。
【００６７】
図１５には１０００パターン計算した場合の各中継器出力での残留分散量２００００サンプル（１０００パターン、１０中継、最長波長と最短波長の２波長分）の分布状況を示す。同分布図は２ｐｓ／ｎｍ毎の分布数をプロットしたものであり、例えば本特許を適用した場合の１５７０ｎｍの特性において、残留分散が＋０ｐｓ／ｎｍ以上＋２ｐｓ／ｎｍ未満を満たすサンプル数が４６７であることを示す。標準偏差は本特許を適用した場合１４．２＠１５７０ｎｍ及び１６．４＠１６１０ｎｍであり、一方従来型の分散スロープ補償ファイバを用いた場合の標準偏差は３５．２＠１５７０ｎｍ及び４０．９＠１６１０ｎｍである。本特許を適用することによって２００００サンプルに渡り残留分散を±５０ｐｓ／ｎｍ以内に抑圧可能であることが示されている。
【００６８】
さらに、図８のように分散ステップを２５ｐｓ／ｎｍとした場合の、残留分散量の分布状況を図１６に示す。図１５と比較して、本特許の効果はさらに増大し、標準偏差は本特許を適用した場合７．３＠１５７０ｎｍ及び７．９＠１６１０ｎｍであり、一方従来型の分散スロープ補償ファイバを用いた場合の標準偏差は３４．７＠１５７０ｎｍ及び３６．２＠１６１０ｎｍである。従来型の分散スロープ補償ファイバを用いた場合には分散ステップを２５ｐｓ／ｎｍにしたとしても、代表波長１５９０ｎｍでの補償精度が向上するのみで、帯域の両端１５７０ｎｍ及び１６１０ｎｍでの残留分散は、分散ステップ５０ｐｓ／ｎｍの場合と殆ど変わらない。これに対し、本特許の場合では２００００サンプルに渡り残留分散を±２５ｐｓ／ｎｍ以内に抑圧可能であることが示されている。
【００６９】
図１１に示すフローでは、直前の伝送ファイバ（１５−ｉ）までの総分散量Ｄｔｉ（λ）を算出する場合に、可変分散スロープ補償器（１１−ｉ）の直前までの伝送ファイバの分散量と、各中継器に設置された可変分散スロープ補償器（１１−ｉ）の直前までの可変分散スロープ補償器の分散設定量の総和によって算出を行ったが、これ以外に分散量を無視できない素子が存在する場合にはこれらの分散量を含めて算出することも可能である。また、送信側にて前置分散補償を行う場合には、この前置分散量を含めて総分散量Ｄｔｉ（λ）を算出することも可能である。また、図１１に示すフローでは分散補償量が総分散量Ｄｔｉ（λ）の１００％に近づけるような組合せを選択することになるが、過大な補償（例えば１１０％）、あるいは過小な補償（例えば９０％）となるようなフローとしても、本特許の一般性は損なわれない。
【００７０】
以上説明してきたように可変分散スロープ補償器内の光スイッチ群を遠隔操作可能とし、光伝送システム内の伝送ファイバの分散情報を元に、各可変分散スロープ補償器の所望の分散補償量を算出し、前記光スイッチを遠隔操作する光伝送システムとすることにより、受信端における残留分散のみならず、中継伝送システム全体に渡って、各中継器出力における残留分散を低減する光伝送システムを提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１の実施例構成。
【図２】第一及び第二の分散補償ファイバの設計手法を説明する図。
【図３】第一及び第二の分散補償ファイバの設計例。
【図４】第一及び第二の分散補償ファイバ群の分散プロファイル。
【図５】第一及び第二の分散補償ファイバ群の代表特性値。
【図６】第一の実施例により実現可能な分散補償量の組合せの例。
【図７】第一の実施例により実現可能な分散プロファイルの例。
【図８】第一の実施例の別の実施例構成。
【図９】第一の実施例の別構成により実現可能な分散プロファイルの例。
【図１０】本発明の第２の実施例構成。
【図１１】分散補償量の設定フロー。
【図１２】分散補償量の設定フローにおけるＤＣＦ選択手法を説明する図。
【図１３】分散スロープ補償のシミュレーション結果の例（１）。
【図１４】分散スロープ補償のシミュレーション結果の例（２）。
【図１５】分散スロープ補償後の残留分散分布図（１）。
【図１６】分散スロープ補償後の残留分散分布図（２）。
【図１７】従来例における分散スロープ補償器を含むシステム構成。
【図１８】従来例における分散スロープ補償を説明する図。
【図１９】伝送ファイバのゼロ分散波長のばらつきを説明する図。
【図２０】従来例における分散スロープ補償誤差を説明する図（１）。
【図２１】従来例における分散スロープ補償誤差を説明する図（２）。
【符号の説明】
【００７２】
１１：可変分散スロープ補償器
１２：送信器
１３：合波器
１４：光アンプ
１５：伝送ファイバ
１６：分波器
１７：受信器
１８：分散補償量設定手段
２１：ＲＤＳａを有する第一の分散補償ファイバ群
２２：ＲＤＳｂを有する第二の分散補償ファイバ群
２３：光スイッチ
２４：スルーファイバ
２５：入力ポート
２６：出力ポート
１０１：送信器
１０２：伝送ファイバ
１０３：分散補償ファイバ
１０４：受信器
λ０ａ：伝送ファイバのゼロ分散波長分布における最短波長
λ０ｂ：伝送ファイバのゼロ分散波長分布における最長波長
λＬ：ＷＤＭ伝送帯域における最短波長
λＵ：ＷＤＭ伝送帯域における最長波長
λｘ：ＷＤＭ伝送帯域中の代表波長。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年5月17日(2007.5.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−３９１５５