(57)【要約】【課題】位相変調信号と強度変調信号とを同一のネットワークに混載させた場合であっても、位相変調信号の波形劣化（ＸＰＭ劣化）を防止すること。【解決手段】本発明にかかる波長多重伝送システムは、強度変調信号送信機３００が強度変調信号を出力する場合のタイムスロットと波長合波器１４０が位相変調信号（位相変調信号送信機２００ａから出力される位相変調信号）と強度変調信号とを多重化する場合の波長間隔とを基にして、１スパン当たりの分散補償量（ＮＺ−ＤＳＦ１００、ＤＣＦ１２０の分散補償量）を調整する。【選択図】        図７
2008193257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の送信機によって変調された第１の光信号と第２の送信機によって変調された第２の光信号とを同一伝送路で伝送する伝送システムであって、
前記第１の光信号は位相変調方式によって変調された光信号であり、前記第２の光信号は強度変調方式によって変調された光信号であり、
前記第１の光信号および前記第２の光信号を波長分割多重方式によって多重化した多重光信号を生成する波長分割多重手段と、
前記伝送路を伝送する際に前記多重光信号に発生するスパン当たりの残留分散の量の絶対値が閾値以上となるように前記多重光信号に対する分散補償量が調整された分散補償手段と、
を備えたことを特徴とする伝送システム。
【請求項２】
前記分散補償手段の分散補償量は、前記第２の送信機が第２の光信号を送信する場合のタイムスロットと、前記波長分割多重手段によって多重化される前記第１の光信号と前記第２の光信号との波長間隔に基づいて調整されていることを特徴とする請求項１に記載の伝送システム。
【請求項３】
前記波長分割多重手段によって生成され、送信端における前記多重光信号に対して分散補償を行い、当該多重光信号の残留分散値を負の値にする前置分散補償手段をさらに備え、かつ、前記第２の送信機が第２の光信号を生成する場合のチャーピング係数は正符号に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の伝送システム。
【請求項４】
前記波長分割多重手段は、前記第１の光信号と第２の光信号とを多重化する場合に、前記第１の信号を割り当てる波長と、前記第２の光信号を割り当てる波長との間隔が所定値以上になるように配置することを特徴とする請求項１、２または３に記載の伝送システム。
【請求項５】
前記波長分割多重手段は、前記第１の光信号を前記多重光信号の短波長側にまとめて割り当て、前記第２の光信号を前記多重光信号の長波長側にまとめて割り当てることを特徴とする請求項４に記載の伝送システム。
【請求項６】
前記波長分割多重手段は、前記第１の光信号を前記多重光信号の長波長側にまとめて割り当て、前記第２の光信号を前記多重光信号の短波長側にまとめて割り当てることを特徴とする請求項４に記載の伝送システム。
【請求項７】
前記波長分割多重手段は、前記分散補償手段の各波長に対するスパン当たりの残留分散量に基づいて前記第１の光信号および前記第２の光信号を前記多重光信号の各波長に割り当てることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の伝送システム。
【請求項８】
前記分散補償手段は、前記伝送路上に所定スパンごとに設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の伝送システム。
【請求項９】
前記伝送路上に設けられた前記分散補償手段は、それぞれの分散補償量が不均等に調整されていることを特徴とする請求項８に記載の伝送システム。
【請求項１０】
第１の送信機によって変調された第１の光信号と第２の送信機によって変調された第２の光信号とを同一伝送路で伝送する伝送システムの伝送方法であって、
前記第１の光信号は位相変調方式によって変調された光信号であり、前記第２の光信号は強度変調方式によって変調された光信号であり、
前記第１の光信号および前記第２の光信号を波長分割多重方式によって多重化した多重光信号を生成する波長分割多重工程と、
前記伝送路を伝送する際に前記多重光信号に発生するスパン当たりの残留分散の量の絶対値が閾値以上となるように前記多重光信号に対する分散補償量が調整された分散補償装置に前記多重光信号を通過させる分散補償工程と、
を備えたことを特徴とする伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、第１の送信機によって変調された第１の光信号と第２の送信機によって変調された第２の光信号とを同一伝送路で伝送する伝送システムおよびその伝送方法に関し、特に、変調方式（位相変調、強度変調）の異なる複数の光信号を混載させた場合であっても、光信号の波形劣化を防止することができる伝送システムおよび伝送方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代の４０Ｇｂｉｔ／ｓ光伝送システム導入の要求が高まっており、しかも１０Ｇｂｉｔ／ｓシステムと同等の伝送距離や周波数利用効率が求められている。その実現手段として、従来１０Ｇｂｉｔ／ｓ以下のシステムで適用されてきたＮＲＺ（Non  Return  to  Zero）変調方式に比べて、光信号対雑音比（ＯＳＮＲ）耐力、非線形性耐力に優れた変調方式である、ＲＺ−ＤＰＳＫ（Differential  Phase-Shift  Keying）変調またはＣＳＲＺ−ＤＰＳＫ変調の研究開発が活発になっている。更には、上述の変調方式に加えて、狭スペクトル（高周波利用効率）の特徴を持ったＲＺ−ＤＱＰＳＫ（Differential  Quadrature  Phase-Shift  Keying）変調またはＣＳＲＺ−ＤＱＰＳＫ変調といった位相変調方式の研究開発も活発になっている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
図２７は、４３Ｇｂｉｔ／ｓのＲＺ−ＤＰＳＫまたはＣＳＲＺ−ＤＰＳＫ変調方式を採用した光送信装置および光受信装置の構成例を示す図である。また、図２８は、ＲＺ−ＤＰＳＫまたはＣＳＲＺ−ＤＰＳＫ変調された光信号を送受信する場合の光強度および光位相の状態を示す図である。
【０００４】
図２７において、光送信装置１０は、４３Ｇｂｉｔ／ｓのＲＺ−ＤＰＳＫまたはＣＳＲＺ−ＤＰＳＫ変調方式の光信号を送信するものであり、例えば、送信データ処理部１１、ＣＷ（Continuous  Wave）光源１２、位相変調器１３およびＲＺパルス化用強度変調器１４を備えている。
【０００５】
具体的に、送信データ処理部１１は、入力されるデータについてフレーム化するフレーマとしての機能、および誤り訂正符号を付与するＦＥＣ（Forward  Error  Correction）エンコーダとしての機能を備えるとともに、１ビット前の符号と現在の符号との差情報が反映された符号化処理を行うＤＰＳＫプリコーダとしての機能を備えている。
【０００６】
位相変調器１３は、ＣＷ光源１２からの連続光を、送信データ処理部１１からの符号化データに従って位相変調し、光強度は一定であるが２値の光位相に情報が乗った光信号、即ちＤＰＳＫ変調された光信号を出力する（図２８の下段参照）。
【０００７】
ＲＺパルス化用強度変調器１４は、位相変調器１３からの光信号をＲＺパルス化するものである（図２８の上段参照）。特に、データのビットレートと同一の周波数（４３ＧＨｚ）で、かつ、消光電圧（Ｖπ）の１倍の振幅を有するクロック駆動信号を用いてＲＺパルス化された光信号をＲＺ−ＤＰＳＫ信号といい、また、データのビットレートの半分の周波数（２１．５ＧＨｚ）で、かつ、消光電圧（Ｖπ）の２倍の振幅を有するクロック駆動信号を用いてＲＺパルス化された光信号をＣＳＲＺ−ＤＰＳＫ信号という。
【０００８】
また、光受信装置３０は、光送信装置１０に伝送路２０および光中継器２１を介して接続され、光中継伝送された光送信装置１０からの（ＣＳ）ＲＺ−ＤＰＳＫ信号についての受信信号処理をおこなうものであり、例えば、遅延干渉計３１、光電変換部３２、再生回路３３および受信データ処理部３４を備えている。
【０００９】
具体的に、遅延干渉計３１は、例えばマッハツェンダ干渉計により構成され、伝送路２０を通じて伝送されてきた（ＣＳ）ＲＺ−ＤＰＳＫ信号について１ビット時間（図２７の構成例では２３．３ｐｓ）の遅延成分と０ｒａｄの位相制御がなされた成分とを干渉（遅延干渉）させて、その干渉結果を２つの出力としている。なお、上記のマッハツェンダ干渉計は、一方の分岐導波路が他方の分岐導波路よりも１ビット時間に相当する伝搬長だけ長くなるように形成されているとともに、他方の分岐導波路を伝搬する光信号を位相制御するための電極が形成されている。
【００１０】
光電変換部３２は、遅延干渉計３１からの各出力をそれぞれ受光することにより差動光電変換検出（balanced  detection）を行うデュアルピンフォトダイオードにより構成される。なお、光電変換部３２で検出された受信信号についてはアンプにより適宜増幅される。
【００１１】
再生回路３３は、光電変換部３２において差動光電変換検出された受信信号から、データ信号およびクロック信号を抽出するものである。受信データ処理部３４は、再生回路３３で抽出されたデータ信号およびクロック信号を基に、誤り訂正等の信号処理を行うものである。
【００１２】
図２９は、４３Ｇｂｉｔ／ｓのＲＺ−ＤＱＰＳＫまたはＣＳＲＺ−ＤＱＰＳＫ変調方式を採用した光送信装置および光受信装置の構成例を示す図である。また、図３０は、ＲＺ−ＤＱＰＳＫまたはＣＳＲＺ−ＤＱＰＳＫ変調された光信号を送受信する場合の光強度および光位相の状態を示す図である。
【００１３】
図２９において、光送信装置４０は、例えば、送信データ処理部４１、１：２分離部（ＤＥＭＵＸ）４２、ＣＷ光源４３、π／２移相器４４、２つの位相変調器４５Ａ，４５Ｂ、およびＲＺパルス化用強度変調器４６を備えている。
【００１４】
具体的に、送信データ処理部４１は、図２７に示した送信データ処理部１１と同様に、フレーマおよびＦＥＣエンコーダとしての機能を備えると共に、１ビット前の符号と現在の符号との差情報が反映された符号化処理を行うＤＱＰＳＫプリコーダとしての機能を備えている。
【００１５】
１：２分離部４２は、送信データ処理部４１からの４３Ｇｂｉｔ／ｓの符号化データを、２１．５Ｇｂｉｔ／ｓの２系列の符号化データ＃１、＃２に分離するものである。ＣＷ光源４３は、連続光を出力するものであり、該出力された連続光は２つに分離されて、一方の光が位相変調器４５Ａに入力され、他方の光がπ／２移相器４４を介して位相変調器４５Ｂに入力される。
【００１６】
位相変調器４５Ａは、ＣＷ光源４３からの連続光を１：２分離部４２で分離した一方の系列の符号化データ＃１で変調して、２値の光位相（０ｒａｄまたはπｒａｄ）に情報が乗った光信号を出力する。また、位相変調器４５Ｂは、π／２移相器４４においてＣＷ光源４３からの連続光をπ／２だけ位相シフトした光が入力され、この入力光１：２分離部４２で分離した他方の系列の符号化データ＃２で変調して、２値の光位相（π／２ｒａｄまたは３π／２ｒａｄ）に情報が乗った光信号を出力する。
【００１７】
上記各位相変調器４５Ａ、４５Ｂで変調された光は合波された後に後段のＲＺパルス化用強度変調器４６に出力される。つまり、各位相変調器４５Ａ，４５Ｂからの変調光が合波されることにより、光強度は一定であるが４値の光位相に情報が乗った光信号（図３０の下段参照）、即ちＤＱＰＳＫ変調された光信号がＲＺパルス化用強度変調器４６に送られる。
【００１８】
ＲＺパルス化用強度変調器４６は、図２７に示したＲＺパルス化用強度変調器１４と同様に、位相変調器４５Ａ，４５ＢからのＤＱＰＳＫ変調された光信号をＲＺパルス化するものである。特に、データ＃１，＃２のビットレートと同一の周波数（２１．５ＧＨｚ）かつ消光電圧（Ｖπ）の１倍の振幅のクロック駆動信号を用いてＲＺパルス化された光信号をＲＺ−ＤＱＰＳＫ信号といい、また、データ＃１，＃２のビットレートの半分の周波数（１０・７５ＧＨｚ）かつ消光電圧（Ｖπ）の２倍の振幅のクロック駆動信号を用いてＲＺパルス化された光信号をＣＳＲＺ−ＤＱＰＳＫ信号という。
【００１９】
また、光受信装置６０は、光送信装置４０に伝送路５０および光中継器５１を介して接続され、光中継伝送された光送信装置４０からの（ＣＳ）ＲＺ−ＤＱＰＳＫ信号についての受信信号処理を行うものであり、例えば、受信した光信号を２分岐する分岐部６１を備えると共に、分岐された各光信号が伝搬する光信号経路上には、それぞれ、遅延干渉計６２Ａ，６２Ｂ、光電変換部６３Ａ，６３Ｂ、再生回路６４Ａ，６４Ｂを備えている。更に、各再生回路６４Ａ，６４Ｂで再生されたデータ信号を多重する２：１多重部（ＭＵＸ）６５および受信データ処理部６６を備えている。
【００２０】
具体的に、各遅延干渉計６２Ａ，６２Ｂには、伝送路５０および光中継器５１を通じて伝送されてきた（ＣＳ）ＲＺ−ＤＱＰＳＫ信号を分岐部６１で２分岐した光信号がそれぞれ入力される。遅延干渉計６２Ａは、１ビット時間（図２９の構成例では４６．５ｐｓ）の遅延成分とπ／４ｒａｄの位相制御がなされた成分とを干渉（遅延干渉）させて、その干渉結果を２つの出力としている。
【００２１】
また、遅延干渉計６２Ｂは、１ビット時間の遅延成分と−π／４ｒａｄの位相制御がなされた成分（遅延干渉計６２Ａの同成分とは位相がπ／２ｒａｄずれている）と干渉（遅延干渉）させて、その干渉結果を２つの出力としている。ここでは、上記の各遅延干渉計６２Ａ，６２Ｂがそれぞれマッハツェンダ干渉計により構成され、各々の出力を受光することで差動光電変換検出を行うデュアルピンフォトダイオードによりそれぞれ構成される。なお、各光電変換部６３Ａ，６３Ｂで検出された受信信号についてはアンプにより適宜増幅される。
【００２２】
再生回路６４Ａは、光電変換部６３Ａにおいて差動光電変換検出された受信信号から、クロック信号およびデータ信号についての同相（In-phase）成分Ｉを再生するものである。また、再生回路６４Ｂは、光電変換部６３Ｂにおいて差動光電変換検出された受信信号から、クロック信号およびデータ信号についての直交（Quadrature-phase）成分Ｑを再生するものである。
【００２３】
２：１多重部６５は、各再生回路６４Ａ，６４Ｂからの同相成分Ｉおよび直交成分Ｑが入力されて、それらをＤＱＰＳＫ変調前の４３Ｇｂｉｔ／ｓデータ信号に変換する。受信データ処理部６６は、２：１多重部６５からのデータ信号を基に、誤り訂正等の信号処理を行うものである。
【００２４】
【非特許文献１】G.Charlet  et.al."Nonlinear  interaction  between  10Gb/s  NRZ  channels  and  40Gb/s  channels  with  RZ-DQPSK  or  PSBT  format  over    low-dispersion  fiber",ECCC  2006  Mo.3.2.6
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
上述したように、市場要求として、４０Ｇｂｉｔ／ｓの位相変調信号（（ＣＳ）ＲＺ−ＤＱＰＳＫ変調方式あるいは（ＣＳ）ＲＺ−ＤＰＳＫ変調方式で変調された信号）と、従来の１０（２．５）Ｇｂｉｔ／ｓの強度変調信号（ＮＲＺ変調方式で変調された信号）と混載した波長多重伝送システムとすることが求められている。
【００２６】
その際、位相変調信号が強度変調信号から相互位相変調（ＸＰＭ；Cross  Phase  Modulation）による光位相シフトを受けて波形が顕著に劣化し、長距離伝送が困難になるという問題があった。
【００２７】
すなわち、位相変調信号と強度変調信号とを同一のネットワークに混載させた場合であっても、位相変調信号の波形劣化（ＸＰＭ劣化）を防止することが極めて重要な課題となっている。
【００２８】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、位相変調信号と強度変調信号とを同一のネットワークに混載させた場合であっても、位相変調信号の波形劣化を防止することができる伝送システムおよび伝送方法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】
【００２９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、第１の送信機によって変調された第１の光信号と第２の送信機によって変調された第２の光信号とを同一伝送路で伝送する伝送システムであって、前記第１の光信号は位相変調方式によって変調された光信号であり、前記第２の光信号は強度変調方式によって変調された光信号であり、前記第１の光信号および前記第２の光信号を波長分割多重方式によって多重化した多重光信号を生成する波長分割多重手段と、前記伝送路を伝送する際に前記多重光信号に発生するスパン当たりの残留分散の量の絶対値が閾値以上となるように前記多重光信号に対する分散補償量が調整された分散補償手段と、を備えたことを特徴とする。
【００３０】
また、本発明は、上記発明において、前記分散補償手段の分散補償量は、前記第２の送信機が第２の光信号を送信する場合のタイムスロットと、前記波長分割多重手段によって多重化される前記第１の光信号と前記第２の光信号との波長間隔に基づいて調整されていることを特徴とする。
【００３１】
また、本発明は、上記発明において、前記波長分割多重手段によって生成され、送信端における前記多重光信号に対して分散補償を行い、当該多重光信号の残留分散値を正の値にする前置分散補償手段をさらに備え、かつ、前記第２の送信機が第２の光信号を生成する場合のチャーピング係数は負符号に設定されていることを特徴とする。
【００３２】
また、本発明は、上記発明において、前記波長分割多重手段は、前記第１の光信号と第２の光信号とを多重化する場合に、前記第１の信号を割り当てる波長と、前記第２の光信号を割り当てる波長との間隔が所定値以上になるように配置することを特徴とする。
【００３３】
また、本発明は、上記発明において、前記波長分割多重手段は、前記第１の光信号を前記多重光信号の短波長側にまとめて割り当て、前記第２の光信号を前記多重光信号の長波長側にまとめて割り当てることを特徴とする。
【００３４】
また、本発明は、上記発明において、前記波長分割多重手段は、前記第１の光信号を前記多重光信号の長波長側にまとめて割り当て、前記第２の光信号を前記多重光信号の短波長側にまとめて割り当てることを特徴とする。
【００３５】
また、本発明は、上記発明において、前記波長分割多重手段は、前記分散補償手段の各波長に対するスパン当たりの残留分散量に基づいて前記第１の光信号および前記第２の光信号を前記多重光信号の各波長に割り当てることを特徴とする。
【００３６】
また、本発明は、上記発明において、前記分散補償手段は、前記伝送路上に所定スパンごとに設けられていることを特徴とする。
【００３７】
また、本発明は、上記発明において、前記伝送路上に設けられた前記分散補償手段は、それぞれの分散補償量が不均等に調整されていることを特徴とする。
【００３８】
また、本発明は、第１の送信機によって変調された第１の光信号と第２の送信機によって変調された第２の光信号とを同一伝送路で伝送する伝送システムの伝送方法であって、前記第１の光信号は位相変調方式によって変調された光信号であり、前記第２の光信号は強度変調方式によって変調された光信号であり、前記第１の光信号および前記第２の光信号を波長分割多重方式によって多重化した多重光信号を生成する波長分割多重工程と、前記伝送路を伝送する際に前記多重光信号に発生するスパン当たりの残留分散の量の絶対値が閾値以上となるように前記多重光信号に対する分散補償量が調整された分散補償装置に前記多重光信号を通過させる分散補償工程と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、第１の光信号は位相変調方式によって変調された光信号であり、第２の光信号は強度変調方式によって変調された光信号であり、第１の光信号および第２の光信号を波長分割多重方式によって多重化し、伝送路を伝送する際に多重光信号に発生する波長分散の量が閾値以上となるように多重光信号に対する分散補償量が調整された分散補償手段を用いるので、同一光伝送路上において、位相変調方式によって変調された第１の光信号および強度変調によって変調された第２の光信号を多重化した場合であっても、位相変調方式によって変調された第１の光信号の波形劣化を防止することができる。
【００４０】
また、本発明によれば、分散補償量が、第２の送信機が第２の光信号を送信する場合のタイムスロットと、多重化される第１の光信号と第２の光信号との波長間隔に基づいて調整されているので、分散マップを最適に設定でき、波形劣化の影響を最小限に抑えることができる。
【００４１】
また、本発明によれば、送信端の波長分散が発生する前の多重光信号に対して分散補償を行い、この多重光信号の残留分散値を負の値にするので、設定すべきインライン分散残留分散量の範囲が広がり、より制限なく伝送システムを構成することができる。
【００４２】
また、本発明によれば、第２の送信機が第２の光信号を生成する場合のチャーピング係数は負符号に設定されているので、光信号の波長劣化を防止することができる。
【００４３】
また、本発明によれば、第１の光信号と第２の光信号とを多重化する場合に、第１の信号を割り当てる波長と、第２の光信号を割り当てる波長との間隔が所定値以上になるように制御するので、光信号の波長劣化を防止することができる。
【００４４】
また、本発明によれば、第１の光信号を多重光信号の短波長側にまとめて割り当て、第２の光信号を多重光信号の長波長側にまとめて割り当てるので、光信号の波形劣化を防止することができる。
【００４５】
また、本発明によれば、前記第１の光信号を前記多重光信号の長波長側にまとめて割り当て、第２の光信号を前記多重光信号の短波長側にまとめて割り当てるので、光信号の波形劣化を防止することができる。
【００４６】
また、本発明によれば、分散補償装置の各波長に対するスパン当たりの残留分散に基づいて第１の光信号および第２の光信号を多重光信号の各波長に割り当てるので、光信号の波長劣化を防止することができる。
【００４７】
また、本発明によれば、分散補償装置を伝送路上に所定スパンごとに設けるので、残留分散がゼロになる回数を低減させ、光信号の波長劣化を防止することができる。
【００４８】
また、本発明によれば、それぞれの分散補償量が不均等に調整された分散補償装置を用いて分散補償を行うので、残留分散がゼロになる回数を低減させ、光信号の波長劣化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る伝送システムおよび伝送方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【実施例１】
【００５０】
まず、位相変調信号（例えば、（ＣＳ）ＲＺ−ＤＰＳＫ変調あるいは（ＣＳ）ＲＺ−ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された信号）と強度変調信号（例えば、ＮＲＺ変調方式で変調された信号）が混載する従来の波長多重伝送システムについて説明する。図３１は、位相変調信号および強度変調信号が混載する従来の波長多重伝送システムを示す図である。
【００５１】
同図に示すように、この波長多重伝送システムは、ＮＺ−ＤＳＦ（Non-Zero  Dispersion  Shifted  Fiber）１と、光増幅器２と、ＤＣＦ（Dispersion  Compensating  Fiber）３と、ＯＡＤＭ（Optical  Add-Drop  Multiplexer）４と、波長合波器５と、波長分波器６と、位相変調信号送信機７と、強度変調信号送信機８と、位相変調信号受信機９とを備えて構成される。
【００５２】
このうち、ＤＣＦ３は、伝送路ＮＺ−ＤＳＦ１を伝送する光信号の波長分散を補償する分散補償器(代表的なものとしては分散補償ファイバ)である。光増幅器２は、光信号を増幅する光増幅器であり、ＯＡＤＭ４は、光波長ごとに割り当てられた信号の挿入あるいは分岐を行う装置（アド・ドロップ・マルチプレクサ）である。
【００５３】
波長合波器５は、位相信号光送信機７から出力される位相変調信号および強度変調信号送信機８から出力される強度変調信号を合波し、合波した光信号をＯＡＤＭ４に出力する装置である。
【００５４】
波長分波器６は、ＯＡＤＭ４から光信号を取得した場合に、取得した光信号を光波長ごとに分波し、例えば、位相変調信号送信機７から出力された位相変調信号を位相変調信号受信機９に出力する。また、波長分波器６は、その他の信号（強度変調信号）を、各強度変調信号受信機（図示略）に出力する。
【００５５】
ここで、位相変調信号送信機７は、例えば４０Ｇｂｉｔ／ｓの（ＣＳ）ＲＺ−ＤＰＳＫ変調方式あるいは（ＣＳ）ＲＺ−ＤＱＰＳＫ変調方式の光信号を送信する装置であり（詳細は、図２７〜図３０を参照）、強度変調信号送信機８は、例えば１０Ｇ（ｂｉｔ／ｓ）あるいは２．５Ｇｂｉｔ／ｓのＮＲＺ変調方式の光信号を出力する装置である。また、位相変調信号受信機９は、位相変調信号送信機７に波長合波器５、ＯＡＤＭ４、光増幅器２、ＮＺ−ＤＳＦ１、ＤＣＦ３、波長分波器６を介して接続され、光中継伝送された位相変調信号送信機７からの位相変調信号についての受信信号処理を行う装置（詳細は、図２７〜図３０を参照）である。
【００５６】
続いて、図３１に示す波長多重伝送システムによって引き起こされるＸＰＭ劣化について説明する。図１は、位相変調信号／強度変調信号間のＸＰＭ劣化を示す図である。図１では一例として、位相変調信号の伝送速度を４０Ｇｂｉｔ／ｓとし、強度変調信号の伝送速度を１０Ｇｂｉｔ／ｓとしている。なお、図１では、光信号が５０ｋｍのＮＺ−ＤＳＦが１２スパン伝送された場合の結果を示している。以下、ＮＺ−ＤＳＦから出力された光信号が伝送路を介して次のＮＺ−ＤＳＦに入力するまでのことを１スパンと表記する。
【００５７】
図１に示すように、位相変調信号が１波の場合、あるいは、多重化された光信号が全て位相変調信号の場合には、光ファイバに入力される光信号の強さ（例えば、光増幅器２から伝送路に入力された時点での光信号の強さ）が高くなった場合でも、Ｑペナルティが低くなっている。（Ｑペナルティは、伝送信号品質を示す指標であり、Ｑペナルティが大きい場合は、光信号の符号誤り率が大きい場合に相当する）。
【００５８】
しかし、多重化された光信号に位相変調信号と強度変調信号とが混在している場合（例えば、１つの位相変調信号と４つの強度変調信号が混在している場合）には、光ファイバに入力される光信号の強さが強くなるほど、Ｑペナルティが大きくなっている。特に、位相変調信号の偏波と強度変調信号の偏波との関係が平行である場合には、Ｑペナルティが大きくなる（ＸＰＭ劣化の影響が大きくなる）。
【００５９】
続いて、ＮＺ−ＤＳＦおよびＤＣＦにおけるインライン残留分散量とＱペナルティとの関係について説明する。ここで、インライン残留分散量とは、１スパンあたりの伝送路およびＤＣＦで発生する残留分散量（スパン間平均）を示す。図２は、インライン残留分散量とＱペナルティとの関係を示す図である。
【００６０】
同図に示すように、インライン残留分散量が０（ｐｓ／ｎｍ／ｓｐａｎ）（１００％分散補償）近傍で、Ｑペナルティが顕著に発生することがわかる。これは、インライン残留分散量が小さい場合、位相変調信号と強度変調信号との遅延量（ビット遅延）が、各中継ノード（図３１に示した光増幅器２、ＯＡＤＭ４等）の出力位置でほぼ一致するためである。
【００６１】
位相変調信号と強度変調信号との遅延量が各中継ノード（例えば、光増幅器など）の出力位置で一致すると、位相変調信号の信号ビットが、常に同じ強度変調信号の信号ビットから同じ方向の光位相シフトを受けるため、スパンを経るごと（中継ノードを通過するごと）に劣化が累積するためである。従って、インライン残留分散が大きい分散マップとなるように、波長多重伝送システムを構成する必要がある。
【００６２】
図２に示す例では、インライン残留分散量が、約１５０ｐｓ／ｎｍ／ｓｐａｎ以上、あるいは、約−１５０ｐｓ／ｎｍ／ｓｐａｎ以下となる領域において、Ｑペナルティの値が最小値に収束する。従って、インライン残留分散量が、約１５０ｐｓ／ｎｍ／ｓｐａｎ以上、あるいは、約−１５０ｐｓ／ｎｍ／ｓｐａｎ以下となるように、１スパンあたりの伝送路（ＮＺ−ＤＳＦ）およびＤＣＦの残留補償量を調節するとＸＰＭ劣化が小さくなる。
【００６３】
ここで、ＸＰＭ劣化が大きくなる領域とＸＰＭ劣化が小さくなる領域を累積分散（Accumulated  dispersion）−距離（Distance）グラフ上に示して説明する。図３は、ＸＰＭ劣化が大きくなる領域あるいは小さくなる領域を説明するための図である。同図に示すように、インライン残留分散量が約１５０ｐｓ／ｎｍ／ｓｐａｎ〜約−１５０ｐｓ／ｎｍ／ｓｐａｎの領域において、ＸＰＭ劣化が大きくなり、それ以外の領域（インライン残留分散量が約１５０ｐｓ／ｎｍ／ｓｐａｎ以上、インライン残留分散量が約−１５０ｐｓ／ｎｍ／ｓｐａｎ以下となる領域）が、ＸＰＭ劣化が小さい領域となる。
【００６４】
すなわち、ＸＰＭ劣化が小さくなる領域つまり、累積分散が距離と共に増加あるいは減少するように、インライン残留分散量を調節する必要がある。図４は、インライン残留分散値がプラスの場合の伝送距離と累積分散との関係を示す図である。インライン残留分散値が、プラスとなっているので、ＮＺ−ＤＳＦおよびＤＣＦを経過した場合でも、完全に累積分散が０ｐｓ／ｎｍに戻らず、伝送距離に応じて、累積分散が増加している。以下において、光信号の伝送距離と累積分散との関係を分散マップと表記する。
【００６５】
次に、インライン残留分散量の許容範囲の指標に関する検討結果について説明する。１スパン当たりで発生する隣接チャネル間遅延（波長分割多重によって各光波長に割り当てられた各光信号において、隣接する光波長の信号ビットの遅延量）は、
隣接チャネル間遅延＝インライン残留分散量（ｐｓ／ｎｍ）×波長間隔（ｎｍ）・・・（１）
によって表すことができる。ここで、波長間隔は、波長分割多重によって各光信号を各光波長に割り当てる場合の、隣接する光波長の間隔を示す。
【００６６】
隣接チャネル間遅延差が強度変調信号の１タイムスロット（信号ビットを送信する間隔；例えば、１００ｐｓ）より小さい場合に、ＸＰＭ劣化が大きくなる。従って、
｜インライン残留分散量（ｐｓ／ｎｍ）｜＞（強度変調信号）１タイムスロット（ｐｓ）÷波長間隔（ｎｍ）・・・（２）（｜｜は絶対値を示す）
の条件を満たすように、インライン残留分散量の絶対値を大きくとればよいことがわかる。
【００６７】
図５は、隣接チャネル間遅延差、インライン残留分散量、隣接チャネル間隔の関係を示す図である。同図に示すように、隣接チャネル間隔が小さい場合には、インライン残留分散量の絶対値を大きくしないと、ＸＰＭ劣化が大きくなってしまうが、隣接チャネル間隔が大きい場合には、インライン残留分散量の絶対値をそれほど大きくしなくても、ＸＰＭ劣化を抑えることができる。
【００６８】
隣接チャネル間隔が１００ＧＨｚの場合には、インライン残留分散量の絶対値を１２５（ｐｓ／ｎｍ／ｓｐａｎ）より更に大きくしないと、ＸＰＭ劣化が大きくなってしまう。しかし、隣接チャネル間隔が６００ＧＨｚの場合には、インライン残留分散量の絶対値を約２０（ｐｓ／ｎｍ／ｓｐａｎ）よりも大きくすれば、ＸＰＭ劣化を抑えることができる。すなわち、隣接チャネル間隔が大きくなるほど、インライン残留分散量を大きくしなくてもＸＰＭ劣化を抑えることができる。
【００６９】
図６は、隣接チャネル間隔が１００ＧＨｚの場合の分散マップを示す図である。図６において、ＸＰＭ劣化が大きい領域は、ＸＰＭ劣化領域上限（ａ）とＸＰＭ劣化領域下限（ｂ）との間に存在する。ＸＰＭ劣化領域上限（ａ）の傾きは
ＸＰＭ劣化領域上限（ａ）の傾き＝１タイムスロット（ｐｓ）÷波長間隔（ｎｍ）
となり、ＸＰＭ劣化領域下限（ｂ）の傾きは
ＸＰＭ劣化領域上限（ａ）の傾き＝−１×１タイムスロット（ｐｓ）÷波長間隔（ｎｍ）
となる。
【００７０】
図６では、ＸＰＭ劣化領域上限（ａ）以上となる分散マップＡあるいはＸＰＭ劣化領域下限（ｂ）以下となる分散マップＣに対応させて波長多重伝送システムを構成すれば、ＸＰＭ劣化を大幅に抑えることができる。反対に、ＸＰＭ劣化領域上限（ａ）〜ＸＰＭ劣化領域下限（ｂ）に含まれる分散マップＢとなるように波長多重伝送システムを構成してしまうと、ＸＰＭ劣化が大きくなってしまう。
【００７１】
以上を踏まえ、本実施例１の波長多重伝送システムの構成について説明する。図７は、本実施例１にかかる波長多重伝送システムの構成を示す図である。同図に示すように、この波長多重伝送システムは、ＮＺ−ＤＳＦ１００と、光増幅器１１０と、ＤＣＦ１２０と、ＯＡＤＭ１３０と、波長合波器１４０と、波長分波器１５０と、送信ＤＣＦ１６０と、位相変調信号送信機２００ａと、位相変調信号受信機２００ｂと、強度変調信号送信機３００とを備えて構成される。
【００７２】
このうち、ＤＣＦ１２０は、伝送路ＮＺ−ＤＳＦ１００を伝送する光信号の波長分散を補償する分散補償器（代表的なものは分散補償ファイバ）である。また、各スパンに割り当てられたＮＺ−ＤＳＦ１００およびＤＣＦ１２０は、分散マップがＸＰＭ劣化の大きい領域に含まれないように（分散マップがＸＰＭ劣化の小さい領域に含まれるように；図６参照）、インライン分散補償量が調整されている。
【００７３】
すなわち、本実施例１にかかる波長多重伝送システムに含まれる各ＮＺ−ＤＳＦ１００，ＤＣＦ１２０は、上述した式（２）の条件を満たすように、ＤＣＦ１２０で発生する残留分散量（すなわち、インライン残留分散量）を調整する。ＤＣＦ１２０は、その長さによって分散補償量が決まるので、式（２）の条件を満たすように、ＤＣＦ１２０の長さが予め調整されているものとする。
【００７４】
例えば、１タイムスロットが１００（ｐｓ）、波長間隔が０．８（ｎｍ）（波長間隔が約１００ＧＨｚに対応する）である場合には、インライン残留分散量の絶対値が、１２５（ｐｓ／ｎｍ）となるので、インライン分散量が、１２５（ｐｓ／ｎｍ）以上あるいは−１２５（ｐｓ／ｎｍ）以下となるように、ネットワーク管理者は、ＤＣＦ１２０を調整する。
【００７５】
光増幅器１１０は、入力される光信号を増幅する装置である。ＯＡＤＭ１３０は、光波長ごとに割り当てられた信号の追加あるいは抽出を行う装置（マルチプレクサ）である。
【００７６】
波長合波器１４０は、位相変調信号送信機２００ａから出力される位相変調信号および強度変調信号送信機３００から出力される強度変調信号を合波し、合波した光信号を、ＯＡＤＭ１３０に出力する装置である。
【００７７】
波長分波器１５０は、ＯＡＤＭ１３０から光信号を取得した場合に、取得した光信号を光波長ごとに分波し、例えば、位相変調信号送信機２００ａから出力された位相変調信号を位相変調信号受信機２００ｂに出力する。また、波長分波器１５０は、その他の信号（強度変調信号）を、各強度変調信号受信機（図示略）に出力する。
【００７８】
ここで、位相変調信号送信機２００ａは、４０Ｇｂｉｔ／ｓの（ＣＳ）ＲＺ−ＤＰＳＫ変調方式あるいは（ＣＳ）ＲＺ−ＤＱＰＳＫ変調方式の光信号を送信する装置であり（詳細は、図２７〜図３０を参照）、強度変調信号送信機３００は、１０Ｇｂｉｔ／ｓのＮＲＺ変調方式の光信号を出力する装置である。
【００７９】
また、位相変調信号受信機２００ｂは、位相変調信号送信機２００ａに波長合波器１４０、送信ＤＣＦ１６０、ＯＡＤＭ１３０、光増幅器１１０、ＮＺ−ＤＳＦ１００、ＤＣＦ１２０、波長分波器１５０を介して接続され、光中継伝送された位相変調信号送信機２００ａからの位相変調信号についての受信信号処理を行う装置（詳細は、図２７〜図３０を参照）である。
【００８０】
送信ＤＣＦ１６０は、ＤＣＦ１２０と同様に、伝送路を伝送する光信号の波長分散を補償する分散補償器（代表的なものは分散補償ファイバ）である。この送信ＤＣＦ１６０は、図７に示すように、波長合波器１４０の直後に設置されているため、光信号の累積分散が一旦負になる（送信端で分散補償を行うので、光信号の累積分散が一旦負になる）。
【００８１】
このような位置に、送信ＤＣＦ１６０を設置し、光信号の累積分散を一旦負にすることによって、ＸＰＭ劣化領域上限を全体的に下げることができる。図８は、送信ＤＣＦ１６０を設置した場合の効果を説明するための図である。図８に示すように、送信ＤＣＦ１６０を設置することによって、インライン分散補償量の設定すべき値の自由度がますので、より制限なく、波長多重伝送システムを構成することができる。
【００８２】
なお、本実施例１にかかる波長多重伝送システムは、累積分散が単調増加となる分散マップにするために、強度変調信号送信機３００が出力する１０Ｇｂｉｔ／ｓの強度変調信号のチャーピング係数（送信機で与える波長変動量を示すパラメータ）を正符号にしている。図８に示すように、チャーピング係数αが正の値をとる場合には、残留分散トレランス（RD  tolerance）が単調増加となる。なお、チャーピング係数αが負の値をとる場合には、残留分散トレランスが単調減少する。
【００８３】
ここで、強度変調信号送信機３００に設置される光変調器３１０の構成について説明する。図９は、強度変調信号送信機３００に設置される光変調器３１０の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、この光変調器３１０は、電気信号出力部３２０と、ＬＤ（Laser  Diode）３３０と、電極３４０ａ、ｂと、光増幅器３５０とを備えて構成される。
【００８４】
このうち電気信号出力部３２０は、電極３４０ｂに１０Ｇ（ｂｉｔ／ｓ）の電気信号を出力し、電極３４０ｂを通過する光の強度を変調する装置である。ＬＤ３３０は、電極３４０ａ，３４０ｂに光を出力する装置である。電極３４０ａ、３４０ｂは、電圧を印加されることによって、電極３４０ａ，３４０ｂを伝送する光の位相を変調する部分である。
【００８５】
電極３４０ａおよび電極３４０ｂから出力された光が合成されることによって、強度変調された光信号が生成される。かかる光信号は、光増幅器３５０によって増幅された後に、図７に示す波長合波器１４０に入力される。
【００８６】
なお、光変調器３１０のチャーピング係数αは、
【数１】
2008193257.tif 000003
によって表すことができる。式（３）において、ｐは、光の強度を示し、ｄφ／ｄｔは、時間変化に伴う光位相の変化の割合を示し、ｄｐ／ｄｔは、時間変化に伴う光の強度の変化の割合を示す。強度変調信号送信機３００の制御部（図示略）は、光変調器３１０のバイアス電圧制御して、チャーピング係数を正符号に設定する。
【００８７】
強度変調信号送信機３００が出力する１０Ｇｂｉｔ／ｓの強度変調信号のチャーピング係数を正符号にすることで、光信号の短距離伝送では負の残留分散で波形圧縮が起こるために最適になり、光信号の長距離伝送では自己位相変調（Self-phase  modulation；ＳＰＭ）により残留分散が正になる。従って、結果的に強度変調信号の残留分散トレランスは伝送距離に対して単調増加になる。残留分散トレランスが単調増加することによって、ＸＰＭ劣化が小さくなる領域が広がり、インライン分散補償量の設定すべき値の自由度がますので、より制限なく、波長多重伝送システムを構成することができる。
【００８８】
上述してきたように、本実施例１にかかる波長多重伝送システムは、式（２）の条件を満たすように、インライン残留分散量（１スパン当たりの伝送路（ＮＺ−ＤＳＦ１００）およびＤＣＦ１２０で発生する残留分散量）を調整するので、位相変調信号と強度変調信号とを混載して光信号の伝送処理を行っても、位相変調信号の波形劣化を防止することができる。
【００８９】
また、本実施例１にかかる波長多重伝送システムは、波長合波器１４０の直後に送信ＤＣＦ１６０を設置して光信号の累積分散を一旦負にしているので、ＸＰＭ劣化が大きくなる領域を全体的に押し下げることができるので、インライン分散補償量の設定すべき自由度がまし、より制限なく、波長多重伝送システムを構成することができる。
【００９０】
また、本実施例１にかかる波長多重伝送システムは、強度変調信号送信機３００の出力する強度変調信号のチャーピング係数を正符号に設定するので、残留分散トレランスを単調増加させることができ、より制限なく、波長多重送信システムを構成することができる。
【００９１】
なお、本実施例１では、一例として、位相変調信号送信機２００ａが、４０Ｇｂｉｔ／ｓの位相変調信号を出力していたが、伝送速度は４０Ｇｂｉｔ／ｓに限定されるものではなく、例えば、Ｎ（Ｎは正の整数）Ｇｂｉｔ／ｓの位相変調信号を出力してもよい。同様に、本実施例１では、一例として、強度変調信号送信機３００が、１０Ｇｂｉｔ／ｓの強度変調信号を出力していたが、伝送速度は１０Ｇｂｉｔ／ｓに限定されるものではなく、例えば、Ｎ（Ｎは正の整数）Ｇｂｉｔ／ｓの強度変調信号を出力してもよい。
【実施例２】
【００９２】
次に、本実施例２にかかる波長多重伝送システムの概要および特徴について説明する。本実施例２にかかる波長多重伝送システムは、位相変調信号と強度変調信号とを複数の光波長に割り振って波長多重伝送を行う場合に、位相変調信号が割り振られる光波長と強度変調信号が割り振られる光波長との間に不透過帯域（Guard  band；ガードバンド）を設ける。
【００９３】
このようにガードバンドを設けることによって、位相変調信号が強度変調信号から受ける影響を低減させることができる。あるいは、ＸＰＭ劣化の大きくなるインライン残留分散の範囲を縮小することができる。
【００９４】
図１０は、ガードバンドとインライン残留分散の範囲との関係を示す図である。同図に示すように、ガードバンドを設けていない場合（位相変調信号と強度変調信号との波長間隔が１００ＧＨｚの場合）には、Ｑペナルティが所定値以上となる（ＸＰＭ劣化が大きくなる）インライン残留分散の範囲が−１００（ｐｓ／ｎｍ）〜１００（ｐｓ／ｎｍ）となる。
【００９５】
一方、ガードバンドを設けている場合（位相変調信号と強度変調信号との波長間隔が３００ＧＨｚの場合）には、Ｑペナルティが所定値以上となる（ＸＰＭ劣化が大きくなる）インライン残留分散の領域が−３０（ｐｓ／ｎｍ）〜３０（ｐｓ／ｎｍ）となる。
【００９６】
図１１は、ガードバンドとＸＰＭ劣化が大きくなる領域との関係を示す図である。同図に示すように、ガードバンドの幅が大きくなるにつれて、ＸＰＭ劣化が大きくなる領域が狭まっていることがわかる。
【００９７】
次に、本実施例２にかかる波長多重伝送システムの構成について説明する。図１２は、本実施例２にかかる波長多重伝送システムの構成を示す図である。同図に示すように、この波長多重伝送システムは、ＮＺ−ＤＳＦ１００と、光増幅器１１０と、ＤＣＦ１２０と、ＯＡＤＭ１３０と、波長合波器１４０と、波長分波器１５０と、送信ＤＣＦ１６０と、位相変調信号送信機２００ａと、位相変調信号受信機２００ｂと、強度変調信号送信機３００と、波長制御装置４００とを備えて構成される。
【００９８】
このうち、ＮＺ−ＤＳＦ１００、光増幅器１１０、ＤＣＦ１２０、ＯＡＤＭ１３０、波長合波器１４０、波長分波器１５０、送信ＤＣＦ１６０、位相変調信号送信機２００ａ、位相変調信号受信機２００ｂ、強度変調信号送信機３００に関する説明は、図７に示したＮＺ−ＤＳＦ１００、光増幅器１１０、ＤＣＦ１２０、ＯＡＤＭ１３０、波長合波器１４０、波長分波器１５０、送信ＤＣＦ１６０、位相変調信号送信機２００ａ、位相変調信号受信機２００ｂ、強度変調信号送信機３００に関する説明と同様であるため、ここでは同一符号を付して説明を省略する。
【００９９】
波長制御装置４００は、位相変調信号送信機２００ａおよび強度変調信号送信機３００を制御して、位相変調信号が割り振られる光波長と強度変調信号が割り振られる光波長との間にガードバンドを設定する装置である。
【０１００】
図１３は、波長制御装置４００の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、この波長制御装置４００は、入力部４１０と、出力部４２０と、通信制御ＩＦ部４３０と、入出力制御ＩＦ部４４０と、記憶部４５０と、制御部４６０とを備えて構成される。
【０１０１】
このうち、入力部４１０は、各種の情報を入力する入力手段であり、キーボードやマウス、マイクなどによって構成される。なお、後述するモニタ（出力部４２０）も、マウスと協働してポインティングデバイス機能を実現する。
【０１０２】
出力部４２０は、各種情報を出力する出力手段であり、モニタ（若しくはディスプレイ、タッチパネル）などによって構成される。そして、通信制御ＩＦ部４３０は、所定の通信プロトコルを利用して、主に、位相変調信号送信機２００ａ、強度変調信号送信機３００との間で、データ通信を実行する手段である。
【０１０３】
入出力制御ＩＦ部４４０は、入力部４１０、出力部４２０、通信制御ＩＦ部４３０、記憶部４５０、制御部４６０によるデータの入出力を制御する手段である。
【０１０４】
記憶部４５０は、制御部４６０による各種処理に必要なデータおよびプログラムを記憶する記憶手段（格納手段）であり、特に本発明に密接に関連するものとしては、図１３に示すように、割り当て波長情報４５０ａを備える。
【０１０５】
割り当て波長情報４５０ａは、位相変調信号送信機２００ａ、強度変調信号送信機３００が出力する信号に割り当てる波長を記憶する情報である。図１４は、割り当て波長情報４５０ａのデータ構造の一例を示す図である。同図に示すように、この割り当て波長情報４５０ａは、各送信機（位相変調信号送信機２００ａ、強度変調信号送信機３００）を識別する送信機識別情報と、各送信機に割り当てる波長の情報とを対応付けて記憶している。
【０１０６】
波長多重伝送システムの管理者は、ガードバンドを設定する場合には、入力部４１０を介して、位相変調信号送信機２００ａによって出力される位相変調信号と、強度変調信号送信機３００によって出力される強度変調信号との波長間隔が所定値以上離れるように、割り当て波長情報４５０ａの各値を設定する。例えば、図１０で説明したように、ガードバンドを設定する場合には、管理者は、位相変調信号と強度変調信号との波長間隔が３００ＧＨｚはなれるように、割り当て波長情報４５０ａを設定する。
【０１０７】
制御部４６０は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する制御手段であり、特に本発明に密接に関連するものとしては、図１３に示すように、波長割り当て処理部４６０ａを備える。
【０１０８】
波長割り当て処理部４６０ａは、割り当て波長情報４５０ａを基にして、光信号を割り当てることが可能な光波長の情報を各送信機（位相変調信号送信機２００ａ、強度変調信号送信機３００）に出力する手段である。
【０１０９】
なお、位相変調信号と強度変調信号との間にガードバンドを設ける方法は、図１０に示した方法に限られるものではない。図１５および図１６は、その他のガードバンドの設定方法を示す図である。
【０１１０】
図１５に示すように、波長の短い各領域に位相変調信号を割り当て、かかる位相変調信号から所定波長間隔（例えば、３００ＧＨｚ、６００ＧＨｚなど）あけた波長の長い各領域に強度変調信号を割り当ててもよい。すなわち、波長の短い各領域に位相変調信号を割り当て、波長の高い各領域に強度変調信号を割り当て、位相変調信号および強度変調信号の間にガードバンドを設けることができる。
【０１１１】
また、図１６に示すように、波長の短い各領域に強度変調信号を割り当て、かかる強度変調信号から所定波長間隔（例えば、３００ＧＨｚ、６００ＧＨｚなど）あけた波長の長い各領域に位相変調信号を割り当ててもよい。即ち、波長の短い各領域に強度変調信号を割り当て、波長の高い各領域に位相変調信号を割り当て、位相変調信号および強度変調信号の間にガードバンドを設けることができる。
【０１１２】
波長制御装置４００が、図１５および図１６のようにガードバンドを設定することによって、利用不能となる光波長の領域が削減され、より多くの領域に各信号を割り当てることができる。
【０１１３】
上述してきたように、本実施例２にかかる波長多重伝送システムは、波長制御装置４００が、ガードバンドを設定して、波長多重伝送時に位相変調信号送信機２００ａから出力される位相変調信号、強度変調信号送信機３００から出力される強度変調信号に割り当てられる波長を設定するので、位相変調信号が強度変調信号から受ける影響を低減させることができる。あるいは、ＸＰＭ劣化の大きくなるインライン残留分散の範囲を縮小することができる。
【０１１４】
なお、本実施例２にかかる波長制御装置４００は、ガードバンドを設定して、位相変調信号が強度変調信号から受ける影響を低減させていたが、波長に対するインライン残留分散の特性に基づいて、位相変調信号および強度変調信号を適切な波長領域に割り当てることによっても、位相変調信号が強度変調信号から受ける影響を低減させることができる。
【０１１５】
図１７は、ＮＺ−ＤＳＦの分散補償特性を説明するための図である。同図に示すように、ＮＺ−ＤＳＦは、所定の波長に対してインライン分散補償量が０（ｐｓ／ｎｍ／ｓｐａｎ）になるが、かかる波長以降は、波長増加に伴って、インライン分散補償量が増加している。
【０１１６】
例えば、Ｑペナルティの値が許容範囲となる（図２参照）インライン分散補償量が１５０（ｐｓ／ｎｍ／ｓｐａｎ）以上となる波長領域に強度変調信号を割り当て、インライン分散補償量が１５０（ｐｓ／ｎｍ／ｓｐａｎ）未満となる波長領域に位相変調信号を割り当てることによって、位相変調信号が強度変調信号から受ける影響を低減させることができる。
【０１１７】
この場合、波長多重伝送システムの管理者は、インライン分散補償量が１５０（ｐｓ／ｎｍ／ｓｐａｎ）以上となる波長領域に強度変調信号が割り当てられ、インライン分散補償量が１５０（ｐｓ／ｎｍ／ｓｐａｎ）未満となる波長領域に位相変調信号が割り当てられるように、波長制御装置４００の割り当て波長情報４５０ａを設定すればよい。
【実施例３】
【０１１８】
次に、本実施例３にかかる波長多重伝送システムの概要および特徴について説明する。本実施例３にかかる波長多重伝送システムは、分散補償器（ＤＣＦ）を数スパン毎に集中的に配置し、累積分散がゼロ付近になる回数を低減させる。
【０１１９】
このように、累積分散がゼロ付近になる回数を低減させることによって、強度変調信号が位相変調信号に悪影響を与える回数を低減できるので、ＸＰＭペナルティを低減させることができる。但し、ＤＣＦを配置しないスパン数を増やしすぎると、ＯＡＤＭが光信号をＡｄｄ、Ｄｒｏｐする位置によっては、累積分散の値が大きくなり、光信号を伝送できなくなってしまうケースがあるため、適度な補償間隔にする必要がある。
【０１２０】
図１８は、従来の波長多重伝送システムのＤＣＦ分割配置を説明するための図である。同図に示すように、従来の波長多重伝送システムは、１スパンごとにＤＣＦ６０１〜６０４が設定されているので、累積分散がゼロ付近になる回数が増えてしまう。
【０１２１】
図１９、図２０は、本実施例３にかかる波長多重伝送システムのＤＣＦ一括配置を示す図である。なお、図１９〜図２０に示すＯＡＤＭ５０１〜５０５およびＤＣＦ６０１〜６０４は、図７に示したＯＡＤＭ１３０、ＤＣＦ１２０に対応する。
【０１２２】
図１９では、２スパン毎に分散補償している（ＯＡＤＭ５０２，５０３の間に、ＤＣＦ６０１，６０２が配置され、ＯＡＤＭ５０４，５０５の間に、ＤＣＦ６０３，６０４が配置されている）。また、図２０では、４スパン毎に分散補償している（ＯＡＤＭ５０４，５０５の間に、ＤＣＦ６０１〜６０４が配置されている）。
【０１２３】
図２１は、図１８〜図２０の各分散補償における累積分散と距離との関係を示す図である。同図に示すように、各スパン毎に分散補償するものに比べて、２スパン毎あるいは４スパン毎に分散補償するものの方が、累積分散がゼロに近づく回数が少ないことがわかる。
【０１２４】
図２２は、図１８〜図２０における各分散補償の方法とＱペナルティとの関係を示す図である。同図に示すように、各スパン毎に分散補償するよりも、２スパン毎あるいは４スパン毎に分散補償したほうが、Ｑペナルティの値が小さくなることがわかる。これは、複数スパン毎に分散補償することによって、累積分散がゼロに近づく回数が少なくなり（図２１参照）、強度変調信号が位相変調信号に悪影響を与える回数が減少するためである。
【０１２５】
上述してきたように、本実施例３にかかる波長多重伝送システムは、分散補償器（ＤＣＦ）を数スパン毎に集中的に配置し、累積分散がゼロ付近になる回数を低減させるので、強度変調信号が位相変調信号に悪影響を与える回数を減少させ、ＸＰＭ劣化を防止することができる。
【０１２６】
なお、本実施例３にかかる波長多重伝送システムは、各ＯＡＤＭの間に集中して、ＤＣＦを配置する例を示したが、図２３に示すように、各ＩＬＡ（インラインアンプ）７０１〜７０４の間に集中してＤＣＦ６０１〜６０５を配置しても同様の効果を得ることができる。図２３は、各ＩＬＡの間に集中してＤＣＦを配置する波長多重伝送システムの一例を示す図である。
【０１２７】
図２３に示す例では、ＩＬＡ７０４の後に、ＤＣＦ６０１〜６０５を集中して配置している。ＩＬＡ７０４は、図１７〜図１９に示した波長多重伝送システムのＯＡＤＭ５０１〜５０５と異なり、光信号をＡｄｄ、Ｄｒｏｐする必要がないので、各ＩＬＡ間で累積分散量の値が大きくなっても問題が無い。従って、ＤＣＦを配置するスパンを更に大きく設定することができ、ＸＰＭ劣化を更に抑えることが可能となる。
【実施例４】
【０１２８】
次に、本実施例４にかかる波長多重伝送システムの概要および特徴について説明する。本実施例４にかかる波長多重伝送システムは、ＤＣＦによる分散補償率を周期的に変化させて設定（ＤＣＦを不均等に配置）し、累積分散がゼロ付近になる回数を低減させる。
【０１２９】
このように、累積分散がゼロになる回数を低減させることによって、強度変調信号が位相変調信号に悪影響を与える回数を低減でき、ＸＰＭペナルティを低減させることができる。
【０１３０】
図２４は、本実施例４にかかる波長多重伝送システムのＤＣＦ分割配置を示す図である。図２４に示すＯＡＤＭ８０１〜８０５、ＤＣＦ９０１〜９０４は、図７に示したＯＡＤＭ１３０、ＤＣＦ１２０に対応する。同図に示すように、奇数スパンの分散補償量を（１−β；βを不均等率と定義する）倍に削減し、偶数スパンに削減分（β）を追加する。すなわち、ＤＣＦ９０１，９０３の分散補償率を（１−β）倍にし、ＤＣＦ９０２，９０４の分散補償率を（１＋β）倍にする。
【０１３１】
図２５は、不均等率βを変化させた場合における累積分散と距離との関係を示す図である。同図に示すように、不均等率βが大きいほど、累積分散がゼロ付近になる回数を低減させることができる。なお、不均等率βが１００％の場合は、２スパンごとにＤＣＦを配置しているものと同等となる（図１９参照）。
【０１３２】
図２６は、不均等率βとＱペナルティとの関係を示す図である。同図に示すように、不均等率βが大きくなるほど、Ｑペナルティの値が小さくなることがわかる。これは、各ＤＣＦの分散補償量が不均等になることによって、累積分散がゼロに近づく回数が少なくなり（図２５参照）、強度変調信号が位相変調信号に悪影響を与える回数が減少するためである。
【０１３３】
上述してきたように、本実施例４にかかる波長多重伝送システムは、分散補償率を周期的に変化させてＤＣＦを設定するので、累積分散がゼロ付近になる回数を低減され、ＸＰＭ劣化を防止することができる。
【０１３４】
なお、本実施例４にかかる波長多重伝送システムは、奇数スパンの分散補償量を削減し、偶数スパンの分散補償量を増加していたが、これに限定されるものではなく、奇数スパンの分散補償量を増加し、偶数スパンの分散補償量を削減してもよい。あるいは、３スパン以上の繰り返し周期で、スパン毎の分散補償量を不均等にしてもよい。
【０１３５】
ところで、本実施例において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部あるいは一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【０１３６】
また、実施例１〜４の波長多重伝送システムの構成は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部がＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
【０１３７】
（付記１）第１の送信機によって変調された第１の光信号と第２の送信機によって変調された第２の光信号とを同一伝送路で伝送する伝送システムであって、
前記第１の光信号は位相変調方式によって変調された光信号であり、前記第２の光信号は強度変調方式によって変調された光信号であり、
前記第１の光信号および前記第２の光信号を波長分割多重方式によって多重化した多重光信号を生成する波長分割多重手段と、
前記伝送路を伝送する際に前記多重光信号に発生するスパンあたりの残留分散の量の絶対値が閾値以上となるように前記多重光信号に対する分散補償量が調整された分散補償手段と、
を備えたことを特徴とする伝送システム。
【０１３８】
（付記２）前記分散補償手段の分散補償量は、前記第２の送信機が第２の光信号を送信する場合のタイムスロットと、前記波長分割多重手段によって多重化される前記第１の光信号と前記第２の光信号との波長間隔に基づいて調整されていることを特徴とする付記１に記載の伝送システム。
【０１３９】
（付記３）前記波長分割多重手段によって生成され、送信端における前記多重光信号に対して分散補償を行い、当該多重光信号の残留分散値を負の値にする前置分散補償手段をさらに備え、かつ、前記第２の送信機が第２の光信号を生成する場合のチャーピング係数は正符号に設定されていることを特徴とする付記１または２に記載の伝送システム。
【０１４０】
（付記４）前記波長分割多重手段は、前記第１の光信号と第２の光信号とを多重化する場合に、前記第１の信号を割り当てる波長と、前記第２の光信号を割り当てる波長との間隔が所定値以上になるように配置することを特徴とする付記１、２または３に記載の伝送システム。
【０１４１】
（付記５）前記波長分割多重手段は、前記第１の光信号を前記多重光信号の短波長側にまとめて割り当て、前記第２の光信号を前記多重光信号の長波長側にまとめて割り当てることを特徴とする付記４に記載の伝送システム。
【０１４２】
（付記６）前記波長分割多重手段は、前記第１の光信号を前記多重光信号の長波長側にまとめて割り当て、前記第２の光信号を前記多重光信号の短波長側にまとめて割り当てることを特徴とする付記４に記載の伝送システム。
【０１４３】
（付記７）前記波長分割多重手段は、前記分散補償手段の各波長に対するスパン当たりの残留分散量に基づいて前記第１の光信号および前記第２の光信号を前記多重光信号の各波長に割り当てることを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の伝送システム。
【０１４４】
（付記８）前記分散補償手段は、前記伝送路上に所定スパンごとに設けられていることを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載の伝送システム。
【０１４５】
（付記９）前記伝送路上に設けられた前記分散補償手段は、それぞれの分散補償量が不均等に調整されていることを特徴とする付記８に記載の伝送システム。
【０１４６】
（付記１０）第１の送信機によって変調された第１の光信号と第２の送信機によって変調された第２の光信号とを同一伝送路で伝送する伝送システムの伝送方法であって、
前記第１の光信号は位相変調方式によって変調された光信号であり、前記第２の光信号は強度変調方式によって変調された光信号であり、
前記第１の光信号および前記第２の光信号を波長分割多重方式によって多重化した多重光信号を生成する波長分割多重工程と、
前記伝送路を伝送する際に前記多重光信号に発生するスパンあたりの残留分散の量の絶対値が閾値以上となるように前記多重光信号に対する分散補償量が調整された分散補償装置に前記多重光信号を通過させる分散補償工程と、
を備えたことを特徴とする伝送方法。
【０１４７】
（付記１１）前記分散補償装置の分散補償量は、前記第２の送信機が第２の光信号を送信する場合のタイムスロットと、前記波長分割多重工程によって多重化される前記第１の光信号と前記第２の光信号との波長間隔に基づいて調整されていることを特徴とする付記１０に記載の伝送方法。
【０１４８】
（付記１２）前記波長分割多重工程によって生成され、送信端における前記多重光信号に対して分散補償を行い、当該多重光信号の残留分散値を負の値にする前置分散補償工程をさらに含み、前記第２の送信機が第２の光信号を生成する場合のチャーピング係数は正符号に設定されていることを特徴とする付記１０または１１に記載の伝送方法。
【０１４９】
（付記１３）前記波長分割多重工程は、前記第１の光信号と第２の光信号とを多重化する場合に、前記第１の信号を割り当てる波長と、前記第２の光信号を割り当てる波長との間隔が所定値以上になるように配置することを特徴とする付記１０、１１または１２に記載の伝送方法。
【０１５０】
（付記１４）前記波長分割多重工程は、前記第１の光信号を前記多重光信号の短波長側にまとめて割り当て、前記第２の光信号を前記多重光信号の長波長側にまとめて割り当てることを特徴とする付記１３に記載の伝送方法。
【０１５１】
（付記１５）前記波長分割多重工程は、前記第１の光信号を前記多重光信号の長波長側にまとめて割り当て、前記第２の光信号を前記多重光信号の短波長側にまとめて割り当てることを特徴とする付記１３に記載の伝送方法。
【０１５２】
（付記１６）前記波長分割多重工程は、前記分散補償装置の各波長に対するスパン当たりの残留分散量に基づいて前記第１の光信号および前記第２の光信号を前記多重光信号の各波長に割り当てることを特徴とする付記１０〜１５のいずれか一つに記載の伝送方法。
【０１５３】
（付記１７）前記分散補償装置は、前記伝送路上に所定スパンごとに設けられていることを特徴とする付記１０〜１６のいずれか一つに記載の伝送方法。
【０１５４】
（付記１８）前記伝送路上に設けられた前記分散補償装置は、それぞれの分散補償量が不均等に調整されていることを特徴とする付記１７に記載の伝送方法。
【産業上の利用可能性】
【０１５５】
以上のように、本発明にかかる伝送システムは、異なる変調方式によって生成された光信号を同一の伝送路を利用して伝送する場合に有用であり、特に、各光信号に発生するＸＰＭ劣化を抑える場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１５６】
【図１】位相変調信号／強度変調信号間のＸＰＭ劣化を示す図である。
【図２】インライン残留分散量とＱペナルティとの関係を示す図である。
【図３】ＸＰＭ劣化が大きくなる領域あるいは小さくなる領域を説明するための図である。
【図４】インライン残留分散値がプラスの場合の伝送距離と累積分散との関係を示す図である。
【図５】隣接チャネル間遅延差、インライン残留分散量、隣接チャネル間隔の関係を示す図である。
【図６】隣接チャネル間隔が１００ＧＨｚの場合の分散マップを示す図である。
【図７】本実施例１にかかる波長多重伝送システムの構成を示す図である。
【図８】送信ＤＣＦを設置した場合の効果を説明するための図である。
【図９】強度変調信号送信機に設置される光変調器の構成を示す機能ブロック図である。
【図１０】ガードバンドとインライン残留分散の範囲との関係を示す図である。
【図１１】ガードバンドとＸＰＭ劣化が大きくなる領域との関係を示す図である。
【図１２】本実施例２にかかる波長多重伝送システムの構成を示す図である。
【図１３】波長制御装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図１４】割り当て波長情報のデータ構造の一例を示す図である。
【図１５】その他のガードバンドの設定方法を示す図（１）である。
【図１６】その他のガードバンドの設定方法を示す図（２）である。
【図１７】ＮＺ−ＤＳＦの分散補償特性を説明するための図である。
【図１８】従来の波長多重伝送システムのＤＣＦ分割配置を説明するための図である。
【図１９】本実施例３にかかる波長多重伝送システムのＤＣＦ分割配置を示す図（１）である。
【図２０】本実施例３にかかる波長多重伝送システムのＤＣＦ分割配置を示す図（２）である。
【図２１】図１８〜図２０の各分散補償における累積分散と距離との関係を示す図である。
【図２２】図１８〜図２０における各分散補償の方法とＱペナルティとの関係を示す図である。
【図２３】各ＩＬＡの間に集中してＤＣＦを配置する波長多重伝送システムの一例を示す図である。
【図２４】本実施例４にかかる波長多重伝送システムのＤＣＦ分割配置を示す図である。
【図２５】不均等率βを変化させた場合における累積分散と距離との関係を示す図である。
【図２６】不均等率βとＱペナルティとの関係を示す図である。
【図２７】４３Ｇｂｉｔ／ｓのＲＺ−ＤＰＳＫまたはＣＳＲＺ−ＤＰＳＫ変調方式を採用した光送信装置および光受信装置の構成例を示す図である。
【図２８】ＲＺ−ＤＰＳＫまたはＣＳＲＺ−ＤＰＳＫ変調された光信号を送受信する場合の光強度および光位相の状態を示す図である。
【図２９】４３Ｇｂｉｔ／ｓのＲＺ−ＤＱＰＳＫまたはＣＳＲＺ−ＤＱＰＳＫ変調方式を採用した光送信装置および光受信装置の構成例を示す図である。
【図３０】ＲＺ−ＤＱＰＳＫまたはＣＳＲＺ−ＤＱＰＳＫ変調された光信号を送受信する場合の光強度および光位相の状態を示す図である。
【図３１】位相変調信号および強度変調信号が混載する従来の波長多重伝送システムを示す図である。
【符号の説明】
【０１５７】
１，１００    ＮＺ−ＤＳＦ
２，１１０，３５０    光増幅器
３，１２０,６０１，６０２，６０３，６０４,９０１，９０２，９０３，９０４    ＤＣＦ
４，１３０,５０１，５０２，５０３，５０４，５０５,８０１，８０２，８０３，８０４，８０５    ＯＡＤＭ
５，１４０    波長合波器
６，１５０    波長分波器
７，２００ａ    位相変調信号送信機
８，３００    強度変調信号送信機
９，２００ｂ    位相変調信号受信機
１０    光送信装置
１１    送信データ処理部
１２    ＣＷ光源
１３    位相変調器
１４    ＲＺパルス化用強度変調器
２０    伝送路
２１    光中継器
３０    光受信装置
３１    遅延干渉計
３２    光電変換部
３３    再生回路
３４    受信データ処理部
１６０    送信ＤＣＦ
３１０    光変調器
３２０    電気信号出力部
３３０    ＬＤ
３４０ａ，３４０ｂ    電極
４００    波長制御装置
４１０    入力部
４２０    出力部
４３０    通信制御ＩＦ部
４４０    入出力制御ＩＦ部
４５０    記憶部
４５０ａ  割り当て波長情報
４６０    制御部
４６０ａ  波長割り当て処理部
７０１，７０２，７０３，７０４    ＩＬＡ
【図１】
2008193257.tif 000004
【図２】
2008193257.tif 000005
【図３】
2008193257.tif 000006
【図４】
2008193257.tif 000007
【図５】
2008193257.tif 000008
【図６】
2008193257.tif 000009
【図７】
2008193257.tif 000010
【図８】
2008193257.tif 000011
【図９】
2008193257.tif 000012
【図１０】
2008193257.tif 000013
【図１１】
2008193257.tif 000014
【図１２】
2008193257.tif 000015
【図１３】
2008193257.tif 000016
【図１４】
2008193257.tif 000017
【図１５】
2008193257.tif 000018
【図１６】
2008193257.tif 000019
【図１７】
2008193257.tif 000020
【図１８】
2008193257.tif 000021
【図１９】
2008193257.tif 000022
【図２０】
2008193257.tif 000023
【図２１】
2008193257.tif 000024
【図２２】
2008193257.tif 000025
【図２３】
2008193257.tif 000026
【図２４】
2008193257.tif 000027
【図２５】
2008193257.tif 000028
【図２６】
2008193257.tif 000029
【図２７】
2008193257.tif 000030
【図２８】
2008193257.tif 000031
【図２９】
2008193257.tif 000032
【図３０】
2008193257.tif 000033
【図３１】
2008193257.tif 000034