(57)【要約】【課題】複数信号チャネルが多重化された信号光の高品質伝送を可能にし、特にＣＷＤＭ光伝送に適した構造を備えた光伝送システムを提供する。【解決手段】光ファイバ伝送路３０を伝搬する複数信号チャネルは、分波器２２により第１波長域Λ１の信号チャネル群と第２波長域Λ２の信号チャネル群とに分波される。波長分散の絶対値が大きい第２波長域Λ２の各信号チャネルは、分散補償器２３により分散補償される。光ファイバ伝送路３０及び分散補償器２３におけるトータル波長分散が最大となる第２波長域Λ２内の特定波長において、ビットレートをＢ（Ｇｂ／ｓ）とするとき、該特定波長における波長分散値は０より大きく７５００／Ｂ２（ｐｓ／ｎｍ）以下であり、第２波長域Λ２の損失が、第１波長域Λ１の最大損失より小さくなるよう設定される。【選択図】　図１
2004147289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直接変調光源を含み、信号波長帯域内に含まれる複数信号チャネルの信号光を出力する光送信器と、
前記信号光を受信する光受信器と、
前記複数信号チャネルが多重化された信号光が伝搬する伝送媒体であって、前記光送信器と前記光受信器との間に設けられた光ファイバ伝送路と、
前記光送信器の信号送信端と前記光ファイバ伝送路の信号入射端との間、前記光ファイバ伝送路上、及び、前記光ファイバ伝送路の信号出射端と前記光受信器の信号受信端との間のいずれかの光路上に設けられ、前記信号光に含まれる複数信号チャネルのうち、前記光ファイバ伝送路の零分散波長を含む第１波長域以外の第２波長域の信号チャネル群の波長分散を分散補償する分散補償器とを備え、
前記光ファイバ伝送路及び前記分散補償器におけるトータル波長分散が最大となる前記第２波長域内の特定波長において、ビットレートをＢ（Ｇｂ／ｓ）とするとき、該特定波長における波長分散値は０（ｐｓ／ｎｍ）より大きく７５００／Ｂ２（ｐｓ／ｎｍ）以下であり、
当該システム全体から見て、前記第２波長域内の各信号チャネルにおける損失は、前記第１波長域内の信号チャネルにおける損失のうち最大損失より小さい光伝送システム。
【請求項２】
直接変調光源を含み、信号波長帯域内に含まれる複数信号チャネルの信号光を出力する光送信器と、
前記信号光を受信する光受信器と、
前記複数信号チャネルが多重化された信号光が伝搬する伝送媒体であって、前記光送信器と前記光受信器との間に設けられた光ファイバ伝送路と、
前記光送信器の信号送信端と前記光ファイバ伝送路の信号入射端との間、前記光ファイバ伝送路上、及び、前記光ファイバ伝送路の信号出射端と前記光受信器の信号受信端との間のいずれかの光路上に設けられ、前記信号光に含まれる複数信号チャネルのうち、前記光ファイバ伝送路の零分散波長を含む第１波長域以外の第２波長域の信号チャネル群の波長分散を分散補償する分散補償器とを備え、
前記光ファイバ伝送路及び前記分散補償器におけるトータル波長分散が最大となる前記第２波長域内の特定波長において、ビットレートをＢ（Ｇｂ／ｓ）とするとき、該特定波長における波長分散値は０（ｐｓ／ｎｍ）より大きく７５００／Ｂ２（ｐｓ／ｎｍ）以下であり、
前記第２波長域内の各信号チャネルに対する前記光受信器の受信パワーのうち最小受信パワーは、前記第１波長域内の信号チャネルの前記光ファイバ伝送路における光パワーのうち最小光パワーより大きい光伝送システム。
【請求項３】
前記光ファイバ伝送路及び前記分散補償器におけるトータル波長分散は、前記第２波長域内の全信号チャネルにおいて、０より大きく７５００／Ｂ２（ｐｓ／ｎｍ）以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の光伝送システム。
【請求項４】
前記第２波長域内に含まれる信号チャネルのうち少なくとも一信号チャネルのビットレートは、前記第１波長域内の全信号チャネルのいずれのビットレートよりも高いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の光伝送システム。
【請求項５】
前記分散補償器は、分散補償光ファイバを含むことを特徴とする請求項１又は２記載の光伝送システム。
【請求項６】
前記光ファイバ伝送路は、波長１．３μｍ近傍に存在する零分散波長を有するシングルモード光ファイバを含むことを特徴とする請求項１又は２記載の光伝送システム。
【請求項７】
前記光ファイバ伝送路は、波長１．３８μｍにおいて、波長１．３１μｍにおける伝送損失より小さい伝送損失を有することを特徴とする請求項１又は２記載の光伝送システム。
【請求項８】
前記光ファイバ伝送路は、１．３５μｍ〜１．５μｍの波長範囲内に零分散波長を有することを特徴とする請求項１又は２記載の光伝送システム。
【請求項９】
前記信号光をラマン増幅するためのラマン増幅用励起光を、前記光ファイバ伝送路に供給する励起光供給手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の光伝送システム。
【請求項１０】
前記励起光供給手段は、１．２μｍ〜１．３μｍの波長範囲内の複数励起チャネルが多重化されたラマン増幅用励起光を、前記光ファイバ伝送路に供給す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１１】
前記信号光をラマン増幅するためのラマン増幅用励起光を、前記分散補償光ファイバに供給する励起光供給手段をさらに備えたことを特徴とする請求項５記載の光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、信号波長帯域内に含まれる複数信号チャネルが多重化された信号光（多重化信号光）を光ファイバ伝送路を介して伝送する光伝送システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
波長分割多重（ＷＤＭ：　Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）光伝送システムは、複数信号チャネルを含む多重化信号光を光ファイバ伝送路を介して伝送する光システムであり、大容量情報の高速送受信を可能にする。また、光伝送システムは、信号光伝搬経路全体の累積波長分散の絶対値を小さくすることで、信号光の波形劣化を抑制することができる。これにより、ビットレートを高くすることができ、更なる大容量化が可能である。
【０００３】
例えば、特開平１１−２０４８６６号公報に開示された光伝送システムは、多重化信号光に含まれる複数信号チャネルを複数の帯域に分波して、帯域ごとに分散補償をするシステムであって、これにより、帯域毎に累積波長分散の絶対値の低減が図られている。
【０００４】
文献１「Ｄ．　Ａ．　Ａｔｌａｓ，　”Ｃｈｒｏｍａｔｉｃ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓ　ｄｕｅ　ｔｏ　ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　ｌａｓｅｒ　ｃｈｉｒｐｉｎｇ　ｉｎ　ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ　ａｎｄ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ−ｓｈｉｆｔｅｄ　ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ　ｆｉｂｅｒ　ｓｙｓｔｅｍｓ”，　Ｏｐｔｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ，　Ｖｏｌ．１３，　Ｎｏ．１１，　ｐｐ．１０３５−１０３７　（１９８８）」には、信号光源として直接変調半導体レーザ光源が適用されたシステムにおいて、累積波長分散と伝送特性との関係が示されている。この文献には、良好な信号光伝送品質を得るための分散耐力の値が記載されており、ビットレートが２．５Ｇｂ／ｓであるときには分散耐力が１２００ｐｓ／ｎｍであり、ビットレートが１０Ｇｂ／ｓであるときには分散耐力が８０ｐｓ／ｎｍである旨が記載されている。
【０００５】
文献２「Ｍ．　Ｋａｋｕｉ，　ｅｔ　ａｌ．，　”２．４Ｇｂｉｔ／ｓ　ｒｅｐｅａｔｅｒｌｅｓｓ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｏｖｅｒ　３０６ｋｍ　ｎｏｎ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ−ｓｈｉｆｔｅｄ　ｆｉｂｒｅ　ｕｓｉｎｇ　ｄｉｒｅｃｔｌｙ　ｍｏｄｕｌａｔｅｄ　ＤＦＢ−ＬＤ　ａｎｄ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ−ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ　ｆｉｂｒｅ”，　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ，　Ｖｏｌ．３１，　Ｎｏ．１，　ｐｐ．５１−５２（１９９５）」に記載された光伝送システムは、信号光源として直接変調半導体レーザ光源が利用され、また、分散補償器として分散補償光ファイバが利用され、累積波長分散の絶対値を略零にすることが意図されている。
【０００６】
文献３「Ｍ．　Ｔａｎａｋａ，　ｅｔ　ａｌ．，　”Ｗａｔｅｒ−ｐｅａｋ−ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ　ｎｏｎ−ｚｅｒｏ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ｓｈｉｆｔｅｄ　ｆｉｂｅｒ　ｆｏｒ　ｆｕｌｌ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｃｏａｒｓｅ　ＷＤＭ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｉｎ　ｍｅｔｒｏ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ”，　ＯＦＣ２００２，　ＷＡ２」に記載された光伝送システムは、波長１．３８μｍ付近のＯＨ基に金した損失ピークが低減された光ファイバが適用されたシステムである。この文献には、信号光源として直接変調半導体レーザ光源を利用した場合であって、ビットレートが２．５Ｇｂ／ｓであるときに、累積波長分散が１０００ｐｓ／ｎｍ程度で伝送ペナルティが１ｄＢである旨が記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
発明者は、従来の光伝送システムを検討した結果、以下のような課題を発見した。すなわち、信号光のチャネル間隔（信号波長間隔）が比較的広いＣＷＤＭ（Ｃｏａｒｓｅ　ＷＤＭ）光伝送を行なう光伝送システム（例えば特開２０００−１５６７０２号公報を参照）は、一般に、通信需要が比較的小さい経路に対して適用されるシステムであり、システムコスト低減が要求されることから、信号光源として利用される半導体レーザ光源が直接変調され、また、分散補償が行なわれないのが一般的である。
【０００８】
一方、一般に光ファイバ伝送路として利用される光ファイバは信号波長において正の波長分散を有することから、分散補償する場合には、信号波長において負の波長分散を有する分散補償光ファイバが該光ファイバ伝送路に挿入される。しかしながら、分散補償光ファイバに代表されるような分散補償器は、一般に、分散補償量の絶対値が大きいほど挿入損失が大きい傾向がある。そのため、必要以上に分散補償すると、システム全体の伝送損失が著しく増加してしまう。
【０００９】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、信号波長帯域内の複数信号チャネルが多重化された信号光の高品質伝送を可能にし、特にＣＷＤＭ光伝送に適した構造を備えた光伝送システムを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る光伝送システムは、直接変調光源を含む光送信器と、光受信器と、これら光送信器と光受信器との間に配置された光ファイバ伝送路と、分散補償器を少なくとも備える。上記光送信器は、信号波長帯域内に含まれる複数信号チャネルの信号光を出力する。上記光受信器は、光送信器から出力された信号光を受信する。上記光ファイバ伝送路は、上記複数信号チャネルが多重化された信号光（多重化信号光）が伝搬する伝送媒体である。また、上記分散補償器は、光ファイバ伝送路の零分散波長を含む第１波長域以外の第２波長域の信号チャネル群を分散補償する。
【００１１】
なお、このような光伝送システムでは、上記光送信器から出力される複数信号チャネルは、一旦合波器により多重化され、この多重化信号光が光ファイバ伝送路を介して伝送される。その後、多重化信号光に含まれる信号チャネルは分波器により分波され、これら各信号チャネルが光受信器によりそれぞれ受信される。したがって、上記分散補償器が光送信器の信号送信端と光ファイバの信号入射端との間の光路上に配置された構成では、該分散補償器の前段には、上記複数信号チャネルのうち第２波長域の信号チャネル群を多重化する合波器が配置される。一方、上記分散補償器が光ファイバ伝送路上、及び、光ファイバ伝送路の信号出力端と光受信器の信号受信端との間にいずれかの光路上に配置された構成では、該分散補償器の前段には、上記複数信号チャネルを第１波長域の信号チャネル群と第２波長域の信号チャネル群とに分波する分波器が配置される。
【００１２】
特に、この発明に係る光伝送システムにおいて、光ファイバ伝送路及び分散補償器におけるトータル波長分散が最大となる第２波長域中の特定波長において、ビットレートをＢ（Ｇｂ／ｓ）とするとき、該特定波長における波長分散値は０（ｐｓ／ｎｍ）より大きく７５００／Ｂ２（ｐｓ／ｎｍ）以下である。加えて、当該システム全体から見て、第２波長域内の各信号チャネルの損失は、第１波長域内の信号チャネルにおける損失のうち最大損失より小さいことを特徴としている。あるいは、第２波長域内の信号チャネルに対する上記光受信器の受信パワーのうち最小受信パワーは、第１波長域内の信号チャネルの光ファイバ伝送路における光パワーのうち最小光パワーより大きいことを特徴としている。
【００１３】
上述のような構造を備えた光伝送システムによれば、光ファイバ伝送路の前段、途中及び後段のいずれかに設けられた分散補償器により、光送信器からの複数信号チャネルのうち、第１波長域以外の第２波長域における信号チャネル群の波長分散が分散補償される。これは、第１波長域は光ファイバ伝送路の零分散波長を含む波長域であり、第２波長域はこれ以外の波長域だからである。すなわち、第２波長域は、零分散波長近傍の第１波長域よりも波長分散の絶対値が大きい波長域であるのため、第２波長域における信号チャネル群の波長分散が選択的に分散補償される。そして、当該システムのうち光ファイバ伝送路及び分散補償器を含むシステム全体の波長分散特性及び損失特性それぞれが上述のように設定されることにより、この発明に係る光伝送システムは、信号波長帯域内に含まれる複数信号チャネルが多重化された信号光の高品質伝送、特にＣＷＤＭ光伝送を可能にする。また、第２波長域内の信号チャネルに対してのみ分散補償器を設ければよいので、システムコストが安価になる。また、ＣＷＤＭ光伝送では信号チャネル間隔が広いので、分波器として安価な光フィルタを利用することができる。
【００１４】
この発明に係る光伝送システムにおいて、光ファイバ伝送路及び分散補償器におけるトータル波長分散は、第２波長域中の全信号チャネルにおいて０より大きく７５００／Ｂ２（ｐｓ／ｎｍ）以下であるのがより好ましい。この場合、第２波長域における分散補償量を小さくすることができ、これに伴い、第２波長域における損失増加を効果的に抑制することができる。したがって、更なる高品質の信号光伝送が可能になる。
【００１５】
また、この発明に係る光伝送システムにおいて、上記第２波長域内に含まれる信号チャネルのうち少なくとも一信号チャネルのビットレートは、上記第１波長域内の全信号チャネルのいずれのビットレートよりも高いことが好ましい。この場合、意識的に分散補償された側から伝送速度アップグレードが図れるため、低コストで簡単な構成でシステムの改善が期待できる。
【００１６】
この発明に係る光伝送システムにおいて、上記分散補償器は分散補償光ファイバを含むのが好ましい。この場合、分散補償量が少ないときには、損失の低減が期待でき、より顕著に第２波長域における損失増加を抑制することができる。
【００１７】
この発明に係る光伝送システムにおいて、光ファイバ伝送路は波長１．３μｍ近傍に存在する零分散波長を有するシングルモード光ファイバを含んでもよい。この場合、既に敷設されているシングルモード光ファイバを含む光ファイバ伝送路を利用することができるので、システムコストが安価になる。
【００１８】
この発明に係る光伝送システムにおいて、光ファイバ伝送路は、波長１．３８μｍにおいて、波長１．３１μｍにおける伝送損失より小さい伝送損失を有するのが好ましい。この場合、波長１．３８μｍ付近の信号チャネルを利用することができ、更なる大容量化が可能になる。
【００１９】
この発明に係る光伝送システムにおいて、光ファイバ伝送路は、１．３５μｍ〜１．５μｍの波長範囲内に存在する零分散波長を有するのが好ましい。この場合、信号波長帯域のうち短波長側における光ファイバ伝送路の波長分散が負値（又は僅かに正値）であるので、信号波長帯域内に含まれる全信号チャネルの伝送特性を改善することができる。
【００２０】
この発明に係る光伝送システムは、光ファイバ伝送路を伝搬する信号光をラマン増幅するためのラマン増幅用励起光を、該光ファイバ伝送路に供給する励起光供給手段をさらに備えるのが好ましい。この場合、ラマン増幅用励起光が供給された光ファイバ伝送路において信号光がラマン増幅されるので、実効的な伝送損失を低減することができ、また、分散補償器の挿入に伴う損失の増加を補償することができる。
【００２１】
この発明に係る光伝送システムにおいて、上記励起光供給手段は、１．２μｍ〜１．３μｍの波長範囲に含まれる複数励起チャネルが多重化されたラマン増幅用励起光を光ファイバ伝送路に供給してもよい。この場合、特に伝送損失が大きい波長１．３１μｍ近傍の信号チャネルがラマン増幅され、この波長近傍の実効的な伝送損失を低減することができる。
【００２２】
この発明に係る光伝送システムは、分散補償器としての分散補償光ファイバを伝搬する信号光をラマン増幅するためのラマン増幅用励起光を、該分散補償光ファイバに供給する励起光供給手段を更に備えてもよい。この場合、分散補償光ファイバの実効的な伝送損失を低減することができ、その結果、ロスバジェットの拡大やシステムの信頼性の向上を図ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る光伝送システムにおける各実施形態を、図１〜図１１を用いて詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２４】
（第１実施形態）
まず、この発明に係る光伝送システムにおける第１実施形態について説明する。図１は、この発明に係る光伝送システムにおける第１実施形態の構成を示す図である。この図に示された光伝送システム１は、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の直接変調光源１１１〜１１Ｎ（光送信器に含まれる）、合波器１２、Ｎ個の受信器２１１〜２１Ｎ（光受信器に含まれる）、分波器２２、分散補償器２３、分波器２４１、分波器２４２、及び、光ファイバ伝送路３０を備えている。
【００２５】
各直接変調光源１１ｎ（ｎは１以上Ｎ以下の任意の整数）は、波長λｎの光（信号チャネル）を出力する半導体レーザ光源を含む。合波器１２は、各直接変調光源１１ｎから出力された波長λｎの信号チャネルを多重化して多重化信号光（波長λ１〜λＮの信号チャネルを含む）を光ファイバ伝送路３０へ送出する。これら信号チャネル波長λ１〜λＮは、波長１．３μｍ程度から波長１．６１μｍ程度までの信号波長帯域に含まれ、チャネル間隔が比較的広い。すなわち、この光伝送システム１は、ＣＷＤＭ光伝送を行うシステムである。
【００２６】
光ファイバ伝送路３０は、合波器１２から出力された多重化信号光を分波器２２へ伝送する。この光ファイバ伝送路３０は、波長１．３μｍ近傍に零分散波長を有する標準的なシングルモード光ファイバであるのが好ましく、あるいは、１．３５μｍ〜１．５μｍの波長範囲に存在する零分散波長を有する非零分散シフト光ファイバ（ＮＺＤＳＦ：　Ｎｏｎ　Ｚｅｒｏ−Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　Ｓｈｉｆｔｅｄ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｆｉｂｅｒ）であってもよい。また、光ファイバ伝送路３０は、波長１．３８μｍにおいて、波長１．３１μｍにおける伝送損失より小さい伝送損失を有するのが好ましい。
【００２７】
分波器２２は、光ファイバ伝送路３０の後段に設けられ、光ファイバ伝送路３０を介して伝送された多重化信号光に含まれる波長λ１〜λＮの信号チャネルを、第１波長域Λ１の信号チャネル群と第２波長域Λ２の信号チャネル群とに分波する。第１波長域Λ１は光ファイバ伝送路３０の零分散波長を含む波長域であり、第２波長域Λ２はこれ以外の波長域である。光ファイバ伝送路３０が標準的なシングルモード光ファイバである場合、第１波長域Λ１より第２波長域Λ２の方が長波長側にある。
【００２８】
分散補償器２３は、分波器２２により分波された第２波長域Λ２に含まれる波長λＭ＋１〜λＮ（Ｍは２以上（Ｎ−１）以下の整数）の信号シャネル群の波長分散を分散補償する。この分散補償器２３は、第２波長域Λ２において光ファイバ伝送路３０の波長分散とは異符号の波長分散を有する。分散補償器２３は、例えば分散補償光ファイバが適しており、この場合、損失が小さく、他の光ファイバとの接続が容易であり、広帯域で使用可能である。また、分散補償器２３は、バルク型光学デバイスであってもよく、この場合、周期性があり、広帯域で使用可能であり、分散特性を可変とすることができ、高入力パワーでも使用可能である。また、分散補償器２３は、平面光導波路型光学デバイスであってもよく、この場合、小型化可能であり、広帯域で使用可能であり、高入力パワーでも使用可能である。
【００２９】
分波器２４１は、分波器２２により分波された第１波長域Λ１に含まれる波長λ１〜λＭの信号チャネルを、チャネル波長ごとに分波する。分波器２４２は、分散補償器２３により分散補償された第２波長域Λ２に含まれる波長λＭ＋１〜λＮの信号チャネルを入力して、チャネル波長ごとに分波する。各受信器２１ｎは、分波器２４１又は分波器２４２から出力された波長λｎの信号チャネルを受信する。
【００３０】
この光伝送システム１は以下のように動作する。直接変調光源１１ｎから出力された波長λｎの信号チャネルは合波器１２により合波され、波長λ１〜λＮの信号チャネルを含む多重化信号光が光ファイバ伝送路３０へ送出される。光ファイバ伝送路３０を介して伝送された多重化信号光に含まれる波長λ１〜λＮの信号チャネルは、分波器２２により第１波長域Λ１の信号チャネル群と第２波長域Λ２の信号チャネル群とに分波される。分波器２２により分波された波長分散の絶対値が小さい第１波長域Λ１に含まれる波長λ１〜λＭの信号チャネル群は、分波器２４１によりチャネル波長ごとにさらに分波され、それぞれ対応する受信器２１１〜２１Ｍにより受信される。一方、分波器２２により分波された波長分散の絶対値が大きい第２波長域Λ２に含まれる波長λＭ＋１〜λＮの信号チャネル群は、分散補償器２３により分散補償された後、分波器２４２によりチャネル波長ごとに分波され、それぞれ対応する受信器２１Ｍ＋１〜２１Ｎにより受信される。
【００３１】
このとき、光ファイバ伝送路３０及び分散補償器２３におけるトータル波長分散が最大となる第２波長域Λ２中の特定波長において、ビットレートをＢ（Ｇｂ／ｓ）とするときに、該特定波長の波長分散値は０より大きく７５００／Ｂ２（ｐｓ／ｎｍ）以下に設定される。
【００３２】
加えて、当該システム全体から見て、第２波長域Λ２内の各信号チャネルにおける損失は、第１波長域Λ１内の信号チャネルの損失のうち最大損失より小さく設定される。あるいは、第２波長域Λ２中の信号光に対する受信器の受信パワーのうち最小受信パワーは、光ファイバ伝送路３０での第１波長域Λ１内の信号チャネルにおける光パワーのうち最小光パワーより大きく設定される。なお、光ファイバ伝送路３０及び分散補償器２３におけるトータル波長分散は、第２波長域Λ２内の信号チャネルそれぞれにおいて、０より大きく７５００／Ｂ２（ｐｓ／ｎｍ）以下であるのがより好ましい。なお、「７５００／Ｂ２」はシステムの分散耐力を表す。
【００３３】
上述のように波長分散特性及び損失特性が設定されることにより、この第１実施形態に係る光伝送システム１は、信号波長帯域内に含まれる複数信号チャネルが多重化された信号光の高品質伝送を可能にし、特にＣＷＤＭ光伝送を行うのに適した構成となる。また、第２波長域Λ２の信号チャネルに対してのみ選択的に分散補償器２３を設ければよいので、システムコストが安価になる。また、ＣＷＤＭ光伝送では信号光におけるチャネル間隔が広いので、分波器２２として安価な光フィルタを利用することができる。
【００３４】
上述の構成では、光ファイバ伝送路３０の信号出射端側に分散補償器２３が配置されていたが、分散補償器２３は、図２に示されたように、光ファイバ伝送路３０の信号入射端側に配置されてもよい。なお、図２は、図１に示された第１実施形態に係る光伝送システム１ａの第１応用例の構成を示す図である。
【００３５】
この第１応用例に係る光伝送システム１ｂでは、直接変調光源１１１〜１１Ｍから出力された第１波長域Λ１に含まれる波長λ１〜λＭの信号チャネルが合波器１２１により合波される。一方、直接変調光源１１Ｍ＋１〜１１Ｎから出力された第２波長域Λ２に含まれる波長λＭ＋１〜λＮの信号チャネルが合波器１２２により合波される。
【００３６】
第２波長域Λ２に含まれる信号チャネル群は、一旦分散補償器２３により分散補償された後に、第１波長域Λ１に含まれる信号チャネル群とともに合波器１３により合波される。この合波器１３により合波された波長λ１〜λＮの信号チャネルを含む多重化信号光は、例えば１００ｋｍ長のシングルモード光ファイバからなる光ファイバ伝送路３０を伝搬し、分波器２４に到達する。
【００３７】
分波器２４に到達した多重化信号光は、この分波器２４において各信号チャネルに分波され、各信号チャネルは対応して設けられた受信器２１１〜２１Ｎによりそれぞれ受信される。
【００３８】
さらに、第１実施形態に係る光伝送システムは、伝送速度の異なる複数信号チャネルのハイブリッド伝送も可能である。図３は、図１に示された第１実施形態に係る光伝送システムにおける第２応用例の構成を示す図であり、基本的には図２に示された第１応用例に係る光伝送システム１ｂと同様な構成を有する。
【００３９】
この第２応用例に係る光伝送システム１ｃでは、直接変調光源１１１〜１１Ｍから出力される波長λ１〜λＭの信号チャネルの伝送速度が２．５Ｇｂ／ｓであるのに対し、直接変調光源１１Ｍ＋１〜１１Ｎから出力される波長λＭ＋１〜λＮの信号チャネルの伝送速度は１０Ｇｂ／ｓである。この光伝送システム１ｃにおいて、高ビットレート（１０Ｇｂ／ｓ）の信号チャネルは分散補償光ファイバ（ＤＣＦ）である分散補償器２３により分散補償される。
【００４０】
例えば、この光伝送システム１ｃにおいて、伝送速度が２．５Ｇｂ／ｓである第１波長域Λ１の信号チャネル群として、直接変調光源１１１〜１１Ｍから波長１４９０ｎｍ〜１５５０ｎｍの信号チャネルが合波器１２１により合波される。一方、伝送速度が１０Ｇｂ／ｓである第２波長域Λ２の信号チャネル群として、直接変調光源１１Ｍ＋１〜１１Ｎから波長１５７０ｎｍ、１５９０ｎｍの信号チャネルが合波器１２２により合波される。一方、第２波長域Λ２の信号チャネル群はさらにＤＣＦ２３により分散補償され、残留分散が１０ｐｓ／ｎｍ未満になる程度まで低減される。その後、第２波長域Λ２の信号チャネル群は、第１波長域Λ１の信号チャネル群とともに合波器１３により合波される。合波器１３から出力された、波長１４９０ｎｍ〜１５９０ｎｍの信号チャネルを含む多重化信号光は光ファイバ伝送路３０（例えば、５０ｋｍ長のシングルモード光ファイバ）を伝搬し、分波器２４に到達する。この分波器２４において、多重化信号光は信号チャネルに分波され、これら信号チャネルそれぞれが対応する受信器２１１〜２１Ｎによって受信される。
【００４１】
この光伝送システム１ｃのように、事前にアップグレード可能な信号チャネルを決定しておき、その信号チャネルに対してＤＣＦ等の分散補償器で分散補償を行うように構成しておけば、光送信器及び光受信器を差し替えるだけで、伝送速度を２．５Ｇｂ／ｓから１０Ｇｂ／ｓへのアップグレードが容易に行える。
【００４２】
図４は、第１実施形態に係る光伝送システム１の波長分散特性及び損失特性を示すグラフである。図４（ａ）は、送信器から受信器へ至るまでの累積波長分散の波長依存性を示し、図４（ｂ）は、送信器から受信器へ至るまでの損失の波長依存性を示す。なお、光ファイバ伝送路３０は、８０ｋｍ長の標準的なシングルモード光ファイバを想定している。分散補償器２３は、波長１．５５μｍの諸特性として、−１００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散と、０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍの分散スロープと、０．５ｄＢ／ｋｍの伝送損失を有する分散補償光ファイバとした。合波器１２、分波器２４１及び分波器２４２それぞれの挿入損失は３ｄＢとした。分波器２２の挿入損失は１ｄＢとした。波長範囲１．３１μｍ〜１．６１μｍ内の１６チャネル信号光（チャネル間隔２０ｎｍ）を伝送することとし、ビットレートを２．５Ｇｂ／ｓとした。この場合、システムの分散耐力は１２００ｐｓ／ｎｍである。
【００４３】
分散補償器２３を設けない場合、波長によっては累積波長分散が分散耐力を超える（図４（ａ）中の破線）。しかしながら、この第１実施形態に係る光伝送システム１では、光ファイバ伝送路３０の波長分散の絶対値が大きい第２波長域Λ２（波長１．４８μｍ〜１．６１μｍ）に含まれる各信号チャネルが、分散補償器２３により分散補償されるため、当該システム全体の累積波長分散が分散耐力以下となった（図４（ａ）中の実線）。分散補償器２３である分散補償光ファイバの長さは、最大波長１．６１μｍにおいて累積波長分散が分散耐力以下となるように調整された。
【００４４】
分散補償器２３の損失は３ｄＢであった。第１波長域Λ１における最大損失は波長１．３１μｍにおいて３２ｄＢであり、第２波長域Λ２全体の損失は２９ｄＢ〜３０ｄＢであった（図４（ｂ））。なお、第２波長域Λ２全体の累積波長分散を負にしようとすると、第２波長域Λ２全体の損失は、波長１．３１μｍにおける損失より大きくなる。
【００４５】
図５は、第１実施形態に係る光伝送システム１の他の損失特性を示すグラフである。この図５は、送信器から受信器へ至るまでの損失の波長依存性を示す。ここで、光ファイバ伝送路３０は、７０ｋｍ長の非零分散シフト光ファイバ（ＮＺＤＳＦ）を想定している。この非零分散シフト光ファイバは、１．４８μｍの零分散波長と、波長１．５５μｍにおいて０．２ｄＢ／ｋｍの伝送損失を有する。分散補償器２３は、波長１．５５μｍの諸特性として、−８０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散と、−０．１ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍの分散スロープと、０．５ｄＢ／ｋｍの伝送損失を有する分散補償光ファイバとした。合波器１２、分波器２４１及び分波器２４２それぞれの挿入損失は３ｄＢとした。分波器２２の挿入損失は１ｄＢとした。波長範囲１．３１μｍ〜１．６１μｍにおける１６チャネル信号光（チャネル間隔２０ｎｍ）を伝送することとし、ビットレートを１０Ｇｂ／ｓとした。この場合、システムの分散耐力は７５ｐｓ／ｎｍである。
【００４６】
このときも、分散補償器２３を設けない場合、波長によっては累積波長分散が分散耐力を超える。しかしながら、この第１実施形態に係る光伝送システム１では、光ファイバ伝送路３０の波長分散の絶対値が大きい第２波長域Λ２（波長１．５μｍ〜１．６１μｍ）に含まれる各信号チャネルが分散補償器２３により分散補償されるため、当該システム全体の累積波長分散が分散耐力以下となった。分散補償器２３である分散補償光ファイバの長さは、最大波長１．６１μｍで累積波長分散が分散耐力以下となるように調整された。第１波長域Λ１における最大損失は波長１．３１μｍにおける２７ｄＢであり、第２波長域Λ２全体の損失は２６ｄＢ以下であった。伝送ペナルティは全波長で１ｄＢ以下であった。
【００４７】
なお、図６は、図１に示された第１実施形態に係る光伝送システムにおいて、信号チャネルごとに受信パワー（受信器への入力パワー）をプロットした図である。光ファイバ伝送路３０は、８０ｋｍ長の標準的なシングルモード光ファイバを想定している。分散補償器２３は、波長１．５５μｍの諸特性として、−１００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散と、０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍの分散スロープと、０．５ｄＢ／ｋｍの伝送損失を有する分散補償光ファイバとした。合波器１２、分波器２４１及び分波器２４２それぞれの挿入損失は３ｄＢとした。分波器２２の挿入損失は１ｄＢとした。波長範囲１．３１μｍ〜１．６１μｍ内の１６チャネル信号光（チャネル間隔２０ｎｍ）を伝送することとし、ビットレートを２．５Ｇｂ／ｓとした。
【００４８】
このようなシステム構成では、受信器２１１〜２１Ｎにおける最小受信パワーは−３１ｄＢ以上となり、全信号チャネルにおいてＢＥＲ＜１０−１１となることを確認した。
【００４９】
（第２実施形態）
次に、この発明に係る光伝送システムにおける第２実施形態について説明する。図７は、この発明に係る光伝送システムにおける第２実施形態の構成を示す図である。この図に示された光伝送システム２は、第１実施形態に係る光伝送システム１の構成（図１）に加え、光カプラ４１及び励起光源４２をさらに備える。なお、以下の説明では、図７に示されたように、光ファイバ伝送路３０の信号出射端側に分散補償器２３が配置された構成を対象としているが、この第２実施形態は、その応用例として図２に示されたように、分散補償器２３が光ファイバ伝送路３０の信号入射端側に配置された構成を備えても、また、光ファイバ伝送路３０の途中に分散補償器２３が配置された構成であってもよい。さらに、この第２実施形態は、他の応用例として図３に示されたように、信号チャネル間で伝送速度が異なるハイブリッド伝送を可能にする構成を備えてもよい。
【００５０】
励起光源４２は、光ファイバ伝送路３０において多重化信号光をラマン増幅するためのラマン増幅用励起光を出力する。光カプラ４１は、光ファイバ伝送路３０の後段であって分波器２２の前段に設けられ、励起光源４２から出力された励起光を光ファイバ伝送路３０に供給するとともに、光ファイバ伝送路３０を伝搬してきた多重化信号光を合波器２２へ出力する。ラマン増幅用励起光は、波長範囲１．２μｍ〜１．３μｍ内の複数励起チャネルを含むのが好ましく、この場合、波長範囲１．３μｍ〜１．４μｍの多重化信号光をラマン増幅することができる。また、このとき、光ファイバ伝送路３０は、波長１．３８μｍにおいて、波長１．３１μｍにおける伝送損失より小さい伝送損失を宇揺するのが好ましい。
【００５１】
この光伝送システム２は以下のように動作する。励起光源４２から出力されたラマン増幅用励起光は、光カプラ４１を経て光ファイバ伝送路３０へ供給される。直接変調光源１１ｎから出力された波長λｎの信号チャネルは合波器１２により合波され、波長λ１〜λＮの信号チャネルを含む多重化信号光が光ファイバ伝送路３０へ送出される。光ファイバ伝送路３０を介して伝送される間に多重化信号光はラマン増幅される。そして、光カプラ４１を経て分波器２２に到達した多重化信号光に含まれるの波長λ１〜λＮの信号チャネルは、分波器２２により第１波長域Λ１の信号チャネル群と第２波長域Λ２の信号チャネル群とに分波される。分波器２２により分波された波長分散の絶対値が小さい第１波長域Λ１に含まれる波長λ１〜λＭの信号チャネル群は、分波器２４１により信号チャネルごとに分波され、各信号チャネルはそれぞれ対応する受信器２１１〜２１Ｍにより受信される。一方、分波器２２により分波された波長分散の絶対値が大きい第２波長域Λ２に含まれる波長λＭ＋１〜λＮの信号チャネル群は、分散補償器２３により分散補償された後、分波器２４２により信号チャネルごとに分波され、各信号チャネルはそれぞれ対応する受信器２１Ｍ＋１〜２１Ｎにより受信される。
【００５２】
このとき、光ファイバ伝送路３０及び分散補償器２３におけるトータル波長分散が最大となる第２波長域Λ２内の特定波長において、ビットレートをＢ（Ｇｂ／ｓ）とするときに、該特定波長の波長分散値は０より大きく７５００／Ｂ２（ｐｓ／ｎｍ）以下に設定される。
【００５３】
加えて、当該システム全体から見て、第２波長域Λ２内の各信号チャネルの損失は、第１波長域Λ１内の信号チャネルにおける損失のうち最大損失より小さく設定される。あるいは、第２波長域Λ２内の各信号チャネルの受信器における受信パワーのうち最小受信パワーは、光ファイバ伝送路３０での第１波長域Λ１内の信号チャネルにおける光パワーのうち最小光パワーより大きく設定される。なお、光ファイバ伝送路３０及び分散補償器２３におけるトータル波長分散は、第２波長域Λ２内の信号チャネルそれぞれにおいて、０より大きく７５００／Ｂ２（ｐｓ／ｎｍ）以下に設定されるのがより好ましい。
【００５４】
上述のように波長分散特性及び損失特性が設定されることにより、光伝送システム２は、信号波長帯域内の複数信号チャネルを含む多重化信号光の高品質伝送を可能にし、特にＣＷＤＭ光伝送に適した構成になる。また、第２波長域Λ２の信号チャネルに対してのみ選択的に分散補償器２３を設ければよいので、システムコストが安価になる。また、ＣＷＤＭ光伝送では信号チャネル間隔が広いので、分波器２２として安価な光フィルタを利用することができる。また、この第２実施形態では、光ファイバ伝送路３０の損失が大きい波長域の信号チャネル群をラマン増幅することで、更に高品質の信号光伝送が可能になる。
【００５５】
具体的には、光ファイバ伝送路３０は、波長１．３８μｍ付近のＯＨ基に起因した損失ピークが低減された非零分散シフト光ファイバを想定している。波長範囲１．３１μｍ〜１．６１μｍの１６チャネル信号光（チャネル間隔２０ｎｍ）を伝送することとし、ビットレートを２．５Ｇｂ／ｓとする。この場合、システムの分散耐力は１２００ｐｓ／ｎｍである。ラマン増幅用励起光に含まれる各励起チャネルの波長は１．２μｍ〜１．３μｍであり、波長１．３μｍ付近の多重化信号光をラマン増幅する。これにより、損失により制限されていた伝送距離が拡張され、あるいは、受信パワーが増大して、システムマージンの拡大を図ることができる。例えば、ラマン増幅用励起光の波長が１．２３μｍであってパワーが２４ｄＢｍであれば、波長１．３３μｍでの伝送距離を２０ｋｍ以上長くすることができる。
【００５６】
（第３実施形態）
次に、この発明に係る光伝送システムの第３実施形態について説明する。図８は、この発明に係る光伝送システムにおける第３実施形態の構成を示す図である。この図に示された光伝送システム３は、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の直接変調光源１１１〜１１Ｎ（光送信器に含まれる）、合波器１２、Ｎ個の受信器２１１〜２１Ｎ、分波器２２１、分波器２２２、分散補償器２３２、分散補償器２３３、分波器２４１、分波器２４２、分波器２４３、及び、光ファイバ伝送路３０を備える。なお、以下の説明では、図８に示されたように、光ファイバ伝送路３０の信号出射端側に分散補償器２３が配置された構成を対象としているが、この第３実施形態は、その応用例として図２に示されたように、分散補償器２３が光ファイバ伝送路３０の信号入射端側に配置された構成を備えても、また、光ファイバ伝送路３０の途中に分散補償器２３が配置された構成であってもよい。さらに、この第３実施形態は、他の応用例として図３に示されたように、信号チャネル間で伝送速度が異なるハイブリッド伝送を可能にする構成を備えてもよい。
【００５７】
直接変調光源１１ｎ（ｎは１以上Ｎ以下の任意の整数）は、波長λｎの信号チャネルを出力する半導体レーザ光源を含む。合波器１２は、直接変調光源１１ｎから出力された波長λｎの信号チャネルを合波し、多重化信号光（波長λ１〜λＮの信号チャネルを含む）を光ファイバ伝送路３０へ送出する。これら信号チャネル波長λ１〜λＮは、波長１．３μｍ程度から波長１．６１μｍ程度までの信号波長帯域に含まれ、チャネル間隔が比較的広い。すなわち、この光伝送システム３は、ＣＷＤＭ光伝送を行うシステムである。
【００５８】
光ファイバ伝送路３０は、合波器１２から出力された波長λ１〜λＮの信号チャネルを含む信号光を分波器２２１へ伝送する。この光ファイバ伝送路３０は、波長１．３μｍ近傍に存在する零分散波長を有する標準的なシングルモード光ファイバ、あるいは、波長１．３５μｍ〜１．５μｍに存在する零分散波長を有する非零分散シフト光ファイバであるのが好ましい。また、光ファイバ伝送路３０は、波長１．３８μｍにおいて、波長１．３１μｍにおける伝送損失より小さい伝送損失を有するのが好ましい。
【００５９】
分波器２２１は、光ファイバ伝送路３０の後段に設けられ、光ファイバ伝送路３０を介して伝送された多重化信号光に含まれる波長λ１〜λＮの信号チャネルを、第１波長域Λ１の信号チャネル群と第２波長域Λ２の信号チャネル群とに分波する。第１波長域Λ１は光ファイバ伝送路３０の零分散波長を含む波長域であり、第２波長域Λ２はこれ以外の波長域である。光ファイバ伝送路３０が標準的なシングルモード光ファイバである場合、第１波長域Λ１より第２波長域Λ２の方が長波長側にある。また、分波器２２２は、分波器２２１により分波された第２波長域Λ２に含まれる波長λＭ＋１〜λＮ（Ｍは２以上（Ｎ−１）以下の整数）の信号チャネル群を、更に２つの波長域に分波する。
【００６０】
分散補償器２３２は、分波器２２２により分波された第２波長域Λ２の信号チャネル群のうち波長λＭ＋１〜λＬ（Ｌは（Ｍ＋２）以上（Ｎ−１）以下の整数）の信号チャネル群に対して分散補償する。分散補償器２３３は、分波器２２３により分波された第２波長域Λ２の信号チャネル群のうち波長λＬ＋１〜λＮの信号チャネル群に対して分散補償する。これら分散補償器２３２、２３３は、各波長域において光ファイバ伝送路３０の波長分散とは異符号の波長分散を有し、例えば分散補償光ファイバが適している。
【００６１】
分波器２４１は、分波器２２１により分波された第１波長域Λ１に含まれる波長λ１〜λＭの信号チャネル群を、信号チャネルごとに分波する。分波器２４２は、分散補償器２３２により分散補償された第２波長域Λ２の信号チャネルのうち波長λＭ＋１〜λＬの信号チャネルを、信号チャネルごとに分波する。分波器２４３は、分散補償器２３３により分散補償された第２波長域Λ２のうちの波長λＬ＋１〜λＮの信号チャネル群を、信号チャネルごとに分波する。受信器２１ｎは、分波器２４１〜２４３の何れかより分波された波長λｎの信号チャネルをそれぞれ受信する。
【００６２】
この光伝送システム３は以下のように動作する。直接変調光源１１ｎから出力された波長λｎの信号チャネルは合波器１２により合波され、波長λ１〜λＮの信号チャネルを含む多重化信号光が光ファイバ伝送路３０へ送出される。光ファイバ伝送路３０を介して分波器２２１に到達した多重化信号光に含まれる波長λ１〜λＮの信号チャネルは、分波器２２１により第１波長域Λ１の信号チャネル群と第２波長域Λ２の信号チャネル群とに分波される。分波器２２１により分波された波長分散の絶対値が小さい第１波長域Λ１に含まれる波長λ１〜λＭの信号チャネル群は、分波器２４１により信号チャネルごとに分波され、各信号チャネルがそれぞれ対応する受信器２１１〜２１Ｍにより受信される。一方、分波器２２１により分波された波長分散の絶対値が大きい第２波長域Λ２に含まれる波長λＭ＋１〜λＮの信号チャネル群は、分波器２２２により更に２つの波長域に分波され、分散補償器２３２、２３３により分散補償された後、分波器２４２、２４３により信号チャネルごとに分波され、各信号チャネルがそれぞれ対応する受信器２１Ｍ＋１〜２１Ｎにより受信される。
【００６３】
このとき、光ファイバ伝送路３０及び分散補償器２３におけるトータル波長分散が最大となる第２波長域Λ２内の特定波長において、ビットレートをＢ（Ｇｂ／ｓ）としたときに、該特性波長の波長分散値は０より大きく７５００／Ｂ２（ｐｓ／ｎｍ）以下とされる。
【００６４】
加えて、当該システム全体から見て、第２波長域Λ２内の各信号チャネルの損失は、第１波長域Λ１内の信号チャネルにおける損失のうち最大損失より小さく設定される。あるいは、第２波長域Λ２内の信号チャネルに対する受信器の受信パワーのうち最小受信パワーは、光ファイバ伝送路３０での第１波長域Λ１内の信号チャネルの光パワーのうち最小光パワーより大きく設定される。なお、光ファイバ伝送路３０及び分散補償器２３におけるトータル波長分散は、第２波長域Λ２内の信号チャネルそれぞれにおいて、０より大きく７５００／Ｂ２（ｐｓ／ｎｍ）以下であるのが好ましい。
【００６５】
上述のような波長分散特性及び損失特特性に設定することにより、光伝送システム３は、信号波長帯域内の複数信号チャネルを含む多重化信号光の高品質伝送を可能にし、特にＣＷＤＭ光伝送に適した構成になる。また、第２波長域Λ２の信号チャネル群に対してのみ選択的に分散補償器２３２、２３３を設ければよいので、システムコストが安価になる。また、ＣＷＤＭ光伝送では信号チャネル間隔が広いので、分波器２２１、２２２として安価な光フィルタを利用することができる。特にこの第３実施形態では、第２波長域Λ２の信号チャネル群を更に２つの波長域に分波して、各波長域に対して分散補償器が設けられることから、より高品質の信号光伝送が可能になる。さらに、分散補償器２３２、２３３に対する損失要求特性が緩和されるので、システム設計が容易になる。
【００６６】
図９は、この第３実施形態に係る光伝送システム３の波長分散特性及び損失特性を示すグラフである。図９（ａ）は、送信器から受信器へ至るまでの累積波長分散の波長依存性を示し、図９（ｂ）は、送信器から受信器へ至るまでの損失の波長依存性を示す。分散補償器２３２、２３３を設けない場合、波長によっては累積波長分散が分散耐力を超える（図９（ａ）中の破線）。しかしながら、この第３実施形態に係る光伝送システム３では、光ファイバ伝送路３０の波長分散の絶対値が大きい第２波長域Λ２（波長１．４μｍ〜１．６１μｍ）に含まれる信号チャネル群は、分散補償器２３２、２３３により分散補償されるため、当該システム全体の累積波長分散が分散耐力以下となる（図９（ａ）中の実線）。分散補償器２３２、２３３である分散補償光ファイバの長さは、各帯域の最大波長で累積波長分散が分散耐力以下となるように調整される。
【００６７】
なお、図１０は、図８に示された第３実施形態に係る光伝送システムにおいて、信号チャネルごとに受信パワー（受信器への入力パワー）をプロットした図である。光ファイバ伝送路３０は、８０ｋｍ長の標準的なシングルモード光ファイバを想定している。分散補償器２３は、波長１．５５μｍの諸特性として、−１００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散と、０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍの分散スロープと、０．５ｄＢ／ｋｍの伝送損失を有する分散補償光ファイバとした。合波器１２、分波器２４１及び分波器２４２それぞれの挿入損失は３ｄＢとした。分波器２２の挿入損失は１ｄＢとした。波長範囲１．３１μｍ〜１．６１μｍ内の１６チャネル信号光（チャネル間隔２０ｎｍ）を伝送することとし、ビットレートを２．５Ｇｂ／ｓとした。
【００６８】
このようなシステム構成では、受信器２１１〜２１Ｎにおける最小受信パワーは−３０ｄＢ以上となり、全信号チャネルにおいてＢＥＲ＜１０−１３となることを確認した。
【００６９】
（第４実施形態）
次に、この発明に係る光伝送システムにおける第４実施形態について説明する。図１１は、この発明に係る光伝送システムにおける第４実施形態の構成を示す図である。この図に示された光伝送システム４は、第１実施形態に係る光伝送システム１の構成（図１）に加えて、光カプラ４１及び励起光源４２をさらに備える。なお、以下の説明では、図１１に示されたように、光ファイバ伝送路３０の信号出射端側に分散補償器２３が配置された構成を対象としているが、この第４実施形態は、その応用例として図２に示されたように、分散補償器２３が光ファイバ伝送路３０の信号入射端側に配置された構成を備えても、また、光ファイバ伝送路３０の途中に分散補償器２３が配置された構成であってもよい。さらに、この第４実施形態は、他の応用例として図３に示されたように、信号チャネル間で伝送速度が異なるハイブリッド伝送を可能にする構成を備えてもよい。
【００７０】
励起光源４２は、分散補償器として用意された分散補償光ファイバ２３において信号光をラマン増幅するためのラマン増幅用励起光を出力する。光カプラ４１は、分散補償光ファイバ２３の後段であって分波器２４２の前段に設けられ、励起光源４２から出力された励起光を分散補償光ファイバ２３に供給するとともに、第２波長域Λ２に含まれる信号チャネル群を分波器２４２へ出力する。ラマン増幅用励起光は、波長１．２μｍ〜１．３μｍの複数励起チャネルを含むのが好ましく、この場合、波長１．３μｍ〜１．４μｍの多重化信号光をラマン増幅することができる。また、このとき、分散補償光ファイバ２３は、波長１．３８μｍにおいて、波長１．３１μｍにおける伝送損失より小さい伝送損失を有するのが好ましい。
【００７１】
この光伝送システム４は以下のように動作する。直接変調光源１１ｎから出力された波長λｎの信号チャネルは合波器１２により合波され、多重化信号光（波長λ１〜λＮの信号チャネルを含む）が光ファイバ伝送路３０へ送出される。光ファイバ伝送路３０を介して伝送された多重化信号光に含まれる波長λ１〜λＮの信号チャネルは、分波器２２により第１波長域Λ１の信号チャネル群と第２波長域Λ２の信号チャネル群とに分波される。分波器２２により分波された波長分散の絶対値が小さい第１波長域Λ１に含まれる波長λ１〜λＭの信号チャネル群は、信号チャネルごとに分波されて、各信号チャネルがそれぞれ対応する受信器２１１〜２１Ｍにより受信される。一方、分波器２２により分波された波長分散の絶対値が大きい第２波長域Λ２に含まれる波長λＭ＋１〜λＮの信号チャネル群は、分散補償光ファイバ２３により分散補償されるとともに、この分散補償光ファイバ２３においてラマン増幅された後、信号チャネルごとに分波されて、各信号チャネルがそれぞれ対応する受信器２１Ｍ＋１〜２１Ｎにより受信される。
【００７２】
このとき、光ファイバ伝送路３０及び分散補償光ファイバ２３における波長分散が最大となる第２波長域Λ２内の特定波長において、ビットレートをＢ（Ｇｂ／ｓ）とするときに、該特定波長の波長分散値は０より大きく７５００／Ｂ２（ｐｓ／ｎｍ）以下に設定される。
【００７３】
加えて、当該システム全体から見て、第２波長域Λ２内の各信号チャネルにおける損失は、第１波長域Λ１内の信号チャネルにおける損失のうち最大損失より小さく設定される。あるいは、第２波長域Λ２内の信号チャネルに対する受信器の受信パワーのうち最小受信パワーは、光ファイバ伝送路３０での第１波長域Λ１内の信号チャネルにおける光パワーのうち最小光パワーより大きく設定される。なお、光ファイバ伝送路３０及び分散補償光ファイバ２３における波長分散は、第２波長域Λ２内の信号チャネルそれぞれにおいて、０より大きく７５００／Ｂ２（ｐｓ／ｎｍ）以下であるのがより好ましい。
【００７４】
上述のように波長分散特性及び損失特性が設定されることにより、光伝送システム４は、信号波長帯域内の複数信号チャネルを含む多重化信号光の高品質伝送を可能にし、特にＣＷＤＭ光伝送に適した構成になる。また、第２波長域Λ２の信号チャネル群に対してのみ選択的に分散補償光ファイバ２３を設ければよいので、システムコストが安価になる。また、ＣＷＤＭ光伝送では信号チャネル間隔が広いので、分波器２２として安価な光フィルタを利用することができる。特にこの第４実施形態では、分散補償光ファイバ２３を伝搬する間に第２波長域Λ２の信号チャネル群がラマン増幅されるので、分散補償光ファイバ２３の実効的な損失を低減することができ、あるいは、分散補償光ファイバ２３を実効的に無損失とすることができる。
【００７５】
具体的に、波長範囲１．３１μｍ〜１．６１μｍの１４チャネル信号光（ただし、波長１．４９μｍ及び１．５１μｍを除く）を伝送することとし、ラマン増幅用励起光の波長を１．５１μｍとし、ラマン増幅用励起光のパワーを１７ｄＢｍとする。このとき、波長１．６１μｍにおいて４．５ｄＢの利得が得られ、波長範囲１．５３μｍ〜１．６１μｍにおける全信号チャネルの損失は約２６ｄＢとなり、システムマージンを充分に確保することができる。
【００７６】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、信号波長帯域内の複数信号チャネルが多重化された信号光の高品質伝送が可能になり、特にＣＷＤＭ光伝送に適したシステムが得られる。また、第２波長域内の信号チャネルに対してのみ分散補償器を設ければよく、加えて、分波器として安価な光部品を利用することができるので、システムコストが安価になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る光伝送システムにおける第１実施形態の構成を示す図である。
【図２】図１に示された第１実施形態に係る光伝送システムにおける第１応用例の構成を示す図である。
【図３】図１に示された第１実施形態に係る光伝送システムにおける第２応用例の構成を示す図である。
【図４】図１に示された第１実施形態に係る光伝送システムの波長分散特性及び損失特性を示すグラフである。
【図５】図１に示された第１実施形態に係る光伝送システムの損失特性を示すグラフである。
【図６】図１に示された第１実施形態に係る光伝送システムにおいて、信号チャネルごとに受信パワー（受信器への入力パワー）をプロットした図である。
【図７】この発明に係る光伝送システムにおける第２実施形態の構成を示す図である。
【図８】この発明に係る光伝送システムにおける第３実施形態の構成を示す図である。
【図９】図８に示された第３実施形態に係る光伝送システムの波長分散特性及び損失特性を示すグラフである。
【図１０】図８に示された第３実施形態に係る光伝送システムにおいて、信号チャネルごとに受信パワー（受信器への入力パワー）をプロットした図である。
【図１１】この発明に係る光伝送システムにおける第４実施形態の構成を示す図である。
【符号の説明】
１〜４…光伝送システム、１１…送信器、１２…合波器、２１…受信器、２２…分波器、２３…分散補償器、２４…分波器、３０…光ファイバ伝送路、４１…光カプラ、４２…励起光源。
【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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