(57)【要約】【課題】伝送路上の挿入分岐箇所において高精度な分散補償を行ないながら、受信側端局装置の受信波形の劣化を抑制できるようにする。【解決手段】各中継区間の端点に配置された中継装置において、第１分散補償ステップ（Ｓ１）と、光分岐挿入ステップ（Ｓ２）と、第２分散補償ステップ（Ｓ３）とをそなえて中継伝送を行なう一方、第１分散補償ステップ（Ｓ１）および第２分散補償ステップ（Ｓ３）における分散補償量の和に対する、第２分散補償ステップ（Ｓ３）における前記過補償量の比を、当該中継装置の前記の光伝送路上における送信用の端局装置からの伝送距離とともに漸次変化する設定とする。【選択図】        図４
2004266603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信用の端局装置と受信用の端局装置とを、複数の中継装置で中継区間が区切られた光伝送路で接続して、波長多重光信号の中継伝送を行なう波長多重光中継伝送方法であって、
各中継区間の端点に配置された中継装置においては、
該送信用の端局装置側の中継区間を伝搬してきた波長多重光信号に含まれる分散を、予め設定されたトレランス以内に補償する第１分散補償ステップと、
該第１分散補償ステップにて分散補償された波長多重光信号について、波長成分ごとに光分岐挿入処理を施す光分岐挿入ステップと、
該光分岐挿入ステップにて光分岐挿入処理が施された波長多重光信号について、該送信用の端局装置側の中継区間で生じた分散に対して、該第１分散補償ステップでの補償量との和が所定割合になるよう過補償量で分散補償を行なって、該受信用の端局装置側の中継区間へ送出する第２分散補償ステップとをそなえて、前記中継伝送を行なう一方、
前記の第１分散補償ステップおよび第２分散補償ステップにおける分散補償量の和に対する、該第２分散補償ステップにおける前記過補償量の比を、当該中継装置の前記の光伝送路上における送信用の端局装置からの伝送距離とともに漸次変化する設定とすることを特徴とする、波長多重光中継伝送方法。
【請求項２】
該第２分散補償ステップにおける前記の過補償量の分散補償を行なうための所定割合を、当該中継装置の前記の光伝送路上における送信用の端局装置からの伝送距離とともに漸次増加する設定とすることを特徴とする、請求項１記載の波長多重光中継伝送方法。
【請求項３】
該第２分散補償ステップにおける前記の過補償量の分散補償を行なうための所定割合を、当該中継装置の前記の光伝送路上における送信用の端局装置からの伝送距離とともに漸次減少する設定とすることを特徴とする、請求項１記載の波長多重光中継伝送方法。
【請求項４】
該光分岐挿入ステップにおける光分岐挿入前後の各波長の光信号に残留分散が生じている場合に、前記残留分散を補償する残留分散補償ステップをそなえて構成されたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項記載の波長多重光中継伝送方法。
【請求項５】
送信用の端局装置と受信用の端局装置とを、複数の中継装置で中継区間が区切られた光伝送路で接続して、波長多重光信号の中継伝送を行なう波長多重光中継伝送システムにおける中継装置であって、
該送信用の端局装置側の中継区間を伝搬してきた波長多重光信号に含まれる分散を、予め設定されたトレランス以内に補償する第１分散補償部と、
該第１分散補償部にて分散補償された波長多重光信号について波長成分ごとに光分岐挿入処理を施す光分岐挿入部と、
該光分岐挿入ステップにて光分岐挿入処理が施された波長多重光信号について、該送信用の端局装置側の中継区間で生じた分散に対して、該第１分散補償部での補償量との和が所定割合になるよう過補償量で分散補償を行なう第２分散補償部とをそなえて構成されたことを特徴とする、中継装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信システムにおいて用いて好適の、波長多重光中継伝送方法および中継装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の急激な通信ネットワーク利用の増加により、さらなるネットワーク大容量化の要求が高まっている。光通信システムにおいても、このようなネットワーク大容量化の要求に応えるべく、現状のシステムよりも更に大容量化・高速化・長距離化が進むことが期待されている。
【０００３】
現在は、１チャネル当たり伝送速度１０Ｇｂｉｔ／ｓ（ギガビット／秒）をベースとした波長多重（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＷＤＭ）光伝送システムの実用化が開始されているが、今後、更なる大容量化への要求と、周波数利用効率およびコストの点とから１チャネルあたり４０Ｇｂｉｔ／ｓ以上の超高速伝送システムが求められている。
【０００４】
特に近年では、光ネットワークシステムの多機能化が求められており、ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｐｏｉｎｔの伝送のみならず、光分岐挿入機能（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＯＡＤＭ）や光クロスコネクト（Ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｒｏｓｓ−ｃｏｎｎｅｃｔ：ＯＸＣ）といった、光信号の経路を自由に切り替える機能が必要となってきている。
ところで、光ファイバの屈折率は波長により異なるため、同一ファイバでも光の伝搬時間（速度）が異なってくることを波長分散というが、この超高速伝送システムにおいては、上述のごとき大容量化とともにネットワークシステムの多機能化に対応して、伝送路の分散を最適に補償して、波形劣化を最適かつ高精度に補償する必要がある。
【０００５】
なお、本願発明に関連する技術として、以下の文献に開示された技術がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−６８９３１号公報
【特許文献２】
米国特許６２２９９３５号明細書
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の超高速伝送システムとして求められている伝送速度４０Ｇｂｉｔ／ｓ以上の光伝送システムにおいては、波長分散トレランスが非常に小さく、例えば４０Ｇｂｉｔ／ｓのＮＲＺ（Ｎｏｎ  Ｒｅｔｕｒｎ  ｔｏ  Ｚｅｒｏ）方式で波長多重光信号を伝送する場合には、波長分散トレランスは、１０Ｇｂｉｔ／ｓシステムの１／１６の約７０ｐｓ／ｎｍ（ピコ秒／ナノメートル）以下である。
【０００８】
これに対し、伝送路ファイバの波長分散に関しては、伝送路長の違い、伝送路ファイバおよび分散補償ファイバ（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ  Ｆｉｂｅｒ：ＤＣＦ）の波長分散係数および分散スロープ係数の製造ばらつき、ファイバ零分散波長の温度変化といった変動要因がある。超高速波長多重伝送システムで長距離伝送を実現するためには、上記分散変動を吸収しつつ、光伝送路上の挿入分岐箇所において高精度な分散補償を行ないながら、受信側端局装置の受信波形の劣化を抑制できるようにすることが重要な課題となる。
【０００９】
本発明はこのような課題に鑑み創案されたもので、光伝送路上の挿入分岐箇所において高精度な分散補償を行ないながら、受信側端局装置の受信波形の劣化を抑制できるようにした、波長多重光中継伝送方法および中継装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の波長多重光中継伝送方法は、送信用の端局装置と受信用の端局装置とを、複数の中継装置で中継区間が区切られた光伝送路で接続して、波長多重光信号の中継伝送を行なう波長多重光中継伝送方法であって、各中継区間の端点に配置された中継装置においては、該送信用の端局装置側の中継区間を伝搬してきた波長多重光信号に含まれる分散を、予め設定されたトレランス以内に補償する第１分散補償ステップと、該第１分散補償ステップにて分散補償された波長多重光信号について、波長成分ごとに光分岐挿入処理を施す光分岐挿入ステップと、該光分岐挿入ステップにて光分岐挿入処理が施された波長多重光信号について、該送信用の端局装置側の中継区間で生じた分散に対して、該第１分散補償ステップでの補償量との和が所定割合になるよう過補償量で分散補償を行なって、該受信用の端局装置側の中継区間へ送出する第２分散補償ステップとをそなえて、前記中継伝送を行なう一方、前記の第１分散補償ステップおよび第２分散補償ステップにおける分散補償量の和に対する、該第２分散補償ステップにおける前記過補償量の比を、当該中継装置の前記の光伝送路上における送信用の端局装置からの伝送距離とともに漸次変化する設定とすることを特徴としている（請求項１）。
【００１１】
この場合において、好ましくは、第２分散補償ステップにおける前記の過補償量の分散補償を行なうための所定割合を、当該中継装置の前記の光伝送路上における送信用の端局装置からの伝送距離とともに漸次増加する設定としたり（請求項２）、漸次減少する設定としたりすることができる（請求項３）。
さらに、該光分岐挿入ステップにおける光分岐挿入前後の各波長の光信号に残留分散が生じている場合に、前記残留分散を補償する残留分散補償ステップをそなえて構成することとしてもよい（請求項４）。
【００１２】
また、本発明の中継装置は、送信用の端局装置と受信用の端局装置とを、複数の中継装置で中継区間が区切られた光伝送路で接続して、波長多重光信号の中継伝送を行なう波長多重光中継伝送システムにおける中継装置であって、該送信用の端局装置側の中継区間を伝搬してきた波長多重光信号に含まれる分散を、予め設定されたトレランス以内に補償する第１分散補償部と、該第１分散補償部にて分散補償された波長多重光信号について波長成分ごとに光分岐挿入処理を施す光分岐挿入部と、該光分岐挿入ステップにて光分岐挿入処理が施された波長多重光信号について、該送信用の端局装置側の中継区間で生じた分散に対して、該第１分散補償部での補償量との和が所定割合になるよう過補償量で分散補償を行なう第２分散補償部とをそなえて構成されたことを特徴としている（請求項５）。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態を説明する。
〔Ａ〕第１実施形態の説明
図１は本発明の第１実施形態における波長多重光中継伝送システム１Ａを示すブロック図であり、この図１に示す波長多重光中継伝送システム１Ａは、送信用端局装置１０と受信用端局装置２０とが光伝送路４０を通じて接続されて、例えば１波当たり４０Ｇｂｉｔ／ｓの波長多重光信号の中継伝送を行なうものである。又、この光伝送路４０は、（Ｎ−１）個の中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）によって、Ｎ個の中継区間４０−１〜４０−Ｎに区切られている。
【００１４】
また、波長多重光中継伝送システム１Ａは、上述の中継区間４０−１〜４０−Ｎを伝送単位として、各波長成分の光信号の分岐挿入を行ないつつ、波長多重光信号を伝送することができるようになっている。
ここで、各中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）は、各中継区間４０−１〜４０−Ｎの端点（送信側端点または受信側端点）に配置されたインライン中継器として、波長多重光信号の分岐挿入処理を行なう機能を有している。尚、各中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）は、後述する本願発明の特徴的な構成を有するものである。
【００１５】
また、各中継区間４０−１は、光送信端局装置１０と中継装置３０−１との間の光ファイバ４１−１で接続された区間であり、中継区間４０−２〜４０−（Ｎ−１）はそれぞれ、隣接する中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）間相互の光ファイバ４１−２で接続された区間であり、中継区間４０−Ｎは、中継装置３０−（Ｎ−１）と光受信端局装置２０との間の光ファイバ４１−Ｎで接続された区間である。
【００１６】
ここで、送信用端局装置１０は、複数種類の（この場合においては４４個の）光送信部１１−１〜１１−４４，合波器１２及び増幅器１３をそなえている。４４個の光送信部（Ｔｘ♯１〜Ｔｘ♯４４）１１−１〜１１−４４は、互いに異なる波長λ１〜λ４４の光信号を出力するものである。換言すれば、４４個の信号光源１１−１〜１１−４４により、４４種類の波長が異なった光信号を出力することができるようになっている。
【００１７】
また、合波器１２は、光送信部１１−１〜１１−４４からの、波長が異なった４４種類の光信号を波長多重して出力するもので、増幅器１３は、合波器１２からの波長多重光信号を増幅して光伝送路４０に送出するものである。尚、増幅器１３には分散補償機能を設けることも可能であるが、第１実施形態においては、送信用端局装置１０において分散補償を行なわないようにしている（補償量ＤＣＴ＝０）。
【００１８】
さらに、各中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）は、図２に示すように、増幅器３１，第１分散補償器３２，光分波器３３，光合波器３４，第２分散補償器３５および増幅器３６をそなえて構成されている。尚、図２においては、各中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）の構成要素を、共通の符号３１〜３６を用いて示している。又、各中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）に接続されるローカル局についても、共通の符号５１−１〜５１−ｎを用いて図示している。
【００１９】
ここで、増幅器３１は、送信用端局装置１０側の中継区間（中継装置３０−１の場合には中継区間４０−１）を通じて伝送されてきた波長多重光信号を増幅するものである。
また、第１分散補償器３２は、例えば分散補償ファイバ（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ  Ｆｉｂｅｒ）などで構成され、増幅器３１からの波長多重光信号について最適に波長分散を補償するもので、例えば後述するような中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）に応じた補償量で分散補償を行なう分散補償ファイバ（ＤＣＦ）により構成することができる。
【００２０】
また、第１分散補償器３２は、波長多重光信号を構成する中間波長帯（波長毎に配置されたλ１〜λ４４におけるλ２２）の波長における分散を分散トレランス以下〔例えば０（ゼロ）〕とする補償量ＤＣＬａで分散補償を行なうものである。これにより、後述の光分波器３３にて波長分離されて、ローカル局５０−１〜５０−ｎに出力される光信号は、分散量が最適に補償されており、波形劣化が補償されているのである。
【００２１】
したがって、上述の第１分散補償器３２は、送信用端局装置１０側の中継区間の光伝送路で発生する分散を、予め設定されたトレランス以内に補償する第１分散補償部として機能する。
光分波器３３は、第１分散補償器３２で分散が補償された波長多重光信号を波長分離するもので、分離された波長成分に応じて光合波器３４またはローカル局５０−１〜５０−ｎの受信部５１Ｒに出力するようになっている。即ち、光分波器３３で波長分離された光信号のうちで、各ローカル局５０−１〜５０−ｎ受信信号波長として割り当てられた光信号については、当該ローカル局５０−１〜５０−ｎの受信機５１Ｒに出力され（分岐処理）、それ以外の波長の光信号については、光合波器３４に出力される。
【００２２】
光合波器３４は、光分波器３３からの光信号と、各ローカル局５０−１〜５０−ｎの送信部５１Ｔから出力された光信号（ローカル局５０−１〜５０−ｎごとに波長が割り当てられた光信号）と、を波長多重して出力するものである（挿入処理）。従って、上述の光分波器３３および光合波器３４により、第１分散補償器３２にて分散補償された波長多重光信号について波長成分毎に光分岐挿入処理を施す光分岐挿入部として機能する。
【００２３】
さらに、第２分散補償器３５についても分散補償ファイバ（ＤＣＦ）等により構成され、光合波器３４から出力された光分岐挿入処理の施された波長多重光信号について、上述の送信用端局装置１０側の中継区間４０−１〜４０−（Ｎ−１）で生じた分散に対して、第１分散補償器３２での補償量との和が所定割合になるよう過補償量ＤＣＬｂで分散補償を行なうものであり、第２分散補償部として機能する。
【００２４】
また、増幅器３６は、第２分散補償器３５にて過補償分の分散補償が行なわれた波長多重光信号を増幅して、受信用端局装置２０側の中継区間（中継装置３０−１の場合には中継区間４０−２）へ送出するものである。
これにより、例えば中継装置３０−１においては、送信用端局装置１０側の中継区間４０−１からの波長多重光信号について、上述のごとき第１分散補償器３２による第１分散補償処理，分波器３３および合波器３４による光分岐挿入挿入処理、ならびに第２分散補償器３５による第２分散補償処理を行なって、後段の中継区間４０−２に送出する。
【００２５】
また、中継装置３０−２においても、中継区間４０−２を通じて中継装置３０−１から送出された波長多重光信号について、上述の中継装置３０−１に準じた第１分散補償処理，光分岐挿入挿入処理および第２分散補償処理を施して、後段の中継区間４０−３に送出する。
以降、中継装置３０−３〜３０−（Ｎ−１）においても、上述の中継装置３０−１に準じた処理が行なわれて、後段の中継区間４０−４〜４０−Ｎへ波長多重光信号を送出する。
【００２６】
ついで、各中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）の第１分散補償器３２および第２分散補償器３５での分散補償量ＤＣＬａ，ＤＣＬｂについて詳述する。尚、中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）では、中間波長λ２２での分散量を基準にして補償量を導出するようになっているが、他の波長帯λ１〜λ２１，λ２３〜λ４４の光信号についても、中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）では、以下に示すように導出された補償量で、波長多重光信号の状態で一括した分散補償が行なわれる。又、分散スロープを加味した分散補償は、後述する受信用端局装置２０において各波長の光信号個別で行なわれる。
【００２７】
まず、上述の中継装置３０−１の第１分散補償器３２における最適の分散補償量ＤＣＬａ♯１は、中継区間４０−１において中間波長λ２２の光信号に生じる分散量をＤ１とすると、例えば式〔１ａ〕のように示すことができ、これにより、中継装置３０−１の第１分散補償器３２では、中継区間４０−１において中間波長λ２２の光信号に生じた波長分散をゼロとすることができる（図３の点Ｃ１参照）。ここで、分散の補償量とは、波長多重光信号に生じている波長分散を減少させるための分散量であり、負の値を有している。
【００２８】
ＤＣＬａ♯１＝−Ｄ１                                        …〔１ａ〕
また、中継装置３０−１の第２分散補償器３５における過補償量ＤＣＬｂ♯１は、例えば式〔１ｂ〕に示すように、上述の中継区間４０−１で中間波長λ２２に生じた分散量Ｄ１に対する一定の割合βを乗算した値を負としたものとすることができる（図３参照）。
【００２９】
ＤＣＬｂ♯１＝−（β×Ｄ１）＝−βＤ１                        …〔１ｂ〕
さらに、上述の中継装置３０−２の第１分散補償器３２における最適の分散補償量ＤＣＬａ♯２は、中継区間４０−２に起因して中間波長λ２２の光信号に生じる分散量をＤ２とすると、例えば式〔２ａ〕のように示すことができる。
すなわち、中継装置３０−１から中継区間４０−２に送出する時点での中間波長λ２２の光信号の分散量は式〔１ｂ〕に示す値であるので、これに分散量Ｄ２を加算したものが、中継装置３０−２の第１分散補償器３２で補償すべき分散量である（図３参照）。尚、実際の補償量は分散量の値を負としたものである。
【００３０】
ＤＣＬａ♯２＝−（−βＤ１＋Ｄ２）＝βＤ１−Ｄ２              …〔２ａ〕
また、中継装置３０−２の第２分散補償器３５における過補償量ＤＣＬｂ♯２は、例えば式〔２ｂ〕に示すように、上述の２つの中継区間４０−１，４０−２で生じた分散量の総和Ｄ１＋Ｄ２に対する一定の割合βを乗算したものを負としたものとすることができる（図３参照）。
【００３１】
ＤＣＬｂ♯２＝−｛β×（Ｄ１＋Ｄ２）｝＝−β（Ｄ１＋Ｄ２）      …〔２ｂ〕
中継装置３０−３〜３０−（Ｎ−１）における第１分散補償器３２および第２分散補償器３５についても、上述の中継装置３０−１，３０−２におけるものと同様に算出することができる。
式〔３ａ〕は、中継装置３０−ｉ〔ｉ；２〜（Ｎ−１）〕における第１分散補償器３２において補償すべき最適の分散補償量ＤＣＬａ♯ｉを示し、各中継装置３０−２〜３０−（Ｎ−１）における第１分散補償器３２では、前段の中継区間４０−２〜４０−（Ｎ−１）において中間波長λ２２の光信号に生じた波長分散をゼロとすることができる（図３の点Ｃ２〜Ｃｎ−１参照）。
【００３２】
又、式〔３ｂ〕は、中継装置３０−ｉ〔ｉ；２〜（Ｎ−１）〕における第２分散補償器３５において補償すべき過補償量ＤＣＬｂ♯ｉを示す（図３参照）。即ち、各中継区間４０−１〜４０−（ｉ―１）で生じた分散量の総和に対する一定の割合βを乗算したものを負としたものとすることができる（図３参照）。
【００３３】
【数１】
2004266603.tif 000003
【００３４】
すなわち、中継区間４０−（ｉ−１）を通じて伝搬してきた波長多重光信号の中間波長λ２２に生じた分散Ｄｉと、中継区間４０−１〜４０−（ｉ−１）での過補償量の累積値とを用いることにより、第１分散補償器３２における最適分散補償量ＤＣＬａ♯ｉを導出することができるのである。又、上記の式〔３ｂ〕から、送信用端局装置１０からの伝送距離が増大するに従って、過補償量の大きさについては増大（式〔３ｂ〕の値の絶対値が増大）するようになっている。
【００３５】
また、上述の中継装置３０−１における第１分散補償器３２および第２分散補償器３５における分散補償量の和に対する、第２分散補償器３５の比Ｒ１は、式〔４−１〕に示すようになる。更には、中継装置３０−ｉにおける第１分散補償器３２および第２分散補償器３５における分散補償量の和に対する、第２分散補償器３５の比Ｒｉは、式〔３ａ〕および式〔３ｂ〕の結果を用いることにより、式〔４−ｉ〕に示すようになる。尚、この式〔４−ｉ〕は、ｉ＝１の場合（即ちＲ１）にも当てはまる。
【００３６】
【数２】
2004266603.tif 000004
【００３７】
ここで、この式〔４−ｉ〕において得られた式のシグマ項を含まない前段項は一定値である一方、後段項は伝送距離とともに（ｉの値が増大するとともに）漸次増大していく値である（Ｄｉ＞０）。即ち、第１分散補償部３２および第２分散補償部３５における分散補償量の和に対する、第２分散補償部３５における過補償量の比Ｒｉは、当該中継装置３０−ｉが配置される送信用端局装置１０からの伝送距離とともに漸次変化（漸次増加）する設定となっているのである。
【００３８】
なお、漸次増加するとは、送信用端局装置１０からの伝送距離とともに途中で減少することなく、だんだんと増えていくことである。又、後述するように、第１分散補償部３２および第２分散補償器３５における分散補償量の和に対する第２分散補償器３５での過補償量の比を漸次増加する割合Ｒｉとすることにより、この比を一定とする場合に比べて、受信用端局装置２０における波形劣化を抑制させることができるようになっている。
【００３９】
ところで、受信用端局装置２０の構成について説明すると、受信用端局装置２０は、分散補償・増幅器２１，分波器２２，４４個の可変分散補償器（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ：ＶＤＣ）２３−１〜２３−４４および４４個の光受信部２４−１〜２４−４４をそなえて構成されている。
ここで、分散補償・増幅器２１は、中継区間４０−Ｎを通じて入力された波長多重光信号を増幅するとともに、中継区間４０−Ｎを通じて伝搬してきた波長多重光信号に生じた分散ＤＮを、中継区間４０−１〜４０−Ｎでの過補償量の累積値と協働して補償量ＤＣＲで補償するものである。尚、上述の分散ＤＮの値についても、中間波長帯λ２２において生じた分散値としている。
【００４０】
具体的には、中継装置３０−（Ｎ−１）から中継区間４０−Ｎへ波長多重光信号が送出された時点での中間波長帯λ２２の分散量はＤＣＬｂ♯（Ｎ−１）である（式〔３ｂ〕参照）。従って、分散補償・増幅器２１でゼロにすべき中間波長λ２２の光信号の補償量ＤＣＲは、上述の分散値ＤＮを用いて、式〔５〕に示すように表すことができる（図３参照）。
【００４１】
【数３】
2004266603.tif 000005
【００４２】
また、分波器２２は、分散補償・増幅器２１からの波長多重光信号について、４４種類の波長成分に波長分離するものであり、可変分散補償器２３−１〜２３−４４は、分波器２２にて波長分離された光信号について生じている残留分散を、個別に補償するものであり、これにより、波長毎に分散量が異なる分散スロープの影響を解消して、各波長の光信号の分散値を最適値のゼロとすることができるようになっている。
【００４３】
光受信部２４−１〜２４−４４はそれぞれ、可変分散補償器２３−１〜２３−４４にて各波長の分散値が最適に補償された光信号について受信処理を施すものである。
上述の構成により、本発明の第１実施形態における波長多重光中継伝送システム１Ａにおいては、以下に示すように波長多重光信号の分散を補償し、且つ、各中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）にて分岐される光信号について、最適な補償量で分散を補償している。
【００４４】
まず、送信用端局装置１０においては、４４種類の波長λ１〜λ４４が波長多重された波長多重光信号を送出するが、この時点では分散は光ファイバ中の光信号の伝搬に起因した波長分散は発生していない。
また、各中継区間の端点に配置された中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）においては、図４のフローチャートに示すように、第１分散補償器３２において、送信用端局装置１０側の中継区間４０−１〜４０−（Ｎ−１）を伝搬してきた波長多重光信号に含まれる分散を、予め設定されたトレランス以内に補償する（第１分散補償ステップ，ステップＳ１）。具体的には、上述したように中間波長λ２２の分散がゼロになるように、（補償量ＤＣＬａで）波長多重光信号の分散を補償する。
【００４５】
ついで、第１分散補償ステップにて分散補償された波長多重光信号について、分波器３３および合波器３４を通じて、光分岐挿入処理を施す（光分岐挿入ステップ，ステップＳ２）。即ち、この光分岐挿入処理において分岐された光信号は分散が最適に補償されているので、ローカル局５０−１〜５０−ｎで最適に波形劣化が補償された状態の光信号を受信することができる。
【００４６】
さらに、第２分散補償器３５において、光分岐挿入ステップにて光分岐挿入処理が施された波長多重光信号について、上述のトレランス以内に分散が補償された波長多重光信号について、中継区間で生じた分散の総和に対して第１分散補償器３２での補償量と当該第２分散補償器３５での補償量との和が所定割合になるよう過補償量ＤＬＣｂで分散補償を行なって、受信用の端局装置側の中継区間へ送出する（第２分散補償ステップ，ステップＳ３）。
【００４７】
このとき、伝送路４０上で隣接する２つの中継装置（例えば中継装置３０−１，３０−２）における前段の中継装置（３０−１）においては、第２分散補償器３５で、前記過補償量で分散補償が行なわれた第１波長多重光信号を受信用端局装置２０側の中継区間３０−２へ送出する（第２分散補償ステップ）とともに、後段の中継装置３０−２においては、第１分散補償器３２で、第１波長多重光信号に含まれる分散を、予め設定されたトレランス以内に補償する（第１分散補償ステップ）。
【００４８】
さらに、各中継装置３０−ｉ〔ｉ；１〜（Ｎ−１）〕において、第２分散補償器３５における過補償量の分散補償を行なう際の第１分散補償器３２における補償量に対する割合Ｒｉを、当該中継装置３０−ｉの光伝送路４０上における送信用端局装置１０からの伝送距離とともに漸次増加する設定としているので、受信用端局装置２０にて受信する各波長の光信号の波形劣化を最適に補償することができる。
【００４９】
また、受信用端局装置２０において受信された波長多重光信号に残留分散が生じている場合に、可変分散補償器２３−１〜２３−４４で、各波長の光信号個別に、生じている残留分散を補償する。
図５〜図７，図８（ａ）〜図８（ｃ）および図９は、上述の図１に示す波長多重光中継伝送システム１Ａにおいて、各中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）における過補償により、受信用端局装置２０にて受信する波長多重光信号の波形劣化を最適に補償できることを説明するための図である。
【００５０】
ここで、図５に示す波長多重光中継伝送システム３は、送信用端局装置１０と受信用端局装置２０とを光伝送路７０で接続して、波長多重光信号の線形中継伝送を行なうものである。この光伝送路７０は、５つの線形中継器６０−１〜６０−５で、それぞれの中継区間（スパン）７０−１〜７０−６が区切られている。又、中継区間７０−１〜７０−６はそれぞれ、ほぼ１００ｋｍ程度の長さの光ファイバ７１−１〜７１−６で構成されている。
【００５１】
すなわち、図１に示す第１実施形態における波長多重光中継伝送システム１Ａに比して、中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）とは異なり、光分岐挿入の機能を有しない線形中継器６０−１〜６０−５をそなえている。尚、図５中、図１と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
また、これらの線形中継器６０−１〜６０−５においても増幅器６１とともに分散補償器６２をそなえているが、この分散補償器６２は、中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）と同様に、各中継区間での伝送路分散量に対して過補償分を補償して後段の中継区間７０−２〜７０−６に送出している点は共通している。
【００５２】
この場合において、各線形中継器６０−１〜６０−５において、前段の中継区間７０−１〜７０−５の中間波長帯λ２２の伝送路分散量Ｄに対して１１４％の補償を累積して行なっていく場合（Ｄの１４％分を過補償量〔分散ずれ量〕ΔＤＬとして補償する場合、図６参照）は、線形中継器６０−１〜６０−５において累積する過補償量は、順にΔＤＬ，２ΔＤＬ，３ΔＤＬ，４ΔＤＬ，５ΔＤＬとなる。即ち、前述の第１実施形態の場合と同様に、各中継器６０−１〜６０−５で累積する過補償分が、送信用端局装置１０からの伝送距離とともに漸次増大するようになっている。
【００５３】
上述したように、各中継区間７０−１〜７０−５は、ほぼ１００ｋｍ程度のシングルモードファイバ（ＳＭＦ）からなり、各中継区間７０−１〜７０−５での伝送路分散量をほぼ同程度の分散量Ｄとすることができる。この場合において、前述の式〔４−ｉ〕は、式〔４’〕のようにあらわすことができる。尚、この値は、第２分散補償器３５において過補償を行なう場合（β＞０）には、送信用端局装置１０からの伝送距離とともに漸次増大しているということができる。
【００５４】
【数４】
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【００５５】
このような構成の波長多重光中継伝送システム３において、各線形中継器６０−１〜６０−５において、上述のごとき中間波長帯λ２２における１スパンでの伝送路分散量Ｄに対して例えば１１４％の分散補償率で補償を行なう場合（Ｄの１４％分を過補償量ΔＤＬとして補償する場合、図６参照）と、図７に示すような分散保障を行なう場合とで、受信用端局装置２０で受信する波長多重光信号の波長劣化を比較すると、以下のとおりとなる。
【００５６】
ここで、図７においては、図５に示すものと同様の構成の波長多重光中継伝送システム１Ａ’における各線形中継器６０−１〜６０−５において、中継区間７０−１〜７０−５で中間波長帯λ２２に生じる伝送路分散量Ａ１〜Ａ５に対して、過補償を行なわずに１００％の分散補償率で分散補償を行ない、Ｂ１〜Ｂ５のように最適に分散量が補償された波長多重光信号を受信用端局装置２０に送出している。
【００５７】
このとき、線形中継器６０−１〜６０−５での分散補償の設定を図６または図７に示すようにした場合において、受信用端局装置２０で受信する波長多重光信号の波形劣化を比較すると、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すようになる。
図８（ａ）〜図８（ｃ）はいずれも、上述の図６および図７に示す分散補償を行なった場合のそれぞれについて、残留分散（伝送路＋分散補償器の総分散量）に対するＱペナルティ（波形特性を現すＱ値の劣化量）の比較結果を説明する図である。
【００５８】
ここで、Ｑペナルティとは、Ｑ値のバックツーバックの値とＱ値の伝送路を介しての伝送後の値の差である。Ｑ値は、光信号波形を電気信号に直し、アイパターンを得た場合、アイの中心で縦にアイの断面を取り、“１”側サンプル分布の中心と“０”側サンプル分布の中心との間の距離で、“１”側サンプル分布の標準偏差と“０”側サンプル分布の標準偏差との和を除算したものである。
【００５９】
ここで、図８（ａ）は、Ｑペナルティを全残留分散値に対してプロットしたもので、黒三角で表示された点は図６に示す１１４％の分散補償を行なったときの残留分散値の分布を示し、黒四角で表示された点は図７に示す１００％の分散補償を行なったときの残留分散値の分布を示している。又、図８（ｂ）は図６に示す１１４％の分散補償を行なった場合の上述のアイパターンで、図８（ｃ）は図７に示す１００％の分散補償を行なった場合の上述のアイパターンである。
【００６０】
この図８（ａ）に示すように、図７に示す１００％の分散補償を行なった場合に比べ、図６に示す１１４％の過補償を行なった場合の方が、Ｑペナルティの値を小さくすることができ、波形劣化を少なくすることができる。
なお、上述の波形劣化を評価するにあたっては、上述の受信用端局装置２０における分散補償・増幅器２１および可変分散補償器２３−１〜２３−４４での分散補償量の和（ＤＣＲ＋ＶＤＣ）を調節して、残留分散を厳密に零に合わせておく必要がある。
【００６１】
また、図９は、図５に示す波長多重光中継伝送システム３において、受信用端局装置２０の分散補償・増幅器２１における分散補償量ＤＣＲを調整して残留分散をゼロにした場合の、各線形中継器６０−１〜６０−５での分散ずれ量ΔＤ〔１スパンあたりに生じる分散量×（１−分散補償率）〕に対するＱペナルティの特性を示す図である。
【００６２】
この図９に示すように、線形中継器６０−１〜６０−５の分散補償器６２において、過補償にした方がＱペナルティの値が小さくなる。即ち、分散補償率が１０５％〜１２０％程度に相当するΔＤにおいては、Ｑペナルティの値が良好であり、特に、分散補償率が１１４％程度に対応するずれ量ΔＤ＝−２００ｐｓ／ｎｍの値周辺では最もＱペナルティの特性が良くなっている。
【００６３】
図１０に示す波長多重光中継伝送システム１Ａ’は、前述の図１に示す波長多重光中継伝送システム１Ａにおいて、５つの中継装置３０−１〜３０−５で、伝送路４０を６つの中継区間４０−１〜４０−６に区切ったものである。そして、各中継区間４０−１〜４０−６は１００ｋｍ程度のシングルモードファイバで構成されて、中間波長帯λ２２において生じる分散量としてはほぼ同程度の分散量Ｄとすることができる。
【００６４】
また、各中継装置３０−１〜３０−５の第１分散補償器３２では分散補償率１００％で補償を行なうとともに、第２分散補償器３５では過補償率β＝１０％で過補償を行なう。換言すれば、第１分散補償器３２および第２分散補償器３５が協働することにより、良好なＱペナルティを得ることが可能な１１０％の分散補償率で分散補償を行なうことができるようになっている。
【００６５】
この場合においては、中継装置３０−１の第１分散補償器３２では補償量−Ｄで分散補償を行ない、第２分散補償器３５では過補償量−０．１Ｄで過補償を行なう。同様に、中継装置３０−２の第１分散補償器３２では補償量−Ｄで分散補償を行ない、第２分散補償器３５では過補償量−０．１Ｄで過補償を行なう。
同様に、中継装置３０−２〜３０−５における第１分散補償器３２における補償量および第２分散補償器３５における過補償量についても、前述の式〔３ａ〕および式〔３ｂ〕を用いることにより求められる。
【００６６】
すなわち、中継装置３０−２〜３０−５における第１分散補償器３２の補償量ＤＣＬａ♯１〜ＤＣＬａ♯５はそれぞれ、−０．９Ｄ，−０．８Ｄ，−０．７Ｄ，−０．７Ｄ，−０．６Ｄとなり、中継装置３０−２〜３０−５における第２分散補償器３５の補償量ＤＣＬｂ♯１〜ＤＣＬｂ♯５はそれぞれ、−０．１Ｄ，−０．２Ｄ，−０．３Ｄ，−０．４Ｄ，−０．５Ｄとなる（図１１参照）。
【００６７】
このように、本発明の第１実施形態によれば、第１分散補償器３２において、送信用の端局装置１０側の中継区間３０−１〜３０−（Ｎ−１）を伝搬してきた波長多重光信号に含まれる分散を、予め設定されたトレランス以内に最適に補償して（第１分散補償ステップ）、光分波器３３および光合波器３４（図２参照）により光分岐挿入処理を行なうことができるので（光分岐挿入ステップ）、ローカル局５０−１〜５０−ｎで受信させる光信号の波長分散を最適なものとして、受信光信号の特性を向上させることができるほか、第２分散補償ステップにおける過補償量の分散補償を行なうための所定割合Ｒを、中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）の光伝送路４０上における送信用の端局装置１０からの伝送距離とともに漸次増加する設定とすることができるので、受信用端局装置２０にて受信する各波長の光信号の波形劣化を最適に補償することができる。
【００６８】
〔Ｂ〕第１実施形態の第１変形例の説明
図１２は本発明の第１実施形態の第１変形例における波長多重光中継伝送システム１Ｂを示すブロック図であり、この図１２に示す波長多重光中継伝送システム１Ｂは、前述の図５に示す波長多重光中継伝送システム１Ａに比して、各中継装置３０−１〜３０−５の第１分散補償器３２Ｂおよび第２分散補償器３５Ｂを、分散量の設定を可変しうる可変分散補償器（ＶＤＣ）により構成されている点が異なり、これ以外の構成については基本的に同様である。
【００６９】
このように構成された中継装置３０−１〜３０−５においても、前述の第１実施形態の場合と同様に、第１分散補償器３２Ｂにおいて、送信用の端局装置１０側の中継区間３０−１〜３０−（Ｎ−１）を伝搬してきた波長多重光信号に含まれる分散を、予め設定されたトレランス以内に最適に補償し（第１分散補償ステップ）、第２分散補償器３５Ｂにおける（第２分散補償ステップでの）過補償量の分散補償を行なうための所定割合Ｒを、中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）の光伝送路４０上における送信用の端局装置１０からの伝送距離とともに漸次増加する設定とすることができるので、前述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
【００７０】
また、前述の第１実施形態における図１（または図５）に示す中継装置３０−１〜３０−５の構成では、各中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）の第１分散ン補償器３２および第２分散補償器３５に対応した多種類の固定分散補償器を用意する必要があったが、本構成では単一種類の可変分散補償器を準備しその設定値を変更するだけでよく、分散を補償するためのネットワークの構築を容易にすることができる。又、ビットレートや伝送路長等の伝送パラメータが変わって、前段と後段の分散補償量の比や総量の最適値が変化した場合でも、この可変分散補償器の補償量の設定を変更することで容易に対応することができる利点もある。
【００７１】
〔Ｃ〕第１実施形態の第２変形例の説明
図１３は本発明の第１実施形態の第２変形例における波長多重光中継伝送システム１Ｃを示すブロック図であり、この図１３に示す波長多重光中継伝送システム１Ｃは、前述の図５に示す波長多重光中継伝送システム１Ａに比して、各中継装置３０−１〜３０−５が、図２に示す構成に加えて、光合波器３３における分岐処理の前段において可変分散スロープを補償する可変分散スロープ補償器３７をそなえている点が異なっている。
【００７２】
前述の図５の構成では、中心波長（例えばλ２２）において各中継装置３０−１〜３０−５における残留分散がゼロになるように第１分散補償器３２と第２分散補償器３５の分散補償量の比を調節している。しかし、実際には、伝送路ファイバおよび分散補償器の残留分散スロープによって、他のチャネルでの光分岐挿入を行なう位置（図１４の点Ｃ１〜Ｃ５参照）での分散量が分散トレランスに影響を与える程度に残留していることが考えられる。
【００７３】
たとえば図１４に示すように、光ファイバ４１−１を伝搬する波長多重光信号に生じた分散量として、波長λ１の成分の分散量がＤλ１、波長λ２２の成分の分散量がＤλ２２、波長λ４４の成分の分散量がＤλ４４であるとすると、上述の第１分散補償器３２および第２分散補償器３５による中心波長λ２２を基準にした分散補償のみでは、伝送距離すなわち中継段数が増加するに従って、残留分散も累積的に増大するのである。
【００７４】
たとえば、中継装置３０−５における分岐挿入を行なう位置（図１４のＣ５参照）での各波長の残留分散量ＤＣ５λ１〜ＤＣ５λ４４のバラツキは、中継装置３０−１における分岐挿入を行なう位置（図１４のＣ１参照）での残留分散量ＤＣ１λ１〜ＤＣ１λ４４のバラツキに比べて累積的に大きくなっている。
本変形例における各中継装置３０−１〜３０−５における可変分散スロープ補償器３７は、上述のような分散スロープを各中継段において補償するためのものであって、第１分散補償器３２における分散補償後の波長多重光信号について、分散スロープを補償することにより、各波長λ１〜λ４４における分散量をλ２２の分散量（分散量ゼロの点，図１５の点Ｃ１〜Ｃ５参照）にするものである。これにより、伝送距離が増加するに従って累積的に残留分散スロープが増大することを防止することができる。
【００７５】
このように構成された各中継装置３０−１〜３０−５においては、（図２に示す光分波器３３および光合波器３４による）光分岐挿入ステップにおける光分岐挿入処理における光分岐挿入前後（この場合は光分岐前および光挿入後）の各波長の光信号に残留分散が生じている場合に、可変分散スロープ補償器３７で、残留分散を補償している（残留分散補償ステップ）。
【００７６】
具体的には、各光中継装置３０−１〜３０−５の第１分散補償器３２（第１分散補償ステップ）において、中間波長λ２２の分散量をゼロとするような分散量で補償された波長多重光信号における残留分散スロープを、可変分散スロープ補償器３７で補償する（残留分散補償ステップ）。
この残留分散スロープが補償された波長多重光信号は、光分波器３３および光合波器３４における光分岐挿入処理，第２分散補償器３５での第２分散補償処理および増幅器３６による増幅処理が行なわれてから、後段の中継区間４０−２〜４０−６へ送出される。
【００７７】
このように、本発明の第１実施形態の第２変形例によれば、残留分散補償ステップで、第１分散補償ステップにおいて中間波長λ２２の分散量をゼロとするような分散量で補償された波長多重光信号における残留分散スロープを、可変分散スロープ補償器３７で補償することができるので、伝送距離が増加するに従って累積的に残留分散スロープが増大することを防止することができる利点がある。
【００７８】
また、第２分散補償器３５における（第２分散補償ステップでの）過補償量の分散補償を行なうための所定割合Ｒを、中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）の光伝送路４０上における送信用の端局装置１０からの伝送距離とともに漸次増加する設定とすることができるので、前述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
【００７９】
なお、上述の図１３においては、可変分散スロープ補償器３７を用いて残留分散スロープを補償しているが、本発明によればこれに限定されず、異なるスロープ値の固定分散スロープ補償器を多種類用意し、各中継区間４０−１〜４０−５において実測した分散スロープ残量に応じた固定分散スロープ補償器を用いることとしてもよい。
【００８０】
また、必要に応じて、このような分散スロープ補償器を、第１分散補償器３２の後段の位置（例えば、図１３における中継装置３０−１の位置Ａ）でなく、第１分散補償器３２の前段（位置Ｂ）に設けることとしてもよい。更に、光合波器３４による光挿入処理後の波長多重光信号の残留分散スロープを補償する補償器を、第２分散補償器３５の前段（位置Ｃ）や第２分散補償器３５の後段（位置Ｄ）の位置に設けても良い。更には、上述の各位置（Ａ〜Ｄ）における分散補償器を任意に組み合わせて配置することも可能である。
【００８１】
〔Ｄ〕第１実施形態の第３変形例の説明
図１６は本発明の第１実施形態の第３変形例における波長多重光中継伝送システム１Ｄを示すブロック図であり、この図１６に示す波長多重光中継伝送システム１Ｄは、前述の図５に示す波長多重光中継伝送システム１Ｃに比して、各中継装置３０−１〜３０−５が、図２に示す構成に加えて、可変分散補償器３８−１〜３８−ｎ，３９−１〜３９−ｎをそなえている点が異なっている。
【００８２】
前述の図５の構成では、中心波長（例えばλ２２）において各中継装置３０−１〜３０−５における残留分散がゼロになるように第１分散補償器３２と第２分散補償器３５の分散補償量の比を調節している。上述の第１分散補償器３２および第２分散補償器３５による分散補償に加えて、本変形例の可変分散補償器３８−１〜３８−ｎは、ローカル局５０−１〜５０−ｎへ送出される光信号の残留分散スロープを補償し、可変分散補償器３９−１〜３９−ｎは、ローカル局５０−１〜５０−ｎから光伝送路４０における波長多重光信号に挿入される光信号の残留分散スロープを補償するようになっている。
【００８３】
このように構成された波長多重光中継伝送システム１Ｄにおいて、各中継装置３０−１〜３０−５においては、（図２に示す光分波器３３および光合波器３４による）光分岐挿入ステップにおける光分岐挿入処理における光分岐挿入前後（この場合は光分岐後および光挿入前）の各波長の光信号に残留分散が生じている場合に、可変分散スロープ補償器３７で、残留分散を補償している（残留分散補償ステップ）。
【００８４】
具体的には、各光中継装置３０−１〜３０−５の第１分散補償器３２（第１分散補償ステップ）において、中間波長λ２２の分散量をゼロとするような分散量で補償された波長多重光信号が光分波器３３で波長分離されて、ローカル局５０−１〜５０−ｎの受信波長として割り当てられた波長の光信号は、それぞれ可変分散補償器３８−１〜３８−ｎに出力される。可変分散補償器３８−１〜３８−ｎでは、ローカル局５０−１〜５０−ｎへ送出すべき光信号の残留分散スロープを補償してから、該当する波長の光信号をローカル局５０−１〜５０−ｎへ送出する。
【００８５】
また、ローカル局５０−１〜５０−ｎからの光信号については、それぞれ可変分散補償器３９−１〜３９−ｎに入力されて、これらの可変分散補償器３９−１〜３９−ｎで残留分散スロープが補償されてから、光合波器３４で光挿入処理が行なわれる。
このように、本発明の第１実施形態の第３変形例によれば、光分波器３３でドロップされる（ローカル局５０−１〜５０−ｎへ送出）される光信号とともに、光合波器３４でアドされる（ローカル局５０−１〜５０−ｎから挿入される）光信号の残留分散スロープを、可変分散補償器３８−１〜３８−ｎ，３９−１〜３９−ｎで補償することができるので、ローカル局５０−１〜５０−ｎへ送出される各波長の光信号相互の分散量のズレとともに、ローカル局５０−１〜５０−ｎからの光信号相互の分散量のズレを調整することができる利点がある。
【００８６】
また、第２分散補償器３５における（第２分散補償ステップでの）過補償量の分散補償を行なうための所定割合Ｒを、中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）の光伝送路４０上における送信用の端局装置１０からの伝送距離とともに漸次増加する設定とすることができるので、前述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
【００８７】
なお、上述の可変分散補償器３８−１〜３８−ｎおよび３９−１〜３９−ｎにおいては、各ローカル局５０−１〜５０−ｎに送受信用に割り当てられた光波長ごとに設ける必要があるが、残留分散スロープという比較的小さい分散量を補償するものであるため、補償量として可動する範囲を小さい範囲とすることで足り、安価で小型のデバイスで実現することができる。
【００８８】
〔Ｅ〕第１実施形態の第４変形例の説明
図１７は本発明の第１実施形態の第４変形例における波長多重光中継伝送システム１Ｅを示すブロック図であり、この図１７に示す波長多重光中継伝送システム１Ｅは、前述の第１実施形態におけるもの（符号１Ａ参照）に比して、送信用端局装置１０の増幅器１３が、分散補償・増幅器１３Ｄとして構成されて、且つこの分散補償・増幅器１３Ｄにおける分散補償量を、ファイバ種、伝送距離、ビットレート等の伝送条件に応じて設定するようになっている点が異なる。
【００８９】
そして、上述の分散補償・増幅器１３Ｄ以外の構成については、前述の第１実施形態の場合と基本的に同様である。
すなわち、図１８に示すように、分散補償・増幅器１３Ｄでの分散補償量ＤＣＴを−ＤＴとすることにより、各中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）の第１分散補償器３２においては、前述の第１実施形態の場合における補償量（式〔３ａ〕参照）に、＋ＤＴを付加した補償量で分散補償を行なう。同様に、第２分散補償器３５においては、前述の第１実施形態の場合における補償量（式〔３ｂ〕参照）に、−ＤＴを付加した過補償量で分散補償を行なう。
【００９０】
これにより、中間波長帯λ２２の光信号については、分散補償・光増幅器２１による分散補償後の光分波器２２の位置で帯域分割装置の位置での残留分散をゼロにすることができるほか、ファイバ種、伝送距離、ビットレート等の伝送条件によって、前述の第１実施形態における受信用端局装置２０の分散補償・増幅器２１における補償量ＤＣＲ分を、送信用端局装置１０および受信用端局装置２０で分担して補償している。
【００９１】
したがって、本発明の第１実施形態の第４変形例においても、前述の第１実施形態と同様の利点があるほか、ファイバ種、伝送距離、ビットレート等の伝送条件によって、前述の第１実施形態における受信用端局装置２０の分散補償・増幅器２１における補償量ＤＣＲ分を、送信用端局装置１０および受信用端局装置２０で分担して補償することができるので、波長多重光中継伝送システム１Ｅにおいて、伝送条件に応じた最適な分散補償機能を配置させることができる利点がある。
【００９２】
また、上述の第１実施形態および第１実施形態の第１〜第３変形例における波長多重光中継伝送システム１Ａ，１Ａ’，１Ｂ〜１Ｄにおける送信用端局装置１０においても、図１７の場合に準じて、送信用端局装置１０の増幅器１３を分散補償機能付きの増幅器１３Ｄを適用することもできるが、この場合には分散補償量としてはゼロに設定しておく。
【００９３】
さらに、上述の第１実施形態の第１〜第３変形例における波長多重光中継伝送システム１Ｂ〜１Ｄとして、この増幅器１３Ｄにおける分散補償量を、ファイバ種、伝送距離、ビットレート等の伝送条件に応じて設定するようにすることも、もちろん可能である。
〔Ｆ〕第２実施形態の説明
図１９は本発明の第２実施形態における波長多重光中継伝送システム２を示すブロック図であり、この図１９に示す波長多重光中継伝送システム２は、前述の第１実施形態におけるもの（符号１Ａ参照）に比して、送信用端局装置１０の増幅器１３に代えて、前述の図１７の場合と同様の分散補償・増幅器１３Ｄをそなえるとともに、中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）における第１分散補償部３２Ｆおよび第２分散補償部３５Ｆによる分散補償の態様が異なっている。尚、上述の分散補償・増幅器１３Ｄおよび中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）以外の構成については、前述の第１実施形態の場合と基本的に同様である。
【００９４】
すなわち、図１８に示すように、分散補償・増幅器１３Ｄでの分散補償量ＤＣＴを−ＤＴとするとともに、各中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）の第１分散補償器３２Ｆにおいては、送信用端局装置１０側の中継区間４０−１〜４０−（Ｎ−１）を伝搬してきた波長多重光信号に含まれる分散を、予め設定されたトレランス以内（例えば分散量ゼロ）に補償する。
【００９５】
さらに、各中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）の第２分散補償器３５Ｆにおいては、光分波器３３および光合波器３４（図２参照）にて光分岐挿入処理が施された波長多重光信号について、中継区間で生じた分散の総和に対するに対して、第１分散補償部３２Ｆにおける補償量と当該第２分散補償器３５Ｆの補償量との和が所定割合になるよう過補償量で分散補償を行なうようになっているが、この過補償量の分散補償を行なうための所定割合を、当該中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）が配置される送信用端局装置１０からの伝送距離とともに漸次減少するように構成されている。
【００９６】
具体的には、上述の中継装置３０−１の第１分散補償器３２Ｆにおける最適の分散補償量ＤＣＬａ♯１は、中継区間４０−１において中間波長λ２２の光信号に生じる分散量をＤ１とすると、例えば式〔６ａ〕のように示すことができ、これにより、中継装置３０−１の第１分散補償器３２では、中継区間４０−１において中間波長λ２２の光信号に生じた波長分散をゼロとすることができる（図２０の点Ｃ１参照）。
【００９７】
ＤＣＬａ♯１＝−Ｄ１＋ＤＴ                                  …〔６ａ〕
また、中継装置３０−１の第２分散補償器３５Ｆにおける過補償量ＤＣＬｂ♯１は、例えば式〔６ｂ〕に示すように、分散補償・増幅器１３Ｄにおける過補償分−ＤＴに、上述の中継区間４０−１で中間波長λ２２に生じた分散量Ｄ１に対する一定の未補償率γ（補償率は１−γ）を乗算した値を加算したものとすることができる（図２０参照）。
【００９８】
ＤＣＬｂ♯１＝−ＤＴ＋（γ×Ｄ１）＝＋γＤ１−ＤＴ              …〔６ｂ〕
さらに、上述の中継装置３０−２の第１分散補償器３２における最適の分散補償量ＤＣＬａ♯２は、中継区間４０−２に起因して中間波長λ２２の光信号に生じる分散量をＤ２とすると、例えば式〔７ａ〕のように示すことができる。
すなわち、中継装置３０−１から中継区間４０−２に送出する時点での中間波長λ２２の光信号の分散量は式〔６ｂ〕に示す値であるので、これに分散量Ｄ２を加算したものが、中継装置３０−２の第１分散補償器３２で補償すべき分散量である（図３参照）。尚、実際の補償量は分散量の値を負としたものである。
【００９９】
ＤＣＬａ♯２＝−（＋γＤ１−ＤＴ＋Ｄ２）＝−γＤ１−Ｄ２＋ＤＴ…〔７ａ〕
また、中継装置３０−２の第２分散補償器３５における過補償量ＤＣＬｂ♯２は、例えば式〔７ｂ〕に示すように、分散補償・増幅器１３Ｄにおける過補償分−ＤＴに、上述の２つの中継区間４０−１，４０−２で生じた累積の分散量Ｄ１＋Ｄ２に対する一定の未補償率γを乗算したものを加算したものとすることができる（図２０参照）。
【０１００】
ＤＣＬｂ♯２＝−ＤＴ＋γ（Ｄ１＋Ｄ２）                      …〔７ｂ〕
中継装置３０−３〜３０−（Ｎ−１）における第１分散補償器３２Ｆおよび第２分散補償器３５Ｆについても、上述の中継装置３０−１，３０−２におけるものと同様に算出することができる。
式〔８ａ〕は、中継装置３０−ｉ〔ｉ；２〜（Ｎ−１）〕における第１分散補償器３２Ｆにおいて補償すべき最適の分散補償量ＤＣＬａ♯ｉを示し、この補償量により、各中継装置３０−２〜３０−（Ｎ−１）における第１分散補償器３２Ｆでは、前段の中継区間４０−２〜４０−（Ｎ−１）において中間波長λ２２の光信号に生じた波長分散をゼロとすることができる（図２０の点Ｃ２〜Ｃｎ−１参照）。
【０１０１】
又、式〔８ｂ〕は、中継装置３０−ｉ〔ｉ；２〜（Ｎ−１）〕における第２分散補償器３５Ｆにおいて補償すべき過補償量ＤＣＬｂ♯ｉを示す（図２０参照）。
【０１０２】
【数５】
2004266603.tif 000007
【０１０３】
すなわち、中継区間４０−（ｉ−１）を通じて伝搬してきた波長多重光信号の中間波長λ２２に生じた分散Ｄｉと、中継区間４０−１〜４０−（ｉ−１）での過補償量の累積値とを用いることにより、第１分散補償器３２Ｆにおける最適分散補償量ＤＣＬａ♯ｉを導出することができるのである。又、上記の式〔８ｂ〕から、送信用端局装置１０からの伝送距離が増大するに従って、過補償量の大きさは減少（式〔８ｂ〕の値の絶対値が減少）するようになっている。
【０１０４】
また、上述の中継装置３０−１における第１分散補償器３２Ｆおよび第２分散補償器３５における分散補償量の和に対する、第２分散補償器３５Ｆの比Ｒ１は、式〔９−１〕に示すようになる。更には、中継装置３０−１における第１分散補償器３２Ｆおよび第２分散補償器３５Ｆにおける分散補償量の和に対する、第２分散補償器３５Ｆの比Ｒ１は、式〔８ａ〕および式〔８ｂ〕の結果を用いることにより、式〔９−ｉ〕に示すようになる。尚、この式〔４−ｉ〕は、ｉ＝１の場合（即ちＲ１）にも当てはまる。
【０１０５】
【数６】
2004266603.tif 000008
【０１０６】
ここで、各中継区間４０−１〜４０−（Ｎ−１）が、ほぼ１００ｋｍ程度のシングルモードファイバ（ＳＭＦ）であるとすると、各中継区間４０−１〜４０−（Ｎ−１）での伝送路分散量をほぼ同程度の分散量Ｄとすることができる。この場合において、前述の式〔９−ｉ〕は、式〔９’〕のようにあらわすことができる。
【０１０７】
【数７】
2004266603.tif 000009
【０１０８】
ここで、〔９’〕の前段項は当該中継装置３０−ｉが配置される位置が送信用端局装置１０から離れるとともに小さくなる負の値である一方、後段項は一定の正の値である。即ち、第１分散補償部３２および第２分散補償部３５における分散補償量の和に対する、第２分散補償部３５における過補償量の比Ｒｉは、当該中継装置３０−ｉが配置される位置が送信用端局装置１０からの伝送距離から離れるとともに漸次変化（漸次減少）する設定となっているのである。
【０１０９】
上述の構成により、本発明の第２実施形態における波長多重光中継伝送システム２においても、前述の第１実施形態の場合と同様に、第１分散補償器３２Ｆにおいて、送信用の端局装置１０側の中継区間３０−１〜３０−（Ｎ−１）を伝搬してきた波長多重光信号に含まれる分散を、予め設定されたトレランス以内に最適に補償し（第１分散補償ステップ）、第２分散補償器３５Ｆにおける（第２分散補償ステップでの）過補償量の分散補償を行なうための比Ｒ（式〔９’〕参照）を、当該中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）の配置を、光伝送路４０上における送信用の端局装置１０から離れるとともに漸次減少する設定としている。
【０１１０】
したがって、本発明の第２実施形態によれば、第１分散補償器３２Ｆにおいて、送信用の端局装置１０側の中継区間３０−１〜３０−（Ｎ−１）を伝搬してきた波長多重光信号に含まれる分散を、予め設定されたトレランス以内に最適に補償して（第１分散補償ステップ）、光分波器３３および光合波器３４（図２参照）により光分岐挿入処理を行なうことができるので（光分岐挿入ステップ）、ローカル局５０−１〜５０−ｎで受信させる光信号の波長分散を最適なものとして、受信光信号の特性を向上させることができるほか、第１分散補償ステップおよび第２分散補償ステップにおける分散補償量の和に対する、第２分散補償ステップにおける前記過補償量の比を、当該中継装置の前記の光伝送路上における送信用の端局装置からの伝送距離とともに漸次減少させることができるので、受信用端局装置２０にて受信する各波長の光信号の波形劣化を最適に補償することができる。
【０１１１】
また、上述の第１実施形態における第１〜第３変形例における波長多重光中継伝送システム１Ｂ〜１Ｄにおける送信用端局装置１０においても、図１９の場合に準じて、第２分散補償ステップにおける過補償量の分散補償を行なうための所定割合Ｒを、送信用端局装置１０での過補償の値−ＤＴから、伝送距離とともに漸次減少する設定とすることも、もちろん可能である。
【０１１２】
〔Ｇ〕その他
上述の各実施形態においては、中継装置３０−１〜３０−（Ｎ−１）の構成としては、図２に示すように、増幅器３１，３６と分散補償器３２，３５とが分離したものについて詳述したが、本発明によればこれに限定されず、例えば増幅器３１および第１分散補償器３２や、増幅器３６および第２分散補償器３５を、一体に構成することもできる。
【０１１３】
〔Ｈ〕付記
（付記１）  送信用の端局装置と受信用の端局装置とを、複数の中継装置で中継区間が区切られた光伝送路で接続して、波長多重光信号の中継伝送を行なう波長多重光中継伝送方法であって、
各中継区間の端点に配置された中継装置においては、
該送信用の端局装置側の中継区間を伝搬してきた波長多重光信号に含まれる分散を、予め設定されたトレランス以内に補償する第１分散補償ステップと、
該第１分散補償ステップにて分散補償された波長多重光信号について、波長成分ごとに光分岐挿入処理を施す光分岐挿入ステップと、
該光分岐挿入ステップにて光分岐挿入処理が施された波長多重光信号について、該送信用の端局装置側の中継区間で生じた分散に対して、該第１分散補償ステップでの補償量との和が所定割合になるよう過補償量で分散補償を行なって、該受信用の端局装置側の中継区間へ送出する第２分散補償ステップとをそなえて、前記中継伝送を行なう一方、
前記の第１分散補償ステップおよび第２分散補償ステップにおける分散補償量の和に対する、該第２分散補償ステップにおける前記過補償量の比を、当該中継装置の前記の光伝送路上における送信用の端局装置からの伝送距離とともに漸次変化する設定とすることを特徴とする、波長多重光中継伝送方法。
【０１１４】
（付記２）  該第２分散補償ステップにおける前記の過補償量の分散補償を行なうための所定割合を、当該中継装置の前記の光伝送路上における送信用の端局装置からの伝送距離とともに漸次増加する設定とすることを特徴とする、付記１記載の波長多重光中継伝送方法。
（付記３）  該第２分散補償ステップにおける前記の過補償量の分散補償を行なうための所定割合を、当該中継装置の前記の光伝送路上における送信用の端局装置からの伝送距離とともに漸次減少する設定とすることを特徴とする、付記１記載の波長多重光中継伝送方法。
【０１１５】
（付記４）  該光分岐挿入ステップにおける光分岐挿入前後の各波長の光信号に残留分散が生じている場合に、前記残留分散を補償する残留分散補償ステップをそなえて構成されたことを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項記載の波長多重光中継伝送方法。
（付記５）  送信用の端局装置において送信すべき波長多重光信号について、伝送条件に応じた分散補償を行なう送信側分散補償ステップをそなえて構成されたことを特徴とする、付記１〜４のいずれか１項記載の波長多重光中継伝送方法。
【０１１６】
（付記６）  前記伝送条件が、ファイバ種類，伝送距離またはビットレートのうちの少なくとも一つで構成されていることを特徴とする、付記５記載の波長多重光中継伝送方法。
（付記７）  送信用の端局装置と受信用の端局装置とを、複数の中継装置で中継区間が区切られた光伝送路で接続して、波長多重光信号の中継伝送を行なう波長多重光中継伝送システムにおける中継装置であって、
該送信用の端局装置側の中継区間を伝搬してきた波長多重光信号に含まれる分散を、予め設定されたトレランス以内に補償する第１分散補償部と、
該第１分散補償部にて分散補償された波長多重光信号について波長成分ごとに光分岐挿入処理を施す光分岐挿入部と、
該光分岐挿入ステップにて光分岐挿入処理が施された波長多重光信号について、該送信用の端局装置側の中継区間で生じた分散に対して、該第１分散補償部での補償量との和が所定割合になるよう過補償量で分散補償を行なう第２分散補償部とをそなえて構成されたことを特徴とする、中継装置。
【０１１７】
（付記８）  該第２分散補償部が、前記の過補償量の分散補償を行なうための所定割合を、当該中継装置が配置される該送信用の端局装置からの伝送距離とともに漸次増加するように構成されたことを特徴とする、付記７記載の中継装置。
（付記９）  該第２分散補償部が、前記の過補償量の分散補償を行なうための所定割合を、当該中継装置が配置される該送信用の端局装置からの伝送距離とともに漸次減少するように構成されたことを特徴とする、付記７記載の中継装置。
【０１１８】
（付記１０）  前記の第１分散補償部または第２分散補償部のうちの少なくとも一方を、分散補償量の設定値を可変しうる可変分散補償器で構成されたことを特徴とする、付記７〜９のいずれか１項記載の中継装置。
（付記１１）  該光分岐挿入部へ入力される波長多重光信号か、または各中継装置の光分岐挿入部から出力される波長多重光信号についての分散スロープを補償する分散スロープ補償器をそなえて構成されたことを特徴とする、付記７〜１０のいずれか１項記載の中継装置。
【０１１９】
（付記１２）  該光分岐挿入部で分岐・挿入する個別チャネルの光信号ごとに、前記の第１分散補償部または第２分散補償部における分散補償量に対する残留分散量の補償用の分散補償器をそなえて構成されたことを特徴とする、付記７〜１１のいずれか１項記載の中継装置。
【０１２０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、第１分散補償器において、送信用の端局装置側の中継区間を伝搬してきた波長多重光信号に含まれる分散を、予め設定されたトレランス以内に最適に補償して（第１分散補償ステップ）、光分岐挿入処理を行なうことができるので（光分岐挿入ステップ）、ローカル局で受信させる光信号の波長分散を最適なものとして、受信光信号の特性を向上させることができるほか、第１分散補償ステップおよび第２分散補償ステップにおける補償量の和に対する第２分散補償ステップにおける過補償量の比Ｒを、中継装置の光伝送路上における送信用の端局装置からの伝送距離とともに漸次変化（増加又は減少）する設定とすることができるので、受信用端局装置にて受信する各波長の光信号の波形劣化を最適に補償することができる。
【０１２１】
また、残留分散補償ステップで、光分岐挿入ステップにおける光分岐挿入前後の各波長の光信号に残留分散が生じている場合に、残留分散を補償することができるので、伝送距離が増加するに従って累積的に残留分散スロープが増大することを防止することができる利点があるほか、中継装置からローカル局へ送出される各波長の光信号相互の分散量のズレとともに、ローカル局から中継装置へ入力される光信号相互の分散量のズレを調整することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における波長多重光中継伝送システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態における中継装置の要部を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態における波長多重光中継伝送システムの分散補償態様を説明するための図である。
【図４】本発明の第１実施形態における中継装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態の作用効果を説明するための波長多重光中継伝送システムを示すブロック図である。
【図６】図５に示す波長多重光中継伝送システムの分散補償態様を説明するための図である。
【図７】図６に示す態様による分散補償の効果を説明するための図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）はいずれも図６に示す態様による分散補償の効果を説明するための図である。
【図９】図６に示す態様による分散補償の効果を説明するための図である。
【図１０】本発明の第１実施形態における中継装置数を５とした場合の波長多重光中継伝送システムを示すブロック図である。
【図１１】図１０に示す波長多重光中継伝送システムの分散補償態様を説明するための図である。
【図１２】本発明の第１実施形態の第１変形例における波長多重光中継伝送システムを示すブロック図である。
【図１３】本発明の第１実施形態の第２変形例における波長多重光中継伝送システムを示すブロック図である。
【図１４】図１３に示す波長多重光中継伝送システムの分散補償態様を説明するための図である。
【図１５】図１３に示す波長多重光中継伝送システムの分散補償態様を説明するための図である。
【図１６】本発明の第１実施形態の第３変形例における波長多重光中継伝送システムを示すブロック図である。
【図１７】本発明の第１実施形態の第４変形例における波長多重光中継伝送システムを示すブロック図である。
【図１８】図１７に示す波長多重光中継伝送システムの分散補償態様を説明するための図である。
【図１９】本発明の第２実施形態における波長多重光中継伝送システムを示すブロック図である。
【図２０】図１９に示す波長多重光中継伝送システムの分散補償態様を説明するための図である。
【符号の説明】
１Ａ，１Ａ’，１Ｂ〜１Ｅ，２，３  波長多重光中継伝送システム
１０  送信用端局装置
１１−１〜１１−４４  光送信部
１２  合波器
１３  増幅器
２０  受信用端局装置
１３Ｄ，２１  分散補償・増幅器
２２  分波器
２３−１〜２３−４４  可変分散補償器
２４−１〜２４−４４  光受信部
３０−１〜３０−（Ｎ−１）  中継装置
３１，３６  増幅器
３２，３２Ｂ，３２Ｆ  第１分散補償器（第１分散補償部）
３３  光分波器（光挿入分岐部）
３４  光合波器（光挿入分岐部）
３５，３５Ｂ，３５Ｆ  第２分散補償器（第２分散補償部）
３７  可変分散スロープ補償器
３８−１〜３８−ｎ，３９−１〜３９−ｎ  可変分散補償器
４０，７０  光伝送路
４０−１〜４０−Ｎ，７０−１〜７０−６  中継区間
４１−１〜４１−Ｎ  光ファイバ
５０−１〜５０−ｎ  ローカル局
５１Ｒ  受信部
５１Ｔ  送信部
６０−１〜６０−５  線形中継器
６１  増幅器
６２  分散補償器
【図１】
2004266603.tif 000010
【図２】
2004266603.tif 000011
【図３】
2004266603.tif 000012
【図４】
2004266603.tif 000013
【図５】
2004266603.tif 000014
【図６】
2004266603.tif 000015
【図７】
2004266603.tif 000016
【図８】
2004266603.tif 000017
【図９】
2004266603.tif 000018
【図１０】
2004266603.tif 000019
【図１１】
2004266603.tif 000020
【図１２】
2004266603.tif 000021
【図１３】
2004266603.tif 000022
【図１４】
2004266603.tif 000023
【図１５】
2004266603.tif 000024
【図１６】
2004266603.tif 000025
【図１７】
2004266603.tif 000026
【図１８】
2004266603.tif 000027
【図１９】
2004266603.tif 000028
【図２０】
2004266603.tif 000029