(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を送信する送信装置と、光信号を受信する受信装置と、該送信装置および受信装置間について中継装置を介して接続する伝送路と、をそなえるとともに、該伝送路での分散特性を補償する分散補償部が、該送信装置，該中継装置または該受信装置にそなえてなる光伝送システムにおける分散補償量設定方法において、
該光伝送システムの隣接する装置間を接続する単位中継区間の数及び該伝送路における分散係数を定め、前記単位中継区間の数及び前記分散係数をそれぞれ任意に設定した複数の条件で、該受信装置における受信信号品質が最適となる、各装置における該分散補償部での分散補償後に残留する残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和をそれぞれ算出し、当該算出した複数の残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和と、前記設定した単位中継区間の数及び分散係数との積との関係を定式化した一次関数式において、前記定めた単位中継区間の数及び分散係数の積を変数とすることにより、当該変数に対応する該残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和を算出し、
各装置における該分散補償部での分散補償後に残留する残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和が、前記算出した該残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和と等しくなるように、各装置における該分散補償部による分散補償量を定めることを特徴とする、光伝送システムにおける分散補償量設定方法。
【請求項２】
該残留分散量の総和を算出する第１の一次関数式における第１の傾き及び第１の切片が、該残留分散量の絶対値の総和を算出する第２の一次関数式における第２の傾き及び第２の切片とそれぞれ同一の値、または、前記第２の傾き及び前記第２の切片の各極性を反転した値であることを特徴とする、請求項１記載の光伝送システムにおける分散補償量設定方法。
【請求項３】
該送信装置が、差動位相偏移変調が施された光信号を送信するとともに、
該残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和の単位をｐｓ／ｎｍとし、該伝送路における波長分散係数の単位をｐｓ／ｎｍ／ｋｍとした場合においては、該一次関数式における傾きの値を５６〜８０とするとともに、切片の値を、−１７０〜−７０とすることを特徴とする、請求項１記載の光伝送システムにおける分散補償量設定方法。
【請求項４】
該一次関数式の傾きおよび切片は、該送信装置から出力される光信号の変調方式および該伝送路をなす光ファイバの種類によって異なることを特徴とする、請求項１記載の光伝送システムにおける分散補償量設定方法。
【請求項５】
該送信装置が、波長多重光信号を送信することを特徴とする、請求項１記載の光伝送システムにおける分散補償量設定方法。
【請求項６】
光信号を送信する送信装置と、該光信号を受信する受信装置と、該送信装置および受信装置間について中継装置を介して接続する伝送路と、をそなえるとともに、該伝送路での分散特性を補償する分散補償部が、該送信装置，該中継装置または該受信装置にそなえてなる光伝送システムにおいて、
各装置における該分散補償部での分散補償後に残留する残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和が、該光伝送システムの隣接する装置間を接続する単位中継区間の数及び該伝送路における分散係数がそれぞれ任意に設定された複数の条件で、該受信装置における受信信号品質が最適となる、各装置における該分散補償部での分散補償後に残留する残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和がそれぞれ算出され、当該算出された複数の残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和と、前記設定された単位中継区間の数及び分散係数との積との関係が定式化された一次関数式において、前記単位中継区間の数及び前記分散係数の積を変数とすることにより算出された、当該変数に対応する該残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和と等しくなるように、各装置における該分散補償部による分散補償量が定められていることを特徴とする、光伝送システム。
【請求項７】
光信号を送信する送信装置と、光信号を受信する受信装置と、該送信装置および受信装置間について中継装置を介して接続する伝送路と、をそなえた光伝送システムにおける、該送信装置，該中継装置または該受信装置での分散補償量を設定するための指標となる指標値を演算するシミュレーション装置において、
該光伝送システムの隣接する装置間を接続する単位中継区間の数を取得する単位中継区間数取得部と、
該伝送路における分散係数について取得する伝送路分散係数取得部と、
前記単位中継区間の数及び前記分散係数をそれぞれ任意に設定した複数の条件で、該受信装置における受信信号品質が最適となる、各装置における該分散補償部での分散補償後に残留する残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和をそれぞれ算出し、当該算出した複数の残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和と、前記設定した単位中継区間の数及び分散係数との積との関係を定式化した一次関数式による演算によって、各装置における該分散補償部での分散補償後に残留する残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和を、該指標値として算出する一次関数演算部と、をそなえたことを特徴とする、シミュレーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送路における分散補償を行なう際に用いて好適の、光伝送システムおよびその分散補償量設定方法ならびにシミュレーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光伝送システムの大容量化と長距離化に向けた光送信装置の実用開発が待望されている。特に、大容量化及び長距離化に適合した光変調方式を採る光送信装置の実システムへの導入期待が高まっている。その期待に応えるために、DPSK（Differential Phase Shift Keying）やDQPSK（Differential Quadrature Phase Shift Keying）といった差動位相偏移変調方式を用いた光伝送システムの導入が想定されている。
【０００３】
また、光伝送システムにおいては、波長分散補償の設計が重要な設計項目となる。波長分散補償方法によっては、光ファイバ中の非線形減少により大きな伝送品質劣化を招く可能性がある。特に、40 Gbit/s波長多重伝送システムは、波長分散に対する耐力が小さいので、適切な分散補償設計を行なう必要がある。
従来の変調方式であるNRZ（Non Return to Zero）変調方式に対しては、例えば以下の非特許文献１、特許文献１に示すように、前置分散補償量（送信側の分散補償量）とインライン分散補償率（各中継器での伝送路に対する分散補償の割合）の関係が単位伝送区間数（スパン数）に関わらず一定の値となるように設計することが検討されてきた。
【非特許文献１】Yann Frignac,Jean-christophe,“Numerical optimization of pre- and In-line dispersion compensation in dispersion-managed systems at 40Gbit/s",国際会議OFC 2002, 論文番号ThFF5,開催2002年3月,p.612-613
【特許文献１】特開２００５−２９５１２６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＤＰＳＫやＤＱＰＳＫといった差動位相偏移変調方式を適用した光伝送システムにおいては、上述のごときＮＲＺ変調方式で適用されていた波長分散を補償する手法では、受信端で再生される信号品質を十分に良好なものとすることが困難であった。従って、上述の差動位相偏移変調方式を採用する光伝送システムにおいては、前置分散補償量やインライン分散補償量の設定について、従来技術とは異なった観点から設定することが必要である。
【０００５】
これに対しては、前置分散補償量や各中継区間でのインライン分散補償量について、さまざまなバリエーションを無作為に組み合わせることによって受信端での信号品質を測定し評価することにより、最適な分散補償量の設定を探索することが想定されるが、このような探索手法では最適な分散補償量の設定を特定する処理に多大な時間を要するという課題が生じている。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、受信端で再生される信号品質を従来技術よりも良好にする分散補償設定を容易に探索できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため、本発明の光伝送システムにおける分散補償量設定方法は、光信号を送信する送信装置と、光信号を受信する受信装置と、該送信装置および受信装置間について中継装置を介して接続する伝送路と、をそなえるとともに、該伝送路での分散特性を補償する分散補償部が、該送信装置，該中継装置または該受信装置にそなえてなる光伝送システムにおける分散補償量設定方法において、該光伝送システムの隣接する装置間を接続する単位中継区間の数及び該伝送路における分散係数を定め、前記単位中継区間の数及び前記分散係数をそれぞれ任意に設定した複数の条件で、該受信装置における受信信号品質が最適となる、各装置における該分散補償部での分散補償後に残留する残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和をそれぞれ算出し、当該算出した複数の残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和と、前記設定した単位中継区間の数及び分散係数との積との関係を定式化した一次関数式において、前記定めた単位中継区間の数及び分散係数の積を変数とすることにより、当該変数に対応する該残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和を算出し、各装置における該分散補償部での分散補償後に残留する残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和が、前記算出した該残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和と等しくなるように、各装置における該分散補償部による分散補償量を定めることを特徴としている。
【０００８】
また、好ましくは、該残留分散量の総和を算出する第１の一次関数式における第１の傾き及び第１の切片が、該残留分散量の絶対値の総和を算出する第２の一次関数式における第２の傾き及び第２の切片とそれぞれ同一の値、または、前記第２の傾き及び前記第２の切片の各極性を反転した値であってもよい。
【０００９】
さらに、該送信装置が、差動位相偏移変調が施された光信号を送信するとともに、該残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和の単位をｐｓ／ｎｍとし、該伝送路における波長分散係数の単位をｐｓ／ｎｍ／ｋｍとした場合においては、該一次関数式における傾きの値を５６〜８０とするとともに、切片の値を、−１７０〜−７０とすることもできる。
【００１０】
また、該一次関数式の傾きおよび切片は、該送信装置から出力される光信号の変調方式および該伝送路をなす光ファイバの種類によって異なっていてもよい。さらに、好ましくは、該送信装置が、波長多重光信号を送信することができる。
また、本発明の光伝送システムは、光信号を送信する送信装置と、該光信号を受信する受信装置と、該送信装置および受信装置間について中継装置を介して接続する伝送路と、をそなえるとともに、該伝送路での分散特性を補償する分散補償部が、該送信装置，該中継装置または該受信装置にそなえてなる光伝送システムにおいて、各装置における該分散補償部での分散補償後に残留する残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和が、該光伝送システムの隣接する装置間を接続する単位中継区間の数及び該伝送路における分散係数がそれぞれ任意に設定された複数の条件で、該受信装置における受信信号品質が最適となる、各装置における該分散補償部での分散補償後に残留する残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和がそれぞれ算出され、当該算出された複数の残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和と、前記設定された単位中継区間の数及び分散係数との積との関係が定式化された一次関数式において、前記単位中継区間の数及び前記分散係数の積を変数とすることにより算出された、当該変数に対応する該残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和と等しくなるように、各装置における該分散補償部による分散補償量が定められていることを特徴としている。
【００１１】
さらに、本発明のシミュレーション装置は、光信号を送信する送信装置と、光信号を受信する受信装置と、該送信装置および受信装置間について中継装置を介して接続する伝送路と、をそなえた光伝送システムにおける、該送信装置，該中継装置または該受信装置での分散補償量を設定するための指標となる指標値を演算するシミュレーション装置において、該光伝送システムの隣接する装置間を接続する単位中継区間の数を取得する単位中継区間数取得部と、該伝送路における分散係数について取得する伝送路分散係数取得部と、前記単位中継区間の数及び前記分散係数をそれぞれ任意に設定した複数の条件で、該受信装置における受信信号品質が最適となる、各装置における該分散補償部での分散補償後に残留する残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和をそれぞれ算出し、当該算出した複数の残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和と、前記設定した単位中継区間の数及び分散係数との積との関係を定式化した一次関数式による演算によって、各装置における該分散補償部での分散補償後に残留する残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和を、該指標値として算出する一次関数演算部と、をそなえたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
このように、本発明によれば、光信号を送信する送信装置と、光信号を受信する受信装置と、該送信装置および受信装置間について中継装置を介して接続する伝送路と、をそなえるとともに、該伝送路での分散特性を補償する分散補償部が、該送信装置，該中継装置または該受信装置にそなえてなる光伝送システムにおける分散補償量設定方法において、該光伝送システムの隣接する装置間を接続する単位中継区間の数及び該伝送路における分散係数を定め、前記単位中継区間の数及び前記分散係数をそれぞれ任意に設定した複数の条件で、該受信装置における受信信号品質が最適となる、各装置における該分散補償部での分散補償後に残留する残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和をそれぞれ算出し、当該算出した複数の残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和と、前記設定した単位中継区間の数及び分散係数との積との関係を定式化した一次関数式において、前記定めた単位中継区間の数及び分散係数の積を変数とすることにより、当該変数に対応する該残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和を算出し、各装置における該分散補償部での分散補償後に残留する残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和が、前記算出した該残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和と等しくなるように、各装置における該分散補償部による分散補償量を定めるので、受信信号品質を良好とすることができるような残留分散量の総和または絶対値和を、簡易な演算によって算出することができ、分散補償量設定の探索にあたってこの総和または絶対値の総和を用いることで、受信信号品質を良好にする設定を得るための有力な方向付けとなるので、無作為な分散補償量の設定に対する受信信号品質の測定評価を行なう場合に比べて、光伝送システムの開発にかかる負荷を大幅に削減させることができるようになる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態について説明する。
なお、本発明が適用される実施態様は以下に示される実施の形態に限定されるものではない。又、上述の本願発明の目的のほか、他の技術的課題，その技術的課題を解決する手段及び作用効果についても、以下の実施の形態による開示によって明らかとなる。
〔ａ〕第１実施形態の説明
〔ａ−１〕光伝送システム１について
図１は本発明の第１実施形態にかかる光伝送システム１を示す図である。この図１に示す光伝送システム１は、光信号を送信する送信装置２と、光信号を受信する受信装置３と、送信装置２および受信装置３間について中継装置１１〜１５を介して接続する伝送路１０と、をそなえるとともに、伝送路１０での分散特性を補償する分散補償部２ｂ，１６，３ａが、それぞれ、送信装置２，中継装置１１〜１５または受信装置３にそなえられている。
【００１４】
すなわち、送信装置２は、例えばＤＱＰＳＫ等の差動位相偏移変調が施された光信号を出力する送信部２ａと、送信部２ａから出力された光信号について前置分散補償を行なう送信側分散補償部（ＤＣＴ）２ｂと、をそなえて構成されている。そして、送信側分散補償部２ｂにおいて前置分散補償された光信号については、伝送路１０を介して受信装置３に伝送される。
【００１５】
伝送路１０は、例えばこの図１に示すように、伝送路ファイバ２１〜２６をそなえるとともに、伝送路ファイバ２１〜２６間を中継接続する５つの中継装置（ＩＬＡ：In Line Amplifier）１１〜１５をそなえて構成される。即ち、伝送路ファイバ２１〜２６は伝送路１０をなす中継区間を接続するものである。尚、図１中においては、送信装置２と中継装置１１とをファイバ接続する区間（スパン♯１）の伝送路ファイバ２１、中継装置１１および中継装置１２の区間（スパン♯２）の伝送路ファイバ２２および中継装置１５および受信装置３の区間（スパン♯６）の伝送路ファイバ２６に着目して図示されており、中継装置１２〜１４および伝送路ファイバ２３〜２５については図示を省略している。
【００１６】
そして、各中継装置１１〜１５においては、上流側光ファイバ２１〜２４から入力される光信号について波長分散を補償する中継段分散補償部（ＤＣＬ）１６をそなえている。
さらに、受信装置３は、送信装置２からの光信号を伝送路１０を介して入力されて、受信信号処理を行なうものであって、伝送路ファイバ２６からの光信号について分散補償を行なう受信側分散補償部（ＤＣＲ）３ａ，分散補償量を可変調整可能な可変分散補償器３ｂおよび分散補償がなされた光信号について差動位相偏移復調処理等を行なって受信信号を再生する受信部３ｃをそなえている。
【００１７】
なお、この図１に示すように、送信側分散補償部２ｂ，中継装置１１〜１５および受信側分散補償部３ａにおいて、光信号について増幅を行なう増幅器を適宜設けることもできる。
ここで、上述の送信装置２，中継装置１１〜１５または受信装置３にそれぞれそなえられている分散補償部２ｂ，１６,３ａにおけるそれぞれの分散補償量は、以下のように求められる乖離量に基づいて定められることができるようになっている。
【００１８】
〔ａ−２〕乖離量について
第１実施形態においては、送信装置２，中継装置１１〜１５および受信装置３における各分散補償部２ｂ，１６，３ａでの分散補償後に残留する残留分散量の絶対値の総和を、乖離量（第１の乖離量）とし、この乖離量に基づいて、光伝送システム１における受信品質を良好とする分散補償量を設定することができるようになっている。
【００１９】
たとえば、図２に示すように、送信装置２，中継装置１１〜１５および受信装置３における各分散補償部２ｂ，１６，３ａでの分散補償後における残留分散量が、単位をｐｓ／ｎｍとして、それぞれ、０，−５０，０，０，＋５０，０，０となっている場合には、乖離量としてはこれらの値の絶対値の総和である１００ｐｓ／ｎｍとなる。又、図３に示すように、図２に対応する残留分散量が−１００，−１５０，−１００，−１５０，−１００，−１００，−５０となっている場合には、乖離量としてはこれらの値の絶対値の総和である７５０ｐｓ／ｎｍとなる。
【００２０】
〔ａ−３〕最適乖離量の算出について
そして、第１実施形態においては、上述の送信装置２，中継装置１１〜１５および受信装置３における分散補償量を設定するにあたり、伝送路１０のスパン数×伝送路分散係数の値を変数とした後述の式（１）に示す一次関数式に基づいて、受信信号品質を良好とする乖離量を算出することができるようになっている。即ち、算出される乖離量に基づいて、送信装置２，中継装置１１〜１５および受信装置３における各分散補償部２ｂ，１６，３ａでの分散補償量の割り当て設定することができる。
【００２１】
換言すれば、式（１）によって算出される乖離量を指標値として、即ち乖離量が算出された値となるように各分散補償部２ｂ，１６，３ａでの分散補償量の割り当てを探索する。これにより、無作為な分散補償量の設定に対する受信信号品質の測定評価を行なう場合に比べて、受信信号品質を良好にする分散補償量設定の探索にあたっての有力な方向付けとなるので、システム開発にかかる負荷を大幅に削減させることができるようになる。
【００２２】
さらに、算出された乖離量による分散補償量の割り当てであれば、後述するように、他の乖離量とした場合よりも、分散補償量の割り当てのバリエーションに応じた受信信号品質が平均的に良好となるので、各分散補償部２ｂ，１６，３ａでの分散補償量の割り当て設定をより容易にする。
本願発明者は、後述するような、光送信パワー、中継区間数（スパン数）、光波長、各分散補償部２ｂ，１６，３ａでの分散補償量を任意に設定した条件で、乖離量に応じた受信信号品質の測定評価を行なった結果、最適乖離量が、スパン数に実質的に線形な関係を有する（比例する）ことを導出した。具体的には、受信信号品質を最適とすることが可能となる乖離量ｙ２の算出のために、伝送路１０のスパン数×伝送路分散係数の値を変数ｘとした式（１）に示すような一次関数式を導出した。
【００２３】
ｙ２＝Ａｘ＋Ｂ                                                …（１）
具体的には、上述の条件設定のもとで、ＤＱＰＳＫによる変調が施された光信号を送信端から送信するとともに、伝送路を介して受信端で受信する際の受信信号品質のシミュレーションを行なった結果、図４に示すように、最適な受信信号品質を得る乖離量ｙ２（単位はｐｓ／ｎｍ）が、伝送路分散係数および伝送スパン数の積についての一次関数の関係を持つこととなる。
【００２４】
この関係は、既存の２種類の光ファイバ（Ｅ−ＬＥＡＦ，ＴＷ−ＲＳ）を用いて伝送路ファイバを構成した場合においても実質的に成立しているということができる。尚、図４中、伝送路分散係数の単位はｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、マーク“●”で示された座標値は光ファイバＥ−ＬＥＡＦによるもので、マーク“△”で示された座標値は光ファイバＴＷ−ＲＳによるものである。
【００２５】
この図４の結果から、図５に示すように、乖離量ｙ２についての一次関数式をなす傾きＡの値を５６〜８０の範囲とするとともに、切片Ｂの値を、−１７０〜−７０の範囲に設定することで、適切な受信信号品質を得ることが可能な（分散補償量の設定の指標値となる）乖離量を、伝送路分散係数と伝送路スパン数のみに応じて求めることができるようになる。尚、図５中、一次関数ｆ１は、上述の傾きＡを８０とし切片を−７０とした場合であり、一次関数ｆ２は、傾きＡを５６とし切片Ｂを−１７０とした場合である。
【００２６】
なお、傾きＡを６８、切片Ｂを−１６２とした場合の関数ｆ３は、後述の測定結果から得られた座標値から近似的に特定した一次関数式の一例である。
また、上述の一次関数ｙ２＝ｆ１およびｙ２＝ｆ２の範囲で囲まれる領域Ｒの範囲内での乖離量を指標範囲としてとらえることとすれば、この指標範囲内にある乖離量において、分散補償部２ｂ，１６，３ａでの分散補償量を探索することともできる。このようにしても、少なくとも分散補償量の探索にあたっての有力な方向付けとなる。
【００２７】
その他、上述の一次関数式をなす傾きＡおよび切片Ｂの値については、信号変調方式や使用する光ファイバの種類等に応じて適宜設定することにより、より精度の高い乖離量を算出できるようになることも期待できる。
〔ａ−４〕乖離量に応じた受信信号品質の測定評価について
本願発明者は、Ｅ−ＬＥＡＦおよびＴＷＲＳの２種の光ファイバを用いて、図６に示すような条件（ａ）〜（ｈ）において、各スパンでの分散補償量を、分散補償率で８０パーセント，１００パーセントおよび１２０パーセントの組み合わせで可変させることで、乖離量０ｐｓ／ｎｍ〜３０００ｐｓ／ｎｍにわたる分散補償量設定での受信信号品質を測定評価した。
【００２８】
図７〜図９，図１０〜図１２，図１３〜図１５は、上述の図６に示す条件設定での受信信号品質の測定を行なった結果の一部を示すものであり、分散補償量設定に応じて変化する乖離量（ｐｓ／ｎｍ）を横軸とし、縦軸に受信信号品質を示すＱペナルティ（小さいほど良好な受信品質であることを示す）として示している。即ち、同一乖離量においても分散補償量設定に応じて複数種類のバリエーション（組み合わせ）があるので、同一の横軸上の位置に複数の受信信号品質を示す標本値が存在している。
【００２９】
このうち、図７〜図９は図６に示す条件（ｂ）における測定結果として、図１０〜図１２は図６に示す条件（ｅ）における測定結果として、図１３〜図１５は図６に示す条件（ｃ）における測定結果として、それぞれ示している。
また、図７，図１０および図１３は、Ｃ（Conventional）バンドにおける短波長光を送信した場合についての測定結果であり、図８，図１１および図１４は、Ｃ（Conventional）バンドにおける中間波長光を送信した場合についての測定結果であり、図９，図１２および図１５においては、Ｃ（Conventional）バンドにおける長波長光を送信した場合についての測定結果である。
【００３０】
尚、図中、プロットのパターン“◇”は前置分散補償量（図１の符号２ｂ参照）を−２００ｐｓ／ｎｍとした場合であり、パターン“□”は前置分散補償量を−１００ｐｓ／ｎｍとした場合であり、パターン“△”は前置分散補償量を０ｐｓ／ｎｍとした場合である。
これらの受信信号品質についての測定結果から、（１）受信信号品質が最適となる乖離量は波長帯によらずほぼ同じであり、（２）受信信号品質が最適となる乖離量は、ＳＰＭの関数であるファイバ入力パワーによらずほぼ同じであり、（３）受信信号品質が最適となる乖離量は単位伝送区間数に依存して変化するということを見出すことができる。
【００３１】
したがって、これらの各条件（ａ）〜（ｈ）における測定結果に基づいて、前述の図４，図５のように、適用される光ファイバの分散特性を示す伝送路分散係数とスパン数との積と、最適な乖離量と、を一対一の対応関係として図示することができるようになる。そして、伝送路分散係数とスパン数との積と、最適乖離量と、の関係を、前述の式（１）に示すような一次関数式で定式化することができ、又、傾きＡおよび切片Ｂの範囲を特定することもできるようになるのである。
【００３２】
〔ａ−５〕図１における光伝送システム１での分散補償量設定例について
図１に示す、６つの伝送区間数（６スパン）を有する光伝送システム１においても、上述の式（１）の演算により、最適乖離量ｙ２を一意に特定することができる。即ち、送信装置１，中継装置１１〜１５および受信装置３における各分散補償部２ｂ，１６，３ａでの分散補償後に残留する残留分散量の絶対値の総和（乖離量）を、伝送路１０における隣接する装置間を接続する単位中継区間の数（６）に実質的に比例するように、送信装置２，中継装置１１〜１５および受信装置３における分散補償部２ｂ，１６，３ａによる分散補償量を定めることができる。
【００３３】
具体的には、光伝送システム１の構築にあたっては、図１６に示すように、スパン数を定め（ステップＡ１）、定められたスパン数に応じて、各装置２，１１〜１５，３における分散補償部２ｂ，１６，３ａでの分散補償後に残留する残留分散量の絶対値の総和として設定すべき値（乖離量）を、式（１）に示す一次関数式を演算することにより算出し（ステップＡ２）、導出された残留分散量の総和または残留分散量の絶対値の総和として設定すべき値をもとに、各２，１１〜１５，３装置における分散補償部２ｂ，１６，３ａによる分散補償量を定める（ステップＡ３）。
【００３４】
たとえば、傾きＡを５６〜８０とし切片Ｂ−７０〜−１７０とした前述の式（１）を用いた計算により、図１に示す場合のようにスパン数を６と定めた場合には、（選択する伝送路ファイバによって特定される伝送路分散係数にも依存するが）おおよそ最適乖離量として１４００ｐｓ／ｎｍ程度の値を算出することができる。
すなわち、従来技術においては例えば前述の図７において表示されている全ての測定点にかかる（送信装置２，中継装置１１〜１５および受信装置３における分散補償部２ｂ，１６，３ａでの）分散補償量設定のバリエーションに対する受信信号品質について評価する必要があったのに対して、このように算出された最適乖離量１４００ｐｓ／ｎｍを用いることによって、該当する最適乖離量での分散補償量設定のバリエーションのみ評価すれば、最適な分散補償量設定について容易に探索することができるようになる。
【００３５】
図１７（ａ）〜図１７（ｃ）はそれぞれ、前述の図７〜図９に示す測定点分布において、特許文献１に示すような波長分散補償量の設定手法を採用した場合の測定点についての相対的位置関係を示す図である。又、図１８（ａ）〜図１８（ｃ）はそれぞれ、前述の図１０〜図１２に示す測定点分布において、特許文献１に示すような波長分散補償量の設定手法を採用した場合の測定点についての相対的位置関係を示す図である。
【００３６】
ここで、図中、プロットのパターン“○”は前置分散補償量（図１の符号２ｂ参照）を−２００ｐｓ／ｎｍとした場合の測定点であり、パターン「“□”中に“＊”が挿入されたもの」は前置分散補償量を−１００ｐｓ／ｎｍとした場合の測定点であり、パターン“▽”は前置分散補償量を０ｐｓ／ｎｍとした場合の測定点である。
これらの図１７（ａ）〜図１７（ｃ）および図１８（ａ）〜図１８（ｃ）におけるプロットのパターン“○”，「“□”中に“＊”が挿入されたもの」 ，“▽”の位置からもわかるように、特許文献１に記載されているようなＮＲＺ変調方式の光信号を伝送する際に検討されてきた伝送区間における分散補償量の設計手法を、そのままＤＱＰＳＫ変調方式の光信号を伝送する際に転用するのみでは、十分な信号品質を得ることが困難である。しかし、本実施形態のごとく最適乖離量を算出することで、算出された最適乖離量を、最適分散補償量設定を探索する際の有用な条件とすることができるので、最適な分散補償量設定についての探索を容易に行なうことができるようになる。
【００３７】
また、算出された最適乖離量１４００ｐｓ／ｎｍとなるような分散補償量設定を採用することとすれば、前述の図７〜図９，図１０〜図１２，図１３〜図１５に示すように、最適乖離量１４００ｐｓ／ｎｍとなる標本値分布は、例えば５００ｐｓ／ｎｍあるいは２５００ｐｓ／ｎｍのような他の乖離量となる標本値と比べても、全体として受信信号品質の分布は良好となる。
【００３８】
すなわち、最適乖離量１４００ｐｓ／ｎｍとなる一群の分散補償量設定の組み合わせのうちのいずれを採用することとしても、少なくとも最適乖離量１４００ｐｓ／ｎｍにしたがった分散補償量設定を採用するのみで、ある程度の受信信号品質を確保することができるようになる。
このように、本発明の第１実施形態によれば、定められた単位中継区間の数及び分散係数との積に応じて、送信装置２，中継装置１１〜１５および受信装置３における分散補償部２ｂ，１６，３ａでの分散補償後に残留する残留分散量の総和または残留分散量の絶対値の総和として設定すべき値を、一次関数式を演算することにより算出し、導出された残留分散量の総和または残留分散量の絶対値の総和として設定すべき値をもとに、各装置における分散補償部２ｂ，１６，３ａによる分散補償量を定めることができるので、受信信号品質を良好とすることができるような残留分散量の総和または絶対値和を、簡易な演算によって算出することができ、分散補償量設定の探索にあたってこの総和または絶対値の総和を用いることで、受信信号品質を良好にする設定を得るための有力な方向付けとなるので、無作為な分散補償量の設定に対する受信信号品質の測定評価を行なう場合に比べて、光伝送システムの開発にかかる負荷を大幅に削減させることができるようになる。
【００３９】
また、第１実施形態の光伝送システム１によれば、送信装置２，中継装置１１〜１５および受信装置３における分散補償部２ｂ，１６，３ａでの分散補償後に残留する残留分散量の絶対値の総和が、伝送路１０における隣接する装置間を接続する単位中継区間の数（スパン数）に実質的に比例するように、分散補償部２ｂ，１６，３ａによる分散補償量が定められているので、受信信号品質を良好にすることができる。
【００４０】
〔ａ′〕第１実施形態の変形例の説明
上述の第１実施形態においては、乖離量（第１の乖離量）として、送信装置１，中継装置１１〜１５および受信装置３における分散補償部２ｂ，１６，３ａでの分散補償後に残留する残留分散量の絶対値の和を用いているが、本発明によればこれに限定されず、乖離量（第２の乖離量）として、例えば残留分散量の総和を用いることとしてもよく、このような残留分散量の和を乖離量とした場合においても、光伝送システム１における受信品質を良好とする分散補償量を設定することができ、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。
【００４１】
たとえば、図１９に示すように、前述の図１と同様の光伝送システム１において、送信装置２，中継装置１１〜１５および受信装置３における各分散補償部２ｂ，１６，３ａでの分散補償後における残留分散量が、単位をｐｓ／ｎｍとして、それぞれ、−１００，−１５０，−１００，−１５０，−１００，−１００，−５０となっている場合には、乖離量としてはこれらの値の総和である−７５０ｐｓ／ｎｍとなる。又、図２０に示すように、図１９に対応する残留分散量が、それぞれ、０，−５０，０，０，＋５０，０，０となっている場合には、乖離量としてはこれらの値の総和である０ｐｓ／ｎｍとなる。
【００４２】
そして、このように乖離量（第２の乖離量）を残留分散量の総和として定義した場合においては、送信装置２，中継装置１１〜１５および受信装置３における各分散補償部２ｂ，１６，３ａでの分散補償量を探索する際の指標値となる最適乖離量ｙ１を導出する一次関数式としては、前述の第１実施形態の場合と同様の傾きＡおよび切片Ｂを有する式［式（１′）参照］のほかに、式（２）に示すような、それぞれの傾きＡおよび切片Ｂの極性を反転した一次関数式によっても求めることが可能となる。
【００４３】
ｙ１＝Ａｘ＋Ｂ                                              …（１′）
ｙ１＝（−Ａ）ｘ＋（−Ｂ）                                  …（２）
これは、後述するように、絶対値演算において正値で現れていた（第１の）乖離量に対する受信信号品質の標本パターンが、第２の乖離量における負値の領域においても同様に現れることを示している。
【００４４】
たとえば、変調方式として第１実施形態の場合と同様のＤＱＰＳＫ変調方式を適用した場合、図２１に示すように、乖離量ｙ１についての一次関数式をなす傾きＡの値を５６〜８０の範囲以外に−８０〜−５６の範囲とし、切片Ｂの値を−１７０〜−７０の範囲以外に７０〜１７０の範囲に設定することもできる。
このようにしても、適切な受信信号品質を得ることが可能な（分散補償量の設定の指標値となる）乖離量ｙ１を、伝送路分散係数と伝送路スパン数のみに応じて求めることができるようになる。尚、図２１中、一次関数ｆ１′は、上述の傾き（−Ａ）を−８０とし切片（−Ｂ）を７０とした場合であり、一次関数ｆ２′は、傾き（−Ａ）を−５６とし切片（−Ｂ）を１７０とした場合である。
【００４５】
また、上述の一次関数ｙ１＝ｆ１′およびｙ２＝ｆ２′の範囲で囲まれる領域Ｒ′の範囲内での乖離量を指標範囲としてとらえることとすれば、前述の指標範囲Ｒとともに指標範囲Ｒ内にある乖離量において、分散補償部２ｂ，１６，３ａでの分散補償量を探索することともできる。このようにしても、少なくとも分散補償量の探索にあたっての有力な方向付けとなる。
【００４６】
本願発明者は、乖離量として、各スパンにおいての残留分散量の単純加算値を用いた場合においても、前述の第１実施形態の場合と同様の受信信号品質の測定評価を行なった。この結果、以下に示すように、最適乖離量ｙ１を導出する一次関数式としては、前述の第１実施形態の場合における一次関数式（１′）を用いることができるほか、この一次関数式（１′）の傾きＡおよび切片Ｂの極性を反転した式（２）についても用いることができることを導出した。
【００４７】
すなわち、図２２〜図２４，図２５〜図２７および図２８〜図３０は、それぞれ、前述の第１実施形態の場合に相当する条件の下で、分散補償量設定に応じて変化する第２の乖離量（ｐｓ／ｎｍ）、即ち残留分散値の単純加算値を横軸座標とし、縦軸座標に受信信号品質を示すＱペナルティの測定結果を示す図である。
このうち、図２２〜図２４はそれぞれ、前述の図７〜図９の場合の条件設定に相当するもので、図２５〜図２７はそれぞれ前述の図１０〜図１２の場合の条件設定に相当するもので、図２８〜図３０はそれぞれ、前述の図１３〜図１５の場合の条件設定に相当するものである。この場合においても、同一乖離量においても分散補償量設定に応じて複数種類のバリエーション（組み合わせ）があるので、同一の横軸上の位置に複数の受信信号品質を示す標本値が存在している。
【００４８】
なお、図２２〜図２４，図２５〜図２７および図２８〜図３０は、特に単純加算値が負の値となる領域においても、受信信号を最適とする乖離量が得られることに着目したものである。このため、前置分散量として＋２００ｐｓ／ｎｍの場合についての分散補償量のバリエーションについては図示を省略している。
単純加算値が正の値となる領域においても、前置分散量として＋２００ｐｓ／ｎｍとした場合での測定結果を含めることとすれば、受信信号品質を最適とする正の値の乖離量を前述の第１実施形態の場合と同様に得られるようになっていることはいうまでもない。
【００４９】
したがって、これらの測定結果から、図２１に示すように、適用される光ファイバの分散特性を示す伝送路分散係数とスパン数との積と、最適な乖離量と、を一対一の対応関係として図示することができるようになる。そして、伝送路分散係数とスパン数との積と、最適乖離量と、の関係を、前述の式（１）に示すような一次関数式とともに、一次関数式の傾きＡおよび切片Ｂの極性を反転した一次関数式ｙ１＝（−Ａ）ｘ＋（−Ｂ）についても定式化することができるのである。
【００５０】
すなわち、このように定式化された一次関数式を用いて最適な乖離量を用いることによって、該当する最適乖離量での分散補償量設定のバリエーションのみ評価すれば、最適な分散補償量設定について容易に探索することができるようになる。
図３１（ａ）〜図３１（ｃ）はそれぞれ、前述の図２２〜図２４に示す測定点分布において、特許文献１に示すような波長分散補償量の設定手法を採用した場合の測定点についての相対的位置関係を示す図である。又、図３２（ａ）〜図３２（ｃ）はそれぞれ、前述の図２５〜図２７に示す測定点分布において、特許文献１に示すような波長分散補償量の設定手法を採用した場合の測定点についての相対的位置関係を示す図である。
【００５１】
この場合においても、図中、プロットのパターン“○”は前置分散補償量（図１の符号２ｂ参照）を−２００ｐｓ／ｎｍとした場合の測定点であり、パターン「“□”中に“＊”が挿入されたもの」は前置分散補償量を−１００ｐｓ／ｎｍとした場合の測定点であり、パターン“▽”は前置分散補償量を０ｐｓ／ｎｍとした場合の測定点である。
これらの図３１（ａ）〜図３１（ｃ）および図３２（ａ）〜図３２（ｃ）におけるプロットのパターン“○”，「“□”中に“＊”が挿入されたもの」，“▽”の位置からもわかるように、特許文献１に記載されているようなＮＲＺ変調方式の光信号を伝送する際に検討されてきた伝送区間における分散補償量の設計手法を、そのままＤＱＰＳＫ変調方式の光信号を伝送する際に転用するのみでは、十分な信号品質を得ることが困難である。しかし、本実施形態のごとく最適乖離量を算出することにより、算出された最適乖離量を、最適分散補償量設定を探索する際の有用な条件とすることができるので、最適な分散補償量設定についての探索を容易に行なうことができるようになる。
【００５２】
〔ｂ〕第２実施形態の説明
図３３は本発明の第２実施形態にかかるシミュレーション装置を示すブロック図である。この図３３に示すシミュレーション装置３０は、伝送路分散係数および伝送スパン数に応じて、前述の第１実施形態における一次関数式に従って最適乖離量を出力しうるものである。
【００５３】
すなわち、このシミュレーション装置３０により、図１に示すような送信装置２，受信装置３および中継装置１１〜１５を有する光伝送システム１を構築する際に、最適な受信信号品質を得ることができる「最適乖離量」として、各装置２，１１〜１５，３における分散補償機能での残留分散量の単純総和または絶対値和を得ることができる。換言すれば、シミュレーション装置３０によって得られる「乖離量」により、分散補償量の割り当てを探索する際に有効な方向付けを得ることができるようになる。
【００５４】
ここで、この図３３に示すシミュレーション装置３０は、具体的には記憶部および演算処理部をそなえ、プログラム処理により前述の第１実施形態における一次関数式を演算しうる情報処理装置により構成することができるが、機能的には、伝送路分散係数取得部３１，伝送スパン数取得部３２，パラメータ保持部３３および一次関数演算部３４をそなえて構成されている。
【００５５】
伝送路分散係数入力部３１は、構築しようとする光伝送システムの伝送路（図１における符号１０参照）における分散係数について取得するものである。又、伝送スパン数取得部（単位中継区間数取得部）３２は、構築しようとする光伝送システムをなす隣接する装置（図１の符号２，１１〜１５，３参照）間を接続する単位中継区間の数（スパン数）を取得するものである。
【００５６】
さらに、パラメータ保持部３３は、後述の一次関数演算部３４での演算に用いられる一次関数の傾きおよび切片についてパラメータ情報として保持するものである。
また、一次関数演算部３４は、伝送スパン数取得部３２にて取得した単位中継区間数および伝送路分散係数取得部３１にて取得した分散係数の積を変数ｘとした、前述の第１実施形態におけるものと同様の一次関数による演算によって、各装置（図１の符号２，１１〜１５，３参照）での分散補償後に残留する残留分散量の総和または該残留分散量の絶対値の総和を乖離量として出力するようになっている。
【００５７】
すなわち、この一次関数演算部３４において演算される残留分散量の総和（または絶対値和）は、パラメータ保持部３３において保持されている傾きおよび切片により、伝送路分散係数および伝送スパン数に応じて受信信号品質を良好とすることができる値とすることができるようになっているので、この一次関数演算部３４で得られる値を、各装置（図１の符号２，１１〜１５，３参照）での分散補償量を設定するに当たっての指標値として用いることができる。
【００５８】
したがって、第２実施形態によれば、一次関数演算部３４により、残留分散量の総和または絶対値和として、伝送路分散係数および伝送スパン数に応じて受信信号品質を良好とすることができる値を簡易な演算によって算出することができるので、分散補償量設定の探索にあたって、無作為な分散補償量の設定に対する受信信号品質の測定評価を行なう場合に比べて、受信信号品質を良好にする設定を得るための有力な方向付けとなるので、光伝送システムの開発にかかる負荷を大幅に削減させることができるようになる。
【００５９】
〔ｃ〕その他
上述した実施形態にかかわらず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
たとえば、上述の実施形態においては、差動位相偏移変調を行なった光信号を対象としているが、本発明によればこれに限定されず、他の光変調方式、例えばＮＲＺ変調方式を適用した光信号に適用することも考えられる。
【００６０】
さらに、第１実施形態における光伝送システム１においては、送信装置２から波長多重光信号を送信することを想定してもよい。
また、上述の実施形態の開示により、当業者は本発明の装置を製造することは可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる光伝送システムを示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態における残留分散量の絶対値の総和（第１の乖離量）について説明するための図である。
【図３】本発明の第１実施形態における残留分散量の絶対値の総和（第１の乖離量）について説明するための図である。
【図４】最適な受信信号品質を得る乖離量が、伝送路分散係数および伝送スパン数の積についての一次関数の関係を持つことを説明するための図である。
【図５】伝送路分散係数および伝送スパン数の積から、最適な受信信号品質を得る乖離量（第１の乖離量）を算出するための一次関数について説明するための図である。
【図６】受信信号品質を測定評価した光伝送システムの設定条件について示す図でる。
【図７】光伝送システムの受信信号品質の測定結果を説明するための図である。
【図８】光伝送システムの受信信号品質の測定結果を説明するための図である。
【図９】光伝送システムの受信信号品質の測定結果を説明するための図である。
【図１０】光伝送システムの受信信号品質の測定結果を説明するための図である。
【図１１】光伝送システムの受信信号品質の測定結果を説明するための図である。
【図１２】光伝送システムの受信信号品質の測定結果を説明するための図である。
【図１３】光伝送システムの受信信号品質の測定結果を説明するための図である。
【図１４】光伝送システムの受信信号品質の測定結果を説明するための図である。
【図１５】光伝送システムの受信信号品質の測定結果を説明するための図である。
【図１６】本発明の第１実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１７】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、図７〜図９に示す測定点分布において従来の波長分散補償量の設定手法を採用した場合の測定点についての相対的位置関係を示す図である。
【図１８】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、図１０〜図１２に示す測定点分布において従来の波長分散補償量の設定手法を採用した場合の測定点についての相対的位置関係を示す図である。
【図１９】本発明の第１実施形態の変形例における残留分散量の単純総和（第２の乖離量）について説明するための図である。
【図２０】本発明の第１実施形態の変形例における残留分散量の単純総和（第２の乖離量）について説明するための図である。
【図２１】伝送路分散係数および伝送スパン数の積から、最適な受信信号品質を得る乖離量（第２の乖離量）を算出するための一次関数について説明するための図である。
【図２２】光伝送システムの受信信号品質の測定結果を説明するための図である。
【図２３】光伝送システムの受信信号品質の測定結果を説明するための図である。
【図２４】光伝送システムの受信信号品質の測定結果を説明するための図である。
【図２５】光伝送システムの受信信号品質の測定結果を説明するための図である。
【図２６】光伝送システムの受信信号品質の測定結果を説明するための図である。
【図２７】光伝送システムの受信信号品質の測定結果を説明するための図である。
【図２８】光伝送システムの受信信号品質の測定結果を説明するための図である。
【図２９】光伝送システムの受信信号品質の測定結果を説明するための図である。
【図３０】光伝送システムの受信信号品質の測定結果を説明するための図である。
【図３１】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、図２２〜図２４に示す測定点分布において従来の波長分散補償量の設定手法を採用した場合の測定点についての相対的位置関係を示す図である。
【図３２】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、図２５〜図２７に示す測定点分布において従来の波長分散補償量の設定手法を採用した場合の測定点についての相対的位置関係を示す図である。
【図３３】本発明の第２実施形態にかかるシミュレーション装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６２】
１    光伝送システム
２    送信装置
２ａ    送信部
２ｂ    前置分散補償部
３    受信装置
３ａ    受信側分散補償部
３ｂ    可変分散補償器
３ｃ    受信部
１０    伝送路
１１〜１５    中継装置
１６    分散補償部
２１〜２６    伝送路ファイバ
３０    シミュレーション装置
３１    伝送路分散係数取得部
３２    伝送スパン数取得部（単位中継区間数取得部）
３３    パラメータ保持部
３４    一次関数演算部
【図１】
0004684128.tif 000002
【図２】
0004684128.tif 000003
【図３】
0004684128.tif 000004
【図４】
0004684128.tif 000005
【図５】
0004684128.tif 000006
【図６】
0004684128.tif 000007
【図７】
0004684128.tif 000008
【図８】
0004684128.tif 000009
【図９】
0004684128.tif 000010
【図１０】
0004684128.tif 000011
【図１１】
0004684128.tif 000012
【図１２】
0004684128.tif 000013
【図１３】
0004684128.tif 000014
【図１４】
0004684128.tif 000015
【図１５】
0004684128.tif 000016
【図１６】
0004684128.tif 000017
【図１７】
0004684128.tif 000018
【図１８】
0004684128.tif 000019
【図１９】
0004684128.tif 000020
【図２０】
0004684128.tif 000021
【図２１】
0004684128.tif 000022
【図２２】
0004684128.tif 000023
【図２３】
0004684128.tif 000024
【図２４】
0004684128.tif 000025
【図２５】
0004684128.tif 000026
【図２６】
0004684128.tif 000027
【図２７】
0004684128.tif 000028
【図２８】
0004684128.tif 000029
【図２９】
0004684128.tif 000030
【図３０】
0004684128.tif 000031
【図３１】
0004684128.tif 000032
【図３２】
0004684128.tif 000033
【図３３】
0004684128.tif 000034