(57)【要約】【課題】  超高速光信号伝送で、良好な分散補償制御を実現する。【解決手段】  光送信装置１０が、所定周波数のスペクトル成分を重畳されたＯＴＤＭ信号光を当該光伝送路１２に出力する。光受信装置１４のフォトダイオ−ド６０が、光伝送路１２から出力されるＯＴＤＭ信号光を電気信号に変換する。電気バンドパスフィルタ６２が、フォトダイオ−ド６０の出力から当該所定周波数の成分を抽出する。ＲＦパワ−モニタ６４は、フィルタ６２の出力から所定周波数の成分のパワ−を測定する。制御装置６６は、所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該波長分散補償装置５０を制御し、次に、分散スロ−プ補償装置５２を制御する。【選択図】  図１
2005079833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長分散特性を具備する光伝送路（１２）と、信号光を光伝送路に出力する光送信装置（１０）と、当該光伝送路（１２）から出力される当該信号光を受信する光受信装置（１４）とからなり、当該光受信装置（１４）が当該信号光の波長分散を補償する波長分散補償装置（５０，５２）を具備する光伝送システムにおいて、波長分散補償を制御する方法であって、
当該光送信装置（１０）が、当該信号光として、所定周波数のスペクトル成分を重畳されたＯＴＤＭ信号光を当該光伝送路（１２）に出力し、
当該所定周波数に追従可能な受光素子（６０）により、当該光伝送路（１２）から出力される当該ＯＴＤＭ信号光を電気信号に変換し、
当該電気信号から当該所定周波数の成分を抽出し、
抽出された当該所定周波数の成分のパワ−を測定し、
当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該波長分散補償装置（５０，５２）を制御し、
当該所定周波数が、当該ＯＴＤＭ信号光のベースレートに相当する周波数より低いことを特徴とする分散補償制御方法。
【請求項２】
当該ＯＴＤＭ信号光が、複数のトリビュタリチャネルのパルス信号光を時分割多重した信号光からなり、当該所定周波数が、当該トリビュタリチャネルのベ−スレ−トに相当する周波数の整数倍である請求項１に記載の分散補償制御方法。
【請求項３】
当該複数のトリビュタリチャネルの内の１以上のチャネルの光位相及び振幅の何れかを残るチャネルの光位相及び振幅の何れかと異ならせることにより、所定周波数のスペクトル成分を当該ＯＴＤＭ信号光に重畳する請求項２に記載の分散補償制御方法。
【請求項４】
当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該波長分散補償装置（５０，５２）を制御するステップが、先ず、当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該分散補償装置（５０，５２）の分散補償量を制御し、その後、当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該分散補償装置（５０，５２）の分散スロ−プを制御する請求項１に記載の分散補償制御方法。
【請求項５】
波長分散特性を具備する光伝送路（１２）と、所定周波数のスペクトル成分を重畳されたＯＴＤＭ信号光を当該光伝送路（１２）に出力する光送信装置（１０）と、当該光伝送路（１２）から出力される当該ＯＴＤＭ信号光を受信する光受信装置（１４）とからなり、当該光受信装置（１４）が当該ＯＴＤＭ信号光の波長分散を補償する波長分散補償装置（５０，５２）を具備する光伝送システムにおいて、
当該所定周波数に追従可能な受光素子（６０）であって、当該光伝送路（１２）から出力される当該ＯＴＤＭ信号光を電気信号に変換する受光素子（６０）と、
当該受光素子（６０）から出力される電気信号から当該所定周波数の成分を抽出する電気フィルタ（６２）と、
当該電気フィルタ（６２）の出力から当該所定周波数の成分のパワ−を測定するパワ−モニタ（６４）と、
当該パワ−モニタ（６４）により測定される当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該波長分散補償装置（５０，５２）を制御する制御装置（６６）
とを具備することを特徴とする分散補償制御装置。
【請求項６】
当該ＯＴＤＭ信号光が、複数のトリビュタリチャネルのパルス信号光を時分割多重した信号光からなり、当該所定周波数が、当該トリビュタリチャネルのベ−スレ−トに相当する周波数の整数倍である請求項５に記載の分散補償制御装置。
【請求項７】
当該複数のトリビュタリチャネルの内の１以上のチャネルの光位相及び振幅の何れかを残るチャネルの光位相及び振幅の何れかと異ならせることにより、所定周波数のスペクトル成分を当該ＯＴＤＭ信号光に重畳する請求項６に記載の分散補償制御装置。
【請求項８】
当該光送信装置（１０）が、ベ−スレ−トの周波数でパルス発振するパルス光源（２０）と、当該パルス光源（２０）の出力パルス光を複数のトリビュタリチャネルに分割する光分波器（２２）と、当該光分波器（２２）で分割された各パルス光を送信データで変調する複数のデータ変調器（２４−１〜２４−１６）と、当該複数のデータ変調器（２４−１〜２４−１６）により生成される各トリビュタリチャネルのパルス信号光の内、１以上の所定のチャネルのパルス信号光の振幅又は光位相を、残るチャネルのパルス信号光の振幅又は位相と異ならせる振幅又は光位相の調整器（２６）と、各トリビュタリチャネルのパルス信号光を時分割多重する光多重装置（３０−２〜３０−１６，３２）とを具備する請求項５に記載の分散補償制御装置。
【請求項９】
当該制御装置（６６）が、当該パワ−モニタ（６４）により測定される当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該分散補償装置（５０，５２）の分散補償量を制御し、その後、当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該分散補償装置（５０，５２）の分散スロ−プを制御する請求項５に記載の分散補償制御装置。
【請求項１０】
所定ベ−スレ−トの複数のパルス信号光が時分割多重されたＯＴＤＭ信号光であって、当該ベ−スレ−トの整数倍の周波数に相当する所定周波数のスペクトル成分を具備するＯＴＤＭ信号光を生成し、
当該ＯＴＤＭ信号光を、波長分散特性を具備する光伝送路（１２）に出力し、
当該光伝送路（１２）から出力される当該ＯＴＤＭ信号光を２つに分割し、
分割された一方のＯＴＤＭ信号光を当該所定周波数に追従可能な受光素子（６０）により電気信号に変換し、
当該電気信号から当該所定周波数の成分を抽出し、
抽出された当該所定周波数の成分のパワ−を測定し、
当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該波長分散補償装置（５０，５２）を制御し、
当該電気信号から当該所定周波数の光クロックを生成し、
生成された当該光クロックに従い、分割された他方のＯＴＤＭ信号を各チャネルの信号光に分離する
ことを特徴とする光伝送方法。
【請求項１１】
当該ＯＴＤＭ信号光を生成するステップが、当該複数のパルス信号光の内の１以上のパルス信号光の光位相及び振幅の何れかを残るパルス信号光の光位相及び振幅の何れかと異ならせることにより、当該ベ−スレ−トの整数倍の周波数に相当する所定周波数のスペクトル成分を具備するＯＴＤＭ信号光を生成する請求項１０に記載の光伝送方法。
【請求項１２】
当該所定周波数が当該ベ−スレ−トの周波数に相当する請求項１０又は１１に記載の光伝送方法。
【請求項１３】
当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該波長分散補償装置（５０，５２）を制御するステップが、先ず、当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該分散補償装置（５０，５２）の分散補償量を制御し、その後、当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該分散補償装置（５０，５２）の分散スロ−プを制御する請求項１０に記載の光伝送方法。
【請求項１４】
波長分散特性を具備する光伝送路（１２）と、所定周波数のスペクトル成分を重畳されたＯＴＤＭ信号光を当該光伝送路（１２）に出力する光送信装置（１０）と、当該光伝送路（１２）から出力される当該ＯＴＤＭ信号光を受信する光受信装置（１４）とからなる光伝送システムであって、
当該光受信装置（１４）が、
当該ＯＴＤＭ信号光の波長分散を補償する波長分散補償装置（５０，５２）と、
当該波長分散補償装置（５０，５２）の出力光を２分割する光分波器（５６）と、
当該所定周波数に追従可能な受光素子（６０）であって、当該光分波器（５６）の一方の出力光を電気信号に変換する受光素子（６０）と、
当該受光素子（６０）から出力される電気信号から当該所定周波数の成分を抽出する電気フィルタ（６２）と、
当該電気フィルタ（６２）の出力から当該所定周波数の成分のパワ−を測定するパワ−モニタ（６４）と、
当該パワ−モニタ（６４）により測定される当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該波長分散補償装置（５０，５２）を制御する制御装置（６６）と、
当該電気信号から当該所定周波数の光クロックを生成する光クロック生成装置（６８，７０）と、
当該光クロック生成装置（６８，７０）により生成された当該光クロックに従い、当該光分波器（５６）の他方の出力光を各チャネルの信号光に分離するＯＴＤＭ分離装置（５８）と、
当該ＯＴＤＭ分離装置（５８）で分離された各チャネルの信号光を受信する受信装置（７２，７４）
とを具備することを特徴とする光伝送システム。
【請求項１５】
当該制御装置（６６）が、当該パワ−モニタ（６４）により測定される当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該分散補償装置（５０，５２）の分散補償量を制御し、その後、当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該分散補償装置（５０，５２）の分散スロ−プを制御する請求項１４に記載の光伝送システム。
【請求項１６】
当該光送信装置（１０）が、ベ−スレ−トの周波数でパルス発振するパルス光源（２０）と、当該パルス光源（２０）の出力パルス光を複数のチャネルに分割する光分波器（２２）と、当該光分波器（２２）で分割された各パルス光を送信データで変調する複数のデータ変調器（２４−１〜２４−１６）と、当該複数のデータ変調器（２４−１〜２４−１６）により生成される各チャネルのパルス信号光の内、１以上の所定のチャネルのパルス信号光の振幅又は光位相を、残るチャネルのパルス信号光の振幅又は位相と異ならせる振幅又は光位相の調整器（２６）と、各チャネルのパルス信号光を時分割多重する光多重装置（３０−２〜３０−１６，３２）とを具備する請求項１４に記載の光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散補償制御方法及び装置並びに光伝送方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ伝送システムでは、単一波長で１６０Ｇｂｐｓ以上のビットレ−トが実現されようとしている。しかし、電気レシ−バの応答速度が高々５０〜６０ＧＨｚであるので、１６０Ｇｂｐｓ以上の光パルス信号を直接、受光しても、同期を確立するためのクロック抽出は不可能である。
【０００３】
光電変換が困難な超高速光パルス信号、例えば、１６０Ｇｂｐｓの光パルス信号を使用する光ファイバ伝送システムでは、光ファイバ伝送路の波長分散を高精度に制御する必要があり、波長分割多重伝送では、更に、分散スロ−プをも制御する必要がある。
【０００４】
電気レシ−バの応答速度が高々５０〜６０ＧＨｚであるので、１６０Ｇｂｐｓ以上の光パルス信号を直接、電気信号に変換することは、現在のところ、不可能である。
【０００５】
従来は、光ファイバ伝送路から入力する超高速光パルス信号（例えば、１６０Ｇｂｐｓ）から光パルスを間引いて低速（例えば、１０Ｇｂｐｓ乃至４０Ｇｂｐｓ等）の光パルス信号を生成し、その低速の光パルス信号を電気信号に変換し、その電気信号から符号誤り率を算出し、その符号誤り率が最小になるように、累積波長分散を制御するようにしていた。例えば、非特許文献１を参照。
【非特許文献１】Masahiro Daikoku, Tomohiro Otani, and Masatoshi Suzuki,"160-Gb/s Four WDM Quasi-Linear Transmission Over 225-km NZ-DSF With 75-km Spacing," IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL.15, NO.8, AUGUST 2000, pp.1165-1167
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、超高速光パルスを低速光パルスに分離する際に光パルスの品質が劣化する。従って、従来の構成では、光ファイバ伝送路での分散による波形歪を正確にモニタできない。その結果、分散補償を誤制御することがあった。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決する分散補償制御方法及び装置並びに光伝送方法及びシステムを提示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る分散補償制御方法は、波長分散特性を具備する光伝送路と、信号光を光伝送路に出力する光送信装置と、当該光伝送路から出力される当該信号光を受信する光受信装置とからなり、当該光受信装置が当該信号光の波長分散を補償する波長分散補償装置を具備する光伝送システムに適用される。本発明に係る波長分散補償制御方法は、当該光送信装置が、当該信号光として、所定周波数のスペクトル成分を重畳されたＯＴＤＭ信号光を当該光伝送路に出力し、当該所定周波数に追従可能な受光素子により、当該光伝送路から出力される当該ＯＴＤＭ信号光を電気信号に変換し、当該電気信号から当該所定周波数の成分を抽出し、抽出された当該所定周波数の成分のパワ−を測定し、当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該波長分散補償装置を制御し、当該所定周波数が、当該ＯＴＤＭ信号光のベースレートに相当する周波数より低いことを特徴とする。
【０００９】
好ましくは、当該ＯＴＤＭ信号光が、複数のトリビュタリチャネルのパルス信号光を時分割多重した信号光からなり、当該所定周波数が、当該トリビュタリチャネルのベ−スレ−トに相当する周波数の整数倍である。これにより、ＯＴＤＭ信号光に所定周波数のスペクトル成分を重畳することが容易になり、且つ、光受信装置での各チャネルの分離のための光クロック再生も容易になる。
【００１０】
好ましくは、当該複数のトリビュタリチャネルの内の１以上のチャネルの光位相及び振幅の何れかを残るチャネルの光位相及び振幅の何れかと異ならせることにより、所定周波数のスペクトル成分を当該ＯＴＤＭ信号光に重畳する。この機能は、簡単な構成で容易に実現できる。
【００１１】
好ましくは、当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該波長分散補償装置を制御するステップが、先ず、当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該分散補償装置の分散補償量を制御し、その後、当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該分散補償装置の分散スロ−プを制御する。これにより、信号受信に適した精密な波長分散制御を実現できる。
【００１２】
本発明に係る分散補償制御装置は、波長分散特性を具備する光伝送路と、所定周波数のスペクトル成分を重畳されたＯＴＤＭ信号光を当該光伝送路に出力する光送信装置と、当該光伝送路から出力される当該ＯＴＤＭ信号光を受信する光受信装置とからなり、当該光受信装置が当該ＯＴＤＭ信号光の波長分散を補償する波長分散補償装置を具備する光伝送システムに適用される。特徴的には、本発明に係る分散補償制御装置は、当該所定周波数に追従可能な受光素子であって、当該光伝送路から出力される当該ＯＴＤＭ信号光を電気信号に変換する受光素子と、
【００１３】
当該受光素子から出力される電気信号から当該所定周波数の成分を抽出する電気フィルタと、当該電気フィルタの出力から当該所定周波数の成分のパワ−を測定するパワ−モニタと、当該パワ−モニタにより測定される当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該波長分散補償装置を制御する制御装置とを具備することを特徴とする。
【００１４】
好ましくは、当該ＯＴＤＭ信号光が、複数のトリビュタリチャネルのパルス信号光を時分割多重した信号光からなり、当該所定周波数が、当該トリビュタリチャネルのベ−スレ−トに相当する周波数の整数倍である。これにより、ＯＴＤＭ信号光に所定周波数のスペクトル成分を重畳することが容易になり、且つ、光受信装置での各チャネルの分離のための光クロック再生も容易になる。
【００１５】
好ましくは、当該複数のトリビュタリチャネルの内の１以上のチャネルの光位相及び振幅の何れかを残るチャネルの光位相及び振幅の何れかと異ならせることにより、所定周波数のスペクトル成分を当該ＯＴＤＭ信号光に重畳する。これにより、簡単な構成で容易にＯＴＤＭ信号光に所定周波数のスペクトル成分を重畳できる。
【００１６】
好ましくは、当該光送信装置が、ベ−スレ−トの周波数でパルス発振するパルス光源と、当該パルス光源の出力パルス光を複数のトリビュタリチャネルに分割する光分波器と、当該光分波器で分割された各パルス光を送信データで変調する複数のデータ変調器と、当該複数のデータ変調器により生成される各トリビュタリチャネルのパルス信号光の内、１以上の所定のチャネルのパルス信号光の振幅又は光位相を、残るチャネルのパルス信号光の振幅又は位相と異ならせる振幅又は光位相の調整器と、各トリビュタリチャネルのパルス信号光を時分割多重する光多重装置とを具備する。これにより、簡単な構成で容易にＯＴＤＭ信号光に所定周波数のスペクトル成分を重畳できる。
【００１７】
好ましくは、当該制御装置が、当該パワ−モニタにより測定される当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該分散補償装置の分散補償量を制御し、その後、当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該分散補償装置の分散スロ−プを制御する。これにより、信号受信に適した精密な波長分散制御を実現できる。
【００１８】
本発明に係る光伝送方法では、所定ベ−スレ−トの複数のパルス信号光が時分割多重されたＯＴＤＭ信号光であって、当該ベ−スレ−トの整数倍の周波数に相当する所定周波数のスペクトル成分を具備するＯＴＤＭ信号光を生成する。当該ＯＴＤＭ信号光を、波長分散特性を具備する光伝送路に出力する。当該光伝送路から出力される当該ＯＴＤＭ信号光を２つに分割する。分割された一方のＯＴＤＭ信号光を当該所定周波数に追従可能な受光素子により電気信号に変換する。当該電気信号から当該所定周波数の成分を抽出する。抽出された当該所定周波数の成分のパワ−を測定する。当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該波長分散補償装置を制御する。当該電気信号から当該所定周波数の光クロックを生成する。生成された当該光クロックに従い、分割された他方のＯＴＤＭ信号を各チャネルの信号光に分離する。
【００１９】
好ましくは、当該ＯＴＤＭ信号光を生成するステップが、当該複数のパルス信号光の内の１以上のパルス信号光の光位相及び振幅の何れかを残るパルス信号光の光位相及び振幅の何れかと異ならせることにより、当該ベ−スレ−トの整数倍の周波数に相当する所定周波数のスペクトル成分を具備するＯＴＤＭ信号光を生成する。これにより、簡単な構成で容易にＯＴＤＭ信号光に所定周波数のスペクトル成分を重畳できる。
【００２０】
好ましくは、当該所定周波数が当該ベ−スレ−トの周波数に相当する。これにより、光受信装置での各チャネルの分離のための光クロック再生も容易になる。
【００２１】
当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該波長分散補償装置を制御するステップが、先ず、当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該分散補償装置（５０，５２）の分散補償量を制御し、その後、当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該分散補償装置（５０，５２）の分散スロ−プを制御する。これにより、信号受信に適した精密な波長分散制御を実現できる。
【００２２】
本発明に係る光伝送システムは、波長分散特性を具備する光伝送路と、所定周波数のスペクトル成分を重畳されたＯＴＤＭ信号光を当該光伝送路に出力する光送信装置と、当該光伝送路から出力される当該ＯＴＤＭ信号光を受信する光受信装置とからなる光伝送システムに適用される。特徴的には、当該光受信装置が、当該ＯＴＤＭ信号光の波長分散を補償する波長分散補償装置と、当該波長分散補償装置の出力光を２分割する光分波器と、当該所定周波数に追従可能な受光素子であって、当該光分波器の一方の出力光を電気信号に変換する受光素子と、当該受光素子から出力される電気信号から当該所定周波数の成分を抽出する電気フィルタと、当該電気フィルタの出力から当該所定周波数の成分のパワ−を測定するパワ−モニタと、当該パワ−モニタにより測定される当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該波長分散補償装置を制御する制御装置と、当該電気信号から当該所定周波数の光クロックを生成する光クロック生成装置と、当該光クロック生成装置により生成された当該光クロックに従い、当該光分波器の他方の出力光を各チャネルの信号光に分離するＯＴＤＭ分離装置と、当該ＯＴＤＭ分離装置で分離された各チャネルの信号光を受信する受信装置とを具備する。
【００２３】
好ましくは、当該制御装置が、当該パワ−モニタにより測定される当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該分散補償装置の分散補償量を制御し、その後、当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該分散補償装置の分散スロ−プを制御する。これにより、信号受信に適した精密な波長分散制御を実現できる。
【００２４】
好ましくは、当該光送信装置が、ベ−スレ−トの周波数でパルス発振するパルス光源と、当該パルス光源の出力パルス光を複数のチャネルに分割する光分波器と、当該光分波器で分割された各パルス光を送信データで変調する複数のデータ変調器と、当該複数のデータ変調器により生成される各チャネルのパルス信号光の内、１以上の所定のチャネルのパルス信号光の振幅又は光位相を、残るチャネルのパルス信号光の振幅又は位相と異ならせる振幅又は光位相の調整器と、各チャネルのパルス信号光を時分割多重する光多重装置とを具備する。これにより、簡単な構成で容易にＯＴＤＭ信号光に所定周波数のスペクトル成分を重畳できる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、そのまま電気信号に変換できないような超高速の光パルス信号に対する分散補償を適切に制御することが可能になる。また、１６０Ｇｂｐｓのような超高速光信号の伝送を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施例を適用した光伝送システムの概略構成ブロック図を示す。
【００２８】
本実施例の光伝送システムは、光送信装置１０、光伝送路１２及び光受信装置１４からなる。本実施例では、光送信装置１０は、それぞれ１０Ｇｂｐｓの光信号を１６チャネル、時分割多重して光伝送路１２に出力する。従って、１６０Ｇｂｐｓの光信号が、光伝送路１２を伝搬する。
【００２９】
光送信装置１０の構成と動作を説明する。パルス光源２０は、単一波長λｓ、基本繰り返し周波数（ベ−スレ−ト）１０Ｇｂｐｓの光パルスを出力する。光分波器２２は、パルス光源２０の出力パルスを１６波、即ち１６個のチャネルに分割し、それぞれをデータ変調器２４−１〜２４−１６に供給する。データ変調器２４−１は、光分波器２２からの光パルスの光強度をデータＤ１に従って２値変調する。同様に、データ変調器２４−２〜２４−１６はそれぞれ、光分波器２２からの光パルスの光強度をデータＤ２〜Ｄ１６に従って２値変調する。これにより、データ変調器２４−１〜２４−１６は、それぞれ、データＤ１〜Ｄ１６を搬送する１０Ｇｂｐｓの光パルス信号を出力する。
【００３０】
本実施例では、１０ＧＨｚのト−ン信号を光送信装置１０から光受信装置１４に伝送するために、チャネル１（ｃｈ１）の光パルス信号光の光強度を、他のチャネルｃｈ２〜ｃｈ１６より僅かに低くする。そのために、データ変調器２４−１の出力に所定減衰率の減衰器２６を接続してある。減衰器２６の減衰率は、例えば、３％程度でよい。この方法でベースレートのクロックを伝送し、受信側で再生できることは、例えば、Tetsuya. Miyazaki, Fumito Kubota, "Tone modulation using a passive OTDM multiplexer for clock recovery from a 160-Gbit/s OTDM signal", The 10th International Workshop on Femtosecond Technology, WC-3, Page 38, 2003を参照されたい。
【００３１】
位相変調器２８−１は、減衰器２６から出力されるｃｈ１の光パルス信号の光位相を変調し、他の位相変調器２８−２〜２８−１６は、それぞれ、データ変調器２４−２〜２４−１６の出力信号光の光位相を変調する。光パルス伝送では、光パルスの立ち上がり及び立ち下がり部分で自己位相変調（ＳＰＭ）の作用により光周波数が変動する。光周波数の変動が光群速度の変動につながり、光パルスを時間軸方向で伸縮させる。位相変調器２８−１〜２８−１６を配備することで、このようなパルス波形劣化を軽減する。
【００３２】
位相変調器２８−１〜２８−１６の出力信号光は、互いに異なるタイムスロット上で多重される。即ち、ｃｈ２〜ｃｈ１６上にそれぞれ異なる遅延時間τ~１５τの光遅延器３０−２〜３０−１６を配置し、光合波器３２が、位相変調器２８−１から出力されるｃｈ１のパルス信号光と、遅延器３０−２〜３０−１６から出力されるｃｈ２〜ｃｈ１６のパルス信号光とを合波する。この実施例では、基本遅延時間τは、１６０Ｇｂｐｓのパルス間隔に相当する６．２５ｐｓである。光遅延器３０−２〜３０−１６及び光合波器３２は、ｃｈ１〜ｃｈ１６の光パルス信号を時分割多重する多重装置として機能する。
【００３３】
光アンプ３４は、光合波器３２の出力光、即ち、１６０Ｇｂｐｓの光時分割多重された信号光（ＯＴＤＭ信号光）を光増幅し、光伝送路１２に出力する。
【００３４】
図２は、光伝送路１２に出力されるＯＴＤＭ信号光のタイミングチャ−トを示す。横軸は時間を示し、縦軸は光強度を示す。減衰器２６により、図２に示すように、ｃｈ１の光パルス信号の光強度が他のｃｈ２〜ｃｈ１６の光パルス信号の光強度よりも小さくなる。この結果、光伝送路１２に出力されるＯＴＤＭ信号光は、図３に示すように、１０ＧＨｚのＲＦ周波数成分を含む。図３は、光伝送路１２に出力される１６０ＧｂｐｓのＯＴＤＭ信号光のスペクトル測定例を示す。横軸は、ＲＦ周波数を示し、縦軸はスペクトル強度（相対値）を示す。
【００３５】
光伝送路１２は、複数の光ファイバ４０及び光アンプ４２からなる。一般に、光ファイバ４０は、伝送用光ファイバと、分散補償用の光ファイバとからなる。光伝送路１２を伝搬したＯＴＤＭ信号光は、光受信装置１４に入力する。
【００３６】
光受信装置１４の構成と動作を説明する。光伝送路１２から入力したＯＴＤＭ信号光は、分散補償装置５０、分散スロ−プ補償装置５２及び光アンプ５４を介して光分波器５６に入射する。分散補償装置５０は、入射するＯＴＤＭ信号光の光伝送路１２における累積波長分散を補償し、分散スロ−プ補償装置５２は、入射するＯＴＤＭ信号光の光伝送路１２における累積波長分散の分散スロ−プを補償する。
【００３７】
光分波器５６は、光アンプ５４で増幅されたＯＴＤＭ信号光を２分割し、一方をＯＴＤＭ分離装置５８に供給し、他方をフォトダイオ−ド６０に供給する。フォトダイオ−ド６０は、光分波器５６からのＯＴＤＭ信号光を電気信号に変換する。図３に示したように、光伝送路１２から入力するＯＴＤＭ信号光は、１０ＧＨｚのト−ン成分を具備する。従って、フォトダイオ−ド６０として、１６０ＧＨｚに追従できないが、１０ＧＨｚに追従できる素子を使用すれば、フォトダイオ−ド６０の電気出力は１０ＧＨｚの周波数成分を含む。このようなフォトダイオ−ド６０は容易に入手できる。
【００３８】
トリビュタリ信号の１つのチャネルの振幅を他の全チャネルの振幅とは異なる値に設定することで、ベ−スレ−トの周波数のト−ン成分を光受信装置１４に伝送できる。光伝送路１２がＯＴＤＭ信号光にもたらす波長分散の影響が、ＯＴＤＭ信号光に含まれる１０ＧＨｚのト−ン成分にも及ぶ。それ故、このト−ン成分を監視することで、ＯＴＤＭ信号光の波長分散による波形劣化を簡易にモニタでき、波長分散及び分散スロ−プを適切に制御できる。
【００３９】
このために、本実施例では、高精度電気バンドパスフィルタ６２が、フォトダイオ−ド６０の出力から１０ＧＨｚ成分を抽出し、ＲＦパワ−モニタ６４が、電気バンドパスフィルタ６０の出力のパワ−を計測する。制御装置６６は、ＲＦパワ−モニタ６４の出力、即ち、光伝送路１２を伝送した１０ＧＨｚ成分のパワ−に従い、そのパワ−が最小になるように、分散補償装置５０及び分散スロ−プ補償装置５２を制御する。具体的には、制御装置６６は、先ず、ＲＦパワ−モニタ６４の出力が最小になるように分散補償装置５０の分散補償量を制御し、その後、ＲＦパワ−モニタ６４の出力が最小になるように分散スロ−プ補償装置５２により分散スロ−プを制御する。
【００４０】
このようにして、本実施例では、光伝送路１２を伝送した１０ＧＨｚ成分のパワ−に従い分散補償装置５０及び分散スロ−プ補償装置５２を制御し、それにより、光伝送路１２の波長分散特性によるＯＴＤＭ信号光の波形劣化を解消又は軽減できる。
【００４１】
フォトダイオ−ド６０の出力は、トリビュタリ信号の各チャネルを分離するのにも利用可能である。即ち、ＰＬＬ回路６８が、位相ロックル−プにより、フォトダイオ−ド６０の出力に位相同期する１０ＧＨｚのクロックを生成する。ＰＬＬ回路６８の出力は、駆動信号としてモ−ドロックレ−ザ（ＭＬＬＤ）７０に印加される。ＭＬＬＤ７０は、ＰＬＬ６８の出力クロックに同期してレ−ザパルス発生し、１０ＧＨｚの短パルス幅の光クロックを生成する。この光クロックが、制御パルス光としてＯＴＤＭ分離装置５８に印加される。
【００４２】
ＯＴＤＭ分離装置５８は、ＭＬＬＤ７０からの制御パルス光に従い、光分波器５６からのＯＴＤＭ光信号を各チャネルｃｈ１〜ｃｈ１６の信号光に分離し、出力する。ＯＴＤＭ分離装置５８として利用可能な光スイッチが、例えば、I. Shake et al.,”160 Gbit/s full OTDM demultiplexing based FWM of SOA-array integrated on planer lightwave circuit,” Proc. 27th, European Conference on Optical Communication (ECOC’01),Tul.2.2, pp. 182−183, 2001に記載されている。
【００４３】
ＯＴＤＭ分離装置５８で分離された各チャネルの信号光は、フォトダイオ−ド７２により電気信号に変換される。復調装置７４が、対応するフォトダイオ−ド７２の出力信号から各チャネルのデータＤ１〜Ｄ１６を復調する。復調装置７４は、復調したデータにエラ−がある場合で訂正可能な時には、そのエラ−を訂正する。
【００４４】
上記実施例では、１０Ｇｂｐｓの信号光を１６波、時分割多重して、１６０Ｇｂｐｓの信号光を生成した。本発明は、その他の多重数の場合にも適用可能である。例えば、２０Ｇｂｐｓ）×８波及び４０Ｇｂｐｓ×４波等がありえ、また、時分割多重後のデータレ−トも、１６０Ｇｂｐｓに限定されない。図４は、４０Ｇｂｐｓ×４波の場合の１６０ＧｂｐｓのＯＴＤＭ信号光の光スペクトル例を示す。横軸は、ＲＦ周波数を示し、縦軸は、相対スペクトル強度を示す。４０ＧＨｚのト−ン成分が存在することが分かる。
【００４５】
図１に示す実施例の光送信装置１０はデータ送信に使用する場合の構成になっている。本発明は、光伝送路１２の波長分散特性の監視及び制御の観点では、光送信装置１０の代わりに、テスト信号発生装置を使用しても良い。そのようなテスト信号発生装置の構成例を図５に示す。
【００４６】
図５に示すテスト信号発生装置では、分波と遅延を繰り返すことで、周波数を上げていく。即ち、パルス光源８０は、１６０Ｇｂｐｓに対応可能なほどに短い、１０ＧＨｚの光クロックパルスを発生する。データ変調器８２は、パルス光源８０の出力光パルスをテストデータで変調する。
【００４７】
光分波器８４は、データ変調器８２の出力信号光を２分割し、一方を遅延時間τ１の光遅延器８６に、他方を減衰器８８に供給する。τ１は、５０ｐｓである。減衰器８８の減衰率は、光遅延器８６での減衰とバランスするように設定される。光合波器９０が、光遅延器８６及び減衰器８８の出力光を合波する。光合波器９０の出力信号光のレ−トは２０Ｇｂｐｓになる。光遅延器８６及び減衰器８８をそれぞれ通過する光パルス信号の振幅が僅かに異なるように、光分波器８４の分割比（又は減衰器８８の減衰率）を調節する。これにより、最終的な１６０ＧｂｐｓのＯＴＤＭ信号光に１０ＧＨｚのト−ン成分を載せることができる。
【００４８】
第２段では、光分波器９２は、第１段目の光合波器９０の出力信号光を２分割し、一方を遅延時間τ２の光遅延器９４に、他方を減衰器９６に供給する。τ２は２５ｐｓである。減衰器９６の減衰率は、光遅延器９４での減衰とバランスするように設定される。光合波器９８が、光遅延器９４及び減衰器９６の出力光を合波する。光合波器９８の出力信号光のレ−トは４０Ｇｂｐｓになる。
【００４９】
第３段目以降も、第２段目と基本的には同じである。第４段が最終段になる。第４段では、光分波器１００は、第３段目の光合波器（図示せず。）の出力信号光を２分割し、一方を遅延時間τ４の光遅延器１０２に、他方を減衰器１０４に供給する。τ４は６．２５ｐｓである。減衰器１０４の減衰率は、光遅延器１０２での減衰とバランスするように設定される。光合波器１０６が、光遅延器１０２及び減衰器１０４の出力光を合波する。光合波器１０６の出力信号光のレ−トは１６０Ｇｂｐｓになる。
【００５０】
図６は、光伝送路の波長分散と、ＯＴＤＭ信号光に重畳されたトーン成分の強度との関係の測定例を示す。横軸は、波長分散を示し、縦軸は、トーン成分の相対強度を示し、送信端でのトーン成分強度で規格化されている。図６から、３００ｐｓ／ｎｍ以下では、トーン成分強度と波長分散値が比例している。これから、トーン成分強度をモニタすることで波長分散値を推定できること、従って、トーン成分強度が小さくなるように波長分散補償装置を制御することで適切な分散補償が可能になることが分かる。
【００５１】
上記各実施例では、１チャネルのパルス振幅を他の全チャネルのパルス振幅とは異なる大きさに調整することで、ベ−スレ−トの周波数成分をＯＴＤＭ信号光に重畳したが、振幅の代わりに光位相を異ならせても良い。また、半分のチャネルの振幅又は光位相を、残りのチャネルの振幅又は位相と異ならせても、ベ−スレ−トの周波数成分をＯＴＤＭ信号光に重畳できる。このような重畳方法全般が、本発明に適用可能である。
【００５２】
特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施例の概略構成ブロック図である。
【図２】ＯＴＤＭパルス信号のパルス波形例である。
【図３】１０ＧＨｚ成分を具備するＯＴＤＭ信号光のスペクトル例である。
【図４】４０ＧＨｚ成分を具備するＯＴＤＭ信号光のスペクトル例である
【図５】光送信装置１０の変更例の概略構成ブロック図である。
【図６】光伝送路の波長分散と、ＯＴＤＭ信号光に重畳されたトーン成分の強度との関係の測定例を示す。
【符号の説明】
【００５４】
１０：光送信装置
１２：光伝送路
１４：光受信装置
２０：パルス光源
２２：光分波器
２４−１〜２４−１６：データ変調器
２６：減衰器
２８−１〜２８−１６：位相変調器
３０−２〜３０−１６：光遅延器
３２：光合波器
３４：光アンプ
４０：光ファイバ
４２：光アンプ
５０：分散補償装置
５２：分散スロ−プ補償装置
５４：光アンプ
５６：光分波器
５８：ＯＴＤＭ分離装置
６０：フォトダイオ−ド
６２：電気バンドパスフィルタ
６４：ＲＦパワ−モニタ
６６：制御装置
６８：ＰＬＬ回路
７０：モ−ドロックレ−ザ（ＭＬＬＤ）
７２：フォトダイオ−ド
７４：復調装置
８０：パルス光源
８２：データ変調器
８４：光分波器
８６：光遅延器
８８：減衰器
９０：光合波器
９２：光分波器
９４：光遅延器
９６：減衰器
９８：光合波器
１００：光分波器
１０２：光遅延器
１０４：減衰器
１０６：光合波器
【図１】
2005079833.tif 000003
【図２】
2005079833.tif 000004
【図３】
2005079833.tif 000005
【図４】
2005079833.tif 000006
【図５】
2005079833.tif 000007
【図６】
2005079833.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成16年3月3日(2004.3.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
波長分散特性を具備する光伝送路（１２）と、信号光を光伝送路に出力する光送信装置（１０）と、当該光伝送路（１２）から出力される当該信号光を受信する光受信装置（１４）とからなり、当該光受信装置（１４）が当該信号光の波長分散を補償する波長分散補償装置（５０，５２）を具備する光伝送システムにおいて、波長分散補償を制御する方法であって、
当該光送信装置（１０）が、当該信号光として、所定周波数のスペクトル成分を重畳されたＯＴＤＭ信号光を当該光伝送路（１２）に出力し、
当該所定周波数に追従可能な受光素子（６０）により、当該光伝送路（１２）から出力される当該ＯＴＤＭ信号光を電気信号に変換し、
当該電気信号から当該所定周波数の成分を抽出し、
抽出された当該所定周波数の成分のパワ−を測定し、
当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該波長分散補償装置（５０，５２）を制御し、
当該所定周波数が、当該ＯＴＤＭ信号光のビットレートに相当する周波数より低いことを特徴とする分散補償制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明に係る分散補償制御方法は、波長分散特性を具備する光伝送路と、信号光を光伝送路に出力する光送信装置と、当該光伝送路から出力される当該信号光を受信する光受信装置とからなり、当該光受信装置が当該信号光の波長分散を補償する波長分散補償装置を具備する光伝送システムに適用される。本発明に係る波長分散補償制御方法は、当該光送信装置が、当該信号光として、所定周波数のスペクトル成分を重畳されたＯＴＤＭ信号光を当該光伝送路に出力し、当該所定周波数に追従可能な受光素子により、当該光伝送路から出力される当該ＯＴＤＭ信号光を電気信号に変換し、当該電気信号から当該所定周波数の成分を抽出し、抽出された当該所定周波数の成分のパワ−を測定し、当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該波長分散補償装置を制御し、当該所定周波数が、当該ＯＴＤＭ信号光のビットレートに相当する周波数より低いことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明に係る分散補償制御装置は、波長分散特性を具備する光伝送路と、所定周波数のスペクトル成分を重畳されたＯＴＤＭ信号光を当該光伝送路に出力する光送信装置と、当該光伝送路から出力される当該ＯＴＤＭ信号光を受信する光受信装置とからなり、当該光受信装置が当該ＯＴＤＭ信号光の波長分散を補償する波長分散補償装置を具備する光伝送システムに適用される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
特徴的には、本発明に係る分散補償制御装置は、当該所定周波数に追従可能な受光素子であって、当該光伝送路から出力される当該ＯＴＤＭ信号光を電気信号に変換する受光素子と、当該受光素子から出力される電気信号から当該所定周波数の成分を抽出する電気フィルタと、当該電気フィルタの出力から当該所定周波数の成分のパワ−を測定するパワ−モニタと、当該パワ−モニタにより測定される当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該波長分散補償装置を制御する制御装置とを具備することを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該波長分散補償装置を制御するステップが、先ず、当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該分散補償装置の分散補償量を制御し、その後、当該所定周波数の成分のパワ−が小さくなるように当該分散補償装置の分散スロ−プを制御する。これにより、信号受信に適した精密な波長分散制御を実現できる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
光送信装置１０の構成と動作を説明する。パルス光源２０は、単一波長λｓ、基本繰り返し周波数（ベ−スレ−ト）１０ＧＨｚの光パルスを出力する。光分波器２２は、パルス光源２０の出力パルスを１６波、即ち１６個のチャネルに分割し、それぞれをデータ変調器２４−１〜２４−１６に供給する。データ変調器２４−１は、光分波器２２からの光パルスの光強度をデータＤ１に従って２値変調する。同様に、データ変調器２４−２〜２４−１６はそれぞれ、光分波器２２からの光パルスの光強度をデータＤ２〜Ｄ１６に従って２値変調する。これにより、データ変調器２４−１〜２４−１６は、それぞれ、データＤ１〜Ｄ１６を搬送する１０Ｇｂｐｓの光パルス信号を出力する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
位相変調器２８−１〜２８−１６の出力信号光は、互いに異なるタイムスロット上で多重される。即ち、ｃｈ２〜ｃｈ１６上にそれぞれ異なる遅延時間τ〜１５τの光遅延器３０−２〜３０−１６を配置し、光合波器３２が、位相変調器２８−１から出力されるｃｈ１のパルス信号光と、遅延器３０−２〜３０−１６から出力されるｃｈ２〜ｃｈ１６のパルス信号光とを合波する。この実施例では、基本遅延時間τは、１６０Ｇｂｐｓのパルス間隔に相当する６．２５ｐｓである。光遅延器３０−２〜３０−１６及び光合波器３２は、ｃｈ１〜ｃｈ１６の光パルス信号を時分割多重する多重装置として機能する。