(57)【要約】【課題】  信号光の伝送品質の劣化を抑制しつつ信号光の伝送距離を延ばすことができる光伝送システム、特にメトロ系やアクセス系に好適な光伝送システムを提供すること。【解決手段】  本発明係る光伝送システム１００は、零分散波長λ０を有する光ファイバ伝送路１２０と、零分散波長を含む波長帯域において、５ｎｍ以上の波長間隔で複数の信号光を個々に出力する複数の直接変調型レーザダイオード１１１１〜１１１Ｎと、複数の直接変調型レーザダイオードから出力された複数の信号光を合波して光ファイバ伝送路に送出する光合波器１１２とを備えることを特徴とする。これにより、信号光の伝送品質の劣化を抑制しつつ信号光の伝送距離を延ばすことができる光伝送システム、特にメトロ系やアクセス系に好適な光伝送システムを提供することができる。【選択図】  図２
2005101960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
零分散波長を有する光ファイバ伝送路と、
前記零分散波長を含む波長帯域において、５ｎｍ以上の波長間隔で複数の信号光を個々に出力する複数の直接変調型レーザダイオードと、
前記複数の直接変調型レーザダイオードから出力された前記複数の信号光を合波して前記光ファイバ伝送路に送出する光合波器と
を備えることを特徴とする光伝送システム。
【請求項２】
前記光ファイバ伝送路の前記零分散波長が波長帯域１５３５ｎｍ〜１５６５ｎｍにあることを特徴とする請求項１記載の光伝送システム。
【請求項３】
前記光ファイバ伝送路の前記波長１５５０ｎｍでのPetermann-IIの定義によるモードフィールド径が８．８μｍ以下であり、ケーブルカットオフ波長が１２７０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の光伝送システム。
【請求項４】
前記光ファイバ伝送路の前記零分散波長が波長１４６５ｎｍ〜１４９５ｎｍにあり、前記光ファイバ伝送路の波長１５５０ｎｍでの分散スロープの絶対値が０．０７ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下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。
【請求項５】
前記光ファイバ伝送路の波長１３１０ｎｍでの伝送損失値が０．５ｄＢ／ｋｍ以下であり、波長１６２５ｎｍでの伝送損失値が０．４ｄＢ／ｋｍ以下であって、前記光ファイバ伝送路の波長１３８０ｎｍでの伝送損失値が波長１３１０ｎｍでの伝送損失値以下であり、波長１５５０ｎｍでの伝送損失値が波長１６２５ｎｍでの伝送損失値以下であることを特徴する請求項４記載の光伝送システム。
【請求項６】
前記光ファイバ伝送路の波長１５５０ｎｍでのPetermann-IIの定義によるモードフィールド径が７．８μｍ以上８．８μｍ以下であり、ケーブルカットオフ波長が１３００ｎｍ以下である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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多波長の信号光を多重化して伝送する光伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
波長分割多重（WDM : Wavelength Division Multiplexing）光伝送システムは、多波長の信号光を多重化して光ファイバ伝送路により伝送するものであり、大容量の情報を高速に送受信することができる。通信需要の旺盛な幹線系の光伝送システムでは、多波長の信号光の光周波数間隔を狭くすることで多重度を大きくして、更なる大容量化が実現されている。このような多重度が大きいＷＤＭはＤＷＤＭ（Dense WDM）と呼ばれる。
【０００３】
ところで、光ファイバ伝送路の波長分散の絶対値が大きいと、長距離伝送の場合は、信号光のパルス波形が劣化して伝送品質が劣化する。そのため、光ファイバ伝送路の波長分散の絶対値が大きいことは、伝送距離を制限する要因となる。波長分散による伝送品質の劣化を抑制するには、信号光の波長を含む波長帯域において波長分散の絶対値が小さい光ファイバ伝送路を用いることが好適である。
【０００４】
ただし、上述したＤＷＤＭ光伝送システムにおいて波長分散の絶対値を小さくした光ファイバ伝送路を用いた場合、隣接する波長が相互に干渉するため信号光のパワーが大きいほど非線形光学現象の１つである四光波混合が発生し易い。そして、この四光波混合の発生により伝送距離が制限されていた。
【０００５】
このような四光波混合に起因する伝送距離の制限を改善する手法の１つとして、信号光の光周波数間隔を等間隔としない方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、波長１５５０ｎｍ付近に零分散波長を有する分散シフトファイバを用いる一方、信号光の光周波数間隔を等間隔としないことで四光波混合の発生を抑制する。これにより信号光の波長分散による伝送品質の劣化を抑制しつつ、光周波数間隔が等間隔である場合よりも信号光の伝送距離を延ばしていた。
【特許文献１】特開平１１−１７６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、光周波数間隔を等間隔にしない場合でも信号光のパワーを上げれば、依然四光波混合が生じることから、やはり伝送距離が制限される。
【０００７】
また、ＤＷＤＭ光伝送システムは光周波数間隔を狭くしていることから波長精度要求値が高い高価な光部品（例えば、光合波器、光分波器など）が使用されるのでシステムコストが高くなる。そのため幹線系よりも通信需要の少なく、システムコストの安い光伝送システムが求められているメトロ系やアクセス系の光伝送システムとしては必ずしも適していない。
【０００８】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、信号光の伝送品質の劣化を抑制しつつ信号光の伝送距離を延ばすことができる光伝送システム、特にメトロ系やアクセス系に好適な光伝送システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る光伝送システムは、零分散波長を有する光ファイバ伝送路と、零分散波長を含む波長帯域において、５ｎｍ以上の波長間隔で複数の信号光を個々に出力する複数の直接変調型レーザダイオードと、複数の直接変調型レーザダイオードから出力された複数の信号光を合波して光ファイバ伝送路に送出する光合波器とを備えることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、使用する波長帯域の分散の絶対値が小さいためレーザダイオードから出力される信号光の伝送品質が波長分散により劣化するのを抑制することができる。また、信号光の波長間隔が５ｎｍ以上と大きいので、四光波混合が発生しにくい、又は、四光波混合が発生しても殆ど無視できるほど影響は小さい。更に、レーザダイオードが直接変調型であることから、外部変調器を用いる場合よりもシステムコストを削減できる。
【００１１】
また、本発明に係る光伝送システムにおいては、光ファイバ伝送路の零分散波長が波長帯域１５３５ｎｍ〜１５６５ｎｍにあることが好適である。
【００１２】
これによって、波長帯域１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍ（Ｃバンド）の波長を有する信号光を、分散による伝送品質の劣化を抑制しつつ伝送することができる。
【００１３】
また、波長帯域１５３５ｎｍ〜１５６５ｎｍに零分散波長を有する上記光伝送システムにおいては、光ファイバ伝送路の波長１５５０ｎｍでのPetermann-IIの定義によるモードフィールド径が８．８μｍ以下であり、ケーブルカットオフ波長が１２７０ｎｍ以下であることが望ましい。
【００１４】
このような構成により、波長１２７０ｎｍより長い波長の信号光をシングルモードで伝送することが可能であり、曲げ損失が低減されるのでアクセス系の光伝送システムに好適に適用できる。
【００１５】
また、本発明に係る光ファイバ伝送路の零分散波長が波長１４６５ｎｍ〜１４９５ｎｍにあり、光ファイバ伝送路の波長１５５０ｎｍでの分散スロープの絶対値が０．０７ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下であることも好適である。
【００１６】
このような構成により、広い波長帯域の信号光を分散による伝送品質の劣化を抑制しつつ伝送することができる。
【００１７】
更に、零分散波長が波長１４６５ｎｍ〜１４９５ｎｍにある光ファイバ伝送路を用いた上記光伝送システムにおいては、光ファイバ伝送路の波長１３１０ｎｍでの伝送損失値が０．５ｄＢ／ｋｍ以下であり、波長１６２５ｎｍでの伝送損失値が０．４ｄＢ／ｋｍ以下であって、光ファイバ伝送路の波長１３８０ｎｍでの伝送損失値が波長１３１０ｎｍでの伝送損失値以下であり、波長１５５０ｎｍでの伝送損失値が波長１６２５ｎｍでの伝送損失値以下であることが好適である。
【００１８】
この場合、ＯＨ基による損失が低減されているので、波長１３８０ｎｍを含む波長帯域１３６０ｎｍ〜１４６０ｎｍ（Ｅバンド）の波長の信号光も有効に利用することができる。
【００１９】
また、上記のようなＯＨ基による損失が抑制された光ファイバ伝送路における波長１５５０ｎｍでのPetermann-IIの定義によるモードフィールド径が７．８μｍ以上８．８μｍ以下であり、ケーブルカットオフ波長が１３００ｎｍ以下であることは望ましい。
【００２０】
この場合には、波長１３００ｎｍより長い波長の信号光をシングルモードとして伝送することができ、曲げ損失が低減されるのでアクセス系により好適に利用できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の光伝送システムによれば、信号光の伝送品質の劣化を抑制しつつ信号光の伝送距離を延ばすことができる。また、本発明の光伝送システムは、システムコストを低減することができるので、メトロ系やアクセス系に好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明においては、同一の要素には同一の符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００２３】
先ず、本発明に係る光伝送システムの第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係る光伝送システム１００の概略構成図である。
【００２４】
光伝送システム１００は、光送信器１１０と、光ファイバ伝送路１２０と、光受信器１３０とを含んで構成される。
【００２５】
光送信器１１０は、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のレーザダイオード（以下、「ＬＤ」という）１１１１〜１１１Ｎと、光合波器１１２とを有する。
【００２６】
各ＬＤ１１１ｎ（ｎは、１〜Ｎの何れかの整数）は直接変調型のＬＤであって、夫々波長λｎの信号光を出力する。ここで、各ＬＤ１１１ｎは、少なくとも光ファイバ伝送路１２０の零分散波長λ０を含む波長帯域において、波長λｎ−１との波長間隔が５ｎｍ以上である波長λｎの信号光を夫々出力すれば良い。ＬＤ１１１ｎとしては、例えば、分布帰還型のＬＤ、ファブリ・ペロー型のＬＤ（FP-LD）などがある。
【００２７】
光合波器１１２は、各ＬＤ１１１ｎから出力された各波長λｎの信号光を合波して、波長間隔が５ｎｍ以上の多波長λ１〜λＮの信号光を光ファイバ伝送路１２０に送出する。即ち、光伝送システム１００は、波長間隔の広い多波長の信号光を伝送するＣＷＤＭ(Coarse WDM)光伝送システムである。
【００２８】
光ファイバ伝送路１２０は、光送信器１１０と光受信器１３０との間に設けられている。光ファイバ伝送路１２０は、石英系の光ファイバであって、波長１５５０ｎｍ近傍に零分散波長λ０を有する分散シフトファイバである。なお、零分散波長λ０は、波長帯域１５３５ｎｍ〜１５６５ｎｍにあれば、必ずしも波長１５５０ｎｍに一致していなくても良い。光ファイバ伝送路１２０は、光合波器１１２から送出された多波長λ１〜λＮの信号光を光受信器１３０に伝送する。
【００２９】
また、曲げ損失を低減する観点から、光ファイバ伝送路１２０における波長１５５０ｎｍでのPetermann-IIの定義によるモードフィールド径（ＭＦＤ）は約８．８μｍ以下であることが好適である。更に、ＣＷＤＭ光伝送システムで良く利用されている波長１３１０ｎｍ以上の波長の信号光をシングルモードで伝送する観点から、ケーブルカットオフ波長λｃは約１２７０ｎｍ以下であることが望ましい。なお、以下、ケーブルカットオフ波長を単にカットオフ波長と称す。
【００３０】
光受信器１３０は、分波器１３１と、Ｎ個のフォトダイオード（以下、「ＰＤ」という）１３２１〜１３２Ｎとを有する。
【００３１】
分波器１３１は、光ファイバ伝送路１２０により伝送されてきた多波長λ１〜λＮの信号光を各波長λｎの信号光に分波して各ＰＤ１３２ｎに出力する。
【００３２】
各ＰＤ１３２nは、分波器１３１から出力された波長λｎの信号光を受信する。ＰＤ１３２nとしては、アバランシェフォトダイオードやＰＩＮフォトダイオードなどがある。
【００３３】
上記光伝送システム１００は次のように動作する。まず、各ＬＤ１１１ｎが直接変調されて、波長λｎの信号光を出力する。なお、光ファイバ伝送路１２０の零分散波長λ０が１５５０ｎｍであるので、少なくとも波長帯域１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍ（Ｃバンド）において波長λｎ−１との波長間隔が５ｎｍ以上となっている波長λｎの信号光が各ＬＤ１１１ｎから出力される。各ＬＤ１１１ｎから出力された各波長λｎの信号光は、合波器１２０で合波されて多波長λ１〜λＮの信号光として光ファイバ伝送路１２０に送出される。
【００３４】
光合波器１１２から送出された多波長λ１〜λＮの信号光は、光ファイバ伝送路１２０で光受信器１３０の光分波器１３１に伝送される。光分波器１３１は光ファイバ伝送路１２０で伝送されてきた多波長λ１〜λＮの信号光を各波長λｎの信号光に分波して各ＰＤ１３２ｎへ出力する。各ＰＤ１３２ｎは、光分波器１３１から出力された波長λｎの信号光を夫々受信する。
【００３５】
図２は、光伝送システム１００における光ファイバ伝送路１２０の波長分散特性、及び、光ファイバ伝送路１２０を伝送する多波長の信号光の波長配置の一例を示す図である。図２の横軸は波長を示し、縦軸は波長分散値を示す。図２では、波長帯域１３１０ｎｍ〜１６１０ｎｍにおいて、波長間隔２０ｎｍの信号光が伝送されているものとしている。図２において、矢印の配置が信号光の波長配置を示している。
【００３６】
光伝送システム１００は、図２の信号光の波長配置に示すように波長間隔５ｎｍ以上の多波長の信号光を光ファイバ伝送路１２０で伝送するＣＷＤＭ光伝送システムである。
【００３７】
従来、ＣＷＤＭ光伝送システムでは、光ファイバ伝送路として低ＯＨピークのシングルモード光ファイバが用いられていた。ただし、この場合には、波長１５５０ｎｍでの波長分散値が１６．７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度と大きくなっていた。このように波長分散が大きいと信号光の伝送品質が劣化するので信号光の伝送距離が制限されていた。
【００３８】
これに対して、本実施形態の光ファイバ伝送路１２０は、図２に示すように波長１５５０ｎｍに零分散波長λ０を有する分散シフトファイバであることから、上述したような波長分散による信号光の伝送品質の劣化を抑制できる。また、光ファイバ伝送路１２０は、石英系の光ファイバであり、波長１５５０ｎｍ近傍で伝送損失が小さくなっている。従って、零分散波長λ０を含む波長帯域１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍ（Ｃバンド）の信号光を、波長分散による伝送品質の劣化を抑制しつつ長距離伝送させることができる。
【００３９】
更に、波長分散の絶対値が小さい光ファイバ伝送路１２０を用いた場合でも信号光の波長間隔が５ｎｍ以上と広いので、ＤＷＤＭ光伝送システムにおいて信号光のパワーを上げた際に発生していた四光波混合自体が発生しにくい。そのため、信号光のパワーを上げることができる。
【００４０】
更にまた、波長１５５０ｎｍでのPetermann-IIの定義によるＭＦＤが約８．８μｍ以下であるので曲げ損失が低減される。
【００４１】
以上のことから光伝送システム１００では、波長分散による信号光の伝送品質の劣化を抑制しつつ信号光の伝送距離を延ばすことができる。
【００４２】
また、カットオフ波長λｃが１２７０ｎｍ以下であるので、従来ＣＷＤＭ光伝送システムで用いられている波長１３１０ｎｍ以上の信号光をシングルモードで伝送することが可能である。
【００４３】
更にまた、光源として直接変調型のＬＤ１１１ｎを使用しており、外部変調器を必要としない。また、波長間隔が５ｎｍ以上であることから光合波器、光分波器等として波長要求精度値が低い安価なものを使用することができる。従って、光伝送システム１００のシステムコストを低減することができる。そのため、システムコストの削減が望まれているメトロ系やアクセス系の光伝送システムとして光伝送システム１００を使用することができる。特に波長１５５０ｎｍでの曲げ損失が低減されることからアクセス系に好適に適用することが可能である。
【００４４】
次に、本発明に係る光伝送システムの第２の実施形態について説明する。図３は、第２の実施形態に係る光伝送システム２００の概略構成図である。
【００４５】
光伝送システム２００は、第１の実施形態と同様に光送信器２１０と、光ファイバ伝送路２２０と、光受信器１３０とを含んで構成されたＣＷＤＭ光伝送システムである。本実施形態の光ファイバ伝送路２２０は、波長１４８０ｎｍに零分散波長λ０を有するいわゆる非零分散シフトファイバである。
【００４６】
光送信器２１０は、第１の実施形態の光送信器１１０と同様にＮ個の直接変調型のＬＤ２１１ｎと、光合波器１１２とを有する。
【００４７】
各ＬＤ２１１ｎは、光ファイバ伝送路２２０の零分散波長λ０が光ファイバ伝送路１１０の零分散波長λ０と異なることから次の点でＬＤ１１１ｎと相違すること以外はＬＤ１１１ｎと同様である。即ち、ＬＤ２１１ｎが、少なくとも零分散波長λ０である波長１４８０ｎｍを含む波長帯域１４６０ｎｍ〜１５３０ｎｍ（Ｓバンド）において、波長λｎ−１との波長間隔が５ｎｍ以上となる波長λｎの信号光を出力すれば良い点でＬＤ２１１ｎはＬＤ１１１ｎと相違する。
【００４８】
光ファイバ伝送路２２０は、光送信器２１０と光受信器１３０との間に設けられている。上述したように、光ファイバ伝送路２２０は波長１４８０ｎｍに零分散波長λ０を有する非零分散シフトファイバである。なお、零分散波長λ０は、波長帯域１４６５ｎｍ〜１４９５ｎｍにあれば波長１４８０ｎｍと一致していなくても良い。
【００４９】
また、曲げ損失を低減する観点から、光ファイバ伝送路２２０の波長１５５０ｎｍでのPetermann-IIの定義によるＭＦＤが約７．８μｍ〜約８．８μｍであることが好適である。更に、ＣＷＤＭ光伝送システムで良く利用されている波長１３１０ｎｍ以上の波長の信号光をシングルモードで伝送する観点から、カットオフ波長λｃが約１３００ｎｍ以下であることが望ましい。
【００５０】
更に、光ファイバ伝送路２２０の波長１５５０ｎｍでの分散スロープの絶対値は約０．０７ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下であることが好ましい。広い波長帯域での波長分散による信号光の伝送品質の劣化を抑制できるからである。
【００５１】
また、ＯＨ基の吸収を低減する観点から、光ファイバ伝送路２２０の波長１３１０ｎｍでの伝送損失値が約０．５ｄＢ／ｋｍ以下で、波長１６２５ｎｍでの伝送損失値が約０．４ｄＢ／ｋｍ以下であって、波長１３８０ｎｍでの伝送損失値が波長１３１０ｎｍでの伝送損失値以下であり、波長１５５０ｎｍでの伝送損失値が波長１６２５ｎｍでの伝送損失値以下であることが望ましい。
【００５２】
上述した光伝送システム２００の動作は、第１の実施形態の光伝送システム１００の動作と同様である。
【００５３】
図４は、光伝送システム２００における光ファイバ伝送路２２０の上述した波長分散特性、及び光伝送システム２００で伝送される多波長の信号光の波長配置の一例を示す図である。図４では、図２と同様に波長帯域１３１０ｎｍ〜１６１０ｎｍであって、波長間隔が２０ｎｍである多波長の信号光が伝送されているものとした。また、図４の矢印の配置が信号光の波長配置を示している点は図２と同様である。
【００５４】
光伝送システム２００において、図４に示すように光ファイバ伝送路２２０を伝送する多波長の信号光の波長間隔が５ｎｍ以上と広いことに関する効果は、第１の実施形態における光伝送システム１００の場合と同様である。即ち、光伝送システム２００では、信号光のパワーを上げても四光波混合が発生しにくい。
【００５５】
また、光ファイバ伝送路２２０の波長１５５０ｎｍでの分散スロープの絶対値が０．０７ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下であることから、Ｏバンド〜Ｌバンドの波長の信号光を、波長分散による伝送品質の劣化を抑制しつつ伝送することができる。
【００５６】
図５は、光伝送システム２００における光ファイバ伝送路２２０の上述した伝送損失の特性を示す図である。光ファイバ伝送路２２０が、図５のような伝送損失特性を有することから、即ち、波長１３８０ｎｍ近傍でのＯＨ基の吸収が小さくなっていることから、波長帯域１３６０ｎｍ〜１４６０ｎｍ（Ｅバンド）の波長の信号光を利用することができる。
【００５７】
更にまた、波長１５５０ｎｍでのPetermann-IIの定義によるＭＦＤが約７．８μｍ〜約８．８μｍであることから曲げ損失が低減されている。
【００５８】
以上のことから、光伝送システム２００は信号光の伝送品質の劣化を抑制しつつ信号光の伝送距離を従来よりも延ばすことができる。
【００５９】
また、光伝送システム２００は、第１の実施形態の光伝送システム１００と同様に、直接変調型のＬＤ２１１ｎを使用しており、また、光合波器及び光分波器等のコストを下げることができる。また、上述したように曲げ損失特性も優れている。そのため、光伝送システム２００は、メトロ系やアクセス系の光伝送システムとして好適に使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】第１の実施形態に係る光伝送システムの概略構成図である。
【図２】図１の光ファイバ伝送路の分散特性及び信号光の波長配置の一例を示す図である。
【図３】第２の実施形態に係る光伝送システムの概略構成図である。
【図４】図３の光ファイバ伝送路の波長分散特性及び信号光の波長配置の一例を示す図である。
【図５】図３の光ファイバ伝送路の伝送損失特性図である。
【符号の説明】
【００６１】
１００,２００…光伝送システム、１１０，２１０…光送信器，１１１１〜１１１Ｎ…直接変調型レーザダイオード、１１２…光合波器、１２０，２２０…光ファイバ伝送路、１３０…光受信器、１３１…光分波器、１３２１〜１３２Ｎ…フォトダイオード。
【図１】
2005101960.tif 000003
【図２】
2005101960.tif 000004
【図３】
2005101960.tif 000005
【図４】
2005101960.tif 000006
【図５】
2005101960.tif 000007