(57)【要約】【課題】  高速光波長多重伝送システムにおいては、異なった波長の光をファイバ中に入射して伝送を行うため、あるチャネル上には、信号成分と隣接チャネルからのクロストーク成分による受信波形歪みによって感度劣化が生じ、伝送距離に制限が生じるという問題がある。【解決手段】  受信側に干渉補償回路を用いる。隣接チャネルからのクロストークを含むチャネル上の信号から、クロストークと同レベルに減衰させた隣接チャネルからの減衰信号を、減算器で差し引くことにより、クロストークと減衰信号を相殺し、クロストークを取り除いた信号だけを取り出すことができる。減衰量の判定に隣接した各チャネル毎に「１」「０」の配列が異なるようなパターン列を割当てた専用符号を用いる。この回路構成により、光多重伝送システムにおいて隣接チャネルからのクロストークを補償することが実現できる。【選択図】  図１
2005151487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分波器と第１のチャネルと第１のフォトダイオードと第１の減衰回路と第１の減算器と第１の減衰量判定装置と、第２のチャネルと第２のフォトダイオードと第２の減衰回路と第２の減算器と第２の減衰量判定装置を備えた多重伝送システムにおいて、
第２のチャネルからのクロストークを含む第１のチャネル上の信号から、
第２のチャネル上の信号を前記クロストークと同レベルに減衰させた減衰信号を、
前記減算器で差し引くことにより、
第１のチャネル上の前記クロストークと第２のチャネル上からの減衰信号を相殺し、
第１のチャネル上から、前記クロストークを取り除いた信号だけを取り出し、
第１のチャネルからのクロストークを含む第２のチャネル上の信号から、
第１のチャネル上の信号を前記クロストークと同レベルに減衰させた減衰信号を、
前記減算器で差し引くことにより、
第１のチャネル上のクロストークと第２のチャネル上からの減衰信号を相殺し、
第２のチャネル上から、前記クロストークを取り除いた信号だけを取り出すことを
特徴とする干渉補償方式およびシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の干渉補償方式において、
一定周期にある一定の「０」「１」のパターン列を持った専用符号を伝送前に送信し、
前記減衰量判定装置で、伝送後の専用符号のパターンからビットエラーレートを算定し、
ビットエラーレートの大きさに応じて、前記減衰回路における減衰量を調整することを特徴とする
干渉補償方式およびシステム。
【請求項３】
請求項１に記載の干渉補償方式において、
前記専用符号を２チャンネル以上の伝送路に割り当てる際に、
ビットエラーレートの算定を容易にするため、隣接した各チャネルには「１」「０」のパターン列の配列が異なる前記専用符号を割り当てることを特徴とする、
干渉補償方式およびシステム。
【請求項４】
多重光信号を受信し、前記減衰回路と前記減衰量判定装置を備えた干渉補償方式およびシステムを有することを特徴とする、
多重光伝送装置およびシステム。
【請求項５】
第ｎのチャネル上で、第ｎのチャネル以外の一つまたは複数のチャネルからのクロストークを含む信号から、
第ｎのチャネル以外の一つまたは複数のチャネルの信号を前記クロストークと同レベルに減衰させた減衰信号を、
前記減算器で差し引くことにより、
前記クロストークと前記減衰信号を相殺し、
第ｎのチャネル上から、クロストークを取り除いた信号だけを取り出すことを特徴とする
干渉補償方式およびシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速光多重伝送システムに関し、隣接チャネルからのクロストークを補償することを目的とする干渉補償方式に関する。詳しくは、クロストーク成分を含むチャネル上の信号から、クロストークと同レベルに減衰させた隣接チャネルからの減衰信号を差し引くことで、クロストークをキャンセルする。また、減衰量判定装置を設けることで、安定した干渉補償を実現する。
【背景技術】
【０００２】
データ容量の増大に伴って、ネットワークの高速化・大容量化が進み、大容量で柔軟なネットワークを構築できる波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送システムに関する研究が盛んに行われている。多重伝送系においては、ファイバ中に、非線形相互作用の一つである四光波混合（ＦＷＭ：Ｆｏｕｒ−Ｗａｖｅ−Ｍｉｘｉｎｇ）が発生する。新しく発生した光の波長が、信号光の波長と重なった場合クロストークを引き起こし、伝送特性を劣化させるという問題が生じる。特に波長間隔が１００ＧＨｚ(０．８ｎｍ)以下の時、ＦＷＭの影響は大きくなる。ＦＷＭ光の発生を抑えるには、ファイバの分散値を大きくして、局所的に分散を存在させて、位相整合条件を成り立たせなくすることが必要である。例えば、非特許文献１に記述されているように、局所的にファイバに分散を存在させることで位相整合条件が満足するのを防ぎ、クロストークの発生を抑える分散マネジメントの手法が行われている。この方法は正分散を持つファイバと負分散を持つファイバを組み合わせて、伝送路全体では平均して分散の値が小さくなるようにして、高速伝送を実現している。
【０００３】
さらに発生したクロストークが信号光の波長と重ならないようにする方法として、例えば、非特許文献２に記述されているように、チャネル間隔を不等間隔にすることで、発生したクロストークが信号光と重ならないようにする方法が提案されている。
多重伝送において、隣接チャネルからの信号を用いてクロストークをキャンセルする方法として、例えば、特許文献１に記述されているように、片方の信号からもう一方の信号を互いにある一定の割合で差し引くことにより、クロストークを除去する方式がある。この方式では、ある一定の割合で信号からクロストーク信号を差し引いているため、クロストークの量が変動する場合に適用できない。
【０００４】
この他にクロストークを抑制する方法として、特許文献２に記述されているように、第２の信号を所定レベルに減衰して、第１の信号からこの減衰信号を差し引くことにより、クロストークをキャンセルする方式がある。この方式は、切替信号のクロストークを補償するものであり、連続信号を伝送する場合に適用できない。
【０００５】
【非特許文献１】ＩＥＩＣＥ  ＴＲＡＮＳ  ＥＬＥＣＴＲＯＮ，  Ｖｏｌ．Ｅ８３−Ｃ，  Ｎｏ．６  ｐｐ．７８９−７９８，  Ｊｕｎｅ，  ２０００，“Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｍａｎａｇｅｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｌｉｎｅｓ  ａｎｄ  Ｆｉｂｅｒｓ”
【０００６】
【非特許文献２】電子情報通信学会技術研究報告ＣＳ９６−４３,ｐｐ.  １９-２３“不等間隔波長配置による１０Ｇｂ／ｓ、  ８-ＣＨ  ＷＤＭ伝送システムの検討”
【特許文献１】特開平６−３１８９２８号公報
【特許文献２】特開平５−３０００５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＷＤＭ伝送システムにおいては、特に隣接チャネルからの線形のクロストークが問題となる。隣接チャネルからのクロストークにより、伝送特性の劣化を招き、伝送距離の制限が生じる。
本発明の目的は、隣接チャネルのクロストークを含む信号から、隣接チャネルからの減衰信号を差し引くことにより、クロストークを補償することである。信号の減衰量は、判定符号として専用符号を用いてビットエラーレートを算定する。ビットエラーレートが小さいときは減衰回路において信号の減衰量を小さく、ビットエラーレートが大きいときは減衰回路において信号の減衰量は大きく設定する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するため、本発明の干渉補償方式では、クロストークを含む信号から、クロストーク成分と同レベルに減衰させた隣接チャネルからの減衰信号を差し引くことで、クロストーク信号をキャンセルする。隣接チャネルの信号から、クロストークを最も抑えられるレベルに減衰した信号を生成する。伝送を行う前に専用符号を送信し、減衰量判定装置により、伝送後の専用符号のパターン列からビットエラーレートを算定し信号の減衰量を調整可能とする。
本発明が解決しようとするその他の課題、特徴および動作は、以下に図面を参照して行われる実施の形態から明らかにされる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光波長多重伝送システムにおいて、隣接波長間のクロストークを補償することができる。そのため受信波形の歪みによる感度劣化を抑えることができるため、伝送距離を伸ばすことができる。特に入力光パワーを大きく取ることのできるＣＷＤＭ伝送システムにおいて有効である。また減衰量調整装置を用いることで、クロストークの大きさに応じて減衰量を調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１に、光多重伝送システムにおける受信側での干渉補償方式の構成を示す。１１は分波器、１２はフォトダイオードＡ、１３は減衰回路Ａ、１４は減算器Ａ、１５は減衰量判定装置Ａ、１６はフォトダイオードＢ、１７は減衰回路Ｂ、１８は減算器Ｂ、１９は減衰量判定装置Ｂを表している。
光信号は分波器(１１)により分波され、チャネル1の光信号はフォトダイオードＡ(１２)で、チャネル２の光信号はフォトダイオードＢ(１６)で電気信号に変換される。その地点での信号は、光ファイバ伝送中の隣接チャネルからのクロストーク成分と、分波器を通るときのクロストーク成分を含んでいる。
【００１１】
伝送前に、判定信号として８Ｂ／１０Ｂ符号をチャネル１とチャネル２に伝送する。８Ｂ／１０Ｂ符号はイーサネット（登録商標）伝送において標準化されている符号である。８B／１０B符号は、１０ビットすなわち１０２４通りのパターンの中から「０」「１」の数がほぼ等しいものが２５６通り選ばれ、データ符号として利用されている。同符号が５個以上連続することはないため、符号の同期、判定に適している。１０Ｇｂ  イーサネット（登録商標）で標準化されている６４Ｂ／６６Ｂ符号も、８Ｂ／１０Ｂ符号の連続した８キャラクタをまとめて１ブロックとするため、８Ｂ／１０Ｂ符号と親和性が高い。チャネル１上の減衰量判定装置Ａ(１５)により、チャネル１上の伝送後の８Ｂ／１０Ｂ符号のパターン列からビットエラーレートを判定する。ビットエラーレートが高ければ減衰回路Ｂ(１７)においてチャネル２の信号の減衰量を大きく、そのビットエラーレートが低ければ減衰回路Ｂ(１７)においてチャネル２の減衰量を小さく設定する。
【００１２】
本干渉補償方式は、チャネル２からのクロストーク信号を含むチャネル１上の信号から、減衰回路Ｂ(１７)によりクロストークと同レベルに減衰されたチャネル２からの減衰信号を、減算器Ａ(１４)により差し引くことで、チャネル１上のクロストークを補償する方式である。８B／１０B符号を２チャンネル以上の伝送路に割り当てる際に、エラーの判別を容易にするため、隣接した各チャネルには「１」「０」のパターン列の配列が異なるようなパターン列をもつ前記専用符号を割り当てる。
【００１３】
クロストーク補償の方法を図２を用いて説明する。チャネル１上に信号Ａ(２２)とクロストークＡ(２３)が流れており、チャネル２上に信号Ｂ(２４)とクロストークＢ(２５)が流れている。チャネル１上の信号ＡＳ(２２)とクロストークＡ(２３)から、チャネル２上の信号をクロストークＡ(２３)と同レベルに減衰した減衰信号ＢＤ(２６)を減算器で差し引くことにより、クロストークＡＣ(２３)をキャンセルする。同様にチャネル２上の信号ＢＳ(２４)とクロストーク信号ＢＣ(２５)から、チャネル１上の信号をクロストークＢＣ(２５)と同レベルに減衰した減衰信号ＢＤ(２６)を減算器で差し引くことにより、クロストークＢＣ(２５)をキャンセルする。ファイバを伝送中に付加されるクロストークと分波器を通過するときに付加されるクロストークは、ファイバの特性や伝送距離、分波器の特性からおおよそ決定することができるので、隣接チャネルの信号を減衰するレベルの目安をつけることができる。
【００１４】
受信側での信号光パワーを図３を用いて説明する。
チャネル１上の送信信号のパワーをＳ１(５０)、チャネル２上の送信信号のパワーをＳ２(５１)とする。
ここで、チャネル１上のファイバ伝送後の受信側での信号パワーをＳ１'(５２)、 チャネル２上のファイバ伝送後の受信側での信号パワーをＳ２'(５３)とすると、
【００１５】
【数１】
2005151487.tif 000003
【００１６】
【数２】
2005151487.tif 000004
【００１７】
と表すことができる。Ｓ１'（５３）、Ｓ２'（５４）には伝送中の隣接チャネルのクロストーク成分が付与されている。β１の値はファイバ伝送中のクロストーク成分の値であり、ファイバの分散プロファイルおよび伝送距離からほぼ決定することができる。
チャネル１上の分波器を通過した後のパワーをＳ１''(５４)、チャネル２上の分波器を通過した後のパワーをＳ２''(５５)とすると
【００１８】
【数３】
2005151487.tif 000005
【００１９】
【数４】
2005151487.tif 000006
【００２０】
と表すことができる。β２の値は分波器を通過した時のクロストーク成分の値であり、分波器の特性からほぼ決定することができる。
チャネル１上の干渉補償回路を通過した後の出力パワーをＳ１ｏｕｔ(５６)、チャネル２上の干渉補償回路を通過した後の出力パワーをＳ２ｏｕｔ(５７)とする。減衰回路としてアンプを使用し、アンプの減衰率をβ３＜１とする。減衰量判定装置により、減衰量の大きさを調整する。干渉補償回路を通過した後の出力パワーＳ１ｏｕｔ(５６)、Ｓ２ｏｕｔ(５７)は、
【００２１】
【数５】
2005151487.tif 000007
【００２２】
【数６】
2005151487.tif 000008
【００２３】
と表すことができる。
隣接チャネルからの成分がゼロとなる
【００２４】
【数７】
2005151487.tif 000009
【００２５】
を条件として、数式５、数式６に代入すると、干渉補償回路を通過した後のチャネル１、２の出力パワーは
【００２６】
【数８】
2005151487.tif 000010
【００２７】
【数９】
2005151487.tif 000011
【００２８】
となる。チャネル１の出力パワーは、チャネル１の送信パワーＳ１のみの関数となり、チャネル２の出力パワーはチャネル２の送信パワーＳ２のみの関数となる。
減衰率が
【００２９】
【数１０】
2005151487.tif 000012
【００３０】
のとき、隣接チャネルからのクロストーク信号を補償することができる。
図4に減衰回路としてアンプ(５８)(５９)を用いた構成を、図5に減衰回路として可変抵抗(６０)（６１）を用いた構成を示す。
図6に本発明の干渉補償回路を備えたイーサネット（登録商標）用の光多重伝送装置を示す。受信した多重信号を分波器(６３)により分波し、トランシーバ(６５)で光信号を電気信号に変換し、ＬＳＩ（６６）によりシリアル信号の送受信に適した符号に変換する。トランシーバ内に干渉補償回路（６４）をのせて、伝送中に生じたチャネル間のクロストーク成分をキャンセルする。その後、信号はトランシーバ（６７）に送られ電気信号を光信号に変換して送信する。光多重伝送装置のインタフェースは変わらない。
図７に３チャネルの時の干渉補償方式の構成を示す。１１１は分波器、１１２はフォトダイオードＣ、１１４は減算器Ｃ、１１５は減衰量判定装置Ｃ、１１６はフォトダイオードＤ、１１７は減算器Ｄ１、１１８は減算器Ｄ２、１１９は減算器１１９、１２０は減衰量判定装置Ｄ、１２１はフォトダイオードＥ、１２２は減衰回路Ｅ、１２３は減算回路Ｅ、１２４は減衰浪判定装置Ｅを表している。
光信号は分波器(１１１)により分波され、チャネル２の信号はフォトダイオードＤ（１１８）により電気信号に変換される。チャネル２上に８Ｂ／１０Ｂ符号を伝送し、減衰量判定装置Ｄ（１２２）によりビットエラーレートを判定する。ビットエラーレートから減衰回路Ｃ(１１３)と減衰回路Ｅ(１２２)の減衰量を決定する。クロストークを含むチャネル２上の信号から、チャネル１とチャネル３の減衰信号を減算器Ｄ(１１９)により差し引くことにより、チャネル２上のクロストークをキャンセルする。
【００３１】
本発明は、次世代の高速・大容量のＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）伝送方式に関する発明である。特に入力光パワーを大きく取ることのできるＣＷＤＭ伝送システムにおいて有効であるが、レーザモジュールとリボンファイバを用いた伝送システムや数千ｋｍを越える長距離のＷＤＭ伝送システムや、ＤＷＤＭ(Ｄｅｎｓｅ  ＷＤＭ)伝送システムにおける干渉の抑制にも有効な補償方式である。光源として分布帰還型(ＤＦＢ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｆｅｅｄ−Ｂａｃｋ)レーザや面発光レーザ(ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ−Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ)、ファブリ・ペローレーザ(Ｆaｂｒｙ  Ｐｅｒｏｔ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｌａｓｅｒ)、波長は１．５５μm、1．３μm、０．８５μmに、伝送線路として零分散シフトファイバ・シングルモードファイバ・マルチモードファイバ、リボンファイバにも対応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による干渉補償方式の第１の実施例を示す全体の構成図。
【図２】本発明による干渉補償回路の構成図その１。
【図３】本発明による干渉補償回路の構成図その２。
【図４】減衰回路としてアンプを用いた補償回路の構成図。
【図５】減衰回路として可変抵抗を用いた補償回路の構成図。
【図６】本発明による干渉補償方式を備えた多重光伝送装置のブロック図。
【図７】３チャネルの時の干渉補償方式の構成図。
【符号の説明】
【００３３】
１１：分波器
１２：フォトダイオードＡ
１３：減衰装置Ａ
１４：減算器Ａ
１５：減衰量判定装置Ａ
１６：フォトダイオードＢ
１７：減衰回路B
１８：減算器B
１９：減衰量判定装置B
２２：信号Ａ
２３：クロストークＡ
２４：信号Ｂ
２５：クロストークＢ
２６：減衰した信号Ｂ
２７：減衰した信号Ａ
５０：送信信号Ｓ１
５１：送信信号Ｓ２
５２：ファイバ伝送後の信号Ｓ１’
５３：ファイバ伝送後の信号Ｓ２’
５４：分波器通過後の信号Ｓ１”
５５：分波器通過後の信号Ｓ２”
５６：補償回路通過後の信号Ｓ１ｏｕｔ
５７：補償回路通過後の信号Ｓ２ｏｕｔ
５８：アンプＡ
５９：アンプＢ
６０：可変抵抗Ａ
６１：可変抵抗Ｂ
６３：分波器
６４：干渉補償回路
６５：トランシーバＡ
６６：ＬＳＩ
６７：トランシーバＢ
１１１：分波器
１１２：フォトダイオードＣ
１１３：減衰回路Ｃ
１１４：減算器Ｃ
１１５：減衰量判定装置Ｃ
１１６：フォトダイオードＤ
１１７：減衰回路Ｄ１
１１８：減衰回路Ｄ２
１１９：減算器Ｄ
１２０：減衰量判定装置Ｄ
１２１：フォトダイオードＥ
１２２：減衰回路Ｅ
１２３：減算器Ｅ
１２４：減衰量判定装置Ｅ。
【図１】
2005151487.tif 000013
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005151487.tif 000016
【図５】
2005151487.tif 000017
【図６】
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【図７】
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