(57)【要約】本発明は、光ネットワーク中から抽出された複数のスパンとアド／ドロップ機能を備えた複数のノード（Ｎ１、Ｎ４）とを含む任意のリンクの波長分散補償設計方法にかかり、図２は本発明が適用される光ネットワークの一実施例図である。各ノードに到達した各パスの残留分散範囲の全てが、前記リンクの全てのパスに対して伝送可能条件として設定された許容残留分散範囲内となるよう、各パスに備わった波長分散補償器の波長分散補償量を設定するよう構成することにより、ポイント・ツー・ポイント伝送システムやリング構成システムに対して共通、かつ、定式化された波長分散補償量最適化を行うことができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ネットワーク中から抽出された複数のスパンとアド／ドロップ機能を備えた複数のノードとを含む任意のリンクの波長分散補償設計方法であって、
各ノードに到達した各パスの残留分散範囲の全てが、前記リンクの全てのパスに対して伝送可能条件として設定された許容残留分散範囲内となるよう、各パスに備わった波長分散補償器の波長分散補償量を設定する波長分散補償設計方法。
【請求項２】
請求項１記載の波長分散補償設計方法において、
前記リンクはリング構成であり、前記リングを構成する任意のノードを始点ノード及び終点ノードとしてパスを抽出する波長分散補償設計方法。
【請求項３】
請求項２記載の波長分散補償設計方法において、
前記リングを構成する複数のノードのうちいずれか１つは再生中継装置を備え、
前記再生中継装置を備えるノードを始点ノードと及び終点ノードしてパスを抽出する波長分散補償設計方法。
【請求項４】
請求項２記載の波長分散補償設計方法において、
前記リングを構成する複数のノードのうち２つ以上は再生中継装置を備え、
前記再生中継装置を備えるノードのいずれか１つを始点ノードとし、前記再生中継装置を備えるノードの他のいずれか１つを終点ノードしてパスを抽出する波長分散補償設計方法。
【請求項５】
光ネットワーク中から抽出された複数のスパンとアド／ドロップ機能を備えた複数のノードとを含む任意のリンクの波長分散補償設計システムであって、
前記複数のスパンの基準波長における波長分散量と、前記リンクの全てのパスそれぞれの許容残留分散範囲と残留分散のずれ量とばらつきとを入力する入力手段と、
各ノードに到達した各パスの残留分散範囲の全てが、前記リンクの全てのパスに対して伝送可能条件として設定された許容残留分散範囲内となる連立不等式を満たす、各パスに備わった波長分散補償器の波長分散補償量の組み合わせを算出する算出手段を
有する波長分散補償設計システム。
【請求項６】
請求項５記載の波長分散補償設計システムにおいて、
前記算出手段で前記波長分散補償量の組み合わせが複数得られたとき、最長パスで残留分散量が前記許容残留分散範囲の中心に近くなる波長分散補償量の組み合わせを最適解として選択する選択手段を
有する波長分散補償設計システム。
【請求項７】
請求項５記載の波長分散補償設計システムにおいて、
前記算出手段で前記波長分散補償量の組み合わせが複数得られたとき、各パスでの残留分散値の平均値が最も許容残留分散範囲の中心に近くなる波長分散補償量の組み合わせを最適解として選択する選択手段を
有する波長分散補償設計システム。
【請求項８】
請求項５記載の波長分散補償設計システムにおいて、
前記算出手段で前記波長分散補償量の組み合わせが得られないとき、受信端に最も近いアド／ドロップ機能を備えたノードを再生中継装置を備えるノードに置き換える置換手段を
有する波長分散補償設計システム。
【請求項９】
請求項５記載の波長分散補償設計システムにおいて、
前記算出手段で前記波長分散補償量の組み合わせが得られないとき、パス内の波長数を削減する削減手段を
有する波長分散補償設計システム。
【請求項１０】
請求項５記載の波長分散補償設計システムにおいて、
前記算出手段で前記波長分散補償量の組み合わせが得られないとき、各パスに備わった波長分散補償器の波長分散補償量を変更する変更手段を
有する波長分散補償設計システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、波長分散補償設計方法及びそのシステムに関し、光伝送システムで生じる波長分散を補償するための波長分散補償設計方法及びそのシステムに関する。
【背景技術】  現在、伝送速度１０Ｇｂ／ｓの波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）伝送システムの実用化を進めるにあたり、短期間に低コストで光ネットワーク設計を行う手段が必須になっている。また、次世代の伝送速度４０Ｇｂ／ｓ以上のＷＤＭ伝送システムにおいても、その重要性は高まることが予想される。
一般に、ＷＤＭ伝送システムにおいては、伝送路の波長分散による波形劣化を補償するために、中継区間（スパン）において波長分散補償器を適用する。その波長分散補償量の設計は、適用システムにおいて異なっている。
１波あたりの伝送速度が１０Ｇｂｉｔ／ｓ以上の光通信システムにおいては、伝送路中で生じる波長分散による信号特性劣化の影響が大きくなり、その劣化を補償するために、システム中に配置された中継区間において波長分散補償器を用いる。
波長分散補償設計では、各中継区間において、所定の伝送劣化を許容した場合、波長分散による波形劣化か所定の伝送劣化内に収まるように波長分散補償量を設定する。例えば、伝送特性の指標となるＱ値を用い、その値で１ｄＢの劣化を許容する。
このとき、波長分散補償量は、伝送信号それぞれの伝送区間（パス）においてある許容範囲を持ち、伝送区間の波長分散量と許容される波長分散補償量の差分を許容残留分散範囲としている。つまり、この許容残留分散範囲に収まるよう設計を行うことで、伝送特性を保証された信号の伝送が可能になる。
ここで、波長分散補償設計を行うにあたり考慮しなければならない点がある。光Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ（ＯＡＤＭ）機能を備えないポイント・ツー・ポイントのシステム、つまり信号は送信端局からのみ入力され、受信端局でのみ出力されるシステムにおいては、受信端局側の最終伝送区間において、システムの許容残留分散範囲に収まるよう波長分散補償量を調整すればよい。
しかし、ＯＡＤＭ機能を備えたシステムにおいては、システム中のＯＡＤＭ機能を備えたノードにおいて信号がアド／ドロップされるため、設計対象となる区間であるリンク内のどのパスにおいても許容残留分散範囲を考慮し伝送可能になるよう、各中継区間に配置される波長分散補償量を設定しなければならない。
また、このとき、各中継区間での波長分散補償量を決定するためには、伝送路への光入力パワーにより生じる自己位相変調（ＳＰＭ）によって許容残留分散範囲が変化することも考慮しなければならない。つまり、中継区間長とその波長分散量が同じ伝送路であっても、光入力パワーに差がある場合は、許容残留分散範囲が異なる。
これまでの技術は、ある固有のシステムに対して上記問題を考慮して波長分散補償量の最適化を行う方法であった。ＯＡＤＭ機能を備えたポイント・ツー・ポイント構成のシステムについては、例えば、特許文献１に全スパンに対して波長分散補償量設計を行うことが記載されている。
また、特許文献２や特許文献３にもポイント・ツー・ポイント構成のシステムが記載されている。
【特許文献１】      特許２００２−１１７４２２号公報
【特許文献２】      特願平１１−３４４７６８号公報
【特許文献３】      特開２０００−２６１３７６号公報
しかし、これらは、固有のポイント・ツー・ポイント伝送の長距離ＷＤＭ伝送システムへの適用についてのみ記載されており、任意のポイント・ツー・ポイント伝送システムやリング構成のメトロシステムに対して共通、かつ、定式化された波長分散補償量最適化方法はなかった。このため、光ネットワーク設計を行う場合、それぞれのリンク形態よって様々な設計手段を用いなければならず、短期間での設計が困難であるという問題があった。
【発明の開示】
本発明は、ポイント・ツー・ポイント伝送システムやリング構成システムに対して共通、かつ、定式化された波長分散補償量最適化を行うことができる波長分散補償設計方法及びそのシステムを提供することを総括的な目的とする。
この目的を達成するため、本発明は、光ネットワーク中から抽出された複数のスパンとアド／ドロップ機能を備えた複数のノードとを含む任意のリンクの波長分散補償設計方法であって、各ノードに到達した各パスの残留分散範囲の全てが、前記リンクの全てのパスに対して伝送可能条件として設定された許容残留分散範囲内となるよう、各パスに備わった波長分散補償器の波長分散補償量を設定するよう構成する。
このような波長分散補償設計方法によれば、ポイント・ツー・ポイント伝送システムやリング構成システムに対して共通、かつ、定式化された波長分散補償量最適化を行うことができ、短期間での設計が可能となる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の波長分散補償設計システムの一実施例のハードウェア構成図である。
図２は、本発明方法が適用される光ネットワークの一実施例を示す図である。
図３は、抽出したリンクのブロック図である。
図４は、本発明の波長分散補償設計システムの一実施例のフローチャートである。
図５は、許容残留分散範囲を説明するための図である。
図６は、本発明方法が適用される光ネットワークの第１実施例を示す図である。
図７は、抽出したリンクのブロック図である。
図８は、各スパンの伝送路における基準波長での波長分散量を示す図である。
図９は、許容残留分散範囲、ずれ、ばらつきを示す図である。
図１０は、抽出したリンクのブロック図である。
図１１は、本発明方法が適用されるリング構成システムの第２実施例を示す図である。
図１２は、抽出したリンクのブロック図である。
図１３は、本発明方法が適用されるリング構成システムの第３実施例を示す図である。
図１４は、抽出したリンクのブロック図である。
図１５は、本発明方法が適用されるリング構成システムの第４実施例を示す図である。
図１６は、抽出したリンクのブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の波長分散補償設計システムの一実施例のハードウェア構成図を示す。波長分散補償設計システムは、専用の装置構成とすることもできるが、例えば、汎用のパーソナルコンピュータ、ワークステーション等を適用することができる。
図１において、波長分散補償設計システムは、入力装置１１と、出力装置１２と、ドライブ装置１３と、補助記憶装置１４と、メモリ装置１５と、演算処理装置１６と、データベース１７から構成されており、これらはシステムバス１８で相互に接続されている。
入力装置１１は、使用者が操作するキーボード及びマウス等を有しており、各種データを入力する。出力装置１２は、波長分散補償設計システムのプログラムを操作するのに必要な各種ウィンドウやデータ等を表示するディスプレイを有し、実行プログラムに基づいて表示される。ここで、本発明において、波長分散補償設計システムにインストールされる実行プログラムは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体１９等により提供される。プログラムを記緑した記録媒体１９はドライブ装置１３に装着され、記憶媒体１９に格納された実行プログラムが、記録媒体１９からドライブ装置１３を介して補助記憶装置１４にインストールされる。
演算処理装置１６は、メモリ装置１５により読み出され格納されている実行プログラムに基づいて、各種演算や後述する各処理を含む波長分散補償設計システム全体の処理を制御する。また、プログラムの実行中に必要な各種情報は、データベース１７から取得することができ、また格納することもできる。
図２は、本発明方法が適用される光ネットワークの一実施例を示す。ここで、Ａ点のノードＮ０からＢ点のノードＮ５までの太線で示すリンク（設計対象となる区間）を抽出し、このリンクについて波長分散補償配置設計を行うこととする。抽出されたリンクは、図３に示すように、始点ノードＮ０と終点ノードＮ５間を結ぶスパン（中継区間）Ｐ１〜Ｐ４と、ＯＡＤＭ機能を備えたノードＮ１〜Ｎ４から構成されている。各スパンＰ１〜Ｐ４には、波長分散補償器（ＤＣＭ：Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｕｌｅ）２０１〜２０５が設けられている。
図４は、本発明の波長分散補償設計システムの一実施例のフローチャートを示す。同図中、ステップＳ１０では抽出されたリンクの構成を入力装置１１から入力する。次に、ステップＳ１２で上記リンクについての設計パラメータ、すなわち、リンク構成、スパン数、ＯＡＤＭノード数と位置、伝送路の波長分散、許容残留分散量範囲、残留分散値の上限値と下限値、分散スロープによる残留分散のずれ最大値、伝送路や分散補償器の製造誤差や温度変化による波長分散量ばらつきを入力する。
ここで、各スパンの伝送路の基準波長での波長分散量をＤｆ（ｎ）、基準波長での波長分散補償量をＤｄ（ｎ）とした場合（ｎはスパンの伝送路番号で、ｎ＝０，１…）、基準波長での残留分散ＲＤは、次のようになる。なお、Ｄｄ（ｎ）とＤｄ（ｎ）は符号が逆である。
ＲＤ＝Ｄｆ（ｎ）＋Ｄｄ（ｎ）
各パスにおいて、パスが通過する伝送路とその長さ、伝送路入力パワーが与えられた場合、波長分散による所定の伝送劣化量を許容すれば、伝送特性を満足するための残留分散はある範囲を持つ。例えば、伝送特性の指標となるＱ値を用い、その値で１ｄＢの劣化を許容する。伝送可能条件として設定された許容残留分散範囲の上限値、下限値をそれぞれ、ＲＤ＿ｔｏｌ＿ｍａｘ（ｉ，ｆ，ｓ）、ＲＤ＿ｔｏｌ＿ｍｉｎ（ｉ，ｆ，ｓ）とする。ここで、ｉはパスの始点ノード番号、ｆはパスの終点ノード番号、ｓは伝送スパン数である。
波長分散量は、伝送路と波長分散補償器の持つ分散スロープのために、同じ伝送路においても波長により値が異なる。そのため、異なる波長を持つ信号間では、残留分散ＲＤにずれが生じる。この分散スロープによるＲＤのずれ最大値、最小値をそれぞれ、σλ＿ｍａｘ（ｉ，ｆ，ｓ）とσλ＿ｍｉｎ（ｉ，ｆ，ｓ）とする。
また、伝送路や分散補償器では、製品の偏差や波長分散量の温度変化などによるばらつきを生じるため、それらばらつき分をσ（ｉ，ｆ，ｓ）とする。図５に、分散スロープとばらつきがないときの許容残留分散範囲の上限値、下限値ＲＤ＿ｔｏｌ＿ｍａｘ（ｉ，ｆ，ｓ）、ＲＤ＿ｔｏｌ＿ｍｉｎ（ｉ，ｆ，ｓ）それぞれがσλ＿ｍａｘ（ｉ，ｆ，ｓ）とσλ＿ｍｉｎ（ｉ，ｆ，ｓ）とσ（ｉ，ｆ，ｓ）によって縮小され、実際の許容残留分散範囲の上限値、下限値ＲＤ＿ｍａｘ（ｉ，ｆ，ｓ）、ＲＤ＿ｍｉｎ（ｉ，ｆ，ｓ）となる模式図を示す。
分散スロープとばらつきがない場合の許容残留分散範囲に対して、分散スロープによる影響で範囲は縮小される。また、分散スロープとばらつきは独立であるため、ばらつきによる影響でさらに範囲は縮小される。その影響はスパン数が増える毎に大きくなるため、実際の許容残留分散範囲の上限値、下限値ＲＤ＿ｍａｘ（ｉ，ｆ，ｓ）、ＲＤ＿ｍｉｎ（ｉ，ｆ，ｓ）はスパン数に応じて（スパン数が大なるほど）縮小される。
このとき、全てのパス（伝送区間）に対して、許容残留分散範囲内に収めるためには、先のパラメータを用いて、定式化された（１），（２）式をＤｄ（ｎ）について解けば良い。つまり、図４のステップＳ１４で、各パスに対応する（３）式からなる連立不等式を満たすＤｄ（ｎ）の組み合わせを求めればよい。
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図４のステップＳ１６では、連立不等式の解が存在するか否かを判別し、連立不等式の解が存在する場合には、ステップＳ１８で連立不等式の解が複数存在するか否かを判別する。上記連立不等式の解が１つの場合には、その時点で処理を終了する。上記連立不等式の解が複数存在する、つまり、波長分散補償量の組合せが複数存在する場合はステップＳ２０にて最適解を抽出して処理を終了する。
この最適解抽出方法としては、次の２つの方法がある。第１最適解抽出方法では、許容残留分散範囲が狭くなる最長パスにおいて、残留分散量が許容残留分散範囲の中心に近くなる波長分散補償量を組み合わせ最適解とする。第２最適解抽出方法では、候補になっている波長分散補償量の組合せそれぞれを適用した場合の、各パスでの残留分散値を算出し、その値の平均値が最も許容残留分散範囲の中心に近くなる組合せを最適解とする。
一方、上記連立不等式の解がない場合、つまり、伝送可能な波長分散補償量の組合せがない場合はステップＳ２２で再設定を行って、ステップＳ１４を繰り返す。ステップＳ２２で行う再設定方法としては、次の３つの方法がある。第１再設定方法では、受信端局に最も近いＯＡＤＭノードを再生中継装置（Ｒｅｇ）に置き換え、１スパン短いリンクを再定義し、全てのパスにおいて上記連立不等式を立て再計算する。
なお、再生中継装置（Ｒｅｇ）は、受信したＷＤＭ信号を波長分離し、各波長の光信号を光電変換して電気信号としたのち、各電気信号を電光変換して異なる波長の光信号とし、これらの光信号を多重化してＷＤＭ信号を出力する。
第２再設定方法では、パス内の波長数を削減することで各パスで使用する帯域を狭くし、波長分散スロープによる残留分散ＲＤのずれ最大値σλ＿ｍａｘ（ｐｓ／ｎｍ）と最小値σλ＿ｍｉｎ（ｐｓ／ｎｍ）の絶対値を小さくすることで、残留分散ＲＤずれを縮小し、許容残留分散範囲を広げる。
第３再設定方法では、求めた波長分散補償量と所要波長分散補償量との差が小さく、適用する分散補償器の波長分散補償量の刻みを小さくすれば対応可能な場合、分散補償器メニューの見直しを行う。
上記第１〜第３再設定方法は、それぞれ独立して行っても、組み合わせて行っても良い。しかし、どの方法を優先して行うかは、設計するシステムや与えられた条件により異なるため、設計上の制限やコストへの影響などを考慮して決定する。
次に、図６に示す光ネットワークにおけるＡ点のノードＮ１０からＢ点のノードＮ１３までの太線で示すリンクを抽出し、このリンクについて波長分散補償設計を行う第１実施例について説明する。抽出されたリンクは図７に示すように、始点ノードＮ１０と終点ノードＮ１３間を結ぶ３つのスパンＰ１１，Ｐ１２，Ｐ１３と、その中に２つのＯＡＤＭ機能を備えるノードＮ１１，Ｎ１２から構成される。
各スパンＰ１１〜Ｐ１３の前半と後半にそれぞれに波長分散補償器２２１〜２２３，２４１〜２４３が設けられている。前半の波長分散補償器の波長分散補償量をＤｄＣＴ（ｎ）、後半の波長分散補償器の波長分散補償量をＤｄＣＲ（ｎ）とすると、スパン毎の合計波長分散補償量Ｄｄ（ｎ）は、次のようになる。
Ｄｄ（ｎ）＝ＤｄＣＴ（ｎ）＋ＤｄＣＲ（ｎ）
また、各スパンでの波長分散補償器をＤｄ（１）〜Ｄｄ（３）とする。このとき、考えられるパスは、次の６通りがある。なお、図７にはパス番号を丸付き数字で示す。
パス（１）：ノードＮ１０からノードＮ１３
パス（２）：ノードＮ１０からノードＮ１２
パス（３）：ノードＮ１０からノードＮ１１
パス（４）：ノードＮ１１からノードＮ１３
パス（５）：ノードＮ１１からノードＮ１２
パス（６）：ノードＮ１２からノードＮ１３
この６通り全てにおいて、それぞれの区間での許容残留分散範囲内に収まるように、波長分散補償量を設定することになる。ここで、各スパンＰ１１〜Ｐ１３の伝送路における基準波長での波長分散量Ｄｆ（１）、Ｄｆ（２）、Ｄｆ（３）は図８に示すとおりである。
また、ここでの許容残留分散範囲の上限値ＲＤ＿ｔｏｌ＿ｍａｘ（ｐｓ／ｎｍ）と下限値ＲＤ＿ｔｏｌ＿ｍｉｎ（ｐｓ／ｎｍ）、各パスで使用する帯域での波長分散スロープによるＲＤのずれ最大値σλ＿ｍａｘ（ｐｓ／ｎｍ）と最小値σλ＿ｍｉｎ（ｐｓ／ｎｍ）、伝送路や分散補償器の波長分散量の温度変化などによるばらつきσ（ｐｓ／ｎｍ）は図９に示すとおりとする。
このとき、先の（１）式と（２）式にあてはめると、
パス（１）について、
ＲＤ＿ｔｏｌ＿ｍａｘ（０，３，３）−｛Ｄｆ（１）＋Ｄｆ（２）＋Ｄｆ（３）｝−σλ＿ｍａｘ（０，３，３）−σ（０，３，３）／２＞Ｄｄ（１）＋Ｄｄ（２）＋Ｄｄ（３）
ＲＤ＿ｔｏｌ＿ｍｉｎ（０，３，３）−｛Ｄｆ（１）＋Ｄｆ（２）＋Ｄｆ（３）｝＋σλ＿ｍｉｎ（０，３，３）＋σ（０，３，３）／２＜Ｄｄ（１）＋Ｄｄ（２）＋Ｄｄ（３）
パス（２）について、
ＲＤ＿ｔｏｌ＿ｍａｘ（０，２，２）−｛Ｄｆ（１）＋Ｄｆ（２）｝−σλ＿ｍａｘ（０，２，２）−σ（０，２，２）／２＞Ｄｄ（１）＋Ｄｄ（２）
ＲＤ＿ｔｏｌ＿ｍｉｎ（０，２，２）−｛Ｄｆ（１）＋Ｄｆ（２）｝＋σλ＿ｍｉｎ（０，２，２）＋σ（０，２，２）／２＜Ｄｄ（１）＋Ｄｄ（２）
パス（３）について、
ＲＤ＿ｔｏｌ＿ｍａｘ（０，１，１）−Ｄｆ（１）−σλ＿ｍａｘ（０，１，１）−σ（０，１，１）／２＞Ｄｄ（１）
ＲＤ＿ｔｏｌ＿ｍｉｎ（０，１，１）−Ｄｆ（１）＋σλ＿ｍｉｎ（０，１，１）＋σ（０，１，１）／２＜Ｄｄ（１）
パス（４）について、
ＲＤ＿ｔｏｌ＿ｍａｘ（２，３，２）−｛Ｄｆ（２）＋Ｄｆ（３）｝−σλ＿ｍａｘ（２，３，２）−σ（２，３，２）／２＞Ｄｄ（２）＋Ｄｄ（３）
ＲＤ＿ｔｏｌ＿ｍｉｎ（２，３，２）−｛Ｄｆ（２）＋Ｄｆ（３）｝＋σλ＿ｍｉｎ（２，３，２）＋σ（２，３，２）／２＜Ｄｄ（２）＋Ｄｄ（３）
パス（５）について、
ＲＤ＿ｔｏｌ＿ｍａｘ（１，２，１）−Ｄｆ（２）−σλ＿ｍａｘ（１，２，１）−σ（１，２，１）／２＞Ｄｄ（２）
ＲＤ＿ｔｏｌ＿ｍｉｎ（１，２，１）−Ｄｆ（２）＋σλ＿ｍｉｎ（１，２，１）＋σ（１，２，１）／２＜Ｄｄ（２）
パス（６）について、
ＲＤ＿ｔｏｌ＿ｍａｘ（２，３，１）−Ｄｆ（３）−σλ＿ｍａｘ（２，３，１）−σ（２，３，１）／２＞Ｄｄ（３）
ＲＤ＿ｔｏｌ＿ｍｉｎ（２，３，１）−Ｄｆ（３）＋σλ＿ｍｉｎ（２，３，１）＋σ（２，３，１）／２＜Ｄｄ（３）
これらの６つのパスに対応した不等式に、図８と図９の値をあてはめると、
−１６８０＜Ｄｄ（１）＋Ｄｄ（２）＋Ｄｄ（３）＜−１５２０
−１３３０＜Ｄｄ（１）＋Ｄｄ（２）＜−８７０
−１５３０＜Ｄｄ（２）＋Ｄｄ（３）＜−１０７０
−１０５５＜Ｄｄ（１）＜−３４５
−１１５５＜Ｄｄ（２）＜−４４５
−１２５５＜Ｄｄ（３）＜−５４５
となり、これら不等式を満たすＤｄ（１）、Ｄｄ（２）、Ｄｄ（３）を設定すればよい。たとえば、
Ｄｄ（１）＝−５００（ｐｓ／ｎｍ）
Ｄｄ（２）＝−５５０（ｐｓ／ｎｍ）
Ｄｄ（３）＝−６００（ｐｓ／ｎｍ）
と設定すれば、図７に示す６つのパス（１）〜（６）全てにおいて許容残留分散範囲内に収まり、伝送可能なシステムの設計が可能となる。
ここで、連立不等式の解がない場合、つまり、伝送可能な波長分散補償量の組合せがない場合の再設定方法について説明する。第１再設定方法を適用する場合、先の図７に示すノードＮ１２のＯＡＤＭ装置を再生中継装置（Ｒｅｇ）に置き換えることで３スパンのリンクを２スパンとして再定義する。このとき、全てのパスは３通りになり、これらについて連立不等式を立て、再計算を行うことで設計が可能となる。再定義にもかかわらず、再び伝送可能な波長分散補償量の組合せがない場合は、リンクのスパンを１スパンとして再定義後、再計算を行う。
次に、第２再設定方法を適用してパス内の波長数を削減することで、各パスで使用する帯域を狭くし、波長分散スロープによる残留分散ＲＤのずれ最大値σλ＿ｍａｘ（ｐｓ／ｎｍ）と最小値σλ＿ｍｉｎ（ｐｓ／ｎｍ）の絶対値を小さくする揚合の効果を説明する。伝送路に用いられるシングルモードファイバ（ＳＭＦ）の分散スロープは、０．０６ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍである。分散補償用ファイバ（ＤＣＦ：Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ  Ｆｉｂｅｒ）の分散スロープ補償率は約８０％であるので、残留分散ずれは、伝送路での分散スロープによる分散ずれの約２０％となる。
チャネル間隔が１００ＧＨｚの伝送システムの場合、伝送路での隣接チャネルの分散スロープによる分散ずれは、伝送路長が１００ｋｍのとき
０．０６ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ×０．８ｎｍ×１００ｋｍ＝４．８  ｐｓ／ｎｍ５００ｋｍのとき
０．０６ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ×０．８ｎｍ×５００ｋｍ＝２４．０ｐｓ／ｎｍとなる。
また、５波削減すると、伝送路長が１００ｋｍのとき
０．０６ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ×０．８ｎｍ×１００ｋｍ×５＝２４．０ｐｓ／ｎｍ
５００ｋｍのとき
０．０６ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ×０．８ｎｍ×５００ｋｍ×５＝１２０．０ｐｓ／ｎｍ
となり、１００ｋｍ、５００ｋｍのパスそれぞれで、４．８ｐｓ／ｎｍ、２４．０ｐｓ／ｎｍの残留分散ずれを緩和できる。
例えば、５００ｋｍのパスｉで所要波長分散補償量Ｄｄ（ｉ）が、−５４５（ｐｓ／ｎｍ）＜Ｄｄ（ｉ）＜−５１５（ｐｓ／ｎｍ）であったとする。このとき、短波長側の５波を削減することで、所要波長分散補償量Ｄｄ（ｉ）’は、−５６９（ｐｓ／ｎｍ）＜Ｄｄ（ｉ）’＜−５１５（ｐｓ／ｎｍ）に拡大される。
次に、第３再設定方法を適用して、求めた波長分散補償量と所要波長分散補償量との差が小さく、適用する分散補償器の波長分散補償量の刻みを小さくすれば対応可能なときに、分散補償器メニューの見直しを行った場合の効果を説明する。
例えば、あるパス（ｉ）での所要波長分散補償量Ｄｄ（ｉ）が、−５４５（ｐｓ／ｎｍ）＜Ｄｄ（ｉ）＜−５１５（ｐｓ／ｎｍ）であったとする。実際に用いられる分散補償器は、５０ｐｓ／ｎｍ刻みや１００ｐｓ／ｎｍ刻みで用意されていることが多く、この刻み幅では最適な分散補償器を選択することができないが、２５ｐｓ／ｎｍ刻みの分散補償器を用意すれば最適な分散補償器を選択することが可能となる。
ところで、図７の代りに、図１０に示すように、各スパンの後半のみに波長分散補償器２４１〜２４３を設けた構成についても、Ｄｄ（ｎ）＝ＤｄＣＲ（ｎ）として同様に算出可能である。また、各スパンの前半のみに波長分散補償器２２１〜２２３を配置した構成についても同様に算出可能である。
次に、図１１を用いて、リング構成システムの第２実施例について説明する。同図中、４つのスパンＰ２１〜Ｐ２４と、４つのＯＡＤＭ機能を持つノードＮ２０〜Ｎ２３で構成されており、ノードＮ２０〜Ｎ２３中に再生中継装置はない。
この場合、例えばノードＮ２０を始点ノード及び終点ノードと仮定し、図１２に示すように展開する。図１２において、任意のノードを始点ノード及び終点ノードとしてパスを抽出すると、図中、丸付き数字で示すパス（１）からパス（１３）までが得られる。なお、始点ノードとしてノードＮ２０を選択した場合、ノードＮ２０から自ノードに戻ってくるパスは存在しないと定義している場合には、パス（１）は存在せず合計１２本パスが存在するので、１２式の連立不等式を立て、各スパンでの波長分散補償量を算出する。
一般に、ｉをノード番号、ｓをスパン数、Ｍを分散補償器が設けられるスパン数とした場合、（１）式と（２）式に対して、
０≦ｉ≦Ｍ−１
１≦ｓ≦Ｍ−１
で表される組合せだけの連立不等式を立て算出すればよい。なお、ＯＡＤＭ機能を備えるノードの数をＡＤとすると、連立不等式の数はＡＤ×（ＡＤ−１）で表される。
次に、図１３を用いて、１つの再生中継装置を備えるリング構成システムの第３実施例について説明する。同図中、４つのスパンＰ３１〜Ｐ３４と、ＯＡＤＭ機能を持つ４つのノードＮ３０〜Ｎ３３で構成されており、この中の１つのノードＮ３０が再生中継装置（Ｒｅｇ）で構成されている。
このときは、再生中継装置を備えるノードＮ３０を始点ノード及び終点ノードとし、図１４に示すように展開する。図１４において、図中、丸付き数字で示すパス（１）からパス（１０）までが抽出される。なお、始点ノードから出発し、始点ノードに戻ってくるパスは存在しないと定義している場合には、パス（１）は存在せず合計９本パスが存在するので、９式の連立不等式を立て、各スパンでの波長分散補償量を算出する。
一般に、ｉをノード番号、ｓをスパン数、Ｍを分散補償器が設けられるスパン数とした場合、（１）式と（２）式に対して、
ｉ＝０のとき  １≦ｓ≦Ｍ
ｉ≠０のとき  １≦ｓ≦Ｍ−ｉ
で表される組合せだけの連立不等式を立て算出すればよい。なお、ＯＡＤＭ機能を備えるノードの数をＡＤとすると、連立不等式の数は次式で表される。
2005006604.tif 000004
次に、図１５を用いて、２つの再生中継装置を備えるリング構成システムの第４実施例について説明する。同図中、４つのスパンＰ４１〜Ｐ４５と、ＯＡＤＭ機能を持つ５つのノードＮ４０〜Ｎ４４で構成されており、この中の２つのノードＮ４０，Ｎ４３が再生中継装置（Ｒｅｇ）で構成されている。
このときは、再生中継装置を備えるノードＮ４０を始点ノードとし、再生中継装置を備えるノードＮ４３を終点ノードとし、図１６に示すように展開する。図１６において、図中、丸付き数字で示すパス（１）からパス（６）までが抽出されるので、６式の連立不等式を立て、各スパンでの波長分散補償量を算出する。
更に、再生中継装置を備えるノードＮ４３を始点ノードとし、再生中継装置を備えるノードＮ４０を終点ノードとして同様に展開する。展開して考えられるパス（１）からパス（３）までの３式の連立不等式を立て、各スパンでの波長分散補償量を算出する。
このように、本発明の波長分散補償設計方法によれば、ポイント・ツー・ポイント伝送システムやリング構成システムに対して共通、かつ、定式化された波長分散補償量最適化を行うことができ、短期間での設計が可能となる。
なお、ステップＳ１２が請求項記載の入力手段に対応し、ステップＳ１４が算出手段に対応し、ステップＳ２０が選択手段に対応し、ステップＳ２２が置換手段、削減手段、変更手段に対応する。
【図１】
2005006604.tif 000005
【図２】
2005006604.tif 000006
【図３】
2005006604.tif 000007
【図４】
2005006604.tif 000008
【図５】
2005006604.tif 000009
【図６】
2005006604.tif 000010
【図７】
2005006604.tif 000011
【図８】
2005006604.tif 000012
【図９】
2005006604.tif 000013
【図１０】
2005006604.tif 000014
【図１１】
2005006604.tif 000015
【図１２】
2005006604.tif 000016
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2005006604.tif 000019
【図１６】
2005006604.tif 000020
【国際調査報告】
2005006604.tif 000021
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