(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバを介して伝送された光信号の分散を補償する分散補償モジュールであって、
一定の負分散補償値を持つ１本の負分散補償ファイバと、
互いに異なる正分散補償値を持つｎ本（ｎは２以上の整数）の正分散補償ファイバと、
前記負分散補償ファイバと前記ｎ本の正分散補償ファイバとを順次選択的に直列接続して光伝送路を形成する複数の光スイッチとこれらの光スイッチを介して選択されなかった前記負分散補償ファイバまたは前記正分散補償ファイバに代えて前記光伝送路に介挿される光減衰器とを具備し、
前記正分散補償ファイバは、当該分散補償モジュールの最小分散補償値をＡとしたとき、Ａ・２ｋ−１（１≦ｋ≦ｎ）なる分散値をそれぞれ有するｎ本の光ファイバからなり、前記１本の負分散光ファイバは、−Ａ・（２ｎ−１）なる分散値を有し、正の分散値を得る場合には前記正分散補償ファイバを適宜選択して直列接続し、負の分散値を得る場合には前記負分散補償ファイバを選択するとともに、必要に応じて前記正分散補償ファイバを適宜選択して直列接続し、前記負分散補償ファイバと前記正分散補償ファイバの分散の差分値により所望の負の分散値を得る、ことを特徴とする分散補償モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバを介して伝送された光信号の分散を高精度に補償するに好適な、簡易な構成の分散補償モジュールに関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
光ファイバを介して光信号を長距離伝送した場合、光ファイバの波長依存性に起因して、受信した光信号に分散が生じることが否めない。このような分散を補償するべく、例えば図２に示すような光ファイバの波長分散特性Ｘと逆の特性（負の分散特性）Ｙを持つ分散補償ファイバを受信側に設けて、その分散を相殺するようにしている。
【０００３】
この種の分散補償ファイバを備えて構成される従来の分散補償モジュールは、通常、モジュール毎に一定の分散補償値を有しており、光通信システムの仕様に応じて選択的に使用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこの種の光通信システムにおいては、例えばその伝送速度をより速くし、またその帯域を更に拡げるべき開発が種々進められている。この場合、分散補償モジュールにおける分散補償精度を更に高める必要がある。例えば１０００ps/nm（ピコ秒／ナノメータ）の分散を補償する場合、従来のシステムにおいては±１０ps/nm程度の誤差の分散補償モジュールを用いれば、実用上十分なレベルでその分散を補償することができる。しかし伝送速度が速い場合には、±１０ps/nm程度の精度で分散を補償することが要求される。しかしながら分散補償値を、例えば１０ps/nmステップで細かく設定した数多くの分散補償モジュールを準備し、これを選択的に用いることは甚だ不合理である。
【０００５】
このような不具合に対処するべく、例えば特開平１１−２５２０１０号公報には、長さ（分散補償値）の異なる複数の分散補償ファイバを選択的に直列接続することで、その全体の分散補償値を可変設定するようにした分散補償モジュールが提唱されている。しかしこの公報に開示される手法を用いて正の分散から負の分散に至る幅広い分散補償値を設定しようとする場合、互いに異なる負分散補償値を持つ複数本の負分散補償ファイバと、互いに異なる正分散補償値を持つ複数本の正分散補償ファイバとを対をなして準備する必要があり、その構成が相当大掛かりなものとなることが否めない。
【０００６】
しかも負分散補償ファイバは、通常、屈折率が高くコア径が小さいので、光スイッチに用いられる通信用ファイバとの低損失な接続を実現するには、例えば加熱によるコア径拡大処理が必要である。具体的には負分散補償ファイバと通信用ファイバ（光スイッチ）とを融着した後、その融着部分を加熱する必要がある。この為、多数の負分散補償ファイバと通信用ファイバ（光スイッチ）との接続作業が極めて大変であると言う問題がある。
【０００７】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、正の分散から負の分散に至る幅広い分散補償値を小刻みに設定することができ、光ファイバを介して伝送された光信号の分散を高精度に補償するに好適な、簡易な構成の分散補償モジュールを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するべく本発明に係る分散補償モジュールは、光ファイバを介して伝送された光信号の分散を補償する分散補償モジュールであって、一定の負分散補償値を持つ１本の負分散補償ファイバと、互いに異なる正分散補償値を持つｎ本（ｎは２以上の整数）の正分散補償ファイバと、前記負分散補償ファイバと前記ｎ本の正分散補償ファイバとを順次選択的に直列接続して光伝送路を形成する複数の光スイッチとこれらの光スイッチを介して選択されなかった前記負分散補償ファイバまたは前記正分散補償ファイバに代えて前記光伝送路に介挿される光減衰器とを具備し、前記正分散補償ファイバは、当該分散補償モジュールの最小分散補償値をＡとしたとき、Ａ・２ｋ−１（１≦ｋ≦ｎ）なる分散値をそれぞれ有するｎ本の光ファイバからなり、前記１本の負分散光ファイバは、−Ａ・（２ｎ−１）なる分散値を有し、正の分散値を得る場合には前記正分散補償ファイバを適宜選択して直列接続し、負の分散値を得る場合には前記負分散補償ファイバを選択するとともに、必要に応じて前記正分散補償ファイバを適宜選択して直列接続し、前記負分散補償ファイバと前記正分散補償ファイバの分散の差分値により所望の負の分散値を得る、ことを特徴とするたことを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る分散補償モジュールについて説明する。
図１はこの実施形態に係る分散補償モジュールの概略構成を示しており、１１は一定の負分散補償値を持つ負分散補償ファイバであって、１２,１３,〜１６は互いに異なる正分散補償値をそれぞれ有する５本の正分散補償ファイバである。また２１,２２,〜２６は上記各分散補償ファイバ１１,１２,〜１６にそれぞれ対応して設けられた軸ずれ型の光減衰器である。そして３１,３２,〜３６は、前記各分散補償ファイバ１１,１２,〜１６と光減衰器２１,２２,〜２６とを択一的に選択する光スイッチである。
【００１２】
尚、上記各光スイッチ３１,３２,〜３６は、互いに連動してその入力側スイッチａと出力側スイッチｂとを切り換えて前記分散補償ファイバ１１,１２,〜１６または光減衰器２１,２２,〜２６に結合される、いわゆる２×２型のものからなる。そしてこれらの各光スイッチ３１,３２,〜３６は、分散補償モジュールの光信号入力端１と光信号出力端２との間に順次直列に接続して設けられている。このような各光スイッチ３１,３２,〜３６をそれぞれ切り換えることで、前記光信号入力端１と光信号出力端２との間に形成される光伝送路に、前記分散補償ファイバ１１,１２,〜１６または光減衰器２１,２２,〜２６が順次択一的に介挿される。
【００１３】
ちなみに図１に示す例においては、１段目の光スイッチ３１は負分散補償ファイバ１１に、２段目の光スイッチ３２は光減衰器２２に、３段目の光スイッチ３３は正分散補償ファイバ１３に、４段目の光スイッチ３４は光減衰器２４に、５段目の光スイッチ３５は正分散補償ファイバ１５に、そして６段目の光スイッチ３６は光減衰器２６にそれぞれ結合した状態を示している。このような各光スイッチ３１,３２,〜３６の作動状態（切換状態）により、前記分散補償モジュールの光信号入力端１と光信号出力端２との間には、負分散補償ファイバ１１、光減衰器２２、正分散補償ファイバ１３、光減衰器２４、正分散補償ファイバ１５、そして光減衰器２６を順次直列に介する光伝送路が形成されている。
【００１４】
尚、上記各光減衰器２１,２２,〜２６は、前記各分散補償ファイバ１１,１２,〜１６の介挿による光信号の伝送損失と等しい損失（減衰）を与えるもので、各光スイッチ３１,３２,〜３６における入力側スイッチａと出力側スイッチｂとの間の伝送損失を、分散補償ファイバ１１,１２,〜１６の選択の有無に拘わることなく一定に保つ役割を担う。
【００１５】
ここで前記負分散補償ファイバ１１と、５本の正分散補償ファイバ１２,１３,〜１６とについて説明すると、分散補償モジュールに要求される最小分散補償値が５ps/nmである場合、例えば１本目の正分散補償ファイバ１２の分散補償値は上記最小分散補償値に従って５ps/nmとして設定される。そして２本目の正分散補償ファイバ１３については、上記１本目の正分散補償ファイバ１３の２倍の分散補償値１０ps/nmを持つように設定される。更に３本目の正分散補償ファイバ１４については、その前段の２本目の正分散補償ファイバ１３の２倍の分散補償値２０ps/nmを持つように設定され、同様に４本目の正分散補償ファイバ１５については、その前段の正分散補償ファイバ１４の２倍の分散補償値４０ps/nmを持ち、５本目の正分散補償ファイバ１６については、その前段の正分散補償ファイバ１５の２倍の分散補償値８０ps/nmを持つように設定される。
【００１６】
即ち、上記５本の正分散補償ファイバ１２,１３,〜１６の分散補償値は、前記最小分散補償値５ps/nmを基準として、５ps/nm，１０ps/nm，２０ps/nm，４０ps/nm，８０ps/nmとしてそれぞれ設定されている。一般的にはｎ本の正分散補償ファイバを用いる場合、これらの各正分散補償ファイバの分散補償値は、前記最小分散補償値Ａ[ps/nm]を基準としてＡ・２k-1[ps/nm]（但し、ｋ＝１,２,〜ｎ）としてそれぞれ設定される。
【００１７】
これに対して１本の負分散補償ファイバ１１の分散補償値は、上記各正分散補償ファイバ１２,１３,〜１６がそれぞれ有する分散補償値の総和に相当する負の分散補償値−１５５ps/nmとして設定される。一般的にはｎ本の正分散補償ファイバによる分散補償値の総和が、
Ａ・２0＋Ａ・２1＋Ａ・２2＋  〜  ＋Ａ・２n-1＝Ａ・（２n−１）
となることから、負分散補償ファイバ１１の分散補償値は−Ａ・（２n−１）[ps/nm]として設定される。
【００１８】
しかして上述した如く分散補償値がそれぞれ設定された１本の負分散補償ファイバ１１および５本の正分散補償ファイバ１２,１３,〜１６は、それぞれ選択的に前記光伝送路に介挿されるので、該光伝送路における全体的な分散補償値（トータル分散補償値）を、１本目の正分散補償ファイバ１２に設定された最小分散補償値５ps/nmを単位として小刻みに設定することが可能となる。特に正側には５ps/nm，１０ps/nm，１５ps/nm，〜１５５ps/nmとして（２5−１）段階に分散補償値を設定することが可能となり、また負側にも−５ps/nm，−１０ps/nm，−１５ps/nm，〜−１５５ps/nmとして（２5−１）段階に分散補償値を設定することが可能となる。そして前記１本の負分散補償ファイバ１１および５本の正分散補償ファイバ１２,１３,〜１６の全てをバイパスした場合には、その分散補償値を０(零)とすることができるので、総合的には−１５５ps/nmから１５５ps/nmの範囲に亘って（２6−１）段階の分散補償値を選択的に設定することが可能となる。
【００１９】
一般的には上述した如く分散補償値をそれぞれ設定した１本の負分散補償ファイバとｎ本の正分散補償ファイバとからなる計（ｎ＋１）本の分散補償ファイバを用いることで、最小分散補償値Ａps/nmを刻み幅として、（２n+1−１）段階に亘る±Ａ・（２n−１）[ps/nm]の範囲において分散補償モジュールの分散補償値を設定することが可能となる。
【００２０】
かくして上述した如く構成された分散補償モジュールによれば、従来のように互いに異なる負分散補償値を持つ複数本（ｎ本）の負分散補償ファイバと、互いに異なる正分散補償値を持つ複数本（ｎ本）の正分散補償ファイバとを対をなして設ける必要がないので、その構成の大幅な簡素化を図ることができる。即ち、従来の分散補償モジュールに比較して（ｎ−１）本少ない分散補償ファイバを用いて、同等の性能を有する分散補償モジュールを実現することができる。
【００２１】
しかも屈折率が高くコア径の小さい負分散補償ファイバ１１を１本用いるだけなので、コア径拡大処理を必要とする接続作業部位は、上記負分散補償ファイバ１１と光スイッチ３１との接続箇所だけに限られ、その接続作業負担を大幅に軽減することができる。そして必要とするファイバの量を少なくし得る分、分散補償モジュールの小型化を図り得る等の実用上多大なる効果が奏せられる。
【００２２】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば１本の負分散補償ファイバと複数本（ｎ本）の正分散補償ファイバとの配列順序は、特に規定されるものではないが、光スイッチによる上記各分散補償ファイバの選択操作性を考慮した場合には、上述したように一定の順序配列としておくことが好ましい。また正分散補償ファイバの数（ｎ）については、その最小分散補償値（分散補償値の刻み幅）と分散補償値の最大可変設定幅に応じて定めれば良いものである。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、一定の負分散補償値を持つ１本の負分散補償ファイバと、互いに異なる正分散補償値を持つ複数本の正分散補償ファイバとからなる、全体的に少ない本数のファイバを用いて、分散補償値を小刻みな幅で広範囲に亘って可変設定することができる。しかも負分散補償ファイバを１本しか用いないのでコア径拡大処理を伴う光スイッチとの接続作業負担が軽く、またファイバ数が少ない分、小型で簡易な構成の分散補償モジュールを実現することができるので、その工業的利点が絶大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る分散補償モジュールの概略構成図。
【図２】光ファイバの分散特性と、この分散を補償する分散補償ファイバの特性とを対比して示す図。
【符号の説明】
１１  負分散補償ファイバ
１２,１３,〜１６  正分散補償ファイバ
２１,２２,〜２６  光減衰器
３１,３２,〜３６  光スイッチ
【図１】
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【図２】
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