(57)【要約】【課題】本発明は、波長チャネル間の相互作用によって生じる非線形光学効果を抑圧し、波長分割多重光伝送システムにおいて伝送可能距離の伸延を可能にすることを目的とする。【解決手段】本発明の非線形光学効果抑圧器は、複数の波長チャネルの光信号が多重化された波長多重信号光を各波長チャネルの光信号に分岐する分波部１２と、分波部１２からの各波長チャネルの光信号に、各波長チャネルで異なる遅延量の遅延を付与する個別遅延付与部１１と、個別遅延付与部１１からの各波長チャネルの光信号を合波する合波部１３と、を備える。【選択図】図１
2012220893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の波長チャネルの光信号が多重化された波長多重信号光を各波長チャネルの光信号に分岐する分波部と、
前記分波部からの各波長チャネルの光信号に、各波長チャネルで異なる遅延量の遅延を付与する個別遅延付与部と、
前記個別遅延付与部からの各波長チャネルの光信号を合波する合波部と、
を備える非線形光学効果抑圧器。
【請求項２】
前記個別遅延付与部は、隣接する波長チャネルとの間に、前記光信号のシンボル間隔の半分以上の時間幅を有する遅延差が生じるように、各波長チャネルの光信号に遅延を付与することを特徴とする請求項１に記載の非線形光学効果抑圧器。
【請求項３】
前記波長多重信号光を伝搬した光ファイバ伝送路の群遅延特性と逆特性の群遅延特性を有する共通波長分散補償部を、前記分波部の前段にさらに備える請求項１又は２に記載の非線形光学効果抑圧器。
【請求項４】
複数の波長チャネルの光信号が多重化された波長多重信号光を各波長チャネルの光信号に分岐する分波部と、
前記分波部からの各波長チャネルの光信号を、前記波長多重信号光を伝搬した光ファイバ伝送路における各波長チャネルの群遅延特性と逆特性の群遅延特性を有する媒質に通過させる個別波長分散補償部と、
前記個別波長分散補償部からの各波長チャネルの光信号を合波する合波部と、
を備える非線形光学効果抑圧器。
【請求項５】
複数の波長チャネルの光信号が多重化された波長多重信号光が光ファイバ伝送路から入力され、入力された前記波長多重信号光を増幅する第１光増幅器と、
前記第１光増幅器からの波長多重信号光が入力され、前記光ファイバ伝送路で発生した非線形光学効果を抑圧する、請求項１から４のいずれかに記載の非線形光学効果抑圧器と、
前記非線形光学効果抑圧器からの波長多重信号光を増幅する第２光増幅器と、
を備える光中継装置。
【請求項６】
複数の波長チャネルの光信号が多重化された波長多重信号光を各波長チャネルの光信号に分波し、各波長チャネルで異なる遅延量の遅延を付与し、当該遅延付与後の各波長チャネルの光信号を合波する個別遅延付与手順を有する非線形光学効果抑圧方法。
【請求項７】
前記個別遅延付与手順において、隣接する波長チャネルとの間に、前記光信号のシンボル間隔の半分以上の時間幅を有する遅延差が生じるように、各波長チャネルの光信号に遅延を付与することを特徴とする請求項６に記載の非線形光学効果抑圧方法。
【請求項８】
前記波長多重信号光を伝搬した光ファイバ伝送路の群遅延特性と逆特性の群遅延特性を有する媒質を、前記波長多重信号光に通過させる共通波長分散補償手順を、前記個別遅延付与手順の前にさらに有する請求項６又は７に記載の非線形光学効果抑圧方法。
【請求項９】
複数の波長チャネルの光信号が多重化された波長多重信号光を各波長チャネルの光信号に分波し、各波長チャネルの光信号を、前記波長多重信号光を伝搬した光ファイバ伝送路における各波長チャネルの群遅延特性と逆特性の群遅延特性を有する媒質に通過させ、当該媒質を通過後の各波長チャネルの光信号を合波する個別波長分散補償手順を有する非線形光学効果抑圧方法。
【請求項１０】
複数の波長チャネルの光信号が多重化された波長多重信号光が光ファイバ伝送路から入力され、入力された前記波長多重信号光を増幅する第１光増幅手順と、
前記第１光増幅手順で増幅後の波長多重信号光が入力され、請求項６から９のいずれかに記載の非線形光学効果抑圧方法を用いて、前記光ファイバ伝送路で発生した非線形光学効果を抑圧する非線形光学効果抑圧手順と、
前記非線形光学効果抑圧手順で非線形光学効果を抑圧した波長多重信号光を増幅する第２光増幅手順と、
を有する光中継方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長分割多重光伝送システムにおける伝送可能距離を伸延するための非線形光学効果抑圧器及び光中継装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
波長分割多重を用いた波長分割多重光伝送システムにおいては、伝送する信号を光波の振幅および位相を変調することによって表現し、複数の波長に異なる信号チャネルを割り当てて伝送を行う。送信ノードにおいて生成された複数の波長チャネルの光信号は、合波器により多重化され、光ファイバ伝送路および光増幅器等で構成される中継光ノードを通過して受信ノードまで伝送される。受信ノードにおいて、各々の波長チャネルの光信号は光受信器によって光信号から電気信号に変換され、符号判定によって伝送された信号を確定する。
【０００３】
また、１００Ｇｂ／ｓ以上の波長分割多重光伝送システムにおいては、符号判定の際にデジタル信号処理を用いることにより、波長分散等の線形な信号劣化の補償を行うことが可能となっている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｄ．  Ｓｐｅｒｔｉ、  Ｐ．  Ｓｅｒｅｎａ  ａｎｄ  Ａ．  Ｂｏｎｏｎｉ、  “Ａ  ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ  ｏｆ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ  ｏｐｔｉｏｎｓ  ｔｏ  ｉｍｐｒｏｖｅ  ＰＤＭ−ＱＰＳＫ  ｒｅｓｉｌｉｅｎｃｅ  ａｇａｉｎｓｔ  ｃｒｏｓｓ−ｃｈａｎｎｅｌ  ｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｉｅｓ、”  ３６ｔｈ  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  （ＥＣＯＣ  ２０１０）、  ｐａｐｅｒ  Ｔｈ．９．Ａ．１、  ２０１０．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
波長分割多重光伝送システムにおいては、光ファイバ伝送路および光増幅器内で生じる非線形光学効果による信号劣化が課題となっている（非特許文献１）。これらの非線形光学効果は伝送される光信号の強度に応じて影響が増大するため、波長分割多重光伝送システムにおいて伝送可能距離を制限する要因となっている。
【０００６】
非線形光学効果の中でも相互位相変調（ＸＰＭ）や四光波混合（ＦＷＭ）等といった複数波長チャネルの相互作用によるものは、受信端におけるデジタル信号処理を用いての補償が困難である。特に、受信端にてコヒーレント検波を行う伝送方式においては、相互位相変調によって光信号の位相が正しい信号の状態から大きくずれてしまい、大幅な伝送ペナルティを生じることが問題となっている。
【０００７】
本発明は、波長チャネル間の相互作用によって生じる非線形光学効果を抑圧し、波長分割多重光伝送システムにおいて伝送可能距離の伸延を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、波長分割多重伝送において、隣接する波長チャネルを分波し、各波長チャネルに異なる遅延を付与し、各波長チャネルを合波する。これにより、波長分割多重伝送において、複数波長チャネルの相互作用による非線形光学効果を抑圧し、長距離伝送を可能にする。
【０００９】
具体的には、本発明の非線形光学効果抑圧器は、複数の波長チャネルの光信号が多重化された波長多重信号光を各波長チャネルの光信号に分岐する分波部と、前記分波部からの各波長チャネルの光信号に、各波長チャネルで異なる遅延量の遅延を付与する個別遅延付与部と、前記個別遅延付与部からの各波長チャネルの光信号を合波する合波部と、を備える。
【００１０】
本発明の非線形光学効果抑圧器は、分波部と、個別遅延付与部と、を備えるため、各波長チャネルで異なる遅延量の遅延を付与することができる。このため、波長チャネル間の相互作用によって生じる非線形光学効果を抑圧し、波長分割多重光伝送システムにおいて伝送可能距離の伸延を可能にすることができる。
【００１１】
本発明の非線形光学効果抑圧器では、前記個別遅延付与部は、隣接する波長チャネルとの間に、前記光信号のシンボル間隔の半分以上の時間幅を有する遅延差が生じるように、各波長チャネルの光信号に遅延を付与することが好ましい。
本発明により、隣接する波長チャネルの同じシンボルから受ける非線形光学効果の影響を抑えることができ、信号品質の改善が可能となる。
【００１２】
本発明の非線形光学効果抑圧器では、前記波長多重信号光を伝搬した光ファイバ伝送路の群遅延特性と逆特性の群遅延特性を有する共通波長分散補償部を、前記分波部の前段にさらに備える。
本発明により、光ファイバ伝送路にて生じる波長分散による信号歪を補償することができるため、非線形光学効果をさらに抑圧することが可能となる。
【００１３】
具体的には、本発明の非線形光学効果抑圧器は、複数の波長チャネルの光信号が多重化された波長多重信号光を各波長チャネルの光信号に分岐する分波部と、前記分波部からの各波長チャネルの光信号を、前記波長多重信号光を伝搬した光ファイバ伝送路における各波長チャネルの群遅延特性と逆特性の群遅延特性を有する媒質に通過させる個別波長分散補償部と、前記個別波長分散補償部からの各波長チャネルの光信号を合波する合波部と、を備える。
【００１４】
本発明の非線形光学効果抑圧器は、分波部と、個別波長分散補償部と、を備えるため、各波長チャネルで異なる遅延量の遅延を付与することができる。このため、波長チャネル間の相互作用によって生じる非線形光学効果を抑圧し、波長分割多重光伝送システムにおいて伝送可能距離の伸延を可能にすることができる。
【００１５】
具体的には、本発明の光中継装置は、複数の波長チャネルの光信号が多重化された波長多重信号光が光ファイバ伝送路から入力され、入力された前記波長多重信号光を増幅する第１光増幅器と、前記第１光増幅器からの波長多重信号光が入力され、前記光ファイバ伝送路で発生した非線形光学効果を抑圧する、本発明に係る非線形光学効果抑圧器と、前記非線形光学効果抑圧器からの波長多重信号光を増幅する第２光増幅器と、を備える。
【００１６】
本発明の光中継装置は、光増幅器を備えるため、光ファイバ伝送路における信号損失を光増幅器で補償することができる。また、本発明の光中継装置は、非線形光学効果抑圧器を備えるため、波長チャネル間の相互作用によって生じる非線形光学効果を抑圧することができる。したがって、本発明の光中継装置は、波長分割多重光伝送システムにおいて伝送可能距離の伸延を可能にすることができる。
【００１７】
具体的には、本発明の非線形光学効果抑圧方法は、複数の波長チャネルの光信号が多重化された波長多重信号光を各波長チャネルの光信号に分波し、各波長チャネルで異なる遅延量の遅延を付与し、当該遅延付与後の各波長チャネルの光信号を合波する個別遅延付与手順を有する。
【００１８】
本発明の非線形光学効果抑圧方法は、個別遅延付与手順を有するため、各波長チャネルで異なる遅延量の遅延を付与することができる。このため、波長チャネル間の相互作用によって生じる非線形光学効果を抑圧し、波長分割多重光伝送システムにおいて伝送可能距離の伸延を可能にすることができる。
【００１９】
本発明の非線形光学効果抑圧方法では、前記個別遅延付与手順において、隣接する波長チャネルとの間に、前記光信号のシンボル間隔の半分以上の時間幅を有する遅延差が生じるように、各波長チャネルの光信号に遅延を付与することが好ましい。
本発明により、隣接する波長チャネルの同じシンボルから受ける非線形光学効果の影響を抑えることができ、信号品質の改善が可能となる。
【００２０】
本発明の非線形光学効果抑圧方法では、前記波長多重信号光を伝搬した光ファイバ伝送路の群遅延特性と逆特性の群遅延特性を有する媒質を、前記波長多重信号光に通過させる共通波長分散補償手順を、前記個別遅延付与手順の前にさらに有してもよい。
本発明により、光ファイバ伝送路にて生じる波長分散による信号歪を補償することができるため、非線形光学効果をさらに抑圧することが可能となる。
【００２１】
具体的には、本発明の非線形光学効果抑圧方法は、複数の波長チャネルの光信号が多重化された波長多重信号光を各波長チャネルの光信号に分波し、各波長チャネルの光信号を、前記波長多重信号光を伝搬した光ファイバ伝送路における各波長チャネルの群遅延特性と逆特性の群遅延特性を有する媒質に通過させ、当該媒質を通過後の各波長チャネルの光信号を合波する個別波長分散補償手順を有する。
【００２２】
本発明の非線形光学効果抑圧方法は、個別波長分散補償手順を有するため、各波長チャネルで異なる遅延量の遅延を付与することができる。このため、波長チャネル間の相互作用によって生じる非線形光学効果を抑圧し、波長分割多重光伝送システムにおいて伝送可能距離の伸延を可能にすることができる。
【００２３】
具体的には、本発明の光中継方法は、複数の波長チャネルの光信号が多重化された波長多重信号光が光ファイバ伝送路から入力され、入力された前記波長多重信号光を増幅する第１光増幅手順と、前記第１光増幅手順で増幅後の波長多重信号光が入力され、本発明に係る非線形光学効果抑圧方法を用いて、前記光ファイバ伝送路で発生した非線形光学効果を抑圧する非線形光学効果抑圧手順と、前記非線形光学効果抑圧手順で非線形光学効果を抑圧した波長多重信号光を増幅する第２光増幅手順と、を有する。
【００２４】
本発明の光中継方法は、光増幅手順を有するため、光ファイバ伝送路における信号損失を補償することができる。また、本発明の光中継方法は、非線形光学効果抑圧手順を有するため、波長チャネル間の相互作用によって生じる非線形光学効果を抑圧することができる。したがって、本発明の光中継方法は、波長分割多重光伝送システムにおいて伝送可能距離の伸延を可能にすることができる。
【００２５】
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、波長チャネル間の相互作用によって生じる非線形光学効果を抑圧し、波長分割多重光伝送システムにおいて伝送可能距離の伸延を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第一の実施形態に係る非線形光学効果抑圧器の構成例を示す。
【図２】個別遅延付与部１１を適用後の各波長チャネルの群遅延特性の一例を示す。
【図３】遅延差Δτと伝送品質との関係の評価結果を示す。
【図４】遅延量の方向と伝送品質の関係の評価結果を示す。
【図５】波長分散の補償比率と伝送品質の関係の一例を示す。
【図６】第四の実施形態に係る非線形光学効果抑圧器の構成例を示す。
【図７】第四の実施形態に係る非線形光学効果抑圧器の群遅延特性の一例を示す。
【図８】第四の実施形態に係る非線形光学効果抑圧器１０２を適用後の各波長チャネルの群遅延特性の一例を示す。
【図９】第四の実施形態で示す非線形光学効果抑圧器１０２のデバイス構成例を示す。
【図１０】第四の実施形態で示す非線形光学効果抑圧機能を用いた波長選択スイッチの構成例を示す。
【図１１】個別遅延付与部１１にて固定量の遅延を付与する構成における、各波長チャネルの群遅延特性の一例を示す。
【図１２】個別遅延付与部１１にて可変量の遅延を付与する構成における、各波長チャネルの群遅延特性の一例を示す。
【図１３】第九の実施形態に係る非線形光学効果抑圧器の構成例を示す。
【図１４】第九の実施形態に係る非線形光学効果抑圧器２０１の群遅延特性の一例を示す。
【図１５】第九の実施形態に係る非線形光学効果抑圧器２０１を適用後の各波長チャネルの群遅延特性の一例を示す。
【図１６】第九の実施形態で示す非線形光学効果抑圧器２０１を実現するデバイスの構成例を示す。
【図１７】第一〇の実施形態で示す反射型液晶素子の位相変調量の一例を示す。
【図１８】第一〇の実施形態に係る非線形光学効果抑圧器２０１を適用後の各波長チャネルの群遅延特性の一例を示す。
【図１９】第一一の実施形態に係る波長選択スイッチの構成例を示す。
【図２０】第一二の実施形態に係る波長分割多重光伝送システムの構成例を示す。
【図２１】第一四の実施形態に係る波長分割多重光伝送システムの構成例を示す。
【図２２】第一六の実施形態に係る波長分割多重光伝送システムの構成例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２９】
（第一の実施形態）
本実施形態に係る非線形光学効果抑圧方法は、個別遅延付与手順を有する。本実施形態に係る非線形光学効果抑圧器の構成を図１に示す。本実施形態に係る非線形光学効果抑圧器１０１は、分波部１２、個別遅延付与部１１、合波部１３によって構成される。
【００３０】
個別遅延付与手順では、非線形光学効果抑圧器１０１が以下のように動作する。
分波部１２に、複数の波長チャネルの光信号が多重化された波長多重信号光が入力される。分波部１２は、入力された波長多重信号光を各波長チャネルの光信号に分岐する。光信号の分岐数は、波長分割多重にて多重された波長チャネル数Ｎと等しくする。個別遅延付与部１１１〜１１Ｎは、分波部１２からの各波長チャネルの光信号に、各波長チャネルで異なる遅延量の遅延を付与する。例えば、個別遅延付与部１１１〜１１Ｎの遅延量は、それぞれ異なる。合波部１３は、個別遅延付与部１１からの各波長チャネルの光信号を合波する。これにより、遅延が付与された波長チャネルを合波し、再び元の波長分割多重信号を出力する。
【００３１】
図２に、個別遅延付与部１１の遅延付与後の各波長チャネルの群遅延特性の一例を示す。波長チャネルＣＨ１の群遅延と波長チャネルＣＨ２の群遅延との間には、Δτの遅延差がある。このように、個別遅延付与部１１は、隣接する波長チャネルとの間にΔτの遅延差がつくように遅延を付与する。
【００３２】
以上説明したように、非線形光学効果抑圧器１０１は、各波長チャネルで異なる遅延量の遅延を付与する。これにより、非線形光学効果を抑圧することができる。
【００３３】
（第二の実施形態）
第一の実施形態で示す個別遅延付与手順において、個別遅延付与部１１は、波長チャネル毎に分岐した光信号に対し、隣接する波長チャネルとの間にΔτの遅延差がつくように遅延を付与する。遅延差Δτは、光信号のシンボル間隔Ｔｓの半分以上の時間幅を有する遅延差が生じるように、Δτ≧Ｔｓ／２（Ｔｓは光信号のシンボル間隔）とする。
【００３４】
１１２Ｇｂ／ｓの偏波多重四値位相変調（ＤＰ−ＱＰＳＫ）信号を分散シフトファイバでＬ帯伝送させた場合において、隣接する波長チャネルの間に付与する遅延差Δτと伝送品質との関係を実験により評価した結果を図３に示す。図３の結果より、波長チャネル間に付与する遅延差Δτは、光信号のシンボル間隔Ｔｓ＝３５．７ｐｓの半分である１７．９ｐｓ以上とすることで信号品質の改善が図られることが分かる。したがって、隣接する波長チャネルの間に付与する遅延差Δτは、Δτ≧Ｔｓ／２（Ｔｓは光信号のシンボル間隔）とする。Δτ≧Ｔｓ／２である場合、隣接する波長チャネルの同じシンボルから受ける非線形光学効果の影響を抑えることができ、信号品質の改善が可能となる。
【００３５】
光学デバイスを用いて第一の実施形態で示す非線形光学効果抑圧器１０１を構成する場合において、隣接する波長チャネル間に遅延差Δτは、Δτ≧Ｔｓ／２（Ｔｓは光信号のシンボル間隔）の範囲において、実現するデバイスの設計に拠るものとする。
【００３６】
（第三の実施形態）
第一の実施形態で示す非線形光学効果抑圧器１０１の個別遅延付与部１１において波長チャネル間に付与する遅延差Δτの方向は、光ファイバ伝送路１００で生じた群遅延と同じ方向でも逆方向でも構わない。１２８Ｇｂ／ｓの偏波多重四値位相変調信号において、波長チャネル間に付与する遅延量の方向と伝送品質の関係を計算機シミュレーションで評価した結果を図４に示す。
【００３７】
図４の各プロットに関しては、黒丸は群遅延と同じ方向に遅延差を付与した場合、白丸は群遅延と逆方向に遅延差を付与した場合の評価結果である。図４の結果より、光信号のシンボル間隔Ｔｓ＝３１．３ｐｓの半分である１５．６ｐｓでは、遅延差を付与する方向による伝送品質の差は生じない。したがって、波長チャネル間に付与する波長チャネル間の遅延差ΔτをΔτ≧Ｔｓ／２（Ｔｓは光信号のシンボル間隔）とする場合、遅延差を付与する方向による伝送品質の差は生じない。波長チャネル間の遅延差Δτを光ファイバ伝送路１００で生じた群遅延と逆方向に付与する場合、波長分割多重光伝送システム全体の伝送遅延を抑えることが可能である。
【００３８】
（第四の実施形態）
光ファイバ伝送路において生じた各波長チャネルの波長分散は、第二の実施形態で示す非線形光学効果抑圧器において補償することが望ましい。この場合、共通波長分散補償手順を、第二の実施形態で示す個別遅延付与手順の前にさらに有する。共通波長分散補償手順では、光ファイバ伝送路１００の群遅延特性と逆特性の群遅延特性を有する媒質を、波長多重信号光に通過させる。
【００３９】
中継系にて光ファイバ伝送路で生じる波長分散を補償する場合において、波長分散の補償比率と伝送品質の関係を図５に示す。図５の通り、光ファイバ伝送路にて生じる波長分散の蓄積を完全に補償し、波長分散による信号歪を補償することで、光信号のピークパワーを抑圧し、非線形光学効果をさらに抑圧することが可能となる。
【００４０】
波長分散補償機能を備えた構成による非線形光学効果抑圧器の概要を図６に示す。図６で示す非線形光学効果抑圧器１０２は共通波長分散補償部１４、分波部１２、個別遅延付与部１１、合波部１３によって構成される。共通波長分散補償部１４は光ファイバ伝送路１００の群遅延特性と逆特性の群遅延特性を有する。これにより、共通波長分散補償部１４において光ファイバ伝送路１００にて生じる波長分散の蓄積を完全に補償する。
【００４１】
分波部１２、個別遅延付与部１１及び合波部１３の機能及び動作は、第一の実施形態及び第二の実施形態において述べたとおりである。すなわち、分波部１２では波長多重信号光を各波長チャネルの光信号に分岐させる。光信号の分岐数は、波長分割多重にて多重された波長チャネル数Ｎと等しくする。個別遅延付与部１１においては、分岐した波長チャネル間に遅延差を付与し、合波部１３では、遅延が付与された波長チャネルを合波し、再び元の波長多重信号光を出力する。
【００４２】
図７に、本実施形態に係る非線形光学効果抑圧器１０２の群遅延特性の一例を示す。共通波長分散補償部１４を備えるため、非線形光学効果抑圧器１０２の群遅延特性は、光ファイバ伝送路１００にて生じる群遅延とは逆の群遅延特性を有する。図８に、本実施形態に係る非線形光学効果抑圧器１０２を適用後の各波長チャネルの群遅延特性の一例を示す。共通波長分散補償部１４を備えるため、各チャネル内における波長分散も完全に補償することができる。これにより、非線形光学効果をさらに抑圧することが可能となる。
【００４３】
（第五の実施形態）
第四の実施形態で示す非線形光学効果抑圧器１０２のデバイス構成例を図９に示す。図９では、共通波長分散補償部１４として導波路型分散補償器を用い、分波部１２及び合波部１３として回折格子を用いる。光信号が光ファイバ伝送路で受けた波長分散を導波路型分散補償器１４において補償した後、分波部１２としての回折格子でＮ本の波長チャネル毎に分岐する。分岐した波長チャネルに対して、各々が通過する導波路の光路長に応じて波長チャネル間にΔτの遅延差を与える。Δτは、Δτ≧Ｔｓ／２（Ｔｓは光信号のシンボル間隔）とする。遅延差Δτを与えた波長チャネルを再び合波部１３としての回折格子で合波し、出力ポートに波長多重信号光を出力する。
【００４４】
共通波長分散補償部１４及び個別遅延付与部１１をプレーナ光波回路にて構成することで、１枚の光波回路の基板に非線形光学効果抑圧器１０２の機能部を集積することが可能となる。共通波長分散補償部１４は、図９にて示す導波路型分散補償器の構成の他、導波路の屈折率特性を調整することによる分散補償器の構成もありうる。
【００４５】
（第六の実施形態）
第四の実施形態で示す非線形光学効果抑圧器１０２を用いた波長選択スイッチの構成を図１０に示す。当該波長選択スイッチは、共通波長分散補償部１４、分波部１２、１×Ｎスイッチ１５、個別遅延付与部１１、合波部１３によって構成される。ただし、Ｎは波長多重信号光の波長チャネル数とする。Ｍ、Ｌ、Ｋは各々の出力ポートに多重される波長チャネル数とする。
【００４６】
波長選択スイッチに入力された光信号が光ファイバ伝送路１００から受けた波長分散を共通波長分散補償部１４にて補償し、分波部１２にて波長多重信号光を各波長チャネルの光信号に分岐する。分岐した各々の波長チャネルに対して、１×Ｎスイッチ１５によって各波長チャネルの出力ポートを選択した後、個別遅延付与部１１にて同一のポートに出力される複数の波長チャネルの間に遅延差を付与する。合波部１３は、遅延差を与えた光信号を、同一のポートに出力される複数の波長チャネルの光信号同士で合波し、各出力ポートに波長多重信号光を出力する。
【００４７】
（第七の実施形態）
第六の実施形態において、個別遅延付与部１１において各波長チャネルに付与する遅延差が固定値である場合、各波長チャネルに付与する遅延差Δτは波長分割多重グリッドの隣接チャネルとの間に対して遅延差Δτを付与するものとし、Δτ≧Ｔｓ／２（Ｔｓは光信号のシンボル間隔）とする。個別遅延付与部１１にて固定量の遅延を付与する構成において、各波長チャネルの群遅延特性を図１１に示す。
【００４８】
（第八の実施形態）
第六の実施形態において、個別遅延付与部１１において各波長チャネルに付与する遅延差を可変に制御可能である場合、同一出力ポートへ出力される波長チャネルの間に対して遅延差Δτを付与するものとし、Δτ≧Ｔｓ／２（Ｔｓは光信号のシンボル間隔）とする。各波長チャネルに付与する遅延量は１×Ｎスイッチ１５の出力ポートを切り替えるたびに再設定される。波長分割多重グリッド上の隣接チャネルが同一出力ポートへ出力されない場合、次に近い波長チャネルとの間に対して遅延差Δτを付与する。
【００４９】
個別遅延付与部１１にて可変量の遅延を付与する構成において、出力ポート数が２の場合における各波長チャネルの群遅延特性を図１２に示す。図１２（ａ）は出力ポート１における群遅延特性を示し、図１２（ｂ）は出力ポート２における群遅延特性を示す。出力ポート１からは波長チャネルＣＨ１及びＣＨ３の光信号を出力し、出力ポート２からは波長チャネルＣＨ２及びＣＨ４の光信号を出力する。この場合、波長チャネルＣＨ１及びＣＨ３は遅延差Δτを有し、波長チャネルＣＨ２及びＣＨ４は遅延差Δτを有する。図１２の構成を採用することで、第七の実施形態で示した構成と比較し、各波長チャネルに付与する遅延量の絶対値を低く抑えることが可能となる。
【００５０】
（第九の実施形態）
本実施形態に係る非線形光学効果抑圧方法は、個別波長分散補償手順を有する。本実施形態に係る非線形光学効果抑圧器の構成を図１３に示す。本実施形態に係る非線形光学効果抑圧器２０１は、分波部２２、個別波長分散補償部２１、合波部２３によって構成される。
【００５１】
個別波長分散補償手順では、非線形光学効果抑圧器２０１が以下のように動作する。本実施形態に係る非線形光学効果抑圧器２０１は、波長チャネルごとに波長分散補償を行う。本実施形態に係る非線形光学効果抑圧器２０１は、分波部２２、個別波長分散補償部２１、合波部２３によって構成される。
【００５２】
分波部２２は、波長多重信号光を各波長チャネルの光信号に分岐する。個別波長分散補償部２１は、分波された波長チャネル毎に備えられた個別波長分散補償部２１１〜２１Ｎを備える。個別波長分散補償部２１１〜２１Ｎは、分波部２２からの各波長チャネルの光信号を、各波長チャネルの群遅延特性とは逆の特性となるような波長分散特性を有する媒質に通過させる。これにより、個別波長分散補償部２１は、分岐した各波長チャネルに対して、個別波長分散補償部２１にて光信号が光ファイバ伝送路１００中で受けた波長分散を補償する。合波部２３は、波長分散を補償された波長チャネルを合波し、再び元の波長多重信号光を出力する。
【００５３】
図１４に、本実施形態に係る非線形光学効果抑圧器２０１の群遅延特性の一例を示す。
図１５に、本実施形態に係る非線形光学効果抑圧器２０１を適用後の各波長チャネルの群遅延特性の一例を示す。当該本実施形態の構成においては、光ファイバ伝送路１００中で各波長チャネルに生じた群遅延差が波長分散の補償を行った後も保存される。このため、光ファイバ伝送路１００中で生じた群遅延差が十分大きければ、個別遅延付与部１１を備えなくても同様の群遅延特性を得ることが可能である。
【００５４】
（第一〇の実施形態）
第九の実施形態で示す非線形光学効果抑圧器２０１を実現するデバイスの構成例を図１６に示す。本実施形態に係る非線形光学効果抑圧器２０１は、サーキュレータ３１と、回折格子３２と、コリメータ３３と、反射型液晶素子３４と、を備える。回折格子３２は合波部２２及び分波部２３として機能し、反射型液晶素子３４が個別波長分散補償部２１として機能する。
【００５５】
サーキュレータ３１は、入力ポートから入力された波長多重信号光を回折格子３２に入射させる。回折格子３２は、波長多重信号光を各波長チャネルの光信号に分岐する。コリメータ３３は、空間にて分岐された波長チャネルの光信号を平行光にして反射型液晶素子３４に入射させる。反射型液晶素子３４は、各波長チャネルに位相変調を与えることによって、光ファイバ伝送路中で付加された波長分散の補償を行う。回折格子３２は、反射型液晶素子３４にて反射された波長チャネルの光信号を再び合波し、波長多重信号光として出力する。
【００５６】
図１７に、反射型液晶素子３４の位相変調量の一例を示す。図１７では、波長チャネルＣＨ１、波長チャネルＣＨ２、波長チャネルＣＨ３となるに従って、波長方向の位相変調量の変化が急峻となっている。反射型液晶素子３４で与えられる位相変調量の波長方向の変化量は二次関数で表されるため、その比例定数を変えることで補償する分散量を変化させることができる。
【００５７】
図１８に、非線形光学効果抑圧器２０１を適用後の各波長チャネルの群遅延特性の一例を示す。位相変調による波長分散補償では各波長チャネルに対して独立に波長分散補償を行うことが可能であるため、波長チャネル間の群遅延差を保存することができる。このため、各波長チャネルで異なる遅延量の遅延を付与し、非線形光学効果を抑圧することができる。
【００５８】
（第一一の実施形態）
図１９に、本実施形態に係る波長選択スイッチの構成例を示す。本実施形態に係る波長選択スイッチ２０２は、第九の実施形態で示す非線形光学効果抑圧器２０１を用いる。波長選択スイッチ２０２は、分波部２２、個別波長分散補償部２１、１×Ｎスイッチ２５、合波部２３によって構成される。ただし、Ｎは波長多重信号光の波長チャネル数とする。分波部２２は、波長多重信号光を各波長チャネルの光信号に分岐する。個別波長分散補償部２１は、分岐した各波長チャネルに対して、光信号が光ファイバ伝送路１００中で受けた波長分散を補償する。１×Ｎスイッチ２５は、各波長チャネルの出力ポートを選択する。合波部２３は、同一のポートに出力される波長チャネルを合波し、各出力ポートに波長多重信号光を出力する。
【００５９】
（第一二の実施形態）
本実施形態に係る波長分割多重光伝送システムの構成を図２０に示す。本実施形態に係る波長分割多重光伝送システムは、送信ノード１１０から受信ノード１２０に波長多重信号光を送信する際に、光中継装置である中継ノード１３０において波長チャネル間の非線形光学効果の抑圧を行う。中継ノード１３０は、局舎間などの中長距離伝送路に挿入されるノードである。
【００６０】
中継ノード１３０は、本実施形態に係る光中継方法を用いて波長多重信号光を中継する。例えば、中継ノード１３０は、第１光増幅器１３２と、本発明に係る非線形光学効果抑圧器１３１と、第２光増幅器１３３と、を備える。図２０に示す光中継方法は、第１光増幅手順と、非線形光学効果抑圧手順と、第２光増幅手順と、を順に有する。非線形光学効果抑圧手順において、第四の実施形態ないし第九の実施形態で示す非線形光学効果抑圧器を用いることで、非線形光学効果を抑圧する。
【００６１】
第１光増幅手順では、第１光増幅器１３２は、複数の波長チャネルの光信号が多重化された波長多重信号光が光ファイバ伝送路１００から入力され、入力された波長多重信号光を増幅する。これにより、第１光増幅器１３２は、光ファイバ伝送路１００で累積した信号損失を第１光増幅器１３２で補償する。
【００６２】
非線形光学効果抑圧手順では、非線形光学効果抑圧器１３１は、非線形光学効果抑圧器にて波長チャネル間の相互作用によって生じる非線形光学効果の抑圧を行う。非線形光学効果抑圧器１３１は第四の実施形態ないし第九の実施形態の構成を取り、光ファイバ伝送路１００で累積した波長分散の補償を行う。その後、第四の実施形態を用いた構成においては、各波長チャネル間に遅延差Δτを付与する。延差Δτは、Δτ≧Ｔｓ／２（Ｔｓは光信号のシンボル間隔）とする。
【００６３】
第２光増幅手順では、第２光増幅器１３３は、非線形光学効果抑圧器１３１からの波長多重信号光を増幅する。
なお、本実施形態では、第１光増幅手順と、非線形光学効果抑圧手順と、第２光増幅手順と、を順に行ったが、これに限られない。例えば、第１光増幅手順と、非線形光学効果抑圧手順とを順に行ってもよいし、非線形光学効果抑圧手順と、第２光増幅手順とを順に行ってもよい。
【００６４】
（第一三の実施形態）
第一二の実施形態において、隣接する波長チャネルで異なるシンボルレートの光信号が多重されている場合は、非線形光学効果抑圧手順において、非線形光学効果抑圧器１３１は、最もシンボル間隔が広い信号フォーマットの半シンボル分の遅延を付与する。例えば、１０Ｇｂ／ｓ、４０Ｇｂ／ｓ、１００Ｇｂ／ｓの信号ビットレートが混在する波長分割多重光伝送システムにおいて、波長チャネル間に付与する遅延差Δτは、１０Ｇｂ／ｓの光信号におけるシンボル間隔の半分である５０ｐｓとなる。
【００６５】
（第一四の実施形態）
図２１に、本実施形態に係る波長分割多重光伝送システムの構成例を示す。本実施形態に係る波長分割多重光伝送システムは、第六の実施形態ないし第一一の実施形態で示す波長選択スイッチ１０３又は２０２を用い、光アドドロップマルチプレクサにおいて波長チャネル間の非線形光学効果抑圧を行う。光ノード１４０においては、光ファイバ伝送路１００で累積した信号損失を光増幅器１４１で補償し、光アドドロップマルチプレクサにおける波長パスの挿入・通過・分岐を行う波長選択スイッチ１４３に第六の実施形態ないし第一一の実施形態の波長選択スイッチ１０３又は２０２を用い、各光ノード１４０において、光ファイバ伝送路１００を伝送中に波長パスに付加された波長分散の補償を行う。その後、第六の実施形態を用いた構成においては、当該光ノード１４０を通過する波長パスに対して、波長チャネル間に遅延差Δτを付与する。遅延差Δτは、Δτ≧Ｔｓ／２（Ｔｓは光信号のシンボル間隔）とする。
【００６６】
（第一五の実施形態）
第一四の実施形態において、隣接する波長チャネルで異なるシンボルレートの光信号が多重されている場合は、最もシンボル間隔が広い信号フォーマットの半シンボル分の遅延を付与する。例えば、１０Ｇｂ／ｓ、４０Ｇｂ／ｓ、１００Ｇｂ／ｓの信号ビットレートが混在する波長分割多重光伝送システムにおいて、波長チャネル間に付与する遅延差Δτは、１０Ｇｂ／ｓの光信号におけるシンボル間隔の半分である５０ｐｓとなる。
【００６７】
（第一六の実施形態）
図２２に、本実施形態に係る波長分割多重光伝送システムの構成例を示す。本実施形態に係る波長分割多重光伝送システムは、第六の実施形態ないし第一一の実施形態で示す波長選択スイッチ１０３又は２０２を用い、光クロスコネクトにおいて波長チャネル間の非線形光学効果抑圧を行う。光ノード１５０においては、光ファイバ伝送路１００で累積した信号損失を光増幅器１５５〜１５８で補償し、光クロスコネクトにおける波長パスの経路切替を行う波長選択スイッチ１５１〜１５４に第六の実施形態ないし第一一の実施形態の波長選択スイッチ１０３又は２０２を用い、各光ノード１５０において、光ファイバ伝送路１００を伝送中に波長パスに付加された波長分散の補償を行う。その後、第六の実施形態を用いた構成においては、当該光ノード１５０を通過する波長パスに対して、波長チャネル間に遅延差Δτを付与する。遅延差Δτは、Δτ≧Ｔｓ／２（Ｔｓは光信号のシンボル間隔）とする。
【００６８】
（第一七の実施形態）
第一六の実施形態において、隣接する波長チャネルで異なるシンボルレートの光信号が多重されている場合は、最もシンボル間隔が広い信号フォーマットの半シンボル分の遅延を付与する。例えば、１０Ｇｂ／ｓ、４０Ｇｂ／ｓ、１００Ｇｂ／ｓの信号ビットレートが混在する波長分割多重光伝送システムにおいて、波長チャネル間に付与する遅延差Δτは、１０Ｇｂ／ｓの光信号におけるシンボル間隔の半分である５０ｐｓとなる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１１、１１１、１１２、１１３、１１Ｎ−１、１１Ｎ：個別遅延付与部
１２、２２：分波部
１３、１３１、１３２、１３Ｎ、２３：合波部
１４：共通波長分散補償部
１５、１５１、１５２、１５Ｎ、２５、２５１、２５２、２５Ｎ：１×Ｎスイッチ
２１、２１１、２１２、２１３、２１Ｎ−１、２１Ｎ：個別波長分散補償部
３１：サーキュレータ
３２：回折格子
３３：コリメータ
３４：反射型液晶素子
１００：光ファイバ伝送路
１０１、１０２、１２１、１３１、２０１：非線形光学効果抑圧器
１０３、１４３、１５１、１５２、１５３、１５４、２０２：波長選択スイッチ
１１０：送信ノード
１１１：送信器
１１２：合波器
１１３、１２２、１４１、１４４、１５５、１５６、１５７、１５８：光増幅器
１２０：受信ノード
１２３：分波器
１２４：受信器
１３０：中継ノード
１３２：第１光増幅器
１３３：第２光増幅器
１４０、１５０：光ノード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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