JP4741118B2

JP4741118B2 - Optical transmission system, wavelength division multiplexer, and dispersion compensation method for wavelength division multiplexing transmission system

Info

Publication number: JP4741118B2
Application number: JP2001249128A
Authority: JP
Inventors: 哲也宇田; 重弘 ▲高▼嶋; 慶将草野; 仁浅水; 博文中野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-08-20
Filing date: 2001-08-20
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2021-08-20
Also published as: JP2003060574A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光伝送システムに関し、特に、波長多重用の光伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の光伝送システムは、大容量化や長スパン化を目指し開発が行われている。大容量化のためには、ビットレートの増大や波長の異なる複数の光信号を一本の光ファイバを用いて伝送する波長多重(WDM; Wavelength Division Multiplexing)方法が検討されている。長スパン化は、ファイバの伝搬損失を補償するための光アンプを導入することによって実現可能である。この場合、光アンプは、送信パワ高出力化のためのポストアンプとして、受信パワ高感度化のためのプリアンプとして、あるいは中継器のためのインラインアンプとして用いられる。光アンプとしては、広い波長範囲の光を一括して増幅することができる特性を持つものが開発されている。このような波長範囲の広い光アンプを、WDM方法と組み合わせることにより、簡素な構成で、低コスト、大容量、かつ、長距離伝送が実現可能である。
【０００３】
しかしながら、光アンプを導入してファイバへの光入力レベルが高くなると、光ファイバの有する非線型効果が光パルスに与える影響を無視できなくなる。その一つとして、信号光パルスの立ち上がり時、および立ち下がり時に、非線形光学効果の一つの光カー効果によって、位相に変調が生じる、すなわち波長（周波数）がシフトする自己位相変調(SPM; self phase modulation)が生じることが知られている。自己位相変調(SPM)による波長シフトは、信号光パルスの立ち上がり部分においては短波長側にシフト(ブルーシフト）し、信号パルスの立ち下がり部分においては長波長側にシフト(レッドシフト)する。このため、たとえ伝送前の光パルスの波長幅が狭くても、伝送中の自己位相変調(SPM)により波長幅が広がってしまう。
【０００４】
自己位相変調(SPM)による光パルスの波長幅の広がりは、光ファイバの波長分散(CD; chromatic dispersion)性と結びつき、伝送後の大きな波形変化を引き起こす。すなわち、波長幅の広がった光パルスが、正常分散ファイバ(分散値が負)を伝送するとパルス幅は増大し、異常分散ファイバ(分散値が正)を伝送するとパルス幅は圧縮され、波形が変化する。
【０００５】
また、波長多重(WDM)伝送時には、相互位相変調(XPM; cross phase modulation)により、ある波長を持つ光信号と波長の異なる他の光信号との間に相互干渉が生じ、信号光パルスに波長（周波数）シフトが生じることが知られている。相互位相変調(XPM)による波長（周波数）シフトは、重なる光パルスのビット位相や偏波方向に依存するため、パルス内部でランダムに発生し、波長分散(CD)と結びつくことにより波形劣化や到着時間のずれ(タイミングジッタ)を生じる。
【０００６】
従来、ファイバ伝送後の光パルスの波形歪みを低減するために、特開平7-74699号公報では、光アンプを用いた中継伝送における自己位相変調効果(SPM)の影響を考慮した分散補償方法が開示されている。この方法は、自己位相変調(SPM)などの非線型効果が発生した地点以降の分散値をゼロにすることにより、非線型効果による波形劣化やタイミングジッタを低減する方法である。また、特開平9-23187号公報には、波長多重伝送時に、光ファイバ伝送路の１次分散と２次分散とを広い波長帯域にわたって補償する光伝送システムを開示している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
送信器で発生される光パルスには、一般的に周波数チャープが含まれている。
周波数チャープはαパラメータで定義されるチャープ係数で表現され、αパラメータが正の周波数チャープを持つ光パルスは、正常分散ファイバ伝送時にパルス幅が圧縮され、異常分散ファイバ伝送時にパルス幅が増大する。チャープ係数は、送信器の種類によって異なり、例えば、代表的な送信器として、電界吸収型半導体変調器を用いたある種類の送信器は、出射する光パルスの周波数チャープ量αは0.9程度であるのに対し、マッハツェンダ型ニオブ酸リチウム変調器を用いた別の種類の送信器は、出射する光パルス周波数チャープ量αが-0.2程度である。よって、正常分散ファイバを伝送路として用いた場合、電界吸収型半導体変調器を用いた送信器からの光パルスはパルス幅が圧縮され、マッハツェンダ型ニオブ酸リチウム変調器を用いた送信器からの光パルスはパルス幅が増大する。
【０００８】
また、近年のインターネットなどの普及に伴う通信トラヒックの増大に従い、波長多重(WDM)装置に収容する光送信器も多様化してきており、将来的には、IPルータやトランスポンダ、クロスコネクトなど、異種光インタフェースを持つ様々な光送信器を収容することが必須となる。この際、光送信器が異なれば変調方法が異なるため、光パルスに含まれる周波数チャープも異なる。
【０００９】
しかしながら、上述の特開平7-74699号公報や特開平9-23187号公報等の従来の光伝送システムは、光送信器からの光パルスには波長ごとに同一の周波数チャープが含まれ、周波数チャープによる波形歪みは波長ごとに同等であることを前提として分散補償を行っており、光送信器からの光パルスに含まれる周波数チャープが、波長多重(WDM)の波長毎に異なる場合については考慮していない。このような従来の光伝送システムに、波長ごとに異なる周波数チャープ特性を持つ光送信器を収容した場合には、単純に接続しただけでは伝送不可能となるおそれがある。その場合には、伝送路全体の分散補償を見直し、交換しなければならず、運用しているトラヒック全体に影響を及ぼす可能性が有る。
【００１０】
本発明の目的は、波長多重(WDM)用の光伝送システムであって、送信波長ごとに周波数チャープや光送信パワなどが異なる送信器を収容可能な光伝送システムを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、以下のような光伝送システムが提供される。
【００１２】
すなわち、波長の異なる光パルスをそれぞれ出射するための複数の光送信器と、前記光送信器からそれぞれ出射された光パルスを多重化する波長多重部と、該波長多重部により多重化された光パルスを伝送する伝送部と、該伝送部により伝送された光パルスを波長ごとに分離する波長分離部と、該波長分離部により分離された光パルスを波長ごとに受光する複数の光受信器と、前記複数の光送信器のうちの少なくとも一つと前記波長多重部との間に配置される、前記複数の光送信器からそれぞれ出射された前記光パルスの周波数チャープ量の偏差及び光強度の偏差を補償するための周波数チャープ補償部と、を有し、前記複数の光送信器は、異なる周波数チャープ特性を有し、前記周波数チャープ補償部は、前記伝送部を伝送した後の前記光パルスの波形劣化量が所定の値以下となる位相変調量及び波長分散値の範囲からなる領域が、前記複数の光送信器間で最も大きく重なり合う周波数チャープ補償量を、前記複数の光送信器ごとに定めることを特徴とする光伝送システムである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について説明する。
【００１４】
本実施の形態の光伝送システムの構成を図２を用いて説明する。図２の光伝送システムは、ｎ個の光送信器６_１〜６_ｎと、波長多重部８と、光ファイバ１０と、光分離部１３と、光受信器１４_１〜１４_ｎとを含む。光送信器６_１〜６_ｎからは、それぞれ予め定められた波長の信号光パルスが出射される。波長多重部８は、光送信器６_１〜６_ｎから出射されたｎ種類の波長の信号光パルスを波長多重化する。多重化された信号は、光ファイバ１０によって伝送され、波長分離部１３で再び波長ごとに分離され、受光部１４_１〜１４_ｎによって受光される。
【００１５】
本実施の形態では、光送信器６_１〜６_ｎとしては、電界吸収型半導体変調器を用いた送信器や、マッハツェンダ型ニオブ酸リチウム変調器を用いた送信器等、複数の種類の送信器によって構成されている。よって、光送信器６_１〜６_ｎが出射する光パルスの周波数チャープ量は、送信器ごとに異なっている。
【００１６】
各光送信器６_１〜６_ｎと波長多重部８との間には、それぞれ、偏差補償器７_１〜７_ｎが配置されている。偏差補償器７_１〜７_ｎは、光送信器６_１〜６_ｎから出射されたｎ種類の波長の光パルスについての周波数チャープの偏差および光強度の偏差を補償するための周波数チャープ補償器１６と、光強度を調節するための光強度調整器１７とを含む。周波数チャープ補償器１６としては、所望の長さに設定しておくことにより所望の周波数チャープの補償量を得ることのできる分散補償ファイバや、ファイバーブラッググレーティング(FBG)のようにグレーティングを用いた装置等を使用することができる。光強度調整器１７としては、例えば減衰量可変光アッテネータを用いることができる。
【００１７】
また、光ファイバ１０の伝送時に、光ファイバ１０の波長分散や自己位相変調効果(SPM)等による光パルスの劣化を補償するために、光ファイバ１０と波長多重部８との間には分散補償器１５ａとポストアンプ９が配置され、光ファイバ１０の途中には分散補償器１５ｂとインラインアンプ１１が配置され、光ファイバ１０と波長分離部１３との間には、分散補償器１５ｃとプリアンプ１２が配置されている。ポストアンプ９、インラインアンプ１１，プリアンプ１２としては、損失（利得）の波長依存性が無視できる帯域等価型光アンプを用いることができる。例えば、ポストアンプ９としては図３のようにエルビウム添加ファイバ２０と後方励起用光源２２とを含むものを用いる。また、インラインアンプ１１およびプリアンプ１２としては、図４に示したようにエルビウム添加ファイバ２０と前方励起用光源２１と後方励起用光源２２とを分散補償器１５ｂ、１５ｃの前後に配置した構成のものを用いることができる。
【００１８】
つぎに、偏差補償器７_１〜７_ｎの周波数チャープ補償器１６の周波数チャープ補償量の決定方法について説明する。本実施の形態では、図９に示したシミュレーションを行って図５のようなグラフを作成し、偏差補償器７_１〜７_ｎの周波数チャープ補償器１６の周波数チャープの補償量を定めている。
【００１９】
図９のシミュレーション方法では、図２の光伝送システムを簡略化した図１０の系を想定してシミュレーションを行う。図１０の系は、光送信器６_１〜６_ｎのうちのｉ番目の光送信器６_ｉから出射された光パルスが、周波数チャープ補償器１６で周波数チャープ補償を受けた後、光ファイバ１０を伝送する際に位相変調及び波長分散を受け、ｉ番目の受信器１４_ｉで受信される系である。この図１０の系において、伝送された波形の形状を計算により求める。実際の光ファイバ１０では、位相変調および波長分散は同時に作用し、光ファイバの種類等に応じて複雑にシミュレーションする必要があるが、この系においては光ファイバ１０で位相変調と波長分散とが別々に光パルスに作用することとして取り扱うことにより、位相変調量と分散値と波形劣化量との関係をより一般的な図５のようなグラフに描くことができる。このように、位相変調と波長分散とが別々に作用するものとして、図５のグラフのように一般的に記述することにより、光ファイバの種類や損失係数等種々のパラメータの影響を位相変調と波長分散という２つのパラメータに変換することにより、図５のグラフで取り扱うことが可能になる。なお、伝送された波形の形状を計算する方法としては、一般的によく知られた種々の方法を用いることができるが、ここではＳＳＦＭ（スプリットステップフーリエメソッド）という微分方程式を解く方法を用いる。このＳＳＦＭは良く知られた方法であるので、解法についての詳しい説明は省略する。
【００２０】
まず、図９のシミュレーション方法の概略を説明する。このシミュレーション方法では、図１０の系において、周波数チャープ補償器１６の周波数チャープ補償量をある値に設定した場合に、光送信器６_ｉから出射された光パルスが光ファイバ１０で伝送された後の波形劣化量を求め、波形劣化量が予め定めた範囲、ここでは１ｄＢ以下かどうかを調べる。このシミュレーションを、光ファイバ１０の波長分散値および光ファイバ１０の非線形光学効果による位相変調量をそれぞれ予め定めた範囲内で変化させながら繰り返し、図５のようなグラフを描く。これをすべての光送信器６_１〜６_ｎについて行う。図５では、２つの光送信器６_１、６_２についてのみ示している。図５において、劣化量１ｄＢ以下となる領域が光送信器６_１〜６_ｎのすべてについて重なり合っていれば、その重なり合っている領域の分散値および位相変調量を有する光ファイバ１０を用いることにより、光送信器６_１〜６_ｎのそれぞれから出射された周波数チャープ量の異なる光パルスがほぼ同じ伝送特性（すなわち波形劣化量１ｄＢ以下）で伝送される。また、この劣化量１ｄＢ以下となる領域が光送信器６_１〜６_ｎ間で重なり合う部分５の面積が大きければ、光ファイバ１０の分散値の揺らぎなどに対するマージンが大きい。よって、本実施形態では、上記シミュレーションにおいて、劣化量１ｄＢ以下となる領域が光送信器６_１〜６_ｎ間で重なり合う部分５の面積が最大となるように、各偏差補償器７_１〜７_ｎの周波数チャープ補償量を求め、これを偏差補償器７_１〜７_ｎの補償量とする。
【００２１】
具体的に、図９のシミュレーション方法について説明する。まず、ｉ番目（初期値ｉ＝１）の光送信器６_ｉの出力パワー，波形の形(消光比など)，周波数チャープ量αを設定する（ステップ９１）。出力パワーは、光送信器６_ｉが出射可能な範囲内で予め定めた値とし、波形の形（消光比など）および周波数チャープ量αは、光送信器６_ｉの特性値とする。つぎに、周波数チャープ補償器１６のチャープ補償量を予め定めた初期値に設定し、ステップ９１で定めた波形が周波数チャープ補償器１６を透過した後の波形を計算する。つぎに、伝送路（光ファイバ１０）の非線型効果による位相変調量Φを初期値0.1(radian)に設定し、波長分散量を初期値-1500ps/nmに設定する（ステップ９３，９４）。ステップ９１で、周波数チャープ補償器１６を通過した波形が、ステップ９３，９４の位相変調と波長分散の影響を受けて歪んだ受信波形を上記ＳＳＦＭにより計算し、受信波形の劣化量が1dB以下ならば伝送可能，1dB以上ならば伝送不可（ステップ９５）として、図５のグラフに記入する。
【００２２】
ステップ９３に戻り、位相変調量Φを0.1〜10 (radian)の範囲で0.1(radian)ステップ程度で変化させ、ステップ９４で、波長分散量を-1500ps/nm〜+1500ps/nmの範囲で100ps/nmステップ程度変化させる（ステップ９６）。それぞれ変化させた位相変調量Φおよび波長分散量について、ステップ９５で受信波形を計算し、受信波形の劣化量を求め、劣化量が1dB以下ならば伝送可能、1dB以上ならば伝送不可として、図５のグラフに記入する。これを位相変調量Φ0.1〜10 (radian)の範囲、および、波長分散量-1500ps/nm〜+1500ps/nmの範囲で繰り返した後、図５に記入された劣化量が1dB以下の伝送可能な範囲と、劣化量が1dBを超える伝送不可能な範囲との間に境界線を引き、伝送可能範囲（分散耐力）を定める。
【００２３】
つぎに、ステップ９２に戻って、周波数チャープ補償器１６のチャープ補償量を予め定めた範囲で変化させて，ステップ９３から９７を繰り返す。
【００２４】
次の送信器６_ｉ＋１について、ステップ９１〜９８を繰り返し、図５のグラフを作成する。これをｎ番目の送信器６_ｎまで、順次繰り返す。
【００２５】
以上のステップによって、作成された図５において、すべての送信器６_１〜６_ｎの伝送可能範囲の共通部分の面積が一番大きくなる周波数チャープ補償量を送信器６_１〜６_ｎごとに決定する。
【００２６】
なお、光ファイバ１０の位相変調量Φは、（１）式で定義される。
【００２７】
Φ＝γ・Ｐ_ｉｎ・Ｎ・Ｚ_ｅｆｆ・・・（１）
【００２８】
（１）式においてγは、非線型のパラメータであり、次の（２）式で定義される。Ｐ_ｉｎは、光パルスのピークパワ、Ｎは伝送スパン数である。Ｚ_ｅｆｆは、有効距離で次の（３）式で定義される。
【００２９】
γ＝ｎ_２・ω_０／ｃ／Ａ_ｅｆｆ・・・（２）
【００３０】
Ｚ_ｅｆｆ＝（１−ｅｘｐ（−β・Ｚ））／β・・・（３）
【００３１】
ｎ_２は非線型屈折率、Ａ_ｅｆｆは光ファイバの実効断面積、ω_０は角周波数、ｃは光速、βは伝送路の損失伝搬距離、Ｚは伝送距離であり、通常、ｎ_２＝２．６×１０−２０ｍ^２／Ｗ、β＝０．２２ｄＢ／ｋｍ程度であるため、Ｚ_ｅｆｆ＝２０ｋｍ程度である。よって、位相変調量Φ＝１ｒａｄは、例えば、Ａ_ｅｆｆ＝５５μｍ^２のＮＺ−ＤＳＦ（分散シフトファイバ）を光アンプ出力パワ＝＋３．５ｄＢｍ／ｃｈ（ピークパワ：＋６．５ｄＢｍ／ｃｈ）で６スパン伝送した場合に相当する。
【００３２】
図５の例では、光送信器６_１は、周波数チャープ量α＝−０．２のマッハツェンダ型ニオブ酸リチウム変調器（LN-MZ変調器）を用いた光送信器であり、光送信器６_２は、周波数チャープ量α＝０．９の電界吸収型半導体変調器（EA変調器）を用いた送信器である。これらの光送信器６_１、６_２は、周波数チャープ補償を行わなかった場合、すなわちステップ９２の周波数チャープ補償器１６による周波数チャープ補償量をゼロとして上述の図９のシミュレーションによって伝送可能範囲（分散耐力）を求めると、図１のようになる。すなわち、光ファイバ１０による位相変調量Φがほぼゼロ(=0.1rad)の領域では、光送信器６_１の伝送可能範囲（分散耐力）４は、-800〜+1000ps/nm程度であるのに対し、光送信器６_２の伝送可能範囲（分散耐力）３は、-1050〜+250ps/nm程度である。また、光ファイバ１０による位相変調量Φが1rad付近では、光送信器６_１の伝送可能範囲（分散耐力）２も、光送信器６_２の伝送可能範囲（分散耐力）１もほぼ同じ範囲を示し、-150〜+300ps/nm程度である。従って、図１のように、周波数チャープ補償量がゼロの場合には、位相変調量Φが０から１までの領域、即ち１〜６スパン伝送に相当する領域において、光送信器６_１と光送信器６_２との周波数チャープ特性の違いから異なる伝送特性を示すため、両者の共通部分５の幅が小さく、伝送路（光ファイバ１０）の分散揺らぎなどに対するマージンが少ない。
【００３３】
これに対し、図５のように、光送信器６_１と光送信器６_２との周波数チャープ特性の違いを、周波数チャープ補償器１６により補償し、光送信器６_１に対するチャープ補償量を−６００ps/nmとし、光送信器６_２に対するチャープ補償量を０ps/nmとした場合には、位相変調量Φが０から１までの領域、即ち上記条件での１〜６スパン伝送の領域で、光送信器６_１の伝送可能範囲（分散耐力）３が分散値のプラス側にシフトし、光送信器６_２の伝送可能範囲（分散耐力）４と重なり合っている。これにより、位相変調量Φが０から１までの領域で、異なるチャープ特性を持つ光送信器６_１と光送信器６_２とがほぼ同じ伝送特性を示す。また、伝送可能範囲の共通部分５が大きくなっているため、伝送路（光ファイバ１９）の分散揺らぎなどに対するマージンが大きい。
【００３４】
また、本実施の形態の光伝送システムでは、偏差補償器７_１〜７_ｎには、周波数チャープ補償器１６の他に、光強度を所望の値に設定するための光強度調整器１７が含まれている。光強度調整器１７は、光送信器６_１〜６_ｎから出射された光パルスの強度が、波長多重部８に入射する時点で、予め設定しておいた同じ強度となるように制御する。具体的には、波長多重部８には、光送信器６_１〜６_ｎからの光パルスを取り込む接続部に光強度検出器８ａがそれぞれ配置されており、この光強度検出器８ａの検出結果を各偏差補償器７_１〜７_ｎの光強度調整器１７にフィードバック制御することにより、予め設定しておいた強度に調整する。
【００３５】
このように、本実施の形態の光伝送システムでは、光送信器６_１〜６_ｎごとの周波数チャープ特性の違い、および、光強度の違いを同じを偏差補償器７_１〜７_ｎによって補償することができる。よって、波長間の周波数チャープおよび光パワーを等しくできるため、光ファイバ１０を伝送する際の伝送特性を波長間でほぼ等しくすることができる。これにより、分散補償器１５ａ、１５ｂ、１５ｃによる分散補償ならびに各光アンプ９，１１，１２による増幅を、各光送信器６_１〜６_ｎからの光パルスには波長ごとに同一の周波数チャープが含まれ、周波数チャープによる波形歪みは波長ごとに同等であり、光強度も各波長で同等であることを前提に行うことができる。よって、各光アンプ９，１１，１２として、損失（利得）の波長依存性が無視できる帯域等化型光アンプを用い、分散補償器１５ａ，１５ｂ，１５ｃとして分散値の波長依存性が無視できる分散フラット伝送路を用いることにより、光アンプ９，１１，１２および分散補償器１５ａ，１５ｂ，１５ｃを各波長にて共通に用いて、各波長を一括して分散補償を行うことができる。
【００３６】
このように、各波長にて共通に分散補償器１５ａ，１５ｂ，１５ｃによる分散補償および光アンプ９，１１，１２の光増幅を行うことができるため、分散補償器１５ａ，１５ｂ，１５ｃの分散補償量とその配置、ならびに、光アンプ９，１１，１２の光増幅率とその配置は、従来の非線形光学効果による光パルスの波形歪みの低減のための公知の構成にすることができる。
【００３７】
上述してきたように、本実施の形態の光伝送システムは、波長多重(WDM)用の光送信器として、送信波長ごとに周波数チャープ量や光送信パワなどが異なる種々の光送信器を収容可能であり、波長ごとの光パルスの周波数チャープ量の偏差を偏差補償器７_１〜７_ｎで吸収してほぼ同じ伝送特性で伝送することができる。しかも、共通部分５が最大になるように偏差補償器７_１〜７_ｎの周波数チャープ補償器１６を設定しているため、光ファイバ１０の分散揺らぎに対するマージンが大きく、安定して同じ伝送特性で伝送することができる。
【００３８】
なお、上述の実施の形態では、図９のシミュレーション方法により、光ファイバ１０の位相変調量Φが０．１〜１０ｒadの範囲で光送信器６_１〜６_ｎの伝送可能範囲を求め、共通部分５が最大となる周波数チャープ補償量を定める方法を説明したが、本発明はこの方法に限定されるものではない。一般的な光伝送システムでは、伝送スパン数、光アンプ出力パワが既知であるため、上述の（１）式に基いて位相変調量Φをほぼ確定することができる。よって、（１）式に基づいて求めた位相変調量Φの範囲において、図９のシミュレーションを行い、最も共通部分５の分散耐力の幅が大きくなるように、周波数チャープ補償器１６の周波数チャープ補償量を決定するようにすることができる。
【００３９】
また、さらに簡単な周波数チャープ補償量の決定方法として、各光送信器６_１〜６_ｎから出射された光パルスが波長多重部８に入射する時点で、予め定められた周波数チャープ量を有するように、周波数チャープ補償器１６の周数チャープ補償量を定めることも可能である。
【００４０】
また、本実施の形態では、光送信器６_１〜６_ｎと波長多重部８との間にそれぞれ偏差補償器７_１〜７_ｎを配置しているが、光送信器６_１〜６_ｎのうちの少なくとも一つと波長多重部８との間に偏差補償器が配置されていればよい。例えば、光送信器６_１〜６_ｎのうちの一つの光送信器のみが、他の光送信器とは周波数チャープ量が異なっている場合には、周波数チャープ量の異なる光送信器と波長多重部８との間に少なくとも偏差補償器を配置することにより、周波数チャープ量の偏差補償を行うことができる。
【００４１】
偏差補償器７_１〜７_ｎの構成としては、図６の構成の他に、図７のように光強度調整器１７として増幅量可変光増幅器を用いることができる。また、図８のように、光強度調整器１７としてラマン増幅用ポンプLDを用いることも可能である。図７および図８の偏差補償器７_１〜７_ｎの場合にも、周波数チャープ補償器１６として、分散補償ファイバの他に、ファイバーブラッググレーティング(FBG)のようにグレーティングを用いた装置等を用いることができる。
【００４２】
また、上述の実施の形態では、図９のシミュレーション方法に基づいて周波数チャープ補償量を定め、その値に周波数チャープ補償器１６を予め設定しておく方法について説明したが、本発明は、この設定方法に限定されるものではない。例えば、周波数チャープ補償器１６として、ＦＢＧ等の可変分散補償器を用い、コンピュータに図９のシミュレーションおよび周波数チャープ補償量の決定を自動的に行わせ、その結果を可変分散補償器に出力させて、可変分散補償器に自動的に周波数チャープ補償量を設定させる構成にすることも可能である。
【００４３】
【発明の効果】
上述してきたように、本発明によれば、送信波長ごとに周波数チャープや光送信パワなどが異なる送信器を収容可能な、波長多重(WDM)用の光伝送システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の光伝送システムにおいて、偏差補償器７_１、７_２の周波数チャープ補償量をゼロとした場合の光送信器６_１、６_２の伝送可能範囲（劣化量１ｄＢ以下）を、光ファイバ１０の位相変調量Φと分散値との相関により示すグラフ。
【図２】本発明の一実施の形態の光伝送システムの構成を示すブロック図。
【図３】図２の光伝送システムのポストアンプ９を構成を示すブロック図。
【図４】図２の光伝送システムのインラインアンプ１１およびプリアンプ１２の構成を示すブロック図。
【図５】本発明の一実施の形態の光伝送システムにおいて、偏差補償器７_１の周波数チャープ補償量を−６００ps/nmとし、偏差補償器７_２の周波数チャープ補償量をゼロとした場合の光送信器６_１、６_２の伝送可能範囲（劣化量１ｄＢ以下）を、光ファイバ１０の位相変調量Φと分散値との相関により示すグラフ。
【図６】図２の伝送システムの偏差補償器７_１〜７_ｎの構成を示すブロック図。
【図７】図２の伝送システムの偏差補償器７_１〜７_ｎの別の構成を示すブロック図。
【図８】図２の伝送システムの偏差補償器７_１〜７_ｎのさらに別の構成を示すブロック図。
【図９】本発明の一実施の形態の光伝送システムの偏差補償器７_１〜７_ｎの周波数チャープ補償器１６の補償量を変化させた場合の伝送可能範囲を求めるシミュレーション方法を示すフローチャート。
【図１０】図９のシミュレーション方法がシミュレーションを行う系を示すブロック図。
【符号の説明】
１…位相変調量が1における光送信器６_２(α=0.9)の出力の伝送可能範囲（分散耐力）、
２…位相変調量が1における光送信器６_１(α=-0.2)の出力の伝送可能範囲（分散耐力）、
３…位相変調量がゼロ付近における光送信器６_２(α=0.9)の出力の伝送可能範囲（分散耐力）、
４…位相変調量がゼロ付近における光送信器６_１(α=-0.2)の出力の伝送可能範囲（分散耐力）、
５…共通部分、
６_１、６_２、・・・、６_ｎ…光送信器、
７_１、７_２、・・・、７_ｎ…周波数チャープ補償器、
８…波長多重部、
９…ポストアンプ、
１０…光ファイバ
１１…インラインアンプ、
１２…プリアンプ
１３…波長分離部
１４_１、１４_２、・・・、１４_ｎ…光受信器
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ…分散補償器
１６…周波数チャープ補償器、
１７…光強度調整器
２０…エルビウム添加ファイバ
２１…前方励起用光源
２２…後方励起用光源[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical transmission system, and more particularly to an optical transmission system for wavelength multiplexing.
[0002]
[Prior art]
In recent years, optical transmission systems have been developed with the aim of increasing the capacity and extending the span. In order to increase the capacity, a wavelength division multiplexing (WDM) method in which a plurality of optical signals having different bit rates and a plurality of wavelengths are transmitted using a single optical fiber has been studied. Long span can be realized by introducing an optical amplifier for compensating the propagation loss of the fiber. In this case, the optical amplifier is used as a post-amplifier for increasing transmission power output, as a preamplifier for increasing reception power sensitivity, or as an in-line amplifier for a repeater. As an optical amplifier, an optical amplifier having a characteristic capable of amplifying light in a wide wavelength range collectively has been developed. By combining such an optical amplifier with a wide wavelength range with the WDM method, low cost, large capacity, and long distance transmission can be realized with a simple configuration.
[0003]
However, when an optical amplifier is introduced and the optical input level to the fiber increases, the influence of the nonlinear effect of the optical fiber on the optical pulse cannot be ignored. One of them is the self-phase modulation (SPM) where the phase is modulated by one optical Kerr effect of nonlinear optical effect, that is, the wavelength (frequency) shifts, at the rise and fall of the signal light pulse. modulation) is known to occur. The wavelength shift by self-phase modulation (SPM) shifts to the short wavelength side (blue shift) at the rising portion of the signal light pulse, and shifts to the long wavelength side (red shift) at the falling portion of the signal pulse. For this reason, even if the wavelength width of the optical pulse before transmission is narrow, the wavelength width is widened by self-phase modulation (SPM) during transmission.
[0004]
The broadening of the wavelength width of an optical pulse due to self-phase modulation (SPM) is combined with the chromatic dispersion (CD) property of an optical fiber and causes a large waveform change after transmission. That is, when an optical pulse with an extended wavelength width is transmitted through a normal dispersion fiber (dispersion value is negative), the pulse width increases.When an optical pulse is transmitted through an anomalous dispersion fiber (dispersion value is positive), the pulse width is compressed and the waveform changes. To do.
[0005]
In addition, during wavelength division multiplexing (WDM) transmission, cross-phase modulation (XPM) causes cross-interference between an optical signal with a certain wavelength and another optical signal with a different wavelength, resulting in the wavelength of the signal light pulse. It is known that a (frequency) shift occurs. Wavelength (frequency) shift due to cross-phase modulation (XPM) depends on the bit phase and polarization direction of overlapping optical pulses, so it occurs randomly within the pulse and is combined with chromatic dispersion (CD) to cause waveform degradation and arrival. A time lag (timing jitter) occurs.
[0006]
Conventionally, in order to reduce waveform distortion of an optical pulse after fiber transmission, Japanese Patent Laid-Open No. 7-74699 discloses a dispersion compensation method that takes into account the effect of self-phase modulation effect (SPM) in relay transmission using an optical amplifier. It is disclosed. This method is a method of reducing waveform degradation and timing jitter due to the nonlinear effect by setting the dispersion value after the point where the nonlinear effect such as self-phase modulation (SPM) occurs to zero. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 9-23187 discloses an optical transmission system that compensates for primary dispersion and secondary dispersion of an optical fiber transmission line over a wide wavelength band during wavelength division multiplexing transmission.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The optical pulse generated by the transmitter generally includes a frequency chirp.
The frequency chirp is expressed by a chirp coefficient defined by the α parameter, and an optical pulse having a frequency chirp with a positive α parameter has a compressed pulse width during normal dispersion fiber transmission and an increased pulse width during abnormal dispersion fiber transmission. The chirp coefficient varies depending on the type of transmitter. For example, as a typical transmitter, a certain type of transmitter using an electroabsorption semiconductor modulator has a frequency chirp amount α of an emitted optical pulse of about 0.9. On the other hand, another type of transmitter using a Mach-Zehnder type lithium niobate modulator has a light pulse frequency chirp amount α of about −0.2. Therefore, when a normal dispersion fiber is used as the transmission line, the pulse width of the optical pulse from the transmitter using the electroabsorption semiconductor modulator is compressed, and the light from the transmitter using the Mach-Zehnder type lithium niobate modulator is used. The pulse increases in pulse width.
[0008]
In addition, with the increase in communication traffic accompanying the recent spread of the Internet, etc., optical transmitters accommodated in wavelength division multiplexing (WDM) devices are also diversifying. In the future, different types of devices such as IP routers, transponders, and cross-connects will be used. It is essential to accommodate various optical transmitters with optical interfaces. At this time, since the modulation method is different for different optical transmitters, the frequency chirp included in the optical pulse is also different.
[0009]
However, in the conventional optical transmission systems such as the above-mentioned JP-A-7-74699 and JP-A-9-23187, the optical pulse from the optical transmitter includes the same frequency chirp for each wavelength. Dispersion compensation is performed on the assumption that the waveform distortion due to the wavelength is the same for each wavelength, and the case where the frequency chirp included in the optical pulse from the optical transmitter differs for each wavelength of wavelength division multiplexing (WDM) is considered. Not. In such a conventional optical transmission system, when an optical transmitter having different frequency chirp characteristics for each wavelength is accommodated, there is a possibility that transmission is not possible simply by connecting them. In that case, the dispersion compensation of the entire transmission line must be reviewed and replaced, which may affect the entire traffic being operated.
[0010]
An object of the present invention is to provide an optical transmission system for wavelength division multiplexing (WDM), which can accommodate transmitters having different frequency chirps and optical transmission powers for each transmission wavelength.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, the following optical transmission system is provided.
[0012]
That is, a plurality of optical transmitters for emitting optical pulses having different wavelengths, a wavelength multiplexing unit for multiplexing the optical pulses respectively emitted from the optical transmitters, and light multiplexed by the wavelength multiplexing unit A transmission unit that transmits a pulse; a wavelength separation unit that separates the optical pulse transmitted by the transmission unit for each wavelength; and a plurality of optical receivers that receive the optical pulse separated by the wavelength separation unit for each wavelength. The frequency chirp deviation and the light intensity deviation of the optical pulses respectively emitted from the plurality of optical transmitters arranged between at least one of the plurality of optical transmitters and the wavelength multiplexing unit A frequency chirp compensation unit for compensating for, wherein the plurality of optical transmitters have different frequency chirp characteristics, and the frequency chirp compensation unit comprises: Frequency chirp compensation in which the region consisting of the range of phase modulation amount and chromatic dispersion value in which the waveform deterioration amount of the optical pulse after transmission through the transmission unit is not more than a predetermined value overlaps the largest among the plurality of optical transmitters Determining an amount for each of the plurality of optical transmitters; Is an optical transmission system characterized by
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described.
[0014]
The configuration of the optical transmission system of this embodiment will be described with reference to FIG. The optical transmission system of FIG. 2 includes n optical transmitters 6. ₁ ~ 6 _n , Wavelength multiplexing unit 8, optical fiber 10, light separation unit 13, and optical receiver 14. ₁ ~ 14 _n Including. Optical transmitter 6 ₁ ~ 6 _n From, a signal light pulse having a predetermined wavelength is emitted. The wavelength multiplexing unit 8 includes an optical transmitter 6 ₁ ~ 6 _n The signal light pulses of n types of wavelengths emitted from the wavelength are wavelength multiplexed. The multiplexed signal is transmitted through the optical fiber 10, separated again for each wavelength by the wavelength separation unit 13, and received by the light receiving unit 14. ₁ ~ 14 _n Is received by.
[0015]
In the present embodiment, the optical transmitter 6 ₁ ~ 6 _n Are configured by a plurality of types of transmitters such as a transmitter using an electroabsorption semiconductor modulator and a transmitter using a Mach-Zehnder type lithium niobate modulator. Therefore, the optical transmitter 6 ₁ ~ 6 _n The frequency chirp amount of the light pulse emitted from the transmitter differs for each transmitter.
[0016]
Each optical transmitter 6 ₁ ~ 6 _n And the wavelength multiplexing unit 8 are each provided with a deviation compensator 7. ₁ ~ 7 _n Is arranged. Deviation compensator 7 ₁ ~ 7 _n The optical transmitter 6 ₁ ~ 6 _n The frequency chirp compensator 16 for compensating for the deviation of the frequency chirp and the light intensity with respect to the light pulses of n types of wavelengths emitted from the light, and the light intensity adjuster 17 for adjusting the light intensity. As the frequency chirp compensator 16, a dispersion compensation fiber that can obtain a compensation amount of a desired frequency chirp by setting a desired length, or a device using a grating such as a fiber Bragg grating (FBG). Etc. can be used. As the light intensity adjuster 17, for example, an attenuation variable optical attenuator can be used.
[0017]
Also, during the transmission of the optical fiber 10, dispersion compensation is provided between the optical fiber 10 and the wavelength multiplexing unit 8 in order to compensate for optical pulse degradation due to wavelength dispersion of the optical fiber 10 or self-phase modulation effect (SPM). A dispersion compensator 15b and an in-line amplifier 11 are disposed in the middle of the optical fiber 10, and a dispersion compensator 15c and a preamplifier 12 are disposed between the optical fiber 10 and the wavelength separation unit 13. Is arranged. As the post-amplifier 9, the in-line amplifier 11, and the pre-amplifier 12, a band-equivalent optical amplifier that can ignore the wavelength dependence of loss (gain) can be used. For example, as the post-amplifier 9, one including an erbium-doped fiber 20 and a backward pumping light source 22 as shown in FIG. 3 is used. Further, as shown in FIG. 4, the in-line amplifier 11 and the preamplifier 12 have a configuration in which an erbium-doped fiber 20, a forward pumping light source 21, and a rear pumping light source 22 are arranged before and after the dispersion compensators 15b and 15c. Can be used.
[0018]
Next, the deviation compensator 7 ₁ ~ 7 _n A method for determining the frequency chirp compensation amount of the frequency chirp compensator 16 will be described. In the present embodiment, the simulation shown in FIG. 9 is performed to create a graph as shown in FIG. ₁ ~ 7 _n The frequency chirp compensation amount of the frequency chirp compensator 16 is determined.
[0019]
In the simulation method of FIG. 9, the simulation is performed assuming the system of FIG. 10 in which the optical transmission system of FIG. 2 is simplified. The system of FIG. 10 includes an optical transmitter 6 ₁ ~ 6 _n I-th optical transmitter 6 _i After the optical pulse emitted from the frequency chirp compensator 16 is subjected to frequency chirp compensation, it is subjected to phase modulation and chromatic dispersion when transmitted through the optical fiber 10, and the i th receiver 14 _i It is a system that is received by. In the system of FIG. 10, the shape of the transmitted waveform is obtained by calculation. In an actual optical fiber 10, phase modulation and chromatic dispersion act simultaneously, and it is necessary to perform a complicated simulation according to the type of optical fiber. In this system, phase modulation and chromatic dispersion are separated in the optical fiber 10. By treating it as acting on an optical pulse, the relationship among the phase modulation amount, the dispersion value, and the waveform deterioration amount can be drawn in a more general graph as shown in FIG. As described above, assuming that phase modulation and chromatic dispersion act separately, it is generally described as shown in the graph of FIG. 5, so that the influence of various parameters such as the type of optical fiber and the loss factor is referred to as phase modulation. By converting into two parameters called chromatic dispersion, the graph of FIG. 5 can be handled. As a method of calculating the shape of the transmitted waveform, various generally well-known methods can be used. Here, a method of solving a differential equation called SSFM (split step Fourier method) is used. Since this SSFM is a well-known method, a detailed description of the solution will be omitted.
[0020]
First, the outline of the simulation method of FIG. 9 will be described. In this simulation method, when the frequency chirp compensation amount of the frequency chirp compensator 16 is set to a certain value in the system of FIG. _i The waveform deterioration amount after the light pulse emitted from the optical fiber 10 is transmitted through the optical fiber 10 is obtained, and it is checked whether the waveform deterioration amount is in a predetermined range, here 1 dB or less. This simulation is repeated while changing the chromatic dispersion value of the optical fiber 10 and the phase modulation amount due to the nonlinear optical effect of the optical fiber 10 within a predetermined range, and a graph as shown in FIG. 5 is drawn. This is used for all optical transmitters 6 ₁ ~ 6 _n Do about. In FIG. 5, two optical transmitters 6 ₁ , 6 ₂ Only about. In FIG. 5, the region where the degradation amount is 1 dB or less is the optical transmitter 6. ₁ ~ 6 _n If the optical fiber 10 has the dispersion value and the phase modulation amount of the overlapping region, the optical transmitter 6 can be used. ₁ ~ 6 _n Are transmitted with substantially the same transmission characteristics (that is, a waveform deterioration amount of 1 dB or less). Further, the region where the deterioration amount is 1 dB or less is the optical transmitter 6. ₁ ~ 6 _n If the area of the overlapping portion 5 is large, the margin for fluctuation of the dispersion value of the optical fiber 10 is large. Therefore, in the present embodiment, in the simulation, the region where the deterioration amount is 1 dB or less is the optical transmitter 6. ₁ ~ 6 _n Each deviation compensator 7 so that the area of the overlapping portion 5 is maximized. ₁ ~ 7 _n The amount of frequency chirp compensation is obtained, and this is calculated as the deviation compensator 7. ₁ ~ 7 _n Compensation amount.
[0021]
Specifically, the simulation method of FIG. 9 will be described. First, the i-th (initial value i = 1) optical transmitter 6 _i Output power, waveform shape (extinction ratio, etc.), and frequency chirp amount α are set (step 91). The output power is the optical transmitter 6 _i Is set to a predetermined value within a range in which light can be emitted, and the waveform shape (extinction ratio, etc.) and the frequency chirp amount α are set in the optical transmitter 6. _i Characteristic value. Next, the chirp compensation amount of the frequency chirp compensator 16 is set to a predetermined initial value, and the waveform after the waveform determined in step 91 is transmitted through the frequency chirp compensator 16 is calculated. Next, the phase modulation amount Φ due to the nonlinear effect of the transmission line (optical fiber 10) is set to an initial value of 0.1 (radian), and the chromatic dispersion amount is set to an initial value of −1500 ps / nm (steps 93 and 94). In step 91, the received waveform distorted by the influence of the phase modulation and chromatic dispersion in steps 93 and 94 is calculated by the above SSFM and the waveform passing through the frequency chirp compensator 16 is calculated by the above SSFM. In the graph of FIG. 5, the transmission is possible, and if it is 1 dB or more, the transmission is impossible (step 95).
[0022]
Returning to Step 93, the phase modulation amount Φ is changed in the range of 0.1 to 10 (radian) in about 0.1 (radian) steps, and in step 94, the chromatic dispersion amount is set to 100 ps in the range of −1500 ps / nm to +1500 ps / nm. It is changed by about / nm steps (step 96). For each changed phase modulation amount Φ and chromatic dispersion amount, the received waveform is calculated in step 95, the amount of deterioration of the received waveform is obtained, transmission is possible if the amount of deterioration is 1 dB or less, and transmission is not possible if the amount of deterioration is 1 dB or more. Fill in the graph of 5. After repeating this in the range of phase modulation amount Φ0.1 to 10 (radian) and chromatic dispersion amount -1500ps / nm to + 1500ps / nm, the degradation amount entered in Fig. 5 is less than 1dB transmission A boundary line is drawn between the possible range and the range where the deterioration amount exceeds 1 dB and transmission is impossible, and the transmission range (dispersion tolerance) is determined.
[0023]
Next, returning to step 92, the chirp compensation amount of the frequency chirp compensator 16 is changed within a predetermined range, and steps 93 to 97 are repeated.
[0024]
Next transmitter 6 _{i + 1} Steps 91 to 98 are repeated to create the graph of FIG. This is the nth transmitter 6 _n Until then, repeat.
[0025]
In FIG. 5 created by the above steps, all the transmitters 6 ₁ ~ 6 _n The frequency chirp compensation amount that maximizes the area of the common part of the transmittable range of the transmitter 6 ₁ ~ 6 _n Decide for each.
[0026]
The phase modulation amount Φ of the optical fiber 10 is defined by equation (1).
[0027]
Φ = γ · P _in ・ N ・ Z _eff ... (1)
[0028]
In the equation (1), γ is a non-linear parameter and is defined by the following equation (2). P _in Is the peak power of the optical pulse, and N is the number of transmission spans. Z _eff Is an effective distance and is defined by the following equation (3).
[0029]
γ = n ₂ ・ Ω ₀ / C / A _eff ... (2)
[0030]
Z _eff = (1-exp (-β · Z)) / β (3)
[0031]
n ₂ Is the nonlinear refractive index, A _eff Is the effective area of the optical fiber, ω ₀ Is the angular frequency, c is the speed of light, β is the loss propagation distance of the transmission line, Z is the transmission distance, ₂ = 2.6 × 10-20m ² / W, β = 0.22 dB / km, so Z _eff = About 20 km. Therefore, the phase modulation amount Φ = 1 rad is, for example, A _eff = 55μm ² NZ-DSF (dispersion shifted fiber) is transmitted for 6 spans with optical amplifier output power = + 3.5 dBm / ch (peak power: +6.5 dBm / ch).
[0032]
In the example of FIG. 5, the optical transmitter 6 ₁ Is an optical transmitter using a Mach-Zehnder type lithium niobate modulator (LN-MZ modulator) having a frequency chirp amount α = −0.2. ₂ Is a transmitter using an electroabsorption semiconductor modulator (EA modulator) having a frequency chirp amount α = 0.9. These optical transmitters 6 ₁ , 6 ₂ FIG. 1 shows the transmission possible range (dispersion tolerance) when the frequency chirp compensation is not performed, that is, when the frequency chirp compensation amount by the frequency chirp compensator 16 in step 92 is set to zero and the simulation of FIG. become. That is, in the region where the phase modulation amount Φ by the optical fiber 10 is almost zero (= 0.1 rad), the optical transmitter 6 ₁ The transmission range (dispersion tolerance) 4 is about −800 to +1000 ps / nm, whereas the optical transmitter 6 ₂ The transmission range (dispersion tolerance) 3 is about −1050 to +250 ps / nm. When the phase modulation amount Φ by the optical fiber 10 is around 1 rad, the optical transmitter 6 ₁ Transmission range (dispersion tolerance) 2 of the optical transmitter 6 ₂ The transmission range (dispersion tolerance) 1 of 1 shows almost the same range, which is about -150 to +300 ps / nm. Therefore, as shown in FIG. 1, when the frequency chirp compensation amount is zero, the optical transmitter 6 in the region where the phase modulation amount Φ is from 0 to 1, that is, the region corresponding to 1 to 6 span transmission. ₁ And optical transmitter 6 ₂ Therefore, the width of the common part 5 is small and the margin for dispersion fluctuation of the transmission line (optical fiber 10) is small.
[0033]
On the other hand, as shown in FIG. ₁ And optical transmitter 6 ₂ The frequency chirp characteristic difference between the optical transmitter 6 and the optical transmitter 6 is compensated by the frequency chirp compensator 16. ₁ The chirp compensation amount for the optical transmitter 6 is set to -600 ps / nm. ₂ Is set to 0 ps / nm, the optical transmitter 6 is used in the region where the phase modulation amount Φ is from 0 to 1, that is, in the region of 1 to 6 span transmission under the above conditions. ₁ Transmission range (dispersion tolerance) 3 shifts to the plus side of the dispersion value, and the optical transmitter 6 ₂ It overlaps with the transmission range (dispersion tolerance) 4. Thereby, the optical transmitter 6 having different chirp characteristics in the region where the phase modulation amount Φ is from 0 to 1. ₁ And optical transmitter 6 ₂ Show almost the same transmission characteristics. In addition, since the common part 5 of the transmittable range is large, the margin for dispersion fluctuation of the transmission line (optical fiber 19) is large.
[0034]
In the optical transmission system of the present embodiment, the deviation compensator 7 ₁ ~ 7 _n Includes a light intensity adjuster 17 for setting the light intensity to a desired value in addition to the frequency chirp compensator 16. The light intensity adjuster 17 is connected to the optical transmitter 6. ₁ ~ 6 _n Control is performed so that the intensity of the light pulse emitted from the laser beam is the same as that set in advance when the light pulse enters the wavelength multiplexing unit 8. Specifically, the wavelength multiplexing unit 8 includes an optical transmitter 6. ₁ ~ 6 _n A light intensity detector 8a is arranged at each connection portion for taking in light pulses from the light intensity detector 8a. ₁ ~ 7 _n The light intensity adjuster 17 adjusts the light intensity to a preset intensity by feedback control.
[0035]
Thus, in the optical transmission system of the present embodiment, the optical transmitter 6 ₁ ~ 6 _n Deviation compensator 7 uses the same frequency chirp characteristics and light intensity differences for each. ₁ ~ 7 _n Can be compensated by. Therefore, since the frequency chirp and optical power between wavelengths can be made equal, the transmission characteristics when transmitting the optical fiber 10 can be made almost equal between wavelengths. As a result, dispersion compensation by the dispersion compensators 15a, 15b, and 15c and amplification by the optical amplifiers 9, 11, and 12 are performed. ₁ ~ 6 _n The optical pulse from the above includes the same frequency chirp for each wavelength, and the waveform distortion due to the frequency chirp is the same for each wavelength, and the light intensity is also equivalent for each wavelength. Therefore, as each of the optical amplifiers 9, 11, and 12, a band equalization type optical amplifier capable of ignoring the wavelength dependence of loss (gain) is used, and as the dispersion compensators 15 a, 15 b, and 15 c, the wavelength dependence of dispersion values can be ignored. By using the dispersion flat transmission line, the optical amplifiers 9, 11, 12 and the dispersion compensators 15a, 15b, 15c can be used in common at each wavelength, and dispersion compensation can be performed for each wavelength collectively.
[0036]
In this way, dispersion compensation by the dispersion compensators 15a, 15b, and 15c and optical amplification by the optical amplifiers 9, 11, and 12 can be performed in common at each wavelength, so that dispersion compensation by the dispersion compensators 15a, 15b, and 15c can be performed. The amount and the arrangement thereof, and the optical amplification factors of the optical amplifiers 9, 11, and 12 and the arrangement thereof can be a known configuration for reducing the waveform distortion of the optical pulse due to the conventional nonlinear optical effect.
[0037]
As described above, the optical transmission system according to the present embodiment can accommodate various optical transmitters having different frequency chirp amount and optical transmission power for each transmission wavelength as an optical transmitter for wavelength multiplexing (WDM). The deviation compensator 7 calculates the deviation of the frequency chirp amount of the optical pulse for each wavelength. ₁ ~ 7 _n So that it can be transmitted with almost the same transmission characteristics. Moreover, the deviation compensator 7 is set so that the common part 5 is maximized. ₁ ~ 7 _n Since the frequency chirp compensator 16 is set, the margin for dispersion fluctuation of the optical fiber 10 is large, and stable transmission can be performed with the same transmission characteristics.
[0038]
In the above-described embodiment, the optical transmitter 6 is used in the range of 0.1 to 10 rad of the phase modulation amount Φ of the optical fiber 10 by the simulation method of FIG. ₁ ~ 6 _n The method for determining the frequency chirp compensation amount at which the common portion 5 is maximized has been described, but the present invention is not limited to this method. In a general optical transmission system, since the number of transmission spans and the optical amplifier output power are known, the phase modulation amount Φ can be almost determined based on the above equation (1). Therefore, in the range of the phase modulation amount Φ obtained based on the expression (1), the simulation of FIG. 9 is performed, and the frequency chirp compensation of the frequency chirp compensator 16 is performed so that the dispersion tolerance width of the common portion 5 is the largest. The amount can be determined.
[0039]
As a simpler method for determining the frequency chirp compensation amount, each optical transmitter 6 ₁ ~ 6 _n It is also possible to determine the frequency chirp compensation amount of the frequency chirp compensator 16 so that it has a predetermined frequency chirp amount when the light pulse emitted from the laser beam enters the wavelength multiplexing unit 8.
[0040]
In the present embodiment, the optical transmitter 6 ₁ ~ 6 _n And a wavelength compensator 7 between each of the deviation compensators 7 ₁ ~ 7 _n The optical transmitter 6 ₁ ~ 6 _n It is only necessary that a deviation compensator is arranged between at least one of them and the wavelength multiplexing unit 8. For example, the optical transmitter 6 ₁ ~ 6 _n When only one of the optical transmitters has a frequency chirp amount different from that of the other optical transmitters, at least a deviation compensator is provided between the optical transmitter having a different frequency chirp amount and the wavelength multiplexing unit 8. By arranging, deviation compensation of the frequency chirp amount can be performed.
[0041]
Deviation compensator 7 ₁ ~ 7 _n In addition to the configuration of FIG. 6, an amplification amount variable optical amplifier can be used as the light intensity adjuster 17 as shown in FIG. In addition, as shown in FIG. 8, a Raman amplification pump LD can be used as the light intensity adjuster 17. Deviation compensator 7 of FIGS. 7 and 8 ₁ ~ 7 _n In this case, as the frequency chirp compensator 16, in addition to the dispersion compensating fiber, a device using a grating such as a fiber Bragg grating (FBG) can be used.
[0042]
Further, in the above-described embodiment, the method of determining the frequency chirp compensation amount based on the simulation method of FIG. 9 and presetting the frequency chirp compensator 16 to the value has been described. The method is not limited. For example, a variable dispersion compensator such as FBG is used as the frequency chirp compensator 16, and the computer automatically performs the simulation of FIG. 9 and determines the frequency chirp compensation amount, and outputs the result to the variable dispersion compensator. The variable dispersion compensator may be configured to automatically set the frequency chirp compensation amount.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical transmission system for wavelength division multiplexing (WDM) that can accommodate transmitters having different frequency chirps and optical transmission powers for each transmission wavelength.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a deviation compensator 7 in an optical transmission system according to an embodiment of the present invention. ₁ , 7 ₂ The optical transmitter 6 when the frequency chirp compensation amount is zero ₁ , 6 ₂ Is a graph showing the transmission possible range (deterioration amount of 1 dB or less) by the correlation between the phase modulation amount Φ of the optical fiber 10 and the dispersion value.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an optical transmission system according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing a configuration of a postamplifier 9 of the optical transmission system of FIG. 2. FIG.
4 is a block diagram showing a configuration of an inline amplifier 11 and a preamplifier 12 in the optical transmission system of FIG.
FIG. 5 shows a deviation compensator 7 in the optical transmission system according to the embodiment of the present invention. ₁ The frequency chirp compensation amount is -600 ps / nm and the deviation compensator 7 ₂ The optical transmitter 6 when the frequency chirp compensation amount is zero ₁ , 6 ₂ Is a graph showing the transmission possible range (deterioration amount of 1 dB or less) by the correlation between the phase modulation amount Φ of the optical fiber 10 and the dispersion value.
6 is a deviation compensator 7 of the transmission system of FIG. ₁ ~ 7 _n The block diagram which shows the structure of.
7 is a deviation compensator 7 of the transmission system of FIG. ₁ ~ 7 _n The block diagram which shows another structure of.
8 is a deviation compensator 7 of the transmission system of FIG. ₁ ~ 7 _n The block diagram which shows another structure of no.
FIG. 9 shows a deviation compensator 7 of the optical transmission system according to the embodiment of the present invention. ₁ ~ 7 _n 7 is a flowchart showing a simulation method for obtaining a transmittable range when the compensation amount of the frequency chirp compensator 16 is changed.
10 is a block diagram showing a system in which the simulation method of FIG. 9 performs a simulation.
[Explanation of symbols]
1 ... Optical transmitter 6 with phase modulation amount 1 ₂ (α = 0.9) output transmission range (dispersion tolerance),
2 ... Optical transmitter 6 with phase modulation amount 1 ₁ (α = -0.2) output transmission range (dispersion tolerance),
3 ... Optical transmitter 6 in which phase modulation amount is near zero ₂ (α = 0.9) output transmission range (dispersion tolerance),
4 ... Optical transmitter 6 with phase modulation amount near zero ₁ (α = -0.2) output transmission range (dispersion tolerance),
5 ... Common part,
6 ₁ , 6 ₂ ... 6 _n ... optical transmitter,
7 ₁ , 7 ₂ ... 7 _n ... frequency chirp compensator,
8: Wavelength multiplexing section,
9 ... Post-amp,
10: Optical fiber
11 ... Inline amplifier,
12 ... Preamplifier
13 ... Wavelength separator
14 ₁ , 14 ₂ ... 14 _n ... Optical receiver
15a, 15b, 15c ... dispersion compensator
16: Frequency chirp compensator,
17. Light intensity adjuster
20 ... Erbium-doped fiber
21 ... Light source for forward excitation
22 ... Light source for backward excitation

Claims

A plurality of optical transmitters for emitting light pulses having different wavelengths,
A wavelength multiplexing unit that multiplexes optical pulses respectively emitted from the optical transmitter;
A transmission unit for transmitting the optical pulses multiplexed by the wavelength multiplexing unit;
A wavelength separation unit that separates the optical pulses transmitted by the transmission unit for each wavelength;
A plurality of optical receivers that receive the optical pulses separated by the wavelength separation unit for each wavelength;
A frequency chirp deviation and a light intensity deviation of the optical pulse respectively emitted from the plurality of optical transmitters, which are arranged between at least one of the plurality of optical transmitters and the wavelength multiplexing unit. A frequency chirp compensator for compensating,
The plurality of optical transmitters have different frequency chirp characteristics;
The frequency chirp compensation unit includes a phase modulation amount and a chromatic dispersion value range in which a waveform deterioration amount of the optical pulse after transmission through the transmission unit is a predetermined value or less, between the plurality of optical transmitters. An optical transmission system characterized in that a frequency chirp compensation amount that overlaps most greatly is determined for each of the plurality of optical transmitters .

The optical transmission system according to claim 1 ,
Between the at least one of the plurality of optical transmitters and the wavelength multiplexing unit, a light intensity adjusting unit is arranged to compensate for deviations in the light intensity of the light pulses respectively emitted from the plurality of optical transmitters. An optical transmission system characterized by

A plurality of connections for connecting a plurality of optical transmitters;
An output unit that wavelength-multiplexes the optical pulses emitted from the plurality of optical transmitters and emits them to the transmission path ;
A frequency chirp compensation unit for compensating for a deviation in the frequency chirp amount of the optical pulse emitted from each of the plurality of optical transmitters, disposed in at least one of the plurality of connection units,
The plurality of optical transmitters have different frequency chirp characteristics;
The frequency chirp compensation unit includes a phase modulation amount and a chromatic dispersion value range in which a waveform deterioration amount of the optical pulse after being transmitted through the transmission path is equal to or less than a predetermined value. A wavelength multiplexer that determines a frequency chirp compensation amount that overlaps the largest for each of the plurality of optical transmitters .

A plurality of respective emitted different optical pulse wavelength from the optical transmitter and wavelength multiplexer, a dispersion compensation method of the wavelength multiplexing transmission system to transmit the transmission path,
The plurality of optical transmitters have different frequency chirp characteristics;
Frequency chirp compensation in which a region consisting of a range of phase modulation amount and chromatic dispersion value in which the waveform deterioration amount of the optical pulse after transmission through the transmission line is equal to or less than a predetermined value overlaps the largest among the plurality of optical transmitters A dispersion compensation method for a wavelength division multiplexing transmission system , wherein an amount is determined for each of the plurality of optical transmitters .