JP3879802B2

JP3879802B2 - 光伝送システムの信号光波長の設定方法

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Publication number: JP3879802B2
Application number: JP30575498A
Authority: JP
Inventors: 丈二石川; 寛己大井
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1998-03-30
Filing date: 1998-10-27
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2018-10-27
Also published as: JPH11346191A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
現在基幹系光通信において１０Gb／ｓ光伝送システムが実用化段階にあるが、近年のインターネットに代表される情報通信の活発化による急激な情報量の増加に伴い、更なる大容量化が望まれている。その方法の一つに、時分割多重（光時分割多重を含む）による伝送速度のアップグレードがあり、１０Gb／ｓの次世代方式として、４０Gb／ｓシステムの研究開発が国内外で活発になってきている。
【０００２】
本発明は、光伝送システムの信号光波長を最適値に設定する方法、特に、超高速時分割多重光伝送システムにおいて、中継区間ごとに異なり、また温度等の外部環境によって経時的にも変化する伝送路の波長分散に対し、送信側に波長可変レーザを用い、システム開始時およびシステム運用時に伝送路の波長分散値が最小（零）になるように、信号光波長を最適値に設定するシステムに関する。
【０００３】
【従来の技術】
４０Gb／ｓシステムにおける伝送距離を制限する要因の一つに、光ファイバ伝送路の波長分散がある。波長分散耐力はビットレートの二乗に反比例するために、１０Gb／ｓでは約８００ps／nmなのに対し、４０Gb／ｓでは１／１６の約５０ps／nmと厳しくなる。４０Gb／ｓ光時分割多重（ＯＴＤＭ）方式における、１．３μｍ零分散シングルモードファイバ（ＳＭＦ）５０km（波長分散値＝１８．６ps／nm／km、総分散値＝９３０ps／nm）による伝送実験の結果によれば（G.Ishikawa et al., ECOC '96 ThC. 3.3）、パワーペナルティ１dB以下を基準としたときの分散補償トレランスは３０ps／nmである。つまり、４０Gb／ｓシステムにおいては、伝送路の総分散値を３０ps／nm以内に、極めて厳密に管理しなければならない。
【０００４】
また、光ファイバ伝送路の波長分散値は、温度や圧力等の敷設環境の変化に伴い、経時的に変化する。例えば、−５０〜１００℃の温度変化がある場合の１．５５μｍ帯分散シフトファイバ（ＤＳＦ）１００kmの分散変化量を以下の式により見積もると３２ps／nmとなる。

これは分散トレランス３０ps／nmとほぼ同等の値であり、システム設計上、十分に考慮しなければならない値である。なぜなら、システム運用開始時に−５０℃で波長分散値を零に設定できたとしても、システム運用中に３０℃以上になると、ペナルティ１dBの基準を満たさなくなる。
【０００５】
以上の考察により、４０Gb／ｓ以上の超高速光伝送システムを実現するには、（ｉ）システム運用開始時に波長分散値が最小（零）になるように信号光波長を設定し、
（ii）システム運用中にも伝送路分散値の経時変化に対応して、波長分散値が最小になるように信号光波長を制御する、
「信号光波長最適化システム」の構築が必要であることがわかる。この信号光波長最適化システムは、波長分散値が小さい１．５５μｍ帯分散シフトファイバ（ＤＳＦ）伝送路だけでなく、分散補償技術を併用した１．３μｍ零分散シングルモードファイバ（ＳＭＦ）伝送路を用いたシステムにおいても必要とされる。
【０００６】
光ファイバの波長分散値の測定法として、複数の異なる波長の光を光ファイバに入力し、出力光間の群遅延差や位相差を測定するパルス法や位相法が従来より用いられている。しかし、これらの方法を用いて、システム運用中に常時分散測定を行うためには、各中継区間ごとに一組の波長分散測定器が必要となる。さらに、データ信号光の伝送を中断しないで分散量測定を行うためには、データ信号光とは異なる波長の測定光を波長多重する必要がある。このようにパルス法や位相法を光伝送装置の中に組み込むことは、サイズおよび経済性の面から現実的ではない。さらに信号光波長と異なる波長を用いる場合、測定光波長での測定値から信号光波長での分散値を推測するというプロセスを挟むため、厳密性に欠けるおそれがある。そのため、信号光から直接波長分散値を読み取れる方法が望ましい。
【０００７】
この方法として、本願発明者は既に特願平９−２２４０５６号「波長分散制御のための方法と装置及び分散量検出方法」に、ＮＲＺ信号およびＯＴＤＭ信号に対するベースバンドスペクトル中の４０GHz 成分強度の総分散量依存性を利用した方法を記載している。具体的には、総分散量が零のときに４０GHz 成分強度が極小になり、そのときアイ開口度が最大になることを利用している。特願平９−２２４０５６号では、総分散量を零にするために可変分散補償器を用いている。波長可変レーザを用いて信号光波長を変えることにより総分散量を零にする方法にも言及しているが、その具体的な制御方法までは触れていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、光伝送システムにおいて信号光波長を最適に設定する方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、光伝送システムの信号光波長の設定方法であって、光伝送システムの運用開始前において第１の波長幅にわたって信号光波長を第 1 の波長間隔で変化させて掃引し、該第１の波長幅にわたる前記掃引の結果に基づいて前記信号光波長の総波長分散量に基づき最適値を決定し、光伝送システムの運用開始後において前記信号光波長の最適値を中心として第１の波長幅よりも狭い第２の波長幅にわたって前記信号光波長を前記第 1 の波長間隔より狭い第 2 の間隔で変化させて掃引し、該第２の波長幅にわたる掃引の結果に基いて前記信号光波長の最適値を更新する各ステップを具備する方法が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
データ信号のビットレートが４０GHz のＯＴＤＭ信号、ＲＺ光信号、およびＮＲＺ光信号のベースバンドスペクトル中の４０GHz 成分強度の総分散依存性の計算機シミュレーションの結果をそれぞれ図１〜３に示す。図１〜３には振幅方向のアイ開口度についても示してある。入力光のパワーは平均で−５dBm 、ＳＭＦ長は５０kmであり、ＳＭＦに直列に接続したＤＣＦ（分散補償ファイバ）の分散量を変えることにより、総分散量を変えた。
【００１１】
上記のＯＴＤＭ信号とは図４に示すような光変調器１０から出力される光信号である。図４において、ＬｉＮｂＯ₃ 基板１２にＴｉを熱拡散させて図４に示すような光導波路１４を形成し、その上に図４中にハッチングで示す電極パターン１６をＡｕで形成して、１入力２出力光スイッチ１８、独立な２系列の光変調器を有するデータ変調部２０、位相制御部２２および光多重部２４が形成される。１入力２出力光スイッチ１８の光導波路に連続光を入力し、２つの電極に位相差が１８０°の２０GHz クロックを印加すると、図５の（ａ）（ｂ）欄に示す互いに逆相の２系統の２０GHz 光クロックが光スイッチ１８から出力され、データ変調部２０の２つの光変調器へ入力される。２つの光変調器のそれぞれには２０Gb／ｓのデータ信号が印加されて図５の（ｃ）（ｄ）欄に示す２系列のＲＺ信号がデータ変調器２０から出力される。位相制御部２２では２光波間の位相差が１８０°になるように光波の位相が調節され、光多重部２４で合成される。２光波間の位相差が１８０°であるので、図５の（ｅ）欄に示すように１が連続するところでは裾部分が打ち消し合ってＲＺ信号に近い波形になり、それ以外の隣接ビットの少なくとも一方が０になるところではＮＲＺ信号の波形に近くなる。
【００１２】
図１〜３のシミュレーション結果から、次のことがわかる。
（ａ）ＯＴＤＭ方式の場合：総分散量０ps／nmにおいて、４０GHz 成分強度が極小になり、アイ開口度が最大になる。
（ｂ）ＲＺ方式（Ｄｕｔｙ比５０％）の場合：総分散量零のときに、４０GHz 成分強度、アイ開口度ともに最大となる。これは他のＤｕｔｙ比においても同様である。
（ｃ）ＮＲＺ方式の場合：４０GHz 成分強度が零になる総分散量は周期的に存在するが、２つの最大値の間の極小点は総分散量零で、そのときアイ開口度が最大になる。
【００１３】
一般に、光ファイバによる伝送において、信号光波長と波長分散の関係はリニアであるから、図１〜３の横軸を信号光波長に置き換えても同じグラフが得られる。この場合に総分散量零の点は零分散波長に置き換わる。
これにより、４０Gb／ｓ伝送（線形伝送）において、零分散波長を含む範囲で信号光波長をスキャンしながら４０GHz 成分強度を測定すれば、いずれの符号形式の場合も、４０GHz 成分強度（＝モニタ信号強度）の極小点（最小点）もしくは極大点（最大点）を用いて、総分散が零となる波長を検出することができることがわかる。
【００１４】
図６の実験系で得られた、信号光波長に対する４０GHz 成分強度の関係（実験結果）を図７および図８に示す。
図６において、波長可変光源３０（サンテック社製波長可変ＬＤ光源ＴＳＬ−２１０）の出力光が前に説明した４０GHz ＯＴＤＭ変調器３２で変調され光ポストアンプ３４で増幅され、長さ１００kmの分散シフトファイバ（ＤＳＦ）３６に送出される。ＤＳＦ３６で伝送された光信号は光プリアンプ３８で増幅され、通過帯域幅３nmの波長可変光フィルタ４０を経てフォトダイオード４２で電気信号に変換される。電気信号は４０GHz の狭帯域フィルタ４４を経てパワーメータ４６へ入力され、４０GHz 成分強度が検出される。
【００１５】
図７は信号光波長を１５３５nmから１５７０nmまで１nmおきに変化させ、それに光フィルタ４０の中心波長を連動させて変化させたとき（後述のスキャンモードに相当）の結果を示す。また、図８は光フィルタ４０の中心波長を１５５１．６nmに固定したまま、信号光波長のみを１５５０nmから１５５３nmまで０．１nmおきに変化させたとき（後述のトラッキングモードに相当）の結果を示す。図７の場合はλ₀ に、図８の場合はλ₀ ′に信号光波長を設定すれば、波長分散値をほぼ零にすることができる。なお、図８の２つのピークは光フィルタ４０の通過特性により生じたもので、図７の２つのピークとは意味が異なる。
【００１６】
実際の光伝送システムにおけるＤＳＦ伝送路の零分散波長は長手方向に変動しており、中継距離も区間ごとに全くの一定距離でないため、中継区間ごとに総波長分散値が零になる信号光波長も異なる。そのため、まず、システム運用開始時に中継区間ごとに波長分散値が最小（零）になるように信号光波長を設定するには、図７のように信号光を広範囲に掃引し、１５４６nmと１５６１nmの極大値に挟まれた１５５２nmの極小値を少なくとも１回は求める必要がある。（本発明においてこの動作を「スキャンモード」と名付ける。）
次に、システム運用中に伝送路分散値の経時変化に対応して、波長分散値が最小になるように信号光波長を制御する場合は、スキャンモードで設定した波長から大きく離れた波長にジャンプすることはなく、徐々に変化していくため、図８のように、比較的狭い波長範囲で掃引しながら、モニタ値が最小になる波長を追尾すればよい。（本発明においてこの動作を「トラッキングモード」と名付ける。）
図９に示すように、ＤＳＦ３６を恒温槽３７に入れ、温度を−３５℃、＋５℃、＋６２℃としたときの、４０Gb／ｓＯＴＤＭ方式による、信号光波長に対する４０GHz 成分強度の関係を図１０に示す。光フィルタ４０の通過帯域幅は５nmである。図１０において、温度が上昇するにつれて、２つのピークに挟まれた極小値を示す波長（波長分散値零の波長）が長波長側へシフトしていくことがわかる。
【００１７】
以上のように、システム開始時にスキャンモードで波長最適化を行った後、システム運用中はトラッキングモードで最適波長を追尾することで、常時、波長分散値が零になる信号光波長に設定することができる。
図１１は本発明の信号光波長設定方法が適用される光伝送システムの一例を示す。送信側において、波長可変光源５０を有する光送信機５２の出力は光ポストアンプ５４で増幅された後、光伝送路５６へ送出される。受信側において、光伝送路５６から受信した光信号は光プリアンプ５８で増幅された後、光受信機６０へ入力される。光受信機６０の入力の一部が分岐されて分散モニタ６２へ入力され、伝送路５６の総分散量を表わす特性値が測定される。分散モニタ６２の測定結果はＣＰＵ６４へ入力される。前述したように、ＣＰＵ６４は運用開始前においては、例えば１５３５〜１５７０nmといった広い範囲で波長可変光源の波長を掃引し、その時の測定結果に基いて最適波長を決定する。運用開始後には、決定された最適波長を中心とする例えば０．６nmの幅で波長可変光源の波長を掃引し、その時の測定結果に基いて最適波長を決定し、決定された値で最適波長の値を更新する。運用開始後には所定の間隔で上記の掃引、決定、更新の処理を繰り返すことにより信号光波長を常に最適値に維持することができる。図１２は光伝送路にさらに光増幅中継器６６が挿入された光増幅中継システムを示す。
【００１８】
分散モニタ６２における測定法の例としては、前述のファイバ伝送後の光信号のベースバンドスペクトル中の特定の周波数成分強度（ビットレートと同じ周波数成分強度を用いる方法）があるが、これに限定せず、前述のパルス法や位相法の場合もあり得る。
図１１の例では最適波長に設定するためにＣＰＵを用いているが、これは光受信装置内や光送信装置内に内蔵されている場合や、パーソナルコンピュータのような独立したコンピュータ機器の場合もあり得る。
【００１９】
フィードバック信号の転送方法としては、一般に光伝送システムで用いられている監視信号（比較的低速の電気信号）を用いる方法や、光ファイバ伝送路を逆方向に伝送する方法（この場合、フィードバック信号光波長と信号光波長を異なる波長（領域）に設定しなければならない可能性もある。）が考えられる。
波長可変光源５０としては、前述のサンテック社製波長可変ＬＤ光源ＴＳＬ−２１０に内蔵された波長可変レーザダイオードの動作原理（外部共振器型波長可変ＬＤ光源）と同一の動作原理のものが使用可能であるほか、図１３に示す３電極型の波長可変半導体レーザが使用可能である。図１３に示した波長可変半導体レーザはＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰレーザ構成を有している。共通電極７１と電極７２との間に活性層７５を含むレーザ発振領域７７が形成され、共通電極７１と電極７３との間に波長微調領域７８が形成され、共通電極７１と電極７４との間に回折格子７６を含む波長粗調領域７９が形成されている。電極７３に加える電流Ｉｐと、電極７４に加える電流Ｉｄとを調整して発光波長を変化させ、電極７２に加える電流Ｉａによって光出力を制御することができる。従って、ＣＰＵ６４から電流Ｉａ，Ｉｐ，Ｉｄを制御することにより、発光波長を制御し、且つ伝送情報に従って変調した光信号を出力することができる。
【００２０】
図１４はトラッキングモードにおいて信号光波長を掃引する方法の例を示す。（ａ）欄は、１５５１nmから１５５３nmまで０．２nmおきに、短波長側から長波長側へ一方方向のみに波長を掃引する例を示す。逆に長波長側から短波長側へ掃引する場合もあり得る。なお、波長掃引範囲や波長間隔は特定しない。この手法においては、１５５３nmから１５５１nmへジャンプする際に、波長分散が大きく変化し、それに伴い、受信波形が大きく変化する可能性がある。これにより、受信端でのタイミング抽出において、ＰＬＬのロックがはずれる等の支障をきたす可能性もある。そのため、（ｂ）欄に示すように、１５５１nmと１５５３nmの間を折り返しながら掃引する方法が望ましい可能性がある。
【００２１】
スキャンモードでは、一方方向（短波長側から長波長側へ、もしくは、長波長側から短波長側へ）へ一回だけ掃引する方法と、折り返して掃引する方法（短波長側→長波長側→短波長側、もしくは長波長側→短波長側→長波長側）もあり得る。
図１５は分散モニタ６２で総分散量を表わす特性値を測定して総分散量を零にする波長に設定する代わりに、伝送特性評価部８０において符号誤り率やＱ値などの伝送特性を表わす特性値を測定し、それが最良となる波長に設定する方法を示す図である。符号誤り率やＱ値の他に、受信波形を観測し、予め規定したアイマスクパターンの基準を満たす波長に設定する方法も考えられる。
【００２２】
なおＱ値（＝電気ＳＮＲ）は次式で定義される。
Ｑ＝２０ｌｏｇ₁₀〔（μ₁ −μ₀ ）／（σ₁ ＋σ₀ ）〕
但し、μ₁ ：“発光”時の平均レベル
μ₀ ：“非発光”時の平均レベル
σ₁ ：“発光”時のレベルの標準偏差
σ₀ ：“非発光”時のレベルの標準偏差
波長可変レーザをスキャンモードやトラッキングモードで波長掃引する方法は、図１６に示す波長多重（ＷＤＭ）光伝送システムにおいて、固定（もしくは半固定）の光フィルタ８２の通過波長帯域の中心に信号光波長を設定する場合にも適用可能である。この場合は、まずスキャンモードで波長を掃引し、光フィルタ後段の光パワー検出器８４で検出される光パワーが最大値になるように波長設定する。そして、ここでの光フィルタの中心波長が経時的に変化する場合はトラッキングモードで常に光フィルタ通過波長帯域中心に信号光波長を設定することができる。また、波長可変フィルタによるチャンネル選択を行う光ＡＤＭシステムへの適用も考えられる。
【００２３】
図１１および図１２の分散モニタ６２が受け取る分散モニタ信号の強度において、波長依存性が小さい場合、経時的に変動する場合、モニタ信号の受信感度が低い場合等は、各波長で一回の測定では、データのばらつきが大きく、そのデータ列から最小値を示す波長が、必ずしも伝送路の平均零分散波長でない可能性もあり得る。そのため、各波長で複数回測定した平均値を求める方法が有効となる。この方法は、スキャンモードとトラッキングモードの両方に適用可能である。図１７は各波長で４回測定し、平均値を求める例を示している。例えば、各波長で１回しか測定しない場合、１回のデータのみでのモニタ強度最小波長は図１７中に破線で示すように１５５１．６nmなのに対し、実線で示す平均値データでは１５５２．０nmとなる。複数回測定する方法としては、各波長である一定の時間間隔で連続して測定する方法と一回の波長掃引での各波長での測定は１回とし、波長掃引を複数回行う方法が考えられる。後者は伝送路での波長分散値の経時変化速度に比べて、波長掃引速度が十分に速い場合に有効である。
【００２４】
図１８に示すように、１回の掃引で得られたデータ列を関数近似して、その最小値を求める方法もある。なお、関数近似処理はＣＰＵやコンピュータにより行う。
関数近似の例としては、

のような多項式近似や最小二乗法などがある。
【００２５】
図１９および図２０は、信号光波長を掃引するとともに、システム中に配置されている波長可変フィルタ９０の透過中心波長も掃引しながら、伝送路の波長分散値をモニタし、ＣＰＵ６４を介して、最適波長に設定するようにフィードバック制御を行うシステム構成例を示している。図１９は無中継システムを示し、図２０は光増幅中継システムを示す。
【００２６】
一般に光アンプを用いた光伝送システムにおいては、受信端での光Ｓ／Ｎ比を確保するために光アンプからのＡＳＥ雑音除去用に光フィルタが配置されている。さらに、最小受信感度を改善するには、信号光成分を削らない程度に狭帯域の光フィルタが有効となる。しかし、光フィルタが固定では、本発明のスキャンモードにおける信号光波長の比較的広範囲の波長掃引は不可能である。そのため、システム中に配置されている狭帯域光フィルタを全て波長可変フィルタとし、信号光波長と同期させて可変させる必要がある。
【００２７】
図１９および図２０では分散モニタによる信号光波長最適化システムを例に挙げているが、分散モニタ信号の強度検出のＳ／Ｎ比を確保するためにも、波長可変フィルタの適用は有効である。図２０の光増幅中継システムの場合には、光インラインアンプ６６にはスキャンモードでの波長範囲をすべて透過する比較的広帯域の固定の光フィルタを配置し、光プリアンプ５８のみに狭帯域波長可変フィルタを配置する構成もあり得る。
【００２８】
図２１はスキャンモードにおけるＣＰＵ６４の動作のフローチャートである。図２１において、まず、波長可変光源５０の波長λ_LDと光フィルタ９０の中心波長λ_FLを掃引開始波長λ_SOに設定し（ステップ１０００，１００２）、分散モニタの強度を測定する（ステップ１００４）。次に、λ_LDおよびλ_FLをΔλ_Sだけ増加させ（ステップ１００６，１００８）、掃引終了波長λ_Seを超えていなければ（ステップ１０１０）、分散モニタの強度を測定して（ステップ１０１２）、ステップ１００６へ戻る。ステップ１０１０において波長λ_LDが掃引終了波長λ_Seを超えていれば、後述するアルゴリズムに従って最適波長λ_S-optを求めて（ステップ１０１４）、トラッキングモードへ移行する。なお、ステップ１００４と１０１２の分散モニタ強度測定は複数回測定して平均値を求めるようにしても良い。
【００２９】
図２２はトラッキングモードにおけるＣＰＵ６４の動作のフローチャートである。光フィルタの中心波長λ_FLをスキャンモードで決定された最適波長λ_S-optに設定し（ステップ１１００）、波長パラメータλ_TXに最適波長λ_S-optを代入する（ステップ１１０２）。
ステップ１１０４において、光フィルタの中心波長λ_FLを変えることなく波長可変光源（レーザ）５０の波長λ_LDのみをλ_TX−ｎΔλ_Tからλ_TX＋ｎΔλ_Tの範囲で波長間隔Δλ_Tだけ変化させながら、分散モニタ強度Ｐ_TS-n〜Ｐ_TS+nを測定する。次に、Ｐ_TS-n〜Ｐ_TS+nの中で最小値を示す波長λ_TXを決定し（ステップ１１０６）、決定された波長λ_TXを波長可変光源５０の波長λ_LDに設定する（ステップ１１０８）。λ_FLとλ_TXの差が１nmであるかどうかを判定し（ステップ１１１０）、両者の差が１nm以上であれば、光フィルタ９０の中心波長λ_FLもλ_TXに設定する（ステップ１１１２）。その後、次のトラッキング処理の周期が来るまでウエイトした後（ステップ１１１４）、ステップ１１０４の処理へ戻る。連続してトラッキングを実施する場合にはウエイトしないで直ちにステップ１１０４へ戻る。
【００３０】
上記のフローにみられるように波長可変フィルタはある程度の帯域幅を有しているため、その中心波長を波長可変レーザと同様に掃引する必要はない。波長可変フィルタの帯域幅が波長可変レーザ掃引幅より十分大きければ、一回の掃引中には波長可変フィルタは固定で構わない。そして、最適波長がある程度シフトしたとき（本フローチャートでは１nm以上）、波長可変フィルタの中心波長をシフトさせればよい。この最適波長のシフト量は波長可変フィルタの帯域幅に依存する。波長掃引方法としては一方方向や折り返しがあり得るが、本フローチャートでは省略している。各波長での複数回測定については、本フローチャートでは省略している。
【００３１】
図２３を参照してコンピュータ処理により最適波長を決定する手順を説明する。本図は、図１，４〜１０に示した４０Gb／ｓＯＴＤＭ方式の波長分散（もしくは信号光波長）と４０GHz 成分強度の関係を想定しており、図中の太線はスキャンモードでのモニタ強度を関数近似した結果を示しているものとする。
（ｉ）モニタ強度最大値Ｐ_P、およびそのときの波長λ₁ を求める。
（ii）モニタ強度最小値Ｐ_Bを求める。
（iii) λ₁ の短波長側および長波長側でそれぞれ一番近い、モニタ強度＝（Ｐ_P−Ｐ_B）／２を示す波長λ₂ ，λ₃ を求める。
（iv）λ₂ の短波長側、およびλ₃ の長波長側で最大値を求め、その２つの値を比較し、大きい方の値（２番目のピーク値）の波長λ₄ を求める。
（ｖ）λ₁ とλ₄ の間の極小値を求め、その波長λ₀ が波長分散値が最小（零）となる波長である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、光伝送システムの信号光波長が自動的に最適に設定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】４０Gb／ｓＯＴＤＭ信号についての４０GHz クロック成分強度の総分散量依存性の計算機シミュレーションの結果を示すグラフである。
【図２】４０Gb／ｓＲＺ信号（デューティ５０％）についての４０GHz クロック成分強度の総分散量依存性の計算機シミュレーションの結果を示すグラフである。
【図３】４０Gb／ｓＮＲＺ信号についての４０GHz クロック成分強度の総分散量依存性の計算機シミュレーションの結果を示すグラフである。
【図４】４０Gb／ｓＯＴＤＭ信号を生成する光変調器の平面図である。
【図５】図４の光変調器の動作を説明する波形図である。
【図６】信号光波長に対する４０GHz 成分強度の関係を測定するための実験系の図である。
【図７】スキャンモードに相当する範囲で信号光波長を掃引したときの４０GHz 成分強度のグラフである。
【図８】トラッキングモードに相当する範囲で信号光波長を掃引したときの４０GHz 成分強度のグラフである。
【図９】最適波長の温度依存性を測定するための実験系の図である。
【図１０】測定された温度依存性を示すグラフである。
【図１１】本発明の方法が適用される光伝送システムの一例を示すブロック図である。
【図１２】光増幅中継器が挿入された光伝送システムを示すブロック図である。
【図１３】３電極型の波長可変半導体レーザの図である。
【図１４】トラッキングモードにおける信号光波長の掃引の方法の例を示す図である。
【図１５】伝送特性が最良となる波長に設定する方法を示す図である。
【図１６】波長多重光伝送システムへの本発明の適用を示す図である。
【図１７】複数回の掃引の平均により最適波長を見い出す方法を示す図である。
【図１８】１回の掃引の結果を関数近似することにより最適波長を見い出す方法を示す図である。
【図１９】信号光波長の掃引に同期した光フィルタの通過波長の掃引を示す図である。
【図２０】信号光波長の掃引に同期した光フィルタの通過波長の掃引を示す図である。
【図２１】スキャンモードのフローチャートである。
【図２２】トラッキングモードのフローチャートである。
【図２３】スキャンモードにおいてコンピュータ処理により最適値を見い出す方法を示す図である。
【符号の説明】
３０，５０…波長可変光源
３４，５４…光ポストアンプ
３６…分散シフトファイバ
３８，５８…光プリアンプ
４０…波長可変光フィルタ
４２…フォトダイオード
４４…狭帯域フィルタ

Claims

光伝送システムの信号光波長の設定方法であって、
光伝送システムの運用開始前、光伝送システムの受信側の制御によって、第１の波長幅にわたって前記光伝送システムの光送信器の可変波長光源の信号光波長を第１の波長間隔で変化させて広い範囲で第１の掃引を行うとともに、前記第１の掃引に追従して光伝送システムの伝送路に挿入された光バンドパスフィルタの通過波長も掃引し、
該第１の波長幅にわたる前記掃引の結果、前記光受信側で得られた前記信号光波長の総波長分散量に基づき最適波長を決定し、
光伝送システムの運用開始後、前記受信側の制御によって、前記最適波長を中心として第１の波長幅よりも狭い第２の波長幅にわたって前記光伝送システムの光送信器の可変波長光源の前記信号光波長を前記第１の波長間隔より狭い第２の間隔で変化させる第２の掃引を行い、
前記第２の掃引の結果、前記受信側で得られた前記信号光波長の総波長分散量に基づき、前記最適波長を更新する各ステップを具備する方法であり、
前記第２の掃引においては、前記受信側の制御によって、光バンドパスフィルタの通過波長と、第２の掃引がされている前記信号光波長との差が所定値以上となった場合に、光バンドパスフィルタの前記通過波長を前記第２の掃引がされている前記信号光波長に設定することを特徴とする、設定方法。
前記第１の波長幅にわたる掃引および第２の波長幅にわたる掃引はいずれも同一方向に複数回実施される請求項１記載の方法。
前記第１の波長幅にわたる掃引は同一方向に複数回実施され、前記第２の波長幅にわたる掃引は異なる方向に交互に複数回実施される請求項１記載の方法。
伝送路の総波長分散量を零とする波長が波長の最適値とされる請求項１〜３のいずれか１項記載の方法。
伝送後の光信号のベースバンドスペクトル中の特定の周波数成分の強度が最大または２つのピークの間で最小となる波長が伝送路の総波長分散量を零とする波長とされる請求項４記載の方法。
前記特定の周波数は伝送される信号のビット速度の値と同じ値の周波数である請求項５記載の方法。
伝送された信号の品質が最良となる波長が波長の最適値とされる請求項１〜３のいずれか１項記載の方法。
受信側に設けられた光フィルタを通過した信号光の強度が最大になる波長が波長の最適値とされる請求項１〜３のいずれか１項記載の方法。
前記第１の波長幅にわたる掃引および第２の波長幅にわたる掃引がそれぞれ複数回実施され、その平均値から波長の最適値がそれぞれ決定される請求項１〜８のいずれか１項記載の方法。
前記第１の波長幅にわたる掃引および第２の波長幅にわたる掃引の結果をそれぞれ関数で近似することによって波長の最適値が決定される請求項１〜８のいずれか１項記載の方法。
前記光伝送システムは伝送路の途中に挿入された光フィルタおよび受信端において挿入された光フィルタを含み、波長の掃引に同期して受信端において挿入された光フィルタの通過波長のみが掃引される請求項１〜１０のいずれか１項記載の方法。