光伝送装置、光伝送システム、波長分散量算出方法及び分散補償方法
【課題】 伝送路を構成する光ファイバの種類の混在率を考慮して伝送路の波長分散量を適切な範囲で算出することを目的とする。
【解決手段】 伝送路の少なくとも１つの波長の波長分散量と、伝送路の距離とを用いて、伝送路を構成する光ファイバの種別の混在率の取り得る範囲を算出する手段を備える。また、伝送路の少なくとも１つの波長の波長分散量と、伝送路の距離と、混在率を用いて波長分散量の取り得る範囲を算出する手段を備える。
【解決手段】 伝送路の少なくとも１つの波長の波長分散量と、伝送路の距離とを用いて、伝送路を構成する光ファイバの種別の混在率の取り得る範囲を算出する手段を備える。また、伝送路の少なくとも１つの波長の波長分散量と、伝送路の距離と、混在率を用いて波長分散量の取り得る範囲を算出する手段を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバケーブルの特性による信号品質劣化を補償する光伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplex）方式は、複数の異なる波長の光信号を１本の光ファイバ上に多重して伝送する方式である。同方式における個々の波長の伝送フォーマット、多重化形式、監視内容はＩＴＵ−Ｔ（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector）勧告であるＧ．７０９ "Interfaces for the Optical Transport Network"に定められている。また、伝送装置間の接続に用いられる光ファイバーケーブルには、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．６５３ "Characteristics of a single-mode optical fiber and cable"で規定されるＳＭＦ（Single Mode Fiber）ケーブルやＧ．６５３" Characteristics of a dispersion-shifted single mode optical fiber and cable"で規定されるＤＳＦ(Dispersion Sifted Fiber)ケーブルが通常用いられている。
【０００３】
しかし、これら光ファイバケーブルには、波長分散係数（Chromatic dispersion coefficient）、減衰係数（attenuation coefficient）、ＰＭＤ係数(Polarization mode dispersion coefficient)などの、ファイバあるいはケーブルに対する固有の特性によって、光信号の劣化が生じる。ＷＤＭ方式によって、高速光伝送を実現するためには、これらの分散特性が光信号の伝送に与える影響を補償することが必要である。
【０００４】
従来の装置では、個々の光伝送路（伝送装置間の光ファイバケーブル）での特定の波長の波長分散係数、分散スロープ係数、距離を予め設定しておき、複数の伝送路を経由した伝送を行う際は、予め設定した値から累積の分散補償量を算出して、可変分散補償器の設定値を決定している（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２０２００９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術では、システムの構築時にすべての値を、事前に、正確に測定することは困難である上、測定のための特別な設備と期間が必要となり、システムを安価・早期に構築することが妨げられるという問題があった。また、算出の元となる数値が、不確定な幅を持った結果、累積の分散補償量も不確定な幅を持つため、適切な範囲内で補償値を探索することができず、算出に長時間必要となり、また、探索する範囲が不正確であったために誤った結果が算出されてしまうという問題があった。
【０００７】
また、システムによっては、隣接する伝送装置間の伝送路が、複数の光ファイバ・ケーブル（ピース）を接続することによって構成され、ＳＭＦとＤＳＦに代表される複数種類のピースが混在している場合がある。この場合、光ファイバの分散、非線形効果はファイバの種別により異なり、その混在率により影響を受けることになることから、混在率を求めることが必要になる。しかしながら、光ファイバの混在率が考慮されていないという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためのものであり、伝送路を構成する光ファイバの種別と混在率の取り得る範囲を算出する手段を備え、また、混在率を用いて伝送路の波長分散量の取り得る範囲を算出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかる光伝送装置は、伝送路の少なくとも１つの波長の波長分散量と、該伝送路の距離とを用いて、該伝送路を構成する光ファイバの種別と混在率の取り得る範囲を算出する手段を備える。
【発明の効果】
【００１０】
伝送路を構成する光ファイバの種別と混在率の取り得る範囲を算出できる。また、混在率を用いて伝送路の波長分散量の取り得る範囲を算出することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１における光伝送システムの構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１における可変分散補償器に設定する分散補償量を決定する処理のシーケンスチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１における光ファイバの種別に応じた波長分散係数の取り得る範囲を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１における光ファイバの種別の混在率の取り得る範囲を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１における情報記憶部２０３に記録されるレコードの構成例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下に、本実施の形態にかかる光伝送装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化する際の一形態であって、本発明をその範囲内に限定するためのものではない。
【００１３】
図１に本実施の形態にかかる光伝送システムの構成図を示す。図１は、ＷＤＭ伝送のための送信、中継、受信を行う伝送装置１０１、１０２、１０３と、１台または複数の伝送装置を監視制御する管理装置２０１により構成されている。伝送装置１０１は、ＷＤＭ送信機能を有し、伝送装置１０２はＷＤＭ中継機能を有し、伝送装置１０３はＷＤＭ受信機能を有する構成とする。伝送路１０５、１０６、１０７は、光ファイバ・ケーブルであり、伝送装置間で、波長多重された光信号を伝搬させる。
【００１４】
次に、伝送装置１０１の構成について説明する。光送信器１１１は、ユーザデータを１つの波長の光信号に変換して送信する機能を有する。伝送装置１０１には光送信器１１１が複数配置され、それぞれ異なる波長の光信号を生成する。光合波器１２１は、複数の光送信器１１１から生成された波長の異なる光信号を多重する。光増幅器１３１は、多重化された光のパワーを増幅して送信する。カプラ１２５は、光を分岐または結合する。監視制御部１４１は、監視制御光を送受信し、後述の説明では２波長の監視制御光を用いて波長分散の測定を行う。また、監視制御部１４１は管理装置２０１と監視制御のための通信、および伝送装置１０１内の各部を監視制御する機能を有する。
【００１５】
次に、伝送装置１０２の構成について説明する。固定分散補償器１５１は、受信した光の波長分散を補償するが、分散補償量の変更が出来ない特性を持つ。光増幅器１３２は、受信した光のパワーを増幅する。光スイッチ１６１は光信号を別経路に出力する機能を有し、図１では伝送装置１０１から受信した光信号を伝送路１０６または伝送路１０７に転送する。また、光増幅器１３３、監視制御部１４２は、ぞれぞれ、前述の光増幅器１３１、監視制御部１４１と同様の機能を有する。また、光カプラ１２６、１２７は、前述の光カプラ１２５と同様の機能を有する。
【００１６】
次に、伝送装置１０３の構成について説明する。光分波器１９１は、波長多重された光を１波長毎の光に分離する。可変分散補償器１７１は、本実施の形態では、１波長につき１台設置されており、分波された光信号に対して、波長分散を補償し、かつ分散補償量の変更が可能な特性を有する。光受信器１８１は、分波された１波長を受信して、ユーザデータに変換する。また、その際、受信したビットの誤り数をカウントする機能を有する。ビット誤りは、ＦＥＣ(Forward Error Correction)の情報を光送信器１１１にて送信データに付加して光信号を送信し、光受信器１８１にて参照することにより検出可能である。また、固定分散補償器１５２、光増幅器１３４、監視制御部１４３、光カプラ１２８は、ぞれぞれ、前述の固定分散補償器１５１、光増幅器１３１、監視制御部１４１、光カプラ１２５と同様の機能を有する。
【００１７】
次に、管理装置２０１の構成について説明する。管理装置２０１は、伝送装置１０１、１０２、１０３を監視制御するための制御通信部２０４と、可変分散補償器１７１に設定した補償値を含む情報を記憶する情報記憶部２０３、および、光ファイバの混在率や可変分散補償器１７１に設定する分散補償値について演算するための演算処理部２０２を備える。
【００１８】
次に、図２を用いて本実施の形態にかかる光伝送システムの動作内容について説明する。図２は、本実施の形態にかかる光伝送システムの可変分散補償器１７１に設定する分散補償値を決定する処理のシーケンスチャートである。まず、概略を説明する。図２のステップ１において、伝送装置１０１〜１０３は特定の波長の波長分散量と、伝送装置間の伝送路の距離を測定する。ステップ２において、管理装置２０１は波長分散量と伝送装置間の伝送路の距離を元に伝送路を構成するファイバの種別(ＳＭＦ／ＤＳＦ)と混在率の取り得る範囲を算出する。ステップ３において、管理装置２０１は混在率とファイバ種別に応じた特性値を元に、伝送路における波長分散量の取り得る範囲を算出する。ステップ４において、管理装置２０１は可変分散補償器１７１に設定すべき分散補償値の取り得る範囲を算出する。ステップ５において、管理装置２０１は分散補償値が取り得る範囲内での最適な分散補償値の探索動作を行う。ステップ６において、管理装置２０１は分散補償値の最終設定値を決定し、その情報をレコードに保存する。
【００１９】
次に、ステップ１の動作について説明する。本実施の形態における光伝送システムでは、伝送路における、ある特定の波長についての波長分散量を測定する。隣接する装置間の伝送路の波長分散量を測定は、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７０９にて定義されるＯＳＣ（Optical supervisory channel）光といった、ユーザデータ（ペイロード）のデータ伝送を行う波長とは異なる波長の監視制御光用波長を使う。伝送装置１０１の監視制御部１４１は監視制御光用波長である２つの波長の異なる光信号を送信し、伝送装置１０２の監視制御部１４２が光信号を受信し、光信号間の伝送遅延差を測定することで、２つの波長の中間波長についての波長分散量を算出する。２つの波長(単位：ｎｍ)をλ1、λ2とし、それぞれの波長を持つ光信号の伝送遅延差（到達時間差。単位:ｐｓ）をＴとすると、波長分散量ｖは下記の計算によって求められる。
【００２０】
【数１】
【００２１】
ただし、波長分散量ｖは、波長によって異なるため、波長λの関数ｖ(λ)になる。上記の波長分散量ｖは、２つの波長の中間となる波長λm=(λ2+λ1)/2に対する波長分散量ｖ(λm)と見なすことができる。また、同様に、監視制御部１４２から送られる光信号によって監視制御部１４３は伝送路１０６の波長分散量ｖを測定する。
【００２２】
また、ステップ１では伝送装置１０２、１０３は伝送装置間の伝送路１０５、１０６の距離ｄを測定する。距離ｄを測定するためには、伝送路による伝送遅延時間が必要となる。本実施の形態では以下の方法によって距離ｄを測定する。
【００２３】
伝送装置Ａが送信したデータＡを伝送装置Ｂで受信した後直ちに、伝送装置Ｂが直ちにデータＢを伝送装置Ａに送信することで、伝送装置ＡはデータＡを送信した時間を起点として、データＢを受信するまでの時間を計測する。この時間は、伝送路を往復した時間である。従って、これを２で除した値が、片道の伝送遅延時間である。光ファイバ中の光の伝搬速度は既に知られている値であるため、伝送遅延時間に伝搬速度を乗ずることで、伝送路の距離を得ることができる。厳密には、光ファイバ中の光の伝搬速度は、ファイバの種別、波長によって僅かに異なるが、光の伝搬速度全体に対して微小であるため、距離の測定に関しては、ファイバ種別、波長の依存性を考慮する必要は無い。図１では、伝送装置１０１から伝送装置１０２への片方向の光伝送のための構成を示しているが、伝送装置１０２にも伝送装置１０１に対して光信号を送信することができる光送信器を備えて、伝送装置１０２から伝送装置１０１の逆方向についても伝送路（光ファイバケーブル）が接続されているとし、また、双方向の伝送路が同距離であるとすれば、以上で述べた方法により、距離を得ることが可能である。
【００２４】
具体的には、監視制御部１４２が監視制御部１４１に監視制御光を送信し、それを監視制御部１４１にて受信した後、監視制御部１４１から監視制御部１４２に監視制御光を送信する。監視制御部１４２はこれを受信し、伝送遅延時間を算出する。これによって監視制御部１４２は伝送路１０５の距離ｄを得る。同様の方法にて監視制御部１４３は伝送路１０６の距離ｄを測定する。
【００２５】
次に、ステップ２の動作について説明する。ステップ２では、管理装置２０１が波長分散量、距離の測定結果を元に、ファイバの種別(ＳＭＦ／ＤＳＦ)に応じた波長分散特性値を用いて、ファイバの種別（ＳＭＦ／ＤＳＦ／両者混在）と、ファイバの混在率の取り得る範囲を特定する。図３は、λmを海底ケーブルなどの比較的長距離の光通信システムなどで用いられるＣ帯域（１５２６ｎｍ〜１５７０ｎｍ）の波長としたとき、ファイバの種別（ＳＭＦ／ＤＳＦ）に応じた、波長（横軸）と波長分散係数（縦軸）の範囲の関係を示した例である。以降の説明においては、上記の波長地域であることを前提とする。波長分散係数は、単位距離（ｋｍ）あたりの波長分散量であり、伝送路上のファイバの材料・構造が同一であれば、伝送路の波長分散量は、波長分散係数に距離を乗じた値となる。ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．６５２、Ｇ．６５３において、それぞれのファイバ種別に応じた、ゼロ分散波長、波長分散係数、波長分散スロープ係数の上限値、下限値について推奨値が規定されており、これらの値を本実施の形態において用いることが可能である。また、推奨値以外にも、ファイバ製造時の保障性能や測定等により、実際に伝送システムに用いられている光ファイバの波長分散係数等の特性の取り得る範囲が判明している場合には、それらの値を用いても良い。また、以下の説明では最大値、最小値を用いるが、必ずしも最大値、最小値でなくとも良く、算出に用いる定数は適宜変えることができる。後述する波長分散スロープ係数も同様である。図３において、波長λmに対するＤＳＦの波長分散係数の最小値Ｃｄmin(λm)、最大値Ｃｄmax(λm)、波長λmに対するＳＭＦの最小値Ｃｓmin(λm)、最大値Ｃｓmax(λm)である。
【００２６】
ステップ１で測定した波長分散量ｖ、距離ｄを使って、以下の計算により、混在率ｒの取り得る範囲を算出する。ある伝送路におけるＳＭＦピースの占める割合をｒとすると、ＤＳＦピースは１−ｒと表すことができる。例えば、ｒ＝１の場合、伝送路はＳＭＦのみで構成され、ｒ＝０の場合、伝送路はＤＳＦのみで構成されると判断することができる。
すなわち、混在率ｒを算出することによって、伝送路を構成する光ファイバの種別を特定することができる。混在率ｒを用いると伝送路は距離ｄ×ｒのＳＭＦピースと、距離d×(1−r)のＤＳＦピースにより構成されることから、以下の式が成り立つ。
【００２７】
【数２】
【００２８】
これを、混在率ｒについて書くと、以下の式になる。
【００２９】
【数３】
【００３０】
上式によりＳＭＦとＤＳＦが混在している場合の混在率ｒの取り得る範囲（ｒmin≦ｒ≦ｒmax）が決まる。混在率ｒの取り得る範囲を図示すると、図４のようになる。数式３によって、伝送路の少なくとも１つの波長の波長分散量と、伝送路の距離とを用いて伝送路を構成する光ファイバの種別の混在率の取り得る範囲を算出することが可能となる。
【００３１】
伝送路１０５に関して、管理装置２０１の演算処理部２０２は、制御通信部２０４を用いて、伝送装置１０２の監視制御部１４２より、波長分散量ｖと距離ｄを読み出す。またＣｄmin(λm)、Ｃｄmax(λm)、Ｃｓmin(λm)、Ｃｓmax(λm)の値は、伝送路に依らない伝送システム全体に適用可能な値であり、演算処理部２０２を実現するプログラムまたは情報記憶部２０３の記憶領域に予め保持することが可能である。これらの値を参照し、数式３から混在率ｒの取り得る範囲を得る。演算処理部２０２はまた、同様の動作を行い、伝送路１０６に関しても、監視制御部１４３から、伝送路１０６についての波長分散量ｖと距離ｄを読み出し、混在率ｒの取り得る範囲を求める。
【００３２】
次に、ステップ３の動作について説明する。ステップ３では、管理装置２０１が伝送路における、任意の波長λに対する波長分散量の取り得る範囲を算出する。ステップ２により、ＳＭＦの混在率ｒの取り得る範囲が確定すると、混在率ｒのＳＭＦ分と混在率(1−r )のＤＳＦ分に分け、ファイバ種別毎に異なる分散スロープ係数の最小値、最大値を元に、全体の波長分散量の取り得る幅を算出する。なお、分散スロープ係数（単位ｐｓ／ｎｍ／ｎｍ／ｋｍ）とは、分散係数の単位波長（ｎｍ）あたりの変化量である。ＳＭＦ分の波長分散スロープ係数Ｓｓ、ＤＳＦ分の波長分散スロープ係数をＳｄとすると、波長λにおける伝送路の波長分散ｖ(λ)は、以下の値となる。
【００３３】
【数４】
【００３４】
ＳＭＦの取り得る分散スロープ係数の最小値、最大値をそれぞれＳｓmin、Ｓｓmaxとし、ＤＳＦの取り得る分散スロープ係数の最小値、最大値をそれぞれＳｄmin、Ｓｄmaxとする。図３より分かる通り、Ｓｓmax＞Ｓｄmax、Ｓｄmin＞Ｓｓminの関係があり、また混在率ｒが小さくなれば波長分散係数の小さなＤＳＦの割合が増加し、波長分散量ｖ（λ）は小さくなるので、波長分散量ｖ（λ）の取り得る範囲は、λ＞λmの場合、
【００３５】
【数５】
【００３６】
となる。上式におけるＳｓmin、Ｓｓmax、Ｓｄmin、Ｓｄmaxは伝送路に依らない伝送システム全体に適用可能な値であり、演算処理部２０２を実現するプログラムまたは情報記憶部２０３の記憶領域に予め保持することが可能である。また、ステップ２において混在率ｒの取り得る範囲は求められているので、波長分散量ｖ（λ）の取り得る範囲（ｖmin（λ）≦ｖ（λ）≦ｖmax（λ））が決定される。演算処理部２０２は、ＳＭＦのみの場合（ｒ＝１）、ＤＳＦのみの場合（ｒ＝０）、ＳＭＦとＤＳＦが混在している場合の伝送路に関して、それぞれ、任意の波長に対する波長分散量ｖ（λ）の取り得る範囲を狭い範囲で特定し、後述するステップ５での波長分散補償量の探索範囲を狭めることができる。これによって、波長分散補償量の導出に係る時間の削減が可能となることに加え、絞られた範囲内で波長分散補償量を探索するので、精度良く、適正な波長分散補償量の導出が可能となる。
【００３７】
また、波長分散スロープ係数が既知でない場合には、図３で示した、波長分散係数の取り得る範囲に基づき、任意の波長に対する波長分散量の取り得る範囲を算出することも可能である。ＳＭＦ、ＤＳＦの波長分散係数をそれぞれＣｓ（λ）、Ｃｄ（λ）と記すと、下記式となる。
【００３８】
【数６】
【００３９】
図３から分かるようにCdmax(λ)＜Csmin(λ)であり、波長分散量ｖ(λ)は、ｒが小さいほど、小さくなることから、さらに下記の式が成り立つ。
【００４０】
【数７】
【００４１】
上記の式によっても、任意の波長の波長分散量ｖ（λ）の取り得る範囲（ｖmin（λ）≦ｖ（λ）≦ｖmax（λ））が決定される。尚、Ｃｄmin(λ)、Ｃｄmax(λ)、Ｃｓmin(λ)、Ｃｓmax(λ)の値は、伝送路に依らない伝送システム全体に適用可能な値であり、演算処理部２０２を実現するプログラムまたは情報記憶部２０３の記憶領域に予め保持することが可能である。数式５と７によって、伝送路の少なくとも１つの波長の波長分散量と、伝送路の距離と、伝送路を構成する光ファイバの種別の混在率とを用いて、伝送路の波長分散量の取り得る範囲を算出することができる。尚、実際の混在率ｒの値が算出前に判明している場合には、数式５、数式７のｒmin、ｒmaxに、取り得る範囲ではなく、その値を代入して波長分散量の取り得る範囲を算出しても良い。
【００４２】
次に、ステップ４の動作について説明する。ステップ４では、ステップ３で決定した波長分散量の取り得る範囲を導出する式と、情報記憶部２０３に保存されている伝送路の分散補償値（以下、補償値と略する。）に関する情報に基づき、１つまたは複数の伝送区間を経由する伝送路の分散補償量（以下、補償量と略する。）を決定する。最初に、演算処理部２０２は、情報記憶部２０３から補償量を求めようとしている伝送路と、同一の伝送路について記録されているレコードか、あるいは、補償量を求めようとしている伝送路が、記録されている伝送路の経由する伝送区間すべてを含んでいるレコードを探す。尚、このレコードは後述するステップ６にて蓄積される。伝送システムを新設した場合や、新設の伝送区間のみで構築されている場合等には、該当するレコードが存在しないのでステップ５に進む。
【００４３】
レコードの形式は、例えば、図５に示す形式であり、レコード＃１には伝送路＃１〜伝送路＃Ｍを伝送区間とする経由する伝送路についての情報が記録されている。記録内容は伝送路＃１〜伝送路＃Ｍの送信端と受信端に対応する伝送装置の装置番号、および、伝送路＃１〜伝送路＃Ｍからなる伝送路を通過した際に必要となる、波長に対する補償値Ｈが記録されている。補償量を求めようとしている伝送路と、同一の伝送路について記録されているレコードがある場合には、本レコードに記録されている補償値Ｈを読み出すことによって、必要な補償量の情報を得ることができる。また、レコードに記録されている伝送路が、補償量を求めようとしている伝送路の、一部の伝送区間であってもそれを読み出し、レコードに記録がなかった伝送区間（補償値Ｈで補償されない区間）について、以下のように補償量を求める。
【００４４】
まず、波長λに対して、任意の伝送路ｉについての波長分散ｖ（λ）の取り得る範囲の最小値、最大値を前述の数式７を用いて、それぞれｖminｉ（λ）、ｖmaxｉ（λ）とする(ｉは、１〜Ｎの整数、Ｎは、レコードに記録されていない残りの区間を経由する伝送路数)。これにより、１つまたは複数の伝送路を経由する、残りの区間全体の波長分散量ｖ（λ）が取り得る範囲は、これらを合計したものであり、以下の式となる。
【００４５】
【数８】
【００４６】
ｉ＝１からＮの伝送区間に関して、可変分散補償器１７１に設定すべき補償値は、伝送区間の波長分散量ｖ（λ）から、各伝送路における固定分散補償器の補償量を減じた値である。固定分散補償器の補償量は、その製造元などにおいて測定することにより、既知とすることが容易である。そこで、固定分散補償器の補償量の取り得る範囲の最小値、最大値をそれぞれｃminｉ（λ）、ｃmaxｉ（λ）とすると、補償値Ｈで補償されない区間に関する波長分散量は以下となる。
【００４７】
【数９】
【００４８】
尚、固定分散補償器の補償量の幅が無視できるとした場合には取り得る値の最大値、最小値とするのではなく定数ｃとしてもよい。
【００４９】
以上より、伝送路全体に対して、可変分散補償器に設定する補償値の範囲は、読み出したレコードに記録された補償値Ｈと併せ、以下の式となる。
【００５０】
【数１０】
【００５１】
演算処理部２０２は、以上の演算により、可変分散補償器１７１に設定する補償値ｖ（λ）＋Ｈの範囲を算出する。
【００５２】
次に、ステップ５の動作について説明する。ステップ５では、管理装置２０１は前述の数式１０で求めた補償値ｖ（λ）＋Ｈの範囲内で、可変分散補償器１７１の最終的に使用する補償値の探索を制御する。まず、管理装置２０１はステップ４で算出した補償値ｖ（λ）＋Ｈの取り得る範囲内を可変分散補償器１７１に設定する。可変分散補償器１７１はその範囲内で初期値を設定し、検出可能なビット誤りの単位時間あたりの発生率（以下、ビット誤り率とする。）を計測する。そして、管理装置２０１の制御に基づき、可変分散補償器１７１はビット誤り率の情報に基づき補償値を順次変更し、最も誤り率の少ない補償値が最適補償値として算出される。また、この範囲内で、所望の品質（規定のビット誤り率以下）が得られなかった時、補償値の設定を失敗とする。
【００５３】
尚、光ファイバケーブルの波長分散量の取り得る範囲の他に、伝送路以外の装置内の部品が持つ分散、マージン等の値を付加することも可能である。また、最もビット誤り率の少ない補償値を最適補償値と決定するのではなく、ビット誤りの判定が出来た補償値の範囲の中心を最適補償値とするなどの、他の決定方法の採用も可能である。
【００５４】
次に、ステップ６について説明する。ステップ６では、管理装置２０１が得られた最適な補償値、経由する伝送路、および波長を図５に示された形式のレコードとして情報記憶部２０３に保存する。この情報は、先にステップ４に関して説明したように、次回以降に、同一、または別の伝送装置間の伝送路における可変分散補償器の補償値を算出する際に利用される。
【００５５】
以上の構成、動作により、本実施の形態では、以下のような効果が得られる。ファイバ種別に基づく固定的な特性情報である、波長分散係数、波長分散スロープ係数を、予め保持するのみで済み、伝送路やシステムに依存した可変の情報を予め測定することや、設定する必要が無く、測定のための特別な設備も必要としないことから、可変分散補償器の補償値の決定を自動化し、安価に、短期間のうちにシステムの構築が可能となる。可変分散補償器に設定する補償値の取り得る範囲を限定することで、必要な最適補償値を得るまでに要する時間を短縮できる。また、可変分散補償器の探索する範囲を確定することで、精度の良い適正な補償量を得ることが出来ることに加え、範囲内で良好な伝送が得られない場合に、短時間で失敗と判断することが容易となる。さらには、伝送路を構成するファイバ種別の混在率の取り得る範囲を得ることで、波長分散以外に非線形効果等の光ファイバの他の伝送特性を制御する際の情報として利用することが可能となる。
【００５６】
尚、上記の説明はＣ帯域（１５２６ｎｍ〜１５７０ｎｍ）の波長を前提としたものであるが、他の波長帯域においても本発明は適用可能である。また、ＳＭＦとＤＳＦの２種類について説明したが、本発明の適用は２種類に限られない。ＤＳＦにはＮＺ−ＤＳＦ（Non-Zero Dispersion Shifted Fiber）も含まれるものとし、また、例えば、近距離通信に使用されるＳＩ（Step index）型やＧＩ（Graded-index）型などのＭＭＦ（Multi Mode Fiber）であっても適用可能である。
【００５７】
本実施の形態での光伝送装置は、混在率または波長分散量の取り得る範囲を算出する機能を備える管理装置２０１に対応する。すなわち、光伝送装置は、これらの機能を備える伝送装置１０１〜１０３またはその一部分のみならず、光伝送を管理する管理装置であってもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１０１〜１０３ 伝送装置
１０５〜１０７ 伝送路
１１１ 光送信器
１２１ 光合波器
１２５〜１２８ カプラ
１３１〜１３４ 光増幅器
１４１〜１４３ 監視制御部
１５１、１５２ 固定分散補償器
１６１ 光スイッチ
１７１ 可変分散補償器
１８１ 光受信器
１９１ 光分波器
２０１ 管理装置
２０２ 演算処理部
２０３ 情報記憶部
２０４ 制御通信部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバケーブルの特性による信号品質劣化を補償する光伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplex）方式は、複数の異なる波長の光信号を１本の光ファイバ上に多重して伝送する方式である。同方式における個々の波長の伝送フォーマット、多重化形式、監視内容はＩＴＵ−Ｔ（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector）勧告であるＧ．７０９ "Interfaces for the Optical Transport Network"に定められている。また、伝送装置間の接続に用いられる光ファイバーケーブルには、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．６５３ "Characteristics of a single-mode optical fiber and cable"で規定されるＳＭＦ（Single Mode Fiber）ケーブルやＧ．６５３" Characteristics of a dispersion-shifted single mode optical fiber and cable"で規定されるＤＳＦ(Dispersion Sifted Fiber)ケーブルが通常用いられている。
【０００３】
しかし、これら光ファイバケーブルには、波長分散係数（Chromatic dispersion coefficient）、減衰係数（attenuation coefficient）、ＰＭＤ係数(Polarization mode dispersion coefficient)などの、ファイバあるいはケーブルに対する固有の特性によって、光信号の劣化が生じる。ＷＤＭ方式によって、高速光伝送を実現するためには、これらの分散特性が光信号の伝送に与える影響を補償することが必要である。
【０００４】
従来の装置では、個々の光伝送路（伝送装置間の光ファイバケーブル）での特定の波長の波長分散係数、分散スロープ係数、距離を予め設定しておき、複数の伝送路を経由した伝送を行う際は、予め設定した値から累積の分散補償量を算出して、可変分散補償器の設定値を決定している（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２０２００９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術では、システムの構築時にすべての値を、事前に、正確に測定することは困難である上、測定のための特別な設備と期間が必要となり、システムを安価・早期に構築することが妨げられるという問題があった。また、算出の元となる数値が、不確定な幅を持った結果、累積の分散補償量も不確定な幅を持つため、適切な範囲内で補償値を探索することができず、算出に長時間必要となり、また、探索する範囲が不正確であったために誤った結果が算出されてしまうという問題があった。
【０００７】
また、システムによっては、隣接する伝送装置間の伝送路が、複数の光ファイバ・ケーブル（ピース）を接続することによって構成され、ＳＭＦとＤＳＦに代表される複数種類のピースが混在している場合がある。この場合、光ファイバの分散、非線形効果はファイバの種別により異なり、その混在率により影響を受けることになることから、混在率を求めることが必要になる。しかしながら、光ファイバの混在率が考慮されていないという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためのものであり、伝送路を構成する光ファイバの種別と混在率の取り得る範囲を算出する手段を備え、また、混在率を用いて伝送路の波長分散量の取り得る範囲を算出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかる光伝送装置は、伝送路の少なくとも１つの波長の波長分散量と、該伝送路の距離とを用いて、該伝送路を構成する光ファイバの種別と混在率の取り得る範囲を算出する手段を備える。
【発明の効果】
【００１０】
伝送路を構成する光ファイバの種別と混在率の取り得る範囲を算出できる。また、混在率を用いて伝送路の波長分散量の取り得る範囲を算出することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１における光伝送システムの構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１における可変分散補償器に設定する分散補償量を決定する処理のシーケンスチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１における光ファイバの種別に応じた波長分散係数の取り得る範囲を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１における光ファイバの種別の混在率の取り得る範囲を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１における情報記憶部２０３に記録されるレコードの構成例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下に、本実施の形態にかかる光伝送装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化する際の一形態であって、本発明をその範囲内に限定するためのものではない。
【００１３】
図１に本実施の形態にかかる光伝送システムの構成図を示す。図１は、ＷＤＭ伝送のための送信、中継、受信を行う伝送装置１０１、１０２、１０３と、１台または複数の伝送装置を監視制御する管理装置２０１により構成されている。伝送装置１０１は、ＷＤＭ送信機能を有し、伝送装置１０２はＷＤＭ中継機能を有し、伝送装置１０３はＷＤＭ受信機能を有する構成とする。伝送路１０５、１０６、１０７は、光ファイバ・ケーブルであり、伝送装置間で、波長多重された光信号を伝搬させる。
【００１４】
次に、伝送装置１０１の構成について説明する。光送信器１１１は、ユーザデータを１つの波長の光信号に変換して送信する機能を有する。伝送装置１０１には光送信器１１１が複数配置され、それぞれ異なる波長の光信号を生成する。光合波器１２１は、複数の光送信器１１１から生成された波長の異なる光信号を多重する。光増幅器１３１は、多重化された光のパワーを増幅して送信する。カプラ１２５は、光を分岐または結合する。監視制御部１４１は、監視制御光を送受信し、後述の説明では２波長の監視制御光を用いて波長分散の測定を行う。また、監視制御部１４１は管理装置２０１と監視制御のための通信、および伝送装置１０１内の各部を監視制御する機能を有する。
【００１５】
次に、伝送装置１０２の構成について説明する。固定分散補償器１５１は、受信した光の波長分散を補償するが、分散補償量の変更が出来ない特性を持つ。光増幅器１３２は、受信した光のパワーを増幅する。光スイッチ１６１は光信号を別経路に出力する機能を有し、図１では伝送装置１０１から受信した光信号を伝送路１０６または伝送路１０７に転送する。また、光増幅器１３３、監視制御部１４２は、ぞれぞれ、前述の光増幅器１３１、監視制御部１４１と同様の機能を有する。また、光カプラ１２６、１２７は、前述の光カプラ１２５と同様の機能を有する。
【００１６】
次に、伝送装置１０３の構成について説明する。光分波器１９１は、波長多重された光を１波長毎の光に分離する。可変分散補償器１７１は、本実施の形態では、１波長につき１台設置されており、分波された光信号に対して、波長分散を補償し、かつ分散補償量の変更が可能な特性を有する。光受信器１８１は、分波された１波長を受信して、ユーザデータに変換する。また、その際、受信したビットの誤り数をカウントする機能を有する。ビット誤りは、ＦＥＣ(Forward Error Correction)の情報を光送信器１１１にて送信データに付加して光信号を送信し、光受信器１８１にて参照することにより検出可能である。また、固定分散補償器１５２、光増幅器１３４、監視制御部１４３、光カプラ１２８は、ぞれぞれ、前述の固定分散補償器１５１、光増幅器１３１、監視制御部１４１、光カプラ１２５と同様の機能を有する。
【００１７】
次に、管理装置２０１の構成について説明する。管理装置２０１は、伝送装置１０１、１０２、１０３を監視制御するための制御通信部２０４と、可変分散補償器１７１に設定した補償値を含む情報を記憶する情報記憶部２０３、および、光ファイバの混在率や可変分散補償器１７１に設定する分散補償値について演算するための演算処理部２０２を備える。
【００１８】
次に、図２を用いて本実施の形態にかかる光伝送システムの動作内容について説明する。図２は、本実施の形態にかかる光伝送システムの可変分散補償器１７１に設定する分散補償値を決定する処理のシーケンスチャートである。まず、概略を説明する。図２のステップ１において、伝送装置１０１〜１０３は特定の波長の波長分散量と、伝送装置間の伝送路の距離を測定する。ステップ２において、管理装置２０１は波長分散量と伝送装置間の伝送路の距離を元に伝送路を構成するファイバの種別(ＳＭＦ／ＤＳＦ)と混在率の取り得る範囲を算出する。ステップ３において、管理装置２０１は混在率とファイバ種別に応じた特性値を元に、伝送路における波長分散量の取り得る範囲を算出する。ステップ４において、管理装置２０１は可変分散補償器１７１に設定すべき分散補償値の取り得る範囲を算出する。ステップ５において、管理装置２０１は分散補償値が取り得る範囲内での最適な分散補償値の探索動作を行う。ステップ６において、管理装置２０１は分散補償値の最終設定値を決定し、その情報をレコードに保存する。
【００１９】
次に、ステップ１の動作について説明する。本実施の形態における光伝送システムでは、伝送路における、ある特定の波長についての波長分散量を測定する。隣接する装置間の伝送路の波長分散量を測定は、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７０９にて定義されるＯＳＣ（Optical supervisory channel）光といった、ユーザデータ（ペイロード）のデータ伝送を行う波長とは異なる波長の監視制御光用波長を使う。伝送装置１０１の監視制御部１４１は監視制御光用波長である２つの波長の異なる光信号を送信し、伝送装置１０２の監視制御部１４２が光信号を受信し、光信号間の伝送遅延差を測定することで、２つの波長の中間波長についての波長分散量を算出する。２つの波長(単位：ｎｍ)をλ1、λ2とし、それぞれの波長を持つ光信号の伝送遅延差（到達時間差。単位:ｐｓ）をＴとすると、波長分散量ｖは下記の計算によって求められる。
【００２０】
【数１】
【００２１】
ただし、波長分散量ｖは、波長によって異なるため、波長λの関数ｖ(λ)になる。上記の波長分散量ｖは、２つの波長の中間となる波長λm=(λ2+λ1)/2に対する波長分散量ｖ(λm)と見なすことができる。また、同様に、監視制御部１４２から送られる光信号によって監視制御部１４３は伝送路１０６の波長分散量ｖを測定する。
【００２２】
また、ステップ１では伝送装置１０２、１０３は伝送装置間の伝送路１０５、１０６の距離ｄを測定する。距離ｄを測定するためには、伝送路による伝送遅延時間が必要となる。本実施の形態では以下の方法によって距離ｄを測定する。
【００２３】
伝送装置Ａが送信したデータＡを伝送装置Ｂで受信した後直ちに、伝送装置Ｂが直ちにデータＢを伝送装置Ａに送信することで、伝送装置ＡはデータＡを送信した時間を起点として、データＢを受信するまでの時間を計測する。この時間は、伝送路を往復した時間である。従って、これを２で除した値が、片道の伝送遅延時間である。光ファイバ中の光の伝搬速度は既に知られている値であるため、伝送遅延時間に伝搬速度を乗ずることで、伝送路の距離を得ることができる。厳密には、光ファイバ中の光の伝搬速度は、ファイバの種別、波長によって僅かに異なるが、光の伝搬速度全体に対して微小であるため、距離の測定に関しては、ファイバ種別、波長の依存性を考慮する必要は無い。図１では、伝送装置１０１から伝送装置１０２への片方向の光伝送のための構成を示しているが、伝送装置１０２にも伝送装置１０１に対して光信号を送信することができる光送信器を備えて、伝送装置１０２から伝送装置１０１の逆方向についても伝送路（光ファイバケーブル）が接続されているとし、また、双方向の伝送路が同距離であるとすれば、以上で述べた方法により、距離を得ることが可能である。
【００２４】
具体的には、監視制御部１４２が監視制御部１４１に監視制御光を送信し、それを監視制御部１４１にて受信した後、監視制御部１４１から監視制御部１４２に監視制御光を送信する。監視制御部１４２はこれを受信し、伝送遅延時間を算出する。これによって監視制御部１４２は伝送路１０５の距離ｄを得る。同様の方法にて監視制御部１４３は伝送路１０６の距離ｄを測定する。
【００２５】
次に、ステップ２の動作について説明する。ステップ２では、管理装置２０１が波長分散量、距離の測定結果を元に、ファイバの種別(ＳＭＦ／ＤＳＦ)に応じた波長分散特性値を用いて、ファイバの種別（ＳＭＦ／ＤＳＦ／両者混在）と、ファイバの混在率の取り得る範囲を特定する。図３は、λmを海底ケーブルなどの比較的長距離の光通信システムなどで用いられるＣ帯域（１５２６ｎｍ〜１５７０ｎｍ）の波長としたとき、ファイバの種別（ＳＭＦ／ＤＳＦ）に応じた、波長（横軸）と波長分散係数（縦軸）の範囲の関係を示した例である。以降の説明においては、上記の波長地域であることを前提とする。波長分散係数は、単位距離（ｋｍ）あたりの波長分散量であり、伝送路上のファイバの材料・構造が同一であれば、伝送路の波長分散量は、波長分散係数に距離を乗じた値となる。ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．６５２、Ｇ．６５３において、それぞれのファイバ種別に応じた、ゼロ分散波長、波長分散係数、波長分散スロープ係数の上限値、下限値について推奨値が規定されており、これらの値を本実施の形態において用いることが可能である。また、推奨値以外にも、ファイバ製造時の保障性能や測定等により、実際に伝送システムに用いられている光ファイバの波長分散係数等の特性の取り得る範囲が判明している場合には、それらの値を用いても良い。また、以下の説明では最大値、最小値を用いるが、必ずしも最大値、最小値でなくとも良く、算出に用いる定数は適宜変えることができる。後述する波長分散スロープ係数も同様である。図３において、波長λmに対するＤＳＦの波長分散係数の最小値Ｃｄmin(λm)、最大値Ｃｄmax(λm)、波長λmに対するＳＭＦの最小値Ｃｓmin(λm)、最大値Ｃｓmax(λm)である。
【００２６】
ステップ１で測定した波長分散量ｖ、距離ｄを使って、以下の計算により、混在率ｒの取り得る範囲を算出する。ある伝送路におけるＳＭＦピースの占める割合をｒとすると、ＤＳＦピースは１−ｒと表すことができる。例えば、ｒ＝１の場合、伝送路はＳＭＦのみで構成され、ｒ＝０の場合、伝送路はＤＳＦのみで構成されると判断することができる。
すなわち、混在率ｒを算出することによって、伝送路を構成する光ファイバの種別を特定することができる。混在率ｒを用いると伝送路は距離ｄ×ｒのＳＭＦピースと、距離d×(1−r)のＤＳＦピースにより構成されることから、以下の式が成り立つ。
【００２７】
【数２】
【００２８】
これを、混在率ｒについて書くと、以下の式になる。
【００２９】
【数３】
【００３０】
上式によりＳＭＦとＤＳＦが混在している場合の混在率ｒの取り得る範囲（ｒmin≦ｒ≦ｒmax）が決まる。混在率ｒの取り得る範囲を図示すると、図４のようになる。数式３によって、伝送路の少なくとも１つの波長の波長分散量と、伝送路の距離とを用いて伝送路を構成する光ファイバの種別の混在率の取り得る範囲を算出することが可能となる。
【００３１】
伝送路１０５に関して、管理装置２０１の演算処理部２０２は、制御通信部２０４を用いて、伝送装置１０２の監視制御部１４２より、波長分散量ｖと距離ｄを読み出す。またＣｄmin(λm)、Ｃｄmax(λm)、Ｃｓmin(λm)、Ｃｓmax(λm)の値は、伝送路に依らない伝送システム全体に適用可能な値であり、演算処理部２０２を実現するプログラムまたは情報記憶部２０３の記憶領域に予め保持することが可能である。これらの値を参照し、数式３から混在率ｒの取り得る範囲を得る。演算処理部２０２はまた、同様の動作を行い、伝送路１０６に関しても、監視制御部１４３から、伝送路１０６についての波長分散量ｖと距離ｄを読み出し、混在率ｒの取り得る範囲を求める。
【００３２】
次に、ステップ３の動作について説明する。ステップ３では、管理装置２０１が伝送路における、任意の波長λに対する波長分散量の取り得る範囲を算出する。ステップ２により、ＳＭＦの混在率ｒの取り得る範囲が確定すると、混在率ｒのＳＭＦ分と混在率(1−r )のＤＳＦ分に分け、ファイバ種別毎に異なる分散スロープ係数の最小値、最大値を元に、全体の波長分散量の取り得る幅を算出する。なお、分散スロープ係数（単位ｐｓ／ｎｍ／ｎｍ／ｋｍ）とは、分散係数の単位波長（ｎｍ）あたりの変化量である。ＳＭＦ分の波長分散スロープ係数Ｓｓ、ＤＳＦ分の波長分散スロープ係数をＳｄとすると、波長λにおける伝送路の波長分散ｖ(λ)は、以下の値となる。
【００３３】
【数４】
【００３４】
ＳＭＦの取り得る分散スロープ係数の最小値、最大値をそれぞれＳｓmin、Ｓｓmaxとし、ＤＳＦの取り得る分散スロープ係数の最小値、最大値をそれぞれＳｄmin、Ｓｄmaxとする。図３より分かる通り、Ｓｓmax＞Ｓｄmax、Ｓｄmin＞Ｓｓminの関係があり、また混在率ｒが小さくなれば波長分散係数の小さなＤＳＦの割合が増加し、波長分散量ｖ（λ）は小さくなるので、波長分散量ｖ（λ）の取り得る範囲は、λ＞λmの場合、
【００３５】
【数５】
【００３６】
となる。上式におけるＳｓmin、Ｓｓmax、Ｓｄmin、Ｓｄmaxは伝送路に依らない伝送システム全体に適用可能な値であり、演算処理部２０２を実現するプログラムまたは情報記憶部２０３の記憶領域に予め保持することが可能である。また、ステップ２において混在率ｒの取り得る範囲は求められているので、波長分散量ｖ（λ）の取り得る範囲（ｖmin（λ）≦ｖ（λ）≦ｖmax（λ））が決定される。演算処理部２０２は、ＳＭＦのみの場合（ｒ＝１）、ＤＳＦのみの場合（ｒ＝０）、ＳＭＦとＤＳＦが混在している場合の伝送路に関して、それぞれ、任意の波長に対する波長分散量ｖ（λ）の取り得る範囲を狭い範囲で特定し、後述するステップ５での波長分散補償量の探索範囲を狭めることができる。これによって、波長分散補償量の導出に係る時間の削減が可能となることに加え、絞られた範囲内で波長分散補償量を探索するので、精度良く、適正な波長分散補償量の導出が可能となる。
【００３７】
また、波長分散スロープ係数が既知でない場合には、図３で示した、波長分散係数の取り得る範囲に基づき、任意の波長に対する波長分散量の取り得る範囲を算出することも可能である。ＳＭＦ、ＤＳＦの波長分散係数をそれぞれＣｓ（λ）、Ｃｄ（λ）と記すと、下記式となる。
【００３８】
【数６】
【００３９】
図３から分かるようにCdmax(λ)＜Csmin(λ)であり、波長分散量ｖ(λ)は、ｒが小さいほど、小さくなることから、さらに下記の式が成り立つ。
【００４０】
【数７】
【００４１】
上記の式によっても、任意の波長の波長分散量ｖ（λ）の取り得る範囲（ｖmin（λ）≦ｖ（λ）≦ｖmax（λ））が決定される。尚、Ｃｄmin(λ)、Ｃｄmax(λ)、Ｃｓmin(λ)、Ｃｓmax(λ)の値は、伝送路に依らない伝送システム全体に適用可能な値であり、演算処理部２０２を実現するプログラムまたは情報記憶部２０３の記憶領域に予め保持することが可能である。数式５と７によって、伝送路の少なくとも１つの波長の波長分散量と、伝送路の距離と、伝送路を構成する光ファイバの種別の混在率とを用いて、伝送路の波長分散量の取り得る範囲を算出することができる。尚、実際の混在率ｒの値が算出前に判明している場合には、数式５、数式７のｒmin、ｒmaxに、取り得る範囲ではなく、その値を代入して波長分散量の取り得る範囲を算出しても良い。
【００４２】
次に、ステップ４の動作について説明する。ステップ４では、ステップ３で決定した波長分散量の取り得る範囲を導出する式と、情報記憶部２０３に保存されている伝送路の分散補償値（以下、補償値と略する。）に関する情報に基づき、１つまたは複数の伝送区間を経由する伝送路の分散補償量（以下、補償量と略する。）を決定する。最初に、演算処理部２０２は、情報記憶部２０３から補償量を求めようとしている伝送路と、同一の伝送路について記録されているレコードか、あるいは、補償量を求めようとしている伝送路が、記録されている伝送路の経由する伝送区間すべてを含んでいるレコードを探す。尚、このレコードは後述するステップ６にて蓄積される。伝送システムを新設した場合や、新設の伝送区間のみで構築されている場合等には、該当するレコードが存在しないのでステップ５に進む。
【００４３】
レコードの形式は、例えば、図５に示す形式であり、レコード＃１には伝送路＃１〜伝送路＃Ｍを伝送区間とする経由する伝送路についての情報が記録されている。記録内容は伝送路＃１〜伝送路＃Ｍの送信端と受信端に対応する伝送装置の装置番号、および、伝送路＃１〜伝送路＃Ｍからなる伝送路を通過した際に必要となる、波長に対する補償値Ｈが記録されている。補償量を求めようとしている伝送路と、同一の伝送路について記録されているレコードがある場合には、本レコードに記録されている補償値Ｈを読み出すことによって、必要な補償量の情報を得ることができる。また、レコードに記録されている伝送路が、補償量を求めようとしている伝送路の、一部の伝送区間であってもそれを読み出し、レコードに記録がなかった伝送区間（補償値Ｈで補償されない区間）について、以下のように補償量を求める。
【００４４】
まず、波長λに対して、任意の伝送路ｉについての波長分散ｖ（λ）の取り得る範囲の最小値、最大値を前述の数式７を用いて、それぞれｖminｉ（λ）、ｖmaxｉ（λ）とする(ｉは、１〜Ｎの整数、Ｎは、レコードに記録されていない残りの区間を経由する伝送路数)。これにより、１つまたは複数の伝送路を経由する、残りの区間全体の波長分散量ｖ（λ）が取り得る範囲は、これらを合計したものであり、以下の式となる。
【００４５】
【数８】
【００４６】
ｉ＝１からＮの伝送区間に関して、可変分散補償器１７１に設定すべき補償値は、伝送区間の波長分散量ｖ（λ）から、各伝送路における固定分散補償器の補償量を減じた値である。固定分散補償器の補償量は、その製造元などにおいて測定することにより、既知とすることが容易である。そこで、固定分散補償器の補償量の取り得る範囲の最小値、最大値をそれぞれｃminｉ（λ）、ｃmaxｉ（λ）とすると、補償値Ｈで補償されない区間に関する波長分散量は以下となる。
【００４７】
【数９】
【００４８】
尚、固定分散補償器の補償量の幅が無視できるとした場合には取り得る値の最大値、最小値とするのではなく定数ｃとしてもよい。
【００４９】
以上より、伝送路全体に対して、可変分散補償器に設定する補償値の範囲は、読み出したレコードに記録された補償値Ｈと併せ、以下の式となる。
【００５０】
【数１０】
【００５１】
演算処理部２０２は、以上の演算により、可変分散補償器１７１に設定する補償値ｖ（λ）＋Ｈの範囲を算出する。
【００５２】
次に、ステップ５の動作について説明する。ステップ５では、管理装置２０１は前述の数式１０で求めた補償値ｖ（λ）＋Ｈの範囲内で、可変分散補償器１７１の最終的に使用する補償値の探索を制御する。まず、管理装置２０１はステップ４で算出した補償値ｖ（λ）＋Ｈの取り得る範囲内を可変分散補償器１７１に設定する。可変分散補償器１７１はその範囲内で初期値を設定し、検出可能なビット誤りの単位時間あたりの発生率（以下、ビット誤り率とする。）を計測する。そして、管理装置２０１の制御に基づき、可変分散補償器１７１はビット誤り率の情報に基づき補償値を順次変更し、最も誤り率の少ない補償値が最適補償値として算出される。また、この範囲内で、所望の品質（規定のビット誤り率以下）が得られなかった時、補償値の設定を失敗とする。
【００５３】
尚、光ファイバケーブルの波長分散量の取り得る範囲の他に、伝送路以外の装置内の部品が持つ分散、マージン等の値を付加することも可能である。また、最もビット誤り率の少ない補償値を最適補償値と決定するのではなく、ビット誤りの判定が出来た補償値の範囲の中心を最適補償値とするなどの、他の決定方法の採用も可能である。
【００５４】
次に、ステップ６について説明する。ステップ６では、管理装置２０１が得られた最適な補償値、経由する伝送路、および波長を図５に示された形式のレコードとして情報記憶部２０３に保存する。この情報は、先にステップ４に関して説明したように、次回以降に、同一、または別の伝送装置間の伝送路における可変分散補償器の補償値を算出する際に利用される。
【００５５】
以上の構成、動作により、本実施の形態では、以下のような効果が得られる。ファイバ種別に基づく固定的な特性情報である、波長分散係数、波長分散スロープ係数を、予め保持するのみで済み、伝送路やシステムに依存した可変の情報を予め測定することや、設定する必要が無く、測定のための特別な設備も必要としないことから、可変分散補償器の補償値の決定を自動化し、安価に、短期間のうちにシステムの構築が可能となる。可変分散補償器に設定する補償値の取り得る範囲を限定することで、必要な最適補償値を得るまでに要する時間を短縮できる。また、可変分散補償器の探索する範囲を確定することで、精度の良い適正な補償量を得ることが出来ることに加え、範囲内で良好な伝送が得られない場合に、短時間で失敗と判断することが容易となる。さらには、伝送路を構成するファイバ種別の混在率の取り得る範囲を得ることで、波長分散以外に非線形効果等の光ファイバの他の伝送特性を制御する際の情報として利用することが可能となる。
【００５６】
尚、上記の説明はＣ帯域（１５２６ｎｍ〜１５７０ｎｍ）の波長を前提としたものであるが、他の波長帯域においても本発明は適用可能である。また、ＳＭＦとＤＳＦの２種類について説明したが、本発明の適用は２種類に限られない。ＤＳＦにはＮＺ−ＤＳＦ（Non-Zero Dispersion Shifted Fiber）も含まれるものとし、また、例えば、近距離通信に使用されるＳＩ（Step index）型やＧＩ（Graded-index）型などのＭＭＦ（Multi Mode Fiber）であっても適用可能である。
【００５７】
本実施の形態での光伝送装置は、混在率または波長分散量の取り得る範囲を算出する機能を備える管理装置２０１に対応する。すなわち、光伝送装置は、これらの機能を備える伝送装置１０１〜１０３またはその一部分のみならず、光伝送を管理する管理装置であってもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１０１〜１０３ 伝送装置
１０５〜１０７ 伝送路
１１１ 光送信器
１２１ 光合波器
１２５〜１２８ カプラ
１３１〜１３４ 光増幅器
１４１〜１４３ 監視制御部
１５１、１５２ 固定分散補償器
１６１ 光スイッチ
１７１ 可変分散補償器
１８１ 光受信器
１９１ 光分波器
２０１ 管理装置
２０２ 演算処理部
２０３ 情報記憶部
２０４ 制御通信部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路の少なくとも１つの波長の波長分散量と、該伝送路の距離とを用いて、該伝送路を構成する光ファイバの種別の混在率の取り得る範囲を算出する手段を備える光伝送装置。
【請求項２】
前記混在率の取り得る範囲を算出する手段を用いて、前記伝送路を構成する光ファイバの種別を特定する手段を備える請求項１に記載の光伝送装置。
【請求項３】
前記混在率の取り得る範囲を算出する手段は、予め保持された波長分散係数を用いる請求項１に記載の光伝送装置。
【請求項４】
伝送路の少なくとも１つの波長の波長分散量と、該伝送路の距離と、該伝送路を構成する光ファイバの種別の混在率とを用いて、該伝送路の波長分散量の取り得る範囲を算出する手段を備える光伝送装置。
【請求項５】
前記波長分散量の取り得る範囲を算出する手段は、予め保持された波長分散係数、または、予め保持された波長分散スロープ係数を用いる請求項４に記載の光伝送装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の光伝送装置であって、
前記算出した波長分散量の取り得る範囲内で、可変分散補償器の分散補償量の設定値を決定する手段を備える光伝送装置。
【請求項７】
請求項６に記載の光伝送装置であって、
前記可変分散補償器への設定値と、その伝送路についての情報を記録する手段と、
該伝送路と同一の伝送路または該伝送路を伝送区間として含む伝送路について、前記記録された情報を参照して可変分散補償器の補償する波長分散量の取り得る範囲を算出する手段と、
を備える光伝送装置。
【請求項８】
請求項１乃至７に記載の光伝送装置によって構成される光伝送システム。
【請求項９】
伝送路の少なくとも１つの波長の波長分散量と該伝送路の距離を測定するステップと、
該伝送路を構成する光ファイバの種別の混在率の取り得る範囲を算出するステップと、
を含む波長分散量算出方法。
【請求項１０】
伝送路の少なくとも１つの波長の波長分散量と該伝送路の距離を測定するステップと、
該伝送路を構成する光ファイバの種別の混在率の取り得る範囲を算出するステップと、
測定した前記波長分散量と、前記伝送路の距離と、前記混在率とを用いて、伝送路の波長分散量の取り得る範囲を算出するステップと、を含む波長分散量算出方法。
【請求項１１】
伝送路の少なくとも１つの波長の波長分散量と該伝送路の距離を測定するステップと、
該伝送路を構成する光ファイバの種別の混在率の取り得る範囲を算出するステップと、
測定した前記波長分散量と、前記伝送路の距離と、前記混在率とを用いて、伝送路の波長分散量の取り得る範囲を算出するステップと、
前記算出した波長分散量の範囲内で、可変分散補償器の分散補償量の設定値を決定するステップと、を含む分散補償方法。
【請求項１】
伝送路の少なくとも１つの波長の波長分散量と、該伝送路の距離とを用いて、該伝送路を構成する光ファイバの種別の混在率の取り得る範囲を算出する手段を備える光伝送装置。
【請求項２】
前記混在率の取り得る範囲を算出する手段を用いて、前記伝送路を構成する光ファイバの種別を特定する手段を備える請求項１に記載の光伝送装置。
【請求項３】
前記混在率の取り得る範囲を算出する手段は、予め保持された波長分散係数を用いる請求項１に記載の光伝送装置。
【請求項４】
伝送路の少なくとも１つの波長の波長分散量と、該伝送路の距離と、該伝送路を構成する光ファイバの種別の混在率とを用いて、該伝送路の波長分散量の取り得る範囲を算出する手段を備える光伝送装置。
【請求項５】
前記波長分散量の取り得る範囲を算出する手段は、予め保持された波長分散係数、または、予め保持された波長分散スロープ係数を用いる請求項４に記載の光伝送装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の光伝送装置であって、
前記算出した波長分散量の取り得る範囲内で、可変分散補償器の分散補償量の設定値を決定する手段を備える光伝送装置。
【請求項７】
請求項６に記載の光伝送装置であって、
前記可変分散補償器への設定値と、その伝送路についての情報を記録する手段と、
該伝送路と同一の伝送路または該伝送路を伝送区間として含む伝送路について、前記記録された情報を参照して可変分散補償器の補償する波長分散量の取り得る範囲を算出する手段と、
を備える光伝送装置。
【請求項８】
請求項１乃至７に記載の光伝送装置によって構成される光伝送システム。
【請求項９】
伝送路の少なくとも１つの波長の波長分散量と該伝送路の距離を測定するステップと、
該伝送路を構成する光ファイバの種別の混在率の取り得る範囲を算出するステップと、
を含む波長分散量算出方法。
【請求項１０】
伝送路の少なくとも１つの波長の波長分散量と該伝送路の距離を測定するステップと、
該伝送路を構成する光ファイバの種別の混在率の取り得る範囲を算出するステップと、
測定した前記波長分散量と、前記伝送路の距離と、前記混在率とを用いて、伝送路の波長分散量の取り得る範囲を算出するステップと、を含む波長分散量算出方法。
【請求項１１】
伝送路の少なくとも１つの波長の波長分散量と該伝送路の距離を測定するステップと、
該伝送路を構成する光ファイバの種別の混在率の取り得る範囲を算出するステップと、
測定した前記波長分散量と、前記伝送路の距離と、前記混在率とを用いて、伝送路の波長分散量の取り得る範囲を算出するステップと、
前記算出した波長分散量の範囲内で、可変分散補償器の分散補償量の設定値を決定するステップと、を含む分散補償方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１９３０７７（Ｐ２０１１−１９３０７７Ａ）
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５５５３１（Ｐ２０１０−５５５３１）
【出願日】平成２２年３月１２日（２０１０．３．１２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１２日（２０１０．３．１２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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