JP2006067364A - アナログ光伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】 アナログ伝送可能な距離をより長くするための構造を備えたアナログ光伝送システムを提供する。
【解決手段】 当該アナログ光伝送システムは、周波数軸上に多重化された電気信号に基づいて変調された光信号を送出する光送信器(10)と、全長２０ｋｍ以下のＳＭＦを含む伝送路(30)と、光受信器(20)とを備える。伝送路(30)上には、伝送路(30)の波長分散を補償するための分散補償ファイバ(400)が配置されており、この分散補償ファイバ(400)は、−２５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と１．２ｋｍ以下の長さを有するか、あるいは−３３０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と１．１ｋｍ以下の長さを有する。また、分散補償ファイバ(400)の端部にはＭＰＩノイズ低減のための光抑圧デバイス(410a,410b)が配置されている。
【選択図】 図３

Description

この発明は、インターネットなどのデータ通信サービスで利用されるディジタルデータ信号と映像配信サービスなどで利用されるアナログ映像信号の多重化が可能なブロードバンド通信、特にＦＴＴＨ（Fiber To The Home）サービスに適したアナログ光伝送システムに関するものである。

近年、インターネットや電子メールなどのデータ通信サービスと映像配信サービスなどが多重化されたブロードバンド通信の利用者は、急激に増加し続けている。

特に、各種ブロードバンド通信方式のうち、既存の通信ネットワークの最終中継局である端局から光ファイバを介して家庭（加入者宅）まで引き込むＦＴＴＨ（Fiber To The Home）サービスの利用者数は、著しい増加を示している。このＦＴＴＨサービスは、通信速度・通信品質の点で優れた方式であるのに加え、波長多重化などサービス拡張性にも優れており、ブロードバンド通信の普及拡大を担う主要な通信方式として期待されている。すなわち、現在のＦＴＴＨサービスは、ディジタルデータ信号の送受信のみであるが、光ファイバは多波長同時伝送ができるという大きな特長があるため、現在整備中の光ファイバ網を基盤として、さらに波長多重化サービスへと発展させることが期待されている。これにより、インターネットなどで利用されるディジタルデータ信号のみならず、アナログ伝送方式による映像信号の配信など、より多様なサービスを大きな設備投資なしに実現できる可能性が指摘されている。

これまでＣＡＴＶのようなアナログ伝送を行う場合、より長距離伝送を可能にすべく、線形性に優れかつ光信号にチャープが生じないように、ＤＦＢレーザか出射された光を外部変調きにより変調することが多かった。ただし、このような外部変調器を用いることは、部品点数の増加や製造コストの増加に繋がってしまう。一方、ＤＦＢレーザを直接変調する場合、安価にシステムを構築することができるが、レーザ内におけるＦＭレスポンスにより歪みが生じ易く、さらには伝送路において発生する波長分散の影響も受けてしまうため、結果として伝送可能距離は制限されていた（現状では、精々数ｋｍ）。

このようなアナログ光伝送システムでは、伝送路の所定位置に分散補償デバイスを配置することにより、伝送路における波長分散の影響を低減する必要がある。例えば、特許文献１〜３にはアナログ伝送時における分散補償を可能にする構成が示されている。また、特許文献２には、アナログ伝送用ではないが多分岐伝送路に対する分散補償デバイスとして分散補償ファイバを利用する技術が開示されている。
特開２００３−１５２６４６号公報 特開平０７−１３５４９３号公報 特開２００１−１４４３５４号公報 特開平０４−２６０００７号公報

発明者らは、従来のアナログ光伝送システムにおける分散補償技術について検討した結果、以下のような課題を発見した。すなわち、伝送路中に分散補償デバイスが配置された場合、当該伝送路中での伝送損失が増加してしまう。また、上記特許文献１〜３に示されたアナログ光伝送システムでは、伝送路及び分散補償デバイスにおけるレイリー散乱もしくは多経路干渉（ＭＰＩ：Multi-Path Interference）ノイズの影響により相対強度ノイズ（ＲＩＮ：Relative Intensity Noise）が劣化するため、結果的にアナログ伝送可能距離が制限されてしまうという課題があった。

特に、上記特許文献２に指摘されているように、従来のアナログ光伝送システムでは、多重反射の影響により伝送距離を伸ばすことができないため、分散補償デバイスとして分散補償ファイバを適用することは否定されており、実現可能な具体的構成について何ら検討されていなかった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、分散補償ファイバを利用してアナログ伝送可能な距離をより長くするための構造を備えたアナログ光伝送システムを提供することを目的としている。

この発明に係るアナログ光伝送システムは、周波数軸上に多重化された電気信号に基づいて変調された映像信号などのアナログ光信号を送出する光送信器と、変調された光信号を伝送する伝送路と、伝送路を伝搬した光信号を受信する光受信器と、伝送路の波長分散を補償するための分散補償ファイバ（以下、ＤＣＦという）と、ＭＰＩノイズを低減するための光抑圧デバイスを備える。

特に、この発明に係るアナログ光伝送システムにおいて、上記伝送路が２０ｋｍ以下の全長を有するとともにシングルモードファイバ（以下、ＳＭＦという）を含む場合、−２５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と１．２ｋｍ以下の長さを有するか、あるいは−３３０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と１．１ｋｍ以下の長さを有するＤＣＦが適用される。また、上記光抑圧デバイスは、ＤＣＦの光入射端側及び光出射端側の少なくともいずれかに隣接した状態で配置され、光信号の伝搬方向とは逆方向へ伝搬する光を抑圧するよう機能する。なお、ＤＣＦは、レイリー散乱によるシステムへの影響を低減するため、１．５×１０^−７（１／ｍ）未満のレイリー散乱係数を有するのが好ましい。

この発明に係るアナログ光伝送システムにおいて、ＭＰＩノイズがシステム設計上許容可能となる上記ＤＣＦに要求される長さをＬ_ＭＰＩとするとともに、ＣＳＯがシステム設計上許容可能となる上記ＤＣＦに要求される下限長及び上限長をそれぞれＬ_ＣＳＯ１及びＬ_ＣＳＯ２とするとき、ＤＣＦの長さＬは、Ｌ_ＣＳＯ２＜Ｌ_ＭＰＩのときにＬ_ＣＳＯ１よりも長くかつＬ_ＣＳＯ２よりも短くなるよう設定され、Ｌ_ＣＳＯ１＜Ｌ_ＭＰＩ＜Ｌ_ＣＳＯ２のときにＬ_ＣＳＯ１よりも長くかつＬ_ＭＰＩよりも短くなるよう設定されるのが好ましい。

また、この発明に係るアナログ光伝送システムにおいて、上記長さＬのＤＣＦは、分割された複数のファイバ要素によって構成され、これら分割されたファイバ要素間にも光抑圧デバイスが配置された構成であってもよい。この場合において、ＭＰＩノイズがシステム設計上許容可能となる上記ＤＣＦに要求される長さをＬ_ＭＰＩとするとともに、ＣＳＯがシステム設計上許容可能となる上記ＤＣＦの下限長及び上限長をそれぞれＬ_ＣＳＯ１及びＬ_ＣＳＯ２とするとき、Ｌ_ＭＰＩはＬ_ＣＳＯ１よりも短く、上記ＤＣＦは、長さＬがＬ_ＣＳＯ１よりも長くかつＬ_ＣＳＯ２よりも短くなるよう設定されていてもよい。通常、Ｌ_ＭＰＩはＬ_ＣＳＯ１よりも短くなっている場合、ＭＰＩノイズの影響が大きくなるが、分割されたファイバ要素間に配置された複数の光抑圧デバイスにより、ＤＣＦ全体のＭＰＩノイズをシステム設計上許容可能な範囲に設定することが可能になる。

また、この発明に係るアナログ光伝送システムは、上記伝送路上に規格化された複数の分散補償モジュールからなるモジュール群を備えてもよい。この場合、なお、これら複数の分散補償モジュールのそれぞれは、伝送路上に直接又は間接的に接続された状態で配置され、伝送路の波長分散を補償するＤＣＦと、該ＤＣＦの光入射端側及び光出射端側の少なくともいずれかに隣接した状態で配置された、光信号の伝搬方向とは逆方向へ伝搬する光を抑圧する光抑圧デバイスと、例えば光コネクタなどの接続端末とを有する。このように複数の分散補償モジュールが伝送路上に配置されたアナログ光伝送システムにおいて、ＭＰＩノイズがシステム設計上許容可能となる上記モジュール群に要求されるＭＰＩをＭＰＩ_ＤＣＦとするとともに、ＣＳＯがシステム設計上許容可能となる上記モジュール群に要求される波長分散（ｐｓ／ｎｍ）の下限値と上限値をそれぞれＤ_１及びＤ_２、複数の分散補償モジュール個々のＭＰＩ、波長分散（ｐｓ／ｎｍ）の合計をそれぞれΣＭＰＩ_ｉ及びΣＤ_ｉとするとき、上記モジュール群における個々の波長分散モジュールは、ΣＭＰＩ_ｉがＭＰＩ_ＤＣＦよりも小さくなっているとともに、ΣＤ_ｉがＤ_１よりも大きくかつＤ_２よりも小さくなるよう選択されるのが好ましい。

この発明に係るアナログ光伝送システムは、上記伝送路上の所定位置に配置された光増幅器をさらに備えてもよい。伝送路における伝送損失やＤＣＦにおける伝送損失を補償することができるからである。

なお、上記光増幅器における信号歪みによる伝送特性の劣化を避けるため、この光増幅器は、信号光波長において０．２ｄＢ／ｎｍ以下の利得傾斜を有するのが好ましい。同様の理由から、当該アナログ光伝送システムは、伝送路上に所定位置に配置された、前記希土類添加光ファイバ増幅器の利得形状を平坦化する平坦化デバイスをさらに備えてもよい。また、上記光増幅器は、希土類添加光ファイバ増幅器、分布定数型ラマン増幅器、集中定数型ラマン増幅器、及び半導体光増幅器のいずれであってもよい。

この発明に係るアナログ光伝送システムにおいて、光信号の伝送経路は、複数箇所へのアナログ信号同時配信を可能にするため、多分岐伝送路であってもよい。この場合、伝送経路上には、光送信器から光受信器に向かう光信号を複数の経路に分岐するため、光分岐カプラなどの光分岐デバイスが配置される。

この発明に係るアナログ光伝送システムにおいて、上記伝送経路上に複数の分散補償モジュールが配置された場合、これら複数の分散補償モジュールのうち、伝送経路として光分岐デバイスを含む多分岐伝送路を構成する分岐経路のうち最も小さい累積波長分散を有する分岐経路を補償するための分散補償モジュールが、送信器の直後に配置されるのが好ましい。多分岐伝送路における分散補償モジュールの数を低減することができるからである。

なお、上記伝送路は、１．３μｍの零分散波長を有する通常のＳＭＦとともに、該ＳＭＦとは異なる種類の異種ファイバが混在した状態で構成されてもよい。伝送路の累積波長分散を低減させることによりＤＣＦによる分散補償量を低減させることができるため、伝送路全体におけるＭＰＩノイズ低減が可能になるからである。

具体的に、上記異種ファイバとして非零分散シフトファイバ（以下、ＮＺ−ＤＳＦ：Non-Zero Dispersion Shifted Fiberという）を想定した場合、該ＮＺ−ＤＳＦは、信号光波長において絶対値が１より大きくかつ１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散を有するのが好ましい。上記異種ファイバとして分散シフトファイバ（以下、ＤＳＦ：Dispersion Shifted Fiberという）を想定した場合、該ＤＳＦは、信号光波長において絶対値が１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散を有するのが好ましい。また、上記伝送路は、信号光波長において絶対値が１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散を有する光ファイバを含んでもよい。特に、伝送路内におけるロスバジェットを拡大するためには、上記伝送路の一部または全部が、純石英のコアを有する光ファイバ（以下、純石英コアファイバという）で構成されるのが好ましい。なお、この明細書において「純石英」には、意図的に不純物が添加されていない石英（non-intentionally doped silica）も含まれる。すなわち、塩素など他の不純物が意図せずに多少含まれている場合であっても、この不純物濃度が伝送特性に実質的に影響を与えない程度の石英であれば、この明細書における「純石英」に含まれる。

なお、伝送路内におけるレイリー散乱光の発生を抑制するとともに、ＭＰＩノイズを低減させためには、上記伝送路は、信号光波長において絶対値が１８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上の波長分散と、該信号光波長において９０μｍ^２以上の実効断面積を有する光ファイバを含むのが好ましい。また、伝送路の累積波長分散を低減させることによりＤＣＦによる分散補償量を低減させ、伝送路全体におけるＭＰＩノイズを低減可能にするためには、上記伝送路は、信号光波長において絶対値が１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、該信号光波長において９０μｍ^２以下の実効断面積を有する光ファイバを含むのが好ましい。

この発明に係るアナログ光伝送路は、上記ＤＣＦの上流側に配置された光減衰器をさらに備えてもよい。この場合、ＤＣＦ内で発生する非線形光学現象に起因した伝送特性の劣化が回避できるからである。

さらに、ＤＣＦにおける伝送損失をＤＣＦ自体で補償させ、伝送路のロスバジェットを拡大するため、この発明に係るアナログ光伝送システムは、ＤＣＦ自体をラマン増幅用ファイバとして利用することもできる。この場合、当該アナログ光伝送システムは、ＤＣＦにおいてラマン増幅を行うための所定波長の励起光を出力する励起光源と、ＤＣＦに該励起光源からの励起光を導くための光合波器をさらに備える。

この発明によれば、伝送路の波長分散を補償する分散補償ファイバを適切に選択することにより、安価な直接変調レーザ（ＤＭＬ：Direct Modulation Laser）を用いたアナログ光伝送システムにおける伝送可能距離を大幅に拡大することができる。

以下、この発明に係るアナログ光伝送システムの各実施形態を図１〜図２０を用いて詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一部位、同一部材には同一符号を付して重複する説明を省略する。

この発明は、安価な直接変調レーザ（ＤＭＬ）を用いたアナログ光伝送システムにおける伝送可能距離の拡大を目的としている。また、この発明は、伝送路及び分散補償ファイバ（ＤＣＦ）における相対強度ノイズ（ＲＩＮ）の影響を回避することで、伝送可能距離の拡大を目指している。すなわち、この発明に係るアナログ光伝送システムでは、通常のＤＣＦよりもＦＯＭ（Figure of Merit）の高い特性を有するＤＣＦを適用することにより、ＤＣＦ自体の短尺化を可能にし、ＲＩＮの影響を回避し、そして、伝送可能距離の拡大を目指している。

ここでは、まず伝送可能距離の検証を行うにあたり、以下のように特性パラメータを定義しておく。

すなわち、光ＡＭ−ＶＳＢ伝送における信号対雑音比（以下、ＣＮＲ：Carrier-to-Noise Ratioという）は以下の式（１）で与えられ、通常、５１ｄＢ以上であるのが好ましい。

ここで、ＲＩＮは半導体ＬＤにおける相対強度ノイズ（典型値は−１５５ｄＢ／Ｈｚ）、ｍは１チャネル当たりの変調度（典型値は５％）、ｅは電子素荷（典型値は１．６０×１０^−１９Ｃ）、Ｒ_０は受信感度（典型値は０．８５Ａ／Ｗ）、Ｐ_ｄは受信光パワー（典型値は−４ｄＢｍ）、Ｉ_ｄは暗電流（典型値は１ｎＡ）、ｋ_Ｂはボルツマン定数（典型値は１．３１×１０^−２３Ｊ／Ｋ）、Ｔは周辺温度（典型値は２７３Ｋ）、Ｆ_ｒは受信器雑音指数（典型値は５ｄＢ）、Ｒ_ｌは負荷抵抗（典型値は３００Ω）である。

また、伝送路中の光コネクタにおける反射減衰量による影響は、以下の式（２）で表される。通常、ＲＩＮは光送信器のＲＩＮと考えると−１５５ｄＢ／Ｈｚであるのが好ましい。

ここで、ｆは観測周波数、ｐは信号光と反射光との偏光結合係数、Δνは直接変調光源のスペクトル半値全幅（典型値は５ＧＨｚ）、η_１２は反射経路の透過率、ｒ_１、ｒ_２は反射点での反射率である。

さらに、光ファイバ内のレイリー散乱による影響は、以下の式（３ａ）、（３ｂ）で表される。なお、これら式（３ａ）及び（３ｂ）は伝送路内部で生じるＭＰＩノイズが信号光に与える影響を示している。したがって、検討を進める上では、シミュレーションなどによりＭＰＩノイズを求めることでもアナログ伝送可能距離を概算することが可能となる。

ここで、Ｒ_ｅｑ ^２はＭＰＩノイズ、Ｓ_Ｒα_Ｓはレイリー散乱係数γ（１／ｍ）、αは伝送路損失（典型値は０．３ｄＢ）、Ｌはファイバ長である。

波長分散による歪み特性、すなわち、２次歪みによる相互変調成分（以下、ＣＳＯ：Composite Second Order beatという）は以下の式（４）で与えられ、通常、−６０ｄＢいかであるのが好ましい。

ここで、ｎはチャネル数、σは波長分散（典型値は１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）、ΔλはＦＭレスポンス（典型値は１５０ＭＨｚ／ｍＡ）である。

発明者らは、以上の計算式を用いて受信感度、ＭＰＩノイズ及び波長分散の影響を計算した。図１は、アナログ光伝送システムとして用意された計算モデルの構成を示す図である。この図１に示されたアナログ光伝送システムは、光送信器１０と、光受信器２０と、これら光送信器１０と光受信器２０の間に配置されたシングルモードファイバ（ＳＭＦ）からなる伝送路３０を備える。

また、図２は、図１に示されたアナログ光伝送システムにおけるシミュレーション結果を示すグラフである。ここでは、伝送路の損失は０．３ｄＢ／ｋｍに設定されている。図２（ａ）は、ＣＮＲと受信光パワーとの関係を示しており、この図２（ａ）において、グラフＧ２１１は光送信器１０におけるＲＩＮに対する関係、グラフＧ２１２はショットノイズに対する関係、グラフＧ２１３は発熱ノイズに対する関係、そして、グラフＧ２１４はトータルＣＮＲに対する関係をそれぞれ示している。通常中継系のアナログ伝送で必要とされるＣＮＲは５１ｄＢ以上であるため、これを実現するために必要となる受信感度は−３．６５ｄＢｍ以上となる。図２（ｂ）は、信号光とＭＰＩノイズとの比を表すＭＰＩクロストークと相対強度ノイズ(ＲＩＮ)との関係を示しており、上記式（３ａ）、（３ｂ）における周波数ｆを４４５．２５ＭＨｚに固定して光源（直接変調光源）のスペクトル半値全幅Δνを変化させたときの変化を示している。すなわち、この図２（ｂ）において、グラフＧ２２１はΔν＝１ＧＨｚのときの変化、グラフＧ２２２はΔν＝３ＧＨｚのときの変化、グラフＧ２２３はΔν＝５ＧＨｚのときの変化、そして、グラフＧ２２４はＲＩＮ＝−１５５ｄＢ／Ｈｚをそれぞれ閉めしている。この結果から分かるように、レーザのＲＩＮ程度（−１５５ｄＢ／Ｈｚ）の特性に当該システム内にＲＩＮを抑えるためには、少なくとも−６０ｄＢ以下のＭＰＩクロストークが必要となる。さらに、図２（ｃ）は伝送距離（波長１５５０ｎｍにおいて１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散を有するＳＭＦを想定）とＣＳＯとの関係を示している。この図２（ｃ）から、波長分散の影響によるＣＳＯ劣化を−６０ｄＢ以下に抑えるためには、伝送可能距離は精々５ｋｍ程度であることが確認できる。

そこで、この発明では、ＤＣＦを含む分散補償モジュールにより上記伝送可能距離の改善を図る。図３は、この発明に係るアナログ光伝送システムの第１実施形態の構成を示す図である。

この第１実施形態に係るアナログ光伝送システムは、ＤＭＬを含む送信器１０と、光受信器２０と、これら光送信器１０と光受信器２０との間に配置された伝送路３０を備えるとともに、分散補償モジュール４０を備える。分散補償モジュール４０は、伝送路３０上で着脱が自在になるよう光コネクタ４１ａ、４１ｂを備えるとともに、これら光コネクタ４１ａ、４１ｂの間に配置されたＤＣＦ４００と、ＤＣＦ４００の両端に隣接して配置された光抑圧デバイスとしての光アイソレータ（以下、ＩＳＯという）４１０ａ、４１０ｂを備える。なお、ＩＳＯ４１０ａ、４１０ｂに代えて光サーキュレータが適用されてもよい。また、この第１実施形態において、分散補償モジュール４０は、光送信器の直後に配置されているが、伝送路３０上の何処に配置されてもよい。

このような構成において、分散補償距離をパラメータとし（ＦＭレスポンスは１５０ＫＨｚ／ｍＡ）、伝送路長（ＳＭＦ長）とＣＳＯとの関係を示した結果を図４に示す。なお、この図４において、グラフＧ４１１は１０ｋｍのＳＭＦの波長分散を補償可能なＤＣＦ、グラフＧ４１２は２０ｋｍのＳＭＦの波長分散を補償可能なＤＣＦ、グラフＧ４１３は３０ｋｍのＳＭＦの波長分散を補償可能なＤＣＦ、グラフＧ４１４は４０ｋｍのＳＭＦの波長分散を補償可能なＤＣＦ、グラフＧ４１５は５０ｋｍのＳＭＦの波長分散を補償可能なＤＣＦ、そして、グラフＧ４１６はＤＣＦなしの状態をそれぞれ示している。この結果から分かるように、伝送路上にＤＣＦが挿入されることで、伝送路長±５ｋｍ (累積分散値に換算すると±８５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度)の範囲であれば良好な伝送特性の維持が可能である。

ただし、伝送路上にＤＣＦが挿入する場合は、ＤＣＦのレイリー散乱特性及びＭＰＩノイズ特性が問題となる場合がある。図５には、通常のＤＣＦ（ＤＣＦ−Ａ）と波長分散の絶対値を大きくしたＤＣＦ（ＤＣＦ−Ｂ）の各特性が示されている。ＤＣＦ−Ｂは波長分散の絶対値が大きいため、分散補償に必要となるファイバ長が短くなり、結果として分散補償モジュール内部で生じるレイリー散乱の値が小さくなる。ここでは、波長分散が−３３０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとしているが、少なくとも−２５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることが好ましい。このようなＤＣＦと通常のＳＭＦとが接続される場合、通常、接続損失の低減を図るためにＴＥＣ（Thermally Expanded Core）接続が行われるが、このＴＥＣ接続損失は分散補償モジュールの損失を低減させるために、少なくとも片側あたり１ｄＢ以下の接続損失である必要がある。実際には接続損失は０．３ｄＢ以下であることが好ましい。

図６は、伝送路長をパラメータとして分散補償ファイバ長（ＤＣＦ長）と波長分散の関係を示すグラフである。この図６において、領域Ａ１は１０ｋｍのＳＭＦの波長分散を補償可能な領域を示し、領域Ａ２は２０ｋｍのＳＭＦの波長分散を補償可能な領域を示し、そして、領域Ａ３は３０ｋｍのＳＭＦの波長分散を補償可能な領域を示している。また、２０ｋｍのＳＭＦの波長分散を補償する場合でを考えると、領域Ａ２の上側（矢印Ｓ１で示された領域）はＳＭＦの波長分散を補償しきれない領域であり、領域Ａ２の下側（矢印Ｓ２で示された領域）はＳＭＦの波長分散が過補償される領域である。この図６から、２０ｋｍのＳＭＦの波長分散を補償するＤＣＦが、−３３０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散を有するとすると、該ＤＣＦは１．１ｋｍ以下のファイバ長を有していればよく、また、このＤＣＦが−２５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散を有していれば、該ＤＣＦは１．２ｋｍ以下のファイバ長を有していればよいことが分かる。

一方、上述のシミュレーション結果から、当該アナログ光伝送システムは、全体のＭＰＩノイズは−６０ｄＢ以下であり、ＣＳＯも−６０ｄＢ以下となる条件を満たす必要がある。

すなわち、伝送路におけるＭＰＩノイズＭＰＩ_ＴＬとＤＣＦにおけるＭＰＩノイズＭＰＩ_ＤＣＦは、それぞれ以下の式（５ａ）、（５ｂ）で定義される。

こので、γはレイリー散乱係数である。したがって、システム全体では、以下の式（６）が満たされなければならない。

このように、システム全体として上記式（６）が満たされなければならないので、上記式（５ｂ）及び式（６）から以下の式（７）に示されたように、システム全体のＭＰＩノイズによるＤＣＦ長Ｌ_ＤＣＦの制限が導かれる。

同様に、伝送路上にＤＣＦが挿入されたシステム全体でＣＳＯを−６０ｄＢ以下にする場合、上記式（４）の波長分散σＬは|σ_ＤＣＦＬ_ＤＣＦ−σ_ＴＬＬ_ＴＬ|で与えられることから、伝送路長Ｌ_ＴＬとＤＣＦ長Ｌ_ＤＣＦは、以下の式（８）も満たさなければならない。

以上のことから、ＤＣＦにおけるＭＰＩノイズがシステム設計上許容可能な該ＤＣＦの長さをＬ_ＭＰＩとするとともに、ＤＣＦ内で発生する波長分散に相当するＣＳＯがシステム設計上許容可能な該ＤＣＦの下限長及び上限長をそれぞれＬ_ＣＳＯ１及びＬ_ＣＳＯ２とするとき、当該ＤＣＦの長さＬは、Ｌ_ＣＳＯ２＜Ｌ_ＭＰＩのときにＬ_ＣＳＯ１よりも長くかつＬ_ＣＳＯ２よりも短くなるよう設定され、Ｌ_ＣＳＯ１＜Ｌ_ＭＰＩ＜Ｌ_ＣＳＯ２のときにＬ_ＣＳＯ１よりも長くかつＬ_ＭＰＩよりも短くなるよう設定されるのが好ましい。

図７は、図５に示されたＤＣＦ−Ａが適用されたアナログ光伝送システムにおいて、伝送路であるシングルモードファイバ（ＳＭＦ）の長さに対するＭＰＩクロストークと受信光パワーの各関係を示すグラフである。なお、ＳＭＦの伝送損失は０．３ｄＢと仮定されている。図７（ａ）において、グラフＧ７１１ａは１０ｋｍのＳＭＦを補償可能なＤＣＦ−ＡにおけるＭＰＩクロストークの変化、グラフＧ７１２ａは２０ｋｍのＳＭＦを補償可能なＤＣＦ−ＡにおけるＭＰＩクロストークの変化、グラフＧ７１３ａは３０ｋｍのＳＭＦを補償可能なＤＣＦ−ＡにおけるＭＰＩクロストーク、グラフＧ７１４ａは４０ｋｍのＳＭＦを補償可能なＤＣＦ−ＡにおけるＭＰＩクロストークの変化、そして、グラフＧ７１５ａは５０ｋｍのＳＭＦを補償可能なＤＣＦ−ＡにおけるＭＰＩクロストークの変化をそれぞれ示す。一方、図７（ｂ）において、グラフＧ７１１ｂは１０ｋｍのＳＭＦを補償可能なＤＣＦ−Ａが適用されたときの受信光パワーの変化、グラフＧ７１２ｂは２０ｋｍのＳＭＦを補償可能なＤＣＦ−Ａが適用されたときの受信光パワーの変化、グラフＧ７１３ｂは３０ｋｍのＳＭＦを補償可能なＤＣＦ−Ａが適用されたときの受信光パワーの変化、グラフＧ７１４ｂは４０ｋｍのＳＭＦを補償可能なＤＣＦ−Ａが適用されたときの受信光パワーの変化、グラフＧ７１５ｂは５０ｋｍのＳＭＦを補償可能なＤＣＦ−Ａが適用されたときの受信光パワーの変化、そして、グラフＧ７１０は参考例としてＤＣＦ−Ａ単体が適用されたときの受信光パワーの変化をそれぞれ示す。

また、図８は、図５に示されたＤＣＦ−Ｂが適用されたアナログ光伝送システムにおいて、伝送路であるシングルモードファイバ（ＳＭＦ）の長さに対するＭＰＩクロストークと受信光パワーの各関係を示すグラフである。なお、ＳＭＦの伝送損失は０．３ｄＢと仮定されている。図８（ａ）において、グラフＧ８１１ａは１０ｋｍのＳＭＦを補償可能なＤＣＦ−ＢにおけるＭＰＩクロストークの変化、グラフＧ８１２ａは２０ｋｍのＳＭＦを補償可能なＤＣＦ−ＢにおけるＭＰＩクロストークの変化、グラフＧ８１３ａは３０ｋｍのＳＭＦを補償可能なＤＣＦ−ＢにおけるＭＰＩクロストーク、グラフＧ８１４ａは４０ｋｍのＳＭＦを補償可能なＤＣＦ−ＢにおけるＭＰＩクロストークの変化、そして、グラフＧ８１５ａは５０ｋｍのＳＭＦを補償可能なＤＣＦ−ＢにおけるＭＰＩクロストークの変化をそれぞれ示す。一方、図８（ｂ）において、グラフＧ８１１ｂは１０ｋｍのＳＭＦを補償可能なＤＣＦ−Ｂが適用されたときの受信光パワーの変化、グラフＧ８１２ｂは２０ｋｍのＳＭＦを補償可能なＤＣＦ−Ｂが適用されたときの受信光パワーの変化、グラフＧ８１３ｂは３０ｋｍのＳＭＦを補償可能なＤＣＦ−Ｂが適用されたときの受信光パワーの変化、グラフＧ８１４ｂは４０ｋｍのＳＭＦを補償可能なＤＣＦ−Ｂが適用されたときの受信光パワーの変化、グラフＧ８１５ｂは５０ｋｍのＳＭＦを補償可能なＤＣＦ−Ｂが適用されたときの受信光パワーの変化、そして、グラフＧ８１０は参考例としてＤＣＦ−Ａ単体が適用されたときの受信光パワーの変化をそれぞれ示す。

図７（ａ）及び図８（ｂ）から分かるように、ＤＣＦ−Ａ（通常のＤＣＦ）が適用されたシステムでは、ＭＰＩクロストークが−６０ｄＢ以下を満足することはできないが、ＤＣＦ−Ｂ（分散分散の絶対値が大きいＤＣＦ）が適用されたシステムでは、２０ｋｍのＳＭＦに対して分散補償を行った場合でも、ＭＰＩクロストークは目的の値を満足することができる。これは、従来数ｋｍしか伝送できなかったＤＭＬによるアナログ伝送においても、２５ｋｍ以上の無中継伝送が可能になることを意味している。また、図７（ａ）及び図８（ｂ）から分かるように、３０ｋｍ程度の伝送距離であれば、十分な受信感度が得られる。

しかしながら、伝送路の損失が０．３ｄＢ／ｋｍ以上の場合には、図９に示されたように、伝送路上に光増幅器を配置して、伝送路の損失を補償する必要がある。なお、図９は、この発明に係るアナログ光伝送システムの第２実施形態の構成を示す図である。この第２実施形態は、伝送路３０上に光増幅器５０が配置されている点を除き、上述の第１実施形態同様の構成を備えている。この第２実施形態に係るアナログ光伝送システムにおいて、光増幅器５０は、光送信器１０の直後に配置されても、分散補償モジュール４０の下流側に配置されても、さらには、光受信器２０の直前に配置されてもよい。

さらに、アナログ伝送の長距離化を実現するためには、(1)伝送路全体のロスバジェットの確保、(2)分散補償、及び(3)ＭＰＩクロストークの低減を行わなければならない。

上記項目（１）については、光増幅器を用いることで伝送路全体のロスバジェットを確保することができる。この場合、光増幅器は、エルビウム添加光ファイバ増幅器、エルビウム添加光増幅導波路、ラマン増幅器、半導体光増幅器などが適用可能である。ただし、光増幅器の歪は小さいことが好ましい。

一方、上記項目（２）及び（３）については、分散補償モジュールによる分散補償量とＭＰＩノイズがトレードオフの関係にあるため、一連長のＤＣＦなどが適用された場合は検討を進めるのが非常に難しくなる。これを解決するためには、図１０（ａ）〜（ｅ）に示されたようにＤＣＦ４００を複数のファイバ要素に分割し、これらファイバ要素間にＩＳＯを配置することで、ＤＣＦ内部で生じるレイリー散乱光を抑える必要がある。なお、図１０（ｂ）〜（ｅ）は、それぞれＤＣＦ４００を２分割〜５分割したときの構成が示されている。また、図１１に、ＤＣＦの分割数に対するＭＰＩクロストークの変化量を示す。なお、図１１（ａ）は、ＤＣＦ−Ｂにより３０ｋｍのＳＭＦを分散補償したときの計算結果を示しており、この図１１（ａ）において、グラフＧ１０１０ａは一連長ＤＣＦで補償した結果、グラフ１０２０ａは２分割ＤＣＦで補償した結果、グラフＧ１０３０ａは３分割ＤＣＦで補償した結果、グラフＧ１０４０ａは４分割ＤＣＦで補償した結果、そして、グラフＧ１０５０ａは５分割ＤＣＦで補償した結果がそれぞれ示されている。図１１（ｂ）は、ＤＣＦ−Ｂにより４０ｋｍのＳＭＦを分散補償したときの計算結果を示しており、この図１１（ｂ）において、グラフＧ１０１０ｂは一連長ＤＣＦで補償した結果、グラフ１０２０ｂは２分割ＤＣＦで補償した結果、グラフＧ１０３０ｂは３分割ＤＣＦで補償した結果、グラフＧ１０４０ｂは４分割ＤＣＦで補償した結果、そして、グラフＧ１０５０ｂは５分割ＤＣＦで補償した結果がそれぞれ示されている。さらに、図１１（ｃ）は、ＤＣＦ−Ｂにより５０ｋｍのＳＭＦを分散補償したときの計算結果を示しており、この図１１（ｃ）において、グラフＧ１０１０ｃは一連長ＤＣＦで補償した結果、グラフ１０２０ｃは２分割ＤＣＦで補償した結果、グラフＧ１０３０ｃは３分割ＤＣＦで補償した結果、グラフＧ１０４０ｃは４分割ＤＣＦで補償した結果、そして、グラフＧ１０５０ｃは５分割ＤＣＦで補償した結果がそれぞれ示されている。

この図１１に示された結果から分かるように、一連長のＤＣＦ−Ｂでは実現不可能であった３０ｋｍアナログ伝送が２分割ＤＣＦ−Ｂにより実現することができたこと、４０ｋｍアナログ伝送が４分割ＤＣＦ−Ｂにより実現可能であることが確認された。

したがって、ＤＣＦにおけるＭＰＩノイズがシステム設計上許容可能な、一連長ファイバに換算したときの該ＤＣＦの長さをＬ_ＭＰＩとするとともに、ＤＣＦ内で発生する波長分散に相当するＣＳＯがシステム設計上許容可能な、一連長ファイバとして換算したときの該ＤＣＦの下限長及び上限長をそれぞれＬ_ＣＳＯ１及びＬ_ＣＳＯ２とするとき、例え、換算長Ｌ_ＭＰＩが下限値Ｌ_ＣＳＯ１よりも短くなっていても、ファイバ要素間に配置されたＩＳＯによりシステム全体のＭＰＩノイズが低減されるため、これら複数のファイバ要素の合計長Ｌは、Ｌ_ＣＳＯ１よりも長くかつＬ_ＣＳＯ２よりも短くなるよう設定されればよい。

次に、複数のファイバ要素に分割されたＤＣＦが分散補償モジュールに適用される場合について説明する。図１２は、この発明に係るアナログ光伝送システムの第３実施形態の構成（２分割ＤＣＦ）を示す図である。

図１２（ａ）に示されたアナログ光伝送システムは、第２実施形態に係るアナログ光伝送システム（図９）と実質的に同じ構造を備えるが、分散補償モジュール４０内に、２分割されたＤＣＦ（ファイバ要素）が配置されている点で異なる。また、図１２（ｂ）に示されたアナログ光伝送システムは、２分割された一方のファイバ要素（ＤＣＦ）を含む分散補償モジュール４０ａが光送信器１０の直後に配置されるとともに、他方のファイバ要素（ＤＣＦ）を含む分散補償モジュール４０ｂが伝送路３０を構成する伝送路要素３０ａ、３０ｂに配置されている。さらに、図１２（ｃ）に示されたアナログ光伝送システムは、２分割された一方のファイバ要素（ＤＣＦ）を含む分散補償モジュール４０ａが光送信器１０の直後に配置されるとともに、他方のファイバ要素（ＤＣＦ）を含む分散補償モジュール４０ｂが光受信器２０の直前に配置されている。

なお、このように複数の分散補償モジュール４０ａ、４０ｂが伝送路上に配置されたアナログ光伝送システムにおいて、システム設計上許容可能な、分散補償要素のトータルＭＰＩノイズをＭＰＩ_ＤＣＦとするとともに、該分散補償要素においてシステム設計上許容可能なＣＳＯを得る累積波長分散の下限値と上限をそれぞれＤ_１及びＤ_２とするとき、これら複数の分散補償モジュールそれぞれにおける実効ＭＰＩノイズの合計は、ＭＰＩ_ＤＣＦよりも小さくなっているとともに、該複数の分散補償モジュールそれぞれの累積波長分散の合計は、Ｄ_１よりも大きくかつＤ_２よりも小さくなっているのが好ましい。

次に、伝送路３０が光分岐カプラなどの光分岐デバイスを利用して構成された多分岐伝送路で構成された場合について説明する。図１３は、この発明に係るアナログ光伝送システムの第４実施形態の構成（多分岐経路）の構成を示す図である。

図１３（ａ）に示されたアナログ光伝送システムは、第２実施形態に係るアナログ光伝送システム（図９）と実質的に同じ構造を備えるが、伝送路が光分岐カプラ６０を介して３つの分岐線路３０ａ〜３０ｃに分岐されており、各分岐線路３０ａ〜３０ｃには、それぞれ光受信器２０ａ〜２０ｃが接続された構成を備える。また、図１３（ｂ）に示されたアナログ光伝送システムは、図１３（ａ）に示されたアナログ光伝送システムと同様の多分岐線路を備えるが、さらにＤＣＦが３分割されている。そのため、３分割された１つ目のファイバ要素（ＤＣＦ）を含む分散補償モジュール４０ａは光送信器１０の直後に配置され、２つ目のファイバ要素（ＤＣＦ）を含む分散補償モジュール４０ｂが第２分岐線路３０ｂ上に配置され、そして、３つ目のファイバ要素（ＤＣＦ）を含む分散補償モジュール４０ｃが第３分岐線路３０ｃに配置されている。なお、この図１３（ｂ）に示されたアナログ光伝送システムでは、各分岐線路の長さが異なるため、光分岐カプラ６０の直前に第１光増幅器５０ａが配置されるとともに、第３分岐線路に第２光増幅器５０ｂが配置されている。さらに、図１３（ｃ）に示されたアナログ光伝送システムは、図１３（ｂ）に示されたアナログ光伝送システムにおける分散補償モジュールの数を低減するため、第１光分岐カプラ６０ａと第２光分岐カプラ６０ｂとの間に第２及び第３分岐線路３０ｂ、３０ｃに共通の分散補償モジュール４０ｂ及び光増幅器５０ｂが配置されている。

なお、分散補償に関しては、図４に示されたように１００％分散補償の位置から±５ｋｍ程度(累積分散値に換算すると±８５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度)であれば所望のＣＳＯ特性が得られるので、図１３（ａ）に示されたアナログ光伝送システムにおいて各分岐線路３０ａ〜３０ｃの長さが±５ｋｍ以内の違いであれば、個別に分散補償を行う必要はない。ただし、実際のシステムでは分岐線路ごとに累積分散や伝送路損失も異なるので、図１３（ｂ）や図１３（ｃ）に示されたアナログ光伝送システムのように予め送信器１０側で多分岐伝送路の中でもっとも小さな累積分散を補償するために必要となる分散量を補償し、残りは個別に分散補償を行う必要もある。

さらに、伝送路の累積分散を低減させる手法としては、図１４に示されたように、伝送路中にＳＭＦだけではなく、１．５５μｍ零分散ＤＳＦを混在させたり、ＮＺ−ＤＳＦを使用したりする方法も考えられる。すなわち、伝送路３０自体の累積波長分散を低減させることで、分散補償モジュールで補償しなければならない分散量を低減させ、伝送路全体でのＭＰＩノイズを低減させることができるならである。ただし、１．５５μｍ用ＤＳＦやＮＺ−ＤＳＦは、通常のＳＭＦに比べて伝送路中で生じるレイリー散乱の割合が大きいため、良好な伝送特性を保つためにはできるだけ１．５５μｍ用ＤＳＦやＮＺ−ＤＳＦのファイバ長を少なくすることが望ましい。なお、図１４は、この発明に係るアナログ光伝送システムにおける伝送路の種々の構成例を示す図である。

例えば１．３μｍに零波長を有するＳＭＦとともにＮＺ−ＤＳＦが適用される場合、該ＮＺ−ＤＳＦは、信号光波長において絶対値が１より大きくかつ１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散を有するのが好ましい。また、このＳＭＦとともにＤＳＦが適用される場合、該ＤＳＦは、信号光波長において絶対値が１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散を有するのが好ましい。加えて、伝送路には、ＳＭＦとともに、信号光波長において絶対値が１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、該信号光波長において９０μｍ^２以下の実効断面積を有する光ファイバが適用されてもよい。

また、伝送路で生じるレイリー散乱光を低減させるためには、よりレイリー散乱係数の小さい実効断面積の大きいファイバを使用することが望ましい。この場合、特に伝送路の全体あるいはその一部に純石英コアファイバを用いるのが好ましい。コア内部に不純物が存在しないので、レイリー散乱係数は小さくなるからである。純石英コアファイバは、通常のＧｅＯ_２コアSMFと比較した場合に損失が小さくなるので、ロスバジェット拡大効果も期待できる。

なお、伝送路内のレイリー散乱光の発生を抑制し、ＭＰＩノイズを低減させるためには、伝送路３０は、信号光波長において絶対値が１８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上の波長分散と、該信号光波長において９０μｍ^２以上の実効断面積Ａ_ｅｆｆを有する光ファイバを含むのが好ましい。

以上のように、伝送路３０及びＣＤＦ４００双方が複数の要素に分割された場合、上記式（５ａ）、（５ｂ）で定義されたＭＰＩノイズは、以下の式（９）のように書き換えられる。

ここで、添字Ｘは光ファイバの種類を示し、添字Ｋは分割された要素番号をしめす。また、当該システムに要求される、上記式（６）、（８）で示された条件は、ＤＣＦがｉ本のファイバ要素に分割され、かつ、伝送路３０（ＴＬ）がｊ本の要素に分割された場合、以下の式（１０ａ）、（１０ｂ）のように書き換えられる。

さらに、図１５〜図１８は、上述の種々の構成を有するアナログ光伝送システムにおける累積波長分散の変化を示す図である。すなわち、図１５（ａ）は、図９に示されたアナログ光伝送システムについて、伝送路３０として図１４（ｃ）の構成が適用された場合の累積波長分散の変化を示す図である。図１５（ｂ）は、図９に示されたアナログ光伝送システムについて、伝送路３０として図１４（ｄ）の構成が適用された場合の累積波長分散の変化を示す図である。図１５（ｃ）は、図９に示されたアナログ光伝送システムについて、伝送路３０として図１４（ｅ）の構成が適用された場合の累積波長分散の変化を示す図である。図１６は、図１２（ｂ）に示されたアナログ光伝送システムについて、伝送路として図１４（ｃ）の構成が適用された場合の累積波長分散の変化を示す図である。図１７は、図１３（ｃ）に類似したアナログ光伝送システム（図１３（ｃ）における分散補償モジュール４０ｂと光増幅器５０ｂがない構成）について、第１分岐経路３０ａとして図１４（ａ）の構成が適用されるとともに、第２及び第３分岐経路３０ｂ、３０ｃとしてそれぞれ図１４（ｄ）の構成が適用された場合の累積波長分散の変化を示す図である。さらに、図１８は、図３に示されたアナログ光伝送システムについて、伝送路として図１４（ｂ）の構成が適用された場合の累積波長分散の変化を示す図である。

図１９は、この発明に係るアナログ光伝送システムの第５実施形態の構成を示す図である。この第５実施形態に係るアナログ光伝送システムは、第２実施形態に係るアナログ光伝送システム（図９）と同様の構成を備えるが、ＤＣＦあるいは該ＤＣＦを含む分散補償モジュールにおける非線形性を低減する構造として、光送信器１０と分散補償モジュール４０との間に光減衰器７０が配置された点で異なる。

一般に、ＤＣＦ４００中を高出力の光が伝搬する場合、自己位相変調による位相シフトが生じ、信号光に歪が生じることがある。これは入射する光信号のパワーに依存をするため、分散補償モジュール４０の入射端側に固定あるいは可変の光減衰器７０が配置されることにより回避可能である。

また、光信号のスペクトル線幅が狭い場合には誘導ブリルアン散乱が生じることも考えられるが、これについてもＤＣＦ４００に入射する信号パワーを低減させることで回避可能である。もし、光減衰器７０が配置されることにより当該システム全体の損失が増大し、受信感度が低下する場合には、ＤＣＦ４００の出射端側などに光増幅器が配置すればよい。

図２０は、この発明に係るアナログ光伝送システムの第６実施形態の構成を示す図である。この第６実施形態に係るアナログ光伝送システムは、ラマン増幅による分散補償モジュールのロスレス化を可能にする構成を備える。

すなわち、第６実施形態に係るアナログ光伝送システムは、第１実施形態に係るアナログ光伝送システムと同様の構成を備えるが、分散補償モジュール４０におけるＤＣＦ４００をラマン増幅媒体として利用するため、励起光光源８０ａをさらに備えた点で異なる。具体的には、図２０（ａ）に示されたように、ＩＳＯ４１０ａ、４１０ｂの間に、ＤＣＦ４００内に励起光を導くための波長合成デバイス４２０（ＷＤＭカプラ）が配置されている。図２０（ａ）の励起光源８０ａは、１つのファイバグレーティングレーザ８２０（ＦＧＬ）と、ラマン増幅器の偏波依存利得（ＰＤＧ）を低減させるため無偏光化デバイス８１０（デポラライザ）とにより構成されている。このように、１つのＦＧＬのみ有する励起光源８０ａの場合、出射される励起光を無偏向状態にする必要がある。

なお、この第６実施形態に係るアナログ光伝送システムにおいて、ＤＣＦ４００においてラマン増幅を行うための励起光源は、複数の光源を備えた構成であってもよい。例えば、図２０（ｂ）に示されたように、励起光源８０ｂは、２つのＦＧＬと、偏波合波器８３０とにより構成されている。この励起光源８０ｂのように２つのＦＧＬが利用される場合、偏波合成器８３０を利用することでＰＤＧを低減させることができる。

この発明に係るアナログ光伝送システムは、既存の通信ネットワークの端局から光ファイバを介して家庭（加入者宅）まで引き込むＦＴＴＨサービスを提供する光通信システムに適用可能である。

アナログ光伝送システムとして用意された計算モデルの構成を示す図である。 図１に示されたアナログ光伝送システムにおけるシミュレーション結果を示すグラフである。 この発明に係るアナログ光伝送システムの第１実施形態の構成を示す図である。 分散補償距離をパラメータとして伝送路長とＣＳＯの関係を示すグラフである。 ２種類の分散補償ファイバ（ＤＣＦ）の諸特性を示す表である。 伝送路長をパラメータとして分散補償ファイバ長（ＤＣＦ長）と波長分散の関係を示すグラフである。 図５に示されたＤＣＦ−Ａが適用されたアナログ光伝送システムにおいて、伝送路であるシングルモードファイバ（ＳＭＦ）の長さに対するＭＰＩクロストークと受信光パワーの各関係を示すグラフである。 図５に示されたＤＣＦ−Ｂが適用されたアナログ光伝送システムにおいて、伝送路であるシングルモードファイバ（ＳＭＦ）の長さに対するＭＰＩクロストークと受信光パワーの各関係を示すグラフである。 この発明に係るアナログ光伝送システムの第２実施形態の構成を示す図である。 分散補償モジュール内に設置される分散補償ファイバ（ＤＣＦ）の種々の構成例を示す図である。 異なる分散補償距離について、それぞれ分散補償ファイバ（ＤＣＦ）の分割数とＭＰＩクロストークの関係を示すグラフである。 この発明に係るアナログ光伝送システムの第３実施形態の構成（ＤＣＦ２分割）を示す図である。 この発明に係るアナログ光伝送システムの第４実施形態の構成（多分岐経路）の構成を示す図である。 この発明に係るアナログ光伝送システムにおける伝送路の種々の構成例を示す図である。 図９に示されたアナログ光伝送システムについて、伝送路として図１４（ｃ）〜（ｅ）のいずれかの構成が適用された場合の累積波長分散の変化を示す図である。 図１２（ｂ）に示されたアナログ光伝送システムについて、伝送路として図１４（ｃ）の構成が適用された場合の累積波長分散の変化を示す図である。 図１３（ｃ）に類似したアナログ光伝送システム（図１３（ｃ）における分散補償モジュール４０ｂと光増幅器５０ｂがない構成）について、第１分岐経路３０ａとして図１４（ａ）の構成が適用されるとともに、第２及び第３分岐経路３０ｂ、３０ｃとしてそれぞれ図１４（ｄ）の構成が適用された場合の累積波長分散の変化を示す図である。 図３に示されたアナログ光伝送システムについて、伝送路として図１４（ｂ）の構成が適用された場合の累積波長分散の変化を示す図である。 この発明に係るアナログ光伝送システムの第５実施形態の構成を示す図である。 この発明に係るアナログ光伝送システムの第６実施形態の構成を示す図である。

符号の説明

１０…光送信器
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…光受信器
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…伝送路
４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ…分散補償モジュール
４１ａ、４１ｂ…光コネクタ
５０、５０ａ、５０ｃ…光増幅器
６０、６０ａ、６０ｂ…光分岐カプラ（光分岐デバイス）
７０…光減衰器（平坦化デバイス）
８０ａ、８０ｂ…励起光源
４００…分散補償ファイバ
４１０ａ、４１０ｂ…光アイドレータ（光抑圧デバイス）

Claims (26)

1. 周波数軸上に多重化された電気信号に基づいて変調された光信号を送出する光送信器と、
   前記変調された光信号を伝送する、２０ｋｍ以下の全長を有するとともにシングルモードファイバを含む伝送路と、
   前記伝送路を伝搬した光を受信する光受信器と、
   前記伝送路の波長分散を補償する分散補償ファイバであって、−２５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と１．２ｋｍ以下の長さを有するか、あるいは−３３０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と１．１ｋｍ以下の長さを有する分散補償ファイバと、
   前記分散補償ファイバの光入射端側及び光出射端側の少なくともいずれかに隣接した状態で配置され、前記光信号の伝搬方向とは逆方向へ伝搬する光を抑圧する光抑圧デバイスとを備えたアナログ光伝送システム。
2. 前記分散補償ファイバは、１．５×１０^−７（１／ｍ）未満のレイリー散乱係数を有することを特徴とする請求項１記載のアナログ光伝送システム。
3. 周波数軸上に多重化された電気信号に基づいて変調された光信号を送出する光送信器と、
   前記変調された光信号を伝送する伝送路と、
   前記伝送路を伝搬した光を受信する光受信器と、
   前記伝送路の波長分散を補償する分散補償ファイバと、
   前記分散補償ファイバの光入射端側及び光出射端側の少なくともいずれかに隣接した状態で配置され、前記光信号の伝搬方向とは逆方向へ伝搬する光を抑圧する光抑圧デバイスとを備え、
   ＭＰＩノイズがシステム設計上許容可能となる前記分散補償ファイバに要求される長さをＬ_ＭＰＩとするとともに、ＣＳＯがシステム設計上許容可能となる前記分散補償ファイバに要求される下限長及び上限長をそれぞれＬ_ＣＳＯ１及びＬ_ＣＳＯ２とするとき、
   前記分散補償ファイバの長さＬは、Ｌ_ＣＳＯ２＜Ｌ_ＭＰＩのときにＬ_ＣＳＯ１よりも長くかつＬ_ＣＳＯ２よりも短くなるよう設定され、Ｌ_ＣＳＯ１＜Ｌ_ＭＰＩ＜Ｌ_ＣＳＯ２のときにＬ_ＣＳＯ１よりも長くかつＬ_ＭＰＩよりも短くなるよう設定されるアナログ光伝送システム。
4. 周波数軸上に多重化された電気信号に基づいて変調された光信号を送出する光送信器と、
   前記変調された光信号を伝送する伝送路と、
   前記伝送路を伝搬した光を受信する光受信器と、
   前記伝送路の波長分散を補償する長さＬの分散補償ファイバと、
   前記分散補償ファイバの光入射端側及び光出射端側の少なくともいずれかに隣接した状態で配置され、前記光信号の伝搬方向とは逆方向へ伝搬する光を抑圧する第１光抑圧デバイスとを備え、
   ＭＰＩノイズがシステム設計上許容可能となる前記分散補償ファイバに要求される長さをＬ_ＭＰＩとするとともに、ＣＳＯがシステム設計上許容可能となる前記分散補償ファイバに要求される下限長及び上限長をそれぞれＬ_ＣＳＯ１及びＬ_ＣＳＯ２とするとき、
   Ｌ_ＭＰＩはＬ_ＣＳＯ１よりも短く、前記分散補償ファイバは、長さＬが前記Ｌ_ＣＳＯ１よりも長くかつＬ_ＣＳＯ２よりも短くなるよう設定され、複数のファイバ要素に分割されており、かつ、前記複数のファイバ要素間に配置された前記光信号の伝搬方向とは逆方向へ伝搬する光を抑制する複数の第２光抑圧デバイスとを備えているアナログ光伝送システム。
5. 周波数軸上に多重化された電気信号に基づいて変調された光信号を送出する光送信器と、
   前記変調された光信号を伝送する伝送路と、
   前記伝送路を伝搬した光を受信する光受信器と、
   前記伝送路の波長分散を補償するための分散補償ファイバと、前記光信号の伝搬方向とは逆方向へ伝搬する光を抑圧する光抑圧デバイスと、モジュールを前記伝送路に対して直接又は間接的に接続するための接続端末とをそれぞれ有する複数の分散補償モジュールからなるモジュール群とを備え、
   ＭＰＩノイズがシステム設計上許容可能となる前記モジュール群に要求されるＭＰＩをＭＰＩ_ＤＣＦ、ＣＳＯがシステム設計上許容可能となる前記モジュール群に要求される波長分散（ｐｓ／ｎｍ）の下限値と上限値をそれぞれＤ_１及びＤ_２、前記複数の分散補償モジュール個々のＭＰＩ及び波長分散（ｐｓ／ｎｍ）の合計をそれぞれΣＭＰＩ_ｉ及びΣＤ_ｉとするとき、
   前記モジュール群の個々の分散補償モジュールは、ΣＭＰＩ_ｉがＭＰＩ_ＤＣＦよりも小さいとともに、ΣＤ_ｉがＤ_１よりも大きくかつＤ_２よりも小さくなるように選択されているアナログ光伝送システム。
6. 前記接続端末は、光コネクタを含むことを特徴とする請求項５記載のアナログ光伝送システム。
7. 前記伝送路上の所定位置に配置された光増幅器をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載のアナログ光伝送システム。
8. 前記光増幅器は、信号光波長において０．２ｄＢ／ｎｍ以下の利得傾斜を有することを特徴とする請求項７記載のアナログ光伝送システム。
9. 前記光増幅器は、希土類添加光ファイバ増幅器を含むことを特徴とする請求項７記載のアナログ光伝送システム。
10. 前記伝送路上に所定位置に配置された、前記希土類添加光ファイバ増幅器の利得形状を平坦化する平坦化デバイスをさらに備えたことを特徴とする請求項９記載のアナログ光伝送システム。
11. 前記光増幅器は、分布定数型ラマン増幅器を含むことを特徴とする請求項７記載のアナログ光伝送システム。
12. 前記光増幅器は、集中定数型ラマン増幅器を含むことを特徴とする請求項７記載のアナログ光伝送システム。
13. 前記光増幅器は、半導体光増幅器を含むことを特徴とする請求項７記載のアナログ光伝送システム。
14. 伝送路経路上に配置され、前記送信器から前記光受信器に向かう光信号を複数の経路に分岐するための光分岐デバイスをさらに備えたことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項記載のアナログ光伝送システム。
15. 前記光伝送経路上には複数の分散補償モジュールが配置されており、これら複数の分散補償モジュールのうち、前記伝送経路として前記光分岐デバイスを含む多分岐伝送路を構成する分岐経路のうち最も小さい累積波長分散を有する分岐経路を補償するための分散補償モジュールが、前記送信器の直後に配置されていることを特徴とする請求項１４記載のアナログ光伝送システム。
16. 前記伝送路は、１．３μｍの零分散波長を有する通常のシングルモードファイバと該シングルモードファイバとは異なる種類の異種ファイバが混在した状態で構成されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項記載のアナログ光伝送システム。
17. 前記異種ファイバは、信号光波長において絶対値が１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍより大きくかつ１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散を有することを特徴とする請求項１６記載のアナログ光伝送システム。
18. 前記異種ファイバは、信号光波長において絶対値が１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散を有することを特徴とする請求項１６記載のアナログ光伝送システム。
19. 前記伝送路は、信号光波長において絶対値が１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散を有する光ファイバを含むことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項記載のアナログ光伝送システム。
20. 前記伝送路は、純石英のコアを有する光ファイバを含むことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項記載のアナログ光伝送システム。
21. 前記伝送路は、信号光波長において絶対値が１８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上の波長分散と、該信号光波長において９０μｍ^２以上の実効断面積を有する光ファイバを含むことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項記載のアナログ光伝送システム。
22. 前記光ファイバは、純石英のコアを有する光ファイバであることを特徴とする請求項２１記載のアナログ光伝送システム。
23. 前記伝送路は、信号光波長において絶対値が１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、該信号光波長において９０μｍ^２以下の実効断面積を有する光ファイバを含むことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項記載のアナログ光伝送システム。
24. 前記光ファイバは、純石英のコアを有する光ファイバであることを特徴とする請求項２３記載のアナログ光伝送システム。
25. 前記分散補償ファイバの上流側に配置された光減衰器をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜２４のいずれか一項記載のアナログ光伝送システム。
26. 前記分散補償ファイバにおいてラマン増幅を行うための所定波長の励起光を出力する励起光源と、前記分散補償ファイバに前記励起光源からの励起光を導くための光合波器をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜２５のいずれか一項記載のアナログ光伝送システム。
    

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