JP2001345758A - 光伝送システム及び方法並びに光増幅伝送路 - Google Patents
光伝送システム及び方法並びに光増幅伝送路Info
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/29—Repeaters
- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
- H04B10/293—Signal power control
- H04B10/2933—Signal power control considering the whole optical path
- H04B10/2935—Signal power control considering the whole optical path with a cascade of amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J14/00—Optical multiplex systems
- H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
- H04J14/0221—Power control, e.g. to keep the total optical power constant
-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＷＤＭ伝送の伝送特性を改善する。
【解決手段】 光送信装置１０は、波長λ１〜λｎの信
号光を波長多重して光伝送路１２に出力する。各波長λ
１〜λｎの信号光の光パワーは同じか、又は、短波長ほ
ど光パワーが小さい。光伝送路１２の１中継スパンは、
光ファイバ２０，２２及び光増幅器２４を具備し、複数
中継スパン毎に利得等化装置２６が配置される。中継ス
パン内の光増幅器２４は、短波長側の信号光パワーが長
波長側の信号光パワーより小さくなるように、各信号光
を増幅する。利得等化装置２６は、各信号光の光パワー
を等しくする。
号光を波長多重して光伝送路１２に出力する。各波長λ
１〜λｎの信号光の光パワーは同じか、又は、短波長ほ
ど光パワーが小さい。光伝送路１２の１中継スパンは、
光ファイバ２０，２２及び光増幅器２４を具備し、複数
中継スパン毎に利得等化装置２６が配置される。中継ス
パン内の光増幅器２４は、短波長側の信号光パワーが長
波長側の信号光パワーより小さくなるように、各信号光
を増幅する。利得等化装置２６は、各信号光の光パワー
を等しくする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光伝送システム及
び方法並びに光増幅伝送路に関する。
び方法並びに光増幅伝送路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光増幅伝送路における光波長多重
伝送では、各信号の伝送特性が同等となるように、光増
幅器の利得波長特性をフラットにしている。
伝送では、各信号の伝送特性が同等となるように、光増
幅器の利得波長特性をフラットにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】光ファイバでは一般的
に、短波長における実効断面積が長波長における実効断
面積より小さくなる。今後、非常に広い伝送帯域に亘っ
て波長多重光伝送を行う場合、光ファイバの実効断面積
の波長依存性を無視することができなくなる。すなわ
ち、伝送帯域が広がるほど、長波長側と短波長側との間
の実効断面積の差が大きくなり、その結果、長波長側と
短波長側とで非線形効果による劣化に無視できない差が
生じる。
に、短波長における実効断面積が長波長における実効断
面積より小さくなる。今後、非常に広い伝送帯域に亘っ
て波長多重光伝送を行う場合、光ファイバの実効断面積
の波長依存性を無視することができなくなる。すなわ
ち、伝送帯域が広がるほど、長波長側と短波長側との間
の実効断面積の差が大きくなり、その結果、長波長側と
短波長側とで非線形効果による劣化に無視できない差が
生じる。
【０００４】そこで、本発明は、このような不都合を解
消する光増幅伝送路及び光増幅伝送システムを提示する
ことを目的とする。
消する光増幅伝送路及び光増幅伝送システムを提示する
ことを目的とする。
【０００５】本発明はまた、実効断面積の波長依存性に
基づく伝送特性の差異を解消する光伝送システム及び方
法並びに光増幅伝送路を提示することを目的とする。
基づく伝送特性の差異を解消する光伝送システム及び方
法並びに光増幅伝送路を提示することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光伝送シス
テムは、第１の信号波長の第１の信号光及び当該第１の
信号波長よりも長い第２の信号波長の第２の信号光を出
力する光送信装置と、当該光送信装置から出力される当
該第１及び第２の信号光を伝搬する光伝送路と、当該光
伝送路から出力される当該第１及び第２の信号光を受信
する光受信装置とからなる光伝送システムであって、当
該光伝送路上で、当該第１の信号光の距離平均光パワー
が当該第２の信号光の距離平均光パワーより小さいこと
を特徴とする。距離平均光パワーは、当該光伝送路上の
所定の伝送距離における光パワーの平均を意味する。
テムは、第１の信号波長の第１の信号光及び当該第１の
信号波長よりも長い第２の信号波長の第２の信号光を出
力する光送信装置と、当該光送信装置から出力される当
該第１及び第２の信号光を伝搬する光伝送路と、当該光
伝送路から出力される当該第１及び第２の信号光を受信
する光受信装置とからなる光伝送システムであって、当
該光伝送路上で、当該第１の信号光の距離平均光パワー
が当該第２の信号光の距離平均光パワーより小さいこと
を特徴とする。距離平均光パワーは、当該光伝送路上の
所定の伝送距離における光パワーの平均を意味する。
【０００７】このような構成により、光伝送路における
第１の信号波長の実効断面積と第２の信号波長の実効断
面積、ひいては光パワー密度を近似又は等くすることが
でき、その結果、第１の信号光と第２の信号光の非線形
作用も同程度になり、それぞれの伝送特性を同じにでき
る。
第１の信号波長の実効断面積と第２の信号波長の実効断
面積、ひいては光パワー密度を近似又は等くすることが
でき、その結果、第１の信号光と第２の信号光の非線形
作用も同程度になり、それぞれの伝送特性を同じにでき
る。
【０００８】例えば、光伝送路上において、第２の信号
光の光パワーと第１の信号光の光パワーの差を１以上の
所定地点で低減しつつ、その所定地点以外では、第２の
信号光の光パワーが第１の信号光の光パワーより大きく
なるようにする。
光の光パワーと第１の信号光の光パワーの差を１以上の
所定地点で低減しつつ、その所定地点以外では、第２の
信号光の光パワーが第１の信号光の光パワーより大きく
なるようにする。
【０００９】光伝送路が、第１及び第２の信号光を光増
幅する１以上の光増幅器と、第１及び第２の信号光の光
パワー差を低減する１以上の光パワー差低減手段とを具
備することで、容易に、第１の信号光と第２の信号光の
光パワー間の上述の関係を実現できる。好ましくは、光
パワー差低減手段は、第１の信号光の光パワーと第２の
信号光の光パワーを実質的に等しくする手段からなり、
光増幅器は第２の信号波長の利得が第１の信号波長の利
得よりも大きい増幅特性を具備する。
幅する１以上の光増幅器と、第１及び第２の信号光の光
パワー差を低減する１以上の光パワー差低減手段とを具
備することで、容易に、第１の信号光と第２の信号光の
光パワー間の上述の関係を実現できる。好ましくは、光
パワー差低減手段は、第１の信号光の光パワーと第２の
信号光の光パワーを実質的に等しくする手段からなり、
光増幅器は第２の信号波長の利得が第１の信号波長の利
得よりも大きい増幅特性を具備する。
【００１０】光送信装置が、第１の信号光の光パワーを
第２の信号光の光パワーよりも低くして、第１の信号光
及び第２の信号光を光伝送路に出力するようにしても、
第１の信号光と第２の信号光の強度平均光パワー間の上
述の関係を実現できる。
第２の信号光の光パワーよりも低くして、第１の信号光
及び第２の信号光を光伝送路に出力するようにしても、
第１の信号光と第２の信号光の強度平均光パワー間の上
述の関係を実現できる。
【００１１】より具体的には、光送信装置は当該第１の
信号波長と当該第２の信号波長の間の第３の信号波長の
第３の信号光を出力する。そして、光伝送路上で、当該
第３の信号光の距離平均光パワーが、当該第１の信号光
の強度平均光パワーより大きく、当該第２の信号光の距
離平均光パワーより小さい。又は、光送信装置は当該第
１の信号波長と当該第２の信号波長の間の互いに異なる
信号波長の複数の信号光を出力し、且つ、当該光伝送路
上で、各信号光の距離平均光パワーが隣接する短い信号
波長の信号光の距離平均光パワー以上である。多チャネ
ル伝送で、チャネル間の距離平均光パワーをこのように
制御することで、各チャネルの実効断面積、惹いては伝
送特性を均一化できる。
信号波長と当該第２の信号波長の間の第３の信号波長の
第３の信号光を出力する。そして、光伝送路上で、当該
第３の信号光の距離平均光パワーが、当該第１の信号光
の強度平均光パワーより大きく、当該第２の信号光の距
離平均光パワーより小さい。又は、光送信装置は当該第
１の信号波長と当該第２の信号波長の間の互いに異なる
信号波長の複数の信号光を出力し、且つ、当該光伝送路
上で、各信号光の距離平均光パワーが隣接する短い信号
波長の信号光の距離平均光パワー以上である。多チャネ
ル伝送で、チャネル間の距離平均光パワーをこのように
制御することで、各チャネルの実効断面積、惹いては伝
送特性を均一化できる。
【００１２】本発明に係る光伝送方法は、第１の信号波
長の第１の信号光、及び当該第１の信号波長よりも長い
第２の信号波長の第２の信号光を光伝送路に出力する出
力ステップと、当該光伝送路上で、当該第１の信号光の
距離平均光パワーが当該第２の信号光の距離平均光パワ
ーより小さい状態で当該第１の信号光及び当該第２の信
号光が伝搬する伝搬ステップと、当該光伝送路から出力
される当該第１及び第２の信号光を受信する受信ステッ
プとからなることを特徴とする。
長の第１の信号光、及び当該第１の信号波長よりも長い
第２の信号波長の第２の信号光を光伝送路に出力する出
力ステップと、当該光伝送路上で、当該第１の信号光の
距離平均光パワーが当該第２の信号光の距離平均光パワ
ーより小さい状態で当該第１の信号光及び当該第２の信
号光が伝搬する伝搬ステップと、当該光伝送路から出力
される当該第１及び第２の信号光を受信する受信ステッ
プとからなることを特徴とする。
【００１３】これにより、光伝送路における第１の信号
波長の実効断面積と第２の信号波長の実効断面積、ひい
ては光パワー密度を近似又は等くすることができ、その
結果、第１の信号光と第２の信号光の非線形作用も同程
度になり、それぞれの伝送特性を同じにできる。
波長の実効断面積と第２の信号波長の実効断面積、ひい
ては光パワー密度を近似又は等くすることができ、その
結果、第１の信号光と第２の信号光の非線形作用も同程
度になり、それぞれの伝送特性を同じにできる。
【００１４】例えば、光伝送路上の１以上の所定地点で
第２の信号光の光パワーと第１の信号光の光パワーの差
が減少し、光伝送路路のこれら所定地点以外では、第２
の信号光の光パワーが第１の信号光の光パワーより大き
いようにする。
第２の信号光の光パワーと第１の信号光の光パワーの差
が減少し、光伝送路路のこれら所定地点以外では、第２
の信号光の光パワーが第１の信号光の光パワーより大き
いようにする。
【００１５】具体的には、光伝送路上で第１及び第２の
信号光を実質的に等しい利得で増幅し、光伝送路上の１
以上の所定地点で、当該第２の信号光の光パワーが当該
第１の信号光の光パワー以上である範囲で第１及び第２
の信号光の光パワー差を低減する。又は、光伝送路上
で、第２の信号光の利得より小さい第１の信号光の利得
で第１の信号光及び第２の信号光を増幅し、光伝送路上
の１以上の所定地点で、第２の信号光の光パワーが第１
の信号光の光パワー以上である範囲で第１及び第２の信
号光の光パワー差を低減する。これにより、簡単に、光
伝送路における第１の信号波長と第２の信号波長の光パ
ワー密度を近似又は等くすることができ、その結果、第
１の信号光と第２の信号光の非線形作用も同程度にな
り、それぞれの伝送特性を同じにできる。
信号光を実質的に等しい利得で増幅し、光伝送路上の１
以上の所定地点で、当該第２の信号光の光パワーが当該
第１の信号光の光パワー以上である範囲で第１及び第２
の信号光の光パワー差を低減する。又は、光伝送路上
で、第２の信号光の利得より小さい第１の信号光の利得
で第１の信号光及び第２の信号光を増幅し、光伝送路上
の１以上の所定地点で、第２の信号光の光パワーが第１
の信号光の光パワー以上である範囲で第１及び第２の信
号光の光パワー差を低減する。これにより、簡単に、光
伝送路における第１の信号波長と第２の信号波長の光パ
ワー密度を近似又は等くすることができ、その結果、第
１の信号光と第２の信号光の非線形作用も同程度にな
り、それぞれの伝送特性を同じにできる。
【００１６】第１の信号光の光パワーを第２の信号光の
光パワーよりも低くして、第１の信号光及び第２の信号
光を光伝送路に出力しても良い。
光パワーよりも低くして、第１の信号光及び第２の信号
光を光伝送路に出力しても良い。
【００１７】更には、第１の信号波長と第２の信号波長
の間の第３の信号波長の第３の信号光を光伝送路に出力
し、当該光伝送路上で、第３の信号光の距離平均光パワ
ーが、第１の信号光の距離平均光パワーより大きく、且
つ第２の信号光の距離平均光パワーより小さい状態で第
１の信号光、第２の信号光及び第３の信号光が伝搬して
もよい。又は、第１の信号波長と第２の信号波長の間の
互いに異なる信号波長の複数の信号光を光伝送路に出力
し、光伝送路上で、各信号光の距離平均光パワーを隣接
する短い信号波長の信号光の距離平均光パワー以上にし
て各信号光を伝搬してもよい。このような関係で信号波
長と光伝送路上での距離平均光パワーを規定すること
で、多チャネル伝送で各チャネルの実効断面積、惹いて
は伝送特性を均一化できる。
の間の第３の信号波長の第３の信号光を光伝送路に出力
し、当該光伝送路上で、第３の信号光の距離平均光パワ
ーが、第１の信号光の距離平均光パワーより大きく、且
つ第２の信号光の距離平均光パワーより小さい状態で第
１の信号光、第２の信号光及び第３の信号光が伝搬して
もよい。又は、第１の信号波長と第２の信号波長の間の
互いに異なる信号波長の複数の信号光を光伝送路に出力
し、光伝送路上で、各信号光の距離平均光パワーを隣接
する短い信号波長の信号光の距離平均光パワー以上にし
て各信号光を伝搬してもよい。このような関係で信号波
長と光伝送路上での距離平均光パワーを規定すること
で、多チャネル伝送で各チャネルの実効断面積、惹いて
は伝送特性を均一化できる。
【００１８】本発明に係る光伝送路は、第１の信号波長
の第１の信号光及び当該第１の信号波長よりも長い第２
の信号波長の第２の信号光を伝搬する光伝送路であっ
て、当該第１の信号光の光パワーが当該第２の信号光の
光パワーよりも小さくなる当該第１の波長の利得及び当
該第２の波長の利得で、それぞれ当該第１及び第２の信
号光を光増幅する１以上の光増幅器と、所定間隔で配置
され、当該所定間隔での当該第２の信号光の距離平均光
パワーが当該第１の信号光の距離平均光パワー以上であ
る範囲で当該第１及び第２の信号光の光パワー差を低減
する１以上の光パワー差低減手段とを具備することを特
徴とする。
の第１の信号光及び当該第１の信号波長よりも長い第２
の信号波長の第２の信号光を伝搬する光伝送路であっ
て、当該第１の信号光の光パワーが当該第２の信号光の
光パワーよりも小さくなる当該第１の波長の利得及び当
該第２の波長の利得で、それぞれ当該第１及び第２の信
号光を光増幅する１以上の光増幅器と、所定間隔で配置
され、当該所定間隔での当該第２の信号光の距離平均光
パワーが当該第１の信号光の距離平均光パワー以上であ
る範囲で当該第１及び第２の信号光の光パワー差を低減
する１以上の光パワー差低減手段とを具備することを特
徴とする。
【００１９】この構成により、簡単に、光伝送路におけ
る第１の信号波長の実効断面積と第２の信号波長の実効
断面積、ひいては光パワー密度を近似又は等くすること
ができ、その結果、第１の信号光と第２の信号光の非線
形作用も同程度になり、それぞれの伝送特性を同じにで
きる。
る第１の信号波長の実効断面積と第２の信号波長の実効
断面積、ひいては光パワー密度を近似又は等くすること
ができ、その結果、第１の信号光と第２の信号光の非線
形作用も同程度になり、それぞれの伝送特性を同じにで
きる。
【００２０】好ましくは、当該光パワー差低減手段が、
当該第１の信号光の光パワーと当該第２の信号光の光パ
ワーを実質的に等しくする手段からなり、当該光増幅器
は当該第２の信号波長の利得が当該第１の信号波長の利
得よりも大きい増幅特性を具備する。
当該第１の信号光の光パワーと当該第２の信号光の光パ
ワーを実質的に等しくする手段からなり、当該光増幅器
は当該第２の信号波長の利得が当該第１の信号波長の利
得よりも大きい増幅特性を具備する。
【００２１】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。
細に説明する。
【００２２】図１は、本発明の一実施例の概略構成ブロ
ック図を示す。１０は波長λ１〜λｎの信号光を波長多
重して光伝送路１２に出力する光送信端局であり、１４
は、光伝送路１２を伝送した信号光を受信する光受信端
局である。光伝送路１２は、複数の中継スパンからな
り、各中継スパンは、実効断面積の大きな光ファイバ２
０、実効断面積の小さな光ファイバ２２及び光増幅器２
４からなる。信号光の入力側に実効断面積の大きな光フ
ァイバ２０を配置することで、非線形効果を低減でき
る。
ック図を示す。１０は波長λ１〜λｎの信号光を波長多
重して光伝送路１２に出力する光送信端局であり、１４
は、光伝送路１２を伝送した信号光を受信する光受信端
局である。光伝送路１２は、複数の中継スパンからな
り、各中継スパンは、実効断面積の大きな光ファイバ２
０、実効断面積の小さな光ファイバ２２及び光増幅器２
４からなる。信号光の入力側に実効断面積の大きな光フ
ァイバ２０を配置することで、非線形効果を低減でき
る。
【００２３】所定数の中継スパン毎に、各波長λ１〜λ
ｎの信号光のパワーレベルを等しく又はほぼ等しくする
利得等化装置２６が配置される。利得等化装置２６は、
透過率が波長λ１〜λｎに依存して異なる光等化フィル
タ２８と各波長λ１〜λｎの信号光を光増幅する光増幅
器３０からなる。光等化フィルタ２８の透過率波長特性
は、光増幅器３０の利得波長特性を考慮して、利得等化
装置２６として所望の利得等化の波長特性になるように
設定される。光受信端局１４の直前に配置される利得等
化装置２６は、光受信端局１４内に組み込まれることも
ある。
ｎの信号光のパワーレベルを等しく又はほぼ等しくする
利得等化装置２６が配置される。利得等化装置２６は、
透過率が波長λ１〜λｎに依存して異なる光等化フィル
タ２８と各波長λ１〜λｎの信号光を光増幅する光増幅
器３０からなる。光等化フィルタ２８の透過率波長特性
は、光増幅器３０の利得波長特性を考慮して、利得等化
装置２６として所望の利得等化の波長特性になるように
設定される。光受信端局１４の直前に配置される利得等
化装置２６は、光受信端局１４内に組み込まれることも
ある。
【００２４】光増幅器２４は、エルビウムドープファイ
バ光増幅器及び／又はラマン増幅器からなる。
バ光増幅器及び／又はラマン増幅器からなる。
【００２５】本実施例では、図２に示すように、基本的
に、光伝送路１２上で、短い波長の信号光のパワーレベ
ルを、長い波長の信号光のパワーレベルよりも低くす
る。図２で、横軸は波長、縦軸は光パワーレベルを示
す。λ１，λｎはそれぞれ、信号波長帯の最短波長及び
最長波長である。λｃは信号波長帯の中央の波長であ
る。これにより、信号波長帯内での光ファイバ２０，２
２の実効断面積の差を小さく出来、理想的には、その実
効断面積の差をゼロにできる。その結果、信号波長帯内
の各信号光の非線形効果が等しくなり、全チャネルに対
して同等の伝送特性が得られるようになる。例えば、１
０Ｇｂ／ｓ×１００波長の光波長多重光伝送システム
で、１００チャンネルの全域で同じ伝送特性を得ること
が可能になる。
に、光伝送路１２上で、短い波長の信号光のパワーレベ
ルを、長い波長の信号光のパワーレベルよりも低くす
る。図２で、横軸は波長、縦軸は光パワーレベルを示
す。λ１，λｎはそれぞれ、信号波長帯の最短波長及び
最長波長である。λｃは信号波長帯の中央の波長であ
る。これにより、信号波長帯内での光ファイバ２０，２
２の実効断面積の差を小さく出来、理想的には、その実
効断面積の差をゼロにできる。その結果、信号波長帯内
の各信号光の非線形効果が等しくなり、全チャネルに対
して同等の伝送特性が得られるようになる。例えば、１
０Ｇｂ／ｓ×１００波長の光波長多重光伝送システム
で、１００チャンネルの全域で同じ伝送特性を得ること
が可能になる。
【００２６】このように、信号波長帯の各チャネルで等
しい伝送特性、より具体的には等しい実効断面積を得る
具体的な方法として、以下の３つの方法が考えられる。
しい伝送特性、より具体的には等しい実効断面積を得る
具体的な方法として、以下の３つの方法が考えられる。
【００２７】第１の方法では、光送信端局１０が各波長
λ１〜λｎの信号光を同じパワーレベルで出力するが、
光伝送路１２上の光増幅器２４の増幅特性及び／又は利
得等化装置２６−１の利得等化特性を、最短波長λ１の
パワーレベルが最長波長λｎのパワーレベルよりも小さ
なるように波長に対して傾ける。
λ１〜λｎの信号光を同じパワーレベルで出力するが、
光伝送路１２上の光増幅器２４の増幅特性及び／又は利
得等化装置２６−１の利得等化特性を、最短波長λ１の
パワーレベルが最長波長λｎのパワーレベルよりも小さ
なるように波長に対して傾ける。
【００２８】第２の方法では、光伝送路１２上の光増幅
器２４の増幅特性及び利得等化装置２６−１の利得等化
特性を波長に対して平坦に設定し、光送信端局１０が光
伝送路１２に出力する各波長λ１〜λｎの信号光におい
て最短波長λ１のパワーレベルを最長波長λｎのパワー
レベルよりも小さくする。
器２４の増幅特性及び利得等化装置２６−１の利得等化
特性を波長に対して平坦に設定し、光送信端局１０が光
伝送路１２に出力する各波長λ１〜λｎの信号光におい
て最短波長λ１のパワーレベルを最長波長λｎのパワー
レベルよりも小さくする。
【００２９】第３の方法では、光送信端局１０が光伝送
路１２に出力する各波長λ１〜λｎの信号光において最
短波長λ１のパワーレベルを最長波長λｎのパワーレベ
ルよりも小さくしつつ、光伝送路１２上の光増幅器２４
の増幅特性及び／又は利得等化装置２６−１の利得等化
特性を、最短波長λ１の光パワーレベルが最長波長λｎ
の光パワーレベルよりも小さくなるように波長に対して
傾ける。第３の方法は、いわば、第１の方法と第２の方
法を組み合わせたものになっている。
路１２に出力する各波長λ１〜λｎの信号光において最
短波長λ１のパワーレベルを最長波長λｎのパワーレベ
ルよりも小さくしつつ、光伝送路１２上の光増幅器２４
の増幅特性及び／又は利得等化装置２６−１の利得等化
特性を、最短波長λ１の光パワーレベルが最長波長λｎ
の光パワーレベルよりも小さくなるように波長に対して
傾ける。第３の方法は、いわば、第１の方法と第２の方
法を組み合わせたものになっている。
【００３０】図３は、光伝送路１２における最短波長λ
１及び最長波長λｎの信号光の光パワー変化を、中央チ
ャネル（信号波長λｃ）の信号光のパワーに対する相対
値で示す一例の模式図である。縦軸は、中央チャネルの
光パワーに対する相対光パワーを示し、横軸は伝送距離
を示す。実線４０が中央チャネル（信号波長λｃ）に対
する信号光パワーの変化を示し、破線４２が、最短の信
号波長λ１の光パワー変化を示し、一点鎖線４４が最長
信号波長λｎの光パワーの変化を示す。いうまでもない
が、実線４０は、一定値０を示す。
１及び最長波長λｎの信号光の光パワー変化を、中央チ
ャネル（信号波長λｃ）の信号光のパワーに対する相対
値で示す一例の模式図である。縦軸は、中央チャネルの
光パワーに対する相対光パワーを示し、横軸は伝送距離
を示す。実線４０が中央チャネル（信号波長λｃ）に対
する信号光パワーの変化を示し、破線４２が、最短の信
号波長λ１の光パワー変化を示し、一点鎖線４４が最長
信号波長λｎの光パワーの変化を示す。いうまでもない
が、実線４０は、一定値０を示す。
【００３１】図３に示す例では、利得等化装置２６は、
全チャネルの信号光パワーを一致させる。そして、利得
等化装置２６，２６間の光増幅伝送路上では、常に、中
央チャネル（信号波長λｃ）より短い信号波長の光パワ
ーは、中央波長λｃとの波長差に比例した量だけ、中央
チャネル（信号波長λｃ）の光パワーよりも小さく、逆
に、中央チャネル（信号波長λｃ）より長い信号波長の
光パワーは、中央波長λｃとの波長差に比例した量だ
け、中央チャネル（信号波長λｃ）の光パワーよりも大
きくなる。
全チャネルの信号光パワーを一致させる。そして、利得
等化装置２６，２６間の光増幅伝送路上では、常に、中
央チャネル（信号波長λｃ）より短い信号波長の光パワ
ーは、中央波長λｃとの波長差に比例した量だけ、中央
チャネル（信号波長λｃ）の光パワーよりも小さく、逆
に、中央チャネル（信号波長λｃ）より長い信号波長の
光パワーは、中央波長λｃとの波長差に比例した量だ
け、中央チャネル（信号波長λｃ）の光パワーよりも大
きくなる。
【００３２】光伝送路１２上で長波長側の信号光パワー
が短波長側の信号光パワーより大きい状態を維持する手
段として、ラマン利得を利用できる。これは、短波長の
光パワーが長波長側にシフトする現象であり、これによ
り、長波長の光パワーを短波長の光パワーより大きい状
態に維持できる。例えば、米国特許第５８４７８６２号
公報又はこれに対応する特開平９−８７３０号公報を参
照されたい。
が短波長側の信号光パワーより大きい状態を維持する手
段として、ラマン利得を利用できる。これは、短波長の
光パワーが長波長側にシフトする現象であり、これによ
り、長波長の光パワーを短波長の光パワーより大きい状
態に維持できる。例えば、米国特許第５８４７８６２号
公報又はこれに対応する特開平９−８７３０号公報を参
照されたい。
【００３３】図４は、ラマン利得を利用した場合の、光
伝送路１２における最短波長λ１及び最長波長λｎの信
号光の光パワー変化例の模式図を示す。図４でも、縦軸
は、中央チャネルの光パワーに対する相対光パワーを示
し、横軸は伝送距離を示す。実線５０が中央チャネル
（信号波長λｃ）に対する信号光パワーの変化を示し、
破線５２が、最短の信号波長λ１の光パワー変化を示
し、一点鎖線５４が最長信号波長λｎの光パワーの変化
を示す。ここでも、実線５０は一定値０を示す。利得等
化装置２６全チャネルの利得を同じに補正する特性を具
備する場合でも、追加されたラマン利得によりチャネル
間に光パワー差が残る。
伝送路１２における最短波長λ１及び最長波長λｎの信
号光の光パワー変化例の模式図を示す。図４でも、縦軸
は、中央チャネルの光パワーに対する相対光パワーを示
し、横軸は伝送距離を示す。実線５０が中央チャネル
（信号波長λｃ）に対する信号光パワーの変化を示し、
破線５２が、最短の信号波長λ１の光パワー変化を示
し、一点鎖線５４が最長信号波長λｎの光パワーの変化
を示す。ここでも、実線５０は一定値０を示す。利得等
化装置２６全チャネルの利得を同じに補正する特性を具
備する場合でも、追加されたラマン利得によりチャネル
間に光パワー差が残る。
【００３４】利得等化装置２６の直後において一時的
に、最長波長λｎの信号光パワーが最短波長λ１の信号
光パワーよりも小さくなっても、途中の光増幅器２４及
びラマン利得の利得波長特性を調整して、利得等化装置
２６，２６間での平均的な光パワーが図２に示すような
特性を示すようにすることで、同様の作用効果を得るこ
とができる。この場合の光パワー変化例を図５に示す。
に、最長波長λｎの信号光パワーが最短波長λ１の信号
光パワーよりも小さくなっても、途中の光増幅器２４及
びラマン利得の利得波長特性を調整して、利得等化装置
２６，２６間での平均的な光パワーが図２に示すような
特性を示すようにすることで、同様の作用効果を得るこ
とができる。この場合の光パワー変化例を図５に示す。
【００３５】２つの波長λ１，λｎ間の非線形効果が等
しくなるように、利得等化装置２６，２６間での２つの
波長λ１，λｎの距離平均光パワーの最適な差を決定す
る方法を説明する。
しくなるように、利得等化装置２６，２６間での２つの
波長λ１，λｎの距離平均光パワーの最適な差を決定す
る方法を説明する。
【００３６】第１の方法では、非線形効果の主要量を占
める非線形位相シフト量（自己位相変調による位相シフ
ト量）を算出し、その差に応じた量の光パワー差になる
ように、利得等化装置２６の利得の波長依存性及び利得
等化装置２６，２６間の利得の波長依存性を調整する。
ある伝送距離における非線形位相シフト量は下記式で与
えられる。すなわち、 ∫ｎ２ωＰｅ−αｚ／（ｃ・Ａｅｆｆ（λ））ｄｚ 但し、ｎ２は非線形定数、ωは信号の角周波数、ｃは光
の速度、Ａｅｆｆ（λ）は波長λにおける実効断面積、
Ｐは光ファイバへの入力光パワー、αは光ファイバの損
失係数、ｚは信号光の伝搬方向である。
める非線形位相シフト量（自己位相変調による位相シフ
ト量）を算出し、その差に応じた量の光パワー差になる
ように、利得等化装置２６の利得の波長依存性及び利得
等化装置２６，２６間の利得の波長依存性を調整する。
ある伝送距離における非線形位相シフト量は下記式で与
えられる。すなわち、 ∫ｎ２ωＰｅ−αｚ／（ｃ・Ａｅｆｆ（λ））ｄｚ 但し、ｎ２は非線形定数、ωは信号の角周波数、ｃは光
の速度、Ａｅｆｆ（λ）は波長λにおける実効断面積、
Ｐは光ファイバへの入力光パワー、αは光ファイバの損
失係数、ｚは信号光の伝搬方向である。
【００３７】例えば、１中継スパンの前半を単一モード
光ファイバ（ＳＭＦ）、後半を分散補償ファイバ（ＤＣ
Ｆ）とした光ファイバ伝送路において、６０ｎｍ間隔の
信号光の位相シフト量の差は約０．３５ｄＢであった。
利得等化装置２６を１０中継おきに配置すると仮定した
場合、最短波長λ１の信号光は、最長波長λｎの信号に
比べて約３．５ｄＢ（２．２倍）の非線形効果を受ける
ことになる。そこで、本実施例では、利得等化装置２
６，２６間での最長波長λｎの信号光の光パワー積分値
を、最短波長λ１の信号光のそれよりも３．５ｄＢだけ
大きくする。実際には、上式に含まれない非線形効果も
あるので、その差を３．５ｄＢ以上とするのが適当であ
る。
光ファイバ（ＳＭＦ）、後半を分散補償ファイバ（ＤＣ
Ｆ）とした光ファイバ伝送路において、６０ｎｍ間隔の
信号光の位相シフト量の差は約０．３５ｄＢであった。
利得等化装置２６を１０中継おきに配置すると仮定した
場合、最短波長λ１の信号光は、最長波長λｎの信号に
比べて約３．５ｄＢ（２．２倍）の非線形効果を受ける
ことになる。そこで、本実施例では、利得等化装置２
６，２６間での最長波長λｎの信号光の光パワー積分値
を、最短波長λ１の信号光のそれよりも３．５ｄＢだけ
大きくする。実際には、上式に含まれない非線形効果も
あるので、その差を３．５ｄＢ以上とするのが適当であ
る。
【００３８】第２の方法では、１中継スパンの前半を実
効断面積の大きい光ファイバとし、後半を実効断面積の
小さい光ファイバというように１中継スパンを２種類の
光ファイバで構成する場合、実効断面積の小さい光ファ
イバの方が、実効断面積の波長依存性が大きい。そこ
で、実効断面積の小さい光ファイバの実効断面積の波長
依存性を補償するように利得等化装置２６の利得等化特
性を設定する。例えば、１中継スパンで、伝送帯域６０
ｎｍにおいて約０．７ｄＢに相当する実効断面積の差が
ある場合、これを補償するように利得等化装置２６の利
得等化特性を設定する。例えば、利得等化装置２６が１
０中継おきに配置される場合、利得等化装置２６の伝送
帯域内での利得差を７ｄＢとする。但し、これは、非線
形効果の差が最大である場合を仮定しているので、実際
には、７ｄＢ以下とするのが適当である。
効断面積の大きい光ファイバとし、後半を実効断面積の
小さい光ファイバというように１中継スパンを２種類の
光ファイバで構成する場合、実効断面積の小さい光ファ
イバの方が、実効断面積の波長依存性が大きい。そこ
で、実効断面積の小さい光ファイバの実効断面積の波長
依存性を補償するように利得等化装置２６の利得等化特
性を設定する。例えば、１中継スパンで、伝送帯域６０
ｎｍにおいて約０．７ｄＢに相当する実効断面積の差が
ある場合、これを補償するように利得等化装置２６の利
得等化特性を設定する。例えば、利得等化装置２６が１
０中継おきに配置される場合、利得等化装置２６の伝送
帯域内での利得差を７ｄＢとする。但し、これは、非線
形効果の差が最大である場合を仮定しているので、実際
には、７ｄＢ以下とするのが適当である。
【００３９】このように、伝送途中で非線形耐力の小さ
な短波長側の信号の、利得等化区間内での距離平均光パ
ワーを長波長側のそれに比べて常に低くなるように信号
光パワーを管理することにより、短波長側の光信号の非
線形効果による伝送劣化を低減できる。その結果、波長
多量光信号の全チャネルについて同等で良好な伝送特性
が得られる。
な短波長側の信号の、利得等化区間内での距離平均光パ
ワーを長波長側のそれに比べて常に低くなるように信号
光パワーを管理することにより、短波長側の光信号の非
線形効果による伝送劣化を低減できる。その結果、波長
多量光信号の全チャネルについて同等で良好な伝送特性
が得られる。
【００４０】
【発明の効果】以上の説明から容易に理解できるよう
に、本発明によれば、波長分割多重光伝送において、各
波長チャネルで同等の伝送特性を得やすくなる。これに
より、例えば１０Ｇｂｐｓ×１００チャネルといった超
広帯域の長距離光伝送システムを実現しやすくなる。
に、本発明によれば、波長分割多重光伝送において、各
波長チャネルで同等の伝送特性を得やすくなる。これに
より、例えば１０Ｇｂｐｓ×１００チャネルといった超
広帯域の長距離光伝送システムを実現しやすくなる。
【図１】 本発明の一実施例の概略構成ブロック図であ
る。
る。
【図２】 光伝送路１２上での信号パワー分布を示す模
式図である。
式図である。
【図３】 光伝送路１２における最短波長λ１及び最長
波長λｎの信号光の光パワー変化を、中央チャネル（信
号波長λｃ）の信号光のパワーに対する相対値で示す一
例の模式図である。
波長λｎの信号光の光パワー変化を、中央チャネル（信
号波長λｃ）の信号光のパワーに対する相対値で示す一
例の模式図である。
【図４】 光伝送路１２における最短波長λ１及び最長
波長λｎの信号光の光パワー変化の別例の模式図であ
る。
波長λｎの信号光の光パワー変化の別例の模式図であ
る。
【図５】 光伝送路１２における最短波長λ１及び最長
波長λｎの信号光の光パワー変化の更に別例の模式図で
ある。
波長λｎの信号光の光パワー変化の更に別例の模式図で
ある。
１０：光送信端局 １２：光伝送路 １４：光受信端局 ２０：実効断面積の大きな光ファイバ ２２：実効断面積の小さな光ファイバ ２４：光増幅器 ２６：利得等化装置 ２６：光等化フィルタ ３０：光増幅器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｊ 14/02 (72)発明者 山田 祐一 埼玉県上福岡市大原二丁目１番15号株式会 社ケイディディ研究所内 (72)発明者 枝川 登 埼玉県上福岡市大原二丁目１番15号株式会 社ケイディディ研究所内 (72)発明者 鈴木 正敏 埼玉県上福岡市大原二丁目１番15号株式会 社ケイディディ研究所内 Ｆターム(参考） 2K002 AA02 AB30 BA01 CA15 DA10 HA23 5F072 AB09 AK06 JJ20 KK30 QQ07 5K002 AA01 AA03 AA06 CA10 CA13 DA02 FA01
Claims (16)
- 【請求項１】 第１の信号波長の第１の信号光及び当該
第１の信号波長よりも長い第２の信号波長の第２の信号
光を出力する光送信装置と、 当該光送信装置から出力される当該第１及び第２の信号
光を伝搬する光伝送路と、 当該光伝送路から出力される当該第１及び第２の信号光
を受信する光受信装置とからなる光伝送システムであっ
て、 当該光伝送路上で、当該第１の信号光の距離平均光パワ
ーが当該第２の信号光の距離平均光パワーより小さいこ
とを特徴とする光伝送システム。 - 【請求項２】 当該光伝送路上において、当該第２の信
号光の光パワーと当該第１の信号光の光パワーの差が１
以上の所定地点で減少し、当該所定地点以外では、当該
第２の信号光の光パワーが当該第１の信号光の光パワー
より大きい請求項２に記載の光伝送システム。 - 【請求項３】 当該光伝送路が、当該第１及び第２の信
号光を光増幅する１以上の光増幅器と、当該第１及び第
２の信号光の光パワー差を低減する１以上の光パワー差
低減手段とを具備する請求項１に記載の光伝送システ
ム。 - 【請求項４】 当該光パワー差低減手段が、当該第１の
信号光の光パワーと当該第２の信号光の光パワーを実質
的に等しくする手段からなり、当該光増幅器は当該第２
の信号波長の利得が当該第１の信号波長の利得よりも大
きい増幅特性を具備する請求項３に記載の光伝送システ
ム。 - 【請求項５】 当該光送信装置は、当該第１の信号光の
光パワーを当該第２の信号光の光パワーよりも低くし
て、当該第１の信号光及び当該第２の信号光を当該光伝
送路に出力する請求項１乃至４の何れか１項に記載の光
伝送システム。 - 【請求項６】 当該光送信装置は当該第１の信号波長と
当該第２の信号波長の間の第３の信号波長の第３の信号
光を出力し、且つ、当該光伝送路上で、当該第３の信号
光の距離平均光パワーが、当該第１の信号光の距離平均
光パワーより大きく、当該第２の信号光の距離平均光パ
ワーより小さい請求項１に記載の光伝送システム。 - 【請求項７】 当該光送信装置は当該第１の信号波長と
当該第２の信号波長の間の互いに異なる信号波長の複数
の信号光を出力し、且つ、当該光伝送路上で、各信号光
の距離平均光パワーが隣接する短い信号波長の信号光の
距離平均光パワー以上である請求項１に記載の光伝送シ
ステム。 - 【請求項８】 第１の信号波長の第１の信号光、及び当
該第１の信号波長よりも長い第２の信号波長の第２の信
号光を光伝送路に出力する出力ステップと、 当該光伝送路上で、当該第１の信号光の距離平均光パワ
ーが当該第２の信号光の距離平均光パワーより小さい状
態で当該第１の信号光及び当該第２の信号光が伝搬する
伝搬ステップと、 当該光伝送路から出力される当該第１及び第２の信号光
を受信する受信ステップとからなることを特徴とする光
伝送方法。 - 【請求項９】 当該光伝送路上において、当該第２の信
号光の光パワーと当該第１の信号光の光パワーの差が１
以上の所定地点で減少し、当該所定地点以外では、当該
第２の信号光の光パワーが当該第１の信号光の光パワー
より大きい請求項８に記載の光伝送方法。 - 【請求項１０】 当該光伝送路上で当該第１及び第２の
信号光を実質的に等しい利得で増幅し、当該光伝送路上
の１以上の所定地点で、当該第２の信号光の光パワーが
当該第１の信号光の光パワー以上である範囲で当該第１
及び第２の信号光の光パワー差を低減する請求項８に記
載の光伝送方法。 - 【請求項１１】 当該光伝送路上で、当該第２の信号光
の利得より小さい当該第１の信号光の利得で当該第１の
信号光及び当該第２の信号光を増幅し、当該光伝送路上
の１以上の所定地点で、当該第２の信号光の光パワーが
当該第１の信号光の光パワー以上である範囲で当該第１
及び第２の信号光の光パワー差を低減する請求項８に記
載の光伝送方法。 - 【請求項１２】 当該光伝送路に出力される当該第１の
信号光の光パワーが当該光伝送路に出力される当該第２
の信号光の光パワーよりも低い請求項８乃至１１の何れ
か１項に記載の光伝送システム。 - 【請求項１３】 当該出力ステップが、当該第１の信号
波長と当該第２の信号波長の間の第３の信号波長の第３
の信号光を光伝送路に出力し、当該伝搬ステップが、当
該光伝送路上で、当該第３の信号光の距離平均光パワー
が、当該第１の信号光の距離平均光パワーより大きく、
且つ当該第２の信号光の距離平均光パワーより小さい状
態で当該第１の信号光、当該第２の信号光及び当該第３
の信号光が伝搬し、当該受信ステップが、当該光伝送路
から出力される当該第１、第２及び第３の信号光を受信
する請求項８に記載の光伝送方法。 - 【請求項１４】 当該出力ステップが、当該第１の信号
波長と当該第２の信号波長の間の互いに異なる信号波長
の複数の信号光を出力し、当該伝搬ステップが、各信号
光の距離平均光パワーを隣接する短い信号波長の信号光
の距離平均光パワー以上にして各信号光を伝搬し、当該
受信ステップが、当該光伝送路から出力される当該各信
号光を受信する請求項８に記載の光伝送方法。 - 【請求項１５】 第１の信号波長の第１の信号光及び当
該第１の信号波長よりも長い第２の信号波長の第２の信
号光を伝搬する光伝送路であって、 当該第１の信号光の光パワーが当該第２の信号光の光パ
ワーよりも小さくなる当該第１の波長の利得及び当該第
２の波長の利得で、それぞれ当該第１及び第２の信号光
を光増幅する１以上の光増幅器と、 所定間隔で配置され、当該所定間隔での当該第２の信号
光の距離平均光パワーが当該第１の信号光の距離平均光
パワー以上である範囲で当該第１及び第２の信号光の光
パワー差を低減する１以上の光パワー差低減手段とを具
備することを特徴とする光伝送路。 - 【請求項１６】 当該光パワー差低減手段が、当該第１
の信号光の光パワーと当該第２の信号光の光パワーを実
質的に等しくする手段からなり、当該光増幅器は当該第
２の信号波長の利得が当該第１の信号波長の利得よりも
大きい増幅特性を具備する請求項１５に記載の光伝送
路。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000162623A JP2001345758A (ja) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | 光伝送システム及び方法並びに光増幅伝送路 |
| US09/848,606 US6744989B2 (en) | 2000-05-31 | 2001-05-02 | Optical transmission system, its method, and optical amplification transmission line |
| EP01112403A EP1161015A3 (en) | 2000-05-31 | 2001-05-21 | Optical transmission system, its method, and optical amplification transmission line |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000162623A JP2001345758A (ja) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | 光伝送システム及び方法並びに光増幅伝送路 |
Publications (2)
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|---|---|
| JP2001345758A true JP2001345758A (ja) | 2001-12-14 |
| JP2001345758A5 JP2001345758A5 (ja) | 2007-07-26 |
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|---|---|---|---|
| JP2000162623A Pending JP2001345758A (ja) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | 光伝送システム及び方法並びに光増幅伝送路 |
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|---|---|
| US (1) | US6744989B2 (ja) |
| EP (1) | EP1161015A3 (ja) |
| JP (1) | JP2001345758A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006033248A (ja) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Fujitsu Ltd | 光伝送システム制御方法及び光伝送システム |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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