JP2002026821A - 波長分割多重伝送システムのための増幅器ユニットならびに光信号を増幅する方法 - Google Patents
波長分割多重伝送システムのための増幅器ユニットならびに光信号を増幅する方法Info
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- 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
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 第1光増幅器、第2光増幅器、および光増幅
器の間に存在する接続部を有する波長分割多重伝送シス
テムのための増幅器ユニットを提供する。 【解決手段】 増幅器ユニットは、分散補償ファイバか
ら製造されたファイバセクションを含み、分散補償ファ
イバは、少なくとも1つのポンプ光源によってポンピン
グされ、かつラマン増幅器として使用される。分散補償
ファイバの光増幅は、光増幅器の間の接続部の損失に対
して過剰補償する。
器の間に存在する接続部を有する波長分割多重伝送シス
テムのための増幅器ユニットを提供する。 【解決手段】 増幅器ユニットは、分散補償ファイバか
ら製造されたファイバセクションを含み、分散補償ファ
イバは、少なくとも1つのポンプ光源によってポンピン
グされ、かつラマン増幅器として使用される。分散補償
ファイバの光増幅は、光増幅器の間の接続部の損失に対
して過剰補償する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、第1光増幅器、第
2光増幅器、および光増幅器の間に存在する接続部、な
らびに分散補償ファイバから製造されたファイバセクシ
ョンを有し、分散補償ファイバが、少なくとも1つのポ
ンプ光源によってポンピングされ、かつラマン増幅器と
して使用される、波長分割多重伝送システムのための増
幅器ユニットから生じる。
2光増幅器、および光増幅器の間に存在する接続部、な
らびに分散補償ファイバから製造されたファイバセクシ
ョンを有し、分散補償ファイバが、少なくとも1つのポ
ンプ光源によってポンピングされ、かつラマン増幅器と
して使用される、波長分割多重伝送システムのための増
幅器ユニットから生じる。
【0002】さらに、本発明は、ガラスファイバ伝送リ
ンクを介した伝送のために光信号を増幅する方法であっ
て、ガラスファイバ伝送リンクから進入した信号が第1
光増幅器を通り、増幅された信号がアドドロップ(ad
d−drop)モジュールを通り、次いで分散補償ファ
イバによって補償され、同時にラマン効果を使用して順
番に増幅され、次いで第2光増幅器を通る、光信号を増
幅する方法に関する。
ンクを介した伝送のために光信号を増幅する方法であっ
て、ガラスファイバ伝送リンクから進入した信号が第1
光増幅器を通り、増幅された信号がアドドロップ(ad
d−drop)モジュールを通り、次いで分散補償ファ
イバによって補償され、同時にラマン効果を使用して順
番に増幅され、次いで第2光増幅器を通る、光信号を増
幅する方法に関する。
【0003】
【従来の技術】光波長分割多重(WDM)伝送システム
は、従来技術で知られている。光波長分割多重伝送シス
テムは、光波長分割多重(WDM)の結果として、良好
なガラスファイバ帯域幅利用効率を提供する。これらの
状況の下で、周波数の異なるいくつかの変調された光搬
送波が、ガラスファイバ中に同時に伝送される。別々の
レーザが、各チャネルに対して伝送端で提供される。す
べてのレーザの光信号は、周波数依存のカップリング構
成を用いてガラスファイバ中に発射される。それらの波
長は、光マルチプレクサまたはデマルチプレクサを介し
て集束され、デカップリングもされる。波長分割多重を
使用するネットワーク構造では、個々の波長チャネルの
発射および抽出のための光アドドロップモジュールが、
ネットワークノードで必要である。光アドドロップモジ
ュールを含む典型的な物理ネットワーク構造は、WDM
リングネットワークである。そのWDMリングネットワ
ークは、複数のアドドロップモジュールと、スイッチン
グセンタおよび他のサービスプロバイダへのアクセスを
可能にする中心ノードとを備える。リングネットワーク
は、単方向または両方向に動作することができる。同時
に、WDMリングネットワーク中のネットワークノード
の目的は、光アドドロップモジュールを提供するだけで
なく、光信号を増幅し、できる限り再生することであ
る。したがってネットワークノードは、一般に光信号を
増幅する働きをする手段を含む。これに関連して、具体
的には、EDFA(Erbium−Doped Fib
er Amplifier、エルビウムドープファイバ
増幅器)が増幅のために使用される。さらに、伝送ファ
イバによって引き起こされる分散効果に対する補償は、
伝送システム中で行われる。ここで、分散補償ファイバ
(Dispersion−Compensation
Fiber、DCF)が使用される。分散補償効果は、
負または正の補償となる可能性がある。例えば、負の分
散は、ファイバの特別な屈折率プロフィルによって達成
される。例えば、高ドープコアは、低屈折率を有するリ
ングで囲み、次いで非ドープ石英シースで囲むことがで
きる。しかし、コア材料中のドーパント濃度が高くなる
結果、ファイバ減衰が増加する。−60ps/(nm・
km)の分散係数が、典型的な値として引用される。D
CFは、標準単一モードファイバと相互接続され、それ
を行う際に、平均分散係数として1ps/km・nm未
満の値が生じるようにサブレングス(sublengt
h)が選ばれる。
は、従来技術で知られている。光波長分割多重伝送シス
テムは、光波長分割多重(WDM)の結果として、良好
なガラスファイバ帯域幅利用効率を提供する。これらの
状況の下で、周波数の異なるいくつかの変調された光搬
送波が、ガラスファイバ中に同時に伝送される。別々の
レーザが、各チャネルに対して伝送端で提供される。す
べてのレーザの光信号は、周波数依存のカップリング構
成を用いてガラスファイバ中に発射される。それらの波
長は、光マルチプレクサまたはデマルチプレクサを介し
て集束され、デカップリングもされる。波長分割多重を
使用するネットワーク構造では、個々の波長チャネルの
発射および抽出のための光アドドロップモジュールが、
ネットワークノードで必要である。光アドドロップモジ
ュールを含む典型的な物理ネットワーク構造は、WDM
リングネットワークである。そのWDMリングネットワ
ークは、複数のアドドロップモジュールと、スイッチン
グセンタおよび他のサービスプロバイダへのアクセスを
可能にする中心ノードとを備える。リングネットワーク
は、単方向または両方向に動作することができる。同時
に、WDMリングネットワーク中のネットワークノード
の目的は、光アドドロップモジュールを提供するだけで
なく、光信号を増幅し、できる限り再生することであ
る。したがってネットワークノードは、一般に光信号を
増幅する働きをする手段を含む。これに関連して、具体
的には、EDFA(Erbium−Doped Fib
er Amplifier、エルビウムドープファイバ
増幅器)が増幅のために使用される。さらに、伝送ファ
イバによって引き起こされる分散効果に対する補償は、
伝送システム中で行われる。ここで、分散補償ファイバ
(Dispersion−Compensation
Fiber、DCF)が使用される。分散補償効果は、
負または正の補償となる可能性がある。例えば、負の分
散は、ファイバの特別な屈折率プロフィルによって達成
される。例えば、高ドープコアは、低屈折率を有するリ
ングで囲み、次いで非ドープ石英シースで囲むことがで
きる。しかし、コア材料中のドーパント濃度が高くなる
結果、ファイバ減衰が増加する。−60ps/(nm・
km)の分散係数が、典型的な値として引用される。D
CFは、標準単一モードファイバと相互接続され、それ
を行う際に、平均分散係数として1ps/km・nm未
満の値が生じるようにサブレングス(sublengt
h)が選ばれる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、例えば
Hansenらの「Raman Amplificat
ion for loss Compensatio
n....」と題する、Electronic Let
ters、1998年、34巻、11号、1136ペー
ジの記事から、DCF中の損失を補償するためにラマン
増幅を使用することは知られている。これに関連して、
目的は、無損失DCFセクションを得るためにラマン効
果を利用することである。ファイバが小モードフィール
ド直径を有するので、DCFのラマン増幅は高い。その
結果、ポンプ出力は、非常に効率的に発射される。ラマ
ン増幅器では、ポンプ光の干渉性散乱は、励起された材
料のより高いエネルギーレベルでのラマン効果によって
達成される。より高いエネルギーレベルでのこのいわゆ
る反ストークス散乱により、ラマン増幅器を1500n
mの領域の信号波長より100nm短い波長でポンピン
グし、それでも信号波長を放出することが可能となる。
ファイバ中での励起振動レベルの光の散乱の結果とし
て、ラマン増幅光信号は、信号波長の波長の範囲で放出
される。従来技術では、この効果は、DCF中の損失に
対して補償する。
Hansenらの「Raman Amplificat
ion for loss Compensatio
n....」と題する、Electronic Let
ters、1998年、34巻、11号、1136ペー
ジの記事から、DCF中の損失を補償するためにラマン
増幅を使用することは知られている。これに関連して、
目的は、無損失DCFセクションを得るためにラマン効
果を利用することである。ファイバが小モードフィール
ド直径を有するので、DCFのラマン増幅は高い。その
結果、ポンプ出力は、非常に効率的に発射される。ラマ
ン増幅器では、ポンプ光の干渉性散乱は、励起された材
料のより高いエネルギーレベルでのラマン効果によって
達成される。より高いエネルギーレベルでのこのいわゆ
る反ストークス散乱により、ラマン増幅器を1500n
mの領域の信号波長より100nm短い波長でポンピン
グし、それでも信号波長を放出することが可能となる。
ファイバ中での励起振動レベルの光の散乱の結果とし
て、ラマン増幅光信号は、信号波長の波長の範囲で放出
される。従来技術では、この効果は、DCF中の損失に
対して補償する。
【0005】増幅モジュールは、米国特許第58870
93号にも開示されている。該特許で提案されるモジュ
ールは、DCFの損失に対して補償する。
93号にも開示されている。該特許で提案されるモジュ
ールは、DCFの損失に対して補償する。
【0006】
【課題を解決するための手段】一方、第1光増幅器
(2)、第2光増幅器(3)、および光増幅器の間に存
在する接続部(10)、ならびに分散補償ファイバから
製造されたファイバセクション(5)を有する本発明に
よる増幅器ユニットは、分散補償ファイバ(5)が、少
なくとも1つのポンプ光源(6)によってポンピングさ
れ、かつラマン増幅器として使用され、増幅器ユニット
が異なる増幅器段によって、かつ分散補償ファイバ中の
ラマン増幅器段によっても最適化される、増幅器および
分散補償ファイバを備える完全なモジュールが提案さ
れ、分散補償ファイバ中の損失が少なくとも過剰補償さ
れるという利点を有する。
(2)、第2光増幅器(3)、および光増幅器の間に存
在する接続部(10)、ならびに分散補償ファイバから
製造されたファイバセクション(5)を有する本発明に
よる増幅器ユニットは、分散補償ファイバ(5)が、少
なくとも1つのポンプ光源(6)によってポンピングさ
れ、かつラマン増幅器として使用され、増幅器ユニット
が異なる増幅器段によって、かつ分散補償ファイバ中の
ラマン増幅器段によっても最適化される、増幅器および
分散補償ファイバを備える完全なモジュールが提案さ
れ、分散補償ファイバ中の損失が少なくとも過剰補償さ
れるという利点を有する。
【0007】従属請求項で引用した処置により、独立請
求項で特定される増幅器ユニットの可能な有利な展開お
よび改善が行われる。増幅器ユニットのまとめられた増
幅曲線が、増幅器とラマン増幅器の組み合わせによって
最適化されることは、特に有利である。有利には、光ア
ドドロップモジュールの損失も増幅器ユニットに対して
補償される。
求項で特定される増幅器ユニットの可能な有利な展開お
よび改善が行われる。増幅器ユニットのまとめられた増
幅曲線が、増幅器とラマン増幅器の組み合わせによって
最適化されることは、特に有利である。有利には、光ア
ドドロップモジュールの損失も増幅器ユニットに対して
補償される。
【0008】本発明の例示的実施形態を図面で示し、以
下の説明でより詳細に説明する。
下の説明でより詳細に説明する。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は、増幅器ユニット1の構造
図を示す。伝送リンクから到着する光は、アイソレータ
4によって増幅器ユニット1に発射される。アイソレー
タ4は第1増幅器2の入力に接続される。第1増幅器2
の出力は、第2増幅器3の入力に接続される。第2増幅
器3の出力は、伝送ネットワークの伝送リンクの次のセ
クションに別のアイソレータ4を介して接続される。第
1増幅器2の出力と第2増幅器3の入力との間は、様々
な構成要素が図で示される接続部10である。前記構成
要素は、共に内部損失を発生する。P’outとP’
inとの間のこの損失は、例えば9dBとなる可能性が
ある。増幅器ユニットの損失は、出力減少だけでなく、
伝送リンクノイズの増加も意味する。
図を示す。伝送リンクから到着する光は、アイソレータ
4によって増幅器ユニット1に発射される。アイソレー
タ4は第1増幅器2の入力に接続される。第1増幅器2
の出力は、第2増幅器3の入力に接続される。第2増幅
器3の出力は、伝送ネットワークの伝送リンクの次のセ
クションに別のアイソレータ4を介して接続される。第
1増幅器2の出力と第2増幅器3の入力との間は、様々
な構成要素が図で示される接続部10である。前記構成
要素は、共に内部損失を発生する。P’outとP’
inとの間のこの損失は、例えば9dBとなる可能性が
ある。増幅器ユニットの損失は、出力減少だけでなく、
伝送リンクノイズの増加も意味する。
【0010】図2は、本発明による増幅器ユニットを示
す。伝送リンクから到着する光信号Pinは、アイソレ
ータ4を介して第1増幅器2に発射される。第1増幅器
2の出力は、アドドロップモジュール4に接続される。
アドドロップモジュール4は、ラマンポンピングされた
DCFセクションに接続される。ラマンポンピングされ
たDCFセクションの出力は、第2増幅器3の入力に接
続される。出力信号P outは、別のアイソレータ4を
介して伝送リンクに発射される。この実施形態では、2
つの増幅器2と3の間の内部接続リンクは、2つの光損
失因子を受ける。損失を受ける第1構成要素は、アドド
ロップモジュールであり、第2構成要素はDCFであ
る。この増幅器ユニットでは、DCFファイバのラマン
増幅信号は、DCFの損失を補償するだけでなく、光ア
ドドロップモジュールの損失も補償し、全体では、増幅
器2と3の間の伝送リンクの損失も補償する働きをす
る。増幅器2および3は、カプラを介してポンプ光源に
接続されるEDFAである。これらの精密な構成は、本
発明の対象ではない。したがって適切なEDFAは、信
号方向またはその逆方向にポンピングされ、少なくとも
1つのポンプ光源とともに使用される。多段EDFAも
増幅器として有利である。
す。伝送リンクから到着する光信号Pinは、アイソレ
ータ4を介して第1増幅器2に発射される。第1増幅器
2の出力は、アドドロップモジュール4に接続される。
アドドロップモジュール4は、ラマンポンピングされた
DCFセクションに接続される。ラマンポンピングされ
たDCFセクションの出力は、第2増幅器3の入力に接
続される。出力信号P outは、別のアイソレータ4を
介して伝送リンクに発射される。この実施形態では、2
つの増幅器2と3の間の内部接続リンクは、2つの光損
失因子を受ける。損失を受ける第1構成要素は、アドド
ロップモジュールであり、第2構成要素はDCFであ
る。この増幅器ユニットでは、DCFファイバのラマン
増幅信号は、DCFの損失を補償するだけでなく、光ア
ドドロップモジュールの損失も補償し、全体では、増幅
器2と3の間の伝送リンクの損失も補償する働きをす
る。増幅器2および3は、カプラを介してポンプ光源に
接続されるEDFAである。これらの精密な構成は、本
発明の対象ではない。したがって適切なEDFAは、信
号方向またはその逆方向にポンピングされ、少なくとも
1つのポンプ光源とともに使用される。多段EDFAも
増幅器として有利である。
【0011】図3は、本発明による増幅器1の別の実施
形態を示す。この実施形態では、ラマン増幅器5を第1
増幅器2の上流側に接続する。
形態を示す。この実施形態では、ラマン増幅器5を第1
増幅器2の上流側に接続する。
【0012】図4は、分散補償ファイバのファイバ部片
である第1増幅器を用いた増幅ユニットを示す。ファイ
バの部片は、ラマンポンピングされる。ファイバの部片
は、第1増幅器として、または出口で第2増幅器として
構成することができる。
である第1増幅器を用いた増幅ユニットを示す。ファイ
バの部片は、ラマンポンピングされる。ファイバの部片
は、第1増幅器として、または出口で第2増幅器として
構成することができる。
【0013】図5は、ラマン増幅DCFの構造図を示
す。
す。
【0014】信号光Pinは、DCF10に発射され
る。ポンプ光源6からのポンプ光は、波長依存カプラを
介してDCF10に注入される。これに関連して、2つ
のポンプ光源をこの図で使用し、ポンピングは、伝搬方
向およびその逆方向のどちらにも生じる。他の実施形態
では、ポンピングは反対に生じる。増幅された信号Po
utはDCF10から出る。ポンプ光源の波長は、波長
分割多重の信号波長(1500nm領域)より約100
nm短い。
る。ポンプ光源6からのポンプ光は、波長依存カプラを
介してDCF10に注入される。これに関連して、2つ
のポンプ光源をこの図で使用し、ポンピングは、伝搬方
向およびその逆方向のどちらにも生じる。他の実施形態
では、ポンピングは反対に生じる。増幅された信号Po
utはDCF10から出る。ポンプ光源の波長は、波長
分割多重の信号波長(1500nm領域)より約100
nm短い。
【0015】WDMネットワークでは、ラマンポンピン
グされたDCFは、複数のポンプ源によってポンピング
され、その結果増幅器ユニットの要求に対して特に調節
される。ラマン増幅器のためのポンプ光源の選択によ
り、ラマンポンピングされたDCFが増幅器の増幅スペ
クトルを補正し、最適化するように、増幅スペクトルを
構成することが可能となる。これは、1つの実施形態で
は回線中のEDFAであり、別の好ましい実施形態で
は、増幅器のうちの少なくとも1つがラマンポンピング
された分散補償ファイバである。
グされたDCFは、複数のポンプ源によってポンピング
され、その結果増幅器ユニットの要求に対して特に調節
される。ラマン増幅器のためのポンプ光源の選択によ
り、ラマンポンピングされたDCFが増幅器の増幅スペ
クトルを補正し、最適化するように、増幅スペクトルを
構成することが可能となる。これは、1つの実施形態で
は回線中のEDFAであり、別の好ましい実施形態で
は、増幅器のうちの少なくとも1つがラマンポンピング
された分散補償ファイバである。
【0016】別の実施形態では、増幅器の少なくとも1
つがラマン増幅器である。
つがラマン増幅器である。
【0017】次いでWDM転送ネットワークに関して重
要な平坦な増幅プロフィルが、全体の波長の範囲に渡っ
て達成される。
要な平坦な増幅プロフィルが、全体の波長の範囲に渡っ
て達成される。
【図1】増幅器ユニットの図である。
【図2】増幅器ユニットの第1実施形態を示す図であ
る。
る。
【図3】増幅器ユニットの第2実施形態を示す図であ
る。
る。
【図4】増幅器ユニットの第3実施形態を示す図であ
る。
る。
【図5】ラマン増幅器の図である。
1 増幅器ユニット 2 第1増幅器 3 第2増幅器 4 アイソレータ、アドドロップモジュール 5 ラマン増幅器 6 ポンプ光源 10 接続部
───────────────────────────────────────────────────── 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) H01S 3/30 H04B 9/00 J H04B 10/17 E H04J 14/00 14/02 Fターム(参考) 2H050 AB03Z AD01 2K002 AA02 AB30 AB40 BA01 CA15 DA10 HA23 5F072 AB09 AK06 KK11 KK30 QQ07 YY17 5K002 AA06 BA05 CA01 CA13 DA02 FA01
Claims (9)
- 【請求項1】 第1光増幅器(2)、第2光増幅器
(3)、および光増幅器の間に存在する接続部(1
0)、ならびに分散補償ファイバから製造されたファイ
バセクション(5)を有する、波長分割多重伝送システ
ムのための増幅器ユニット(1)であって、分散補償フ
ァイバ(5)は、少なくとも1つのポンプ光源(6)に
よってポンピングされ、かつラマン増幅器(5)として
使用され、分散補償ファイバ(5)の光増幅が、光増幅
器の間の接続部(10)での光損失に対して過剰補償す
ることを特徴とする、増幅器ユニット(1)。 - 【請求項2】 少なくとも第1光増幅器(2)が、ラマ
ン増幅器として使用される分散補償ファイバ(5)であ
ることを特徴とする、請求項1に記載の増幅器ユニット
(1)。 - 【請求項3】 光増幅器(2、3)およびラマン増幅器
(5)の増幅曲線が、増幅曲線の全体において平滑にさ
れるように、分散補償ファイバ(5)のためのポンプ光
源(6)が調節されることを特徴とする、請求項1に記
載の増幅器ユニット。 - 【請求項4】 接続部における光損失が、光アドドロッ
プモジュール(4)によって発生することを特徴とす
る、請求項1に記載の増幅器ユニット。 - 【請求項5】 分散補償ファイバが、第1光増幅器
(2)の上流側入力端に組み込まれることを特徴とす
る、請求項1に記載の増幅器ユニット。 - 【請求項6】 分散補償ファイバが、第2光増幅器
(3)の上流側に組み込まれることを特徴とする、請求
項1に記載の増幅器ユニット。 - 【請求項7】 ガラスファイバ伝送リンクを介した伝送
のために光信号を増幅する方法であって、ガラスファイ
バ伝送リンクから進入した信号が第1光増幅器を通り、
増幅された信号がアドドロップモジュールを通り、次い
で分散補償ファイバによって補償され、同時にラマン効
果を使用して順番に増幅され、次いで第2光増幅器を通
る、光信号を増幅する方法。 - 【請求項8】 ガラスファイバ伝送リンクを介した伝送
のために光信号を増幅する方法であって、ガラスファイ
バ伝送リンクから進入した信号が分散補償ファイバによ
って補償され、同時に誘導ラマン効果を使用して増幅さ
れ、第1光増幅器を通り、増幅された信号がアドドロッ
プモジュールを順番に通り、その後で第2光増幅器を通
る、光信号を増幅する方法。 - 【請求項9】 増幅器モジュールの増幅曲線が平滑にさ
れるようにポンプ光を調節することによって、分散補償
ファイバのラマン放出が制御されることを特徴とする、
請求項7または8に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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EP00440171.7 | 2000-06-09 | ||
EP00440171A EP1162768A1 (en) | 2000-06-09 | 2000-06-09 | System and method for amplifying a WDM signal including a Raman amplified Dispersion-compensating fibre |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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JP2001155430A Withdrawn JP2002026821A (ja) | 2000-06-09 | 2001-05-24 | 波長分割多重伝送システムのための増幅器ユニットならびに光信号を増幅する方法 |
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Country | Link |
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EP (1) | EP1162768A1 (ja) |
JP (1) | JP2002026821A (ja) |
CN (1) | CN1329267A (ja) |
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JP2007295594A (ja) * | 2007-05-28 | 2007-11-08 | Hitachi Communication Technologies Ltd | 分散補償機能を有する光伝送装置、及び分散補償方法 |
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-
2000
- 2000-06-09 EP EP00440171A patent/EP1162768A1/en not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-05-24 JP JP2001155430A patent/JP2002026821A/ja not_active Withdrawn
- 2001-06-05 CN CN01119438.3A patent/CN1329267A/zh active Pending
- 2001-06-08 US US09/875,889 patent/US20020034357A1/en not_active Abandoned
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