JP2002141869A - 高域光濾波を組み込んだ光送信リンク - Google Patents
高域光濾波を組み込んだ光送信リンクInfo
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- G02B6/24—Coupling light guides
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- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29346—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
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- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
- H04B10/2537—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to scattering processes, e.g. Raman or Brillouin scattering
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 刺激されたラマン散乱によるチャネル破壊が
低減された、光ファイバ送信リンクを提供すること。 【解決手段】 刺激されたラマン散乱によるチャネル破
壊が低減された光ファイバ送信リンク２０は、送信ファ
イバ内に高域光フィルタ２２を含むことによって形成さ
れる。フィルタは１つまたは複数の別の構成要素を含む
場合もあり、光ファイバの長さに沿って「分散された」
フィルタとして形成される場合もある。高域光フィルタ
に関するカットオフ周波数は、送信される入力チャネル
の周波数のすぐ下になるように選択される。多数の入力
チャネルを伴う構成内で使用する時には、カットオフ周
波数は最も低い入力チャネル周波数のすぐ下になるよう
に制御される。
低減された、光ファイバ送信リンクを提供すること。 【解決手段】 刺激されたラマン散乱によるチャネル破
壊が低減された光ファイバ送信リンク２０は、送信ファ
イバ内に高域光フィルタ２２を含むことによって形成さ
れる。フィルタは１つまたは複数の別の構成要素を含む
場合もあり、光ファイバの長さに沿って「分散された」
フィルタとして形成される場合もある。高域光フィルタ
に関するカットオフ周波数は、送信される入力チャネル
の周波数のすぐ下になるように選択される。多数の入力
チャネルを伴う構成内で使用する時には、カットオフ周
波数は最も低い入力チャネル周波数のすぐ下になるよう
に制御される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバ送信リン
クに関し、より具体的には、ＷＤＭ光送信装置内で使用
される光ファイバ送信リンクに関する。
クに関し、より具体的には、ＷＤＭ光送信装置内で使用
される光ファイバ送信リンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】刺激されたラマン散乱（ＳＲＳ）は、光
ファイバ送信リンクの性能を損なう可能性のある主な非
線形の光プロセスの１つである。ＳＲＳは、光ファイバ
などの媒体内を伝播する異なる周波数の光成分の間でエ
ネルギの交換を起こす原因となる。
ファイバ送信リンクの性能を損なう可能性のある主な非
線形の光プロセスの１つである。ＳＲＳは、光ファイバ
などの媒体内を伝播する異なる周波数の光成分の間でエ
ネルギの交換を起こす原因となる。
【０００３】ＳＲＳが波長分割多重化（ＷＤＭ）送信リ
ンクに与える影響の１つはＳＲＳクロストークとして知
られ、このＳＲＳクロストークでは、エネルギが、少な
くとも１つのより高い周波数チャネルから少なくとも１
つのより低い周波数チャネルに移動する。原理的には、
ＳＲＳクロストークはスペクトル反転技法を介して除去
することが可能である。
ンクに与える影響の１つはＳＲＳクロストークとして知
られ、このＳＲＳクロストークでは、エネルギが、少な
くとも１つのより高い周波数チャネルから少なくとも１
つのより低い周波数チャネルに移動する。原理的には、
ＳＲＳクロストークはスペクトル反転技法を介して除去
することが可能である。
【０００４】ＳＲＳが単一チャネル送信リンクおよび多
数チャネル送信リンクの両方に与えるもう１つの影響
は、チャネル破壊と呼ばれる。チャネル破壊は、送信リ
ンク内に存在する「光ノイズ」がＳＲＳを介してチャネ
ルによって増幅されるために発生する。光ノイズの原因
は、チャネルのサイドモードである場合もあり、チャネ
ルの自然なラマン散乱によって生成される光ノイズであ
る場合もある。ノイズの増幅の量は、光ノイズのチャネ
ルからの周波数シフト、およびチャネルパワーに依存す
る。フューズドシリカファイバ（fused silica fiber）
では、最大のノイズ増幅はチャネルからおよそ１３ＴＨ
ｚ離れたところで発生する。たとえば、１５５０ｎｍの
波長を伴うチャネルは、特に、〜１６６０ｎｍ程度で光
ノイズを増幅する。高い合計チャネルパワーを伴う送信
リンク（たとえば大量のＷＤＭリンクなど）では、ノイ
ズ増幅は大幅なチャネル破壊の原因となるほど十分に大
きい可能性がある。したがって当業界では、光送信リン
ク内の光ノイズに関連する問題を克服するニーズが依然
として存在する。
数チャネル送信リンクの両方に与えるもう１つの影響
は、チャネル破壊と呼ばれる。チャネル破壊は、送信リ
ンク内に存在する「光ノイズ」がＳＲＳを介してチャネ
ルによって増幅されるために発生する。光ノイズの原因
は、チャネルのサイドモードである場合もあり、チャネ
ルの自然なラマン散乱によって生成される光ノイズであ
る場合もある。ノイズの増幅の量は、光ノイズのチャネ
ルからの周波数シフト、およびチャネルパワーに依存す
る。フューズドシリカファイバ（fused silica fiber）
では、最大のノイズ増幅はチャネルからおよそ１３ＴＨ
ｚ離れたところで発生する。たとえば、１５５０ｎｍの
波長を伴うチャネルは、特に、〜１６６０ｎｍ程度で光
ノイズを増幅する。高い合計チャネルパワーを伴う送信
リンク（たとえば大量のＷＤＭリンクなど）では、ノイ
ズ増幅は大幅なチャネル破壊の原因となるほど十分に大
きい可能性がある。したがって当業界では、光送信リン
ク内の光ノイズに関連する問題を克服するニーズが依然
として存在する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来技術で依然として
存在するニーズは、光送信リンクに関する本発明、特に
１つまたは複数の高域光フィルタを送信リンク内に含め
て刺激されたラマン散乱（ＳＲＳ）によるチャネル破壊
を低減することに関する本発明によって対処される。
存在するニーズは、光送信リンクに関する本発明、特に
１つまたは複数の高域光フィルタを送信リンク内に含め
て刺激されたラマン散乱（ＳＲＳ）によるチャネル破壊
を低減することに関する本発明によって対処される。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、高域光
フィルタが光送信リンク内に含まれ、ここでは、フィル
タは実質的にチャネル周波数のすぐ下のカットオフ周波
数を示し、この周波数では損失が低く、望ましくない光
ノイズ周波数では損失が高い。多数の入力チャネルを使
用する構成では、高域フィルタは最も低いチャネル周波
数のすぐ下のカットオフ周波数を示すように構成され
る。その結果生じる、ラマンノイズ周波数における高い
損失は、光ノイズとチャネルの相互作用の低減につなが
り、したがって、より大きなチャネルパワーが光ファイ
バの終端に到達することを可能にする。したがって、Ｓ
ＲＳによるチャネル破壊が低減される。
フィルタが光送信リンク内に含まれ、ここでは、フィル
タは実質的にチャネル周波数のすぐ下のカットオフ周波
数を示し、この周波数では損失が低く、望ましくない光
ノイズ周波数では損失が高い。多数の入力チャネルを使
用する構成では、高域フィルタは最も低いチャネル周波
数のすぐ下のカットオフ周波数を示すように構成され
る。その結果生じる、ラマンノイズ周波数における高い
損失は、光ノイズとチャネルの相互作用の低減につなが
り、したがって、より大きなチャネルパワーが光ファイ
バの終端に到達することを可能にする。したがって、Ｓ
ＲＳによるチャネル破壊が低減される。
【０００７】１実施形態では、高域フィルタはフューズ
ドシリカカプラ、誘電性スタック、または長期ブラッグ
格子などの別個の要素を含む場合がある。ファイバの長
さに沿ってノイズの相互作用を低減するために多数のフ
ィルタが使用される場合もある。
ドシリカカプラ、誘電性スタック、または長期ブラッグ
格子などの別個の要素を含む場合がある。ファイバの長
さに沿ってノイズの相互作用を低減するために多数のフ
ィルタが使用される場合もある。
【０００８】代替の実施形態では、高域フィルタは「分
散」型であり、吸収イオンを送信ファイバのコアに挿入
すること、または、吸収層をファイバのコアの周囲に置
くことによって達成される場合がある。
散」型であり、吸収イオンを送信ファイバのコアに挿入
すること、または、吸収層をファイバのコアの周囲に置
くことによって達成される場合がある。
【０００９】次に、図面を参照する。
【００１０】図１は、例としての従来技術の光送信リン
ク１０を示す。図示のように、所定の波長λＳ（たとえ
ば１５５０ｎｍ）の入力チャネルＳが、シングルモード
の光ファイバ１２の第１の長さへ入力として供給され
る。他の種々の従来技術の構成が、複数の別々の入力チ
ャネルを使用する場合もあることに注意されたい。図１
の構成は、明確に示すためにチャネルを１つだけしか示
していない。図１に戻ると、送信領域自体は、１２およ
び１４で示される２つのファイバのセクションを含む。
第１のセクション１２の長さはＬ１として示され、第２
のセクション１４の長さはＬ２として示される。チャネ
ルＳは光ファイバのセクションによって減衰され、つい
で、第２のファイバ１４から出力として現れる。
ク１０を示す。図示のように、所定の波長λＳ（たとえ
ば１５５０ｎｍ）の入力チャネルＳが、シングルモード
の光ファイバ１２の第１の長さへ入力として供給され
る。他の種々の従来技術の構成が、複数の別々の入力チ
ャネルを使用する場合もあることに注意されたい。図１
の構成は、明確に示すためにチャネルを１つだけしか示
していない。図１に戻ると、送信領域自体は、１２およ
び１４で示される２つのファイバのセクションを含む。
第１のセクション１２の長さはＬ１として示され、第２
のセクション１４の長さはＬ２として示される。チャネ
ルＳは光ファイバのセクションによって減衰され、つい
で、第２のファイバ１４から出力として現れる。
【００１１】本発明によれば、出力チャネルパワーは、
高域光フィルタ（チャネル周波数のすぐ下のカットオフ
周波数を伴う）を図１の光送信リンクに含めることによ
って、大幅に改善することが可能である。図２は、本発
明によって形成された、例としての光送信リンク２０を
示し、第１のファイバセクション２４と第２のファイバ
セクション２６の間のチャネルパスの中に高域光フィル
タ２２を含む。ファイバセクション２４と２６の比Ｌ１
／Ｌ２をそれぞれ変更することによって、高域フィルタ
２２の位置を（出力チャネルパワーを増大するという点
で）最適化することが可能である。本発明のこの実施形
態では、従来技術の構成のように、少なくとも１つのチ
ャネルＳが入力として光送信リンク２０に供給される。
出力チャネルＳは、光ファイバ２６の終端で送信リンク
２０を出る。本発明によれば、フィルタ２２のカットオ
フ周波数は最も低い周波数チャネルのカットオフ周波数
のすぐ下に設定され、望ましくない光ノイズ成分を厳し
く減衰する一方、入力チャネル（複数可）を低い損失で
通過させる。一実施形態では、高域フィルタ２２はフュ
ーズドシリカカプラを含む場合がある。別法としては、
スタック状の誘電性の構成を使用してフィルタ２２を形
成する場合もある。別の実施形態では、高域フィルタ２
２は長期ブラッグ格子を含む場合もある。一般に、光高
域フィルタを形成することのできる、任意の適切な構成
を使用することが可能である。
高域光フィルタ（チャネル周波数のすぐ下のカットオフ
周波数を伴う）を図１の光送信リンクに含めることによ
って、大幅に改善することが可能である。図２は、本発
明によって形成された、例としての光送信リンク２０を
示し、第１のファイバセクション２４と第２のファイバ
セクション２６の間のチャネルパスの中に高域光フィル
タ２２を含む。ファイバセクション２４と２６の比Ｌ１
／Ｌ２をそれぞれ変更することによって、高域フィルタ
２２の位置を（出力チャネルパワーを増大するという点
で）最適化することが可能である。本発明のこの実施形
態では、従来技術の構成のように、少なくとも１つのチ
ャネルＳが入力として光送信リンク２０に供給される。
出力チャネルＳは、光ファイバ２６の終端で送信リンク
２０を出る。本発明によれば、フィルタ２２のカットオ
フ周波数は最も低い周波数チャネルのカットオフ周波数
のすぐ下に設定され、望ましくない光ノイズ成分を厳し
く減衰する一方、入力チャネル（複数可）を低い損失で
通過させる。一実施形態では、高域フィルタ２２はフュ
ーズドシリカカプラを含む場合がある。別法としては、
スタック状の誘電性の構成を使用してフィルタ２２を形
成する場合もある。別の実施形態では、高域フィルタ２
２は長期ブラッグ格子を含む場合もある。一般に、光高
域フィルタを形成することのできる、任意の適切な構成
を使用することが可能である。
【００１２】図３は、図１などの従来技術の送信リンク
によって導入されるＳＲＳという不利益と、図２などの
本発明の送信リンクを対照させた、３つのシミュレーシ
ョンプロットからなる。このシミュレーションでは、５
０ＧＨｚずつ間隔の空いた１００チャネルが光ファイバ
に同時に注入される。フラットノイズ背景がこれらのチ
ャネルに付随する。このノイズは、自然なラマン散乱、
光増幅器からの増幅された自然な放射、レーザソースか
らのサイドモードなどを含むいくつかのソースから生じ
る可能性がある。シミュレーションの目的で、連続的な
ノイズ背景は省略されている。このような別個の成分の
各々はパワーＳＮＤΔｆを有すると仮定され、ＳＮＤは
スペクトルノイズ密度であり、Δｆはこの成分が表す周
波数範囲である。このシミュレーションでは、３００Ｇ
Ｈｚに等しいノイズ間隔Δｆが使用された。ここでは、
各ノイズ成分内のパワーは、各チャネル内のパワーの５
０ｄＢ下にとられている。このノイズのレベルは、Ｓ
ＮＤ＝ｈｖから予想されるノイズのレベルに匹敵する
（モードルール（mode rule）につき１フォトン）。チ
ャネルとノイズ成分は、ＳＲＳ結合強度方程式によって
相互作用する。シミュレーションでは、入力パワーはす
べてのチャネル内で同じである。チャネル＃１（最も高
い周波数チャネル）の波長は１５００ｎｍにとられてお
り、チャネル＃１００（最も低い周波数チャネル）の波
長は１５３８ｎｍにある。しかし、ラマン散乱は関係す
る光成分の間の周波数差のみに依存するので、このシミ
ュレーションの結果は任意の波長のＷＤＭ装置にあては
まる。簡単にするために、後方散乱および自然散乱は無
視されている。ファイバ光装置のパラメータはＬ＝５０
ｋｍ、α＝０．２ｄＢ／ｋｍ、およびＡｅｆｆ＝５０μ
ｍ２にとられた。低い周波数ノイズによるチャネル破壊
を抑圧する目的の高周波数通過フィルタ（ＨＰＦ）は、
そのカットオフより下のすべての周波数に関して、５０
ｄＢの拒否比を有する。本発明によれば、ＨＰＦのカッ
トオフ周波数は、チャネル＃１００（最も低い周波数チ
ャネル）の周波数のすぐ下に選択されている。５０ｋｍ
のファイバリンクを使用した好ましい実施形態では、本
発明のＨＰＦは５０ｋｍのファイバ送信リンクのうち最
初の１０ｋｍの後に挿入される。ＷＤＭチャネルに関す
る最初の（ｚ＝０）パワー分布が、ノイズ背景と共に図
３（ａ）に示されている。各チャネルは１５ｍＷ（＋１
１．７６ｄＢｍ）のパワーを伴うので、合計で１．５Ｗ
がファイバ内に挿入される。チャネル＃１の周波数は０
ＴＨｚのシフトを基準として、より高いストークス周波
数シフトにはより長い波長が対応する。図３（ｂ）は図
１の従来技術の送信リンク内など、フィルタが使用され
ない時の、５０ｋｍの光ファイバの出力におけるパワー
分布を描く。この図から、１０ｄＢ（０．２ｄＢ／ｋｍ
×５０ｋｍ）の線型的な減衰に加えて、ＳＲＳによって
かなりのパワーがＷＤＭクラスタから背景ノイズに失わ
れていることが明らかである。この例では、パワー損失
によって背景ノイズが、ファイバの出力において合計チ
ャネルパワーが合計ノイズパワーに等しいパワーとして
定義されるＳＲＳ閾値のかなり上に上昇する。また、Ｗ
ＤＭチャネルがかなりのＳＲＳクロストークを受け、チ
ャネル間でパワーの傾きが生じる場合もある。対照的に
図３（ｃ）では、図２に示された構成などの、ファイバ
の最初の１０ｋｍの後に高周波数通過フィルタ（ＨＰ
Ｆ）が挿入されたＷＤＭ装置の出力パワー分布を示す。
図３（ｂ）と比較して、ＳＲＳからのノイズの成長はＨ
ＰＦによって大きく抑圧されているので、ＳＲＳチャネ
ル破壊を実質的に解消する。しかしこの場合、より多く
のパワーがＷＤＭクラスタ内に残っているので、チャネ
ル間のパワーの傾きは増大される。
によって導入されるＳＲＳという不利益と、図２などの
本発明の送信リンクを対照させた、３つのシミュレーシ
ョンプロットからなる。このシミュレーションでは、５
０ＧＨｚずつ間隔の空いた１００チャネルが光ファイバ
に同時に注入される。フラットノイズ背景がこれらのチ
ャネルに付随する。このノイズは、自然なラマン散乱、
光増幅器からの増幅された自然な放射、レーザソースか
らのサイドモードなどを含むいくつかのソースから生じ
る可能性がある。シミュレーションの目的で、連続的な
ノイズ背景は省略されている。このような別個の成分の
各々はパワーＳＮＤΔｆを有すると仮定され、ＳＮＤは
スペクトルノイズ密度であり、Δｆはこの成分が表す周
波数範囲である。このシミュレーションでは、３００Ｇ
Ｈｚに等しいノイズ間隔Δｆが使用された。ここでは、
各ノイズ成分内のパワーは、各チャネル内のパワーの５
０ｄＢ下にとられている。このノイズのレベルは、Ｓ
ＮＤ＝ｈｖから予想されるノイズのレベルに匹敵する
（モードルール（mode rule）につき１フォトン）。チ
ャネルとノイズ成分は、ＳＲＳ結合強度方程式によって
相互作用する。シミュレーションでは、入力パワーはす
べてのチャネル内で同じである。チャネル＃１（最も高
い周波数チャネル）の波長は１５００ｎｍにとられてお
り、チャネル＃１００（最も低い周波数チャネル）の波
長は１５３８ｎｍにある。しかし、ラマン散乱は関係す
る光成分の間の周波数差のみに依存するので、このシミ
ュレーションの結果は任意の波長のＷＤＭ装置にあては
まる。簡単にするために、後方散乱および自然散乱は無
視されている。ファイバ光装置のパラメータはＬ＝５０
ｋｍ、α＝０．２ｄＢ／ｋｍ、およびＡｅｆｆ＝５０μ
ｍ２にとられた。低い周波数ノイズによるチャネル破壊
を抑圧する目的の高周波数通過フィルタ（ＨＰＦ）は、
そのカットオフより下のすべての周波数に関して、５０
ｄＢの拒否比を有する。本発明によれば、ＨＰＦのカッ
トオフ周波数は、チャネル＃１００（最も低い周波数チ
ャネル）の周波数のすぐ下に選択されている。５０ｋｍ
のファイバリンクを使用した好ましい実施形態では、本
発明のＨＰＦは５０ｋｍのファイバ送信リンクのうち最
初の１０ｋｍの後に挿入される。ＷＤＭチャネルに関す
る最初の（ｚ＝０）パワー分布が、ノイズ背景と共に図
３（ａ）に示されている。各チャネルは１５ｍＷ（＋１
１．７６ｄＢｍ）のパワーを伴うので、合計で１．５Ｗ
がファイバ内に挿入される。チャネル＃１の周波数は０
ＴＨｚのシフトを基準として、より高いストークス周波
数シフトにはより長い波長が対応する。図３（ｂ）は図
１の従来技術の送信リンク内など、フィルタが使用され
ない時の、５０ｋｍの光ファイバの出力におけるパワー
分布を描く。この図から、１０ｄＢ（０．２ｄＢ／ｋｍ
×５０ｋｍ）の線型的な減衰に加えて、ＳＲＳによって
かなりのパワーがＷＤＭクラスタから背景ノイズに失わ
れていることが明らかである。この例では、パワー損失
によって背景ノイズが、ファイバの出力において合計チ
ャネルパワーが合計ノイズパワーに等しいパワーとして
定義されるＳＲＳ閾値のかなり上に上昇する。また、Ｗ
ＤＭチャネルがかなりのＳＲＳクロストークを受け、チ
ャネル間でパワーの傾きが生じる場合もある。対照的に
図３（ｃ）では、図２に示された構成などの、ファイバ
の最初の１０ｋｍの後に高周波数通過フィルタ（ＨＰ
Ｆ）が挿入されたＷＤＭ装置の出力パワー分布を示す。
図３（ｂ）と比較して、ＳＲＳからのノイズの成長はＨ
ＰＦによって大きく抑圧されているので、ＳＲＳチャネ
ル破壊を実質的に解消する。しかしこの場合、より多く
のパワーがＷＤＭクラスタ内に残っているので、チャネ
ル間のパワーの傾きは増大される。
【００１３】ＳＲＳチャネル破壊が入力チャネルパワー
へ依存していることをよりよく理解するために、数字を
使用した新しいシミュレーションセットが、１０ｋｍに
ＨＰＦを挿入した場合と挿入しない場合について行われ
た。入力チャネルパワーを別として、すべてのパラメー
タは上記の図３と同じままにした。図４（ａ）は、チャ
ネル破壊のパワー依存性を示す。チャネル破壊は、ＳＲ
Ｓノイズが生成されたことによってＷＤＭ装置が被った
平均の追加損失（１０ｄＢの線型的な減衰より上）を決
定することによって計算される。フィルタがないと、１
３ｍＷより上のチャネルパワーに関してはチャネル破壊
は急速に３ｄＢレベル（ＳＲＳ閾値）より上に上昇す
る。ＨＰＦが挿入されると、チャネル破壊は本質的に解
消される（チャネルごとに２０ｍＷで０．１５ｄＢ）。
ファイバ出力におけるチャネルの傾きは、図４（ｂ）の
中で入力チャネルパワーの関数として示されている。Ｈ
ＰＦが存在すると、チャネルの傾きは入力チャネルパワ
ーとの線型的な関係に従う。ＳＲＳによる大幅なノイズ
増幅があるため、入力チャネルパワーへのチャネルの傾
きの線型的な依存は、ＨＰＦが装置から除去されると壊
れる。上記のように、このチャネルの傾きは、スペクト
ル反転技法を介して解消することが可能である。
へ依存していることをよりよく理解するために、数字を
使用した新しいシミュレーションセットが、１０ｋｍに
ＨＰＦを挿入した場合と挿入しない場合について行われ
た。入力チャネルパワーを別として、すべてのパラメー
タは上記の図３と同じままにした。図４（ａ）は、チャ
ネル破壊のパワー依存性を示す。チャネル破壊は、ＳＲ
Ｓノイズが生成されたことによってＷＤＭ装置が被った
平均の追加損失（１０ｄＢの線型的な減衰より上）を決
定することによって計算される。フィルタがないと、１
３ｍＷより上のチャネルパワーに関してはチャネル破壊
は急速に３ｄＢレベル（ＳＲＳ閾値）より上に上昇す
る。ＨＰＦが挿入されると、チャネル破壊は本質的に解
消される（チャネルごとに２０ｍＷで０．１５ｄＢ）。
ファイバ出力におけるチャネルの傾きは、図４（ｂ）の
中で入力チャネルパワーの関数として示されている。Ｈ
ＰＦが存在すると、チャネルの傾きは入力チャネルパワ
ーとの線型的な関係に従う。ＳＲＳによる大幅なノイズ
増幅があるため、入力チャネルパワーへのチャネルの傾
きの線型的な依存は、ＨＰＦが装置から除去されると壊
れる。上記のように、このチャネルの傾きは、スペクト
ル反転技法を介して解消することが可能である。
【００１４】チャネル破壊がチャネル周波数に依存する
ことを調べるために、さらなるシミュレーションが実行
された。入力チャネルパワーは１５ｍＷで固定されてい
る。第１に、ＨＰＦが装置内にない場合、チャネル破壊
はチャネルの間隔と共に減少する。しかし、２００ＧＨ
ｚの間隔でさえ、破壊は１．２５ｄＢより高いままであ
る。他方、本発明の教示の通りに１０ｋｍの後に５０ｄ
ＢのＨＰＦが導入されると、チャネル破壊はΔｆ＝０〜
２００ＧＨｚの範囲に関して、０．２５ｄＢより下にと
どまる。
ことを調べるために、さらなるシミュレーションが実行
された。入力チャネルパワーは１５ｍＷで固定されてい
る。第１に、ＨＰＦが装置内にない場合、チャネル破壊
はチャネルの間隔と共に減少する。しかし、２００ＧＨ
ｚの間隔でさえ、破壊は１．２５ｄＢより高いままであ
る。他方、本発明の教示の通りに１０ｋｍの後に５０ｄ
ＢのＨＰＦが導入されると、チャネル破壊はΔｆ＝０〜
２００ＧＨｚの範囲に関して、０．２５ｄＢより下にと
どまる。
【００１５】図６は、送信ファイバに沿って分散され
た、複数の別々の高域光フィルタを使用する本発明の代
替の実施形態３０を示す。この特定の実施形態では、入
力チャネルＳ（既定の波長λＳ）は、入力として第１の
光ファイバ３２へ供給される。ファイバ送信リンク部分
は、図６に示されたように配置された、４つのファイバ
セクション３２、３４、３６および３８を含む。３つの
高域光フィルタの組がこの特定の実施形態の中に含ま
れ、第１のフィルタ４０はファイバセクション３２と３
４の間に配置され、第２のフィルタ４２はファイバセク
ション３４と３６の間に配置され、第３のフィルタ４４
は、ファイバセクション３６と３８の間に配置されてい
る。複数の別個のフィルタをファイバ送信リンクの長さ
に沿って配置する代わりに、「分散」フィルタ構成を使
用することも可能である。たとえば、吸収イオンを送信
ファイバ自体のコアに挿入して、望ましくない光ノイズ
を濾波して除去することも可能である。別の実施形態で
は、光吸収素材の層がファイバのコアを囲むように配置
され、ノイズを濾波して除去するために使用される場合
がある。一般に、必要な高域光濾波を提供することので
きる任意の構成が使用可能であり、本発明の精神および
範囲の中にあると考えられる。
た、複数の別々の高域光フィルタを使用する本発明の代
替の実施形態３０を示す。この特定の実施形態では、入
力チャネルＳ（既定の波長λＳ）は、入力として第１の
光ファイバ３２へ供給される。ファイバ送信リンク部分
は、図６に示されたように配置された、４つのファイバ
セクション３２、３４、３６および３８を含む。３つの
高域光フィルタの組がこの特定の実施形態の中に含ま
れ、第１のフィルタ４０はファイバセクション３２と３
４の間に配置され、第２のフィルタ４２はファイバセク
ション３４と３６の間に配置され、第３のフィルタ４４
は、ファイバセクション３６と３８の間に配置されてい
る。複数の別個のフィルタをファイバ送信リンクの長さ
に沿って配置する代わりに、「分散」フィルタ構成を使
用することも可能である。たとえば、吸収イオンを送信
ファイバ自体のコアに挿入して、望ましくない光ノイズ
を濾波して除去することも可能である。別の実施形態で
は、光吸収素材の層がファイバのコアを囲むように配置
され、ノイズを濾波して除去するために使用される場合
がある。一般に、必要な高域光濾波を提供することので
きる任意の構成が使用可能であり、本発明の精神および
範囲の中にあると考えられる。
【００１６】図７は、双方向送信ができる本発明の一実
施形態５０を示す。図示のように、既定の波長λ
Ｓ１の、第１の、少なくとも１つの入力チャネルＳ１が
入力として第１のサーキュレータ５２に供給される。既
定の波長λＳ２の、第２の、少なくとも１つの入力チャ
ネルＳ２が入力として第２のサーキュレータ５４へ供給
される。他の結合構成も使用可能であり、サーキュレー
タは例としてのみ考えられている（そして、サーキュレ
ータは多重化と分離の両方を提供するという意味で「好
ましい」と考えられる）。送信領域自体は、５６および
５８と示される、ファイバの２つのセクションを含む。
本発明によれば、高域光フィルタ６０はファイバセクシ
ョン５６と５８の間に配置されている。チャネルＳ１お
よびＳ２は、光ファイバ５６と５８のセクション、およ
び光フィルタ６０のセクションを通じて移動する。チャ
ネル（複数可）Ｓ１はついで、第２のサーキュレータ５
４から出力として現れる一方、チャネル（複数可）Ｓ２
は、第１のサーキュレータ５２から出力として現れる。
施形態５０を示す。図示のように、既定の波長λ
Ｓ１の、第１の、少なくとも１つの入力チャネルＳ１が
入力として第１のサーキュレータ５２に供給される。既
定の波長λＳ２の、第２の、少なくとも１つの入力チャ
ネルＳ２が入力として第２のサーキュレータ５４へ供給
される。他の結合構成も使用可能であり、サーキュレー
タは例としてのみ考えられている（そして、サーキュレ
ータは多重化と分離の両方を提供するという意味で「好
ましい」と考えられる）。送信領域自体は、５６および
５８と示される、ファイバの２つのセクションを含む。
本発明によれば、高域光フィルタ６０はファイバセクシ
ョン５６と５８の間に配置されている。チャネルＳ１お
よびＳ２は、光ファイバ５６と５８のセクション、およ
び光フィルタ６０のセクションを通じて移動する。チャ
ネル（複数可）Ｓ１はついで、第２のサーキュレータ５
４から出力として現れる一方、チャネル（複数可）Ｓ２
は、第１のサーキュレータ５２から出力として現れる。
【００１７】図８は、高域フィルタを組み入れた「中間
段階」アイソレータを使用する双方向送信のできる本発
明の実施形態７０を示す。図示のように、第１のチャネ
ルＳ１は、第１のサーキュレータ７２に入力として供給
され、第２のチャネルＳ２は、第２のサーキュレータ７
４に入力として供給される。中間段階アイソレータ構成
７６は、第１のファイバセクション７８と第２のファイ
バセクション８０の間に配置され、図示のように、アイ
ソレータ構成７６は逆に伝播するチャネルＳ１およびＳ
２が波長分割マルチプレクサ８６および８８の対によっ
て、２つの別々のパス８２および８４を通じて移動する
ことを可能にする。光アイソレータ９０も、チャネルＳ
１と関連するパス８２内に含まれ、チャネルＳ１の反映
された部分および光ノイズが逆方向に伝播することを防
ぐ。光アイソレータ９２は、チャネルＳ２に関連するパ
ス８４内に含まれ、チャネルＳ２の反映された部分およ
び光ノイズが逆方向に伝播するのを防ぐ。チャネルＳ１
およびＳ２に別々のパスを使用することによって、どち
らのチャネルもアイソレータ９０および９２による減衰
を受けず、分離は、チャネルに沿って反対方向に移動す
る光ノイズのみを低減する。図示のように、本発明の第
１の高域光フィルタ９４は、アイソレータ９０を伴うパ
ス８２の中に配置され、所望の濾波を入力チャネルＳ１
に提供し、光ノイズ成分を除去する。本発明の第２の高
域光フィルタ９６はアイソレータ９２を伴うパス８４の
中に配置され、これも望ましくないノイズ成分を濾波す
る。代替の実施形態では、フィルタ９４および９６の代
わりに、チャネルＳ１およびＳ２の共通の送信パス内に
単一の高域フィルタが配置される場合もある。アイソレ
ータ構成７６の位置はまた、Ｌ１／Ｌ２の比を変更する
ことによって最適化される（チャネル出力パワーの増大
の点から）場合もある。
段階」アイソレータを使用する双方向送信のできる本発
明の実施形態７０を示す。図示のように、第１のチャネ
ルＳ１は、第１のサーキュレータ７２に入力として供給
され、第２のチャネルＳ２は、第２のサーキュレータ７
４に入力として供給される。中間段階アイソレータ構成
７６は、第１のファイバセクション７８と第２のファイ
バセクション８０の間に配置され、図示のように、アイ
ソレータ構成７６は逆に伝播するチャネルＳ１およびＳ
２が波長分割マルチプレクサ８６および８８の対によっ
て、２つの別々のパス８２および８４を通じて移動する
ことを可能にする。光アイソレータ９０も、チャネルＳ
１と関連するパス８２内に含まれ、チャネルＳ１の反映
された部分および光ノイズが逆方向に伝播することを防
ぐ。光アイソレータ９２は、チャネルＳ２に関連するパ
ス８４内に含まれ、チャネルＳ２の反映された部分およ
び光ノイズが逆方向に伝播するのを防ぐ。チャネルＳ１
およびＳ２に別々のパスを使用することによって、どち
らのチャネルもアイソレータ９０および９２による減衰
を受けず、分離は、チャネルに沿って反対方向に移動す
る光ノイズのみを低減する。図示のように、本発明の第
１の高域光フィルタ９４は、アイソレータ９０を伴うパ
ス８２の中に配置され、所望の濾波を入力チャネルＳ１
に提供し、光ノイズ成分を除去する。本発明の第２の高
域光フィルタ９６はアイソレータ９２を伴うパス８４の
中に配置され、これも望ましくないノイズ成分を濾波す
る。代替の実施形態では、フィルタ９４および９６の代
わりに、チャネルＳ１およびＳ２の共通の送信パス内に
単一の高域フィルタが配置される場合もある。アイソレ
ータ構成７６の位置はまた、Ｌ１／Ｌ２の比を変更する
ことによって最適化される（チャネル出力パワーの増大
の点から）場合もある。
【００１８】送信された光チャネルの増幅を必要とする
光送信装置には種々のタイプがあり、少なくとも１つの
光増幅器に少なくとも本発明の光送信リンクが配置され
る可能性がある。たとえば、長距離光装置は、装置内の
許容できない減衰のレベルを防ぐために送信リンクの間
に既定の位置に配置された複数の光増幅器を必要とする
場合がある。図９は、簡単な構成図の形式で、本発明の
光送信リンクを使用する例としての長距離光送信装置１
００を示す。図示のように、関連するチャネル波長λ１
−λＮで動作する複数の入力チャネルＳ１―ＳＮが波長
分割マルチプレクサ１１０へ入力として供給され、波長
分割マルチプレクサ１１０は複数の入力チャネルを本発
明の光送信リンク１２０上に多重化する。この例として
の光送信リンクは、光ファイバの２つのセクション１３
０および１４０から成る。高域光フィルタ１５０は第１
のセクション１３０と第２のセクション１４０の間に配
置される。上に論じられた構成と同様に、高域フィルタ
１５０のカットオフ周波数は、波長λ１−λＮに関連す
る複数の周波数のうちの最も低いチャネル周波数のすぐ
下になるように選択される。一般に、本発明による高域
フィルタを使用する光ファイバ送信リンクの種々の実施
形態のうち任意の実施形態を使用して送信リンク１２０
を形成することが可能である。光送信リンク１２０を介
して伝播する光チャネルは、十分に減衰され、増幅が必
要である。光増幅器１６０が必要な増幅を提供した後、
増幅された光チャネルは第２の光送信リンク１７０に沿
って伝播する。一般に、複数のチャネルが宛先に到達す
る前に、任意の所望数のファイバスパンおよび光増幅器
を使用することが可能であり、この例における宛先であ
る波長分割デマルチプレクサ１８０は、送信される複数
のチャネルＳ１−ＳＮを複数の別々の受信チャネルパス
に沿って分離するように機能する。
光送信装置には種々のタイプがあり、少なくとも１つの
光増幅器に少なくとも本発明の光送信リンクが配置され
る可能性がある。たとえば、長距離光装置は、装置内の
許容できない減衰のレベルを防ぐために送信リンクの間
に既定の位置に配置された複数の光増幅器を必要とする
場合がある。図９は、簡単な構成図の形式で、本発明の
光送信リンクを使用する例としての長距離光送信装置１
００を示す。図示のように、関連するチャネル波長λ１
−λＮで動作する複数の入力チャネルＳ１―ＳＮが波長
分割マルチプレクサ１１０へ入力として供給され、波長
分割マルチプレクサ１１０は複数の入力チャネルを本発
明の光送信リンク１２０上に多重化する。この例として
の光送信リンクは、光ファイバの２つのセクション１３
０および１４０から成る。高域光フィルタ１５０は第１
のセクション１３０と第２のセクション１４０の間に配
置される。上に論じられた構成と同様に、高域フィルタ
１５０のカットオフ周波数は、波長λ１−λＮに関連す
る複数の周波数のうちの最も低いチャネル周波数のすぐ
下になるように選択される。一般に、本発明による高域
フィルタを使用する光ファイバ送信リンクの種々の実施
形態のうち任意の実施形態を使用して送信リンク１２０
を形成することが可能である。光送信リンク１２０を介
して伝播する光チャネルは、十分に減衰され、増幅が必
要である。光増幅器１６０が必要な増幅を提供した後、
増幅された光チャネルは第２の光送信リンク１７０に沿
って伝播する。一般に、複数のチャネルが宛先に到達す
る前に、任意の所望数のファイバスパンおよび光増幅器
を使用することが可能であり、この例における宛先であ
る波長分割デマルチプレクサ１８０は、送信される複数
のチャネルＳ１−ＳＮを複数の別々の受信チャネルパス
に沿って分離するように機能する。
【図１】従来技術のファイバ光送信リンクの例を示す図
である。
である。
【図２】装置のファイバの２つのセクションの間に置か
れた高域光フィルタを含む、本発明によって形成された
光ファイバ送信リンクの第１の実施形態を示す図であ
る。
れた高域光フィルタを含む、本発明によって形成された
光ファイバ送信リンクの第１の実施形態を示す図であ
る。
【図３】１５ｍＷパワーを伴う１００チャネルをファイ
バ内に注入した時の、従来技術の構成（図１に示された
構成など）における、送信リンクの長さに沿った刺激さ
れたラマン散乱（ＳＲＳ）ノイズの展開と、本発明の構
成（図２に示された構成など）における、送信リンクの
長さに沿った刺激されたラマン散乱ノイズの展開のシミ
ュレーションプロット図である。
バ内に注入した時の、従来技術の構成（図１に示された
構成など）における、送信リンクの長さに沿った刺激さ
れたラマン散乱（ＳＲＳ）ノイズの展開と、本発明の構
成（図２に示された構成など）における、送信リンクの
長さに沿った刺激されたラマン散乱ノイズの展開のシミ
ュレーションプロット図である。
【図４】図３の構成内などにおける、チャネルごとの入
力パワーの関数としての、チャネルの傾きとチャネル破
壊のシミュレーションプロット図である。
力パワーの関数としての、チャネルの傾きとチャネル破
壊のシミュレーションプロット図である。
【図５】図３の構成内などにおける、チャネル周波数間
隔の関数としての、チャネル破壊のシミュレーションプ
ロット図である。
隔の関数としての、チャネル破壊のシミュレーションプ
ロット図である。
【図６】送信リンクの長さに沿って分散された、３つの
高域フィルタの組を含む本発明の代替の実施形態を示す
図である。
高域フィルタの組を含む本発明の代替の実施形態を示す
図である。
【図７】双方向送信および高域濾波を使用する、本発明
のさらに別の実施形態を示す図である。
のさらに別の実施形態を示す図である。
【図８】双方向送信、中間段階分離（mid-stage isolat
ion）および高域濾波を使用する、本発明の実施形態を
示す図である。
ion）および高域濾波を使用する、本発明の実施形態を
示す図である。
【図９】本発明による複数の連鎖された送信リンクと、
少なくとも１つの光増幅器を使用する、例としての光通
信装置の図である。
少なくとも１つの光増幅器を使用する、例としての光通
信装置の図である。
２０ 光送信リンク ２２ 高域光フィルタ ２４ 第１のファイバセクション ２６ 第２のファイバセクション
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デメトリオス ニコラウ クリストダウリ デス アメリカ合衆国 18104 ペンシルヴァニ ア，アレンタウン，ノース トゥエンティ エス ストリート 518 (72)発明者 ジーン−マルク ピエール デラボー アメリカ合衆国 08867 ニュージャーシ ィ，ピッツタウン，ホワイトブリッジ ロ ード 16 (72)発明者 クリストファー ミッチェル マッキント ッシュ アメリカ合衆国 19015 ペンシルヴァニ ア，ベツレヘム，デュー ドライヴ 14, アパートメント 322 (72)発明者 ジーン トウロウス アメリカ合衆国 18018 ペンシルヴァニ ア，ベツレヘム，ウエスト マーケット ストリート 1528 Ｆターム(参考） 2K002 AA02 BA01 DA10 GA02 HA23 5K002 BA02 CA02 DA02 DA04 FA01
Claims (10)
- 【請求項１】 シングルモードファイバのセクション
と、 少なくとも１つの入力光チャネルを該シングルモードフ
ァイバのセクションに結合する構成と、 実質的に、最も低い周波数入力チャネルのカットオフ周
波数のすぐ下のカットオフ周波数を示す高域光フィルタ
であって、前記シングルモードファイバのセクションに
沿って配置され、これによって、低周波数の光ノイズ成
分が濾波して除去され、刺激されたラマン散乱（stimul
ated Raman scattering）によるチャネル破壊(channel
depletion）が低減される広域フィルタと、を含む光フ
ァイバ送信リンク。 - 【請求項２】 前記少なくとも１つの入力チャネルは単
一の入力チャネルを含む、請求項１に記載の光ファイバ
送信リンク。 - 【請求項３】 前記少なくとも１つの入力チャネルは複
数の入力チャネルを含み、該複数の入力チャネルの各々
は、実質的に前記最も低い入力チャネル周波数のすぐ下
のカットオフ周波数を示す前記高域フィルタと共に異な
る周波数で動作する、請求項１に記載の光ファイバ送信
リンク。 - 【請求項４】 前記高域光フィルタは別個の光濾波構成
を含む、請求項１に記載の光ファイバ送信リンク。 - 【請求項５】 既定の波長λＳの少なくとも１つの入力
光チャネルを提供する光送信器と、該少なくとも１つの
入力光チャネルを受信する光受信器を備え、光チャネル
パスが該光送信器と該光受信器の間に配置され、該光チ
ャネルパスは少なくとも１つのシングルモードファイバ
のセクションを含む光送信装置であって、 前記少なくとも１つの入力光チャネルを前記光チャネル
パスから前記シングルモードファイバのセクションへ結
合する第１の構成と、 最も低い周波数入力チャネルのカットオフ周波数のすぐ
下のカットオフ周波数を示す高域光フィルタであって、
前記シングルモードファイバのセクションに沿って配置
され、これによって、低周波数の光ノイズ成分は濾波さ
れて除去され、刺激されたラマン散乱によるチャネル破
壊が低減される広域フィルタと、をさらに含む光送信装
置。 - 【請求項６】 前記光チャネルパスに沿って直列に配置
された少なくとも１つの光増幅器によって分離される複
数の送信リンクを含む、請求項５に記載の光送信装置。 - 【請求項７】 前記送信リンクは、複数の別々のソース
からの複数の別々の光チャネルと、該複数の別々のチャ
ネルを組み合わせ、該複数の別々のチャネルを前記光チ
ャネルパス上に結合する波長分割マルチプレクサとを含
む、請求項５に記載の光送信装置。 - 【請求項８】 前記光受信器は複数の別々の光チャネル
に応答し、さらに、該複数のチャネルを分離し、該複数
のチャネルを別々の出力チャネルパスに配分する波長分
割デマルチプレクサを含む、請求項５に記載の光送信装
置。 - 【請求項９】 前記少なくとも１つの光増幅器は、遠隔
からポンプされるファイバ増幅器を備える、請求項５に
記載の光送信装置。 - 【請求項１０】 「双方向」である請求項５に記載の光
送信装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/642378 | 2000-08-21 | ||
| US09/642,378 US6466712B1 (en) | 2000-08-21 | 2000-08-21 | Optical transmission link incorporating highpass optical filtering |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002141869A true JP2002141869A (ja) | 2002-05-17 |
Family
ID=24576300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001249707A Pending JP2002141869A (ja) | 2000-08-21 | 2001-08-21 | 高域光濾波を組み込んだ光送信リンク |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6466712B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002141869A (ja) |
| CN (1) | CN1206823C (ja) |
| CA (1) | CA2353762C (ja) |
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| US7272287B2 (en) * | 2005-05-11 | 2007-09-18 | Fitel Usa Corp | Optical fiber filter for suppression of amplified spontaneous emission |
| EP2070225B1 (en) * | 2006-10-06 | 2014-12-03 | Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) | Method, apparatus and data carrier for compensating for channel depletion of a multi-channel signal in an optical link or optical network |
| CN105572821B (zh) * | 2016-03-21 | 2018-04-06 | 四川新易盛通信技术有限公司 | 一种低速率双发射sfp光模块 |
| CN105827326A (zh) * | 2016-03-21 | 2016-08-03 | 四川新易盛通信技术有限公司 | 一种32Kbps～80Mbps低速率双收SFP光模块 |
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| JPS61184938A (ja) * | 1985-02-12 | 1986-08-18 | Mitsubishi Electric Corp | 光波長多重伝送装置 |
| JPH05244102A (ja) * | 1992-02-29 | 1993-09-21 | Fujitsu Ltd | 光増幅中継システム |
| JPH07226727A (ja) * | 1992-08-24 | 1995-08-22 | Nec Corp | 波長多重光伝送方式 |
| JPH08278523A (ja) * | 1995-04-05 | 1996-10-22 | Hitachi Ltd | 光増幅装置 |
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|---|---|---|---|---|
| US5107360A (en) * | 1990-11-05 | 1992-04-21 | General Instrument Corporation | Optical transmission of RF subcarriers in adjacent signal bands |
| US5131069A (en) * | 1991-08-12 | 1992-07-14 | Corning Incorporated | Fiber amplifier having modified gain spectrum |
| US5777793A (en) * | 1996-07-25 | 1998-07-07 | Northern Telecom Limited | Polarization insensitive multilayer planar reflection filters with near ideal spectral response |
| US5892615A (en) * | 1997-03-17 | 1999-04-06 | Sdl, Inc. | Output power enhancement in optical fiber lasers |
| US6327062B1 (en) * | 1998-05-21 | 2001-12-04 | Jds Fitel Inc. | Optical communication system |
-
2000
- 2000-08-21 US US09/642,378 patent/US6466712B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-07-25 CA CA002353762A patent/CA2353762C/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-08-20 CN CN01133929.2A patent/CN1206823C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2001-08-21 JP JP2001249707A patent/JP2002141869A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
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| JPS61184938A (ja) * | 1985-02-12 | 1986-08-18 | Mitsubishi Electric Corp | 光波長多重伝送装置 |
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| JPH08278523A (ja) * | 1995-04-05 | 1996-10-22 | Hitachi Ltd | 光増幅装置 |
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