JP2002330106A - Optical transmission system - Google Patents

Optical transmission system

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JP2002330106A
JP2002330106A JP2002046651A JP2002046651A JP2002330106A JP 2002330106 A JP2002330106 A JP 2002330106A JP 2002046651 A JP2002046651 A JP 2002046651A JP 2002046651 A JP2002046651 A JP 2002046651A JP 2002330106 A JP2002330106 A JP 2002330106A
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Japan
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raman
wavelength
gain
amplifier
raman amplifier
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JP2002046651A
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Japanese (ja)
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Masashi Hirasawa
壮史 平澤
Yoshihiro Emori
芳博 江森
Soko Kado
想子 門
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem that when plural stages of Raman amplifiers having the same gain-wavelength characteristic are used, a deviation of a Raman gain-wavelength characteristic becomes larger, and the flatness of the channel waveform of a wavelength multiplex transmission becomes worse, therefore, this needs to be compensated by an equalizer or the like. SOLUTION: The Raman amplifiers are used in combination so that a wavelength band of an upward projected curve including a gain maximum value of a first Raman amplifier and a wavelength band of a downward projected curve including a gain minimum value of a second Raman amplifier overlap each other, and a wavelength band of a downward projected curve including a gain minimum value of the first Raman amplifier and a wavelength band of an upward projected curve including a gain maximum value of the second Raman amplifier overlap each other. The same method is applied for three or more Raman amplifiers repeatedly.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【本発明の属する技術分野】本発明は、波長多重伝送方
式における波長多重励起光源を用いたラマン増幅器の利
得波長特性偏差の改善に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the improvement of gain wavelength characteristic deviation of a Raman amplifier using a wavelength division multiplexing pump light source in a wavelength division multiplexing transmission system.

【0002】[0002]

【従来の技術】シリカを主成分として、コアにゲルマニ
ウムを含む光ファイバが広く用いられている。この光フ
ァイバを用いたラマン増幅器は、励起光源波長よりもお
よそ100nm長波長側に離れた波長にラマン利得の最
大値が得られることが知られている。この現象を利用し
て互いに波長の異なる複数の光源(以下、波長多重励起
光源とする)を用い、波長分割多重信号(以下、WDM
信号とする)を増幅することが試みられている。波長多
重励起光源の最も長波長側の励起光が、WDM信号の最
も短波長側の信号光と重なり合わないためには、波長多
重励起光源の最大波長帯域はおよそ100nmとするこ
とが必要である。
2. Description of the Related Art Optical fibers containing silica as a main component and germanium in a core are widely used. It is known that a Raman amplifier using this optical fiber can obtain the maximum value of the Raman gain at a wavelength that is about 100 nm longer than the pump light source wavelength. Utilizing this phenomenon, a wavelength division multiplexed signal (hereinafter, WDM) is used by using a plurality of light sources having different wavelengths (hereinafter, referred to as wavelength multiplexing pump light source).
Signal). In order that the pump light on the longest wavelength side of the WDM pump light source does not overlap with the signal light on the shortest wavelength side of the WDM signal, the maximum wavelength band of the WDM pump light source needs to be about 100 nm. .

【0003】特開2000−98433号公報には、光
信号を波長多重伝送するためにラマン利得波長特性の平
坦化を広帯域に亘って改善する必要があること。そのた
めに波長多重励起光源の波長配置を考慮する必要がある
ことが開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-98433 discloses that flattening of Raman gain wavelength characteristics needs to be improved over a wide band in order to perform wavelength multiplex transmission of an optical signal. For that purpose, it is disclosed that it is necessary to consider the wavelength arrangement of the wavelength division multiplexing excitation light source.

【0004】具体的には、波長の異なる複数の励起光源
の配置については、隣り合う励起光の波長間隔が6nm
未満であると、波長の異なる励起光を合波するときに、
合波器のクロストークにより合波器の挿入損失が大きく
ならないような合波器の帯域幅と励起光源の帯域幅を加
えたマージンが取れない。一方波長間隔が35nmを超
えると、隣り合う波長から生じるそれぞれのラマン利得
の合成ラマン利得帯域幅中央付近に波長多重伝送に適し
ないほど大きい利得低下がおこるので、励起光の波長間
隔は6nm以上35nm以下の範囲にする必要があると
されている。
[0004] Specifically, regarding the arrangement of a plurality of pumping light sources having different wavelengths, the wavelength interval between adjacent pumping lights is 6 nm.
If less than, when multiplexing pump light of different wavelengths,
A margin cannot be obtained by adding the bandwidth of the multiplexer and the bandwidth of the pumping light source so that the insertion loss of the multiplexer does not increase due to the crosstalk of the multiplexer. On the other hand, if the wavelength interval exceeds 35 nm, a large gain drop near the center of the combined Raman gain bandwidth of the Raman gains generated from adjacent wavelengths occurs, which is not suitable for wavelength division multiplexing transmission. It is said that the following range is required.

【0005】また、ラマン増幅器の合成ラマン利得波長
特性の偏差が大きくならないように、できる限り隣接励
起光源波長間隔を狭めるために、励起光を前方励起と後
方励起に分け、例えば前方励起、後方励起にそれぞれ属
する励起光波長間隔は約6nmとし、前方励起に属する
励起光波長λ1、λ3、…の間に後方励起にそれぞれ属す
る励起光波長λ2、λ4、…を配置することによってラマ
ン増幅器の励起光波長間隔を6nm未満として稠密な励
起光波長を配置することにより、ラマン増幅器のラマン
利得波長特性の極大と極小の差、あるいは最大と最小の
差、即ちラマン利得波長特性偏差が高密度WDM伝送可
能なほど小さくなるようにラマン増幅器を構成可能であ
ることが開示されている。
In order to reduce the wavelength interval between adjacent pumping light sources as much as possible so that the deviation of the combined Raman gain wavelength characteristic of the Raman amplifier does not increase, the pumping light is divided into forward pumping and backward pumping. Are set to about 6 nm, and the pump light wavelengths λ 2 , λ 4 ,... Respectively belonging to the backward pump are arranged between the pump light wavelengths λ 1 , λ 3 ,. By arranging dense pumping light wavelengths by setting the pumping light wavelength interval of the amplifier to less than 6 nm, the difference between the maximum and the minimum of the Raman gain wavelength characteristic of the Raman amplifier, or the difference between the maximum and the minimum, that is, the Raman gain wavelength characteristic deviation is high. It is disclosed that the Raman amplifier can be configured to be small enough to enable density WDM transmission.

【0006】特開2000−98433号公報に開示さ
れたラマン増幅器は、前方励起と後方励起とを独立して
取り扱い、前方励起光の合波箇所をA、後方励起光の合
波箇所をBとすると、前方励起光により誘導ラマンが生
ずる光ファイバの長手方向にわたる区間A→Bと、後方
励起光により誘導ラマンが生ずる光ファイバの長手方向
にわたる区間B→Aとは励起方向を除いて共通してい
る。
The Raman amplifier disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-98433 handles forward pumping and backward pumping independently, and designates a multiplexing point of forward pumping light as A and a multiplexing point of backward pumping light as B. Then, the section A → B extending in the longitudinal direction of the optical fiber in which stimulated Raman is generated by the forward pumping light and the section B → A extending in the longitudinal direction of the optical fiber in which stimulated Raman is generated by the backward pumping light are common except for the pumping direction. I have.

【0007】すなわち、特開2000−98433号公
報に開示された発明は、前方励起光源と後方励起光源と
を用いてラマン利得波長特性偏差が高密度WDM伝送可
能なほど小さくなるように1台の増幅器を構成し、光伝
送システム上の同じ区間でラマン増幅が行われるもので
ある。
That is, the invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-98433 uses a single pump so as to reduce the Raman gain wavelength characteristic deviation using a forward pumping light source and a backward pumping light source so that high-density WDM transmission is possible. An amplifier is configured, and Raman amplification is performed in the same section on the optical transmission system.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開2000
−98433号公報に開示されたようなラマン利得波長
特性偏差の少ないラマン増幅器も、大なり小なりラマン
利得波長特性偏差を持っている。
However, Japanese Patent Laid-Open Publication
A Raman amplifier having a small Raman gain wavelength characteristic deviation as disclosed in Japanese Patent Application No. -98433 also has a larger or smaller Raman gain wavelength characteristic deviation.

【0009】すなわち、前方励起と後方励起とを組み合
わせたラマン増幅器については、ラマン利得波長特性偏
差の少ない増幅器であっても、同一利得波長特性を持つ
ラマン増幅器を複数段使用すると、ラマン利得波長特性
の極大値を定める波長と極小値を定める波長がそれぞれ
のラマン増幅器において同一であるために、増幅段を通
過する度にラマン利得波長特性の極大値の値、極小値の
値が累積してラマン利得波長特性の偏差が大きくなり、
チャンネル毎のパワーに大きな差がでることで平坦度が
悪くなってしまう。たとえばWDM信号をエルビウム添
加光ファイバ(EDF)を用いた光増幅器に入力すると
き、または光増幅器から出力された後などに、チャンネ
ル毎のパワーを等化器等の手段で補償する必要があっ
た。
That is, with respect to a Raman amplifier combining forward pumping and backward pumping, even if the Raman gain wavelength characteristic deviation is small, if a plurality of Raman amplifiers having the same gain wavelength characteristic are used, the Raman gain wavelength characteristic Since the wavelength determining the maximum value and the wavelength determining the minimum value are the same in each Raman amplifier, the maximum value and the minimum value of the Raman gain wavelength characteristic are accumulated every time the light passes through the amplification stage. The deviation of the gain wavelength characteristic increases,
A large difference in power for each channel results in poor flatness. For example, when a WDM signal is input to an optical amplifier using an erbium-doped optical fiber (EDF) or after output from the optical amplifier, it is necessary to compensate the power of each channel by means such as an equalizer. .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1の光伝
送システムは、互いに励起波長の異なる複数の励起光源
を含んで構成されたラマン増幅器が複数用いられてお
り、該複数のそれぞれのラマン増幅器による誘導ラマン
が生ずる光ファイバの長手方向にわたる区間が異なって
おり、該複数のラマン増幅器はそれぞれのラマン利得波
長特性を補償し合うことを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical transmission system including a plurality of Raman amplifiers each including a plurality of pumping light sources having pumping wavelengths different from each other. The section in the longitudinal direction of the optical fiber in which the stimulated Raman is generated by the Raman amplifier is different, and the plurality of Raman amplifiers are characterized by compensating the respective Raman gain wavelength characteristics.

【0011】すなわち、請求項1に係る発明は、複数段
のラマン増幅器を用いた光伝送システムの波長分割多重
信号の出力地点において、合成ラマン利得波長特性偏差
が、一つの増幅器のラマン利得波長特性偏差を段数分だ
け累積したと仮定した値より小さい光伝送システムを得
ようとするものである。
That is, according to the first aspect of the present invention, at the output point of a wavelength division multiplexed signal of an optical transmission system using a plurality of stages of Raman amplifiers, the composite Raman gain wavelength characteristic deviation is the Raman gain wavelength characteristic of one amplifier. The purpose is to obtain an optical transmission system smaller than a value that is assumed to have accumulated the deviation by the number of stages.

【0012】本発明の請求項2の光伝送システムは、請
求項1の光伝送システムにおいて、前記複数のラマン増
幅器が少なくとも二種類の励起波長構成で設計されてお
り、同一励起波長構成で同一種の増幅用ファイバを用い
るラマン増幅器が複数存在するとき、それらの中に設定
利得の異なるものが含まれていることを特徴としてい
る。
According to a second aspect of the present invention, in the optical transmission system according to the first aspect, the plurality of Raman amplifiers are designed with at least two types of pumping wavelength configurations, and are configured with the same pumping wavelength configuration and the same type. When there are a plurality of Raman amplifiers using the amplifying fibers, the Raman amplifiers include those having different set gains.

【0013】本発明の請求項3の光伝送システムは、請
求項1又は請求項2の光伝送システムにおいて、前記複
数のラマン増幅器として少なくとも第1のラマン増幅器
および第2のラマン増幅器が用いられ、第1のラマン増
幅器のラマン利得波長特性を形成する波長λAmaxでラマ
ン利得GAmaxの極大値を含む上に凸の曲線の波長帯域
と、第2のラマン増幅器のラマン利得波長特性を形成す
る波長λBminでラマン利得GBminの極小値を含む下に凸
の曲線の波長帯域とが重なり合い、前記第1のラマン増
幅器のラマン利得波長特性を形成する波長λAminでラマ
ン利得GAminの極小値を含む下に凸の曲線の波長帯域
と、前記第2のラマン増幅器のラマン利得波長特性を形
成する波長λBmaxでラマン利得GBmaxの極大値を含む上
に凸の曲線の波長帯域とが重なり合い、前記第1のラマ
ン増幅器と前記第2のラマン増幅器との合成ラマン利得
波長特性の偏差が、前記第1のラマン増幅器のラマン利
得波長特性の偏差および前記第2のラマン増幅器のラマ
ン利得波長特性の偏差よりも小さいことを特徴としてい
る。
According to a third aspect of the present invention, in the optical transmission system according to the first or second aspect, at least a first Raman amplifier and a second Raman amplifier are used as the plurality of Raman amplifiers, wavelength of forming the wavelength band of the convex curve above containing a maximum value of Raman gain G Amax at the wavelength lambda Amax to form a Raman gain wavelength characteristics of the first Raman amplifier, a Raman gain wavelength characteristic of the second Raman amplifier At λ Bmin , the wavelength band of the downwardly convex curve including the minimum value of the Raman gain G Bmin overlaps, and the minimum value of the Raman gain G Amin at the wavelength λ Amin forming the Raman gain wavelength characteristic of the first Raman amplifier is calculated. and the wavelength band of convex curve below which includes the wavelength band of the convex curve above containing a maximum value of Raman gain G Bmax at the wavelength lambda Bmax forming a Raman gain wavelength characteristic of the second Raman amplifier is it heavy The deviation of the combined Raman gain wavelength characteristic between the first Raman amplifier and the second Raman amplifier is the deviation of the Raman gain wavelength characteristic of the first Raman amplifier and the Raman gain wavelength of the second Raman amplifier. It is characterized by being smaller than the characteristic deviation.

【0014】請求項3に係る発明は、第1のラマン増幅
器と第2のラマン増幅器とを用いた光伝送システムの利
得波長特性偏差について、第1のラマン増幅器と第2の
ラマン増幅器のそれぞれのラマン利得波長特性の極大値
および極小値が累積して合成ラマン利得波長特性の偏差
が大きくなることがなく、かつ、合成ラマン利得波長特
性が第1のラマン増幅器と第2のラマン増幅器のそれぞ
れの利得波長特性偏差よりも小さく設定ことができる光
伝送システムである。
According to a third aspect of the present invention, a gain wavelength characteristic deviation of an optical transmission system using a first Raman amplifier and a second Raman amplifier is determined for each of the first Raman amplifier and the second Raman amplifier. The maximum value and the minimum value of the Raman gain wavelength characteristic do not accumulate and the deviation of the combined Raman gain wavelength characteristic does not increase, and the combined Raman gain wavelength characteristic does not increase in each of the first Raman amplifier and the second Raman amplifier. This is an optical transmission system that can be set smaller than the gain wavelength characteristic deviation.

【0015】本発明の請求項4の発明は、請求項3の発
明において、波長λAmaxと波長λBm inとがほぼ等しく、
波長λAminと波長λBmaxとがほぼ等しいことを特徴とし
ている。
[0015] The invention of claim 4 is the invention of claim 3, almost equal to the wavelength lambda Amax and the wavelength lambda Bm in,
The wavelength λ Amin is substantially equal to the wavelength λ Bmax .

【0016】すなわち、請求項4の発明は、第1のラマ
ン増幅器と第2のラマン増幅器とを用いた光伝送システ
ムの合成ラマン利得波長特性偏差が最小となる光伝送シ
ステムである。
That is, a fourth aspect of the present invention is an optical transmission system in which the combined Raman gain wavelength characteristic deviation of the optical transmission system using the first Raman amplifier and the second Raman amplifier is minimized.

【0017】請求項5の発明は、請求項1ないし請求項
4のいずれかの発明において、前記ラマン増幅器に、集
中定数型ラマン増幅器または分布定数型ラマン増幅器の
2種類のうち少なくとも1種類が用いられているもので
ある。
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects of the present invention, the Raman amplifier uses at least one of a lumped constant type Raman amplifier and a distributed constant type Raman amplifier. It is what is being done.

【0018】すなわち、請求項5の発明は、合成ラマン
利得波長特性偏差が、光伝送システムを構成する複数の
ラマン増幅器のそれぞれのラマン利得波長特性偏差より
小さくなるように集中定数型ラマン増幅器または分布定
数型ラマン増幅器を用いた光伝送システムである。
That is, the invention according to claim 5 is a lumped-constant Raman amplifier or distributed Raman amplifier such that the combined Raman gain wavelength characteristic deviation is smaller than the Raman gain wavelength characteristic deviation of each of a plurality of Raman amplifiers constituting the optical transmission system. This is an optical transmission system using a constant-type Raman amplifier.

【0019】例えば、新設の線路を伝送路として布設
し、もしくはラマン増幅器が使用されていない既設線路
に、新たにラマン増幅器を設置する際に、ラマン増幅器
を多段必要とする場合に、同一利得波長特性を持つ多段
のラマン増幅器を使うと利得波長特性の偏差が大きくな
るので、互いのラマン増幅器の利得波長特性が補償し合
って、合成利得偏差が小さくなるように、各々のラマン
増幅器については集中定数型ラマン増幅器または分布定
数型ラマン増幅器のいずれかを選択する必要がある。ま
た、既にラマン増幅器が設置されている既存の光伝送シ
ステムにさらにラマン増幅器を追加したい場合は、この
既存のラマン増幅器利得波長特性と追加設置するラマン
増幅器の利得波長特性とが補償し合って、合成ラマン利
得波長偏差が小さくなるように、追加する各々のラマン
増幅器については集中定数型ラマン増幅器または分布定
数型ラマン増幅器のいずれかを選択する必要がある。
For example, when a new line is laid as a transmission line, or when a new Raman amplifier is installed on an existing line in which a Raman amplifier is not used, multiple stages of Raman amplifiers are required. When multi-stage Raman amplifiers having characteristics are used, the deviation of the gain wavelength characteristics becomes large, so that the gain wavelength characteristics of the Raman amplifiers compensate each other and each Raman amplifier is concentrated so that the combined gain deviation becomes small. It is necessary to select either a constant Raman amplifier or a distributed constant Raman amplifier. Also, if it is desired to add a Raman amplifier to an existing optical transmission system in which a Raman amplifier is already installed, the existing Raman amplifier gain wavelength characteristic and the gain wavelength characteristic of the additional Raman amplifier are compensated for, It is necessary to select either a lumped-constant Raman amplifier or a distributed-constant Raman amplifier for each additional Raman amplifier so that the combined Raman gain wavelength deviation is reduced.

【0020】ここで、本発明に関する理論を説明する。Here, the theory relating to the present invention will be described.

【0021】ラマン増幅器には分布定数型ラマン増幅器
と集中定数型ラマン増幅器とがある。分布定数型ラマン
増幅器は主として光ファイバ伝送路自体をラマン増幅用
媒体として用いるため、WDM信号が増幅される際など
に発生する歪みを考慮し、光ファイバ伝送路としては信
号帯域波長での実効的コア断面積Aeffは50μm2から
100μm2程度のものが用いられる。分布定数型ラマ
ン増幅器の現実の利得、すなわちラマン利得は、一中継
区間の光伝送路自体の伝送損失を上回る必要はない。
The Raman amplifier includes a distributed constant type Raman amplifier and a lumped constant type Raman amplifier. Since the distributed constant type Raman amplifier mainly uses the optical fiber transmission line itself as a medium for Raman amplification, considering the distortion generated when the WDM signal is amplified, an effective optical fiber transmission line at the signal band wavelength is used. A core having a core area of about 50 μm 2 to 100 μm 2 is used. The actual gain of the distributed constant type Raman amplifier, that is, the Raman gain need not exceed the transmission loss of the optical transmission line itself in one repeater section.

【0022】集中定数型ラマン増幅器は、中継増幅器と
して用いられるため、信号帯域波長での実効的コア断面
積Aeffは10μm2から30μm2程度に小さくして非線
型性を高め、実効的コア断面積Aeffに起因するラマン利
得に限れば、分布定数型ラマン増幅器のラマン利得より
も集中定数型ラマン増幅器のラマン利得の方が10dB
程度大きくなるように設計される。また集中定数型ラマ
ン増幅器は中継増幅器として使用するために、集中定数
型ラマン増幅器を構成する非線型性の高い光ファイバの
伝送損失を上回るラマン利得が必要である。すなわち、
集中定数型ラマン増幅器の利得は、見かけ上の利得であ
るネット利得が必要である。
Since the lumped-constant type Raman amplifier is used as a relay amplifier, the effective core area Aeff at the signal band wavelength is reduced from about 10 μm 2 to about 30 μm 2 to enhance the nonlinearity and increase the effective core area. As far as the Raman gain caused by Aeff is concerned, the Raman gain of the lumped constant type Raman amplifier is 10 dB higher than that of the distributed constant type Raman amplifier.
It is designed to be large. Further, since the lumped-constant Raman amplifier is used as a relay amplifier, it is necessary to have a Raman gain exceeding the transmission loss of the highly nonlinear optical fiber constituting the lumped-constant Raman amplifier. That is,
The gain of the lumped Raman amplifier requires a net gain, which is an apparent gain.

【0023】信号一波長、励起光一波長の場合は、ラマ
ン利得はG=exp(gR0eff/Aeff)で近似的に与え
られる。ここで、gRはラマン利得係数、P0はラマン増
幅器を構成する光ファイバの励起光入力端の励起光パワ
ー、Leffは有効な誘導ラマン効果が生ずる長さ(実効
長)を表し、αpを励起光の単位長さあたりの減衰量と
したとき、Leff=(1/αp)〔1−exp(−αpL)〕
で表される。なお、Lはラマン増幅器による誘導ラマン
が生ずる光ファイバの長手方向にわたる区間の長さであ
る。
The signal-wave, in the case of excitation Koichi wavelength, the Raman gain is approximately given by G = exp (g R P 0 L eff / Aeff). Here, g R is a Raman gain coefficient, P 0 is a pumping light power at a pumping light input end of an optical fiber constituting the Raman amplifier, L eff is a length (effective length) at which an effective stimulated Raman effect occurs, α When p is the attenuation per unit length of the excitation light, L eff = (1 / α p ) [1−exp (−α p L)]
It is represented by Here, L is the length of the section in the longitudinal direction of the optical fiber where the induced Raman is generated by the Raman amplifier.

【0024】したがって、所望の波長帯域に属するラマ
ン利得係数を実験的に得るには、ラマン増幅器を構成す
る光ファイバの励起光入力端に所望の波長帯域の最も短
波長側に励起光波長λpを固定した励起光を入力し、所
望の波長帯域の短波長側から長波長側に向かって信号光
波長λsを掃引させ、該ラマン増幅器を構成する光ファ
イバの励起光入力端の励起光パワーP0と該ラマン増幅
器の入力端信号光入力P1と出力端信号光出力P2を測定
する。
Therefore, in order to experimentally obtain the Raman gain coefficient belonging to the desired wavelength band, the pumping light input end of the optical fiber constituting the Raman amplifier is connected to the pumping light wavelength λ p at the shortest wavelength side of the desired wavelength band. Is input, and the signal light wavelength λ s is swept from the short wavelength side to the long wavelength side of the desired wavelength band, and the pump light power at the pump light input end of the optical fiber constituting the Raman amplifier is input. P 0 , the input terminal signal light input P 1 of the Raman amplifier, and the output terminal signal light output P 2 are measured.

【0025】固定された励起光波長λpと掃引させる信
号光波長λsに対応させて、これらの入力端信号光入力
1と出力端信号光出力P2から、見かけ上の利得(ネッ
ト利得)GN=10log(P2/P1)を求め、該ラマン増
幅器を構成する光ファイバの信号光波長における単位長
さあたりの減衰量αsと該ラマン増幅器を構成する光フ
ァイバの長さLとの積である信号光の伝送損失αsLを
求めて、実際の利得(ラマン利得)GをG=GN+αs
により求める。
From the input terminal signal light input P 1 and the output terminal signal light output P 2 , an apparent gain (net gain) is made corresponding to the fixed pump light wavelength λ p and the signal light wavelength λ s to be swept. ) G N = 10 log (P 2 / P 1 ) is obtained, and the attenuation amount α s per unit length at the signal light wavelength of the optical fiber constituting the Raman amplifier and the length L of the optical fiber constituting the Raman amplifier are determined. seeking transmission loss alpha s L of the signal light which is the product of the, the actual gain (Raman gain) G G = G N + α s L
Ask by

【0026】ラマン増幅器を構成する光ファイバの励起
光入力端の励起光パワーP0は測定可能であり、ラマン
増幅器を構成する光ファイバの長さLが既知であるから
ef fは計算により求めることができる。利得Gは求め
られているので、G=exp(g R0eff/Aeff)の関係
式から、gR/Aeffが得られ、Aeffは公知の実験方法に
より既知であるから、gRが得られる。なお、gRが明瞭
に測定できるためには、ラマン増幅器を構成する光ファ
イバの励起光入力端の励起光パワーP0は+10dBm
程度、信号光については−20dBm程度必要である。
Excitation of optical fiber constituting Raman amplifier
Excitation light power P at the optical input end0Is measurable and Raman
Because the length L of the optical fiber constituting the amplifier is known
Lef fCan be obtained by calculation. Gain G is calculated
G = exp (g RP0Leff/ Aeff) relationship
From the equation, gR/ Aeff is obtained, and Aeff is
Because it is more known, gRIs obtained. Note that gRClear
In order to be able to perform measurements in
Pump power P at the pump light input end0Is +10 dBm
And about -20 dBm for signal light.

【0027】νpを励起光波長λpに対応する周波数、ν
sを信号光波長λsに対応する周波数とすると、固定され
た励起光周波数νpと掃引させる信号周波数νsのパラメ
ータ(νp,νs)に対して、上述のラマン利得係数gR
(νp,νs) が得られる。一般化されたラマン利得係
数gRは周波数シフトΔν=νp−νsに依存することが
理論的に知られている。従って一般化されたラマン利得
係数gR(Δν)を得るには、パラメータ(νp,νs
に対応するgR(νp,νs)の大きさに対して、同じ大
きさのgR(Δν)を対応させ、パラメータ(νp
νs)を周波数シフトΔν=νp−νsに置き換えれば良
い。
Ν p is the frequency corresponding to the excitation light wavelength λ p ,
Assuming that s is a frequency corresponding to the signal light wavelength λ s , the above-mentioned Raman gain coefficient g R for the fixed excitation light frequency ν p and the parameters (ν p , ν s ) of the signal frequency ν s to be swept.
p , ν s ) is obtained. It is theoretically known that the generalized Raman gain coefficient g R depends on the frequency shift Δν = ν p −ν s . Therefore, in order to obtain a generalized Raman gain coefficient g R (Δν), the parameters (ν p , ν s )
G R (ν p, ν s ) corresponding to the relative size of, made to correspond to g R (Δν) of the same size, the parameter ([nu p,
ν s ) may be replaced by a frequency shift Δν = ν p −ν s .

【0028】以上のようにして、一般化されたラマン利
得係数(あるいはgR/Aeff)の波長(周波数)依存性
を求め、波長(周波数)対ラマン利得係数(あるいはg
R/Aeff)のテーブルを用意する。
As described above, the wavelength (frequency) dependency of the generalized Raman gain coefficient (or g R / Aeff) is determined, and the wavelength (frequency) versus the Raman gain coefficient (or g
R / Aeff) table is prepared.

【0029】ラマン増幅において、励起光、信号光、光
ファイバの減衰量がどのように関わりあっているかにつ
いての基本的な考え方は、"Pump Interactions in a 10
0nmBandwidth Raman Amplifier"IEEE PHOTONICS TECHNO
LOGY LETTERS,VOL.11,No.5,MAY 1999,p.530に記載
されている。
In Raman amplification, the basic concept of how pump light, signal light, and optical fiber attenuation are related to each other is described in “Pump Interactions in a 10
0nmBandwidth Raman Amplifier "IEEE PHOTONICS TECHNO
LOGY LETTERS, VOL.11, No.5, MAY 1999, p.530.

【0030】この考え方を基にして、ラマン増幅器のシ
ミュレーションをするための励起光、信号光、光ファイ
バの減衰量がどのように関わりあっているかを示す基本
方程式を、励起光および信号光は前進するものとして扱
い、レイリー散乱は小さく、自然放出光の影響は無視で
きるものと仮定して誘導した。
Based on this concept, the pump light, the signal light, and the fundamental equation showing how the attenuation of the optical fiber are related to each other for the simulation of the Raman amplifier. It was assumed that Rayleigh scattering was small and the effect of spontaneous emission was negligible.

【0031】周波数νでの光ファイバの減衰量αν、実
効的コア断面積Aeffν、周波数ζと周波数νとの間のラ
マン利得係数gR(ζ−ν)=gζνとして、周波数ν
の前進波のパワーPνの波が距離Zだけ前進したときの
パワーの変化は下記の式で与えられる。
The frequency attenuation amount of the optical fiber at [nu alpha [nu, effective core area Aeff [nu, as Raman gain coefficient g R (ζν) = g ζν between frequency ζ and the frequency [nu, the frequency [nu
The change in power when the wave of the forward wave power P ν of the forward wave advances by the distance Z is given by the following equation.

【0032】[0032]

【数1】 (Equation 1)

【0033】ここで、周波数ν1、ν2、…、νnからな
るWDM信号のパワーをPsν1、Ps ν2、…、Psνn
し、周波数ζ1、ζ2、…、ζmからなる多重励起光のパ
ワーをPpζ1、Ppζ2、…、Ppζmとし(ただしν1
ν2<…<νn<ζ1<ζ2<…<ζm)、WDM信号間の
ラマン遷移はないものとする。
[0033] Here, the frequency ν 1, ν 2, ..., the power of the WDM signal consisting of ν n P sν1, P s ν2 , ..., and P Esunyuenu, frequency zeta 1, zeta 2, ..., consisting of zeta m The power of the multiple pump light is P p と し 1 , P pζ2 ,..., P pζm (where ν 1 <
ν 2 <... <ν n12 <... <ζ m ), and there is no Raman transition between WDM signals.

【0034】上記のとおり、WDM信号も励起光も離散
的スペクトルであるから、数1の式の積分の演算は和の
演算に置き換わる。
As described above, since both the WDM signal and the pumping light have discrete spectra, the operation of integration of the equation (1) is replaced by the operation of sum.

【0035】周波数νk、パワーPsνkのWDM信号を
数1の式のPνに適用すると下記の式が得られる。
When the WDM signal having the frequency ν k and the power P sνk is applied to P ν in the equation (1), the following equation is obtained.

【0036】[0036]

【数2】 (Equation 2)

【0037】また、周波数ζj、パワーPpζjの励起光
を数1の式のPνに適用すると下記の式が得られる。
When the pumping light having the frequency ζ j and the power P p ζj is applied to P ν in the equation (1), the following equation is obtained.

【0038】[0038]

【数3】 (Equation 3)

【0039】WDM信号のパワー(Psν1,Psν2
…,Psνn)は信号入力点で与えられ、多重励起光(P
pζ1,Ppζ2,…,Ppζm)は励起光入力点で与えられ
るから、前方励起の場合、後方励起の場合、両者を組み
合わせた場合についてはそれぞれ次のようになる。
The power of the WDM signal (P sν1 , P sν2 ,
.., P sνn ) are given at the signal input point and the multiple pump light (P
Since pζ1 , Ppζ2 ,..., Ppζm ) are given at the pumping light input point, the following applies to forward pumping, backward pumping, and a combination of both.

【0040】まず、前方励起の場合について説明する。
(Psν1,Psν2,…,Psνn)、(Ppζ1,Ppζ2
…,Ppζm)のZ=0での初期値のセットを数2の式お
よび数3の式のそれぞれ右辺に代入すれば、任意の
νk、任意のζjに対してPsνk、PpζjのΔzだけ離れ
たΔPsνk、ΔPpζjが得られる。Psνk+ΔPsνk
pζj+ΔPpζjを、それぞれPsνk、Ppζjとして数
2の式および数3の式のそれぞれ右辺に代入すればz=
0の地点から2Δzだけ離れたPsνk、Ppζjが得ら
れ、これを繰り返すことによって出力点の(Psν1,P
sν2,…,Psνn)、(Ppζ1,Ppζ2,…,Ppζm
が得られ、利得がわかる。
First, the case of forward excitation will be described.
(Psν1, Psν2, ..., Psνn), (Ppζ1, Ppζ2,
…, Ppζm) Is the initial value set at Z = 0,
Substituting into the right-hand side of each of the equations and
νk, Any ζjAgainst Psνk, PpζjSeparated by Δz
ΔPsνk, ΔPpζjIs obtained. Psνk+ ΔPsνk,
P pζj+ ΔPpζjAnd Psνk, PpζjAs the number
By substituting into the right side of the equation 2 and the equation 3 respectively, z =
P away from point 0 by 2Δzsνk, PpζjGot
By repeating this, the output point (Psν1, P
sν2, ..., Psνn), (Ppζ1, Ppζ2, ..., Ppζm)
Is obtained, and the gain is known.

【0041】次に、後方励起の場合について説明する。
多重励起光(Ppζ1,Ppζ2,…,Ppζm)がZ=Lで
後方励起されているものとし、伝送損失αζkを考慮し
てZ=0での多重励起光パワー予測値は、Ppζk−α
ζkL(kは1からmまでの整数)とする。Z=0でのW
DM信号光(Psν1,Psν2,…,Psνn)の初期値及
び多重励起光パワー予測値を前方励起の場合と同様に計
算するが、その際に数2の式をそのまま用い、数3の式
については+符号と−符号とを入れ換えた式を用いて、
Z=Lでの多重励起光パワー(Ppζ1,Ppζ2,…,P
pζm)を求める。計算された多重励起光パワーと設定し
た多重励起光パワーが設定された誤差範囲内で一致すれ
ば、Z=Lでの計算されたWDM信号光(Psν1,P
sν2,…,P sνn)を、数2の式を満足する解および数
3の式の符号を置き換えた式を満足する解として採用す
る。計算された多重励起光パワーと設定した多重励起光
パワーが設定された誤差範囲外であれば、Z=0での多
重励起光パワー(Ppζ1,Pp ζ2,…,Ppζm)の大き
さを新たに予測設定し、Z=0でのWDM信号光(Ps
ν1,Psν2,…,Psνn)の初期値及び多重励起光パ
ワー予測設定値を、前方励起の場合と同様に数2の式お
よび数3の式の符号を置き換えた式に代入して、Z=L
での多重励起光パワー(Ppζ1,Ppζ2,…,Ppζm
を求める。Z=Lでの計算された多重励起光パワーと設
定した多重励起光パワーが設定された誤差範囲内で一致
するまで、上記演算を繰り返す。
Next, the case of backward excitation will be described.
Multiple excitation light (Ppζ1, Ppζ2, ..., Ppζm) Is Z = L
Transmission loss αζkTaking into account
The predicted value of the multiple pump light power at Z = 0 is Ppζk−α
ζkLet L (k is an integer from 1 to m). W at Z = 0
DM signal light (Psν1, Psν2, ..., Psνn) Initial value and
And multiple pump light power predictions as in the case of forward pumping.
In this case, the equation of Equation 2 is used as it is, and the equation of Equation 3 is used.
Is obtained by using an expression in which the + sign and the-sign are exchanged,
Multiple excitation light power (Ppζ1, Ppζ2, ..., P
pζm). Set the calculated multiple excitation light power and
Multiple pump light powers within the set error range
For example, the calculated WDM signal light (Psν1, P
sν2, ..., P sνn) Is the solution and number satisfying the equation
Adopt the equation that replaces the sign of equation 3 as a satisfying solution
You. Calculated multiple excitation light power and set multiple excitation light
If the power is out of the set error range, the Z
Double excitation light power (Ppζ1, Pp ζ2, ..., Ppζm) Size
Of the WDM signal light (Ps
ν1, Psν2, ..., Psνn) Initial value and multiple excitation light
In the same way as in the case of forward excitation,
And Z = L
Pump light power (Ppζ1, Ppζ2, ..., Ppζm)
Ask for. The calculated multiple pump light power and setting at Z = L
Multiplexed pump power matches within set error range
The above calculation is repeated until the calculation is completed.

【0042】次に、前方励起と後方励起とを組み合わせ
た場合について説明する。ここでは、前方励起と後方励
起の相互作用がないものとして扱う。従って前方励起と
後方励起の重ねあわせを行って利得を求める。すなわ
ち、前方励起のときの励起光を表す数3の式と、後方励
起のときの励起光を表す数3の式の符号+を−に、−を
+に置き換えた数式の和を、数2の式の励起光を表すP
に代入し、以下前方励起と後方励起のアルゴリズム
を繰り返す。
Next, a case where forward excitation and backward excitation are combined will be described. Here, it is assumed that there is no interaction between forward excitation and backward excitation. Therefore, the gain is obtained by superimposing forward pumping and backward pumping. That is, the sum of the equation of Equation 3 representing pumping light at the time of forward pumping and the equation of Equation 3 representing pumping light at the time of backward pumping, in which + is replaced with-and + is replaced by + P representing the excitation light of the formula
Subsequent to this, the algorithm of forward excitation and backward excitation is repeated.

【0043】上記3つの場合のように、数2の式および
数3の式を使ってシミュレーションを行い、2台のラマ
ン増幅器の利得波長特性が補償し合って、合成ラマン利
得波長特性偏差が小さくなる数値例を探し、その数値を
実際のシステムに適用することで本発明の光伝送システ
ムを実現することが可能となる。
As in the above three cases, a simulation is performed using the equations (2) and (3), and the gain wavelength characteristics of the two Raman amplifiers compensate each other, so that the deviation of the combined Raman gain wavelength characteristic is small. The optical transmission system of the present invention can be realized by searching for a numerical example and applying the numerical value to an actual system.

【0044】[0044]

【本発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図
面を用いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0045】図1は、本発明の光伝送システムの構成の
一例を示す概略説明図である。
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing an example of the configuration of the optical transmission system of the present invention.

【0046】図1(a)は、ラマン増幅器を2台使用し
た場合の光伝送システムの構成の一例を示す概略説明図
である。図1(a)において、1は光伝送路、2はラマ
ン増幅器である。そして、ラマン増幅器2は、2台のラ
マン増幅器2がそれぞれのラマン利得波長特性を補償し
合い、2台のラマン増幅器による合成ラマン利得波長特
性偏差が、それぞれのラマン増幅器2のラマン利得波長
特性偏差よりも小さくなるように、WDM信号をラマン
増幅しようとする区間であるAB間およびCD間に配置
される。なお、図1(a)において、B地点とC地点と
は異なる位置にあるが、同一の位置であってもよく、そ
の場合には光伝送路1のBC間における伝送損失偏差を
考慮することなく合成ラマン利得波長特性およびその偏
差を求めることができる。
FIG. 1A is a schematic explanatory view showing an example of the configuration of an optical transmission system when two Raman amplifiers are used. In FIG. 1A, 1 is an optical transmission line, and 2 is a Raman amplifier. In the Raman amplifier 2, the two Raman amplifiers 2 compensate for their Raman gain wavelength characteristics, and the combined Raman gain wavelength characteristic deviation of the two Raman amplifiers becomes the Raman gain wavelength characteristic deviation of each Raman amplifier 2. It is arranged between AB and CD, which are sections where Raman amplification of a WDM signal is to be performed, so as to be smaller. In FIG. 1A, the point B and the point C are located at different positions, but may be located at the same position. In this case, the transmission loss deviation between the BCs of the optical transmission line 1 must be considered. It is possible to obtain the combined Raman gain wavelength characteristic and its deviation without any problem.

【0047】また、図1(b)は、ラマン増幅器を3台
使用した場合の光伝送システムの構成の一例を示す概略
説明図である。この場合にも、ラマン増幅器2が2台の
場合と同様に、3台のラマン増幅器2がWDM信号をラ
マン増幅しようとする区間であるAB間、CD間、EF
間に配置される。なお、本発明の光伝送システムの構成
はこれらに限らず、ラマン増幅器2の接続台数は何台で
もよい。
FIG. 1B is a schematic explanatory diagram showing an example of the configuration of an optical transmission system when three Raman amplifiers are used. Also in this case, similarly to the case where the two Raman amplifiers 2 are used, the sections where the three Raman amplifiers 2 attempt to Raman amplify the WDM signal are between AB, CD, EF.
Placed between. The configuration of the optical transmission system of the present invention is not limited to these, and the number of connected Raman amplifiers 2 may be any number.

【0048】なお、ラマン増幅器2は、前方励起型であ
っても、後方励起型であっても、前方励起型と後方励起
型を組み合わせたものであってもよく、分布定数型であ
っても集中定数型であってもよい。本発明の実施形態に
おいて重要なことは、複数のラマン増幅器がそれぞれの
ラマン利得波長特性を補償し合い、該複数のラマン増幅
器の合成ラマン利得波長特性偏差が、一つの増幅器のラ
マン利得波長特性偏差を段数分だけ累積したと仮定した
値より小さくなるように光伝送システムが構成されるこ
とである。
The Raman amplifier 2 may be a forward pumping type, a backward pumping type, a combination of the forward pumping type and the backward pumping type, or a distributed constant type. It may be a lumped constant type. What is important in the embodiment of the present invention is that a plurality of Raman amplifiers compensate for each Raman gain wavelength characteristic, and the combined Raman gain wavelength characteristic deviation of the plurality of Raman amplifiers is the Raman gain wavelength characteristic deviation of one amplifier. The optical transmission system is configured so as to be smaller than a value assumed to have been accumulated by the number of stages.

【0049】図2は、励起光源として用いられる高出力
半導体レーザユニット(以下、HPUとする)の一例を
示す概略説明図である。図2において、3はHPU、4
は半導体レーザ、5は偏波保持光ファイバ、6は入力さ
れた2波の光の偏波状態を例えば直交するように調整し
て偏波合成する偏波合成器、7は光合波器、8はアイソ
レータである。
FIG. 2 is a schematic explanatory view showing an example of a high-power semiconductor laser unit (hereinafter referred to as HPU) used as an excitation light source. In FIG. 2, 3 is an HPU, 4
Is a semiconductor laser, 5 is a polarization maintaining optical fiber, 6 is a polarization combiner that adjusts the polarization state of the two inputted lights so as to be orthogonal, for example, and combines the polarization, 7 is an optical multiplexer, 8 Is an isolator.

【0050】なお、図2において、半導体レーザ4は4
a、4b、…のように複数個存在し、偏波保持光ファイ
バ5(5a、5b、…)、偏波合成器6(6a、6b、
…)、光合波器7(7a、7b)も同様に複数個存在し
ている。
In FIG. 2, the semiconductor laser 4 is
a, 4b,..., a polarization maintaining optical fiber 5 (5a, 5b,...), a polarization combiner 6 (6a, 6b,.
..) And a plurality of optical multiplexers 7 (7a, 7b).

【0051】また、図2において、同一の偏波合成器6
に入力される複数個の半導体レーザ4、例えば4aと4
bとは、ほぼ同一の波長で出力している。なお、図2に
おいては励起波長が3波の例が示されているが、実際に
は励起波長が2波以上の場合に図2のようなHPU3を
構成することが可能である。偏波保持光ファイバ5(5
a、5b、…)のそれぞれには、内部に半導体レーザ4
(4a、4b、…)の発振光にほぼ一致するファイバグ
レーティングによる光反射層が形成され、半導体レーザ
4(4a、4b、…)の発振波長の安定化及び発振波長
の狭帯域化を図ることもできる。
In FIG. 2, the same polarization synthesizer 6 is used.
A plurality of semiconductor lasers 4, for example, 4a and 4
b is output at substantially the same wavelength. Although FIG. 2 shows an example in which the excitation wavelength is three, the HPU 3 as shown in FIG. 2 can be actually configured when the excitation wavelength is two or more. Polarization maintaining optical fiber 5 (5
a, 5b,...) have a semiconductor laser 4 inside.
(4a, 4b,...), A light reflecting layer is formed by a fiber grating substantially matching the oscillation light, and the oscillation wavelength of the semiconductor laser 4 (4a, 4b,...) Is stabilized and the oscillation wavelength is narrowed. Can also.

【0052】また、図2において、光合波器7として
は、例えばWDMカプラ、ダイクロイックミラー等の波
長選択性を有する手段(以下、WDMフィルタとする)
を用いることが好ましい。
In FIG. 2, the optical multiplexer 7 is a wavelength-selective means such as a WDM coupler or a dichroic mirror (hereinafter referred to as a WDM filter).
It is preferable to use

【0053】図2のHPU3において、2台の半導体レ
ーザ4(4a、4b;4c、4d;4e、4f)が、そ
れぞれ偏波保持光ファイバ5(5a、5b;5c、5
d;5e、5f)を介して偏波合成器6(6a;6b;
6c)の入力側に接続されている。また、偏波合成器6
b、6cの出力側が光合波器7bの入力側に接続され、
光合波器7bの出力側と偏波合成器6aの出力側とが光
合波器7aの入力側に接続されている。また、光合波器
7aの出力側がアイソレータ8の入力側に接続され、ア
イソレータ8の出力側がHPU3の出力端に接続されて
いる。なお、HPU3の出力端の近傍には、HPU3の
出力をモニタするタップが必要に応じて設けられる。
In the HPU 3 shown in FIG. 2, two semiconductor lasers 4 (4a, 4b; 4c, 4d; 4e, 4f) are respectively connected to polarization maintaining optical fibers 5 (5a, 5b; 5c, 5c).
d; 5e, 5f) through the polarization combiner 6 (6a; 6b;
6c) is connected to the input side. The polarization synthesizer 6
b, 6c are connected to the input side of the optical multiplexer 7b,
The output side of the optical multiplexer 7b and the output side of the polarization combiner 6a are connected to the input side of the optical multiplexer 7a. The output side of the optical multiplexer 7 a is connected to the input side of the isolator 8, and the output side of the isolator 8 is connected to the output end of the HPU 3. In addition, a tap for monitoring the output of the HPU 3 is provided near the output terminal of the HPU 3 as necessary.

【0054】以下、本発明で用いられる分布定数型ラマ
ン増幅器の一例を示す。図3は分布定数型ラマン増幅器
の一例を示す概略説明図であって、9は光合波器、10
はWDM信号入力点、11はWDM信号出力点である。
Hereinafter, an example of the distributed constant type Raman amplifier used in the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic explanatory view showing an example of a distributed constant type Raman amplifier.
Is a WDM signal input point, and 11 is a WDM signal output point.

【0055】ここで、WDM信号入力点10およびWD
M信号出力点11は、例えば入力端子や出力端子のよう
なものを意味するものではなく、WDM信号入力点10
は図1に例示された光伝送システムにおけるラマン増幅
器の入力点であるA点等を表し、WDM信号出力点11
は図1に例示された光伝送システムにおけるラマン増幅
器の出力点であるB点等を表す。なお、WDM信号入力
点10またはWDM信号出力点11のいずれか一方は、
入力端子や出力端子のようなものと共通する場合があ
る。
Here, the WDM signal input point 10 and WD
The M signal output point 11 does not mean something like, for example, an input terminal or an output terminal.
Represents a point A or the like which is an input point of the Raman amplifier in the optical transmission system illustrated in FIG.
Represents a point B or the like which is an output point of the Raman amplifier in the optical transmission system illustrated in FIG. One of the WDM signal input point 10 and the WDM signal output point 11 is
It may be common to things like input terminals and output terminals.

【0056】なお、図3において、前方励起の場合は光
合波器9からWDM信号出力点11の方向に励起光が進
行し、後方励起の場合は光合波器9からWDM信号入力
点10の方向に励起光が進行する。また、光合波器9と
しては、図2の光合波器7と同様に、WDMフィルタを
用いることが好ましい。
In FIG. 3, the pump light travels from the optical multiplexer 9 to the WDM signal output point 11 in the case of forward pumping, and the direction from the optical multiplexer 9 to the WDM signal input point 10 in the case of backward pumping. The excitation light proceeds. It is preferable to use a WDM filter as the optical multiplexer 9 as in the optical multiplexer 7 of FIG.

【0057】また、分布定数型ラマン増幅器に用いられ
る光ファイバは光伝送路1としても併用される。一般に
光伝送路は長距離であることが多いため、分布定数型増
幅器に使用する光ファイバの長さは一般に数10km〜
数100kmとされる。また、光ファイバの種類はノン
・ゼロ・ディスパージョン・シフト・ファイバ(non
zero DSF:以下、NZ−DSFとする)とし
ている。
The optical fiber used for the distributed constant type Raman amplifier is also used as the optical transmission line 1. In general, since optical transmission lines are often long distances, the length of an optical fiber used for a distributed constant amplifier is generally several tens km to several tens km.
It is several hundred km. The type of optical fiber is non-zero dispersion shift fiber (non-zero dispersion shift fiber).
zero DSF: NZ-DSF).

【0058】以下、本発明で用いられる集中定数型ラマ
ン増幅器の一例を示す。図4は集中定数型ラマン増幅器
の一例を示す概略説明図であって、9は光合波器、10
はWDM信号入力点、11はWDM信号出力点、12は
光増幅ファイバである。
Hereinafter, an example of a lumped-constant Raman amplifier used in the present invention will be described. FIG. 4 is a schematic explanatory view showing an example of a lumped constant type Raman amplifier.
Denotes a WDM signal input point, 11 denotes a WDM signal output point, and 12 denotes an optical amplification fiber.

【0059】ここで、WDM信号入力点10は図1に例
示された光伝送システムにおけるラマン増幅器の入力点
であるA点等を表し、WDM信号出力点11は図1に例
示された光伝送システムにおけるラマン増幅器の出力点
であるB点等を表す点で分布定数型ラマン増幅器と共通
し、WDM信号入力点10およびWDM信号出力点11
は、例えば入力端子や出力端子のようなものと共通する
ことが多い点で分布定数型ラマン増幅器と異なる。
Here, a WDM signal input point 10 represents a point A or the like which is an input point of the Raman amplifier in the optical transmission system illustrated in FIG. 1, and a WDM signal output point 11 corresponds to the optical transmission system illustrated in FIG. And WDM signal input point 10 and WDM signal output point 11 in common with the distributed constant type Raman amplifier in that point B, which is the output point of the Raman amplifier in FIG.
Is different from a distributed constant type Raman amplifier in that, for example, the input terminal and the output terminal are often common.

【0060】なお、図4において、前方励起の場合は光
合波器9からWDM信号出力点11の方向に励起光が進
行し、後方励起の場合は光合波器9からWDM信号入力
点10の方向に励起光が進行する。すなわち図4の集中
定数型ラマン増幅器は後方励起の例を示している。ま
た、光合波器9としては、図3と同様に、WDMフィル
タを用いることが好ましい。
In FIG. 4, the pump light travels from the optical multiplexer 9 to the WDM signal output point 11 in the case of forward pumping, and the direction from the optical multiplexer 9 to the WDM signal input point 10 in the case of backward pumping. The excitation light proceeds. That is, the lumped-constant Raman amplifier in FIG. 4 shows an example of backward pumping. It is preferable to use a WDM filter as the optical multiplexer 9 as in FIG.

【0061】集中定数型ラマン増幅器は一般に光増幅フ
ァイバ12を含んだモジュ−ルとして用いられるため
に、光増幅ファイバ12としては、非線型屈折率が大き
く、ラマン利得係数の大きいものが使用される。例え
ば、非線型屈折率やラマン利得係数が、通常光伝送路1
として使用されるシングルモード光ファイバ(SMF)
や分散シフト光ファイバ(DSF)の非線型屈折率やラ
マン利得係数のそれぞれ数倍である光ファイバが集中定
数型ラマン増幅器の光増幅ファイバ12に使用される。
その例として分散補償光ファイバ(DCF)が挙げられ
る。
Since the lumped-constant type Raman amplifier is generally used as a module including the optical amplification fiber 12, the optical amplification fiber 12 having a large nonlinear refractive index and a large Raman gain coefficient is used. . For example, when the nonlinear refractive index and the Raman gain coefficient
Mode optical fiber (SMF) used as
An optical fiber having a nonlinear refractive index and a Raman gain coefficient several times that of a dispersion-shifted optical fiber (DSF) is used for the optical amplification fiber 12 of the lumped-constant Raman amplifier.
An example is a dispersion compensating optical fiber (DCF).

【0062】実施例1 実施例1として、分布定数型ラマン増幅器と集中定数型
ラマン増幅器とを組み合わせて光伝送システムを構成
し、その合成ラマン利得波長特性をシミュレーションし
た。
Example 1 As Example 1, an optical transmission system was constructed by combining a distributed constant type Raman amplifier and a lumped constant type Raman amplifier, and the combined Raman gain wavelength characteristics were simulated.

【0063】図5は実施例1の光伝送システムの一例を
示す概略説明図である。図5において、ラマン増幅器と
して後方励起型の分布定数型ラマン増幅器2adおよび
後方励起型の集中定数型ラマン増幅器2bcの2種類を
用いている。
FIG. 5 is a schematic explanatory view showing an example of the optical transmission system according to the first embodiment. In FIG. 5, two types of Raman amplifiers are used: a backward-pumped distributed constant Raman amplifier 2ad and a backward-pumped lumped constant Raman amplifier 2bc.

【0064】また、後方励起型の分布定数型ラマン増幅
器2adにより、ラマン利得の極大値をλ11、λ13
に有し、極小値をλ12、λ14に有するラマン利得波
長特性が得られ、後方励起型の集中定数型ラマン増幅器
2bcにより、ラマン利得の極小値をλ11´、λ13
´に有し、極大値をλ12´、λ14´に有するラマン
利得波長特性が得られている。
Further, the maximum value of the Raman gain is changed to λ11, λ13 by the backward pumping distributed constant type Raman amplifier 2ad.
And the Raman gain wavelength characteristics having the minimum values at λ12 and λ14 are obtained. The minimum values of the Raman gains are set at λ11 ′ and λ13 by the backward pumped lumped-constant Raman amplifier 2bc.
′ And Raman gain wavelength characteristics having local maximum values at λ12 ′ and λ14 ′.

【0065】そして、λ11とλ11´、λ12とλ1
2´、…をそれぞれほぼ一致させることにより、具体的
には分布定数型ラマン増幅器2adのラマン利得の極大
値を示す波長と集中定数型ラマン増幅器2bcのラマン
利得の極小値を示す波長とをほぼ一致させ、分布定数型
ラマン増幅器2adのラマン利得の極小値を示す波長と
集中定数型ラマン増幅器2bcのラマン利得の極大値を
示す波長とをほぼ一致させることにより、分布定数型ラ
マン増幅器2adのラマン利得波長特性と集中定数型ラ
マン増幅器2bcのラマン利得波長特性が互いに補償し
合い、合成ラマン利得波長特性の偏差をそれぞれのラマ
ン増幅器2ad、2bcにおけるラマン利得波長特性の
偏差より小さくすることが可能である。
Λ11 and λ11 ', λ12 and λ1
2 ′,... Are substantially equal to each other. Specifically, the wavelength indicating the maximum value of the Raman gain of the distributed constant type Raman amplifier 2ad and the wavelength indicating the minimum value of the Raman gain of the lumped constant type Raman amplifier 2bc are almost equal to each other. The Raman gain of the distributed constant Raman amplifier 2ad and the wavelength of the lumped constant Raman amplifier 2bc showing the local maximum value of the lumped constant type Raman amplifier 2bc are made substantially coincident with each other, so that the Raman The gain wavelength characteristic and the Raman gain wavelength characteristic of the lumped constant type Raman amplifier 2bc compensate each other, and the deviation of the combined Raman gain wavelength characteristic can be made smaller than the deviation of the Raman gain wavelength characteristic of the respective Raman amplifiers 2ad and 2bc. is there.

【0066】ここで、分布定数型ラマン増幅器2adお
よび集中定数型ラマン増幅器2bcの具体例について説
明する。
Here, specific examples of the distributed constant type Raman amplifier 2ad and the lumped constant type Raman amplifier 2bc will be described.

【0067】まず、分布定数型ラマン増幅器2adの具
体例について説明する。図6にNZ−DSFの減衰量の
波長特性の一例を、図7にラマン利得係数の周波数シフ
ト特性を、図8に実効的コア断面積(Aeff)の波長特性
をそれぞれ示す。なお、本実施例ではNZ−DSFの長
さを100kmとした。
First, a specific example of the distributed constant Raman amplifier 2ad will be described. FIG. 6 shows an example of the wavelength characteristic of the attenuation of the NZ-DSF, FIG. 7 shows the frequency shift characteristic of the Raman gain coefficient, and FIG. 8 shows the wavelength characteristic of the effective core area (Aeff). In this example, the length of the NZ-DSF was set to 100 km.

【0068】また、HPU3aを図2のHPU3を用い
て説明すると、半導体レーザ4a、4bの発振波長を1
383nm、半導体レーザ4c、4dの発振波長を13
95nm、半導体レーザ4e、4fの発振波長を142
2nmとした。また、各波長の出力は、HPU3の出力
端において、波長1383nmが250mW、波長13
95nmが205mW、波長1422nmが230mW
となるように調整した。
The HPU 3a will be described with reference to the HPU 3 of FIG. 2. If the oscillation wavelengths of the semiconductor lasers 4a and 4b are 1
383 nm, the oscillation wavelength of the semiconductor lasers 4 c and 4 d is 13
95 nm, the oscillation wavelength of the semiconductor lasers 4e and 4f is 142
It was 2 nm. The output of each wavelength is 250 mW at a wavelength of 1383 nm and 13
95 mW at 95 nm, 230 mW at 1422 nm
It was adjusted to be.

【0069】次に、集中定数型ラマン増幅器2bcの具
体例について説明する。光増幅ファイバ12として使用
したDCFの波長対減衰量特性を図9に、ラマン利得係
数の周波数シフト特性を図10に、実効的コア断面積
(Aeff)の波長特性を図11にそれぞれ示す。本実施例
では光増幅ファイバ12としてこのDCFを6km使用
した。
Next, a specific example of the lumped constant type Raman amplifier 2bc will be described. FIG. 9 shows the wavelength-attenuation characteristic of the DCF used as the optical amplification fiber 12, FIG. 10 shows the frequency shift characteristic of the Raman gain coefficient, and FIG. 11 shows the wavelength characteristic of the effective core area (Aeff). In this embodiment, this DCF is used as the optical amplification fiber 12 for 6 km.

【0070】また、HPU3bを図2のHPU3を用い
て説明すると、半導体レーザ4a、4bの発振波長を1
388nm、半導体レーザ4c、4dの発振波長を14
02nm、半導体レーザ4e、4fの発振波長を142
9nmとし、偏波合成器6において、ほぼ同一波長の2
波は偏波状態がほぼ直交するように偏波合成した。ま
た、各波長の出力は、HPU3の出力端において、波長
1383nmが260mW、波長1395nmが217
mW、波長1422nmが166mWとなるように調整
した。
The HPU 3b will be described with reference to the HPU 3 of FIG. 2. If the oscillation wavelength of the semiconductor lasers 4a and 4b is 1
388 nm, the oscillation wavelength of the semiconductor lasers 4 c and 4 d is set to 14
02 nm, the oscillation wavelength of the semiconductor lasers 4e and 4f is 142
9 nm.
The waves were polarized so that the polarization states were almost orthogonal. The output of each wavelength is 260 mW at a wavelength of 1383 nm and 217 nm at a wavelength of 1395 nm at the output end of the HPU3.
mW and the wavelength of 1422 nm were adjusted to 166 mW.

【0071】ここで、数2の式、数3の式に分布定数型
ラマン増幅器2adに入力されるWDM信号光のパワ
ー、周波数、減衰量、波長多重励起光のパワー、周波
数、減衰量、ラマン利得係数を代入してシミュレーショ
ンした。その結果である利得波長特性を図12の破線に
示す。
Here, the power, frequency, and attenuation of the WDM signal light input to the distributed constant Raman amplifier 2ad, the power, the frequency, the attenuation, and the Raman The simulation was performed by substituting the gain factor. The resulting gain wavelength characteristic is shown by the broken line in FIG.

【0072】図12の破線で示される利得波長特性は、
グラフが読み取り易いように波長帯域全体に亘って7d
B底上げされている。図12の破線の利得波長特性のグ
ラフにおいて、利得の最大値と最小値との差を偏差とす
ると、波長1492.3nmで利得最小値14.4dB
を示し、波長1499.0nmで利得最大値15.0d
Bを示すから、利得波長特性の偏差は0.6dBとな
る。
The gain wavelength characteristic shown by the broken line in FIG.
7d over the entire wavelength band for easy reading of the graph
B has been raised. In the graph of the gain wavelength characteristic indicated by the broken line in FIG. 12, when the difference between the maximum value and the minimum value of the gain is a deviation, the minimum gain value is 14.4 dB at a wavelength of 1492.3 nm.
And a maximum gain of 15.0 d at a wavelength of 1499.0 nm.
B, the deviation of the gain wavelength characteristic is 0.6 dB.

【0073】また、数2の式および数3の式に、集中定
数型ラマン増幅器2bcに入力されるWDM信号光のパ
ワー、周波数、減衰量、波長多重励起光のパワー、周波
数、減衰量、ラマン利得係数を代入して、シミュレーシ
ョンをすると、図12の2点鎖線で示される利得波長特
性が得られる。
The power, frequency, and attenuation of the WDM signal light input to the lumped constant type Raman amplifier 2bc, the power, the frequency, the attenuation, and the Raman When a simulation is performed by substituting a gain coefficient, a gain wavelength characteristic indicated by a two-dot chain line in FIG. 12 is obtained.

【0074】図12の2点鎖線で示される利得波長特性
は、グラフが読み取り易いように波長帯域全体にわたっ
て13dB底上げされている。図12の2点鎖線の利得
波長特性のグラフにおいて、利得の最大値と最小値との
差を偏差とすると、波長1499.0nmで利得最小値
8.5dBを示し、波長1491.5nmで利得最大値
9.2dBを示すから、利得波長特性の偏差は0.7d
Bとなる。
The gain wavelength characteristic indicated by the two-dot chain line in FIG. 12 is raised by 13 dB over the entire wavelength band so that the graph can be easily read. In the graph of the gain wavelength characteristic indicated by the two-dot chain line in FIG. 12, when the difference between the maximum value and the minimum value of the gain is a deviation, the minimum gain value is 8.5 dB at a wavelength of 1499.0 nm, and the maximum gain is at a wavelength of 1491.5 nm. Since the value shows 9.2 dB, the deviation of the gain wavelength characteristic is 0.7 dB.
B.

【0075】次に、合成ラマン利得波長特性のシミュレ
ーション結果について述べる。図12の実線に、合成ラ
マン利得波長特性のシミュレーション結果が示されてい
る。なお、以後の説明では、便宜上、上述の分布定数型
ラマン増幅器2adを第1のラマン増幅器とし、上述の
集中定数型ラマン増幅器2bcを第2のラマン増幅器と
する。
Next, a simulation result of the combined Raman gain wavelength characteristic will be described. The solid line in FIG. 12 shows a simulation result of the combined Raman gain wavelength characteristic. In the following description, for convenience, the above-described distributed constant Raman amplifier 2ad is a first Raman amplifier, and the above lumped constant Raman amplifier 2bc is a second Raman amplifier.

【0076】図12より、第1のラマン増幅器の利得極
小値GAminは波長λAminとなり得る1492.3nmお
よび1505.0nmにあり、利得極大値GAmaxは波長
λAm axとなり得る1499.0nmおよび1517.2
nmにあり、第2のラマン増幅器の利得極大値GBmax
波長λBmaxとなり得る1491.5nmおよび150
7.3nmにあり、利得極小値GBminは波長λBminとな
り得る1499.0nmおよび1513.3nmにあ
る。すなわち、第1のラマン増幅器の利得極大値G Amax
を示す波長λAmaxに第2のラマン増幅器の利得極小値G
Bminを示す波長λBm inがほぼ対応し、第1のラマン増幅
器の利得極小値GAminを示す波長λAminに第2のラマン
増幅器の利得極大値GBmaxを示す波長λBmaxがほぼ対応
している。
As shown in FIG. 12, the gain pole of the first Raman amplifier
Small value GAminIs the wavelength λAmin1492.3 nm
And the maximum gain G at 1505.0 nm.AmaxIs the wavelength
λAm ax1499.0 nm and 1517.2
nm and the gain maximum G of the second Raman amplifierBmaxIs
Wavelength λBmax1491.5 nm and 150
7.3 nm, minimum gain GBminIs the wavelength λBminTona
1499.0 nm and 1513.3 nm
You. That is, the gain maximum G G of the first Raman amplifier Amax
Wavelength λAmaxIs the minimum gain G of the second Raman amplifier.
BminWavelength λBm inAlmost corresponds to the first Raman amplification
Minimum value GAminWavelength λAminThe second Raman
Maximum gain G of amplifierBmaxWavelength λBmaxIs almost compatible
are doing.

【0077】また、図12より、第1のラマン増幅器の
利得極大値GAmaxを含む上に凸の曲線の波長帯域と第2
のラマン増幅器の利得極小値GBminを含む下に凸の曲線
の波長帯域とが重なり合い、第1のラマン増幅器の利得
極小値GAminを含む下に凸の曲線の波長帯域と第2のラ
マン増幅器の利得極大値GBmaxを含む上に凸の曲線の波
長帯域が重なり合っている。
FIG. 12 shows that the wavelength band of the upwardly convex curve including the gain maximum value G Amax of the first Raman amplifier and the second
The wavelength band of the downward convex curve including the minimum gain G Bmin of the Raman amplifier of the first Raman amplifier overlaps with the wavelength band of the downward convex curve including the minimum gain G Amin of the first Raman amplifier and the second Raman amplifier. The wavelength bands of the upwardly convex curves including the gain maximum value G Bmax of FIG.

【0078】この第1のラマン増幅器と第2のラマン増
幅器とはほぼ隣接した地点で直列に接続されているの
で、第1のラマン増幅器の利得波長特性と第2のラマン
増幅器の利得波長特性とは重ね合わされ、合成ラマン利
得波長特性が生じる。図12の実線に示された合成ラマ
ン利得波長特性の利得偏差は0.34dBとなり、第1
のラマン増幅器の利得偏差および第2のラマン増幅器の
利得偏差と比較して小さくなっている。
Since the first Raman amplifier and the second Raman amplifier are connected in series at substantially adjacent points, the gain wavelength characteristic of the first Raman amplifier and the gain wavelength characteristic of the second Raman amplifier Are superimposed to produce a combined Raman gain wavelength characteristic. The gain deviation of the combined Raman gain wavelength characteristic shown by the solid line in FIG.
And the gain deviation of the second Raman amplifier are smaller.

【0079】すなわち、第1のラマン増幅器と第2のラ
マン増幅器のラマン利得波長特性の極大値同士、極小値
同士が累積して合成ラマン利得波長特性の偏差が大きく
なることはなく、第1のラマン増幅器の利得極大値を含
む上に凸の曲線の波長帯域と第2のラマン増幅器の利得
極小値を含む下に凸の曲線の波長帯域とが重なり合い、
第1のラマン増幅器の利得極小値を含む下に凸の曲線の
波長帯域と第2のラマン増幅器の利得極大値を含む上に
凸の曲線の波長帯域とが重なり合っているので、第1の
ラマン増幅器と第2のラマン増幅器のラマン利得波長特
性は補償し合って、合成ラマン利得波長特性の利得偏差
は、第1のラマン増幅器および第2のラマン増幅器のそ
れぞれの利得偏差よりも小さくなる。
That is, the maximum of the Raman gain wavelength characteristics of the first Raman amplifier and the maximum of the Raman gain wavelength characteristics of the second Raman amplifier do not accumulate, and the deviation of the combined Raman gain wavelength characteristics does not increase. The wavelength band of the upward convex curve including the maximum value of the gain of the Raman amplifier and the wavelength band of the downward convex curve including the minimum value of the gain of the second Raman amplifier overlap with each other,
Since the wavelength band of the downward convex curve including the minimum value of the gain of the first Raman amplifier and the wavelength band of the upward convex curve including the maximum value of the gain of the second Raman amplifier overlap, the first Raman The Raman gain wavelength characteristics of the amplifier and the second Raman amplifier compensate for each other, and the gain deviation of the combined Raman gain wavelength characteristic is smaller than the respective gain deviations of the first Raman amplifier and the second Raman amplifier.

【0080】実施例2 分布定数型ラマン増幅器を2台組み合わせて光伝送シス
テムを構成し、その合成ラマン利得波長特性をシミュレ
ーションした。
Example 2 An optical transmission system was constructed by combining two distributed constant type Raman amplifiers, and the combined Raman gain wavelength characteristics were simulated.

【0081】図13は実施例2の光伝送システムの一例
を示す概略説明図である。図13において、分布定数型
ラマン増幅器2cd、2ddは2台とも前方励起のもの
を用いている。
FIG. 13 is a schematic explanatory view showing an example of the optical transmission system according to the second embodiment. In FIG. 13, the distributed constant type Raman amplifiers 2cd and 2dd both use forward pumping.

【0082】また、前方励起型の分布定数型ラマン増幅
器2cd(HPU3aを有する)により、ラマン利得の
極大値をλ21、λ23に有し、極小値をλ22、λ2
4に有するラマン利得波長特性が得られ、前方励起型の
分布定数型ラマン増幅器2dd(HPU3cを有する)
により、ラマン利得の極小値をλ21´、λ23´に有
し、極大値をλ22´、λ24´に有するラマン利得波
長特性が得られている。
Further, the forward pumping distributed constant type Raman amplifier 2cd (having the HPU 3a) has the maximum values of the Raman gain at λ21 and λ23 and the minimum values at λ22 and λ2.
4 is obtained, and a forward-pumped distributed constant Raman amplifier 2dd (having the HPU 3c) is obtained.
As a result, Raman gain wavelength characteristics having the minimum values of Raman gain at λ21 ′ and λ23 ′ and the maximum values at λ22 ′ and λ24 ′ are obtained.

【0083】この場合においても、実施例1同様、合成
ラマン利得波長特性の偏差をそれぞれのラマン増幅器に
おけるラマン利得波長特性の偏差より小さくすることが
可能である。
In this case, as in the first embodiment, the deviation of the combined Raman gain wavelength characteristic can be made smaller than the deviation of the Raman gain wavelength characteristic in each Raman amplifier.

【0084】一般に、ある一つのラマン増幅器におい
て、ラマン利得波長特性の偏差はラマン利得の大きさに
比例する。従って、実施例1のような方法で利得偏差の
相殺効果を最大限に引き出すためには、分布型増幅器と
集中型増幅器のラマン利得の間に最適な比率が存在す
る。また、実施例2においては、各区間における伝送路
損失の大きさによらず、二種類のラマン増幅器における
ラマン利得の大きさには最適な比率が存在する。このよ
うに、システムの設計パラメータとは独立に各ラマン増
幅器のラマン利得に最適値が存在すると、システム全体
の最適化が複雑になってしまう。そこで、上記のラマン
利得の最適比率まで考慮しなければならない場合には、
システム全体でその最適比率を達成するように設計する
ことで最適化を容易にすることができる。例えば、実施
例2を用いて説明すると、二種類のHPU(3aと3c)
を用いたラマン増幅器を多数用い、HPU3aを用いた
ラマン増幅器のラマン利得の累積とHPU3cを用いた
ラマン増幅器のラマン利得の累積を比較したときに上記
の最適比率を達成するように設計すれば良い。この場
合、全ての区間のラマン利得を同一の値にする必要はな
く、各区間の伝送路損失に応じた値を割り振ることがで
きる。集中型においても同様のことが言えるので、集中
型と分布型を併用するシステムでは、おのおのについて
上記の最適化を施すこともできる。
Generally, in one Raman amplifier, the deviation of the Raman gain wavelength characteristic is proportional to the magnitude of the Raman gain. Therefore, in order to maximize the offset effect of the gain deviation in the method as in the first embodiment, there is an optimum ratio between the Raman gains of the distributed amplifier and the lumped amplifier. Further, in the second embodiment, there is an optimum ratio between the magnitudes of the Raman gains in the two types of Raman amplifiers regardless of the magnitude of the transmission path loss in each section. Thus, if there is an optimum value for the Raman gain of each Raman amplifier independently of the system design parameters, the optimization of the entire system becomes complicated. Therefore, when it is necessary to consider the above-mentioned optimal ratio of Raman gain,
Optimization can be facilitated by designing the entire system to achieve the optimal ratio. For example, to explain using Embodiment 2, two types of HPUs (3a and 3c)
May be designed so as to achieve the above-described optimum ratio when comparing the accumulated Raman gain of the Raman amplifier using the HPU 3a with the accumulated Raman gain of the Raman amplifier using the HPU 3c using a large number of Raman amplifiers using . In this case, it is not necessary to set the Raman gains of all sections to the same value, and it is possible to assign a value according to the transmission path loss of each section. Since the same can be said for the centralized type, in a system using both the centralized type and the distributed type, the above-mentioned optimization can be performed for each system.

【0085】比較例 図14は比較例の光伝送システムの一例を示す概略説明
図である。 前方励起型の分布定数型ラマン増幅器と後
方励起型の分布定数型ラマン増幅器とを、それぞれのラ
マン増幅器の励起光源による誘導ラマンが生ずる光ファ
イバの長手方向にわたる区間が共通するように組み合わ
せて、ラマン増幅器2e、2e´を構成した。そして、
ラマン増幅器2e、2e´を組み合わせて光伝送システ
ムを構成し、その合成ラマン利得波長特性をシミュレー
ションした。
Comparative Example FIG. 14 is a schematic explanatory view showing an example of an optical transmission system of a comparative example. A forward-pumped distributed constant Raman amplifier and a backward-pumped distributed constant Raman amplifier are combined so that a section extending in the longitudinal direction of an optical fiber in which stimulated Raman is generated by a pump light source of each Raman amplifier is common. The amplifiers 2e and 2e 'were configured. And
An optical transmission system was configured by combining the Raman amplifiers 2e and 2e ', and the combined Raman gain wavelength characteristics were simulated.

【0086】この場合、それぞれのラマン増幅器2e、
2e´におけるラマン利得波長特性はほぼ同じであり、
ラマン利得波長特性の偏差は約0.6dBであった。な
お、ラマン増幅器2eのHPU3xとラマン増幅器2e
´のHPU3x´、およびラマン増幅器2eのHPU3
yとラマン増幅器2e´のHPU3y´はほぼ同じ波長
の励起光源を使用している。
In this case, each Raman amplifier 2e,
The Raman gain wavelength characteristics in 2e 'are almost the same,
The deviation of the Raman gain wavelength characteristic was about 0.6 dB. The HPU 3x of the Raman amplifier 2e and the Raman amplifier 2e
'HPU3x' and Raman amplifier 2e HPU3x
y and the HPU 3y 'of the Raman amplifier 2e' use pump light sources of substantially the same wavelength.

【0087】図14において、実施例と同様に(D点に
おける)合成ラマン利得波長特性偏差を測定したとこ
ろ、約1.1dBとなり、ほぼ2倍に増大した。これ
は、ラマン増幅器2eのラマン利得の極大値を示す波長
とラマン増幅器2e´のラマン利得の極大値を示す波長
とがほぼ一致し、ラマン増幅器2eのラマン利得の極小
値を示す波長とラマン増幅器2e´のラマン利得の極小
値を示す波長とがほぼ一致していることが原因と考えら
れる。
In FIG. 14, when the combined Raman gain wavelength characteristic deviation (at point D) was measured in the same manner as in the embodiment, it was about 1.1 dB, which was almost doubled. This is because the wavelength indicating the maximum value of the Raman gain of the Raman amplifier 2e and the wavelength indicating the maximum value of the Raman gain of the Raman amplifier 2e 'almost coincide with each other, and the wavelength indicating the minimum value of the Raman gain of the Raman amplifier 2e and the Raman amplifier It is considered that the cause is that the wavelength showing the minimum value of the Raman gain of 2e 'substantially coincides.

【0088】すなわち、図14に示した比較例のシステ
ムにおいて合成ラマン利得波長特性偏差を小さくしよう
とする場合には、本発明の手法を用いて、ラマン増幅器
2eのラマン利得の極大値を示す波長を含む上に凸の曲
線の波長帯域とラマン増幅器2e´のラマン利得の極小
値を示す波長を含む下に凸の曲線の波長帯域とが重なり
合い、ラマン増幅器2eのラマン利得の極小値を示す波
長を含む下に凸の曲線の波長帯域とラマン増幅器2e´
のラマン利得の極大値を示す波長を含む上に凸の曲線の
波長帯域とが重なり合うようにそれぞれのラマン増幅器
における励起波長の配置等を考慮しなければならない。
That is, when the deviation of the combined Raman gain wavelength characteristic is to be reduced in the system of the comparative example shown in FIG. 14, the wavelength indicating the maximum value of the Raman gain of the Raman amplifier 2e is determined by using the method of the present invention. And the wavelength band of the downward convex curve including the wavelength indicating the minimum value of the Raman gain of the Raman amplifier 2e 'overlaps, and the wavelength indicating the minimum value of the Raman gain of the Raman amplifier 2e. And the Raman amplifier 2e '
It is necessary to consider the arrangement of the pumping wavelengths in the respective Raman amplifiers so that the wavelength band of the upward convex curve including the wavelength indicating the maximum value of the Raman gain overlaps.

【0089】なお、本実施形態において、ラマン増幅器
は前方励起型であっても後方励起型であっても両者を組
み合わせたものであってもよい。また、ラマン増幅器は
分布定数型であっても集中定数型であってもそれらを組
み合わせたものであってもよい。例えば、特開2000
−98433号公報に記載された増幅器を1台の増幅器
とみなしてそれを複数台用いてもよい。
In this embodiment, the Raman amplifier may be a forward pump type, a backward pump type, or a combination thereof. The Raman amplifier may be a distributed constant type, a lumped constant type, or a combination thereof. For example, JP 2000
The amplifier described in JP-A-98433 may be regarded as one amplifier and a plurality of amplifiers may be used.

【0090】[0090]

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、複数の
ラマン増幅器がそれぞれのラマン利得波長特性を補償し
合い、合成ラマン利得波長特性偏差が、一つの増幅器の
ラマン利得波長特性偏差を使用段数分だけ累積したと仮
定した値より小さい光伝送システムを構成することが可
能となる。また、等化器等の手段を用いることなく、ラ
マン利得波長特性偏差を小さくすることが可能となる。
As described above, according to the present invention, a plurality of Raman amplifiers compensate each Raman gain wavelength characteristic, and the combined Raman gain wavelength characteristic deviation uses the Raman gain wavelength characteristic deviation of one amplifier. It is possible to configure an optical transmission system smaller than the value assumed to be accumulated by the number of stages. Further, it is possible to reduce the Raman gain wavelength characteristic deviation without using means such as an equalizer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態である光伝送システムの一例
を示す概略説明図であって、(a)は2台のラマン増幅
器を用いた例、(b)は3台のラマン増幅器を用いた例
を示している。
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an example of an optical transmission system according to an embodiment of the present invention, in which (a) shows an example using two Raman amplifiers, and (b) shows an example using three Raman amplifiers. An example is shown.

【図2】励起光源として用いられる高出力半導体レーザ
ユニット(HPU)の一例を示す概略説明図である。
FIG. 2 is a schematic explanatory view showing an example of a high-power semiconductor laser unit (HPU) used as an excitation light source.

【図3】分布定数型ラマン増幅器の一例を示す概略説明
図である。
FIG. 3 is a schematic explanatory diagram illustrating an example of a distributed constant type Raman amplifier.

【図4】集中定数型ラマン増幅器の一例を示す概略説明
図である。
FIG. 4 is a schematic explanatory diagram showing an example of a lumped constant type Raman amplifier.

【図5】本発明の実施例である光伝送システムを示す概
略説明図である。
FIG. 5 is a schematic explanatory view showing an optical transmission system according to an embodiment of the present invention.

【図6】NZ−DSFの減衰量の波長特性の一例を示す
波形図である。
FIG. 6 is a waveform chart showing an example of a wavelength characteristic of an attenuation amount of the NZ-DSF.

【図7】NZ−DSFのラマン利得係数の周波数特性の
一例を示す波形図である。
FIG. 7 is a waveform chart showing an example of a frequency characteristic of a Raman gain coefficient of the NZ-DSF.

【図8】NZ−DSFの実効的コア断面積(Aeff)の波
長特性の一例を示す波形図である。
FIG. 8 is a waveform chart showing an example of a wavelength characteristic of an effective core area (Aeff) of the NZ-DSF.

【図9】光増幅ファイバとして使用したDCFの波長対
減衰量特性の一例を示す波形図である。
FIG. 9 is a waveform diagram showing an example of a wavelength-attenuation characteristic of a DCF used as an optical amplification fiber.

【図10】光増幅ファイバとして使用したDCFのラマ
ン利得係数の周波数特性の一例を示す波形図である。
FIG. 10 is a waveform chart showing an example of a frequency characteristic of a Raman gain coefficient of a DCF used as an optical amplification fiber.

【図11】光増幅ファイバとして使用したDCFの実効
的コア断面積(Aeff)の波長特性の一例を示す波形図で
ある。
FIG. 11 is a waveform chart showing an example of a wavelength characteristic of an effective core area (Aeff) of a DCF used as an optical amplification fiber.

【図12】本発明の光伝送システムに用いられるラマン
増幅器の利得波長特性の一例を示す波形図であって、破
線は分布定数型ラマン増幅器の利得波長特性を示し、2
点鎖線は集中定数型ラマン増幅器の利得波長特性を示
し、実線は集中定数型ラマン増幅器と分布定数型ラマン
増幅器との合成ラマン利得波長特性を示す。
FIG. 12 is a waveform diagram showing an example of the gain wavelength characteristic of the Raman amplifier used in the optical transmission system of the present invention, wherein the broken line indicates the gain wavelength characteristic of the distributed constant type Raman amplifier;
The dotted line indicates the gain wavelength characteristic of the lumped-constant Raman amplifier, and the solid line indicates the combined Raman gain-wavelength characteristic of the lumped-constant Raman amplifier and the distributed-constant Raman amplifier.

【図13】本発明の他の実施例である光伝送システムを
示す概略説明図である。
FIG. 13 is a schematic explanatory view showing an optical transmission system according to another embodiment of the present invention.

【図14】比較例の光伝送システムの一例を示す概略説
明図である。
FIG. 14 is a schematic explanatory diagram illustrating an example of an optical transmission system of a comparative example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光伝送路 2、2ad、2bc、2cd、2dd ラマン増幅器 3、3a〜3c 高出力半導体レーザユニット(HP
U) 4、4a〜4f 半導体レーザ 5、5a〜5f 偏波保持光ファイバ 6、6a〜6c 偏波合成器 7、7a、7b 光合波器 8 アイソレータ 9 光合波器 10 WDM信号入力点 11 WDM信号出力点 12 光増幅ファイバ
1 Optical transmission line 2, 2ad, 2bc, 2cd, 2dd Raman amplifier 3, 3a-3c High power semiconductor laser unit (HP
U) 4, 4a-4f Semiconductor laser 5, 5a-5f Polarization maintaining optical fiber 6, 6a-6c Polarization combiner 7, 7a, 7b Optical multiplexer 8 Isolator 9 Optical multiplexer 10 WDM signal input point 11 WDM signal Output point 12 Optical amplification fiber

───────────────────────────────────────────────────── 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) H04B 10/17 H04B 9/00 E H04J 14/00 14/02 (72)発明者 門 想子 東京都千代田区丸の内二丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 Fターム(参考) 2K002 AA02 AB30 BA01 CA15 DA10 EA10 GA10 HA24 5F072 AB07 AK06 PP07 QQ07 YY17 5K002 AA06 CA01 CA13 DA02 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04B 10/17 H04B 9/00 E H04J 14/00 14/02 (72) Inventor Sokoko Kado Chiyoda, Tokyo 2-6-1, Marunouchi-ku Furukawa Electric Co., Ltd. F-term (reference) 2K002 AA02 AB30 BA01 CA15 DA10 EA10 GA10 HA24 5F072 AB07 AK06 PP07 QQ07 YY17 5K002 AA06 CA01 CA13 DA02

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】互いに励起波長の異なる複数の励起光源を
含んで構成されたラマン増幅器が複数用いられており、
該複数のそれぞれのラマン増幅器による誘導ラマンが生
ずる光ファイバの長手方向にわたる区間が異なってお
り、該複数のラマン増幅器はそれぞれのラマン利得波長
特性を補償し合い、該複数のラマン増幅器の合成ラマン
利得波長特性偏差が、一つの増幅器のラマン利得波長特
性偏差を使用段数分だけ累積したと仮定した値より小さ
いことを特徴とする光伝送システム。
A plurality of Raman amplifiers each including a plurality of pump light sources having pump wavelengths different from each other;
The plurality of Raman amplifiers have different sections in the longitudinal direction of the optical fiber in which the stimulated Raman occurs, and the plurality of Raman amplifiers compensate each Raman gain wavelength characteristic, and the combined Raman gain of the plurality of Raman amplifiers An optical transmission system characterized in that the wavelength characteristic deviation is smaller than a value assuming that the Raman gain wavelength characteristic deviation of one amplifier is accumulated by the number of stages used.
【請求項2】前記複数のラマン増幅器が少なくとも二種
類の励起波長構成で設計されており、同一励起波長構成
で同一種の増幅用ファイバを用いるラマン増幅器が複数
存在するとき、それらの中に設定利得の異なるものが含
まれていることを特徴とする、請求項1記載の光伝送シ
ステム。
2. A plurality of Raman amplifiers are designed with at least two types of pumping wavelength configurations, and when there are a plurality of Raman amplifiers using the same type of amplifying fiber with the same pumping wavelength configuration, the Raman amplifiers are set in them. 2. The optical transmission system according to claim 1, wherein the optical transmission system includes ones having different gains.
【請求項3】前記複数のラマン増幅器として少なくとも
第1のラマン増幅器および第2のラマン増幅器が用いら
れ、第1のラマン増幅器のラマン利得波長特性を形成す
る波長λAmaxでラマン利得GAmaxの極大値を含む上に凸
の曲線の波長帯域と、第2のラマン増幅器のラマン利得
波長特性を形成する波長λBminでラマン利得GBminの極
小値を含む下に凸の曲線の波長帯域とが重なり合い、前
記第1のラマン増幅器のラマン利得波長特性を形成する
波長λAminでラマン利得GAminの極小値を含む下に凸の
曲線の波長帯域と、前記第2のラマン増幅器のラマン利
得波長特性を形成する波長λBmaxでラマン利得GBmax
極大値を含む上に凸の曲線の波長帯域とが重なり合い、
前記第1のラマン増幅器と前記第2のラマン増幅器との
合成ラマン利得波長特性の偏差が、前記第1のラマン増
幅器のラマン利得波長特性の偏差および前記第2のラマ
ン増幅器のラマン利得波長特性の偏差よりも小さいこと
を特徴とする、請求項1又は請求項2記載の光伝送シス
テム。
3. The Raman amplifier according to claim 1, wherein at least a first Raman amplifier and a second Raman amplifier are used as said plurality of Raman amplifiers, and the Raman gain G Amax has a local maximum at a wavelength λ Amax forming a Raman gain wavelength characteristic of the first Raman amplifier. The wavelength band of the upwardly convex curve including the value and the wavelength band of the downwardly convex curve including the minimum value of the Raman gain G Bmin at the wavelength λ Bmin forming the Raman gain wavelength characteristic of the second Raman amplifier overlap with each other. The wavelength band of a downwardly convex curve including the minimum value of the Raman gain G Amin at the wavelength λ Amin forming the Raman gain wavelength characteristic of the first Raman amplifier, and the Raman gain wavelength characteristic of the second Raman amplifier. At the wavelength λ Bmax to be formed, the wavelength band of the upwardly convex curve including the maximum value of the Raman gain G Bmax overlaps,
The deviation of the combined Raman gain wavelength characteristic between the first Raman amplifier and the second Raman amplifier is the deviation of the Raman gain wavelength characteristic of the first Raman amplifier and the deviation of the Raman gain wavelength characteristic of the second Raman amplifier. The optical transmission system according to claim 1, wherein the optical transmission system is smaller than the deviation.
【請求項4】波長λAmaxと波長λBminとがほぼ等しく、
波長λAminと波長λBmaxとがほぼ等しいことを特徴とす
る、請求項3記載の光伝送システム。
4. The wavelength λ Amax is substantially equal to the wavelength λ Bmin ,
4. The optical transmission system according to claim 3, wherein the wavelength λ Amin is substantially equal to the wavelength λ Bmax .
【請求項5】前記ラマン増幅器は、集中定数型ラマン増
幅器または分布定数型ラマン増幅器の2種類のうち少な
くとも1種類が用いられていることを特徴とする、請求
項1ないし請求項4のいずれかに記載の光伝送システ
ム。
5. The Raman amplifier according to claim 1, wherein at least one of a lumped-constant Raman amplifier and a distributed-constant Raman amplifier is used. An optical transmission system according to item 1.
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