JP2003107543A - ラマン増幅方法、ラマン増幅器、及び光伝送システム - Google Patents

ラマン増幅方法、ラマン増幅器、及び光伝送システム

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JP2003107543A JP2001302440A JP2001302440A JP2003107543A JP 2003107543 A JP2003107543 A JP 2003107543A JP 2001302440 A JP2001302440 A JP 2001302440A JP 2001302440 A JP2001302440 A JP 2001302440A JP 2003107543 A JP2003107543 A JP 2003107543A
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raman
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amplification
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Masayuki Inoue
雅之 井上
Masayuki Nishimura
正幸 西村
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 広帯域の増幅波長帯域で多波長信号光をラマ
ン増幅可能であるとともに、その構成等が簡単化される
ラマン増幅方法、ラマン増幅器、及び光伝送システムを
提供する。 【解決手段】 ラマン増幅用光ファイバ１０と、励起光
を増幅用光ファイバ１０へと供給する励起光源１１、１
２とを備えるラマン増幅器１において、増幅用光ファイ
バ１０を伝搬される多波長信号光に対して所定波長λｐ
の励起光を励起光源１１、１２から供給してラマン増幅
を行うとともに、多波長信号光の一部の信号光を他の信
号光に対するラマン増幅用の励起光として機能させる。
これにより、励起光による波長のラマンシフト量をΔλ
として、波長λｐ＋Δλ＋２０ｎｍ以上の波長を有する
信号光をラマン増幅することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、信号光を励起光に
よってラマン増幅するラマン増幅方法、ラマン増幅器、
及びそれを用いた光伝送システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ増幅器は、光伝送システムに
おいて光ファイバ伝送路を伝送される信号光に対して、
光伝送路での伝送損失を補償すべく信号光を光増幅する
ものである。光伝送路上に設置される光ファイバ増幅器
は、光伝送路としても機能する増幅用光ファイバと、増
幅用光ファイバへと励起光を供給する励起光供給手段と
を備えて構成される。そして、励起光が供給されている
増幅用光ファイバに信号光が入力されると、その信号光
は、増幅用光ファイバにおいて光増幅されて出力され
る。
【０００３】このような光ファイバ増幅器としては、Ｅ
ｒ（エルビウム）などの希土類元素を添加する希土類元
素添加ファイバ増幅器と、誘導ラマン散乱によるラマン
増幅現象を利用するラマン増幅器とが用いられている。
【０００４】ここで、希土類元素添加ファイバ増幅器
（例えばＥＤＦＡ：Erbium-Doped Fiber Amplifier、Ｅ
ｒ添加ファイバ増幅器）は、希土類元素を添加した光フ
ァイバ（例えばＥＤＦ：Erbium-Doped Fiber、Ｅｒ添加
光ファイバ）を増幅用光ファイバとして用いたものであ
る。一方、ラマン増幅器においては、光ファイバ伝送路
を構成している石英系の光ファイバなどが、ラマン増幅
用光ファイバとして用いられる。
【０００５】上述した光増幅器のうち、ラマン増幅器
は、励起光の波長を適当に選択することによって、任意
の波長帯域を増幅波長帯域とすることが可能であるとい
う利点を有している。また、ラマン増幅用光ファイバに
対して、互いに異なる波長を有する励起光をそれぞれ供
給する複数の励起光源を設ければ、複数の励起光それぞ
れの波長によって決まる波長帯域を増幅波長帯域とし
て、信号光の光増幅を行うことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】近年、高度情報化社会
の到来による社会的ニーズから、光ファイバ伝送路網を
利用した大容量高速通信や長距離通信に関する研究開発
が盛んに行われている。ここで、波長多重（ＷＤＭ：Wa
velength Division Multiplexing）伝送システムは、光
ファイバ伝送路に互いに異なる波長を有する複数の信号
光からなる多波長信号光を伝送させることにより、高速
・大容量の光通信を行うものである。また、ＷＤＭ伝送
システムでは、さらなる大容量化のため、多波長信号光
の信号光波長帯域の広帯域化が進められている。
【０００７】このようなＷＤＭ伝送システムでの多波長
信号光を光増幅の対象とする場合、信号光を光増幅する
増幅波長帯域を広帯域とすることが必要となる。一方、
上述したラマン増幅器においても、一定の波長を有する
励起光によって得られる増幅波長帯域の広さは限られて
おり、また、増幅波長帯域が広帯域化してくると、励起
光源の個数を増やすなどの方法による増幅波長帯域の拡
張では、充分に対応することが困難となる。
【０００８】これに対して、例えば、多波長信号光での
信号光波長帯域を複数の波長帯域に分け、各波長帯域毎
に多波長信号光を分波してそれぞれ増幅する方法や、ラ
マン増幅器及び希土類元素添加ファイバ増幅器を組み合
わせて多波長信号光の光増幅を行う方法が提案されてい
る（例えば、特開２００１−０８５７７３号公報、特開
平１１−０８４４４０号公報、「ＯＦＣ２００１、ＰＤ
−２４」を参照）。しかしながら、これらの方法では、
光伝送システムの構成が全体として複雑化し、コスト高
となるという問題がある。また、波長帯域内全体での信
号光の光増幅も充分には実現されていない。
【０００９】本発明は、以上の問題点を解決するために
なされたものであり、広帯域の増幅波長帯域で多波長信
号光をラマン増幅可能であるとともに、その構成等が簡
単化されるラマン増幅方法、ラマン増幅器、及び光伝送
システムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明によるラマン増幅方法は、互いに異な
る波長を有する複数の信号光からなる多波長信号光をラ
マン増幅するラマン増幅方法であって、（１）多波長信
号光が伝搬される増幅用光ファイバに対して、所定波長
λｐの励起光を供給することによって多波長信号光をラ
マン増幅するとともに、（２）多波長信号光がラマン増
幅される増幅波長帯域について、多波長信号光の少なく
とも一部の信号光を他の信号光に対する励起光として用
いることにより、波長λｐの励起光による波長のラマン
シフト量をΔλとして、波長λｐ＋Δλ＋２０ｎｍ以上
の波長帯域内にある信号光をラマン増幅可能とすること
を特徴とする。
【００１１】また、本発明によるラマン増幅器は、互い
に異なる波長を有する複数の信号光からなる多波長信号
光をラマン増幅するラマン増幅器であって、（ａ）多波
長信号光が伝搬されるとともに、所定波長λｐの励起光
によって多波長信号光をラマン増幅する増幅用光ファイ
バと、（ｂ）増幅用光ファイバに対して励起光を供給す
る励起光供給手段と、（ｃ）増幅用光ファイバを伝搬さ
れる多波長信号光に対して、励起光供給手段からの励起
光を合波する合波手段とを備え、（ｄ）多波長信号光が
ラマン増幅される増幅波長帯域について、多波長信号光
の少なくとも一部の信号光を他の信号光に対する励起光
として用いることにより、波長λｐの励起光による波長
のラマンシフト量をΔλとして、波長λｐ＋Δλ＋２０
ｎｍ以上の波長帯域内にある信号光をラマン増幅可能に
構成されていることを特徴とする。
【００１２】上記したラマン増幅方法及びラマン増幅器
においては、広帯域の信号光波長帯域を有する多波長信
号光に対して波長λｐの励起光を供給してラマン増幅を
行うとともに、一部の信号光をラマン増幅用の励起光と
して機能させている。これにより、波長λｐ＋Δλ＋２
０ｎｍ以上の波長を有する信号光をラマン増幅すること
ができることとなり、広帯域の増幅波長帯域で信号光を
ラマン増幅することが可能となる。また、多波長信号光
を複数の波長帯域に分波して光増幅を行うことが不要と
なるなど、光増幅器としての構成等が簡単化される。
【００１３】具体的には、例えば、ラマン増幅方法（ラ
マン増幅器）は、励起光の波長λｐが、増幅波長帯域の
短波長側の一部である第１波長帯域内にある第１の信号
光を少なくともラマン増幅可能に設定されているととも
に、ラマン増幅された第１の信号光を励起光として、増
幅波長帯域の第１波長帯域よりも長波長側の一部である
第２波長帯域内にある第２の信号光がラマン増幅される
ことが可能な構成とすることが好ましい。これにより、
光増幅が必要とされる信号光波長帯域を含む増幅波長帯
域内の全体で、信号光を確実かつ充分に光増幅すること
が可能となる。
【００１４】また、励起光供給手段は、励起光として、
増幅用光ファイバに対して互いに異なる波長を有する複
数の励起光を供給することを特徴とする。これにより、
一部の信号光を励起光として機能させる上述の構成と合
わせて、信号光をラマン増幅することが可能な増幅波長
帯域をさらに広帯域化することができる。
【００１５】また、増幅用光ファイバにおける励起光の
伝搬方向は、信号光の伝搬方向と同方向であることを特
徴とする。このような順方向励起の構成では、増幅波長
帯域の全体で、充分なラマン増幅の利得を確保すること
ができる。
【００１６】あるいは、増幅用光ファイバにおける励起
光の伝搬方向は、信号光の伝搬方向と逆方向であること
を特徴とする。このような逆方向励起の構成では、増幅
用光ファイバ中での非線型現象による信号光の劣化を抑
制することができる。
【００１７】あるいは、励起光として、増幅用光ファイ
バにおける伝搬方向が信号光の伝搬方向と同方向である
励起光と、増幅用光ファイバにおける伝搬方向が信号光
の伝搬方向と逆方向である励起光とを併用することを特
徴とする。このような双方向励起の構成では、充分なラ
マン増幅の利得の確保と、非線型現象による信号光の劣
化の抑制とを、好適に両立することができる。これらの
ラマン増幅器の構成については、多波長信号光の信号光
波長帯域などの具体的な条件を考慮して、好適なものに
設定することが好ましい。
【００１８】また、ラマン増幅器は、増幅用光ファイバ
が、信号光をラマン増幅することが可能な１種類の光フ
ァイバから構成されていることが好ましい。これによ
り、希土類元素添加光ファイバによる光増幅を併用する
構成等に比べて、光増幅器としての構成が簡単化され
る。
【００１９】また、本発明による光伝送システムは、互
いに異なる波長を有する複数の信号光からなる多波長信
号光が伝送される光ファイバ伝送路と、光ファイバ伝送
路上の所定位置に設置されて、多波長信号光をラマン増
幅する上記したラマン増幅器とを備えることを特徴とす
る。
【００２０】これにより、広帯域の信号光波長帯域を有
する多波長信号光が伝送されている場合であっても、多
波長信号光に含まれる複数の信号光の全体を充分にラマ
ン増幅して、良好に伝送させることが可能な光伝送シス
テムが実現される。
【００２１】また、光伝送システムにおいて、ラマン増
幅器が、光ファイバ伝送路とは別に設けられた光ファイ
バを増幅用光ファイバとして構成されていることを特徴
とする。このとき、ラマン増幅器は、集中定数型の光増
幅器となる。
【００２２】あるいは、ラマン増幅器が、光ファイバ伝
送路を構成している光ファイバを増幅用光ファイバとし
て構成されていることを特徴とする。このとき、ラマン
増幅器は、分布定数型の光増幅器となる。
【００２３】あるいは、ラマン増幅器として、光ファイ
バ伝送路とは別に設けられた光ファイバを増幅用光ファ
イバとして構成された集中定数型の第１のラマン増幅器
と、光ファイバ伝送路を構成している光ファイバを増幅
用光ファイバとして構成された分布定数型の第２のラマ
ン増幅器とをともに備える構成としても良い。
【００２４】また、多波長信号光の複数の信号光のうち
で所定の信号光は、光ファイバ伝送路の所定区間におい
て、光ファイバ伝送路への入力信号光パワーよりも大き
い信号光パワーを有することが好ましい。これにより、
広帯域の増幅波長帯域の全体で、信号光を充分にラマン
増幅することができる。
【００２５】また、多波長信号光の複数の信号光のそれ
ぞれについて、光ファイバ伝送路への入力信号光パワー
が互いに等しいことが好ましい。これにより、光伝送シ
ステムにおける各信号光の信号光パワー制御が容易化さ
れる。
【００２６】また、多波長信号光の複数の信号光のうち
で他の信号光に対する励起光として用いられる一部の信
号光について、一部の信号光が光ファイバ伝送路を伝送
されていない場合に、同じ波長帯域内にあるダミー信号
光が伝送されるように構成されていることを特徴とす
る。これにより、多波長信号光の伝送状態にかかわら
ず、増幅波長帯域内全体でのラマン増幅を好適に保持す
ることができる。
【００２７】また、多波長信号光の複数の信号光につい
て、信号光のチャネルを増やす場合に、短波長側のチャ
ネルから順次使用して信号光のチャネルを増やすことを
特徴とする。これにより、ラマン増幅による増幅波長帯
域を良好に広げることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、図面とともに本発明による
ラマン増幅方法、ラマン増幅器、及び光伝送システムの
好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の
説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する
説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のもの
と必ずしも一致していない。
【００２９】図１は、本発明によるラマン増幅器の一実
施形態を示す構成図である。本ラマン増幅器１は、所定
の信号光波長帯域内で、互いに異なる波長を有する複数
の信号光からなる多波長信号光が伝送されるＷＤＭ伝送
システムなどの光伝送システムにおいて、多波長信号光
を光増幅するために用いられる光増幅器である。
【００３０】本実施形態におけるラマン増幅器１は、増
幅用光ファイバ１０と、２つの励起光源１１、１２とを
備えて構成されている。増幅用光ファイバ１０は、ラマ
ン増幅器１の入力端１ａから出力端１ｂへと多波長信号
光が伝搬される光伝送路であり、また、所定波長λｐの
励起光によって多波長信号光をラマン増幅するためのラ
マン増幅用光ファイバである。
【００３１】増幅用光ファイバ１０への波長λｐの励起
光は、励起光供給手段である２つの励起光源１１、１２
によって供給される。このうち、励起光源１１は、順方
向励起（前方励起）用の励起光源である。また、励起光
源１２は、逆方向励起（後方励起）用の励起光源であ
る。
【００３２】励起光源１１は、入力端１ａと増幅用光フ
ァイバ１０との間に合波手段として設けられた光合波器
１３を介して、ラマン増幅器１内の光伝送路へと接続さ
れている。また、励起光源１２は、出力端１ｂと増幅用
光ファイバ１０との間に合波手段として設けられた光合
波器１４を介して、ラマン増幅器１内の光伝送路へと接
続されている。
【００３３】光合波器１３は、入力端１ａから到達した
多波長信号光を増幅用光ファイバ１０へと通過させると
ともに、励起光源１１から供給された波長λｐの励起光
を増幅用光ファイバ１０へと順方向に通過させる。ま
た、光合波器１４は、増幅用光ファイバ１０から到達し
た信号光を出力端１ｂへと通過させるとともに、励起光
源１２から供給された励起光を増幅用光ファイバ１０へ
と逆方向に通過させる。これにより、本ラマン増幅器１
は、双方向励起の光増幅器として構成されている。
【００３４】本実施形態によるラマン増幅器１は、広帯
域の信号光波長帯域を有する多波長信号光のうち、その
一部の信号光を励起光として機能させるラマン増幅方法
によって、多波長信号光に含まれる複数の信号光の全体
をラマン増幅するように構成されている。すなわち、図
１に示したラマン増幅器１では、多波長信号光に対して
波長λｐの励起光を供給してラマン増幅を行うととも
に、多波長信号光の少なくとも一部の信号光を他の信号
光に対する励起光として用いている。
【００３５】これにより、波長λｐの励起光による波長
のラマンシフト量をΔλとして、波長λｐ＋Δλ＋２０
ｎｍ以上の波長帯域内にある信号光をラマン増幅するこ
とが可能となる。このとき、この波長λｐ＋Δλ＋２０
ｎｍ以上の波長帯域が信号光をラマン増幅することが可
能な増幅波長帯域に含まれることとなるので、ラマン増
幅器１における増幅波長帯域を長波長側に広帯域化する
ことができる。
【００３６】このようなラマン増幅方法としては、具体
的には、例えば、励起光源１１、１２から供給される励
起光の波長λｐを、増幅波長帯域の短波長側の一部であ
る第１波長帯域内にある第１の信号光を少なくともラマ
ン増幅可能な波長に設定する。そして、励起光源１１、
１２からの励起光によってラマン増幅された第１の信号
光を励起光として機能させて、増幅波長帯域の第１波長
帯域よりも長波長側の一部である第２波長帯域内にある
第２の信号光をラマン増幅する。このような構成及びラ
マン増幅方法を用いることにより、光増幅が必要とされ
る信号光波長帯域を含む増幅波長帯域内の全体で、信号
光を確実かつ充分に光増幅することが可能となる。
【００３７】本ラマン増幅器１における上述したラマン
増幅方法について、図２に示すグラフを参照しつつ具体
的に説明する。
【００３８】まず、簡単のため、１波長のみの励起光を
用いた場合のラマン増幅について考える。誘導ラマン散
乱によるラマン増幅現象を利用した光増幅では、波長λ
ｐの励起光を供給した場合、図２に示すように、波長λ
ｐからその励起光での波長のラマンシフト量Δλだけ長
波長側にシフトした波長λｐ＋Δλが、ラマン増幅によ
る増幅利得のピーク波長となる。そして、この利得ピー
ク波長λｐ＋Δλを中心とする一定の波長範囲が、ラマ
ン増幅による増幅波長帯域となる。
【００３９】具体的には、光伝送システムに通常使用さ
れている波長帯域の信号光（例えば１．５５μｍ帯の信
号光）では、ラマン増幅現象によるラマンシフトは、お
よそ４４０ｃｍ-1である。また、このラマンシフトに対
応する波長のラマンシフト量は、ほぼΔλ〜１００ｎｍ
である。
【００４０】この励起光の波長λｐからシフトした利得
ピーク波長λｐ＋Δλにおけるラマン増幅の最大利得に
対して、利得ピーク波長から波長δλ＝±１５〜２０ｎ
ｍだけ離れた波長での利得は、最大利得の約半分であ
る。したがって、ラマン増幅による有効な増幅波長帯域
の波長帯域幅は、１波長の励起光あたりで帯域幅２δλ
＝３５〜４０ｎｍとなる（特開２０００−０９８４３３
号公報参照）。
【００４１】このとき、増幅波長帯域の長波長側への広
がりを考えると、波長λｐ＋Δλ＋δλ以上、すなわち
波長λｐ＋Δλ＋２０ｎｍ以上の波長帯域については、
その波長帯域内にある信号光は、波長λｐの励起光によ
っては、充分な利得でラマン増幅することができないこ
とととなる。励起光波長λｐによるこのような増幅波長
帯域の制限は、複数波長の励起光を供給した場合にも同
様に生じる。
【００４２】これに対して、図１に示した実施形態のラ
マン増幅器１及びラマン増幅方法では、波長λｐの励起
光によって、波長λｐ＋Δλ±２０ｎｍの範囲で帯域幅
４０ｎｍの波長帯域内にある信号光（第１の信号光）が
ラマン増幅される。そして、このラマン増幅された信号
光を他の信号光（第２の信号光）に対する励起光として
機能させることによって、波長λｐ＋Δλ＋２０ｎｍ以
上（例えば波長λｐ＋１２０ｎｍ以上）の波長帯域内に
ある信号光をラマン増幅することができる。
【００４３】すなわち、本ラマン増幅器１によれば、増
幅用光ファイバ１０を含む光ファイバ伝送路を伝送され
ている多波長信号光に対して、波長λｐの励起光を供給
したときに、波長λｐ＋Δλ±２０ｎｍの波長帯域内の
信号光に加えて、波長λｐ＋Δλ＋２０ｎｍ以上の長波
長側の波長帯域内にある信号光をもラマン増幅すること
が可能となる。これにより、信号光をラマン増幅するこ
とが可能な増幅波長帯域を広帯域化することができる。
また、多波長信号光を複数の波長帯域に分波して光増幅
を行うことが不要となるなど、光増幅器としての構成を
簡単化しつつ、かつ、増幅波長帯域の広帯域化を実現す
ることができる。
【００４４】なお、励起光供給手段である励起光源１
１、１２から増幅用光ファイバ１０へと供給される励起
光としては、図１に示したラマン増幅器１においては、
１波長λｐの励起光を供給する構成としている。これに
対して、励起光供給手段を、互いに異なる波長を有する
複数の励起光を供給するように構成しても良い。これに
より、多波長信号光の一部の信号光を励起光として機能
させる上述の構成と合わせて、ラマン増幅の増幅波長帯
域をさらに広帯域化することができる。複数の励起光を
供給する励起光供給手段としては、例えば、互いに異な
る波長を有する励起光をそれぞれ出力する複数の励起光
源からなる励起光源ユニットなどを用いることができ
る。
【００４５】また、増幅用光ファイバ１０における励起
光の伝搬方向については、図１に示した構成において励
起光源１１のみを用いる場合を考えると、励起光の伝搬
方向は信号光の伝搬方向と同方向となる。このような順
方向励起の構成によるラマン増幅では、増幅波長帯域の
全体で、充分なラマン増幅の利得を確保することができ
る。
【００４６】また、図１に示した構成において励起光源
１２のみを用いる場合を考えると、励起光の伝搬方向は
信号光の伝搬方向と逆方向となる。このような逆方向励
起の構成によるラマン増幅では、増幅用光ファイバ中で
の非線型現象による信号光の劣化を抑制することができ
る。
【００４７】また、図１に示した構成において励起光源
１１及び１２をともに用いる場合を考えると、伝搬方向
が信号光の伝搬方向と同方向である励起光と、信号光の
伝搬方向と逆方向である励起光とが併用された構成とな
る。このような双方向励起の構成によるラマン増幅で
は、充分なラマン増幅の利得の確保と、非線型現象によ
る信号光の劣化の抑制とを、好適に両立することができ
る。
【００４８】なお、これらの順方向励起、逆方向励起、
及び双方向励起などのラマン増幅器の構成については、
光増幅の対象となる多波長信号光の信号光波長帯域など
の具体的な条件を考慮して、好適な構成に設定すること
が好ましい。また、例えば、双方向励起の構成では、順
方向励起用の励起光源１１から供給される励起光の波長
と、逆方向励起用の励起光源１２から供給される励起光
の波長とを異なる波長としても良い。
【００４９】また、ラマン増幅に用いられる増幅用光フ
ァイバ１０については、信号光をラマン増幅することが
可能な１種類の光ファイバから構成されていることが好
ましい。これにより、ラマン増幅用の石英系光ファイバ
と希土類元素添加光ファイバとを併用する構成など、複
数種類の光ファイバを接続して光増幅を行う構成に比べ
て、光増幅器としての構成が簡単化される。
【００５０】次に、上述したラマン増幅器を用いた光伝
送システムについて説明する。
【００５１】図３は、本発明による光伝送システムの第
１実施形態を示す構成図である。本光伝送システムは、
所定の信号光波長帯域内にあり、互いに異なる波長を有
する複数の信号光からなる多波長信号光を送信する送信
局（送信器）Ｔと、送信局Ｔからの多波長信号光が伝送
される光ファイバ伝送路Ｌと、光ファイバ伝送路Ｌを伝
送された多波長信号光を受信する受信局（受信器）Ｒと
を備えて構成されている。
【００５２】光ファイバ伝送路Ｌ上の所定位置には、図
１に示した構成を有するラマン増幅器２が設置されてい
る。ラマン増幅器２は、光ファイバ伝送路Ｌを伝送され
ている多波長信号光をラマン増幅するためのものであ
る。
【００５３】本実施形態のラマン増幅器２は、増幅用光
ファイバ２０と、所定波長の励起光を供給する励起光源
２１、２２と、励起光源２１、２２からの励起光を増幅
用光ファイバ２０へとそれぞれ合波する光合波器２３、
２４とから構成されている。また、このラマン増幅器２
では、光ファイバ伝送路Ｌとは別に設けられた光ファイ
バが、増幅用光ファイバ２０として用いられている。こ
のとき、ラマン増幅器は、集中定数型の光増幅器となっ
ている。
【００５４】このように、図１に示した構成のラマン増
幅器を集中定数型のラマン増幅器２として適用すること
により、広帯域の信号光波長帯域を有する多波長信号光
が伝送されている場合であっても、多波長信号光に含ま
れる複数の信号光の全体を充分にラマン増幅して、良好
に伝送させることが可能な光伝送システムが実現され
る。
【００５５】図４は、光伝送システムの第２実施形態を
示す構成図である。本光伝送システムは、多波長信号光
を送信する送信局Ｔと、送信局Ｔからの多波長信号光が
伝送される光ファイバ伝送路Ｌと、光ファイバ伝送路Ｌ
を伝送された多波長信号光を受信する受信局Ｒとを備え
て構成されている。
【００５６】光ファイバ伝送路Ｌ上の所定位置には、図
１に示した構成を有するラマン増幅器３が設置されてい
る。ラマン増幅器３は、光ファイバ伝送路Ｌを伝送され
ている多波長信号光をラマン増幅するためのものであ
る。
【００５７】本実施形態のラマン増幅器３は、増幅用光
ファイバ３０と、所定波長の励起光を供給する励起光源
３１、３２と、励起光源３１、３２からの励起光を増幅
用光ファイバ３０へとそれぞれ合波する光合波器３３、
３４とから構成されている。また、このラマン増幅器３
では、光ファイバ伝送路Ｌを構成している光ファイバ
が、増幅用光ファイバ３０として用いられている。この
とき、ラマン増幅器３は、分布定数型の光増幅器となっ
ている。
【００５８】このように、図１に示した構成のラマン増
幅器を分布定数型のラマン増幅器３として適用すること
により、広帯域の信号光波長帯域を有する多波長信号光
が伝送されている場合であっても、多波長信号光に含ま
れる複数の信号光の全体を充分にラマン増幅して、良好
に伝送させることが可能な光伝送システムが実現され
る。
【００５９】図５は、光伝送システムの第３実施形態を
示す構成図である。本光伝送システムは、多波長信号光
を送信する送信局Ｔと、送信局Ｔからの多波長信号光が
伝送される光ファイバ伝送路Ｌと、光ファイバ伝送路Ｌ
を伝送された多波長信号光を受信する受信局Ｒとを備え
て構成されている。
【００６０】本実施形態における光伝送システムは、図
３に示した集中定数型のラマン増幅器（第１のラマン増
幅器）２と、図４に示した分布定数型のラマン増幅器
（第２のラマン増幅器）３とをともに備える構成となっ
ている。このような構成によっても、多波長信号光に含
まれる複数の信号光の全体を充分にラマン増幅して、良
好に伝送させることが可能な光伝送システムが実現され
る。
【００６１】なお、上記構成のラマン増幅器を適用した
光伝送システムにおいては、多波長信号光に含まれる複
数の信号光のうちで所定の信号光が、光ファイバ伝送路
Ｌの所定区間において、光ファイバ伝送路Ｌへの入力信
号光パワーよりも大きい信号光パワーを有することが好
ましい。これにより、広帯域の増幅波長帯域の全体で、
信号光を充分にラマン増幅することができる。
【００６２】具体的には、例えば、長波長側の第２の信
号光に対する励起光として用いられる短波長側の第１の
信号光について、その信号光パワーを所定区間において
大きくしておけば、第２の信号光を充分な利得でラマン
増幅することができる。
【００６３】また、複数の信号光のそれぞれについて、
光ファイバ伝送路Ｌへの入力信号光パワーが互いに等し
いことが好ましい。これにより、光伝送システムにおけ
る各信号光の信号光パワー制御が容易化される。
【００６４】また、複数の信号光について、信号光のチ
ャネルを増やす場合に、短波長側のチャネルから順次使
用して信号光のチャネルを増やすことが好ましい。これ
により、ラマン増幅による増幅波長帯域を良好に広げる
ことができる。
【００６５】また、複数の信号光のうちで他の信号光に
対する励起光として用いられる一部の信号光について、
その信号光が光ファイバ伝送路を伝送されていない場合
に、同じ波長帯域内にあるラマン増幅用のダミー信号光
が伝送されるように、光伝送システムを構成しておくこ
とが好ましい。これにより、多波長信号光の伝送状態に
かかわらず、増幅波長帯域内全体でのラマン増幅を好適
に保持することができる。
【００６６】このようなダミー信号光を伝送可能にする
ための具体的な構成としては、例えば、ラマン増幅器２
を備える図３に示した光伝送システムにおいて、多波長
信号光を送信する送信局Ｔが、上記した一部の信号光を
伝送させることが不要な場合でも、ラマン増幅用のダミ
ーとして信号光を送信する構成がある。あるいは、送信
局Ｔとは別に、ダミー信号光を供給するための光源を設
置する構成としても良い。
【００６７】図６は、光伝送システムの第４実施形態を
示す構成図である。本光伝送システムは、図３に示した
光伝送システムとほぼ同様であり、多波長信号光を送信
する送信局Ｔと、送信局Ｔからの多波長信号光が伝送さ
れる光ファイバ伝送路Ｌと、光ファイバ伝送路Ｌを伝送
された多波長信号光を受信する受信局Ｒと、光ファイバ
伝送路Ｌ上の所定位置に設置された集中定数型のラマン
増幅器２とを備えて構成されている。
【００６８】また、本実施形態においては、ラマン増幅
器２の上流側に、送信局Ｔ側から順に、光合波器４４及
び光分岐器４３が設置されている。光ファイバ伝送路Ｌ
を伝送されている多波長信号光は、その一部が光分岐器
４３によって分岐されて、信号光モニタ４１へと入力さ
れる。そして、信号光モニタ４１において、多波長信号
光に含まれる複数の信号光のそれぞれが伝送されている
かどうかがモニタされる。
【００６９】信号光モニタ４１による多波長信号光の伝
送状態のモニタ結果は、ダミー光源４２へと送られる。
ダミー光源４２は、入力された多波長信号光のモニタ結
果において、複数の信号光のうちで他の信号光に対する
励起光として用いられる信号光が伝送されていない場合
に、同じ波長帯域内にあるダミー信号光を出力する。ダ
ミー光源４２から出力されたダミー信号光は、光合波器
４４を介して、ラマン増幅器２へと順方向に合波され
る。このような構成によっても、ラマン増幅用の励起光
として、ラマン増幅器２に対してダミー信号光を供給す
ることができる。
【００７０】次に、上述したラマン増幅方法及びラマン
増幅器による多波長信号光のラマン増幅について、実施
例とともに具体的に説明する。なお、以下に示す実施例
は、いずれもコンピュータシミュレーションを行った結
果を示している。
【００７１】図７は、ラマン増幅の第１実施例について
示す模式図である。本実施例では、増幅用光ファイバと
して光ファイバ伝送路を構成している光ファイバである
ファイバ長５０ｋｍのシングルモードファイバ（ＳＭ
Ｆ）３０を用い、分布定数型でのラマン増幅を行ってい
る。また、ＳＭＦ３０への励起光の供給については、順
方向励起のみの構成としている。
【００７２】また、ラマン増幅の対象となる多波長信号
光については、入力される多波長信号光の信号光波長帯
域を１４８０〜１６３０ｎｍに設定している。また、入
力信号光パワーは０．８ｄＢｍ／ｃｈ、出力信号光パワ
ーは約０．８ｄＢｍ／ｃｈである。
【００７３】上記した信号光波長帯域に対して、ＳＭＦ
３０へと供給される励起光の波長λ（ｎｍ）及び励起光
パワーｐ（ｄＢｍ）を図８に示す。この表に示すよう
に、ＳＭＦ３０に対して、順方向に波長範囲１３８２〜
１４５７ｎｍでの１６波長の励起光が供給されている。
これらの励起光の波長範囲をΔλ＝１００ｎｍだけシフ
トさせた、各励起光による利得ピークが分布する波長範
囲は、１４８２〜１５５７ｎｍである。
【００７４】多波長信号光のうち、短波長側の信号光を
励起光によってラマン増幅するとともに、ラマン増幅さ
れた短波長側の信号光を長波長側の信号光に対する励起
光として利用する場合、ＳＭＦ３０のうちの上流側の区
間で短波長側の信号光が充分にラマン増幅される必要が
ある。このため、広帯域のラマン増幅で高利得を得るた
めには、順方向励起を用いることが好ましい。
【００７５】図９は、本実施例によって得られる多波長
信号光の出力信号光パワーの波長依存性を示すグラフで
あり、横軸は信号光波長λ（ｎｍ）、縦軸は出力信号光
パワー（ｄＢｍ）を示している。このグラフより、信号
光波長帯域の全体で信号光がラマン増幅され、特に、励
起光の波長λｐに対して、波長λｐ＋Δλ＋２０ｎｍ＝
λｐ＋１２０ｎｍ以上の波長を有する信号光も充分にラ
マン増幅されていることがわかる。また、帯域幅１５０
ｎｍの波長帯域全体での出力信号光パワーの偏差は、約
２．２ｄＢｍと充分に小さくなっている。
【００７６】図１０は、多波長信号光のうちで最短波長
である波長１４８０ｎｍの信号光のＳＭＦ３０中での信
号光パワーの変化を示すグラフであり、横軸はＳＭＦ３
０での位置（ｋｍ）、縦軸は各位置での信号光パワー
（ｄＢｍ）を示している。このグラフより、波長１４８
０ｎｍの信号光の信号光パワーは、ＳＭＦ３０の上流側
において最大で１０ｄＢｍ程度と、非常に大きくなって
いることがわかる。
【００７７】これは、ＳＭＦ３０の下流側において長波
長側の信号光を充分にラマン増幅する上で有利である。
ただし、信号光パワーが強くなりすぎると非線型現象に
よる信号波形の劣化が発生する場合があるので、そのよ
うな条件をも考慮して、好適な範囲の信号光パワーとす
ることが好ましい。
【００７８】図１１は、ラマン増幅の第２実施例につい
て示す模式図である。本実施例では、増幅用光ファイバ
として光ファイバ伝送路とは別に設けられた光ファイバ
であるファイバ長１０ｋｍの高非線型性ファイバ（ＨＮ
Ｌ）２０を用い、集中定数型でのラマン増幅を行ってい
る。また、ＨＮＬ２０への励起光の供給については、順
方向励起のみの構成としている。
【００７９】また、ラマン増幅の対象となる多波長信号
光については、入力される多波長信号光の信号光波長帯
域を１４８０〜１６３０ｎｍに設定している。また、入
力信号光パワーは−９．１ｄＢｍ／ｃｈ、出力信号光パ
ワーは約−０．５ｄＢｍ／ｃｈである。
【００８０】上記した信号光波長帯域に対して、ＨＮＬ
２０へと供給される励起光の波長λ及び励起光パワーｐ
を図１２に示す。この表に示すように、ＨＮＬ２０に対
して、順方向に波長範囲１３８２〜１４５２ｎｍでの１
２波長の励起光が供給されている。
【００８１】図１３は、本実施例によって得られる多波
長信号光の出力信号光パワーの波長依存性を示すグラフ
である。このグラフより、信号光波長帯域の全体で信号
光がラマン増幅され、特に、励起光の波長λｐに対し
て、波長λｐ＋１２０ｎｍ以上の波長を有する信号光も
充分にラマン増幅されていることがわかる。また、帯域
幅１５０ｎｍの波長帯域全体での出力信号光パワーの偏
差は、約２．４ｄＢｍと充分に小さくなっている。
【００８２】図１４は、多波長信号光のうちで最短波長
である波長１４８０ｎｍの信号光のＨＮＬ２０中での信
号光パワーの変化を示すグラフである。このグラフよ
り、波長１４８０ｎｍの信号光の信号光パワーは、最大
で７ｄＢｍ程度と第１実施例と同様に大きくなってい
る。なお、本実施例では、増幅用光ファイバとしてＨＮ
Ｌ２０を用いているため、高非線型性による信号波形の
劣化を考慮して、好適な範囲の信号光パワーとすること
が好ましい。
【００８３】図１５は、ラマン増幅の第３実施例につい
て示す模式図である。本実施例では、増幅用光ファイバ
として光ファイバ伝送路とは別に設けられた光ファイバ
であるファイバ長１０ｋｍの高非線型性ファイバ（ＨＮ
Ｌ）２０を用い、集中定数型でのラマン増幅を行ってい
る。また、ＨＮＬ２０への励起光の供給については、順
方向と逆方向とを合わせた双方向励起の構成としてい
る。
【００８４】また、ラマン増幅の対象となる多波長信号
光については、入力される多波長信号光の信号光波長帯
域を１４８０〜１６３０ｎｍに設定している。また、入
力信号光パワーは−２．５ｄＢｍ／ｃｈ、出力信号光パ
ワーは約４ｄＢｍ／ｃｈである。
【００８５】上記した信号光波長帯域に対して、ＨＮＬ
２０へと供給される励起光の波長λ及び励起光パワーｐ
を図１６に示す。この表に示すように、ＨＮＬ２０に対
して、順方向に波長１３８７ｎｍでの１波長の励起光が
供給されている。また、逆方向に波長範囲１３９７〜１
４７７ｎｍでの９波長の励起光が供給されている。
【００８６】図１７は、本実施例によって得られる多波
長信号光の出力信号光パワーの波長依存性を示すグラフ
である。このグラフより、信号光波長帯域の全体で信号
光がラマン増幅され、特に、励起光の波長λｐに対し
て、波長λｐ＋１２０ｎｍ以上の波長を有する信号光も
充分にラマン増幅されていることがわかる。また、帯域
幅１５０ｎｍの波長帯域全体での出力信号光パワーの偏
差は、約１．４ｄＢｍと充分に小さくなっている。
【００８７】図１８は、多波長信号光のうちで最短波長
である波長１４８０ｎｍの信号光のＨＮＬ２０中での信
号光パワーの変化を示すグラフである。このグラフよ
り、波長１４８０ｎｍの信号光の信号光パワーは、最大
で４ｄＢｍ程度に抑えられていることがわかる。これ
は、ＨＮＬ２０への励起光の供給を双方向励起としたこ
とにより、ＨＮＬ２０の上流側での信号光パワーの増大
が抑制されていることを示している。これにより、非線
型現象による信号波形の劣化が防止される。
【００８８】図１９は、ラマン増幅の第４実施例につい
て示す模式図である。本実施例では、増幅用光ファイバ
として光ファイバ伝送路とは別に設けられた光ファイバ
であるファイバ長１０ｋｍの高非線型性ファイバ（ＨＮ
Ｌ）２０を用い、集中定数型でのラマン増幅を行ってい
る。また、ＨＮＬ２０への励起光の供給については、逆
方向励起のみの構成としている。
【００８９】また、ラマン増幅の対象となる多波長信号
光については、入力される多波長信号光の信号光波長帯
域を１４８０〜１６３０ｎｍに設定している。また、入
力信号光パワーは−１ｄＢｍ／ｃｈ、出力信号光パワー
は約４ｄＢｍ／ｃｈである。
【００９０】上記した信号光波長帯域に対して、ＨＮＬ
２０へと供給される励起光の波長λ及び励起光パワーｐ
を図２０に示す。この表に示すように、ＨＮＬ２０に対
して、逆方向に波長範囲１３８５〜１４７５ｎｍでの９
波長の励起光が供給されている。
【００９１】図２１は、本実施例によって得られる多波
長信号光の出力信号光パワーの波長依存性を示すグラフ
である。このグラフより、信号光波長帯域の全体で信号
光がラマン増幅され、特に、励起光の波長λｐに対し
て、波長λｐ＋１２０ｎｍ以上の波長を有する信号光も
充分にラマン増幅されていることがわかる。また、逆方
向励起とすることにより、順方向励起または双方向励起
に比べてラマン増幅の利得が小さくなっているものの、
帯域幅１５０ｎｍの波長帯域全体での出力信号光パワー
の偏差は、約１．３ｄＢｍと充分に小さくなっている。
【００９２】図２２は、多波長信号光のうちで最短波長
である波長１４８０ｎｍの信号光のＨＮＬ２０中での信
号光パワーの変化を示すグラフである。このグラフよ
り、波長１４８０ｎｍの信号光の信号光パワーは、最大
で４ｄＢｍ程度に抑えられており、全体として双方向励
起よりもさらに信号光パワーが低く抑えられていること
がわかる。
【００９３】図２３は、ラマン増幅の第５実施例につい
て示す模式図である。本実施例では、増幅用光ファイバ
としてファイバ長５０ｋｍのシングルモードファイバ
（ＳＭＦ）３０を用いた分布定数型でのラマン増幅と、
ファイバ長１０ｋｍの高非線型性ファイバ（ＨＮＬ）２
０を用いた集中定数型でのラマン増幅とを併用して、ラ
マン増幅を行っている。また、ＳＭＦ３０への励起光の
供給については、順方向と逆方向とを合わせた双方向励
起の構成としている。同様に、ＨＮＬ２０への励起光の
供給についても、双方向励起の構成としている。
【００９４】また、ラマン増幅の対象となる多波長信号
光については、入力される多波長信号光の信号光波長帯
域を１４８０〜１６３０ｎｍに設定している。また、入
力信号光パワーは３ｄＢｍ／ｃｈ、出力信号光パワーは
約３ｄＢｍ／ｃｈである。
【００９５】上記した信号光波長帯域に対して、ＳＭＦ
３０へと供給される励起光の波長λ及び励起光パワーｐ
を図２４に示す。この表に示すように、ＳＭＦ３０に対
して、順方向に波長範囲１３８２〜１４２２ｎｍでの５
波長の励起光が供給されている。また、逆方向に波長範
囲１４３２〜１４６２ｎｍでの４波長の励起光が供給さ
れている。
【００９６】また、ＨＮＬ２０へと供給される励起光の
波長λ及び励起光パワーｐを図２５に示す。この表に示
すように、ＨＮＬ２０に対して、順方向に波長１３８５
ｎｍでの１波長の励起光が供給されている。また、逆方
向に波長範囲１３９５〜１４７５ｎｍでの９波長の励起
光が供給されている。
【００９７】図２６は、本実施例によって得られる多波
長信号光の出力信号光パワーの波長依存性を示すグラフ
である。このグラフより、信号光波長帯域の全体で信号
光がラマン増幅され、特に、励起光の波長λｐに対し
て、波長λｐ＋１２０ｎｍ以上の波長を有する信号光も
充分にラマン増幅されていることがわかる。また、帯域
幅１５０ｎｍの波長帯域全体での出力信号光パワーの偏
差は、約１．４ｄＢｍと充分に小さくなっている。
【００９８】図２７は、多波長信号光のうちで最短波長
である波長１４８０ｎｍの信号光のＳＭＦ３０及びＨＮ
Ｌ２０中での信号光パワーの変化を示すグラフである。
このグラフより、波長１４８０ｎｍの信号光の信号光パ
ワーは、分布定数型及び集中定数型のラマン増幅を併用
して利得を分散していることにより、充分に低く抑えら
れていることがわかる。
【００９９】図２８は、ラマン増幅の第６実施例につい
て示す模式図である。本実施例では、増幅用光ファイバ
としてファイバ長５０ｋｍのシングルモードファイバ
（ＳＭＦ）３０を用いた分布定数型でのラマン増幅と、
ファイバ長１０ｋｍの高非線型性ファイバ（ＨＮＬ）２
０を用いた集中定数型でのラマン増幅とを併用して、ラ
マン増幅を行っている。また、ＳＭＦ３０への励起光の
供給については、順方向と逆方向とを合わせた双方向励
起の構成としている。同様に、ＨＮＬ２０への励起光の
供給についても、双方向励起の構成としている。
【０１００】また、ラマン増幅の対象となる多波長信号
光については、入力される多波長信号光の信号光波長帯
域を１４５０〜１６３０ｎｍに設定している。この多波
長信号光は帯域幅１８０ｎｍであり、第５実施例での帯
域幅１５０ｎｍよりも広帯域となっている。また、入力
信号光パワーは３ｄＢｍ／ｃｈ、出力信号光パワーは約
３ｄＢｍ／ｃｈである。
【０１０１】上記した信号光波長帯域に対して、ＳＭＦ
３０へと供給される励起光の波長λ及び励起光パワーｐ
を図２９に示す。この表に示すように、ＳＭＦ３０に対
して、順方向に波長範囲１３５０〜１３９０ｎｍでの５
波長の励起光が供給されている。また、逆方向に波長範
囲１４００〜１４３０ｎｍでの４波長の励起光が供給さ
れている。
【０１０２】また、ＨＮＬ２０へと供給される励起光の
波長λ及び励起光パワーｐを図３０に示す。この表に示
すように、ＨＮＬ２０に対して、順方向に波長１３５０
ｎｍでの１波長の励起光が供給されている。また、逆方
向に波長範囲１３６０〜１４３０ｎｍでの７波長の励起
光が供給されている。
【０１０３】図３１は、本実施例によって得られる多波
長信号光の出力信号光パワーの波長依存性を示すグラフ
である。このグラフより、１８０ｎｍの広い帯域幅に対
しても、信号光波長帯域の全体で信号光がラマン増幅さ
れ、特に、励起光の波長λｐに対して、波長λｐ＋１２
０ｎｍ以上の波長を有する信号光も充分にラマン増幅さ
れていることがわかる。また、帯域幅１８０ｎｍの波長
帯域全体での出力信号光パワーの偏差は、約２．１ｄＢ
ｍと充分に小さくなっている。
【０１０４】
【発明の効果】本発明によるラマン増幅方法、ラマン増
幅器、及びそれを用いた光伝送システムは、以上詳細に
説明したように、次のような効果を得る。すなわち、所
定の信号光波長帯域を有する多波長信号光に対して波長
λｐの励起光を供給してラマン増幅を行うとともに、一
部の信号光をラマン増幅用の励起光として機能させるラ
マン増幅方法及びラマン増幅器によれば、励起光による
波長のラマンシフト量をΔλとして、波長λｐ＋Δλ＋
２０ｎｍ以上の波長を有する信号光をラマン増幅するこ
とができることとなる。したがって、広帯域の増幅波長
帯域で多波長信号光をラマン増幅可能であるとともに、
その構成等が簡単化されるラマン増幅方法、ラマン増幅
器、及び光伝送システムが実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ラマン増幅器の一実施形態を示す構成図であ
る。
【図２】図１に示したラマン増幅器におけるラマン増幅
方法について説明するためのグラフである。
【図３】光伝送システムの第１実施形態を示す構成図で
ある。
【図４】光伝送システムの第２実施形態を示す構成図で
ある。
【図５】光伝送システムの第３実施形態を示す構成図で
ある。
【図６】光伝送システムの第４実施形態を示す構成図で
ある。
【図７】ラマン増幅の第１実施例について示す模式図で
ある。
【図８】第１実施例においてシングルモードファイバへ
と供給される励起光について示す表である。
【図９】多波長信号光の出力信号光パワーの波長依存性
を示すグラフである。
【図１０】信号光の光ファイバ中での信号光パワーの変
化を示すグラフである。
【図１１】ラマン増幅の第２実施例について示す模式図
である。
【図１２】第２実施例において高非線型性ファイバへと
供給される励起光について示す表である。
【図１３】多波長信号光の出力信号光パワーの波長依存
性を示すグラフである。
【図１４】信号光の光ファイバ中での信号光パワーの変
化を示すグラフである。
【図１５】ラマン増幅の第３実施例について示す模式図
である。
【図１６】第３実施例において高非線型性ファイバへと
供給される励起光について示す表である。
【図１７】多波長信号光の出力信号光パワーの波長依存
性を示すグラフである。
【図１８】信号光の光ファイバ中での信号光パワーの変
化を示すグラフである。
【図１９】ラマン増幅の第４実施例について示す模式図
である。
【図２０】第４実施例において高非線型性ファイバへと
供給される励起光について示す表である。
【図２１】多波長信号光の出力信号光パワーの波長依存
性を示すグラフである。
【図２２】信号光の光ファイバ中での信号光パワーの変
化を示すグラフである。
【図２３】ラマン増幅の第５実施例について示す模式図
である。
【図２４】第５実施例においてシングルモードファイバ
へと供給される励起光について示す表である。
【図２５】第５実施例において高非線型性ファイバへと
供給される励起光について示す表である。
【図２６】多波長信号光の出力信号光パワーの波長依存
性を示すグラフである。
【図２７】信号光の光ファイバ中での信号光パワーの変
化を示すグラフである。
【図２８】ラマン増幅の第６実施例について示す模式図
である。
【図２９】第６実施例においてシングルモードファイバ
へと供給される励起光について示す表である。
【図３０】第６実施例において高非線型性ファイバへと
供給される励起光について示す表である。
【図３１】多波長信号光の出力信号光パワーの波長依存
性を示すグラフである。
【符号の説明】
１…ラマン増幅器、１ａ…入力端、１ｂ…出力端、２…
集中定数型ラマン増幅器、３…分布定数型ラマン増幅
器、１０、２０、３０…ラマン増幅用光ファイバ、１
１、２１、３１…順方向励起用励起光源、１２、２２、
３２…逆方向励起用励起光源、１３、２３、３３…光合
波器、１４、２４、３４…光合波器、４１…信号光モニ
タ、４２…ダミー光源、４３…光分岐器、４４…光合波
器、Ｔ…送信局（送信器）、Ｒ…受信局（受信器）、Ｌ
…光ファイバ伝送路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2K002 AA02 AB30 BA01 DA10 EA30 EB15 GA10 HA23 5F072 AK06 HH02 JJ20 KK30 QQ07 YY17 5K002 AA06 CA13 DA02 FA01

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 互いに異なる波長を有する複数の信号光
    からなる多波長信号光をラマン増幅するラマン増幅方法
    であって、 多波長信号光が伝搬される増幅用光ファイバに対して、
    所定波長λｐの励起光を供給することによって前記多波
    長信号光をラマン増幅するとともに、 前記多波長信号光がラマン増幅される増幅波長帯域につ
    いて、前記多波長信号光の少なくとも一部の信号光を他
    の信号光に対する励起光として用いることにより、波長
    λｐの前記励起光による波長のラマンシフト量をΔλと
    して、波長λｐ＋Δλ＋２０ｎｍ以上の波長帯域内にあ
    る信号光をラマン増幅可能とすることを特徴とするラマ
    ン増幅方法。
  2. 【請求項２】 前記励起光の波長λｐは、前記増幅波長
    帯域の短波長側の一部である第１波長帯域内にある第１
    の信号光を少なくともラマン増幅可能に設定されている
    とともに、ラマン増幅された前記第１の信号光を励起光
    として、前記増幅波長帯域の前記第１波長帯域よりも長
    波長側の一部である第２波長帯域内にある第２の信号光
    がラマン増幅されることを特徴とする請求項１記載のラ
    マン増幅方法。
  3. 【請求項３】 前記励起光として、前記増幅用光ファイ
    バに対して互いに異なる波長を有する複数の励起光を供
    給することを特徴とする請求項１記載のラマン増幅方
    法。
  4. 【請求項４】 前記増幅用光ファイバにおける前記励起
    光の伝搬方向は、前記信号光の伝搬方向と同方向である
    ことを特徴とする請求項１記載のラマン増幅方法。
  5. 【請求項５】 前記増幅用光ファイバにおける前記励起
    光の伝搬方向は、前記信号光の伝搬方向と逆方向である
    ことを特徴とする請求項１記載のラマン増幅方法。
  6. 【請求項６】 前記励起光として、前記増幅用光ファイ
    バにおける伝搬方向が前記信号光の伝搬方向と同方向で
    ある励起光と、前記増幅用光ファイバにおける伝搬方向
    が前記信号光の伝搬方向と逆方向である励起光とを併用
    することを特徴とする請求項１記載のラマン増幅方法。
  7. 【請求項７】 互いに異なる波長を有する複数の信号光
    からなる多波長信号光をラマン増幅するラマン増幅器で
    あって、 多波長信号光が伝搬されるとともに、所定波長λｐの励
    起光によって前記多波長信号光をラマン増幅する増幅用
    光ファイバと、 前記増幅用光ファイバに対して前記励起光を供給する励
    起光供給手段と、 前記増幅用光ファイバを伝搬される前記多波長信号光に
    対して、前記励起光供給手段からの前記励起光を合波す
    る合波手段とを備え、 前記多波長信号光がラマン増幅される増幅波長帯域につ
    いて、前記多波長信号光の少なくとも一部の信号光を他
    の信号光に対する励起光として用いることにより、波長
    λｐの前記励起光による波長のラマンシフト量をΔλと
    して、波長λｐ＋Δλ＋２０ｎｍ以上の波長帯域内にあ
    る信号光をラマン増幅可能に構成されていることを特徴
    とするラマン増幅器。
  8. 【請求項８】 前記励起光の波長λｐは、前記増幅波長
    帯域の短波長側の一部である第１波長帯域内にある第１
    の信号光を少なくともラマン増幅可能に設定されている
    とともに、ラマン増幅された前記第１の信号光を励起光
    として、前記増幅波長帯域の前記第１波長帯域よりも長
    波長側の一部である第２波長帯域内にある第２の信号光
    がラマン増幅されることを特徴とする請求項７記載のラ
    マン増幅器。
  9. 【請求項９】 前記励起光供給手段は、前記励起光とし
    て、前記増幅用光ファイバに対して互いに異なる波長を
    有する複数の励起光を供給することを特徴とする請求項
    ７記載のラマン増幅器。
  10. 【請求項１０】 前記増幅用光ファイバにおける前記励
    起光の伝搬方向は、前記信号光の伝搬方向と同方向であ
    ることを特徴とする請求項７記載のラマン増幅器。
  11. 【請求項１１】 前記増幅用光ファイバにおける前記励
    起光の伝搬方向は、前記信号光の伝搬方向と逆方向であ
    ることを特徴とする請求項７記載のラマン増幅器。
  12. 【請求項１２】 前記励起光として、前記増幅用光ファ
    イバにおける伝搬方向が前記信号光の伝搬方向と同方向
    である励起光と、前記増幅用光ファイバにおける伝搬方
    向が前記信号光の伝搬方向と逆方向である励起光とを併
    用することを特徴とする請求項７記載のラマン増幅器。
  13. 【請求項１３】 前記増幅用光ファイバは、前記信号光
    をラマン増幅することが可能な１種類の光ファイバから
    構成されていることを特徴とする請求項７記載のラマン
    増幅器。
  14. 【請求項１４】 互いに異なる波長を有する複数の信号
    光からなる多波長信号光が伝送される光ファイバ伝送路
    と、 前記光ファイバ伝送路上の所定位置に設置されて、前記
    多波長信号光をラマン増幅する請求項７記載のラマン増
    幅器とを備えることを特徴とする光伝送システム。
  15. 【請求項１５】 前記ラマン増幅器は、前記光ファイバ
    伝送路とは別に設けられた光ファイバを前記増幅用光フ
    ァイバとして構成されていることを特徴とする請求項１
    ４記載の光伝送システム。
  16. 【請求項１６】 前記ラマン増幅器は、前記光ファイバ
    伝送路を構成している光ファイバを前記増幅用光ファイ
    バとして構成されていることを特徴とする請求項１４記
    載の光伝送システム。
  17. 【請求項１７】 前記ラマン増幅器として、 前記光ファイバ伝送路とは別に設けられた光ファイバを
    前記増幅用光ファイバとして構成された第１のラマン増
    幅器と、 前記光ファイバ伝送路を構成している光ファイバを前記
    増幅用光ファイバとして構成された第２のラマン増幅器
    とを備えることを特徴とする請求項１４記載の光伝送シ
    ステム。
  18. 【請求項１８】 前記多波長信号光の前記複数の信号光
    のうちで所定の信号光は、前記光ファイバ伝送路の所定
    区間において、前記光ファイバ伝送路への入力信号光パ
    ワーよりも大きい信号光パワーを有することを特徴とす
    る請求項１４記載の光伝送システム。
  19. 【請求項１９】 前記多波長信号光の前記複数の信号光
    のそれぞれについて、前記光ファイバ伝送路への入力信
    号光パワーが互いに等しいことを特徴とする請求項１４
    記載の光伝送システム。
  20. 【請求項２０】 前記多波長信号光の前記複数の信号光
    のうちで他の信号光に対する励起光として用いられる前
    記一部の信号光について、前記一部の信号光が前記光フ
    ァイバ伝送路を伝送されていない場合に、同じ波長帯域
    内にあるダミー信号光が伝送されるように構成されてい
    ることを特徴とする請求項１４記載の光伝送システム。
  21. 【請求項２１】 前記多波長信号光の前記複数の信号光
    について、信号光のチャネルを増やす場合に、短波長側
    のチャネルから順次使用して前記信号光のチャネルを増
    やすことを特徴とする請求項１４記載の光伝送システ
    ム。
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