JP2003152645A - 誘導ブリリュアン散乱を利用した雑音光除去方法、雑音光除去装置および光伝送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】信号光に含まれる雑音光成分を、信号波長と同
じ波長成分をも含めて光の状態のまま除去できる簡易な
雑音光除去技術および光伝送システムを提供する。 【解決手段】本発明にかかる雑音光除去方法が適用され
た光伝送システムは、所要の中継スパンおきに高出力型
の光中継器１および雑音光除去ユニット２を備え、雑音
光除去ユニット２が閾値を超えるパワーの光が入力され
ると誘導ブリリュアン散乱（ＳＢＳ）による戻り光を発
生するダミー伝送路１３を有し、光中継器１で閾値を超
えるパワーに増幅された信号光が光アイソレータ１１お
よび光カプラ１２を介してダミー伝送路１３に入力さ
れ、そのダミー伝送路１３で発生するＳＢＳによる戻り
光が光カプラ１２を介して取り出されることによって、
信号光に含まれる雑音光成分が除去される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信の分野にお
いて信号光に含まれる雑音光成分を除去する雑音光除去
技術に関し、特に、誘導ブリリュアン散乱（Stimulated
Brillouin Scattering；ＳＢＳ）を利用して光の状態
のまま雑音光を除去する雑音光除去方法および装置、並
びに、それを用いた光伝送システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の波長分割多重（ＷＤＭ）伝送シス
テムにおいては、例えば、エルビウムドープ光ファイバ
増幅器（ＥＤＦＡ）等を用いて構成される光中継器の数
を増やしたり、あるいは、ラマン増幅器の導入により中
継距離を延ばしたりするなどした、一般にロングホール
システム（Long Haul System）と呼ばれる長距離の光伝
送システムが登場してきている。具体的に、信号光の送
信部から受信部までの最大距離は、従来のシステムでは
５００ｋｍ〜１０００ｋｍ程度であったが、ロングホー
ルシステムでは２０００ｋｍ〜４０００ｋｍを超えるよ
うになる。

【０００３】ところで、上記のようなロングホールシス
テムにおいては、ＥＤＦＡで発生する自然放出光による
ＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）雑音光や、
ラマン増幅器で発生する励起光のラマン散乱によるＡＳ
Ｓ（Amplified SpontaneousScattering）雑音光が光中
継器ごとに蓄積される。このような雑音光の蓄積は、光
ＳＮ比（ＯＳＮＲ）を劣化させ、光受信器における信号
光の識別特性を劣化させることになるため、システムの
中継距離を延ばすことの制約となる。

【０００４】上記のＡＳＥやＡＳＳの雑音光成分は、主
信号光の波長帯域で数１０ｎｍの幅で発生する。このよ
うな雑音光成分に対して現行のシステムは、所要の中継
スパンおきに光を電気信号に変換した後に再度変調を行
った信号光を生成し送信する手法や、ＷＤＭ信号光を各
チャンネルの光信号に分離してから再度合波して送信す
る手法などを採用することにより、雑音光成分を除去し
て長距離化を図るようにしている。

【０００５】図１８は、光／電気変換に基づく雑音光除
去を行う従来のＷＤＭ光伝送システムの概略構成を示す
ブロック図である。この従来システムでは、光送信装置
１００が複数の光送信器（ＯＳ₁〜ＯＳ_N）１０１から出
力される各波長の光信号を合波器（ＭＵＸ）１０２で波
長多重して生成したＷＤＭ信号光を光伝送路１０３に送
信し、そのＷＤＭ信号光が光伝送路１０３上に所要の間
隔で配置された複数の光中継器１０４で増幅されながら
図示しない光受信装置に向けて中継伝送される。このと
き、各光中継器で発生し蓄積された雑音光成分は、ｎ個
の光中継器おきに配置された雑音光除去装置３００によ
り光／電気変換に基づいて除去される。具体的に雑音光
除去装置３００では、ｎ段目の光中継器１０４から出力
される雑音光の蓄積したＷＤＭ信号光が、分波器（ＤＭ
ＵＸ）３０１で各波長の光信号に分波されて各々に対応
した光受信器（ＯＲ）３０２で電気信号に変換される。
そして、各光受信器３０２から出力される電気信号に従
って変調された各々の波長の光信号が光送信器（ＯＳ₁
〜ＯＳ_N）３０３から出力され、合波器（ＭＵＸ）３０
４で波長多重される。これにより、雑音光成分の除去さ
れたＷＤＭ信号光が光伝送路１０３に出力されるように
なる。

【０００６】また、図１９は、ＷＤＭ信号光の分波およ
び合波に基づいて雑音光除去を行う従来のＷＤＭ光伝送
システムの概略構成を示すブロック図である。この従来
システムでも、各光中継器１０４で発生し蓄積された雑
音光成分が、ｎ個の光中継器１０４おきに配置された雑
音光除去装置４００により、ＷＤＭ信号光の分波および
合波に基づいて除去される。具体的に雑音光除去装置４
００では、ｎ段目の光中継器１０４から出力される雑音
光の蓄積したＷＤＭ信号光が、各チャンネルの中心波長
に対応した狭い透過帯域を持つ分波器（ＤＭＵＸ）４０
１によって分波され、透過帯域外の雑音光成分が除去さ
れた各チャンネルの光信号が、合波器（ＭＵＸ）によっ
て合波されて光伝送路１０３に出力されるようになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のＷＤＭ光伝送システムにおける雑音光除去
の手法については次のような問題点がある。まず、図１
８に示したような光／電気変換に基づく雑音光除去の場
合には、雑音光除去装置３００から出力されるＷＤＭ信
号光の各波長光にパワーのばらつき（チルト）が発生す
る可能性があるため、このチルトを補正するための機能
を雑音光除去装置３００に具備させる必要がある。具体
的には、雑音光除去装置３００について、各チャンネル
の信号光ごとにパワーを調整する可変光減衰器や、各波
長の光信号パワーをモニタするためのスペクトラム測定
ユニット（Spectrum Analyzer Unit；ＳＡＵ）、また、
それらに付随する電気回路等を設けることが必要とな
る。このような雑音光除去装置３００の使用は、システ
ム全体のコスト上昇を招いてしまうことになる。

【０００８】また、雑音光除去装置３００が配置される
中継スパンが長くなると、光／電気変換時に、光受信器
３０２の入力光に含まれる雑音光成分が多くなりＯＳＮ
Ｒが劣化するため、光受信器３０２における信号識別処
理でエラーが発生してしまう可能性もあり問題である。
図１９に示したようなＷＤＭ信号光の分波および合波に
基づく雑音光除去の場合には、光／電気変換に基づく雑
音光除去の場合に比べて、雑音光除去装置４００に光受
信器および光送信器を設ける必要がなくなるものの、前
述したような各チャンネルの信号光についてのチルト補
正は同様に必要となるため、可変光減衰器やＳＡＵ等を
設けることで装置構成が複雑になり、システム全体のコ
スト上昇を招いてしまうことになる。

【０００９】また、ＷＤＭ信号光をチャネルごとに分波
することによって、信号波長とは異なる波長の雑音光成
分は除去できるが、信号波長と同じ波長の雑音光成分は
除去することができない。このため、信号波長と同じ波
長の雑音光成分は、そのまま信号光と伴に雑音光除去装
置４００から光伝送路１０３に送られることになるの
で、中継数が多くなるとＯＳＮＲが劣化して伝送特性の
著しい劣化が生じてしまうようになる。

【００１０】さらに、雑音光除去装置４００について
は、前段の光中継器１０４から出力されたＷＤＭ信号光
が、３〜６ｄＢ程度の挿入損失を有する分波器４０１お
よび合波器４０２や、数ｄＢ程度の挿入損失を有するチ
ルト補正用の可変光減衰器などを通過して光伝送路１０
３に送られることになるため、後段の光中継器１０４に
入力される各波長の光信号パワーが、光中継器１０４に
用いられる光増幅器の入力ダイナミックレンジを満足し
ないような小さなパワーになってしまう可能性もある。

【００１１】本発明は上記の点に着目してなされたもの
で、信号光に含まれる雑音光成分を、信号波長と同じ波
長成分をも含めて光の状態のまま除去できる簡易な雑音
光除去方法、雑音光除去装置および光伝送システムを提
供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明にかかる雑音光除去方法は、信号光に含まれる
雑音光成分を除去する雑音光除去方法であって、閾値を
超えるパワーの光が入力されると誘導ブリリュアン散乱
による戻り光を発生する誘導ブリリュアン散乱発生媒体
に対して、前記閾値を超えるパワーまで増幅した信号光
を与え、その誘導ブリリュアン散乱発生媒体で発生する
戻り光を信号光として取り出すことにより、信号光に含
まれる雑音光成分を除去するようにしたものである。

【００１３】また、本発明にかかる雑音光除去装置は、
信号光に含まれる雑音光成分を除去する雑音光除去装置
であって、閾値を超えるパワーの光が入力されると誘導
ブリリュアン散乱による戻り光を発生する誘導ブリリュ
アン散乱発生媒体と、信号光を前記閾値を超えるパワー
まで増幅する光増幅部と、誘導ブリリュアン散乱発生媒
体に対して光増幅部で増幅された信号光を与え、その誘
導ブリリュアン散乱発生媒体で発生する戻り光を信号光
として取り出す光入出力部と、を備えて構成されるもの
である。

【００１４】上記のような雑音光除去方法および装置に
よれば、誘導ブリリュアン散乱発生の閾値を超えるパワ
ーまで増幅された信号光は、誘導ブリリュアン散乱発生
媒体で発生する戻り光として取り出される。一方、閾値
に達するまでには増幅されていない、信号波長以外の雑
音光成分および信号波長と同じ波長の雑音光成分は、誘
導ブリリュアン散乱発生媒体に入力されても誘導ブリリ
ュアン散乱を発生しないため戻り光としては取り出され
ない。これにより、入力時の信号光に含まれる雑音光成
分が、従来の雑音光除去方式に比べて簡易な手法により
光の状態まま除去されると共に、スペクトラム幅の狭い
信号光を得ることができるようになる。

【００１５】また、上記の雑音光除去方法および装置に
ついては、誘導ブリリュアン散乱発生媒体で発生する戻
り光のパワーを調整するようにしてもよい。これによ
り、雑音光除去後の信号光のレベルを所望の値に合わせ
ることができるようになる。本発明にかかる光伝送シス
テムは、光送信装置から光伝送路に送信された信号光
を、光伝送路上に配置された光中継器で増幅して光受信
装置まで中継伝送する光伝送システムであって、前述し
たような本発明にかかる雑音光除去装置を光伝送路上に
少なくとも１つ以上備えて構成されるものである。この
ような光伝送システムとすることにより、システム構成
の小規模化および低コスト化を図ることが可能になる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明にかかる誘導ブリ
リュアン散乱（以下、ＳＢＳと略す）を利用した雑音除
去方法が適用された光伝送システムの基本構成を示すブ
ロック図である。なお、上述した従来の光伝送システム
の構成と同様の部分には同一の符号が付してある。

【００１７】図１において、本光伝送システムは、光送
信装置１００から光伝送路１０３に送信されたＷＤＭ信
号光が、光伝送路１０３上に所要の間隔で配置された複
数の光中継器１０４で増幅されながら光受信装置１０５
に向けて中継伝送されるシステムについて、例えば、ｎ
個の中継スパンおきに設置される光中継器として高出力
型の光増幅器を備えた光中継器１を設けると共に、その
光中継器１の出力側に位置する光伝送路１０３上に雑音
光除去ユニット２を挿入した基本構成を備える。

【００１８】光中継器１は、前段の光中継器１０４から
光伝送路１０３を介して送られてくるＷＤＭ信号光を、
後述する雑音光除去ユニット２内のダミー伝送路１３に
おいてＳＢＳによる戻り光が発生可能なパワーレベルに
なるように、高出力型光増幅器で増幅して出力する。こ
の光中継器１に用いられる高出力型の光増幅器としては
周知の光増幅器を使用することが可能であり、具体的に
は、例えば希土類元素ドープ光ファイバ増幅器、ラマン
増幅器、半導体光増幅器およびそれらの組み合わせによ
る光増幅器などを利用することができる。

【００１９】雑音光除去ユニット２は、例えば、入力端
子１０と出力端子１６の間に、光アイソレータ１１、光
カプラ（ＣＰＬ）１２、ＳＢＳ発生媒体としてのダミー
伝送路１３、無反射終端器（Ｔ）１４およびレベル調整
部１５を備えて構成される。なお、ここでは光アイソレ
ータ１１および光カプラ１２が光入出力部として機能す
る。また、図１にはｎ段目の雑音光除去ユニット２につ
いてのみ具体的な構成を示したが、２ｎ段目の雑音光除
去ユニット２の構成についても同様である。

【００２０】光アイソレータ１１は、入力端子１０と光
カプラ１２の間に配置され、入力端子１０から光カプラ
１２に進む光を通過し、光カプラ１２から入力端子１０
に進む光の通過を阻止する一般的な光部品である。光カ
プラ１２は、ここでは例えば３つのポートを有し、図１
で左上側に位置する第１ポートに光アイソレータ１１が
接続され、図１で右側に位置する第２ポートにダミー伝
送路１３が接続され、図１で左下側に位置する第３ポー
トにレベル調整部１５が接続される。この光カプラ１２
は、光アイソレータ１１から第１ポートを介して入力さ
れる光を第２ポートを通ってダミー伝送路１３に伝達す
ると共に、ダミー伝送路１３からの戻り光を第２ポート
を介して入力して２分岐し、第１および第３ポートから
それぞれ出力する。このような光カプラ１２の具体例と
しては、一般的な４つのポートを有する３ｄＢカプラ等
を用いることが可能である。４ポートの３ｄＢカプラを
使用する場合には、ダミー伝送路１３が接続されるポー
トと同じ側に位置するポートには無反射終端器などを接
続して未使用ポートとし、上記のような光の伝達経路が
構成されるようにする。

【００２１】ダミー伝送路１３は、入力光のパワーが所
要の閾値を超えると非線形光学現象の一種であるＳＢＳ
を発生する光伝送路である。このダミー伝送路１３は、
後述するように、カプラ１２を介して一方の端部に与え
られるＷＤＭ信号光のうちで１チャンネル当たりの光パ
ワーが閾値を超える成分（信号光成分）についてＳＢＳ
による戻り光を発生し、その戻り光を一方の端部から光
カプラ１２に出力する。また、１チャンネル当たりの光
パワーが閾値よりも小さい成分（一部の信号光成分およ
び雑音光成分）については、ＳＢＳによる戻り光を発生
することなく他方の端部に向けて伝搬して無反射終端器
１４に出力する。

【００２２】上記のダミー伝送路１３として、ここでは
所要の長さの光ファイバ伝送路を用いるものとする。光
ファイバ伝送路の長さは、ＳＢＳによる戻り光を確実に
得ることができるように、使用する光ファイバの特性に
応じて予め設計されており、具体的には、数ｋｍ〜２０
ｋｍ程度とすることが可能である。ダミー伝送路１３と
して用いる光ファイバの具体例としては、通常の光ファ
イバ伝送路として利用されている１．３μｍ零分散単一
モードファイバ（ＳＭＦ）や分散シフトファイバ（ＤＳ
Ｆ）、ノンゼロ分散シフトファイバ（ＮＺ−ＤＳＦ）、
分散補償ファイバ（ＤＣＦ）等を使用することが可能で
ある。特に、分散補償ファイバを使用すれば入力光のパ
ワーが小さな値（例えば４ｄＢｍ／ｃｈ程度）でもＳＢ
Ｓが発生するため、光中継器１の出力レベルを抑えるこ
とが可能である。

【００２３】なお、ここではダミー伝送路１３として所
要の長さの光ファイバ伝送路を使用するようにしたが、
本発明におけるＳＢＳ発生媒体は上記のような光ファイ
バを使用した伝送路に限られるものではなく、所要の長
さに設計された光導波路を用いてもよい。また、ＳＢＳ
発生媒体の形態は、光ファイバや光導波路等を用いたの
伝送路に限定されるものではなく、入力光のＳＢＳによ
る戻り光を有効に得ることができる任意の形態とするこ
とも可能である。

【００２４】無反射終端器１４は、ダミー伝送路１３の
光カプラ１２が接続された一方の端部は異なる他方の端
部に接続され、ダミー伝送路１３の通過光を吸収して終
端するものである。レベル調整部１５は、光カプラ１２
の第３ポートから出力される光、すなわち、ダミー伝送
路１３におけるＳＢＳによる戻り光の一部が入力され、
その戻り光を増幅または減衰することにより所要のパワ
ーレベルに調整したＷＤＭ信号光を出力端子１６に出力
する。

【００２５】光送信装置１００と、各雑音光除去ユニッ
ト２の前段に位置する各光中継器１以外の他の光中継器
１０４と、光受信装置１０５とは、従来の光伝送システ
ムで用いられているもの同様である。具体的には、光送
信装置１００は、複数の光送信器（ＯＳ₁〜ＯＳ_N）１０
１および合波器（ＭＵＸ）１０２を有し、各光送信器１
０１から出力される波長の異なる光信号を合波器（ＭＵ
Ｘ）１０２で波長多重して光伝送路１０３に送信する。

【００２６】各光中継器１０４は、光伝送路１０３を伝
送されるＷＤＭ信号光を所要のレベルまで増幅して中継
伝送する。各光中継器１０４の出力光レベルは、光中継
器１の出力光レベルに比べて十分に低く設定されてい
て、光伝送路１０３における非線形光学現象の発生が抑
制されるようにしてある。光受信装置１０５は、分波器
（ＤＭＵＸ）１０６および複数の光受信器（ＯＲ ₁〜Ｏ
Ｒ_N）を有し、光伝送路１０３を伝搬してきたＷＤＭ信
号光を分波器１０６で各チャンネルの信号光ごとに分波
し、各々の信号光を対応する光受信器１０７で受信処理
する。

【００２７】次に、上記のような基本構成を備えた光伝
送システムの動作について説明する。本光伝送システム
において、光送信装置１００から光伝送路１０３に送信
されたＷＤＭ信号光は、所要の中継間隔で配置された光
中継器１０４で順次増幅されながら中継伝送されて、ｎ
段目の高出力型光増幅器を備えた光中継器１に到達す
る。このｎ段目の光中継器１に入力されるＷＤＭ信号光
は、１〜（ｎ−１）段目の各光中継器１０４で発生する
ＡＳＥやＡＳＳなどの雑音光成分が光増幅帯域全体に亘
って蓄積した光となっている。光中継器１では、上記の
ような雑音光を含んだＷＤＭ信号光が、雑音光除去ユニ
ット２のダミー伝送路１３においてＳＢＳによる戻り光
が発生し得る光パワーレベルに達するまで増幅され、そ
の増幅されたＷＤＭ信号光が雑音光除去ユニット２に送
られる。

【００２８】図２は、光中継器１から雑音光除去ユニッ
ト２に入力されるＷＤＭ信号光の波長λに対する光パワ
ーＰ_INの一例を示す図である。図２に示すように、光中
継器１では、ＷＤＭ信号光に含まれる１チャンネル当た
りの信号光パワーが予め設定したレベルＰ₁に達するま
でＷＤＭ信号光全体が増幅される。この１チャンネル当
たりの出力光パワーＰ₁は、ダミー伝送路１３でＳＢＳ
が発生して有効な戻り光が得られるようになるダミー伝
送路１３への入力光パワーの閾値Ｐ_THと、光中継器１の
出力端およびダミー伝送路１３の入力端の間に配置され
る各光部品（ここでは光アイソレータ１１および光カプ
ラ１２）の挿入損失とに基づいて設定される。なお、図
２中の光パワーＰ₁₀₄は、各段の光中継器１０４で増幅
され出力されるＷＤＭ信号光の１チャンネル当たりのパ
ワーを示したものである（Ｐ₁＞Ｐ₁₀₄）。

【００２９】上記の設定について具体例を挙げておく
と、ダミー伝送路１３においてＳＢＳが発生可能になっ
て戻り光が得られるようになる入力光パワーの閾値Ｐ_TH
は、ダミー伝送路１３として１．３μｍ零分散ＳＭＦを
使用する場合には約１０ｄＢｍ／ｃｈ以上に設定するこ
とが可能であり、ＤＳＦを使用する場合には約７ｄＢｍ
／ｃｈ以上に設定することが可能であり、ＤＣＦを使用
する場合には約４ｄＢｍ／ｃｈ以上に設定することが可
能である。光アイソレータ１１の挿入損失を１ｄＢ、光
カプラ１２の挿入損失を４ｄＢと見積もるようにすれ
ば、光中継器１の出力光パワーＰ₁は、上記の各ダミー
伝送路１３に対応した各々の閾値に５ｄＢを加えたレベ
ル以上に設定することができる。なお、光中継器１の出
力光パワーＰ ₁の設定は上記の一例に限られるものでは
ない。

【００３０】光中継器１から雑音光除去ユニット２の入
力端子１１に与えらたＷＤＭ信号光は、図３の太線矢印
で示すように、光アイソレータ１１および光カプラ１２
を順に通過してダミー伝送路１３の一端に入力される。
ダミー伝送路１３では、入力光のうちの上記閾値Ｐ_THを
超えるパワーを持った成分について、ＳＢＳによる戻り
光が発生し、その戻り光が入力端から出力されて光カプ
ラ１２に再入力される。一方、ダミー伝送路１３への入
力光のうちの閾値Ｐ_THよりも小さいパワーを持った成分
については、ダミー伝送路１３内を入力端とは反対側の
端部に向けて伝搬して無反射終端器１４によって吸収さ
れる。

【００３１】ここで、ダミー伝送路１３において発生す
るＳＢＳによる戻り光について詳しく説明する。非線形
光学現象の一種であるＳＢＳは、高出力の狭帯域光信号
を伝送路等に入力させた場合に、入力光とは逆方向に進
む散乱光が増幅されて戻ってくる現象であり、その戻り
光のパワーは、例えば図４に示すように、入力光パワー
Ｐ_INおよび変調ビットレートに応じて変化することが知
られている。具体的には、入力光パワーＰ_INが大きいほ
ど戻り光のパワーも大きくなり、入力光パワーＰ_INがあ
る値以上になると入力光の大半が戻ってくるようにな
る。また、変調ビットレートが高いほど戻り光のパワー
は小さくなる傾向を示す。

【００３２】このような特性を持つＳＢＳによる戻り光
を利用して、ＷＤＭ信号光に蓄積された雑音光を除去す
るための原理は、例えば図５に示すように、ダミー伝送
路１３に入力される各チャンネルの信号がすべて「１」
になる発光状態と、すべて「０」になる消光状態とを考
えることで容易に説明できる。図５（Ａ）の左側に示す
ように、ダミー伝送路１３への入力光がすべて「１」に
なる場合、各チャンネルの信号光パワーは、ＳＢＳ発生
の閾値Ｐ_THを超えるレベルにまで増幅されているため、
各々の信号光はＳＢＳによる戻り光としてダミー伝送路
１３の入力端に戻ってくる。これに対して、信号波長以
外の成分、すなわち、各チャンネルの中心波長の中間に
位置する累積されたＡＳＥやＡＳＳ等の雑音光成分は、
ＳＢＳが発生するパワーレベルに達していないため、戻
り光としてダミー伝送路１３の入力端に戻ってくること
はなく、入力端とは反対側の端部に向けて伝搬する。こ
れにより、図５（Ａ）右側の戻り光パワーＰ_SBSに示す
ように、各チャンネルの信号光成分（実線部分）だけが
取り出され、雑音光成分（点線部分）が除去されたＷＤ
Ｍ信号光を得ることができるようになる。なお、図５
（Ａ）に例示した戻り光パワーＰ_SBSは、前述の図４に
示したように信号光の入力パワーおよび変調ビットレー
トに応じてそのレベルが変化するものである。

【００３３】一方、図５（Ｂ）の左側に示すようにダミ
ー伝送路１３への入力光がすべて「０」になる場合に
は、信号波長以外に存在するＡＳＥやＡＳＳ等の雑音光
成分は、ＳＢＳが発生するパワーレベルに達していない
ため、戻り光としてダミー伝送路１３の入力端に戻って
くることはない。また、各チャンネルの中心波長付近に
は雑音光成分のみが存在することになるが、この雑音光
成分も上記の場合と同様にＳＢＳが発生するパワーレベ
ルに達していないため、ＳＢＳによる戻り光が得られる
ことはない。これにより、図５（Ｂ）の右側に示すよう
に、ＷＤＭ信号光の全波長帯域に存在する雑音光成分
（点線部分）を除去することが可能になる。

【００３４】このようにＳＢＳによる戻り光を利用した
雑音光の除去方式によれば、ダミー伝送路１３に入力さ
れるＷＤＭ信号光について、「１」を示す信号光成分の
みが取り出され、信号波長以外の雑音光成分および信号
光が「０」を示す場合の信号波長の雑音光成分の双方が
確実に除去されるようになる。さらに、ＳＢＳによる戻
り光を利用した雑音光の除去方式によれば、戻り光とし
て取り出した信号光のスペクトラムが細くなる（波長成
分が少なくなる）という作用効果も生じる。具体的に
は、例えば図６の左側に示すように、信号光パワーがＳ
ＢＳ発生の閾値Ｐ_THを超える波長領域は、信号波長の幅
よりも狭くなるので、図６の右側に示すように、戻り光
として取り出される信号光成分のスペクトラム幅は入力
時よりも細くなる。このような作用効果は、例えば光伝
送路１０３における波長分散の影響等が軽減されるた
め、ＷＤＭ信号光の伝送に有利である。

【００３５】上記のようにしてダミー伝送路１３で発生
したＳＢＳによる戻り光は、光カプラ１２に再び入力さ
れて２分岐され、光アイソレータ１１およびレベル調整
部１５にそれぞれ接続する各ポートから出力される。光
アイソレータ１１側に出力された戻り光は、光アイソレ
ータ１１で通過が阻止されることによって、光中継器１
の増幅動作に影響を及ぼすことが回避される。一方、レ
ベル調整部１５側に出力された戻り光は、レベル調整部
１５において、各チャンネルの信号光がそれぞれ増幅ま
たは減衰されることにより、例えば図７に示すように、
所望のパワーレベルＰ_OUTに調整されたＷＤＭ信号光が
出力端子１６を介して光伝送路１０３に出力される。そ
して、光伝送路１０３に出力されたＷＤＭ信号光は、以
降、１〜ｎ段目と同様にして光受信装置に向けて中継伝
送される。

【００３６】ここで、上述したような雑音光除去方式に
おけるＳＢＳ以外の他の非線形光学現象の影響について
簡単に説明しておく。本雑音光除去方式において、ダミ
ー伝送路１３内で入力光のパルスとＳＢＳによる戻り光
のパルスとがすれ違うときには、相手のパルスの立ち上
がり部と立下り部により相互位相変調（ＸＰＭ）が発生
する場合がある。しかし、ＸＰＭにより生じる波長シフ
トの方向は入力光および戻り光で逆方向となるため、各
方向の波長シフトはパルスがダミー伝送路１３を往復す
ることで結果的にキャンセルされることになる。従っ
て、ＳＢＳによる戻り光に対するＸＰＭの影響は殆ど生
じないものと考えられる。

【００３７】また、光中継器１からの高出力の信号光が
ダミー伝送路１３に入射し、ＳＢＳにより戻ってくるま
での間では、自己位相変調（ＳＰＭ）や４光波混合（Ｆ
ＷＭ）が発生する場合がある。しかし、それらにより発
生した別波長の光はＳＢＳを起こさないため、ダミー伝
送路１３の入力端に戻ってくることはない。従って、Ｓ
ＢＳによる戻り光に対するＳＰＭおよびＦＷＭの影響は
残らないものと考えられる。

【００３８】上述したように本光伝送システムによれ
ば、雑音光を除去するノード（中継区間）について、光
中継器に設けられる光増幅器を高出力型のものに変更
し、ダミー伝送路１３および数点のパッシブ部品からな
る雑音光除去ユニット２を設けるだけで雑音光を確実に
除去することができるようになるため、従来の光／電気
変換や信号光の分波および合波に基づく雑音光除去方式
に比べてシステム構成の小規模化および低コスト化を図
ることが可能になる。また、ＳＢＳによる戻り光を利用
することによって信号波長と同じ波長の雑音光成分を効
果的に除去することができるため、光送信装置１００か
ら送信された時の状態に極めて近い状態のＷＤＭ信号光
を作り出すことが可能になる。さらに、スペクトラム幅
の狭い信号光が得られるため、光伝送路１０３における
波長分散等の影響を軽減することもできる。

【００３９】なお、上述の図１に示した基本構成では、
ダミー伝送路１３に対する信号光の入力および戻り光の
取り出しを行う光入出力部として光アイソレータ１１お
よび光カプラ１２を設けるようにしたが、本発明におけ
る光入出力部の構成はこれに限られるものではない。例
えば図８に示すように、光アイソレータ１１および光カ
プラ１２に代えて光サーキュレータ１７を設けるように
してもよい。この光サーキュレータ１７は、第１ポート
に光アイソレータ１１が接続され、第２ポートにダミー
伝送路１３が接続され、第３ポートにレベル調整部１５
が接続されて、第１ポートから第２ポートへの方向およ
び第２ポートから第３ポートへの方向に進む光を伝達す
ることが可能な光デバイスである。このような光サーキ
ュレータ１７を使用することによって、雑音光除去ユニ
ット２の構成をより簡略なものにできる。

【００４０】次に、上述したような基本構成を備えた光
伝送システムの具体的な実施形態について説明する。図
９は、第１実施形態による光伝送システムの要部構成を
示すブロック図である。なお、上述の図１に示した基本
構成と同様の部分には同一の符号を付してその説明を省
略し、以下、他の実施形態においても同様とする。

【００４１】図９において、第１実施形態の光伝送シス
テムは、例えば図１の基本構成について、雑音光除去ユ
ニット２のレベル調整部１５として、ＳＢＳによる戻り
光を光増幅器により所要のレベルまで増幅する具体的な
構成を適用したものである。上記以外の雑音光除去ユニ
ット２の他の部分の構成および光伝送システム全体の構
成は、図１の基本構成の場合と同様である。

【００４２】具体的にレベル調整部１５に相当する構成
は、例えば、光増幅器２０、光カプラ（ＣＰＬ）２１、
受光器（ＰＤ）２２、ＡＤコンバータ２３および制御回
路２４を含んでなる。光増幅器２０は、光カプラ１２の
第３ポートと雑音光除去ユニット２の出力端子１６との
間の光路上に配置され、光カプラ１２で取り出されたＳ
ＢＳによる戻り光を制御回路２４からの出力信号に従っ
た利得で増幅して出力する。この光増幅器２０として
は、例えば希土類元素ドープ光ファイバ増幅器や半導体
光増幅器などの公知の光増幅器を使用することが可能で
ある。

【００４３】光カプラ２１は、光増幅器２０から出力端
子１６に出力されるＷＤＭ信号光の一部を分岐して受光
器２２に送るものである。受光器２２は、光カプラ２１
からの分岐光を受光し、パワーに応じた電気信号を発生
してＡＤコンバータ２３に出力する。ＡＤコンバータ２
３は、受光器２２からのアナログの電気信号をデジタル
に変換して制御回路２４に送る。

【００４４】制御回路２４は、ＡＤコンバータ２３から
の出力信号および光中継器１からの伝送情報に基づい
て、光増幅器２０から出力されるＷＤＭ信号光のパワー
が目標値になるように、光増幅器２０の増幅動作を制御
するための制御信号を生成する。この制御回路２４の具
体例としては、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Ar
ray)等の集積回路を用いることが可能である。

【００４５】上記のような構成の雑音光除去ユニット２
では、ダミー伝送路１３において発生したＳＢＳによる
戻り光が光カプラ１２によって取り出され、光増幅器２
０で増幅されて出力端子１６に出力される。このとき光
増幅器２０からの出力光の一部が光カプラ２１によって
分岐され、トータルパワーが受光器２２によってモニタ
されて、そのモニタ結果がＡＤコンバータ２３を介して
制御回路２４に伝えられる。制御回路２４では、光中継
器１から伝えられるチャンネル数や出力レベル目標値等
の伝送情報に従い、ＡＤコンバータ２３から伝えられる
モニタされたトータルパワーをチャンネル数で割り算し
た値を基に、光増幅器２０から出力されるＷＤＭ信号光
の１チャンネル当たりの光パワーが求められ、その結果
が目標値に一致するように光増幅器２０の増幅動作を制
御する制御信号が生成される。そして、この制御信号に
従って光増幅器２０の利得が調整されることで、前述の
図７に示したような各チャンネルの信号光パワーが所望
のレベルで揃ったＷＤＭ信号光が、出力端子１６を介し
て光伝送路１０３に出力されるようになる。なお、ＳＢ
Ｓによる戻り光を光増幅器２０で増幅することによりＡ
ＳＥ等の雑音光が発生することになるが、この光増幅器
２０で発生する雑音光は１〜ｎ段目で発生し蓄積した雑
音光に比べて僅かであるため、ダミー伝送路１３におけ
る雑音光除去の効果は十分に得られることになる。

【００４６】このように第１実施形態の光伝送システム
によれば、雑音光除去ユニット２のダミー伝送路１３で
発生するＳＢＳによる戻り光のレベルが、例えば信号光
の変調ビットレートが高い場合などのように小さくなる
ようなときでも、後段の光増幅器２０によって所望のレ
ベルまで増幅したＷＤＭ信号光を安定して出力すること
が可能になる。

【００４７】次に、第２実施形態による光伝送システム
について説明する。図１０は、第２実施形態による光伝
送システムの要部構成を示すブロック図である。図１０
において、第２実施形態の光伝送システムは、前述の図
９に示した第１実施形態の変形例であって、ＳＢＳによ
る戻り光をラマン増幅によって所要のレベルまで増幅す
るようにしたものである。具体的には、雑音光除去ユニ
ット２のレベル調整部１５に相当する構成として、ラマ
ン増幅用の励起光源（ＬＤ）３０、ＷＤＭカプラ３１、
ＡＤコンバータ３２、制御回路３３およびメモリ３４を
含んでなる。

【００４８】ラマン増幅用の励起光源３０は、伝送され
るＷＤＭ信号光の波長帯域に対応して予め設定された波
長帯の励起光を発生し、その励起光をＷＤＭカプラ３１
および出力端子１６を介して受信側の光伝送路１０３に
供給することで、その光伝送路１０３を伝搬するＷＤＭ
信号光のラマン増幅を可能にする。ＡＤコンバータ３２
は、励起光源３０の駆動状態を示す電気信号をＡＤ変換
して制御回路３３に出力する。

【００４９】制御回路３３は、ＡＤコンバータ３２から
の出力信号、光中継器１からの伝送情報およびメモリ３
４の記憶情報に基づいて、光伝送路１０３を伝搬して次
段（ｎ＋１段目）の光中継器１０４に入力されるＷＤＭ
信号光のパワーが所望のレベルとなるように励起光源３
０の駆動状態を制御するための制御信号を生成する。こ
の制御回路２４としては、ＦＰＧＡ等の集積回路を用い
ることが可能である。また、メモリ３４には、予め調べ
ておいた励起光源の出力光パワーとラマン増幅利得との
関係や、次段の光中継器１０４までの伝送距離（＝減衰
量）などに関する情報が記憶されているものとする。

【００５０】上記のような構成の雑音光除去ユニット２
においては、ダミー伝送路１３において発生したＳＢＳ
による戻り光が光カプラ１２によって取り出され、ＷＤ
Ｍカプラ３１を通過して出力端子１６に接続された光伝
送路１０３に出力される。この光伝送路１０３には、制
御回路３３によって駆動状態が制御された励起光源３０
から出力される励起光がＷＤＭカプラ３１を介して供給
されていて、光伝送路１０３を伝搬するＷＤＭ信号光
（戻り光）がラマン増幅されながら次段の光中継器１０
４に送られる。これにより、所望のレベルにラマン増幅
されたＷＤＭ信号光が次段の光中継器１０４に入力され
るようになる。なお、ＳＢＳによる戻り光を後段の光伝
送路１０３でラマン増幅することによりＡＳＳ雑音光が
発生することになるが、このＡＳＳ雑音光は１〜ｎ段目
で発生し蓄積した雑音光に比べて僅かであるため、ダミ
ー伝送路１３における雑音光除去の効果は十分に得られ
ることになる。

【００５１】このように第２実施形態の光伝送システム
によれば、雑音光除去ユニット２のダミー伝送路１３で
発生するＳＢＳによる戻り光のレベルが小さくなるよう
なときでも、後段の光伝送路１０３をラマン増幅媒体と
して利用することによって、所望のレベルまでラマン増
幅したＷＤＭ信号光を次段の光中継器１０４に安定して
送ることが可能になる。

【００５２】なお、上記の第１、第２実施形態では、光
増幅器２０の出力光レベルまたは励起光源３０の駆動状
態をモニタしてＷＤＭ信号光に対する利得を制御するよ
うにしたが、ＳＢＳによる戻り光のパワーが実験結果ま
たはシミュレーションなどによって予め分かっている場
合には利得を固定にするようにしても構わない。次に、
第３実施形態による光伝送システムについて説明する。

【００５３】図１１は、第３実施形態による光伝送シス
テムの要部構成を示すブロック図である。図１１におい
て、第３実施形態の光伝送システムは、例えば図１の基
本構成について、雑音光除去ユニット２のレベル調整部
１５として、ＳＢＳによる戻り光を可変光減衰器により
所要のレベルまで減衰させる具体的な構成を適用したも
のである。上記以外の雑音光除去ユニット２の他の部分
の構成および光伝送システム全体の構成は、図１の基本
構成の場合と同様である。

【００５４】具体的にレベル調整部１５に相当する構成
は、例えば、可変光減衰器（ＡＴＴ）４０、光カプラ
（ＣＰＬ）４１、受光器（ＰＤ）４２、ＡＤコンバータ
４３、制御回路４４およびトランジスタ（ＴＲ）４５を
含んでなる。可変光減衰器４０は、光カプラ１２の第３
ポートと雑音光除去ユニット２の出力端子１６との間の
光路上に配置され、光カプラ１２で取り出されたＳＢＳ
による戻り光を可変の減衰量に応じて減衰して出力す
る。この可変光減衰器４０の減衰量は、制御回路４４か
らの出力信号をトランジスタ４５によって電流に変換し
た信号に従って制御される。

【００５５】光カプラ４１は、可変光減衰器４０から出
力端子１６に出力されるＷＤＭ信号光の一部を分岐して
受光器４２に送るものである。受光器４２は、光カプラ
４１からの分岐光を受光し、パワーに応じた電気信号を
発生してＡＤコンバータ４３に出力する。ＡＤコンバー
タ４３は、受光器４２からのアナログの電気信号をデジ
タルに変換して制御回路４４に送る。

【００５６】制御回路４４は、ＡＤコンバータ４３から
の出力信号および光中継器１からの伝送情報に基づい
て、可変光減衰器４０から出力されるＷＤＭ信号光のト
ータルパワーが目標値となるように、可変光減衰器４０
の可変の減衰量を制御するための制御信号を生成し、そ
の制御信号をトランジスタ４５を介して可変光減衰器４
０に伝達する。この制御回路４４の具体例としては、Ｆ
ＰＧＡ等の集積回路を用いることが可能である。

【００５７】上記のような構成の雑音光除去ユニット２
では、ダミー伝送路１３において発生したＳＢＳによる
戻り光が光カプラ１２によって取り出され、可変光減衰
器４０で減衰されて出力端子１６に出力される。このと
き可変光減衰器４０からの出力光の一部が光カプラ４１
によって分岐され、トータルパワーが受光器４２によっ
てモニタされて、そのモニタ結果がＡＤコンバータ４３
を介して制御回路４４に伝えられる。制御回路４４で
は、ＡＤコンバータ４３からのモニタ結果に基づいて、
光中継器１から伝えられるチャンネル数や出力レベル目
標値等の伝送情報に従い、可変光減衰器４０から出力さ
れるＷＤＭ信号光の１チャンネル当たりの光パワーが求
められ、その結果が目標値に一致するように可変光減衰
器４０の光減衰量を制御する制御信号が生成される。そ
して、この制御信号に従って可変光減衰器４０の光減衰
量が調整されることで、各チャンネルの信号光パワーが
所望のレベルで揃ったＷＤＭ信号光が、出力端子１６を
介して光伝送路１０３に出力されるようになる。

【００５８】このように第３実施形態の光伝送システム
によれば、雑音光除去ユニット２のダミー伝送路１３で
発生するＳＢＳによる戻り光のパワーが、例えば後段の
光伝送路１０３において非線形光学現象を生じてしまう
ような大きなレベルになるときでも、可変光減衰器４０
によって非線形光学現象の生じないレベルまで減衰させ
たＷＤＭ信号光を安定して出力することが可能になる。

【００５９】なお、上記の第３実施形態では、可変光減
衰器４０の出力光レベルをモニタして可変の減衰量を制
御するようにしたが、ＳＢＳによる戻り光のパワーが実
験結果またはシミュレーションなどによって予め分かっ
ている場合には減衰量が固定の光減衰器を用いるように
しても構わない。また、上述した第１〜第３実施形態で
は、光入出力部として光アイソレータ１１および光カプ
ラ１２を使用する構成について適用したが、上述の図８
に示したように光入出力部として光サーキュレータ１７
を用いる構成についても同様にして応用することが可能
である。

【００６０】次に、第４実施形態による光伝送システム
について説明する。図１２は、第４実施形態による光伝
送システムの要部構成を示すブロック図である。図１２
において、第４実施形態の光伝送システムは、例えば図
８に示した構成についての応用例であって、高出力型の
光中継器１としての機能と、雑音光除去ユニット２内の
レベル調整部１５としての機能とを１つの光増幅器で実
現するようにしたものである。

【００６１】具体的には、光伝送システムの例えばｎ段
目の光中継器として、上述した雑音光除去ユニット２と
しての機能を内蔵した光中継器１’を設け、その光中継
器１’は、入力端子１０’と出力端子１６’の間に、光
サーキュレータ１７’、光増幅器５０、ダミー伝送路１
３および無反射終端器（Ｔ）１４を備えて構成される。

【００６２】光サーキュレータ１７は、ここでは、第１
ポートに入力端子１０’が接続され、第２ポートに光増
幅器５０が接続され、第３ポートに出力端子１６’が接
続されて、第１ポートから第２ポートへの方向および第
２ポートから第３ポートへの方向に進む光を伝達するこ
とが可能である。光増幅器５０は、ここでは例えば、２
段増幅構成のエルビウムドープ光ファイバ増幅器（ＥＤ
ＦＡ）を用いるものとし、具体的には、第１および第２
のエルビウムドープ光ファイバ（ＥＤＦ）５１Ａ，５１
Ｂと、各ＥＤＦ５１Ａ，５１Ｂへの励起光を発生する励
起光源５２Ａ，５２Ｂと、各励起光源５２Ａ，５２Ｂか
らの励起光をＥＤＦ５１Ａ，５１Ｂに供給するＷＤＭカ
プラ５３Ａ，５３Ｂと、ＥＤＦ５１Ａ，５１Ｂの段間に
設けられた可変光減衰器５４と、を備えて構成される。
また、ここでは図示を省略したが、光増幅器５０から出
力されるＷＤＭ信号光パワーのモニタ結果に応じて、励
起光源５２Ａ，５２Ｂの駆動状態または可変光減衰器５
４の減衰量を制御する制御回路も設けられているものと
する。

【００６３】なお、光増幅器５０の構成は上記の具体例
に限定されるものではなく、双方向に伝搬する光を高い
利得で増幅可能な任意の構成の光増幅器を用いることが
可能である。ダミー伝送路１３は、光増幅器５０の光サ
ーキュレータ１７とは反対側に位置する入出力端に一端
が接続され、他端には無反射終端器１４が接続されてい
る。このダミー伝送路１３および無反射終端器１４は、
上述の基本構成において用いたものと同様である。

【００６４】上記のような構成の光伝送システムでは、
光送信装置１００から光伝送路１０３に送信されたＷＤ
Ｍ信号光が、１〜（ｎ−１）段目の光中継器１０４で順
次増幅されながら中継伝送されてｎ段目の光中継器１’
に入力される。光中継器１’では、雑音光の蓄積したＷ
ＤＭ信号光が、入力端子１０’および光サーキュレータ
１７を介して光増幅器５０に送られる。この光増幅器５
０では、励起光源５２Ａ，５２Ｂからの励起光の供給を
受けて励起状態にされた各ＥＤＦ５１Ａ，５１ＢをＷＤ
Ｍ信号光が一方向に伝搬することによって、そのＷＤＭ
信号光のパワーが、ダミー伝送路１３におけるＳＢＳ発
生の閾値Ｐ_THを超えるレベルにまで増幅された後に、ダ
ミー伝送路１３に出力される。そして、ダミー伝送路１
３では、閾値Ｐ_THを超えるパワーを持つ信号波長の信号
光成分のみがＳＢＳによる戻り光として光増幅器５０に
再入力され、閾値Ｐ_THに達していない信号波長以外の雑
音光成分および信号波長と同じ波長の雑音光成分はダミ
ー伝送路１３を通過して無反射終端器１４に吸収され
る。

【００６５】ダミー伝送路１３において発生したＳＢＳ
による戻り光は、光増幅器５０内を入力側に向けて伝搬
することにより所要のレベルにまで増幅されて光サーキ
ュレータ１７に出力される。このとき、光増幅器５０か
ら光サーキュレータ１７に出力されるＷＤＭ信号光（戻
り光）のパワーがモニタされ、そのモニタ結果に従っ
て、励起光源５２Ａ，５２Ｂの駆動状態または可変光減
衰器５４の減衰量が制御されて、ＷＤＭ信号光のパワー
が目標値に一致するように調整される。

【００６６】光増幅器５０から光サーキュレータ１７の
第２ポートに送られたＷＤＭ信号光は、光サーキュレー
タ１７の第３ポートから出力されて、出力端子１６’を
介して後段の光伝送路１０３に送出される。このように
第４実施形態による光伝送システムによれば、上述した
基本構成の場合と同様の作用効果を得ることができると
共に、ＷＤＭ信号光をＳＢＳ発生の閾値Ｐ_THを超えるレ
ベルまで増幅する機能と、ＳＢＳによる戻り光のレベル
を調整する機能とが１つの光増幅器５０によって実現さ
れるようになるため、システム構成のさらなる簡略化を
図ることが可能になる。

【００６７】次に、第５実施形態による光伝送システム
について説明する。第５実施形態の光伝送システムで
は、ＳＢＳによる波長シフトの影響を考慮したシステム
構成について説明する。ここで、ＳＢＳによる波長シフ
トとは、入力光の波長に対して、ＳＢＳによる戻り光の
波長が１１ＧＨｚ程度（例えば１５５０ｎｍ帯の光では
０．０９ｎｍ程度）長波長側にシフトする現象である。
このようなＳＢＳによる波長シフトは、例えば、光受信
装置におけるＷＤＭ信号光の分波処理に影響を及ぼす可
能性がある。

【００６８】具体的には、例えば図１３の中段に示すよ
うに、ＷＤＭ信号光に含まれる各チャンネルの信号光の
波長間隔が広いシステム（図の例では４００ＧＨｚ間
隔、すなわち、１５５０ｎｍ帯で３．２ｎｍ程度の間
隔）の場合、光受信装置１０５内に設けられる分波器１
０６のフィルタ特性（各チャンネルに対応した透過帯域
幅）も広くできるため、伝送されるＷＤＭ信号光が雑音
光除去ユニット２を通過する回数が少なければ、上記分
波器をそのまま用いて受信されたＷＤＭ信号光から各チ
ャンネルの信号光を取り出すことが可能である。

【００６９】しかし、図１３の下段に示すように、信号
光の波長間隔が狭いシステム（図の例では５０ＧＨｚ間
隔、すなわち、１５５０ｎｍ帯で０．４ｎｍ程度の間
隔）の場合には、分波器１０６のフィルタ特性も狭くな
るため、ＷＤＭ信号光が雑音光除去ユニット２を通過す
る回数がたとえ少なくても、ＳＢＳによる波長シフトの
影響により分波器１０６で各チャンネルの信号光を正し
く取り出すことが難しくなる。

【００７０】そこで、第５実施形態の光伝送システムで
は、伝送光がシステム全体で雑音光除去ユニットを何回
通過するかを基にＳＢＳによる波長シフト量を予め計算
し、送信時における各チャンネルの中心波長を上記波長
シフト量だけずらしたフィルタ特性を有する分波器を光
受信装置内に備えるようにした構成を採用する。図１４
は、第５実施形態の光伝送システムの具体例を示す概念
図である。ここでは、伝送光が雑音光除去ユニットを２
回通過する場合の一例を具体的に考えることにする。こ
の場合、システム全体でのＳＢＳによる波長シフト量
は、１１ＧＨｚ×２＝２２ＧＨｚと計算され、１５５０
ｎｍ帯のＷＤＭ信号光を想定すると約０．１８ｎｍとな
る。例えば、ＷＤＭ信号光の波長間隔が５０ＧＨｚで、
送信時における各チャンネルの中心波長が１５４９．６
０ｎｍ、１５５０．００ｎｍ、１５５０．４０ｎｍの各
信号光は、受信時には中心波長が１５４９．７８ｎｍ、
１５５０．１８ｎｍ、１５５０．５８ｎｍにそれぞれシ
フトすることになる。従って、光受信装置１０５’内の
分波器１０６’としては、透過中心波長が１５４９．７
８ｎｍ、１５５０．１８ｎｍ、１５５０．５８ｎｍに位
置するフィルタ特性を備えたデバイスを用いるようにす
る。光受信装置１０５’内の各光受信器１０７について
は、ＳＢＳにより波長がシフトした信号光がそれぞれ入
力されることになるが、各々の光受信器１０７には基本
的に波長依存性がないため、ＳＢＳによる波長シフトに
応じた変更の必要は特にない。

【００７１】このような構成を採用することにより、シ
ステム全体を伝送されたＷＤＭ信号光に含まれる各チャ
ンネルの信号光を分波器１０６’で確実に取り出すこと
が可能になる。なお、上記の第５実施形態では、光受信
装置１０５’内の分波器１０６’として固定のフィルタ
特性を有するデバイスの使用を考えたが、例えば、可変
のフィルタ特性を有するデバイスを用いるようにしても
よい。具体的には、例えば図１５に示すような、温度変
化によりフィルタ特性の中心波長が変化するアレイ型導
波路格子（Arrayed Waveguide Grating；ＡＷＧ）等を
使用することが可能である。ただし、図１５には、ある
１つの透過帯に着目した温度変化が示してある。

【００７２】ＡＷＧを使用する場合、温度変化に対する
波長の変動率が０．０１ｎｍ／℃であると仮定すると、
前述した伝送光が雑音光除去ユニットを２回通過する一
例においては、ＳＢＳによる波長シフト量０．１８ｎｍ
は制御温度差に換算して０．１８／０．０１＝１８℃と
なる。従って、ＡＷＧの温度を変化させるヒータやペル
チェ等の動作状態を調整して、図１６に示すように、Ａ
ＷＧの制御温度を基準温度から１８℃変化させて透過帯
の中心波長を０．１８ｎｍシフトさせれば、雑音光除去
ユニットを２回通過したことによる波長変動をデバイス
自体を変更することなく光受信装置で吸収することがで
きるようになる。

【００７３】また、上述した第１〜第５実施形態では、
光伝送システムのｎ個の中継スパンおきに高出力型の光
中継器および雑音光除去ユニットを配置するようにした
が、システム上でＳＢＳを利用した雑音光除去を実施す
る位置は上記に限られるものではない。例えば図１７に
示すように、光受信装置１０５の直前に高出力型の光中
継器１および雑音光除去ユニット２を配置して、光受信
装置１０５に入力するＷＤＭ信号光に蓄積した雑音光を
一度に除去するようにしてもよい。このようなシステム
構成は、例えば伝送途中のノードにおいて信号光が挿入
または分岐（Add/Drop）されないようなシステムの場
合、基本的に伝送途中での伝送光のＯＳＮＲは関係な
く、あくまで光受信装置に入力される際のＯＳＮＲが重
要になるため好適である。

【００７４】さらに、本発明による雑音光除去方式は、
上述の図６に示したように、ＳＢＳによる戻り光として
取り出した信号光のスペクトラムが細くなる（波長成分
が少なくなる）という作用効果が得られるため、光送信
装置や光中継器から信号光が送出された直後に本方式を
適用して、伝送光の波長広がりを抑圧するという応用例
も可能である。

【００７５】以上、本明細書で開示した主な発明につい
て以下にまとめる。 （付記１） 信号光に含まれる雑音光成分を除去する雑
音光除去方法であって、閾値を超えるパワーの光が入力
されると誘導ブリリュアン散乱による戻り光を発生する
誘導ブリリュアン散乱発生媒体に対して、前記閾値を超
えるパワーまで増幅した信号光を与え、当該誘導ブリリ
ュアン散乱発生媒体で発生する戻り光を信号光として取
り出すことにより、信号光に含まれる雑音光成分を除去
することを特徴とする雑音光除去方法。

【００７６】（付記２） 付記１に記載の雑音光除去方
法であって、前記誘導ブリリュアン散乱発生媒体で発生
する戻り光のパワーを調整することを特徴とする雑音光
除去方法。

【００７７】（付記３） 信号光に含まれる雑音光成分
を除去する雑音光除去装置であって、閾値を超えるパワ
ーの光が入力されると誘導ブリリュアン散乱による戻り
光を発生する誘導ブリリュアン散乱発生媒体と、信号光
を前記閾値を超えるパワーまで増幅する光増幅部と、前
記誘導ブリリュアン散乱発生媒体に対して前記光増幅部
で増幅された信号光を与え、当該誘導ブリリュアン散乱
発生媒体で発生する戻り光を信号光として取り出す光入
出力部と、を備えて構成されたことを特徴とする雑音光
除去装置。

【００７８】（付記４） 付記３に記載の雑音光除去装
置であって、前記誘導ブリリュアン散乱発生媒体で発生
する戻り光のパワーを調整する調整部を備えたことを特
徴とする雑音光除去装置。

【００７９】（付記５） 付記４に記載の雑音光除去装
置であって、前記調整部は、前記戻り光を増幅する光増
幅器を含むことを特徴とする雑音光除去装置。

【００８０】（付記６） 付記４に記載の雑音光除去装
置であって、前記調整部は、前記戻り光を減衰させる光
減衰器を含むことを特徴とする雑音光除去装置。

【００８１】（付記７） 付記４に記載の雑音光除去装
置であって、前記調整部から出力される戻り光のパワー
を検出する検出部と、該検出部の検出結果に基づいて前
記調整部の動作を制御する制御部と、を備えたことを特
徴とする雑音光除去装置。

【００８２】（付記８） 付記３に記載の雑音光除去装
置であって、前記誘導ブリリュアン散乱発生媒体は、光
伝送路の形態を備えたことを特徴とする雑音光除去装
置。

【００８３】（付記９） 付記８に記載の雑音光除去装
置であって、前記誘導ブリリュアン散乱発生媒体は、光
ファイバを用いたものであることを特徴とする雑音光除
去装置。

【００８４】（付記１０） 付記８に記載の雑音光除去
装置であって、前記誘導ブリリュアン散乱発生媒体は、
光導波路を用いたものであることを特徴とする雑音光除
去装置。

【００８５】（付記１１） 付記８に記載の雑音光除去
装置であって、前記誘導ブリリュアン散乱発生媒体は、
前記光増幅部で増幅された信号光が入力される一端とは
反対側に位置する他端が無反射終端処理されることを特
徴とする雑音光除去装置。

【００８６】（付記１２） 付記３に記載の雑音光除去
装置であって、前記光入出力部は、少なくとも３つのポ
ートを有する光カプラと、光アイソレータとを備え、前
記光増幅部で増幅された信号光が前記光カプラの第１ポ
ートに入力され第２ポートから前記誘導ブリリュアン散
乱発生媒体に出力され、前記誘導ブリリュアン散乱発生
媒体で発生する戻り光が前記光カプラの第２ポートに入
力され２分岐されて第１ポートおよび第３ポートから出
力され、前記光カプラの第１ポートから出力される戻り
光の前記光増幅部への伝達が前記光アイソレータによっ
て阻止されることを特徴とする雑音光除去装置。

【００８７】（付記１３） 付記３に記載の雑音光除去
装置であって、前記光入出力部は、前記光増幅部の光出
力端と前記誘導ブリリュアン散乱発生媒体の光入力端と
の間に配置された光サーキュレータを有することを特徴
とする雑音光除去装置。

【００８８】（付記１４） 光送信装置から光伝送路に
送信された信号光を、前記光伝送路上に配置された光中
継器で増幅して光受信装置まで中継伝送する光伝送シス
テムであって、付記３に記載の雑音光除去装置を前記光
伝送路上に少なくとも１つ以上備えて構成されたことを
特徴とする光伝送システム。

【００８９】（付記１５） 付記１４に記載の光伝送シ
ステムであって、前記光受信装置は、前記光伝送路を伝
送された信号光を波長に応じて分波する分波器を有し、
該分波器は、前記雑音光除去装置で発生する誘導ブリリ
ュアン散乱による波長シフト量に応じて透過帯の中心波
長が設定されたフィルタ特性を持つことを特徴とする光
伝送システム。

【００９０】（付記１６） 付記１５に記載の光伝送シ
ステムであって、前記分波器は、フィルタ特性が調整可
能なアレイ型導波路格子を含むことを特徴とする光伝送
システム。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかるＳ
ＢＳを利用した雑音光除去技術によれば、ＳＢＳ発生の
閾値を超えるパワーまで増幅した信号光を誘導ブリリュ
アン散乱発生媒体に与え、ＳＢＳによる戻り光を信号光
として取り出すようにしたことで、従来の雑音光除去方
式に比べて簡易な手法により信号光に含まれる雑音光成
分を光の状態のまま除去することができる。このような
雑音光除去技術を光伝送システムに適用すれば、システ
ム構成の小規模化および低コスト化を図ることが可能に
なる。また、ＳＢＳによる戻り光を利用することによっ
て信号波長と同じ波長の雑音光成分を効果的に除去する
ことができるため、送信時の状態に極めて近い状態の信
号光を作り出すことが可能になる。さらに、スペクトラ
ム幅の狭い信号光が得られるため、光伝送路における波
長分散等の影響を軽減することも可能になる。加えて、
ＳＢＳによる戻り光のパワーを調整するようにすれば、
雑音光除去後の信号光のレベルを所望の値に合わせるこ
とができ、また、実伝送路での非線形光学現象の発生を
低減させることも可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるＳＢＳを利用した雑音除去方法
が適用された光伝送システムの基本構成を示すブロック
図である。

【図２】図１の光伝送システムにおいて、雑音光除去ユ
ニットに入力されるＷＤＭ信号光の波長に対する光パワ
ーの一例を示す図である。

【図３】図１の光伝送システムにおける信号光の伝達経
路を示す図である。

【図４】入力光パワーに対するＳＢＳによる戻り光パワ
ーの関係を変調ビットレートに応じて示した図である。

【図５】本発明のＳＢＳを利用した雑音光除去の原理を
説明する図であって、（Ａ）は各チャンネルの信号がす
べて「１」になる発光状態、（Ｂ）は各チャンネルの信
号がすべて「０」になる消光状態を示す。

【図６】本発明のＳＢＳを利用した雑音光除去において
信号光スペクトラムを細くする効果を説明する図であ
る。

【図７】図１の光伝送システムにおいて、雑音光除去ユ
ニットから出力されるＷＤＭ信号光の波長に対する光パ
ワーの一例を示す図である。

【図８】図１の光伝送システムの基本構成に関連する他
の構成例を示すブロック図である。

【図９】本発明の第１実施形態による光伝送システムの
要部構成を示すブロック図である。

【図１０】本発明の第２実施形態による光伝送システム
の要部構成を示すブロック図である。

【図１１】本発明の第３実施形態による光伝送システム
の要部構成を示すブロック図である。

【図１２】本発明の第４実施形態による光伝送システム
の要部構成を示すブロック図である。

【図１３】ＳＢＳによる波長シフトの影響を説明する図
である。

【図１４】本発明の第５実施形態による光伝送システム
の具体例を示す概念図である。

【図１５】第５実施形態に関連して、分波器に使用可能
なＡＷＧの温度特性を説明する図である。

【図１６】図１５のＡＷＧを使用した場合のフィルタ特
性の制御例を示す図である。

【図１７】本発明の各実施形態に関連して、光受信装置
の直前で雑音光除去を実施するようにした一例を示す図
である。

【図１８】光／電気変換に基づく雑音光除去を行う従来
の光伝送システムの概略構成を示すブロック図である。

【図１９】信号光の分波および合波に基づいて雑音光除
去を行う従来の光伝送システムの概略構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１，１’ 光中継器（高出力型） ２ 雑音光除去ユニット １０ 入力端子 １１ 光アイソレータ １２ 光カプラ（ＣＰＬ） １３ ダミー伝送路 １４ 無反射終端器（Ｔ） １５ レベル調整部 １６ 出力端子 １７ 光サーキュレータ １００ 光送信装置 １０３ 光伝送路 １０４ 光中継器 １０５ 光受信装置 １０６，１０６’ 分波器（ＤＭＵＸ）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】信号光に含まれる雑音光成分を除去する雑
   音光除去方法であって、 閾値を超えるパワーの光が入力されると誘導ブリリュア
   ン散乱による戻り光を発生する誘導ブリリュアン散乱発
   生媒体に対して、前記閾値を超えるパワーまで増幅した
   信号光を与え、当該誘導ブリリュアン散乱発生媒体で発
   生する戻り光を信号光として取り出すことにより、信号
   光に含まれる雑音光成分を除去することを特徴とする雑
   音光除去方法。
2. 【請求項２】信号光に含まれる雑音光成分を除去する雑
   音光除去装置であって、 閾値を超えるパワーの光が入力されると誘導ブリリュア
   ン散乱による戻り光を発生する誘導ブリリュアン散乱発
   生媒体と、 信号光を前記閾値を超えるパワーまで増幅する光増幅部
   と、 前記誘導ブリリュアン散乱発生媒体に対して前記光増幅
   部で増幅された信号光を与え、当該誘導ブリリュアン散
   乱発生媒体で発生する戻り光を信号光として取り出す光
   入出力部と、 を備えて構成されたことを特徴とする雑音光除去装置。
3. 【請求項３】請求項２に記載の雑音光除去装置であっ
   て、 前記誘導ブリリュアン散乱発生媒体で発生する戻り光の
   パワーを調整する調整部を備えたことを特徴とする雑音
   光除去装置。
4. 【請求項４】請求項２に記載の雑音光除去装置であっ
   て、 前記誘導ブリリュアン散乱発生媒体は、光伝送路の形態
   を備えたことを特徴とする雑音光除去装置。
5. 【請求項５】光送信装置から光伝送路に送信された信号
   光を、前記光伝送路上に配置された光中継器で増幅して
   光受信装置まで中継伝送する光伝送システムであって、 請求項２に記載の雑音光除去装置を前記光伝送路上に少
   なくとも１つ以上備えて構成されたことを特徴とする光
   伝送システム。