JP2003188831A - 光伝送システムおよび光中継器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバ伝送による減衰が大きい短波長帯
域を複数用いたＷDM伝送システムにおいて、いずれの帯
域においても同等で、かつ良好な光ＳＮ比を得ることを
実現可能な。光伝送システムを提供する。 【解決手段】 光中継器１０ａ−１が、端局装置３０
ａ，３０ｂ間に配置された光ファイバ９ｂ，９ｃとの間
に、光ファイバ９ｃ中を伝搬する光に含まれるＳ＋バン
ドを分布増幅する第１のラマン励起光源１３からの励起
光を光ファイバ９ｃに波長多重するための第１合成手段
（１２，１３）と、光ファイバ９ｂ中を伝搬する光に含
まれるＳ＋バンドを分布増幅する第２のラマン励起光源
１３からの励起光を光ファイバ９ｂに波長多重するため
の第２合成手段（１２，１３）とをそなえて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、短波長帯域を
用いた広帯域ＷＤＭ（Wavelength DivisionMultiplexin
g：光波長多重）伝送システムに用いて好適な、光伝送
システムおよび光中継器に関する。

【０００２】

【従来の技術】音声，データ等の電気信号を伝送するた
めに、複数の異なる波長を有する信号光からなる光波長
多重信号を用いたＷＤＭ伝送システム（光伝送システ
ム）が用いられている。このＷＤＭ伝送システムにおい
ては、一方の端局装置（端局または伝送端末局ともい
う。）が、交換機からの電気信号を光変調して多重化
し、その多重化した光波長多重信号を初段の光中継器に
送信し、その光中継器からの信号光が複数の光中継器を
中継されて他方の端局装置にて復調され、復調された電
気信号が他の交換機に送信されるようになっている。

【０００３】従来の技術を用いた光信号対雑音比（光Ｓ
Ｎ［Optical Signal to Noise Ratio］比を意味する。
以下、光ＳＮ比と称する。）の補償方法は、プリエンフ
ァシスにより短波長帯域成分の光中継器出力を大きくす
る方法、またはこの短波長帯域成分を励起増幅する方法
等が知られている。このプリエンファシスとは、端局装
置または光中継器が、予め光ＳＮ比の劣化の少ない信号
波長について、送信側の光ＳＮ比を小さくすることによ
って、各信号波長の受信光ＳＮ比を均等にする方法であ
る。

【０００４】図１７（ａ）〜（ｃ）はそれぞれプリエン
ファシスを説明するための図であり、横軸が光波長を表
し、縦軸が光ＳＮ比（信号光電力対雑音電力比）を表
す。この図１７（ａ）に示す曲線は受信局の受信特性を
表し、短波長帯域において受信特性が劣化している。ま
た、図１７（ｂ）に示す曲線は、プリエンファシスを用
いた送信特性を表し、送信側が信号光に、伝送劣化分を
予め補償して送信するようになっている。そして、図１
７（ｃ）に示す受信特性のように、受信側は、フラット
な特性が得られるようになっている。

【０００５】このプリエンファシスによって、端局装置
または光中継器から出力される伝送光の光パワー（以
下、パワーと略称する。）を大きくし過ぎると、複数の
波長を有する信号光によって、非線形光学効果の影響が
大きくなり、相互位相変調，自己位相変調の非線形歪み
が生じて伝送品質が劣化する。従って、プリエンファシ
スは、中継補助に用いられることが多い。

【０００６】また、一般の光中継器は、集中増幅器と分
布増幅方法との組み合わせにより構成されている。この
集中増幅器は２種類ある。すなわち、一つは、ＥＤＦ
（Erbium-Doped Fiber）のような光ファイバであって希
土類元素をドープした光ファイバ内の光を励起して光フ
ァイバ内で集中的に伝送信号の光増幅するものであり、
二つ目は、高非線形を有する光ファイバ（ＤＣＦ［Disp
ersion Compensation Fiber］）を励起して光ファイバ
内で集中的に伝送信号を光増幅するものである。ここ
で、希土類元素ドープファイバを用いた集中増幅器は、
希土類元素の有する固有の増幅帯域（増幅可能帯域）と
励起光の組み合わせとによって伝送光を増幅するように
なっている。

【０００７】また、分布増幅法とは、特定波長の励起光
源と、伝送路として用いられる光ファイバの物理特性と
を用いて、端局装置間，光中継器間の光中継器と、端局
装置間の伝送路全体とを用いて分布的に信号光を増幅す
る方法である。この分布増幅は、通常ラマン増幅が用い
られる。このラマン増幅とは、光ファイバ自身のラマン
散乱効果を用いて光増幅する技術である。一般に、ラマ
ン増幅器は、増幅光に対して、約１００ナノメートル
（ｎｍ）だけ短波長側の波長を有する光を、伝送路に入
射し、これにより、伝送路中で信号光を増幅するもので
ある。

【０００８】また、光中継に関する技術は、種々、提案
されており、特開２０００−３３０１４５号公報（以
下、公知文献１と称する。），特開平３−２３９０２８
号公報（以下、公知文献２と称する。）等がある。

【０００９】複数の波長帯を用いてＷＤＭ伝送が行なわ
れた場合、短波長側の光エネルギーは、誘導ラマン散乱
（Stimulated Raman Scattering：ＳＲＳ）によって長
波長側の光を励起し、結果として短波長側の受信光強度
が小さく、長波長側の受信光強度が大きくなる。

【００１０】また、通常のシングルモードファイバの有
する減衰特性によって、ＷＤＭ伝送のための波長帯域を
拡張した場合、Cバンド，Lバンドの帯域においては、光
損失が最も低くなる。一方、Cバンド，Lバンドの帯域を
中心として短波長側および長波長側の帯域においては、
光損失が大きくなる。また、後述する図３に示すＳ＋バ
ンドのような短波長側の光はさらに損失が大きくなる。

【００１１】従って、誘導ラマン散乱による損失と光フ
ァイバの損失とが重複する短波長側の信号強度を改善す
る必要がある。このため、端局装置がプリエンファシス
を行なう場合は、短波長帯の出力を高く設定したり、光
中継器内の集中増幅器の特性を短波長帯の出力が高くな
るようにしたり、または分布増幅の短波長帯に対する励
起光の強度を大きくする方法が考えられる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、信号光
の出力を大きくすると、伝送路中で非線形光学効果の影
響が増大し、誘導ブリルアン散乱（ＳＢＳ［Stimulated
Brillouin Scattering］）の影響によって、端局装置
等は、一定量のパワー以外のパワーを光ファイバに入力
できない。ここで、「パワーを光ファイバに入力する」
とは、所定パワーを有する信号光を光ファイバによって
伝送できないことを意味する。

【００１３】また、送信元の信号光パワーが、誘導ブリ
ルアン散乱の閾値以下のパワーであっても、光ファイバ
に入力するパワーが大きい場合は、複数の信号光の間に
おいて、４光波混合または相互位相変調等によるノイズ
等が発生し、伝送品質を劣化させる可能性がある。光中
継器に設けられた励起光を用いて分布増幅する場合、信
号光として用いた短波長帯よりもさらに短波長側の光
（増幅する信号光より約１００ｎｍだけ短い波長）を励
起光として用いる必要がある。これは、短波長側の光
は、光ファイバによる減衰が大きいからである。このた
め、信号光として用いる短波長帯よりもさらに短波長側
の光が、光ファイバにより著しく減衰し、短波長帯の信
号光の損失を補償するに必要な励起光強度が非常に大き
くなる。

【００１４】この半面、励起光の強度を上げると、端局
装置のプリエンファシスおよび集中増幅器の場合と同様
に、誘導ブリルアン散乱の問題も生じるので、必要なパ
ワーを光ファイバに入力できない可能性がある。また、
端局装置のプリエンファシスおよび集中増幅器を用い
て、光強度を他の波長帯域における光強度と同一になる
ようにした場合においても、パワーは、光ファイバ内に
おいて、一度、大きく減衰する。このため、光ＳＮ比が
劣化し、その後、増幅された場合であっても、雑音成分
が大きくなって信号再生が困難となる。

【００１５】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、光ファイバ伝送による減衰が大きい短波長帯
域を複数用いたＷＤＭ伝送システムにおいて、いずれの
帯域においても同等で、かつ良好な光ＳＮ比を得ること
を実現する、光伝送システムおよび光中継器を提供する
ことを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の光伝
送システムは、第１の手段として、端局および光中継器
間，光中継器間または端局間に配置された第１伝送路と
第２伝送路との間に、少なくとも第１伝送路中を伝搬す
る波長多重光に含まれる特定波長帯域を増幅するための
手段を設ける。

【００１７】第２の手段として、本発明の光中継システ
ムは、少なくとも波長多重伝送光に含まれる短波長帯域
の光を第１伝送路で分布増幅するよう励起する手段と、
第１伝送路の出力を用いて少なくとも短波長帯域および
その短波長帯域に対して長波長な帯域を増幅して第２伝
送路に出力する増幅部とをそなえた第１光中継器と、第
１光中継器の出力を伝送する第２伝送路と、第２伝送路
中の波長多重伝送光の短波長帯域に対して後方励起を行
ない第２伝送路中で分布光増幅する第２光中継器とを設
ける。

【００１８】第３の手段として、本発明の光中継器は、
端局および光中継器間，光中継器間または端局間に配置
された第１伝送路と第２伝送路との間に、少なくとも第
１伝送路中を伝搬する光に含まれる特定波長帯域を分布
増幅する励起光を第１伝送路に波長多重するための合成
手段を設ける。第４の手段として、本発明の光中継器
は、光中継器に少なくとも波長多重伝送光に含まれる短
波長帯域の光を第１伝送路で分布増幅するよう励起する
手段と、第１伝送路の出力を用いて、少なくとも短波長
帯域およびこの短波長帯域に対して長波長な帯域を増幅
して第２伝送路に出力する増幅部とを設ける。

【００１９】第５の手段として、本発明の光中継器は、
端局および光中継器間，光中継器間または端局間に配置
され第１伝送路と第２伝送路の間に、少なくとも第１伝
送路中を伝搬する光に含まれる特定波長帯域を分布増幅
する第１励起光を第１伝送路に波長多重するための第１
合成手段と、第２伝送路中を伝搬する光に含まれる特定
波長帯域を分布増幅する第２励起光を第２伝送路に波長
多重するための第２合成手段とを有する光中継器を設け
る。

【００２０】第６の手段として、本発明の光中継器は、
第１伝送路と第２伝送路とは１本の光ファイバを用いて
双方向通信を行なうことを特徴としている。第７の手段
として、本発明の光通信方法は、波長多重光に含まれる
短波長帯域の光増幅間隔を、短波長帯域の光に対して長
波長帯域の光増幅間隔よりも実質的に短くすることを特
徴としている。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。 （Ａ）本発明の一実施形態の説明 図１に示す光中継システム（光伝送システム）１は、多
重化信号光を伝送するシステムであって、端局装置３０
ａ，３０ｂと、光中継器１０−１，１０−２と、光中継
器１０−１，１０−２間、または光中継器１０−１，１
０−２と端局装置３０ａ，３０ｂとの間に設けられた光
中継補助装置２０−１，２０−２，２０−３とをそな
え、端局装置３０ａ，３０ｂと光中継器１０−１，１０
−２間、光中継器１０−１，１０−２間、または光中継
補助装置２０−１，２０−３間（端局装置３０ａおよび
端局装置３０ｂ間）が、光ファイバ（伝送路）９ａ〜９
ｆによって接続されて構成されている。

【００２２】ここで、端局装置３０ｂは、複数の光信号
を波長多重して光中継システム１において中継され、対
向する端局装置３０ａにその複数の光信号を送信するも
のである。また、端局装置３０ａも端局装置３０ｂとほ
ぼ同様の機能を有する。最初に、光中継システム１が用
いる波長帯域について説明する。図３は本発明の第１実
施形態に係る光中継システム１が伝送する信号光の波長
帯域を説明するための図である。短波長側からＳ＋バン
ド，Ｓバンド，ＣバンドおよびＬバンドの４種類に分け
て、光中継システム１の製品化が検討されている。

【００２３】ここで、一般的に、Ｓ＋バンドは、１４５
１．４０ｎｍ（ナノメートル）〜１４８２．６５ｎｍ、
Ｓバンドは、１４８９．７０ｎｍ〜１５２２．５６ｎ
ｍ、Ｃバンドは、１５２９．５５ｎｍ〜１５６３．８６
ｎｍ、Ｌバンドは、１５６７．９５ｎｍ〜１６０４．０
２ｎｍと定義される傾向がある。現在、商用化されてい
る光中継システムは、ＣバンドおよびＬバンドを組み合
わせた２種類の帯域を用いている。また、最近は、Ｓバ
ンドの使用も商用化のために検討され始めている。今後
の伝送容量の増加を考慮すると、Ｓバンドの波長よりも
さらに短波長側にあるＳ＋バンドを用いて、伝送容量の
拡大を図る方向に進展する。この場合、Ｓ＋バンド、ま
たはＳバンドの短波長帯域の光信号は、誘導ラマン散乱
による損失と光ファイバ９ａ〜９ｆの短波長側の損失
（図５参照）とにより、２重に損失を受ける。

【００２４】従って、損失に対して何も対応しない場合
は、Ｓ＋バンド、またはＳバンドの光信号は、Ｃバン
ド、またはＬバンドの光信号よりも光ＳＮ比が悪化す
る。次に、図１に示す光中継システム１の各要素につい
て説明する。端局装置３０ａ，３０ｂは、いずれも、光
中継システム１の両端に設けられている。そして、端局
装置３０ｂにおいて光波長多重されたＷＤＭ伝送光は、
光中継システム１を構成する各装置にて中継され、端局
装置３０ａにてそのＷＤＭ伝送光は、波長多重分離され
る。

【００２５】また、光ファイバ９ａ，光ファイバ９ｂ，
光ファイバ９ｃ，光ファイバ９ｄおよび光ファイバ９
ｅ，９ｆは、それぞれ、端局装置３０ｂからのＷＤＭ伝
送光を伝送する媒体である。本実施例の光ファイバ９ａ
〜９ｆは、いずれも、一般的によく使用されるシングル
モードファイバを用いたものである。シングルモードフ
ァイバのゼロ分散波長は、１．３μｍ（マイクロメート
ル）帯であり、図５に示すように、１．５μｍ帯におい
て損失が最小になる。

【００２６】従って、光ファイバ９ａ〜９ｆを伝送する
信号光に対して、約１００ｎｍだけ短波長側の波長を有
する励起光が設けられるので、誘導ラマン散乱によって
信号光を増幅することが可能となる。この誘導ラマン散
乱とは、媒質に光を入射したとき、入射光と、この入射
光により生じる光学フォノン（結晶格子の光学的振動）
との相互作用によって発生する散乱をいう。この散乱光
（ストークス光）の強度は、前方励起および後方励起に
おいて同程度である。

【００２７】この誘導ラマン散乱を利用できるように、
光中継システム１は、端局装置３０ａ，３０ｂおよび光
中継器１０−１，１０−２間，光中継器１０−１，１０
−２間または端局装置３０ａ，３０ｂ間に配置された光
ファイバ９ａ〜９ｆとこの光ファイバ９ａ〜９ｆ以外の
光ファイバ９ａ〜９ｆとの間に、これらの光ファイバ９
ａ〜９ｆ中を伝搬する波長多重光に含まれるＳ＋バンド
およびＳバンドを増幅するための増幅手段を設けてい
る。この増幅手段は、以下に述べる光中継器１０−２，
１０−１および光ファイバ９ａ〜９ｆによって、あるい
は、光中継器１０−２，１０−１，光ファイバ９ａ〜９
ｆおよび光中継補助装置２０−１〜２０−３によって実
現される。

【００２８】具体的な増幅手段としては、例えば、光中
継器１０−１と光ファイバ９ｂ，９ｃとからなる。ここ
で、光ファイバ９ｂ，９ｃが、それぞれ、第１伝送路，
第２伝送路として機能している。まず、光中継器１０−
２について説明する。ここで、光中継器１０−１につい
ては、光中継器１０−２と同様な構成なので、重複した
説明を省略する。

【００２９】光中継器１０−２は、集中増幅部１１と、
ラマン励起光源１３と、合分波器（第２合波部）１２と
をそなえて構成されている。図４は、集中増幅部１１の
ブロック図である。この図４に示す集中増幅部１１は、
分波器１１ａ〜１１ｃと、増幅器１４ａ〜１４ｄと、合
波器１１ｄ〜１１ｆとをそなえて構成されている。

【００３０】ここで、分波器１１ａ〜１１ｃは、それぞ
れ、短波長の波長帯域を含む信号光を分離して出力する
ものであり、入力されたＳ＋バンド，Ｓバンド，Ｃバン
ドおよびＬバンドの各信号光は、分波器１１ａにて、長
波長帯域のＣバンド，Ｌバンドと、短波長帯域のＳ＋バ
ンド，Ｓバンドとに分離される。そして、Ｃバンド，Ｌ
バンドを含む信号光と、Ｓ＋バンド，Ｓバンドを含む信
号光は、それぞれ、分波器１１ｂ，１１ｃにて、各帯域
に分離される。

【００３１】これらの波長分離された光は、それぞれ、
増幅器１４ａ〜１４ｄの中における光増幅を、媒体とな
る光ファイバの中において集中的に光増幅される。これ
らの増幅器１４ａ〜１４ｄは、希土類元素をドープされ
た希土類元素ドープファイバと励起光とによって誘導放
出を行なって光を増幅する増幅器が用いられる。具体的
な希土類元素ドープファイバ増幅器として、Ｓバンド，
Ｃバンド，Ｌバンドのための光ファイバは、エルビウム
ドープファイバである。このエルビウムドープファイバ
は、Ｓバンド，Ｃバンド，Ｌバンドの各帯域において、
利得を発生することが可能である。さらに、Ｓ＋バン
ド，Ｓバンドのためには、ツリウムドープファイバが用
いられ、Ｓ＋バンド，Ｓバンドの各帯域に利得を発生す
ることが可能である。

【００３２】また、増幅器１４ａ〜１４ｄは、例えばデ
ィスパーションコンペンセーションファイバ（分散補償
ファイバ：ＤＣＦ［Dispersion Compensation Fibe
r］）等の高非線形ファイバを用いて、集中的にその光
ファイバ内においてラマン増幅するように構成してもよ
い。この理由は、高非線形ファイバは、伝送路分散を補
償するためのものだからである。この場合の増幅帯域
は、増幅する波長の光に対して約１００ｎｍだけ短波長
側に、励起光源の波長を設けるようにすればよい。

【００３３】そして、増幅器１４ａ〜１４ｄの出力は、
それぞれ、合波器１１ｄ，１１ｅにて合波され、さら
に、合波器１１ｆにて合波され、Ｓ＋バンド，Ｓバン
ド，Ｃバンド，Ｌバンドの光が伝送路（光ファイバ９ａ
〜９ｆ）に出力される。次に、図１に示す光中継装置１
０−２が有するラマン励起光源１３について説明する。

【００３４】ラマン励起光源１３は、端局装置３０ｂか
らの波長多重された伝送光を光ファイバ９ｅ内にて分布
光増幅するための励起光源である。ここで、伝送光は、
光ファイバ９ｆと光中継補助装置２０−３と光ファイバ
９ｅとをそれぞれ介して伝送してきたものである。な
お、光中継補助装置２０−３の構造によっては、光ファ
イバ９ｆ内においても分布光増幅可能である。そして、
このラマン励起光源１３の光は、合分波器１２により光
ファイバ９ｅに出力される波長多重光に対して後方励起
されるようになっている。

【００３５】従って、光中継器１０−１（後述する光中
継器１０−１の変形態様も含む。）は、光中継システム
１の端局装置３０ａ，３０ｂおよび光中継器１０−１，
１０−２間，光中継器１０−１，１０−２間または端局
装置３０ａ，３０ｂ間に配置された光ファイバ９ｂと光
ファイバ９ｃとの間に、この光ファイバ９ｃ中を伝搬す
る光に含まれるＳ＋バンドおよびＳバンドを分布増幅す
る励起光を光ファイバ９ｃに波長多重するための合成手
段（ラマン励起光源１３，ＷＤＭカプラ１２）を設けて
いることになる。

【００３６】また、励起光は、端局装置３０ｂが送信し
た信号光の全ての帯域を増幅できるように、複数波長の
レーザ光を波長多重合成した励起光源から出力される。
図２（ｂ）は、ラマン増幅における後方励起を説明する
ための図である。この図２（ｂ）に示す合分波器１２と
ラマン励起光源１３とは、いずれも伝送路に設けられて
おり、ラマン励起光源１３から出力された励起光は、合
分波器１２を介して、光ファイバ９ａ〜９ｆに加えられ
る。そして、上り方向（例えば、端局装置３０ａから端
局装置３０ｂに向かう方向。上りの方向は、この逆にし
てもよい。）に進行する信号光が、誘導ラマン散乱によ
って散乱されて増幅されるのである。なお、この散乱に
よる増幅については、以下、特に断らない限り、分布増
幅と称する。

【００３７】次に、光中継補助装置２０−１，２０−
２，２０−３（図１参照）について光中継補助装置２０
−１を用いて説明する。光中継補助装置２０−１は、短
波長帯域励起光源１４と合分波器（第２分布増幅部）１
２とをそなえて構成されている。ここで、短波長帯域励
起光源１４の波長は、端局装置３０ｂから送信される光
のうちの短波長帯側に位置する波長である。すなわち、
誘導ラマン散乱による損失および伝送路の損失の大きい
帯域を増幅するための励起光波長である。

【００３８】合分波器１２は、短波長帯域励起光源１４
の光を伝送する信号光に対して後方励起するためのカプ
ラで、励起光を光ファイバ９ｂに入力し、光ファイバ９
ｂからの波長多重光を光ファイバ９ａに出力する。な
お、光中継補助装置２０−１については、分布増幅する
ための装置として説明したが、光中継補助装置２０−１
は、伝送に使用される波長帯域において、光中継システ
ム１の構成に基づいて、他の波長の光よりも損失の大き
い波長の光を増幅する機能をも有する。さらに、この光
中継補助装置２０−１が設置される間隔は、特定波長
（例えば、Ｓ＋バンドおよびＳバンド）以外の波長の光
を増幅する間隔（中継間隔）より短いものであればよ
い。

【００３９】また、光中継補助装置２０−２，２０−３
は、ともに、光中継補助装置２０−１とほぼ同様であ
る。次に、光中継システム１の全体の流れについて説明
する。端局装置３０ｂからの波長多重光は、伝送路であ
る光ファイバ９ｂに入力される。光ファイバ９ｂに入力
された光に含まれる特定波長光は、光中継補助装置２０
−３の励起光によって増幅されて、伝送路である光ファ
イバ９ｅに出力される。この光ファイバ９ｅ内におい
て、光中継器１０−２からのラマン励起光源１３によっ
て全ての波長について分布増幅される。そして、光ファ
イバ９ｅの出力は、光中継器１０−２内の集中増幅部１
１により全ての信号波長帯域が増幅され、その増幅光が
光ファイバ９ｄに出力される。光ファイバ９ｄに入力さ
れた光の特定波長光は、光中継補助装置２０−２からの
励起光によって、増幅され伝送路の光ファイバ９ｃに出
力される。

【００４０】また、光ファイバ９ｃ内においては、光中
継器１０−１からのラマン励起光源１３によって、全て
の波長について分布増幅される。また、光ファイバ９ｃ
の出力は、光中継器１０−１内の集中増幅部１１によっ
て、全ての信号波長帯域が増幅され光ファイバ９ｂに出
力される。この光ファイバ９ｂに入力された光の特定波
長光は、光中継補助装置２０−１の励起光によって、増
幅され伝送路の光ファイバ９ａに出力される。光ファイ
バ９ａ内において、端局装置３０ａからの励起光源（図
示省略）によって、全ての波長に対して分布増幅され
る。光ファイバ９ａの出力は、端局装置３０ａ内の集中
増幅器によって、全ての信号波長帯域が増幅されて波長
多重分離が行なわれる。

【００４１】このように、光中継システム１は、誘導ラ
マン散乱による短波長側の損失と光ファイバの波長特性
とによって、発生する損失が重なる帯域の光（短波長帯
域）の中継区間を、他の帯域（短波長帯域より長波長帯
域）より短くできる。また、伝送信号の増幅区間距離の
差によって、短波長帯域の光は、強い損失を受けたとき
も、短い区間において、増幅される。

【００４２】従って、例えば光中継器１０−１の入力
端、または端局装置３０ａ，３０ｂにおいて、他の波長
をもつ信号光との出力差が小さくなり光ＳＮ比が改善さ
れ、Ｓ＋バンドのような短波長においても、使用に耐え
られる伝送品質を維持できる。ところで、増幅する波長
について、光中継器１０−２，１０−１のラマン励起光
源１３が、端局装置３０ｂからの波長多重光を全ての波
長を増幅するものと説明したが、光ＳＮ比が劣化する短
波長側の帯域を増幅してもよい。

【００４３】図６（ａ）に光ＳＮ比が劣化した短波長側
の帯域を増幅した場合のシミュレーション結果を示す。
この図６（ａ）に示す結果を得るための条件は、光中継
器１０−２，１０−１に関する補助機能を有する光中継
補助装置２０−１を削除し、光中継器１０−１のラマン
励起光源１３を短波長側のＳ＋バンドを増幅するための
励起光源とした場合の光強度特性を示す。また、光中継
器１０−２，１０−１間の中継区間は、１００ｋｍであ
り、実線はＳ＋バンド，点線はＬバンドをそれぞれ表
す。ここで、Ｓ＋バンドは、誘導ラマン散乱の影響と光
ファイバの損失特性の影響とによって、Ｌバンドよりも
大きく減衰するが、光中継器１０−１からの後方励起に
よって、約７０ｋｍ付近から改善され１００ｋｍの位置
においては、Ｌバンドの光強度と等しくなる。

【００４４】従って、光中継器１０−１に設けた分布増
幅用励起光源の波長は、誘導ラマン散乱による損失と光
ファイバの損失とが重なる短波長帯の光を増幅する波長
にすることによって、伝送路で他の長波長帯の光と光強
度差が小さくなり、伝送路端で同一光強度にすることに
より、波長間の光ＳＮ比の差が改善される。図６（ｂ）
は、図１の構成の光中継器１０−２，１０−１と光中継
補助装置２０−１間の伝送路において、光中継器１０−
１のラマン励起光源１３が上記のように短波長側のＳ＋
バンドの波長を励起するようにした場合に、光中継補助
装置２０−１の短波長帯域励起光源１４を動作させた場
合のシミュレーション結果を示す図である。

【００４５】光中継器１０−２，１０−１間の距離は、
例えば、１００ｋｍで、光中継補助装置２０−１は、光
中継器１０−２から５０ｋｍ離れた位置に設けられた場
合を想定している。ここで、実線は、Ｓ＋バンドを表
し、点線は、Ｌバンドを表す。Ｓ＋バンドの光は、Ｌバ
ンドの光より強く減衰するが、光中継器１０−２から５
０ｋｍの位置で光中継補助装置２０−１からの励起光に
よって、分布増幅されＬバンドの光強度と等しくなる。

【００４６】また、光中継補助装置２０−１以降のＳ＋
バンドの光は、再度、Ｌバンドの光より強く減衰する
が、約８０ｋｍ付近から光中継器１０−１の励起光によ
って、分布増幅され、９０ｋｍを超えた位置にてＬバン
ドの光強度を超える。従って、光中継システム１は、光
中継システム１に波長多重伝送光に含まれる短波長帯域
の光を光ファイバ９ｅで分布増幅するよう励起するラマ
ン励起光源１３と、光ファイバ９ｅの出力を用いて短波
長帯域およびその短波長帯域に対して長波長な帯域を増
幅して光ファイバ９ｄに出力する集中増幅部１１とをそ
なえた光中継器１０−２（第１光中継器）と、この光中
継器１０−２の出力を伝送する光ファイバ９ｂと、この
光ファイバ９ｂ中の波長多重伝送光の短波長帯域に対し
て後方励起を行ない光ファイバ９ｂ中で分布光増幅する
光中継器１０−１（第２光中継器）とを設けていること
になる。

【００４７】このように、伝送光は、光ファイバ内にお
いて、短波長側の光強度が大きく劣化する前に、光中継
補助装置から出力された励起光によって増幅される。こ
のため、Ｓ＋バンドの信号の減衰量が少なくなり、光中
継器１０−１から見た光ＳＮ比が改善される。図７は、
図６（ｂ）の特性を測定した構成と図６（ａ）の特性を
測定した構成より光中継補助装置２０−１等を用いない
場合の光ＳＮ比を示した図である。

【００４８】光中継補助装置２０−１等を用いない場合
は、Ｓ＋バンドは、誘導ラマン散乱と光ファイバの減衰
特性によって、著しく減衰するため、光ＳＮ比は、大き
く劣化する。これに対して、光中継補助装置２０−１等
を用いた場合は、Ｓ＋バンド伝送路で受ける減衰を低減
できるので光ＳＮ比の劣化が緩和される。Ｓバンド，Ｃ
バンド，Ｌバンドで光ＳＮ比の改善が見られるのは、誘
導ラマン散乱によって、短波長帯におけるパワーが、長
波長帯側に吸収され、光強度が上がったからである。

【００４９】また、この図７を計算するに当たっての条
件は、光ファイバの入力パワーは、Ｓ＋バンド、Ｓバン
ドが−２ｄＢｍ／ｃｈ，Ｃバンドが−３．５ｄＢｍ／ｃ
ｈであり、Ｌバンドが−４．５ｄＢｍ／ｃｈであり、光
ファイバは、ＳＭＦ（SingleMode Fiber）で長さは、１
００ｋｍである。また、Ｓ＋バンド用の分布増幅の励起
光の波長は、１．３５６ｎｍ〜１．３８１ｎｍである。
なお、ｄＢｍ／ｃｈは１チャネル当たりのパワーを表
す。

【００５０】Ｓ＋バンドにおける励起光の出力パワー
は、光中継補助装置２０−１等を光中継器１０−１，１
０−２間に設けられていない場合は、＋２７ｄＢｍの励
起が必要であった。光中継補助装置２０−１と光中継器
１０−１との間に設けられた場合の光中継器１０−１
と、光中継補助装置２０−１との分布増幅用励起光源の
主力電力は、それぞれ＋２４ｄＢｍであった。

【００５１】このように、各励起光源からの短波長帯の
信号光が光ファイバ９ａ〜９ｆを伝送して誘導ラマン散
乱および伝送路である光ファイバ９ａ〜９ｆの損失によ
って弱められても、光中継器１０−１と光中継器１０−
２との間に、分布増幅器が設けられ、光強度を補償する
ことにより光ファイバ９ａ〜９ｆ内のＳ＋バンドの光強
度は、他の波長帯に対しても大きく減衰しない。これに
より、光ＳＮ比が改善する。

【００５２】従って、Ｓ＋バンド，Ｓバンド，Ｃバンド
およびＬバンドを用いた広帯域ＷＤＭ伝送において、信
号光波長の違いによる光ＳＮ比の違いを緩和できる。光
中継システム１において、光中継補助装置にて行なわれ
る分布増幅は、信号光に対して後方励起を説明したが、
前方励起を行なう構成であってもよい。図２（ａ）は、
前方励起を説明するための図であり、信号光とラマン短
波長帯域励起光源１４からの光は、合分波器１２で同一
方向に伝搬するように、波長多重することにより、伝送
路中で前方励起の分布増幅できる。分布増幅する方法と
して、光中継器間の光中継補助装置を後方励起にて増幅
する分布増幅部と、前方励起にて増幅する分布増幅とを
用いる。

【００５３】図８は本発明の一実施形態に係る光中継シ
ステムの構成図である。この図８に示す光中継システム
１ａは、光中継器１０ａ−１，１０ａ−２と、光中継補
助装置２０ａ−１，２０ａ−２，２０ａ−３とをそなえ
て構成されている。この図８において、上述したものと
同一符号を有するものは、同一のもの、または同様の機
能を有するものである。

【００５４】光中継補助装置２０ａ−１，２０ａ−２
は、短波長帯域成分を増幅する短波長帯域励起光源１４
−１，１４−２が、波長多重カプラ１２−１，１２−２
にて信号光と合波することにより、信号光に対して前方
励起および後方励起の両方を行なう。これにより、誘導
ラマン散乱と光ファイバの損失の大きい短波長帯域光の
損失とを更に低減できるため、図１に示す実施態様より
も短波長帯域励起光源１４の励起光出力を低くできる。

【００５５】さらに、図８に示す光中継器１０ａ−１，
１０ａ−２の構成のように、ラマン増幅による分布増幅
を、集中増幅部１１の前段と後段とにそれぞれ前方励
起，後方励起を行なうためのラマン励起光源１３を設
け、そして、波長多重カプラ１２で信号光と合波するよ
うにもできる。また、図１に示す後方励起の分布増幅と
集中増幅部１１とを有する構成の光中継器１０−１，１
０−２を用いることもできる。これらの光中継器１０−
１，１０−２の励起波長は、端局装置３０ｂからの信号
光波長を全て分布増幅する構成でもよいし、短波長帯域
成分を増幅する励起光源波長でもよい。

【００５６】従って、光中継器１０ａ−１は、端局装置
３０ａ，３０ｂおよび光中継器１０−１，１０−２間，
光中継器１０−１，１０−２間または端局装置３０ａ，
３０ｂ間に配置された光ファイバ９ｂ，９ｃとの間に、
光ファイバ９ｃ中を伝搬する光に含まれるＳ＋バンドお
よびＳバンドを分布増幅する第１のラマン励起光源１３
からの励起光を光ファイバ９ｃに波長多重するための第
１合成手段（ＷＤＭカプラ１２，ラマン励起光源１３）
と、光ファイバ９ｂ中を伝搬する光に含まれるＳ＋バン
ドおよびＳバンドを分布増幅する第２のラマン励起光源
１３からの励起光を光ファイバ９ｂに波長多重するため
の第２合成手段（ＷＤＭカプラ１２，ラマン励起光源１
３）とを有することになる。

【００５７】また、光中継器１０ｂ−２は、端局装置３
０ａ，３０ｂおよび光中継器１０−１，１０−２間，光
中継器１０−１，１０−２間または端局装置３０ａ，３
０ｂ間に配置された光ファイバ９ｅ，９ｄとの間に、光
ファイバ９ｅ中を伝搬する光に含まれるＳ＋バンドおよ
びＳバンドを分布増幅する第１のラマン励起光源１３か
らの励起光を光ファイバ９ｄに波長多重するための第１
合成手段（ＷＤＭカプラ１２，ラマン励起光源１３）
と、光ファイバ９ｄ中を伝搬する光に含まれるＳ＋バン
ドおよびＳバンドを分布増幅する第２のラマン励起光源
１３からの励起光を光ファイバ９ｄに波長多重するため
の第２合成手段（ＷＤＭカプラ１２，ラマン励起光源１
３）とを有することになる。

【００５８】また、変形例として、図１に示す光中継器
１０−１，１０−２を用いることもできる。図９は図１
に示す光中継補助装置１０−１の変形例を示す図であっ
て、図１に示す伝送路において分布増幅が行なわれてい
るものである。一方、この図９に示す変形例は、集中増
幅部を用いている。なお、図９において、図１と同一構
成の部分は、同一番号で示しておりそれらの重複した説
明を省略する。

【００５９】伝送路の光ファイバ９ｄからの波長多重信
号光は、光中継補助装置２０ｂ−２内のＷＤＭカプラ１
７ａにてＳ＋バンドの帯域（短波長帯域の光）とその他
の帯域とに分離される。そして、ＷＤＭカプラ１７ｂに
て分離されたＳ＋バンドの光は、短波長帯集中増幅器１
７ｂに入力されて増幅される。短波長帯集中増幅器１７
ｂは、ツリウム等をドープした希土類元素ドープファイ
バや、ＤＣＦ等を用いた高非線形ファイバによる集中ラ
マン増幅器を用いることができる。

【００６０】ＷＤＭカプラ１７ａのＳ＋バンド以外の出
力と短波長帯集中増幅器１７ｂの出力とは、ＷＤＭカプ
ラ１７ｃにて多重され、伝送路の光ファイバ９ｃに出力
される。このように、Ｓ＋バンドのような光ファイバの
損失特性が大きく、誘導ラマン散乱チルトの影響を受け
やすい短波長帯の信号光が、光中継器間において、増幅
されることにより、伝送損失が小さくなり、他の波長と
の光ＳＮ比の差が改善される。

【００６１】図１０に示す光中継システム１ｄは、光中
継補助装置において、図１に示す部分と図９に示す部分
とを組み合わせたものである。この図１０に示す光中継
補助装置２０ｄ−１は、図９に示す光中継補助装置２０
ｂ−２の光ファイバ９ｄ側に、図１に示す光中継補助装
置２０−１の後方励起を行なう構成を組み合わせたもの
である。ここで、図１０において、図１および図９に示
したものと同一符号を有するものは、同一のもの、また
は同様なものであるので、更なる説明を省略する。

【００６２】また、図１０に示す光中継器１０ａ−２，
１０ａ−１は、図８に示す光中継器を用いたものである
が、光中継システム１ｄの条件によって、図１の光中継
器１０−２，１０−１を用いることができる。図１１に
示す光中継システム１ｅは、図９の光中継補助装置２０
ｂ−２と図８の光中継補助装置２０ａ−１とを組み合わ
せた変形例である。この図１１に示す光中継補助装置２
０ｄ−２は、信号光に対して前方励起を行なうＷＤＭカ
プラ１２−２（図８参照）と、信号光に対して後方励起
を行なうＷＤＭカプラ１２−１とを設け、これらのＷＤ
Ｍカプラ１２−１，１２−２との間に、短波長帯域を集
中増幅する集中増幅部（図９参照）を設けている。ま
た、図１１に示す光中継器１０ａ−１，１０ａ−２は、
分布ラマン増幅器を信号光に対して前方励起および後方
励起の両方の励起を行なうようになっている。

【００６３】なお、この図１１において、図８，図９と
同一符号を有するものは、同様なものであるので更なる
説明を省略する。この図１１において、具体的に光中継
器１０ａ−２を説明する。光中継器１０ａ−２は、集中
増幅部１１の出力側にＷＤＭカプラ１２を設け、ラマン
励起光源１３からの励起光を信号光に対して前方励起で
分布増幅する伝送路の光ファイバ９ｄに出力する。

【００６４】なお、光中継器１０ａ−２は、前方励起お
よび後方励起を両方行なう構成であるが、図１の光中継
器１０−１のように、後方励起の分布増幅と集中増幅器
との組み合わせからなるもの、または前方励起の分布増
幅と集中増幅器との組み合わせからなるものを利用する
ことも可能である。次に、図１２〜図１６を用いて、双
方向通信可能なシステムを説明する。

【００６５】図１２に示す光中継システム１ｂは、端局
装置３０ａと端局装置３０ｂとの間において、双方向通
信を行なうものである。この図１２に示す光中継システ
ム１ｂは、光中継器１０ｂ−１，１０ｂ−２に、それぞ
れ、２種類の光サーキュレータ（分離部）３１−ａ，３
１−ｂが設けられている。これらの光サーキュレータ３
１−ａ，３１−ｂは、それぞれ、光ファイバ９ｅ，９ｄ
から到来する対向信号光を分離し、それらの分離した信
号光を、集中増幅部１１−ａ，１１−ｂによって増幅し
て双方向通信するようになっている。

【００６６】光中継器１０ｂ−１，１０ｂ−２は、とも
に、ほぼ同一機能を有するものなので、光中継器１０ｂ
−１について説明する。光ファイバ９ｃからの信号光
は、ＷＤＭカプラ１２に入射し、光サーキュレータ３１
−ａに出力され、この光サーキュレータ３１−ａは、Ｗ
ＤＭカプラ１２からの光を集中増幅部１１−ａに出力す
る。そして、集中増幅部１１−ａにて増幅された増幅光
の出力は、光サーキュレータ３１−ｂに入力され、ま
た、光サーキュレータ３１−ｂは、集中増幅部１１−ａ
からの光をＷＤＭカプラ１２に出力する。ＷＤＭカプラ
１２は、光サーキュレータ３１−ｂからの光を光ファイ
バ９ｂに出力する。

【００６７】一方、光ファイバ９ｂからの信号光は、光
中継器１０ｂ−１内のＷＤＭカプラ１２に入射し、光サ
ーキュレータ３１−ｂに出力される。光サーキュレータ
３１−ｂは、ＷＤＭカプラ１２からの光を集中増幅部１
１−ｂに出力する。集中増幅部１１−ｂの出力は、光サ
ーキュレータ３１−ａに入力される。光サーキュレータ
３１−ａは、集中増幅部１１−ｂからの光をＷＤＭカプ
ラ１２に出力する。ＷＤＭカプラ１２は、光サーキュレ
ータ３１−ａからの光を光ファイバ９ｃに出力する。こ
の場合の集中増幅部１１−ａ，１１−ｂは、例えば図４
に示すような構成からなり、Ｓ＋バンドからＬバンドま
での各帯域について、それぞれの帯域に分けて増幅する
ようになっている。

【００６８】従って、光中継器１０ｂ−１，１０ｂ−２
は、例えば光ファイバ９ｃと光ファイバ９ｄとは１本の
光ファイバを用いて双方向通信を行なっていることにな
る。再度、図１２において、分布増幅するためのラマン
励起光源１３は、ＷＤＭカプラ１２を介して光ファイバ
９ｂ，９ｃに励起光を出力する。そして、光ファイバ９
ｂ，９ｃ内の信号光が分布ラマン増幅される。具体的に
は、ラマン励起光源１３の光は、全ての波長帯域を増幅
する波長帯域をもつ光源でもよく、Ｓ＋バンドのよう
に、誘導ラマン散乱チルトと、光ファイバの減衰が著し
い帯域とを増幅する波長としてもよい。

【００６９】光中継器１０ｂ−１，１０ｂ−２において
は、光サーキュレータ３１−ａ，３１−ｂによって、光
中継システム１ｂの端部に設けられた端局装置３０ａ，
３０ｂからの光信号が、光中継器内１０ｂ−１，１０ｂ
−２において分離される理由は、集中増幅器内に設けら
れる光アイソレータ（図示省略）のためである。すなわ
ち、光アイソレータは、光の伝搬方向を規制するため、
双方向の光通信の場合は、光中継器内で信号光の分離を
行なう必要がある。

【００７０】次に、光中継システム１ｂの光中継補助装
置の構成について、光中継補助装置２０ａ−２を例に説
明する。光中継補助装置２０ａ−２の構成は、図８の光
中継補助装置２０ａ−２と同一である。この光中継補助
装置２０ａ−２は、光ファイバ９ｃ，９ｄに対してＳ＋
バンド（短波長）の信号光を分布増幅するように励起す
る。光ファイバ９ｃ，９ｄ内において、端局装置３０
ａ，３０ｂからの信号光をそれぞれ分布増幅する。

【００７１】次に、図１２に示す端局装置３０ａ，３０
ｂについて説明する。端局装置３０ａ，３０ｂは、それ
ぞれチャネルの波長（周波数）が一致しないように、Ｓ
＋バンドからＬバントまでの信号光をそれぞれ多重し
て、光ファイバ９ａ，９ｆに出力する。従って、本発明
の光通信方法は、波長多重光に含まれる短波長帯域の光
増幅間隔を、短波長帯域の光に対して長波長帯域の光増
幅間隔よりも実質的に短くすることになる。

【００７２】このように、光中継システム１ｂの光中継
器の構造を変更することにより、長波長帯域の光の進行
距離よりも実質的に短い距離で短波長帯の光増幅するこ
とにより、光ファイバを用いて伝送する際に生じる各種
の損失を低減でき、上述した実施構成に基づいて短波長
帯における光ＳＮ比を改善した双方向光通信を可能にで
きる。

【００７３】図１３は双方向システムを構成する場合の
光中継器の構成を示す図である。この図１３に示す光中
継システム１ｃは、図１２に示す光中継システム１ｂ
と、光中継器の構成が異なる点で相違する。それ以外の
構成は、図１２の構成を説明したものを利用できる。以
下、図１３に示す光中継システム１ｃの光中継器１０ｃ
−１，１０ｃ−２の構成について、光中継器１０ｃ−１
を用いて説明する。光中継器１０ｃ−１は、伝送路の光
ファイバ９ｃからの光を光サーキュレータ３１−ａに入
力する。光サーキュレータ３１−ａは、光ファイバ９ｃ
からの光を集中増幅部１１−ａに出力する。また、集中
増幅部１１−ａは、光サーキュレータ３１−ａからの光
を増幅しＷＤＭカプラ１２に出力する。ここで、集中増
幅部１１−ａの構成は、上述した全ての実施例にて説明
した集中増幅器の構成を用いることができる。

【００７４】ＷＤＭカプラ１２は、集中増幅部１１−ａ
からの光とラマン励起光源１３から光を入力され、光サ
ーキュレータ３１−ｂに出力する。ラマン励起光源１３
の励起波長は、短波長帯域を励起する波長であってもよ
く、波長多重信号光の全ての帯域を励起する波長でもよ
い。光サーキュレータ３１−ｂは、ＷＤＭカプラ１２か
らの光を伝送路の光ファイバ９ｂに出力する。

【００７５】そして、光ファイバ９ｂからの光は、光サ
ーキュレータ３１−ｂに入力され、光サーキュレータ３
１−ｂは、伝送路の光ファイバ９ｂからの光を集中増幅
部１１−ｂに出力する。集中増幅部１１−ｂは、光サー
キュレータ３１−ｂからの光を増幅しＷＤＭカプラ１２
に出力する。ここで、集中増幅部１１−ｂの構成は、上
述した全実施例にて説明した集中増幅器１１を用いるこ
とができる。

【００７６】また、ＷＤＭカプラ１２は、集中増幅部１
１−ｂからの光とラマン励起光源１３からの光とを入力
され、それらを合波された光が、光サーキュレータ３１
−ａに出力される。ラマン励起光源１３の励起波長は、
短波長帯域を励起する波長であってもよく、波長多重信
号光の全ての帯域を励起する波長でもよい。また、光サ
ーキュレータ３１−ａは、ＷＤＭカプラ１２からの光を
伝送路の光ファイバ９ｃに出力する。

【００７７】ここで、光サーキュレータ３１−ａによっ
て、両端の端局装置３０ａ，３０ｂからの光信号が、光
中継器内にて分離される理由は、集中増幅器内に設けら
れる光アイソレータのためである。すなわち、光アイソ
レータは、光の伝搬方向を規制するため、双方光通信の
場合は、光中継器内で分離を行なう必要がある。このよ
うに、光中継器の構造を変更することにより、上記の実
施構成を基に短波長帯における光ＳＮ比を改善した双方
向光通信を可能にできる。

【００７８】次に、図１４に示す光中継システム１ｈ
は、図１２，図１３等の端局装置３０ａ，３０ｂ間にお
いて双方向通信を行なう構成において、図１２に示す光
中継補助装置２０ａ−２の構成が、集中増幅器を用いて
構成されたものである。以下、光中継補助装置２０ｅ−
２について説明する。光中継補助装置２０ｅ−２は、光
ファイバ９ｄからの信号光を光サーキュレータ３１ａに
よって、図９に示す光中継補助装置２０ｂ−２と同一構
成を有する第１光中継補助装置１７−１に入力し、光サ
ーキュレータ３１ｂを介して光ファイバ９ｃに出力す
る。また、光中継補助装置２０ｅ−２は、光ファイバ９
ｃからの信号光を光サーキュレータ３１ｂによって、図
９に示す光中継補助装置２０ｂ−２と同一構成を有する
第２光中継補助装置１７−２に入力し、光サーキュレー
タ３１ｂを介して光ファイバ９ｃに出力する。

【００７９】なお、第１光中継補助装置１７−１と第２
光中継補助装置１７−２とは、それぞれ、光中継補助装
置２０ｂ−２と同一構成であるので重複した説明を省略
する。また、光中継器１０ｂ−２，１０ｂ−１は、図１
２の光中継器１０ｂ−２，１０ｂ−１と同一なので重複
した説明を省略する。また、光中継器１０ｂ−２，１０
ｂ−１の代わりに、図１３の光中継器１０ｃ−２，１０
ｃ−１の構成を用いることができる。

【００８０】図１５に示す光中継システム１ｆは、光中
継補助装置１０ｂ−１，１０ｂ−２（図１２参照）と、
光中継補助装置１０ｃ−１，１０ｃ−２（図１３参照）
とに、それぞれ、図１４に示す光中継補助装置２０ｅ−
２を組み合わせたものである。この図１５に示す光中継
補助装置２０ｅ−２の２カ所の光ファイバ９ｄ，９ｃ端
に、それぞれＷＤＭカプラ１２が設けられている。ま
た、このＷＤＭカプラ１２には、いずれも、短波長帯域
励起光源１４からの励起光が入力され、これにより、光
ファイバ９ｄおよび光ファイバ９ｃにそれぞれ入力させ
るようになっている。

【００８１】この結果、光ファイバ９ｄ，９ｃ内の信号
光は、短波長帯域励起光源１４によって励起されてラマ
ン増幅されたものになる。なお、図１５に示すＷＤＭカ
プラ１２間に図１４の構成の光中継補助装置２０ｅ−２
を設けるようにもできる。図１５に示す光中継システム
１ｆは、図１２と同一の光中継器を用いて構成されてい
るが、図１３と同一の光中継器を用いることもできる。

【００８２】また、図１６に示す光中継システム１ｇ
は、図１５に示す光中継補助装置２０ｅ−２の変形例で
ある。ここで、図１５に示すものは、短波長帯の光ラマ
ン増幅するための励起光源が光サーキュレータ３１ａ，
３１ｂと光ファイバ９ｄ，９ｃとの間に設けられたＷＤ
Ｍカプラ１２によって、光ファイバ９ｄ，９ｃへ励起光
を送信するようになっている。

【００８３】一方、この図１６に示す光中継補助装置２
０ｆ−２は、第１光中継補助装置１７−１と光サーキュ
レータ３１ｂとの間に、ＷＤＭカプラ１２を設け、光サ
ーキュレータ３１ｂを介して光ファイバ９ｃに第１光中
継補助装置１７−１の増幅出力と短波長帯域励起光源１
４の励起光とを出力する。同様に、第２光中継補助装置
１７−２と光サーキュレータ３１ａとの間に、ＷＤＭカ
プラ１２が設けられ、光サーキュレータ３１ａを介して
光ファイバ９ｄに第２光中継補助装置１７−２の増幅出
力と短波長帯域励起光源１４の励起光とが出力される。

【００８４】なお、第１光中継補助装置１７−１および
第２光中継補助装置１７−２は、それぞれ、図９，図１
４，図１５に示すものと同一構成であり、その重複した
説明を省略する。また、光中継器１０ｃ−１，１０ｃ−
２は、図１３に示すものと同一構成でありその説明を省
略する。さらに、光中継器１０ｃ−１，１０ｃ−２は、
図１２に示すものを用いて構成してもよい。

【００８５】（Ｂ）その他 なお、本発明は、上述した実施態様およびその変形例に
限定されるものにおいてはなく、本発明の趣旨を逸脱し
ない範囲で、種々変形して実施できる。 （Ｂ１）例えば、図１，８，９，１０，１１，１２，１
３，１４，１５，１６の光中継補助装置は、端局装置お
よび光中継器間，光中継器間、または端局装置間の伝送
路と光ファイバの間にそれぞれ設けることができる。

【００８６】（Ｂ２）光中継器と光中継補助装置との構
成は、それぞれ図１，８，９，１０，１１，１２，１
３，１４，１５，１６にて説明した光中継器と光中継補
助装置とを組み合わせて用いることができる。また、図
８，図１１，図１２，図１３，図１５，図１６の光中継
器，光中継補助装置および図１４の光中継器において、
ラマン増幅のための励起光が複数装置内にある光中継シ
ステムは、一つの励起光源からの光を２分岐して、２種
類のＷＤＭカプラにそれぞれ供給するように構成しても
よい。

【００８７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の光伝送シ
ステムによれば、端局および光中継器間，光中継器間ま
たは端局間に配置された第１伝送路と第２伝送路との間
に、少なくとも第１伝送路中を伝搬する波長多重光に含
まれる特定波長帯域を増幅するための手段をそなえて構
成されているので、波長多重光内の短波長帯を増幅する
ための中継距離の間隔を長波長帯域の光を増幅するとき
の中継距離の間隔よりも実質的に短い間隔にでき短波長
帯域が受ける伝送路損失と誘導ラマン散乱による短波長
帯の損失とを低減できる（請求項１）。

【００８８】そして、本発明の光伝送システムによれ
ば、少なくとも波長多重伝送光に含まれる短波長帯域の
光を第１伝送路で分布増幅するよう励起する手段と、第
１伝送路の出力を用いて少なくとも短波長帯域および短
波長帯域に対して長波長な帯域を増幅して第２伝送路に
出力する増幅部とをそなえた第１光中継器と、第１光中
継器の出力を伝送する第２伝送路と、第２伝送路中の波
長多重伝送光の短波長帯域に対して後方励起を行ない第
２伝送路中で分布光増幅する第２光中継器とをそなえて
構成されているので、例えば、光中継器の入力端または
端局において、他の波長をもつ信号光との出力差が小さ
くなり光ＳＮ比が改善され、特定波長帯域のような短波
長においても、使用に耐えられる伝送品質を維持できる
（請求項２）。

【００８９】また、本発明の光中継器によれば、少なく
とも第１伝送路中を伝搬する光に含まれる特定波長帯域
を分布増幅する励起光を第１伝送路に波長多重するため
の合成手段をそなえて構成されているので、短波長帯域
の光ＳＮ比を改善した光中継システムを提供できる（請
求項３）。さらに、本発明の光中継器によれば、少なく
とも波長多重伝送光に含まれる短波長帯域の光を第１伝
送路で分布増幅するよう励起する手段と、第１伝送路の
出力を用いて、少なくとも短波長帯域および短波長帯域
に対して長波長な帯域を増幅して第２伝送路に出力する
増幅部とをそなえて構成されているので、伝送信号の増
幅区間距離の差によって短波長帯域の光が強い損失を受
けたときにも、短い区間で増幅できる（請求項４）。

【００９０】加えて、本発明の光中継器は、少なくとも
第１伝送路中を伝搬する光に含まれる特定波長帯域を分
布増幅する第１励起光を第１伝送路に波長多重するため
の第１合成手段と、第２伝送路中を伝搬する光に含まれ
る特定波長帯域を分布増幅する第２励起光を第２伝送路
に波長多重するための第２合成手段とをそなえて構成さ
れているので、端局装置と全ての波長の増幅する光中継
器との間、または光中継器間に使用波長帯域の短波長側
の光を増幅する光中継補助装置を設けることができ、短
波長側の光が誘導ラマン散乱によって、光ＳＮ比が劣化
することを防止でき、また、光伝送システム全体の光Ｓ
Ｎ比を改善できる（請求項５）。

【００９１】（Ｃ）付記 （付記１） 端局および光中継器間，光中継器間、また
は端局間に配置された第１伝送路と第２伝送路との間
に、少なくとも該第１伝送路中を伝搬する波長多重光に
含まれる特定波長帯域を増幅するための手段をそなえて
構成されたことを特徴とする、光伝送システム。

【００９２】（付記２） 少なくとも波長多重伝送光に
含まれる短波長帯域の光を第１伝送路で分布増幅するよ
う励起する手段と、該第１伝送路の出力を用いて少なく
とも該短波長帯域および該短波長帯域に対して長波長な
帯域を増幅して第２伝送路に出力する増幅部とをそなえ
た第１光中継器と、該第１光中継器の出力を伝送する第
２伝送路と、該第２伝送路中の波長多重伝送光の短波長
帯域に対して後方励起を行ない該第２伝送路中で分布光
増幅する第２光中継器とをそなえて構成されたことを特
徴とする、光伝送システム。

【００９３】（付記３） 端局および光中継器間，光中
継器間、または端局間に配置された第１伝送路と第２伝
送路との間に、少なくとも該第１伝送路中を伝搬する光
に含まれる特定波長帯域を分布増幅する励起光を該第１
伝送路に波長多重するための合成手段をそなえて構成さ
れたことを特徴とする、光中継器。 （付記４） 少なくとも波長多重伝送光に含まれる短波
長帯域の光を第１伝送路で分布増幅するよう励起する手
段と、該第１伝送路の出力を用いて、少なくとも該短波
長帯域および該短波長帯域に対して長波長な帯域を増幅
して第２伝送路に出力する増幅部とをそなえて構成され
たことを特徴とする、光中継器。

【００９４】（付記５） 端局および光中継器間，光中
継器間、または端局間に配置され第１伝送路と第２伝送
路の間に、少なくとも該第１伝送路中を伝搬する光に含
まれる特定波長帯域を分布増幅する第１励起光を該第１
伝送路に波長多重するための第１合成手段と、該第２伝
送路中を伝搬する光に含まれる特定波長帯域を分布増幅
する第２励起光を該第２伝送路に波長多重するための第
２合成手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、
光中継器。

【００９５】（付記６） 第１伝送路と第２伝送路と
が、１本の光ファイバを用いて双方向通信を行なうよう
に構成されたことを特徴とする、付記５記載の光中継
器。 （付記７） 波長多重光に含まれる短波長帯域の光増幅
間隔を、該短波長帯域の光に対して長波長帯域の光増幅
間隔よりも実質的に短くすることを特徴とする、光通信
方法。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光中継システムを示す図である。

【図２】（ａ），（ｂ）はそれぞれラマン増幅を説明す
るための図である。

【図３】第１実施形態に係る光中継システムが伝送する
信号光の波長帯域を説明するための図である。

【図４】集中増幅部のブロック図である。

【図５】波長による光ファイバの損失を示す図である。

【図６】（ａ）は光ＳＮ比が劣化した短波長側の帯域を
増幅した場合のシミュレーション結果を示す図であり、
（ｂ）は光中継補助装置の短波長帯域励起光源を動作さ
せた場合のシミュレーション結果を示す図である。

【図７】図６（ｂ）の特性を測定した構成と図６（ａ）
の特性を測定した構成とに基づいて光中継補助装置を用
いない場合の光ＳＮ比を示した図である。

【図８】本発明の一実施形態に係る光中継システムの構
成図である。

【図９】図１の光中継補助装置の変形例を示す図であ
る。

【図１０】光中継補助装置において、図１と図９とを組
み合わせた変形例を示す図である。

【図１１】図９の光中継補助装置と図８の光中継補助装
置とを組み合わせた変形例を示す図である。

【図１２】端局装置間において、双方向通信を行なう実
施形態の光中継システムの一例を示す図である。

【図１３】端局装置間において、双方向通信を行なう実
施形態の光中継システムの一例を示す図である。

【図１４】双方向通信を行なう構成において、図１２の
光中継補助装置の構成を集中増幅器で構成した場合の構
成例を示す図である。

【図１５】図１２および図１３の光中継補助装置に図１
４の光中継補助装置の組み合わせた変形例を示す図であ
る。

【図１６】図１５の光中継補助装置の変形例を示す図で
ある。

【図１７】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれプリエンファシス
を説明するための図である。

【符号の説明】

１，１ａ〜１ｈ 光中継システム（光伝送システム） ９ａ〜９ｆ 伝送路（光ファイバ） １０−１，１０−２，１０ａ−１，１０ａ−２，１０ｃ
−１，１０ｃ−２光中継器 １１ 集中増幅器（集中増幅部） １２ ＷＤＭカプラ（合分波器） １３ ラマン励起光源 １４ａ〜１４ｄ 増幅器 １７ 短波長帯集中増幅部 １７ａ ＷＤＮカプラ １７ｂ 狭帯域増幅部 １７ｃ ＷＤＭカプラ ２０−１〜２０−３，２０ａ−１〜２０ａ−３，２０ｂ
−１，２０ｂ−２，２０ｄ−１，２０ｄ−２，２０ｅ−
１,２０ｅ−２，２０ｆ−１，２０ｆ−２光中継補助装
置 ３０ａ，３０ｂ 端局装置（端局） ３１，３１ａ，３１ｂ，３１−ａ，３１−ｂ 分離部
（光サーキュレータ，第１光サーキュレータ，第２光サ
ーキュレータ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｓ 3/30 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｊ Ｈ０４Ｂ 10/02 Ｅ 10/17 Ｍ 10/18 Ｈ０４Ｊ 14/00 14/02 (72)発明者 Ｒａｉｎｅｒ ＨＡＩＮＢＥＲＧＥＲ 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 熊迫 淳一 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 2K002 AA02 AB30 BA01 CA15 DA10 GA10 HA23 5F072 AB09 AK06 JJ20 QQ07 RR01 YY17 5K002 AA01 AA03 AA06 BA05 CA01 DA02 FA01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 端局および光中継器間，光中継器間また
   は端局間に配置された第１伝送路と第２伝送路との間
   に、少なくとも該第１伝送路中を伝搬する波長多重光に
   含まれる特定波長帯域を増幅するための手段をそなえて
   構成されたことを特徴とする、光伝送システム。
2. 【請求項２】 少なくとも波長多重伝送光に含まれる短
   波長帯域の光を第１伝送路で分布増幅するよう励起する
   手段と、該第１伝送路の出力を用いて少なくとも該短波
   長帯域および該短波長帯域に対して長波長な帯域を増幅
   して第２伝送路に出力する増幅部とをそなえた第１光中
   継器と、 該第１光中継器の出力を伝送する第２伝送路と、 該第２伝送路中の波長多重伝送光の短波長帯域に対して
   後方励起を行ない該第２伝送路中で分布光増幅する第２
   光中継器とをそなえて構成されたことを特徴とする、光
   伝送システム。
3. 【請求項３】 端局および光中継器間，光中継器間また
   は端局間に配置された第１伝送路と第２伝送路との間
   に、少なくとも該第１伝送路中を伝搬する光に含まれる
   特定波長帯域を分布増幅する励起光を該第１伝送路に波
   長多重するための合成手段をそなえて構成されたことを
   特徴とする、光中継器。
4. 【請求項４】 少なくとも波長多重伝送光に含まれる短
   波長帯域の光を第１伝送路で分布増幅するよう励起する
   手段と、 該第１伝送路の出力を用いて、少なくとも該短波長帯域
   および該短波長帯域に対して長波長な帯域を増幅して第
   ２伝送路に出力する増幅部とをそなえて構成されたこと
   を特徴とする、光中継器。
5. 【請求項５】 端局および光中継器間，光中継器間また
   は端局間に配置され第１伝送路と第２伝送路の間に、少
   なくとも該第１伝送路中を伝搬する光に含まれる特定波
   長帯域を分布増幅する第１励起光を該第１伝送路に波長
   多重するための第１合成手段と、 該第２伝送路中を伝搬する光に含まれる特定波長帯域を
   分布増幅する第２励起光を該第２伝送路に波長多重する
   ための第２合成手段とをそなえて構成されたことを特徴
   とする、光中継器。