JP2003273811A - 一心双方向光伝送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 双方向で四光波混合の影響を受けることなく
所望の受信特性を得ることができる一心双方向光伝送シ
ステムを得ること。 【解決手段】 一本の光ファイバ伝送路の両端にそれぞ
れ接続された光送受信器の出力光信号を光ファイバ伝送
路中で双方向に伝送させる一心双方向光伝送システムに
後方励起によるラマン増幅効果を利用した、後方励起ラ
マン増幅を用いた一心双方向光伝送システムにおいて、
光ファイバ伝送路の零分散周波数をｆ₀、第１の信号光
の周波数をｆ_s1、第２の信号光の周波数をｆ_s2、第１の
ラマン励起光の周波数をｆ_p1、第２のラマン励起光の周
波数をｆ_p2としたとき、｜ｆ_s1−ｆ ₀｜≠｜ｆ_p2−ｆ₀｜
かつ｜ｆ_s2−ｆ₀｜≠｜ｆ_p1−ｆ₀｜の条件を満足させる
周波数を選択する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ラマン増幅効果
を適用した一心双方向光伝送システムに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】昨今のインターネット、携帯電話等の加
入者の急激な増加や、音声通信、画像通信等のニーズの
増大等により、光伝送システムには、さらなる通信容量
の増加、通信コストの低減、伝送速度の増加、中継間隔
の延伸等が求められている。

【０００３】これを実現するものとして、一心双方向光
伝送システムというものが存在するが、このシステム
は、一本の光ファイバ伝送路の両端にそれぞれ接続され
た光送受信器の出力光信号を光ファイバ伝送路中で双方
向に伝送させることができ、光ファイバの本数が削減
し、光ファイバの使用効率を向上させることから、通信
容量の増加、通信コストの低減、伝送速度の増加を図る
ことができる。

【０００４】また、ラマン増幅器を用いた光伝送システ
ムというものも存在している。このシステムは、光ファ
イバ自身を増幅媒体とし、この光ファイバに励起光を入
射させたときに生ずるラマン増幅効果を利用するもので
あり、この増幅効果を利用し、光ファイバ伝送線路を長
距離化することで、中継間隔の延伸、通信コストの低減
を図ることができる。

【０００５】ラマン増幅とは、信号光が伝送される光フ
ァイバ自身を増幅媒体とし、光ファイバに入射された励
起光が光ファイバを形成する材質の結晶格子に振動を生
じさせ、この結晶格子振動で生じた光学フォノンとの相
互作用により、励起周波数よりもある固有な量だけシフ
トした短い周波数にストークス光と呼ばれる散乱光を誘
導増幅させる現象である。このラマン増幅で生じる増幅
利得は、光ファイバの材質に依存し、一般に図９に示す
ようなラマン利得帯域を有している。図９は、典型的な
ラマン増幅器の利得帯域を示した説明図である。同図に
おいて、横軸は波長（ｎｍ）であり、縦軸はラマン利得
係数である。また、利得最大となる波長は、励起波長か
ら１００ｎｍ〜１１０ｎｍ離れた長波長側にあり、この
利得最大となる中心波長から短波長側に長く裾が延びた
おおよそ６０ｎｍにわたる波長範囲に利得帯域を有して
いる。

【０００６】ラマン増幅における励起光の入射方向に
は、信号光の進行方向と同方向に励起光を入射する方式
（前方向励起方式）と、信号光の進行方向と逆方向に励
起光を入射する方式（後方向励起方式）とがあるが、一
般に、励起光が信号光に及ぼすクロストーク量が少ない
後方励起方式の方が有利であることが知られている。こ
のため、上述した一心双方向光伝送システムに後方励起
ラマン増幅器を組み合わせ、相互の特長を生かした光伝
送システムとして期待されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一心双
方向光伝送システムでは、双方向に多重信号光を送信
し、複数の励起光を用いることから、四光波混合の影響
を受け易いという問題点がある。この四光波混合とは、
光ファイバ伝送路中を伝播する、異なる波長の光信号同
士が影響しあって新たな波長の光を作り出す現象であ
る。

【０００８】図１０（ａ）は、光ファイバ伝送路に波長
多重信号光とラマン励起光を入力したときの２００ｋｍ
伝送後の受信スペクトルを示す一例であり、図１０
（ｂ）は、図１０（ａ）の波長多重信号光付近の拡大図
である。具体的諸元は、後方励起のラマン励起光波長が
１４３０ｎｍおよび１４６０ｎｍ、波長多重信号光の波
長が１５７６．２ｎｍから１６０２．３ｎｍ（１００Ｇ
Ｈｚ間隔）の３２波、光ファイバ伝送路には零分散波長
が１５０５．２ｎｍの非零分散シフトファイバである。

【０００９】このとき、図１０（ｂ）に示すように、１
５８９ｎｍ付近の近傍波長で信号レベルが持ち上げられ
ており、周波数多重信号の劣化が生じている。この劣化
は、同一方向に伝播するラマン励起光と、周波数多重信
号光とで四光波混合が発生し、光ファイバ伝送路零分散
波長との間で位相整合が起こるためである。同図に示す
例では、ラマン励起光の周波数ｆ_pが、ｆ_p＝２０９．６
５ＴＨｚ（１４３０ｎｍ）、周波数多重信号光のある一
つの信号周波数ｆ_sが、ｆ_s＝１８８．７０ＴＨｚ（１５
８８．７ｎｍ）、光ファイバ伝送路の零分散周波数ｆ₀
が、ｆ₀＝１９９．１７ＴＨｚ（１５０５．２ｎｍ）で
あり、このとき、 ｜ｆ_p−ｆ₀｜＝｜ｆ_s−ｆ₀｜ ・・・・・（式１） の位相整合条件が成立しており、四光波混合による周波
数多重信号光の劣化が生じている。

【００１０】この現象は、四光波混合により生じた光と
入力信号光とが、ある位相整合条件のときに、光信号の
劣化が生じる現象であり、この光信号の劣化を克服する
ことが大きな課題となっている。

【００１１】この発明は、上記に鑑みてなされたもの
で、双方向で四光波混合の影響を受けることなく所望の
受信特性を得ることができる一心双方向光伝送システム
を得ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明にかかる一心双方向光伝送システムは、上
記の発明において、一方の入出力端から他方の入出力端
に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の信号光と、
他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の
伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の
信号光とを伝送する光ファイバ伝送路と、前記第１の信
号光の周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の信
号光の周波数をラマン帯域に含まない第１のラマン励起
光を発生する第１のラマン励起光源と、前記第１のラマ
ン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送
路に注入する第１の注入手段と、前記第２の信号光の周
波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の信号光の周
波数をラマン帯域に含まない第２のラマン励起光を発生
する第２のラマン励起光源と、前記第２のラマン励起光
を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入
する第２の注入手段とを備える一心双方向光伝送システ
ムにおいて、前記光ファイバ伝送路の零分散周波数をｆ
₀、前記第１の信号光の周波数をｆ_s1、前記第２の信号
光の周波数をｆ_{s 2}、前記第１のラマン励起光の周波数を
ｆ_p1、前記第２のラマン励起光の周波数をｆ_p2としたと
き、｜ｆ_s1−ｆ₀｜≠｜ｆ_p2−ｆ₀｜かつ｜ｆ_s2−ｆ₀｜
≠｜ｆ_p1−ｆ₀｜であることを特徴とする。

【００１３】この発明によれば、光ファイバ伝送路の零
分散周波数をｆ₀、第１の信号光の周波数をｆ_s1、第２
の信号光の周波数をｆ_s2、第１のラマン励起光の周波数
をｆ _p1、第２のラマン励起光の周波数をｆ_p2としたと
き、｜ｆ_s1−ｆ₀｜≠｜ｆ_p2−ｆ₀｜かつ｜ｆ_s2−ｆ₀｜
≠｜ｆ_p1−ｆ₀｜の条件式が成立するような、ｆ_s1、ｆ_s
2、ｆ_p1、ｆ_s2およびｆ₀を選択することにより、双方向
で四光波混合の影響を受けることのない信号光伝送がお
こなわれる。

【００１４】つぎの発明にかかる一心双方向光伝送シス
テムは、上記の発明において、前記第１の信号光が複数
の異なる周波数を有する周波数多重信号光であり、前記
第２の信号光が複数の異なる周波数を有する周波数多重
信号光であり、前記周波数多重信号光である第１の信号
光と前記周波数多重信号光である第２の信号光とのそれ
ぞれの周波数が異なり、前記周波数多重信号光である第
１の信号光の各周波数をｆ_{s1_i}（ｉ＝１、２…ｍ）、前
記周波数多重信号光である第２の信号光の各周波数をｆ
_{s2_j}（ｊ＝１、２…ｎ）、前記光ファイバ伝送路の零分
散周波数をｆ₀、第１のラマン励起光Ｐ１の周波数をｆ
_p1、第２のラマン励起光Ｐ２の周波数をｆ_p2としたと
き、｜ｆ_{s1_i}−ｆ₀｜≠｜ｆ_p2−ｆ₀｜（ｉ＝１、２…
ｍ）かつ｜ｆ _{s2_j}−ｆ₀｜≠｜ｆ_p1−ｆ₀｜（ｊ＝１、２
…ｎ）であることを特徴とする。

【００１５】この発明によれば、周波数多重信号光であ
る第１の信号光の各周波数をｆ_{s1_i}（ｉ＝１、２…
ｍ）、周波数多重信号光である第２の信号光の各周波数
をｆ_{s2_j}（ｊ＝１、２…ｎ）、光ファイバ伝送路の零分
散周波数をｆ₀、第１のラマン励起光の周波数をｆ_p1、
第２のラマン励起光の周波数をｆ_p2としたとき、｜ｆ
_{s1_i}−ｆ₀｜≠｜ｆ_p2−ｆ₀｜かつ｜ｆ_{s2_j}−ｆ₀｜≠｜
ｆ_p1−ｆ₀｜の条件式が成立するような、ｆ_{s1_i}、ｆ
_{s2_j}、ｆ_p1、ｆ_s2およびｆ₀を選択することにより、双
方向で四光波混合の影響を受けることのない信号光伝送
がおこなわれる。

【００１６】つぎの発明にかかる一心双方向光伝送シス
テムは、上記の発明において、前記第１のラマン励起光
が複数の異なる周波数を有するラマン励起光であり、前
記第２のラマン励起光が複数の周波数を有するラマン励
起光であり、前記複数の周波数を有する第１のラマン励
起光と前記複数の周波数を有する第２のラマン励起光と
のそれぞれの周波数が異なり、前記第１の信号光の周波
数をｆ_s1、前記第２の信号光の周波数をｆ_s2、前記光フ
ァイバ伝送路の零分散周波数をｆ₀、前記周波数多重ラ
マン励起光である第１のラマン励起光の各周波数をｆ
_{p1_k}（ｋ＝１、２…ｒ）、前記周波数多重ラマン励起光
である第２のラマン励起光の各周波数をｆ _{p2_h}（ｈ＝
１、２…ｓ）としたとき、｜ｆ_s1−ｆ₀｜≠｜ｆ_{p2_h}−
ｆ₀｜（ｋ＝１、２…ｒ）かつ｜ｆ_s2−ｆ₀｜≠｜ｆ_{p1_k}
−ｆ₀｜（ｈ＝１、２…ｓ）であることを特徴とする。

【００１７】この発明によれば、第１のラマン励起光が
複数の異なる周波数を有するラマン励起光であり、第２
のラマン励起光が複数の周波数を有するラマン励起光で
あり、複数の周波数を有する第１のラマン励起光と複数
の周波数を有する第２のラマン励起光とのそれぞれの周
波数が異なり、第１の信号光の周波数をｆ_s1、第２の信
号光の周波数をｆ_s2、光ファイバ伝送路の零分散周波数
をｆ₀、周波数多重ラマン励起光である第１のラマン励
起光の各周波数をｆ_{p1_k}（ｋ＝１、２…ｒ）、周波数多
重ラマン励起光である第２のラマン励起光の各周波数を
ｆ_{p2_h}（ｈ＝１、２…ｓ）としたとき、｜ｆ_s1−ｆ₀｜
≠｜ｆ_{p2_h}−ｆ₀｜かつ｜ｆ_s2−ｆ₀｜≠｜ｆ_{p1_k}−ｆ₀
｜の条件式が成立するような、ｆ_s1、ｆ_s2、ｆ_{p1_k}、ｆ
_{p2_h}およびｆ₀を選択することにより、双方向で四光波
混合の影響を受けることのない信号光伝送がおこなわれ
る。

【００１８】つぎの発明にかかる一心双方向光伝送シス
テムは、上記の発明において、前記第１の信号光の波長
帯域が１５５０ｎｍ帯であり、前記第２の信号光の波長
帯域が１５８０ｎｍ帯であるとき、前記光ファイバ伝送
路は零分散波長が１５００ｎｍ帯にある非零分散シフト
ファイバであることを特徴とする。

【００１９】この発明によれば、第１の信号光の波長帯
域を１５５０ｎｍ帯、第２の信号光の波長帯域を１５８
０ｎｍ帯、光ファイバ伝送路の零分散波長が１５００ｎ
ｍ帯である非零分散シフトファイバを用いることによ
り、双方向で四光波混合の影響を受けず、かつ、信号伝
送損失の少ない信号光伝送がおこなわれる。

【００２０】つぎの発明にかかる一心双方向光伝送シス
テムは、上記の発明において、一方の入出力端から他方
の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の
信号光と、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう
前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送さ
れる第２の信号光とを伝送する光ファイバ伝送路と、前
記第１の信号光の周波数をラマン利得帯域に含みかつ前
記第２の信号光の周波数をラマン帯域に含まないラマン
励起光を発生する第１のラマン励起光源と、前記第１の
ラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ
伝送路に注入する第１の注入手段と、前記第２の信号光
の周波数をラマン利得帯域に含み、かつ、前記第１の信
号光の周波数をラマン帯域に含まないラマン励起光を発
生する第２のラマン励起光源と、前記第２のラマン励起
光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注
入する第２の注入手段とを備える一心双方向光伝送シス
テムにおいて、前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を
ｆ₀、前記第１の信号光の周波数をｆ_s1、前記第２の信
号光の周波数をｆ_s2、前記第１のラマン励起光の周波数
をｆ_p1、前記第２のラマン励起光の周波数をｆ_p2とした
とき、｜ｆ_s1−ｆ₀｜＝｜ｆ_p2−ｆ₀｜のときは第１の信
号光と第２のラマン励起光との偏波面が直交関係にあ
り、｜ｆ_s2−ｆ₀｜＝｜ｆ_p1−ｆ₀｜のときは第２の信号
光と第１のラマン励起光との偏波面が直交関係にあるこ
とを特徴とする。

【００２１】この発明によれば、光ファイバ伝送路の零
分散周波数をｆ₀、第１の信号光の周波数をｆ_s1、第２
の信号光の周波数をｆ_s2、第１のラマン励起光の周波数
をｆ _p1、第２のラマン励起光の周波数をｆ_p2としたと
き、｜ｆ_s1−ｆ₀｜＝｜ｆ_p2−ｆ₀｜のときは第１の信号
光と第２のラマン励起光との偏波面が直交関係にあり、
｜ｆ_s2−ｆ₀｜＝｜ｆ_p1−ｆ₀｜のときは第２の信号光と
第１のラマン励起光との偏波面が直交関係にあるので、
双方向で四光波混合の影響を受けることのない信号光伝
送がおこなわれる。

【００２２】つぎの発明にかかる一心双方向光伝送シス
テムは、上記の発明において、前記第１の信号光、前記
第２の信号光がそれぞれ複数の異なる周波数を有する周
波数多重信号光であることを特徴とする。

【００２３】この発明によれば、第１の信号光、第２の
信号光がそれぞれ複数の異なる周波数を有する周波数多
重信号光であっても、光ファイバ伝送路の零分散周波数
をｆ ₀、第１の周波数多重信号光の周波数をｆ_{s1_i}（ｉ
＝１、２…ｍ）ｆ_s1、第２の周波数多重信号光の周波数
をｆ_{s2_j}（ｊ＝１、２…ｎ）、第１のラマン励起光の周
波数をｆ_p1、第２のラマン励起光の周波数をｆ_p2とした
とき、｜ｆ_{s1_i}−ｆ₀｜＝｜ｆ_p2−ｆ₀｜のときは第１の
周波数多重信号光と第２のラマン励起光との偏波面が直
交関係にあり、｜ｆ_{s2_j}−ｆ₀｜＝｜ｆ_p1−ｆ₀｜のとき
は第２の周波数多重信号光と第１のラマン励起光との偏
波面が直交関係にあるので、双方向で四光波混合の影響
を受けることのない信号光伝送がおこなわれる。

【００２４】つぎの発明にかかる一心双方向光伝送シス
テムは、上記の発明において、前記第１のラマン励起
光、前記第２のラマン励起光がそれぞれ異なる周波数を
有する複数のラマン励起光であることを特徴とする。

【００２５】この発明によれば、第１のラマン励起光、
第２のラマン励起光がそれぞれ複数の異なる周波数を有
する複数のラマン励起光であっても、第１の信号光と第
２の信号光が夫々１つの場合は、光ファイバ伝送路の零
分散周波数をｆ₀、第１の信号光の周波数をｆ_s1、第２
の信号光の周波数をｆ_s2、周波数多重ラマン励起光であ
る第１のラマン励起光の各周波数をｆ_{p1_k}（ｋ＝１、２
…ｒ）、周波数多重ラマン励起光である第２のラマン励
起光の各周波数をｆ_{p2_h}（ｈ＝１、２…ｓ）としたと
き、｜ｆ_s1−ｆ₀｜＝｜ｆ_{s2_j}−ｆ₀｜のときは第１の信
号光と第２のラマン励起光との偏波面が直交関係にあ
り、｜ｆ_s2−ｆ₀｜＝｜ｆ_{p1_k}−ｆ₀｜のときは第２の信
号光と第１のラマン励起光との偏波面が直交関係にあ
り、また、第１の信号光と第２の信号光が夫々多重信号
光の場合は、光ファイバ伝送路の零分散周波数をｆ₀、
第１の周波数多重信号光の周波数をｆ_{s1_i}（ｉ＝１、２
…ｍ）ｆ_{s 1}、第２の周波数多重信号光の周波数をｆ_{s2_j}
（ｊ＝１、２…ｎ）、周波数多重ラマン励起光である第
１のラマン励起光の各周波数をｆ_{p1_k}（ｋ＝１、２…
ｒ）、周波数多重ラマン励起光である第２のラマン励起
光の各周波数をｆ_{p2_h}（ｈ＝１、２…ｓ）としたとき、
｜ｆ_{s1_i}−ｆ₀｜＝｜ｆ_{p2_h}−ｆ₀｜のときは第１の周波
数多重信号光と複数の第２のラマン励起光との偏波面が
直交関係にあり、｜ｆ _{s2_j}−ｆ₀｜＝｜ｆ_{p1_k}−ｆ₀｜の
ときは第２の周波数多重信号光と複数の第１のラマン励
起光との偏波面が直交関係にあるので、双方向で四光波
混合の影響を受けることのない信号光伝送がおこなわれ
る。

【００２６】つぎの発明にかかる一心双方向光伝送シス
テムは、上記の発明において、一方の入出力端から他方
の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の
信号光と、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう
前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送さ
れる第２の信号光とを伝送する光ファイバ伝送路と、前
記第１の信号光の周波数をラマン利得帯域に含みかつ前
記第２の信号光の周波数をラマン帯域に含まないラマン
励起光を発生する第１のラマン励起光源と、前記第１の
ラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ
伝送路に注入する第１の注入手段と、前記第２の信号光
の周波数をラマン利得帯域に含み、かつ、前記第１の信
号光の周波数をラマン帯域に含まないラマン励起光を発
生する第２のラマン励起光源と、前記第２のラマン励起
光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注
入する第２の注入手段とを備える一心双方向光伝送シス
テムにおいて、前記光ファイバ伝送路は、一方の入出力
端と他方の入出力端側にそれぞれ位置する第１の光ファ
イバ伝送路部分と、前記一方の入出力端側の第１の光フ
ァイバ伝送路部分と他方の入出力端側の第１の光ファイ
バ伝送路部分との間に位置する第２の光ファイバ伝送路
部分とからなり、第１の光ファイバ伝送路部分の零分散
周波数をｆ_{1_0}、第１の信号光の周波数をｆ_s1、第２の
信号光の周波数をｆ_s2、第１のラマン励起光の周波数を
ｆ_p1、第２のラマン励起光の周波数をｆ_p2としたとき、
｜ｆ_s1−ｆ_{1_0}｜≠｜ｆ_p2−ｆ_{1_0}｜かつ｜ｆ_s2−ｆ_{1_0}
｜≠｜ｆ_p1−ｆ_{1_0}｜であることを特徴とする。

【００２７】この発明によれば、一方の入出力端と他方
の入出力端側にそれぞれ位置する第１の光ファイバ伝送
路部分と、一方の入出力端側の第１の光ファイバ伝送路
部分と他方の入出力端側の第１の光ファイバ伝送路部分
との間に位置する第２の光ファイバ伝送路部分とからな
り、第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数をｆ
_{1_0}、第１の信号光の周波数をｆ_s1、第２の信号光の周
波数をｆ_s2、第１のラマン励起光の周波数をｆ_p1、第２
のラマン励起光の周波数をｆ_p2としたとき、｜ｆ _s1−ｆ
_{1_0}｜≠｜ｆ_p2−ｆ_{1_0}｜かつ｜ｆ_s2−ｆ_{1_0}｜≠｜ｆ_p1
−ｆ_{1_0}｜の条件式が成立するような、ｆ_s1、ｆ_s2、ｆ
_{p1_k}、ｆ_{p2_h}およびｆ_{1_0}を選択することにより、双方
向で四光波混合の影響を受けることのない信号光伝送が
おこなわれる。

【００２８】つぎの発明にかかる一心双方向光伝送シス
テムは、上記の発明において、前記第１の信号光、前記
第２の信号光がそれぞれ複数の異なる周波数を有する周
波数多重信号光であることを特徴とする。

【００２９】この発明によれば、周波数多重信号光であ
る第１の信号光の各周波数をｆ_{s1_i}（ｉ＝１、２…
ｍ）、周波数多重信号光である第２の信号光の各周波数
をｆ_{s2_j}（ｊ＝１、２…ｎ）、第１の光ファイバ伝送路
部分の零分散周波数をｆ_{1_0}、第１のラマン励起光の周
波数をｆ_p1、第２のラマン励起光の周波数をｆ_p2とした
とき、｜ｆ_{s1_i}−ｆ_{1_0}｜≠｜ｆ_p2−ｆ_{1_0}｜（ｉ＝１、
２…ｍ）かつ｜ｆ_{s2_j}−ｆ _{1_0}｜≠｜ｆ_p1−ｆ_{1_0}｜（ｊ
＝１、２…ｎ）の条件式が成立するような、ｆ_{s1_i}、ｆ
_{s2_j}、ｆ_p1、ｆ_s2およびｆ₀を選択することにより、双
方向で四光波混合の影響を受けることのない信号光伝送
がおこなわれる。

【００３０】つぎの発明にかかる一心双方向光伝送シス
テムは、上記の発明において、前記第１のラマン励起
光、前記第２のラマン励起光がそれぞれ異なる周波数を
有する複数のラマン励起光であることを特徴とする。

【００３１】この発明によれば、第１のラマン励起光が
複数の異なる周波数を有するラマン励起光であり、第２
のラマン励起光が複数の周波数を有するラマン励起光で
あり、複数の周波数を有する第１のラマン励起光と複数
の周波数を有する第２のラマン励起光とのそれぞれの周
波数が異なり、第１の信号光の周波数をｆ_s1、第２の信
号光の周波数をｆ_s2、第１の光ファイバ伝送路部分の零
分散周波数をｆ_{1_0}、周波数多重ラマン励起光である第
１のラマン励起光の各周波数をｆ_{p1_k}（ｋ＝１、２…
ｒ）、周波数多重ラマン励起光である第２のラマン励起
光の各周波数をｆ _{p2_h}（ｈ＝１、２…ｓ）としたとき、
｜ｆ_s1−ｆ_{1_0}｜≠｜ｆ_{p2_h}−ｆ_{1_0}｜かつ｜ｆ_s2−ｆ
_{1_0}｜≠｜ｆ_{p1_k}−ｆ_{1_0}｜の条件式が成立するような、
ｆ_s1、ｆ_s2、ｆ_{p1_k}、ｆ_{p2_h}およびｆ_{1_0}を選択するこ
とにより、双方向で四光波混合の影響を受けることのな
い信号光伝送がおこなわれる。

【００３２】つぎの発明にかかる一心双方向光伝送シス
テムは、上記の発明において、前記第１の光ファイバ伝
送路部分は、１．３μｍの零分散シングルモードファイ
バであることを特徴とする。

【００３３】この発明によれば、第１の光ファイバ伝送
路部分は、１．３μｍの零分散シングルモードファイバ
を用いることにより、ラマン励起光パワーの強い第１の
光ファイバ伝送路部分の区間において、信号光と励起光
間の四光波混合の影響を受けることがなく、かつ、周波
数分散の少ない信号光伝送がおこなわれる。

【００３４】つぎの発明にかかる一心双方向光伝送シス
テムは、上記の発明において、前記第１の光ファイバ伝
送路部分は、分散シフトファイバであることを特徴とす
る。

【００３５】この発明によれば、第１の光ファイバ伝送
路部分は、分散シフトファイバを用いることにより、ラ
マン励起光パワーの強い第１の光ファイバ伝送路部分の
区間において、信号光と励起光間の四光波混合の影響を
受けることがなく、かつ、信号損失の少ない信号光伝送
がおこなわれる。

【００３６】つぎの発明にかかる一心双方向光伝送シス
テムは、上記の発明において、無中継伝送であることを
特徴とする。

【００３７】この発明によれば、一心双方向光伝送シス
テムを無中継伝送とすることにより、信号光と励起光間
の四光波混合の影響を受けることがなく、かつ、費用対
効果の優れた信号光伝送がおこなわれる。

【００３８】つぎの発明にかかる一心双方向光伝送シス
テムは、上記の発明において、有中継伝送であることを
特徴とする。

【００３９】この発明によれば、一心双方向光伝送シス
テムを有中継伝送とすることにより、信号光と励起光間
の四光波混合の影響を受けることがなく、かつ、伝送品
質の高い信号光伝送がおこなわれる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、この
発明にかかる一心双方向光伝送システムの好適な実施の
形態を詳細に説明する。

【００４１】実施の形態１．図１は、実施の形態１にか
かる一心双方向光伝送システムの構成図である。同図に
おいて、光ファイバ伝送路１の一方の入出力端には、周
波数選択型の光合分波器２が接続され、他方の入出力端
には、周波数選択型の光合分波器３が接続されている。
光合分波器２には、光合分波器１４と光アイソレータ５
が接続される。光アイソレータ５には、ラマン励起光源
６が接続されている。ラマン励起光源６が発生する第２
のラマン励起光Ｐ２は、光アイソレータ５を介して光合
分波器２に注入される。

【００４２】光送信装置１５は、複数の送信器Ｔｘ_{1_1}
〜Ｔｘ_{1_m}を備えており、これらの送信器Ｔｘ_{1_1}〜Ｔｘ
_{1_m}は、それぞれ、異なる周波数（ｆ_{1_1}〜ｆ_{1_m}）の信
号光を発生する。発生する周波数帯は、例えば、Ｃ帯
（Conventional Band）と呼ばれる１９１．６ＴＨｚ〜
１９５．９ＴＨｚの周波数帯（１５３０ｎｍ〜１５６５
ｎｍの波長帯）である。ＭＵＸ（周波数多重装置）１６
は、光送信装置１５が出力する複数の異なる周波数の信
号光を合波し、第１の周波数多重信号光Ｓ1を出力す
る。生成された第１の周波数多重信号光Ｓ１は光増幅器
１７にて増幅され、光合分波器１４を介して光合分波器
２に入力される。

【００４３】同様に、光送信装置２７は、複数の送信器
Ｔｘ_{2_1}〜Ｔｘ_{2_n}を備えており、これらの送信器Ｔｘ
_{2_1}〜Ｔｘ_{2_n}は、それぞれ、異なる周波数（ｆ_{2_1}〜ｆ
_{2_n}）の信号光を発生する。発生する波長帯は、例え
ば、Ｌ帯（Long Wavelength Band）と呼ばれる１８４．
５ＴＨｚ〜１９１．６ＴＨｚの周波数帯（１５６５ｎｍ
〜１６２５ｎｍの波長帯）である。ＭＵＸ２６は、光送
信装置２７が出力する周波数の異なる複数の信号光を合
波し、第２の周波数多重信号光Ｓ２を出力する。第２の
周波数多重信号光Ｓ２は光増幅器２５にて増幅され、光
合分波器２１を介して光合分波器３に入力される。

【００４４】光合分波器３から出力される第１の周波数
多重信号光Ｓ１は、光合分波器２１を介して分散補償機
能付の光増幅器２４に入力され、増幅された後、ＤＥＭ
ＵＸ（周波数分離装置）２３にて各周波数の信号光に分
離され、光受信装置２２に入力される。光受信装置２２
は、各周波数の信号光を受信処理する複数の受信器Ｒｘ
_{1_1}〜Ｒｘ_{1_m}を備えている。なお、光増幅器２４は、分
散補償機能付でなくともよい。

【００４５】同様に、光合分波器２から出力される第２
の周波数多重信号光Ｓ２は、光合分波器１４を介して分
散補償機能付の光増幅器１８に入力され、増幅された
後、ＤＥＭＵＸ１９にて各周波数の信号光に分離され、
光受信装置２０に入力される。光受信装置２０は、各周
波数の信号光を受信処理する複数の受信器Ｒｘ_{2_1}〜Ｒ
ｘ_{2_n}を備えている。なお、光増幅器１８は、分散補償
機能付でなくともよい。

【００４６】ここで、ラマン励起光源９の発生する第１
のラマン励起光Ｐ１は、第１の周波数多重信号光Ｓ１の
全ての周波数をラマン利得帯域に含み、かつ、第２の周
波数多重信号光Ｓ２の全ての周波数をラマン利得帯域に
含まない、という条件を満たす所定周波数の励起光であ
る。同様に、ラマン励起光源６の発生する第２のラマン
励起光Ｐ２は、第２の周波数多重信号光Ｓ２の全ての周
波数をラマン利得帯域に含み、かつ、第１の周波数多重
信号光Ｓ１の全ての周波数をラマン利得帯域に含まな
い、という条件を満たす所定周波数の励起光である。

【００４７】光送信装置１５から出力された複数の異な
る周波数（ｆ_{1_1}〜ｆ_{1_m}）の信号光は、ＭＵＸ１６にて
合波され、第１の周波数多重信号光Ｓ１となる。生成さ
れた第１の周波数多重信号光Ｓ１は、光増幅器１７にて
所望の送信レベルとなるように増幅され、光合分波器１
４を介して光合分波器２に入力される。また、ラマン励
起光源６から出力された第２のラマン励起光Ｐ２は、光
アイソレータ５を介して光合分波器２に入力される。こ
れらの光合分波器２で合波された第１の周波数多重信号
光Ｓ１と第２のラマン励起光Ｐ２の多重信号光は、光フ
ァイバ伝送路１の一方の入出力端に注入され、光ファイ
バ伝送路１を他方の入出力端に向かう第１の伝送方向Ｄ
１に沿って伝送する。

【００４８】この第１の伝送方向Ｄ１に伝送された第１
の周波数多重信号光Ｓ１は、光ファイバ伝送路１の他方
の入出力端に近づくと、第２の伝送方向Ｄ２に伝送され
た第１のラマン励起光Ｐ１による十分なラマン増幅を受
けて所望の光レベルまで増幅され、光合分波器３に入力
される。このようにラマン増幅された第１の周波数多重
信号光Ｓ１は、光合分波器３から光合分波器２１を介し
て光増幅器２４に入力され、所望の受信レベルにまで光
増幅され、ＤＥＭＵＸ２３にて各周波数の信号光に分離
された後、光受信装置２２が備える複数の受信器Ｒｘ
_{1_1}〜Ｒｘ_{1_m}にて信号光毎に受信処理される。なお、光
合分波器３から光アイソレータ８に出力される信号光Ｓ
１は、光アイソレータ８にて阻止され、ラマン励起光源
９には入力されない。また、第２のラマン励起光Ｐ２に
よるラマン増幅効果は、第１の周波数多重信号光Ｓ１に
は寄与しないので、第２のラマン励起光Ｐ２の光パワー
は光ファイバ伝送路１における損失以外で減少すること
はない。

【００４９】同様に、光送信装置２７から出力された複
数の異なる周波数（ｆ_{2_1}〜ｆ_{2_n}）の信号光は、ＭＵＸ
２６にて合波され、第２の周波数多重信号光Ｓ２とな
る。生成された第２の周波数多重信号光Ｓ２は、光増幅
器２５にて所望の送信レベルになるように光増幅され、
光合分波器２１を介して光合分波器３に入力される。ま
た、ラマン励起光源９から出力された第１のラマン励起
光Ｐ１は、光アイソレータ８を介して光合分波器３に入
力される。これらの光合分波器３で合波された第２の周
波数多重信号光Ｓ２と第１のラマン励起光Ｐ１の多重信
号光は、光ファイバ伝送路１の他方の入出力端に注入さ
れ、光ファイバ伝送路１を一方の入出力端に向かう第２
の伝送方向Ｄ２に沿って伝送する。

【００５０】この第２の伝送方向Ｄ２に伝送された第２
の周波数多重信号光Ｓ２は、光ファイバ伝送路１の一方
の入出力端に近づくと、第１の伝送方向Ｄ１に伝送され
た第２のラマン励起光Ｐ２による十分なラマン増幅を受
けて所望の光レベルまで増幅される。これは、上述した
ように、第２のラマン励起光Ｐ２のラマン増幅効果が第
１の周波数多重信号光Ｓ１には寄与していないので、第
２のラマン励起光Ｐ２は、伝送路損失を除きほとんど減
衰せず、充分なパワーを有しているからである。

【００５１】ラマン増幅された第２の周波数多重信号光
Ｓ２は、光合分波器２から光合分波器１４を介して光増
幅器１８に入力され、所望の受信レベルにまで光増幅さ
れ、ＤＥＭＵＸ１９にて各周波数の信号光に分離された
後、光受信装置２０が備える複数の受信器Ｒｘ_{2_1}〜Ｒ
ｘ_{2_m}にて信号光毎に受信処理される。なお、光合分波
器２から光アイソレータ５に出力される信号光Ｓ２は、
光アイソレータ５にて阻止され、ラマン励起光源６には
入力されない。また、第１のラマン励起光Ｐ１は、第２
のラマン励起光Ｐ２と同様に、第１のラマン励起光Ｐ１
のラマン増幅効果が第２の周波数多重信号光Ｓ２に寄与
していないので、ラマン増幅が可能な充分なパワーを有
している

【００５２】このように、第１の伝送方向Ｄ１に伝送さ
れる第１の周波数多重信号光Ｓ１と第２の伝送方向Ｄ２
に伝送される第２の周波数多重信号光Ｓ２で使用する周
波数を互いに異なる周波数帯とし、さらに第１のラマン
励起光Ｐ１が第１の周波数多重信号光Ｓ１のみを、第２
のラマン励起光Ｐ２が第２の周波数多重信号光Ｓ２のみ
をラマン増幅するような周波数を選択することによっ
て、１本の光ファイバで双方向に光信号を伝送すること
ができる。

【００５３】これまでは、第１および第２の信号光、第
１および第２のラマン励起光の選択により、１本の光フ
ァイバで双方向に光信号を伝送できる原理について説明
する一方で、ある条件下で四光波混合により光信号の劣
化が起こることについても説明した。つぎに、ラマン励
起光の周波数、光ファイバ伝送路の零分散周波数と、信
号光との関係で、信号光の周波数の適切な選択により、
四光波混合の影響を回避できる原理について説明する。

【００５４】図２は、実施の形態１にかかる信号光およ
びラマン励起光の周波数配置を示す説明図である。同図
において、第１の信号光Ｓ１の周波数をｆ_s1、第２の信
号光Ｓ２の周波数をｆ_s2、第１のラマン励起光Ｐ１の周
波数をｆ_p1、第２のラマン励起光Ｐ２の周波数をｆ_p2、
そして光ファイバ伝送路１の零分散周波数をｆ₀で示し
ている。また、光ファイバ伝送路１の零分散周波数と第
１の信号光Ｓ１の周波数との差をΔｆ_s1、光ファイバ伝
送路１の零分散周波数と第２の信号光Ｓ２の周波数との
差をΔｆ_s2、第１のラマン励起光Ｐ１の周波数と光ファ
イバ伝送路１の零分散周波数との差をΔｆ_p1、そして第
２のラマン励起光Ｐ２の周波数と光ファイバ伝送路１の
零分散周波数との差をΔｆ_p2で示している。

【００５５】図９に示したように、十分なラマン増幅効
果を得るためのラマン励起光と信号光とのセパレーショ
ンは波長差で約１００ｎｍ程度必要であり、図２に示す
Ｃ帯、Ｌ帯の例でも周波数差約１３ＴＨｚ（波長差１０
０ｎｍ）のセパレーションをとっている。四光波混合に
よる信号の劣化は、第２の信号光について見れば、上述
した位相整合条件の式１が成立する場合である。式１を
この例に当てはめると、位相整合条件の式は、つぎのよ
うになる。 ｜ｆ_p1−ｆ₀｜＝｜ｆ_s2−ｆ₀｜ ・・・・・（式２） この式は、図的な見方をすれば、第２のラマン励起光Ｐ
２の周波数が光ファイバ伝送路１の零分散周波数を中心
に折り返された周波数付近にある第１の信号光Ｓ１と干
渉を起こすことを示している。換言すれば、上記のΔｆ
_s2およびΔｆ_p1を使って、Δｆ_s2＞Δｆ_p1あるいはΔｆ
_s2＜Δｆ_p1、すなわちΔｆ_s2≠Δｆ_p1となるような、ラ
マン励起光周波数、信号光周波数を選択することによっ
て、四光波混合の影響を受けない信号伝送が可能なこと
を意味する。このことは、第２の信号光Ｓ２の周波数と
第１のラマン励起光Ｐ１の周波数との関係でも同様であ
り、Δｆ_s1≠Δｆ_p2となるような、ラマン励起光周波
数、信号光周波数を選択することで、四光波混合の影響
を回避することができる。したがって、この四光波混合
の影響を回避する条件をｆ_s1、ｆ_s2、ｆ_p1、ｆ_p2および
ｆ₀を使って表せば、｜ｆ_s1−ｆ₀｜≠｜ｆ_p2−ｆ₀｜か
つ｜ｆ_s2−ｆ₀｜≠｜ｆ_P1−ｆ₀｜となる。

【００５６】このように実施の形態１によれば、光ファ
イバ伝送路１の零分散周波数をｆ₀、第１の信号光Ｓ１
の周波数をｆ_s1、第２の信号光Ｓ２の周波数をｆ_s2、第
１のラマン励起光Ｐ１の周波数をｆ_p1、第２のラマン励
起光Ｐ２の周波数をｆ_p2とし、第１の伝送方向Ｄ１に伝
送される第１の信号光Ｓ１と第２の伝送方向Ｄ２に伝送
される第２の信号光Ｓ２で使用する周波数を互いに異な
る周波数とし、さらに第１のラマン励起光Ｐ１が第１の
信号光Ｓ１のみを、第２のラマン励起光Ｐ２が第２の信
号光Ｓ２のみをラマン増幅するように選択した場合にお
いて、｜ｆ_s1−ｆ₀｜≠｜ｆ_p2−ｆ₀｜かつ｜ｆ_s2−ｆ₀
｜≠｜ｆ_p1−ｆ₀｜となるような第１の信号光Ｓ１、第
２の信号光Ｓ２、第１のラマン励起光Ｐ１、第２のラマ
ン励起光Ｐ１および光ファイバ伝送路１の零分散周波数
の組合せを選択することで、双方向で四光波混合の影響
を受けることなく所望の受信特性を有する一心双方向光
伝送システムを得ることができる。

【００５７】実施の形態２．図３は、この発明の実施の
形態２にかかる一心双方向光伝送システムの構成図であ
る。上述した実施の形態１では、第１の信号光Ｓ１およ
び第２の信号光Ｓ２は、単一周波数を持つとして説明し
たが、この実施の形態２では、第１の信号光Ｓ１および
第２の信号光Ｓ２が周波数多重された信号光である。な
お、励起方式は、実施の形態１と同様に後方励起であ
る。

【００５８】図３において、入出力端子４には第１の周
波数多重された信号光Ｓ１が入力され、入出力端子７に
は第２の周波数多重された信号光Ｓ２が入力される。そ
の他は図１に示した構成と同様である。

【００５９】ここで、ラマン励起光源９の発生する第１
のラマン励起光Ｐ１は、第１の周波数多重信号光Ｓ１の
周波数帯にラマン増幅可能なラマン利得帯域を有する
が、第２の周波数多重信号光Ｓ２の周波数帯にはラマン
利得帯域を有さない所定周波数の励起光である。また、
ラマン励起光源６の発生する第２のラマン励起光Ｐ２
は、第２の周波数多重信号光Ｓ２の周波数帯にラマン増
幅可能なラマン利得帯域を有するが、第１の周波数多重
信号光Ｓ１の周波数帯にはラマン利得帯域を有さない所
定周波数の励起光である。

【００６０】図４は、実施の形態２にかかる周波数多重
信号光およびラマン励起光の周波数配置を示す説明図で
ある。同図では、第１の周波数多重信号光Ｓ１の周波数
をｆ _{s1_i}（ｉ＝１、２…ｍ）、第２の周波数多重信号光
Ｓ２の周波数をｆ_{s2_j}（ｊ＝１、２…ｎ）とし、光ファ
イバ伝送路１の零分散周波数をｆ₀、第１のラマン励起
光Ｐ１の周波数をｆ_p1、第２のラマン励起光Ｐ２の周波
数をｆ_p2としたとき、その周波数の位置関係を示してい
る。また、ｆ₀とｆ_{s1_1}との差をΔｆ_{s1_1}、ｆ₀とｆ_{s2_1}
との差をΔｆ_{s2_1}、ｆ_p1とｆ₀との差をΔｆ_p1、ｆ_p2と
ｆ₀との差をΔｆ _p2で示している。同図から、Δｆ_s1＞
Δｆ_p2、Δｆ_s2＞Δｆ_p1の関係があり、Δｆ_s1≠Δ
ｆ_p2、Δｆ_s2≠Δｆ_p1の条件が成立しているので、四光
波混合の影響を受けないことが分かる。また、この条件
は、ｆ_s1、ｆ_s2以外の周波数についても同様である。し
たがって、この四光波混合の影響を回避する条件をｆ
_{s1_i}（ｉ＝１、２…ｍ）、ｆ_{s2_j}（ｊ＝１、２…ｎ）、
ｆ_p1、ｆ_p2およびｆ₀を使って表せば、｜ｆ_{s1_i}−ｆ₀｜
≠｜ｆ_p2−ｆ₀｜（ｉ＝１、２…ｍ）かつ｜ｆ_{s2_j}−ｆ₀
｜≠｜ｆ_p1−ｆ₀｜（ｊ＝１、２…ｎ）となる。

【００６１】このように、実施の形態２によれば、光フ
ァイバ伝送路１の零分散周波数をｆ ₀、第１の周波数多
重信号光Ｓ１の周波数をｆ_{s1_i}（ｉ＝１、２…ｍ）、第
２の周波数多重信号光Ｓ２の周波数をｆ_{s2_j}（ｊ＝１、
２…ｎ）、第１のラマン励起光Ｐ１の周波数をｆ_p1、第
２のラマン励起光Ｐ２の周波数をｆ_p2とし、第１の伝送
方向Ｄ１に伝送される第１の周波数多重信号光Ｓ１と第
２の伝送方向Ｄ２に伝送される第２の周波数多重信号光
Ｓ２で使用する周波数を互いに異なる周波数帯とし、さ
らに第１のラマン励起光Ｐ１が第１の信号光Ｓ１のみ
を、第２のラマン励起光Ｐ２が第２の信号光Ｓ２のみを
ラマン増幅するように選択した場合において、｜ｆ_{s1_i}
−ｆ₀｜≠｜ｆ_p2−ｆ₀｜かつ｜ｆ_{s2_j}−ｆ₀｜≠｜ｆ_p1
−ｆ₀｜となるような第１の周波数多重信号光Ｓ１、第
２の周波数多重信号光Ｓ２、第１のラマン励起光Ｐ１、
第２のラマン励起光Ｐ１および光ファイバ伝送路１の零
分散周波数の組合せを選択することで、双方向で四光波
混合の影響を受けることなく所望の受信特性を有する一
心双方向光伝送システムを得ることができる。

【００６２】実施の形態３．図５は、この発明の実施の
形態３にかかる一心双方向光伝送システムの構成を示す
図である。実施の形態３は、図３に示した実施の形態２
の単一周波数のラマン励起光を複数周波数のラマン励起
光を用いた場合である。

【００６３】すなわち、図５では、図３に示した構成に
おいて、単一のラマン励起光を発生するラマン励起光源
６、９に代えて、複数周波数のラマン励起光を発生する
ラマン励起光源部６、９が設けられ、それに伴いラマン
励起光源部６、９と光アイソレータ５、８との間に、周
波数合波器１０、１１が設けられている。その他は、図
３に示した構成と同様であり、ここでは、実施の形態３
に関わる部分を中心に説明する。

【００６４】ラマン励起光源部９が備える複数のラマン
励起光源９−１、・・・９−ｒは、互いに異なる周波数
のラマン励起光を発生する。この複数のラマン励起光源
９−１、・・・９−ｒから発生されたラマン励起光は、
実施の形態２における第１のラマン励起光Ｐ１に対応
し、第１の周波数多重信号光Ｓ１の周波数帯にラマン増
幅可能なラマン利得帯域を有するが、第２の周波数多重
信号光Ｓ２の周波数帯にはラマン利得帯域を有さない所
定周波数の励起光である。また、ラマン励起光源部６が
備える複数のラマン励起光源６−１、・・・６−ｓは、
互いに異なる周波数のラマン励起光を発生し、この複数
のラマン励起光源６−１、・・・６−ｓから発生された
ラマン励起光は、実施の形態２における第２のラマン励
起光Ｐ２に対応し、第２の周波数多重信号光Ｓ２の周波
数帯にラマン増幅可能なラマン利得帯域を有するが、第
１の周波数多重信号光Ｓ１の周波数帯にはラマン利得帯
域を有さない所定周波数の励起光である。

【００６５】図６は、実施の形態３にかかる周波数多重
信号光および複数のラマン励起光の周波数配置を示す説
明図である。同図では、第１の周波数多重信号光Ｓ１の
周波数をｆ_{s1_i}（ｉ＝１、２…ｍ）、第２の周波数多重
信号光Ｓ２の周波数をｆ_{s2_j}（ｊ＝１、２…ｎ）とし、
光ファイバ伝送路１の零分散周波数をｆ₀、複数の第１
のラマン励起光Ｐ１の周波数をｆ_{p1_k}（ｋ＝１、２…
ｒ）、複数の第２のラマン励起光Ｐ２の周波数をｆ_{p2_h}
（ｈ＝１、２…ｓ）としたとき、その周波数の位置関係
を示している。四光波混合の影響を避けるための考え方
は実施の形態２と同様であり、図６に示すように、｜ｆ
_{s1_i}−ｆ₀｜≠｜ｆ_{p2_h}−ｆ₀｜かつ｜ｆ_{s2 _j}−ｆ₀｜≠
｜ｆ_{p1_k}−ｆ₀｜であれば、位相整合条件を満たさず、
信号光とラマン励起光間の四光波混合の影響を受けない
ことが分かる。

【００６６】このように実施の形態３によれば、光ファ
イバ伝送路１の零分散周波数をｆ₀、第１の周波数多重
信号光Ｓ１の周波数をｆ_{s1_i}（ｉ＝１、２…ｍ）、第２
の周波数多重信号光Ｓ２の周波数をｆ_{s2_j}（ｊ＝１、２
…ｎ）とし、複数の第１のラマン励起光Ｐ１の周波数を
ｆ_{p1_k}（ｋ＝１、２…ｒ）、複数の第２のラマン励起光
Ｐ２の周波数をｆ_{p2_h}（ｈ＝１、２…ｓ）としたとき、
第１の伝送方向Ｄ１に伝送される第１の周波数多重信号
光Ｓ１と第２の伝送方向Ｄ２に伝送される第２の信号光
Ｓ２で使用する周波数を互いに異なる周波数帯とし、さ
らに複数の第１のラマン励起光Ｐ１が第１の周波数多重
信号光Ｓ１のみを、複数の第２のラマン励起光Ｐ２が第
２の周波数多重信号光Ｓ２のみをラマン増幅するように
選択した場合において、｜ｆ_{s1_i}−ｆ₀｜≠｜ｆ_{p2_h}−
ｆ₀｜かつ｜ｆ_{s2_j}−ｆ₀｜≠｜ｆ_{p 1_k}−ｆ₀｜となるよ
うな第１の周波数多重信号光Ｓ１、第２の周波数多重信
号光Ｓ２、複数の第１のラマン励起光Ｐ１、複数の第２
のラマン励起光Ｐ１および光ファイバ伝送路１の零分散
周波数の組合せを選択することで、双方向で所望の受信
特性を有し、大容量の一心双方向光伝送システムを実現
することができる。また、ラマン励起光として、複数の
第１のラマン励起光Ｐ１および複数の第２のラマン励起
光Ｐ２を使用するので、周波数多重数を増加させること
ができるとともに、単一周波数のラマン励起光を用いる
ときよりも広帯域なラマン利得帯域を得ることができ
る。

【００６７】また、実施の形態３において、特に、第１
の周波数多重信号光Ｓ１として１５５０ｎｍ帯を、第２
の周波数多重信号光Ｓ２として１５８０ｎｍ帯を使用
し、零分散波長が１５００ｎｍ帯にある非零分散シフト
ファイバ（ＮＺ−ＤＳＦ）を使用する場合には、上述し
た効果に加え、さらに信号伝送損失の少ない、一心双方
向光伝送システムを得ることができる。

【００６８】さらに、上記の第１の周波数多重信号光Ｓ
１として１５５０ｎｍ帯、第２の周波数多重信号光Ｓ２
として１５８０ｎｍ帯および零分散波長が１５００ｎｍ
帯にある非零分散シフトファイバを、実施の形態１また
は実施の形態２に適用できることは言うまでもない。

【００６９】実施の形態４．図７は、この発明の実施の
形態４にかかる一心双方向光伝送システムの構成を示す
図である。実施の形態４では、図１の実施の形態１にお
いて、第１の信号光Ｓ１と第２のラマン励起光Ｐ２の偏
波面が直交関係にあり、第２の信号光Ｓ２と第１のラマ
ン励起光Ｐ１の偏波面が直交関係となるよう偏波保持型
光合分波器１２、１３を挿入している以外は、図１に示
した構成と同様であり、ここでは、実施の形態４に関わ
る部分についてのみ説明する。

【００７０】図７において、第１の信号光Ｓ１と第２の
ラマン励起光Ｐ２の偏波面が直交関係にあり、また第２
の信号光Ｓ２と第１のラマン励起光Ｐ１の偏波面が直交
関係にあることより、位相整合条件を満たさず、信号光
とラマン励起光間の四光波混合の影響を受けることなく
それぞれの信号光が伝送される。

【００７１】図７では、第１の信号光Ｓ１、第２の信号
光Ｓ２、第１のラマン励起光Ｐ１、第２のラマン励起光
Ｐ２をそれぞれ１波としているが、第１の信号光Ｓ１、
第２の信号光Ｓ２がそれぞれ周波数の異なる複数の信号
光からなる周波数多重光、第１のラマン励起光Ｐ１、第
２のラマン励起光Ｐ２が周波数の異なる複数のラマン励
起光であっても同様であることは言うまでもない。

【００７２】このように実施の形態４によれば、第１の
伝送方向Ｄ１に伝送される第１の信号光Ｓ１と第２の伝
送方向Ｄ２に伝送される第２の信号光Ｓ２で使用する周
波数を互いに異なる周波数とし、さらに第１の信号光Ｓ
１と第２のラマン励起光Ｐ２の偏波面が直交関係にあ
り、また第２の信号光Ｓ２と第１のラマン励起光Ｐ１の
偏波面が直交関係にあるように信号光を選択したので、
位相整合条件を満たさず、信号光とラマン励起光間の四
光波混合の影響を受けることなくそれぞれの信号光を伝
送することができる。

【００７３】実施の形態５．図８は、この発明の実施の
形態５にかかる一心双方向光伝送システムの構成を示す
図である。実施の形態５では、図１の実施の形態１にお
いて、光ファイバ伝送路１を第１の光ファイバ伝送路１
_１と第２の光ファイバ伝送路１_２とするものであり、
第１の光ファイバ伝送路１_１は、信号光の入出力端側
に配置され、第１の光ファイバ伝送路１_１の零分散周
波数をｆ_{1_0}、第１の信号光Ｓ１の周波数をｆ_s1、第２
の信号光Ｓ２の周波数をｆ_s2、第１のラマン励起光Ｐ１
の周波数をｆ_p1、第２のラマン励起光Ｐ２の周波数をｆ
_p2としたとき、｜ｆ_s1−ｆ_{1_0}｜≠｜ｆ_p2−ｆ_{1_0}｜かつ
｜ｆ_s2−ｆ_{1_0}｜≠｜ｆ_p1−ｆ_{1_0}｜であり、その他は図
１に示した構成と同様である。

【００７４】第１の光ファイバ伝送路１_１の零分散周
波数をｆ_{1_0}、第１の信号光Ｓ１の周波数をｆ_s1、第２
の信号光Ｓ２の周波数をｆ_s2、第１のラマン励起光Ｐ１
の周波数をｆ_p1、第２のラマン励起光Ｐ２の周波数をｆ
_p2としたとき、｜ｆ_s1−ｆ_{1_0}｜≠｜ｆ_p2−ｆ_{1_0}｜かつ
｜ｆ_s2−ｆ_{1_0}｜≠｜ｆ_p1−ｆ_{1_0}｜であるので、ラマン
励起光パワーの強い第１の光ファイバ伝送路１_１の区
間において位相整合条件を満たさないので、信号光と励
起光間の四光波混合の影響を受けることなく、それぞれ
の信号光を伝送することができる。

【００７５】なお、第１の光ファイバ伝送路１_１の区
間の長さは、信号光の強度、ラマン励起光の強度、伝送
区間の距離等の相対的関係で決定される。例えば、受信
端の信号強度を確保するため、ラマン励起光パワーを強
くする場合には、四光波混合が発生しやすくなるので、
第１の光ファイバ伝送路１_１の区間を長くする必要が
ある。このとき、第２の光ファイバ伝送路１_２の区間
では、四光波混合の影響をあまり気にする必要がないの
で、例えば、伝送する信号光に対し、波長分散の小さい
または伝送路損失の小さい光ファイバを選択するような
自由度が増えることになる。

【００７６】また、図８では、第１の信号光Ｓ１、第２
の信号光Ｓ２、第１のラマン励起光Ｐ１、第２のラマン
励起光Ｐ２をそれぞれ１波としているが、第１の信号光
Ｓ１、第２の信号光Ｓ２がそれぞれ周波数の異なる複数
の信号光からなる周波数多重光、第１のラマン励起光Ｐ
１、第２のラマン励起光Ｐ２が周波数の異なる複数のラ
マン励起光であっても同様であることは言うまでもな
い。

【００７７】また、第１の光ファイバ伝送路１_１が、
１．３μｍ零分散シングルモードファイバ（ＳＭＦ）、
分散シフトファイバ（ＤＳＦ）であっても同様であるこ
とは言うまでもない。

【００７８】さらに、この発明にかかる一心双方向光伝
送システムが、無中継伝送、有中継伝送のシステムであ
っても同様であることは言うまでもない。

【００７９】このように実施の形態５によれば、第１の
光ファイバ伝送路１_１の零分散周波数をｆ_{1_0}、第１の
信号光Ｓ１の周波数をｆ_s1、第２の信号光Ｓ２の周波数
をｆ_s2、第１のラマン励起光Ｐ１の周波数をｆ_p1、第２
のラマン励起光Ｐ２の周波数をｆ_p2としたとき、｜ｆ_s1
−ｆ_{1_0}｜≠｜ｆ_p2−ｆ_{1_0}｜かつ｜ｆ_s2−ｆ_{1_0}｜≠｜
ｆ_p1−ｆ_{1_0}｜であるので、ラマン励起光パワーの強い
第１の光ファイバ伝送路１_１の区間において位相整合
条件を満たさないので、信号光と励起光間の四光波混合
の影響を受けることなく、それぞれの信号光を伝送する
ことができる。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
一心双方向光伝送システムによれば、光ファイバ伝送路
の零分散周波数をｆ₀、第１の信号光の周波数をｆ_s1、
第２の信号光の周波数をｆ_s2、第１のラマン励起光の周
波数をｆ_p1、第２のラマン励起光の周波数をｆ_p2とした
とき、｜ｆ_s1−ｆ₀｜≠｜ｆ_p2−ｆ₀｜かつ｜ｆ_s2−ｆ₀
｜≠｜ｆ_p1−ｆ₀｜の条件式が成立するような、ｆ_s1、
ｆ_s2、ｆ_p1、ｆ_s2およびｆ₀を選択することにより、双
方向で四光波混合の影響を受けることのない所望の受信
特性を有する一心双方向光伝送システムを得ることがで
きるという効果を奏する。

【００８１】つぎの発明にかかる一心双方向光伝送シス
テムによれば、周波数多重信号光である第１の信号光の
各周波数をｆ_{s1_i}（ｉ＝１、２…ｍ）、周波数多重信号
光である第２の信号光の各周波数をｆ_{s2_j}（ｊ＝１、２
…ｎ）、光ファイバ伝送路の零分散周波数をｆ₀、第１
のラマン励起光の周波数をｆ_p1、第２のラマン励起光の
周波数をｆ_p2としたとき、｜ｆ_{s1_i}−ｆ₀｜≠｜ｆ_p2−
ｆ₀｜かつ｜ｆ_{s2_j}−ｆ ₀｜≠｜ｆ_p1−ｆ₀｜の条件式が
成立するような、ｆ_{s1_i}、ｆ_{s2_j}、ｆ_p1、ｆ_s2およびｆ
₀を選択することにより、双方向で四光波混合の影響を
受けることのない所望の受信特性を有する一心双方向光
伝送システムを得ることができるという効果を奏する。

【００８２】つぎの発明にかかる一心双方向光伝送シス
テムによれば、第１のラマン励起光が複数の異なる周波
数を有するラマン励起光であり、第２のラマン励起光が
複数の周波数を有するラマン励起光であり、複数の周波
数を有する第１のラマン励起光と複数の周波数を有する
第２のラマン励起光とのそれぞれの周波数が異なり、第
１の信号光の周波数をｆ_s1、第２の信号光の周波数をｆ
_s2、光ファイバ伝送路の零分散周波数をｆ₀、周波数多
重ラマン励起光である第１のラマン励起光の各周波数を
ｆ_{p1_k}（ｋ＝１、２…ｒ）、周波数多重ラマン励起光で
ある第２のラマン励起光の各周波数をｆ_{p2_h}（ｈ＝１、
２…ｓ）としたとき、｜ｆ_s1−ｆ₀｜≠｜ｆ_{p2_h}−ｆ₀｜
かつ｜ｆ_s2−ｆ₀｜≠｜ｆ_{p1_k}−ｆ₀｜の条件式が成立す
るような、ｆ_s1、ｆ_s2、ｆ_{p1_k}、ｆ_{p2_h}およびｆ₀を選
択することにより、双方向で四光波混合の影響を受ける
ことのない所望の受信特性を有する大容量の一心双方向
光伝送システムを実現することができるとともに、周波
数多重数を増加させることができ、単一周波数のラマン
励起光を用いるときよりも広帯域なラマン利得帯域を得
ることができるという効果を奏する。

【００８３】つぎの発明にかかる一心双方向光伝送シス
テムによれば、第１の信号光の波長帯域を１５５０ｎｍ
帯、第２の信号光の波長帯域を１５８０ｎｍ帯、光ファ
イバ伝送路の零分散波長が１５００ｎｍ帯である非零分
散シフトファイバを用いることにより、双方向で四光波
混合の影響を受けることのない所望の受信特性を有する
大容量の一心双方向光伝送システムを実現することがで
きるとともに、周波数多重数を増加させることができ、
また単一周波数のラマン励起光を用いるときよりも広帯
域なラマン利得帯域が得られるとともに、さらに信号伝
送損失の少ない信号光伝送ができるという効果を奏す
る。

【００８４】つぎの発明にかかる一心双方向光伝送シス
テムによれば、光ファイバ伝送路の零分散周波数を
ｆ₀、第１の信号光の周波数をｆ_s1、第２の信号光の周
波数をｆ_{s 2}、第１のラマン励起光の周波数をｆ_p1、第２
のラマン励起光の周波数をｆ_p2としたとき、｜ｆ_s1−ｆ
₀｜＝｜ｆ_p2−ｆ₀｜のときは第１の信号光と第２のラマ
ン励起光との偏波面が直交関係にあり、｜ｆ_s2−ｆ₀｜
＝｜ｆ_p1−ｆ₀｜のときは第２の信号光と第１のラマン
励起光との偏波面が直交関係にあるので、双方向で四光
波混合の影響を受けることのない所望の受信特性を有す
る一心双方向光伝送システムを実現することができると
いう効果を奏する。

【００８５】つぎの発明にかかる一心双方向光伝送シス
テムによれば、第１の信号光、第２の信号光がそれぞれ
複数の異なる周波数を有する周波数多重信号光であって
も、光ファイバ伝送路の零分散周波数をｆ₀、第１の周
波数多重信号光の周波数をｆ_{s 1_i}（ｉ＝１、２…ｍ）ｆ
_s1、第２の周波数多重信号光の周波数をｆ_{s2_j}（ｊ＝
１、２…ｎ）、第１のラマン励起光の周波数をｆ_p1、第
２のラマン励起光の周波数をｆ_p2としたとき、｜ｆ_{s1_i}
−ｆ₀｜＝｜ｆ_p2−ｆ₀｜のときは第１の周波数多重信号
光と第２のラマン励起光との偏波面が直交関係にあり、
｜ｆ_{s2_j}−ｆ₀｜＝｜ｆ_p1−ｆ₀｜のときは第２の周波数
多重信号光と第１のラマン励起光との偏波面が直交関係
にあるので、双方向で四光波混合の影響を受けることの
ない所望の受信特性を有する一心双方向光伝送システム
を実現することができるという効果を奏する。

【００８６】つぎの発明にかかる一心双方向光伝送シス
テムによれば、第１のラマン励起光、第２のラマン励起
光がそれぞれ複数の異なる周波数を有する複数のラマン
励起光であっても、第１の信号光と第２の信号光が夫々
１つの場合は、光ファイバ伝送路の零分散周波数を
ｆ₀、第１の信号光の周波数をｆ_s1、第２の信号光の周
波数をｆ_s2、周波数多重ラマン励起光である第１のラマ
ン励起光の各周波数をｆ_{p1 _k}（ｋ＝１、２…ｒ）、周波
数多重ラマン励起光である第２のラマン励起光の各周波
数をｆ_{p2_h}（ｈ＝１、２…ｓ）としたとき、｜ｆ_s1−ｆ
₀｜＝｜ｆ_{s2_j}−ｆ₀｜のときは第１の信号光と第２のラ
マン励起光との偏波面が直交関係にあり、｜ｆ_s2−ｆ₀
｜＝｜ｆ_{p1_k}−ｆ₀｜のときは第２の信号光と第１のラ
マン励起光との偏波面が直交関係にあり、また、第１の
信号光と第２の信号光が夫々多重信号光の場合は、光フ
ァイバ伝送路の零分散周波数をｆ₀、第１の周波数多重
信号光の周波数をｆ_{s1_i}（ｉ＝１、２…ｍ）、第２の周
波数多重信号光の周波数をｆ_{s2_j}（ｊ＝１、２…ｎ）、
周波数多重ラマン励起光である第１のラマン励起光の各
周波数をｆ_{p1_k}（ｋ＝１、２…ｒ）、周波数多重ラマン
励起光である第２のラマン励起光の各周波数をｆ
_{p2_h}（ｈ＝１、２…ｓ）としたとき、｜ｆ_{s1_i}−ｆ₀｜
＝｜ｆ_{p2_h}−ｆ₀｜のときは第１の周波数多重信号光と
複数の第２のラマン励起光との偏波面が直交関係にあ
り、｜ｆ_{s2_j}−ｆ₀｜＝｜ｆ_{p1_k}−ｆ₀｜のときは第２の
周波数多重信号光と複数の第１のラマン励起光との偏波
面が直交関係にあるので、双方向で四光波混合の影響を
受けることのない所望の受信特性を有する大容量の一心
双方向光伝送システムを実現することができるととも
に、周波数多重数を増加させることができ、単一周波数
のラマン励起光を用いるときよりも広帯域なラマン利得
帯域を得ることができるという効果を奏する。

【００８７】つぎの発明にかかる一心双方向光伝送シス
テムによれば、一方の入出力端と他方の入出力端側にそ
れぞれ位置する第１の光ファイバ伝送路部分と、一方の
入出力端側の第１の光ファイバ伝送路部分と他方の入出
力端側の第１の光ファイバ伝送路部分との間に位置する
第２の光ファイバ伝送路部分とからなり、第１の光ファ
イバ伝送路部分の零分散周波数をｆ_{1_0}、第１の信号光
の周波数をｆ_s1、第２の信号光の周波数をｆ_s2、第１の
ラマン励起光の周波数をｆ_p1、第２のラマン励起光の周
波数をｆ_p2としたとき、｜ｆ_s1−ｆ_{1_0}｜≠｜ｆ_p2−ｆ
_{1_0}｜かつ｜ｆ_s2−ｆ_{1_0}｜≠｜ｆ_p1−ｆ_{1_0}｜の条件式
が成立するような、ｆ_s1、ｆ_s2、ｆ_{p1_k}、ｆ_{p2_h}および
ｆ_{1_0}を選択することにより、双方向で四光波混合の影
響を受けることのない所望の受信特性を有する一心双方
向光伝送システムを実現することができるとともに、ラ
マン励起光パワーが弱く、四光波混合の影響をあまり気
にする必要がない第２の光ファイバ伝送路の区間におい
て、波長分散の小さいまたは伝送路損失の少ない光ファ
イバ伝送路を選択できる自由度が増えるという効果を奏
する。

【００８８】つぎの発明にかかる一心双方向光伝送シス
テムによれば、周波数多重信号光である第１の信号光の
各周波数をｆ_{s1_i}（ｉ＝１、２…ｍ）、周波数多重信号
光である第２の信号光の各周波数をｆ_{s2_j}（ｊ＝１、２
…ｎ）、第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を
ｆ_{1_0}、第１のラマン励起光の周波数をｆ_p1、第２のラ
マン励起光の周波数をｆ_p2としたとき、｜ｆ_{s1_i}−ｆ
_{1_0}｜≠｜ｆ_p2−ｆ_{1_0}｜（ｉ＝１、２…ｍ）かつ｜ｆ
_{s2_j}−ｆ_{1_0}｜≠｜ｆ_p1−ｆ_{1_0}｜（ｊ＝１、２…ｎ）の
条件式が成立するような、ｆ_{s1_i}、ｆ_{s2_j}、ｆ_p1、ｆ_s2
およびｆ₀を選択することにより、双方向で四光波混合
の影響を受けることのない所望の受信特性を有する一心
双方向光伝送システムを得ることができるとともに、ラ
マン励起光パワーが弱く、四光波混合の影響をあまり気
にする必要がない第２の光ファイバ伝送路の区間におい
て、波長分散の小さいまたは伝送路損失の少ない光ファ
イバ伝送路を選択できる自由度が増えるという効果を奏
する。

【００８９】つぎの発明にかかる一心双方向光伝送シス
テムによれば、第１のラマン励起光が複数の異なる周波
数を有するラマン励起光であり、第２のラマン励起光が
複数の周波数を有するラマン励起光であり、複数の周波
数を有する第１のラマン励起光と複数の周波数を有する
第２のラマン励起光とのそれぞれの周波数が異なり、第
１の信号光の周波数をｆ_s1、第２の信号光の周波数をｆ
_s2、第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数をｆ
_{1_0}、周波数多重ラマン励起光である第１のラマン励起
光の各周波数をｆ_{p1_k}（ｋ＝１、２…ｒ）、周波数多重
ラマン励起光である第２のラマン励起光の各周波数をｆ
_{p2_h}（ｈ＝１、２…ｓ）としたとき、｜ｆ _s1−ｆ_{1_0}｜
≠｜ｆ_{p2_h}−ｆ_{1_0}｜かつ｜ｆ_s2−ｆ_{1_0}｜≠｜ｆ_{p1_k}−
ｆ_{1_0}｜の条件式が成立するような、ｆ_s1、ｆ_s2、ｆ
_{p1_k}、ｆ_{p2_h}およびｆ_{1_0}を選択することにより、双方
向で四光波混合の影響を受けることのない所望の受信特
性を有する大容量の一心双方向光伝送システムを実現す
ることができるとともに、周波数多重数を増加させるこ
とができ、単一周波数のラマン励起光を用いるときより
も広帯域なラマン利得帯域を得ることができ、さらにラ
マン励起光パワーが弱く、四光波混合の影響をあまり気
にする必要がない第２の光ファイバ伝送路の区間におい
て、波長分散の小さいまたは伝送路損失の少ない光ファ
イバ伝送路を選択できる自由度が増えるという効果を奏
する。

【００９０】つぎの発明にかかる一心双方向光伝送シス
テムによれば、第１の光ファイバ伝送路部分は、１．３
μｍの零分散シングルモードファイバを用いることによ
り、双方向で四光波混合の影響を受けることのない所望
の受信特性を有する一心双方向光伝送システムを実現す
ることができるとともに、ラマン励起光パワーが弱く、
四光波混合の影響をあまり気にする必要がない第２の光
ファイバ伝送路の区間において、伝送路損失の少ない光
ファイバ伝送路を選択できる自由度が増えるという効果
を奏する。

【００９１】つぎの発明にかかる一心双方向光伝送シス
テムによれば、第１の光ファイバ伝送路部分は、分散シ
フトファイバを用いることにより、ラマン励起光パワー
の強い第１の光ファイバ伝送路部分の区間において、双
方向で四光波混合の影響を受けることのない所望の受信
特性を有する一心双方向光伝送システムを実現すること
ができるとともに、ラマン励起光パワーが弱く、四光波
混合の影響をあまり気にする必要がない第２の光ファイ
バ伝送路の区間において、波長分散の小さい光ファイバ
伝送路を選択できる自由度が増えるという効果を奏す
る。

【００９２】つぎの発明にかかる一心双方向光伝送シス
テムによれば、一心双方向光伝送システムを無中継伝送
とすることにより、双方向で四光波混合の影響を受ける
ことがなく、かつ、費用対効果の優れた一心双方向光伝
送システムを実現することができるという効果を奏す
る。

【００９３】つぎの発明にかかる一心双方向光伝送シス
テムによれば、一心双方向光伝送システムを有中継伝送
とすることにより、双方向で四光波混合の影響を受ける
ことがなく、かつ、伝送品質の高い一心双方向光伝送シ
ステムを実現することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１にかかる一心双方向
光伝送システムの構成図である。

【図２】 実施の形態１にかかる信号光およびラマン励
起光の周波数配置を示す説明図である。

【図３】 この発明の実施の形態２にかかる一心双方向
光伝送システムの構成図である。

【図４】 実施の形態２にかかる周波数多重信号光およ
びラマン励起光の周波数配置を示す説明図である。

【図５】 この発明の実施の形態３にかかる一心双方向
光伝送システムの構成図である。

【図６】 実施の形態３にかかる周波数多重信号光およ
びラマン励起光の周波数配置を示す説明図である。

【図７】 この発明の実施の形態４にかかる一心双方向
光伝送システムの構成図である。

【図８】 この発明の実施の形態５にかかる一心双方向
光伝送システムの構成図である。

【図９】 典型的なラマン増幅器の利得帯域を示した説
明図である。

【図１０】 （ａ）は、この一心双方向光伝送システム
のラマン励起光および周波数多重信号光のスペクトルで
あり、（ｂ）は、周波数多重信号光の受信スペクトルの
例を示したものである。

【符号の説明】

１ 光ファイバ伝送路、２，３ 周波数選択型の光合分
波器、４，７ 入出力端子、５，８ 光アイソレータ、
６，６−１，６−ｔ、９，９−１，９−ｔ ラマン励起
光源、１０，１１ 周波数合波器、１２，１３ 偏波保
持型光合分波器、１４，２１ 光合分波器、１５，２７
光送信装置、１６，２６ 周波数多重装置、１７，２
５ 光増幅器、１８，２４ 分散補償機能付の光増幅
器、１９，２３ 周波数分離装置、２０，２２ 光受信
装置。

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０４Ｊ 14/02 (72)発明者 水落 隆司 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2K002 AA02 AB30 CA15 DA10 HA23 5F072 AK06 QQ07 YY17 5K002 AA01 AA03 BA02 CA01 CA13 DA02 DA42 FA01

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の入出力端から他方の入出力端に向
   かう第１の伝送方向に伝送される第１の信号光と、他方
   の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送
   方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の信号
   光とを伝送する光ファイバ伝送路と、前記第１の信号光
   の周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の信号光
   の周波数をラマン帯域に含まない第１のラマン励起光を
   発生する第１のラマン励起光源と、前記第１のラマン励
   起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に
   注入する第１の注入手段と、前記第２の信号光の周波数
   をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の信号光の周波数
   をラマン帯域に含まない第２のラマン励起光を発生する
   第２のラマン励起光源と、前記第２のラマン励起光を前
   記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する
   第２の注入手段とを備える一心双方向光伝送システムに
   おいて、 前記光ファイバ伝送路の零分散周波数をｆ₀、前記第１
   の信号光の周波数をｆ_{s 1}、前記第２の信号光の周波数を
   ｆ_s2、前記第１のラマン励起光の周波数をｆ_p1、前記第
   ２のラマン励起光の周波数をｆ_p2としたとき、｜ｆ_s1−
   ｆ₀｜≠｜ｆ_p2−ｆ₀｜かつ｜ｆ_s2−ｆ₀｜≠｜ｆ_p1−ｆ₀
   ｜であることを特徴とする一心双方向光伝送システム。
2. 【請求項２】 前記第１の信号光が複数の異なる周波数
   を有する周波数多重信号光であり、前記第２の信号光が
   複数の異なる周波数を有する周波数多重信号光であり、
   前記周波数多重信号光である第１の信号光と前記周波数
   多重信号光である第２の信号光とのそれぞれの周波数が
   異なり、前記周波数多重信号光である第１の信号光の各
   周波数をｆ_{s1_i}（ｉ＝１、２…ｍ）、前記周波数多重信
   号光である第２の信号光の各周波数をｆ_{s2_j}（ｊ＝１、
   ２…ｎ）、前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を
   ｆ₀、第１のラマン励起光の周波数をｆ_p1、第２のラマ
   ン励起光の周波数をｆ_p2としたとき、｜ｆ_{s1_i}−ｆ₀｜
   ≠｜ｆ_p2−ｆ₀｜（ｉ＝１、２…ｍ）かつ｜ｆ_{s2_j}−ｆ₀
   ｜≠｜ｆ_p1−ｆ₀｜（ｊ＝１、２…ｎ）であることを特
   徴とする請求項１に記載の一心双方向光伝送システム。
3. 【請求項３】 前記第１のラマン励起光が複数の異なる
   周波数を有するラマン励起光であり、前記第２のラマン
   励起光が複数の周波数を有するラマン励起光であり、前
   記複数の周波数を有する第１のラマン励起光と前記複数
   の周波数を有する第２のラマン励起光とのそれぞれの周
   波数が異なり、前記第１の信号光の周波数をｆ_s1、前記
   第２の信号光の周波数をｆ_s2、前記光ファイバ伝送路の
   零分散周波数をｆ₀、前記周波数多重ラマン励起光であ
   る第１のラマン励起光の各周波数をｆ_{p1_k}（ｋ＝１、２
   …ｒ）、前記周波数多重ラマン励起光である第２のラマ
   ン励起光の各周波数をｆ_{p2_h}（ｈ＝１、２…ｓ）とした
   とき、｜ｆ_s1−ｆ₀｜≠｜ｆ_{p2_h}−ｆ₀｜（ｋ＝１、２…
   ｒ）かつ｜ｆ_s2−ｆ₀｜≠｜ｆ_{p1_k}−ｆ₀｜（ｈ＝１、２
   …ｓ）であることを特徴とする請求項１または２に記載
   の一心双方向光伝送システム。
4. 【請求項４】 前記第１の信号光の波長帯域が１５５０
   ｎｍ帯であり、前記第２の信号光の波長帯域が１５８０
   ｎｍ帯であるとき、前記光ファイバ伝送路は零分散波長
   が１５００ｎｍ帯にある非零分散シフトファイバである
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の
   一心双方向光伝送システム。
5. 【請求項５】 一方の入出力端から他方の入出力端に向
   かう第１の伝送方向に伝送される第１の信号光と、他方
   の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送
   方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の信号
   光とを伝送する光ファイバ伝送路と、前記第１の信号光
   の周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の信号光
   の周波数をラマン帯域に含まないラマン励起光を発生す
   る第１のラマン励起光源と、前記第１のラマン励起光を
   前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入す
   る第１の注入手段と、前記第２の信号光の周波数をラマ
   ン利得帯域に含み、かつ、前記第１の信号光の周波数を
   ラマン帯域に含まないラマン励起光を発生する第２のラ
   マン励起光源と、前記第２のラマン励起光を前記一方の
   入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注
   入手段とを備える一心双方向光伝送システムにおいて、 前記光ファイバ伝送路の零分散周波数をｆ₀、前記第１
   の信号光の周波数をｆ_{s 1}、前記第２の信号光の周波数を
   ｆ_s2、前記第１のラマン励起光の周波数をｆ_p1、前記第
   ２のラマン励起光の周波数をｆ_p2としたとき、｜ｆ_s1−
   ｆ₀｜＝｜ｆ_p2−ｆ₀｜のときは第１の信号光と第２のラ
   マン励起光との偏波面が直交関係にあり、｜ｆ_s2−ｆ₀
   ｜＝｜ｆ_p1−ｆ₀｜のときは第２の信号光と第１のラマ
   ン励起光との偏波面が直交関係にあることを特徴とする
   一心双方向光伝送システム。
6. 【請求項６】 前記第１の信号光、前記第２の信号光が
   それぞれ複数の異なる周波数を有する周波数多重信号光
   であることを特徴とする請求項５に記載の一心双方向光
   伝送システム。
7. 【請求項７】 前記第１のラマン励起光、前記第２のラ
   マン励起光がそれぞれ異なる周波数を有する複数のラマ
   ン励起光であることを特徴とする請求項５または６に記
   載の一心双方向光伝送システム。
8. 【請求項８】 一方の入出力端から他方の入出力端に向
   かう第１の伝送方向に伝送される第１の信号光と、他方
   の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送
   方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の信号
   光とを伝送する光ファイバ伝送路と、前記第１の信号光
   の周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の信号光
   の周波数をラマン帯域に含まないラマン励起光を発生す
   る第１のラマン励起光源と、前記第１のラマン励起光を
   前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入す
   る第１の注入手段と、前記第２の信号光の周波数をラマ
   ン利得帯域に含み、かつ、前記第１の信号光の周波数を
   ラマン帯域に含まないラマン励起光を発生する第２のラ
   マン励起光源と、前記第２のラマン励起光を前記一方の
   入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注
   入手段とを備える一心双方向光伝送システムにおいて、 前記光ファイバ伝送路は、一方の入出力端と他方の入出
   力端側にそれぞれ位置する第１の光ファイバ伝送路部分
   と、前記一方の入出力端側の第１の光ファイバ伝送路部
   分と他方の入出力端側の第１の光ファイバ伝送路部分と
   の間に位置する第２の光ファイバ伝送路部分とからな
   り、第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数をｆ
   _{1_0}、第１の信号光の周波数をｆ_s1、第２の信号光の周
   波数をｆ_s2、第１のラマン励起光の周波数をｆ_p1、第２
   のラマン励起光の周波数をｆ_p2としたとき、｜ｆ_s1−ｆ
   _{1_0}｜≠｜ｆ_p2−ｆ_{1_0}｜かつ｜ｆ_s2−ｆ_{1_0}｜≠｜ｆ_p1
   −ｆ_{1_0}｜であることを特徴とする一心双方向光伝送シ
   ステム。
9. 【請求項９】 前記第１の信号光、前記第２の信号光が
   それぞれ複数の異なる周波数を有する周波数多重信号光
   であることを特徴とする請求項８に記載の一心双方向光
   伝送システム。
10. 【請求項１０】 前記第１のラマン励起光、前記第２の
    ラマン励起光がそれぞれ異なる周波数を有する複数のラ
    マン励起光であることを特徴とする請求項８または９に
    記載の一心双方向光伝送システム。
11. 【請求項１１】 前記第１の光ファイバ伝送路部分は、
    １．３μｍの零分散シングルモードファイバであること
    を特徴とする請求項８〜１０のいずれか一つに記載の一
    心双方向光伝送システム。
12. 【請求項１２】 前記第１の光ファイバ伝送路部分は、
    分散シフトファイバであることを特徴とする請求項８〜
    １０のいずれか一つに記載の一心双方向光伝送システ
    ム。
13. 【請求項１３】 無中継伝送であることを特徴とする請
    求項１〜１２のいずれか一つに記載の一心双方向光伝送
    システム。
14. 【請求項１４】 有中継伝送であることを特徴とする請
    求項１〜１２のいずれか一つに記載の一心双方向光伝送
    システム。