JP2005026750A - Optical repeater, optical transmission system, and optical amplification method thereof - Google Patents

Optical repeater, optical transmission system, and optical amplification method thereof Download PDF

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淳 黒▲嶋▼
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable efficiently amplifying the signal light in an optical repeater, an optical transmission system, and an optical amplification method thereof. <P>SOLUTION: In the optical repeater, the optical transmission system, and the optical amplification method thereof; a plurality of media for optical amplification are arranged in one optical repeater, and a stimulation light supplying means for supplying the stimulation light to each of them is provided. In this configuration, each stimulation light is supplied in the same direction with respect to the signal light, thereby gradually amplifying the signal light by the plurality of media for optical amplification. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号光を直接増幅する技術を用いた光中継器、光伝送システム及びその光増幅方法に関し、特に長距離伝送のための光中継器、光伝送システム及びその光増幅方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、インターネットの普及等により、高速大容量が可能な光通信回線を用いた海底光ケーブルによる大陸間の長距離伝送が行われるようになっている。それに伴い、伝送距離を効率的に伸ばす技術が必要とされている。
【0003】
長距離伝送を実現するためには、伝送に伴って減衰していく信号光を、光のまま直接増幅することが有効である。その一つとして、伝送路の途中にエルビウムドープドファイバ(以下EDFと記す)を設置し、励起光を供給することで、信号光を直接増幅し、伝送距離を延ばす光増幅技術が知られている。
【0004】
海洋光システムでは、送信局や受信局から遠方に設置された海底中継器にEDFだけを設置し、励起光源は送信局や受信局に設置して、励起光を遠隔から供給する光増幅技術がある。この技術では、励起光源は海底中継器内ではなく、送信局や受信局に設置されている。そのため、送信局や受信局から遠方に設置された海底中継器に、励起光源を駆動するための電力を供給する必要がなくなる。また、海底中継器内に励起光源や励起光源を駆動する回路を搭載する必要がなくなる。そのため、海底中継器内にこれらを搭載するためのスペースを必要としないという利点がある。また、励起光源は送信局や受信局に設置されているため、保守や点検が行いやすいという利点がある。
【0005】
図6及び図7に、従来の遠隔励起による光増幅技術を用いた光伝送システムの例を示す。
【0006】
図6で示す従来例では、送信局に信号光送信器21が設置されており、また受信局に信号光受信器22が設置されており、これらは信号光経路23で接続されている。また、送信局から離れた位置に光中継器28が設置されており、その中にはEDF24が設置されている。さらに、光中継器28から離れた位置に、励起光送信器26が設置されており、光中継器28に光カプラ25が設置されおり、これらは励起光経路27で接続されている。このように、EDF24へ励起光を供給する励起光送信器26は、光中継器28から遠隔地に設置されている。
【0007】
次にこの従来の光増幅技術の動作について説明する。信号光送信器21より出力された信号光31は、信号光経路23を通って、遠隔に設置された光中継器28に入力される。一方、励起光送信器26より出力された遠隔励起光32は、信号光経路23とは別の励起光経路27を通って、同じく遠隔に設定された光中継器28に入力される。遠隔励起光32は、光中継器28内に設置された光カプラ25を介して信号光31と合波されてEDF24に入力される。EDF24内において、信号光31は遠隔励起光32によって直接増幅される。このような従来例は、例えば特許文献1に記載されている。
【0008】
図7は、他の従来例であり、図6と同じ構成部品に関しては同じ符号を付している。この従来例では、光中継器29内のEDF24に対して、前方及び後方より遠隔励起光を供給する構成としている。光中継器29内にはEDF24の前後に光カプラ25a、25bを配置しており、光中継器29から離れた位置に励起光送信器26a、26bを配置しており、これらを励起光経路27a、27bでそれぞれ接続している。これにより、EDF24は、前方より遠隔励起光27aが、後方より遠隔励起光27bが供給されるようになっている。
【0009】
また他の従来例として、特許文献2に記載される構成では、送信局側に設置された増幅器と受信局側に設置された増幅器のそれぞれに対して、送信局及び受信局に設置されたポンプ生成器より、信号光とは別のファイバを使って励起光を供給する構成が示されている。
【0010】
【特許文献1】
特開平2−310979号公報
【特許文献2】
特開平11−261177号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例の図6に示す構成においては、長距離伝送を行うために必要な利得を得ることが困難であるという問題がある。次にその詳細な内容を示す。
【0012】
図6の構成において、仮に、EDFへ供給する励起光のパワーを上げて利得を増大させようとしても、EDFにおいて効率的な増幅が得られるパワーには限度があり、それ以上のパワーを供給しても、増幅効率が下がっていく。そのため、供給したパワーに見合った利得が得られないという問題が起こる。それは、EDFの断面積あたりの励起光供給量が飽和してしまうためである。よって、図6の構成において、供給する励起光のパワーを増大させても、十分な利得が得られないという問題がある。
【0013】
次に、図6の構成において、仮に、EDFの長さを伸ばして信号光の利得を上げようとしても、励起光はEDF内を伝送するにつれて減衰していくために、ある長さ以上に伸ばすと、励起光のパワーが減衰してしまい、信号光を増幅することができなくなる。また、信号光もEDF内を伝送するにつれて減衰していくために、励起光のパワーが足りない状態では、信号光のパワーは逆に低下してしまうという問題が起こる。よって、図6の構成において、EDFの長さを伸ばしても、十分な利得が得られないという課題がある。また、図6の構成では、励起光の供給が片側であるため、反対側での励起光のパワーは下がっており、EDF内で効率的な増幅が行えていないという問題もある。
【0014】
これを解決するために、図7の構成では、EDFの両側から励起光を供給している。しかし、このような構成においても、励起光の供給箇所は2カ所に限定されてしまう。なお、EDFによる信号光の増幅においては、励起光を信号光の入力側から供給する前方励起と、励起光を信号光の出力側から供給する後方励起があり、一般的に前方励起は後方励起より低雑音であり、後方励起は前方励起より高出力である。そのため、このような構成では、後方励起による雑音が発生する問題がある。さらに、信号光の波長帯が1570〜1602nmのLバンド帯においては、後方励起による雑音の発生により、信号光を大きく劣化させてしまうことから、このような構成が取れないという問題もある。
【0015】
このように、これまでの構成では、信号光を効率良く増幅することは困難である。なお、海洋光システムにおいては、海底中継器において少しでも信号光の利得を大きくすることが、海底中継器の必要数を減らし、大幅なコスト低減に繋がる。そのために、海底中継器において信号光の利得を少しでも大きくすることが求められている。そのため、海底中継器において、如何に効率良く増幅するかが重要な課題である。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明の光中継器は、直列に配置され、信号光を増幅する複数の光増幅用媒体と、光増幅用媒体の個々に励起光を供給する複数の励起光供給手段と、光増幅用媒体及び励起光供給手段を収容する筐体とを備え、励起光供給手段は、光増幅用媒体と交互に配置されており、励起光を信号光の進行方向と同じ方向に光増幅用媒体に供給することを特徴とする。
【0017】
または、本発明の光中継器は、直列に配置され、信号光を増幅する複数の光増幅用媒体と、光増幅用媒体の個々に励起光を供給する複数の励起光供給手段と、光増幅用媒体及び励起光供給手段を収容する筐体と、光増幅用媒体に信号光を入力する信号光入力用光ファイバと、光増幅用媒体から信号光を出力する信号光出力用光ファイバと、励起光供給手段を介して光増幅用媒体のそれぞれに励起光を供給する励起光供給用光ファイバとを備え、励起光供給手段は、光増幅用媒体と交互に配置されており、励起光を信号光の進行方向と同じ方向に光増幅用媒体に供給することを特徴とする。
【0018】
すなわち、本発明の光中継器の構成は、光増幅用媒体を多段に配して、それぞれに対して励起光供給手段を備えることにより、励起光の供給箇所を容易に増やすことができる。そのため、1カ所や2カ所だけに励起光のパワーを集中する必要がなくなり、それぞれの光増幅用媒体に対して増幅効率を高く保ったまま、信号光を最大限にまで増幅することができる。
【0019】
また、本発明の光中継器の構成は、光増幅用媒体のトータルでの長さを伸ばしても、励起光が次々と供給されて、励起光の量が必要な量だけ保たれるため、信号光が減少してしまうことがなく、信号光は常に増幅されることになる。
【0020】
さらに、本発明の光中継器の構成は、各励起光の供給方向を信号光と同じ方向にしている。一般に、前方励起は後方励起に比べ雑音が少ない。そのため、各励起光を前方励起とすることにより、発生した雑音を増幅してしまうことがなくなり、SN比が劣化することがない。また、前段で発生した雑音が後段に入力されて、増幅効率に悪影響してしまうことがなくなる。さらに、後段において、励起光が雑音を増幅することに使用されてしまい、その分、信号光の増加量が低下してしまうことがなくなる。特に、Lバンドにおいては、後方励起は雑音が大きすぎて使えないため、このような構成が有効となる。
【0021】
本発明の光伝送システムは、直列に配置され、信号光を増幅する複数の光増幅用媒体と、光増幅用媒体の個々に対して励起光を供給する励起光供給手段とを備える光中継器と、光増幅用媒体に信号光を入力する信号光入力用光ファイバと、光増幅用媒体から信号光を出力する信号光出力用光ファイバと、励起光供給手段のそれぞれに励起光を供給する励起光供給用光ファイバと、信号光入力用光ファイバに信号光を送信する信号光送信器と、信号光出力用光ファイバから信号光を受信する信号光受信器と、励起光供給用光ファイバのそれぞれに励起光を送信する励起光送信器とを備え、励起光供給手段は、光増幅用媒体と交互に設置されており、励起光を信号光の進行方向と同じ方向に光増幅用媒体に供給することを特徴とする。
【0022】
すなわち、本発明の光伝送システムは、本発明の光中継器と同様な特徴を有する光伝送システムの構成であり、上記本発明の光中継器と同様な作用が得られる。
【0023】
本発明の光増幅方法は、信号光が励起光供給手段に入力されるステップと、励起光が励起光供給手段に供給されるステップと、信号光と励起光が、励起光供給手段により同じ進行方向に合波されるステップと、合波された信号光と励起光が、光増幅用媒体に供給されるステップと、信号光が、光増幅用媒体内において、励起光によって増幅されるステップと、増幅された信号光が、光増幅用媒体から出力されるステップとを備え、上記一連のステップが複数回繰り返され、かつ同一の光中継器内で行われることを特徴とする。
【0024】
すなわち、本発明の光増幅方法は、本発明の光中継器と同様な特徴を有する光増幅方法であり、上記本発明の光中継器と同様な作用が得られる。
【0025】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の光中継器、光伝送システム及びその光増幅方法の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0026】
図1に、本発明の第1の実施例を示す。この第1の実施例の光中継器及び光伝送システムは、信号光送信器1と、信号光受信器2と、これらを結ぶ信号光経路3と、信号光送信器1及び信号光受信器2から遠隔地に設置された光中継器8により構成されている。また、光中継器8には、EDF4a〜4nと光カプラ5a〜5n(nは正の整数)が備えられている。これらは、光カプラとEDFの順に、交互で多段に接続されており、光カプラ5aは送信側の信号光経路3と、EDF4nは受信側の信号光経路3と接続されている。また、励起光を供給する励起光送信器6a〜6n(nは正の整数)は、光中継器8から離れた場所に設置されており、信号光経路3とは別に設けられた励起光経路7a〜7n(nは正の整数)によって光カプラ5a〜5nに励起光を供給するようになっている。
【0027】
次に本実施例の動作について説明を行う。信号光送信器1から出力された信号光11は、信号光経路3に入力される。次に、信号光11は、信号光経路3を数十km以上伝送されて、次第に減衰された後、光中継器8に達する。そこで信号光11は、光中継器8内に設置された光カプラ5aを介してEDF4aに入力される。一方、励起光送信器6aから出力された励起光12aは、励起光経路7aに入力される。次に、励起光12aは、励起光経路7aを数十km以上伝送されて、次第に減衰された後、同じく光中継器8に達する。そこで励起光12aは、光中継器8内に設置された光カプラ5aを介してEDF4aに入力される。EDF4a内において、信号光11は励起光12aによって増幅される。増幅された信号光11は、次に光カプラ5bを介してEDF4bに入力される。一方、励起光源6bから出力された励起光12bは、励起光経路7b内を通って、光カプラ5bを介してEDF4bに入力される。EDF4b内において、信号光11は励起光12bによってさらに増幅される。このように、光中継器8内に多段に備えられたEDFによって、信号光11は次々に増幅されていく。最後に、EDF4nにて増幅が行われた信号光11は、長距離通信に十分なパワーを得て、光中継器8から出力される。そして、信号光11は、信号光経路3を数十kmから数百km以上伝送された後、信号光受信器2で受信される。
【0028】
さらに、各EDF内での信号光と励起光の動作について詳細に説明する。
長距離伝送によって減衰してしまった信号光11は、EDF4aに入力される直前で最もパワーが下がった状態になっている。次に信号光11はEDF4a内を伝送していくに伴って励起光12aによって増幅されていき、EDF4aの出力端で最もパワーが高くなっている。一方、励起光12aは、EDF4a内に入力されて、EDF4a内を伝送するに伴って減衰していき、EDF4aの出力端で最もパワーが低くなっている。そのため、励起光12aは、次のEDF4b内に入力されても、信号光11を増幅するパワーは持っておらず、励起光が新たに供給されないと、信号光11はEDF4b内で減衰してしまう。そこで、EDF4bに対して、新たに励起光12bを供給することにより、信号光11は、EDF4b内においても増幅される。このように、第1の実施例では、EDFが多段に配され、これらに対して次々と別の励起光が供給される構成としているために、信号光はEDF内で減衰されることなく、増幅されるようになっている。また、各励起光は、各EDF内を伝送することによって減衰してしまうために、次のEDFに入力されても、次に供給される励起光と足し合わさって、供給過剰になることはない。
【0029】
また、EDFによる信号光の増幅においては、励起光を信号光の入力側から供給する前方励起と、励起光を信号光の出力側から供給する後方励起がある。一般的に前方励起は後方励起より低雑音であり、後方励起は前方励起より高出力である。
【0030】
そこで、第1の実施例では、前方励起としていることにより、各EDF内で発生する雑音を低く抑えることができ、次のEDFに雑音が入力されてしまうことがない。従って、雑音が次のEDFに入力されて増幅されてしまい、EDFを通過するた度にSN比が悪くなっていくことがない。また、一旦雑音が発生してしまい、次のEDFに入力されると、励起光は雑音の増幅にも使用されてしまう。そのために、このように多段にしたEDFでは、後方励起とするよりも前方励起として、各EDFでの雑音を低く抑えた方が、次のEDFで増幅効率を阻害することがなく、結果として高出力が得られる。特に1570〜1602nmのLバンド帯においては、後方励起による雑音の発生が大きいため、このような構成が有効である。
【0031】
なお、図1において、励起光送信器6a〜6nは、信号光送信器1と同じ場所に設置しても良く、別の場所に設置しても良い。また、送信側に近い位置に設置した光中継器8には、図1のように送信側に励起光送信器6a〜6nを設置し、受信側に近い位置に設置した光中継器8には、受信側に励起光送信器6a〜6nを設置するようにする。また、送信側と受信側のそれぞれに光中継器を設置し、送信側と受信側のそれぞれから励起光を供給するようにしても良い。
【0032】
また、海洋光システムの場合は、信号光送信器1及び信号光受信器2は陸上の送信局及び受信局に設置されており、光中継器8はこれらから離れた海底に設置されている。信号光経路3は海底光ケーブルとなって、これらを結んでいる。なお、陸上光システムの場合は、光中継器8も陸上に設置されており、信号光経路3は陸上光ケーブルとなっている。
【0033】
図2にEDFを用いた光増幅器において、励起光のパワーを一定にした場合における一般的な信号光の入出力特性を示す。一般的にEDFを用いた光増幅器では、信号光の入力パワーが図2の斜線で示す飽和領域に達するまでは、信号光の入力パワーが高い程、信号光の出力パワーも高いという特性を有する。従って、飽和領域に達するまでは入力する信号光のパワーを高くできれば、より高い出力が得られる。
【0034】
よって、本発明の第1の実施例においては、信号光の入力パワーが飽和領域に達するまで、多段に配したEDFに励起光を供給して、信号光を増幅するようにする。
【0035】
次に、本発明の第1の実施例において、EDFを2段とした場合について詳細に説明する。図3に本発明の第1の実施例の構成、図8に従来の実施例1である図6の構成、図9に従来の実施例2である図7の構成、それぞれに対応する実験系を示す。
【0036】
図3に示す本発明の第1の実施例の構成では、信号光送信器1に1.55μm帯の光源を用い、励起光送信器6a、6bに1.48μm帯において異なる波長の励起光源を波長多重したものを用いた。例として、励起光送信器6aは1.43μmと1.48μmを波長多重し、励起光送信器6bは1.45μmと1.50μmを波長多重したものを用いた。また、信号光経路3、励起光経路7a,7bの光ファイバは、それぞれ50kmのシングルモード光ファイバを用いた。また、EDF4a,4bは、同じ特性で同じ長さのものを用いた。図8に示す従来の実施例1の構成では、図3と同じ信号光送信器、信号光受信器、信号光経路を用い、これに1段だけEDFを設置して、図3と同じ励起光送信器と励起光経路の1つを用いて、前方励起を行う構成とした。
【0037】
図9に示す従来の実施例2の構成では、図3と同じ信号光送信器、信号光受信器、信号光経路を用い、これに1段だけのEDFを設置して、図3と同じ励起光送信器と励起光経路を用いて、前方励起及び後方励起を行う構成とした。
【0038】
図4に、本発明の第1の実施例の実験系である図3、従来の実施例1及び従来の実施例2の実験系である図8及び図9における実験結果を示す。本発明の第1の実施例の構成では、信号光受信器において+17.0dBmが得られた。一方、EDFを1段しか設置していない従来の実施例1及び2の構成では、信号光受信器において+14.6dBm、+15.0dBmしか得られなかった。このように、図8のように励起光の供給手段が1つしか備えられていない場合は当然ながら、図9のように励起光の供給手段が2つ備えられている場合でも、本発明の第1の実施例の構成のように、信号光のパワーをあげることはできなかった。このように、本発明の第1の実施例の構成では、従来の構成よりも信号光のパワーを上げることが可能であった。
【0039】
なお、励起光送信器6aと6bに、同じ1.48μm波長帯の励起光源を用いた例を示したが、1.48μm波長帯と0.98μm波長帯のように異なる波長帯の励起光源を合波して用いても良いし、励起光送信器6aは1.48μm帯、励起光送信器6bは0.98μm帯と、別々の波長帯の励起光源を用いても良い。また、それぞれに単波長の励起光源を用いても良い。また、励起光経路は、コストや保守性の面から一般的なシングルモード光ファイバを用いた例を示しているが、励起光の減衰率が低いマルチモード光ファイバを用いても良い。また、多段のEDFは、それぞれ異なる特性や長さのものを用いても良い。
【0040】
また、信号光は、1.57〜1.6μm波長帯のLバンドのものを用いても良い。また、信号光の波長に1.4μm帯のものを用いて、EDFの代わりに、ツリウムドープドファイバ(TDF)を用いても良い。また、信号光の波長に1.3μm帯を用いて、EDFの代わりに、プラセオジムドープドファイバ(PDF)を用いても良い。
【0041】
図5に、本発明の第2の実施例の構成を示す。なお、第1の実施例と変更がない部品については、同じ符号番号を付けている。本発明の第2の実施例の構成では、図1におけるEDF4a〜EDF4nを、分散補償ファイバ(以下DCFと記す)10a〜10n(nは正の整数)に置き換えている。本技術では、EDFによる励起増幅効果を用いているのではなく、ラマン増幅効果を用いて信号光を増幅している。そこで本技術では、通常のシングルモード光ファイバよりコア径の小さいDCFを用いることで、光ファイバ内のパワー密度を上げて、ラマン増幅効果を高めるようにしている。信号光と励起光はコア径の小さいDCFの中に挿入されることでパワー密度が上げられ、より高いラマン増幅効果を生むことになる。これを集中ラマン増幅効果と呼んでいる。なお、DCFを用いる代わりに、一般的なシングルモード光ファイバよりもコア径の小さい5μm以下のシングルモード光ファイバを用いても、同様の効果を得ることができる。また、コア径が小さい高非線形光ファイバを用いても良い。
【0042】
本技術においても、信号光11は各DCF10a〜10n内でラマン増幅されて、長距離伝送に必要なパワーを得て、光中継器9から出力される。また、この構成においても、各DCFを伝送することにより各励起光は減衰していくため、次の励起光が供給されても、励起光が供給過剰となることがない。よって、励起光が供給過剰となることで、DCF内で信号光に非線形効果を起こしてしまい、信号光を劣化させてしまうことがない。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光中継器、光伝送システム及びその光増幅方法は、光中継器内に光増幅用媒体を多段に備え、それらに対して励起光を供給する手段を備えた構成としているため、一つの光中継器において、信号光を増幅できる量が、従来よりも大きくすることが可能となる。このように、光増幅用媒体を分割し、励起光を分けて入力する構成を取っているために、1カ所あたりに供給する励起光の量を減らし、1カ所に大量に励起光が供給されて増幅効率を下げてしまうことを防ぐことできる。
【0044】
また、一つの光中継器において信号光を最大限に増幅できるため、次に必要となる光中継器までの距離を延ばすことが可能となる。そのため、システムに必要となる高価な光中継器の数を減らすことができる。
【0045】
さらに、多段に備えた光増幅媒体に対して、前方励起にしていることにより、低雑音と高出力の両方を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の構成を示す図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態におけるEDFを用いた光増幅器の入出力特性例を示す図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態において、EDFを2段とした場合の実験系を示す図である。
【図4】出力パワーの比較実験結果を示す表である。
【図5】本発明の第2の実施の形態の構成を示す図である。
【図6】従来の遠隔励起光増幅技術を用いた光伝送システムの実施例1を示す図である。
【図7】従来の遠隔励起光増幅技術を用いた光伝送システムの実施例2を示す図である。
【図8】従来の光伝送システムの実施例1における実験系を示す図である。
【図9】従来の光伝送システムの実施例2における実験系を示す図である。
【符号の説明】
1 信号光送信器
2 信号光受信器
3 信号光経路
4a、4b〜4n EDF
5a,5b〜5n 光カプラ
6a,6b〜6n 励起光送信器
7a,7b〜7n 励起光経路
8、9 光中継器
10a,10b〜10n DCF
11 信号光
12a,12b〜12n 励起光
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical repeater, an optical transmission system, and an optical amplification method using a technique for directly amplifying signal light, and more particularly to an optical repeater, an optical transmission system, and an optical amplification method for long-distance transmission.
[0002]
[Prior art]
In recent years, due to the spread of the Internet and the like, long-distance transmission between continents using a submarine optical cable using an optical communication line capable of high speed and large capacity has been performed. Along with this, a technique for efficiently extending the transmission distance is required.
[0003]
In order to realize long-distance transmission, it is effective to directly amplify the signal light that is attenuated along with the transmission as it is. As one of them, there is known an optical amplification technique in which an erbium-doped fiber (hereinafter referred to as EDF) is installed in the middle of a transmission line, and pumping light is supplied to directly amplify signal light and extend a transmission distance. Yes.
[0004]
In the ocean optical system, there is an optical amplification technology that installs only the EDF on the submarine repeater installed far away from the transmitting station and the receiving station, installs the excitation light source at the transmitting station and the receiving station, and supplies the excitation light remotely. is there. In this technique, the excitation light source is not installed in the submarine repeater but in the transmitting station and the receiving station. Therefore, it is not necessary to supply power for driving the excitation light source to the submarine repeater installed far away from the transmitting station and the receiving station. Moreover, it is not necessary to mount an excitation light source or a circuit for driving the excitation light source in the submarine repeater. Therefore, there is an advantage that a space for mounting these in the submarine repeater is not required. Further, since the excitation light source is installed at the transmitting station and the receiving station, there is an advantage that maintenance and inspection are easy to perform.
[0005]
6 and 7 show an example of an optical transmission system using a conventional optical amplification technique by remote excitation.
[0006]
In the conventional example shown in FIG. 6, the signal light transmitter 21 is installed at the transmitting station, and the signal light receiver 22 is installed at the receiving station, and these are connected by the signal light path 23. An optical repeater 28 is installed at a position away from the transmitting station, and an EDF 24 is installed therein. Further, a pumping light transmitter 26 is installed at a position away from the optical repeater 28, and an optical coupler 25 is installed in the optical repeater 28, and these are connected by a pumping light path 27. As described above, the pumping light transmitter 26 that supplies the pumping light to the EDF 24 is installed at a location remote from the optical repeater 28.
[0007]
Next, the operation of this conventional optical amplification technique will be described. The signal light 31 output from the signal light transmitter 21 passes through the signal light path 23 and is input to the optical repeater 28 installed remotely. On the other hand, the remote pumping light 32 output from the pumping light transmitter 26 passes through a pumping light path 27 different from the signal light path 23 and is input to the optical repeater 28 that is also set remotely. The remote pumping light 32 is combined with the signal light 31 via the optical coupler 25 installed in the optical repeater 28 and input to the EDF 24. In the EDF 24, the signal light 31 is directly amplified by the remote excitation light 32. Such a conventional example is described in Patent Document 1, for example.
[0008]
FIG. 7 shows another conventional example, and the same components as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals. In this conventional example, remote pumping light is supplied from the front and rear to the EDF 24 in the optical repeater 29. In the optical repeater 29, optical couplers 25a and 25b are arranged before and after the EDF 24, and pumping light transmitters 26a and 26b are arranged at positions away from the optical repeater 29, and these are connected to the pumping light path 27a. , 27b, respectively. As a result, the EDF 24 is supplied with the remote excitation light 27a from the front and the remote excitation light 27b from the rear.
[0009]
As another conventional example, in the configuration described in Patent Document 2, a pump installed in the transmitting station and the receiving station is provided for each of the amplifier installed on the transmitting station side and the amplifier installed on the receiving station side. A configuration in which excitation light is supplied from a generator using a fiber different from signal light is shown.
[0010]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2-310979 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-261177
[Problems to be solved by the invention]
However, in the configuration shown in FIG. 6 of the conventional example, there is a problem that it is difficult to obtain a gain necessary for long-distance transmission. The detailed contents are as follows.
[0012]
In the configuration of FIG. 6, even if it is attempted to increase the gain by increasing the power of the pumping light supplied to the EDF, there is a limit to the power that can be efficiently amplified in the EDF. However, the amplification efficiency decreases. Therefore, there arises a problem that a gain corresponding to the supplied power cannot be obtained. This is because the pumping light supply amount per cross section of the EDF is saturated. Therefore, in the configuration of FIG. 6, there is a problem that a sufficient gain cannot be obtained even if the power of the pumping light to be supplied is increased.
[0013]
Next, in the configuration of FIG. 6, even if the length of the EDF is increased to increase the gain of the signal light, the pumping light is attenuated as it is transmitted through the EDF, so that it is extended beyond a certain length. As a result, the power of the excitation light is attenuated, and the signal light cannot be amplified. Further, since the signal light is attenuated as it is transmitted through the EDF, there arises a problem that the power of the signal light is reduced when the power of the excitation light is insufficient. Therefore, in the configuration of FIG. 6, there is a problem that a sufficient gain cannot be obtained even if the length of the EDF is increased. Further, in the configuration of FIG. 6, since the pump light is supplied on one side, the power of the pump light on the opposite side is lowered, and there is a problem that efficient amplification cannot be performed in the EDF.
[0014]
In order to solve this, in the configuration of FIG. 7, excitation light is supplied from both sides of the EDF. However, even in such a configuration, the number of pumping light supply locations is limited to two. In the amplification of signal light by EDF, there are forward excitation in which excitation light is supplied from the input side of signal light and backward excitation in which excitation light is supplied from the output side of signal light. Generally, forward excitation is backward excitation. It is lower noise and the backward excitation is higher power than the forward excitation. Therefore, in such a configuration, there is a problem that noise due to backward excitation occurs. Further, in the L band band of the signal light wavelength band of 1570 to 1602 nm, the signal light is greatly deteriorated due to the generation of noise due to backward excitation, so that there is a problem that such a configuration cannot be obtained.
[0015]
As described above, it is difficult to efficiently amplify signal light with the conventional configuration. In the ocean optical system, increasing the gain of the signal light even slightly in the submarine repeater reduces the necessary number of submarine repeaters and leads to a significant cost reduction. Therefore, it is required to increase the gain of signal light as much as possible in the submarine repeater. Therefore, how to efficiently amplify the submarine repeater is an important issue.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
An optical repeater according to the present invention includes a plurality of optical amplification media that are arranged in series and amplify signal light, a plurality of excitation light supply means that individually supply excitation light to the optical amplification media, and an optical amplification medium And a housing for accommodating the excitation light supply means, and the excitation light supply means are alternately arranged with the optical amplification medium, and supplies the excitation light to the optical amplification medium in the same direction as the traveling direction of the signal light. It is characterized by doing.
[0017]
Alternatively, an optical repeater according to the present invention includes a plurality of optical amplification media that are arranged in series and amplify signal light, a plurality of excitation light supply units that individually supply excitation light to the optical amplification medium, and an optical amplification A housing for accommodating the medium for use and the pumping light supply means, a signal light input optical fiber for inputting the signal light to the optical amplification medium, a signal light output optical fiber for outputting the signal light from the optical amplification medium, A pumping light supply optical fiber for supplying pumping light to each of the optical amplification media via the pumping light supply means, and the pumping light supply means are arranged alternately with the optical amplification medium to transmit the pumping light. The optical signal is supplied to the optical amplification medium in the same direction as the traveling direction of the signal light.
[0018]
That is, the configuration of the optical repeater of the present invention can easily increase the number of pumping light supply locations by arranging optical amplification media in multiple stages and providing pumping light supplying means for each of them. Therefore, it is not necessary to concentrate the power of the pumping light only at one place or two places, and the signal light can be amplified to the maximum while keeping the amplification efficiency high for each optical amplifying medium.
[0019]
In addition, the configuration of the optical repeater of the present invention is such that even if the total length of the optical amplifying medium is extended, pumping light is supplied one after another, and the amount of pumping light is maintained as much as necessary. The signal light does not decrease, and the signal light is always amplified.
[0020]
Furthermore, in the configuration of the optical repeater of the present invention, the supply direction of each pumping light is the same as the signal light. In general, forward excitation is less noisy than backward excitation. Therefore, by making each excitation light forward-excited, the generated noise is not amplified and the SN ratio is not deteriorated. Further, the noise generated in the previous stage is not input to the subsequent stage, and the amplification efficiency is not adversely affected. Further, in the subsequent stage, the excitation light is used for amplifying noise, and the increase in the signal light is not reduced by that amount. In particular, in the L band, such a configuration is effective because backward excitation cannot be used due to excessive noise.
[0021]
An optical transmission system according to the present invention includes an optical repeater including a plurality of optical amplification media that are arranged in series and amplify signal light, and excitation light supply means that supplies excitation light to each of the optical amplification media. The pumping light is supplied to each of the optical fiber for signal light input that inputs the signal light to the optical amplification medium, the optical fiber for signal light output that outputs the signal light from the optical amplification medium, and the pumping light supply means An optical fiber for supplying pumping light, a signal light transmitter for transmitting signal light to the optical fiber for signal light input, a signal light receiver for receiving signal light from the optical fiber for signal light output, and an optical fiber for supplying pumping light And a pumping light transmitter for transmitting pumping light to each of the optical amplifiers, and the pumping light supply means are alternately arranged with the optical amplifying medium, and the optical amplifying medium is arranged in the same direction as the traveling direction of the signal light. It is characterized by supplying to.
[0022]
That is, the optical transmission system of the present invention has a configuration similar to that of the optical repeater of the present invention, and the same operation as the optical repeater of the present invention can be obtained.
[0023]
In the optical amplification method of the present invention, the step in which the signal light is input to the excitation light supply unit, the step in which the excitation light is supplied to the excitation light supply unit, and the signal light and the excitation light proceed in the same way by the excitation light supply unit. A step of multiplexing in the direction, a step of supplying the combined signal light and pumping light to the optical amplification medium, and a step of amplifying the signal light by the pumping light in the optical amplification medium; The amplified signal light is output from the optical amplification medium, and the series of steps is repeated a plurality of times and is performed in the same optical repeater.
[0024]
That is, the optical amplification method of the present invention is an optical amplification method having the same characteristics as the optical repeater of the present invention, and the same operation as the optical repeater of the present invention can be obtained.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of an optical repeater, an optical transmission system, and an optical amplification method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0026]
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. The optical repeater and optical transmission system according to the first embodiment includes a signal light transmitter 1, a signal light receiver 2, a signal light path 3 connecting them, a signal light transmitter 1, and a signal light receiver 2. It is comprised by the optical repeater 8 installed in the remote place. The optical repeater 8 includes EDFs 4a to 4n and optical couplers 5a to 5n (n is a positive integer). These are connected in multiple stages alternately in the order of the optical coupler and the EDF. The optical coupler 5a is connected to the signal light path 3 on the transmission side, and the EDF 4n is connected to the signal light path 3 on the reception side. In addition, pumping light transmitters 6 a to 6 n (n is a positive integer) for supplying pumping light are installed at a location away from the optical repeater 8 and are provided separately from the signal light path 3. Pumping light is supplied to the optical couplers 5a to 5n by 7a to 7n (n is a positive integer).
[0027]
Next, the operation of this embodiment will be described. The signal light 11 output from the signal light transmitter 1 is input to the signal light path 3. Next, the signal light 11 is transmitted over several tens of kilometers along the signal light path 3 and gradually attenuated, and then reaches the optical repeater 8. Therefore, the signal light 11 is input to the EDF 4a through the optical coupler 5a installed in the optical repeater 8. On the other hand, the pumping light 12a output from the pumping light transmitter 6a is input to the pumping light path 7a. Next, the pumping light 12a is transmitted through the pumping light path 7a by several tens of kilometers or more and gradually attenuated, and then reaches the optical repeater 8 in the same manner. Therefore, the pumping light 12a is input to the EDF 4a via the optical coupler 5a installed in the optical repeater 8. In the EDF 4a, the signal light 11 is amplified by the excitation light 12a. The amplified signal light 11 is then input to the EDF 4b via the optical coupler 5b. On the other hand, the excitation light 12b output from the excitation light source 6b passes through the excitation light path 7b and is input to the EDF 4b via the optical coupler 5b. In the EDF 4b, the signal light 11 is further amplified by the excitation light 12b. In this way, the signal light 11 is amplified one after another by the EDF provided in multiple stages in the optical repeater 8. Finally, the signal light 11 amplified by the EDF 4n obtains sufficient power for long-distance communication and is output from the optical repeater 8. The signal light 11 is received by the signal light receiver 2 after being transmitted through the signal light path 3 from several tens km to several hundreds km or more.
[0028]
Further, the operation of the signal light and the excitation light in each EDF will be described in detail.
The signal light 11 that has been attenuated by the long-distance transmission is in a state where the power is reduced most immediately before being input to the EDF 4a. Next, as the signal light 11 is transmitted through the EDF 4a, it is amplified by the pumping light 12a, and the power is highest at the output end of the EDF 4a. On the other hand, the excitation light 12a is input into the EDF 4a and attenuates as it is transmitted through the EDF 4a, and the power is lowest at the output end of the EDF 4a. Therefore, even if the pumping light 12a is input into the next EDF 4b, it does not have the power to amplify the signal light 11, and if the pumping light is not newly supplied, the signal light 11 is attenuated in the EDF 4b. . Therefore, the signal light 11 is also amplified in the EDF 4b by newly supplying the excitation light 12b to the EDF 4b. As described above, in the first embodiment, the EDF is arranged in multiple stages, and another pumping light is supplied one after another, so that the signal light is not attenuated in the EDF, Amplified. In addition, since each pump light is attenuated by being transmitted through each EDF, even if it is input to the next EDF, it will not be excessively supplied with the next pump light supplied. .
[0029]
The amplification of signal light by EDF includes forward pumping in which pumping light is supplied from the signal light input side and backward pumping in which pumping light is supplied from the signal light output side. Generally, forward excitation has lower noise than backward excitation, and backward excitation has higher power than forward excitation.
[0030]
Therefore, in the first embodiment, the forward excitation is used, so that the noise generated in each EDF can be suppressed low, and no noise is input to the next EDF. Therefore, noise is input to the next EDF and amplified, and the SN ratio does not deteriorate every time it passes through the EDF. In addition, once noise is generated and input to the next EDF, the excitation light is also used for noise amplification. For this reason, in the multi-stage EDF, if the noise at each EDF is kept low as forward excitation rather than backward excitation, the amplification efficiency is not hindered by the next EDF. Output is obtained. In particular, in the L band band of 1570 to 1602 nm, the generation of noise due to backward excitation is large, so such a configuration is effective.
[0031]
In FIG. 1, the pumping light transmitters 6 a to 6 n may be installed at the same place as the signal light transmitter 1 or may be installed at another place. Further, in the optical repeater 8 installed at a position close to the transmission side, pumping light transmitters 6a to 6n are installed on the transmission side as shown in FIG. The pumping light transmitters 6a to 6n are installed on the receiving side. Further, an optical repeater may be installed on each of the transmission side and the reception side, and excitation light may be supplied from each of the transmission side and the reception side.
[0032]
In the case of a marine optical system, the signal light transmitter 1 and the signal light receiver 2 are installed at a land transmission station and a reception station, and the optical repeater 8 is installed on the seabed apart from these. The signal light path 3 is a submarine optical cable and connects them. In the case of a land optical system, the optical repeater 8 is also installed on land, and the signal light path 3 is a land optical cable.
[0033]
FIG. 2 shows typical signal light input / output characteristics when the power of pumping light is constant in an optical amplifier using an EDF. In general, an optical amplifier using EDF has a characteristic that the higher the input power of signal light, the higher the output power of signal light until the input power of the signal light reaches the saturation region indicated by the hatched line in FIG. . Therefore, if the power of the input signal light can be increased until the saturation region is reached, a higher output can be obtained.
[0034]
Therefore, in the first embodiment of the present invention, the pumping light is supplied to the EDFs arranged in multiple stages until the input power of the signal light reaches the saturation region, and the signal light is amplified.
[0035]
Next, in the first embodiment of the present invention, the case where the EDF has two stages will be described in detail. FIG. 3 shows the configuration of the first embodiment of the present invention, FIG. 8 shows the configuration of FIG. 6 which is the conventional embodiment 1, and FIG. 9 shows the configuration of FIG. 7 which is the conventional embodiment 2, respectively. Indicates.
[0036]
In the configuration of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 3, a 1.55 μm band light source is used for the signal light transmitter 1, and excitation light sources having different wavelengths in the 1.48 μm band are used for the pump light transmitters 6a and 6b. Wavelength multiplexed ones were used. As an example, the pumping light transmitter 6a uses 1.43 μm and 1.48 μm wavelength-multiplexed, and the pumping light transmitter 6b uses 1.45 μm and 1.50 μm wavelength-multiplexed. The optical fibers of the signal light path 3 and the pumping light paths 7a and 7b are 50 km single-mode optical fibers. The EDFs 4a and 4b have the same characteristics and the same length. In the configuration of the conventional first embodiment shown in FIG. 8, the same signal light transmitter, signal light receiver, and signal light path as in FIG. 3 are used, and only one stage of EDF is installed in this, and the same excitation light as in FIG. A configuration in which forward pumping is performed using one of the transmitter and the pumping light path is used.
[0037]
The configuration of the conventional second embodiment shown in FIG. 9 uses the same signal light transmitter, signal light receiver, and signal light path as those in FIG. 3, and only one EDF is installed in the signal light transmitter. The configuration is such that forward pumping and backward pumping are performed using an optical transmitter and a pumping light path.
[0038]
FIG. 4 shows experimental results in FIG. 3, which is an experimental system of the first embodiment of the present invention, and FIGS. 8 and 9 which are experimental systems of the conventional embodiment 1 and the conventional embodiment 2. In the configuration of the first example of the present invention, +17.0 dBm was obtained in the signal light receiver. On the other hand, in the configurations of the conventional Examples 1 and 2 in which only one EDF is installed, only +14.6 dBm and +15.0 dBm can be obtained in the signal light receiver. As described above, when only one pumping light supply unit is provided as shown in FIG. 8, even when two pumping light supply units are provided as shown in FIG. As in the configuration of the first embodiment, the power of the signal light could not be increased. Thus, in the configuration of the first embodiment of the present invention, it was possible to increase the power of the signal light as compared with the conventional configuration.
[0039]
In addition, although the example which used the pump light source of the same 1.48 micrometer wavelength band was shown for pump light transmitter 6a and 6b, the pump light source of a different wavelength band like a 1.48 micrometer wavelength band and a 0.98 micrometer wavelength band was shown. The pumping light transmitter 6a may use a 1.48 μm band, and the pumping light transmitter 6b may use a pumping light source having different wavelength bands. Moreover, you may use the excitation light source of a single wavelength for each. Moreover, although the example which used the general single mode optical fiber from the surface of cost or maintainability was shown for the excitation light path | route, you may use the multimode optical fiber with a low attenuation factor of excitation light. Further, multistage EDFs having different characteristics and lengths may be used.
[0040]
The signal light may be L-band having a wavelength band of 1.57 to 1.6 μm. In addition, a signal light having a wavelength of 1.4 μm may be used, and thulium doped fiber (TDF) may be used instead of EDF. Alternatively, a praseodymium-doped fiber (PDF) may be used instead of EDF by using a 1.3 μm band for the wavelength of the signal light.
[0041]
FIG. 5 shows the configuration of the second embodiment of the present invention. Parts that are not changed from the first embodiment are assigned the same reference numerals. In the configuration of the second embodiment of the present invention, the EDF 4a to EDF 4n in FIG. 1 are replaced with dispersion compensating fibers (hereinafter referred to as DCF) 10a to 10n (n is a positive integer). In the present technology, the signal light is amplified using the Raman amplification effect instead of using the excitation amplification effect by the EDF. Therefore, in the present technology, the DCF having a smaller core diameter than that of a normal single mode optical fiber is used to increase the power density in the optical fiber and enhance the Raman amplification effect. The signal light and the excitation light are inserted into a DCF having a small core diameter, thereby increasing the power density and producing a higher Raman amplification effect. This is called the concentrated Raman amplification effect. The same effect can be obtained by using a single mode optical fiber having a core diameter of 5 μm or less, which is smaller than that of a general single mode optical fiber, instead of using DCF. A highly nonlinear optical fiber having a small core diameter may be used.
[0042]
Also in the present technology, the signal light 11 is Raman-amplified in each of the DCFs 10 a to 10 n to obtain power necessary for long-distance transmission, and is output from the optical repeater 9. Also in this configuration, each pumping light is attenuated by transmitting each DCF, so even if the next pumping light is supplied, the pumping light is not excessively supplied. Therefore, excessive supply of the pumping light does not cause a nonlinear effect on the signal light in the DCF and does not deteriorate the signal light.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, the optical repeater, the optical transmission system, and the optical amplification method thereof according to the present invention include multiple stages of optical amplification media in the optical repeater and includes means for supplying pumping light thereto. Since it is configured, the amount of signal light that can be amplified in one optical repeater can be made larger than in the past. As described above, since the optical amplifying medium is divided and the pumping light is input separately, the amount of pumping light supplied per place is reduced and a large amount of pumping light is supplied to one place. Thus, the amplification efficiency can be prevented from being lowered.
[0044]
Further, since the signal light can be amplified to the maximum with one optical repeater, it is possible to extend the distance to the next required optical repeater. Therefore, the number of expensive optical repeaters required for the system can be reduced.
[0045]
Furthermore, by using forward pumping with respect to the optical amplification media provided in multiple stages, both low noise and high output can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of input / output characteristics of an optical amplifier using an EDF according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an experimental system when the EDF has two stages in the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a table showing a comparison experiment result of output power.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a first example of an optical transmission system using a conventional remote pumping light amplification technique;
FIG. 7 is a diagram showing a second example of an optical transmission system using a conventional remote pumping light amplification technique;
FIG. 8 is a diagram showing an experimental system in Example 1 of a conventional optical transmission system.
FIG. 9 is a diagram showing an experimental system in Example 2 of a conventional optical transmission system.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Signal light transmitter 2 Signal light receiver 3 Signal light path | route 4a, 4b-4n EDF
5a, 5b-5n Optical couplers 6a, 6b-6n Pumping light transmitters 7a, 7b-7n Pumping light paths 8, 9 Optical repeaters 10a, 10b-10n DCF
11 Signal light 12a, 12b-12n Excitation light

Claims (24)

直列に配置され、信号光を増幅する複数の光増幅用媒体と、
前記光増幅用媒体の個々に励起光を供給する複数の励起光供給手段と、
前記光増幅用媒体及び前記励起光供給手段を収容する筐体と
を備え、
前記励起光供給手段は、前記光増幅用媒体と交互に配置されており、前記励起光を前記信号光の進行方向と同じ方向に前記光増幅用媒体に供給することを特徴とする光中継器。
A plurality of optical amplification media arranged in series to amplify signal light;
A plurality of excitation light supply means for supplying excitation light to each of the optical amplification media;
A housing for housing the optical amplification medium and the excitation light supply means;
The optical repeater, wherein the pumping light supply means is arranged alternately with the optical amplification medium, and supplies the pumping light to the optical amplification medium in the same direction as the traveling direction of the signal light. .
直列に配置され、信号光を増幅する複数の光増幅用媒体と、
前記光増幅用媒体の個々に励起光を供給する複数の励起光供給手段と、
前記光増幅用媒体及び前記励起光供給手段を収容する筐体と、
前記光増幅用媒体に前記信号光を入力する信号光入力用光ファイバと、
前記光増幅用媒体から前記信号光を出力する信号光出力用光ファイバと、
前記励起光供給手段を介して前記光増幅用媒体のそれぞれに前記励起光を供給する励起光供給用光ファイバと
を備え、
前記励起光供給手段は、前記光増幅用媒体と交互に配置されており、前記励起光を前記信号光の進行方向と同じ方向に前記光増幅用媒体に供給することを特徴とする光中継器。
A plurality of optical amplification media arranged in series to amplify signal light;
A plurality of excitation light supply means for supplying excitation light to each of the optical amplification media;
A housing for housing the optical amplification medium and the excitation light supply means;
An optical fiber for signal light input for inputting the signal light to the optical amplification medium;
An optical fiber for signal light output that outputs the signal light from the optical amplification medium;
A pumping light supply optical fiber that supplies the pumping light to each of the optical amplification media via the pumping light supply means;
The optical repeater, wherein the pumping light supply means is arranged alternately with the optical amplification medium, and supplies the pumping light to the optical amplification medium in the same direction as the traveling direction of the signal light. .
前記励起光供給用光ファイバは、前記励起光供給手段のそれぞれと接続されており、それらが別線となっていることを特徴とする請求項2に記載の光中継器。3. The optical repeater according to claim 2, wherein the pumping light supply optical fiber is connected to each of the pumping light supply means, and these are separate lines. 前記励起光供給用光ファイバは、前記励起光供給手段のそれぞれと接続されており、それらの複数が1本の線にまとめられていることを特徴とする請求項2に記載の光中継器。3. The optical repeater according to claim 2, wherein the pumping light supply optical fibers are connected to each of the pumping light supply means, and a plurality of them are combined into one line. 前記励起光供給用光ファイバは、シングルモード光ファイバであることを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれか1項に記載の光中継器。The optical repeater according to any one of claims 2 to 4, wherein the pumping light supply optical fiber is a single-mode optical fiber. 前記励起光供給用光ファイバは、マルチモード光ファイバであることを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれか1項に記載の光中継器。The optical repeater according to any one of claims 2 to 4, wherein the pumping light supply optical fiber is a multimode optical fiber. 前記光増幅用媒体は、エルビウムドープドファイバであることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の光中継器。The optical repeater according to claim 1, wherein the optical amplification medium is an erbium-doped fiber. 前記光増幅用媒体は、分散補償光ファイバであることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の光中継器。The optical repeater according to claim 1, wherein the optical amplification medium is a dispersion compensating optical fiber. 前記光増幅用媒体は、高非線形光ファイバであることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の光中継器。The optical repeater according to claim 1, wherein the optical amplification medium is a highly nonlinear optical fiber. 前記光増幅用媒体は、コア径が5μm以下のシングルモード光ファイバであることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の光中継器。The optical repeater according to any one of claims 1 to 6, wherein the optical amplification medium is a single mode optical fiber having a core diameter of 5 µm or less. 前記励起光供給手段は、光カプラであることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の光中継器。The optical repeater according to any one of claims 1 to 10, wherein the pumping light supply means is an optical coupler. 前記励起光は、波長の異なる複数の励起光が多重化されていることを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の光中継器。The optical repeater according to any one of claims 1 to 11, wherein the pumping light includes a plurality of pumping lights having different wavelengths. 直列に配置され、信号光を増幅する複数の光増幅用媒体と、
前記光増幅用媒体の個々に対して励起光を供給する励起光供給手段と
を備える光中継器と、
前記光増幅用媒体に前記信号光を入力する信号光入力用光ファイバと、
前記光増幅用媒体から前記信号光を出力する信号光出力用光ファイバと、
前記励起光供給手段のそれぞれに前記励起光を供給する励起光供給用光ファイバと、
前記信号光入力用光ファイバに前記信号光を送信する信号光送信器と、
前記信号光出力用光ファイバから前記信号光を受信する信号光受信器と、
前記励起光供給用光ファイバのそれぞれに前記励起光を送信する励起光送信器と
を備え、
前記励起光供給手段は、前記光増幅用媒体と交互に設置されており、前記励起光を前記信号光の進行方向と同じ方向に前記光増幅用媒体に供給することを特徴とする光伝送システム。
A plurality of optical amplification media arranged in series to amplify signal light;
An optical repeater comprising excitation light supply means for supplying excitation light to each of the optical amplification media;
An optical fiber for signal light input for inputting the signal light to the optical amplification medium;
An optical fiber for signal light output that outputs the signal light from the optical amplification medium;
An excitation light supplying optical fiber for supplying the excitation light to each of the excitation light supplying means;
A signal light transmitter for transmitting the signal light to the signal light input optical fiber;
A signal light receiver for receiving the signal light from the optical fiber for signal light output;
A pumping light transmitter for transmitting the pumping light to each of the pumping light supply optical fibers,
The pumping light supply means is installed alternately with the optical amplifying medium, and supplies the pumping light to the optical amplifying medium in the same direction as the traveling direction of the signal light. .
前記励起光供給用光ファイバは、前記励起光供給手段のそれぞれと接続されており、それらが別々に前記光中継器より取り出されていることを特徴とする請求項13に記載の光伝送システム。The optical transmission system according to claim 13, wherein the pumping light supply optical fiber is connected to each of the pumping light supply means and is separately taken out from the optical repeater. 前記励起光供給用光ファイバは、前記励起光供給手段のそれぞれと接続されており、それらの複数が1本にまとめられて同一経路として前記光中継器より取り出されていることを特徴とする請求項13に記載の光伝送システム。The pumping light supply optical fiber is connected to each of the pumping light supply means, and a plurality of the pumping light supply optical fibers are combined into one and taken out from the optical repeater as the same path. Item 14. The optical transmission system according to Item 13. 前記励起光供給用光ファイバは、シングルモード光ファイバであることを特徴とする請求項13乃至請求項15のいずれか1項に記載の光伝送システム。The optical transmission system according to claim 13, wherein the pumping light supply optical fiber is a single mode optical fiber. 前記励起光供給用光ファイバは、マルチモード光ファイバであることを特徴とする請求項13乃至請求項15のいずれか1項に記載の光伝送システム。The optical transmission system according to claim 13, wherein the pumping light supply optical fiber is a multimode optical fiber. 前記光増幅用媒体は、エルビウムドープドファイバであることを特徴とする請求項13乃至請求項17のいずれか1項に記載の光伝送システム。The optical transmission system according to any one of claims 13 to 17, wherein the optical amplification medium is an erbium-doped fiber. 前記光増幅用媒体は、分散補償光ファイバであることを特徴とする請求項13乃至請求項17のいずれか1項に記載の光伝送システム。The optical transmission system according to claim 13, wherein the optical amplification medium is a dispersion compensating optical fiber. 前記光増幅用媒体は、高非線形光ファイバであることを特徴とする請求項13乃至請求項17のいずれか1項に記載の光伝送システム。The optical transmission system according to claim 13, wherein the optical amplification medium is a highly nonlinear optical fiber. 前記光増幅用媒体は、コア径が5μm以下のシングルモード光ファイバであることを特徴とする請求項13乃至請求項17のいずれか1項に記載の光伝送システム。18. The optical transmission system according to claim 13, wherein the optical amplification medium is a single mode optical fiber having a core diameter of 5 μm or less. 前記励起光供給手段は、光カプラであることを特徴とする請求項13乃至請求項21のいずれか1項に記載の光伝送システム。The optical transmission system according to any one of claims 13 to 21, wherein the pumping light supply means is an optical coupler. 前記励起光は、波長の異なる複数の励起光が多重化されていることを特徴とする請求項13乃至請求項22のいずれか1項に記載の光伝送システム。The optical transmission system according to any one of claims 13 to 22, wherein the excitation light includes a plurality of excitation lights having different wavelengths. 信号光が励起光供給手段に入力されるステップと、
励起光が前記励起光供給手段に供給されるステップと、
前記信号光と前記励起光が、前記励起光供給手段により同じ進行方向に合波されるステップと、
前記合波された前記信号光と前記励起光が、光増幅用媒体に供給されるステップと、
前記信号光が、前記光増幅用媒体内において、前記励起光によって増幅されるステップと、
前記増幅された前記信号光が、前記光増幅用媒体から出力されるステップと
を備え、
前記一連のステップが複数回繰り返され、かつ同一の光中継器内で行われることを特徴とする光増幅方法。
A step in which signal light is input to the excitation light supply means;
A step of supplying excitation light to the excitation light supply means;
The signal light and the excitation light are combined in the same traveling direction by the excitation light supply means;
Supplying the combined signal light and pumping light to an optical amplification medium;
The signal light is amplified by the excitation light in the optical amplification medium;
The amplified signal light is output from the optical amplification medium,
The series of steps is repeated a plurality of times and is performed in the same optical repeater.
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