JP2005033584A - 誘導ブリルアン散乱抑圧装置及びこれを用いた光ファイバ伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成でＳＢＳの発生を抑制でき、これにより光ファイバ伝送路へ送出する信号光パワーの上限値を大幅に増加する。
【解決手段】 ＳＢＳ抑圧装置１０は、信号光を増幅する光増幅器１１と、光増幅器１１で増幅された信号光をＳＰＭによりスペクトル幅を広げて光ファイバ伝送路へ出力するスペクトル幅拡大用の光ファイバ１２とを備えたものである。ＳＰＭは、信号光強度がある値よりも高くなった場合に発生する非線形現象の一種であり、信号光のスペクトル幅が広がる。一方、ＳＢＳは、単位周波数当たりの信号光強度がある値よりも高くなった場合に発生する非線形現象の一種であり、これにより光ファイバ伝送路への入射パワーが制限される。本発明では、ＳＰＭを利用して信号光自身の光スペクトル幅を広げることにより、単位周波数当たりの信号光強度が全体的に低くなるので、ＳＢＳが抑圧される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ファイバ通信の分野において光ファイバ伝送路で発生する誘導ブリルアン散乱（以下「ＳＢＳ」という。）を抑圧する、ＳＢＳ抑圧装置等に関する。

光ファイバ通信において良好な信号品質を得るためには、信号受信端での十分な信号対雑音比（以下「光ＳＮＲ」という。）の確保が重要である。光ＳＮＲを上げるためには、光ファイバ伝送路へ送り出す信号光のパワーを上げる必要がある。しかし、ある値（しきい値）以上にパワーを増加させると、ＳＢＳが発生することにより、光ファイバ伝送路へ送出した信号光の多くが反射してしまう。これにより、光ファイバ伝送路の入射パワーが結果的に制限される。しかも、ＳＢＳが存在した条件下では、受信信号は大きく歪んでしまうので、伝送品質が大きく劣化する。このＳＢＳによる伝送劣化を避けるために、光ファイバ伝送路への入射パワーは人為的にも制限される。

一方、このＳＢＳの発生を抑制する技術として、半導体レーザ光源から出力されるレーザ光を位相変調又は周波数変調する技術が知られている（例えば下記特許文献１）。このとき、半導体レーザ光源では、変調信号源によって変調された駆動電流に従って活性層の屈折率を変化させることにより、レーザ光の位相変調又は周波数変調が行われる。

再公表特許ＷＯ００／６２３８２号公報

しかしながら、従来のＳＢＳ抑制技術は、位相変調又は周波数変調を使用することにより、構成が極めて複雑になっていた。

そこで、本発明の目的は、簡単な構成でＳＢＳの発生を抑制でき、これにより光ファイバ伝送路へ送出する信号光パワーの上限値を大幅に増加することのできる、ＳＢＳ抑圧装置を提供することにある。

請求項１記載のＳＢＳ抑圧装置は、光ファイバ伝送路の送信側に設けられるＳＢＳ抑圧装置であって、信号光を増幅する光増幅器と、この光増幅器で増幅された信号光を自己位相変調（以下「ＳＰＭ」という。）によりスペクトル幅を広げて前記光ファイバ伝送路へ出力するスペクトル幅拡大用光ファイバとを備えたものである。

ＳＰＭは、信号光強度があるしきい値（例えば数ｍＷ）よりも高くなった場合に発生する非線形現象の一種であり、信号光のスペクトル幅を広げる。一方、ＳＢＳは、前述したように、単位周波数当たりの信号光強度があるしきい値（例えば１０ｍＷ）よりも高くなった場合に発生する非線形現象の一種であり、これにより光ファイバ伝送路への入射パワーが制限される。本発明では、ＳＰＭを利用して信号光自身の光スペクトル幅を広げることにより、単位周波数当たりの信号光強度が全体的に低くなるので、ＳＢＳが抑圧される。

請求項２記載のＳＢＳ抑圧装置は、請求項１記載のＳＢＳ抑圧装置において、前記光増幅器は、前記スペクトル幅拡大用光ファイバにおいて一定の前記ＳＰＭが発生する強度以上かつ一定のＳＢＳが発生する強度以下に前記信号光を増幅する、というものである。

スペクトル幅拡大用光ファイバにおいて一定のＳＰＭを発生させるためには、ある程度の大きさの信号光強度が必要である。しかし、信号光強度が大き過ぎると、スペクトル幅拡大用光ファイバにおいて過剰なＳＢＳが発生することにより、信号光の波形が歪む。そこで、光増幅器は、信号光を大き過ぎず小さ過ぎず適度な強度に増幅して、スペクトル幅拡大用光ファイバへ出力する。

請求項３記載のＳＢＳ抑圧装置は、請求項１又は２記載のＳＢＳ抑圧装置において、前記スペクトル幅拡大用光ファイバは分散シフト光ファイバである、というものである。

分散シフト光ファイバとは、波長分散が例えば波長１．５５μｍ帯で零となるようにしたシングルモード光ファイバのことである。この場合、波長１．５５μｍ帯において信号光の光スペクトル幅がＳＰＭによって広がっても、波長分散が零であることから、波形の歪みが抑えられる。

請求項４記載のＳＢＳ抑圧装置は、請求項１又は２記載のＳＢＳ抑圧装置において、前記スペクトル幅拡大用光ファイバは正分散シフト光ファイバと負分散シフト光ファイバとを直列接続したものである、というものである。

正分散シフト光ファイバと負分散シフト光ファイバとを直列接続すると、それぞれの波長分散が相殺される（零となることが望ましい。）ので、波形の歪みが抑えられる。

請求項５記載のＳＢＳ抑圧装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載のＳＢＳ抑圧装置において、前記スペクトル幅拡大用光ファイバからの戻り光を検出する第一戻り光検出手段と、前記光ファイバ伝送路からの戻り光の強度を検出する第二戻り光検出手段と、前記第一戻り光検出手段で検出された戻り光の強度が一定値以下になるように前記光増幅器の出力レベルの上限値を設定するとともに、前記第二戻り光検出手段で検出された戻り光の強度が一定値以下になるように前記光増幅器の出力レベルを上げる制御手段とを更に備えた、というものである。

スペクトル幅拡大用光ファイバにおいて一定のＳＰＭを発生させるためには、ある程度の大きさの信号光強度が必要である。しかし、信号光強度が大き過ぎると、スペクトル幅拡大用光ファイバにおいて過剰なＳＢＳが発生することにより、信号光の波形が歪む。そこで、スペクトル幅拡大用光ファイバからの戻り光の強度を第一戻り光検出手段で検出し、その値が一定以下になるように光増幅器の出力レベルの上限値を制御手段で設定する。一方、光増幅器の出力レベルは、設定された上限値を越えなければ、高いほどＳＰＭが発生するので望ましい。そこで、光ファイバ伝送路からの戻り光の強度を第二戻り光検出手段で検出し、その値が一定以下になるように光増幅器の出力レベルを制御手段で上げる。光増幅器の出力レベルを上げるとは、例えば光増幅器の増幅率を上げることである。本発明では、スペクトル幅拡大用光ファイバ及び光ファイバ伝送路からの戻り光の強度が小さくなるようにフィードバック制御することにより、スペクトル幅拡大用光ファイバ及び光ファイバ伝送路での特性変化（経時変化や温度変化など）に追従することができる。

請求項６記載の光ファイバ伝送システムは、それぞれが互いに波長の異なるレーザ光を出力する複数の光源と、これらの光源から出力されたレーザ光のそれぞれにデータ変調を施して信号光として出力する複数の変調器と、これらの変調器のそれぞれの出力側に設けられた複数の本発明に係るＳＢＳ抑圧装置と、これらのＳＢＳ抑圧装置から出力された複数の信号光を多重化する波長多重部と、この波長多重部で多重化された複数の信号光を増幅して光ファイバ伝送路へ出力する第二光増幅器とを備えたものである。

各光源から出力された波長の異なる複数のレーザ光は、それぞれ変調器でデータ変調を受けて信号光となる。各信号光は、波長多重部で多重化され、第二光増幅器で増幅された後に、光ファイバ伝送路へ出力される。各信号光は、ＳＢＳ抑圧装置によってスペクトル幅が拡大されることにより、光ファイバ伝送路でＳＢＳが抑えられるので、十分な入射パワーにすることができる。

請求項７記載の光ファイバ伝送システムは、それぞれが互いに波長の異なるレーザ光を出力する複数の光源と、これらの光源から出力されたレーザ光のそれぞれにデータ変調を施して信号光として出力する複数の変調器と、これらの変調器のそれぞれの出力側に設けられた複数の請求項６記載のＳＢＳ抑圧装置と、これらのＳＢＳ抑圧装置から出力された複数の信号光を多重化する波長多重部と、この波長多重部で多重化された複数の信号光を増幅して光ファイバ伝送路へ出力する第二光増幅器と、前記光ファイバ伝送路からの戻り光を波長ごとに分波して、当該波長に対応する前記ＳＢＳ抑圧装置の前記第二戻り光検出手段へ出力する波長分波器を備えたものである。

各光源から出力された波長の異なる複数のレーザ光は、それぞれ変調器でデータ変調を受けて信号光となる。各信号光は、波長多重部で多重化され、第二光増幅器で増幅された後に、光ファイバ伝送路へ出力される。各信号光は、ＳＢＳ抑圧装置によってスペクトル幅が拡大されることにより、光ファイバ伝送路でＳＢＳが抑えられるので、十分な入射パワーにすることができる。しかも、スペクトル幅拡大用光ファイバ及び光ファイバ伝送路からの戻り光の強度が小さくなるようにフィードバック制御することにより、スペクトル幅拡大用光ファイバ及び光ファイバ伝送路での特性変化（経時変化や温度変化など）に追従することができる。

請求項８記載の光ファイバ伝送システムは、それぞれが互いに波長の異なるレーザ光を出力する複数の光源と、これらの光源から出力されたレーザ光のそれぞれにデータ変調を施して信号光として出力する複数の変調器と、これらの変調器から出力された複数の信号光を多重化する波長多重部と、この波長多重部変調器の出力側に設けられた本発明に係るＳＢＳ抑圧装置と、このＳＢＳ抑圧装置から出力された信号光を増幅して光ファイバ伝送路へ出力する第二光増幅器とを備えたものである。

各光源から出力された波長の異なる複数のレーザ光は、それぞれ変調器でデータ変調を受けて信号光となる。各信号光は、波長多重部で多重化され、第二光増幅器で増幅された後に、光ファイバ伝送路へ出力される。各信号光は、ＳＢＳ抑圧装置によってスペクトル幅が拡大されることにより、光ファイバ伝送路でＳＢＳが抑えられるので、十分な入射パワーにすることができる。また、ＳＢＳ抑圧装置は一個で良いので、全体の構成が簡素になる。

本発明に係るＳＢＳ抑圧装置によれば、信号光を増幅する光増幅器と、この光増幅器で増幅された信号光をＳＰＭによりスペクトル幅を広げて光ファイバ伝送路へ出力するスペクトル幅拡大用光ファイバとを備えたことにより、スペクトル幅拡大用光ファイバでＳＰＭを利用して信号光自身の光スペクトル幅を広げることができ、これにより単位周波数当たりの信号光強度を全体的に低くできるので、簡単な構成でありながら光ファイバ伝送路でのＳＢＳを抑圧できる。したがって、光ファイバ伝送路への入射パワーを増大できることにより、受信側で光ＳＮＲが改善されるので、良好な伝送品質を得ることができる。また、各請求項ごとに、以下の効果も奏する。

請求項２記載のＳＢＳ抑圧装置によれば、スペクトル幅拡大用光ファイバにおいて一定のＳＰＭが発生する強度以上かつ一定のＳＢＳが発生する強度以下に信号光を増幅してスペクトル幅拡大用光ファイバへ出力することにより、スペクトル幅拡大用光ファイバにおいて信号光が歪むことなく十分なＳＰＭを得ることができる。

請求項３記載のＳＢＳ抑圧装置によれば、スペクトル幅拡大用光ファイバを分散シフト光ファイバとしたことにより、光スペクトル幅の拡大に起因する信号光の波形の歪みを抑えることができる。

請求項４記載のＳＢＳ抑圧装置によれば、正分散シフト光ファイバと負分散シフト光ファイバとを直列接続したものをスペクトル幅拡大用光ファイバとして用いたことにより、光スペクトル幅の拡大に起因する信号光の波形の歪みを抑えることができる。

請求項５記載のＳＢＳ抑圧装置によれば、スペクトル幅拡大用光ファイバからの戻り光の強度を検出し、その値が一定以下になるように光増幅器の出力レベルの上限値を設定するとともに、光ファイバ伝送路からの戻り光の強度を検出し、その値が一定以下になるように光増幅器の出力レベルを上げることにより、スペクトル幅拡大用光ファイバ及び光ファイバ伝送路での特性変化に対して的確に追従することができるので、光ファイバ伝送路でのＳＢＳを常に抑圧できる。

本発明に係る光ファイバ伝送システムによれば、本発明に係るＳＢＳ抑圧装置を用いたことにより、ＳＢＳ抑圧装置によって各信号光のスペクトル幅を拡大できるので、光ファイバ伝送路でのＳＢＳを抑えることができる。したがって、光ファイバ伝送路への入射パワーを増大できることにより、受信側で光ＳＮＲが改善されるので、良好な伝送品質を得ることができる。

また、本発明は、次のように言い換えることができる。光ファイバ伝送システムにおいて生じるＳＢＳは、単位周波数あたりの信号光強度がある値（しきい値）よりも高くなった場合に急激に増加する非線形現象である。そのため、信号光自身の光スペクトル幅を広げることが、このＳＢＳを抑圧する効果的な方法である。本発明によれば、信号光が広いスペクトル幅を有することにより、単位周波数当たりの光強度が低減されているため、光ファイバ伝送路へ高強度の光信号を送信することが可能となり、この結果として受信端で光ＳＮＲが改善されるので、良好な伝送品質が得られる。

図１は、本発明に係るＳＢＳ抑圧装置の第一実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。

本実施形態のＳＢＳ抑圧装置１０は、光ファイバ伝送路（図示せず）の送信側に設けられるものであり、信号光を増幅する光増幅器１１と、光増幅器１１で増幅された信号光をＳＰＭによりスペクトル幅を広げて光ファイバ伝送路へ出力するスペクトル幅拡大用の光ファイバ１２とを備えたものである。ＳＢＳ抑圧装置１０は、光源１３、変調器１４及び光増幅器１５とともに、光送信器１６を構成している。光源１３は、例えば半導体レーザ素子である。変調器１４は、例えばＬＮ変調器やＥＡ変調器である。光増幅器１１，１５は、例えば半導体光増幅器や光ファイバ増幅器である。

ＳＰＭは、信号光強度があるしきい値（例えば数ｍＷ）よりも高くなった場合に発生する非線形現象の一種であり、信号光のスペクトル幅を広げる。一方、ＳＢＳは、単位周波数当たりの信号光強度があるしきい値（例えば１０ｍＷ）よりも高くなった場合に発生する非線形現象の一種であり、これにより光ファイバ伝送路への入射パワーが制限される。本実施形態では、ＳＰＭを利用して信号光自身の光スペクトル幅を広げることにより、単位周波数当たりの信号光強度が全体的に低くなるので、ＳＢＳが抑圧される。

また、光増幅器１１は、光ファイバ１２において一定のＳＰＭが発生する強度以上かつ一定のＳＢＳが発生する強度以下に信号光を増幅する。光ファイバ１２において一定のＳＰＭを発生させるためには、ある程度の大きさの信号光強度が必要である。しかし、信号光強度が大き過ぎると、光ファイバ１２において過剰なＳＢＳが発生することにより、信号光の波形が歪む。そこで、光増幅器１１は、信号光を大き過ぎず小さ過ぎず適度な強度に増幅して、光ファイバ１２へ出力する。

次に、言葉を換えてもう一度説明する。

光送信器１６は、光源１３、データ信号により光源１３の光を変調する変調器１４、変調信号を増幅する光増幅器１１、ＳＰＭにより信号スペクトル幅を拡散する光ファイバ１２、光増幅器１５等から構成される。

光送信器１６の動作は、次のとおりである。光源１３から出力された連続光（ＣＷ光）は変調器１４においてデータ変調される。変調された信号光は、光増幅器１１で増幅され、光ファイバ１２へと出力される。信号光は、光ファイバ１２において非線形効果の一つであるＳＰＭを受けることにより、スペクトル幅が広がる。光ファイバ１２でＳＰＭを受けた信号光は、光増幅器１５で所定の強度まで増幅された後、光ファイバ伝送路へと出力される。ここで、光増幅器１１から出力される信号光の強度は、光ファイバ１２においてＳＰＭが十分に生じる強度以上である必要があり、なおかつ、光ファイバ１２において過剰なＳＢＳが発生しない強度以下である必要がある。すなわち、［ＳＰＭの発生に必要な強度］＜［光増幅器１１の出力信号強度］＜［過剰なＳＢＳが発生する強度］となる。

このように、光送信器１６は、ＳＢＳを低減できるため、高強度の光信号を光ファイバ伝送路へ出力することができる。本実施形態では、光ファイバ１２中で生じるＳＰＭ効果で信号光のスペクトル幅を広げることにより、光ファイバ伝送路で生じるＳＢＳを抑圧できるので、伝送品質を大幅に改善することが可能となる。

なお、光増幅器１１の出力レベルは、光ファイバ１２中でＳＰＭが生じる程度の高い信号強度にするとともに、光ファイバ１２中で過剰なＳＢＳが生じないように調整する。光ファイバ１２は、その中で十分にＳＰＭが生じる長さ（例えば数ｋｍ以上）とする。また、変調器１４における信号形式（変調方式）としては、ＮＲＺ（Non-Return-to-Zero）変調やＲＺ（Return-to-Zero）変調の他、様々な変調方式を用いることができる。

図２は図１のＳＢＳ抑圧装置におけるＳＰＭ前後の信号光を示し、図２［１］はＳＰＭ前の信号光スペクトル、図２［２］はＳＰＭ前の信号光波形、図２［３］はＳＰＭ後の信号光スペクトル、図２［４］はＳＰＭ後の信号光波形である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。

光ファイバ１２としては、波長１５５０ｎｍにおいて波長分散０ps/nm/kmの分散シフト光ファイバを使用している。

図に示すとおり、ＳＢＳ抑圧装置１０の光ファイバ１２中で生じるＳＰＭの影響により、光スペクトルが広がりを受ける。しかし、時間波形に関しては、光ファイバ１２の波長分散の影響を受けることなく、ＳＢＳ抑圧装置１０の入力前と同等な波形となっており、ＳＰＭによる信号劣化は生じていない。このように波長分散０ps/nm/kmの分散シフト光ファイバをＳＢＳ抑圧装置１０に使用した場合、時間波形での歪みを受けることなく、光スペクトル幅のみを効果的に広げることが可能となる。

光ファイバ伝送システムにおいて生じるＳＢＳは単位周波数当たりの信号強度があるしきい値よりも高くなった場合に急激に増加する非線形現象であるため、信号光自身の光スペクトル幅を広げることが、このＳＢＳを抑圧する効果的な方法である。したがって、光送信器１６を使用すれば、図２に示すように、信号光の時間波形を歪ませることなく、光スペクトル幅を大幅に拡大することが可能となる。

図３は、図１のＳＢＳ抑圧装置の効果を示すグラフである。以下、図１及び図２に基づき説明する。

図３は、通常のＲＺ変調のみの光送信器（図示せず）と、これにＳＢＳ抑圧装置１０を適用した光送信器１６とに関して、伝送路入射光パワーに対する後方反射光（戻り光）パワーの関係を表したものである。このとき、光ファイバ１２は長さ４０ｋｍの分散シフト光ファイバを使用し、光ファイバ伝送路も分散シフト光ファイバを使用した。

通常のＲＺ変調のみであれば、光ファイバ伝送路への入射パワー＋９ｄＢｍ以上で急激にＳＢＳが発生し、後方反射光パワーが増加している。これに対して、ＲＺ変調にＳＢＳ抑圧装置１０を用いると、光増幅器１１の出力レベルを＋６ｄＢｍと設定した場合に約１．５ｄＢの伝送路入射パワーの増加が可能となり、同じく＋８ｄＢｍと設定した場合に約３ｄＢの伝送路入射パワーの増加が可能となる。

このように、本実施形態では、光送信器１６からの信号光が広いスペクトル幅を有することにより、単位周波数当たりの光強度が低減されているので、光ファイバ伝送路へ高強度の光信号を送信することが可能となる。その結果、受信端で光ＳＮＲが改善されるので、良好な伝送品質が得られる。

図４は、本発明に係るＳＢＳ抑圧装置の第二実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。

図１のＳＢＳ抑圧装置１０を構成する光ファイバ１２としては、信号光波長における波長分散の総和（蓄積分散）が十分に小さいものが望ましい。このような光ファイバの一つとして、信号光波長における波長分散を約０ps/nm/kmとした分散シフト光ファイバがある。

図４に示す光ファイバ１２’は、分散シフト光ファイバである。分散シフト光ファイバとは、波長分散が例えば波長１．５５μｍ帯で零となるようにしたシングルモード光ファイバのことである。この場合、波長１．５５μｍ帯において信号光の光スペクトル幅がＳＰＭによって広がっても、波長分散が零であることから、波形の歪みが抑えられる。

図５は、本発明に係るＳＢＳ抑圧装置の第三実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。

図１のＳＢＳ抑圧装置１０を構成する光ファイバ１２としては、信号光波長における波長分散の総和（蓄積分散）が十分に小さいものが望ましい。このような光ファイバの一つとして、正分散シフト光ファイバと負分散シフト光ファイバとを組合わせた構成が有効である。この負分散シフト光ファイバは、正分散シフト光ファイバの波長分散と分散スロープとを同時に補償できるものであることが望ましい。

図５に示す光ファイバ１２''は正分散シフト光ファイバ１２１と負分散シフト光ファイバ１２２とを直列接続したものである。正分散シフト光ファイバ１２１と負分散シフト光ファイバ１２２とを直列接続すると、それぞれの波長分散が相殺される（零となることが望ましい。）ので、波形の歪みが抑えられる。

換言すると、正分散シフト光ファイバ１２１と負分散シフト光ファイバ１２２とを組合わせることにより、蓄積分散をゼロにすることも可能であり、分散シフト光ファイバと同様の光スペクトル拡大効果が得られる。また、正分散シフト光ファイバ１２１と負分散シフト光ファイバ１２２との配置順序はどちらが先でも良い。なお、図１の光ファイバ１２として、非線形性の高い高非線形ファイバを使用することも有効である。

図６は、本発明に係るＳＢＳ抑圧装置の第四実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。

本実施形態のＳＢＳ抑圧装置２０は、信号光を増幅する光増幅器１１と、光増幅器１１で増幅された信号光をＳＰＭによりスペクトル幅を広げて光ファイバ伝送路へ出力するスペクトル幅拡大用の光ファイバ１２と、光ファイバ１２からの戻り光Ｒ１を検出する光カプラ２１及びパワーモニタ２２と、光ファイバ伝送路からの戻り光Ｒ２の強度を検出する光カプラ２３及びパワーモニタ２４と、パワーモニタ２２で検出された戻り光Ｒ１の強度が一定値以下になるように光増幅器１１の出力レベルの上限値を設定するとともにパワーモニタ２４で検出された戻り光Ｒ２の強度が一定値以下になるように光増幅器１１の出力レベルを上げる制御回路２５とを備えたものである。

光カプラ２１，２３は、例えば光サーキュレータである。パワーモニタ２２，２４は、例えばＰＩＮフォトダイオードなどの光電変換素子である。制御回路２５は、例えばマイクロコンピュータである。また、ＳＢＳ抑圧装置２０、光源１３、変調器１４、光増幅器１５等によって、光送信器２６が構成されている

光ファイバ１２において一定のＳＰＭを発生させるためには、ある程度の大きさの信号光強度が必要である。しかし、信号光強度が大き過ぎると、光ファイバ１２において過剰なＳＢＳが発生することにより、信号光の波形が歪む。そこで、光ファイバ１２からの戻り光Ｒ１の強度をパワーモニタ２２で検出し、その値が一定以下になるように光増幅器１１の出力レベルの上限値を制御回路２５で設定する。一方、光増幅器１１の出力レベルは、設定された上限値を越えなければ、高いほどＳＰＭが発生するので望ましい。そこで、光ファイバ伝送路からの戻り光Ｒ２の強度をパワーモニタ２４で検出し、その値が一定以下になるように光増幅器１１の出力レベルを制御回路２５で上げる。光増幅器１１の出力レベルを上げるとは、例えば光増幅器１１の増幅率を上げることである。本実施形態では、光ファイバ１２及び光ファイバ伝送路からの戻り光Ｒ１，Ｒ２の強度が小さくなるようにフィードバック制御することにより、光ファイバ１２及び光ファイバ伝送路での特性変化（経時変化や温度変化など）に追従することができる。

次に、言葉を換えてもう一度説明する。

本実施形態のＳＢＳ抑圧装置２０によれば、光増幅器１１の出力パワーを動的に制御することで、より効果的にＳＢＳを抑圧することが可能となる。ＳＢＳ抑圧装置２０では、ＳＢＳによる反射光強度をモニタすることにより、光増幅器１１の出力パワーを制御している。

光送信器２６は、図１の光送信器１６の構成に加えて、光ファイバ１２の前段に光カプラ２１を介して配置されるとともに光ファイバ１２からの戻り光強度をモニタするパワーモニタ２２と、光増幅器１５の後段側に光カプラ２３を介して配置されるとともに光ファイバ伝送路からの戻り光強度をモニタするパワーモニタ２４と、パワーモニタ２２，２４の結果を元に光増幅器１１を制御する制御回路２５とから構成される。

制御回路２５は、パワーモニタ２２の結果から光ファイバ１２において過剰なＳＢＳが生じないように光増幅器１１の出力レベルの上限値を設定し、また、パワーモニタ２４の結果からの光ファイバ伝送路で生じるＳＢＳが十分に抑圧できるように光増幅器１１の出力レベルを上げて、光ファイバ１２でＳＰＭを効果的に発生させる（信号光スペクトル幅を広げる）ようにフィードバック制御を行う。

図７は、本発明に係る光ファイバ伝送システムの第一実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。

前述した全ての実施形態は、単一波長伝送での構成である。本実施形態は、波長分割多重（ＷＤＭ）伝送システムにおいてＳＢＳ抑圧装置１０を導入した構成である。

本実施形態の光ファイバ伝送システム３０は、それぞれが互いに波長の異なるレーザ光を出力するＮ個の光源１３と、Ｎ個の光源１３から出力されたレーザ光のそれぞれにデータ変調を施して信号光として出力するＮ個の変調器１４と、Ｎ個の変調器１４のそれぞれの出力側に設けられたＮ個のＳＢＳ抑圧装置１０と、Ｎ個のＳＢＳ抑圧装置１０から出力されたＮ個の信号光を多重化する波長多重部３１と、波長多重部３１で多重化されたＮ個の信号光を増幅して光ファイバ伝送路へ出力する光増幅器１５とを備えたものである。

波長多重部３１は、例えば誘電体多層膜フィルタやアレイ導波路グレーティングである。

各光源１３から出力された波長の異なるＮ個のレーザ光は、それぞれ変調器１４でデータ変調を受けて信号光となる。各信号光は、波長多重部３１で多重化され、光増幅器１５で増幅された後に、光ファイバ伝送路へ出力される。各信号光は、ＳＢＳ抑圧装置１０によってスペクトル幅が拡大されることにより、光ファイバ伝送路でＳＢＳが抑えられるので、十分な入射パワーにすることができる。

図８は、本発明に係る光ファイバ伝送システムの第二実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図６及び図７と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。

本実施形態の光ファイバ伝送システム４０は、それぞれが互いに波長の異なるレーザ光を出力するＮ個の光源１３と、Ｎ個の光源１３から出力されたレーザ光のそれぞれにデータ変調を施して信号光として出力するＮ個の変調器１４と、Ｎ個の変調器１４のそれぞれの出力側に設けられたＮ個のＳＢＳ抑圧装置２０と、Ｎ個のＳＢＳ抑圧装置２０から出力されたＮ個の信号光を多重化する波長多重部３１と、波長多重部３１で多重化されたＮ個の信号光を増幅して光ファイバ伝送路へ出力する光増幅器１５と、光ファイバ伝送路からの戻り光を波長ごとに分波して当該波長に対応するＳＢＳ抑圧装置２０のパワーモニタ２４へ出力する波長分波器４１とを備えたものである。

波長分波器４１は、例えば誘電体多層膜フィルタやアレイ導波路グレーティングである。

各光源１３から出力された波長の異なるＮ個のレーザ光は、それぞれ変調器１４でデータ変調を受けて信号光となる。各信号光は、波長多重部３１で多重化され、光増幅器１５で増幅された後に、光ファイバ伝送路へ出力される。各信号光は、ＳＢＳ抑圧装置２０によってスペクトル幅が拡大されることにより、光ファイバ伝送路でＳＢＳが抑えられるので、十分な入射パワーにすることができる。しかも、光ファイバ１２及び光ファイバ伝送路からの戻り光の強度が小さくなるようにフィードバック制御することにより、光ファイバ１２及び光ファイバ伝送路での特性変化（経時変化や温度変化など）に追従することができる。

換言すると、本実施形態の光ファイバ伝送システム４０は、ＳＢＳ抑圧の動的制御を行う光送信器２６（図６）を用いたＷＤＭ伝送システムである。光ファイバ伝送路の戻り光から波長分波器４１により各チャネルのＳＢＳ散乱光を抽出し、各々パワーモニタ２４によりその強度をモニタする。光ファイバ伝送システム４０によれば、パワーモニタ２２，２４から各チャネルの光送信器毎に光増幅器１１を制御することにより、ＳＢＳの効果的な低減を実現できるので、良好な伝送品質が得られる。なお、具体的な制御方法は図６の説明に準ずる。

図９は、本発明に係る光ファイバ伝送システムの第三実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１及び図７と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。

本実施形態の光ファイバ伝送システム５０は、それぞれが互いに波長の異なるレーザ光を出力するＮ個の光源１３と、Ｎ個の光源１３から出力されたレーザ光のそれぞれにデータ変調を施して信号光として出力するＮ個の変調器１４と、Ｎ個の変調器１４から出力されたＮ個の信号光を多重化する波長多重部３１と、波長多重部３１の出力側に設けられたＳＢＳ抑圧装置１０と、ＳＢＳ抑圧装置１０から出力された信号光を増幅して光ファイバ伝送路へ出力する光増幅器１５とを備えたものである。

各光源１３から出力された波長の異なる複数のレーザ光は、それぞれ変調器１４でデータ変調を受けて信号光となる。各信号光は、波長多重部３１で多重化され、光増幅器１５で増幅された後に、光ファイバ伝送路へ出力される。各信号光は、ＳＢＳ抑圧装置１０によってスペクトル幅が拡大されることにより、光ファイバ伝送路でＳＢＳが抑えられるので、十分な入射パワーにすることができる。

換言すると、本実施形態の光ファイバ伝送システム５０は、ＷＤＭ信号状態でＳＢＳ抑圧を行うものである。各チャネルの偏重信号を波長多重部３１で合波した後に、光増幅器１１でＷＤＭ信号を一括増幅し、光ファイバ１２へ出力する。多重化された各チャネルの信号光は、光ファイバ１２でＳＰＭを受けることでスペクトル幅に広がりを生じ、光増幅器１５で所定の強度まで増幅された後、光ファイバ伝送路へと出力される。光ファイバ伝送システム５０によれば、ＳＢＳ抑圧装置１０が一個で良いので、簡易な構成でＳＰＭによるＳＢＳ抑圧効果が実現できる。

本発明に係るＳＢＳ抑圧装置の第一実施形態を示すブロック図である。 図１のＳＢＳ抑圧装置におけるＳＰＭ前後の信号光を示し、図２［１］はＳＰＭ前の信号光スペクトル、図２［２］はＳＰＭ前の信号光波形、図２［３］はＳＰＭ後の信号光スペクトル、図２［４］はＳＰＭ後の信号光波形である。 図１のＳＢＳ抑圧装置の効果を示すグラフである。 本発明に係るＳＢＳ抑圧装置の第二実施形態を示すブロック図である。 本発明に係るＳＢＳ抑圧装置の第三実施形態を示すブロック図である。 本発明に係るＳＢＳ抑圧装置の第四実施形態を示すブロック図である。 本発明に係る光ファイバ伝送システムの第一実施形態を示すブロック図である。 本発明に係る光ファイバ伝送システムの第二実施形態を示すブロック図である。 本発明に係る光ファイバ伝送システムの第三実施形態を示すブロック図である。

符号の説明

１０，１０’，１０''，２０ ＳＢＳ抑圧装置
１１ 光増幅器
１２ 光ファイバ（スペクトル幅拡大用光ファイバ）
１３ 光源
１４ 変調器
１５ 光増幅器（第二光増幅器）
１６，１６’，１６''，２６ 光送信器
２１ 光カプラ（第一戻り光検出手段）
２２ パワーモニタ（第一戻り光検出手段）
２３ 光カプラ（第二戻り光検出手段）
２４ パワーモニタ（第二戻り光検出手段）
２５ 制御回路（制御手段）
３０，４０，５０ 光ファイバ伝送システム
３１ 波長多重部
４１ 波長分波器

Claims (8)

1. 光ファイバ伝送路の送信側に設けられる誘導ブリルアン散乱抑圧装置であって、信号光を増幅する光増幅器と、この光増幅器で増幅された信号光を自己位相変調によりスペクトル幅を広げて前記光ファイバ伝送路へ出力するスペクトル幅拡大用光ファイバと、を備えた誘導ブリルアン散乱抑圧装置。
2. 前記光増幅器は、前記スペクトル幅拡大用光ファイバにおいて一定の前記自己位相変調が発生する強度以上かつ一定の誘導ブリルアン散乱が発生する強度以下に前記信号光を増幅する、
   請求項１記載の誘導ブリルアン散乱抑圧装置。
3. 前記スペクトル幅拡大用光ファイバは分散シフト光ファイバである、
   請求項１又は２記載の誘導ブリルアン散乱抑圧装置。
4. 前記スペクトル幅拡大用光ファイバは正分散シフト光ファイバと負分散シフト光ファイバとを直列接続したものである、
   請求項１又は２記載の誘導ブリルアン散乱抑圧装置。
5. 前記スペクトル幅拡大用光ファイバからの戻り光を検出する第一戻り光検出手段と、
   前記光ファイバ伝送路からの戻り光の強度を検出する第二戻り光検出手段と、
   前記第一戻り光検出手段で検出された戻り光の強度が一定値以下になるように前記光増幅器の出力レベルの上限値を設定するとともに、前記第二戻り光検出手段で検出された戻り光の強度が一定値以下になるように前記光増幅器の出力レベルを上げる制御手段と、
   を更に備えた請求項１乃至４のいずれかに記載の誘導ブリルアン散乱抑圧装置。
6. それぞれが互いに波長の異なるレーザ光を出力する複数の光源と、これらの光源から出力されたレーザ光のそれぞれにデータ変調を施して信号光として出力する複数の変調器と、これらの変調器のそれぞれの出力側に設けられた複数の請求項１乃至５のいずれかに記載の誘導ブリルアン散乱抑圧装置と、これらの誘導ブリルアン散乱抑圧装置から出力された複数の信号光を多重化する波長多重部と、この波長多重部で多重化された複数の信号光を増幅して光ファイバ伝送路へ出力する第二光増幅器と、を備えた光ファイバ伝送システム。
7. それぞれが互いに波長の異なるレーザ光を出力する複数の光源と、これらの光源から出力されたレーザ光のそれぞれにデータ変調を施して信号光として出力する複数の変調器と、これらの変調器のそれぞれの出力側に設けられた複数の請求項５記載の誘導ブリルアン散乱抑圧装置と、これらの誘導ブリルアン散乱抑圧装置から出力された複数の信号光を多重化する波長多重部と、この波長多重部で多重化された複数の信号光を増幅して光ファイバ伝送路へ出力する第二光増幅器と、を備えた光ファイバ伝送システムであって、
   前記光ファイバ伝送路からの戻り光を波長ごとに分波して、当該波長に対応する前記誘導ブリルアン散乱抑圧装置の前記第二戻り光検出手段へ出力する波長分波器を、
   更に備えた光ファイバ伝送システム。
8. それぞれが互いに波長の異なるレーザ光を出力する複数の光源と、これらの光源から出力されたレーザ光のそれぞれにデータ変調を施して信号光として出力する複数の変調器と、これらの変調器から出力された複数の信号光を多重化する波長多重部と、この波長多重部変調器の出力側に設けられた請求項１乃至５のいずれかに記載の誘導ブリルアン散乱抑圧装置と、この誘導ブリルアン散乱抑圧装置から出力された信号光を増幅して光ファイバ伝送路へ出力する第二光増幅器と、を備えた光ファイバ伝送システム。

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