JP2006253782A - Optical fiber communication system using distribution amplification - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光信号を、伝送路であるところの市中に敷設した光ファイバ中で光増幅する分布ラマン増幅システムに関する。 The present invention relates to a distributed Raman amplification system that optically amplifies an optical signal in an optical fiber laid in a city as a transmission path.
波長多重(WDM)の光ファイバ通信システムで用いられる従来技術の分布ラマン増幅システム(DRAシステム)の構成例を図17に示す。図17(a)が後方励起DRAの場合、また、図17(b)が双方向励起DRAの場合である。なお、図面には、説明に関係する箇所のみに符号を付した。 FIG. 17 shows a configuration example of a conventional distributed Raman amplification system (DRA system) used in a wavelength division multiplexing (WDM) optical fiber communication system. FIG. 17A shows the case of backward excitation DRA, and FIG. 17B shows the case of bidirectional excitation DRA. In the drawings, only portions related to the description are denoted by reference numerals.
図17(a)の後方励起DRAの場合には、伝送路光ファイバ2であるところの市中に敷設した光ファイバを、信号光伝播方向に関して下流の線形中継器22の励起光源220から発した励起光で励起し、ラマン増幅作用により、WDM信号光を分布的に増幅している。線形中継器21は、前記信号光を集中的に増幅する光増幅部210、前記励起光を発出する励起光源211、前記励起光を信号光と合波する合波器212を備える。
In the case of the backward pumping DRA of FIG. 17A, an optical fiber laid in the city as the transmission line
また、光増幅部210は、前段および後段のエルビウム添加ファイバ増幅器(EDFA)であるEDFA213、214およびそれらEDFA213、214の間に設置した利得等化器215を有する。利得等化器215の損失スペクトル形状は、前記ラマン増幅のラマン利得およびEDFA213、214の利得スペクトルによって決まり、その利得スペクトルを等化する。
The optical
下流の線形中継器22も線形中継器21と同じ構成を有する。また、線形中継器21は光送信器であってもよく、線形中継器22は光受信器であってもよい。 The downstream linear repeater 22 has the same configuration as the linear repeater 21. The linear repeater 21 may be an optical transmitter, and the linear repeater 22 may be an optical receiver.
一方、図17(b)の双方向励起DRAの場合には、前記後方励起DRAの場合に加え、線形中継器23は、伝送路光ファイバ2を前方から励起するための励起光を発する励起光源230と、その励起光と信号光とを合波する合波器231を備える。
On the other hand, in the case of the bidirectional pumping DRA in FIG. 17B, in addition to the backward pumping DRA, the
また、線形中継器23の光増幅部232は、前記後方励起のラマン利得および後方励起のラマン利得のスペクトルに応じた正味の利得スペクトルを有する。
The optical amplifying unit 232 of the
その利得スペクトルは、光増幅部232内に設置した、前段および後段のEDFA233、234の利得、およびそれらEDFA233、234の間に設置した利得等化器235の損失で決まる。また、下流の線形中継器24も線形中継器23と同じ構成を有する。
The gain spectrum is determined by the gains of the front and
一般的な長距離中継システムでは、各区間の伝送路損失に応じて、前記後方励起DRAを用いるか、または、前記双方励起DRAを用いるかが決まる。 In a general long-distance relay system, whether to use the backward pumping DRA or the dual pumping DRA is determined according to the transmission path loss in each section.
図17に示した従来技術によれば、後方励起DRAを用いる区間では、EDFA213、214と利得等化器215とが必要であり、また、双方向励起DRAを用いる区間では、EDFA233、234と利得等化器235が必要である。このときに、EDFA213、214とEDFA233、234とはそれぞれ種別の異なるEDFAである。
According to the prior art shown in FIG. 17, the
ところが、一般に、EDFAは高価であり、また、制御が複雑であるため、その種別が多いことは好ましくない。すなわち、従来技術の光ファイバ通信システムは、その用いるEDFAに依存して、高価かつ制御が複雑であるという欠点を有する。 However, in general, since EDFA is expensive and complicated in control, it is not preferable that there are many types. That is, the prior art optical fiber communication system has the disadvantage that it is expensive and complicated to control depending on the EDFA used.
本発明は、このような背景の下に行われたものであって、EDFAの種別を増やすことなくシステムが構築でき、高価かつ制御が複雑であるという従来技術の欠点を回避することができる光ファイバ通信システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made under such a background, and it is possible to construct a system without increasing the number of types of EDFA, and to avoid the disadvantages of the prior art that it is expensive and complicated to control. An object is to provide a fiber communication system.
本発明は、信号光伝播方向に関し上流の線形中継器と、信号光伝播方向に関し下流の線形中継器と、前記上流の線形中継器から前記下流の線形中継器に伝播する信号光をラマン増幅する伝送路光ファイバと、前記上流の線形中継器または前記下流の線形中継器に設置した前記伝送路光ファイバを信号光伝播方向と同じ方向から励起する励起光を発出する励起光源とを備えた光ファイバシステムである。 The present invention Raman-amplifies signal light propagating from the upstream linear repeater to the downstream linear repeater, upstream linear repeater with respect to the signal light propagation direction, downstream linear repeater with respect to the signal light propagation direction, and Light comprising: a transmission path optical fiber; and a pumping light source that emits pumping light that pumps the transmission path optical fiber installed in the upstream linear repeater or the downstream linear repeater from the same direction as the signal light propagation direction. It is a fiber system.
ここで、本発明の特徴とするところは、信号光のラマン利得スペクトルから決まる損失スペクトルを有する第一の利得等化器を備えたところにある。 Here, a feature of the present invention is that a first gain equalizer having a loss spectrum determined from the Raman gain spectrum of the signal light is provided.
これによれば、従来技術の後方励起DRA構成区間で用いられるEDFAを、双方向励起DRA構成でそのまま用いることができるので、EDFAの種別を増やすことなくシステムが構築でき、高価かつ制御が複雑であるという従来技術の光ファイバ通信システムの欠点を回避できる。 According to this, since the EDFA used in the backward pumping DRA configuration section of the prior art can be used as it is in the bidirectional pumping DRA configuration, a system can be constructed without increasing the type of EDFA, and it is expensive and complicated to control. The disadvantage of the prior art optical fiber communication system can be avoided.
本発明をさらに詳細に説明すると、例えば、前記第一の利得等化器は、dB単位で表した損失スペクトルが、dB単位で表した前記ラマン利得スペクトルから波長無依存の一定値を引いた形状である。 The present invention will be described in more detail. For example, the first gain equalizer has a shape in which a loss spectrum expressed in dB is obtained by subtracting a wavelength-independent constant value from the Raman gain spectrum expressed in dB. It is.
あるいは、前記上流の線形中継器には、前記伝送路光ファイバ中での信号光の非線形性から決まるファイバ入力信号光パワースペクトルで定まる損失スペクトル形状を有する第二の利得等化器を備え、前記下流の線形中継器には、前記第一の利得等化器を備えることができる。 Alternatively, the upstream linear repeater includes a second gain equalizer having a loss spectrum shape determined by a fiber input signal light power spectrum determined by nonlinearity of signal light in the transmission line optical fiber, The downstream linear repeater can include the first gain equalizer.
あるいは、前記上流の線形中継器には、前記第二の利得等化器を備え、前記下流の線形中継器には、dB単位で表した前記第一の利得等化器の損失スペクトルからdB単位で表した前記第二の利得等化器の損失スペクトルを引き、さらに波長無依存の一定値を引いた損失スペクトル形状有する第三の利得等化器を備えることができる。 Alternatively, the upstream linear repeater includes the second gain equalizer, and the downstream linear repeater has a dB unit from the loss spectrum of the first gain equalizer expressed in dB unit. A third gain equalizer having a loss spectrum shape obtained by subtracting the loss spectrum of the second gain equalizer expressed by the following formula and further subtracting a constant value independent of the wavelength can be provided.
あるいは、前記線形中継器には、前記第一の利得等化器を備え、この第一の利得等化器の下流には、信号光の分岐器と、この分岐器に接続されたdB単位で表した前記第一の利得等化器の損失スペクトルを上下反転したスペクトル形状を有する第一の光フィルタと、この第一の光フィルタに接続された受光器とを備えることができる。 Alternatively, the linear repeater includes the first gain equalizer, and downstream of the first gain equalizer is a signal light splitter and a unit of dB connected to the splitter. A first optical filter having a spectral shape obtained by vertically inverting the loss spectrum of the first gain equalizer shown above, and a light receiver connected to the first optical filter can be provided.
あるいは、前記線形中継器には、前記第二の利得等化器を備え、この第二の利得等化器の下流には、信号光の分岐器と、この分岐器に接続されたdB単位で表した前記第二の利得等化器の損失スペクトルを上下反転したスペクトル形状を有する第二の光フィルタと、この第二の光フィルタに接続された受光器とを備えることができる。 Alternatively, the linear repeater includes the second gain equalizer, and downstream of the second gain equalizer is a signal light splitter and a unit of dB connected to the splitter. A second optical filter having a spectral shape obtained by vertically inverting the loss spectrum of the second gain equalizer shown above, and a light receiver connected to the second optical filter can be provided.
あるいは、前記線形中継器には、前記第三の利得等化器を備え、この第三の利得等化器の下流には、信号光の分岐器と、この分岐器に接続されたdB単位で表した前記第三の利得等化器の損失スペクトルを上下反転したスペクトル形状を有する第三の光フィルタと、この第三の光フィルタに接続された受光器とを備えることができる。 Alternatively, the linear repeater includes the third gain equalizer, and downstream of the third gain equalizer is a signal light splitter and a unit of dB connected to the splitter. A third optical filter having a spectral shape obtained by inverting the loss spectrum of the third gain equalizer shown above and a light receiver connected to the third optical filter can be provided.
あるいは、前記線形中継器には、監視光を信号光と分波する分波器と、この分波器に接続した監視光受光器と、予め定められたチャネルパワーが記録されたチャネルパワー参照表と、この監視光受光器で得た信号光のチャネル情報および前記チャネルパワー参照表に基づいて前記上流または下流の線形中継器のチャネルパワーを制御する制御回路とを備えることができる。 Alternatively, the linear repeater includes a demultiplexer for demultiplexing the monitoring light from the signal light, a monitoring light receiver connected to the demultiplexer, and a channel power reference table in which a predetermined channel power is recorded. And a control circuit for controlling the channel power of the upstream or downstream linear repeater based on the channel information of the signal light obtained by the monitoring light receiver and the channel power reference table.
また、前記上流の線形中継器に代えて光送信器を備え、前記下流の線形中継器に代えて光受信器を備えることもできる。 Further, an optical transmitter may be provided instead of the upstream linear repeater, and an optical receiver may be provided instead of the downstream linear repeater.
本発明によれば、従来技術の後方励起DRA構成区間で用いられるEDFAを、双方向励起DRA構成区間でそのまま用いることができるので、EDFAの種別を増やすことなくシステムが構築でき、高価かつ制御が複雑であるという従来技術の光ファイバ通信システムの欠点が回避できる。 According to the present invention, since the EDFA used in the backward pumping DRA configuration section of the prior art can be used as it is in the bidirectional pumping DRA configuration section, the system can be constructed without increasing the type of EDFA, and it is expensive and controllable. The disadvantages of the prior art fiber optic communication systems that are complex can be avoided.
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。なお、図面では、説明に関係する箇所のみに符号を付した。また、従来技術の利得等化器と本発明の利得等化器とを区別するために従来技術の利得等化器については(従来の)という説明を図中に加えた。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, only portions related to the description are denoted by reference numerals. Further, in order to distinguish between the gain equalizer of the prior art and the gain equalizer of the present invention, the description of the (conventional) gain equalizer of the prior art is added to the drawing.
(第一実施例)
本発明第一実施例の光ファイバ通信システムを図1ないし図3を参照して説明する。図1は第一実施例の光ファイバ通信システムの構成図である。第一実施例は、図1に示すように、信号光伝播方向に関し上流の線形中継器1と、信号光伝播方向に関し下流の線形中継器3と、上流の線形中継器1から下流の線形中継器3に伝播する信号光をラマン増幅する伝送路光ファイバ2と、上流の線形中継器1または下流の線形中継器3に設置した伝送路光ファイバ2を信号光伝播方向と同じ方向から励起する励起光を発出する励起光源25とを備えた光ファイバ通信システムであって、信号光のラマン利得スペクトルから決まる損失スペクトルを有する第一の利得等化器26を備えたことを特徴とする。
(First Example)
An optical fiber communication system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram of the optical fiber communication system of the first embodiment. As shown in FIG. 1, the first embodiment has a
なお、第一の利得等化器26は、dB単位で表した損失スペクトルが、dB単位で表した前記ラマン利得スペクトルから波長無依存の一定値を引いた形状である。
The
図1に示す双方向励起DRAを用いた第一実施例の光ファイバ通信システムの構成は、図17(b)の従来技術の双方向励起DRAを用いた構成と類似した構成を有するが、それとは、以下の点が主に異なる。すなわち、本実施例の線形中継器1の光増幅部27は、図17(a)の従来技術の前方励起DRAを用いた構成で用いられるEDFA213、214と同じ種別のEDFAを用いている。また、光増幅部27は、従来技術の利得等化器215に加えて、新たな第一の利得等化器26を有する。
The configuration of the optical fiber communication system of the first embodiment using the bidirectional pumping DRA shown in FIG. 1 has a configuration similar to the configuration using the bidirectional pumping DRA of the prior art of FIG. Differ mainly in the following points. That is, the
図2(a)は、本実施例における典型的なdB単位で表した前方ラマン利得スペクトルを示している。伝送路光ファイバは分散シフトファイバ(DSF)、信号光帯域はL帯(概略1570〜1610nm)、励起光波長は、概略1440nmである。また、図2(b)は、本実施例における典型的な入力信号光スペクトルを示している。短波長域の信号光パワーの方が、長波長域の信号光パワーより低く設定されている。これは、短波長域の方が、DSFのゼロ分散波長域(1550nm近傍)に近く、非線形性が強く、信号品質劣化が顕著になるためである。 FIG. 2 (a) shows a typical forward Raman gain spectrum expressed in dB in this embodiment. The transmission line optical fiber is a dispersion shifted fiber (DSF), the signal light band is L band (approximately 1570 to 1610 nm), and the pumping light wavelength is approximately 1440 nm. FIG. 2B shows a typical input signal light spectrum in this embodiment. The signal light power in the short wavelength region is set lower than the signal light power in the long wavelength region. This is because the shorter wavelength region is closer to the zero dispersion wavelength region (near 1550 nm) of the DSF, the nonlinearity is stronger, and the signal quality is significantly deteriorated.
図3は、本実施例におけるdB単位で表した光部品損失スペクトルを示している。その光部品とは、合波器28および第一の利得等化器26である。また、図3に、合波器28および第一の利得等化器26の損失スペクトルの和を示している。第一の利得等化器26の損失スペクトルは、前記損失スペクトルの和が、図2(a)に示したラマン利得スペクトルに等しくなるように設定される。すなわち、第一の利得等化器26の損失スペクトルは、前記ラマン利得スペクトルから、合波器28の損失スペクトルを引いたものである。また、一般的に、合波器28の損失スペクトルは、図3に示したように波長無依存である。
FIG. 3 shows an optical component loss spectrum expressed in dB unit in this embodiment. The optical components are a
上記図3の光部品損失スペクトルを用いれば、図17(a)の後方励起DRAの構成で用いられたEDFA213、214および利得等化器215と、本実施例で新たに設置した第一の利得等化器26とを用いて、双方向励起DRAの構成における利得スペクトルの等化を行うことができる。すなわち、図17(a)と図1とを比較すると、前方励起DRAのラマン利得スペクトルと、合波器28および第一の利得等化器26の損失スペクトルとの和が釣り合っている。ただし、伝送路光ファイバ2の損失値のばらつきは、一般的に、別途、線形中継器1内に設置した、可変減衰器の損失値調整で補うことができる。
If the optical component loss spectrum shown in FIG. 3 is used, the
上記のように、本実施例によれば、従来技術の後方励起DRA構成区間で用いられるEDFAを双方向励起DRA構成でそのまま用いることができるので、EDFAの種別を増やすことなくシステムが構築でき、高価かつ制御が複雑であるという従来技術の光ファイバ通信システムの欠点を回避できる。 As described above, according to the present embodiment, since the EDFA used in the backward pumping DRA configuration section of the prior art can be used as it is in the bidirectional pumping DRA configuration, the system can be constructed without increasing the types of EDFAs. The disadvantage of the prior art optical fiber communication system, which is expensive and complicated to control, can be avoided.
(第二実施例)
第二実施例の光ファイバ通信システムを図4を参照して説明する。図4は第二実施例の光ファイバ通信システムの構成を示す図である。図1の第一実施例の構成と類似した構成を有するが、それとは、以下の点が主に異なる。すなわち、本実施例では、第一の利得等化器51を後段のEDFA50の前ではなく後に設置している。
(Second embodiment)
The optical fiber communication system of the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the optical fiber communication system of the second embodiment. 1 has a configuration similar to that of the first embodiment shown in FIG. 1, except for the following points. That is, in the present embodiment, the
したがって、本実施例の光増幅部52の構成は、図17(a)に示した従来技術の後方励起DRAにおける光増幅部210の構成と同じになり、従来技術と同じ光増幅部の制御回路を用いることができるという利点がある。ただし、光増幅部の後段に、損失を有する光部品を設置しているため、線形中継器5の出力が、第一実施例に比べ低下する。これは、光増幅部52の出力が、主にEDFA50の出力で決まっており、第一実施例と第二実施例とでは、EDFA50の出力は大差がないからである。
Therefore, the configuration of the optical amplifying unit 52 of the present embodiment is the same as the configuration of the
第一実施例と同様に、本実施例によれば、従来技術の後方励起DRA構成区間で用いられるEDFAを、双方向励起DRA構成でそのまま用いることができるので、EDFAの種別を増やすことなくシステムが構築でき、高価かつ制御が複雑であるという従来技術の光ファイバ通信システムの欠点を回避できる。 Similar to the first embodiment, according to this embodiment, since the EDFA used in the backward pumping DRA configuration section of the prior art can be used as it is in the bidirectional pumping DRA configuration, the system can be used without increasing the type of EDFA. Therefore, it is possible to avoid the disadvantages of the prior art optical fiber communication system that is expensive and complicated to control.
(第三実施例)
本発明第三実施例の光ファイバ通信システムを図5ないし図7を参照して説明する。図5は第三実施例の光ファイバ通信システムの構成図である。第三実施例は、図5に示すように、上流の線形中継器8には伝送路光ファイバ2中での信号光の非線形性から決まるファイバ入力信号光パワースペクトルで定まる損失スペクトル形状を有する第二の利得等化器80を備え、下流の線形中継器9には、第一の利得等化器90を備える。
(Third embodiment)
An optical fiber communication system according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a block diagram of the optical fiber communication system of the third embodiment. In the third embodiment, as shown in FIG. 5, the upstream linear repeater 8 has a loss spectrum shape determined by the fiber input signal light power spectrum determined by the nonlinearity of the signal light in the transmission line
図5に示す第三実施例の光ファイバ通信システムの構成は、図1の第一実施例の構成と類似した構成を有するが、それとは、以下の点が主に異なる。すなわち、本実施例では、伝送路光ファイバ2の区間は後方励起DRAを、また、伝送路光ファイバ4の区間は双方向励起DRAを用いている。したがって、伝送路光ファイバ2への入力信号光パワースペクトルは平坦であり、伝送路光ファイバ4への入力信号光パワースペクトルは、図2(b)に示したスペクトルである。
The configuration of the optical fiber communication system of the third embodiment shown in FIG. 5 has a configuration similar to the configuration of the first embodiment of FIG. 1, except for the following points. That is, in this embodiment, the section of the transmission line
そのため、本実施例では、線形中継器8の光増幅部81内に、新たな第二の利得等化器80を設置している。図6は、第二の利得等化器80の損失スペクトルを示している。その損失スペクトルは、短波長域で高い損失値、また、長波長域で低い損失値を有し、図2(b)の入力信号光パワースペクトルを上下反転した形状を有する。したがって、平坦な伝送路光ファイバ4への入力信号光パワースペクトルが得られる。図7に、その入力信号光パワースペクトルを示す。
Therefore, in this embodiment, a new
したがって、本実施例によれば、従来技術の後方励起DRA構成区間で用いられるEDFAを、双方向励起DRA構成区間でそのまま用いることができるので、EDFAの種別を増やすことなくシステムが構築でき、高価かつ制御が複雑であるという従来技術の光ファイバ通信システムの欠点を回避できる。 Therefore, according to the present embodiment, since the EDFA used in the backward pumping DRA configuration section of the prior art can be used as it is in the bidirectional pumping DRA configuration section, a system can be constructed without increasing the type of EDFA, and it is expensive. In addition, the disadvantages of the prior art optical fiber communication system that the control is complicated can be avoided.
(第四実施例)
本発明第四実施例の光ファイバ通信システムを図7および図8を参照して説明する。図8は第四実施例の光ファイバ通信システムの構成を示す図である。
(Fourth embodiment)
An optical fiber communication system according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the optical fiber communication system of the fourth embodiment.
図8に示す第四実施例の光ファイバ通信システムの構成は、図5の第三実施例の構成と類似した構成を有するが、それとは、以下の点が主に異なる。すなわち、第三実施例では、線形中継器8内に第二の利得等化器80を用いて、伝送路光ファイバ4の入力において、正確な信号光パワースペクトルを得ている。一方、第四実施例では、線形中継器12内に第一の利得等化器120を用いて、伝送路光ファイバ4の入力において、近似的な信号光パワースペクトルを得ている。
The configuration of the optical fiber communication system according to the fourth embodiment shown in FIG. 8 has a configuration similar to that of the third embodiment shown in FIG. 5, except for the following points. That is, in the third embodiment, an accurate signal light power spectrum is obtained at the input of the transmission line optical fiber 4 by using the
図3に示したように、第一の利得等化器120は、ラマン利得スペクトルと同じスペクトル形状を有するが、これは、図6に示した第二の利得等化器80のスペクトル形状と異なる。
As shown in FIG. 3, the
しかしながら、第一の利得等化器120と第二の利得等化器80の損失スペクトルは、互いに似た特徴を有する。すなわち、図3および図6に示したように、両者スペクトルは、長波長域に比べ、短波長域でより大きな損失を有する。
However, the loss spectra of the
図7は、本実施例における入力信号光パワースペクトルを示す。同図に示した第三実施例の入力信号光パワースペクトルと比べると、両者は良い相関を示している。したがって、全信号光波長域にわたり、概略良好な信号品質を得ることができる。 FIG. 7 shows an input signal light power spectrum in this embodiment. Compared with the input signal light power spectrum of the third embodiment shown in the figure, both show a good correlation. Therefore, generally good signal quality can be obtained over the entire signal light wavelength range.
本実施例の利点は、第三実施例では、前方励起DRAを用いることにより必要とされる利得等化器の種別が、第二の利得等化器80と第一の利得等化器90の2つであったが、本実施例では、必要とされる利得等化器の種別が、第一の利得等化器(120、130)の1つで済むことである。したがって、安価かつシンプルな光ファイバ通信システムを構築できる。
The advantage of this embodiment is that in the third embodiment, the types of gain equalizers required by using the forward excitation DRA are the
したがって、本実施例によれば、従来技術の後方励起DRA構成区間で用いられるEDFAを、双方向励起DRA構成区間でそのまま用いることができるので、EDFAの種別を増やすことなくシステムが構築でき、高価かつ制御が複雑であるという従来技術の光ファイバ通信システムの欠点を回避できる。 Therefore, according to the present embodiment, since the EDFA used in the backward pumping DRA configuration section of the prior art can be used as it is in the bidirectional pumping DRA configuration section, a system can be constructed without increasing the type of EDFA, and it is expensive. In addition, the disadvantages of the prior art optical fiber communication system that the control is complicated can be avoided.
(第五実施例)
本発明第五実施例の光ファイバ通信システムを図9および図10を参照して説明する。図9は第五実施例の光ファイバ通信システムの構成を示す図である。
(Fifth embodiment)
An optical fiber communication system according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the optical fiber communication system of the fifth embodiment.
第五実施例は、図9に示すように、上流の線形中継器15には、第二の利得等化器150を備え、下流の線形中継器16には、dB単位で表した第一の利得等化器の損失スペクトルからdB単位で表した第二の利得等化器の損失スペクトルを引き、さらに波長無依存の一定値を引いた損失スペクトル形状有する第三の利得等化器160を備える。
In the fifth embodiment, as shown in FIG. 9, the upstream linear repeater 15 includes a
図9に示す第五実施例の光ファイバ通信システムの構成は、図5の第三実施例の構成と類似した構成を有するが、それとは、以下の点が主に異なる。すなわち、第三実施例では、伝送路光ファイバ10は前方励起DRAを用いた区間であるが、本実施例では、伝送路光ファイバ10は前方励起DRAを用いない区間である。すなわち、本実施例では、線形中継器16内に前方励起DRA用の励起光源および合波器を設置しない。
The configuration of the optical fiber communication system of the fifth embodiment shown in FIG. 9 has a configuration similar to the configuration of the third embodiment of FIG. 5, except for the following points. That is, in the third embodiment, the transmission line
そこで、本実施例では、線形中継器16内に、新規な第三の利得等化器160を用いる。図10(a)は、本実施例における損失スペクトル合成特性を示している。図10(a)には、第一の利得等化器の損失スペクトル(1)、第二の利得等化器の損失スペクトルを上下反転させたもの(2)、およびそれら(1)と(2)の和((1)+(2))が示されている。ここで、(2)は前方励起DRAのラマン利得スペクトルの波長無依存成分を除いたものであることに注意が必要である。図10(b)は、第三の利得等化器160の損失スペクトルを示しているが、それは、図10(a)に示した(1)と(2)の和から、波長無依存成分を差し引いたものである。
Therefore, in this embodiment, a new
別の見方をすると、第三の利得等化器160の損失スペクトルは、第一の利得等化器の損失スペクトルから、第二の利得等化器の損失スペクトルを引き、さらに波長無依存成分を差し引いたものである。
From another viewpoint, the loss spectrum of the
線形中継器15への入力信号光スペクトルは平坦であり、第三の利得等化器160が、第二の利得等化器150の損失スペクトル、および伝送路光ファイバ4内での前方励起DRAによるラマン利得スペクトルを打ち消す損失スペクトル形状を有しているため、伝送路光ファイバ10における入力信号光スペクトルは平坦となる。すなわち、伝送路光ファイバ10における信号光の伝送が最適な条件で行われる。
The input signal light spectrum to the linear repeater 15 is flat, and the
したがって、本実施例によれば、従来技術の後方励起DRA構成区間で用いられるEDFAを、双方向励起DRA構成区間でそのまま用いることができるので、EDFAの種別を増やすことなくシステムが構築でき、高価かつ制御が複雑であるという従来技術の光ファイバ通信システムの欠点を回避できる。 Therefore, according to the present embodiment, since the EDFA used in the backward pumping DRA configuration section of the prior art can be used as it is in the bidirectional pumping DRA configuration section, a system can be constructed without increasing the type of EDFA, and it is expensive. In addition, the disadvantages of the prior art optical fiber communication system that the control is complicated can be avoided.
(第六実施例)
本発明第六実施例の光ファイバ通信システムを図11ないし図15を参照して説明する。図11は第六実施例の光ファイバ通信システムの構成を示す図である。
(Sixth embodiment)
An optical fiber communication system according to the sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a diagram showing the configuration of the optical fiber communication system of the sixth embodiment.
第六実施例は、図11に示すように、線形中継器18には、第一の利得等化器180を備え、この第一の利得等化器180の下流には、信号光の分岐器181と、この分岐器181に接続されたdB単位で表した第一の利得等化器180の損失スペクトルを上下反転したスペクトル形状を有する第一の光フィルタ182と、この第一の光フィルタ182に接続された受光器183とを備える。
In the sixth embodiment, as shown in FIG. 11, the
あるいは、第一の利得等化器180に代えて第二の利得等化器(図示省略)を備え、第一の光フィルタ182に代えて、dB単位で表した第二の利得等化器の損失スペクトルを上下反転したスペクトル形状を有する第二の光フィルタ(図示省略)を備えることもできる。
Alternatively, a second gain equalizer (not shown) is provided instead of the
あるいは、第一の利得等化器180に代えて第三の利得等化器(図示省略)を備え、第一の光フィルタ182に代えて、dB単位で表した第三の利得等化器の損失スペクトルを上下反転したスペクトル形状を有する第三の光フィルタ(図示省略)を備えることもできる。
Alternatively, a third gain equalizer (not shown) is provided instead of the
図11に示す第六実施例の光ファイバ通信システムの構成は、図8の第四実施例の構成と類似した構成を有するが、それとは、以下の点が主に異なる。すなわち、第四実施例に比べ、本実施例では、線形中継器18内に、以下の部品を追加している。それらは、光増幅部184の後段に設置した分岐器181、その分岐器181に接続した光フィルタ182、その光フィルタ182に接続した受光器183である。ただし、受光器183を、光スペクトルアナライザ(光スペアナ)で置き換えてもよい。
The configuration of the optical fiber communication system of the sixth embodiment shown in FIG. 11 has a configuration similar to the configuration of the fourth embodiment of FIG. 8, except for the following points. That is, compared with the fourth embodiment, in this embodiment, the following parts are added in the
従来技術においても、分岐器181と受光器183とが、線形中継器18の制御のために用いられている。すなわち、分岐器181で信号光を分岐し、受光器183で受光した信号光レベルが所定の値になるように、線形中継器18の制御を行う。ただし、WDM信号光のパワースペクトルは、従来技術では平坦(波長によらず一定)とみなせる。したがって、WDM信号光の波長数がNで、信号光パワーがPstotであれば、1波長(または1チャネル)あたりの信号光パワーはPstot/Nである。
Also in the prior art, the branching
ところが、本実施例では、前述の実施例に示したように、双方向励起DRAを用いた伝送路への入力信号光パワースペクトルは、平坦ではない。 However, in this embodiment, as shown in the above-described embodiment, the input signal light power spectrum to the transmission line using the bi-directional pumping DRA is not flat.
図11中に記載した各ポイント(A〜D)における信号光スペクトルを図12に示した。ただし、スペクトル形状のみを示し、縦軸の信号光パワーは任意の値を有する。図12に示したように、ポイントA、C、Eにおけるスペクトルは平坦である。また、ポイントB、Dにおけるスペクトルは、前記前方励起DRAのラマン利得スペクトルを上下反転した形状を有する。また、図13は、光フィルタ182の損失スペクトルを示している。この損失スペクトルも前記ラマン利得スペクトルを上下反転した形状を有する。
The signal light spectrum at each point (A to D) described in FIG. 11 is shown in FIG. However, only the spectral shape is shown, and the signal light power on the vertical axis has an arbitrary value. As shown in FIG. 12, the spectra at points A, C, and E are flat. The spectra at points B and D have a shape obtained by vertically inverting the Raman gain spectrum of the forward excitation DRA. FIG. 13 shows the loss spectrum of the
本実施例では、ポイントDにおける信号光スペクトルは、図12に示したように非平坦であるが、そのポイントDを通過し、光フィルタ182を通過した信号光は、ポイントEにおいて平坦なスペクトルを有する。これは、ポイントDにおける信号光が、光フィルタ182により、前記ラマン利得に応じ、長波長域の信号光ほど大きな損失を受けるように減衰されるからである。
In this embodiment, the signal light spectrum at the point D is non-flat as shown in FIG. 12, but the signal light passing through the point D and passing through the
上記のように、本実施例では受光器183に入射するWDM信号光が、平坦なパワースペクトルを有するので、前記従来技術と同様な線形中継器18の制御が可能となった。すなわち、受光器183で受光したWDM信号光の波長数がNで、信号光パワーがPstotであれば、1波長(または1チャネル)あたりの信号光パワーはPstot/Nである。そこで、その受光信号光パワーが所定の値になるように、線形中継器18の制御を行う。また、受光器183の代わりに光スペアナを用いた場合には、その光スペアナで測定した信号光スペクトルが平坦になるように、線形中継器18の制御を行う。
As described above, in this embodiment, the WDM signal light incident on the light receiver 183 has a flat power spectrum, so that the
以上をまとめると、線形中継器18内の利得等化器の種別が、図8の第四実施例と同じ場合に、光フィルタ182を用いて受光器183に入力する信号光のスペクトルを平坦にしている。一方、線形中継器18内の利得等化器の種別が、図5の第三実施例と同じ場合には、光フィルタ182に替えて、図14に示した損失スペクトルを有する第二の光フィルタを用いて、受光器183に入力する信号光のスペクトルを平坦にできる。
In summary, when the type of the gain equalizer in the
また、線形中継器18内に利得等化器の種別が、図9の第五実施例と同じ場合には、光フィルタ182に替えて、図15に示した損失スペクトルを有する第三の光フィルタを用いて、受光器183に入力する信号光のスペクトルを平坦にできる。
If the type of the gain equalizer in the
上記のように、本実施例によれば、従来技術の後方励起DRA構成区間で用いられるEDFAを、双方向励起DRA構成区間でそのまま用いることができるので、EDFAの種別を増やすことなくシステムが構築でき、高価かつ制御が複雑であるという従来技術の光ファイバ通信システムの欠点を回避できる。 As described above, according to the present embodiment, since the EDFA used in the backward pumping DRA configuration section of the prior art can be used as it is in the bidirectional pumping DRA configuration section, a system can be constructed without increasing the type of EDFA. And avoids the disadvantages of the prior art optical fiber communication systems that are expensive and complex to control.
(第七実施例)
本発明第七実施例の光ファイバ通信システムを図16を参照して説明する。図16は第七実施例の光ファイバ通信システムの構成を示す図である。
(Seventh embodiment)
An optical fiber communication system according to the seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a diagram showing the configuration of the optical fiber communication system of the seventh embodiment.
第七実施例は、図16に示すように、線形中継器20には、監視光(以下、OSC光という)を信号光と分波する分波器200と、この分波器200に接続したOSC光受光器201と、予め定められたチャネルパワーが記録されたチャネルパワー参照表202と、このOSC光受光器201で得た信号光のチャネル情報およびチャネルパワー参照表202に基づいて線形中継器20のチャネルパワーを制御する制御回路203とを備える。
In the seventh embodiment, as shown in FIG. 16, a
図16に示す第七実施例の光ファイバ通信システムの構成は、図1の第一実施例の構成と類似した構成を有するが、それとは、以下の点が主に異なる。すなわち、第一実施例に比べ、本実施例では、線形中継器20内に、以下の部品を追加している。それらは、光増幅部204の前段に設置したOSC光用の分波器200、その分波器200に接続したOSC光受光器201、チャネルパワー参照表202、線形中継器20の制御回路203である。ただし、OSC光は、WDM信号光に関するチャネル情報、すなわちチャネル数(波長数)、チャネル配置、チャネル毎の信号光パワーを上流の線形中継器から下流の線形中継器に送る。
The configuration of the optical fiber communication system of the seventh embodiment shown in FIG. 16 has a configuration similar to the configuration of the first embodiment of FIG. 1, except for the following points. That is, compared with the first embodiment, in this embodiment, the following parts are added in the
OSC光受光器201で得られたチャネル情報は、制御回路203に送られ、その制御回路203において、チャネルパワー参照表202と比較される。その後、制御回路203は、チャネルパワー参照表202で設定されたチャネルパワーが得られるように、線形中継器20、すなわち光増幅部204および励起光源205、206を制御する。ただし、OSC光は、従来技術においても、線形中継器の制御のために用いられるものである。従来技術においては、前述のように、WDM信号光のパワースペクトルが平坦に設定されているため、本実施例で行われるチャネルパワー参照表202に基づく制御は必要でない。
The channel information obtained by the OSC
上記の本実施例の制御は、具体的には以下のように行われる。例えば、WDM信号光が、1570nm近傍の2チャネルで、その2チャネルの線形中継器20の出力が、チャネルパワー参照表202でチャネルあたり−5dBmに設定されているとき、線形中継器20のトータル出力は、−2dBmになるように制御される。
Specifically, the control of the present embodiment is performed as follows. For example, when the WDM signal light has two channels near 1570 nm and the output of the two-channel
一方、WDM信号光が、1610nm近傍の2チャネルで、その2チャネルの線形中継器20の出力が、チャネルパワー参照表202でチャネルあたり−3dBmに設定されているとき、線形中継器20のトータル出力は、0dBmになるように制御される。このように、本実施例では、WDM信号光のパワーは、チャネル毎に異なる。
On the other hand, when the WDM signal light has two channels near 1610 nm and the output of the two-channel
上記のように、本実施例によれば、従来技術の後方励起DRA構成区間で用いられるEDFAを、双方向励起DRA構成区間でそのまま用いることができるので、EDFAの種別を増やすことなくシステムが構築でき、高価かつ制御が複雑であるという従来技術の光ファイバ通信システムの欠点を回避できる。 As described above, according to the present embodiment, since the EDFA used in the backward pumping DRA configuration section of the prior art can be used as it is in the bidirectional pumping DRA configuration section, a system can be constructed without increasing the type of EDFA. And avoids the disadvantages of the prior art optical fiber communication systems that are expensive and complex to control.
なお、上記実施例における上流の線形中継器を光送信器に置き換え、下流の線形中継器を光受信器に置き換えても上記実施例の説明を同様に適用することができる。 The description of the above embodiment can be similarly applied even if the upstream linear repeater in the above embodiment is replaced with an optical transmitter and the downstream linear repeater is replaced with an optical receiver.
本発明によれば、安価かつ制御が簡単な光ファイバ通信システムを構築することができる。 According to the present invention, it is possible to construct an optical fiber communication system that is inexpensive and easy to control.
1、3、5〜9、11〜20、21〜24 線形中継器
2、4、10 伝送路光ファイバ
25、205、211、220、230 励起光源
26、51、90、120、130、180 第一の利得等化器
27、52、81、184、204 210、232 光増幅部
28、212、231 合波器
50、213、214、233、234 EDFA
80、150 第二の利得等化器
160 第三の利得等化器
181 分岐器
182 光フィルタ
183 受光器
200 分波器
201 OSC光受光器
202 チャネルパワー参照表
203 制御回路
215、235 (従来の)利得等化器
1, 3, 5-9, 11-20, 21-24
80, 150
Claims (9)
信号光伝播方向に関し下流の線形中継器と、
前記上流の線形中継器から前記下流の線形中継器に伝播する信号光をラマン増幅する伝送路光ファイバと、
前記上流の線形中継器または前記下流の線形中継器に設置した前記伝送路光ファイバを信号光伝播方向と同じ方向から励起する励起光を発出する励起光源と
を備えた光ファイバ通信システムにおいて、
信号光のラマン利得スペクトルから決まる損失スペクトルを有する第一の利得等化器を備えた
ことを特徴とする光ファイバ通信システム。 An upstream linear repeater in the signal light propagation direction;
A linear repeater downstream in the signal light propagation direction;
A transmission line optical fiber for Raman amplification of signal light propagating from the upstream linear repeater to the downstream linear repeater;
In an optical fiber communication system comprising: an excitation light source that emits excitation light for exciting the transmission line optical fiber installed in the upstream linear repeater or the downstream linear repeater from the same direction as the signal light propagation direction;
An optical fiber communication system comprising a first gain equalizer having a loss spectrum determined from a Raman gain spectrum of signal light.
前記下流の線形中継器には、前記第一の利得等化器を備えた
請求項1記載の光ファイバ通信システム。 The upstream linear repeater includes a second gain equalizer having a loss spectrum shape determined by a fiber input signal light power spectrum determined by nonlinearity of signal light in the transmission line optical fiber,
The optical fiber communication system according to claim 1, wherein the downstream linear repeater includes the first gain equalizer.
前記下流の線形中継器には、dB単位で表した前記第一の利得等化器の損失スペクトルからdB単位で表した前記第二の利得等化器の損失スペクトルを引き、さらに波長無依存の一定値を引いた損失スペクトル形状有する第三の利得等化器を備えた
請求項1記載の光ファイバ通信システム。 The upstream linear repeater includes the second gain equalizer,
The downstream linear repeater is subtracted from the loss spectrum of the first gain equalizer expressed in dB from the loss spectrum of the first gain equalizer expressed in dB, and is wavelength independent. The optical fiber communication system according to claim 1, further comprising a third gain equalizer having a loss spectrum shape obtained by subtracting a constant value.
この第一の利得等化器の下流には、
信号光の分岐器と、
この分岐器に接続されたdB単位で表した前記第一の利得等化器の損失スペクトルを上下反転したスペクトル形状を有する第一の光フィルタと、
この第一の光フィルタに接続された受光器と
を備えた請求項1記載の光ファイバ通信システム。 The linear repeater includes the first gain equalizer,
Downstream of this first gain equalizer
A signal light splitter;
A first optical filter having a spectral shape obtained by vertically inverting the loss spectrum of the first gain equalizer expressed in dB connected to the splitter;
The optical fiber communication system according to claim 1, further comprising: a light receiver connected to the first optical filter.
この第二の利得等化器の下流には、
信号光の分岐器と、
この分岐器に接続されたdB単位で表した前記第二の利得等化器の損失スペクトルを上下反転したスペクトル形状を有する第二の光フィルタと、
この第二の光フィルタに接続された受光器と
を備えた請求項1記載の光ファイバ通信システム。 The linear repeater includes the second gain equalizer,
Downstream of this second gain equalizer
A signal light splitter;
A second optical filter having a spectral shape obtained by vertically inverting the loss spectrum of the second gain equalizer expressed in dB connected to the splitter;
The optical fiber communication system according to claim 1, further comprising: a light receiver connected to the second optical filter.
この第三の利得等化器の下流には、
信号光の分岐器と、
この分岐器に接続されたdB単位で表した前記第三の利得等化器の損失スペクトルを上下反転したスペクトル形状を有する第三の光フィルタと、
この第三の光フィルタに接続された受光器と
を備えた請求項1記載の光ファイバ通信システム。 The linear repeater includes the third gain equalizer,
Downstream of this third gain equalizer
A signal light splitter;
A third optical filter having a spectral shape obtained by vertically inverting the loss spectrum of the third gain equalizer expressed in dB connected to the splitter;
The optical fiber communication system according to claim 1, further comprising: a light receiver connected to the third optical filter.
監視光を信号光と分波する分波器と、
この分波器に接続した監視光受光器と、
予め定められたチャネルパワーが記録されたチャネルパワー参照表と、
この監視光受光器で得た信号光のチャネル情報および前記チャネルパワー参照表に基づいて前記上流または下流の線形中継器のチャネルパワーを制御する制御回路と
を備えた請求項1記載の光ファイバ通信システム。 The linear repeater includes
A demultiplexer for demultiplexing the monitoring light from the signal light;
A monitoring light receiver connected to the duplexer;
A channel power reference table in which a predetermined channel power is recorded, and
The optical fiber communication according to claim 1, further comprising: a control circuit that controls channel power of the upstream or downstream linear repeater based on channel information of the signal light obtained by the monitoring light receiver and the channel power reference table. system.
前記下流の線形中継器に代えて光受信器を備えた
請求項1ないし8のいずれかに記載の光ファイバ通信システム。 An optical transmitter instead of the upstream linear repeater,
The optical fiber communication system according to claim 1, further comprising an optical receiver instead of the downstream linear repeater.
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CN107579781B (en) * | 2017-10-18 | 2024-04-12 | 成都优博创通信技术股份有限公司 | Optical signal receiving module and optical signal transmitting/receiving device |
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