JP2012518340A - 海底光リンク - Google Patents
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Abstract
Description
比較的長い中継器間隔において信号品質を向上させて電気効率を高める中継器設計は、長距離および超長距離の光学の最先端技術に著しい改善をもたらす。
る前にオプションの東向き光増幅器113によって光増幅されてもよい。
イバ対および/または波長分割光チャネルと、別の方向の一つ以上のファイバ対および/または波長分割光チャネルとを分割する一つ以上の分岐ノードがある光通信に適用されてもよい。
うに水平にフリップされることになる場合)、光学装置が東向き中継器115(k)に組み込まれた場合、光ファイバスパン241は図1の光ファイバスパン114(k)となり、光ポンプパワーの一部k1は東向き光信号の後方ラマン増幅を実施するために使用されることになる。
てもよい。同じことは光ポンプユニット301についても言える。しかしながら、ユニット201内のすべての光ポンプがたとえ故障しても、ディスクリート光増幅器231は、光カプラ311と光カプラ211を通じて光ポンプユニット301によってなお少しは光学的に駆動されることになる。ディスクリート光増幅器の性能は光ポンプ201または光ポンプ301の場合に低下する可能性があるが、他の光ポンプユニット301または光ポンプユニット201の寄与によって光通信システムの動作が維持される可能性がある。故障の検出時に容易にアクセスできない海底中継器の場合、光ポンプの故障という点から見ても中継器を長期間にわたって使用し続けることが可能であることは重要である。
クサに供給する場合と、光カプラ512がポンプユニット401からのポンプパワーの一部を光カプラ311に似ているかまたは対称的な他の信号方向の光カプラに供給する場合、ポンプユニット401は両方向のすべての他のポンプユニットに対して少なくとも部分冗長性を備え、したがって、他のポンプユニットにおけるポンプの故障から両方向のすべてアクセス可能な利得段を少なくとも部分的に保護する。光学装置500の一実施形態では、k1=89%、k2=95%、k3=50%、k4=90%、およびk5=50%であり、これによって、以下のような(他の透過率を無視した)おおよそのポンプ共用がもたらされる。すなわち、ポンプユニット301の95%[k2]はファイバスパン341に向けられ、ポンプユニット301の4.5%[(1−k2)k1]はディスクリート光増幅器231に向けられ、ポンプユニット301の0.6%[(1−k2)(1−k1)]は光ファイバスパン241に向けられ、ポンプユニット201の89%[k1]は光ファイバスパン241に向けられ、ポンプユニット201の11%[(1−k1)]はディスクリート光増幅器231に向けられ、ポンプユニット401の43%[k4k3k2+(1−k4)k5(1−k2)]は光ファイバスパン341に向けられ、ポンプユニット401の0.8%[k4k3(1−k2)(1−k1)+(1−k4)k5k2(1−k1)]は光ファイバスパン241に向けられ、ポンプユニット401の6.2%[k4k3(1−k2)k1+(1−k4)k5k2k1]はディスクリート光増幅器231に向けられる。
01によって駆動される。
的関係や方向を表わすために使用されるものではないことを想起すること。また、東向きファイバリンク内の部品または利得段は本明細書において「東向き」という用語によって置き換えられる場合があり、西向きファイバリンク内の部品または利得段は本明細書において「西向き」という用語によって置き換えられる場合がある。
図9は、必ずしも一定の縮尺で描かれておらず、また実際の光パワー−距離プロファイルを伝えることを必ずしも意図するものではなく、パワープロファイルを一般的に記述するために使用されるにすぎない。
幅器813Aの増幅は、西向き光ファイバリンクからの残留後方ラマンポンプ光パワーの進路変更によって強化されてもよい。これは、一般的に、矢印827Bによって表わされる。しかしながら、この進路変更については以下でさらに詳しく説明する。
。図9のパワープロファイル902は距離D2とD3の間のこの分布利得を示しており、これは前述のようにD−およびD+ファイバを使用することによるD0とD1の間のパワープロファイル902の分布利得よりもはるかに大きい。一実施形態では、後方ラマン増幅は、D2からD3までの距離にわたって少なくとも5dBのオン/オフ利得を有するが、さらに高くなりうる。ポンプユニット811Bの後方ラマンポンプパワーは、光マルチプレクサ/デマルチプレクサユニット815Bを用いて光ファイバスパン812Cに注入される。しかしながら、矢印817Bに沿って進む後方ラマンポンプ光パワーは、光ファイバスパン812Cで後方ラマン増幅を実施すると低下する。前述のように、残留後方ラマンポンプ光パワーは、この後、後方光励起増幅器813Bを駆動するために使用される。後方光励起増幅器813Bの後に残る残留量は、この後、光マルチプレクサ/デマルチプレクサ814Bを用いて、西向き光ファイバリンクの前方光励起増幅器823Bの光駆動に使用される光マルチプレクサ/デマルチプレクサ824Bを用いる西向き光ファイバリンクに進路変更される。
前方光励起増幅器823Bの西方に配置される。この光マルチプレクサ/デマルチプレクサ824Bは、中間光ファイバスパン822Bに西向き光信号(または少なくともその信号の大部分)を通過させることができるが、東向き光ファイバリンクの別の光マルチプレクサ/デマルチプレクサ814Bの方向に光ポンプパワーの進路を変更する。光マルチプレクサ/デマルチプレクサ814Bは、この後、後方光励起増幅器813Bの駆動を助けるためにこの残留光ポンプパワーを後方光励起増幅器813Bに注入する。一方、前方光励起増幅器823Bの増幅は、前述のように、矢印817Bによって表わされるように、東向き光ファイバリンクからの残留後方ラマンポンプ光パワーの進路変更によって強化されてもよい。
A)図8Aにおいて矢印817Aによって表わされる西向き光ファイバリンク(以下では
「進路変更タイプA」と呼ぶ)の後方光励起増幅器の光励起を補うために東向き光ファイバリンクからの前方ラマンポンプパワーの進路変更。
B)図8Aにおいて矢印827Aによって表わされる東向き光ファイバリンク(以下では「進路変更タイプB」と呼ぶ)の後方光励起増幅器光励起を補うために西向き光ファイバリンクからの前方ラマンポンプパワーの進路変更。
C)図8Aにおいて矢印817Bによって表わされる西向き光ファイバリンク(以下では「進路変更タイプC」と呼ぶ)の前方光励起増幅器の光励起を補うために東向き光ファイバリンクからの後方ラマンポンプパワーの進路変更。
D)図8Aにおいて矢印827Bによって表わされる東向き光ファイバリンク(以下では「進路変更タイプD」と呼ぶ)の前方光励起増幅器の光励起を補うために西向き光ファイバリンクからの後方ラマンポンプパワーの進路変更。
用される場合、後方光励起増幅器823Aは光マルチプレクサ824Aの東方または西方に配置されてよい。さらに、前方光励起増幅器813Aは全く存在しなくてよい。矢印827Bによって表わされる進路変更タイプDのみが採用される場合、前方光励起増幅器813Aは光マルチプレクサ814Aの東方または西方に配置されてよい。さらに、後方光励起増幅器823Aは全く存在しなくてよい。アセンブリ818Bは、一つの進路変更タイプまたは進路変更タイプBおよびCしかない場合に同様に簡略化されてもよい。
、似ている必要はない)図8Cのポンプユニット811Aによってファイバ812Aを通じて提供される。後方ラマン増幅は、場合によっては図8Aのポンプユニット811Bに似ている(ただし、似ている必要はない)図8Cのポンプユニット811Bによってファイバ812Bを通じて提供される。また、第1ノード801Cおよび第2ノード802Cは、光信号についてこれら独自のディスクリート増幅を含んでいてもよい。たとえば、第2ノード802Cは、ディスクリート増幅器816Cを含むものとして示される。この光増幅は図8Cでは一方向の場合(東向き光信号の場合)に対して示されているだけであるが、同じ原理は双方向通信にも適用されてよい。従来の海底中継器リンクと比較して海底中継器リンク800Cについて考えられる一つの優位性は、双方向光ポンピングでは第2ノード802Cから光励起増幅器813Aまでの距離が後方のみの光ポンピングに比べて増加する可能性があることである。海底中継器リンク800Cについて考えられるもう一つの優位性は、双方向ポンピングからの残留ポンプパワー(ポンプユニット811Bからの残留ポンプパワーは第1ノード801Cで受け取られてもよく、ポンプユニット811Aからの残留ポンプパワーは第2ノード802Cで受け取られてもよい)が情報を伝送するためにポンプ変調技術を用いてノード間通信のために使用される可能性があることである。海底中継器リンク800Cについて考えられるもう一つの優位性は、ポンプユニットの一つが故障した場合に光励起増幅器813Aがなおポンプユニット811Aまたは811Bの一方からポンプパワーを受け取ることである。
1)D0からD1までの距離は、40kmであり、SLA光ファイバである(「D+」OFS製ファイバ、Aeff=106μm2、分散=20ps/nm−km@1550nm)。
2)D1からD2までの距離は、40kmであり、SLA光ファイバである(「D+」OFS製ファイバ、Aeff=106μm2、分散=20ps/nm−km@1550nm)。
3)D2からD3までの距離は、40kmであり、IDF光ファイバである(「D−」OFS製ファイバ、Aeff=30μm2、分散=−44ps/nm−km@1550nm)。
4)前方光励起増幅器と後方光励起増幅器は同じである(OFS製R37014エルビウムファイバ5m)
5)前方ポンプと後方ポンプは同じであり、各々はファイバの入力において172mW、1480nmで駆動される。
6)図示された信号プロファイルは50の信号の平均である。
しかしながら、これらは、一つの特定シミュレーションに関する条件にすぎず、本明細書に記載される原理の適用を多少なりとも制限するものであると解釈されるべきではない。
Claims (23)
- 光通信システムにおける第1ノードと第2ノードの間の通信用の海底光リンクであって、前記第1ノードまたは前記第2ノードの少なくとも一方は、海底光中継器であり、前記海底光リンクは、
前記第1ノードにおけるまたは隣接する前方ラマンポンプと;
前方光励起増幅器と;
前記前方ラマンポンプを前記前方光励起増幅器に相互接続する第1ファイバスパンであって、前記第1ファイバスパンは、前記前方ラマンポンプが前方光パワーを前記第1ファイバスパンに注入することによって、前記第1ファイバスパン内で光信号の前方ラマン増幅を行わせ、且つ前記第1ファイバスパンは、前記前方ラマン増幅の後に残存する注入された前記前方光パワーの残留量の一部が前記前方光励起増幅器を駆動することによって前記光信号をさらに増幅するために使用され、前記第1ファイバスパンにおける前記前方ラマン増幅のオン/オフ利得は、少なくとも1dBであることと;
前記第2ノードにおけるまたは隣接する後方ラマンポンプと;
後方光励起増幅器と;
前記後方ラマンポンプを前記後方光励起増幅器に相互接続する第2ファイバスパンであって、前記第2ファイバスパンは、前記後方ラマンポンプが後方光パワーを前記第2ファイバスパンに注入することによって、前記第2ファイバスパン内で前記光信号の後方ラマン増幅を行わせ、且つ前記第2ファイバスパンは、前記後方ラマン増幅の後に残存する注入された前記後方光パワーの残留量の一部が前記後方光励起増幅器を駆動することによって前記光信号を増幅するために使用され、前記第2ファイバスパンにおける前記後方ラマン増幅のオン/オフ利得は、少なくとも5dBであることと
を備えることを特徴とする、海底光リンク。 - 前記前方光励起増幅器と前記後方光励起増幅器は、互いに独立した光励起増幅器である、
請求項1記載の海底光リンク。 - 前記前方光励起増幅器と前記後方光励起増幅器の少なくとも一方は、希土類ドープファイバ増幅器である、
請求項2記載の海底光リンク。 - 前記前方光励起増幅器と前記後方光励起増幅器の少なくとも一方は、エルビウムドープファイバ増幅器である、
請求項2記載の海底光リンク。 - 前記海底光リンクはさらに、前記前方光励起増幅器と前記後方光励起増幅器を相互接続する第3ファイバスパンを備え、
前記第3ファイバスパンは、前記前方光励起増幅器によって増幅される前記光信号を、前記光信号が前記後方光励起増幅器によって増幅されるために前記後方光励起増幅器に伝送し、
前記第1ファイバスパンは、65μm2よりも大きい有効断面積を有するファイバであり、
前記第3ファイバスパンは、65μm2よりも大きい有効断面積を有するファイバであり、
前記第2ファイバスパンは、65μm2よりも小さい有効断面積を有するファイバである、
請求項2記載の海底光リンク。 - 第1光結合メカニズムは、逆の信号経路における後方光励起増幅器を駆動するために使用されるように前記前方光励起増幅器を駆動した後に、残存する注入された前記前方光パワーの一部を進路変更するように構成され、
第2光結合メカニズムは、逆の信号経路における前方光励起増幅器を駆動するために使用されるように前記後方光励起増幅器を駆動した後に、残存する注入された前記後方光パワーの一部を進路変更するように構成される、
請求項2記載の海底光リンク。 - 前記第1光結合メカニズムは、前記逆の信号経路から前記前方光励起増幅器に注入された後方光パワーの一部をさらに進路変更し、
前記第2光結合メカニズムは、前記逆の信号経路から前記後方光励起増幅器に注入された前方光パワーの一部をさらに進路変更する、
請求項6記載の海底光リンク。 - 前記第1ファイバスパンと前記第2ファイバスパンとを通じて進む光信号は、波長が1550nmよりも大きい複数の波長分割光信号または高密度波長分割光信号を有し、
複数の前記波長分割光信号または高密度波長分割光信号の少なくとも一方は、1567nmよりも大きい波長を有する、
請求項1記載の海底光リンク。 - 前記海底光リンクはさらに、前方ラマン増幅と後方ラマン増幅とのうちの少なくとも一方のために提供される光ポンプパワーを調整することによって、利得の波長依存性を調整するように構成された傾斜制御メカニズムを備える、
請求項8記載の海底光リンク。 - 前記第1ファイバスパンと前記第2ファイバスパンと通じて進む光信号は、複数の波長分割光信号または高密度波長分割光信号を有し、
その少なくとも一方は、1567nmよりも大きい波長を有する、
請求項1記載の海底光リンク。 - 前記第1ノードは、海底光中継器であり、
前記第1ノードは、光パワーを放出する光パワーソースと、前記海底光リンクにおいて前記前方ラマン増幅に使用される放出された前記光パワーを分布させる光パワー分布メカニズムと、隣接する海底光リンクにおける後方ラマン増幅と、前記海底光中継器におけるディスクリート増幅とをすべて同じ信号方向で備える、
請求項1記載の海底光リンク。 - 前記光パワー分布メカニズムは、前記放出される光パワーの周波数特性が維持されるように前記放出される光パワーが分布するように構成される、
請求項11記載の海底光リンク。 - 前記光パワーソースは、分布フィードバックレーザを備える、
請求項11記載の海底光中継器。 - 前記ディスクリート増幅は、エルビウムドープファイバ増幅器を用いて実施され、
放出された前記光パワーは、1400から1525nmの波長範囲にある、
請求項11記載の海底光リンク。 - 前記光パワー分布メカニズムによって、放出された前記光パワーの少なくとも一部は、逆の信号経路において一つ以上の利得段の光学的駆動に使用されうる、
請求項14記載の海底光リンク。 - 前記光パワー分布メカニズムは、両信号方向におけるすべての光ポンプに少なくとも部分的なポンプ冗長性を提供する冗長光ポンプを備える、
請求項14記載の海底光リンク。 - 放出された前記光パワーは、1480nmの波長において20nm以内にある、
請求項14記載の海底光リンク。 - 一つの信号方向に対して放出された前記光パワーの全光ポンプパワーは、600mW未満である、
請求項14記載の海底光リンク。 - 前記海底光リンクにおける光路の全長は、90km以上である、
請求項1記載の海底光リンク。 - 光通信システムにおける第1ノードと第2ノードの間の通信用の海底光リンクであって、前記第1ノードと前記第2ノードの少なくとも一方は海底光中継器であり、前記海底光リンクは、
前記第1ノードにおけるまたは隣接する前方ラマンポンプと;
光励起増幅器と;
前記前方ラマンポンプを前記光励起増幅器に相互接続する第1ファイバスパンであって、前記第1ファイバスパンは、前記前方ラマンポンプが前方光パワーを前記第1ファイバスパンに注入することによって、前記第1ファイバスパン内で前方ラマン増幅を行わせ、且つ前記第1ファイバスパンは、前記前方ラマン増幅の後に残存する注入された前記前方光パワーの残留量が前記前方光励起増幅器を駆動するために使用されうるようにすることと;
前記第2ノードにおけるまたは隣接する後方ラマンポンプと;
前記後方ラマンポンプを前記光励起増幅器に相互接続する第2ファイバスパンであって、前記第2ファイバスパンは、前記後方ラマンポンプが後方光パワーを前記第2ファイバスパンに注入することによって、前記第2ファイバスパン内で後方ラマン増幅を行わせ、且つ前記第2ファイバスパンは、前記後方ラマン増幅の後に残存する注入された前記後方光パワーの残留量が前記光励起増幅器をさらに駆動するために使用されうるようにすることと
を備えることを特徴とする、海底光リンク。 - 前記第1ファイバスパンにおける前記前方ラマン増幅のオン/オフ利得は、少なくとも1dBであり、
前記第1ファイバスパンにおける前記前方ラマン増幅のオン/オフ利得は、少なくとも3dBである、
請求項20記載の海底光リンク。 - 前記第1ノードは、前記注入された前方光パワーに関するデータである前方光パワーデータを変調するように構成されたデータ変調モジュールを備え、
前記第2ノードは、前記第2ノードに達する前記前方光パワーデータを取り込むように構成されたデータ復調モジュールを備える、
請求項20記載の海底光リンク。 - 前記第2ノードは、前記注入された後方光パワーに関するデータである後方光パワーデータを変調するように構成されたデータ変調モジュールを備え、
前記第1ノードは、前記第1ノードに達する前記後方光パワーデータを取り込むように構成されたデータ復調モジュールをさらに備える、
請求項20記載の海底光リンク。
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