JP2024058536A - Forward Raman amplifier, bidirectional Raman amplification system, and forward Raman amplification system - Google Patents
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Abstract
【課題】光伝送路のファイバ種別に適合して信号光のXPM劣化を抑えること。【解決手段】光伝送装置110は、前方励起部140と、前方励起制御部150とを含む。前方励起部140は、波長の異なる複数の励起光源を持つ。光伝送路120は、SMFやDSF等の各種別のファイバが用いられる。前方励起制御部150は、ファイバ種別に応じて、前方励起部140の発光させる励起光源の数を変化させる。例えば、前方励起制御部150は、ファイバ種別がDSFの場合、前方励起部140の複数の波長の1次励起光PF1のうち、信号光Sに対しXPM劣化を招く一部の長波長側に位置する1次励起光PF1xに対応する励起光源のパワーを消光させることで、信号光Sの信号劣化を防ぐ。【選択図】図1A[Problem] To suppress XPM degradation of signal light in accordance with the type of fiber of an optical transmission line. [Solution] An optical transmission device 110 includes a forward pumping unit 140 and a forward pumping control unit 150. The forward pumping unit 140 has a plurality of pumping light sources with different wavelengths. The optical transmission line 120 uses various types of fiber such as SMF and DSF. The forward pumping control unit 150 changes the number of pumping light sources to be emitted by the forward pumping unit 140 according to the type of fiber. For example, when the type of fiber is DSF, the forward pumping control unit 150 prevents signal degradation of the signal light S by extinguishing the power of the pumping light source corresponding to a primary pumping light PF1x located on the long wavelength side of a portion of the primary pumping light PF1x that causes XPM degradation for the signal light S among the primary pumping light PF1 of the plurality of wavelengths of the forward pumping unit 140. [Selected Figure] FIG. 1A
Description
本発明は、前方ラマン増幅器、双方向ラマン増幅システムおよび前方ラマン増幅システムに関する。 The present invention relates to a forward Raman amplifier, a bidirectional Raman amplification system, and a forward Raman amplification system.
波長分割多重(WDM:Wavelength Division Multiplexing)による光伝送により、大容量の信号を伝送でき、ラマン増幅により信号光を光増幅し、長距離伝送できる。光伝送路には、例えば、シングルモードファイバ(SMF:Single Mode Optical Fiber)や、分散シフトファイバ(DSF:Dispersion Shifted Fiber)が用いられる。 Optical transmission using wavelength division multiplexing (WDM) allows the transmission of large-capacity signals, and Raman amplification allows the optical signal to be optically amplified and transmitted over long distances. For example, single mode optical fiber (SMF) or dispersion shifted fiber (DSF) is used for the optical transmission path.
先行技術としては、例えば、システムの立ち上げ時にラマン増幅された信号光のOSNRの測定結果に基づいて前方励起光および後方励起光パワーの最適化を行うことで、双方向励起された伝送路で信号光を安定してラマン増幅する技術がある。また、波長λp0で前方励起し、波長λp1~λpNのNチャネルで後方励起し、各信号チャネルの出力パワーレベルが所定値になるよう、前方励起光を制御することで、信号チャネルの増減設に依存することなく過渡応答特性を改善する技術がある(例えば、下記特許文献1,2参照。)。また、非コヒーレント励起光を用いた励起ラマン増幅の技術が開示されている(例えば、下記非特許文献1参照。)。
Prior art includes, for example, a technique for stably Raman amplifying signal light in a bidirectionally pumped transmission line by optimizing the power of forward pumping light and backward pumping light based on the measurement results of the OSNR of the Raman-amplified signal light at the start of the system. There is also a technique for forward pumping with wavelength λp0, backward pumping with N channels of wavelengths λp1 to λpN, and controlling the forward pumping light so that the output power level of each signal channel becomes a predetermined value, thereby improving the transient response characteristics without depending on the increase or decrease of signal channels (see, for example,
発明者等は、前方励起ラマンは、SMFにおいては信号品質の改善に効果を有するが、例えば、DSFでLバンド伝送する場合に、信号品質が劣化することを実測およびシミュレーションで発見した。例えば、DSFではWDM信号と前方励起光とがファイバの零分散波長(1550nm付近)を挟んで配置されている。この場合、前方励起光に対し遅延が等しくなる信号光の一部が相互位相変調(XPM:cross Phase Modulation)の影響を受けて信号品質を劣化させる(詳細は後述する)。 The inventors discovered through actual measurements and simulations that while forward pumping Raman is effective in improving signal quality in SMF, for example, when transmitting in the L band using DSF, signal quality deteriorates. For example, in DSF, the WDM signal and forward pumping light are arranged on either side of the fiber's zero dispersion wavelength (around 1550 nm). In this case, a portion of the signal light that has an equal delay to the forward pumping light is affected by cross phase modulation (XPM), degrading signal quality (details will be described later).
一つの側面では、本発明は、光伝送路のファイバ種別に適合して信号光のXPM劣化を抑えることを目的とする。 In one aspect, the present invention aims to suppress XPM degradation of signal light by adapting it to the fiber type of the optical transmission path.
本発明の一側面によれば、波長の異なる複数の励起光源を持つ、前方ラマン増幅器において、ファイバ種別に応じて、発光させる励起光源の数を変化させることを要件とする。 According to one aspect of the present invention, in a forward Raman amplifier having multiple pump light sources with different wavelengths, the number of pump light sources that emit light must be changed depending on the type of fiber.
本発明の一態様によれば、光伝送路のファイバ種別に適合して信号光のXPM劣化を抑えることができるという効果を奏する。 According to one aspect of the present invention, it is possible to suppress XPM degradation of signal light in accordance with the fiber type of the optical transmission path.
(DSFに対する励起制御例)
以下に図面を参照して、開示の前方ラマン増幅器、双方向ラマン増幅システムおよび前方ラマン増幅システムの実施の形態を詳細に説明する。実施の形態では、光伝送路に用いるファイバ種別が異なる場合に対応して、いずれのファイバ種別であっても信号光の信号品質を維持できるようにする。例えば、光伝送路にはSMFの他にDSFおよび分散シフトファイバが用いられることがある。実施の形態では、DSFおよび分散シフトファイバの場合に生じる、信号光に対するXPMの劣化の影響を抑え、信号品質の劣化を抑える。このため、実施の形態では、例えば、DSFの場合、DSFに固有の光伝送特性(プロファイル)に基づき、前方励起光の出力、あるいは前方励起光と後方励起光からなる双方向励起光の出力を最適化する制御を行う。
(Excitation Control Example for DSF)
Hereinafter, with reference to the drawings, the disclosed embodiments of a forward Raman amplifier, a bidirectional Raman amplification system, and a forward Raman amplification system will be described in detail. In the embodiments, in order to cope with cases where different types of fibers are used in an optical transmission line, the signal quality of the signal light can be maintained regardless of the type of fiber. For example, in addition to SMF, DSF and dispersion shifted fiber may be used in the optical transmission line. In the embodiments, the influence of XPM degradation on the signal light, which occurs in the case of DSF and dispersion shifted fiber, is suppressed, and degradation of the signal quality is suppressed. For this reason, in the case of DSF, for example, the embodiments perform control to optimize the output of forward pumping light, or the output of bidirectional pumping light consisting of forward pumping light and backward pumping light, based on the optical transmission characteristics (profile) unique to DSF.
(実施の形態の励起制御の概要)
図1A~図1Dは、実施の形態にかかる前方ラマン増幅器の概要を示す説明図である。
(Outline of Excitation Control of the Embodiment)
1A to 1D are explanatory diagrams illustrating an overview of a forward Raman amplifier according to an embodiment.
(制御例1)
はじめに、図1Aを用いて前方励起の制御例1を説明する。図1A(a)には、光伝送装置110による前方ラマン増幅の構成を示す。光伝送装置110は、光伝送路120により信号光Sを伝送する。
(Control Example 1)
First, a first control example of forward pumping will be described with reference to Fig. 1A. Fig. 1A(a) shows a configuration of forward Raman amplification using an
図1A(a)では内部構成を簡略化して記載しているが、光伝送装置110は、EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier)等の光増幅器130と、前方励起部140と、前方励起制御部150とを含む。前方励起部140は、励起光源142の複数の波長の励起光を、合波器141を介して光伝送路120に出力し、WDMの信号光Sを前方励起する。前方励起制御部150は、前方励起の励起光の出力を制御する。
Although the internal configuration is simplified in FIG. 1A(a), the
次に、図1A(b)、(c)を用いて前方励起の制御例1を説明する。制御例1では、波長の異なる複数の励起光源を持つ、前方ラマン増幅器において、ファイバ種別に応じて、発光させる励起光源の数を変化させることで、XPM劣化を抑制する。図1A(b)、(c)の横軸は波長、縦軸は励起パワーである。 Next, control example 1 of forward pumping will be explained using Figures 1A(b) and (c). In control example 1, in a forward Raman amplifier that has multiple pumping light sources with different wavelengths, the number of pumping light sources that emit light is changed depending on the fiber type, thereby suppressing XPM degradation. The horizontal axis of Figures 1A(b) and (c) is the wavelength, and the vertical axis is the pumping power.
図1A(b)は、光伝送路120がSMFの場合の前方励起光の励起制御状態を示す。前方励起制御部150は、光伝送路120のファイバ種別がSMFである場合、前方励起部140に対し、1次励起光PF1と、1次励起光PF1よりも短波長側の2次励起光PF2とを含む前方励起光PFによる前方励起を制御する。
Figure 1A (b) shows the excitation control state of the forward excitation light when the
図1A(c)は、光伝送路120がDSFの場合の前方励起光の励起制御状態を示す。前方励起制御部150は、光伝送路120のファイバ種別がDSFである場合、前方励起部140の励起光源142に対し、複数の1次励起光PF1のうち発光させる励起光源の数を変化させる。
Figure 1A (c) shows the excitation control state of the forward excitation light when the
例えば、前方励起制御部150は、1次励起光PF1の複数の励起波長のうち一部の波長の1次励起光PF1xのパワーをオフ(消光)し、この1次励起光PF1x以外の波長の1次励起光PF1による前方励起を行う。図1A(c)の例では、前方励起制御部150は、1次励起光PF1の複数の励起波長のうち最も長波長側に位置する1次励起光PF1xを消光している。
For example, the forward
前方励起制御部150は、図1A(b)に示したように、光伝送路120に用いるファイバ種別がSMFの場合には、1次励起光PFについて全ての波長の励起光源142による前方励起を行う。これに対し、前方励起制御部150は、図1A(c)に示したように、光伝送路120に用いるファイバ種別がDSFの場合には、1次励起光PFのうち一部の波長の1次励起光PF1xを除く波長による前方励起を行う。
As shown in FIG. 1A(b), when the type of fiber used in the
ここで、光伝送路120にDSFを用いた場合、一部の波長の1次励起光PF1xは、信号光Sに対するXPM劣化を招く波長である。例えば、前方励起制御部150は、ファイバ種別がDSFである情報を取得した場合、1次励起光PFついて一部の波長の1次励起光PF1xを除く波長による前方励起を行うことで、信号光Sに対するXPM劣化を抑制し、信号光Sの信号劣化を防ぐ。光伝送路120にDSFを用いた場合に生じるXPM劣化の詳細については後述する。
Here, when DSF is used for the
また、制御例1に関連し、光伝送装置110は、前方励起を行う波長軸上で信号光の波長帯域をファイバの零分散波長に対して折り返した波長帯域に該当しない波長の励起光源を搭載することとしてもよい。例えば、前方励起部140は、複数の1次励起光源のうち、信号光Sに対しXPM劣化を招く波長の1次励起光PF1xに相当する励起光源を除く励起光源を搭載することとしてもよい。
In addition, in relation to control example 1, the
(制御例2)
次に、図1Bを用いて前方励起の制御例2を説明する。図1Bの制御例2においても、光伝送装置110は、図1A(a)同様の構成を有して前方ラマン増幅を制御する。制御例2では、波長の異なる複数の励起光源を持つ、前方ラマン増幅器において、ファイバ種別に応じて、波長の異なる複数の励起光源間のパワー比率を変化させることで、XPM劣化を抑制する。図1Bの横軸は波長、縦軸は励起パワーである。
(Control Example 2)
Next, a control example 2 of forward pumping will be described with reference to FIG. 1B. In the control example 2 of FIG. 1B, the
図1B(a)は、光伝送路120がSMFの場合の前方励起光の励起制御状態を示す。前方励起制御部150は、光伝送路120のファイバ種別がSMFである場合、図1A(b)同様に、前方励起部140に対し、1次励起光PF1と、1次励起光PF1よりも短波長側の2次励起光PF2とを含む前方励起光PFによる前方励起を制御する。
Figure 1B (a) shows the excitation control state of the forward excitation light when the
図1B(b)は、光伝送路120がDSFの場合の前方励起光の励起制御状態を示す。前方励起制御部150は、光伝送路120のファイバ種別がDSFである場合、前方励起部140の励起光源142に対し、波長の異なる複数の1励起光源PF1間のパワー比率を変化させる。
Figure 1B (b) shows the excitation control state of the forward excitation light when the
例えば、前方励起制御部150は、1次励起光PF1の複数の励起波長のうち一部の波長の1次励起光PF1xのパワーを他の波長に比べて低減させる前方励起を行う。図1B(b)の例では、前方励起制御部150は、1次励起光PF1の複数の励起波長のうち最も長波長側に位置する1次励起光PF1xのパワーを他の波長の1次励起光PFのパワーよりも低くしている。
For example, the forward
ここで、前方励起制御部150は、図1B(a)に示したように、光伝送路120に用いるファイバ種別がSMFの場合には、例えば、励起光源142に対し、1次励起光PFの全ての波長のパワー比率を一定にした前方励起を行う。これに対し、前方励起制御部150は、図1B(b)に示したように、光伝送路120に用いるファイバ種別がDSFの場合には、1次励起光PFのうち一部の波長の1次励起光PF1xのパワーを低減させた前方励起を行う。
Here, as shown in FIG. 1B(a), when the type of fiber used in the
ここで、光伝送路120にDSFを用いた場合、一部の波長の1次励起光PF1xは、信号光Sに対するXPM劣化を招く波長である。このため、前方励起制御部150は、ファイバ種別がDSFに設定された場合、1次励起光PFついて一部の波長の1次励起光PF1xのパワーを低減させた前方励起を行うことで、信号光Sに対するXPM劣化を抑制し、信号光Sの信号劣化を防ぐ。
Here, when DSF is used for the
(制御例3)
次に、図1Cを用いて前方励起の制御例3を説明する。図1Cの制御例3においても、光伝送装置110は、図1A(a)同様の構成を有して前方ラマン増幅を制御する。制御例3では、波長の異なる複数の励起光源を持つ、前方ラマン増幅器において、ファイバ種別に応じて、利得の波長特性、例えば、利得の波長に対する傾斜を変化させることで、XPM劣化を抑制する。図1Cの横軸はLバンド帯の信号光Sの波長、縦軸はラマン利得である。
(Control Example 3)
Next, a control example 3 of forward pumping will be described with reference to FIG. 1C. In the control example 3 of FIG. 1C, the
図1C(a)は、光伝送路120がSMFの場合の前方励起光の励起制御状態を示す。前方励起制御部150は、光伝送路120のファイバ種別がSMFである場合、前方励起部140に対し、信号光Sの波長帯全域に対し、一定なラマン利得となるよう前方励起を制御する。前方励起部140は、図1A(a)同様に、1次励起光と2次励起光とを含む前方励起を行う。
Figure 1C (a) shows the pumping control state of the forward pumping light when the
図1C(b)は、光伝送路120がDSFの場合の前方励起光の励起制御状態を示す。前方励起制御部150は、光伝送路120のファイバ種別がDSFである場合、前方励起部140の励起光源142に対し、利得の波長に対する傾斜を変化させる。
Figure 1C (b) shows the pumping control state of the forward pumping light when the
図1C(b)の例では、前方励起制御部150は、短波長側の利得が最も高く、長波長側にしたがい次第に利得を低減させることで、利得の波長に対する傾斜を変化させる。この利得の傾斜は、例えば、図1A(c)で説明した1次励起光PF1の複数の励起波長のうち短波長側の1次励起光のパワーを最も高くし、長波長側にしたがい1次励起光のパワーを次第に低減させることで得られる。
In the example of FIG. 1C(b), the forward
ここで、前方励起制御部150は、光伝送路120に用いるファイバ種別がSMFの場合には、例えば、励起光源142に対し、1次励起光PFの全ての波長のパワー比率を一定にした前方励起を行うことで、図1C(a)に示した利得特性を得る。これに対し、前方励起制御部150は、光伝送路120に用いるファイバ種別がDSFの場合には、1次励起光PF1の励起波長のうち短波長側の1次励起光のパワーを最も高くし、長波長側にしたがい1次励起光PF1のパワーを次第に低減させる前方励起を行う。これにより、図1C(b)に示した利得特性を得る。
Here, when the type of fiber used in the
ここで、光伝送路120にDSFを用いた場合、1次励起光PF1のうち長波長PF1xは、信号光Sに対するXPM劣化を招く波長である。このため、前方励起制御部150は、ファイバ種別がDSFに設定された場合、図1C(b)に示す利得特性とすることで、信号光Sに対するXPM劣化を抑制し、信号光Sの信号劣化を防ぐ。
Here, when DSF is used for the
以上説明した制御例1~制御例3は、ファイバの零分散波長に応じた励起制御を行ってもよい。例えば、制御例1では、ファイバの零分散波長に応じて、発光させる励起光源の数を変化させてもよい。ファイバ種別がDSFの場合、零分散波長は、1550nm付近である。そして、ファイバの零分散波長に応じて、信号光Sの一部にXPM劣化が生じる場合、例えば、劣化に対応する1次励起光PF1の一部の波長PF1xを消光することで発光させる励起光源の数を変化させ、信号光Sに対するXPM劣化を抑制する。 In the above-described control examples 1 to 3, excitation control may be performed according to the zero-dispersion wavelength of the fiber. For example, in control example 1, the number of excitation light sources to be emitted may be changed according to the zero-dispersion wavelength of the fiber. When the fiber type is DSF, the zero-dispersion wavelength is around 1550 nm. Then, when XPM degradation occurs in part of the signal light S according to the zero-dispersion wavelength of the fiber, for example, the number of excitation light sources to be emitted is changed by quenching a part of the wavelength PF1x of the primary excitation light PF1 corresponding to the degradation, thereby suppressing XPM degradation of the signal light S.
同様に、制御例2では、ファイバの零分散波長に応じて、波長の異なる複数の励起光源間のパワー比率を変化させてもよいし、制御例3では、ファイバの零分散波長に応じて、利得の波長に対する傾斜を変化させてもよい。 Similarly, in control example 2, the power ratio between multiple pump light sources with different wavelengths may be changed according to the zero dispersion wavelength of the fiber, and in control example 3, the slope of the gain with respect to the wavelength may be changed according to the zero dispersion wavelength of the fiber.
(制御例4)
次に、図1Dを用いて前方励起の制御例4を説明する。図1Dの制御例4においても、光伝送装置110は、図1A(a)同様の構成により前方ラマン増幅を制御する。制御例4では、制御例1~制御例3で説明した前方励起パワーを変化させる量について、光伝送装置110は、波長軸上で励起光波長を零分散波長に対して折り返した波長帯域内に信号光が存在するか否かによって決めることで、XPM劣化を抑制する。図1Dの横軸は波長、縦軸はパワーである。
(Control Example 4)
Next, a fourth control example of forward pumping will be described with reference to FIG. 1D. In the fourth control example of FIG. 1D, the
図1D(a)は、XPM劣化の信号光と励起光の波長を示す図である。図1D(a)には、光伝送路120がDSFの場合の信号光Sの信号帯域(Lバンド)と、励起光の配置を示し、横軸は波長、縦軸は光パワーである。便宜上、2次励起光の短波長側から長波長側に波長(λ)別の番号λ1~λ5、1次励起光の短波長側から長波長側に番号λ6~λ8を付している。図1D(a)には、DSFの零分散波長λ0(1550nm)を記載してある。なお、SMFの零分散波長は、130nm付近である。
Figure 1D(a) is a diagram showing the wavelengths of signal light and pump light with XPM degradation. Figure 1D(a) shows the signal band (L band) of signal light S and the arrangement of pump light when the
図1D(b)は、光伝送路120がDSFの場合、図1D(a)に示した信号光Sの信号帯域(Lバンド)と、励起光とを、波長軸上で零分散波長からの距離に配置し直したものである。横軸は、左端が波長0とした零分散波長からの距離(波長)を示す。
Figure 1D(b) shows the signal band (L band) of the signal light S and the pump light shown in Figure 1D(a) rearranged on the wavelength axis in terms of distance from the zero-dispersion wavelength when the
図1D(b)に示すように、各波長の信号を零分散波長λ0で折り返した場合、信号光Sのうち長波長側のLバンドの波長が1次励起光PF1のうち、長波長側のλ8の1次励起光に重なっていることが示されている。 As shown in FIG. 1D(b), when the signals of each wavelength are folded back at the zero-dispersion wavelength λ0, the L-band wavelength on the long wavelength side of the signal light S overlaps with the primary pump light of λ8 on the long wavelength side of the primary pump light PF1.
なお、図1D(c)は、光伝送路120がSMFの場合の励起光波長、信号帯域と零分散波長の波長軸上の位置を示すものである。また、図1D(c)は、光伝送路120がSMFであり、信号光Sの信号帯域(Lバンド)と、励起光とを、波長軸上で零分散波長からの距離に配置し直したものである。SMFの場合、どの励起光PFも信号光Sには重なりが生じていない。
Figure 1D(c) shows the positions on the wavelength axis of the pump light wavelength, signal band, and zero-dispersion wavelength when the
このように、光伝送路120がDSFの場合、制御例1~制御例3で説明した前方励起パワーを変化させる量は、図1D(b)に示した波長軸上で励起光波長を零分散波長に対して折り返した波長帯域内に信号光が存在するか否かによって決めることができる。例えば、前方励起制御部150は、波長軸上で励起光PF1の波長を零分散波長λ0に対して折り返した波長帯域内に信号光Sが存在する場合に、信号光Sに重なる1次励起光λ8の前方励起パワーを変化させることで、信号光Sに対するXPM劣化を抑制する。
In this way, when the
例えば、制御例1への適用例では、波長軸上で励起光波長を零分散波長λ0に対して折り返した波長帯域内に信号光Sが存在する場合、図1A(c)のように、その波長PF1xの励起光源のパワーをオフする。また、制御例2への適用例では、波長軸上で励起光波長を零分散波長λ0に対して折り返した波長帯域内に信号光Sが存在する場合、図1B(b)のように、存在する波長PF1xの励起光パワー比率を、存在しない波長の励起光パワー比率より下げる。また、制御例3への適用例では、波長軸上で励起光波長を零分散波長λ0に対して折り返した波長帯域内に信号光Sが存在する場合、図1C(b)のように、その信号波長の利得が小さくなるように利得を傾斜させる。 For example, in an application example to control example 1, when signal light S exists within a wavelength band in which the pump light wavelength is folded back on the wavelength axis with respect to the zero-dispersion wavelength λ0, the power of the pump light source for that wavelength PF1x is turned off, as shown in FIG. 1A(c). In addition, in an application example to control example 2, when signal light S exists within a wavelength band in which the pump light wavelength is folded back on the wavelength axis with respect to the zero-dispersion wavelength λ0, as shown in FIG. 1B(b), the pump light power ratio of the existing wavelength PF1x is lowered below the pump light power ratio of the non-existent wavelength. In addition, in an application example to control example 3, when signal light S exists within a wavelength band in which the pump light wavelength is folded back on the wavelength axis with respect to the zero-dispersion wavelength λ0, the gain is tilted so that the gain of that signal wavelength becomes smaller, as shown in FIG. 1C(b).
制御例4において、DSFで励起光を零分散波長λ0で折り返した場合、信号光Sの帯域、および複数の励起光PFの各波長λ1~λ8の帯域により、信号光Sの帯域と重なり合うパターンは、複数パターンが考えられる。信号光Sと励起光PFの波長の重なりの複数のパターンについては後述する。 In control example 4, when the pump light is folded back at the zero-dispersion wavelength λ0 in the DSF, there are multiple possible patterns of overlap with the band of the signal light S, depending on the band of the signal light S and the bands of the wavelengths λ1 to λ8 of the multiple pump lights PF. The multiple patterns of overlap of the wavelengths of the signal light S and the pump lights PF will be described later.
(制御例5)
図1Eは、実施の形態にかかる双方向ラマン増幅システムの概要を示す説明図である。図1Eを用いて前方励起および後方励起による双方向ラマン増幅システムの制御例5を説明する。
(Control Example 5)
1E is an explanatory diagram illustrating an overview of a bidirectional Raman amplification system according to an embodiment of the present invention. A control example 5 of a bidirectional Raman amplification system using forward pumping and backward pumping will be described with reference to FIG. 1E.
制御例5では、上述した各制御例1~4で説明した前方ラマン励起で発生させる利得の波長に対する傾きを補償するように、逆向きの利得の波長に対する傾きを発生させる後方ラマン励起を行う。 In control example 5, backward Raman pumping is performed to generate a tilt of the gain in the opposite direction with respect to the wavelength so as to compensate for the tilt of the gain with respect to the wavelength generated by the forward Raman pumping described in each of control examples 1 to 4 above.
図1E(a)は、実施の形態の双方向ラマン増幅システムによる光伝送システムの構成例を示す。図1Eの例では、励起光制御の対象となる光伝送路120の区間が1スパン分である、一対の光伝送装置110A,110Bの例を示している。上流の第1の光伝送装置110Aは、DSF120の一端に接続され、DSF120の他端に下流の第2の光伝送装置110Bが接続されている。
Figure 1E (a) shows an example of the configuration of an optical transmission system using a bidirectional Raman amplification system according to an embodiment. In the example of Figure 1E, an example of a pair of
第1の光伝送装置110Aでは、上述した図1A(a)の構成同様に、光増幅器130Aの後段に前方励起部140Aが配置される。前方励起部140Aは、励起光源142Aの励起光を、合波器141Aを介してDSF120に出力し、WDMの信号光Sを前方励起する。前方励起制御部150Aは、前方励起の励起光の出力を制御する。
In the first
また、第2の光伝送装置110Bでは、光増幅器130Bの前段に後方励起部140Bの合波器141Bが配置され、励起光源142Bの励起光が合波器141Bを介してDSF120に供給され信号光を後方励起する。後方励起制御部150Bは、後方励起の励起光の出力を制御する。
In the second
第1の光伝送装置110Aの前方励起制御部150Aと、第2の光伝送装置110Bの後方励起制御部150Bとは互いにネットワークを介して電気的に接続されている。例えば、前方励起制御部150Aは、励起光源142Aで出力する励起光の波長等の制御情報を後方励起制御部150Bに通知する。ネットワークは、光伝送路を含んでもよい。
The forward
また、図1Eには、不図示であるが、前方励起制御部150Aおよび後方励起制御部150Bの制御を統括する統括制御部を別途配置してもよい(詳細は後述する)。この場合、統括制御部は、前方励起部140Aの励起光源142A、および後方励起部140Bの励起光源142B、の励起光の波長等の制御情報を統括管理する。
Although not shown in FIG. 1E, a general control unit that generalizes the control of the forward
ここで、図1E(b)、(c)を用いてXPM劣化の抑制にかかる制御例を説明する。図1E(b)は、前方励起部140Aの励起光制御の概要を示す図である。図中横軸は波長、縦軸は光パワーである。第1の光伝送装置110Aでは、DSF120の零分散波長(例えば、1550nm付近)λ0を中心として零分散波長λ0よりも短波側に前方励起光PFの波長が配置され、零分散波長よりも長波長側にLバンドの信号光Sの波長が配置される。前方励起部140Aは、前方励起光PFとして、零分散波長に近い波長側の1次励起光PF1と、零分散波長λ0から離れた波長側の2次励起光PF2とを含む。
Here, an example of control for suppressing XPM degradation will be described with reference to Figs. 1E(b) and (c). Fig. 1E(b) is a diagram showing an overview of pumping light control of the
図1E(b)に示す波長配置の場合、前方励起光PF、特に1次励起光PF1と、信号光Sの遅延が等しくなる。前方励起光PFのうち、零分散波長λ0に近い長波長側の一部(1500nm)の前方励起光PFxによる励起の場合、信号光Sのうち長波長側SxがXPMの影響を受けて信号品質が劣化する。 In the case of the wavelength arrangement shown in FIG. 1E(b), the delay of the forward pumping light PF, particularly the primary pumping light PF1, and the signal light S are equal. In the case of excitation by the forward pumping light PFx of a part (1500 nm) on the long wavelength side close to the zero dispersion wavelength λ0 of the forward pumping light PF, the long wavelength side Sx of the signal light S is affected by XPM, and the signal quality deteriorates.
零分散波長λ0からの波長間隔が等しい光は同じ遅延量となるため、信号光Sのうち長波長側Sxは、1次励起光PF1xと零分散波長λ0からの波長間隔が等しくなり、XPMの影響を受けるようになる。DSF120に固有の光伝送特性(プロファイル)、例えば、零分散波長特性に基づく、1次励起光PF1と、信号光Sの互いの遅延の関係は、後ほど詳述する。 Because light with the same wavelength interval from the zero dispersion wavelength λ0 has the same delay amount, the long wavelength side Sx of the signal light S has the same wavelength interval from the zero dispersion wavelength λ0 as the primary pump light PF1x and is affected by XPM. The relationship between the mutual delays of the primary pump light PF1 and the signal light S based on the optical transmission characteristics (profile) specific to the DSF120, for example, the zero dispersion wavelength characteristics, will be described in detail later.
第1の光伝送装置110Aの前方励起制御部150Aは、励起光源142Aによる前方励起を制御する。前方励起制御部150Aは、1次励起光PF1のうち、零分散波長に近い長波長側の一部の波長の1次励起光PF1xの光パワーを制御させる。例えば、図1E(b)の例では、制御例1で説明したように、1次励起光PF1xの光パワーをオフ(消光)させる。前方励起制御部150Aは、DSF120に対する前方励起の制御により、信号光S(Sx)に対するXPM劣化を抑制する。
The forward
図1E(c)は、後方励起部140Bの励起光制御の概要を示す図である。図中横軸は波長、縦軸は光パワーである。第2の光伝送装置110Bでは、例えば、前方励起の1次励起光PFと同様の波長帯域を有する後方励起光PBを出力する。
Figure 1E (c) is a diagram showing an overview of the pumping light control of the
第1の光伝送装置110Aにより前方励起光PFのうち一部の波長の前方励起光PF1xの消光によりラマン利得が不足する。このため、実施の形態では、第2の光伝送装置110Bの後方励起制御部150Bは、後方励起光PBのうち、消光させた前方励起光PF1xの波長に対応する後方励起光PBxの利得を大きくすることで1スパンでのラマン利得を補償する。
The first
これにより、光伝送路120に例えば、DSFを用いた場合でも、前方励起に対する制御により信号光Sに対するXPM劣化を抑制する。また、後方励起に対する制御により信号光Sを所定のパワーレベルに回復させることができ、伝送する信号品質を確保できるようになる。
As a result, even if, for example, DSF is used in the
図1Eでは、制御例1に相当して第1の光伝送装置110Aにより前方励起光PFのうち一部の波長の前方励起光PF1xを消光させている。そして第2の光伝送装置110Bの後方励起制御部150Bは、後方励起光PBのうち、消光させた前方励起光PF1xの波長に対応する後方励起光PBxの利得を大きくすることで1スパンでのラマン利得を補償する。
In FIG. 1E, the first
さらに、図1Eに示す双方向励起ラマン増幅システムは、制御例2に相当して前方励起光PFでファイバ種別に応じて、波長の異なる複数の励起光源間のパワー比率を変化させる構成に対応し、パワー比率を低くした前方励起光PF1xの波長に対応する後方励起光PBxの利得を大きくすることとしてもよい。また、制御例2に相当して前方励起光PFでファイバ種別に応じて、利得の波長に対する傾斜を変化させてもよい。例えば、1次励起光PF1xの波長で利得を低下させるよう傾斜させた構成に対応し、後方励起光PBxのうち1次励起光PF1xの波長に対応する波長の利得を大きくするよう傾斜させて補償することとしてもよい。 Furthermore, the bidirectional pumping Raman amplification system shown in FIG. 1E may correspond to a configuration in which the power ratio between multiple pumping light sources with different wavelengths is changed according to the fiber type in the forward pumping light PF, which corresponds to control example 2, and the gain of the backward pumping light PBx corresponding to the wavelength of the forward pumping light PF1x with a lower power ratio may be increased. Also, the inclination of the gain with respect to the wavelength may be changed according to the fiber type in the forward pumping light PF, which corresponds to control example 2. For example, the gain may be increased at the wavelength of the primary pumping light PF1x, which corresponds to the configuration in which the gain is inclined to decrease, and compensation may be performed by inclining the gain of the wavelength of the backward pumping light PBx corresponding to the wavelength of the primary pumping light PF1x.
図1Fは、実施の形態にかかる励起光制御例を示すフローチャートである。実施の形態では、制御例1~制御例4で説明したように、ファイバ種別に応じて前方励起の制御内容を変更する。 Figure 1F is a flowchart showing an example of excitation light control according to the embodiment. In the embodiment, the control content of forward excitation is changed depending on the fiber type, as described in Control Examples 1 to 4.
図1Fには、制御例5で説明した双方向励起制御システムにおいて、第1の光伝送装置110Aの前方励起制御部150Aと、第2の光伝送装置110Bの後方励起制御部150Bとが連携して行うそれぞれの制御内容を示す。
Figure 1F shows the control contents performed by the forward
はじめに、前方励起制御部150Aと、後方励起制御部150Bは、それぞれファイバ種別情報を受け取る(ステップS101)。ファイバ種別情報は、保守者等により手動入力されるほか、ネットワークを介して管理サーバ等から情報入力されることとしてもよい。
First, the forward
次に、前方励起制御部150Aと、後方励起制御部150Bは、それぞれ入力されたファイバ種別を判別する(ステップS102)。ここでは、光伝送路120のファイバ種別として上述したSMFまたはDSFが入力されるとする。
Next, the forward
入力されたファイバ種別がSMFの場合には(ステップS102:SMF)、前方励起制御部150Aは、SMF用励起パワー比率を適用した前方励起を行う(ステップS103)。同様に、後方励起制御部150Bは、SMF用励起パワー比率を適用した前方励起を行う。例えば、前方励起制御部150Aの前方励起、および後方励起制御部150Bの後方励起の制御では、予めSMF用励起パワー比率をテーブル化したものを用いる。SMF用励起パワー比率テーブルは、前方励起および後方励起ともに、波長に対し平坦な利得特性を有する(図1E(b)参照)。
When the input fiber type is SMF (step S102: SMF), the forward
一方、入力されたファイバ種別がDSFの場合には(ステップS102:DSF)、前方励起制御部150Aおよび後方励起制御部150Bは、それぞれDSF用励起パワー比率を適用した前方励起を行う(ステップS104)。例えば、前方励起制御部150Aの前方励起、および後方励起制御部150Bの後方励起の制御では、予めDSF用励起パワー比率をテーブル化したもの参照して励起制御する。
On the other hand, if the input fiber type is DSF (step S102: DSF), the forward
例えば、1.DSF用励起パワー比率テーブルには、前方励起について長波長側励起光源の消光(制御例1相当)、またはパワー低減(制御例2相当)が設定され、前方励起制御部150Aが参照して前方励起を制御する。対応して後方励起については、DSF用励起パワー比率テーブルには、長波長側励起光源のパワー増加が設定され、後方励起制御部150Bが参照して後方励起を制御する。
For example, 1. In the DSF pumping power ratio table, the extinction of the long wavelength pumping light source (corresponding to control example 1) or the power reduction (corresponding to control example 2) for forward pumping is set, and the forward
このほか、2.DSF用励起パワー比率テーブルには、前方励起について長波長側で利得の下がる利得波長特性が設定され、前方励起制御部150Aが参照して前方励起を制御する。対応して後方励起については、DSF用励起パワー比率テーブルには、長波長側で利得の上がる利得波長特性が設定され、後方励起制御部150Bが参照して後方励起を制御する(制御例5(図1E(c)参照)。
In addition, 2. the DSF pumping power ratio table is set with gain wavelength characteristics for forward pumping where the gain decreases on the long wavelength side, and the forward
前方励起制御部150Aと、後方励起制御部150Bは、ステップS103あるいはステップS104の制御により、ファイバ種別に対応した双方向励起制御を終了する。なお、図1Fの制御は、光伝送路120のファイバ種別に基づく双方向励起パワーの設定変更を意味し、前方励起制御部150Aと、後方励起制御部150Bは、光伝送路120の運用中は、設定変更した双方向励起パワーに基づく励起制御を継続して実行する。
The forward
(前方励起によるXPM劣化について)
ここで、従来のXPM劣化について説明しておく。はじめに、ラマン増幅について説明する。WDM伝送において、1スパンのファイバ(例えば、100km程度)を伝送した信号光のパワー増加のため、EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier)への入力を増加させる後方励起ラマン増幅の手法が用いられている。また、送信側に信号光と同方向に励起光を伝送させてラマン増幅を行う前方励起ラマン増幅の手法も用いられている。
(XPM Degradation Due to Forward Excitation)
Here, conventional XPM degradation will be described. First, Raman amplification will be described. In WDM transmission, in order to increase the power of signal light transmitted through one span of fiber (for example, about 100 km), a method of backward pumping Raman amplification is used, which increases the input to an erbium doped fiber amplifier (EDFA). In addition, a method of forward pumping Raman amplification is also used, in which pumping light is transmitted to the transmitting side in the same direction as the signal light to perform Raman amplification.
図2は、前方励起ラマン増幅による信号光のパワープロファイルを示す図表である。横軸は伝送距離(km)、縦軸は光パワー(dBm)である。図中実線は、前方励起ラマン増幅を行わない場合の伝送特性、図中点線は、前方励起ラマン増幅を行った場合の伝送特性を示す。前方励起ラマン増幅を行うことで、ファイバ入力パワーを抑え、光学非線形による信号劣化を抑えながら光信号対雑音比(OSNR:Optical Signal to Noise Ratio)を確保できるという利点がある。 Figure 2 is a diagram showing the power profile of signal light by forward Raman amplification. The horizontal axis is the transmission distance (km), and the vertical axis is the optical power (dBm). The solid line in the figure shows the transmission characteristics when forward Raman amplification is not performed, and the dotted line in the figure shows the transmission characteristics when forward Raman amplification is performed. Forward Raman amplification has the advantage of suppressing fiber input power and ensuring optical signal to noise ratio (OSNR) while suppressing signal degradation due to optical nonlinearity.
図3は、信号光および励起光の波長関係を示す図表である。横軸は波長、縦軸は光パワーである。ラマン増幅は、信号光Sの波長に対して約100nm(13THz)、短波側に励起光を配置する必要がある。WDM信号の場合は、複数の波長の信号光に対応して複数の励起光が必要になる。励起光のパワーが小さい場合には、励起光(1次励起光PF1)をラマン増幅する2次励起光PF2を、1次励起光PF1の100nm短波側に配置する。 Figure 3 is a diagram showing the wavelength relationship between the signal light and the pump light. The horizontal axis is wavelength, and the vertical axis is optical power. For Raman amplification, the pump light must be placed about 100 nm (13 THz) shortwave side of the wavelength of the signal light S. In the case of a WDM signal, multiple pump lights are required to correspond to the multiple wavelengths of signal light. When the power of the pump light is small, the secondary pump light PF2, which Raman amplifies the pump light (primary pump light PF1), is placed 100 nm shortwave side of the primary pump light PF1.
ラマン励起光には雑音(RIN:Relative Intensity Noise)がある。前方励起ラマン増幅では、励起光と信号光波長とが同方向に光伝送路120のファイバを伝送する。このため、励起光から信号光に対して、ラマン増幅を通じて、信号光に雑音が載ってしまい、利得を十分とろうとすると、信号品質が劣化する問題が生じた。
Raman pump light has noise (RIN: Relative Intensity Noise). In forward pumping Raman amplification, the pump light and the signal light wavelength are transmitted in the same direction through the fiber of the
この問題については、例えば、RINが小さく、スペクトルがなだらかに広がっている非コヒーレント励起光(Incoherent Pump光)を用いる技術が開示されている(例えば、上記非特許文献1参照。)。
Regarding this problem, for example, a technology has been disclosed that uses incoherent pump light, which has a small RIN and a gently spreading spectrum (see, for example,
図4は、非コヒーレント励起光によるラマン増幅を示す図である。図4に示す非コヒーレント励起光PF1は、なだらかに広がった波長特性を有しているため、異なった波長の部分からラマン増幅を受けることで、雑音が平均化されて、信号光Sに載る雑音を小さくできる。例えば、非コヒーレント光PF1の異なる波長Δλ1,Δλ2,Δλ3から信号光Sへラマン増幅がされるが、これらの波長Δλ1,Δλ2,Δλ3にそれぞれ載っている雑音が異なる。これにより、非コヒーレント励起光によるラマン増幅では雑音が平均化され、線スペクトルの励起光を用いたラマン増幅に比べて、雑音は1/10以下にできる。実施の形態で用いる前方励起光は、非コヒーレント励起光とコヒーレント光とを組み合わせてもよい。 Figure 4 is a diagram showing Raman amplification by non-coherent pump light. Since the non-coherent pump light PF1 shown in Figure 4 has a gently spreading wavelength characteristic, by receiving Raman amplification from different wavelength parts, the noise is averaged and the noise carried by the signal light S can be reduced. For example, Raman amplification is performed from different wavelengths Δλ1, Δλ2, Δλ3 of the non-coherent light PF1 to the signal light S, but the noise carried by these wavelengths Δλ1, Δλ2, Δλ3 is different. As a result, noise is averaged in Raman amplification by non-coherent pump light, and the noise can be reduced to 1/10 or less compared to Raman amplification using pump light with a line spectrum. The forward pump light used in the embodiment may be a combination of non-coherent pump light and coherent light.
上述した前方励起ラマン増幅は、SMFでは信号品質の改善に効果を有するが、発明者等は、DSF等の分散シフトファイバで信号光を伝送した場合、Lバンドの信号光の信号品質が劣化するという問題を実測とシミュレーションで発見した。 The forward pumping Raman amplification described above is effective in improving signal quality in SMF, but the inventors discovered through actual measurements and simulations that when signal light is transmitted through dispersion-shifted fiber such as DSF, the signal quality of L-band signal light deteriorates.
図5は、ファイバ種別毎の波長分散特性を示す図表である。図中実線で示すSMFは、波長1310nm付近で分散が零になり、伝搬損失が最も小さい1550nm帯では、例えば、17ps/nm/km程度の分散を有する。これに対し、DSFは、1550nm帯で分散を小さくするようにしたものである。次に、波長分散特性をシフトさせたDSF等のファイバを用いた場合の問題点について説明する。 Figure 5 is a chart showing the chromatic dispersion characteristics for each type of fiber. The SMF shown by the solid line in the figure has zero dispersion near a wavelength of 1310 nm, and in the 1550 nm band where propagation loss is smallest, has a dispersion of, for example, about 17 ps/nm/km. In contrast, DSF is designed to reduce dispersion in the 1550 nm band. Next, we will explain the problems that arise when using fibers such as DSF with shifted chromatic dispersion characteristics.
図6は、DSFに対する前方励起ラマン増幅で生じる問題を説明する図表である。図6には、DSFの場合の零分散波長と、WDMの信号光の波長(L-band)と、励起波長の関係を示す。 Figure 6 is a diagram that explains the problems that occur with forward pumping Raman amplification for DSF. Figure 6 shows the relationship between the zero dispersion wavelength in the case of DSF, the wavelength of the WDM signal light (L-band), and the pump wavelength.
図6(a)には、DSFの波長対遅延量を示す。光ファイバを伝搬する光波の速さは波長によって異なる(波長分散に相当)。波長対波長分散の式を波長について積分すると、波長対遅延量の関係式になり、図6(a)に示すように、波長対遅延量の特性線は、ほぼ2次関数になる。この波長対遅延量は、零分散波長(1550nm)λ0を中心として、波長間隔が等しい短波側および長波長側の光は、同じ遅延量となる。 Figure 6(a) shows the wavelength vs. delay for DSF. The speed of light waves propagating through optical fiber varies depending on the wavelength (corresponding to chromatic dispersion). When the equation for wavelength vs. chromatic dispersion is integrated with respect to wavelength, the equation for the wavelength vs. delay is obtained, and as shown in Figure 6(a), the characteristic line for wavelength vs. delay is approximately a quadratic function. This wavelength vs. delay is centered around the zero-dispersion wavelength (1550 nm) λ0, and light on the short-wave side and long-wavelength side with the same wavelength interval has the same delay.
図6(b)は、DSFを用いた場合の信号光に対するXPMの影響を示す図表である。上述したように、効率よくラマン増幅を行うためには、信号光Sと励起光(1次励起光PF1)とは、互いに100nm程度、波長間隔(配置)を離している。そして、図6(b)に示すように、信号光Sと、1次励起光PF1とが零分散波長λ0を挟んで配置されている。1次励起光PF1のうち、零分散波長λ0に近い長波長側の一部の波長の1次励起光PF1xと、Lバンドの信号光Sのうち長波長側Sxとは、互いに零分散波長λ0からの距離(波長間隔)が等しくなる。 Figure 6(b) is a diagram showing the effect of XPM on the signal light when DSF is used. As described above, in order to perform efficient Raman amplification, the signal light S and the pump light (primary pump light PF1) are spaced apart by a wavelength interval (arrangement) of about 100 nm. As shown in Figure 6(b), the signal light S and the primary pump light PF1 are arranged on either side of the zero-dispersion wavelength λ0. The primary pump light PF1x of a portion of the primary pump light PF1 that is on the long wavelength side close to the zero-dispersion wavelength λ0, and the long wavelength side Sx of the L-band signal light S are the same distance (wavelength interval) from the zero-dispersion wavelength λ0.
上述したように、零分散波長λ0からの波長間隔が等しい光は同じ遅延量となるため、信号光Sのうち長波長側Sxは、1次励起光PF1の長波長側PF1xによりXPMの影響を受けるようになる。長波長側の1次励起光PF1xは、信号光Sの長波長側Sxを増幅する役割があるが、長波長側の1次励起光PF1xは、信号光Sの長波長側Sxの帯域と遅延が等しくなる。例えば、波長1500nmのPF1xと、波長1600nmの信号光Sxは遅延が等しい。これにより、信号光Sのうち長波長側の信号光SxがXPMの影響を受け、信号劣化を起こす。 As described above, light with equal wavelength intervals from the zero dispersion wavelength λ0 has the same delay amount, so the long wavelength side Sx of the signal light S is affected by XPM due to the long wavelength side PF1x of the primary pump light PF1. The long wavelength side primary pump light PF1x has the role of amplifying the long wavelength side Sx of the signal light S, but the long wavelength side primary pump light PF1x has the same delay as the band of the long wavelength side Sx of the signal light S. For example, PF1x with a wavelength of 1500 nm and the signal light Sx with a wavelength of 1600 nm have the same delay. As a result, the signal light Sx on the long wavelength side of the signal light S is affected by XPM, causing signal degradation.
XPMは、隣接する二つの信号光間で生じていることが知られているが、励起光PFは信号光Sの数倍のパワー密度であるため、信号光Sに対してXPMを大きく与えることとなり、信号光Sの波形を歪ませて信号品質を劣化させる。 It is known that XPM occurs between two adjacent signal lights, but because the pump light PF has a power density several times higher than that of the signal light S, it imparts a large amount of XPM to the signal light S, distorting the waveform of the signal light S and degrading the signal quality.
これに対し、実施の形態では、図1で説明したように、DSF等の分散シフトファイバで信号光を伝送する場合、零分散波長を中心としてLバンドの信号帯域と同じ距離(波長間隔)となる前方励起光の配置を避ける。例えば、1次励起光PF1の長波長側PF1xのパワーを消光等で低減させることで、XPMによる信号劣化を避ける。 In contrast, in the embodiment, as described in FIG. 1, when transmitting signal light using a dispersion-shifted fiber such as DSF, the arrangement of forward pumping light with the same distance (wavelength interval) as the L-band signal band centered on the zero-dispersion wavelength is avoided. For example, signal degradation due to XPM is avoided by reducing the power of the long-wavelength side PF1x of the primary pumping light PF1 by quenching or the like.
前方励起による増幅利得は、長波長側PF1xの励起光パワーが低減、もしくは、なくなることで、信号光Sの長波長側Sxの利得が低下する。例えば、信号光Sに長波長側Sxの利得が小さくなるようなチルトが発生する。長波長側Sxは、短波長側の励起光の利得を受けてはいるが、所要量より減少するため、受信アンプの入力レベルが低下し、OSNRの不足により、このままでは信号品質が劣化する。このため、実施の形態では、後方励起の長波長PBx側の利得を大きくすることによって、信号光Sの長波長側Sxのパワーレベルを回復させる。このようにして、実施の形態では、前方励起光のXPMによる信号劣化を避け、かつ、信号品質を確保する。この際、後方励起により、信号光Sの長波長側Sxの利得が大きくなるようなチルトを発生させる。 The amplification gain by forward pumping is reduced by the reduction or disappearance of the pumping light power of the long wavelength side PF1x, and the gain of the long wavelength side Sx of the signal light S decreases. For example, a tilt occurs in the signal light S such that the gain of the long wavelength side Sx becomes smaller. Although the long wavelength side Sx receives the gain of the pumping light on the short wavelength side, it is less than the required amount, so the input level of the receiving amplifier decreases, and due to the insufficient OSNR, the signal quality deteriorates if this continues. For this reason, in the embodiment, the power level of the long wavelength side Sx of the signal light S is restored by increasing the gain on the long wavelength side PBx of the backward pumping. In this way, in the embodiment, signal deterioration due to XPM of the forward pumping light is avoided and signal quality is ensured. At this time, a tilt is generated by backward pumping such that the gain of the long wavelength side Sx of the signal light S becomes large.
図7A~図7Cは、XPMによるQ値とラマン利得の劣化を示す図表である。図7A~図7Cの各図表の横軸は波長である。図7A~図7Cの(a)の縦軸はQ値、(b)の縦軸は利得である。 Figures 7A to 7C are graphs showing the degradation of the Q factor and Raman gain due to XPM. The horizontal axis of each graph in Figures 7A to 7C is wavelength. The vertical axis of (a) in Figures 7A to 7C is Q factor, and the vertical axis of (b) is gain.
図7A(a)はSMF伝送時のQ値のチャネル依存性を示す。SMF伝送の場合、励起光によるXPMは発生せず、Q値にチャネル依存性は生じていないことが示されている。図7A(b)はSMF伝送時のラマン利得のチャネル依存性を示す。SMF伝送の場合、前方励起のみ、後方励起のみ、前方励起+後方励起、のいずれにおいても、波長帯全体の利得が平坦であり、ラマン利得にチャネル依存性は生じていないことが示されている。 Figure 7A (a) shows the channel dependence of the Q value during SMF transmission. In the case of SMF transmission, XPM due to pump light does not occur, and it is shown that there is no channel dependence in the Q value. Figure 7A (b) shows the channel dependence of the Raman gain during SMF transmission. In the case of SMF transmission, the gain is flat across the entire wavelength band in all cases of forward pumping only, backward pumping only, and forward pumping + backward pumping, and it is shown that there is no channel dependence in the Raman gain.
図7B(a)はDSF伝送時のQ値のチャネル依存性を示す。DSF伝送の場合、励起光によるXPMが発生し、長波長側にしたがい次第にQ値が劣化していき、1600nm以上の波長では-ΔQ分の劣化が生じていることが示されている。図7B(b)はDSF伝送時のラマン利得のチャネル依存性を示す。DSF伝送において、前方励起のみ、後方励起のみ、前方励起+後方励起、のいずれにおいても、波長帯全体の利得が平坦であり、ラマン利得にチャネル依存性は生じていないことが示されている。 Figure 7B (a) shows the channel dependence of the Q value during DSF transmission. In the case of DSF transmission, XPM occurs due to the pump light, and the Q value gradually deteriorates toward the longer wavelength side, with a deterioration of -ΔQ occurring at wavelengths of 1600 nm or more. Figure 7B (b) shows the channel dependence of the Raman gain during DSF transmission. In DSF transmission, the gain is flat across the entire wavelength band in all cases of forward pumping only, backward pumping only, and forward pumping + backward pumping, and it is shown that there is no channel dependence in the Raman gain.
図7Cは、実施の形態のラマン増幅制御に対応する特性であり、図7C(a)はDSF伝送時のQ値のチャネル依存性を示す。図7B(a)に示したQ値の劣化に対応するために、XPMを起こしている前方励起光PF1の長波長側PF1xを消光することで、Q値の劣化がなくなり、平坦化されることが示されている。図7C(b)はDSF伝送時のラマン利得のチャネル依存性を示す。前方励起光PF1の長波長側PF1xを消光することで、前方励起光PF1のうち長波長側にしたがい次第にラマン利得が低下するチルトが生じている。図7C(b)の場合、1600nm以上の長波長側PF1xでは-ΔDだけラマン利得が低下している。 Figure 7C shows characteristics corresponding to the Raman amplification control of the embodiment, and Figure 7C (a) shows the channel dependency of the Q value during DSF transmission. In order to deal with the degradation of the Q value shown in Figure 7B (a), the degradation of the Q value is eliminated and flattened by quenching the long wavelength side PF1x of the forward pumping light PF1, which is causing XPM. Figure 7C (b) shows the channel dependency of the Raman gain during DSF transmission. By quenching the long wavelength side PF1x of the forward pumping light PF1, a tilt occurs in which the Raman gain gradually decreases along the long wavelength side of the forward pumping light PF1. In the case of Figure 7C (b), the Raman gain decreases by -ΔD in the long wavelength side PF1x of 1600 nm or more.
これに対応して、実施の形態では、後方励起光PBの長波長側PBxのラマン利得を+ΔDだけ増加させる。後方励起光PBの長波長側PBxにしたがい次第にラマン利得を増加するチルトを生じさせる。これにより、前方励起と後方励起によるラマン利得(図中実線)は、平坦性を確保でき、かつQ値の劣化をなくすことができる。 In response to this, in the embodiment, the Raman gain of the long wavelength side PBx of the backward pumping light PB is increased by +ΔD. A tilt is generated that gradually increases the Raman gain according to the long wavelength side PBx of the backward pumping light PB. This ensures flatness in the Raman gain due to forward pumping and backward pumping (solid lines in the figure) and eliminates deterioration of the Q value.
(実施の形態の構成例)
次に、実施の形態にかかる双方向ラマン増幅システムの各構成例について説明する。下記の各構成例1.~構成例3.では、いずれも分散シフトファイバとしてDSF120を用いている。
(Configuration Example of the Embodiment)
Next, examples of the configuration of the bidirectional Raman amplification system according to the embodiment will be described. In each of the following examples 1 to 3, the
構成例1.汎用の前方励起ラマン増幅を用いてDSFに対応する構成。
構成例2.DSFに対応した前方励起ラマン増幅の構成(DSFで生じるXPMの影響を考慮して、長波長側のレーザモジュールを実装しない前方励起ラマンの構成例)。
構成例3.汎用の前方励起ラマン増幅を用い、零分散波長の情報を含め、光伝送路全体での多スパンにおける各種情報に基づき、多スパンに対する励起制御を行う構成。
Configuration example 1. A configuration compatible with DSF using general-purpose forward pumping Raman amplification.
Configuration Example 2: Configuration of co-propagating Raman amplification compatible with DSF (a configuration example of co-propagating Raman in which a laser module on the long wavelength side is not mounted, taking into consideration the influence of XPM generated in DSF).
Configuration example 3. A configuration in which general-purpose forward pumping Raman amplification is used to perform pumping control for multiple spans based on various information in multiple spans throughout the optical transmission line, including information on the zero-dispersion wavelength.
(構成例1)
構成例1は、汎用の前方励起ラマン増幅を用いてDSFに対応する励起制御を行う。この構成例1では、DSF120に固有の光伝送特性(プロファイル)に基づき、XPMの影響を抑える励起制御を行う。
(Configuration Example 1)
In the first configuration example, pumping control corresponding to the DSF is performed using general-purpose forward pumping Raman amplification. In the first configuration example, pumping control is performed to suppress the influence of XPM based on the optical transmission characteristics (profile) specific to the
図8は、実施の形態にかかる光伝送システムの構成例1を示す図である。図8に示す構成例1の光伝送システム800では、光伝送路120上の1スパン分の一対の光伝送装置110A,110Bを有する例を示す。上流の第1の光伝送装置110Aは、DSF120の一端に接続され、DSF120の他端に下流の第2の光伝送装置110Bが接続されている。信号光Sは、Lバンドの帯域を有する。
Figure 8 is a diagram showing a first example of a configuration of an optical transmission system according to an embodiment. The
第1の光伝送装置110Aは、前方励起部140Aを有する。第2の光伝送装置110Bは、後方励起部140Bと、統括制御部810と、を有する。
The first
第1の光伝送装置110A側の構成を説明する。第1の光伝送装置110Aの前方励起部140Aは、信号光Sの帯域幅に応じた複数の波長の1次励起光を出射する1次励起光源842aと、1次励起光の直交偏波を合成する偏波カプラ844aと、複数の1次励起光を合波する合波フィルタ845aを含む。
The configuration of the first
また、第1の光伝送装置110Aの前方励起部140Aは、1次励起光の帯域幅に応じた複数の2次励起光を出射する2次励起光源842bと、1次励起光の直交偏波を合成する偏波カプラ844bとを含む。また、前方励起部140Aは、複数の2次励起光を合波する合波フィルタ845b,845cを含む。
The
1次励起光と2次励起光は、合波フィルタ845dにより合波され、合波器841Aを介してDSF120上の信号光Sに対する前方励起光として合波される。
The primary pump light and the secondary pump light are multiplexed by the
また、合波フィルタ845dの出力は、分波フィルタ846aにより励起光モニタ847aに分波出力される。励起光モニタ847aは、前方励起光の出力レベルを検出し、励起光制御部848aに出力する。
The output of the
励起光制御部848aは、励起光モニタ847aが検出する出力レベルに基づき、前方励起光である1次励起光源842aと、2次励起光源842bの出力レベルを制御する。
The excitation
前方励起制御部150Aは、励起光制御部848aを制御し、前方励起部140Aによる前方励起光の出力レベルを可変制御する。前方励起制御部150Aは、例えば、図7C(b)に示した前方励起光PF1の長波長側PF1xの利得を減少させる制御を行う。
The forward
第2の光伝送装置110B側の構成を説明する。第2の光伝送装置110Bの後方励起部140Bは、信号光Sの帯域幅に応じた複数の波長の励起光を出射する励起光源842cと、励起光を偏波合成する偏波カプラ844cと、励起光を合波する合波フィルタ845cを含む。
The configuration of the second
複数の励起光は、合波フィルタ845fにより合波され、合波器841Bを介してDSF120上の信号光Sに対する後方励起光として合波される。
The multiple pump lights are multiplexed by the
また、合波フィルタ845fの出力は、分波フィルタ846cにより励起光モニタ847cに分波出力される。励起光モニタ847cは、後方励起光の出力レベルを検出し、励起光制御部848bに出力する。
The output of the
励起光制御部848bは、励起光モニタ847cが検出する出力レベルに基づき、励起光源842cの出力レベルを制御する。
The excitation
後方励起制御部150Bは、励起光制御部848bを制御し、後方励起部140Bによる後方励起光の出力レベルを可変制御する。後方励起制御部150Bは、例えば、図7C(b)に示した後方励起光PBの長波長側PBxの利得を増加させる制御を行う。
The backward
前方励起制御部150Aと、後方励起制御部150Bは、統括制御部810に接続されている。統括制御部810は、第1の光伝送装置110Aの前方励起制御部150A、および第2の光伝送装置110Bの後方励起制御部150Bそれぞれが行うラマン利得の可変制御を統括する。例えば、統括制御部810は1スパン毎、あるいは数スパン毎に端局に配置する。
The forward
統括制御部810は、図8の例では、第2の光伝送装置110Bの中に配置した。これに限らず、統括制御部810は、第1の光伝送装置110Aの中に配置してもよいし、第1の光伝送装置110Aの中と、第2の光伝送装置110Bの中の両方に機能を分割して搭載してもよい。
In the example of FIG. 8, the
図8の構成例では、第1の光伝送装置110Aの前方励起制御部150Aと、第2の光伝送装置110Bの後方励起制御部150Bは、DSF120以外のネットワークを介して、統括制御部810に電気的に接続されている。これに限らず、前方励起制御部150Aと、後方励起制御部150Bは、制御情報を監視信号(OSC:Optical Supervisory Channel)光に含ませ、光伝送路120上の信号光Sに重畳して光伝送することもできる。この場合、前方励起制御部150Aと後方励起制御部150Bは、光伝送路120上の合波器/分波器(不図示)によりOSC光を分岐/挿入することで、OSC情報を送受信する。
8, the forward
統括制御部810は、第1の光伝送装置110Aに対しては、送信側の信号光Sのパワーをモニタする。図1の例では第1の光伝送装置110A側の前方励起光の合波位置前段(上流)に配置した分波器861Aの分波出力の出力レベルを送信側信号光モニタ862Aでモニタする。
The
また、統括制御部810は、第2の光伝送装置110Bに対しては、受信側の信号光Sのパワーをモニタする。図1の例では第2の光伝送装置110B側の後方励起光の合波位置後段(下流)に配置した分波器861Bの分波出力の出力レベルを受信側信号光モニタ862Bでモニタする。
The
統括制御部810には、送信側信号光モニタ862Aと、受信側信号光モニタ862Bのモニタ出力、およびDSF120に固有の伝送特性(プロファイル)、等の情報が入力される。また、制御対象となるスパン区間、ファイバ種別、零分散波長、信号光帯域、設計上のラマン利得の情報を受ける。
The
統括制御部810は、入出力パワー波長特性監視、利得波長特性計算、利得計算、の各機能を有する。
The
統括制御部810は、これらの計算結果に基づき、前方励起制御部150Aに対する前方励起のパワー、および後方励起制御部150Bに対する後方励起のパワーをそれぞれ制御する。
Based on these calculation results, the
統括制御部810は、第1の光伝送装置110A側の前方励起制御部150A、および第2の光伝送装置110B側の後方励起制御部150Bに対し、ファイバ種別、利得波長特性、利得変更指示等の制御情報を出力する。具体的にはファイバ種別により前方励起光源に異なる励起比率を設定するように、励起比率テーブルを設定する。
The
図9は、情報テーブルの一例を示す図表である。統括制御部810は、情報テーブル900として、1スパンのスパン番号、信号光Sの信号帯域、ラマン利得、前方励起ラマン利得、後方励起ラマン利得、ファイバ零分散波長、前方励起波長、前方励起波長広がり、の項目毎に、条件、値、単位等の情報を保持する。
Figure 9 is a diagram showing an example of an information table. The
この情報テーブル900は、統括制御部810の記憶部に格納される。図9の例に示す信号帯域~後方励起ラマン利得は、信号光SのCバンドとLバンドに対応した所定の値が設定される。また、図9の例では、1次励起光の前方励起波長は、λ1~λ8の8波長であり、各波長λ1~λ8は、それぞれ前方励起波長広がりΔλ1~Δλ8であることが示されている。
This information table 900 is stored in the memory of the
また、統括制御部810は、送信側信号光モニタ862Aと、受信側信号光モニタ862Bのモニタ出力に基づき、スパンロス、前方励起ラマン利得、後方励起ラマン利得、トータルラマン利得(ラマン利得)を算出する。統括制御部810は、算出した値を情報テーブル900の該当するレコードに設定する。
The
統括制御部810は、例えば、スパンロスと、ラマン利得とを下記により算出する。ここで、送信側信号光モニタ862Aは、送信信号光レベル(TX_mon)をモニタ出力し、受信側信号光モニタ862Bは、受信信号光レベル(Rx_mon)をモニタ出力する。
The
統括制御部810は、スパンロスを、前方励起部140A、および後方励起部140Bを立ち上げる前の受信信号光レベル(Rx_mon)-送信信号光レベル(TX_mon)から求める。
The
統括制御部810は、後方励起ラマン利得を、後方励起部140Bのみを立ち上げたときの受信信号光レベル(Rx_mon)-送信信号光レベル(TX_mon)から、スパンロスを差し引いて求める。
The
統括制御部810は、前方励起ラマン利得を、前方励起部140A、および後方励起部140Bを立ち上げた後の、受信信号光レベル(Rx_mon)-送信信号光レベル(TX_mon)から後方励起ラマン利得と、スパンロスとを差し引いて求める。
The
統括制御部810は、トータルラマン利得を、前方励起部140A、および後方励起部140Bを立ち上げた後の、受信信号光レベル(Rx_mon)-送信信号光レベル(TX_mon)からスパンロスを差し引いて求める。統括制御部810は、XPMを起こす励起光(前方励起部140A)を消光または低いパワー比率を適用した後、トータルラマン利得を算出する。
The
統括制御部810は、上記の励起制御にかかる情報の算出後、前方励起部140A、および後方励起部140Bに対し、それぞれ制御情報を出力する。制御情報は、例えば、ファイバ種別の他、算出したスパンロス、前方励起ラマン利得、後方励起ラマン利得、採用する励起比率テーブルの指示を含む。
After calculating the information related to the pumping control, the
統括制御部810は、前方励起部140Aに対し、前方ラマンの励起光のうち一部(Lバンド)の励起光パワーを下げる(消光)利得変更指示を出力する。また、統括制御部810は、制御情報の出力後、トータルラマン利得が、所要の大きさ、および偏差になるまで、後方励起部140Bに対する後方ラマンの励起光のパワーを上げていく利得変更指示を出力する。
The
前方励起励起ラマンの励起の一部の励起パワーを下げること、また後方励起ラマンの一部の励起光パワーを上げることは、個別に励起レーザの設定を変更することでも可能である。これに限らず、予め設計した各励起レーザの出力パワーの比率を設定する励起光パワー比率テーブルを適用することでも行うことができる。 It is also possible to lower the excitation power of some of the forward excitation Raman excitations and to increase the excitation light power of some of the backward excitation Raman excitations by changing the settings of the excitation lasers individually. In addition, this can also be done by applying an excitation light power ratio table that sets the ratio of the output power of each excitation laser that has been designed in advance.
第1の光伝送装置110Aの前方励起制御部150Aは、短波長側(Cバンド)と長波長側(Lバンド)の励起パワーの比率を設定する励起光パワー比率テーブルを有する。前方励起制御部150Aは、統括制御部810による制御情報の出力時、励起光パワー比率テーブルを参照して、短波長側と長波長側の励起比率および利得を決定し、励起光制御部848aを制御する。
The forward
同様に、第2の光伝送装置110Bの後方励起制御部150Bは、短波長側(Cバンド)と長波長側(Lバンド)の励起パワーの比率を設定する励起光パワー比率テーブルを有する。前方励起ラマン後方励起制御部150Bは、統括制御部810による制御情報の出力時、励起光パワー比率テーブルを参照して、短波長側と長波長側の励起比率および利得を決定し、励起光制御部848bを制御する。
Similarly, the backward
図10は、励起光パワー比率テーブルの一例を示す図表である。図10に示す励起光パワー比率テーブル1000は、予め、統括制御部810が保持する。これに限らず、励起光パワー比率テーブル1000は、第1の光伝送装置110A側の前方励起制御部150A、および第2の光伝送装置110B側の後方励起制御部150Bの記憶部がそれぞれ保持してもよい。
FIG. 10 is a diagram showing an example of an excitation light power ratio table. The excitation light power ratio table 1000 shown in FIG. 10 is held in advance by the
励起光パワー比率テーブル1000は、スパン番号毎に、テーブル番号、ファイバ種別、スパンロス、ファイバ入力信号パワー、ラマン利得、ファイバ零分散波長、前方励起パワー比率、後方励起パワー比率等の情報を含む。 The pumping light power ratio table 1000 includes information such as table number, fiber type, span loss, fiber input signal power, Raman gain, fiber zero dispersion wavelength, forward pumping power ratio, and backward pumping power ratio for each span number.
上述したように、DSF120の場合は、前方励起は、長波長側の励起光はパワーを消光するまたは励起パワー比率を小さく設定し、後方励起は、前方励起の利得不足を補うために、長波側の励起パワー比率を大きく設定する。前方励起パワー比率および後方励起パワー比率は、帯域内の複数の波長λ1~λ8それぞれについて設定されている。 As described above, in the case of DSF120, in forward pumping, the power of the pumping light on the long wavelength side is quenched or the pumping power ratio is set small, and in backward pumping, the pumping power ratio on the long wavelength side is set large to compensate for the lack of gain in forward pumping. The forward pumping power ratio and backward pumping power ratio are set for each of the multiple wavelengths λ1 to λ8 in the band.
また、DSF120のように前方ラマン利得と、後方ラマン利得が平坦でない場合が生じることに対応し、前方励起ラマン利得は、帯域内の平坦な部分を指定する前方励起ラマン利得規定波長を含み設定されている。後方励起ラマン利得は、帯域内の平坦な部分を指定する後方励起ラマン利得規定波長を含み設定されている。 In addition, to accommodate cases where the forward Raman gain and backward Raman gain are not flat, as in the case of DSF120, the forward Raman gain is set to include a forward Raman gain regulation wavelength that specifies the flat portion of the band. The backward Raman gain is set to include a backward Raman gain regulation wavelength that specifies the flat portion of the band.
統括制御部810は、励起光パワー比率テーブル1000を参照し、前方励起制御部150Aに対し、テーブル番号毎に各波長λ1~λ8の前方励起パワー比率に対応して長波長側の利得を次第に低下させる利得制御指示を出力する。
The
また、統括制御部810は、励起光パワー比率テーブル1000を参照し、後方励起制御部150Bに対し、テーブル番号毎に各波長λ1~λ8の後方励起パワー比率に対応して長波長側の利得を次第に増加させる利得制御指示を出力する。
The
(光伝送装置の制御部のハードウェア構成例)
図11は、光伝送装置の制御部のハードウェア構成例を示す図である。例えば、第1の光伝送装置110Aの前方励起制御部150A、第2の光伝送装置110Bの後方励起制御部150B、および統括制御部810は、それぞれ図11に示すハードウェアにより構成できる。
(Example of Hardware Configuration of a Control Unit of an Optical Transmission Device)
11 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a control unit of an optical transmission device. For example, the forward
例えば、前方励起制御部150Aは、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサ1101と、メモリ1102と、ネットワークIF1103と、記録媒体IF1104と、記録媒体1105とを有する。また、各構成部は、バス1100によってそれぞれ接続される。
For example, the forward
ここで、プロセッサ1101は、前方励起制御部150A全体の制御を司る制御部である。プロセッサ1101は、複数のコアを有していてもよい。メモリ1102は、例えば、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)およびフラッシュROMなどを有する。具体的には、例えば、フラッシュROMが制御プログラムを記憶し、ROMがアプリケーションプログラムを記憶し、RAMがプロセッサ1101のワークエリアとして使用される。メモリ1102に記憶されるプログラムは、プロセッサ1101にロードされることで、コーディングされている処理をプロセッサ1101に実行させる。
Here, the
ネットワークIF1103は、ネットワークNWと装置内部とのインタフェースを司り、他の後方励起制御部150Bおよび統括制御部810との間で情報の入出力を制御する。
The network IF 1103 serves as an interface between the network NW and the inside of the device, and controls the input and output of information between the other backward
記録媒体IF1104は、プロセッサ1101の制御にしたがって記録媒体1105に対するデータのリード/ライトを制御する。記録媒体1105は、記録媒体IF1104の制御で書き込まれたデータを記憶する。
The recording medium IF 1104 controls the reading/writing of data from/to the
なお、前方励起制御部150Aは、上述した構成部のほかに、例えば、入力装置、ディスプレイなどを、IFを介して接続可能としてもよい。
In addition to the components described above, the forward
図11に記載のプロセッサ1101は、プログラム実行により、図8等に示した前方励起制御部150Aの機能を実現できる。
The
また、図11に記載のネットワークIF1103は、電気信号による通信のほか、光伝送路を含んでもよい。図8に示した前方励起制御部150Aと、後方励起制御部150Bは、統括制御部810との間の制御情報の送受信の一部に光伝送路120を含んでもよい。例えば、統括制御部810が出力する制御情報をOSCに含ませ、前方励起制御部150A、および後方励起制御部150B側へ向かう光伝送路120上の合波器でOSCを信号光Sに合波して伝送することもできる。
The network IF 1103 shown in FIG. 11 may include an optical transmission path in addition to communication by electrical signals. The forward
また、図8に示した例のように、対象区間の光伝送路120が一つのスパンの場合、例えば、第2の光伝送装置110Bの後方励起制御部150Bに統括制御部810の機能を統合してもよい。この場合、第2の光伝送装置110B側の制御部が第1の光伝送装置110Aの前方励起制御部150Aを制御する。さらには、対象区間の光伝送路120が複数のスパンの場合、例えば、最終段(最下流)の光伝送装置110の後方励起制御部150Bに統括制御部810の機能を統合してもよい。
Also, as in the example shown in FIG. 8, when the
(構成例1の励起光制御例)
図12は、構成例1による励起光制御例を示すフローチャートである。図12には、主に統括制御部810が行う統括制御を示す。統括制御部810の統括制御により、前方励起制御部150Aと、後方励起制御部150Bが連携して励起光パワーの制御を実施する。
(Excitation Light Control Example of Configuration Example 1)
Fig. 12 is a flowchart showing an example of pumping light control according to configuration example 1. Fig. 12 shows overall control mainly performed by the
統括制御部810は、事前準備として、ファイバ種別毎の励起光パワー比率テーブル1000を作成する(ステップS1201)。励起光パワー比率テーブル1000は、図10に示したように、DSF120の場合、前方励ラマンの長波長側のパワーを低減させる前方励起パワー比率と、前方励起ラマンの長波長を低減させた利得波長特性を補償する後方励起パワー比率と、を含む。
As a preliminary step, the
そして、統括制御部810は、対象の1スパン(図8参照)に対する励起光制御の基本情報を設定する(ステップS1202)。統括制御部810は、統括制御部810に入力される入力情報に基づき、基本情報を設定する。入力情報は、ファイバ種別、ファイバ零分散波長、信号光帯域等である。統括制御部810は、入力情報に基づき、図9の情報テーブル900にスパン番号、信号帯域、ラマン利得、前方励起ラマン利得、後方励起ラマン利得、ファイバ零分散波長、前方励起波長、後方励起波長を設定する。統括制御部810は、例えば、ラマン利得は、上述のように測定に基づく算出値を設定する。
Then, the
次に、統括制御部810は、ファイバ種別、スパンロスから前方ラマンの利得と、後方ラマンの利得と、励起パワー比率を算出する。そして、統括制御部810は、前方励起制御部150Aと、後方励起制御部150Bにそれぞれ励起光の制御情報を出力する(ステップS1203)。
Next, the
次に、統括制御部810は、送信側(第1の光伝送装置110A)の光増幅器130Aを立ち上げる制御を行う(ステップS1204)。次に、統括制御部810は、前方励起部140Aを立ち上げる制御を行う(ステップS1205)。この際、前方励起制御部150Aは、励起パワー比率を適用した前方励起を行う。
Next, the
次に、統括制御部810は、後方励起部140Bを立ち上げる制御を行う(ステップS1206)。この際、後方励起制御部150Bは、励起パワー比率を適用した後方励起を行う。
Next, the
次に、統括制御部810は、受信側(第2の光伝送装置110B)の光増幅器130Bを立ち上げる制御を行い(ステップS1207)、以上により1スパンの立ち上げ処理を終了する。
Next, the
構成例1によれば、汎用の前方励起ラマン増幅を用いつつ、光伝送路がDSF120の場合のXPMの影響を回避でき、信号光Sの信号品質の劣化を防ぐことができる。 According to configuration example 1, while using general-purpose forward pumping Raman amplification, it is possible to avoid the effects of XPM when the optical transmission line is DSF120, and to prevent degradation of the signal quality of the signal light S.
(構成例2)
図13は、実施の形態にかかる光伝送システムの構成例2を示す図である。構成例2の光伝送システム1300において、図8に示した構成例1と同じ構成部には同じ符号を付して説明を省略する。構成例2では、DSF120で生じるXPMの影響を考慮して、前方励起部140Aの長波長側のレーザモジュールを実装しない点が構成例1と異なる。図13に示すように、構成例2では、前方励起部140Aの1次励起光源842aは、帯域のうち短波長側(λ1~λ4)の4つのみ設けており、長波長側(λ5~λ8)の4つの1次励起光源842aは設けていない。構成例1で説明したように、1次励起光源842aのうち長波長側は消光制御するため、構成例2では、長波長側の1次励起光源842aを設けないこととしている。
(Configuration Example 2)
FIG. 13 is a diagram showing a second example of the optical transmission system according to the embodiment. In the
なお、前方励起部140Aの1次励起光源842aの2次励起光源842bと、後方励起部140Bの励起光源842cの光源数はいずれも8である(構成例1と同じ)。
The number of light sources in each of the primary
構成例2においても、統括制御部810は、第2の光伝送装置110Bの中に配置してもよいし、第1の光伝送装置110Aの中に配置してもよいし、第1の光伝送装置110Aの中と、第2の光伝送装置110Bの中の両方に機能を分割して搭載してもよい。
In configuration example 2, the
(構成例2の励起光制御例)
図14は、構成例2による励起光制御例を示すフローチャートである。図14に示す処理は構成例1とほぼ同様であり、構成例2(図14)のステップS1402~ステップS1407は、構成例1(図12)のステップS1202~ステップS1207と同様である。
(Excitation Light Control Example of Configuration Example 2)
Fig. 14 is a flowchart showing an example of pump light control according to configuration example 2. The process shown in Fig. 14 is almost the same as that of configuration example 1, and steps S1402 to S1407 of configuration example 2 (Fig. 14) are the same as steps S1202 to S1207 of configuration example 1 (Fig. 12).
構成例2では、ステップS1401の処理が構成例1と異なる。統括制御部810は、ステップS1401の事前準備として、ファイバ種別毎の励起光パワー比率テーブル1000を作成する。図10に示す励起光パワー比率テーブル1000は、ファイバ種別がDSF120の場合、前方励起ラマンの長波長側のパワーを低減させる前方励起パワー比率と、前方励起ラマンの長波長を低減させた利得波長特性を補償する後方励起パワー比率と、を含む。
In configuration example 2, the processing of step S1401 differs from configuration example 1. The
構成例2では、長波長側の1次励起光源842aを設けていない。このため、統括制御部810は、励起光パワー比率テーブル1000のうち、図10に示した前方励起ラマンの短波長側(λ1~λ4)の前方励起比率パワーのみに対し、前方励起パワー比率を適用した前方励起を行う。
In configuration example 2, the primary
構成例2によれば、光伝送路がDSF120の場合のXPMの影響を回避でき、信号光Sの信号品質の劣化を防ぐことができる。また、構成例2では、DSF120で生じるXPMの影響を考慮して、長波長側の1次励起光源842aを設けない構成としたので、構成例1に比べて前方励起のうち1次励起光源数を削減できる。
According to configuration example 2, the influence of XPM when the optical transmission path is DSF120 can be avoided, and deterioration of the signal quality of the signal light S can be prevented. In addition, in configuration example 2, the influence of XPM generated in DSF120 is taken into consideration, and a configuration is adopted in which the primary
(構成例3)
上記の構成例1,2は、典型的な光伝送路120が有するファイバパラメータ、およびラマン励起構成の事前設定値に用い、励起光比率を適用して励起制御する構成であった。これに対し、構成例3では、実際に零分散波長情報等から制御する波長を決定し、各種パラメータばらつきに対応して、励起制御する構成である。
(Configuration Example 3)
The above configuration examples 1 and 2 are configurations in which pumping is controlled by applying a pumping light ratio using the fiber parameters of a typical
構成例3では、励起光比率が最適かどうかを判断するために、主信号(信号光S)の誤り率を測定し、光伝送路120上に配置される最上流の送信器~最下流の受信機を含めた多スパンのシステム構成である。
In configuration example 3, the error rate of the main signal (signal light S) is measured to determine whether the pump light ratio is optimal, and the system is configured with multiple spans including the most upstream transmitter to the most downstream receiver arranged on the
図15は、実施の形態にかかる光伝送システムの構成例3を示す図である。図15に示す光伝送システム1500は、構成例1(図8)等で示したスパンが複数のスパンであり、便宜上、スパン毎に前方励起部140A(第1の光伝送装置110A)と、後方励起部140B(第2の光伝送装置110B)が配置されている例を示す。また、図15では、構成例1(図8)と同様の構成部には同様の符号を付し、スパン2~n-1の構成部分を省略している。
Figure 15 is a diagram showing a third example of the optical transmission system according to the embodiment. The
構成例3では、スパン1の第2の光伝送装置110Bの中と、スパンnの第2の光伝送装置110Bの中にNMS(ネットワークマネジメントシステム)のネットワーク統括制御部810Cを配置している。
In configuration example 3, a network management system (NMS)
図15には、光伝送路120の最上流、すなわち、スパン1の前段(上流)には、複数の送信機1501と、複数の送信機1501が出力する異なる波長の信号光を合波し、信号光Sとして光伝送路120に出力する合波器1502が配置されている。
In FIG. 15, at the most upstream position of the
また、光伝送路120の最下流、すなわち、スパンnの後段(下流)には、光伝送路120を波長別に分波する分波器1503と、分波された各波長の信号光を受信する受信機1504が配置されている。また、複数の受信機1504それぞれが信号受信時の信号誤り率を測定する誤り率測定部1505が設けられ、誤り率測定部1505の信号の誤り率の情報は、統括制御部810に出力される。誤り率測定部1505は、各受信機1504が有してもよい。
In addition, at the most downstream of the
統括制御部810には、構成例1で示したスパンの送信側信号光モニタ862Aと、受信側信号光モニタ862Bのモニタ出力が、複数スパン分、入力される。統括制御部810は、構成例1同様の入力情報と、スパン毎の送信側信号光モニタ862Aおよび受信側信号光モニタ862Bのモニタ情報と、信号誤り率等の情報に基づき、上流側のスパン1~下流側のスパンnに対して順次、励起光制御を実施する。
The
統括制御部810は、構成例3におけるラマン増幅方法では、概要として、下記処理1.~処理4.の各処理を実施する。
In the Raman amplification method in configuration example 3, the
1.各スパンの励起光パワー比率テーブルの作成
2.各スパンのXPM劣化を引き起こす励起光の抽出
3.各スパンへの励起光パワー比率テーブルの適用と調整
4.信号誤り率を用いた評価および最適化(改善が不足する場合の新たな励起光比率テーブルの適用)
1. Creation of an excitation light power ratio table for each
以下、各処理について説明する。
(1.各スパンの励起光パワー比率テーブルの作成)
統括制御部810は、構成例3では、スパン毎に複数の励起光パワー比率テーブル1000を作成する。
Each process will be described below.
(1. Creation of a pumping light power ratio table for each span)
In the third configuration example, the
(2.各スパンのXPM劣化を引き起こす励起光の抽出)
図16は、XPM劣化の信号光と励起光の抽出を説明する図である。図16(a)は、信号光Sの信号帯域(Lバンド)と、励起光の配置を示し、横軸は波長、縦軸は光パワーである。便宜上、2次励起光の短波長側から長波長側に波長(λ)別の番号λ1~λ5、1次励起光の短波長側から長波長側に番号λ6~λ8を付している。
(2. Extraction of Excitation Light Causing XPM Degradation of Each Span)
16 is a diagram for explaining extraction of signal light and pump light degraded by XPM. Fig. 16(a) shows the signal band (L band) of the signal light S and the arrangement of the pump light, with the horizontal axis representing wavelength and the vertical axis representing optical power. For convenience, the numbers λ1 to λ5 are assigned according to wavelength (λ) from the short wavelength side to the long wavelength side of the secondary pump light, and the numbers λ6 to λ8 are assigned from the short wavelength side to the long wavelength side of the primary pump light.
また、図16(b)は、図16(a)に示した信号光Sの信号帯域(Lバンド)と、励起光とを、零分散波長からの距離に配置し直したものである。横軸は、左端が波長0とした零分散波長からの距離(波長)を示す。
In addition, FIG. 16(b) shows the signal band (L band) of the signal light S and the pump light shown in FIG. 16(a) rearranged in terms of distance from the zero-dispersion wavelength. The horizontal axis shows the distance (wavelength) from the zero-dispersion wavelength, with the left
図16(b)に示すように、図16(a)の各波長の信号が零分散波長λ0で折り返した形になっている。図16(b)の例では、信号光Sのうち長波長側のLバンドの波長が1次励起光PF1のうち、長波長側のλ8の1次励起光に重なっていることが示されている。 As shown in FIG. 16(b), the signals of each wavelength in FIG. 16(a) are folded back at the zero dispersion wavelength λ0. In the example of FIG. 16(b), it is shown that the long wavelength L-band wavelength of the signal light S overlaps with the long wavelength λ8 primary pump light of the primary pump light PF1.
図16(c)は、信号光Sと1次励起光PF1との重なり状態別の各パターン1~4を示す図である。1次励起光(λ8)が信号光Sの帯域と重なっており、XPMを起こす波長であることが示されている。1次励起光PF1を零分散波長λ0で折り返した場合、信号光Sの帯域と重なり合うパターンは以下の4パターンが考えられる。これらは信号光Sの帯域と、1次励起光PF1のスペクトル広がりを比較することで、重なり状態を判別できる。
Figure 16 (c) shows
信号光Sの帯域の下限、上限を零分散波長λ0からの距離により、sig_L,sig_Hとし、1次励起光PF1(λ8)のスペクトルの下限、上限を零分散波長λ0からの距離で、pump_L,pump_Hとする。この場合、下記パターン1~4のいずれかの重なり状態が生じる。
The lower and upper limits of the band of the signal light S are sig_L and sig_H depending on the distance from the zero dispersion wavelength λ0, and the lower and upper limits of the spectrum of the primary pump light PF1 (λ8) are pump_L and pump_H depending on the distance from the zero dispersion wavelength λ0. In this case, any of the following overlapping
パターン1は、信号光Sの短波長側に1次励起光PF1が重なった状態である。重なり状態は、1次励起光PF1(λ8)の下限(pump_L)<信号光Sの下限(sig_L)に位置し、1次励起光PF1(λ8)の上限(pump_H)>信号光Sの下限(sig_L)に位置している。さらに、1次励起光PF1(λ8)の上限(pump_H)<信号光Sの上限(sig_H)に位置している。
パターン2は、信号光Sの長波長側に1次励起光PF1が重なった状態である。重なり状態は、1次励起光PF1(λ8)の下限(pump_L)>信号光Sの下限(sig_L)が位置し、1次励起光PF1(λ8)の下限(pump_L)<信号光Sの上限(sig_H)に位置している。さらに、1次励起光PF1(λ8)の上限(pump_H)>信号光Sの上限(sig_H)に位置している。
パターン3は、信号光Sの帯域よりも1次励起光PF1の帯域が広く、1次励起光PF1が信号光Sの帯域を覆う状態である。重なり状態は、1次励起光PF1(λ8)の下限(pump_L)<信号光Sの下限(sig_L)であり、1次励起光PF1(λ8)の上限(pump_H)>信号光Sの上限(sig_H)に位置している。
パターン4は、信号光Sの帯域よりも1次励起光PF1の帯域が狭い状態である。重なり状態は、1次励起光PF1(λ8)の下限(pump_L)>信号光Sの下限(sig_L)であり、1次励起光PF1(λ8)の上限(pump_H)<信号光Sの上限(sig_H)に位置している。
これらパターン1~4に示すように、信号光Sと1次励起光PF1(λ8)は、それぞれ中心波長、および1次励起光PF1のスペクトル広がり状態により、異なる重なり状態が生じる。
As shown in
統括制御部810は、パターン1~4の状態を計算することで、XPMを起こす1次励起光PF1を見つけることができる。現実的にみて、信号光Sの帯域と、1次励起光PF1のスペクトルの広がりでは、上記パターン1,2がほとんどのケースに当てはまる。
The
図17は、構成例3にかかる情報テーブルの一例を示す図表である。構成例3では、統括制御部810は、情報テーブル1700として、構成例1(図9)同様の情報を、スパン番号毎に保持する。例えば、情報テーブル1700は、スパン番号、信号光Sの信号帯域、ラマン利得、前方励起ラマン利得、後方励起ラマン利得、ファイバ零分散波長、前方励起波長、前方励起波長広がり、の項目毎に、条件、値、単位等の情報を保持する。
Figure 17 is a diagram showing an example of an information table according to configuration example 3. In configuration example 3, the
ここで、統括制御部810は、上述したような条件、例えば、
1.信号光Sの帯域の下限、上限を零分散波長λ0からの距離:sig_L,sig_H、
2、1次励起光PF1のスペクトルの下限、上限を零分散波長からの距離:pump_L,pimp_H、である場合、図17に示す情報テーブル1700について、信号光Sの信号帯域は、帯域がcバンドの場合、
c-band_sig_L=band1_low-λ_0、
c-band_sig_H=band1_high-λ_0として設定する。
Here, the
1. The lower and upper limits of the band of the signal light S are the distances from the zero dispersion wavelength λ0: sig_L, sig_H,
2. When the lower limit and upper limit of the spectrum of the primary pump light PF1 are distances from the zero dispersion wavelength: pump_L, pimp_H, in the information table 1700 shown in FIG. 17, when the signal band of the signal light S is the c-band,
c-band_sig_L=band1_low-λ_0,
Set c-band_sig_H=band1_high-λ_0.
また、前方励起の1次励起光PF1の各前方励起波長について、例えば、波長λ1については、
λ1_pump_L=λ_1-Δλ_1-λ_0、
λ1_pump_H=λ_1+Δλ_1-λ_0として設定する。
In addition, for each forward pumping wavelength of the primary pumping light PF1 of the forward pumping, for example, for the wavelength λ1,
λ1_pump_L=λ_1−Δλ_1−λ_0,
Set λ1_pump_H=λ_1+Δλ_1−λ_0.
(3.各スパンへの励起光パワー比率テーブルの適用と調整)
図18A~図18Cは、構成例3にかかる送信側励起光パワー比率テーブルを示す図表である。図18Aの送信側励起光パワー比率テーブル1800aには、信号光Sの帯域に対してXPMを起こす前方励起の1次励起光が一つのみ検出された場合の例を示す。送信側励起光パワー比率テーブル1800aは、記号(前方励起光パワー比率)、値、備考(コヒーレント光/非コヒーレント光の情報)、XPMを起こす励起光の有無(〇:XPMを起こす励起光)の情報を含む。図18Aには、参考として、零分散波長λ0からの距離を示している。
(3. Application and Adjustment of Pumping Light Power Ratio Table to Each Span)
18A to 18C are diagrams showing transmitting side pumping light power ratio tables according to configuration example 3. The transmitting side pumping light power ratio table 1800a in FIG. 18A shows an example in which only one primary pumping light of forward pumping that causes XPM is detected for the band of the signal light S. The transmitting side pumping light power ratio table 1800a includes information on the symbol (forward pumping light power ratio), value, remarks (information on coherent light/non-coherent light), and the presence or absence of pumping light that causes XPM (◯: pumping light that causes XPM). For reference, FIG. 18A shows the distance from the zero dispersion wavelength λ0.
図18Aに示すように、信号光Sの帯域に対してXPMを起こす1次励起光が一つ(λ8)の場合、統括制御部810は、1次励起光のパワー比率を示す値が最も小さい(設計可能な最小の値)の波長λ8(FWR_PR_λ8)を選択する。
As shown in FIG. 18A, when there is one primary excitation light (λ8) that causes XPM in the band of the signal light S, the
図18Bの送信側励起光パワー比率テーブル1800bには、信号光Sの帯域に対してXPMを起こす1次励起光が二つ(λ7,λ8)検出された場合の例を示す。1次励起光が複数検出された場合は、統括制御部810は、例えば、零分散波長λ0に一番近い1次励起光(λ7)のパワー比率を50%(値を80→40)に変更する。
The transmitting side excitation light power ratio table 1800b in FIG. 18B shows an example in which two primary excitation lights (λ7, λ8) that cause XPM in the band of the signal light S are detected. When multiple primary excitation lights are detected, the
統括制御部810は、図18Bの設定後、後述するXPMによる劣化の改善状態に基づいて再度パワー比率を決定してもよい。例えば、図18Bの設定では、XPMによる劣化が改善されなかったとする。この場合、統括制御部810は、図18Cの送信側励起光比率パワーテーブル1800cに示すように、二つ(λ7,λ8)の1次励起光について、零分散波長λ0に一番近い1次励起光(λ7)のパワー比率を50%から25%に変化させる。例えば、値を40→20に変更する。
After the settings in FIG. 18B, the
零分散波長λ0に近い1次励起光ほどXPM劣化を大きく起こす可能性がある。このため、統括制御部810は、零分散波長λ0に近い波長による1次励起光の影響は極力下げるが、2番目に効いてくる1次励起光については利得の減少を考慮して、50%→25%と、変化させて改善状態を判断する。この場合、図18A~図18Cに示した複数の励起光パワー比率テーブル1800a~1800cには、1次励起光のパワー比率別のテーブル番号をつけて区別する。統括制御部810は、該当する1次励起光のパワー比率に対応するテーブル番号の励起光パワー比率テーブル1800を選択する。
The closer the primary pumping light is to the zero dispersion wavelength λ0, the greater the possibility of XPM degradation. For this reason, the
図19は、構成例3にかかる受信側励起光パワー比率テーブルを示す図表である。図19の受信側励起光パワー比率テーブル1900は、予め、図18に示した送信側励起光パワー比率テーブル1800に対応して、利得波長特性を補償するものとして作成しておく。統括制御部810は、選択した送信側励起光パワー比率テーブル1800に対応する受信側励起光パワー比率テーブル1900を選択する。
Figure 19 is a diagram showing a receiving side excitation light power ratio table according to configuration example 3. The receiving side excitation light power ratio table 1900 in Figure 19 is created in advance to correspond to the transmitting side excitation light power ratio table 1800 shown in Figure 18 and to compensate for the gain wavelength characteristics. The
図19に示す受信側励起光パワー比率テーブル1900の例では、XPMを起こす前方励起の1次励起光が一つ(λ8)の場合に対応して、波長λ8に対応する後方励起の波長λ5,λ6のパワー比率が大きく設定されている。 In the example of the receiving side excitation light power ratio table 1900 shown in FIG. 19, in response to the case where there is one primary excitation light (λ8) in forward excitation that causes XPM, the power ratio of the backward excitation wavelengths λ5 and λ6 corresponding to the wavelength λ8 is set large.
(4.信号誤り率を用いた評価および最適化)
1次励起光の調整には、信号誤り率特性の改善を確認したい要望がある。しかし、多スパンに前方励起ラマンと、後方励起ラマンが適用されている場合は、上記の励起光パワー比率テーブル1800,1900(図18A~図19)を用いた評価を適用しないと誤り率が悪すぎて測定できない可能性がある。このため、構成例3では、統括制御部810は、全スパンの前方・後方励起ラマンに対し、励起光パワー比率テーブルを用いた評価を行ったのち、励起光比率の最適化を行う余地がある場合に信号誤り率を用いた評価および最適化を実施する。
(4. Evaluation and Optimization Using Signal Error Rate)
There is a demand for checking the improvement of the signal error rate characteristic in the adjustment of the primary pump light. However, when forward pumping Raman and backward pumping Raman are applied to multiple spans, the error rate may be too bad to measure unless the evaluation using the pumping light power ratio tables 1800 and 1900 (FIGS. 18A to 19) is applied. For this reason, in the configuration example 3, the
具体的には、統括制御部810は、XPMを起こす1次励起波長が二つある場合に、送信側励起光パワー比率テーブル1800で、XPMを起こす1次励起波長のうち、零分散波長λ0に近い1次励起波長は消光させる(パワー比率を十分小さくする)。しかし、統括制御部810は、二番目に零分散波長に近い1次励起波長は、パワー比率50%→25%と、変化させて信号誤り率の最適化を行う。
Specifically, when there are two primary excitation wavelengths that cause XPM, the
(構成例3の励起光制御例)
図20A,図20Bは、構成例3による励起光制御例を示すフローチャートである。図20A,図20Bには、主に統括制御部810が行う統括制御例を示す。統括制御部810は、複数のスパン1~nの昇順でスパン1の前方励起制御部150Aと、後方励起制御部150Bに対する励起光パワーの制御を実施する。この後、統括制御部810は、スパン2以降に対する励起光パワーの制御を実施し、最後にスパンnに対する励起光パワーの制御を実施する。
(Excitation Light Control Example of Configuration Example 3)
20A and 20B are flowcharts showing an example of pumping light control according to configuration example 3. 20A and 20B show an example of overall control mainly performed by the
統括制御部810は、事前準備として、ファイバ種別毎の励起光パワー比率テーブルを作成しておく(ステップS2001)。この際、統括制御部810は、ファイバ種別とスパン1~n毎の励起光パワー比率テーブルを作成する。励起光パワー比率テーブルは、図18A等に示す送信側励起光パワー比率テーブル1800と、図19に示す受信側励起光パワー比率テーブル1900からなる。
As a preliminary step, the
次に、統括制御部810は、対象のスパンの信号帯域でXPMを起こす励起光を算出する(ステップS2002)。統括制御部810は、図16で説明した処理により、対象のスパンの信号帯域でXPMを起こす励起光を算出する。
Next, the
次に、統括制御部810は、各スパンの励起パワー比率テーブルを作成する(ステップS2003)。ここで、統括制御部810は、図18Aに示した送信側励起光パワー比率テーブル1800と、図19に示した受信側励起光パワー比率テーブル1900を作成する。
Next, the
ステップS2003において、統括制御部810は、1.XPMを起こす励起波長が1波の場合と、2.XPMを起こす励起波長が2波の場合と、に対応した各スパンの励起パワー比率テーブルを作成する。
In step S2003, the
1.XPMを起こす励起波長が1波の場合
統括制御部810は、前方励起ラマンについては、当該波長の励起波長比率を十分に小さくしたパワー比率テーブルを作成する。統括制御部810は、後方励起ラマンについては、前方励起の利得波長特性を補償するパワー比率テーブルを作成する。
1. When there is one pump wavelength causing XPM, the
2.XPMを起こす励起波長が2波の場合
統括制御部810は、前方励起ラマンについては、零分散波長に近い波長は、励起波長比率を十分に小さくし、2番目に零分散に近い波長のパワー比率は、例えば、50%、25%、10%に設定する。ここで、統括制御部810は、パワー比率が50%のものをテーブル番号1、パワー比率が25%のものをテーブル番号2などと別テーブルに設定する。また、統括制御部810は、後方励起ラマンについては、前方励起の利得波長特性を補償するパワー比率テーブルを作成する。
2. When there are two pumping wavelengths causing XPM For forward pumping Raman, the
次に、統括制御部810は、対象スパンの対象スパンの励起パワー比率と、テーブルの初期値を選択する(ステップS2004)。例えば、統括制御部810は、処理開始時は、スパン番号を初期化し、対応して情報テーブル1700、送信側励起光パワー比率テーブル1800、受信側励起光パワー比率テーブル1900のテーブル番号を#1を選択する。統括制御部810は、以後、再度のスパン選択時にはスパン番号をインクリメントする。
Next, the
次に、統括制御部810は、送信側光増幅器130Aを立ち上げる(ステップS2005)。次に、統括制御部810は、該当スパンが前方励起ラマンを含むか否かを判断する(ステップS2006)。該当スパンが前方励起ラマンを含む場合には(ステップS2006:Yes)、統括制御部810は、ステップS2007の処理に移行し、該当スパンが前方励起ラマンを含まない場合には(ステップS2006:No)、ステップS2008の処理に移行する。
Next, the
ステップS2007では、統括制御部810は、該当スパンの前方励起部140Aを立ち上げる制御を行う(ステップS2007)。この際、前方励起制御部150Aは、励起パワー比率を適用した前方励起を行う。
In step S2007, the
この後、ステップS2008では、統括制御部810は、該当スパンが後方励起ラマンを含むか否かを判断する(ステップS2008)。該当スパンが後方励起ラマンを含む場合には(ステップS2008:Yes)、統括制御部810は、ステップS2009の処理に移行し、該当スパンが後方励起ラマンを含まない場合には(ステップS2008:No)、ステップS2010の処理に移行する。
After that, in step S2008, the
ステップS2009では、統括制御部810は、後方励起部140Bを立ち上げる制御を行う(ステップS2009)。この際、後方励起制御部150Bは、励起パワー比率を適用した後方励起を行う。この後、ステップS2010では、統括制御部810は、受信側光増幅器130Bを立ち上げる(ステップS2010)。
In step S2009, the
次に、統括制御部810は、スパン番号が全スパン数に達したか否かを判断する(ステップS2011)。スパン番号が全スパン数に達していなければ(ステップS2011:No)、統括制御部810は、スパン番号をインクリメントし(ステップS2012)、ステップS2005の処理に戻る。一方、スパン番号が全スパン数に達していれば(ステップS2011:Yes)、ステップS2013の処理に移行する。
Next, the
図20Bに示すステップS2013以下の処理では、受信信号の誤り率に基づく、励起パワーの最適化制御を行う。まず、統括制御部810は、誤り率測定部1505による受信信号の誤り率特性を測定する(ステップS2013)。
In the process from step S2013 onward shown in FIG. 20B, the excitation power is optimized based on the error rate of the received signal. First, the
そして、統括制御部810は、誤り率特性が所定の許容範囲内であるか否かを判断する(ステップS2014)。誤り率特性が所定の許容範囲内でなければ(ステップS2014:No)、統括制御部810は、ステップS2015以下の処理に移行する。一方、誤り率特性が所定の許容範囲内であれば(ステップS2014:Yes)、統括制御部810は、以上の処理を終了する。
Then, the
ステップS2015では、統括制御部810は、スパン番号を初期化する(ステップS2015)、そして、統括制御部810は、該当スパンが前方励起ラマンを含むか否かを判断する(ステップS2016)。該当スパンが前方励起ラマンを含む場合には(ステップS2016:Yes)、統括制御部810は、ステップS2017の処理に移行し、該当スパンが前方励起ラマンを含まない場合には(ステップS2016:No)、ステップS2022の処理に移行する。
In step S2015, the
ステップS2017では、統括制御部810は、テーブル番号が最大テーブル番号未満であるか否かを判断する(ステップS2017)。テーブル番号は、送信側励起光パワー比率テーブル1800および受信側励起光パワー比率テーブル1900について、励起光パワーを可変するために前方励起および後方励起パワーが異なる数分、複数用意されている。以下の制御では、例えば、統括制御部810は、誤り率の許容範囲内でテーブル番号のインクリメント毎に、励起パワーを低くしていく制御を行う。
In step S2017, the
統括制御部810は、現在のテーブル番号が最大テーブル番号未満でなければ(ステップS2017:No)、ステップS2022の処理に移行する。一方、テーブル番号が最大テーブル番号未満であれば(ステップS2017:Yes)、統括制御部810は、ステップS2018の処理に移行する。
If the current table number is not less than the maximum table number (step S2017: No), the
ステップS2018では、統括制御部810は、該当スパン励起比率テーブルを変更するためにテーブル番号をインクリメントする(ステップS2018)。そして、統括制御部810は、再度、誤り率特性を測定し(ステップS2019)、誤り率が改善したか判断する(ステップS2020)。統括制御部810は、誤り率が改善していれば(ステップS2020:Yes)、ステップS2021の処理に移行する。一方、誤り率が改善していなければ(ステップS2020:No)、統括制御部810は、ステップS2017の処理に戻る。
In step S2018, the
ステップS2021では、統括制御部810は、該当スパン励起比率テーブルを変更するためにテーブル番号をデクリメントする(ステップS2021)。次に、統括制御部810は、スパン番号が全スパン数に達したか否かを判断する(ステップS2022)。スパン番号が全スパン数に達していなければ(ステップS2022:No)、統括制御部810は、スパン番号をインクリメントし(ステップS2023)、ステップS2016の処理に戻る。一方、スパン番号が全スパン数に達していれば(ステップS2022:Yes)、以上の処理を終了する。
In step S2021, the
構成例3によれば、スパン毎にXPM劣化を起こす励起光を実測により抽出し、前方励起および後方励起パワーの測定により、所定の励起制御時のスパンロスおよびパワー波長特性を判断している。加えて、受信信号の誤り率に基づき、テーブル番号に対応して励起光パワーを可変させる制御を行う。これにより、スパン毎に異なる伝送特性に対応し、光伝送路がDSF120の場合のXPMの影響を回避でき、受信信号の誤り率を向上させ、信号品質の劣化を防ぐことができる。 According to configuration example 3, the pumping light that causes XPM degradation for each span is extracted by actual measurement, and the span loss and power wavelength characteristics at the time of a specified pumping control are determined by measuring the forward pumping and backward pumping power. In addition, based on the error rate of the received signal, control is performed to vary the pumping light power in accordance with the table number. This makes it possible to accommodate different transmission characteristics for each span, avoid the effects of XPM when the optical transmission path is DSF120, improve the error rate of the received signal, and prevent degradation of signal quality.
(他の分散シフトファイバに対する励起制御例)
上述した実施の形態では、DSFに対する励起制御について説明した。以下の説明では、NZ-DSFであるTWRSと、ELEAFに対するXPM劣化を抑制する励起制御について説明する。TWRSは、True Wave RS(Reduced Slope)の略であり、ELEAFは、Enhanced Large Effective Area Fiberの略である。
(Examples of pumping control for other dispersion shifted fibers)
In the above-mentioned embodiment, the excitation control for DSF has been described. In the following description, the excitation control for suppressing XPM degradation for TWRS, which is NZ-DSF, and ELEAF will be described. TWRS is an abbreviation for True Wave RS (Reduced Slope), and ELEAF is an abbreviation for Enhanced Large Effective Area Fiber.
(TWRSとELEAFの波長分散特性)
図21は、TWRSとELEAFの波長分散特性を示す図表である。図21には、参考として波長1310nm付近で分散が零になるSMFと、波長1550nm付近で分散が零になるDSFの波長分散特性についても示してある。TWRSは、波長1452nm付近で分散が零になる波長分散特性を有し、ELEAFは、波長1499nm付近で分散が零になる波長分散特性を有している。これらNZ-DSFは、広く敷設されているファイバで、信号帯域としてCバンドとLバンドが用いられている。次に、これらTWRSとELEAFを光伝送路120に用いた場合の問題点について説明する。
(Wavelength dispersion characteristics of TWRS and ELEAF)
Fig. 21 is a diagram showing the chromatic dispersion characteristics of TWRS and ELEAF. For reference, Fig. 21 also shows the chromatic dispersion characteristics of SMF, in which the dispersion becomes zero near a wavelength of 1310 nm, and DSF, in which the dispersion becomes zero near a wavelength of 1550 nm. TWRS has a chromatic dispersion characteristic in which the dispersion becomes zero near a wavelength of 1452 nm, and ELEAF has a chromatic dispersion characteristic in which the dispersion becomes zero near a wavelength of 1499 nm. These NZ-DSFs are widely installed fibers, and C-band and L-band are used as signal bands. Next, problems when these TWRS and ELEAF are used in the
(TWRSの前方励起で生じるXPM劣化について)
図22A~図22Cは、TWRSに対する前方励起ラマン増幅で生じる問題を説明する図表である。図22Aには、TWRSの場合の零分散波長と、WDMの信号帯域(C-Band,L-band)と、励起波長の関係を示す。横軸は波長、縦軸は励起パワーである。便宜上、2次励起光PF2の短波長側から長波長側に波長(λ)別の番号1~5、1次励起光PF1の短波長側から長波長側に番号1~3を付している。
(XPM degradation caused by forward excitation of TWRS)
22A to 22C are diagrams for explaining problems that occur in forward pumping Raman amplification for a TWRS. FIG. 22A shows the relationship between the zero dispersion wavelength in the case of a TWRS, the signal bands of WDM (C-Band, L-Band), and the pumping wavelength. The horizontal axis is the wavelength, and the vertical axis is the pumping power. For convenience,
図22Bには、TWRSの場合の零分散波長と、WDMの信号光の波長(C-band,L-band)と、励起波長の関係を示す。図22B(a)に示すように、TWRSは、零分散(波長1452nm)を挟んで2次関数の遅延特性がある。この遅延特性を信号帯域と励起光の波長軸での配置の上に重ねると、図22B(b)のようになる。図22B(b)に示すように、C-bandのほぼ全帯域とL-bandの帯域の一部が2次励起光PF2の波長1,2,3,4と同じ遅延量になり、同じ速さでファイバを伝送することになる。TWRSのファイバ内で起きるXPMは、同じ速さで伝送する光の間で強く発生するため、信号光は2次励起光PF2から大きなXPMの影響を受ける。
Figure 22B shows the relationship between the zero dispersion wavelength in the case of TWRS, the wavelength of the WDM signal light (C-band, L-band), and the pump wavelength. As shown in Figure 22B(a), the TWRS has a quadratic delay characteristic on either side of zero dispersion (wavelength 1452 nm). When this delay characteristic is superimposed on the arrangement of the signal band and the pump light wavelength axis, it becomes as shown in Figure 22B(b). As shown in Figure 22B(b), almost the entire band of the C-band and part of the band of the L-band have the same delay amount as
図22Cは、信号と励起光の零分散からの距離をわかりやすくするために、図22B(b)を零分散からの距離に配置し直したものである。横軸は、左端が波長0とした零分散波長からの距離(波長)を示す。
Figure 22C is a rearrangement of Figure 22B(b) in terms of distance from zero dispersion to make it easier to understand the distance from zero dispersion of the signal and pump light. The horizontal axis shows the distance (wavelength) from the zero dispersion wavelength, with the left
図22Cに示すように、図22B(b)の各波長の信号が零分散波長λ0で折り返した形になっている。図22Cの例では、Cバンドの信号帯域全体と、Lバンドの短波長側が2次励起光PF1の波長1,2,3,4に重なっており、XPMを起こす波長であることが示されている。
As shown in Figure 22C, the signals of each wavelength in Figure 22B(b) are folded back at the zero-dispersion wavelength λ0. In the example of Figure 22C, the entire signal band of the C-band and the short wavelength side of the L-band overlap with
図23は、XPMによるQ値の劣化を示す図表である。図23には、図22Cに示した励起光の波長配置の場合のQ値の波長特性を示す。縦軸はQ値、横軸は波長である。図23に示すように、2次励起光PF2(波長1,2,3,4)と遅延量が同じになる信号帯域でQ値にdipが生じて大きく劣化する。2次励起光PF2は、パワー密度が大きいため、XPMの影響が非常に大きくなり、信号光Sの信号品質を大きく劣化させてしまうという問題がある。
Figure 23 is a chart showing the degradation of the Q value due to XPM. Figure 23 shows the wavelength characteristic of the Q value for the wavelength arrangement of the pump light shown in Figure 22C. The vertical axis is the Q value, and the horizontal axis is the wavelength. As shown in Figure 23, a dip occurs in the Q value in the signal band where the delay amount is the same as that of the secondary pump light PF2 (
(ELEAFの前方励起で生じるXPM劣化について)
図24A~図24Cは、ELEAFに対する前方励起ラマン増幅で生じる問題を説明する図表である。図24Aには、ELEAFの場合の零分散波長と、WDMの信号帯域(C-Band,L-band)と、励起波長の関係を示す。横軸は波長、縦軸は励起パワーである。便宜上、2次励起光PF2の短波長側から長波長側に波長(λ)別の番号1~5、1次励起光PF1の短波長側から長波長側に番号1~3を付している。
(XPM Degradation Caused by Forward Pumping of ELEAF)
24A to 24C are diagrams for explaining problems that occur in forward pumping Raman amplification for ELEAF. Fig. 24A shows the relationship between the zero dispersion wavelength in the case of ELEAF, the signal bands of WDM (C-Band, L-Band), and the pumping wavelength. The horizontal axis is the wavelength, and the vertical axis is the pumping power. For convenience,
図24Bには、ELEAFの場合の零分散波長と、WDMの信号光の波長(C-band,L-band)と、励起波長の関係を示す。図24B(a)に示すように、TWRSは、零分散(波長1499nm)を挟んで2次関数の遅延特性がある。この遅延特性を信号帯域と励起光の波長軸での配置の上に重ねると、図24B(b)のようになる。図24B(b)に示すように、C-bandの帯域の一部とL-bandの帯域の一部が1次励起光1,2と、2次励起光PF2の波長5と同じ遅延量になり、同じ速さでファイバを伝送することになる。TWRSのファイバ内で起きるXPMは、同じ速さで伝送する光の間で強く発生するため、信号光はこれら1次励起光PF1と2次励起光PF2から大きなXPMの影響を受ける。
Figure 24B shows the relationship between the zero dispersion wavelength in the case of ELEAF, the wavelength of the WDM signal light (C-band, L-band), and the pump wavelength. As shown in Figure 24B (a), the TWRS has a delay characteristic of a quadratic function on either side of zero dispersion (wavelength 1499 nm). When this delay characteristic is superimposed on the arrangement of the signal band and the pump light wavelength axis, it becomes as shown in Figure 24B (b). As shown in Figure 24B (b), part of the C-band band and part of the L-band band have the same delay amount as the
図24Cは、信号と励起光の零分散からの距離をわかりやすくするために、図24B(b)を零分散からの距離に配置し直したものである。横軸は、左端が波長0とした零分散波長からの距離(波長)を示す。
Figure 24C is a rearrangement of Figure 24B(b) in terms of distance from zero dispersion to make it easier to understand the distance from zero dispersion of the signal and pump light. The horizontal axis shows the distance (wavelength) from the zero dispersion wavelength, with the left
図24Cに示すように、図24B(b)の各波長の信号が零分散波長λ0で折り返した形になっている。図24Cの例では、Cバンドの長波長側が1次励起光PF1の波長2に重なり、Cバンドの短波長側が1次励起光PF1の波長1に重なっている。また、Lバンドの長波長側が1次励起光の波長1に重なり、Lバンドの短波長側が2次励起光の波長5に重なっており、XPMを起こす波長であることが示されている。
As shown in Figure 24C, the signals of each wavelength in Figure 24B(b) are folded back at the zero-dispersion wavelength λ0. In the example of Figure 24C, the long wavelength side of the C-band overlaps with
図25は、XPMによるQ値の劣化を示す図表である。図25には、図24Cに示した励起光の波長配置の場合のQ値の波長特性を示す。縦軸はQ値、横軸は波長である。図25に示すように、1次励起光PF1の波長1,2と、2次励起光PF2の波長5と遅延量が同じになる信号帯域でQ値にdipが生じて大きく劣化する。特に2次励起光PF2は、1次励起光に比べてパワー密度が大きいため、XPMの影響が非常に大きくなり、信号光Sの信号品質を大きく劣化させてしまうという問題がある。
Figure 25 is a chart showing the degradation of the Q value due to XPM. Figure 25 shows the wavelength characteristic of the Q value for the wavelength arrangement of the pump light shown in Figure 24C. The vertical axis is the Q value, and the horizontal axis is the wavelength. As shown in Figure 25, a dip occurs in the Q value in the signal band where the delay amount is the same for
上記のように、NZ-DSFのTWRSと、ELEAFにおいても、XPMを起こす励起光によって信号光Sの信号品質が劣化する。特に、2次励起光は1次励起光に比べ、パワー密度が大きいため、信号品質を大きく劣化させる。このため、実施の形態では、XPMを起こす励起光について、消光または光パワーの低減を行って、劣化を起こさないようにする。また、前方励起ラマン利得をある程度確保し、前方励起ラマンによる伝送特性の改善が期待できるようにする。 As described above, in the TWRS of NZ-DSF and ELEAF, the signal quality of the signal light S is degraded by the pump light that causes XPM. In particular, the secondary pump light has a higher power density than the primary pump light, and therefore significantly degrades the signal quality. For this reason, in the embodiment, the pump light that causes XPM is quenched or its optical power is reduced to prevent degradation. In addition, a certain degree of forward pumping Raman gain is ensured, so that improvements in transmission characteristics due to forward pumping Raman can be expected.
例えば、実施の形態では、前方励起の2次励起光PF2がXPMを起こす場合、劣化量が非常に大きいので該当する波長の光を消光させる。また、1次励起光PF1がXPMを起こす場合、該当する波長の励起光が1波である場合は消光させ、複数ある場合は、零分散に近いほうの波長は消光させ、零分散から遠いものはパワーを所定量、例えば50%以下に低減させる。 For example, in the embodiment, when the secondary pumping light PF2 of the forward pumping causes XPM, the amount of degradation is very large, so the light of the corresponding wavelength is extinguished. Also, when the primary pumping light PF1 causes XPM, if there is one wave of pumping light of the corresponding wavelength, it is extinguished, and if there are multiple waves, the wavelength closest to zero dispersion is extinguished, and the power of the wavelength farthest from zero dispersion is reduced by a predetermined amount, for example to 50% or less.
前方励起における適切なパワー低減量については事前に計算で求めることができるが、実測データに基づき予測することとしてもよい。そして、前方励起の励起パワーを低減させたことによる利得の低下は、前方励起光源間の利得調整と後方ラマンの利得波長特性を調整することで補償する。例えば、前方励起光源間の利得調整とは、2次励起光PF2の消光に伴う利得の不足を、対応する1次励起光PF1のパワーの上昇で補うことを含む。 The appropriate amount of power reduction in forward pumping can be calculated in advance, but it may also be predicted based on actual measurement data. The reduction in gain caused by reducing the pumping power of forward pumping is compensated for by adjusting the gain between the forward pumping light sources and adjusting the gain wavelength characteristics of the backward Raman. For example, the gain adjustment between the forward pumping light sources includes compensating for the lack of gain caused by the extinction of the secondary pumping light PF2 by increasing the power of the corresponding primary pumping light PF1.
(TWRSに対する励起制御例)
図26は、TWRSに対する励起制御例を示す説明図である。横軸は波長、縦軸は光パワーである。図26(a)は、XPM対策を施す前の励起光と信号帯域の関係を示す図表、図26(b)は、XPM対策を施した後の励起光と信号帯域の関係を示す図表である。
(Example of excitation control for TWRS)
26 is an explanatory diagram showing an example of pumping control for a TWRS. The horizontal axis is wavelength, and the vertical axis is optical power. Fig. 26(a) is a diagram showing the relationship between pumping light and signal band before XPM countermeasures are taken, and Fig. 26(b) is a diagram showing the relationship between pumping light and signal band after XPM countermeasures are taken.
図26(a)に示すように、TWRSでは、2次励起光PF2の波長1,2,3,4が、信号帯域(Cバンドの帯域全体とLバンドの一部の帯域)XPMを起こす。このため、光伝送装置110は、図26(b)に示すように、2次励起光PF2の波長1,2,3,4を消光制御して信号劣化を抑える。また、この2次励起光PF2の波長1,2,3,4の消光に伴うラマン利得の低下を補うために、光伝送装置110は、1次励起光PF1(波長1,2,3)のパワーを上昇させる制御を行う。
As shown in FIG. 26(a), in TWRS,
なお、図26(c),(d)は、それぞれ図26(a),(b)に示した信号光Sの信号帯域と、励起光とを、波長軸上で零分散波長からの距離に配置し直したものである。横軸は零分散波長からの距離(波長)、縦軸は光パワーである。図26(c)は、XPM対策を施す前の励起光と信号帯域の関係を示し、図26(d)は、XPM対策を施した後の励起光と信号帯域の関係を示す図表である。 In addition, Figures 26(c) and (d) show the signal band of the signal light S and the pump light shown in Figures 26(a) and (b), respectively, rearranged on the wavelength axis in terms of distance from the zero-dispersion wavelength. The horizontal axis is the distance (wavelength) from the zero-dispersion wavelength, and the vertical axis is the optical power. Figure 26(c) shows the relationship between the pump light and the signal band before XPM countermeasures are taken, and Figure 26(d) is a chart showing the relationship between the pump light and the signal band after XPM countermeasures are taken.
図27は、XPM対策前後のラマン利得を示す図表である。横軸は波長、縦軸は利得である。図27(a)は、XPM対策前のラマン利得のチャネル依存性を示し、図27(b)は、XPM対策後のラマン利得のチャネル依存性を示す。 Figure 27 is a graph showing the Raman gain before and after XPM countermeasures. The horizontal axis is wavelength, and the vertical axis is gain. Figure 27(a) shows the channel dependence of the Raman gain before XPM countermeasures, and Figure 27(b) shows the channel dependence of the Raman gain after XPM countermeasures.
図27(a)に示すXPM対策前においては、TWRS伝送において、前方励起のみ、後方励起のみ、前方励起+後方励起、のいずれにおいても、波長帯全体の利得が平坦であり、ラマン利得にチャネル依存性は生じていないことが示されている。図27(a)に対し、図27(b)に示すXPM対策後には、ラマンの利得の波長依存性が変化している。 As shown in Figure 27(a) before the XPM countermeasures were taken, in TWRS transmission, the gain is flat across the entire wavelength band in all cases of forward pumping only, backward pumping only, and forward pumping + backward pumping, and it is shown that there is no channel dependence in the Raman gain. In contrast to Figure 27(a), after the XPM countermeasures were taken as shown in Figure 27(b), the wavelength dependence of the Raman gain has changed.
実施の形態の光伝送装置110は、図27(b)に示すように、2次励起光PF2の消光に伴う利得の不足が生じるため、1次励起光PF1のパワーを大きくして補償する。ここで、図27(a)に示す2次励起光PF2がある場合に比べ、図27(b)では、短波長側につれて次第に利得が不足し(-ΔD)、長波長側の利得も若干不足が生じているため、この不足分(-ΔD)に対応して後方ラマンPBで利得を補償(+ΔD)する。これにより、XPM対策後の励起制御(前方励起と後方励起)によるラマン利得(図中実線)の平坦性を確保できるようになる。
As shown in FIG. 27(b), the
図28は、XPM対策前後のQ値を示す図表である。横軸は波長、縦軸はQ値である。図28(a)は、XPM対策前のQ値の波長依存性を示し、図28(b)は、XPM対策後のQ値の波長依存性を示す。 Figure 28 is a graph showing the Q value before and after XPM countermeasures. The horizontal axis is wavelength, and the vertical axis is Q value. Figure 28(a) shows the wavelength dependence of the Q value before XPM countermeasures, and Figure 28(b) shows the wavelength dependence of the Q value after XPM countermeasures.
図28(a)に示すXPM対策前においては、TWRS伝送において、2次励起光PF2(波長1,2,3,4)と遅延量が同じになる信号帯域でQ値にdipが生じて大きく劣化する。これに対し、実施の形態の光伝送装置110は、図28(b)に示すように、大きなQ値の劣化を抑えることができている。
Before the XPM countermeasure shown in FIG. 28(a) is implemented, in TWRS transmission, a dip occurs in the Q value in the signal band where the delay amount is the same as that of the secondary excitation light PF2 (
(ELEAFに対する励起制御例)
図29は、ELEAFに対する励起制御例を示す説明図である。横軸は波長、縦軸は光パワーである。図29(a)は、XPM対策を施す前の励起光と信号帯域の関係を示す図表、図29(b)は、XPM対策を施した後の励起光と信号帯域の関係を示す図表である。
(Excitation control example for ELEAF)
Fig. 29 is an explanatory diagram showing an example of pumping control for ELEAF. The horizontal axis is wavelength, and the vertical axis is optical power. Fig. 29(a) is a diagram showing the relationship between pumping light and signal band before XPM countermeasures are taken, and Fig. 29(b) is a diagram showing the relationship between pumping light and signal band after XPM countermeasures are taken.
図29(a)に示すように、ELEAFでは、1次励起光PF1の波1,2と、2次励起光PF2の波長5が、CバンドとLバンドの信号帯域にXPMを起こす。このため、光伝送装置110は、図29(b)に示すように、2次励起光PF2の波長5は消光制御する。また、光伝送装置110は、1次励起光PF1のうち零分散に近い1次励起光OF1の波長2は消光し、1次励起光PF1の波長1はパワーを所定量、例えば、50%以下に低下させる制御を行う。また、2次励起光PF2の波長5の消光に伴うラマン利得の低下を補うために、光伝送装置110は、1次励起光PF1の波長3のパワーを上昇させる制御を行う。
As shown in FIG. 29(a), in ELEAF, waves 1 and 2 of the primary excitation light PF1 and
なお、図29(c),(d)は、それぞれ図29(a),(b)に示した信号光Sの信号帯域と、励起光とを、波長軸上で零分散波長からの距離に配置し直したものである。横軸は零分散波長からの距離(波長)、縦軸は光パワーである。図29(c)は、XPM対策を施す前の励起光と信号帯域の関係を示し、図29(d)は、XPM対策を施した後の励起光と信号帯域の関係を示す図表である。 In addition, Figures 29(c) and (d) show the signal band of the signal light S and the pump light shown in Figures 29(a) and (b), respectively, rearranged on the wavelength axis in terms of distance from the zero-dispersion wavelength. The horizontal axis is the distance (wavelength) from the zero-dispersion wavelength, and the vertical axis is the optical power. Figure 29(c) shows the relationship between the pump light and the signal band before XPM countermeasures are taken, and Figure 29(d) is a chart showing the relationship between the pump light and the signal band after XPM countermeasures are taken.
図30は、XPM対策前後のラマン利得を示す図表である。横軸は波長、縦軸は利得である。図30(a)は、XPM対策前のラマン利得のチャネル依存性を示し、図30(b)は、XPM対策後のラマン利得のチャネル依存性を示す。 Figure 30 is a graph showing the Raman gain before and after XPM countermeasures. The horizontal axis is wavelength, and the vertical axis is gain. Figure 30(a) shows the channel dependence of the Raman gain before XPM countermeasures, and Figure 30(b) shows the channel dependence of the Raman gain after XPM countermeasures.
図30(a)に示すXPM対策前においては、ELEAF伝送において、前方励起のみ、後方励起のみ、前方励起+後方励起、のいずれにおいても、波長帯全体の利得が平坦であり、ラマン利得にチャネル依存性は生じていないことが示されている。図30(a)に対し、図30(b)に示すXPM対策後には、ラマンの利得の波長依存性が変化している。 As shown in Figure 30(a) before the XPM countermeasures were taken, in ELEAF transmission, the gain is flat across the entire wavelength band in all cases of forward pumping only, backward pumping only, and forward pumping + backward pumping, and it is shown that there is no channel dependence in the Raman gain. In contrast to Figure 30(a), after the XPM countermeasures were taken as shown in Figure 30(b), the wavelength dependence of the Raman gain has changed.
実施の形態の光伝送装置110は、図30(b)に示すように、2次励起光PF2の波長2の消光に伴い信号帯域の中央部での利得の不足(-ΔD)に対応して、後方ラマンPBで利得を補償(+ΔD)する。これにより、XPM対策後の励起制御(前方励起と後方励起)によるラマン利得(図中実線)の平坦性を確保できるようになる。
As shown in FIG. 30(b), the
図31は、XPM対策前後のQ値を示す図表である。横軸は波長、縦軸はQ値である。図31(a)は、XPM対策前のQ値の波長依存性を示し、図31(b)は、XPM対策後のQ値の波長依存性を示す。 Figure 31 is a graph showing the Q value before and after XPM countermeasures. The horizontal axis is wavelength, and the vertical axis is Q value. Figure 31(a) shows the wavelength dependence of the Q value before XPM countermeasures, and Figure 31(b) shows the wavelength dependence of the Q value after XPM countermeasures.
図31(a)に示すXPM対策前においては、ELEAF伝送において、1次励起光PF1の波長1,2と、2次励起光PF2の波長5と遅延量が同じになる信号帯域でQ値にdipが生じて大きく劣化している。これに対し、実施の形態の光伝送装置110は、図31(b)に示すように、信号帯域中央部で前方励起ラマンの利得の不足の影響によりQ値に若干劣化があるが、大きなQ値の劣化は抑えることができている。
As shown in Figure 31 (a) before the XPM countermeasure, in ELEAF transmission, a dip occurs in the Q value in the signal band where the delay amount is the same for
(各種ファイバに対応した励起制御例)
図32は、実施の形態にかかる各種ファイバに対応した励起光制御例を示すフローチャートである。図32には、上述したDSFに対する制御例(図1F参照)を含めて記載してある。実施の形態では、DSF、TWRS、ELEAFのファイバ種別に応じて励起制御を変更する。
(Examples of excitation control for various fibers)
Fig. 32 is a flowchart showing an example of pumping light control corresponding to various fibers according to the embodiment. Fig. 32 also shows the above-mentioned control example for DSF (see Fig. 1F). In the embodiment, the pumping control is changed according to the fiber type of DSF, TWRS, or ELEAF.
図32の処理は、図1F(制御例5)で説明した双方向励起制御システム100の第1の光伝送装置110Aの前方励起制御部150Aと、第2の光伝送装置110Bの後方励起制御部150Bとの連携により行うことができる。
The process in FIG. 32 can be performed in cooperation with the forward
はじめに、前方励起制御部150Aと、後方励起制御部150Bは、それぞれファイバ種別情報を受け取る(ステップS3201)。ファイバ種別情報は、保守者等により手動入力されるほか、ネットワークを介して管理サーバ等から情報入力されることとしてもよい。
First, the forward
次に、前方励起制御部150Aと、後方励起制御部150Bは、それぞれ入力されたファイバ種別を判別する(ステップS3202)。ここでは、光伝送路120のファイバ種別がSMFであるか否かを判定している。
Next, the forward
入力されたファイバ種別がSMFの場合には(ステップS3202:Yes)、前方励起制御部150Aは、SMF用励起パワー比率を適用した前方励起を行う(ステップS3203)。同様に、後方励起制御部150Bは、SMF用励起パワー比率を適用した前方励起を行う。例えば、前方励起制御部150Aの前方励起、および後方励起制御部150Bの後方励起の制御では、予めSMF用励起パワー比率をテーブル化したものを用いる。SMF用励起パワー比率テーブルは、前方励起および後方励起ともに、波長に対し平坦な利得特性を有する(例えば、図1E(b)参照)。
When the input fiber type is SMF (step S3202: Yes), the forward
一方、入力されたファイバ種別がSMF以外の場合には(ステップS3202:No)、前方励起制御部150Aおよび後方励起制御部150Bは、それぞれ入力されたファイバ種別を判定する(ステップS3204)。
On the other hand, if the input fiber type is other than SMF (step S3202: No), the forward
ステップS3024において、入力されたファイバ種別がDSFの場合には(ステップS3204:DSF)、前方励起制御部150Aおよび後方励起制御部150Bは、DSF用励起パワー比率を適用した前方励起を行う(ステップS3205)。ステップS3205の処理は、図1FのステップS104と同じ処理である。例えば、前方励起制御部150Aの前方励起、および後方励起制御部150Bの後方励起の制御では、予めDSF用励起パワー比率をテーブル化したもの参照して励起制御する。
If the input fiber type is DSF in step S3024 (step S3204: DSF), the forward
例えば、1.DSF用励起パワー比率テーブルには、前方励起について長波長側励起光源の消光(制御例1相当)、またはパワー低減(制御例2相当)が設定され、前方励起制御部150Aが参照して前方励起を制御する。対応して後方励起については、DSF用励起パワー比率テーブルには、長波長側励起光源のパワー増加が設定され、後方励起制御部150Bが参照して後方励起を制御する。
For example, 1. In the DSF pumping power ratio table, the extinction of the long wavelength pumping light source (corresponding to control example 1) or the power reduction (corresponding to control example 2) for forward pumping is set, and the forward
このほか、2.DSF用励起パワー比率テーブルには、前方励起について長波長側で利得の下がる利得波長特性が設定され、前方励起制御部150Aが参照して前方励起を制御する。対応して後方励起については、DSF用励起パワー比率テーブルには、長波長側で利得の上がる利得波長特性が設定され、後方励起制御部150Bが参照して後方励起を制御する(制御例5(図1E(c)参照)。
In addition, 2. the DSF pumping power ratio table is set with gain wavelength characteristics for forward pumping where the gain decreases on the long wavelength side, and the forward
また、ステップS3024において、入力されたファイバ種別がTWRSの場合には(ステップS3204:TWRS)、前方励起制御部150Aおよび後方励起制御部150Bは、TWRS用励起パワー比率を適用した前方励起を行う(ステップS3206)。
Also, in step S3024, if the input fiber type is TWRS (step S3204: TWRS), the forward
例えば、前方励起制御部150Aは、2次励起光PF2の波長1~4を消光制御する。また、前方励起制御部150Aは、2次励起光PF2の消光に伴うラマン利得の低下を補うために、1次励起光PF1のパワーを上昇させる制御を行う(図26参照)。また、後方励起制御部150Bは、前方励起の利得波長特性を補償する利得波長特性(図27参照)に基づき、後方励起PBで利得補償する制御を行う。
For example, the forward
また、ステップS3024において、入力されたファイバ種別がELEAFの場合には(ステップS3204:ELEAF)、前方励起制御部150Aおよび後方励起制御部150Bは、ELEAF用励起パワー比率を適用した前方励起を行う(ステップS3207)。
Also, in step S3024, if the input fiber type is ELEAF (step S3204: ELEAF), the forward
例えば、前方励起制御部150Aは、2次励起光PF2の波長5を消光制御する。また、前方励起制御部150Aは、1次励起光PF1のうち零分散に近い1次励起光PF1の波長2を消光制御し、1次励起光PF1の波長1はパワーを所定量、例えば、50%以下に低下させる制御を行う。また、前方励起制御部150Aは、2次励起光PF2の消光に伴うラマン利得の低下を補うために、1次励起光PF1の波長3のパワーを上昇させる制御を行う(図29参照)。また、後方励起制御部150Bは、前方励起の利得波長特性を補償する利得波長特性(図30参照)に基づき、後方励起PBで利得補償する制御を行う。
For example, the forward
前方励起制御部150Aと、後方励起制御部150Bは、ステップS3203、あるいはステップS3205~3207の制御により、ファイバ種別に対応した双方向励起制御を終了する。前方励起制御部150Aと、後方励起制御部150Bは、光伝送路120の運用中は、設定変更した双方向励起パワーに基づく励起制御を継続して実行する。
The forward
XPMを起こす励起光波長は零分散波長に依存し、NZ-DSFはファイバ種別によって零分散波長が異なり、XPMを起こす励起光が異なる。実際の光伝送システムでは製造時期の近いファイバが敷設されており、ファイバ種別情報から、零分散波長はほぼ特定されるので、図32に示した処理によって、XPMによる劣化を回避することができる。 The pumping light wavelength that causes XPM depends on the zero-dispersion wavelength, and the zero-dispersion wavelength of NZ-DSF varies depending on the type of fiber, and the pumping light that causes XPM differs. In an actual optical transmission system, fibers that were manufactured at similar times are installed, and the zero-dispersion wavelength can be roughly determined from the fiber type information, so degradation due to XPM can be avoided by the process shown in Figure 32.
(零分散波長のばらつきに対応した励起制御例)
一方、製造時期がばらついているファイバ、または製造初期のファイバでは、零分散波長がばらついている可能性がある。以下の説明では、零分散波長がばらついているファイバでXPMを起こす励起光波長を特定し、XPMによる劣化を回避する励起制御例について説明する。
(An example of pumping control to accommodate variations in the zero-dispersion wavelength)
On the other hand, there is a possibility that the zero-dispersion wavelength may vary in fibers that are manufactured at different times or in an early stage of manufacture. In the following, an example of pumping control will be described in which the pumping light wavelength that causes XPM in a fiber with a varying zero-dispersion wavelength is identified, and degradation due to XPM is avoided.
XPMを起こす励起光波長は零分散波長に依存し、伝送路ファイバの零分散波長がばらついている可能性がある。以下に説明する実施の形態では、XPMを起こす励起光波長を特定した後、上述同様の励起光制御を行うことで、XPMによる劣化を回避する。 The pumping light wavelength that causes XPM depends on the zero-dispersion wavelength, and there is a possibility that the zero-dispersion wavelength of the transmission line fiber varies. In the embodiment described below, after identifying the pumping light wavelength that causes XPM, the same pumping light control as described above is performed to avoid degradation due to XPM.
図33は、XPM発生前後のスペクトルを示す波形図である。横軸は波長、縦軸は光パワーである。図33(a)はXPMを受ける前の信号光Sの波形図、図33(b)はXPMを受けた後の信号光Sの波形図である。励起光による信号光SへのXPMが起きた場合、図33(b)に示すように、信号光Sの信号品質(Q値)の劣化が起きると同時に、雑音レベルNの劣化も生じる。特に、XPMを受けた信号光Sの波長λxでは、帯域幅(信号スペクトル)Wが広がり、雑音レベルNが大きくなりOSNRが劣化している。 Figure 33 is a waveform diagram showing the spectrum before and after XPM occurs. The horizontal axis is wavelength, and the vertical axis is optical power. Figure 33(a) is a waveform diagram of the signal light S before XPM, and Figure 33(b) is a waveform diagram of the signal light S after XPM. When XPM occurs to the signal light S due to pump light, as shown in Figure 33(b), the signal quality (Q value) of the signal light S deteriorates, and at the same time, the noise level N also deteriorates. In particular, at the wavelength λx of the signal light S that has suffered XPM, the bandwidth (signal spectrum) W widens, the noise level N increases, and the OSNR deteriorates.
図34は、OSNRモニタによりXPM対策を行う光伝送システムの構成例を示す図である。図34に示す光伝送システム3400において、上述した構成(図8参照)と同じ構成部分には同一の符号を付して説明を省略する。
Figure 34 is a diagram showing an example of the configuration of an optical transmission system that uses an OSNR monitor to take measures against XPM. In the
光伝送システム3400は、例えば、図8で説明したように、信号光Sに対する前方励起を行う第1の光伝送装置110Aと、後方励起を行う第2の光伝送装置110Bとを有する。また、統括制御部81を第2の光伝送装置110Bに配置する。
As described in FIG. 8, the
図34において、図8の構成と異なる点は、第1の光伝送装置110Aには、信号光Sの入力段にWSS3401と、ASE光源3402とを配置し、WSS3401の出力を光増幅器130Aに入力させている。また、第2の光伝送装置110B側には、光信号の出力段(光増幅器130Bの前段)に分波器3403を配置し、分波器3403を介してOCM3404で光信号Sを検出している。WSS3401に代えて、DGEQを配置してもよい。
The difference between the configuration in FIG. 34 and that in FIG. 8 is that in the first
WSS3401、ASE光源3402、OCM3404は、統括制御部810に接続されている。統括制御部810は、例えば、光信号Sの非運用時(非伝送時)に、第1の光伝送装置110A側のWSS3401とASE光源3402を制御し、ASE光を用いてWSS3401により櫛形のダミー光(図33(a)相当の波形)を生成し、送出する。
The WSS3401,
そして、統括制御部810は、第2の光伝送装置110B側のOCM3404でダミー光を受信した際のOSNRを測定する。統括制御部810は、OSNRのモニタにより、図33(b)相当の波形を取得できる。前方ラマン励起光の一波を発光させ、図33の(b)のようなスペクトルに変化が生じ、OSNRの劣化が観測された場合、その励起光によってXPMが生じていることが分かる。第1の伝送装置110Aでの前方励起および第2の光伝送装置110Bでの後方励起、について励起光制御を行うことで、XPM劣化を解消させる。
Then, the
図35は、OSNRモニタによりXPM劣化の波長を検出する処理例のフローチャートである。図35に示す処理は、統括制御部810の制御部の処理内容であり、統括制御部810は、例えば、信号光Sの非運用時に、第1の伝送装置110Aおよび第2の光伝送装置110Bの各部に対する制御を行う。
Figure 35 is a flowchart of a process example for detecting wavelengths with XPM degradation using an OSNR monitor. The process shown in Figure 35 is the processing content of the control unit of the
なお、図35では説明を簡単にするために、前方励起について、2次励起光PF2の波長(番号)を1,2,3,4,5とし、1次励起光PF1の波長(番号)を6,7,8とし、これらを励起光#N(N=1,2,3,…,8,Nmax=8)と表記している。 In addition, in order to simplify the explanation in FIG. 35, for forward pumping, the wavelengths (numbers) of the secondary pumping light PF2 are 1, 2, 3, 4, and 5, and the wavelengths (numbers) of the primary pumping light PF1 are 6, 7, and 8, and these are represented as pumping light #N (N=1, 2, 3, ..., 8, Nmax=8).
はじめに、統括制御部810は、ASE光源3402とWSS3401を制御し、例えば、50GHzグリッドのCバンド、Lバンド帯のダミー光を生成し光伝送路に送出させる(ステップS3501)。次に、統括制御部810は、OCM3403で全ダミー光のOSNRを測定した結果を記録する(ステップS3502)。
First, the
次に、統括制御部810は、波長の検出数Nを初期値0に設定する(ステップS3503)。そして、統括制御部810は、第1の光伝送装置110Aの前方励起の励起光#N+1を選択し発光させる(ステップS3504)。
Next, the
次に、統括制御部810は、OCM3404で全ダミー光のOSNRを測定した結果を記録する(ステップS3505)。次に、統括制御部810は、励起光がない場合とステップS3503の結果とのOSNRを比較し、劣化がある場合は該当する励起光の波長(番号#)にフラグを立てる(ステップS3506)。
Next, the
そして、統括制御部810はN=Nmaxであるかを判断する(ステップS3507)。NがNmaxに達していなければ(ステップS3507:No)、統括制御部810はステップS3504の処理に戻る。一方、NがNmaxに達すれば(ステップS3507:Yes)、統括制御部810はASE光源3402とWSS3401によるダミー光の送出を停止させ(ステップS3508)、以上の処理を終了する。
Then, the
図36は、XPM劣化の波長に対する励起制御例のフローチャートである。図35で説明したXPM劣化を生じる波長の情報に基づき、統括制御部810が第1の伝送装置110Aの前方励起部140Aおよび第2の光伝送装置110Bの後方励起部140Bに対して行う制御例を説明する。
Figure 36 is a flowchart of an example of excitation control for wavelengths with XPM degradation. This explains an example of control that the
はじめに、統括制御部810は、図35で検出したXPM劣化を生じる励起光の波長の情報を取得する(ステップS3601)。次に、統括制御部810は、ステップS3601で取得した情報に基づき、前方励起について、XPMを起こす2次励起光PF2(番号#)の2次励起光源842bを消光制御する。また、統括制御部810は、XPMを起こす1次励起光PF1(番号#)については、零分散に最も近い波長(番号#)の1次励起光源842aは消光制御する。また消光以外の1次励起光源842aは所定量、例えば50%~100%)パワー低減の制御を行う(ステップS3602)。
First, the
次に、統括制御部810は、前方励起について、XPMを起こさない励起光(番号#)について、ステップS3603で2次励起光PF2(番号#)を消光した場合、この消光した2次励起光PF2(番号#)に相当する1次励起光PF1(番号#)のパワーを上昇させて、利得が平坦にする制御を行う(ステップS3603)。
Next, for forward pumping, when the secondary pumping light PF2 (number #) is quenched in step S3603 for pumping light (number #) that does not cause XPM, the
さらに、統括制御部810は、ステップS3603で行った前方励起ラマンの利得を補償するように後方励起部140Bに対する利得を制御し(ステップS3604)、以上の制御を終了する。
Furthermore, the
図37は、XPMを起こす1次励起光のパワー低減量の決定を説明する一例の図表である。図37の横軸は1次励起光のパワー低減量、縦軸はOSNR劣化量である。ラマン利得を得るために設定した励起光パワーではXPMによって1.2dBのOSNR劣化が生じるが、励起光パワーを100%低下させることでこのOSNR劣化はなくなる。 Figure 37 is an example chart explaining the determination of the amount of power reduction of the primary pump light that causes XPM. The horizontal axis of Figure 37 is the amount of power reduction of the primary pump light, and the vertical axis is the amount of OSNR degradation. At a pump light power set to obtain Raman gain, XPM causes a 1.2 dB OSNR degradation, but this OSNR degradation is eliminated by reducing the pump light power by 100%.
図36等で説明したように、実施の形態では、XPMを起こす1次励起光PF1については、零分散波長に一番近いものは消光制御している。また、それ以外の励起光については、XPMの影響が比較的小さいので、XPMの影響を抑えつつ、ラマン利得を確保するために所定量、例えば、50%~100%程度のパワー低減の制御を行っている。パワー低減の目安は、例えば、XPMによるOSNR低下0.3dBである。OSNR低下0.3dBとなるパワー低減は、OSNRをモニタしながら調整することができるが、実測したOSNR劣化量をもとに、OSNR低下0.3dBにするためのパワー低減量を予め予測できる。 As explained in FIG. 36 etc., in the embodiment, the primary pump light PF1 that causes XPM is extinguished when it is closest to the zero dispersion wavelength. In addition, for other pump lights, the influence of XPM is relatively small, so the power is reduced by a predetermined amount, for example, about 50% to 100%, in order to ensure Raman gain while suppressing the influence of XPM. A guideline for power reduction is, for example, a 0.3 dB OSNR reduction due to XPM. The power reduction that results in a 0.3 dB OSNR reduction can be adjusted while monitoring the OSNR, but the amount of power reduction required to achieve a 0.3 dB OSNR reduction can be predicted in advance based on the actual measured amount of OSNR degradation.
図37に示す実測のOSNR劣化量に対する1次励起光PF1のパワー低減量の関係は、設定テーブル3700として予め統括制御部810のメモリ1102等に記憶しておく、そして、統括制御部810は、設定テーブル3700を参照し、実測したOSNR劣化量に対応する1次励起光PF1のパワー低減量を決定する。
The relationship between the amount of power reduction of the primary excitation light PF1 and the amount of OSNR degradation measured as shown in FIG. 37 is stored in advance in the
以上説明した実施の形態の前方ラマン増幅器は、波長の異なる複数の励起光源を持つ、前方ラマン増幅器において、ファイバ種別に応じて、発光させる励起光源の数を変化させる。これにより、光伝送路に用いるファイバ種別に対応し、DSFおよび分散シフトファイバを用いた場合、XPM劣化させる波長の励起光源を消光する等により励起光源の数を減らし、信号光のXPM劣化を抑えることができ、信号光の信号品質を維持できるようになる。なお、光伝送路にSMFを用いた場合には、XPM劣化が生じないため、発光させる励起光源の数は変化させない。 The forward Raman amplifier of the embodiment described above is a forward Raman amplifier that has multiple pump light sources with different wavelengths, and changes the number of pump light sources to be emitted depending on the fiber type. This corresponds to the type of fiber used in the optical transmission line, and when DSF and dispersion-shifted fiber are used, the number of pump light sources can be reduced by, for example, extinguishing pump light sources with wavelengths that cause XPM degradation, thereby suppressing XPM degradation of the signal light and maintaining the signal quality of the signal light. Note that when SMF is used in the optical transmission line, XPM degradation does not occur, so the number of pump light sources to be emitted is not changed.
また、実施の形態の前方ラマン増幅器は、波長の異なる複数の励起光源を持つ、前方ラマン増幅器において、ファイバ種別に応じて、波長の異なる複数の励起光源間のパワー比率を変化させる。これにより、光伝送路に用いるファイバ種別に対応し、光伝送路にDSFおよび分散シフトファイバを用いた場合、XPM劣化させる波長の励起光源のパワー比率を低下させる等により信号光のXPM劣化を抑え、信号光の信号品質を維持できるようになる。 The forward Raman amplifier of the embodiment has multiple pumping light sources with different wavelengths, and changes the power ratio between the multiple pumping light sources with different wavelengths depending on the fiber type. This makes it possible to maintain the signal quality of the signal light by suppressing XPM degradation of the signal light, for example by reducing the power ratio of the pumping light sources with wavelengths that cause XPM degradation, in response to the type of fiber used in the optical transmission line, when DSF and dispersion-shifted fiber are used in the optical transmission line.
また、実施の形態の前方ラマン増幅器は、波長の異なる複数の励起光源を持つ、前方ラマン増幅器において、ファイバ種別に応じて、利得の波長特性を変化させる。これにより、光伝送路に用いるファイバ種別に対応し、光伝送路にDSFおよび分散シフトファイバを用いた場合、XPM劣化させる励起光源の波長部分の利得を低くする特性を持たせる等により信号光のXPM劣化を抑え、信号光の信号品質を維持できるようになる。 The forward Raman amplifier of the embodiment is a forward Raman amplifier that has multiple pumping light sources with different wavelengths, and changes the wavelength characteristics of the gain depending on the fiber type. This makes it possible to maintain the signal quality of the signal light by suppressing XPM degradation of the signal light, for example, by providing a characteristic that reduces the gain of the wavelength portion of the pumping light source that degrades XPM in response to the type of fiber used in the optical transmission line, when DSF and dispersion-shifted fiber are used in the optical transmission line.
また、実施の形態の前方ラマン増幅器は、ファイバの零分散波長に応じて、発光させる励起光源の数を変化させる。例えば、光伝送路にDSFおよび分散シフトファイバを用いた場合、XPM劣化させる波長の励起光源を消光する等により励起光源の数を減らす。この他、予めDSFの場合にXPM劣化させる波長の励起光源を設置しないこととしてもよい。これにより、光伝送路に用いるファイバ種別に対応し、信号光のXPM劣化を抑えることができ、信号光の信号品質を維持できるようになる。 The forward Raman amplifier of the embodiment changes the number of pump light sources to be emitted depending on the zero dispersion wavelength of the fiber. For example, when DSF and dispersion shifted fiber are used in the optical transmission path, the number of pump light sources is reduced by extinguishing the pump light sources of wavelengths that cause XPM degradation. In addition, in the case of DSF, it is also possible to not install pump light sources of wavelengths that cause XPM degradation in advance. This makes it possible to suppress XPM degradation of the signal light in accordance with the type of fiber used in the optical transmission path, and to maintain the signal quality of the signal light.
また、実施の形態の前方ラマン増幅器は、ファイバの零分散波長に応じて、波長の異なる複数の励起光源間のパワー比率を変化させる。SMFとDSFとでは零分散波長が異なり、光伝送路がDSFの場合、零分散波長に応じて信号光の一部にXPM劣化が生じる。したがって、DSFのファイバの零分散波長に応じて、波長の異なる複数の励起光源間のパワー比率を変化させる。例えば、XPM劣化させる波長の励起光源のパワー比率を低下させる等により信号光のXPM劣化を抑えることができ、信号光の信号品質を維持できるようになる。 The forward Raman amplifier of the embodiment changes the power ratio between multiple pumping light sources with different wavelengths according to the zero-dispersion wavelength of the fiber. The zero-dispersion wavelengths are different between SMF and DSF, and when the optical transmission line is DSF, XPM degradation occurs in part of the signal light according to the zero-dispersion wavelength. Therefore, the power ratio between multiple pumping light sources with different wavelengths is changed according to the zero-dispersion wavelength of the DSF fiber. For example, XPM degradation of the signal light can be suppressed by reducing the power ratio of the pumping light sources with wavelengths that cause XPM degradation, and the signal quality of the signal light can be maintained.
また、実施の形態の前方ラマン増幅器は、ファイバの零分散波長に応じて、利得の波長特性を変化させる。SMFとDSFとでは零分散波長が異なり、光伝送路がDSFの場合、零分散波長に応じて信号光の一部にXPM劣化が生じる。したがって、DSFのファイバの零分散波長に応じて、利得の波長に対する傾斜を変化させる。例えば、XPM劣化させる波長の利得を低下させる等により信号光のXPM劣化を抑えることができ、信号光の信号品質を維持できるようになる。 The forward Raman amplifier of the embodiment also changes the wavelength characteristic of the gain according to the zero-dispersion wavelength of the fiber. The zero-dispersion wavelength is different between SMF and DSF, and when the optical transmission line is DSF, XPM degradation occurs in part of the signal light according to the zero-dispersion wavelength. Therefore, the slope of the gain with respect to the wavelength is changed according to the zero-dispersion wavelength of the DSF fiber. For example, by lowering the gain of the wavelength that causes XPM degradation, it is possible to suppress XPM degradation of the signal light, and the signal quality of the signal light can be maintained.
また、実施の形態の前方ラマン増幅器は、波長軸上で励起光波長を零分散波長に対して折り返した波長帯域内に信号光が存在する場合、その波長の励起光源のパワーをオフすることとしてもよい。この折り返しにより、信号光の帯域に重なる波長の励起光を消光することで、簡単に信号光のXPM劣化を抑えることができ、信号光の信号品質を維持できるようになる。 In addition, the forward Raman amplifier of the embodiment may be configured to turn off the power of the pump light source of a wavelength when the signal light is present within a wavelength band in which the pump light wavelength is folded back on the wavelength axis with respect to the zero-dispersion wavelength. This folding back quenches the pump light of a wavelength that overlaps with the band of the signal light, making it possible to easily suppress XPM degradation of the signal light and maintain the signal quality of the signal light.
また、実施の形態の前方ラマン増幅器は、波長軸上で励起光波長を零分散波長に対して折り返した波長帯域内に信号光が存在する場合、その波長の励起光パワー比率を、励起光波長を零分散波長に対して折り返した波長帯域内に信号光が存在しない波長の励起光パワー比率より、下げることとしてもよい。この折り返しにより、信号光の帯域に重なる波長の励起光パワー比率を、信号光に重ならない波長の励起光パワー比率より、下げることで、簡単に信号光のXPM劣化を抑えることができ、信号光の信号品質を維持できるようになる。 In addition, in the forward Raman amplifier of the embodiment, when signal light is present within a wavelength band obtained by folding back the pump light wavelength on the wavelength axis with respect to the zero-dispersion wavelength, the pump light power ratio of that wavelength may be lowered below the pump light power ratio of a wavelength where no signal light is present within the wavelength band obtained by folding back the pump light wavelength with respect to the zero-dispersion wavelength. By this folding back, the pump light power ratio of a wavelength that overlaps the band of the signal light is lowered below the pump light power ratio of a wavelength that does not overlap with the signal light, which makes it possible to easily suppress XPM degradation of the signal light and maintain the signal quality of the signal light.
また、実施の形態の双方向ラマンシステムは、上述した前方ラマン増幅器と、前方ラマン増幅器が発生させる利得の波長特性を補償するように、逆向きの利得の波長特性を発生させる後方ラマン増幅器とを含み構成してもよい。これにより、前方ラマン励起によるXPM劣化を抑えつつ。前方ラマンで低下した信号光の利得を後方ラマン励起により補償でき、信号品質を維持できるようになる。 The bidirectional Raman system of the embodiment may also include the forward Raman amplifier described above, and a backward Raman amplifier that generates a wavelength characteristic of gain in the opposite direction so as to compensate for the wavelength characteristic of the gain generated by the forward Raman amplifier. This makes it possible to suppress XPM degradation caused by forward Raman pumping, and to compensate for the gain of the signal light reduced by the forward Raman pumping by backward Raman pumping, thereby maintaining signal quality.
また、実施の形態の前方ラマン増幅器は、波長軸上で信号光の波長帯域をファイバの零分散波長に対して折り返した波長帯域に該当しない波長の励起光源を搭載する。この折り返しにより、励起光波長が重ならない波長の励起光源のみを搭載することで、簡単にXPM劣化を防ぐことができる。この場合、励起光源を設けない分、コスト削減できるようになる。 The forward Raman amplifier of the embodiment is equipped with a pump light source of a wavelength that does not fall into the wavelength band obtained by folding back the wavelength band of the signal light on the wavelength axis with respect to the zero dispersion wavelength of the fiber. This folding back allows only pump light sources of wavelengths that do not overlap with the pump light wavelengths to easily prevent XPM degradation. In this case, costs can be reduced by not providing a pump light source.
また、実施の形態の前方ラマン増幅器は、さらに、波長軸上で励起光波長を零分散波長に対して折り返した波長帯域内に信号光が存在するような励起光源が複数存在する場合、零分散波長に近い励起光源ほど、パワー比率を小さくすることとしてもよい。これにより、XPMの影響を抑えつつ、ラマン利得を確保することができるようになる。 In addition, in the forward Raman amplifier of the embodiment, when there are multiple pumping light sources in which the signal light exists within a wavelength band in which the pumping light wavelength is folded back on the wavelength axis with respect to the zero-dispersion wavelength, the power ratio may be reduced for pumping light sources closer to the zero-dispersion wavelength. This makes it possible to ensure Raman gain while suppressing the effects of XPM.
また、実施の形態の前方ラマン増幅器は、さらに、励起光として、非コヒーレント励起光とコヒーレント光を用いた構成であって、さらに、コヒーレント励起光源と、非コヒーレント励起光源の両方について、波長軸上で励起光波長を零分散波長に対して折り返した波長帯域内に信号光が存在する場合、コヒーレント励起光源はオフし、非コヒーレント励起光源は、零分散波長に近い励起光源ほど、パワー比率を小さくすることとしてもよい。これにより、励起光として、非コヒーレント励起光とコヒーレント光を用いつつ、XPMの影響を抑えつつ、ラマン利得を確保することができるようになる。 The forward Raman amplifier of the embodiment is further configured to use non-coherent pump light and coherent light as pump light, and further, for both the coherent pump light source and the non-coherent pump light source, when signal light is present within a wavelength band in which the pump light wavelength is folded back on the wavelength axis with respect to the zero-dispersion wavelength, the coherent pump light source is turned off, and the power ratio of the non-coherent pump light source may be reduced as the pump light source is closer to the zero-dispersion wavelength. This makes it possible to ensure Raman gain while suppressing the effects of XPM by using non-coherent pump light and coherent light as pump light.
また、実施の形態の前方ラマン増幅システムは、前方ラマン増幅器を有する上流の局と、上流の局に光伝送路を介して接続され、後方ラマン増幅器を有する下流の局と、統括制御部と、を含む双方向ラマン増幅システムにおいて、上流の局は、ASE光を信号光のスペクトル形状に整形したダミー光を送出し、下流の局は、ダミー光のOSNRを測定し、測定結果に基づき、光伝送路の零分散波長を特定することとしてもよい。光伝送路に用いるファイバは製造時期別に零分散波長のばらついている可能性があるが、このばらつきがあっても光伝送路の種別毎の零分散波長を簡単に実測でき、種別に適合したラマン増幅を行うことができるようになる。 In addition, the forward Raman amplification system of the embodiment is a bidirectional Raman amplification system including an upstream station having a forward Raman amplifier, a downstream station connected to the upstream station via an optical transmission line and having a backward Raman amplifier, and a general control unit, in which the upstream station transmits dummy light in which ASE light is shaped into the spectral shape of signal light, and the downstream station measures the OSNR of the dummy light, and identifies the zero-dispersion wavelength of the optical transmission line based on the measurement result. The zero-dispersion wavelength of the fiber used in the optical transmission line may vary depending on the manufacturing time, but even with this variation, the zero-dispersion wavelength for each type of optical transmission line can be easily measured, making it possible to perform Raman amplification suited to the type.
また、実施の形態では、制御部を、複数の光伝送装置のいずれかに配置してもよい。制御部は、光伝送装置の外部に配置してもよいが、複数の光伝送装置のいずれかに配置することで、コスト削減を図ることができる。 In addition, in the embodiment, the control unit may be disposed in one of the multiple optical transmission devices. The control unit may be disposed outside the optical transmission device, but by disposing the control unit in one of the multiple optical transmission devices, costs can be reduced.
100,800,1300,1500,3400 光伝送システム
110 光伝送装置
120 光伝送路
130 光増幅器
140 励起部
140A 前方励起部
140B 後方励起部
141A,141B 合波器
142A,142B 励起光源
150A 前方励起制御部
150B 後方励起制御部
810 統括制御部
841A,841B 合波器
842a 1次励起光源
842b 2次励起光源
842c 励起光源
844a~844c 偏波カプラ
845a~845f 合波フィルタ
846a,846c 分波フィルタ
847a,847c 励起光モニタ
848a,848b 励起光制御部
861A,861B 分波器
862A 送信側信号光モニタ
862B 受信側信号光モニタ
900,1700 情報テーブル
1000 励起光パワー比率テーブル
1100 バス
1101 CPU
1102 メモリ
1103 ネットワークIF
1105 記録媒体
1501 送信機
1502 合波器
1503 分波器
1504 受信機
1505 誤り率測定部
1800 送信側励起光パワー比率テーブル
1900 受信側励起光パワー比率テーブル
3401 WSS
3402 ASE光源
3404 OCM
λ0 零分散波長
NW ネットワーク
PB 後方励起光
PF 前方励起光
S 信号光
100, 800, 1300, 1500, 3400
1102
1105 Recording medium 1501
3402
λ0 Zero dispersion wavelength NW Network PB Backward pumping light PF Forward pumping light S Signal light
Claims (13)
A forward Raman amplifier having a plurality of pumping light sources with different wavelengths, characterized in that the wavelength characteristic of gain is changed according to the type of fiber.
前記前方ラマン増幅器が発生させる利得の波長特性を補償するように、逆向きの利得の波長特性を発生させる後方ラマン増幅器と、
を有することを特徴とする双方向ラマン増幅システム。 A forward Raman amplifier according to any one of claims 1 to 6,
a backward Raman amplifier that generates a wavelength characteristic of gain in an opposite direction so as to compensate for the wavelength characteristic of gain generated by the forward Raman amplifier;
A bidirectional Raman amplification system comprising:
さらに、コヒーレント励起光源と、非コヒーレント励起光源の両方について、波長軸上で励起光波長を零分散波長に対して折り返した波長帯域内に信号光が存在する場合、そのコヒーレント励起光源は消光し、当該非コヒーレント励起光源の中で、零分散波長に最も近い励起光源は消光させることを特徴とする前方ラマン増幅器。 In claim 8, further comprising: using non-coherent excitation light and coherent light as excitation light;
Furthermore, the forward Raman amplifier is characterized in that, for both a coherent pump light source and a non-coherent pump light source, when signal light is present within a wavelength band in which the pump light wavelength is folded back on the wavelength axis with respect to the zero-dispersion wavelength, the coherent pump light source is extinguished, and the pump light source that is closest to the zero-dispersion wavelength among the non-coherent pump light sources is extinguished.
前記上流の局に光伝送路を介して接続され、OSNRを測定するデバイスを有する下流の局と、
統括制御部と、
を含む前方ラマン増幅システムにおいて、
前記上流の局は、ASE光を信号光のスペクトル形状に整形した複数波長のダミー光を送出し、
前記下流の局は、前方ラマン増幅器の励起光をすべて消灯させた状態で、前記ダミー光の第1のOSNR波長特性を測定し、
さらに、前方ラマン増幅器の中の複数の励起波長のうち、第1の励起波長の励起光源だけを光らせた状態での、前記ダミー光の第2のOSNR波長特性を測定し、
第1のOSNR波長特性と第2のOSNR波長特性に基づき、第1の励起波長の励起光源のパワー、もしくは、励起光パワー比率を決定することを特徴とする前方ラマン増幅システム。 an upstream station having a forward Raman amplifier with a pump source of a plurality of pump wavelengths, an ASE source, and a device for shaping the ASE source;
a downstream station connected to the upstream station via an optical transmission line and having a device for measuring an OSNR;
A general control unit;
In a forward Raman amplified system comprising:
The upstream station transmits dummy light of multiple wavelengths obtained by shaping the ASE light into a spectrum shape of the signal light,
the downstream station measures a first OSNR wavelength characteristic of the dummy light in a state where all pump lights of the forward Raman amplifiers are turned off;
Further, a second OSNR wavelength characteristic of the dummy light is measured in a state where only a pump light source having a first pump wavelength among a plurality of pump wavelengths in the forward Raman amplifier is irradiated;
A forward Raman amplification system, comprising: determining a power of a pumping light source having a first pumping wavelength, or a pumping light power ratio, based on a first OSNR-wavelength characteristic and a second OSNR-wavelength characteristic.
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