JP3058265B2 - 波長多重光伝送システムに用いる光合分波装置 - Google Patents

波長多重光伝送システムに用いる光合分波装置

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JP3058265B2 JP9254117A JP25411797A JP3058265B2 JP 3058265 B2 JP3058265 B2 JP 3058265B2 JP 9254117 A JP9254117 A JP 9254117A JP 25411797 A JP25411797 A JP 25411797A JP 3058265 B2 JP3058265 B2 JP 3058265B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重光伝送シ
ステムにおいて、光合分波の際に必要とされる急峻な波
長選択特性を持つ光フィルタを用いた光合分波装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバ増幅器の登場により、中継器
における電気的な3R動作(re-timing,re-shaping,re-
generating)を必要とすることなく、数百〜1万kmに
及ぶ長距離伝送が可能となった。また、光ファイバ増幅
器の利用により、複数のチャネルを一括して増幅するこ
とが可能となったため、波長多重技術の利用により伝送
容量も大幅に向上することとなった。
【0003】波長多重伝送システムでは、それぞれのチ
ャネルが異なる波長の信号光をもつため、光ファイバの
波長分散スロープのために各チャネルは異なる波長分散
の影響を受ける。線形な分散の蓄積に対しては送信端、
受信端にて補償を行えば波形は回復されるが、信号光レ
ベルが高く伝送路内で自己位相変調が生じると、自己位
相変調と波長分散との相互作用であるSPM−GVD効
果によって、送、受信端での分散補償だけでは波形は完
全に回復されない。このSPM−GVD効果は伝送路零
分散から離れたチャネルでほどその影響は強い。
【0004】このSPM−GVD効果に対する抑圧法
は、10,000km程度の伝送距離においても1チャ
ネルあたり5Gb/sまでのシステムでは有効な方法が
あり、送、受信端での分散補償だけでも十分波形回復が
行われている(例えば、特開平9−46318号公報参
照)。しかしながら、1チャネルあたり10Gb/s以
上においては有効な方法が見つかっていない。
【0005】そのため1チャネルあたり10Gb/s以
上の長距離伝送システムでは、伝送路中で各チャネル
毎、又は数チャネル(以下、チャネル群という)毎に分
波し、それぞれの蓄積分散量に応じた分散補償光ファイ
バを付加し、最後にもう一度合波することにより全ての
チャネルを等価的に零分散近辺とする方法が提案されて
いる(特開平8−234255号公報参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように分波した光
をもう一度合波するシステムでは、分波した後各チャネ
ル(各チャネル群)でそれぞれ隣接チャネル(隣接チャ
ネル群)の抑圧比を十分にとらないと、再度合波した後
に、信号光と他の経路からの同一周波数の漏れ込み光と
が干渉を起こし、伝送特性を劣化させるという問題が生
ずる。即ち、図2に示すように、分波されたチャネル群
k−1,k,k+1における隣接チャネル群の抑圧が十
分でない場合には、各蓄積分散量に応じた分散補償光フ
ァイバM−1,M,M+1には、それぞれ隣接チャネル
群からの漏れ込み光も含まれており、光合波器によって
再度合波したときに、各チャネル群では、他経路を経由
してきた光との干渉が生じ、コヒーレントクロストーク
が発生する。
【0007】そこで、隣接チャネルの抑圧比を十分にと
るために、急峻な狭帯域光フィルタを用いる方法が考え
られるが、そうすると、信号光のスペクトルが削られて
伝送特性が劣化してしまう(図3参照)。そのため光フ
ィルタの通過帯域幅を狭めるには限度がある。
【0008】また、隣接チャネルとの抑圧比を十分にと
るための別な方法として、図4に示すように、チャネル
間隔やチャネル群間のガードバンドを広げる方法が考え
られるが、そうすると、周波数の利用効率が下がり、ま
た光増幅器の帯域拡大の必要等、別の問題が生ずる。
【0009】さらに、チャネル群毎に分けるフィルタの
場合においても同様の問題が生ずる。即ち、図5(a)
に示すように、光フィルタの透過幅が狭いときには、隣
接チャネル群の抑圧比は十分にとれるものの、今度は分
波されたチャネル間にレベル差が生じてしまい、また、
光フィルタの透過幅が広いときには、隣接チャネルの抑
圧比が十分にとれないため、チャネル群間のガードバン
ドを広くしなければならない。
【0010】このような光の合分波の際の漏れ込み光に
よるクロストークの問題は、波長多重システムにおける
光ADD−DROP、あるいは帯域毎に異なる複数の光
増幅器を用いるシステム等においても同様に生ずる。
【0011】本発明の目的は、波長多重された信号光
を、各チャネル毎、又はチャネル群毎に分波した後に再
び合波するようなシステムにおいて、隣接チャネル又は
隣接チャネル群の消光比(抑圧比)を十分にとり、かつ
チャネル間隔又はチャネル群間をそれほど広げなくて済
む光フィルタ装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、1本の光ファ
イバ伝送路内に、それぞれ異なる信号光波長を持つ複数
のチャネルが含まれる波長多重光伝送システムにおい
て、波長多重された信号光を、光分波器によりチャネル
毎、またはチャネル群毎に分波した後、目的のチャネル
以外の隣接チャネルの漏れ込み成分を阻止する光帯域阻
止光フィルタを挿入することを特徴とするものである。
【0013】帯域阻止光フィルタは、帯域透過光フィル
タと比較した場合、狭帯域かつ急峻な波長選択特性のも
のが得られやすく、特に、光ファイバグレーティングを
用いた帯域阻止フィルタは、狭帯域かつ急峻な波長選択
特性を有しており、隣接チャネルに影響を与えることな
く、阻止すべきチャネルの帯域を十分に減衰することが
でき、チャネル間隔を更に高密度化することが可能とな
る。
【0014】また、この帯域阻止光フィルタは、阻止し
たい複数のチャネルの信号光波長をそれぞれ中心周波数
に持つ複数の狭帯域阻止光フィルタを直列に接続して構
成することにより、隣接する複数のチャネルの透過を阻
止することができる。
【0015】さらに、本発明は、1本の光ファイバ伝送
路内に、それぞれ異なる信号光波長を持つ複数のチャネ
ルが含まれる波長多重光伝送システムにおいて、光分波
器によりチャネル毎、またはチャネル群毎に分波された
複数の信号光を、それぞれについて帯域阻止光フィルタ
によって隣接のチャネルを抑圧し、更にそれぞれ分散値
の異なる光ファイバに通した後、光合波器によって合波
することにより、波長分散の影響を小さくしている。そ
の際、前記帯域阻止フィルタと、前記それぞれのチャネ
ル又はチャネル群の信号光を通す分散値の異なる光ファ
イバの接続の順序は逆でもよい。
【0016】また、光分波器で分波されてから光合波器
で合波されるまでの間に、各チャネル又はチャネル群に
ついてそれぞれ1つ以上の光増幅器又は光減衰器を配置
することにより、各チャネル又は各チャネル群間の信号
光強度レベル差を調整することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施の形
態を示すブロック図である。この第1の実施の形態は、
伝送されてきた波長多重信号光をチャネル毎に分波し、
それぞれ、それまでの伝送路中で受けた蓄積分散量に応
じた分散補償光ファイバを通過した後に合波し、再び伝
送路へと伝送する、高次分散補償機能を有した光合分波
器に本発明を適用したものである。
【0018】図1において、入力伝送路光ファイバ1か
ら入射された波長多重信号光λ1…λk…λNは、光分波
器2により各チャネル毎に分けられる。光分波器2で分
波された出力、例えば波長がλkのチャネルkの出力に
は、光分波器2の不完全性により隣接チャネル成分が漏
れ込んでいる。そこで、短波長側チャネルk−1,k−
2…の成分を阻止する帯域阻止光フィルタ3kと、長波
長側チャネルk+1,k+2…の成分を阻止する帯域阻
止光フィルタ4kを光分波器2の出力に直列に接続す
る。さらに、チャネルkが伝送路中で受けた蓄積分散量
を補償する分散補償光ファイバ5kを接続する。そし
て、それぞれの分散補償光ファイバ5から出力された各
チャネルの信号光は、光合波器6により再び1本の光フ
ァイバに合波されて出力伝送路光ファイバ7へ出力され
る。
【0019】なお、この実施の形態では、光分波器2の
出力を、帯域阻止光フィルタ3、4を介した後に分散補
償光ファイバ5に接続しているが、この順番は、任意に
変更することができ、例えば、光分波器2の出力を分散
補償光ファイバ5に接続し、その後、帯域阻止光フィル
タ3、4を接続してもよい。
【0020】光分波器2としては、AWG(Arrayed Wa
veguide Grating)あるいは、1対多の光カップラのそ
れぞれの出力に所望の信号光波長を中心波長とする光フ
ィルタを接続することにより構成することができる。ま
た、光合波器6としては、1対多カップラでもよいが、
信号光スペクトラムが削られるといった問題がない限り
AWGのほうがより効果的である。
【0021】帯域阻止光フィルタ3kは、図6に示すよ
うに、目的の信号光波長λkに隣接する波長λk-1、λ
k-2…をそれぞれ中心波長に持つ光ファイバグレーティ
ング81、82…を直列接続することによって構成するこ
とができる。帯域阻止光フィルタ4kについても同様で
ある。
【0022】光分波器2と光合波器6の間には、損失補
償又はチャネル間の信号光強度のレベル差を調整する必
要がある場合、光増幅器あるいは光減衰器を挿入するこ
とができる。
【0023】図7は、本発明の第2の実施の形態を示す
ブロック図である。この第2の実施の形態では、伝送さ
れてきた波長多重信号光はチャネル群毎に分波され、そ
れぞれ、それまでの伝送路中で受けた蓄積分散量に応じ
た分散補償光ファイバを通過した後に合波され、再び伝
送路へと出力される。ここでは、1チャネル群あたり4
チャネルが含まれ、4チャネル群(合計16チャネル)
からなるシステムを例として説明する。
【0024】図7において、入力伝送路光ファイバ1か
ら4つのチャネル群として入射された波長多重信号光λ
1〜λ16は、1対多光カップラ91によってチャネル群の
数に分けられる。1対多光カップラ91の各出力には、
所望のチャネル群を選択する帯域透過光フィルタ10が
接続される。帯域透過光フィルタ10の出力には、帯域
透過光フィルタ10の不完全性により隣接チャネル群の
信号光成分が漏れ込んでくる可能性がある。そこで、隣
接チャネル群の成分をカットする帯域阻止光フィルタ1
1、12を帯域透過光フィルタ10の出力に接続する。
【0025】帯域阻止光フィルタ11、12の出力は、
それぞれ伝送路中で受けた蓄積分散量を補償する分散補
償光ファイバ5に接続されて、それぞれのチャネル群に
おいて蓄積分散量が補償された後、1対多光カップラ9
2により再び1本の光ファイバに合波されて出力伝送路
光ファイバ7へ出力される。
【0026】帯域阻止光フィルタ11、12は、図8に
示すように、抑圧比が十分にとれていない隣接チャネル
群の各チャネルの信号光波長を中心波長に持つ光ファイ
バグレーティングを直列に接続することにより、隣接す
るチャネル群の信号光スペクトラムが十分に抑圧された
所望チャネル群の信号光となってそれぞれ分散補償光フ
ァイバ5へ出力される。
【0027】また、目的のチャネル群を選択する帯域透
過光フィルタ10、帯域阻止光フィルタ11、12およ
び分散補償光ファイバ5の接続順序は、任意に変更する
ことができる。さらに、第1の実施の形態の場合と同様
に、1対多光カップラ91と92の間には、損失補償又は
チャネル間の信号光強度のレベル差を調整する必要があ
る場合には、光増幅器あるいは光減衰器を挿入すること
ができる。
【0028】
【発明の効果】本発明は、波長多重された信号光を分波
した後再び合波するようなシステムにおいて、分波した
後に隣接のチャネル又はチャネル群を阻止する光フィル
タを挿入しているので、合波の際に他のチャネル又はチ
ャネル群からの漏れ込み光によるクロストークを生じる
ことがない。
【0029】また、隣接チャネルを阻止する光フィルタ
に急峻な波長選択特性を持つ光ファイバグレーティング
を用いることにより、チャネル間隔又はチャネル群間の
ガードバンドを狭めることができ、周波数利用効率の拡
大を図ることができる。
【0030】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示すブロック図で
ある。
【図2】光合分波の際のコヒーレントクロストークの発
生を説明するための図である。
【図3】光分波の際に狭帯域透過光フィルタを用いたと
きの動作について説明するための図である。
【図4】光分波の際に広帯域透過光フィルタを用いたと
きの動作について説明するための図である。
【図5】チャネル群毎に分波する場合に、狭帯域透過光
フィルタ及び光帯域透過光フィルタを用いたときの動作
について説明するための図である。
【図6】光帯域阻止フィルタの構成例を示す図である。
【図7】本発明の第2の実施の形態を示す図である。
【図8】本発明の第2の実施の形態の動作を説明するた
めの図である。
【符号の説明】
1 入力伝送路 2 光分波器 3 短波長側阻止光フィルタ 4 長波長側阻止光フィルタ 5 分散補償光ファイバ 6 光合波器 7 出力伝送路 8 光ファイバグレーティング 9 1対多光カップラ 10 選択チャネル群透過光フィルタ 11 短波長側チャネル群阻止光フィルタ 12 長波長側チャネル群阻止光フィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H04B 10/18 H04J 14/00 14/02 (56)参考文献 特開 平10−242943(JP,A) 特開 平10−276172(JP,A) 特開 平10−341206(JP,A) 特開 平9−205398(JP,A) 特開 平9−162805(JP,A) 特開 平10−135549(JP,A) 特開 平8−234255(JP,A) 特開 平9−46318(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 10/00 G02B 6/28 H04J 14/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1本の光ファイバ伝送路内に、それぞれ
    異なる信号光波長を持つ複数のチャネルが含まれる波長
    多重光伝送システムにおける波長多重された信号光を、
    光分波器によりチャネル毎又はチャネル群毎に分波し、
    該分波した各チャネル又は各チャネル群に対してそれぞ
    れ分散補償光ファイバにより分散補償を行った後に光合
    波器により再び合波する光合分波器において、 前記光分波器により分波された各チャネル又は各チャネ
    ル群の信号光をそれぞれ伝送する各伝送路上に、伝送す
    べきチャネル又はチャネル群以外の信号光波長の透過を
    抑止する帯域阻止光フィルタを挿入するとともに、前記
    分波された各チャネル又は各チャネル群の信号光をそれ
    ぞれ伝送する各伝送路のうちの1つ以上の伝送路上に、
    前記各チャネル間の信号強度のレベル差を調整する光増
    幅器又は光減衰器を配置した ことを特徴とする光合分波
    装置。
  2. 【請求項2】 前記帯域阻止光フィルタは、伝送すべき
    チャネル又はチャネル群に隣接するチャネル又はチャネ
    ル群の通過を阻止する帯域阻止光フィルタであることを
    特徴とする請求項1記載の光合分波装置。
  3. 【請求項3】 前記帯域阻止光フィルタは、阻止すべき
    複数のチャネルの信号光波長をそれぞれ中心周波数に持
    つ1つ以上の狭帯域阻止光フィルタを直列に接続したも
    のであることを特徴とする請求項1又は2記載の光合分
    波装置。
  4. 【請求項4】 前記狭帯域阻止光フィルタとして、光フ
    ァイバグレーティングを用いたことを特徴とする請求項
    3記載の光合分波装置。
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EP1213865A4 (en) * 2000-07-31 2006-12-06 Mitsubishi Electric Corp OPTICAL TRANSMITTER WITH WAVELENGTH MULTIPLEXING
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