JP3490631B2 - 波長多重伝送用波長分散補償器 - Google Patents

波長多重伝送用波長分散補償器

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重伝送シス
テムにおいて、伝送路の波長分散量を補償する技術に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】光増幅器を用いた大洋を横断するような
長距離伝送システムでは、光ファイバの非線形性と波長
分散の複合効果による伝送特性劣化を抑制するため、負
の分散値を持つ光ファイバと正の分散値を持つ光ファイ
バを交互に並べて伝送路を構成し、伝送路全体の平均分
散値を零(0)にするように設計している。伝送路を単
一の波長の信号光のみが伝搬する場合には、負と正の分
散ファイバの長さを調整することで、平均分散値を零に
設定することは可能であるが、現在、主流になっている
波長多重伝送システムでは、この方法で全ての波長の信
号光に対して平均分散値を零にすることはできない。従
来、波長多重伝送システムで全ての信号光に対して平均
分散値を零にするため、図4に示すような波長分散補償
器を伝送路中もしくは伝送路端に配置する技術が用いら
れてきた。本波長分散補償器は、波長多重信号光を分波
器20により各波長光に分離し、各波長光を個々に異な
る分散値を持つ分散補償ファイバ21,22,…,23
を通過させ、その後、合波器24により合波するように
なっている。この分散補償ファイバの分散値を適切に設
定することにより、全ての信号光に対して平均分散値を
零にするようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4に
示したような従来技術では、各波長信号毎に分散補償フ
ァイバが必要である。分散補償ファイバ長は数キロであ
り、また、波長多重数が数十波にもなっているので、従
来技術の分散補償器は極めて大規模なものとなるという
問題点があった。更に、合波器と分波器の損失が10d
B近くあるので、分散補償器通過損失も大きなものとな
るという問題点があった。本発明の目的は、規模が小さ
く、かつ、通過損失が低い分散補償器を提供することに
ある。本発明の前記ならびにその他の目的及び新規な特
徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにす
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明の概要を簡単に説明すれば、以下の通りである。
【0005】 ()光サーキュレータの一つのポート
に接続された正の補償量を持つ波長分散補償ファイバ
と、前記ポートに隣接する光サーキュレータの別のポー
トに接続された負の補償量を持つ波長分散補償ファイバ
と、前記正の補償量を持つ波長分散補償ファイバと前記
光サーキュレータとの接続位置に連続して配置された各
々反射する波長光が異なる第一組の複数個のファイバ・
ブラッグ・グレーティングと、前記正の補償量を持つ波
長分散補償ファイバ上に点在して配置された各々反射す
る波長光が異なる第二組の複数個のファイバ・ブラッグ
・グレーティングと、前記負の補償量を持つ波長分散補
償ファイバと前記光サーキュレータとの接続位置に連続
して配置された各々反射する波長光が異なる第三組の複
数個のファイバ・ブラッグ・グレーティングと、前記負
の補償量を持つ波長分散補償ファイバ上に点在して配置
された各々反射する波長光が異なる第四組の複数個のフ
ァイバ・ブラッグ・グレーティングとを具備し、前記第
一組と第四組のファイバ・ブラッグ・グレーティングが
反射する波長が一致し、もしくは第二組と第三組のファ
イバ・ブラッグ・グレーティングが反射する波長が一致
している波長多重伝送用波長分散補償器である。
【0006】 ()前記手段(1)の波長多重伝送用
波長分散補償器において、前記波長分散補償ファイバ上
に点在して配置されるファイバ・ブラッグ・グレーティ
ングの反射率が、それぞれ異なっていることを特徴とす
る。
【0007】 ()前記手段(1)又は(2)の波長
多重伝送用波長分散補償器において、ファイバ・ブラッ
グ・グレーティングがチャープト・ファイバ・ブラッグ
・グレーティングであることを特徴とする。
【0008】すなわち、本発明のポイントは、各々反射
する波長光が異なる複数個のファイバ・ブラッグ・グレ
ーティングが点在された波長分散補償ファイバを光サー
キュレータに接続した構成となっている。
【0009】前記光サーキュレータと各ファイバ・ブラ
ッグ・グレーティング間の波長分散補償ファイバ長を適
切に設定することにより、各波長光毎に必要な分散補償
量を与えている。波長分散補償ファイバの数は、多くと
も2本であるので、分散補償器の規模は小さいものとな
る。また、伝送路との入出力には低損失な光サーキュレ
ータを使用しているので、分散補償器の通過損失は低く
なる。
【0010】以下、本発明について、発明の実施形態
(実施例)とともに詳細に説明する。なお、実施形態
(実施例)を説明するための全図において、同一機能を
有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省
略する。
【0011】
【発明の実施の形態】(実施形態1)図1は、本発明に
よる実施形態1の波長多重伝送用波長分散補償器の概略
構成を示す図である。本実施形態1の波長多重伝送用波
長分散補償器では、波長数は任意の数が可能であるが、
その説明を簡略化にするために、波長多重数を4波とし
て説明する。
【0012】本実施形態1の波長多重伝送用波長分散補
償器(以下、単に波長分散補償器と称す)は、図1に示
すように、光サーキュレータ1の第一ポートに入力され
た波長多重信号光(波長:λ1,λ2,λ3,λ4)は、波
長分散補償ファイバ2が接続された第二ポートに出力さ
れる。波長分散補償ファイバ2には、それぞれ、波長λ
1,λ2,λ3,λ4の光を反射する4個のファイバ・ブラ
ッグ・グレーティング3,4,5,6が配置されてい
る。波長多重光は、ファイバ・ブラッグ・グレーティン
グ3,4,5,6で反射され、光サーキュレータ1の第
二ポートに戻り、光サーキュレータ1の第三ポートから
出力される。
【0013】本実施形態1の波長分散補償器が使用され
る伝送路の平均分散値の波長依存性の一例として、波長
λ1,λ2,λ3,λ4の光に対しては、D1,D2,D3
4であると仮定する。波長分散補償ファイバ2の単位
長当たりの分散値を−dnとする。本例では、波長分散
補償ファイバ2は負の分散値を持っている。光サーキュ
レータ1の第二ポートとファイバ・ブラッグ・グレーテ
ィング3,4,5,6間の波長分散補償ファイバ2の長
さを、それぞれ、D1/2dn,D2/2dn,D3/2
n,D4/2dnに設定しておくと、本実施形態1の波
長分散補償器を接続した伝送路の平均分散値は波長
λ1,λ2,λ3,λ4の光全てに対して零となる。
【0014】(実施形態2)図2は、本発明による実施
形態2の波長分散補償器の概略構成を示す図である。本
実施形態2の波長分散補償器の説明を簡略化するため
に、本実施形態2では波長多重数を8波として説明す
る。
【0015】本実施形態2の波長分散補償器は、図2に
示すように、光サーキュレータ1の第一ポートに入力さ
れた波長多重信号光(波長:λ1,λ2,λ3,λ4
λ5,λ6,λ7,λ8)は、各々、波長λ5,λ6,λ7
λ8の光を反射する4個のファイバ・ブラッグ・グレー
ティング7,8,9,10を介して波長分散補償ファイ
バ2が接続された第二ポートに出力される。
【0016】波長分散補償ファイバ2には、それぞれ、
波長λ1,λ2,λ3,λ4の光を反射する4個のファイバ
・ブラッグ・グレーティング3,4,5,6が配置され
ている。波長多重光は、ファイバ・ブラッグ・グレーテ
ィング3,4,5,6,7,8,9,10で反射され、
光サーキュレータ1の第二ポートに戻り、光サーキュレ
ータ1の第三ポートから出力される。
【0017】第三ポートには、各々、波長λ1,λ2,λ
3,λ4の光を反射する4個のファイバ・ブラッグ・グレ
ーティング11,12,13,14を介して波長分散補
償ファイバ15が接続されている。波長分散補償ファイ
バ15には、それぞれ、波長λ5,λ6,λ7,λ8の光を
反射する4個のファイバ・ブラッグ・グレーティング1
6,17,18,19が配置されている。
【0018】波長多重光は、ファイバ・ブラッグ・グレ
ーティング11,12,13,14,16,17,1
8,19で反射され、光サーキュレータ1の第三ポート
に戻り、光サーキュレータ1の第四ポートから出力され
る。波長分散補償ファイバ2と波長分散補償ファイバ1
5は、符号の異なる分散補償量を有している。本実施形
態2では、波長分散補償ファイバ2が単位長当たり−d
nの負の分散値、波長分散補償ファイバ15が単位長当
たり+dpの正の分散値を持つとしている。
【0019】本実施形態2の波長分散補償器が使用され
る伝送路の平均分散値の波長依存性の一例として、波長
λ1,λ2,λ3,λ4の光に対しては、D1,D2,D3
4であり、波長λ5,λ6,λ7,λ8の光に対しては、
−D5,−D6,−D7,−D8であると仮定する。光サー
キュレータ1の第二ポートとファイバ・ブラッグ・グレ
ーティング3,4,5,6間の波長分散補償ファイバ2
の長さを、それぞれ、D 1/2dn,D2/2dn,D3
2dn,D4/2dnに、また、光サーキュレータ1の第
三ポートとファイバ・ブラッグ・グレーティング16,
17,18,19間の波長分散補償ファイバ15の長さ
を、それぞれ、D5/2dp,D6/2dp,D7/2dp
8/2dpに設定しておくと、本実施形態2の分散補償
器を接続した伝送路の平均分散値は波長λ1,λ2,…,
λ8の光全てに対して零となる。
【0020】図1及び図2に示されるように、波長の異
なる信号光が伝搬する波長分散補償ファイバの長さが異
なっている。波長分散補償ファイバは、損失を有してい
る(例えば、150ps/nmの分散を補償する長さ
で、1dBの損失)ので、波長の異なる信号光は、異な
る損失を受ける。
【0021】ところで、ファイバ・ブラッグ・グレーテ
ィングの反射率は、0%から99.99%まで、任意の
値に設定することが可能である。そこで、各波長光で、
光サーキュレータ1から出て、波長分散補償ファイバ
2,15を伝搬し、ファイバ・ブラッグ・グレーティン
グで反射され、再び、波長分散補償ファイバ2,15を
伝搬して、光サーキュレータ1に戻るまでに受ける損失
を、全ての波長光で同一になるようにファイバ・ブラッ
グ・グレーティングの反射率を設定してやれば、異なる
波長光間での本発明の分散補償器での損失の差異を無く
すことが可能である。
【0022】(実施形態3)光増幅器の利得も波長依存
性を持っており、波長多重伝送システムでは異なる波長
の信号毎に受ける利得が異なってくるので、これを補正
する必要がある。本発明の実施形態3の波長分散補償器
は、図1又は図2の波長分散補償器において、前記波長
分散補償ファイバ上に点在して配置されるファイバ・ブ
ラッグ・グレーティングの反射率を、それぞれ異なるよ
うに設定したものである。この実施形態3の波長分散補
償器では、信号光が伝搬する分散補償ファイバ長の違い
による前述の損失差ばかりでなく、光増幅器の利得の差
異も考慮して、各波長光が受ける損失が同一になるよう
に、ファイバ・ブラッグ・グレーティングの反射率を設
定することにより、伝送路全体での異なる波長光間の損
失の差異を無くすことができる。
【0023】パルス光信号の光スペクトルは、図3に示
すように、幅をもっており、このスペクトル幅は伝送シ
ステムのビットレートが増加するに従って、拡大してい
く。一方、伝送路の平均分散値は、図3に示すように波
長依存性を有している。従って、パルスのスペクトル成
分毎で平均分散値が異なってくる。この差異は、ビット
レートが低い場合は問題にならなかったが、伝送システ
ムのビットレートがギガ・ビット/秒以上となってくる
と、平均分散値の差異が顕著になり、伝送特性の劣化に
結びついてくる。図1及び図2の実施形態では、各波長
光の各々のスペクトル中心波長での伝送路の平均分散値
を全て零にすることが可能であるが、各波長光各々にお
いてスペクトル成分全てに対して平均分散値を零にでき
ていない。
【0024】(実施形態4)チャープト・ファイバ・ブ
ラッグ・グレーティングと呼ばれる技術があり、数ギガ
・ビット/秒を越えるパルスのスペクトル幅において、
波長分散値の補償が可能となっている。図1及び図2の
実施形態のファイバ・ブラッグ・グレーティングとし
て、このチャープト・ファイバ・ブラッグ・グレーティ
ングを採用したのが、本発明の実施形態4であり、波長
多重信号光の各々の波長信号のスペクトル中心波長ばか
りでなく、スペクトル成分の全領域まで伝送路の平均波
長分散値を零にすることが可能である。
【0025】以上、本発明を実施形態に基づき具体的に
説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更
し得ることはいうまでない。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
規模が小さく、低損失であるので、波長多重通信システ
ムの多重波長数を拡大することができる。これにより波
長多重通信システムの容量を増加することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による実施形態1の波長分散補償器の概
略構成を示す図である。
【図2】本発明による実施形態2の波長分散補償器の概
略構成を示す図である。
【図3】パルス信号のスペクトル幅と伝送路の分散値の
波長依存性を示す図である。
【図4】従来の波長分散補償器の概略構成を示す図であ
る。
【符号の説明】
1…光サーキュレータ、2,15,21,22,23…
分散補償ファイバ、3,4,5,6,7,8,9,1
0,11,12,13,14,16,17,18,19
…ファイバ・ブラッグ・グレーティング、20…分波
器、24…合波器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H04J 14/02 (56)参考文献 特開 平11−72639(JP,A) 特開 平7−245584(JP,A) 特開 平11−46167(JP,A) 特開 平10−319265(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/10 G02B 6/00 H04B 10/00 - 10/28 H04J 14/00 - 14/08

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光サーキュレータの一つのポートに接続
    された正の補償量を持つ波長分散補償ファイバと、 前記ポートに隣接する光サーキュレータの別のポートに
    接続された負の補償量を持つ波長分散補償ファイバと、 前記正の補償量を持つ波長分散補償ファイバと前記光サ
    ーキュレータとの接続位置に連続して配置された各々反
    射する波長光が異なる第一組の複数個のファイバ・ブラ
    ッグ・グレーティングと、 前記正の補償量を持つ波長分散補償ファイバ上に点在し
    て配置された各々反射する波長光が異なる第二組の複数
    個のファイバ・ブラッグ・グレーティングと、 前記負の補償量を持つ波長分散補償ファイバと前記光サ
    ーキュレータとの接続位置に連続して配置された各々反
    射する波長光が異なる第三組の複数個のファイバ・ブラ
    ッグ・グレーティングと、 前記負の補償量を持つ波長分散補償ファイバ上に点在し
    て配置された各々反射する波長光が異なる第四組の複数
    個のファイバ・ブラッグ・グレーティングとを具備し、
    前記第一組と第四組のファイバ・ブラッグ・グレーティ
    ングが反射する波長が一致し、もしくは第二組と第三組
    のファイバ・ブラッグ・グレーティングが反射する波長
    が一致していることを特徴とする波長多重伝送用波長分
    散補償器。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の波長多重伝送用波長分
    散補償器において、前記波長分散補償ファイバ上に点在
    して配置されるファイバ・ブラッグ・グレーティングの
    反射率が、それぞれ異なっていることを特徴とする波長
    多重伝送用波長分散補償器。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の波長多重伝送用
    波長分散補償器において、ファイバ・ブラッグ・グレー
    ティングがチャープト・ファイバ・ブラッグ・グレーテ
    ィングであることを特徴とする波長多重伝送用波長分散
    補償器。
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