JP3570193B2

JP3570193B2 - 光伝送システム

Info

Publication number: JP3570193B2
Application number: JP00569798A
Authority: JP
Inventors: 啓仁田中; 登枝川; 周山本
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 1998-01-14
Filing date: 1998-01-14
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2018-01-14
Also published as: JPH11205226A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光伝送システムに関し、より具体的には、波長分散による伝送特性劣化を抑圧した光伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光ファイバ伝送システムでは、光ファイバの非線形性による伝送特性の劣化を避けるために、信号波長をゼロ分散波長から少しずらした、少なからず波長分散を生じる波長に設定される。そして、正分散ファイバ及び負分散ファイバを交互に組み合わせた分散マップを用いるか、適宜の箇所に分散補償ファイバを配置して、累積波長分散が所定値以下に収める方法が考えられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
実際には、正分散及び負分散の２種類の伝送用光ファイバを交互に組み合わせた特殊な分散マップを用いる方法より、伝送用光ファイバが１種類でよい分散補償ファイバを用いる方法の方が、システム構成の簡便性及びコストの面で望ましいので、通常は、後者の構成が採用される。
【０００４】
しかし、伝送速度の更なる高速化を考慮すると、分散補償ファイバを用いる構成では次のような問題点がある。即ち、分散補償ファイバの挿入間隔を長くし、累積波長分散を一度に大きく補償すると、波形歪みを生じる。逆に、分散補償ファイバの挿入間隔を短くして累積波長分散を頻繁に補償して、累積波長分散が常に小さくなるように光伝送路を構成すると、４光子混合（ＦＷＭ）の影響が現われ、伝送特性が劣化する。更には、分散補償ファイバはコアの有効断面積が小さいので、非線形効果が大きくなり、これも伝送特性を劣化させる。
【０００５】
本発明は、累積波長分散を小さく抑圧できる新規な構成の光伝送システムを提示することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光伝送システムでは、第１の光ファイバ伝送路では、ゼロ分散波長より長い又は短い波長の信号光を伝搬し、第２の光ファイバ伝送路では逆に、ゼロ分散波長よりも短い又は長い波長の信号光を伝搬し、第１及び第２の光ファイバ伝送路の間に波長変換手段を配置する。波長変換手段は、光増幅手段と、当該第１の光ファイバ伝送路から入力する信号光の波長を当該光増幅手段の光増幅帯域に含まれる波長に変換する第１の波長変換器と、当該光増幅手段から出力される信号光を、当該第２の光ファイバ伝送路のゼロ分散波長より長い又は短い波長に変換して出力する第２の波長変換器とを具備する。
【０００８】
このような構成により、信号光が正常分散領域と異常分散領域の光ファイバ伝送路を交互に伝送でき、累積波長分散を小さく抑えることができる。また、信号光波長での分散値が大きくなることで、４光子混合の影響が緩和される。２つの波長変換器の間に光増幅手段を配置する２段階の波長変換構造とすることで、光増幅手段として所望の増幅帯域のものを利用でき、また、光増幅手段の種類を１つ又は少数にでき、施工及び保守が容易になり、それらのコストを低減できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
図１（ａ）は、本発明の一実施例の光伝送システムの概略構成ブロック図を示し、図１（ｂ）は、その累積波長分散の距離に対する変化を示す。図１（ｂ）の縦軸は累積波長分散、横軸は距離を示す。
【００１１】
光送信端局１０と光受信端局１２の間の光ファイバ伝送路１４において、伝送用光ファイバ１６−１〜１６−３の間に波長変換器１８−１，１８−２が挿入されている。伝送用光ファイバ１６−１〜１６−３は全て同じ構造のものであり、そのゼロ分散波長をλ０とする。伝送用光ファイバ１６−１〜１６−３の波長分散特性を図２に示す。縦軸は波長分散、横軸は波長である。
【００１２】
光送信端局１０は、ゼロ分散波長λ０より長い波長λ１で信号光を伝送用光ファイバ１６−１に出力する。波長λ１では、図２に示すように伝送用光ファイバ１６−１の波長分散はプラスであるので、図１（ｂ）に示すように累積波長分散がプラスで増加する。
【００１３】
伝送用光ファイバ１６−１を伝搬した信号光は、波長変換器１８−１に入射する。波長変換器１８−１は、入射した波長λ１の信号光を、ゼロ分散波長λ０より短い波長λ２に波長変換して、伝送用光ファイバ１６−２に出力する。図２に示すように、波長λ２では伝送用光ファイバ１６−２の波長分散はマイナスになるので、累積波長分散は図１（ｂ）に示すように、伝送用光ファイバ１６−２を伝送する間に減少していく。
【００１４】
伝送用光ファイバ１６−２を伝搬した信号光は、波長変換器１８−２に入射する。波長変換器１８−２は、波長変換器１８−１とは逆に、入射した波長λ２の信号光を波長λ１に波長変換して、伝送用光ファイバ１６−３に出力する。先に説明したように波長λ１では伝送用光ファイバ１６−３の波長分散はプラスになるので、累積波長分散は図１（ｂ）に示すように、伝送用光ファイバ１６−３を伝送する間に増加していく。
【００１５】
このように、本実施例では、適宜の間隔で信号光の波長を、ゼロ分散波長より長い波長λ１とゼロ分散波長λ０より短い波長λ２に交互に変換することで、累積波長分散を所定範囲内に制限することができる。従来の分散補償ファイバは必要なくなる。
【００１６】
光増幅が必要な場合には、適宜の箇所に光増幅器を挿入することになる。その場合、波長λ１と波長λ２の両方をカバーする光増幅帯域を具備する光増幅器を使用すればよいが、そのように広い光増幅帯域を有する光増幅器を入手できないとき、又は入手するのが困難な場合には、波長λ１を光増幅できる光増幅器を波長変換器１８−１の入力側と波長変換器１８−２の出力側に配置しても良いし、波長λ２を光増幅できる光増幅器を波長変換器１８−２の出力側と波長変換器１８−２の入力側に配置しても良い。
【００１７】
より一般的には、波長変換器１８−１，１８−２内での波長変換を２段階構成とし、中間に光増幅器を組み込んでもよい。その場合の波長変換器１８−１，１８−２の概略構成ブロック図を図３に示す。２０は波長λ１（又はλ２）の入力光の波長を波長λｐに波長変換する波長変換器、２２は波長λｐを光増幅帯域内に具備し、波長変換器２０の出力光を光増幅する光増幅器、２４は光増幅器２２から出力される信号光を波長λｐから波長λ２（又はλ１）に波長変換する波長変換器である。この構成では、光増幅器２２として、伝送用光ファイバ１６−１〜１６−３上での信号光の波長λ１，λ２とは無関係に好ましい光増幅帯域のものを使用できるという利点がある。
【００１８】
波長変換器１８−１では、波長変換器２０は入力光の波長λ１を波長λｐに変換する。光増幅器２２は波長変換器２０の出力光を光増幅し、波長変換器２４は光増幅器２２から出力される波長λｐの信号光を波長λ２に波長変換する。
【００１９】
波長変換器１８−２では、波長変換器２０は入力光の波長λ２を波長λｐに変換する。光増幅器２２は波長変換器２０の出力光を光増幅し、波長変換器２４は光増幅器２２から出力される波長λｐの信号光を波長λ１に波長変換する。
【００２０】
このようにして、本実施例では、分散補償ファイバを使用しなくても、累積波長分散を所定値以内に制限することができ、分散補償ファイバを使用することによる問題点を完全に解決できる。しかし、本発明は、分散補償ファイバを部分的に使用することまで排除するものではなく、分散補償ファイバの利用を低減するものも、本発明の範囲に含まれる。
【００２１】
また、本実施例では、各伝送用光ファイバ１６−１〜１６−３上での信号光の波長λ１，λ２は、適宜に選択できる。例えば、伝送用光ファイバ１６−１上での信号光の波長は、伝送用光ファイバ１６−３上での信号光の波長と同じである必要は無い。これにより、各伝送用光ファイバ１６−１〜１６−３における分散スロープを適当に選択でき、例えば、光伝送路全体の分散スロープをゼロにできる。いうまでもないが、伝送用光ファイバ１６−１〜１６−３の伝送距離は同じでなくても良い。
【００２２】
波長変換器１８−１，１８−２，２０，２４は、例えば、ＤＦＧ（ＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅＦｒｅｑｕｅｎｃｙＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ）及び４光子混合（ＦＷＭ）などの非線形光学効果素子、電気音響周波数シフタ、電気吸収変調器及び半導体レーザ増幅器を使用しても実現でき、更には、これらを組み合わせても良い。２０〜３０ｎｍの波長シフトを実現できる。伝送システムを敷設した後でも、非線形光学効果素子のポンプ光波長を変更することなどにより、波長変換後の波長を変更することで、伝送システム全体の波長分散特性を調整できる。
【００２３】
単一波長の信号光を伝送する場合を例に説明したが、本実施例は、波長分割多重伝送システムにも適用できることは明かである。本実施例では、伝送路全体の分散スロープをゼロにできるので、波長分割多重伝送システムにおける伝送特性の波長依存性を低減でき、波長多重度と伝送特性の向上を図れる。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から容易に理解できるように、本発明によれば、非常に簡単な構成で累積波長分散を小さく抑えることができる。分散補償ファイバを使用しない又は少なくできるので、伝送システム全体の非線形効果を抑制でき、分散補償ファイバによる波形劣化も少なくなる。伝送システムを敷設した後でも、波長変換手段の交換又は特性変更により、伝送システム全体の波長分散特性を変更できる。２つの波長変換器の間に光増幅手段を配置する２段階の波長変換構造とすることで、光増幅手段として所望の増幅帯域のものを利用でき、また、光増幅手段の種類を１つ又は少数にでき、施工及び保守が容易になり、それらのコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の概略構成ブロック図（ａ）と、累積波長分散の模式図（ｂ）である。
【図２】伝送用光ファイバ１６−１〜１６−３の波長分散特性の模式図である。
【図３】波長変換器１８−１，１８−２の構成例である。
【符号の説明】
１０：光送信端局
１２：光受信端局
１４：光ファイバ伝送路
１６−１〜１６−３：伝送用光ファイバ
１８−１，１８−２：波長変換器
２０：波長変換器
２２：光増幅器
２４：波長変換器

Claims

波長分散を具備し、ゼロ分散波長よりも短い波長の信号光を伝搬する第１の光ファイバ伝送路（１６−１）と、
当該第１の光ファイバ伝送路（１６−１）から出力される信号光の波長を変換する波長変換手段（１８−１）と、
当該波長変換手段（１８−１）の出力信号光を伝搬する、波長分散を具備する第２の光ファイバ伝送路（１６−２）
とを具備する光伝送システムであって、
当該波長変換手段（１８−１）が、
光増幅手段（２２）と、
当該第１の光ファイバ伝送路（１６−１）から入力する信号光の波長を当該光増幅手段（２２）の光増幅帯域に含まれる波長に変換する第１の波長変換器（２０）と、
当該光増幅手段（２２）から出力される信号光を、当該第２の光ファイバ伝送路（１６−２）のゼロ分散波長より長い波長に変換して出力する第２の波長変換器（２４）
とを具備することを特徴とする光伝送システム。
更に、
当該第２の光ファイバ伝送路（１６−２）から出力される信号光の波長を変換する第２の波長変換手段（１８−２）と、
当該第２の波長変換手段（１８−２）の出力信号光を伝搬する、波長分散を具備する第３の光ファイバ伝送路（１６−３）
とを具備し、
当該第２の波長変換手段（１８−２）が、
第２の光増幅手段（２２）と、
当該第２の光ファイバ伝送路（１６−２）から入力する信号光の波長を当該第２の光増幅手段（２２）の光増幅帯域に含まれる波長に変換する第３の波長変換器（２０）と、
当該第２の光増幅手段（２２）から出力される信号光を、当該第３の光ファイバ伝送路（１６−３）のゼロ分散波長より短い波長に変換して出力する第４の波長変換器（２４）
とを具備することを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
波長分散を具備し、ゼロ分散波長よりも長い波長の信号光を伝搬する第１の光ファイバ伝送路（１６−２）と、
当該第１の光ファイバ伝送路（１６−２）から出力される信号光の波長を変換する波長変換手段（１８−２）と、
当該波長変換手段（１８−２）の出力信号光を伝搬する、波長分散を具備する第２の光ファイバ伝送路（１６−３）
とを具備する光伝送システムであって、
当該波長変換手段（１８−２）が、
光増幅手段（２２）と、
当該第１の光ファイバ伝送路（１６−２）から入力する信号光の波長を当該光増幅手段（２２）の光増幅帯域に含まれる波長に変換する第１の波長変換器（２０）と、
当該光増幅手段（２２）から出力される信号光を、当該第２の光ファイバ伝送路（１６−２）のゼロ分散波長より短い波長に変換して出力する第２の波長変換器（２４）
とを具備することを特徴とする光伝送システム。
更に、
当該第２の光ファイバ伝送路（１６−３）から出力される信号光の波長を変換する第２の波長変換手段と、
当該第２の波長変換手段の出力信号光を伝搬する、波長分散を具備する第３の光ファイバ伝送路
とを具備し、
当該第２の波長変換手段が、
第２の光増幅手段（２２）と、
当該第２の光ファイバ伝送路（１６−３）から入力する信号光の波長を当該第２の光増幅手段（２２）の光増幅帯域に含まれる波長に変換する第３の波長変換器（２０）と、
当該第２の光増幅手段（２２）から出力される信号光を、当該第３の光ファイバ伝送路のゼロ分散波長より長い波長に変換して出力する第４の波長変換器（２４）
とを具備することを特徴とする請求項３に記載の光伝送システム。