JP3923343B2 - 一心双方向光伝送システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ラマン増幅効果を適用した一心双方向光伝送システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
昨今のインターネット、携帯電話等の加入者の急激な増加や、音声通信、画像通信等のニーズの増大等により、光伝送システムには、さらなる通信容量の増加、通信コストの低減、伝送速度の増加、中継間隔の延伸等が求められている。
【０００３】
これを実現するものとして、一心双方向光伝送システムというものが存在するが、このシステムは、一本の光ファイバ伝送路の両端にそれぞれ接続された光送受信器の出力光信号を光ファイバ伝送路中で双方向に伝送させることができ、光ファイバの本数が削減し、光ファイバの使用効率を向上させることから、通信容量の増加、通信コストの低減、伝送速度の増加を図ることができる。
【０００４】
また、ラマン増幅器を用いた光伝送システムというものも存在している。このシステムは、光ファイバ自身を増幅媒体とし、この光ファイバに励起光を入射させたときに生ずるラマン増幅効果を利用するものであり、この増幅効果を利用し、光ファイバ伝送線路を長距離化することで、中継間隔の延伸、通信コストの低減を図ることができる。
【０００５】
ラマン増幅とは、信号光が伝送される光ファイバ自身を増幅媒体とし、光ファイバに入射された励起光が光ファイバを形成する材質の結晶格子に振動を生じさせ、この結晶格子振動で生じた光学フォノンとの相互作用により、励起周波数よりもある固有な量だけシフトした短い周波数にストークス光と呼ばれる散乱光を誘導増幅させる現象である。このラマン増幅で生じる増幅利得は、光ファイバの材質に依存し、一般に図９に示すようなラマン利得帯域を有している。図９は、典型的なラマン増幅器の利得帯域を示した説明図である。同図において、横軸は波長（ｎｍ）であり、縦軸はラマン利得係数である。また、利得最大となる波長は、励起波長から１００ｎｍ〜１１０ｎｍ離れた長波長側にあり、この利得最大となる中心波長から短波長側に長く裾が延びたおおよそ６０ｎｍにわたる波長範囲に利得帯域を有している。
【０００６】
ラマン増幅における励起光の入射方向には、信号光の進行方向と同方向に励起光を入射する方式（前方向励起方式）と、信号光の進行方向と逆方向に励起光を入射する方式（後方向励起方式）とがあるが、一般に、励起光が信号光に及ぼすクロストーク量が少ない後方励起方式の方が有利であることが知られている。このため、上述した一心双方向光伝送システムに後方励起ラマン増幅器を組み合わせ、相互の特長を生かした光伝送システムとして期待されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一心双方向光伝送システムでは、双方向に多重信号光を送信し、複数の励起光を用いることから、四光波混合の影響を受け易いという問題点がある。この四光波混合とは、光ファイバ伝送路中を伝播する、異なる波長の光信号同士が影響しあって新たな波長の光を作り出す現象である。
【０００８】
図１０（ａ）は、光ファイバ伝送路に波長多重信号光とラマン励起光を入力したときの２００ｋｍ伝送後の受信スペクトルを示す一例であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の波長多重信号光付近の拡大図である。具体的諸元は、後方励起のラマン励起光波長が１４３０ｎｍおよび１４６０ｎｍ、波長多重信号光の波長が１５７６．２ｎｍから１６０２．３ｎｍ（１００ＧＨｚ間隔）の３２波、光ファイバ伝送路には零分散波長が１５０５．２ｎｍの非零分散シフトファイバである。
【０００９】
このとき、図１０（ｂ）に示すように、１５８９ｎｍ付近の近傍波長で信号レベルが持ち上げられており、周波数多重信号の劣化が生じている。この劣化は、同一方向に伝播するラマン励起光と、周波数多重信号光とで四光波混合が発生し、光ファイバ伝送路零分散波長との間で位相整合が起こるためである。同図に示す例では、ラマン励起光の周波数ｆpが、ｆp＝２０９．６５ＴＨｚ（１４３０ｎｍ）、周波数多重信号光のある一つの信号周波数ｆsが、ｆs＝１８８．７０ＴＨｚ（１５８８．７ｎｍ）、光ファイバ伝送路の零分散周波数ｆ0が、ｆ0＝１９９．１７ＴＨｚ（１５０５．２ｎｍ）であり、このとき、
｜ｆp−ｆ0｜＝｜ｆs−ｆ0｜ ・・・・・（式１）
の位相整合条件が成立しており、四光波混合による周波数多重信号光の劣化が生じている。
【００１０】
この現象は、四光波混合により生じた光と入力信号光とが、ある位相整合条件のときに、光信号の劣化が生じる現象であり、この光信号の劣化を克服することが大きな課題となっている。
【００１１】
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、双方向で四光波混合の影響を受けることなく所望の受信特性を得ることができる一心双方向光伝送システムを得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかる一心双方向光伝送システムは、一方の入出力端から他方の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の信号光と、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の信号光と、を伝送する光ファイバ伝送路と、前記第１の信号光の周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の信号光の周波数をラマン利得帯域に含まない第１のラマン励起光を発生する第１のラマン励起光源と、前記第１のラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第１の注入手段と、前記第２の信号光の周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の信号光の周波数をラマン利得帯域に含まない第２のラマン励起光を発生する第２のラマン励起光源と、前記第２のラマン励起光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注入手段と、を備え、前記第１の信号光の周波数帯域を前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、前記第２の信号光の周波数帯域を該零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、該第１、第２の信号光および該第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されていることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、第１の信号光の周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、第２の信号光の周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、第１、第２の信号光および第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない信号光伝送がおこなわれる。
【００１４】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムは、複数の異なる周波数にて多重化され、一方の入出力端から他方の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の周波数多重信号光と、複数の異なる周波数にて多重化され、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の周波数多重信号光と、を伝送する光ファイバ伝送路と、前記第１の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第１のラマン励起光を発生する第１のラマン励起光源と、前記第１のラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第１の注入手段と、前記第２の信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第２のラマン励起光を発生する第２のラマン励起光源と、前記第２のラマン励起光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注入手段と、を備え、前記第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が前記第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、前記第２の周波数多重信号光の周波数帯域を該零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、該第１、第２の周波数多重信号光および該第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されていることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、第２の周波数多重信号光の周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、第１、第２の周波数多重信号光および第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない信号光伝送がおこなわれる。
【００１８】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムは、複数の異なる周波数にて多重化され、一方の入出力端から他方の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の周波数多重信号光と、複数の異なる周波数にて多重化され、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の周波数多重信号光と、を伝送する光ファイバ伝送路と、複数の異なる周波数にて多重化され、前記第１の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第１の周波数多重ラマン励起光を発生する第１のラマン励起光源と、前記第１の周波数多重ラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第１の注入手段と、複数の異なる周波数にて多重化され、前記第２の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第２の周波数多重ラマン励起光を発生する第２のラマン励起光源と、前記第２のラマン励起光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注入手段と、を備え、前記第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が前記第２の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることなく、かつ、前記第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を該零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が前記第１の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることのないように、該第１、第２の周波数多重信号光および該第１、第２の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域が設定されていることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が第２の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることなく、かつ、第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路該零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が第１の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることのないように、第１、第２の周波数多重信号光および第１、第２の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域が設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない信号光伝送がおこなわれる。
【００２０】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムは、前記第１の信号光の波長または前記第１の周波数多重信号光の波長帯域が１５５０ｎｍ帯であり、前記第２の信号光の波長または前記第２の周波数多重信号光の波長帯域が１５８０ｎｍ帯であるとき、前記光ファイバ伝送路は、零分散波長が１５００ｎｍ帯にある非零分散シフトファイバであることを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、第１の信号光の波長または第１の周波数多重信号光の波長帯域を１５５０ｎｍ帯、第２の信号光の波長または第２の周波数多重信号光の波長帯域を１５８０ｎｍ帯、光ファイバ伝送路の零分散波長が１５００ｎｍ帯である非零分散シフトファイバを用いることにより、双方向で四光波混合の影響を受けず、かつ、信号伝送損失の少ない信号光伝送がおこなわれる。
【００２２】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムは、一方の入出力端から他方の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の信号光と、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の信号光と、を伝送する光ファイバ伝送路と、前記第１の信号光の周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の信号光の周波数をラマン利得帯域に含まない第１のラマン励起光を発生する第１のラマン励起光源と、前記第１のラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第１の注入手段と、前記第２の信号光の周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の信号光の周波数をラマン利得帯域に含まない第２のラマン励起光を発生する第２のラマン励起光源と、前記第２のラマン励起光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注入手段と、を備え、前記第１の信号光の周波数帯域を前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、該第１の信号光の偏波面と該第２のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定され、前記第２の信号光の周波数帯域を前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、該第２の信号光の偏波面と該第１のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定されていることを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、第１の信号光の周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、第１の信号光の偏波面と第２のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定される。また、第２の信号光の周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、第２の信号光の偏波面と第１のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定される。その結果、双方向で四光波混合の影響を受けることのない信号光伝送がおこなわれる。
【００２４】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムは、複数の異なる周波数にて多重化され、一方の入出力端から他方の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の周波数多重信号光と、複数の異なる周波数にて多重化され、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の周波数多重信号光と、を伝送する光ファイバ伝送路と、前記第１の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第１のラマン励起光を発生する第１のラマン励起光源と、前記第１のラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第１の注入手段と、前記第２の信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第２のラマン励起光を発生する第２のラマン励起光源と、前記第２のラマン励起光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注入手段と、を備え、前記第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが前記第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、該第１の周波数多重信号光の偏波面と該第２のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定され、前記第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが前記第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、該第２の周波数多重信号光の偏波面と該第１のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定されていることを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、第１の周波数多重信号光の偏波面と第２のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定される。また、第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、第２の周波数多重信号光の偏波面と第１のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定される。その結果、双方向で四光波混合の影響を受けることのない信号光伝送がおこなわれる。
【００２６】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムは、複数の異なる周波数にて多重化され、一方の入出力端から他方の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の周波数多重信号光と、複数の異なる周波数にて多重化され、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の周波数多重信号光と、を伝送する光ファイバ伝送路と、複数の異なる周波数にて多重化され、前記第１の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第１の周波数多重ラマン励起光を発生する第１のラマン励起光源と、前記第１の周波数多重ラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第１の注入手段と、複数の異なる周波数にて多重化され、前記第２の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第２の周波数多重ラマン励起光を発生する第２のラマン励起光源と、前記第２のラマン励起光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注入手段と、を備え、前記第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが前記第２の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域に含まれる場合には、該第１の周波数多重信号光の偏波面と該第２の周波数多重ラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定され、前記第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが前記第１の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域に含まれる場合には、該第２の周波数多重信号光の偏波面と該第１の周波数多重ラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定されていることを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが第２の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域に含まれる場合には、第１の周波数多重信号光の偏波面と第２の周波数多重ラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定される。また、第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが第１の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域に含まれる場合には、第２の周波数多重信号光の偏波面と第１の周波数多重ラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定される。その結果、双方向で四光波混合の影響を受けることのない信号光伝送がおこなわれる。
【００２８】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムは、一方の入出力端から他方の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の信号光と、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の信号光と、を伝送する光ファイバ伝送路と、前記第１の信号光の周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の信号光の周波数をラマン利得帯域に含まない第１のラマン励起光を発生する第１のラマン励起光源と、前記第１のラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第１の注入手段と、前記第２の信号光の周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の信号光の周波数をラマン利得帯域に含まない第２のラマン励起光を発生する第２のラマン励起光源と、前記第２のラマン励起光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注入手段と、を備え、前記光ファイバ伝送路は、一方の入出力端と他方の入出力端側にそれぞれ位置する第１の光ファイバ伝送路部分と、前記一方の入出力端側の第１の光ファイバ伝送路部分と他方の入出力端側の第１の光ファイバ伝送路部分との間に位置する第２の光ファイバ伝送路部分とからなり、前記第１の信号光の周波数帯域を前記第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、前記第２の信号光の周波数帯域を該零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、該第１、第２の信号光および該第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されていることを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、光ファイバ伝送路は、一方の入出力端と他方の入出力端側にそれぞれ位置する第１の光ファイバ伝送路部分と、一方の入出力端側の第１の光ファイバ伝送路部分と他方の入出力端側の第１の光ファイバ伝送路部分との間に位置する第２の光ファイバ伝送路部分とからなり、第１の信号光の周波数帯域を第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、第２の信号光の周波数帯域を第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、第１、第２の信号光および第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない信号光伝送がおこなわれる。
【００３０】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムは、複数の異なる周波数にて多重化され、一方の入出力端から他方の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の周波数多重信号光と、複数の異なる周波数にて多重化され、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の周波数多重信号光と、を伝送する光ファイバ伝送路と、前記第１の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第１のラマン励起光を発生する第１のラマン励起光源と、前記第１のラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第１の注入手段と、前記第２の信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第２のラマン励起光を発生する第２のラマン励起光源と、前記第２のラマン励起光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注入手段と、を備え、前記光ファイバ伝送路は、一方の入出力端と他方の入出力端側にそれぞれ位置する第１の光ファイバ伝送路部分と、前記一方の入出力端側の第１の光ファイバ伝送路部分と他方の入出力端側の第１の光ファイバ伝送路部分との間に位置する第２の光ファイバ伝送路部分とからなり、前記第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を前記第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が前記第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、前記第２の周波数多重信号光の周波数帯域を該零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、該第１、第２の周波数多重信号光および該第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されていることを特徴とする。
【００３１】
この発明によれば、第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、第２の周波数多重信号光の周波数帯域を第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、第１、第２の周波数多重信号光および第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない信号光伝送がおこなわれる。
【００３２】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムは、複数の異なる周波数にて多重化され、一方の入出力端から他方の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の周波数多重信号光と、複数の異なる周波数にて多重化され、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の周波数多重信号光と、を伝送する光ファイバ伝送路と、複数の異なる周波数にて多重化され、前記第１の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第１の周波数多重ラマン励起光を発生する第１のラマン励起光源と、前記第１の周波数多重ラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第１の注入手段と、複数の異なる周波数にて多重化され、前記第２の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第２の周波数多重ラマン励起光を発生する第２のラマン励起光源と、前記第２のラマン励起光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注入手段と、を備え、前記光ファイバ伝送路は、一方の入出力端と他方の入出力端側にそれぞれ位置する第１の光ファイバ伝送路部分と、前記一方の入出力端側の第１の光ファイバ伝送路部分と他方の入出力端側の第１の光ファイバ伝送路部分との間に位置する第２の光ファイバ伝送路部分とからなり、前記第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を前記第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が前記第２の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることなく、かつ、前記第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を該零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が前記第１の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることのないように、該第１、第２の周波数多重信号光および該第１、第２の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域が設定されていることを特徴とする。
【００３３】
この発明によれば、第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が第２の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることなく、かつ、第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が第１の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることのないように、第１、第２の周波数多重信号光および第１、第２の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域が設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない信号光伝送がおこなわれる。
【００３４】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムは、上記の発明において、前記第１の光ファイバ伝送路部分は、１．３μｍの零分散シングルモードファイバであることを特徴とする。
【００３５】
この発明によれば、第１の光ファイバ伝送路部分は、１．３μｍの零分散シングルモードファイバを用いることにより、ラマン励起光パワーの強い第１の光ファイバ伝送路部分の区間において、信号光と励起光間の四光波混合の影響を受けることがなく、かつ、周波数分散の少ない信号光伝送がおこなわれる。
【００３６】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムは、上記の発明において、前記第１の光ファイバ伝送路部分は、分散シフトファイバであることを特徴とする。
【００３７】
この発明によれば、第１の光ファイバ伝送路部分は、分散シフトファイバを用いることにより、ラマン励起光パワーの強い第１の光ファイバ伝送路部分の区間において、信号光と励起光間の四光波混合の影響を受けることがなく、かつ、信号損失の少ない信号光伝送がおこなわれる。
【００３８】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムは、上記の発明において、無中継伝送であることを特徴とする。
【００３９】
この発明によれば、一心双方向光伝送システムを無中継伝送とすることにより、信号光と励起光間の四光波混合の影響を受けることがなく、かつ、費用対効果の優れた信号光伝送がおこなわれる。
【００４０】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムは、上記の発明において、有中継伝送であることを特徴とする。
【００４１】
この発明によれば、一心双方向光伝送システムを有中継伝送とすることにより、信号光と励起光間の四光波混合の影響を受けることがなく、かつ、伝送品質の高い信号光伝送がおこなわれる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、この発明にかかる一心双方向光伝送システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００４３】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる一心双方向光伝送システムの構成図である。同図において、光ファイバ伝送路１の一方の入出力端には、周波数選択型の光合分波器２が接続され、他方の入出力端には、周波数選択型の光合分波器３が接続されている。光合分波器２には、光合分波器１４と光アイソレータ５が接続される。光アイソレータ５には、ラマン励起光源６が接続されている。ラマン励起光源６が発生する第２のラマン励起光Ｐ２は、光アイソレータ５を介して光合分波器２に注入される。
【００４４】
光送信装置１５は、複数の送信器Ｔｘ1_1〜Ｔｘ1_mを備えており、これらの送信器Ｔｘ1_1〜Ｔｘ1_mは、それぞれ、異なる周波数（ｆ1_1〜ｆ1_m）の信号光を発生する。発生する周波数帯は、例えば、Ｃ帯（Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ Ｂａｎｄ）と呼ばれる１９１．６ＴＨｚ〜１９５．９ＴＨｚの周波数帯（１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍの波長帯）である。ＭＵＸ（周波数多重装置）１６は、光送信装置１５が出力する複数の異なる周波数の信号光を合波し、第１の周波数多重信号光Ｓ１を出力する。生成された第１の周波数多重信号光Ｓ１は光増幅器１７にて増幅され、光合分波器１４を介して光合分波器２に入力される。
【００４５】
同様に、光送信装置２７は、複数の送信器Ｔｘ2_1〜Ｔｘ2_nを備えており、これらの送信器Ｔｘ2_1〜Ｔｘ2_nは、それぞれ、異なる周波数（ｆ2_1〜ｆ2_n）の信号光を発生する。発生する波長帯は、例えば、Ｌ帯（Ｌｏｎｇ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｂａｎｄ）と呼ばれる１８４．５ＴＨｚ〜１９１．６ＴＨｚの周波数帯（１５６５ｎｍ〜１６２５ｎｍの波長帯）である。ＭＵＸ２６は、光送信装置２７が出力する周波数の異なる複数の信号光を合波し、第２の周波数多重信号光Ｓ２を出力する。第２の周波数多重信号光Ｓ２は光増幅器２５にて増幅され、光合分波器２１を介して光合分波器３に入力される。
【００４６】
光合分波器３から出力される第１の周波数多重信号光Ｓ１は、光合分波器２１を介して分散補償機能付の光増幅器２４に入力され、増幅された後、ＤＥＭＵＸ（周波数分離装置）２３にて各周波数の信号光に分離され、光受信装置２２に入力される。光受信装置２２は、各周波数の信号光を受信処理する複数の受信器Ｒｘ1_1〜Ｒｘ1_mを備えている。なお、光増幅器２４は、分散補償機能付でなくともよい。
【００４７】
同様に、光合分波器２から出力される第２の周波数多重信号光Ｓ２は、光合分波器１４を介して分散補償機能付の光増幅器１８に入力され、増幅された後、ＤＥＭＵＸ１９にて各周波数の信号光に分離され、光受信装置２０に入力される。光受信装置２０は、各周波数の信号光を受信処理する複数の受信器Ｒｘ2_1〜Ｒｘ2_nを備えている。なお、光増幅器１８は、分散補償機能付でなくともよい。
【００４８】
ここで、ラマン励起光源９の発生する第１のラマン励起光Ｐ１は、第１の周波数多重信号光Ｓ１の全ての周波数をラマン利得帯域に含み、かつ、第２の周波数多重信号光Ｓ２の全ての周波数をラマン利得帯域に含まない、という条件を満たす所定周波数の励起光である。同様に、ラマン励起光源６の発生する第２のラマン励起光Ｐ２は、第２の周波数多重信号光Ｓ２の全ての周波数をラマン利得帯域に含み、かつ、第１の周波数多重信号光Ｓ１の全ての周波数をラマン利得帯域に含まない、という条件を満たす所定周波数の励起光である。
【００４９】
光送信装置１５から出力された複数の異なる周波数（ｆ1_1〜ｆ1_m）の信号光は、ＭＵＸ１６にて合波され、第１の周波数多重信号光Ｓ１となる。生成された第１の周波数多重信号光Ｓ１は、光増幅器１７にて所望の送信レベルとなるように増幅され、光合分波器１４を介して光合分波器２に入力される。また、ラマン励起光源６から出力された第２のラマン励起光Ｐ２は、光アイソレータ５を介して光合分波器２に入力される。これらの光合分波器２で合波された第１の周波数多重信号光Ｓ１と第２のラマン励起光Ｐ２の多重信号光は、光ファイバ伝送路１の一方の入出力端に注入され、光ファイバ伝送路１を他方の入出力端に向かう第１の伝送方向Ｄ１に沿って伝送する。
【００５０】
この第１の伝送方向Ｄ１に伝送された第１の周波数多重信号光Ｓ１は、光ファイバ伝送路１の他方の入出力端に近づくと、第２の伝送方向Ｄ２に伝送された第１のラマン励起光Ｐ１による十分なラマン増幅を受けて所望の光レベルまで増幅され、光合分波器３に入力される。このようにラマン増幅された第１の周波数多重信号光Ｓ１は、光合分波器３から光合分波器２１を介して光増幅器２４に入力され、所望の受信レベルにまで光増幅され、ＤＥＭＵＸ２３にて各周波数の信号光に分離された後、光受信装置２２が備える複数の受信器Ｒｘ1_1〜Ｒｘ1_mにて信号光毎に受信処理される。なお、光合分波器３から光アイソレータ８に出力される信号光Ｓ１は、光アイソレータ８にて阻止され、ラマン励起光源９には入力されない。また、第２のラマン励起光Ｐ２によるラマン増幅効果は、第１の周波数多重信号光Ｓ１には寄与しないので、第２のラマン励起光Ｐ２の光パワーは光ファイバ伝送路１における損失以外で減少することはない。
【００５１】
同様に、光送信装置２７から出力された複数の異なる周波数（ｆ2_1〜ｆ2_n）の信号光は、ＭＵＸ２６にて合波され、第２の周波数多重信号光Ｓ２となる。生成された第２の周波数多重信号光Ｓ２は、光増幅器２５にて所望の送信レベルになるように光増幅され、光合分波器２１を介して光合分波器３に入力される。また、ラマン励起光源９から出力された第１のラマン励起光Ｐ１は、光アイソレータ８を介して光合分波器３に入力される。これらの光合分波器３で合波された第２の周波数多重信号光Ｓ２と第１のラマン励起光Ｐ１の多重信号光は、光ファイバ伝送路１の他方の入出力端に注入され、光ファイバ伝送路１を一方の入出力端に向かう第２の伝送方向Ｄ２に沿って伝送する。
【００５２】
この第２の伝送方向Ｄ２に伝送された第２の周波数多重信号光Ｓ２は、光ファイバ伝送路１の一方の入出力端に近づくと、第１の伝送方向Ｄ１に伝送された第２のラマン励起光Ｐ２による十分なラマン増幅を受けて所望の光レベルまで増幅される。これは、上述したように、第２のラマン励起光Ｐ２のラマン増幅効果が第１の周波数多重信号光Ｓ１には寄与していないので、第２のラマン励起光Ｐ２は、伝送路損失を除きほとんど減衰せず、充分なパワーを有しているからである。
【００５３】
ラマン増幅された第２の周波数多重信号光Ｓ２は、光合分波器２から光合分波器１４を介して光増幅器１８に入力され、所望の受信レベルにまで光増幅され、ＤＥＭＵＸ１９にて各周波数の信号光に分離された後、光受信装置２０が備える複数の受信器Ｒｘ2_1〜Ｒｘ2_mにて信号光毎に受信処理される。なお、光合分波器２から光アイソレータ５に出力される信号光Ｓ２は、光アイソレータ５にて阻止され、ラマン励起光源６には入力されない。また、第１のラマン励起光Ｐ１は、第２のラマン励起光Ｐ２と同様に、第１のラマン励起光Ｐ１のラマン増幅効果が第２の周波数多重信号光Ｓ２に寄与していないので、ラマン増幅が可能な充分なパワーを有している
【００５４】
このように、第１の伝送方向Ｄ１に伝送される第１の周波数多重信号光Ｓ１と第２の伝送方向Ｄ２に伝送される第２の周波数多重信号光Ｓ２で使用する周波数を互いに異なる周波数帯とし、さらに第１のラマン励起光Ｐ１が第１の周波数多重信号光Ｓ１のみを、第２のラマン励起光Ｐ２が第２の周波数多重信号光Ｓ２のみをラマン増幅するような周波数を選択することによって、１本の光ファイバで双方向に光信号を伝送することができる。
【００５５】
これまでは、第１および第２の信号光、第１および第２のラマン励起光の選択により、１本の光ファイバで双方向に光信号を伝送できる原理について説明する一方で、ある条件下で四光波混合により光信号の劣化が起こることについても説明した。つぎに、ラマン励起光の周波数、光ファイバ伝送路の零分散周波数と、信号光との関係で、信号光の周波数の適切な選択により、四光波混合の影響を回避できる原理について説明する。
【００５６】
図２は、実施の形態１にかかる信号光およびラマン励起光の周波数配置を示す説明図である。同図において、第１の信号光Ｓ１の周波数をｆs1、第２の信号光Ｓ２の周波数をｆs2、第１のラマン励起光Ｐ１の周波数をｆp1、第２のラマン励起光Ｐ２の周波数をｆp2、そして光ファイバ伝送路１の零分散周波数をｆ0で示している。また、光ファイバ伝送路１の零分散周波数と第１の信号光Ｓ１の周波数との差をΔｆs1、光ファイバ伝送路１の零分散周波数と第２の信号光Ｓ２の周波数との差をΔｆs2、第１のラマン励起光Ｐ１の周波数と光ファイバ伝送路１の零分散周波数との差をΔｆp1、そして第２のラマン励起光Ｐ２の周波数と光ファイバ伝送路１の零分散周波数との差をΔｆp2で示している。
【００５７】
図９に示したように、十分なラマン増幅効果を得るためのラマン励起光と信号光とのセパレーションは波長差で約１００ｎｍ程度必要であり、図２に示すＣ帯、Ｌ帯の例でも周波数差約１３ＴＨｚ（波長差１００ｎｍ）のセパレーションをとっている。四光波混合による信号の劣化は、第２の信号光について見れば、上述した位相整合条件の式１が成立する場合である。式１をこの例に当てはめると、位相整合条件の式は、つぎのようになる。
｜ｆp1−ｆ0｜＝｜ｆs2−ｆ0｜ ・・・・・（式２）
この式は、図的な見方をすれば、第２のラマン励起光Ｐ２の周波数が光ファイバ伝送路１の零分散周波数を中心に折り返された周波数付近にある第１の信号光Ｓ１と干渉を起こすことを示している。換言すれば、上記のΔｆs2およびΔｆp1を使って、Δｆs2＞Δｆp1あるいはΔｆs2＜Δｆp1、すなわちΔｆs2≠Δｆp1となるような、ラマン励起光周波数、信号光周波数を選択することによって、四光波混合の影響を受けない信号伝送が可能なことを意味する。このことは、第２の信号光Ｓ２の周波数と第１のラマン励起光Ｐ１の周波数との関係でも同様であり、Δｆs1≠Δｆp2となるような、ラマン励起光周波数、信号光周波数を選択することで、四光波混合の影響を回避することができる。したがって、この四光波混合の影響を回避する条件をｆs1、ｆs2、ｆp1、ｆp2およびｆ0を使って表せば、｜ｆs1−ｆ0｜≠｜ｆp2−ｆ0｜かつ｜ｆs2−ｆ0｜≠｜ｆP1−ｆ0｜となる。
【００５８】
このように実施の形態１によれば、光ファイバ伝送路１の零分散周波数をｆ0、第１の信号光Ｓ１の周波数をｆs1、第２の信号光Ｓ２の周波数をｆs2、第１のラマン励起光Ｐ１の周波数をｆp1、第２のラマン励起光Ｐ２の周波数をｆp2とし、第１の伝送方向Ｄ１に伝送される第１の信号光Ｓ１と第２の伝送方向Ｄ２に伝送される第２の信号光Ｓ２で使用する周波数を互いに異なる周波数とし、さらに第１のラマン励起光Ｐ１が第１の信号光Ｓ１のみを、第２のラマン励起光Ｐ２が第２の信号光Ｓ２のみをラマン増幅するように選択した場合において、｜ｆs1−ｆ0｜≠｜ｆp2−ｆ0｜かつ｜ｆs2−ｆ0｜≠｜ｆp1−ｆ0｜となるような第１の信号光Ｓ１、第２の信号光Ｓ２、第１のラマン励起光Ｐ１、第２のラマン励起光Ｐ１および光ファイバ伝送路１の零分散周波数の組合せを選択することで、双方向で四光波混合の影響を受けることなく所望の受信特性を有する一心双方向光伝送システムを得ることができる。
【００５９】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２にかかる一心双方向光伝送システムの構成図である。上述した実施の形態１では、第１の信号光Ｓ１および第２の信号光Ｓ２は、単一周波数を持つとして説明したが、この実施の形態２では、第１の信号光Ｓ１および第２の信号光Ｓ２が周波数多重された信号光である。なお、励起方式は、実施の形態１と同様に後方励起である。
【００６０】
図３において、入出力端子４には第１の周波数多重された信号光Ｓ１が入力され、入出力端子７には第２の周波数多重された信号光Ｓ２が入力される。その他は図１に示した構成と同様である。
【００６１】
ここで、ラマン励起光源９の発生する第１のラマン励起光Ｐ１は、第１の周波数多重信号光Ｓ１の周波数帯にラマン増幅可能なラマン利得帯域を有するが、第２の周波数多重信号光Ｓ２の周波数帯にはラマン利得帯域を有さない所定周波数の励起光である。また、ラマン励起光源６の発生する第２のラマン励起光Ｐ２は、第２の周波数多重信号光Ｓ２の周波数帯にラマン増幅可能なラマン利得帯域を有するが、第１の周波数多重信号光Ｓ１の周波数帯にはラマン利得帯域を有さない所定周波数の励起光である。
【００６２】
図４は、実施の形態２にかかる周波数多重信号光およびラマン励起光の周波数配置を示す説明図である。同図では、第１の周波数多重信号光Ｓ１の周波数をｆs1_i（ｉ＝１、２…ｍ）、第２の周波数多重信号光Ｓ２の周波数をｆs2_j（ｊ＝１、２…ｎ）とし、光ファイバ伝送路１の零分散周波数をｆ0、第１のラマン励起光Ｐ１の周波数をｆp1、第２のラマン励起光Ｐ２の周波数をｆp2としたとき、その周波数の位置関係を示している。また、ｆ0とｆs1_1との差をΔｆs1_1、ｆ0とｆs2_1との差をΔｆs2_1、ｆp1とｆ0との差をΔｆp1、ｆp2とｆ0との差をΔｆp2で示している。同図から、Δｆs1＞Δｆp2、Δｆs2＞Δｆp1の関係があり、Δｆs1≠Δｆp2、Δｆs2≠Δｆp1の条件が成立しているので、四光波混合の影響を受けないことが分かる。また、この条件は、ｆs1、ｆs2以外の周波数についても同様である。したがって、この四光波混合の影響を回避する条件をｆs1_i（ｉ＝１、２…ｍ）、ｆs2_j（ｊ＝１、２…ｎ）、ｆp1、ｆp2およびｆ0を使って表せば、｜ｆs1_i−ｆ0｜≠｜ｆp2−ｆ0｜（ｉ＝１、２…ｍ）かつ｜ｆs2_j−ｆ0｜≠｜ｆp1−ｆ0｜（ｊ＝１、２…ｎ）となる。
【００６３】
このように、実施の形態２によれば、光ファイバ伝送路１の零分散周波数をｆ0、第１の周波数多重信号光Ｓ１の周波数をｆs1_i（ｉ＝１、２…ｍ）、第２の周波数多重信号光Ｓ２の周波数をｆs2_j（ｊ＝１、２…ｎ）、第１のラマン励起光Ｐ１の周波数をｆp1、第２のラマン励起光Ｐ２の周波数をｆp2とし、第１の伝送方向Ｄ１に伝送される第１の周波数多重信号光Ｓ１と第２の伝送方向Ｄ２に伝送される第２の周波数多重信号光Ｓ２で使用する周波数を互いに異なる周波数帯とし、さらに第１のラマン励起光Ｐ１が第１の信号光Ｓ１のみを、第２のラマン励起光Ｐ２が第２の信号光Ｓ２のみをラマン増幅するように選択した場合において、｜ｆs1_i−ｆ0｜≠｜ｆp2−ｆ0｜かつ｜ｆs2_j−ｆ0｜≠｜ｆp1−ｆ0｜となるような第１の周波数多重信号光Ｓ１、第２の周波数多重信号光Ｓ２、第１のラマン励起光Ｐ１、第２のラマン励起光Ｐ１および光ファイバ伝送路１の零分散周波数の組合せを選択することで、双方向で四光波混合の影響を受けることなく所望の受信特性を有する一心双方向光伝送システムを得ることができる。
【００６４】
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３にかかる一心双方向光伝送システムの構成を示す図である。実施の形態３は、図３に示した実施の形態２の単一周波数のラマン励起光を複数周波数のラマン励起光を用いた場合である。
【００６５】
すなわち、図５では、図３に示した構成において、単一のラマン励起光を発生するラマン励起光源６、９に代えて、複数周波数のラマン励起光を発生するラマン励起光源部６、９が設けられ、それに伴いラマン励起光源部６、９と光アイソレータ５、８との間に、周波数合波器１０、１１が設けられている。その他は、図３に示した構成と同様であり、ここでは、実施の形態３に関わる部分を中心に説明する。
【００６６】
ラマン励起光源部９が備える複数のラマン励起光源９−１、・・・９−ｒは、互いに異なる周波数のラマン励起光を発生する。この複数のラマン励起光源９−１、・・・９−ｒから発生されたラマン励起光は、実施の形態２における第１のラマン励起光Ｐ１に対応し、第１の周波数多重信号光Ｓ１の周波数帯にラマン増幅可能なラマン利得帯域を有するが、第２の周波数多重信号光Ｓ２の周波数帯にはラマン利得帯域を有さない所定周波数の励起光である。また、ラマン励起光源部６が備える複数のラマン励起光源６−１、・・・６−ｓは、互いに異なる周波数のラマン励起光を発生し、この複数のラマン励起光源６−１、・・・６−ｓから発生されたラマン励起光は、実施の形態２における第２のラマン励起光Ｐ２に対応し、第２の周波数多重信号光Ｓ２の周波数帯にラマン増幅可能なラマン利得帯域を有するが、第１の周波数多重信号光Ｓ１の周波数帯にはラマン利得帯域を有さない所定周波数の励起光である。
【００６７】
図６は、実施の形態３にかかる周波数多重信号光および複数のラマン励起光の周波数配置を示す説明図である。同図では、第１の周波数多重信号光Ｓ１の周波数をｆs1_i（ｉ＝１、２…ｍ）、第２の周波数多重信号光Ｓ２の周波数をｆs2_j（ｊ＝１、２…ｎ）とし、光ファイバ伝送路１の零分散周波数をｆ0、複数の第１のラマン励起光Ｐ１の周波数をｆp1_k（ｋ＝１、２…ｒ）、複数の第２のラマン励起光Ｐ２の周波数をｆp2_h（ｈ＝１、２…ｓ）としたとき、その周波数の位置関係を示している。四光波混合の影響を避けるための考え方は実施の形態２と同様であり、図６に示すように、｜ｆs1_i−ｆ0｜≠｜ｆp2_h−ｆ0｜かつ｜ｆs2_j−ｆ0｜≠｜ｆp1_k−ｆ0｜であれば、位相整合条件を満たさず、信号光とラマン励起光間の四光波混合の影響を受けないことが分かる。
【００６８】
このように実施の形態３によれば、光ファイバ伝送路１の零分散周波数をｆ0、第１の周波数多重信号光Ｓ１の周波数をｆs1_i（ｉ＝１、２…ｍ）、第２の周波数多重信号光Ｓ２の周波数をｆs2_j（ｊ＝１、２…ｎ）とし、複数の第１のラマン励起光Ｐ１の周波数をｆp1_k（ｋ＝１、２…ｒ）、複数の第２のラマン励起光Ｐ２の周波数をｆp2_h（ｈ＝１、２…ｓ）としたとき、第１の伝送方向Ｄ１に伝送される第１の周波数多重信号光Ｓ１と第２の伝送方向Ｄ２に伝送される第２の信号光Ｓ２で使用する周波数を互いに異なる周波数帯とし、さらに複数の第１のラマン励起光Ｐ１が第１の周波数多重信号光Ｓ１のみを、複数の第２のラマン励起光Ｐ２が第２の周波数多重信号光Ｓ２のみをラマン増幅するように選択した場合において、｜ｆs1_i−ｆ0｜≠｜ｆp2_h−ｆ0｜かつ｜ｆs2_j−ｆ0｜≠｜ｆp1_k−ｆ0｜となるような第１の周波数多重信号光Ｓ１、第２の周波数多重信号光Ｓ２、複数の第１のラマン励起光Ｐ１、複数の第２のラマン励起光Ｐ１および光ファイバ伝送路１の零分散周波数の組合せを選択することで、双方向で所望の受信特性を有し、大容量の一心双方向光伝送システムを実現することができる。また、ラマン励起光として、複数の第１のラマン励起光Ｐ１および複数の第２のラマン励起光Ｐ２を使用するので、周波数多重数を増加させることができるとともに、単一周波数のラマン励起光を用いるときよりも広帯域なラマン利得帯域を得ることができる。
【００６９】
また、実施の形態３において、特に、第１の周波数多重信号光Ｓ１として１５５０ｎｍ帯を、第２の周波数多重信号光Ｓ２として１５８０ｎｍ帯を使用し、零分散波長が１５００ｎｍ帯にある非零分散シフトファイバ（ＮＺ−ＤＳＦ）を使用する場合には、上述した効果に加え、さらに信号伝送損失の少ない、一心双方向光伝送システムを得ることができる。
【００７０】
さらに、上記の第１の周波数多重信号光Ｓ１として１５５０ｎｍ帯、第２の周波数多重信号光Ｓ２として１５８０ｎｍ帯および零分散波長が１５００ｎｍ帯にある非零分散シフトファイバを、実施の形態１または実施の形態２に適用できることは言うまでもない。
【００７１】
実施の形態４．
図７は、この発明の実施の形態４にかかる一心双方向光伝送システムの構成を示す図である。実施の形態４では、図１の実施の形態１において、第１の信号光Ｓ１と第２のラマン励起光Ｐ２の偏波面が直交関係にあり、第２の信号光Ｓ２と第１のラマン励起光Ｐ１の偏波面が直交関係となるよう偏波保持型光合分波器１２、１３を挿入している以外は、図１に示した構成と同様であり、ここでは、実施の形態４に関わる部分についてのみ説明する。
【００７２】
図７において、第１の信号光Ｓ１と第２のラマン励起光Ｐ２の偏波面が直交関係にあり、また第２の信号光Ｓ２と第１のラマン励起光Ｐ１の偏波面が直交関係にあることより、位相整合条件を満たさず、信号光とラマン励起光間の四光波混合の影響を受けることなくそれぞれの信号光が伝送される。
【００７３】
図７では、第１の信号光Ｓ１、第２の信号光Ｓ２、第１のラマン励起光Ｐ１、第２のラマン励起光Ｐ２をそれぞれ１波としているが、第１の信号光Ｓ１、第２の信号光Ｓ２がそれぞれ周波数の異なる複数の信号光からなる周波数多重光、第１のラマン励起光Ｐ１、第２のラマン励起光Ｐ２が周波数の異なる複数のラマン励起光であっても同様であることは言うまでもない。
【００７４】
このように実施の形態４によれば、第１の伝送方向Ｄ１に伝送される第１の信号光Ｓ１と第２の伝送方向Ｄ２に伝送される第２の信号光Ｓ２で使用する周波数を互いに異なる周波数とし、さらに第１の信号光Ｓ１と第２のラマン励起光Ｐ２の偏波面が直交関係にあり、また第２の信号光Ｓ２と第１のラマン励起光Ｐ１の偏波面が直交関係にあるように信号光を選択したので、位相整合条件を満たさず、信号光とラマン励起光間の四光波混合の影響を受けることなくそれぞれの信号光を伝送することができる。
【００７５】
実施の形態５．
図８は、この発明の実施の形態５にかかる一心双方向光伝送システムの構成を示す図である。実施の形態５では、図１の実施の形態１において、光ファイバ伝送路１を第１の光ファイバ伝送路１＿１と第２の光ファイバ伝送路１＿２とするものであり、第１の光ファイバ伝送路１＿１は、信号光の入出力端側に配置され、第１の光ファイバ伝送路１＿１の零分散周波数をｆ1_0、第１の信号光Ｓ１の周波数をｆs1、第２の信号光Ｓ２の周波数をｆs2、第１のラマン励起光Ｐ１の周波数をｆp1、第２のラマン励起光Ｐ２の周波数をｆp2としたとき、｜ｆs1−ｆ1_0｜≠｜ｆp2−ｆ1_0｜かつ｜ｆs2−ｆ1_0｜≠｜ｆp1−ｆ1_0｜であり、その他は図１に示した構成と同様である。
【００７６】
第１の光ファイバ伝送路１＿１の零分散周波数をｆ1_0、第１の信号光Ｓ１の周波数をｆs1、第２の信号光Ｓ２の周波数をｆs2、第１のラマン励起光Ｐ１の周波数をｆp1、第２のラマン励起光Ｐ２の周波数をｆp2としたとき、｜ｆs1−ｆ1_0｜≠｜ｆp2−ｆ1_0｜かつ｜ｆs2−ｆ1_0｜≠｜ｆp1−ｆ1_0｜であるので、ラマン励起光パワーの強い第１の光ファイバ伝送路１＿１の区間において位相整合条件を満たさないので、信号光と励起光間の四光波混合の影響を受けることなく、それぞれの信号光を伝送することができる。
【００７７】
なお、第１の光ファイバ伝送路１＿１の区間の長さは、信号光の強度、ラマン励起光の強度、伝送区間の距離等の相対的関係で決定される。例えば、受信端の信号強度を確保するため、ラマン励起光パワーを強くする場合には、四光波混合が発生しやすくなるので、第１の光ファイバ伝送路１＿１の区間を長くする必要がある。このとき、第２の光ファイバ伝送路１＿２の区間では、四光波混合の影響をあまり気にする必要がないので、例えば、伝送する信号光に対し、波長分散の小さいまたは伝送路損失の小さい光ファイバを選択するような自由度が増えることになる。
【００７８】
また、図８では、第１の信号光Ｓ１、第２の信号光Ｓ２、第１のラマン励起光Ｐ１、第２のラマン励起光Ｐ２をそれぞれ１波としているが、第１の信号光Ｓ１、第２の信号光Ｓ２がそれぞれ周波数の異なる複数の信号光からなる周波数多重光、第１のラマン励起光Ｐ１、第２のラマン励起光Ｐ２が周波数の異なる複数のラマン励起光であっても同様であることは言うまでもない。
【００７９】
また、第１の光ファイバ伝送路１＿１が、１．３μｍ零分散シングルモードファイバ（ＳＭＦ）、分散シフトファイバ（ＤＳＦ）であっても同様であることは言うまでもない。
【００８０】
さらに、この発明にかかる一心双方向光伝送システムが、無中継伝送、有中継伝送のシステムであっても同様であることは言うまでもない。
【００８１】
このように実施の形態５によれば、第１の光ファイバ伝送路１＿１の零分散周波数をｆ1_0、第１の信号光Ｓ１の周波数をｆs1、第２の信号光Ｓ２の周波数をｆs2、第１のラマン励起光Ｐ１の周波数をｆp1、第２のラマン励起光Ｐ２の周波数をｆp2としたとき、｜ｆs1−ｆ1_0｜≠｜ｆp2−ｆ1_0｜かつ｜ｆs2−ｆ1_0｜≠｜ｆp1−ｆ1_0｜であるので、ラマン励起光パワーの強い第１の光ファイバ伝送路１＿１の区間において位相整合条件を満たさないので、信号光と励起光間の四光波混合の影響を受けることなく、それぞれの信号光を伝送することができる。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、第１の信号光の周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、第２の信号光の周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、第１、第２の信号光および第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない所望の受信特性を有する一心双方向光伝送システムを得ることができるという効果を奏する。
【００８３】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、第２の周波数多重信号光の周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、第１、第２の周波数多重信号光および第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない所望の受信特性を有する一心双方向光伝送システムを得ることができるという効果を奏する。
【００８５】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が第２の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることなく、かつ、第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路該零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が第１の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることのないように、第１、第２の周波数多重信号光および第１、第２の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域が設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない所望の受信特性を有する一心双方向光伝送システムを得ることができるとともに、周波数多重数を増加させることができ、単一周波数のラマン励起光を用いるときよりも広帯域なラマン利得帯域を得ることができるという効果を奏する。
【００８６】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、第１の周波数多重信号光の波長帯域を１５５０ｎｍ帯、第２の周波数多重信号光の波長帯域を１５８０ｎｍ帯、光ファイバ伝送路の零分散波長が１５００ｎｍ帯である非零分散シフトファイバを用いることにより、双方向で四光波混合の影響を受けることのない所望の受信特性を有する大容量の一心双方向光伝送システムを実現することができるとともに、周波数多重数を増加させることができ、また単一周波数のラマン励起光を用いるときよりも広帯域なラマン利得帯域が得られるとともに、さらに信号伝送損失の少ない信号光伝送ができるという効果を奏する。
【００８７】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、第１の信号光の周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、第１の信号光の偏波面と第２のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定され、第２の信号光の周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、第２の信号光の偏波面と第１のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない所望の受信特性を有する一心双方向光伝送システムを実現することができるという効果を奏する。
【００８８】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、第１の周波数多重信号光の偏波面と第２のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定され、第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、第２の周波数多重信号光の偏波面と第１のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない所望の受信特性を有する一心双方向光伝送システムを実現することができるという効果を奏する。
【００８９】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが第２の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域に含まれる場合には、第１の周波数多重信号光の偏波面と第２の周波数多重ラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定され、第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが第１の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域に含まれる場合には、第２の周波数多重信号光の偏波面と第１の周波数多重ラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない所望の受信特性を有する大容量の一心双方向光伝送システムを実現することができるとともに、周波数多重数を増加させることができ、単一周波数のラマン励起光を用いるときよりも広帯域なラマン利得帯域を得ることができるという効果を奏する。
【００９０】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、第１の信号光の周波数帯域を第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、第２の信号光の周波数帯域を第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、第１、第２の信号光および第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない所望の受信特性を有する一心双方向光伝送システムを得ることができるとともに、ラマン励起光パワーが弱く、四光波混合の影響をあまり気にする必要がない第２の光ファイバ伝送路の区間において、波長分散の小さいまたは伝送路損失の少ない光ファイバ伝送路を選択できる自由度が増えるという効果を奏する。
【００９１】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、第２の周波数多重信号光の周波数帯域を第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、第１、第２の周波数多重信号光および第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない所望の受信特性を有する一心双方向光伝送システムを得ることができるとともに、ラマン励起光パワーが弱く、四光波混合の影響をあまり気にする必要がない第２の光ファイバ伝送路の区間において、波長分散の小さいまたは伝送路損失の少ない光ファイバ伝送路を選択できる自由度が増えるという効果を奏する。
【００９２】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が第２の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることなく、かつ、第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が第１の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることのないように、第１、第２の周波数多重信号光および第１、第２の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域が設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない所望の受信特性を有する大容量の一心双方向光伝送システムを実現することができるとともに、周波数多重数を増加させることができ、単一周波数のラマン励起光を用いるときよりも広帯域なラマン利得帯域を得ることができ、さらにラマン励起光パワーが弱く、四光波混合の影響をあまり気にする必要がない第２の光ファイバ伝送路の区間において、波長分散の小さいまたは伝送路損失の少ない光ファイバ伝送路を選択できる自由度が増えるという効果を奏する。
【００９３】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、第１の光ファイバ伝送路部分は、１．３μｍの零分散シングルモードファイバを用いることにより、双方向で四光波混合の影響を受けることのない所望の受信特性を有する一心双方向光伝送システムを実現することができるとともに、ラマン励起光パワーが弱く、四光波混合の影響をあまり気にする必要がない第２の光ファイバ伝送路の区間において、伝送路損失の少ない光ファイバ伝送路を選択できる自由度が増えるという効果を奏する。
【００９４】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、第１の光ファイバ伝送路部分は、分散シフトファイバを用いることにより、ラマン励起光パワーの強い第１の光ファイバ伝送路部分の区間において、双方向で四光波混合の影響を受けることのない所望の受信特性を有する一心双方向光伝送システムを実現することができるとともに、ラマン励起光パワーが弱く、四光波混合の影響をあまり気にする必要がない第２の光ファイバ伝送路の区間において、波長分散の小さい光ファイバ伝送路を選択できる自由度が増えるという効果を奏する。
【００９５】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、一心双方向光伝送システムを無中継伝送とすることにより、双方向で四光波混合の影響を受けることがなく、かつ、費用対効果の優れた一心双方向光伝送システムを実現することができるという効果を奏する。
【００９６】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、一心双方向光伝送システムを有中継伝送とすることにより、双方向で四光波混合の影響を受けることがなく、かつ、伝送品質の高い一心双方向光伝送システムを実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１にかかる一心双方向光伝送システムの構成図である。
【図２】 実施の形態１にかかる信号光およびラマン励起光の周波数配置を示す説明図である。
【図３】 この発明の実施の形態２にかかる一心双方向光伝送システムの構成図である。
【図４】 実施の形態２にかかる周波数多重信号光およびラマン励起光の周波数配置を示す説明図である。
【図５】 この発明の実施の形態３にかかる一心双方向光伝送システムの構成図である。
【図６】 実施の形態３にかかる周波数多重信号光およびラマン励起光の周波数配置を示す説明図である。
【図７】 この発明の実施の形態４にかかる一心双方向光伝送システムの構成図である。
【図８】 この発明の実施の形態５にかかる一心双方向光伝送システムの構成図である。
【図９】 典型的なラマン増幅器の利得帯域を示した説明図である。
【図１０】 （ａ）は、この一心双方向光伝送システムのラマン励起光および周波数多重信号光のスペクトルであり、（ｂ）は、周波数多重信号光の受信スペクトルの例を示したものである。
【符号の説明】
１ 光ファイバ伝送路、２，３ 周波数選択型の光合分波器、４，７ 入出力端子、５，８ 光アイソレータ、６，６−１，６−ｔ、９，９−１，９−ｔ ラマン励起光源、１０，１１ 周波数合波器、１２，１３ 偏波保持型光合分波器、１４，２１ 光合分波器、１５，２７ 光送信装置、１６，２６ 周波数多重装置、１７，２５ 光増幅器、１８，２４ 分散補償機能付の光増幅器、１９，２３ 周波数分離装置、２０，２２ 光受信装置。
【発明の属する技術分野】
この発明は、ラマン増幅効果を適用した一心双方向光伝送システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
昨今のインターネット、携帯電話等の加入者の急激な増加や、音声通信、画像通信等のニーズの増大等により、光伝送システムには、さらなる通信容量の増加、通信コストの低減、伝送速度の増加、中継間隔の延伸等が求められている。
【０００３】
これを実現するものとして、一心双方向光伝送システムというものが存在するが、このシステムは、一本の光ファイバ伝送路の両端にそれぞれ接続された光送受信器の出力光信号を光ファイバ伝送路中で双方向に伝送させることができ、光ファイバの本数が削減し、光ファイバの使用効率を向上させることから、通信容量の増加、通信コストの低減、伝送速度の増加を図ることができる。
【０００４】
また、ラマン増幅器を用いた光伝送システムというものも存在している。このシステムは、光ファイバ自身を増幅媒体とし、この光ファイバに励起光を入射させたときに生ずるラマン増幅効果を利用するものであり、この増幅効果を利用し、光ファイバ伝送線路を長距離化することで、中継間隔の延伸、通信コストの低減を図ることができる。
【０００５】
ラマン増幅とは、信号光が伝送される光ファイバ自身を増幅媒体とし、光ファイバに入射された励起光が光ファイバを形成する材質の結晶格子に振動を生じさせ、この結晶格子振動で生じた光学フォノンとの相互作用により、励起周波数よりもある固有な量だけシフトした短い周波数にストークス光と呼ばれる散乱光を誘導増幅させる現象である。このラマン増幅で生じる増幅利得は、光ファイバの材質に依存し、一般に図９に示すようなラマン利得帯域を有している。図９は、典型的なラマン増幅器の利得帯域を示した説明図である。同図において、横軸は波長（ｎｍ）であり、縦軸はラマン利得係数である。また、利得最大となる波長は、励起波長から１００ｎｍ〜１１０ｎｍ離れた長波長側にあり、この利得最大となる中心波長から短波長側に長く裾が延びたおおよそ６０ｎｍにわたる波長範囲に利得帯域を有している。
【０００６】
ラマン増幅における励起光の入射方向には、信号光の進行方向と同方向に励起光を入射する方式（前方向励起方式）と、信号光の進行方向と逆方向に励起光を入射する方式（後方向励起方式）とがあるが、一般に、励起光が信号光に及ぼすクロストーク量が少ない後方励起方式の方が有利であることが知られている。このため、上述した一心双方向光伝送システムに後方励起ラマン増幅器を組み合わせ、相互の特長を生かした光伝送システムとして期待されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一心双方向光伝送システムでは、双方向に多重信号光を送信し、複数の励起光を用いることから、四光波混合の影響を受け易いという問題点がある。この四光波混合とは、光ファイバ伝送路中を伝播する、異なる波長の光信号同士が影響しあって新たな波長の光を作り出す現象である。
【０００８】
図１０（ａ）は、光ファイバ伝送路に波長多重信号光とラマン励起光を入力したときの２００ｋｍ伝送後の受信スペクトルを示す一例であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の波長多重信号光付近の拡大図である。具体的諸元は、後方励起のラマン励起光波長が１４３０ｎｍおよび１４６０ｎｍ、波長多重信号光の波長が１５７６．２ｎｍから１６０２．３ｎｍ（１００ＧＨｚ間隔）の３２波、光ファイバ伝送路には零分散波長が１５０５．２ｎｍの非零分散シフトファイバである。
【０００９】
このとき、図１０（ｂ）に示すように、１５８９ｎｍ付近の近傍波長で信号レベルが持ち上げられており、周波数多重信号の劣化が生じている。この劣化は、同一方向に伝播するラマン励起光と、周波数多重信号光とで四光波混合が発生し、光ファイバ伝送路零分散波長との間で位相整合が起こるためである。同図に示す例では、ラマン励起光の周波数ｆpが、ｆp＝２０９．６５ＴＨｚ（１４３０ｎｍ）、周波数多重信号光のある一つの信号周波数ｆsが、ｆs＝１８８．７０ＴＨｚ（１５８８．７ｎｍ）、光ファイバ伝送路の零分散周波数ｆ0が、ｆ0＝１９９．１７ＴＨｚ（１５０５．２ｎｍ）であり、このとき、
｜ｆp−ｆ0｜＝｜ｆs−ｆ0｜ ・・・・・（式１）
の位相整合条件が成立しており、四光波混合による周波数多重信号光の劣化が生じている。
【００１０】
この現象は、四光波混合により生じた光と入力信号光とが、ある位相整合条件のときに、光信号の劣化が生じる現象であり、この光信号の劣化を克服することが大きな課題となっている。
【００１１】
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、双方向で四光波混合の影響を受けることなく所望の受信特性を得ることができる一心双方向光伝送システムを得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかる一心双方向光伝送システムは、一方の入出力端から他方の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の信号光と、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の信号光と、を伝送する光ファイバ伝送路と、前記第１の信号光の周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の信号光の周波数をラマン利得帯域に含まない第１のラマン励起光を発生する第１のラマン励起光源と、前記第１のラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第１の注入手段と、前記第２の信号光の周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の信号光の周波数をラマン利得帯域に含まない第２のラマン励起光を発生する第２のラマン励起光源と、前記第２のラマン励起光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注入手段と、を備え、前記第１の信号光の周波数帯域を前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、前記第２の信号光の周波数帯域を該零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、該第１、第２の信号光および該第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されていることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、第１の信号光の周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、第２の信号光の周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、第１、第２の信号光および第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない信号光伝送がおこなわれる。
【００１４】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムは、複数の異なる周波数にて多重化され、一方の入出力端から他方の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の周波数多重信号光と、複数の異なる周波数にて多重化され、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の周波数多重信号光と、を伝送する光ファイバ伝送路と、前記第１の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第１のラマン励起光を発生する第１のラマン励起光源と、前記第１のラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第１の注入手段と、前記第２の信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第２のラマン励起光を発生する第２のラマン励起光源と、前記第２のラマン励起光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注入手段と、を備え、前記第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が前記第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、前記第２の周波数多重信号光の周波数帯域を該零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、該第１、第２の周波数多重信号光および該第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されていることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、第２の周波数多重信号光の周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、第１、第２の周波数多重信号光および第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない信号光伝送がおこなわれる。
【００１８】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムは、複数の異なる周波数にて多重化され、一方の入出力端から他方の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の周波数多重信号光と、複数の異なる周波数にて多重化され、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の周波数多重信号光と、を伝送する光ファイバ伝送路と、複数の異なる周波数にて多重化され、前記第１の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第１の周波数多重ラマン励起光を発生する第１のラマン励起光源と、前記第１の周波数多重ラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第１の注入手段と、複数の異なる周波数にて多重化され、前記第２の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第２の周波数多重ラマン励起光を発生する第２のラマン励起光源と、前記第２のラマン励起光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注入手段と、を備え、前記第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が前記第２の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることなく、かつ、前記第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を該零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が前記第１の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることのないように、該第１、第２の周波数多重信号光および該第１、第２の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域が設定されていることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が第２の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることなく、かつ、第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路該零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が第１の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることのないように、第１、第２の周波数多重信号光および第１、第２の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域が設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない信号光伝送がおこなわれる。
【００２０】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムは、前記第１の信号光の波長または前記第１の周波数多重信号光の波長帯域が１５５０ｎｍ帯であり、前記第２の信号光の波長または前記第２の周波数多重信号光の波長帯域が１５８０ｎｍ帯であるとき、前記光ファイバ伝送路は、零分散波長が１５００ｎｍ帯にある非零分散シフトファイバであることを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、第１の信号光の波長または第１の周波数多重信号光の波長帯域を１５５０ｎｍ帯、第２の信号光の波長または第２の周波数多重信号光の波長帯域を１５８０ｎｍ帯、光ファイバ伝送路の零分散波長が１５００ｎｍ帯である非零分散シフトファイバを用いることにより、双方向で四光波混合の影響を受けず、かつ、信号伝送損失の少ない信号光伝送がおこなわれる。
【００２２】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムは、一方の入出力端から他方の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の信号光と、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の信号光と、を伝送する光ファイバ伝送路と、前記第１の信号光の周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の信号光の周波数をラマン利得帯域に含まない第１のラマン励起光を発生する第１のラマン励起光源と、前記第１のラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第１の注入手段と、前記第２の信号光の周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の信号光の周波数をラマン利得帯域に含まない第２のラマン励起光を発生する第２のラマン励起光源と、前記第２のラマン励起光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注入手段と、を備え、前記第１の信号光の周波数帯域を前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、該第１の信号光の偏波面と該第２のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定され、前記第２の信号光の周波数帯域を前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、該第２の信号光の偏波面と該第１のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定されていることを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、第１の信号光の周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、第１の信号光の偏波面と第２のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定される。また、第２の信号光の周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、第２の信号光の偏波面と第１のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定される。その結果、双方向で四光波混合の影響を受けることのない信号光伝送がおこなわれる。
【００２４】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムは、複数の異なる周波数にて多重化され、一方の入出力端から他方の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の周波数多重信号光と、複数の異なる周波数にて多重化され、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の周波数多重信号光と、を伝送する光ファイバ伝送路と、前記第１の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第１のラマン励起光を発生する第１のラマン励起光源と、前記第１のラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第１の注入手段と、前記第２の信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第２のラマン励起光を発生する第２のラマン励起光源と、前記第２のラマン励起光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注入手段と、を備え、前記第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが前記第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、該第１の周波数多重信号光の偏波面と該第２のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定され、前記第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが前記第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、該第２の周波数多重信号光の偏波面と該第１のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定されていることを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、第１の周波数多重信号光の偏波面と第２のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定される。また、第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、第２の周波数多重信号光の偏波面と第１のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定される。その結果、双方向で四光波混合の影響を受けることのない信号光伝送がおこなわれる。
【００２６】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムは、複数の異なる周波数にて多重化され、一方の入出力端から他方の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の周波数多重信号光と、複数の異なる周波数にて多重化され、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の周波数多重信号光と、を伝送する光ファイバ伝送路と、複数の異なる周波数にて多重化され、前記第１の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第１の周波数多重ラマン励起光を発生する第１のラマン励起光源と、前記第１の周波数多重ラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第１の注入手段と、複数の異なる周波数にて多重化され、前記第２の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第２の周波数多重ラマン励起光を発生する第２のラマン励起光源と、前記第２のラマン励起光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注入手段と、を備え、前記第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが前記第２の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域に含まれる場合には、該第１の周波数多重信号光の偏波面と該第２の周波数多重ラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定され、前記第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが前記第１の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域に含まれる場合には、該第２の周波数多重信号光の偏波面と該第１の周波数多重ラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定されていることを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが第２の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域に含まれる場合には、第１の周波数多重信号光の偏波面と第２の周波数多重ラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定される。また、第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが第１の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域に含まれる場合には、第２の周波数多重信号光の偏波面と第１の周波数多重ラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定される。その結果、双方向で四光波混合の影響を受けることのない信号光伝送がおこなわれる。
【００２８】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムは、一方の入出力端から他方の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の信号光と、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の信号光と、を伝送する光ファイバ伝送路と、前記第１の信号光の周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の信号光の周波数をラマン利得帯域に含まない第１のラマン励起光を発生する第１のラマン励起光源と、前記第１のラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第１の注入手段と、前記第２の信号光の周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の信号光の周波数をラマン利得帯域に含まない第２のラマン励起光を発生する第２のラマン励起光源と、前記第２のラマン励起光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注入手段と、を備え、前記光ファイバ伝送路は、一方の入出力端と他方の入出力端側にそれぞれ位置する第１の光ファイバ伝送路部分と、前記一方の入出力端側の第１の光ファイバ伝送路部分と他方の入出力端側の第１の光ファイバ伝送路部分との間に位置する第２の光ファイバ伝送路部分とからなり、前記第１の信号光の周波数帯域を前記第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、前記第２の信号光の周波数帯域を該零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、該第１、第２の信号光および該第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されていることを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、光ファイバ伝送路は、一方の入出力端と他方の入出力端側にそれぞれ位置する第１の光ファイバ伝送路部分と、一方の入出力端側の第１の光ファイバ伝送路部分と他方の入出力端側の第１の光ファイバ伝送路部分との間に位置する第２の光ファイバ伝送路部分とからなり、第１の信号光の周波数帯域を第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、第２の信号光の周波数帯域を第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、第１、第２の信号光および第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない信号光伝送がおこなわれる。
【００３０】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムは、複数の異なる周波数にて多重化され、一方の入出力端から他方の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の周波数多重信号光と、複数の異なる周波数にて多重化され、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の周波数多重信号光と、を伝送する光ファイバ伝送路と、前記第１の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第１のラマン励起光を発生する第１のラマン励起光源と、前記第１のラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第１の注入手段と、前記第２の信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第２のラマン励起光を発生する第２のラマン励起光源と、前記第２のラマン励起光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注入手段と、を備え、前記光ファイバ伝送路は、一方の入出力端と他方の入出力端側にそれぞれ位置する第１の光ファイバ伝送路部分と、前記一方の入出力端側の第１の光ファイバ伝送路部分と他方の入出力端側の第１の光ファイバ伝送路部分との間に位置する第２の光ファイバ伝送路部分とからなり、前記第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を前記第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が前記第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、前記第２の周波数多重信号光の周波数帯域を該零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、該第１、第２の周波数多重信号光および該第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されていることを特徴とする。
【００３１】
この発明によれば、第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、第２の周波数多重信号光の周波数帯域を第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、第１、第２の周波数多重信号光および第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない信号光伝送がおこなわれる。
【００３２】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムは、複数の異なる周波数にて多重化され、一方の入出力端から他方の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の周波数多重信号光と、複数の異なる周波数にて多重化され、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の周波数多重信号光と、を伝送する光ファイバ伝送路と、複数の異なる周波数にて多重化され、前記第１の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第１の周波数多重ラマン励起光を発生する第１のラマン励起光源と、前記第１の周波数多重ラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第１の注入手段と、複数の異なる周波数にて多重化され、前記第２の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第２の周波数多重ラマン励起光を発生する第２のラマン励起光源と、前記第２のラマン励起光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注入手段と、を備え、前記光ファイバ伝送路は、一方の入出力端と他方の入出力端側にそれぞれ位置する第１の光ファイバ伝送路部分と、前記一方の入出力端側の第１の光ファイバ伝送路部分と他方の入出力端側の第１の光ファイバ伝送路部分との間に位置する第２の光ファイバ伝送路部分とからなり、前記第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を前記第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が前記第２の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることなく、かつ、前記第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を該零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が前記第１の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることのないように、該第１、第２の周波数多重信号光および該第１、第２の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域が設定されていることを特徴とする。
【００３３】
この発明によれば、第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が第２の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることなく、かつ、第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が第１の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることのないように、第１、第２の周波数多重信号光および第１、第２の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域が設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない信号光伝送がおこなわれる。
【００３４】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムは、上記の発明において、前記第１の光ファイバ伝送路部分は、１．３μｍの零分散シングルモードファイバであることを特徴とする。
【００３５】
この発明によれば、第１の光ファイバ伝送路部分は、１．３μｍの零分散シングルモードファイバを用いることにより、ラマン励起光パワーの強い第１の光ファイバ伝送路部分の区間において、信号光と励起光間の四光波混合の影響を受けることがなく、かつ、周波数分散の少ない信号光伝送がおこなわれる。
【００３６】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムは、上記の発明において、前記第１の光ファイバ伝送路部分は、分散シフトファイバであることを特徴とする。
【００３７】
この発明によれば、第１の光ファイバ伝送路部分は、分散シフトファイバを用いることにより、ラマン励起光パワーの強い第１の光ファイバ伝送路部分の区間において、信号光と励起光間の四光波混合の影響を受けることがなく、かつ、信号損失の少ない信号光伝送がおこなわれる。
【００３８】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムは、上記の発明において、無中継伝送であることを特徴とする。
【００３９】
この発明によれば、一心双方向光伝送システムを無中継伝送とすることにより、信号光と励起光間の四光波混合の影響を受けることがなく、かつ、費用対効果の優れた信号光伝送がおこなわれる。
【００４０】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムは、上記の発明において、有中継伝送であることを特徴とする。
【００４１】
この発明によれば、一心双方向光伝送システムを有中継伝送とすることにより、信号光と励起光間の四光波混合の影響を受けることがなく、かつ、伝送品質の高い信号光伝送がおこなわれる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、この発明にかかる一心双方向光伝送システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００４３】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる一心双方向光伝送システムの構成図である。同図において、光ファイバ伝送路１の一方の入出力端には、周波数選択型の光合分波器２が接続され、他方の入出力端には、周波数選択型の光合分波器３が接続されている。光合分波器２には、光合分波器１４と光アイソレータ５が接続される。光アイソレータ５には、ラマン励起光源６が接続されている。ラマン励起光源６が発生する第２のラマン励起光Ｐ２は、光アイソレータ５を介して光合分波器２に注入される。
【００４４】
光送信装置１５は、複数の送信器Ｔｘ1_1〜Ｔｘ1_mを備えており、これらの送信器Ｔｘ1_1〜Ｔｘ1_mは、それぞれ、異なる周波数（ｆ1_1〜ｆ1_m）の信号光を発生する。発生する周波数帯は、例えば、Ｃ帯（Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ Ｂａｎｄ）と呼ばれる１９１．６ＴＨｚ〜１９５．９ＴＨｚの周波数帯（１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍの波長帯）である。ＭＵＸ（周波数多重装置）１６は、光送信装置１５が出力する複数の異なる周波数の信号光を合波し、第１の周波数多重信号光Ｓ１を出力する。生成された第１の周波数多重信号光Ｓ１は光増幅器１７にて増幅され、光合分波器１４を介して光合分波器２に入力される。
【００４５】
同様に、光送信装置２７は、複数の送信器Ｔｘ2_1〜Ｔｘ2_nを備えており、これらの送信器Ｔｘ2_1〜Ｔｘ2_nは、それぞれ、異なる周波数（ｆ2_1〜ｆ2_n）の信号光を発生する。発生する波長帯は、例えば、Ｌ帯（Ｌｏｎｇ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｂａｎｄ）と呼ばれる１８４．５ＴＨｚ〜１９１．６ＴＨｚの周波数帯（１５６５ｎｍ〜１６２５ｎｍの波長帯）である。ＭＵＸ２６は、光送信装置２７が出力する周波数の異なる複数の信号光を合波し、第２の周波数多重信号光Ｓ２を出力する。第２の周波数多重信号光Ｓ２は光増幅器２５にて増幅され、光合分波器２１を介して光合分波器３に入力される。
【００４６】
光合分波器３から出力される第１の周波数多重信号光Ｓ１は、光合分波器２１を介して分散補償機能付の光増幅器２４に入力され、増幅された後、ＤＥＭＵＸ（周波数分離装置）２３にて各周波数の信号光に分離され、光受信装置２２に入力される。光受信装置２２は、各周波数の信号光を受信処理する複数の受信器Ｒｘ1_1〜Ｒｘ1_mを備えている。なお、光増幅器２４は、分散補償機能付でなくともよい。
【００４７】
同様に、光合分波器２から出力される第２の周波数多重信号光Ｓ２は、光合分波器１４を介して分散補償機能付の光増幅器１８に入力され、増幅された後、ＤＥＭＵＸ１９にて各周波数の信号光に分離され、光受信装置２０に入力される。光受信装置２０は、各周波数の信号光を受信処理する複数の受信器Ｒｘ2_1〜Ｒｘ2_nを備えている。なお、光増幅器１８は、分散補償機能付でなくともよい。
【００４８】
ここで、ラマン励起光源９の発生する第１のラマン励起光Ｐ１は、第１の周波数多重信号光Ｓ１の全ての周波数をラマン利得帯域に含み、かつ、第２の周波数多重信号光Ｓ２の全ての周波数をラマン利得帯域に含まない、という条件を満たす所定周波数の励起光である。同様に、ラマン励起光源６の発生する第２のラマン励起光Ｐ２は、第２の周波数多重信号光Ｓ２の全ての周波数をラマン利得帯域に含み、かつ、第１の周波数多重信号光Ｓ１の全ての周波数をラマン利得帯域に含まない、という条件を満たす所定周波数の励起光である。
【００４９】
光送信装置１５から出力された複数の異なる周波数（ｆ1_1〜ｆ1_m）の信号光は、ＭＵＸ１６にて合波され、第１の周波数多重信号光Ｓ１となる。生成された第１の周波数多重信号光Ｓ１は、光増幅器１７にて所望の送信レベルとなるように増幅され、光合分波器１４を介して光合分波器２に入力される。また、ラマン励起光源６から出力された第２のラマン励起光Ｐ２は、光アイソレータ５を介して光合分波器２に入力される。これらの光合分波器２で合波された第１の周波数多重信号光Ｓ１と第２のラマン励起光Ｐ２の多重信号光は、光ファイバ伝送路１の一方の入出力端に注入され、光ファイバ伝送路１を他方の入出力端に向かう第１の伝送方向Ｄ１に沿って伝送する。
【００５０】
この第１の伝送方向Ｄ１に伝送された第１の周波数多重信号光Ｓ１は、光ファイバ伝送路１の他方の入出力端に近づくと、第２の伝送方向Ｄ２に伝送された第１のラマン励起光Ｐ１による十分なラマン増幅を受けて所望の光レベルまで増幅され、光合分波器３に入力される。このようにラマン増幅された第１の周波数多重信号光Ｓ１は、光合分波器３から光合分波器２１を介して光増幅器２４に入力され、所望の受信レベルにまで光増幅され、ＤＥＭＵＸ２３にて各周波数の信号光に分離された後、光受信装置２２が備える複数の受信器Ｒｘ1_1〜Ｒｘ1_mにて信号光毎に受信処理される。なお、光合分波器３から光アイソレータ８に出力される信号光Ｓ１は、光アイソレータ８にて阻止され、ラマン励起光源９には入力されない。また、第２のラマン励起光Ｐ２によるラマン増幅効果は、第１の周波数多重信号光Ｓ１には寄与しないので、第２のラマン励起光Ｐ２の光パワーは光ファイバ伝送路１における損失以外で減少することはない。
【００５１】
同様に、光送信装置２７から出力された複数の異なる周波数（ｆ2_1〜ｆ2_n）の信号光は、ＭＵＸ２６にて合波され、第２の周波数多重信号光Ｓ２となる。生成された第２の周波数多重信号光Ｓ２は、光増幅器２５にて所望の送信レベルになるように光増幅され、光合分波器２１を介して光合分波器３に入力される。また、ラマン励起光源９から出力された第１のラマン励起光Ｐ１は、光アイソレータ８を介して光合分波器３に入力される。これらの光合分波器３で合波された第２の周波数多重信号光Ｓ２と第１のラマン励起光Ｐ１の多重信号光は、光ファイバ伝送路１の他方の入出力端に注入され、光ファイバ伝送路１を一方の入出力端に向かう第２の伝送方向Ｄ２に沿って伝送する。
【００５２】
この第２の伝送方向Ｄ２に伝送された第２の周波数多重信号光Ｓ２は、光ファイバ伝送路１の一方の入出力端に近づくと、第１の伝送方向Ｄ１に伝送された第２のラマン励起光Ｐ２による十分なラマン増幅を受けて所望の光レベルまで増幅される。これは、上述したように、第２のラマン励起光Ｐ２のラマン増幅効果が第１の周波数多重信号光Ｓ１には寄与していないので、第２のラマン励起光Ｐ２は、伝送路損失を除きほとんど減衰せず、充分なパワーを有しているからである。
【００５３】
ラマン増幅された第２の周波数多重信号光Ｓ２は、光合分波器２から光合分波器１４を介して光増幅器１８に入力され、所望の受信レベルにまで光増幅され、ＤＥＭＵＸ１９にて各周波数の信号光に分離された後、光受信装置２０が備える複数の受信器Ｒｘ2_1〜Ｒｘ2_mにて信号光毎に受信処理される。なお、光合分波器２から光アイソレータ５に出力される信号光Ｓ２は、光アイソレータ５にて阻止され、ラマン励起光源６には入力されない。また、第１のラマン励起光Ｐ１は、第２のラマン励起光Ｐ２と同様に、第１のラマン励起光Ｐ１のラマン増幅効果が第２の周波数多重信号光Ｓ２に寄与していないので、ラマン増幅が可能な充分なパワーを有している
【００５４】
このように、第１の伝送方向Ｄ１に伝送される第１の周波数多重信号光Ｓ１と第２の伝送方向Ｄ２に伝送される第２の周波数多重信号光Ｓ２で使用する周波数を互いに異なる周波数帯とし、さらに第１のラマン励起光Ｐ１が第１の周波数多重信号光Ｓ１のみを、第２のラマン励起光Ｐ２が第２の周波数多重信号光Ｓ２のみをラマン増幅するような周波数を選択することによって、１本の光ファイバで双方向に光信号を伝送することができる。
【００５５】
これまでは、第１および第２の信号光、第１および第２のラマン励起光の選択により、１本の光ファイバで双方向に光信号を伝送できる原理について説明する一方で、ある条件下で四光波混合により光信号の劣化が起こることについても説明した。つぎに、ラマン励起光の周波数、光ファイバ伝送路の零分散周波数と、信号光との関係で、信号光の周波数の適切な選択により、四光波混合の影響を回避できる原理について説明する。
【００５６】
図２は、実施の形態１にかかる信号光およびラマン励起光の周波数配置を示す説明図である。同図において、第１の信号光Ｓ１の周波数をｆs1、第２の信号光Ｓ２の周波数をｆs2、第１のラマン励起光Ｐ１の周波数をｆp1、第２のラマン励起光Ｐ２の周波数をｆp2、そして光ファイバ伝送路１の零分散周波数をｆ0で示している。また、光ファイバ伝送路１の零分散周波数と第１の信号光Ｓ１の周波数との差をΔｆs1、光ファイバ伝送路１の零分散周波数と第２の信号光Ｓ２の周波数との差をΔｆs2、第１のラマン励起光Ｐ１の周波数と光ファイバ伝送路１の零分散周波数との差をΔｆp1、そして第２のラマン励起光Ｐ２の周波数と光ファイバ伝送路１の零分散周波数との差をΔｆp2で示している。
【００５７】
図９に示したように、十分なラマン増幅効果を得るためのラマン励起光と信号光とのセパレーションは波長差で約１００ｎｍ程度必要であり、図２に示すＣ帯、Ｌ帯の例でも周波数差約１３ＴＨｚ（波長差１００ｎｍ）のセパレーションをとっている。四光波混合による信号の劣化は、第２の信号光について見れば、上述した位相整合条件の式１が成立する場合である。式１をこの例に当てはめると、位相整合条件の式は、つぎのようになる。
｜ｆp1−ｆ0｜＝｜ｆs2−ｆ0｜ ・・・・・（式２）
この式は、図的な見方をすれば、第２のラマン励起光Ｐ２の周波数が光ファイバ伝送路１の零分散周波数を中心に折り返された周波数付近にある第１の信号光Ｓ１と干渉を起こすことを示している。換言すれば、上記のΔｆs2およびΔｆp1を使って、Δｆs2＞Δｆp1あるいはΔｆs2＜Δｆp1、すなわちΔｆs2≠Δｆp1となるような、ラマン励起光周波数、信号光周波数を選択することによって、四光波混合の影響を受けない信号伝送が可能なことを意味する。このことは、第２の信号光Ｓ２の周波数と第１のラマン励起光Ｐ１の周波数との関係でも同様であり、Δｆs1≠Δｆp2となるような、ラマン励起光周波数、信号光周波数を選択することで、四光波混合の影響を回避することができる。したがって、この四光波混合の影響を回避する条件をｆs1、ｆs2、ｆp1、ｆp2およびｆ0を使って表せば、｜ｆs1−ｆ0｜≠｜ｆp2−ｆ0｜かつ｜ｆs2−ｆ0｜≠｜ｆP1−ｆ0｜となる。
【００５８】
このように実施の形態１によれば、光ファイバ伝送路１の零分散周波数をｆ0、第１の信号光Ｓ１の周波数をｆs1、第２の信号光Ｓ２の周波数をｆs2、第１のラマン励起光Ｐ１の周波数をｆp1、第２のラマン励起光Ｐ２の周波数をｆp2とし、第１の伝送方向Ｄ１に伝送される第１の信号光Ｓ１と第２の伝送方向Ｄ２に伝送される第２の信号光Ｓ２で使用する周波数を互いに異なる周波数とし、さらに第１のラマン励起光Ｐ１が第１の信号光Ｓ１のみを、第２のラマン励起光Ｐ２が第２の信号光Ｓ２のみをラマン増幅するように選択した場合において、｜ｆs1−ｆ0｜≠｜ｆp2−ｆ0｜かつ｜ｆs2−ｆ0｜≠｜ｆp1−ｆ0｜となるような第１の信号光Ｓ１、第２の信号光Ｓ２、第１のラマン励起光Ｐ１、第２のラマン励起光Ｐ１および光ファイバ伝送路１の零分散周波数の組合せを選択することで、双方向で四光波混合の影響を受けることなく所望の受信特性を有する一心双方向光伝送システムを得ることができる。
【００５９】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２にかかる一心双方向光伝送システムの構成図である。上述した実施の形態１では、第１の信号光Ｓ１および第２の信号光Ｓ２は、単一周波数を持つとして説明したが、この実施の形態２では、第１の信号光Ｓ１および第２の信号光Ｓ２が周波数多重された信号光である。なお、励起方式は、実施の形態１と同様に後方励起である。
【００６０】
図３において、入出力端子４には第１の周波数多重された信号光Ｓ１が入力され、入出力端子７には第２の周波数多重された信号光Ｓ２が入力される。その他は図１に示した構成と同様である。
【００６１】
ここで、ラマン励起光源９の発生する第１のラマン励起光Ｐ１は、第１の周波数多重信号光Ｓ１の周波数帯にラマン増幅可能なラマン利得帯域を有するが、第２の周波数多重信号光Ｓ２の周波数帯にはラマン利得帯域を有さない所定周波数の励起光である。また、ラマン励起光源６の発生する第２のラマン励起光Ｐ２は、第２の周波数多重信号光Ｓ２の周波数帯にラマン増幅可能なラマン利得帯域を有するが、第１の周波数多重信号光Ｓ１の周波数帯にはラマン利得帯域を有さない所定周波数の励起光である。
【００６２】
図４は、実施の形態２にかかる周波数多重信号光およびラマン励起光の周波数配置を示す説明図である。同図では、第１の周波数多重信号光Ｓ１の周波数をｆs1_i（ｉ＝１、２…ｍ）、第２の周波数多重信号光Ｓ２の周波数をｆs2_j（ｊ＝１、２…ｎ）とし、光ファイバ伝送路１の零分散周波数をｆ0、第１のラマン励起光Ｐ１の周波数をｆp1、第２のラマン励起光Ｐ２の周波数をｆp2としたとき、その周波数の位置関係を示している。また、ｆ0とｆs1_1との差をΔｆs1_1、ｆ0とｆs2_1との差をΔｆs2_1、ｆp1とｆ0との差をΔｆp1、ｆp2とｆ0との差をΔｆp2で示している。同図から、Δｆs1＞Δｆp2、Δｆs2＞Δｆp1の関係があり、Δｆs1≠Δｆp2、Δｆs2≠Δｆp1の条件が成立しているので、四光波混合の影響を受けないことが分かる。また、この条件は、ｆs1、ｆs2以外の周波数についても同様である。したがって、この四光波混合の影響を回避する条件をｆs1_i（ｉ＝１、２…ｍ）、ｆs2_j（ｊ＝１、２…ｎ）、ｆp1、ｆp2およびｆ0を使って表せば、｜ｆs1_i−ｆ0｜≠｜ｆp2−ｆ0｜（ｉ＝１、２…ｍ）かつ｜ｆs2_j−ｆ0｜≠｜ｆp1−ｆ0｜（ｊ＝１、２…ｎ）となる。
【００６３】
このように、実施の形態２によれば、光ファイバ伝送路１の零分散周波数をｆ0、第１の周波数多重信号光Ｓ１の周波数をｆs1_i（ｉ＝１、２…ｍ）、第２の周波数多重信号光Ｓ２の周波数をｆs2_j（ｊ＝１、２…ｎ）、第１のラマン励起光Ｐ１の周波数をｆp1、第２のラマン励起光Ｐ２の周波数をｆp2とし、第１の伝送方向Ｄ１に伝送される第１の周波数多重信号光Ｓ１と第２の伝送方向Ｄ２に伝送される第２の周波数多重信号光Ｓ２で使用する周波数を互いに異なる周波数帯とし、さらに第１のラマン励起光Ｐ１が第１の信号光Ｓ１のみを、第２のラマン励起光Ｐ２が第２の信号光Ｓ２のみをラマン増幅するように選択した場合において、｜ｆs1_i−ｆ0｜≠｜ｆp2−ｆ0｜かつ｜ｆs2_j−ｆ0｜≠｜ｆp1−ｆ0｜となるような第１の周波数多重信号光Ｓ１、第２の周波数多重信号光Ｓ２、第１のラマン励起光Ｐ１、第２のラマン励起光Ｐ１および光ファイバ伝送路１の零分散周波数の組合せを選択することで、双方向で四光波混合の影響を受けることなく所望の受信特性を有する一心双方向光伝送システムを得ることができる。
【００６４】
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３にかかる一心双方向光伝送システムの構成を示す図である。実施の形態３は、図３に示した実施の形態２の単一周波数のラマン励起光を複数周波数のラマン励起光を用いた場合である。
【００６５】
すなわち、図５では、図３に示した構成において、単一のラマン励起光を発生するラマン励起光源６、９に代えて、複数周波数のラマン励起光を発生するラマン励起光源部６、９が設けられ、それに伴いラマン励起光源部６、９と光アイソレータ５、８との間に、周波数合波器１０、１１が設けられている。その他は、図３に示した構成と同様であり、ここでは、実施の形態３に関わる部分を中心に説明する。
【００６６】
ラマン励起光源部９が備える複数のラマン励起光源９−１、・・・９−ｒは、互いに異なる周波数のラマン励起光を発生する。この複数のラマン励起光源９−１、・・・９−ｒから発生されたラマン励起光は、実施の形態２における第１のラマン励起光Ｐ１に対応し、第１の周波数多重信号光Ｓ１の周波数帯にラマン増幅可能なラマン利得帯域を有するが、第２の周波数多重信号光Ｓ２の周波数帯にはラマン利得帯域を有さない所定周波数の励起光である。また、ラマン励起光源部６が備える複数のラマン励起光源６−１、・・・６−ｓは、互いに異なる周波数のラマン励起光を発生し、この複数のラマン励起光源６−１、・・・６−ｓから発生されたラマン励起光は、実施の形態２における第２のラマン励起光Ｐ２に対応し、第２の周波数多重信号光Ｓ２の周波数帯にラマン増幅可能なラマン利得帯域を有するが、第１の周波数多重信号光Ｓ１の周波数帯にはラマン利得帯域を有さない所定周波数の励起光である。
【００６７】
図６は、実施の形態３にかかる周波数多重信号光および複数のラマン励起光の周波数配置を示す説明図である。同図では、第１の周波数多重信号光Ｓ１の周波数をｆs1_i（ｉ＝１、２…ｍ）、第２の周波数多重信号光Ｓ２の周波数をｆs2_j（ｊ＝１、２…ｎ）とし、光ファイバ伝送路１の零分散周波数をｆ0、複数の第１のラマン励起光Ｐ１の周波数をｆp1_k（ｋ＝１、２…ｒ）、複数の第２のラマン励起光Ｐ２の周波数をｆp2_h（ｈ＝１、２…ｓ）としたとき、その周波数の位置関係を示している。四光波混合の影響を避けるための考え方は実施の形態２と同様であり、図６に示すように、｜ｆs1_i−ｆ0｜≠｜ｆp2_h−ｆ0｜かつ｜ｆs2_j−ｆ0｜≠｜ｆp1_k−ｆ0｜であれば、位相整合条件を満たさず、信号光とラマン励起光間の四光波混合の影響を受けないことが分かる。
【００６８】
このように実施の形態３によれば、光ファイバ伝送路１の零分散周波数をｆ0、第１の周波数多重信号光Ｓ１の周波数をｆs1_i（ｉ＝１、２…ｍ）、第２の周波数多重信号光Ｓ２の周波数をｆs2_j（ｊ＝１、２…ｎ）とし、複数の第１のラマン励起光Ｐ１の周波数をｆp1_k（ｋ＝１、２…ｒ）、複数の第２のラマン励起光Ｐ２の周波数をｆp2_h（ｈ＝１、２…ｓ）としたとき、第１の伝送方向Ｄ１に伝送される第１の周波数多重信号光Ｓ１と第２の伝送方向Ｄ２に伝送される第２の信号光Ｓ２で使用する周波数を互いに異なる周波数帯とし、さらに複数の第１のラマン励起光Ｐ１が第１の周波数多重信号光Ｓ１のみを、複数の第２のラマン励起光Ｐ２が第２の周波数多重信号光Ｓ２のみをラマン増幅するように選択した場合において、｜ｆs1_i−ｆ0｜≠｜ｆp2_h−ｆ0｜かつ｜ｆs2_j−ｆ0｜≠｜ｆp1_k−ｆ0｜となるような第１の周波数多重信号光Ｓ１、第２の周波数多重信号光Ｓ２、複数の第１のラマン励起光Ｐ１、複数の第２のラマン励起光Ｐ１および光ファイバ伝送路１の零分散周波数の組合せを選択することで、双方向で所望の受信特性を有し、大容量の一心双方向光伝送システムを実現することができる。また、ラマン励起光として、複数の第１のラマン励起光Ｐ１および複数の第２のラマン励起光Ｐ２を使用するので、周波数多重数を増加させることができるとともに、単一周波数のラマン励起光を用いるときよりも広帯域なラマン利得帯域を得ることができる。
【００６９】
また、実施の形態３において、特に、第１の周波数多重信号光Ｓ１として１５５０ｎｍ帯を、第２の周波数多重信号光Ｓ２として１５８０ｎｍ帯を使用し、零分散波長が１５００ｎｍ帯にある非零分散シフトファイバ（ＮＺ−ＤＳＦ）を使用する場合には、上述した効果に加え、さらに信号伝送損失の少ない、一心双方向光伝送システムを得ることができる。
【００７０】
さらに、上記の第１の周波数多重信号光Ｓ１として１５５０ｎｍ帯、第２の周波数多重信号光Ｓ２として１５８０ｎｍ帯および零分散波長が１５００ｎｍ帯にある非零分散シフトファイバを、実施の形態１または実施の形態２に適用できることは言うまでもない。
【００７１】
実施の形態４．
図７は、この発明の実施の形態４にかかる一心双方向光伝送システムの構成を示す図である。実施の形態４では、図１の実施の形態１において、第１の信号光Ｓ１と第２のラマン励起光Ｐ２の偏波面が直交関係にあり、第２の信号光Ｓ２と第１のラマン励起光Ｐ１の偏波面が直交関係となるよう偏波保持型光合分波器１２、１３を挿入している以外は、図１に示した構成と同様であり、ここでは、実施の形態４に関わる部分についてのみ説明する。
【００７２】
図７において、第１の信号光Ｓ１と第２のラマン励起光Ｐ２の偏波面が直交関係にあり、また第２の信号光Ｓ２と第１のラマン励起光Ｐ１の偏波面が直交関係にあることより、位相整合条件を満たさず、信号光とラマン励起光間の四光波混合の影響を受けることなくそれぞれの信号光が伝送される。
【００７３】
図７では、第１の信号光Ｓ１、第２の信号光Ｓ２、第１のラマン励起光Ｐ１、第２のラマン励起光Ｐ２をそれぞれ１波としているが、第１の信号光Ｓ１、第２の信号光Ｓ２がそれぞれ周波数の異なる複数の信号光からなる周波数多重光、第１のラマン励起光Ｐ１、第２のラマン励起光Ｐ２が周波数の異なる複数のラマン励起光であっても同様であることは言うまでもない。
【００７４】
このように実施の形態４によれば、第１の伝送方向Ｄ１に伝送される第１の信号光Ｓ１と第２の伝送方向Ｄ２に伝送される第２の信号光Ｓ２で使用する周波数を互いに異なる周波数とし、さらに第１の信号光Ｓ１と第２のラマン励起光Ｐ２の偏波面が直交関係にあり、また第２の信号光Ｓ２と第１のラマン励起光Ｐ１の偏波面が直交関係にあるように信号光を選択したので、位相整合条件を満たさず、信号光とラマン励起光間の四光波混合の影響を受けることなくそれぞれの信号光を伝送することができる。
【００７５】
実施の形態５．
図８は、この発明の実施の形態５にかかる一心双方向光伝送システムの構成を示す図である。実施の形態５では、図１の実施の形態１において、光ファイバ伝送路１を第１の光ファイバ伝送路１＿１と第２の光ファイバ伝送路１＿２とするものであり、第１の光ファイバ伝送路１＿１は、信号光の入出力端側に配置され、第１の光ファイバ伝送路１＿１の零分散周波数をｆ1_0、第１の信号光Ｓ１の周波数をｆs1、第２の信号光Ｓ２の周波数をｆs2、第１のラマン励起光Ｐ１の周波数をｆp1、第２のラマン励起光Ｐ２の周波数をｆp2としたとき、｜ｆs1−ｆ1_0｜≠｜ｆp2−ｆ1_0｜かつ｜ｆs2−ｆ1_0｜≠｜ｆp1−ｆ1_0｜であり、その他は図１に示した構成と同様である。
【００７６】
第１の光ファイバ伝送路１＿１の零分散周波数をｆ1_0、第１の信号光Ｓ１の周波数をｆs1、第２の信号光Ｓ２の周波数をｆs2、第１のラマン励起光Ｐ１の周波数をｆp1、第２のラマン励起光Ｐ２の周波数をｆp2としたとき、｜ｆs1−ｆ1_0｜≠｜ｆp2−ｆ1_0｜かつ｜ｆs2−ｆ1_0｜≠｜ｆp1−ｆ1_0｜であるので、ラマン励起光パワーの強い第１の光ファイバ伝送路１＿１の区間において位相整合条件を満たさないので、信号光と励起光間の四光波混合の影響を受けることなく、それぞれの信号光を伝送することができる。
【００７７】
なお、第１の光ファイバ伝送路１＿１の区間の長さは、信号光の強度、ラマン励起光の強度、伝送区間の距離等の相対的関係で決定される。例えば、受信端の信号強度を確保するため、ラマン励起光パワーを強くする場合には、四光波混合が発生しやすくなるので、第１の光ファイバ伝送路１＿１の区間を長くする必要がある。このとき、第２の光ファイバ伝送路１＿２の区間では、四光波混合の影響をあまり気にする必要がないので、例えば、伝送する信号光に対し、波長分散の小さいまたは伝送路損失の小さい光ファイバを選択するような自由度が増えることになる。
【００７８】
また、図８では、第１の信号光Ｓ１、第２の信号光Ｓ２、第１のラマン励起光Ｐ１、第２のラマン励起光Ｐ２をそれぞれ１波としているが、第１の信号光Ｓ１、第２の信号光Ｓ２がそれぞれ周波数の異なる複数の信号光からなる周波数多重光、第１のラマン励起光Ｐ１、第２のラマン励起光Ｐ２が周波数の異なる複数のラマン励起光であっても同様であることは言うまでもない。
【００７９】
また、第１の光ファイバ伝送路１＿１が、１．３μｍ零分散シングルモードファイバ（ＳＭＦ）、分散シフトファイバ（ＤＳＦ）であっても同様であることは言うまでもない。
【００８０】
さらに、この発明にかかる一心双方向光伝送システムが、無中継伝送、有中継伝送のシステムであっても同様であることは言うまでもない。
【００８１】
このように実施の形態５によれば、第１の光ファイバ伝送路１＿１の零分散周波数をｆ1_0、第１の信号光Ｓ１の周波数をｆs1、第２の信号光Ｓ２の周波数をｆs2、第１のラマン励起光Ｐ１の周波数をｆp1、第２のラマン励起光Ｐ２の周波数をｆp2としたとき、｜ｆs1−ｆ1_0｜≠｜ｆp2−ｆ1_0｜かつ｜ｆs2−ｆ1_0｜≠｜ｆp1−ｆ1_0｜であるので、ラマン励起光パワーの強い第１の光ファイバ伝送路１＿１の区間において位相整合条件を満たさないので、信号光と励起光間の四光波混合の影響を受けることなく、それぞれの信号光を伝送することができる。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、第１の信号光の周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、第２の信号光の周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、第１、第２の信号光および第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない所望の受信特性を有する一心双方向光伝送システムを得ることができるという効果を奏する。
【００８３】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、第２の周波数多重信号光の周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、第１、第２の周波数多重信号光および第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない所望の受信特性を有する一心双方向光伝送システムを得ることができるという効果を奏する。
【００８５】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が第２の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることなく、かつ、第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路該零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が第１の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることのないように、第１、第２の周波数多重信号光および第１、第２の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域が設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない所望の受信特性を有する一心双方向光伝送システムを得ることができるとともに、周波数多重数を増加させることができ、単一周波数のラマン励起光を用いるときよりも広帯域なラマン利得帯域を得ることができるという効果を奏する。
【００８６】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、第１の周波数多重信号光の波長帯域を１５５０ｎｍ帯、第２の周波数多重信号光の波長帯域を１５８０ｎｍ帯、光ファイバ伝送路の零分散波長が１５００ｎｍ帯である非零分散シフトファイバを用いることにより、双方向で四光波混合の影響を受けることのない所望の受信特性を有する大容量の一心双方向光伝送システムを実現することができるとともに、周波数多重数を増加させることができ、また単一周波数のラマン励起光を用いるときよりも広帯域なラマン利得帯域が得られるとともに、さらに信号伝送損失の少ない信号光伝送ができるという効果を奏する。
【００８７】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、第１の信号光の周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、第１の信号光の偏波面と第２のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定され、第２の信号光の周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、第２の信号光の偏波面と第１のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない所望の受信特性を有する一心双方向光伝送システムを実現することができるという効果を奏する。
【００８８】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、第１の周波数多重信号光の偏波面と第２のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定され、第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、第２の周波数多重信号光の偏波面と第１のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない所望の受信特性を有する一心双方向光伝送システムを実現することができるという効果を奏する。
【００８９】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが第２の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域に含まれる場合には、第１の周波数多重信号光の偏波面と第２の周波数多重ラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定され、第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが第１の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域に含まれる場合には、第２の周波数多重信号光の偏波面と第１の周波数多重ラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない所望の受信特性を有する大容量の一心双方向光伝送システムを実現することができるとともに、周波数多重数を増加させることができ、単一周波数のラマン励起光を用いるときよりも広帯域なラマン利得帯域を得ることができるという効果を奏する。
【００９０】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、第１の信号光の周波数帯域を第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、第２の信号光の周波数帯域を第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、第１、第２の信号光および第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない所望の受信特性を有する一心双方向光伝送システムを得ることができるとともに、ラマン励起光パワーが弱く、四光波混合の影響をあまり気にする必要がない第２の光ファイバ伝送路の区間において、波長分散の小さいまたは伝送路損失の少ない光ファイバ伝送路を選択できる自由度が増えるという効果を奏する。
【００９１】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、第２の周波数多重信号光の周波数帯域を第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、第１、第２の周波数多重信号光および第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない所望の受信特性を有する一心双方向光伝送システムを得ることができるとともに、ラマン励起光パワーが弱く、四光波混合の影響をあまり気にする必要がない第２の光ファイバ伝送路の区間において、波長分散の小さいまたは伝送路損失の少ない光ファイバ伝送路を選択できる自由度が増えるという効果を奏する。
【００９２】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が第２の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることなく、かつ、第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が第１の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることのないように、第１、第２の周波数多重信号光および第１、第２の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域が設定されており、双方向で四光波混合の影響を受けることのない所望の受信特性を有する大容量の一心双方向光伝送システムを実現することができるとともに、周波数多重数を増加させることができ、単一周波数のラマン励起光を用いるときよりも広帯域なラマン利得帯域を得ることができ、さらにラマン励起光パワーが弱く、四光波混合の影響をあまり気にする必要がない第２の光ファイバ伝送路の区間において、波長分散の小さいまたは伝送路損失の少ない光ファイバ伝送路を選択できる自由度が増えるという効果を奏する。
【００９３】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、第１の光ファイバ伝送路部分は、１．３μｍの零分散シングルモードファイバを用いることにより、双方向で四光波混合の影響を受けることのない所望の受信特性を有する一心双方向光伝送システムを実現することができるとともに、ラマン励起光パワーが弱く、四光波混合の影響をあまり気にする必要がない第２の光ファイバ伝送路の区間において、伝送路損失の少ない光ファイバ伝送路を選択できる自由度が増えるという効果を奏する。
【００９４】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、第１の光ファイバ伝送路部分は、分散シフトファイバを用いることにより、ラマン励起光パワーの強い第１の光ファイバ伝送路部分の区間において、双方向で四光波混合の影響を受けることのない所望の受信特性を有する一心双方向光伝送システムを実現することができるとともに、ラマン励起光パワーが弱く、四光波混合の影響をあまり気にする必要がない第２の光ファイバ伝送路の区間において、波長分散の小さい光ファイバ伝送路を選択できる自由度が増えるという効果を奏する。
【００９５】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、一心双方向光伝送システムを無中継伝送とすることにより、双方向で四光波混合の影響を受けることがなく、かつ、費用対効果の優れた一心双方向光伝送システムを実現することができるという効果を奏する。
【００９６】
つぎの発明にかかる一心双方向光伝送システムによれば、一心双方向光伝送システムを有中継伝送とすることにより、双方向で四光波混合の影響を受けることがなく、かつ、伝送品質の高い一心双方向光伝送システムを実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１にかかる一心双方向光伝送システムの構成図である。
【図２】 実施の形態１にかかる信号光およびラマン励起光の周波数配置を示す説明図である。
【図３】 この発明の実施の形態２にかかる一心双方向光伝送システムの構成図である。
【図４】 実施の形態２にかかる周波数多重信号光およびラマン励起光の周波数配置を示す説明図である。
【図５】 この発明の実施の形態３にかかる一心双方向光伝送システムの構成図である。
【図６】 実施の形態３にかかる周波数多重信号光およびラマン励起光の周波数配置を示す説明図である。
【図７】 この発明の実施の形態４にかかる一心双方向光伝送システムの構成図である。
【図８】 この発明の実施の形態５にかかる一心双方向光伝送システムの構成図である。
【図９】 典型的なラマン増幅器の利得帯域を示した説明図である。
【図１０】 （ａ）は、この一心双方向光伝送システムのラマン励起光および周波数多重信号光のスペクトルであり、（ｂ）は、周波数多重信号光の受信スペクトルの例を示したものである。
【符号の説明】
１ 光ファイバ伝送路、２，３ 周波数選択型の光合分波器、４，７ 入出力端子、５，８ 光アイソレータ、６，６−１，６−ｔ、９，９−１，９−ｔ ラマン励起光源、１０，１１ 周波数合波器、１２，１３ 偏波保持型光合分波器、１４，２１ 光合分波器、１５，２７ 光送信装置、１６，２６ 周波数多重装置、１７，２５ 光増幅器、１８，２４ 分散補償機能付の光増幅器、１９，２３ 周波数分離装置、２０，２２ 光受信装置。
Claims (14)
- 一方の入出力端から他方の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の信号光と、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の信号光と、を伝送する光ファイバ伝送路と、
前記第１の信号光の周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の信号光の周波数をラマン利得帯域に含まない第１のラマン励起光を発生する第１のラマン励起光源と、
前記第１のラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第１の注入手段と、
前記第２の信号光の周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の信号光の周波数をラマン利得帯域に含まない第２のラマン励起光を発生する第２のラマン励起光源と、
前記第２のラマン励起光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注入手段と、
を備え、
前記第１の信号光の周波数帯域を前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、前記第２の信号光の周波数帯域を該零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、該第１、第２の信号光および該第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されていることを特徴とする一心双方向光伝送システム。 - 複数の異なる周波数にて多重化され、一方の入出力端から他方の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の周波数多重信号光と、複数の異なる周波数にて多重化され、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の周波数多重信号光と、を伝送する光ファイバ伝送路と、
前記第１の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第１のラマン励起光を発生する第１のラマン励起光源と、
前記第１のラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第１の注入手段と、
前記第２の信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第２のラマン励起光を発生する第２のラマン励起光源と、
前記第２のラマン励起光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注入手段と、
を備え、
前記第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が前記第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、前記第２の周波数多重信号光の周波数帯域を該零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、該第１、第２の周波数多重信号光および該第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されていることを特徴とする一心双方向光伝送システム。 - 複数の異なる周波数にて多重化され、一方の入出力端から他方の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の周波数多重信号光と、複数の異なる周波数にて多重化され、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の周波数多重信号光と、を伝送する光ファイバ伝送路と、
複数の異なる周波数にて多重化され、前記第１の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第１の周波数多重ラマン励起光を発生する第１のラマン励起光源と、
前記第１の周波数多重ラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第１の注入手段と、
複数の異なる周波数にて多重化され、前記第２の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第２の周波数多重ラマン励起光を発生する第２のラマン励起光源と、
前記第２のラマン励起光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注入手段と、
を備え、
前記第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が前記第２の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることなく、かつ、前記第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を該零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が前記第１の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることのないように、該第１、第２の周波数多重信号光および該第１、第２の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域が設定されていることを特徴とする一心双方向光伝送システム。 - 前記第１の信号光の波長または前記第１の周波数多重信号光の波長帯域が１５５０ｎｍ帯であり、前記第２の信号光の波長または前記第２の周波数多重信号光の波長帯域が１５８０ｎｍ帯であるとき、前記光ファイバ伝送路は、零分散波長が１５００ｎｍ帯にある非零分散シフトファイバであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の一心双方向光伝送システム。
- 一方の入出力端から他方の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の信号光と、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の信号光と、を伝送する光ファイバ伝送路と、
前記第１の信号光の周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の信号光の周波数をラマン利得帯域に含まない第１のラマン励起光を発生する第１のラマン励起光源と、
前記第１のラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第１の注入手段と、
前記第２の信号光の周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の信号光の周波数をラマン利得帯域に含まない第２のラマン励起光を発生する第２のラマン励起光源と、
前記第２のラマン励起光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注入手段と、
を備え、
前記第１の信号光の周波数帯域を前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、該第１の信号光の偏波面と該第２のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定され、
前記第２の信号光の周波数帯域を前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、該第２の信号光の偏波面と該第１のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定されていることを特徴とする一心双方向光伝送システム。 - 複数の異なる周波数にて多重化され、一方の入出力端から他方の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の周波数多重信号光と、複数の異なる周波数にて多重化され、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の周波数多重信号光と、を伝送する光ファイバ伝送路と、
前記第１の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第１のラマン励起光を発生する第１のラマン励起光源と、
前記第１のラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第１の注入手段と、
前記第２の信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第２のラマン励起光を発生する第２のラマン励起光源と、
前記第２のラマン励起光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注入手段と、
を備え、
前記第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが前記第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、該第１の周波数多重信号光の偏波面と該第２のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定され、
前記第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが前記第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれる場合には、該第２の周波数多重信号光の偏波面と該第１のラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定されていることを特徴とする一心双方向光伝送システム。 - 複数の異なる周波数にて多重化され、一方の入出力端から他方の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の周波数多重信号光と、複数の異なる周波数にて多重化され、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の周波数多重信号光と、を伝送する光ファイバ伝送路と、
複数の異なる周波数にて多重化され、前記第１の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第１の周波数多重ラマン励起光を発生する第１のラマン励起光源と、
前記第１の周波数多重ラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第１の注入手段と、
複数の異なる周波数にて多重化され、前記第２の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第２の周波数多重ラマン励起光を発生する第２のラマン励起光源と、
前記第２のラマン励起光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注入手段と、
を備え、
前記第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが前記第２の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域に含まれる場合には、該第１の周波数多重信号光の偏波面と該第２の周波数多重ラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定され、
前記第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を前記光ファイバ伝送路の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域の何れかが前記第１の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域に含まれる場合には、該第２の周波数多重信号光の偏波面と該第１の周波数多重ラマン励起光の偏波面とが直交関係に保持されるように設定されていることを特徴とする一心双方向光伝送システム。 - 一方の入出力端から他方の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の信号光と、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の信号光と、を伝送する光ファイバ伝送路と、
前記第１の信号光の周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の信号光の周波数をラマン利得帯域に含まない第１のラマン励起光を発生する第１のラマン励起光源と、
前記第１のラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第１の注入手段と、
前記第２の信号光の周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の信号光の周波数をラマン利得帯域に含まない第２のラマン励起光を発生する第２のラマン励起光源と、
前記第２のラマン励起光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注入手段と、
を備え、
前記光ファイバ伝送路は、一方の入出力端と他方の入出力端側にそれぞれ位置する第１の光ファイバ伝送路部分と、前記一方の入出力端側の第１の光ファイバ伝送路部分と他方の入出力端側の第１の光ファイバ伝送路部分との間に位置する第２の光ファイバ伝送路部分とからなり、
前記第１の信号光の周波数帯域を前記第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、前記第２の信号光の周波数帯域を該零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、該第１、第２の信号光および該第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されていることを特徴とする一心双方向光伝送システム。 - 複数の異なる周波数にて多重化され、一方の入出力端から他方の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の周波数多重信号光と、複数の異なる周波数にて多重化され、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の周波数多重信号光と、を伝送する光ファイバ伝送路と、
前記第１の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第１のラマン励起光を発生する第１のラマン励起光源と、
前記第１のラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第１の注入手段と、
前記第２の信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第２のラマン励起光を発生する第２のラマン励起光源と、
前記第２のラマン励起光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注入手段と、
を備え、
前記光ファイバ伝送路は、一方の入出力端と他方の入出力端側にそれぞれ位置する第１の光ファイバ伝送路部分と、前記一方の入出力端側の第１の光ファイバ伝送路部分と他方の入出力端側の第１の光ファイバ伝送路部分との間に位置する第２の光ファイバ伝送路部分とからなり、
前記第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を前記第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が前記第２のラマン励起光の周波数帯域に含まれることなく、かつ、前記第２の周波数多重信号光の周波数帯域を該零分散周波数を中心に折り返した周波数帯域が前記第１のラマン励起光の周波数帯域に含まれることのないように、該第１、第２の周波数多重信号光および該第１、第２のラマン励起光の各周波数帯域が設定されていることを特徴とする一心双方向光伝送システム。 - 複数の異なる周波数にて多重化され、一方の入出力端から他方の入出力端に向かう第１の伝送方向に伝送される第１の周波数多重信号光と、複数の異なる周波数にて多重化され、他方の入出力端から一方の入出力端に向かう前記第１の伝送方向と逆方向の第２の伝送方向に伝送される第２の周波数多重信号光と、を伝送する光ファイバ伝送路と、
複数の異なる周波数にて多重化され、前記第１の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第２の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第１の周波数多重ラマン励起光を発生する第１のラマン励起光源と、
前記第１の周波数多重ラマン励起光を前記他方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第１の注入手段と、
複数の異なる周波数にて多重化され、前記第２の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含みかつ前記第１の周波数多重信号光の各周波数をラマン利得帯域に含まない第２の周波数多重ラマン励起光を発生する第２のラマン励起光源と、
前記第２のラマン励起光を前記一方の入出力端から前記光ファイバ伝送路に注入する第２の注入手段と、
を備え、
前記光ファイバ伝送路は、一方の入出力端と他方の入出力端側にそれぞれ位置する第１の光ファイバ伝送路部分と、前記一方の入出力端側の第１の光ファイバ伝送路部分と他方の入出力端側の第１の光ファイバ伝送路部分との間に位置する第２の光ファイバ伝送路部分とからなり、
前記第１の周波数多重信号光の各周波数帯域を前記第１の光ファイバ伝送路部分の零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が前記第２の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることなく、かつ、前記第２の周波数多重信号光の各周波数帯域を該零分散周波数を中心に折り返した各周波数帯域が前記第１の周波数多重ララマン励起光の各周波数帯域に含まれることのないように、該第１、第２の周波数多重信号光および該第１、第２の周波数多重ラマン励起光の各周波数帯域が設定されていることを特徴とする一心双方向光伝送システム。 - 前記第１の光ファイバ伝送路部分は、１．３μｍの零分散シングルモードファイバであることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一つに記載の一心双方向光伝送システム。
- 前記第１の光ファイバ伝送路部分は、分散シフトファイバであることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一つに記載の一心双方向光伝送システム。
- 無中継伝送であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載の一心双方向光伝送システム。
- 有中継伝送であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載の一心双方向光伝送システム。
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