JP3985571B2 - 光分波器および光伝送システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力ポートに入力した多波長の信号光を分波して複数の出力ポートより出力する光分波器、および、この光分波器を含む光伝送システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光伝送システムは、光ファイバからなる光伝送路に信号光を伝搬させることで、大容量の情報を高速に送受信することができる。中でも、波長分割多重（ＷＤＭ: Wavelength Division Multiplexing）光伝送システムは、多波長の信号光を多重化して光ファイバ伝送路に伝搬させるものであり、更に大容量の情報を伝送することができる。
【０００３】
このようなＷＤＭ光伝送システムでは、光ファイバ伝送路を伝搬する間における各信号光の波形の劣化を抑制することが重要である。ＷＤＭ光伝送システムにおける信号光の波形の劣化は、主に、累積波長分散および非線形光学現象（特に四光波混合）に起因する。特に高密度の多重化が行われる場合には、四光波混合に因る信号光波形劣化を抑制することが重要である。
【０００４】
四光波混合の発生を抑制することを意図した発明が特開平９−２４７０９１号公報に開示されている。この公報に開示された光伝送システムは、光ファイバ伝送路を伝搬する信号光の光周波数の配置を工夫することで、該光ファイバ伝送路において生じる四光波混合光の波長が信号光波長と重なることを回避するものである。
【０００５】
この公報に開示された発明は、光分波器を含むシステムにおいて好適に適用され得る。すなわち、光分波器の各出力ポートに接続された光伝送路（例えばアクセス系の光伝送路）では、上記公報に開示されたような信号光の光周波数の配置とすることで、低分散光ファイバが用いられた場合であっても四光波混合に因る信号光波形劣化が抑制され、また、低分散光ファイバが用いられることで分散補償器が不要となりシステムが安価となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に開示された発明は、光周波数の使用効率が悪く、システムの変更が困難である、という問題点を有している。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、光周波数の使用効率が優れシステム変更が容易な光伝送システム、および、このような光伝送システムにおいて好適に用いられる光分波器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光分波器は、１つの入力ポートに入力した多波長の信号光を分波して複数の出力ポートより出力する光分波器であって、入力ポートに入力する多波長の信号光それぞれの光周波数が一定間隔Δｆの位置に配置され、複数の出力ポートそれぞれより分波されて出力される各信号光の光周波数の配置が一定周期ＮΔｆ（ただし、Ｎは２以上の整数）を有している。そして、複数の出力ポートそれぞれより分波されて出力される各信号光のうち
ｆa＜ｆb＜ｆd
ｆd−ｆa≦ＮΔｆ
なる条件を満たす任意の３つの信号光それぞれの光周波数ｆa，ｆb，ｆdが
２ｆb≠ｆa＋ｆd
なる関係式を満たすことを特徴とする。或いは、複数の出力ポートそれぞれより分波されて出力される各信号光のうち
ｆa＜ｆb＜ｆc＜ｆd
ｆd−ｆa≦ＮΔｆ
なる条件を満たす任意の４つの信号光それぞれの光周波数ｆa，ｆb，ｆc，ｆdが
ｆb＋ｆc≠ｆa＋ｆd
なる関係式を満たすことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る光伝送システムは、１つの入力ポートに入力した多波長の信号光を分波して複数の出力ポートより出力する上記の本発明に係る光分波器と、光分波器の入力ポートに接続された入力側光伝送路と、光分波器の複数の出力ポートそれぞれに接続された出力側光伝送路とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、入力側光伝送路を伝搬してきて光分波器の入力ポートに入力する多波長の信号光それぞれの光周波数、および、光分波器の複数の出力ポートそれぞれより出力され各出力側光伝送路を伝搬する各信号光の光周波数は、上記のように配置されている。このことにより、光分波器の各出力ポートに接続された出力側光伝送路において四光波混合の影響が低減されつつ、更に後段の各利用者側装置へ複数の信号光が伝搬することができる。また、各利用者側装置において、周期的特性を有するフィルタを用いることで一括した分波をすることができ、構成が簡易となる。また、光分波器は、パッシブな光部品のみで構成することができることから、構成が簡易であり、システム変更が容易である。
【００１１】
また、本発明に係る光分波器は、入力ポートに入力する多波長の信号光のうち光周波数が隣接する任意の２つの信号光それぞれの偏波が互いに直交しており、複数の出力ポートそれぞれより分波されて出力される各信号光のうち光周波数が隣接する任意の２つの信号光それぞれの偏波が互いに直交しているのが、四光波混合の発生を抑制する上で好適である。この場合には、更に高密度の多重化が可能となる。
【００１２】
また、本発明に係る光伝送システムでは、光分波器の複数の出力ポートそれぞれに接続された光伝送路の信号光波長における波長分散の絶対値が５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であるのが好適である。この場合には、後段の利用者側装置において分散補償器を設ける必要がなく、システムが安価なものとなる。
【００１３】
また、本発明に係る光伝送システムでは、光分波器の入力ポートに入力する多波長の信号光または複数の出力ポートより出力される信号光を光増幅する光増幅器を更に備えるのが好適である。この場合には、光増幅器により光増幅された信号光が出力側光伝送路へ送出されるので、中継器を用いることなく光分波器から利用者側装置へ至るまでの光伝送路を長くすることができ、また、その場合であっても、四光波混合に因る信号光波形劣化が抑制されることから、高品質の光伝送が可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る光伝送システム１の構成図である。この図には、支線系の光ファイバ伝送路２から利用者側装置６までの下り系の光伝送システム１が示されている。この図に示される光伝送システム１は、光ファイバ伝送路２、光分波器３、光増幅器４1〜４M、アクセス系の光ファイバ伝送路５1〜５M、および、利用者側装置６1〜６M を備える。ここで、Ｍは２以上の整数である。
【００１６】
光ファイバ伝送路２は、幹線ノード（図示せず）から支線ノードへ多波長の信号光を伝送するものである。支線ノードには光分波器３およびＭ個の光増幅器４1〜４Mが設けられている。光分波器３は、光ファイバ伝送路２を伝搬してきて到達した多波長の信号光を１つの入力ポートに入力して、その多波長の信号光を分波し、その分波した各信号光を何れかの出力ポートより光増幅器４mへ向けて出力する。ここで、ｍは１以上Ｍ以下の各整数である。光増幅器４mは、光分波器３より出力された各波長の信号光を光増幅して、その光増幅した信号光を光ファイバ伝送路５mへ送出する。そして、光ファイバ伝送路５mは、光増幅器４mより送出された信号光を利用者側装置６mへ送信する。
【００１７】
図２は、本実施形態に係る光伝送システム１において各光ファイバ伝送路を伝搬する信号光の光周波数の配置を説明する図である。同図（ａ）は光ファイバ伝送路２を伝搬する多波長の信号光の光周波数配置を示し、同図（ｂ）は光ファイバ伝送路５1を伝搬する各信号光の光周波数配置を示し、同図（ｃ）は光ファイバ伝送路５2を伝搬する各信号光の光周波数配置を示し、同図（ｄ）は光ファイバ伝送路５3を伝搬する各信号光の光周波数配置を示す。これらの図において、横軸は光周波数を示し、この横軸に対して上方向に延びる線は信号光の光周波数が配置される位置を示す。
【００１８】
図２（ａ）に示されるように、光ファイバ伝送路２を伝搬してきて光分波器３の入力ポートに入力する多波長の信号光それぞれの光周波数は一定間隔Δｆの位置に配置されている。図２（ｂ）に示されるように、光分波器３の第１出力ポートより分波されて光増幅器４1へ出力される各信号光の光周波数の配置は一定周期ＮΔｆを有している。ただし、Ｎは２以上の整数である。
【００１９】
また、光分波器３の第１出力ポートより分波されて光増幅器４1へ出力される各信号光のうち
ｆa＜ｆb＜ｆd …(1a)
ｆd−ｆa≦ＮΔｆ …(1b)
なる条件を満たす任意の３つの信号光それぞれの光周波数をｆa，ｆb，ｆdとしたときに、これらの光周波数は
２ｆb≠ｆa＋ｆd …(2)
なる関係式を満たす。すなわち、光周波数ｆbに対して光周波数ｆaと光周波数ｆdとは対称的な位置にはない。光分波器３の他の出力ポートより光増幅器４2〜４Mそれぞれへ出力される各信号光についても同様である（図２（ｃ）、（ｄ））。
【００２０】
或いは、光分波器３の第１出力ポートより分波されて光増幅器４1へ出力される各信号光のうち
ｆa＜ｆb＜ｆc＜ｆd …(3a)
ｆd−ｆa≦ＮΔｆ …(3b)
なる条件を満たす任意の４つの信号光それぞれの光周波数をｆa，ｆb，ｆc，ｆdとしたときに、これらの光周波数は
ｆb＋ｆc≠ｆa＋ｆd …(4)
なる関係式を満たす。すなわち、光周波数ｆa，ｆbの組と光周波数ｆc，ｆdの組とは互いに鏡像関係にない。
【００２１】
図３は、本実施形態に係る光伝送システム１の光ファイバ伝送路５1における各信号光および四光波混合光それぞれの光周波数位置を説明する図である。この図において、横軸は光周波数を示し、この横軸に対して上方向に長く延びる線は信号光の光周波数が配置される位置を示し、この横軸に対して上方向に短く延びる線は四光波混合光の光周波数が配置される位置を示す。光分波器３の第１出力ポートより分波されて出力される各信号光の光周波数が上記(1)式および(2)式を満たすように配置されていることにより、または、上記(3)式および(4)式を満たすように配置されていることにより、この図に示されるように、光ファイバ伝送路５1において、四光波混合により生じる光の光周波数は、何れの信号光の光周波数と一致することがない。光分波器３の他の出力ポートより光増幅器４2〜４Mそれぞれへ出力される各信号光についても同様である。
【００２２】
以上のように、本実施形態に係る光伝送システム１によれば、各信号光の光周波数が上記(1)式および(2)式を満たすように配置されていることにより、または、上記(3)式および(4)式を満たすように配置されていることにより、光分波器３の各出力ポートから利用者側装置６mへ至る光ファイバ伝送路５mにおいて四光波混合の影響が低減されつつ、各利用者側装置６mへ複数の信号光が伝搬することができる。また、光分波器３の各出力ポートより分波されて光増幅器４mへ出力される各信号光の光周波数の配置が一定周期ＮΔｆを有していることにより、各利用者側装置６mにおいて、周期的特性を有するフィルタを用いることで一括した分波をすることができ、構成が簡易となる。また、光分波器３は、パッシブな光部品のみで構成することができることから、構成が簡易であり、システム変更が容易である。このように、本実施形態に係る光伝送システム１は、光周波数の使用効率が優れシステム変更が容易である。
【００２３】
また、光分波器３の各出力ポートに接続された光ファイバ伝送路５mは、信号光波長における波長分散の絶対値が５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であるのが好適である。各光ファイバ伝送路５mの波長分散の絶対値が５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であれば、利用者側装置６mにおいて分散補償器を設ける必要がなく、システムが安価なものとなる。
【００２４】
図４は、本実施形態に係る光伝送システム１において各光ファイバ伝送路を伝搬する信号光の光周波数の他の配置を説明する図である。同図（ａ）は光ファイバ伝送路２を伝搬する多波長の信号光の光周波数配置を示し、同図（ｂ）は光ファイバ伝送路５1を伝搬する各信号光の光周波数配置を示し、同図（ｃ）は光ファイバ伝送路５2を伝搬する各信号光の光周波数配置を示す。これらの図において、横軸は光周波数を示し、この横軸に対して上方向または下方向に延びる線は信号光の光周波数が配置される位置を示す。また、上方向に延びる線で光周波数配置が示された信号光と、下方向に延びる線で光周波数配置が示された信号光とは、互いに偏波が直交する。
【００２５】
図４（ａ）に示されるように、光ファイバ伝送路２を伝搬してきて光分波器３の入力ポートに入力する多波長の信号光それぞれの光周波数は一定間隔Δｆの位置に配置されている。また、これら多波長の信号光のうち光周波数が隣接する任意の２つの信号光それぞれの偏波が互いに直交している。
【００２６】
また、図４（ｂ）に示されるように、光分波器３の第１出力ポートより分波されて光増幅器４1へ出力される各信号光の光周波数の配置は一定周期ＮΔｆを有している。また、光分波器３の第１出力ポートより分波されて光増幅器４1へ出力される各信号光のうち上記(1)式の条件を満たす任意の３つの信号光それぞれの光周波数をｆa，ｆb，ｆdとしたときに、これらの光周波数は上記(2)式の関係式を満たし、光周波数ｆbに対して光周波数ｆaと光周波数ｆdとは対称的な位置にはない。或いは、光分波器３の第１出力ポートより分波されて光増幅器４1へ出力される各信号光のうち上記(3)式の条件を満たす任意の４つの信号光それぞれの光周波数をｆa，ｆb，ｆc，ｆdとしたときに、これらの光周波数は上記(4)式の関係式を満たし、光周波数ｆa，ｆbの組と光周波数ｆc，ｆdの組とは互いに鏡像関係にない。さらに、光分波器３の各出力ポートより分波されて出力される各信号光のうち光周波数が隣接する任意の２つの信号光それぞれの偏波が互いに直交している。光分波器３の他の出力ポートより光増幅器４2〜４Mそれぞれへ出力される各信号光についても同様である（図４（ｃ））。
【００２７】
このように各信号光の光周波数配置および偏波状態が設定されている場合には、この光伝送システム１は、上述した効果を奏する他、四光波混合の発生自体が抑制される。したがって、この光伝送システム１は、更に高密度の多重化が可能である。
【００２８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、光分波器３の後段に光増幅器を設けるのではなく、光分波器の前段に光増幅器を設けてもよい。
【００２９】
以上、詳細に説明したとおり、本発明によれば、光分波器の入力ポートに入力する多波長の信号光それぞれの光周波数が一定間隔Δｆの位置に配置され、光分波器の複数の出力ポートそれぞれより分波されて出力される各信号光の光周波数の配置が一定周期ＮΔｆ（ただし、Ｎは２以上の整数）を有する。そして、光分波器の複数の出力ポートそれぞれより分波されて出力される各信号光のうち
ｆa＜ｆb＜ｆd
ｆd−ｆa≦ＮΔｆ
なる条件を満たす任意の３つの信号光それぞれの光周波数ｆa，ｆb，ｆdが
２ｆb≠ｆa＋ｆd
なる関係式を満たす。或いは、複数の出力ポートそれぞれより分波されて出力される各信号光のうち
ｆa＜ｆb＜ｆc＜ｆd
ｆd−ｆa≦ＮΔｆ
なる条件を満たす任意の４つの信号光それぞれの光周波数ｆa，ｆb，ｆc，ｆdが
ｆb＋ｆc≠ｆa＋ｆd
なる関係式を満たすことを特徴とする。
【００３０】
したがって、入力側光伝送路を伝搬してきて光分波器の入力ポートに入力する多波長の信号光それぞれの光周波数、および、光分波器の複数の出力ポートそれぞれより出力され各出力側光伝送路を伝搬する各信号光の光周波数は、上記のように配置されていることにより、光分波器の各出力ポートに接続された出力側光伝送路において四光波混合の影響が低減されつつ、更に後段の各利用者側装置へ複数の信号光が伝搬することができる。また、各利用者側装置において、周期的特性を有するフィルタを用いることで一括した分波をすることができ、構成が簡易となる。また、光分波器は、パッシブな光部品のみで構成することができることから、構成が簡易であり、システム変更が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る光伝送システム１の構成図である。
【図２】本実施形態に係る光伝送システム１において各光ファイバ伝送路を伝搬する信号光の光周波数の配置を説明する図である。
【図３】本実施形態に係る光伝送システム１の光ファイバ伝送路５1における各信号光および四光波混合光それぞれの光周波数位置を説明する図である。
【図４】本実施形態に係る光伝送システム１において各光ファイバ伝送路を伝搬する信号光の光周波数の他の配置を説明する図である。
【符号の説明】
１…光伝送システム、２…光ファイバ伝送路、３…光分波器、４…光増幅器、５…光ファイバ伝送路、６…利用者側装置。
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力ポートに入力した多波長の信号光を分波して複数の出力ポートより出力する光分波器、および、この光分波器を含む光伝送システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光伝送システムは、光ファイバからなる光伝送路に信号光を伝搬させることで、大容量の情報を高速に送受信することができる。中でも、波長分割多重（ＷＤＭ: Wavelength Division Multiplexing）光伝送システムは、多波長の信号光を多重化して光ファイバ伝送路に伝搬させるものであり、更に大容量の情報を伝送することができる。
【０００３】
このようなＷＤＭ光伝送システムでは、光ファイバ伝送路を伝搬する間における各信号光の波形の劣化を抑制することが重要である。ＷＤＭ光伝送システムにおける信号光の波形の劣化は、主に、累積波長分散および非線形光学現象（特に四光波混合）に起因する。特に高密度の多重化が行われる場合には、四光波混合に因る信号光波形劣化を抑制することが重要である。
【０００４】
四光波混合の発生を抑制することを意図した発明が特開平９−２４７０９１号公報に開示されている。この公報に開示された光伝送システムは、光ファイバ伝送路を伝搬する信号光の光周波数の配置を工夫することで、該光ファイバ伝送路において生じる四光波混合光の波長が信号光波長と重なることを回避するものである。
【０００５】
この公報に開示された発明は、光分波器を含むシステムにおいて好適に適用され得る。すなわち、光分波器の各出力ポートに接続された光伝送路（例えばアクセス系の光伝送路）では、上記公報に開示されたような信号光の光周波数の配置とすることで、低分散光ファイバが用いられた場合であっても四光波混合に因る信号光波形劣化が抑制され、また、低分散光ファイバが用いられることで分散補償器が不要となりシステムが安価となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に開示された発明は、光周波数の使用効率が悪く、システムの変更が困難である、という問題点を有している。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、光周波数の使用効率が優れシステム変更が容易な光伝送システム、および、このような光伝送システムにおいて好適に用いられる光分波器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光分波器は、１つの入力ポートに入力した多波長の信号光を分波して複数の出力ポートより出力する光分波器であって、入力ポートに入力する多波長の信号光それぞれの光周波数が一定間隔Δｆの位置に配置され、複数の出力ポートそれぞれより分波されて出力される各信号光の光周波数の配置が一定周期ＮΔｆ（ただし、Ｎは２以上の整数）を有している。そして、複数の出力ポートそれぞれより分波されて出力される各信号光のうち
ｆa＜ｆb＜ｆd
ｆd−ｆa≦ＮΔｆ
なる条件を満たす任意の３つの信号光それぞれの光周波数ｆa，ｆb，ｆdが
２ｆb≠ｆa＋ｆd
なる関係式を満たすことを特徴とする。或いは、複数の出力ポートそれぞれより分波されて出力される各信号光のうち
ｆa＜ｆb＜ｆc＜ｆd
ｆd−ｆa≦ＮΔｆ
なる条件を満たす任意の４つの信号光それぞれの光周波数ｆa，ｆb，ｆc，ｆdが
ｆb＋ｆc≠ｆa＋ｆd
なる関係式を満たすことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る光伝送システムは、１つの入力ポートに入力した多波長の信号光を分波して複数の出力ポートより出力する上記の本発明に係る光分波器と、光分波器の入力ポートに接続された入力側光伝送路と、光分波器の複数の出力ポートそれぞれに接続された出力側光伝送路とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、入力側光伝送路を伝搬してきて光分波器の入力ポートに入力する多波長の信号光それぞれの光周波数、および、光分波器の複数の出力ポートそれぞれより出力され各出力側光伝送路を伝搬する各信号光の光周波数は、上記のように配置されている。このことにより、光分波器の各出力ポートに接続された出力側光伝送路において四光波混合の影響が低減されつつ、更に後段の各利用者側装置へ複数の信号光が伝搬することができる。また、各利用者側装置において、周期的特性を有するフィルタを用いることで一括した分波をすることができ、構成が簡易となる。また、光分波器は、パッシブな光部品のみで構成することができることから、構成が簡易であり、システム変更が容易である。
【００１１】
また、本発明に係る光分波器は、入力ポートに入力する多波長の信号光のうち光周波数が隣接する任意の２つの信号光それぞれの偏波が互いに直交しており、複数の出力ポートそれぞれより分波されて出力される各信号光のうち光周波数が隣接する任意の２つの信号光それぞれの偏波が互いに直交しているのが、四光波混合の発生を抑制する上で好適である。この場合には、更に高密度の多重化が可能となる。
【００１２】
また、本発明に係る光伝送システムでは、光分波器の複数の出力ポートそれぞれに接続された光伝送路の信号光波長における波長分散の絶対値が５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であるのが好適である。この場合には、後段の利用者側装置において分散補償器を設ける必要がなく、システムが安価なものとなる。
【００１３】
また、本発明に係る光伝送システムでは、光分波器の入力ポートに入力する多波長の信号光または複数の出力ポートより出力される信号光を光増幅する光増幅器を更に備えるのが好適である。この場合には、光増幅器により光増幅された信号光が出力側光伝送路へ送出されるので、中継器を用いることなく光分波器から利用者側装置へ至るまでの光伝送路を長くすることができ、また、その場合であっても、四光波混合に因る信号光波形劣化が抑制されることから、高品質の光伝送が可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る光伝送システム１の構成図である。この図には、支線系の光ファイバ伝送路２から利用者側装置６までの下り系の光伝送システム１が示されている。この図に示される光伝送システム１は、光ファイバ伝送路２、光分波器３、光増幅器４1〜４M、アクセス系の光ファイバ伝送路５1〜５M、および、利用者側装置６1〜６M を備える。ここで、Ｍは２以上の整数である。
【００１６】
光ファイバ伝送路２は、幹線ノード（図示せず）から支線ノードへ多波長の信号光を伝送するものである。支線ノードには光分波器３およびＭ個の光増幅器４1〜４Mが設けられている。光分波器３は、光ファイバ伝送路２を伝搬してきて到達した多波長の信号光を１つの入力ポートに入力して、その多波長の信号光を分波し、その分波した各信号光を何れかの出力ポートより光増幅器４mへ向けて出力する。ここで、ｍは１以上Ｍ以下の各整数である。光増幅器４mは、光分波器３より出力された各波長の信号光を光増幅して、その光増幅した信号光を光ファイバ伝送路５mへ送出する。そして、光ファイバ伝送路５mは、光増幅器４mより送出された信号光を利用者側装置６mへ送信する。
【００１７】
図２は、本実施形態に係る光伝送システム１において各光ファイバ伝送路を伝搬する信号光の光周波数の配置を説明する図である。同図（ａ）は光ファイバ伝送路２を伝搬する多波長の信号光の光周波数配置を示し、同図（ｂ）は光ファイバ伝送路５1を伝搬する各信号光の光周波数配置を示し、同図（ｃ）は光ファイバ伝送路５2を伝搬する各信号光の光周波数配置を示し、同図（ｄ）は光ファイバ伝送路５3を伝搬する各信号光の光周波数配置を示す。これらの図において、横軸は光周波数を示し、この横軸に対して上方向に延びる線は信号光の光周波数が配置される位置を示す。
【００１８】
図２（ａ）に示されるように、光ファイバ伝送路２を伝搬してきて光分波器３の入力ポートに入力する多波長の信号光それぞれの光周波数は一定間隔Δｆの位置に配置されている。図２（ｂ）に示されるように、光分波器３の第１出力ポートより分波されて光増幅器４1へ出力される各信号光の光周波数の配置は一定周期ＮΔｆを有している。ただし、Ｎは２以上の整数である。
【００１９】
また、光分波器３の第１出力ポートより分波されて光増幅器４1へ出力される各信号光のうち
ｆa＜ｆb＜ｆd …(1a)
ｆd−ｆa≦ＮΔｆ …(1b)
なる条件を満たす任意の３つの信号光それぞれの光周波数をｆa，ｆb，ｆdとしたときに、これらの光周波数は
２ｆb≠ｆa＋ｆd …(2)
なる関係式を満たす。すなわち、光周波数ｆbに対して光周波数ｆaと光周波数ｆdとは対称的な位置にはない。光分波器３の他の出力ポートより光増幅器４2〜４Mそれぞれへ出力される各信号光についても同様である（図２（ｃ）、（ｄ））。
【００２０】
或いは、光分波器３の第１出力ポートより分波されて光増幅器４1へ出力される各信号光のうち
ｆa＜ｆb＜ｆc＜ｆd …(3a)
ｆd−ｆa≦ＮΔｆ …(3b)
なる条件を満たす任意の４つの信号光それぞれの光周波数をｆa，ｆb，ｆc，ｆdとしたときに、これらの光周波数は
ｆb＋ｆc≠ｆa＋ｆd …(4)
なる関係式を満たす。すなわち、光周波数ｆa，ｆbの組と光周波数ｆc，ｆdの組とは互いに鏡像関係にない。
【００２１】
図３は、本実施形態に係る光伝送システム１の光ファイバ伝送路５1における各信号光および四光波混合光それぞれの光周波数位置を説明する図である。この図において、横軸は光周波数を示し、この横軸に対して上方向に長く延びる線は信号光の光周波数が配置される位置を示し、この横軸に対して上方向に短く延びる線は四光波混合光の光周波数が配置される位置を示す。光分波器３の第１出力ポートより分波されて出力される各信号光の光周波数が上記(1)式および(2)式を満たすように配置されていることにより、または、上記(3)式および(4)式を満たすように配置されていることにより、この図に示されるように、光ファイバ伝送路５1において、四光波混合により生じる光の光周波数は、何れの信号光の光周波数と一致することがない。光分波器３の他の出力ポートより光増幅器４2〜４Mそれぞれへ出力される各信号光についても同様である。
【００２２】
以上のように、本実施形態に係る光伝送システム１によれば、各信号光の光周波数が上記(1)式および(2)式を満たすように配置されていることにより、または、上記(3)式および(4)式を満たすように配置されていることにより、光分波器３の各出力ポートから利用者側装置６mへ至る光ファイバ伝送路５mにおいて四光波混合の影響が低減されつつ、各利用者側装置６mへ複数の信号光が伝搬することができる。また、光分波器３の各出力ポートより分波されて光増幅器４mへ出力される各信号光の光周波数の配置が一定周期ＮΔｆを有していることにより、各利用者側装置６mにおいて、周期的特性を有するフィルタを用いることで一括した分波をすることができ、構成が簡易となる。また、光分波器３は、パッシブな光部品のみで構成することができることから、構成が簡易であり、システム変更が容易である。このように、本実施形態に係る光伝送システム１は、光周波数の使用効率が優れシステム変更が容易である。
【００２３】
また、光分波器３の各出力ポートに接続された光ファイバ伝送路５mは、信号光波長における波長分散の絶対値が５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であるのが好適である。各光ファイバ伝送路５mの波長分散の絶対値が５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であれば、利用者側装置６mにおいて分散補償器を設ける必要がなく、システムが安価なものとなる。
【００２４】
図４は、本実施形態に係る光伝送システム１において各光ファイバ伝送路を伝搬する信号光の光周波数の他の配置を説明する図である。同図（ａ）は光ファイバ伝送路２を伝搬する多波長の信号光の光周波数配置を示し、同図（ｂ）は光ファイバ伝送路５1を伝搬する各信号光の光周波数配置を示し、同図（ｃ）は光ファイバ伝送路５2を伝搬する各信号光の光周波数配置を示す。これらの図において、横軸は光周波数を示し、この横軸に対して上方向または下方向に延びる線は信号光の光周波数が配置される位置を示す。また、上方向に延びる線で光周波数配置が示された信号光と、下方向に延びる線で光周波数配置が示された信号光とは、互いに偏波が直交する。
【００２５】
図４（ａ）に示されるように、光ファイバ伝送路２を伝搬してきて光分波器３の入力ポートに入力する多波長の信号光それぞれの光周波数は一定間隔Δｆの位置に配置されている。また、これら多波長の信号光のうち光周波数が隣接する任意の２つの信号光それぞれの偏波が互いに直交している。
【００２６】
また、図４（ｂ）に示されるように、光分波器３の第１出力ポートより分波されて光増幅器４1へ出力される各信号光の光周波数の配置は一定周期ＮΔｆを有している。また、光分波器３の第１出力ポートより分波されて光増幅器４1へ出力される各信号光のうち上記(1)式の条件を満たす任意の３つの信号光それぞれの光周波数をｆa，ｆb，ｆdとしたときに、これらの光周波数は上記(2)式の関係式を満たし、光周波数ｆbに対して光周波数ｆaと光周波数ｆdとは対称的な位置にはない。或いは、光分波器３の第１出力ポートより分波されて光増幅器４1へ出力される各信号光のうち上記(3)式の条件を満たす任意の４つの信号光それぞれの光周波数をｆa，ｆb，ｆc，ｆdとしたときに、これらの光周波数は上記(4)式の関係式を満たし、光周波数ｆa，ｆbの組と光周波数ｆc，ｆdの組とは互いに鏡像関係にない。さらに、光分波器３の各出力ポートより分波されて出力される各信号光のうち光周波数が隣接する任意の２つの信号光それぞれの偏波が互いに直交している。光分波器３の他の出力ポートより光増幅器４2〜４Mそれぞれへ出力される各信号光についても同様である（図４（ｃ））。
【００２７】
このように各信号光の光周波数配置および偏波状態が設定されている場合には、この光伝送システム１は、上述した効果を奏する他、四光波混合の発生自体が抑制される。したがって、この光伝送システム１は、更に高密度の多重化が可能である。
【００２８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、光分波器３の後段に光増幅器を設けるのではなく、光分波器の前段に光増幅器を設けてもよい。
【００２９】
以上、詳細に説明したとおり、本発明によれば、光分波器の入力ポートに入力する多波長の信号光それぞれの光周波数が一定間隔Δｆの位置に配置され、光分波器の複数の出力ポートそれぞれより分波されて出力される各信号光の光周波数の配置が一定周期ＮΔｆ（ただし、Ｎは２以上の整数）を有する。そして、光分波器の複数の出力ポートそれぞれより分波されて出力される各信号光のうち
ｆa＜ｆb＜ｆd
ｆd−ｆa≦ＮΔｆ
なる条件を満たす任意の３つの信号光それぞれの光周波数ｆa，ｆb，ｆdが
２ｆb≠ｆa＋ｆd
なる関係式を満たす。或いは、複数の出力ポートそれぞれより分波されて出力される各信号光のうち
ｆa＜ｆb＜ｆc＜ｆd
ｆd−ｆa≦ＮΔｆ
なる条件を満たす任意の４つの信号光それぞれの光周波数ｆa，ｆb，ｆc，ｆdが
ｆb＋ｆc≠ｆa＋ｆd
なる関係式を満たすことを特徴とする。
【００３０】
したがって、入力側光伝送路を伝搬してきて光分波器の入力ポートに入力する多波長の信号光それぞれの光周波数、および、光分波器の複数の出力ポートそれぞれより出力され各出力側光伝送路を伝搬する各信号光の光周波数は、上記のように配置されていることにより、光分波器の各出力ポートに接続された出力側光伝送路において四光波混合の影響が低減されつつ、更に後段の各利用者側装置へ複数の信号光が伝搬することができる。また、各利用者側装置において、周期的特性を有するフィルタを用いることで一括した分波をすることができ、構成が簡易となる。また、光分波器は、パッシブな光部品のみで構成することができることから、構成が簡易であり、システム変更が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る光伝送システム１の構成図である。
【図２】本実施形態に係る光伝送システム１において各光ファイバ伝送路を伝搬する信号光の光周波数の配置を説明する図である。
【図３】本実施形態に係る光伝送システム１の光ファイバ伝送路５1における各信号光および四光波混合光それぞれの光周波数位置を説明する図である。
【図４】本実施形態に係る光伝送システム１において各光ファイバ伝送路を伝搬する信号光の光周波数の他の配置を説明する図である。
【符号の説明】
１…光伝送システム、２…光ファイバ伝送路、３…光分波器、４…光増幅器、５…光ファイバ伝送路、６…利用者側装置。
Claims (6)
- １つの入力ポートに入力した多波長の信号光を分波して複数の出力ポートより出力する光分波器であって、
前記入力ポートに入力する多波長の信号光それぞれの光周波数が一定間隔Δｆの位置に配置され、
前記複数の出力ポートそれぞれより分波されて出力される各信号光の光周波数の配置が一定周期ＮΔｆ（ただし、Ｎは２以上の整数）を有し、
前記複数の出力ポートそれぞれより分波されて出力される各信号光のうち
ｆa＜ｆb＜ｆd
ｆd−ｆa≦ＮΔｆ
なる条件を満たす任意の３つの信号光それぞれの光周波数ｆa，ｆb，ｆdが
２ｆb≠ｆa＋ｆd
なる関係式を満たす
ことを特徴とする光分波器。 - １つの入力ポートに入力した多波長の信号光を分波して複数の出力ポートより出力する光分波器であって、
前記入力ポートに入力する多波長の信号光それぞれの光周波数が一定間隔Δｆの位置に配置され、
前記複数の出力ポートそれぞれより分波されて出力される各信号光の光周波数の配置が一定周期ＮΔｆ（ただし、Ｎは２以上の整数）を有し、
前記複数の出力ポートそれぞれより分波されて出力される各信号光のうち
ｆa＜ｆb＜ｆc＜ｆd
ｆd−ｆa≦ＮΔｆ
なる条件を満たす任意の４つの信号光それぞれの光周波数ｆa，ｆb，ｆc，ｆdが
ｆb＋ｆc≠ｆa＋ｆd
なる関係式を満たす
ことを特徴とする光分波器。 - 前記入力ポートに入力する多波長の信号光のうち光周波数が隣接する任意の２つの信号光それぞれの偏波が互いに直交しており、
前記複数の出力ポートそれぞれより分波されて出力される各信号光のうち光周波数が隣接する任意の２つの信号光それぞれの偏波が互いに直交している
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光分波器。 - １つの入力ポートに入力した多波長の信号光を分波して複数の出力ポートより出力する請求項１または２に記載の光分波器と、
前記光分波器の前記入力ポートに接続された入力側光伝送路と、
前記光分波器の前記複数の出力ポートそれぞれに接続された出力側光伝送路と
を備えることを特徴とする光伝送システム。 - 前記光分波器の前記複数の出力ポートそれぞれに接続された光伝送路の信号光波長における波長分散の絶対値が５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項４記載の光伝送システム。
- 前記光分波器の前記入力ポートに入力する多波長の信号光または前記複数の出力ポートより出力される信号光を光増幅する光増幅器を更に備えることを特徴とする請求項４記載の光伝送システム。
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