JP4138551B2 - ラマン増幅器を用いた光伝送システム - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラマン増幅器を用いてWDM光を増幅しながら中継する光伝送システムに係わる。
【0002】
【従来の技術】
近年、幹線系の光伝送システムにおいては、大容量化または高速化を図るために、波長多重(WDM:Wavelength Division Multiplex)技術が導入されてきている。そして、WDM伝送技術のコア技術として、ラマン光増幅技術が実用化されている。
【0003】
図13は、一般的なラマン増幅器を用いた光伝送システムの構成図である。ここで、このシステムでは、送信局(Tx)101と受信局(Rx)102との間に複数の中継局が設けられており、これらの中継局を介してWDM光が伝送される。そして、各中継局においてラマン増幅が行われる。また、各中継局は、エルビウム添加ファイバ光増幅器などの集中型の光増幅器を備えている。
【0004】
伝送路ファイバ1は、WDM光を伝搬させる光伝送媒体であるが、励起光が与えられることにより光増幅媒体としても作用する。励起光源(LD)2は、例えばレーザダイオード、あるいは複数のレーザダイオードの出射光を合波器などで合波したものであり、WDM光を増幅するための励起光を生成する。ここで、励起光源2により生成される励起光は、互いに波長の異なる複数の光を含むものとする。WDMカプラ3は、励起光源2により生成された励起光を伝送路光ファイバ1に導く
上記光伝送システムにおいて、送信局101から送出されたWDM光は、伝送路ファイバ1により増幅されながら受信局102まで伝送される。このとき、各中継局において、WDM光全体の出力パワーが管理されると共に、WDM光に含まれている複数の信号光の光パワーのバランスが管理されている。すなわち、例えば、各中継局において、WDM光全体の出力パワーが予め決められた所定の値に保持されるように、且つ、WDM光に含まれている複数の信号光の光パワーが等化されるように、励起光源2が制御される(例えば、特許文献1〜3参照。)。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−72262号公報(図3、3〜5ページ)
【特許文献2】
特開2000−98433号公報(図1、段落0070〜0072)
【特許文献3】
特開2002−76482号公報(図10、段落0162〜0177)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述のような既存の光伝送システムでは、下記の問題点がある。
1.WDM光に含まれている複数の信号光の出力パワーのバランス(光パワーチルト)を正確にモニタすることが困難である。たとえば、上述の特許文献1では、信号光帯域を複数のブロックに分割し、各ブロック毎に検出した光パワーを利用して光パワーチルトの制御が行われている。しかし、この場合、各ブロックに信号光が均等に配置されていないときは、光パワーチルトを正確に検出することはできず、WDM光を等化することができなくなる。なお、この問題は、上述の特許文献1に記載のシステムにおいてのみ発生するものではなく、WDM光に含まれている複数の信号光の光パワーを個々に検出する場合であっても、信号光が信号光帯域の中の特定の波長領域に偏って配置されている場合には、同様に発生する。
【0007】
2.フォトダイオード等を用いてWDM光全体の出力パワーを検出する場合、そのフォトダイオードは広い帯域に渡って光を受信することになるので、WDM光に含まれる信号光の数が少ないときは、ASE(Amplified Spontaneous Emission)等に起因する雑音光が支配的になる(すなわち、全光パワーに対する雑音光パワーの比率が相対的に高くなる)。このため、主信号光(すなわち、信号を伝送すべきWDM光)の光パワーを正確に検出できないことになる。
【0008】
本発明は、ラマン増幅器を用いた光伝送システムにおいて、WDM光の光パワーバランスおよびWDM光全体の光パワーを正確に管理できるようにすることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の光伝送システムは、ラマン増幅器を利用して送信局から受信局へWDM光を伝送するシステムである。上記ラマン増幅器は、光増幅媒体、互いに波長の異なる複数の励起光を生成する励起光源、上記複数の励起光を上記光増幅媒体に導く光デバイス、上記励起光源を制御する制御手段を備える。上記送信局は、上記複数の励起光により得られる各ラマン利得がそれぞれピークとなる波長またはその近傍の波長を持った複数の参照光を送出する。そして、上記制御手段は、上記複数の参照光の光パワーに基づいて上記複数の励起光を制御する。
【0010】
上記光伝送システムにおいては、参照光に基づいて励起光が制御されるので、WDM光に含まれる信号光の数や配置によらず、常に、励起光の光パワーを適切に制御でき、ラマン利得のチルトや出力パワーの管理が容易になる。
【0011】
なお、上記光伝送システムにおいて、上記送信局は、上記複数の参照光の中の少なくとも一部を利用して上記受信局へ情報を送信するようにしてもよい。この場合、参照光を利用して情報が伝送されるので、通信資源(特に、波長または帯域)が有効に利用されることになる。
【0012】
また、上記光伝送システムにおいて、上記WDM光に含まれている複数の参照光の光パワーを検出する検出手段をさらに設け、上記制御手段は、上記検出手段により検出される複数の参照光の光パワーが等化されるように上記複数の励起光の光パワーを制御するようにしてもよい。ここで、この検出手段は、例えば、上記複数の参照光を選択的に反射する反射手段、及びその反射手段により反射された参照光を電気信号に変換する受光手段から構成されるようにしてもよい。
【0013】
さらに、上記光伝送システムにおいて、上記制御手段は、上記複数の参照光の各光パワーの平均値に基づいて上記複数の励起光を制御するようにしてもよい。この場合、雑音光の影響が抑えられるので、WDM光の光パワーを精度よくモニタできる。
【0014】
さらに、上記光伝送システムが上記WDM光を増幅する集中型光増幅器を備える構成であって、複数の参照光の一部の参照光がその集中型光増幅器の利得帯域の外に位置する場合には、その集中型光増幅器の利得帯域の外に位置する参照光と同じ波長の補助光を上記WDM光に合波するようにしてもよい。この構成において、上記集中型光増幅器により増幅されない参照光の光パワーは、その集中型光増幅器により増幅される参照光の光パワーよりも弱くなるので、補助光を供給することにより、集中型光増幅器の利得帯域の外に位置する参照光の光パワーが補償される。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施形態の光伝送システムの構成図である。ここで、このシステムでは、送信局10と受信局20との間に複数の中継局30が設けられており、これらの中継局30を介してWDM光が伝送される。また、各中継局30においてラマン増幅が行われる。
【0016】
送信局10は、信号光および参照光を含むWDM光を生成して送出する。ここで、この信号光は、互いに波長の異なる複数の信号光fs1〜fsnから構成されている。また、この参照光は、互いに波長の異なる複数の参照光fr1〜fr3から構成されている。なお、参照光fr1〜fr3の波長または周波数は、それぞれ、後述する励起光fp1〜fp3の波長または周波数に基づいて決められる。
【0017】
送信局10と第1段目の中継局30との間、中継局30どうしの間、および最終段の中継局30と受信局20との間は、それぞれ、伝送路ファイバ1により接続されている。ここで、各伝送路ファイバ1は、WDM光を伝搬させる光伝送媒体であるが、励起光が与えられることにより光増幅媒体としても作用する。
【0018】
各中継局30は、励起光源(LD)2、WDMカプラ3、分岐カプラ31、光スペクトラムアナライザ32、制御回路33を備える。ここで、励起光源2は、複数のレーザダイオードを含み、互いに波長の異なる複数の励起光を生成する。ここでは、3つの励起光fp1〜fp3が生成されるものとする。そして、WDMカプラ3は、その励起光源2により生成された励起光fp1〜fp3を伝送路光ファイバ1に導く。これにより、伝送路光ファイバ1は、励起光fp1〜fp3が供給され、ラマン増幅のための光増幅媒体として作用する。即ち、伝送路光ファイバ1、励起光源2、およびWDMカプラ3は、WDM光を増幅するラマン増幅器として作用する。
【0019】
分岐カプラ31は、伝送路光ファイバ1において増幅されたWDM光の一部を分岐して光スペクトラムアナライザ32に導く。光スペクトラムアナライザ32は、そのWDM光に含まれている各波長の光パワーをモニタする。そして、WDM光に含まれている参照光fr1〜fr3の光パワーを検出する。
【0020】
制御回路33は、光スペクトラムアナライザ32により検出された参照光fr1〜fr3の光パワーに基づいて励起光源2を駆動する。すなわち、制御回路33は、参照光fr1〜fr3の光パワーに基づいて、励起光fp1〜fp3の光パワーを調整する。具体的には、例えば、参照光fr1〜fr3の平均光パワーが所定値に保持され、且つ、各参照光fr1〜fr3の光パワーが等化されるように、各励起光fp1〜fp3の光パワーが調整される。
【0021】
図2は、参照光の配置方法について説明する図である。参照光fr1〜fr3の周波数(または、波長)は、それぞれ、対応する励起光fp1〜fp3の周波数(または、波長)に基づいて決められる。例えば、参照光fr1には、励起光fp1からラマンシフト周波数だけシフトした周波数が割り当てられる。ここで、「ラマンシフト周波数」とは、一義的ではないが、「与えられた励起光の周波数と、その励起光に起因して得られるラマン利得がピークとなる周波数との差分」を意味するものとする。そして、このラマンシフト周波数は、伝送路光ファイバ1として石英系の光ファイバが使用されている場合には、約13.2THzである。また、このラマンシフト周波数を波長に換算すると、1.3〜1.55μm帯においては約100nmに相当する。すなわち、参照光fr1は、励起光fp1に起因するラマン利得がピークとなる波長に配置される。換言すれば、参照光fr1には、励起光fp1の周波数よりも約13.2THzだけ低い周波数が割り当てられる。さらに別言すれば、参照光fr1には、励起光fp1の波長よりも約100nmだけ長い波長が割り当てられる。
【0022】
同様に、参照光fr2は、励起光fp2に起因するラマン利得がピークとなる波長に配置される。また、参照光fr3は、励起光fp3に起因するラマン利得がピークとなる波長に配置される。
【0023】
このように、参照光fr1〜fr3は、対応する励起光fp1〜fp3に起因するラマン利得がピークとなる波長に配置される。ただし、参照光fr1〜fr3は、必ずしも対応する励起光fp1〜fp3に起因するラマン利得がピークとなる波長に正確に配置される必要はなく、対応する励起光fp1〜fp3に起因するラマン利得がピークとなる波長に近接する波長に配置されるようにしてもよい。
【0024】
また、信号光fs1〜fsnが予め決められた周波数グリッド上に配置されて伝送される場合には、参照光fr1〜fr3もその周波数グリッド上に配置されて伝送される。このとき、参照光fr1〜fr3は、それぞれ、励起光fp1〜fp3に起因するラマン利得がピークとなる周波数に最も近接する周波数グリッド上に配置される。なお、このような周波数グリッドは、例えば、ITU−Tにおいて規定されている。そして、ITU−Tの規定では、基準周波数(アンカー周波数)、および周波数間隔(50GHz、100GHz)の推奨値が示されている。
【0025】
図3は、送信局10の構成図である。なお、ここでは、WDM光を生成するために必要な機能のみが描かれている。
送信局10は、信号光fs1〜fsnを生成するための光源(LD)11−1〜11−n、参照光fr1〜fr3を生成するための光源(LD)12−1〜12−3、信号光fs1〜fsnおよび参照光fr1〜fr3を合波してWDM光を生成するマルチプレクサ13を備える。ここで、参照光fr1〜fr3の周波数(または、波長)は、上述のようにして決められている。
【0026】
光源11−1〜11−nは、受信局20へデータ(または、情報)を送信するときに駆動される。例えば、光源11−1は、データ源14−1により生成されるデータを受信局20へ送信するときに駆動される。一方、光源12−1〜12−3は、基本的に、常に、参照光fr1〜fr3を生成して出力する。ここで、光源12−1〜12−3は、連続(CW:Continuous Wave)光を出力するようにしてもよいし、所定のパターンの信号を送信するようにしてもよい。
【0027】
なお、信号光fs1〜fsnがデータ(または、情報)を伝送するために使用されるのに対し、参照光fr1〜fr3は、本来的には、各中継局30においてラマン増幅動作を制御するために使用される。しかし、実施形態の光伝送システムにおいては、参照光fr1〜fr3を利用してデータ(または、情報)を伝送するようにしてもよい。ただし、参照光fr1〜fr3は、各中継局30においてラマン増幅動作を制御するために使用されるので、基本的に、停止することは許されない。このため、参照光fr1〜fr3を利用してデータ(または、情報)を伝送することを許容するシステムにおいては、例えば、図4に示すように、セレクタ15を用いて「送信すべきデータ」または「固定パターンデータ」が選択される機能を備えている。なお、図4では、LDで直接変調する場合を示しているが、光変調器による外部変調による場合においても上述のようにデータの有無さらには変調の有無を含めて選択できるようにすることを想定する。そして、この場合、光源12(12−1〜12−3)は、送信すべきデータが与えられたときはそのデータを送信し、送信すべきデータが与えられないときは固定パターンデータ(あるいは、無変調)を送信する。
【0028】
図5は、各中継局30が備える制御回路の構成図である。制御回路33は、A/D変換器41、DSP42、D/A変換器43、増幅器44−1〜44−3、パワートランジスタ45−1〜45−3を備える。A/D変換器41は、光スペクトラムアナライザ32により検出された参照光fr1〜fr3の光パワー値をデジタルデータに変換してDSP42に渡す。なお、光スペクトラムアナライザ32がデジタル出力インタフェースを備えている場合は、A/D変換器41は不要であり、光スペクトラムアナライザ32により検出された参照光fr1〜fr3の光パワー値はそのままDSP42に渡される。
【0029】
DSP42は、予め決められているアルゴリズムに従って、励起光源2を制御するために必要な指令値を算出する。ここで、DSP42により実行されるアルゴリズムは、3つの励起光fp1〜fp3および3つの参照光fr1〜fr3を用いて制御ループを形成するものとすると、例えば、下式に従う。
【0030】
【数1】
Figure 0004138551
【0031】
この関係式において、「Pr1」〜「Pr3」は、光スペクトラムアナライザ32により検出された参照光fr1〜fr3の光パワー値を表す。また、「Psref」は、目標とする出力レベル(目標光パワー)を表す。なお、「Psref」は、予め決められた固定値である。さらに、マトリクスA(A11〜A33)の各要素は、シミュレーション等により予め算出された利得係数である。そして、「ΔPp1」〜「ΔPp3」は、励起光fp1〜fp3の変動量を表す。
【0032】
DSP42は、この関係式を用いて励起光fp1〜fp3についてフィードバック制御を行う。そして、「Pr1」〜「Pr3」がそれぞれ「Psref」に対して所定の誤差範囲内に収まったときに、制御ループが収束したものとみなされる。
【0033】
DSP42は、上述の関係式に従って変動量「ΔPp1」〜「ΔPp3」を求めると、その変動量を用いて励起光fp1〜fp3の光パワーを設定する設定値を算出する。すなわち、下記の演算を行う。なお、「Pp1(n)」〜「Pp3(n)」は、前回の設定値であり、「Pp1(n+1)」〜「Pp3(n+1)」は、新たな設定値である。
Pp1(n+1)=Pp1(n)+ΔPp1
Pp2(n+1)=Pp2(n)+ΔPp2
Pp3(n+1)=Pp3(n)+ΔPp3
D/A変換器43は、DSP42により算出された設定値(励起光fp1〜fp3の光パワーを指示する設定値)をそれぞれアナログ値に変換し、対応する増幅器44−1〜44−3に与える。増幅器44−1〜44−3は、それぞれ、DSP42から与えられたアナログ値を増幅する。そして、パワートランジスタ45−1〜45−3は、それぞれ、増幅器44−1〜44−3の出力に対応する電流を生成する。
【0034】
励起光源2は、増幅器44−1〜44−3が生成する電流により駆動される。すなわち、励起光fp1を生成するためのレーザダイオードは、増幅器44−1が生成する電流により駆動される。同様に、励起光fp2、fp3を生成するためのレーザダイオードは、それぞれ、増幅器44−2、44−3が生成する電流により駆動される。
【0035】
このように、制御回路33は、参照光fr1〜fr3を利用して励起光fp1〜fp3の光パワーを制御する。このとき、各励起光fp1〜fp3の光パワーは、例えば、参照光fr1〜fr3の光パワーが等化されるように調整される。したがって、実施形態の光伝送システムでは、信号光fs1〜fsnの配置にかかわらず、常に、適切なラマン増幅が行われる。
【0036】
なお、ラマン増幅を利用する光伝送システムにおいて広い信号帯域を効率的に得るためには、一般に、複数の励起光p1〜fp3が、適切な周波数間隔または波長間隔で配置される。このため、これらの励起光p1〜fp3に起因するラマン利得がピークとなる波長に複数の参照光fr1〜fr3を配置すると、図6に示すように、それらの参照光fr1〜fr3は、結果的に、WDM光の信号帯域のほぼ全域に渡って適切な周波数間隔または波長間隔で配置されることになる。そして、実施形態の光伝送システムでは、これらの参照光fr1〜fr3を利用してラマン増幅が制御される。したがって、WDM光に含まれる信号光の数が少ない場合(図6では、4つの信号光fs1〜fs4のみが使用されている)、あるいは、WDM光に含まれる信号光の配置が偏っている場合(図6では、信号帯域の中の短い波長領域にのみ信号光が配置されている)であっても、好適なラマン増幅が得られる。すなわち、全信号帯域に渡って、利得を等化することができる。
【0037】
また、実施形態のシステムでは、励起光p1〜fp3に起因するラマン利得がピークとなる波長に参照光fr1〜fr3が配置されているので、励起光p1〜fp3を調整することによって比較的容易に所望の利得チルトを得ることができる。
【0038】
さらに、上述の実施例では、参照光fr1〜fr3を利用してWDM光の信号帯域の利得を等化する制御を行っているが、この参照光は、WDM光の全出力パワーを制御するために用いられてもよい。この場合、制御回路33は、例えば、図7に示すように、等化制御部51およびALC(Automatic Level Control)部52を備える。ここで、等化制御部51は、上述のようにして励起光源2が生成する励起光fp1〜fp3を制御する。一方、ALC部52は、光スペクトラムアナライザ32により検出された参照光fr1〜fr3の各光パワーの平均値を算出する。
【0039】
そして、ALC部52は、例えば、その平均値に基づいて等価制御部51の計算結果を補正するようにしてもよい。この場合、制御回路33は、参照光fr1〜fr3の各光パワーだけでなく、それらの平均値にも基づいて励起光p1〜fp3を制御することになる。この結果、ラマン増幅の利得が等化されると同時に、WDM光の出力パワーが所望のレベルに保持されるようになる。
【0040】
なお、ALC制御部52は、例えば、参照光fr1〜fr3の各光パワーの平均値が、予め決められている1チャネル当たりの目標出力パワーに一致するように、光減衰器(ATT)53における減衰量を制御するようにしてもよい。
【0041】
このように、WDM光から参照光fr1〜fr3のみを抽出し、それらの参照光を利用してWDM光の全出力パワー(または、WDM光に含まれている各信号光の光パワー)を推定する方式によれば、WDM光に含まれている信号光の数が少ない場合であっても、WDM光の光パワーを精度よくモニタできる。
【0042】
すなわち、従来のシステムのように、1つのフォトダイオードを用いてWDM光の光パワーを検出しようとすると、信号光の光パワーだけでなく、ASE等の雑音に起因する光パワーも全帯域に渡って検出してしまう。例えば、図8(a)に示す例では、信号光が1つだけ存在する場合であっても、斜線領域すべての光パワーを検出してしまうので、信号光の光パワーを正しく検出することができない。
【0043】
一方、実施形態の方式では、各参照光を含む狭い帯域の光パワーが検出されるので、雑音の影響を受けにくい。すなわち、実施形態の方式では、図8(b)に示す斜線領域の光パワーのみが検出されるので、参照光の光パワーを正確に検出でき、これによってWDM光(または、WDM光に含まれる各信号光)の光パワーを正確に検出できる。
【0044】
図9は、他の実施形態の光伝送システムの中継局の構成図である。ここで、この中継局は、信号帯域を増幅するためのエルビウム添加ファイバ光増幅器(EDFA)61を備えている。すなわち、このシステムでは、ラマン増幅器およびエルビウム添加ファイバ光増幅器が混在する。そして、ラマン増幅器およびエルビウム添加ファイバ光増幅器61の関係は、図10に示すようになっているものとする。
【0045】
エルビウム添加ファイバ光増幅器61およびラマン増幅器は、図10に示すように、信号帯域を増幅するように設計される。ここで、ラマン増幅器による利得は、励起光fp1〜fp3により得られている。そして、信号帯域全体に渡ってフラットなラマン利得を得ようとすると、しばしば、複数の励起光の中の一部の励起光に起因するラマン利得がピークとなる周波数が信号帯域の外に位置することがある。図10に示す例では、励起光fp1に起因するラマン利得がピークとなる周波数が信号帯域の外に位置している。
【0046】
ところが、実施形態の光伝送システムでは、各励起光fp1〜fp3に起因するラマン利得がピークとなる周波数にそれぞれ参照光fr1〜fr3が設定される。すなわち、図10に示す例においては、参照光fr1は、信号帯域の外に位置することになり、エルビウム添加ファイバ光増幅器61によっては増幅されない、あるいは増幅量が不十分となることになる。したがって、このままでは、参照光fr1は、他の参照光fr2、fr3と比較して光パワーが弱くなってしまう
このため、この実施形態のシステムでは、各中継局(または、全中継局の中のいくつかの中継局)に、参照光fr1と同じ周波数の補助光を生成するための補助光源(LD)62、およびその補助光源62により生成される補助光をWDM光に合波するWDMカプラ63が設けられている。そして、このようにして参照光fr1と同じ周波数の補助光が供給されることにより、エルビウム添加ファイバ光増幅器61によって増幅されない参照光fr1の光パワーが、他の参照光fr2、fr3と同じレベルになるように調整される。
【0047】
また、さらに光スペクトラムアナライザ32と光分岐カプラ31との間にWDMカプラ71を設置し、これにより信号帯域外の参照光fp1のパワーの一部を選択してフォトダイオード72に導き、監視信号中継器73によって中継増幅される際に補助光源62で監視信号データを載せてWDMカプラ63を通して合波することで信号帯域外参照光に監視信号光を載せることも可能である。
【0048】
なお、図1または図9に示す例では、各参照光fr1〜fr3の光パワーを検出するための回路(検出手段)として、光スペクトラムアナライザ32が用いられているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0049】
図11は、参照光の光パワーを検出するための回路の実施例である。ここで、この検出回路70は、図1または図9に示した光スペクトラムアナライザ32の代わりの設けられる。すなわち、検出回路70は、分岐カプラ31により分岐されたWDM光が与えられ、そのWDM光に含まれている参照光fr1〜fr3の光パワーを検出して制御回路33に通知する。
【0050】
検出回路70は、参照光fr1〜fr3を選択的に反射する反射素子71−1〜71−3を備える。ここで、反射素子71−1〜71−3は、それぞれ、例えば、ファイバブラッググレーティングにより実現される。そして、反射素子71−1は、参照光fr1が設定されている周波数の光のみを反射する。同様に、反射素子71−2、71−3は、それぞれ、参照光fr2、fr3が設定されている周波数の光のみを反射する。なお、検出回路70は、無反射終端部74により終端されている。
【0051】
反射素子71−1により反射された光(すなわち、参照光fr1)は、光デバイス72−1によりフォトダイオード73−1に導かれる。ここで、この光デバイス72−1は、例えば、光分岐カプラまたは光サーキュレータ等により実現することができる。そして、フォトダイオード73−1によって参照光fr1の光パワーが検出される。同様に、反射素子71−2、71−3によって反射された参照光fr2、fr3は、光デバイス72−2、72−3によってフォトダイオード73−2、73−3に導かれる。そして、フォトダイオード73−2、73−3により参照光fr2、fr3の光パワーが検出される。
【0052】
このように、図11に示す検出回路は、シンプルな光部品を組み合わせることにより実現されるので、光スペクトラムアナライザ32を利用する構成と比較して低コスト化が図れる。
【0053】
図12は、図11に示す検出回路の変形例である。この検出回路は、予め決められた波長のみを選択的に通過させる波長分離フィルタ75を備える。この例では、波長分離フィルタ75は、参照光fr1〜fr3のみを通過させる。そして、これらの参照光fr1〜fr3は、それぞれ、対応するフォトダイオード73−1〜73−3に導かれる。
【0054】
なお、図1〜図12に示した実施例では、3波の励起光fp1〜fp3によってラマン増幅を実現しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、互いに波長の異なる複数の励起光を利用するシステムであれば適用可能である。
【0055】
(付記1)ラマン増幅器を利用して送信局から受信局へWDM光を伝送する光伝送システムであって、
上記ラマン増幅器は、
光増幅媒体と、
互いに波長の異なる複数の励起光を生成する励起光源と、
上記複数の励起光を上記光増幅媒体に導く光デバイスと、
上記励起光源を制御する制御手段を備え、
上記送信局は、上記複数の励起光により得られる各ラマン利得がそれぞれピークとなる波長またはその近傍の波長を持った複数の参照光を送出し、
上記制御手段は、上記複数の参照光の光パワーに基づいて上記複数の励起光を制御する
ことを特徴とする光伝送システム。
【0056】
(付記2)ラマン増幅器を利用して送信局から受信局へWDM光を伝送する光伝送システムであって、
上記ラマン増幅器は、
光増幅媒体と、
互いに波長の異なる複数の励起光を生成する励起光源と、
上記複数の励起光を上記光増幅媒体に導く光デバイスと、
上記励起光源を制御する制御手段を備え、
上記送信局は、上記複数の励起光に対してそれぞれラマンシフト周波数だけシフトした周波数またはその近傍の周波数で対応する複数の参照光を送出し、
上記制御手段は、上記複数の参照光の光パワーに基づいて上記複数の励起光を制御する
ことを特徴とする光伝送システム。
【0057】
(付記3)付記1または2に記載の光伝送システムであって、
上記送信局は、上記複数の参照光の中の少なくとも一部を利用して上記受信局へ情報を送信する。
【0058】
(付記4)付記1に記載の光伝送システムであって、
上記WDM光が予め決められた周波数間隔が定義されている周波数グリッド上に配置される場合に、上記複数の参照光は、それぞれ、上記励起光に基づいて決められる波長に対応する周波数に最も近接するグリッド上に配置される。
【0059】
(付記5)付記2に記載の光伝送システムであって、
上記WDM光が予め決められた周波数間隔が定義されている周波数グリッド上に配置される場合に、上記複数の参照光は、それぞれ、上記励起光に基づいて決められる周波数に最も近接するグリッド上に配置される。
【0060】
(付記6)付記1または2に記載の光伝送システムであって、
上記WDM光に含まれている上記複数の参照光の光パワーを検出する検出手段をさらに有し、
上記制御手段は、上記検出手段により検出される複数の参照光の光パワーが等化されるように上記複数の励起光の光パワーを制御する。
【0061】
(付記7)付記6に記載の光伝送システムであって、
上記検出手段は、光スペクトラムアナライザである。
(付記8)付記6に記載の光伝送システムであって、
上記検出手段は、
上記複数の参照光を選択的に反射する反射手段と、
上記反射手段により反射された参照光を電気信号に変換する受光手段、
を備える。
【0062】
(付記9)付記1または2に記載の光伝送システムであって、
上記制御手段は、上記複数の参照光の各光パワーの平均値に基づいて上記複数の励起光を制御する。
【0063】
(付記10)付記1または2に記載の光伝送システムであって、
上記制御手段は、上記複数の参照光の各光パワーの平均値に基づいて上記WDM光の出力パワーを制御する。
【0064】
(付記11)ラマン増幅を利用して送信局から中継局を介して受信局へWDM光を伝送する光伝送システムであって、
上記中継局は、
互いに波長の異なる複数の励起光を生成する励起光源と、
上記複数の励起光を光増幅媒体に導く光デバイスと、
上記励起光源を制御する制御手段、を備え、
上記送信局は、上記複数の励起光により得られる各ラマン利得がそれぞれピークとなる波長またはその近傍の波長を持った複数の参照光を生成する参照光生成手段を有し、
上記中継局は、さらに、
上記WDM光を増幅する集中型光増幅器と、
上記複数の参照光の中で上記集中型光増幅器の利得帯域の外に位置する参照光と同じ波長の補助光を上記WDM光に合波する補助光供給手段、を備え
上記制御手段は、上記複数の参照光の光パワーに基づいて上記複数の励起光を制御する
ことを特徴とする光伝送システム。
【0065】
(付記12)ラマン増幅を利用して送信局から中継局を介して受信局へWDM光を伝送する光伝送システムであって、
上記中継局は、
互いに波長の異なる複数の励起光を生成する励起光源と、
上記複数の励起光を光増幅媒体に導く光デバイスと、
上記励起光源を制御する制御手段、を備え、
上記送信局は、上記複数の励起光により得られる各ラマン利得がそれぞれピークとなる波長またはその近傍の波長を持った複数の参照光を生成する参照光生成手段を有し、
上記制御手段は、上記複数の参照光の光パワーに基づいて上記複数の励起光を制御する
ことを特徴とする光伝送システム。
【0066】
(付記13)送信局から受信局へ複数の信号光および複数の参照光を含むWDM光を伝送する光伝送システムにおいて上記WDM光を増幅するラマン増幅器であって、
光増幅媒体と、
互いに波長の異なる複数の励起光を生成する励起光源と、
上記複数の励起光を上記光増幅媒体に導く光デバイスと、
上記複数の参照光の光パワーに基づいて上記複数の励起光を制御する制御手段を備え、
上記複数の参照光が、上記複数の励起光により得られる各ラマン利得がそれぞれピークとなる波長またはその近傍の波長に配置されることを特徴とするラマン増幅器。
【0067】
(付記14)互いに波長の異なる複数の励起光を用いるラマン増幅器を利用して送信局から受信局へWDM光を伝送する光伝送方法であって、
上記送信局は、上記複数の励起光により得られる各ラマン利得がそれぞれピークとなる波長またはその近傍の波長を持った複数の参照光を上記WDM光の一部として送出し、
上記ラマン増幅器は、上記複数の参照光の光パワーに基づいて上記複数の励起光を制御する
ことを特徴とする光伝送方法。
【0068】
(付記15)付記11に記載の光伝送システムであって、
上記中継局は、
上記複数の参照光のうち上記集中型光増幅器の利得帯域の外に位置する帯域外参照光に監視情報を載せ、中継局でこの参照光を電気信号に変換し、さらに光信号に変換して上記WDM光に合波する補助光供給手段、を備え、
上記制御手段は、上記帯域外参照光を含む上記複数の参照光の光パワーに基づいて上記複数の励起光を制御し、さらに、上記帯域外参照光を用いて中継局を遠隔制御して状態を監視する情報を中継伝送する
ことを特徴とする光伝送システム。
【0069】
【発明の効果】
本発明によれば、ラマン増幅を利用する光伝送システムにおいて、WDM光の中に含まれる信号光の数や配置が変化した場合であっても、常に、利得の波長特性を精度よく制御できる。また、WDM光の中に含まれる信号光の数が少ない場合であっても、ASE等の雑音累積の影響を抑えながらWDM光の出力パワーを正確にモニタできる。さらに、ラマン増幅器の動作の管理が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の光伝送システムの構成図である。
【図2】参照光の配置方法について説明する図である。
【図3】送信局の構成図である。
【図4】参照光を利用してデータを伝送する場合の送信回路の例である。
【図5】各中継局が備える制御回路の構成図である。
【図6】実施形態の光伝送システムの効果を説明する図である。
【図7】WDM光の光パワーに基づいて動作する中継局の実施例である。
【図8】(a)は従来技術における光検出、(b)は実施形態の光検出について説明する図である。
【図9】他の実施形態の光伝送システムの中継局の構成図である。
【図10】ラマン増幅器とエルビウム添加ファイバ光増幅器との関係を説明するための図である。
【図11】参照光の光パワーを検出するための装置の実施例である。
【図12】図11に示す検出回路の変形例である。
【図13】一般的なラマン増幅器を用いた光伝送システムの構成図である。
【符号の説明】
1 伝送路光ファイバ(光増幅媒体)
2 励起光源
3 WDMカプラ
10 送信局
20 受信局
30 中継局
32 光スペクトラムアナライザ
33 制御回路
42 DSP
61 エルビウム添加ファイバ光増幅器(EDA)
62 補助光源
70 検出回路
71−1〜71−3 反射素子
73−1〜73−3 フォトダイオード
75 波長分離フィルタ

Claims (2)

  1. ラマン増幅を利用して送信局から中継局を介して受信局へWDM光を伝送する光伝送システムであって、
    上記中継局は、
    互いに波長の異なる複数の励起光を生成する励起光源と、
    上記複数の励起光を光増幅媒体に導く光デバイスと、
    上記励起光源を制御する制御手段、を備え、
    上記送信局は、上記複数の励起光により得られる各ラマン利得がそれぞれピークとなる波長またはその近傍の波長を持った複数の参照光を生成する参照光生成手段を有し、
    上記中継局は、さらに、
    上記WDM光を増幅する集中型光増幅器と、
    上記複数の参照光の中で上記集中型光増幅器の利得帯域の外に位置する参照光と同じ波長の補助光を上記WDM光に合波する補助光供給手段、を備え
    上記制御手段は、上記複数の参照光の光パワーに基づいて上記複数の励起光を制御する
    ことを特徴とする光伝送システム。
  2. 請求項に記載の光伝送システムであって、
    上記中継装置は、
    上記複数の参照光のうち上記集中型光増幅器の利得帯域の外に位置する帯域外参照光に監視情報を載せ、中継局でこの参照光を電気信号に変換し、さらに光信号に変換して上記WDM光に合波する補助光供給手段、を備え、
    上記制御手段は、上記帯域外参照光を含む上記複数の参照光の光パワーに基づいて上記複数の励起光を制御し、さらに、上記帯域外参照光を用いて中継局を遠隔制御して状態を監視する情報を中継伝送する
    ことを特徴とする光伝送システム。
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