JP4361032B2

JP4361032B2 - 光ファイバ通信システム

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Publication number: JP4361032B2
Application number: JP2005059327A
Authority: JP
Inventors: 浩次増田; 章平野; 宮本　　裕
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2005-03-03
Filing date: 2005-03-03
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2025-03-03
Also published as: JP2006246053A

Description

本発明は、光信号を、伝送路であるところの市中に敷設した光ファイバ中で光増幅する分布ラマン増幅システムに関する。

波長多重（ＷＤＭ）の光ファイバ通信システムで用いられる従来技術の分布ラマン増幅システム（ＤＲＡシステム）の構成例を図９に示す。光ファイバであるところの市中に敷設した伝送路光ファイバ３Ａを、信号光伝播方向に関して上流の線形中継器２００Ａから発した励起光で励起し、ラマン増幅作用により、ＷＤＭ信号光を分布的に増幅している。

線形中継器２００Ａは、前記信号光を集中的に増幅する光増幅部１１０Ａ、前記励起光を発出する励起光源１１２Ａ、その励起光源１１２Ａを一定の出力パワーで駆動する制御回路１１１Ａ、前記励起光を信号光と合波する合波器１１３Ａとを有する。

下流の線形中継器２０１Ａも線形中継器２００Ａと同じ構成を有する。また、線形中継器２００Ａは光送信器であってもよく、線形中継器２０１Ａは光受信器であってもよい。

前記ラマン増幅による信号光のラマン利得は、前記光ファイバの種類や敷設状況および前記光ファイバに入力する励起光パワーに依存して変化する。ところが、上記従来技術では、励起光源から発出する励起光のパワーを一定とするため、伝送路毎の前記光ファイバの種類や敷設状況によって、伝送路毎にラマン利得が変化する。

また、図９の線形中継器内では、励起光源１１２Ａから伝送路光ファイバ３Ａまでの励起光の結合損失が、それらの間に存在する光コネクタやその他の光部品の個数や種類によって変化するため、やはり伝送路毎にラマン利得が変化する。

このラマン利得のばらつきにより、伝送路毎の信号光品質劣化や、システム管理の困難が生じるという欠点が生じる。ただし、前記信号光品質劣化は、信号光の非線形劣化や信号対雑音比劣化に起因する。

本発明は、このような背景の下に行われたものであって、ラマン利得を、各伝送路もしくは線形中継器の状態によらず、所期の値に設置できる光ファイバ通信システムを提供することを目的とする。

本発明は、光ファイバ通信システムであって、本発明の特徴とするところは、順方向の信号光伝播方向に関し上流の順方向線形中継器と、順方向の信号光伝播方向に関し下流の順方向線形中継器と、前記上流の順方向線形中継器から前記下流の順方向線形中継器に伝播する信号光をラマン増幅する順方向伝送路光ファイバと、この順方向伝送路光ファイバを信号光伝播方向と同じ方向から励起する励起光を発出する励起光源と、前記順方向伝送路光ファイバ中での信号光のラマン利得を検出するラマン利得検出回路と、このラマン利得検出回路で得られたラマン利得と所期のラマン利得目標値との差を誤差信号として前記誤差信号がゼロとなるように前記励起光源を制御する制御回路とを備えたことを特徴とする。

例えば、前記ラマン利得検出回路は、前記上流の順方向線形中継器内に設置されたプローブ光源と、このプローブ光源から発出したプローブ光を前記上流の順方向線形中継器内で信号光と合波する第一の合波器と、この第一の合波器を発出し、前記順方向伝送路光ファイバを伝播したプローブ光を前記下流の順方向線形中継器内で信号光から分波する第一の分波器と、この第一の分波器を発出したプローブ光を受光し、ラマン利得を検出するプローブ光受光器と、前記順方向伝送路光ファイバと同じ伝送区間で逆方向ルートの逆方向伝送路光ファイバと、この逆方向伝送路光ファイバの信号光伝播方向に関し上流の逆方向線形中継器と、前記逆方向伝送路光ファイバの信号光伝播方向に関し下流の逆方向線形中継器と、前記上流の逆方向線形中継器に設置され、前記プローブ信号受光器で得られたラマン利得に基づいて監視光を発出する監視光光源と、この監視光光源から発出した監視光を前記逆方向ルートを伝播する信号光と合波する第二の合波器と、この第二の合波器を発出し、前記逆方向伝送路光ファイバを伝播した監視光を前記下流の逆方向線形中継器内で信号光から分波する第二の分波器と、この第二の分波器を発出した監視光を受光し、ラマン利得を検出してその検出結果を前記制御回路に出力する監視光受光器とを備え、前記順方向または逆方向伝送路光ファイバは分散シフトファイバであり、前記信号光の波長帯がＬ帯であり、前記プローブ光の波長が１５２０〜１５７０ｎｍであることができる。

あるいは、前記ラマン利得検出回路は、前記順方向伝送路光ファイバ内で発生し伝播した自然放出光を前記上流の順方向線形中継器内で信号光から方向分離するサーキュレータと、このサーキュレータを発出した自然放出光から励起光のレイリー後方散乱光を除去する光フィルタと、この光フィルタを発出した自然放出光を受光し、ラマン利得を検出してその検出結果を前記制御回路に出力する自然放出光受光器とを備え、前記順方向伝送路光ファイバは分散シフトファイバであり、前記信号光の波長帯がＬ帯であり、前記光フィルタの透過帯域が１５２０〜１５６０ｎｍであることができる。

また、前記上流の順方向線形中継器または逆方向線形中継器に替えて光送信器を備え、前記下流の順方向線形中継器または逆方向中継器に替えて光受信器を備えることができる。

本発明によれば、ラマン利得を、各伝送路もしくは線形中継器の状態によらず、所期の値に設置できる。

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

本発明実施例の光ファイバ通信システムの基本構成は、図１に示すように、信号光伝播方向に関し上流の線形中継器１Ａと、信号光伝播方向に関し下流の線形中継器２Ａと、線形中継器１Ａから線形中継器２Ａに伝播する信号光をラマン増幅する伝送路光ファイバ３Ａと、この伝送路光ファイバ３Ａを信号光伝播方向と同じ方向から励起する励起光を発出する励起光源１３Ａと、伝送路光ファイバ３Ａ中での信号光のラマン利得を検出するラマン利得検出回路と、このラマン利得検出回路で得られたラマン利得と所期のラマン利得目標値との差を誤差信号として前記誤差信号がゼロとなるように励起光源１３Ａを制御する制御回路１２Ａとを備える。なお、図面には、説明に関係するブロックのみに符号を付した。

以下に示す実施例は、上記のラマン利得検出回路の構成例である。なお、図１に示す信号光伝播方向を順方向と定義する。

（第一実施例）
本発明第一実施例の光ファイバ通信システムを図１を参照して説明する。図１は、第一実施例の光ファイバ通信システムの構成を示している。第一実施例におけるラマン利得検出回路は、図１に示すように、線形中継器２Ａに設置した監視光（以下、ＯＳＣ光という）光源２１Ａと、このＯＳＣ光源２１Ａから発出したＯＳＣ光を線形中継器２Ａ内で信号光と合波する合波器２０Ａと、この合波器２０Ａを発出し、伝送路光ファイバ３Ａを逆方向に伝播した監視光を線形中継器１Ａ内で信号光から分波する分波器１０Ａと、この分波器１０Ａを発出した監視光を受光し、ラマン利得を検出してその検出結果を制御回路１２Ａに出力するＯＳＣ光受光器１１Ａとを備える。

すなわち、図９の従来技術の構成とは、以下の点が主に異なる。すなわち、本実施例では、ＯＳＣ光を用いてラマン利得（Ｇ）を検出し、その検出値（Ｇｄｅｔ）に基づいて、ラマン利得の所期の値であるターゲット値（Ｇｔｇｔ）が得られるように、励起光源からの励起光パワー（Ｐｐ）を、制御回路を用いて制御している。ＧｄｅｔとＧｔｇｔとの差が誤差信号であり、その誤差信号がゼロになる、すなわち、ＧｄｅｔがＧｔｇｔと等しくなるように制御回路でいわゆる負帰還制御を行う。

前記ＯＳＣ光は線形中継器の動作状況を監視するために用いるものである。図１では、線形中継器２Ａ内に設置したＯＳＣ光源２１Ａから変調されたＯＳＣ光を発出し、線形中継器１Ａ内に設置したＯＳＣ光受光器１１Ａで受信している。すなわち、本実施例では、ＯＳＣ光は信号光と逆方向に伝播しており、下流の線形中継器２Ａの情報を上流の線形中継器１Ａに送る形で、逐次伝送している。

ＯＳＣ光源２１Ａから出射したＯＳＣ光は、合波器２０Ａで信号光と合波され、線形中継器１Ａ内に設置した分波器１０Ａで信号光から分離され、ＯＳＣ光受光器１１Ａに導かれる。上記および後述の、各分波器および合波器は、波長領域で光を分波および合波するものである。

図１の構成において、前記励起光がオフの状態（励起光無しの状態）でのＯＳＣ光受光パワーをＰ０、励起光がオンの状態（励起光有りの状態）でのＯＳＣ光受光パワーをＰ１とすると、Ｇｄｅｔはそれら受光パワーの差（Ｐ１−Ｐ０）に比例した値となる。その比例関係における比例定数は別途求めることができる。Ｐ１はＰｐが大きいほど大きいから、ＧｄｅｔがＧｔｇｔより小さい場合には、Ｐｐを増やし、ＧｄｅｔがＧｔｇｔより大きい場合には、Ｐｐを減らす制御（負帰還制御）を行う。このとき、制御回路１２Ａから励起光源１３Ａに制御信号を送り、励起光源１３Ａを制御する。

例えば、信号光の波長域（帯域）をＬ帯（１５７０〜１６００ｎｍ）、励起光の波長を１４５０ｎｍ、ＯＳＣ光波長を１５５０ｎｍまたは１６２０ｎｍとする。１５７０ｎｍにおける信号光のラマン利得が５ｄＢのとき、１５５０ｎｍまたは１６２０ｎｍにおけるＯＳＣ光のラマン利得は、それぞれ１０ｄＢまたは２ｄＢである。したがって、１５７０ｎｍにおける信号光ラマン利得を５ｄＢとするためには、１５５０ｎｍまたは１６２０ｎｍにおけるＯＳＣ光ラマン利得を、それぞれ１０ｄＢまたは２ｄＢとなるように、励起光パワーＰｐの負帰還制御を行う。

また、各波長におけるｄＢ単位の利得は、比例関係にあるので、１５７０ｎｍにおける信号光ラマン利得を１０ｄＢとするためには、１５５０ｎｍまたは１６２０ｎｍにおけるＯＳＣ光ラマン利得を、それぞれ２０ｄＢまたは４ｄＢとなるように、励起光パワーＰｐの負帰還制御を行う。

本実施例において、ＯＳＣ光源２１Ａ、合波器２０Ａ、分波器１０Ａ、およびＯＳＣ光受光器１１Ａがラマン利得検出回路を構成している。

上記のように、本実施例によれば、ラマン利得を、各伝送路あるいは線形中継器の状態によらず、所期の値に設置できるので、従来技術の欠点を回避できる。

（第二実施例）
本発明第二実施例の光ファイバ通信システムを図２を参照して説明する。図２は、第二実施例の光ファイバ通信システムの構成を示している。第二実施例におけるラマン利得検出回路は、図２に示すように、線形中継器４Ａ内に設置したＯＳＣ光源４１Ａと、このＯＳＣ光源４１Ａから発出したＯＳＣ光を線形中継器４Ａ内で信号光と合波する合波器４０Ａと、この合波器４０Ａを発出し、伝送路光ファイバ３Ａを順方向に伝播した監視光を、線形中継器５Ａ内で信号光から分波する分波器５０Ａと、この分波器５０Ａを発出した監視光を受光し、ラマン利得を検出するＯＳＣ光受光器５１Ａと、伝送路光ファイバ３Ａと同じ伝送区間で逆方向ルートの伝送路光ファイバ３Ｂと、この伝送路光ファイバ３Ｂの信号光伝播方向に関し上流の線形中継器４Ｂと、伝送路光ファイバ３Ｂの信号光伝播方向に関し下流の線形中継器５Ｂと、線形中継器４Ｂに設置され、ＯＳＣ光受光器５１Ａで得られたラマン利得に基づいてＯＳＣ光を発出するＯＳＣ光源４１Ｂと、このＯＳＣ光源４１Ｂから発出したＯＳＣ光を前記逆方向ルートを伝播する信号光と合波する合波器４０Ｂと、この合波器４０Ｂを発出し、伝送路光ファイバ３Ｂを伝播したＯＳＣ光を線形中継器５Ｂ内で信号光から分波する分波器５０Ｂと、この分波器５０Ｂを発出したＯＳＣ光を受光し、ラマン利得を検出してその検出結果を制御回路４２Ａに出力するＯＳＣ光受光器５１Ｂとを備える。

すなわち、図１の第一実施例の構成とは、以下の点が主に異なる。すなわち、第一実施例では、ラマン利得検出に用いていたＯＳＣ光の伝播方向が信号光と逆方向であるが、本実施例ではＯＳＣ光の伝播方向が信号光と同方向である。

したがって、線形中継器４Ａ内の励起光源４３Ａからの励起光によってもたらされたラマン利得は、線形中継器４Ａから線形中継器５Ａに向かって伝播し、線形中継器５Ａ内に設置したＯＳＣ光受光器５１Ａで受光されるＯＳＣ光によって検出される。

図２では、ＥＷ（東西）ルートの線形中継器４Ａと線形中継器５Ａとの間に設置した伝送路光ファイバ３Ａ内でのラマン利得を検出している。

その利得情報は、同じ局舎内に設置された、ＷＥ（西東）ルートの線形中継器４Ｂ内のＯＳＣ光源４１Ｂに送られ、その後、ＯＳＣ光の変調信号として、ＷＥルートの線形中継器４Ｂから線形中継器５Ｂに送られる。ＷＥルートの線形中継器５Ｂ内では、その変調信号がＯＳＣ光受光器５１Ｂで受光される。

そのＯＳＣ光受光器５１Ｂで得られた利得情報は、ＷＥルートの線形中継器５Ｂと同じ局舎内にある、ＥＷルートの線形中継器４Ａ内の制御回路４２Ａに送られ、その利得情報に基づいて、励起光源４３Ａに制御信号を送り、励起光源４３Ａを制御する。

上記のように、本実施例によれば、ラマン利得を、各伝送路もしくは線形中継器の状態によらず、所期の値に設置できるので、従来技術の欠点を回避できる。

（第三実施例）
本発明第三実施例の光ファイバ通信システムを図３を参照して説明する。図３は、第三実施例の光ファイバ通信システムの構成を示している。第三実施例におけるラマン利得検出回路は、図３に示すように、伝送路光ファイバ３Ａを伝播した信号光を線形中継器７Ａ内で分岐する分岐器７０Ａと、この分岐器７０Ａにより分岐された一方の信号光から混入光を除去する光フィルタ７１Ａと、この光フィルタ７１Ａを発出した信号光を受光し、ラマン利得を検出する信号光受光器７２Ａと、伝送路光ファイバ３Ａと同じ伝送区間で逆方向ルートの伝送路光ファイバ３Ｂと、この伝送路光ファイバ３Ｂの信号光伝播方向に関し上流の線形中継器６Ｂと、伝送路光ファイバ３Ｂの信号光伝播方向に関し下流の線形中継器７Ｂと、線形中継器６Ｂに設置され、信号光受光器７２Ａで得られたラマン利得に基づいてＯＳＣ光を発出するＯＳＣ光源６１Ｂと、このＯＳＣ光源６１Ｂから発出したＯＳＣ光を前記逆方向ルートを伝播する信号光と合波する合波器６０Ｂと、この合波器６０Ｂを発出し、伝送路光ファイバ３Ｂを伝播したＯＳＣ光を線形中継器７Ｂ内で信号光から分波する分波器７０Ｂと、この分波器７０Ｂを発出したＯＳＣ光を受光し、ラマン利得を検出してその検出結果を制御回路６２Ａに出力するＯＳＣ光受光器７１Ｂとを備える。

すなわち、図２の第二実施例の構成とは、以下の点が主に異なる。すなわち、第二実施例では、ラマン利得検出用の光として、ＯＳＣ光を活用したが、本実施例では、信号光を用いている。

線形中継器７Ａに入射した信号光を、分岐器７０Ａを用いて信号光の伝送ラインから分岐している。分岐比は、例えば１：１０または１：１００である。その分岐した信号光には、かなりの量の励起光が混入しているので、光フィルタ７１Ａを用いてその励起光を除去する。また、その光フィルタ７１Ａは、一般に、特定波長または波長域の信号光を選択的に透過する。その後、その選択された信号光のラマン利得を、第一実施例と同じ方法により求める。

光フィルタ７１Ａの透過波長の例としては、ＷＤＭ信号光の波長域が１５７０〜１６００ｎｍのとき、１５７０ｎｍ、１６００ｎｍである。ＷＤＭ信号光の波長が一定でない場合には、ＷＤＭ信号光の波長情報に基づいて、光フィルタ７１Ａの透過波長を変化させればよい。

（第四実施例）
本発明第四実施例の光ファイバ通信システムを図４および図５を参照して説明する。図４は、第四実施例の光ファイバ通信システムの構成を示している。第四実施例におけるラマン利得検出回路は、図４に示すように、線形中継器８Ａ内に設置されたプローブ光源８１Ａと、このプローブ光源８１Ａから発出したプローブ光を線形中継器８Ａ内で信号光と合波する合波器８０Ａと、この合波器８０Ａを発出し、伝送路光ファイバ３Ａを伝播したプローブ光を線形中継器９Ａ内で信号光から分波する分波器９０Ａと、この分波器９０Ａを発出したプローブ光を受光し、ラマン利得を検出するプローブ光受光器９１Ａと、伝送路光ファイバ３Ａと同じ伝送区間で逆方向ルートの伝送路光ファイバ３Ｂと、この伝送路光ファイバ３Ｂの信号光伝播方向に関し上流の線形中継器８Ｂと、伝送路光ファイバ３Ｂの信号光伝播方向に関し下流の線形中継器９Ｂと、線形中継器８Ｂに設置され、プローブ光受光器９１Ａで得られたラマン利得に基づいてＯＳＣ光を発出するＯＳＣ光源８１Ｂと、このＯＳＣ光源８１Ｂから発出したＯＳＣ光を前記逆方向ルートを伝播する信号光と合波する合波器８０Ｂと、この合波器８０Ｂを発出し、伝送路光ファイバ３Ｂを伝播したＯＳＣ光を線形中継器９Ｂ内で信号光から分波する分波器９０Ｂと、この分波器９０Ｂを発出したＯＳＣ光を受光し、ラマン利得を検出してその検出結果を制御回路８２Ａに出力するＯＳＣ光受光器９１Ｂとを備える。

すなわち、図３の第二実施例の構成とは、以下の点が主に異なる。すなわち、第二実施例では、ラマン利得検出用の光として、ＯＳＣ光を活用したが、本実施例では、プローブ光を用いている。

線形中継器８Ａ内に設置したプローブ光源８１Ａから出射したプローブ光は、合波器８０Ａを用いて信号光と合波され、伝送路光ファイバ３Ａを伝播した後、線形中継器９Ａ内に設置したプローブ光受光器９１Ａにより、分波器９０Ａを介して受光される。このプローブ光は、本発明の目的であるラマン利得検出用に設置されたものであるから、他の目的で設置された、第一実施例のＯＳＣ光と異なり、その波長を任意の波長に設定できる。

図５は、伝送路光ファイバ内におけるラマン利得のスペクトル例を示しており、横軸に波長をとり、縦軸に利得をとる。信号光波長域がＬ帯（１５７０〜１６００ｎｍ）、励起光波長が１４５０ｎｍの場合である。また、伝送路光ファイバは分散シフトファイバ（ＤＳＦ）、ゼロ分散波長は１５５０ｎｍ近傍である。

図５より、ラマン利得は、１５５０ｎｍ付近にピークを有し、特に、１５２０〜１５７０ｎｍの波長域において高い値を示していることがわかった。したがって、この波長域にプローブ光波長を設定すれば、プローブ光は伝送路光ファイバ中で大きな利得を得て伝播するので、プローブ光受光器９１Ａに高いパワーレベルで入射する。したがって、プローブ光源として、安価な光源を、また、プローブ光受光器として安価な受光器を用いることができるという利点がある。

例えば、高価な高出力ＬＤ光源に代えて安価な低出力ＬＤ光源を、また、高価なＡＰＤ受光器に代えて安価なｐｉｎＰＤ受光器を用いることができる。特に、伝送路光ファイバがＤＳＦ、信号光波長域がＬ帯の場合には、励起光波長は１４５０ｎｍ近傍であるから、上記、プローブ光の波長配置が有効である。

図５は、信号光波長域がＬ帯（１５７０〜１６００ｎｍ）、伝送路光ファイバがＤＳＦの場合であるが、信号光波長域がＣ帯（１５２０〜１５７０ｎｍ）、伝送路光ファイバがノンゼロＤＳＦの場合にも同様のことが成り立つ。

（第五実施例）
本発明第五実施例の光ファイバ通信システムを図６ないし図８を参照して説明する。図６は、第五実施例の光通信システムの構成を示している。第五実施例におけるラマン利得検出回路は、図６に示すように、伝送路光ファイバ３Ａ内で発生し伝播した自然放出光（以下、ＡＳＥ光という）を線形中継器１０Ａ内で信号光から方向分離するサーキュレータ１００Ａと、このサーキュレータ１００Ａを発出したＡＳＥ光から混入光を除去する光フィルタ１０１Ａと、この光フィルタ１０１Ａを発出したＡＳＥ光を受光し、ラマン利得を検出してその検出結果を制御回路１０３Ａに出力するＡＳＥ光受光器１０２Ａとを備える。

すなわち、図１の第一実施例の構成とは、以下の点が主に異なる。第一実施例では、ラマン利得検出用の光として、ＯＳＣ光を活用したが、本実施例では、増幅されたＡＳＥ光を用いている。

そのＡＳＥ光は伝送路光ファイバ３Ａ中で発生し、その伝送路光ファイバ３Ａの両方向に伝播する。一般に、図６の線形中継器１０Ａ方向に伝播し、線形中継器１０Ａに入射するＡＳＥ光（後方ＡＳＥ光）は、線形中継器１０Ｂ方向に伝播し、線形中継器１０Ｂに入射するＡＳＥ光（前方ＡＳＥ光）より、１桁程度大きなパワーを有する。また、その後方ＡＳＥ光のパワー（ＰＡＳＥ）は、ラマン利得と１対１の対応関係を有する。

したがって、ＰＡＳＥを検出することにより、ラマン利得を求めることができる。線形中継器１０Ａに入射した後方ＡＳＥ光は、線形中継器１０Ａ内に設置されたサーキュレータ１００Ａで信号光を分離され、光フィルタ１０１Ａに入射される。その光フィルタ１０１Ａでは励起光のレイリー後方散乱光などの混入光を除去する。その光フィルタ１０１Ａを透過した後方ＡＳＥ光は、ＡＳＥ光受光器１０２Ａで受光される。

図７は、伝送路光ファイバ３Ａからサーキュレータ１００Ａを通り、光フィルタ１０１Ａへ入射する光のスペクトル（図中の光フィルタ入力）、および光フィルタ１０１Ａからの出射光スペクトル（図中の光フィルタ出力）の例を示しており、横軸に波長をとり、縦軸に光パワーをとる。ただし、励起光波長が１４４０ｎｍ、伝送路光ファイバ入力励起光パワーが３００ｍＷの場合の光スペクトルであり、波長分解能は２ｎｍ、縦軸は対数表示（ｄＢｍ）である。

前記入射光スペクトルにおいて、１４４０ｎｍにピークを有するスペクトル成分は、前記励起光レイリー後方散乱光であり、他の比較的平坦なスペクトル成分が、ＡＳＥ光成分である。この場合には、光フィルタは、概略１５２０ｎｍ以下の光を除去している。

一方、図８は、図７の光フィルタ１０１Ａからの出射光スペクトルをμＷ単位で示したものであり、横軸に波長をとり、縦軸に光パワーをとる。図７より、特に１５２０〜１５６０ｎｍの波長域においてＡＳＥ光強度が高いことがわかった。したがって、概略１５２０〜１５６０ｎｍのＡＳＥ光を、図６の構成において受光することにより、高レベルのＡＳＥ光パワーを得ることができる。受光したＡＳＥ光パワーは、約６．３μＷであった。したがって、通常の受光器を用いて、図６に示した励起光源１０４Ａの制御系を構築できる。

なお、線形中継器１Ａ、４Ａ、４Ｂ、６Ａ、６Ｂ、８Ａ、８Ｂ、１０Ａに替えて光送信器を備え、線形中継器２Ａ、５Ａ、５Ｂ、７Ａ、７Ｂ、９Ａ、９Ｂ、１０Ｂに替えて光受信器を備えても上記実施例の説明を同様に適用することができる。

本発明によれば、ラマン利得を、各伝送路もしくは線形中継器の状態によらず、所期の値に設置できるので、伝送路毎の信号光品質劣化や、システム管理の困難を回避することができる。

第一実施例の光ファイバ通信システムの構成を示す図。第二実施例の光ファイバ通信システムの構成を示す図。第三実施例の光ファイバ通信システムの構成を示す図。第四実施例の光ファイバ通信システムの構成を示す図。第四実施例におけるラマン利得スペクトルを示す図。第五実施例の光ファイバ通信システムの構成を示す図。第五実施例におけるＡＳＥ光スペクトルを示す図。第五実施例におけるＡＳＥ光スペクトルを示す図（図７の光スペクトルをμＷ単位で示したもの）。従来の光ファイバ通信システムの構成を示す図。

符号の説明

１Ａ、２Ａ、４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂ、８Ａ、８Ｂ、９Ａ、９Ｂ、１０Ａ、１０Ｂ、２００Ａ、２０１Ａ線形中継器
３Ａ、３Ｂ伝送路光ファイバ
１０Ａ、５０Ａ、５０Ｂ、７０Ｂ、９０Ａ、９０Ｂ分波器
１１Ａ、５１Ａ、５１Ｂ、７１Ｂ、９１ＢＯＳＣ光受光器
１２Ａ、４２Ａ、４２Ｂ、６２Ａ、８２Ａ、１０３Ａ、１１１Ａ制御回路
１３Ａ、４３Ａ、４３Ｂ、６１Ａ、８３Ａ、１０４Ａ、１１２Ａ励起光源
２０Ａ、４０Ａ、４０Ｂ、６０Ａ、６０Ｂ、８０Ａ、８０Ｂ、１１３Ａ合波器
２１Ａ、４１Ａ、４１Ｂ、６１Ｂ、８１ＢＯＳＣ光源
７０Ａ分岐器
７１Ａ、１０１Ａ光フィルタ
７２Ａ信号光受光器
８１Ａプローブ光源
９１Ａプローブ光受光器
１００Ａサーキュレータ
１０２ＡＡＳＥ光受光器
１１０Ａ光増幅部

Claims

順方向の信号光伝播方向に関し上流の順方向線形中継器と、
順方向の信号光伝播方向に関し下流の順方向線形中継器と、
前記上流の順方向線形中継器から前記下流の順方向線形中継器に伝播する信号光をラマン増幅する順方向伝送路光ファイバと、
この順方向伝送路光ファイバを信号光伝播方向と同じ方向から励起する励起光を発出する励起光源と、
前記順方向伝送路光ファイバ中での信号光のラマン利得を検出するラマン利得検出回路と、
このラマン利得検出回路で得られたラマン利得と所期のラマン利得目標値との差を誤差信号として前記誤差信号がゼロとなるように前記励起光源を制御する制御回路と
を備え、
前記ラマン利得検出回路は、
前記上流の順方向線形中継器内に設置されたプローブ光源と、
このプローブ光源から発出したプローブ光を前記上流の順方向線形中継器内で信号光と合波する第一の合波器と、
この第一の合波器を発出し、前記順方向伝送路光ファイバを伝播したプローブ光を前記下流の順方向線形中継器内で信号光から分波する第一の分波器と、
この第一の分波器を発出したプローブ光を受光し、ラマン利得を検出するプローブ光受光器と、
前記順方向伝送路光ファイバと同じ伝送区間で逆方向ルートの逆方向伝送路光ファイバと、
この逆方向伝送路光ファイバの信号光伝播方向に関し上流の逆方向線形中継器と、
前記逆方向伝送路光ファイバの信号光伝播方向に関し下流の逆方向線形中継器と、
前記上流の逆方向線形中継器に設置され、前記プローブ信号受光器で得られたラマン利得に基づいて監視光を発出する監視光光源と、
この監視光光源から発出した監視光を前記逆方向ルートを伝播する信号光と合波する第二の合波器と、
この第二の合波器を発出し、前記逆方向伝送路光ファイバを伝播した監視光を前記下流の逆方向線形中継器内で信号光から分波する第二の分波器と、
この第二の分波器を発出した監視光を受光し、ラマン利得を検出してその検出結果を前記制御回路に出力する監視光受光器と
を備え、
前記順方向または逆方向伝送路光ファイバは分散シフトファイバであり、
前記信号光の波長帯がＬ帯であり、
前記プローブ光の波長が１５２０〜１５７０ｎｍである
ことを特徴とする光ファイバ通信システム。
順方向の信号光伝播方向に関し上流の順方向線形中継器と、
順方向の信号光伝播方向に関し下流の順方向線形中継器と、
前記上流の順方向線形中継器から前記下流の順方向線形中継器に伝播する信号光をラマン増幅する順方向伝送路光ファイバと、
この順方向伝送路光ファイバを信号光伝播方向と同じ方向から励起する励起光を発出する励起光源と、
前記順方向伝送路光ファイバ中での信号光のラマン利得を検出するラマン利得検出回路と、
このラマン利得検出回路で得られたラマン利得と所期のラマン利得目標値との差を誤差信号として前記誤差信号がゼロとなるように前記励起光源を制御する制御回路と
を備え、
前記ラマン利得検出回路は、
前記順方向伝送路光ファイバ内で発生し伝播した自然放出光を前記上流の順方向線形中継器内で信号光から方向分離するサーキュレータと、
このサーキュレータを発出した自然放出光から励起光のレイリー後方散乱光を除去する光フィルタと、
この光フィルタを発出した自然放出光を受光し、ラマン利得を検出してその検出結果を前記制御回路に出力する自然放出光受光器と
を備え、
前記順方向伝送路光ファイバは分散シフトファイバであり、
前記信号光の波長帯がＬ帯であり、
前記光フィルタの透過帯域が１５２０〜１５６０ｎｍである
ことを特徴とする光ファイバ通信システム。
前記上流の順方向線形中継器または逆方向線形中継器に替えて光送信器を備え、前記下流の順方向線形中継器または逆方向中継器に替えて光受信器を備えた請求項１または２に記載の光ファイバ通信システム。