JP4654570B2

JP4654570B2 - Stimulated Brillouin scattering suppression device and optical fiber transmission system using the same

Info

Publication number: JP4654570B2
Application number: JP2003271457A
Authority: JP
Inventors: 喜久稲田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2003-07-07
Filing date: 2003-07-07
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2023-07-07
Also published as: JP2005033584A

Description

本発明は、光ファイバ通信の分野において光ファイバ伝送路で発生する誘導ブリルアン散乱（以下「ＳＢＳ」という。）を抑圧する、ＳＢＳ抑圧装置等に関する。 The present invention relates to an SBS suppressing device or the like that suppresses stimulated Brillouin scattering (hereinafter referred to as “SBS”) generated in an optical fiber transmission line in the field of optical fiber communication.

光ファイバ通信において良好な信号品質を得るためには、信号受信端での十分な信号対雑音比（以下「光ＳＮＲ」という。）の確保が重要である。光ＳＮＲを上げるためには、光ファイバ伝送路へ送り出す信号光のパワーを上げる必要がある。しかし、ある値（しきい値）以上にパワーを増加させると、ＳＢＳが発生することにより、光ファイバ伝送路へ送出した信号光の多くが反射してしまう。これにより、光ファイバ伝送路の入射パワーが結果的に制限される。しかも、ＳＢＳが存在した条件下では、受信信号は大きく歪んでしまうので、伝送品質が大きく劣化する。このＳＢＳによる伝送劣化を避けるために、光ファイバ伝送路への入射パワーは人為的にも制限される。 In order to obtain good signal quality in optical fiber communication, it is important to ensure a sufficient signal-to-noise ratio (hereinafter referred to as “optical SNR”) at the signal receiving end. In order to increase the optical SNR, it is necessary to increase the power of the signal light sent to the optical fiber transmission line. However, when the power is increased beyond a certain value (threshold value), most of the signal light transmitted to the optical fiber transmission line is reflected due to the occurrence of SBS. As a result, the incident power of the optical fiber transmission line is limited as a result. In addition, under the condition where SBS exists, the received signal is greatly distorted, so that the transmission quality is greatly degraded. In order to avoid the transmission deterioration due to the SBS, the incident power to the optical fiber transmission line is artificially limited.

一方、このＳＢＳの発生を抑制する技術として、半導体レーザ光源から出力されるレーザ光を位相変調又は周波数変調する技術が知られている（例えば下記特許文献１）。このとき、半導体レーザ光源では、変調信号源によって変調された駆動電流に従って活性層の屈折率を変化させることにより、レーザ光の位相変調又は周波数変調が行われる。 On the other hand, as a technique for suppressing the occurrence of SBS, a technique for phase-modulating or frequency-modulating laser light output from a semiconductor laser light source is known (for example, Patent Document 1 below). At this time, in the semiconductor laser light source, the phase modulation or the frequency modulation of the laser light is performed by changing the refractive index of the active layer according to the drive current modulated by the modulation signal source.

再公表特許ＷＯ００／６２３８２号公報Republished patent WO00 / 62382

しかしながら、従来のＳＢＳ抑制技術は、位相変調又は周波数変調を使用することにより、構成が極めて複雑になっていた。 However, the conventional SBS suppression technique has a very complicated configuration by using phase modulation or frequency modulation.

そこで、本発明の目的は、簡単な構成でＳＢＳの発生を抑制でき、これにより光ファイバ伝送路へ送出する信号光パワーの上限値を大幅に増加することのできる、ＳＢＳ抑圧装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an SBS suppressing device that can suppress the occurrence of SBS with a simple configuration and can thereby greatly increase the upper limit of signal light power transmitted to an optical fiber transmission line. It is in.

本発明に関連するＳＢＳ抑圧装置は、光ファイバ伝送路の送信側に設けられるＳＢＳ抑圧装置であって、信号光を増幅する光増幅器と、この光増幅器で増幅された信号光を自己位相変調（以下「ＳＰＭ」という。）によりスペクトル幅を広げて前記光ファイバ伝送路へ出力するスペクトル幅拡大用光ファイバとを備えたものである。 An SBS suppression device related to the present invention is an SBS suppression device provided on the transmission side of an optical fiber transmission line, and an optical amplifier that amplifies signal light, and signal light amplified by this optical amplifier is self-phase modulated ( (Hereinafter referred to as “SPM”), and a spectral width expanding optical fiber that widens the spectral width and outputs it to the optical fiber transmission line.

ＳＰＭは、信号光強度があるしきい値（例えば数ｍＷ）よりも高くなった場合に発生する非線形現象の一種であり、信号光のスペクトル幅を広げる。一方、ＳＢＳは、前述したように、単位周波数当たりの信号光強度があるしきい値（例えば１０ｍＷ）よりも高くなった場合に発生する非線形現象の一種であり、これにより光ファイバ伝送路への入射パワーが制限される。本発明では、ＳＰＭを利用して信号光自身の光スペクトル幅を広げることにより、単位周波数当たりの信号光強度が全体的に低くなるので、ＳＢＳが抑圧される。 SPM is a kind of nonlinear phenomenon that occurs when the signal light intensity becomes higher than a certain threshold value (for example, several mW), and widens the spectrum width of the signal light. On the other hand, as described above, SBS is a kind of nonlinear phenomenon that occurs when the signal light intensity per unit frequency becomes higher than a certain threshold value (for example, 10 mW). Incident power is limited. In the present invention, the SBS is suppressed because the signal light intensity per unit frequency is reduced as a whole by widening the optical spectrum width of the signal light itself using the SPM.

また、本発明に関連するＳＢＳ抑圧装置において、前記光増幅器は、前記スペクトル幅拡大用光ファイバで前記ＳＰＭが発生する強度である第一のしきい値以上かつ前記スペクトル幅拡大用光ファイバでＳＢＳが発生する強度である第二のしきい値以下に前記信号光を増幅する、というものである。 Further, in the SBS suppressing device according to the present invention, the optical amplifier has a first threshold value which is an intensity generated by the SPM in the spectrum-width-enlarging optical fiber and is SBS in the spectrum-width-enhancing optical fiber. The signal light is amplified to a value equal to or lower than a second threshold value, which is the intensity of occurrence of.

スペクトル幅拡大用光ファイバにおいて一定のＳＰＭを発生させるためには、ある程度の大きさの信号光強度が必要である。しかし、信号光強度が大き過ぎると、スペクトル幅拡大用光ファイバにおいて過剰なＳＢＳが発生することにより、信号光の波形が歪む。そこで、光増幅器は、信号光を大き過ぎず小さ過ぎず適度な強度に増幅して、スペクトル幅拡大用光ファイバへ出力する。 In order to generate a certain SPM in the optical fiber for expanding the spectrum width, a certain level of signal light intensity is required. However, if the signal light intensity is too high, excessive SBS is generated in the optical fiber for expanding the spectrum width, so that the waveform of the signal light is distorted. Therefore, the optical amplifier amplifies the signal light to an appropriate intensity without being too small and not too small, and outputs the amplified signal light to the optical fiber for expanding the spectrum width.

請求項２記載のＳＢＳ抑圧装置は、本発明に係るＳＢＳ抑圧装置（後述）において、前記スペクトル幅拡大用光ファイバは分散シフト光ファイバである、というものである。 According to a second aspect of the present invention, in the SBS suppression device according to the present invention (described later), the spectrum-width-enlarging optical fiber is a dispersion-shifted optical fiber.

分散シフト光ファイバとは、波長分散が例えば波長１．５５μｍ帯で零となるようにしたシングルモード光ファイバのことである。この場合、波長１．５５μｍ帯において信号光の光スペクトル幅がＳＰＭによって広がっても、波長分散が零であることから、波形の歪みが抑えられる。 The dispersion-shifted optical fiber is a single mode optical fiber in which the chromatic dispersion is zero in the wavelength 1.55 μm band, for example. In this case, even if the optical spectrum width of the signal light is widened by SPM in the wavelength 1.55 μm band, waveform distortion is suppressed because the wavelength dispersion is zero.

請求項３記載のＳＢＳ抑圧装置は、本発明に係るＳＢＳ抑圧装置（後述）において、前記スペクトル幅拡大用光ファイバは正分散シフト光ファイバと負分散シフト光ファイバとを直列接続したものである、というものである。 The SBS suppressing device according to claim 3 is the SBS suppressing device (described later) according to the present invention, wherein the optical fiber for spectral width expansion is a series connection of a positive dispersion shifted optical fiber and a negative dispersion shifted optical fiber. That's it.

正分散シフト光ファイバと負分散シフト光ファイバとを直列接続すると、それぞれの波長分散が相殺される（零となることが望ましい。）ので、波形の歪みが抑えられる。 When a positive dispersion shifted optical fiber and a negative dispersion shifted optical fiber are connected in series, the respective wavelength dispersions are canceled (desirably zero), so that waveform distortion can be suppressed.

本発明に係るＳＢＳ抑圧装置は、光ファイバ伝送路の送信側に設けられる誘導ブリルアン散乱抑圧装置であって、信号光を増幅する第一光増幅器と、この第一光増幅器で増幅された信号光を自己位相変調によりスペクトル幅を広げて出力するスペクトル幅拡大用光ファイバと、このスペクトル幅拡大用光ファイバからの第一の戻り光の強度を検出する第一戻り光検出手段と、前記スペクトル幅拡大用光ファイバから出力された信号光を増幅する第二光増幅器の出力側に接続された前記光ファイバ伝送路からの第二の戻り光の強度を検出する第二戻り光検出手段と、前記スペクトル幅拡大用光ファイバにおいて信号光の波形が歪むほどの誘導ブリルアン散乱が発生することに対応する前記第一の戻り光の強度を第一のしきい値とし、前記光ファイバ伝送路において信号光の波形が歪むほどの誘導ブリルアン散乱が発生することに対応する前記第二の戻り光の強度を第二のしきい値としたとき、前記第一戻り光検出手段で検出された前記第一の戻り光の強度が前記第一しきい値以下になる範囲、かつ、前記第二戻り光検出手段で検出された前記第二の戻り光の強度が前記第二しきい値以下になる範囲で、前記第一光増幅器の増幅率を上げる制御手段と、を備えたというものである。 SBS suppression apparatus according to the present invention is a stimulated Brillouin scattering suppression device provided on the transmission side of the optical fiber transmission line, a first optical amplifier for amplifying signal light, amplified signal light in the first optical amplifier An optical fiber for extending the spectral width by self-phase modulation and outputting, a first return light detecting means for detecting the intensity of the first return light from the optical fiber for expanding the spectral width, and the spectral width a second return light detecting means for detecting a second intensity of the return light from the second optical amplifier the optical fiber transmission line connected to the output side of the amplifying signal light output from the enlarged optical fiber, wherein the intensity of the first return beam that stimulated Brillouin scattering corresponds to generating enough waveform of the signal light is distorted in the spectrum broadening optical fiber as the first threshold value, the optical file When the intensity of the second return light corresponding to the stimulated Brillouin scattering as the waveform of the signal light is distorted occurs in the bus transmission path and a second threshold value, detected by the first return light detecting means A range in which the intensity of the first return light is less than or equal to the first threshold value , and the intensity of the second return light detected by the second return light detection means is the second threshold value. in a range equal to or less than, a control means for increasing the amplification factor of the first optical amplifier, is that the painting Bei.

スペクトル幅拡大用光ファイバにおいて一定のＳＰＭを発生させるためには、ある程度の大きさの信号光強度が必要である。しかし、信号光強度が大き過ぎると、スペクトル幅拡大用光ファイバにおいて過剰なＳＢＳが発生することにより、信号光の波形が歪む。そこで、スペクトル幅拡大用光ファイバからの戻り光の強度を第一戻り光検出手段で検出し、その値が一定以下になるように光増幅器の出力レベルの上限値を制御手段で設定する。一方、光増幅器の出力レベルは、設定された上限値を越えなければ、高いほどＳＰＭが発生するので望ましい。そこで、光ファイバ伝送路からの戻り光の強度を第二戻り光検出手段で検出し、その値が一定以下になるように光増幅器の出力レベルを制御手段で上げる。光増幅器の出力レベルを上げるとは、例えば光増幅器の増幅率を上げることである。本発明では、スペクトル幅拡大用光ファイバ及び光ファイバ伝送路からの戻り光の強度が小さくなるようにフィードバック制御することにより、スペクトル幅拡大用光ファイバ及び光ファイバ伝送路での特性変化（経時変化や温度変化など）に追従することができる。 In order to generate a certain SPM in the optical fiber for expanding the spectrum width, a certain level of signal light intensity is required. However, if the signal light intensity is too high, excessive SBS is generated in the optical fiber for expanding the spectrum width, so that the waveform of the signal light is distorted. Therefore, the intensity of the return light from the spectrum-width-enlarging optical fiber is detected by the first return light detection means, and the upper limit value of the output level of the optical amplifier is set by the control means so that the value is below a certain value. On the other hand, if the output level of the optical amplifier does not exceed the set upper limit, the higher the output level, the more SPM occurs. Therefore, the intensity of the return light from the optical fiber transmission line is detected by the second return light detection means, and the output level of the optical amplifier is raised by the control means so that the value is below a certain value. Increasing the output level of the optical amplifier is, for example, increasing the amplification factor of the optical amplifier. In the present invention, by performing feedback control so that the intensity of the return light from the optical fiber for expanding the spectral width and the optical fiber transmission line is reduced, the characteristic change in the optical fiber for expanding the spectral width and the optical fiber transmission line (change with time) And temperature changes).

請求項４記載の光ファイバ伝送システムは、それぞれが互いに波長の異なるレーザ光を出力する複数の光源と、これらの光源から出力されたレーザ光のそれぞれにデータ変調を施して信号光として出力する複数の変調器と、これらの変調器のそれぞれの出力側に設けられた複数の本発明に係るＳＢＳ抑圧装置と、これらのＳＢＳ抑圧装置から出力された複数の信号光を多重化する波長多重部と、この波長多重部で多重化された複数の信号光を増幅して光ファイバ伝送路へ出力する第二光増幅器とを備えたものである。 5. The optical fiber transmission system according to claim 4, wherein a plurality of light sources each outputting laser beams having different wavelengths, and a plurality of laser beams output from these light sources are subjected to data modulation and output as signal light. Modulators, a plurality of SBS suppression devices according to the present invention provided on the respective output sides of these modulators, and a wavelength multiplexing unit for multiplexing a plurality of signal lights output from these SBS suppression devices, And a second optical amplifier that amplifies the plurality of signal lights multiplexed by the wavelength multiplexing unit and outputs the amplified signal light to the optical fiber transmission line.

各光源から出力された波長の異なる複数のレーザ光は、それぞれ変調器でデータ変調を受けて信号光となる。各信号光は、波長多重部で多重化され、第二光増幅器で増幅された後に、光ファイバ伝送路へ出力される。各信号光は、ＳＢＳ抑圧装置によってスペクトル幅が拡大されることにより、光ファイバ伝送路でＳＢＳが抑えられるので、十分な入射パワーにすることができる。 The plurality of laser beams having different wavelengths output from the respective light sources are each subjected to data modulation by a modulator to become signal light. Each signal light is multiplexed by the wavelength multiplexing unit, amplified by the second optical amplifier, and then output to the optical fiber transmission line. Since each signal light is expanded in spectral width by the SBS suppression device, SBS is suppressed in the optical fiber transmission line, so that sufficient incident power can be obtained.

請求項５記載の光ファイバ伝送システムは、それぞれが互いに波長の異なるレーザ光を出力する複数の光源と、これらの光源から出力されたレーザ光のそれぞれにデータ変調を施して信号光として出力する複数の変調器と、これらの変調器のそれぞれの出力側に設けられた複数の本発明に係るＳＢＳ抑圧装置と、これらのＳＢＳ抑圧装置から出力された複数の信号光を多重化する波長多重部と、この波長多重部で多重化された複数の信号光を増幅して光ファイバ伝送路へ出力する前記第二光増幅器と、前記光ファイバ伝送路からの戻り光を波長ごとに分波して、当該波長に対応する前記ＳＢＳ抑圧装置の前記第二戻り光検出手段へ出力する波長分波器を備えたものである。 The optical fiber transmission system according to claim 5, wherein a plurality of light sources each outputting laser beams having different wavelengths, and a plurality of laser beams output from these light sources are each subjected to data modulation and output as signal light. Modulators, a plurality of SBS suppression devices according to the present invention provided on the respective output sides of these modulators, and a wavelength multiplexing unit for multiplexing a plurality of signal lights output from these SBS suppression devices, The second optical amplifier that amplifies a plurality of signal lights multiplexed in the wavelength multiplexing unit and outputs the amplified signal light to the optical fiber transmission line, and demultiplexes the return light from the optical fiber transmission line for each wavelength, A wavelength demultiplexer that outputs to the second return light detecting means of the SBS suppressing device corresponding to the wavelength is provided.

各光源から出力された波長の異なる複数のレーザ光は、それぞれ変調器でデータ変調を受けて信号光となる。各信号光は、波長多重部で多重化され、第二光増幅器で増幅された後に、光ファイバ伝送路へ出力される。各信号光は、ＳＢＳ抑圧装置によってスペクトル幅が拡大されることにより、光ファイバ伝送路でＳＢＳが抑えられるので、十分な入射パワーにすることができる。しかも、スペクトル幅拡大用光ファイバ及び光ファイバ伝送路からの戻り光の強度が小さくなるようにフィードバック制御することにより、スペクトル幅拡大用光ファイバ及び光ファイバ伝送路での特性変化（経時変化や温度変化など）に追従することができる。 The plurality of laser beams having different wavelengths output from the respective light sources are each subjected to data modulation by a modulator to become signal light. Each signal light is multiplexed by the wavelength multiplexing unit, amplified by the second optical amplifier, and then output to the optical fiber transmission line. Since each signal light is expanded in spectral width by the SBS suppression device, SBS is suppressed in the optical fiber transmission line, so that sufficient incident power can be obtained. In addition, by performing feedback control so that the intensity of the return light from the optical fiber for expanding the spectral width and the optical fiber transmission line is reduced, the characteristic change in the optical fiber for expanding the spectral width and the optical fiber transmission line (change with time and temperature) Change).

請求項６記載の光ファイバ伝送システムは、それぞれが互いに波長の異なるレーザ光を出力する複数の光源と、これらの光源から出力されたレーザ光のそれぞれにデータ変調を施して信号光として出力する複数の変調器と、これらの変調器から出力された複数の信号光を多重化する波長多重部と、この波長多重部の出力側に設けられた本発明に係るＳＢＳ抑圧装置と、このＳＢＳ抑圧装置から出力された信号光を増幅して光ファイバ伝送路へ出力する第二光増幅器とを備えたものである。 The optical fiber transmission system according to claim 6, wherein a plurality of light sources each outputting laser beams having different wavelengths, and a plurality of laser beams output from these light sources are each subjected to data modulation and output as signal light. Modulators, a wavelength multiplexing unit that multiplexes a plurality of signal lights output from these modulators, an SBS suppression device according to the present invention provided on the output side of the wavelength multiplexing unit, and the SBS suppression device And a second optical amplifier that amplifies the signal light output from the optical fiber and outputs it to the optical fiber transmission line.

各光源から出力された波長の異なる複数のレーザ光は、それぞれ変調器でデータ変調を受けて信号光となる。各信号光は、波長多重部で多重化され、第二光増幅器で増幅された後に、光ファイバ伝送路へ出力される。各信号光は、ＳＢＳ抑圧装置によってスペクトル幅が拡大されることにより、光ファイバ伝送路でＳＢＳが抑えられるので、十分な入射パワーにすることができる。また、ＳＢＳ抑圧装置は一個で良いので、全体の構成が簡素になる。 The plurality of laser beams having different wavelengths output from the respective light sources are each subjected to data modulation by a modulator to become signal light. Each signal light is multiplexed by the wavelength multiplexing unit, amplified by the second optical amplifier, and then output to the optical fiber transmission line. Since each signal light is expanded in spectral width by the SBS suppression device, SBS is suppressed in the optical fiber transmission line, so that sufficient incident power can be obtained. In addition, since only one SBS suppression device is required, the overall configuration is simplified.

本発明に係るＳＢＳ抑圧装置によれば、信号光を増幅する光増幅器と、この光増幅器で増幅された信号光をＳＰＭによりスペクトル幅を広げて光ファイバ伝送路へ出力するスペクトル幅拡大用光ファイバとを備えたことにより、スペクトル幅拡大用光ファイバでＳＰＭを利用して信号光自身の光スペクトル幅を広げることができ、これにより単位周波数当たりの信号光強度を全体的に低くできるので、簡単な構成でありながら光ファイバ伝送路でのＳＢＳを抑圧できる。したがって、光ファイバ伝送路への入射パワーを増大できることにより、受信側で光ＳＮＲが改善されるので、良好な伝送品質を得ることができる。また、各請求項ごとに、以下の効果も奏する。 According to the SBS suppressing device of the present invention, an optical amplifier that amplifies signal light, and an optical fiber for expanding the spectrum width that outputs the signal light amplified by the optical amplifier to the optical fiber transmission line by expanding the spectrum width by SPM. By using SPM, the optical spectrum width of the signal light itself can be widened by using SPM with the optical fiber for expanding the spectral width, and thereby the signal light intensity per unit frequency can be lowered as a whole. SBS in the optical fiber transmission line can be suppressed while having a simple configuration. Therefore, since the incident power to the optical fiber transmission line can be increased, the optical SNR is improved on the receiving side, so that good transmission quality can be obtained. The following effects are also obtained for each claim.

しかも、本発明に係るＳＢＳ抑圧装置によれば、スペクトル幅拡大用光ファイバにおいて一定のＳＰＭが発生する強度以上かつ一定のＳＢＳが発生する強度以下に信号光を増幅してスペクトル幅拡大用光ファイバへ出力することにより、スペクトル幅拡大用光ファイバにおいて信号光が歪むことなく十分なＳＰＭを得ることができる。 In addition, according to the SBS suppressing device of the present invention, the signal light is amplified above the intensity at which a certain SPM is generated and below the intensity at which a certain SBS is generated in the optical fiber for expanding the spectrum width. By outputting to, a sufficient SPM can be obtained without distorting the signal light in the optical fiber for expanding the spectrum width.

請求項３記載のＳＢＳ抑圧装置によれば、スペクトル幅拡大用光ファイバを分散シフト光ファイバとしたことにより、光スペクトル幅の拡大に起因する信号光の波形の歪みを抑えることができる。 According to the SBS suppressing device of the third aspect, by using the dispersion-shifted optical fiber as the spectrum-width-enlarging optical fiber, it is possible to suppress the distortion of the waveform of the signal light due to the expansion of the optical spectrum width.

請求項４記載のＳＢＳ抑圧装置によれば、正分散シフト光ファイバと負分散シフト光ファイバとを直列接続したものをスペクトル幅拡大用光ファイバとして用いたことにより、光スペクトル幅の拡大に起因する信号光の波形の歪みを抑えることができる。 According to the SBS suppressing device of the fourth aspect of the present invention, it is caused by the expansion of the optical spectrum width by using a serial dispersion of the positive dispersion shifted optical fiber and the negative dispersion shifted optical fiber as the optical fiber for expanding the spectral width. The distortion of the waveform of the signal light can be suppressed.

請求項２記載のＳＢＳ抑圧装置によれば、スペクトル幅拡大用光ファイバからの戻り光の強度を検出し、その値が一定以下になるように光増幅器の出力レベルの上限値を設定するとともに、光ファイバ伝送路からの戻り光の強度を検出し、その値が一定以下になるように光増幅器の出力レベルを上げることにより、スペクトル幅拡大用光ファイバ及び光ファイバ伝送路での特性変化に対して的確に追従することができるので、光ファイバ伝送路でのＳＢＳを常に抑圧できる。 According to the SBS suppressing device according to claim 2, while detecting the intensity of the return light from the optical fiber for expanding the spectral width, and setting the upper limit value of the output level of the optical amplifier so that the value is below a certain value, By detecting the intensity of the return light from the optical fiber transmission line and raising the output level of the optical amplifier so that the value is below a certain level, the characteristics of the optical fiber for spectral broadening and the characteristic change in the optical fiber transmission line can be reduced. Therefore, SBS in the optical fiber transmission line can always be suppressed.

本発明に係る光ファイバ伝送システムによれば、本発明に係るＳＢＳ抑圧装置を用いたことにより、ＳＢＳ抑圧装置によって各信号光のスペクトル幅を拡大できるので、光ファイバ伝送路でのＳＢＳを抑えることができる。したがって、光ファイバ伝送路への入射パワーを増大できることにより、受信側で光ＳＮＲが改善されるので、良好な伝送品質を得ることができる。 According to the optical fiber transmission system according to the present invention, by using the SBS suppression device according to the present invention, the spectrum width of each signal light can be expanded by the SBS suppression device, so that SBS in the optical fiber transmission line is suppressed. Can do. Therefore, since the incident power to the optical fiber transmission line can be increased, the optical SNR is improved on the receiving side, so that good transmission quality can be obtained.

また、本発明は、次のように言い換えることができる。光ファイバ伝送システムにおいて生じるＳＢＳは、単位周波数あたりの信号光強度がある値（しきい値）よりも高くなった場合に急激に増加する非線形現象である。そのため、信号光自身の光スペクトル幅を広げることが、このＳＢＳを抑圧する効果的な方法である。本発明によれば、信号光が広いスペクトル幅を有することにより、単位周波数当たりの光強度が低減されているため、光ファイバ伝送路へ高強度の光信号を送信することが可能となり、この結果として受信端で光ＳＮＲが改善されるので、良好な伝送品質が得られる。 The present invention can be rephrased as follows. The SBS generated in the optical fiber transmission system is a nonlinear phenomenon that increases rapidly when the signal light intensity per unit frequency becomes higher than a certain value (threshold value). Therefore, widening the optical spectrum width of the signal light itself is an effective method for suppressing this SBS. According to the present invention, since the light intensity per unit frequency is reduced because the signal light has a wide spectrum width, it is possible to transmit a high-intensity optical signal to the optical fiber transmission line. As a result, As the optical SNR is improved at the receiving end, good transmission quality can be obtained.

図１は、本発明に係るＳＢＳ抑圧装置の第一実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。 FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of an SBS suppressing device according to the present invention. Hereinafter, description will be given based on this drawing.

本実施形態のＳＢＳ抑圧装置１０は、光ファイバ伝送路（図示せず）の送信側に設けられるものであり、信号光を増幅する光増幅器１１と、光増幅器１１で増幅された信号光をＳＰＭによりスペクトル幅を広げて光ファイバ伝送路へ出力するスペクトル幅拡大用の光ファイバ１２とを備えたものである。ＳＢＳ抑圧装置１０は、光源１３、変調器１４及び光増幅器１５とともに、光送信器１６を構成している。光源１３は、例えば半導体レーザ素子である。変調器１４は、例えばＬＮ変調器やＥＡ変調器である。光増幅器１１，１５は、例えば半導体光増幅器や光ファイバ増幅器である。 The SBS suppressing device 10 of this embodiment is provided on the transmission side of an optical fiber transmission line (not shown), and an optical amplifier 11 that amplifies signal light, and signal light amplified by the optical amplifier 11 is converted into SPM. And an optical fiber 12 for expanding the spectrum width and outputting it to the optical fiber transmission line. The SBS suppressing device 10 constitutes an optical transmitter 16 together with the light source 13, the modulator 14, and the optical amplifier 15. The light source 13 is, for example, a semiconductor laser element. The modulator 14 is, for example, an LN modulator or an EA modulator. The optical amplifiers 11 and 15 are, for example, semiconductor optical amplifiers or optical fiber amplifiers.

ＳＰＭは、信号光強度があるしきい値（例えば数ｍＷ）よりも高くなった場合に発生する非線形現象の一種であり、信号光のスペクトル幅を広げる。一方、ＳＢＳは、単位周波数当たりの信号光強度があるしきい値（例えば１０ｍＷ）よりも高くなった場合に発生する非線形現象の一種であり、これにより光ファイバ伝送路への入射パワーが制限される。本実施形態では、ＳＰＭを利用して信号光自身の光スペクトル幅を広げることにより、単位周波数当たりの信号光強度が全体的に低くなるので、ＳＢＳが抑圧される。 SPM is a kind of nonlinear phenomenon that occurs when the signal light intensity becomes higher than a certain threshold value (for example, several mW), and widens the spectrum width of the signal light. On the other hand, SBS is a kind of nonlinear phenomenon that occurs when the signal light intensity per unit frequency becomes higher than a certain threshold value (for example, 10 mW), and this limits the incident power to the optical fiber transmission line. The In the present embodiment, the SBS is suppressed because the signal light intensity per unit frequency is lowered overall by widening the optical spectrum width of the signal light itself using the SPM.

また、光増幅器１１は、光ファイバ１２において一定のＳＰＭが発生する強度以上かつ一定のＳＢＳが発生する強度以下に信号光を増幅する。光ファイバ１２において一定のＳＰＭを発生させるためには、ある程度の大きさの信号光強度が必要である。しかし、信号光強度が大き過ぎると、光ファイバ１２において過剰なＳＢＳが発生することにより、信号光の波形が歪む。そこで、光増幅器１１は、信号光を大き過ぎず小さ過ぎず適度な強度に増幅して、光ファイバ１２へ出力する。 The optical amplifier 11 amplifies the signal light above the intensity at which a certain SPM is generated in the optical fiber 12 and below the intensity at which a certain SBS is generated. In order to generate a certain SPM in the optical fiber 12, a certain level of signal light intensity is required. However, if the signal light intensity is too high, excessive SBS is generated in the optical fiber 12 and the waveform of the signal light is distorted. Therefore, the optical amplifier 11 amplifies the signal light to an appropriate intensity without being too small and not too small, and outputs it to the optical fiber 12.

次に、言葉を換えてもう一度説明する。 Next, I will explain it again in other words.

光送信器１６は、光源１３、データ信号により光源１３の光を変調する変調器１４、変調信号を増幅する光増幅器１１、ＳＰＭにより信号スペクトル幅を拡散する光ファイバ１２、光増幅器１５等から構成される。 The optical transmitter 16 includes a light source 13, a modulator 14 that modulates light of the light source 13 using a data signal, an optical amplifier 11 that amplifies the modulated signal, an optical fiber 12 that spreads a signal spectrum width using SPM, an optical amplifier 15, and the like. Is done.

光送信器１６の動作は、次のとおりである。光源１３から出力された連続光（ＣＷ光）は変調器１４においてデータ変調される。変調された信号光は、光増幅器１１で増幅され、光ファイバ１２へと出力される。信号光は、光ファイバ１２において非線形効果の一つであるＳＰＭを受けることにより、スペクトル幅が広がる。光ファイバ１２でＳＰＭを受けた信号光は、光増幅器１５で所定の強度まで増幅された後、光ファイバ伝送路へと出力される。ここで、光増幅器１１から出力される信号光の強度は、光ファイバ１２においてＳＰＭが十分に生じる強度以上である必要があり、なおかつ、光ファイバ１２において過剰なＳＢＳが発生しない強度以下である必要がある。すなわち、［ＳＰＭの発生に必要な強度］＜［光増幅器１１の出力信号強度］＜［過剰なＳＢＳが発生する強度］となる。 The operation of the optical transmitter 16 is as follows. The continuous light (CW light) output from the light source 13 is data-modulated in the modulator 14. The modulated signal light is amplified by the optical amplifier 11 and output to the optical fiber 12. The signal light is subjected to SPM, which is one of nonlinear effects, in the optical fiber 12, so that the spectrum width is widened. The signal light that has undergone SPM in the optical fiber 12 is amplified to a predetermined intensity by the optical amplifier 15 and then output to the optical fiber transmission line. Here, the intensity of the signal light output from the optical amplifier 11 needs to be equal to or higher than the intensity at which SPM is sufficiently generated in the optical fiber 12, and to be equal to or lower than the intensity at which excessive SBS is not generated in the optical fiber 12. There is. That is, [intensity necessary for generating SPM] <[output signal intensity of optical amplifier 11] <[intensity at which excessive SBS is generated].

このように、光送信器１６は、ＳＢＳを低減できるため、高強度の光信号を光ファイバ伝送路へ出力することができる。本実施形態では、光ファイバ１２中で生じるＳＰＭ効果で信号光のスペクトル幅を広げることにより、光ファイバ伝送路で生じるＳＢＳを抑圧できるので、伝送品質を大幅に改善することが可能となる。 Thus, since the optical transmitter 16 can reduce SBS, it can output a high-intensity optical signal to the optical fiber transmission line. In the present embodiment, the SBS generated in the optical fiber transmission line can be suppressed by widening the spectrum width of the signal light by the SPM effect generated in the optical fiber 12, so that the transmission quality can be greatly improved.

なお、光増幅器１１の出力レベルは、光ファイバ１２中でＳＰＭが生じる程度の高い信号強度にするとともに、光ファイバ１２中で過剰なＳＢＳが生じないように調整する。光ファイバ１２は、その中で十分にＳＰＭが生じる長さ（例えば数ｋｍ以上）とする。また、変調器１４における信号形式（変調方式）としては、ＮＲＺ（Non-Return-to-Zero）変調やＲＺ（Return-to-Zero）変調の他、様々な変調方式を用いることができる。 The output level of the optical amplifier 11 is adjusted so that the signal intensity is high enough to cause SPM in the optical fiber 12 and excessive SBS is not generated in the optical fiber 12. The optical fiber 12 has a length (for example, several km or more) at which SPM is sufficiently generated. As a signal format (modulation method) in the modulator 14, various modulation methods can be used in addition to NRZ (Non-Return-to-Zero) modulation and RZ (Return-to-Zero) modulation.

図２は図１のＳＢＳ抑圧装置におけるＳＰＭ前後の信号光を示し、図２［１］はＳＰＭ前の信号光スペクトル、図２［２］はＳＰＭ前の信号光波形、図２［３］はＳＰＭ後の信号光スペクトル、図２［４］はＳＰＭ後の信号光波形である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。 2 shows signal light before and after SPM in the SBS suppressing device of FIG. 1, FIG. 2 [1] is the signal light spectrum before SPM, FIG. 2 [2] is the signal light waveform before SPM, and FIG. 2 [3] is The signal light spectrum after SPM, FIG. 2 [4] shows the signal light waveform after SPM. Hereinafter, description will be given based on this drawing. However, the same parts as those in FIG.

光ファイバ１２としては、波長１５５０ｎｍにおいて波長分散０ps/nm/kmの分散シフト光ファイバを使用している。 As the optical fiber 12, a dispersion shifted optical fiber having a wavelength dispersion of 0 ps / nm / km at a wavelength of 1550 nm is used.

図に示すとおり、ＳＢＳ抑圧装置１０の光ファイバ１２中で生じるＳＰＭの影響により、光スペクトルが広がりを受ける。しかし、時間波形に関しては、光ファイバ１２の波長分散の影響を受けることなく、ＳＢＳ抑圧装置１０の入力前と同等な波形となっており、ＳＰＭによる信号劣化は生じていない。このように波長分散０ps/nm/kmの分散シフト光ファイバをＳＢＳ抑圧装置１０に使用した場合、時間波形での歪みを受けることなく、光スペクトル幅のみを効果的に広げることが可能となる。 As shown in the figure, the optical spectrum is broadened due to the influence of SPM generated in the optical fiber 12 of the SBS suppression device 10. However, the time waveform is not affected by the chromatic dispersion of the optical fiber 12 and is the same as that before the input of the SBS suppression device 10, and signal degradation due to SPM does not occur. In this way, when a dispersion shifted optical fiber having a chromatic dispersion of 0 ps / nm / km is used in the SBS suppression device 10, it is possible to effectively broaden only the optical spectrum width without being distorted in the time waveform.

光ファイバ伝送システムにおいて生じるＳＢＳは単位周波数当たりの信号強度があるしきい値よりも高くなった場合に急激に増加する非線形現象であるため、信号光自身の光スペクトル幅を広げることが、このＳＢＳを抑圧する効果的な方法である。したがって、光送信器１６を使用すれば、図２に示すように、信号光の時間波形を歪ませることなく、光スペクトル幅を大幅に拡大することが可能となる。 Since the SBS generated in the optical fiber transmission system is a nonlinear phenomenon that rapidly increases when the signal intensity per unit frequency becomes higher than a certain threshold value, it is possible to widen the optical spectrum width of the signal light itself. Is an effective way to suppress Therefore, if the optical transmitter 16 is used, as shown in FIG. 2, the optical spectrum width can be greatly expanded without distorting the time waveform of the signal light.

図３は、図１のＳＢＳ抑圧装置の効果を示すグラフである。以下、図１及び図２に基づき説明する。 FIG. 3 is a graph showing the effect of the SBS suppressing device of FIG. Hereinafter, a description will be given based on FIG. 1 and FIG.

図３は、通常のＲＺ変調のみの光送信器（図示せず）と、これにＳＢＳ抑圧装置１０を適用した光送信器１６とに関して、伝送路入射光パワーに対する後方反射光（戻り光）パワーの関係を表したものである。このとき、光ファイバ１２は長さ４０ｋｍの分散シフト光ファイバを使用し、光ファイバ伝送路も分散シフト光ファイバを使用した。 FIG. 3 shows the back reflected light (returned light) power with respect to the transmission path incident light power with respect to an ordinary optical transmitter (not shown) only for RZ modulation and an optical transmitter 16 to which the SBS suppression device 10 is applied. This represents the relationship. At this time, the optical fiber 12 was a dispersion-shifted optical fiber having a length of 40 km, and the optical fiber transmission line was also a dispersion-shifted optical fiber.

通常のＲＺ変調のみであれば、光ファイバ伝送路への入射パワー＋９ｄＢｍ以上で急激にＳＢＳが発生し、後方反射光パワーが増加している。これに対して、ＲＺ変調にＳＢＳ抑圧装置１０を用いると、光増幅器１１の出力レベルを＋６ｄＢｍと設定した場合に約１．５ｄＢの伝送路入射パワーの増加が可能となり、同じく＋８ｄＢｍと設定した場合に約３ｄＢの伝送路入射パワーの増加が可能となる。 If only normal RZ modulation is used, SBS abruptly occurs at an incident power of +9 dBm or more to the optical fiber transmission line, and the back reflected light power increases. On the other hand, when the SBS suppression device 10 is used for RZ modulation, when the output level of the optical amplifier 11 is set to +6 dBm, it is possible to increase the transmission path incident power of about 1.5 dB, and similarly to the case where it is set to +8 dBm. In addition, the transmission line incident power can be increased by about 3 dB.

このように、本実施形態では、光送信器１６からの信号光が広いスペクトル幅を有することにより、単位周波数当たりの光強度が低減されているので、光ファイバ伝送路へ高強度の光信号を送信することが可能となる。その結果、受信端で光ＳＮＲが改善されるので、良好な伝送品質が得られる。 As described above, in this embodiment, since the signal light from the optical transmitter 16 has a wide spectrum width, the light intensity per unit frequency is reduced. Therefore, a high-intensity optical signal is sent to the optical fiber transmission line. It becomes possible to transmit. As a result, since the optical SNR is improved at the receiving end, good transmission quality can be obtained.

図４は、本発明に係るＳＢＳ抑圧装置の第二実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。 FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the SBS suppressing device according to the present invention. Hereinafter, description will be given based on this drawing. However, the same parts as those in FIG.

図１のＳＢＳ抑圧装置１０を構成する光ファイバ１２としては、信号光波長における波長分散の総和（蓄積分散）が十分に小さいものが望ましい。このような光ファイバの一つとして、信号光波長における波長分散を約０ps/nm/kmとした分散シフト光ファイバがある。 As the optical fiber 12 constituting the SBS suppressing device 10 of FIG. 1, it is desirable that the total chromatic dispersion (accumulation dispersion) at the signal light wavelength is sufficiently small. As one of such optical fibers, there is a dispersion shifted optical fiber in which the chromatic dispersion at the signal light wavelength is about 0 ps / nm / km.

図４に示す光ファイバ１２’は、分散シフト光ファイバである。分散シフト光ファイバとは、波長分散が例えば波長１．５５μｍ帯で零となるようにしたシングルモード光ファイバのことである。この場合、波長１．５５μｍ帯において信号光の光スペクトル幅がＳＰＭによって広がっても、波長分散が零であることから、波形の歪みが抑えられる。 The optical fiber 12 ′ shown in FIG. 4 is a dispersion shifted optical fiber. The dispersion-shifted optical fiber is a single mode optical fiber in which the chromatic dispersion is zero in the wavelength 1.55 μm band, for example. In this case, even if the optical spectrum width of the signal light is widened by SPM in the wavelength 1.55 μm band, waveform distortion is suppressed because the wavelength dispersion is zero.

図５は、本発明に係るＳＢＳ抑圧装置の第三実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。 FIG. 5 is a block diagram showing a third embodiment of the SBS suppressing device according to the present invention. Hereinafter, description will be given based on this drawing. However, the same parts as those in FIG.

図１のＳＢＳ抑圧装置１０を構成する光ファイバ１２としては、信号光波長における波長分散の総和（蓄積分散）が十分に小さいものが望ましい。このような光ファイバの一つとして、正分散シフト光ファイバと負分散シフト光ファイバとを組合わせた構成が有効である。この負分散シフト光ファイバは、正分散シフト光ファイバの波長分散と分散スロープとを同時に補償できるものであることが望ましい。 As the optical fiber 12 constituting the SBS suppressing device 10 of FIG. 1, it is desirable that the total chromatic dispersion (accumulation dispersion) at the signal light wavelength is sufficiently small. As one of such optical fibers, a configuration in which a positive dispersion shifted optical fiber and a negative dispersion shifted optical fiber are combined is effective. This negative dispersion shifted optical fiber is preferably capable of simultaneously compensating for the chromatic dispersion and dispersion slope of the positive dispersion shifted optical fiber.

図５に示す光ファイバ１２''は正分散シフト光ファイバ１２１と負分散シフト光ファイバ１２２とを直列接続したものである。正分散シフト光ファイバ１２１と負分散シフト光ファイバ１２２とを直列接続すると、それぞれの波長分散が相殺される（零となることが望ましい。）ので、波形の歪みが抑えられる。 An optical fiber 12 ″ shown in FIG. 5 is obtained by connecting a positive dispersion shifted optical fiber 121 and a negative dispersion shifted optical fiber 122 in series. When the positive dispersion shifted optical fiber 121 and the negative dispersion shifted optical fiber 122 are connected in series, the respective wavelength dispersions are canceled (desirably zero), so that waveform distortion can be suppressed.

換言すると、正分散シフト光ファイバ１２１と負分散シフト光ファイバ１２２とを組合わせることにより、蓄積分散をゼロにすることも可能であり、分散シフト光ファイバと同様の光スペクトル拡大効果が得られる。また、正分散シフト光ファイバ１２１と負分散シフト光ファイバ１２２との配置順序はどちらが先でも良い。なお、図１の光ファイバ１２として、非線形性の高い高非線形ファイバを使用することも有効である。 In other words, by combining the positive dispersion shifted optical fiber 121 and the negative dispersion shifted optical fiber 122, the accumulated dispersion can be made zero, and the same optical spectrum expansion effect as that of the dispersion shifted optical fiber can be obtained. In addition, the arrangement order of the positive dispersion shifted optical fiber 121 and the negative dispersion shifted optical fiber 122 may be either. It is also effective to use a highly nonlinear fiber with high nonlinearity as the optical fiber 12 in FIG.

図６は、本発明に係るＳＢＳ抑圧装置の第四実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。 FIG. 6 is a block diagram showing a fourth embodiment of the SBS suppressing device according to the present invention. Hereinafter, description will be given based on this drawing. However, the same parts as those in FIG.

本実施形態のＳＢＳ抑圧装置２０は、信号光を増幅する光増幅器１１と、光増幅器１１で増幅された信号光をＳＰＭによりスペクトル幅を広げて光ファイバ伝送路へ出力するスペクトル幅拡大用の光ファイバ１２と、光ファイバ１２からの戻り光Ｒ１を検出する光カプラ２１及びパワーモニタ２２と、光ファイバ伝送路からの戻り光Ｒ２の強度を検出する光カプラ２３及びパワーモニタ２４と、パワーモニタ２２で検出された戻り光Ｒ１の強度が一定値以下になるように光増幅器１１の出力レベルの上限値を設定するとともにパワーモニタ２４で検出された戻り光Ｒ２の強度が一定値以下になるように光増幅器１１の出力レベルを上げる制御回路２５とを備えたものである。 The SBS suppressing device 20 of the present embodiment includes an optical amplifier 11 that amplifies signal light, and a spectrum-width-enlarging light that widens the spectrum width of the signal light amplified by the optical amplifier 11 by SPM and outputs it to an optical fiber transmission line. Fiber 12, optical coupler 21 and power monitor 22 for detecting return light R1 from optical fiber 12, optical coupler 23 and power monitor 24 for detecting the intensity of return light R2 from the optical fiber transmission line, and power monitor 22 The upper limit value of the output level of the optical amplifier 11 is set so that the intensity of the return light R1 detected in step S1 is not more than a certain value, and the intensity of the return light R2 detected by the power monitor 24 is not more than a certain value. And a control circuit 25 for raising the output level of the optical amplifier 11.

光カプラ２１，２３は、例えば光サーキュレータである。パワーモニタ２２，２４は、例えばＰＩＮフォトダイオードなどの光電変換素子である。制御回路２５は、例えばマイクロコンピュータである。また、ＳＢＳ抑圧装置２０、光源１３、変調器１４、光増幅器１５等によって、光送信器２６が構成されている The optical couplers 21 and 23 are, for example, optical circulators. The power monitors 22 and 24 are photoelectric conversion elements such as PIN photodiodes, for example. The control circuit 25 is, for example, a microcomputer. Further, the optical transmitter 26 is configured by the SBS suppression device 20, the light source 13, the modulator 14, the optical amplifier 15, and the like.

光ファイバ１２において一定のＳＰＭを発生させるためには、ある程度の大きさの信号光強度が必要である。しかし、信号光強度が大き過ぎると、光ファイバ１２において過剰なＳＢＳが発生することにより、信号光の波形が歪む。そこで、光ファイバ１２からの戻り光Ｒ１の強度をパワーモニタ２２で検出し、その値が一定以下になるように光増幅器１１の出力レベルの上限値を制御回路２５で設定する。一方、光増幅器１１の出力レベルは、設定された上限値を越えなければ、高いほどＳＰＭが発生するので望ましい。そこで、光ファイバ伝送路からの戻り光Ｒ２の強度をパワーモニタ２４で検出し、その値が一定以下になるように光増幅器１１の出力レベルを制御回路２５で上げる。光増幅器１１の出力レベルを上げるとは、例えば光増幅器１１の増幅率を上げることである。本実施形態では、光ファイバ１２及び光ファイバ伝送路からの戻り光Ｒ１，Ｒ２の強度が小さくなるようにフィードバック制御することにより、光ファイバ１２及び光ファイバ伝送路での特性変化（経時変化や温度変化など）に追従することができる。 In order to generate a certain SPM in the optical fiber 12, a certain level of signal light intensity is required. However, if the signal light intensity is too high, excessive SBS is generated in the optical fiber 12 and the waveform of the signal light is distorted. Therefore, the intensity of the return light R1 from the optical fiber 12 is detected by the power monitor 22, and the upper limit value of the output level of the optical amplifier 11 is set by the control circuit 25 so that the value is below a certain value. On the other hand, if the output level of the optical amplifier 11 does not exceed the set upper limit value, it is desirable that the higher the output level, the more SPM occurs. Therefore, the intensity of the return light R2 from the optical fiber transmission line is detected by the power monitor 24, and the output level of the optical amplifier 11 is raised by the control circuit 25 so that the value is below a certain value. Increasing the output level of the optical amplifier 11 means increasing the amplification factor of the optical amplifier 11, for example. In this embodiment, feedback control is performed so that the intensity of the return lights R1 and R2 from the optical fiber 12 and the optical fiber transmission line is reduced, thereby changing characteristics in the optical fiber 12 and the optical fiber transmission line (change with time and temperature). Change).

本実施形態のＳＢＳ抑圧装置２０によれば、光増幅器１１の出力パワーを動的に制御することで、より効果的にＳＢＳを抑圧することが可能となる。ＳＢＳ抑圧装置２０では、ＳＢＳによる反射光強度をモニタすることにより、光増幅器１１の出力パワーを制御している。 According to the SBS suppressing device 20 of the present embodiment, SBS can be more effectively suppressed by dynamically controlling the output power of the optical amplifier 11. In the SBS suppressing device 20, the output power of the optical amplifier 11 is controlled by monitoring the intensity of reflected light from the SBS.

光送信器２６は、図１の光送信器１６の構成に加えて、光ファイバ１２の前段に光カプラ２１を介して配置されるとともに光ファイバ１２からの戻り光強度をモニタするパワーモニタ２２と、光増幅器１５の後段側に光カプラ２３を介して配置されるとともに光ファイバ伝送路からの戻り光強度をモニタするパワーモニタ２４と、パワーモニタ２２，２４の結果を元に光増幅器１１を制御する制御回路２５とから構成される。 In addition to the configuration of the optical transmitter 16 in FIG. 1, the optical transmitter 26 is disposed in front of the optical fiber 12 via an optical coupler 21 and also monitors a return light intensity from the optical fiber 12. The power amplifier 24 is disposed on the rear side of the optical amplifier 15 via the optical coupler 23 and monitors the intensity of the return light from the optical fiber transmission line, and the optical amplifier 11 is controlled based on the results of the power monitors 22 and 24. And a control circuit 25.

制御回路２５は、パワーモニタ２２の結果から光ファイバ１２において過剰なＳＢＳが生じないように光増幅器１１の出力レベルの上限値を設定し、また、パワーモニタ２４の結果からの光ファイバ伝送路で生じるＳＢＳが十分に抑圧できるように光増幅器１１の出力レベルを上げて、光ファイバ１２でＳＰＭを効果的に発生させる（信号光スペクトル幅を広げる）ようにフィードバック制御を行う。 The control circuit 25 sets the upper limit value of the output level of the optical amplifier 11 so that excessive SBS does not occur in the optical fiber 12 based on the result of the power monitor 22, and the optical fiber transmission line based on the result of the power monitor 24. Feedback control is performed so that the output level of the optical amplifier 11 is raised so that the generated SBS can be sufficiently suppressed, and SPM is effectively generated (widens the signal light spectrum width) in the optical fiber 12.

図７は、本発明に係る光ファイバ伝送システムの第一実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。 FIG. 7 is a block diagram showing a first embodiment of an optical fiber transmission system according to the present invention. Hereinafter, description will be given based on this drawing. However, the same parts as those in FIG.

前述した全ての実施形態は、単一波長伝送での構成である。本実施形態は、波長分割多重（ＷＤＭ）伝送システムにおいてＳＢＳ抑圧装置１０を導入した構成である。 All of the above-described embodiments are configured with single wavelength transmission. In the present embodiment, an SBS suppression device 10 is introduced in a wavelength division multiplexing (WDM) transmission system.

本実施形態の光ファイバ伝送システム３０は、それぞれが互いに波長の異なるレーザ光を出力するＮ個の光源１３と、Ｎ個の光源１３から出力されたレーザ光のそれぞれにデータ変調を施して信号光として出力するＮ個の変調器１４と、Ｎ個の変調器１４のそれぞれの出力側に設けられたＮ個のＳＢＳ抑圧装置１０と、Ｎ個のＳＢＳ抑圧装置１０から出力されたＮ個の信号光を多重化する波長多重部３１と、波長多重部３１で多重化されたＮ個の信号光を増幅して光ファイバ伝送路へ出力する光増幅器１５とを備えたものである。 The optical fiber transmission system 30 of the present embodiment performs signal modulation on each of the N light sources 13 that output laser beams having different wavelengths and the laser beams output from the N light sources 13 to generate signal light. Output N modulators 14, N SBS suppression devices 10 provided on the output sides of the N modulators 14, and N signals output from the N SBS suppression devices 10 A wavelength multiplexing unit 31 that multiplexes light and an optical amplifier 15 that amplifies the N signal lights multiplexed by the wavelength multiplexing unit 31 and outputs the amplified signal light to an optical fiber transmission line are provided.

波長多重部３１は、例えば誘電体多層膜フィルタやアレイ導波路グレーティングである。 The wavelength multiplexing unit 31 is, for example, a dielectric multilayer filter or an arrayed waveguide grating.

各光源１３から出力された波長の異なるＮ個のレーザ光は、それぞれ変調器１４でデータ変調を受けて信号光となる。各信号光は、波長多重部３１で多重化され、光増幅器１５で増幅された後に、光ファイバ伝送路へ出力される。各信号光は、ＳＢＳ抑圧装置１０によってスペクトル幅が拡大されることにより、光ファイバ伝送路でＳＢＳが抑えられるので、十分な入射パワーにすることができる。 The N laser beams having different wavelengths output from the respective light sources 13 are subjected to data modulation by the modulator 14 and become signal light. Each signal light is multiplexed by the wavelength multiplexing unit 31, amplified by the optical amplifier 15, and then output to the optical fiber transmission line. Each signal light is expanded in spectrum width by the SBS suppressing device 10, and thus SBS is suppressed in the optical fiber transmission line, so that sufficient incident power can be obtained.

図８は、本発明に係る光ファイバ伝送システムの第二実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図６及び図７と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。 FIG. 8 is a block diagram showing a second embodiment of the optical fiber transmission system according to the present invention. Hereinafter, description will be given based on this drawing. However, the same parts as those in FIG. 6 and FIG.

本実施形態の光ファイバ伝送システム４０は、それぞれが互いに波長の異なるレーザ光を出力するＮ個の光源１３と、Ｎ個の光源１３から出力されたレーザ光のそれぞれにデータ変調を施して信号光として出力するＮ個の変調器１４と、Ｎ個の変調器１４のそれぞれの出力側に設けられたＮ個のＳＢＳ抑圧装置２０と、Ｎ個のＳＢＳ抑圧装置２０から出力されたＮ個の信号光を多重化する波長多重部３１と、波長多重部３１で多重化されたＮ個の信号光を増幅して光ファイバ伝送路へ出力する光増幅器１５と、光ファイバ伝送路からの戻り光を波長ごとに分波して当該波長に対応するＳＢＳ抑圧装置２０のパワーモニタ２４へ出力する波長分波器４１とを備えたものである。 The optical fiber transmission system 40 according to the present embodiment performs signal modulation on each of the N light sources 13 that output laser beams having different wavelengths and the laser beams output from the N light sources 13 to generate signal light. Output N modulators 14, N SBS suppression devices 20 provided on the output sides of the N modulators 14, and N signals output from the N SBS suppression devices 20, respectively. A wavelength multiplexing unit 31 that multiplexes the light, an optical amplifier 15 that amplifies the N signal lights multiplexed by the wavelength multiplexing unit 31 and outputs the amplified signal light to the optical fiber transmission line, and returns light from the optical fiber transmission line A wavelength demultiplexer 41 that demultiplexes each wavelength and outputs the demultiplexed light to the power monitor 24 of the SBS suppression device 20 corresponding to the wavelength is provided.

波長分波器４１は、例えば誘電体多層膜フィルタやアレイ導波路グレーティングである。 The wavelength demultiplexer 41 is, for example, a dielectric multilayer filter or an arrayed waveguide grating.

各光源１３から出力された波長の異なるＮ個のレーザ光は、それぞれ変調器１４でデータ変調を受けて信号光となる。各信号光は、波長多重部３１で多重化され、光増幅器１５で増幅された後に、光ファイバ伝送路へ出力される。各信号光は、ＳＢＳ抑圧装置２０によってスペクトル幅が拡大されることにより、光ファイバ伝送路でＳＢＳが抑えられるので、十分な入射パワーにすることができる。しかも、光ファイバ１２及び光ファイバ伝送路からの戻り光の強度が小さくなるようにフィードバック制御することにより、光ファイバ１２及び光ファイバ伝送路での特性変化（経時変化や温度変化など）に追従することができる。 The N laser beams having different wavelengths output from the respective light sources 13 are subjected to data modulation by the modulator 14 and become signal light. Each signal light is multiplexed by the wavelength multiplexing unit 31, amplified by the optical amplifier 15, and then output to the optical fiber transmission line. Each signal light is expanded in spectrum width by the SBS suppression device 20, and thus SBS is suppressed in the optical fiber transmission line, so that sufficient incident power can be obtained. In addition, feedback control is performed so that the intensity of the return light from the optical fiber 12 and the optical fiber transmission line is reduced, thereby following changes in characteristics (such as changes over time and temperature changes) in the optical fiber 12 and the optical fiber transmission line. be able to.

換言すると、本実施形態の光ファイバ伝送システム４０は、ＳＢＳ抑圧の動的制御を行う光送信器２６（図６）を用いたＷＤＭ伝送システムである。光ファイバ伝送路の戻り光から波長分波器４１により各チャネルのＳＢＳ散乱光を抽出し、各々パワーモニタ２４によりその強度をモニタする。光ファイバ伝送システム４０によれば、パワーモニタ２２，２４から各チャネルの光送信器毎に光増幅器１１を制御することにより、ＳＢＳの効果的な低減を実現できるので、良好な伝送品質が得られる。なお、具体的な制御方法は図６の説明に準ずる。 In other words, the optical fiber transmission system 40 of the present embodiment is a WDM transmission system using the optical transmitter 26 (FIG. 6) that performs dynamic control of SBS suppression. The SBS scattered light of each channel is extracted from the return light of the optical fiber transmission line by the wavelength demultiplexer 41, and the intensity thereof is monitored by the power monitor 24, respectively. According to the optical fiber transmission system 40, the SBS can be effectively reduced by controlling the optical amplifier 11 for each optical transmitter of each channel from the power monitors 22 and 24, so that good transmission quality can be obtained. . A specific control method is based on the description of FIG.

図９は、本発明に係る光ファイバ伝送システムの第三実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１及び図７と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。 FIG. 9 is a block diagram showing a third embodiment of the optical fiber transmission system according to the present invention. Hereinafter, description will be given based on this drawing. However, the same parts as those in FIG. 1 and FIG.

本実施形態の光ファイバ伝送システム５０は、それぞれが互いに波長の異なるレーザ光を出力するＮ個の光源１３と、Ｎ個の光源１３から出力されたレーザ光のそれぞれにデータ変調を施して信号光として出力するＮ個の変調器１４と、Ｎ個の変調器１４から出力されたＮ個の信号光を多重化する波長多重部３１と、波長多重部３１の出力側に設けられたＳＢＳ抑圧装置１０と、ＳＢＳ抑圧装置１０から出力された信号光を増幅して光ファイバ伝送路へ出力する光増幅器１５とを備えたものである。 The optical fiber transmission system 50 of the present embodiment performs signal modulation on each of the N light sources 13 that output laser beams having different wavelengths and the laser beams output from the N light sources 13 to generate signal light. N number of modulators 14 to be output as, a wavelength multiplexing unit 31 that multiplexes N signal lights output from the N modulators 14, and an SBS suppression device provided on the output side of the wavelength multiplexing unit 31 10 and an optical amplifier 15 that amplifies the signal light output from the SBS suppression device 10 and outputs the amplified signal light to the optical fiber transmission line.

各光源１３から出力された波長の異なる複数のレーザ光は、それぞれ変調器１４でデータ変調を受けて信号光となる。各信号光は、波長多重部３１で多重化され、光増幅器１５で増幅された後に、光ファイバ伝送路へ出力される。各信号光は、ＳＢＳ抑圧装置１０によってスペクトル幅が拡大されることにより、光ファイバ伝送路でＳＢＳが抑えられるので、十分な入射パワーにすることができる。 The plurality of laser beams having different wavelengths output from the respective light sources 13 are each subjected to data modulation by the modulator 14 and become signal light. Each signal light is multiplexed by the wavelength multiplexing unit 31, amplified by the optical amplifier 15, and then output to the optical fiber transmission line. Each signal light is expanded in spectrum width by the SBS suppressing device 10, and thus SBS is suppressed in the optical fiber transmission line, so that sufficient incident power can be obtained.

換言すると、本実施形態の光ファイバ伝送システム５０は、ＷＤＭ信号状態でＳＢＳ抑圧を行うものである。各チャネルの偏重信号を波長多重部３１で合波した後に、光増幅器１１でＷＤＭ信号を一括増幅し、光ファイバ１２へ出力する。多重化された各チャネルの信号光は、光ファイバ１２でＳＰＭを受けることでスペクトル幅に広がりを生じ、光増幅器１５で所定の強度まで増幅された後、光ファイバ伝送路へと出力される。光ファイバ伝送システム５０によれば、ＳＢＳ抑圧装置１０が一個で良いので、簡易な構成でＳＰＭによるＳＢＳ抑圧効果が実現できる。 In other words, the optical fiber transmission system 50 of this embodiment performs SBS suppression in the WDM signal state. After the multiplexed signals of each channel are multiplexed by the wavelength multiplexing unit 31, the WDM signals are collectively amplified by the optical amplifier 11 and output to the optical fiber 12. The multiplexed signal light of each channel is subjected to SPM by the optical fiber 12 to generate a broad spectrum width, amplified to a predetermined intensity by the optical amplifier 15, and then output to the optical fiber transmission line. According to the optical fiber transmission system 50, since only one SBS suppression device 10 is required, an SBS suppression effect by SPM can be realized with a simple configuration.

本発明に係るＳＢＳ抑圧装置の第一実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 1st embodiment of the SBS suppression apparatus which concerns on this invention. 図１のＳＢＳ抑圧装置におけるＳＰＭ前後の信号光を示し、図２［１］はＳＰＭ前の信号光スペクトル、図２［２］はＳＰＭ前の信号光波形、図２［３］はＳＰＭ後の信号光スペクトル、図２［４］はＳＰＭ後の信号光波形である。FIG. 2 shows signal light before and after SPM in the SBS suppressor of FIG. 1, FIG. 2 [1] shows the signal light spectrum before SPM, FIG. 2 [2] shows the signal light waveform before SPM, and FIG. 2 [3] shows the signal light after SPM. The signal light spectrum, FIG. 2 [4], shows the signal light waveform after SPM. 図１のＳＢＳ抑圧装置の効果を示すグラフである。It is a graph which shows the effect of the SBS suppression apparatus of FIG. 本発明に係るＳＢＳ抑圧装置の第二実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 2nd embodiment of the SBS suppression apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るＳＢＳ抑圧装置の第三実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 3rd embodiment of the SBS suppression apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るＳＢＳ抑圧装置の第四実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 4th embodiment of the SBS suppression apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る光ファイバ伝送システムの第一実施形態を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a first embodiment of an optical fiber transmission system according to the present invention. 本発明に係る光ファイバ伝送システムの第二実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 2nd embodiment of the optical fiber transmission system which concerns on this invention. 本発明に係る光ファイバ伝送システムの第三実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 3rd embodiment of the optical fiber transmission system which concerns on this invention.

１０，１０’，１０''，２０ＳＢＳ抑圧装置
１１光増幅器
１２光ファイバ（スペクトル幅拡大用光ファイバ）
１３光源
１４変調器
１５光増幅器（第二光増幅器）
１６，１６’，１６''，２６光送信器
２１光カプラ（第一戻り光検出手段）
２２パワーモニタ（第一戻り光検出手段）
２３光カプラ（第二戻り光検出手段）
２４パワーモニタ（第二戻り光検出手段）
２５制御回路（制御手段）
３０，４０，５０光ファイバ伝送システム
３１波長多重部
４１波長分波器 10, 10 ′, 10 ″, 20 SBS suppressor 11 Optical amplifier 12 Optical fiber (Spectral width expansion optical fiber)
13 Light source 14 Modulator 15 Optical amplifier (second optical amplifier)
16, 16 ', 16'', 26 Optical transmitter 21 Optical coupler (first return light detection means)
22 Power monitor (first return light detection means)
23 Optical coupler (second return light detection means)
24 Power monitor (second return light detection means)
25 Control circuit (control means)
30, 40, 50 Optical fiber transmission system 31 Wavelength multiplexing unit 41 Wavelength demultiplexer

Claims

A stimulated Brillouin scattering suppression device provided on the transmission side of an optical fiber transmission line,
A first optical amplifier for amplifying signal light;
An optical fiber for expanding the spectral width of the signal light amplified by the first optical amplifier and outputting the signal light with a broadened spectral width by self-phase modulation;
First return light detecting means for detecting the intensity of the first return light from the optical fiber for expanding the spectrum width;
Second return light detection means for detecting the intensity of the second return light from the optical fiber transmission line connected to the output side of the second optical amplifier for amplifying the signal light output from the optical fiber for expanding the spectrum width When,
The intensity of the first return light corresponding to the stimulated Brillouin scattering as the waveform of the signal light is distorted in the spectral broadening optical fiber is produced as a first threshold value, the signal in the optical fiber transmission line When the intensity of the second return light corresponding to the occurrence of stimulated Brillouin scattering to the extent that the light waveform is distorted is a second threshold value , the first return light detection means detects the first return light. ranging intensity of the returned light becomes less than the first threshold value, and, to the extent that the intensity of the second return light detected by the detecting means that said second return light falls below said second threshold value a control means for increasing the amplification factor of the first optical amplifier,
A stimulated Brillouin scattering suppression device.

The spectrum-width-enlarging optical fiber is a dispersion-shifted optical fiber.
The stimulated Brillouin scattering suppression device according to claim 1.

The optical fiber for expanding the spectrum width is a serial dispersion of a positive dispersion shifted optical fiber and a negative dispersion shifted optical fiber.
The stimulated Brillouin scattering suppression device according to claim 1.

A plurality of light sources each outputting laser light having a different wavelength, a plurality of modulators each performing data modulation on the laser light output from these light sources and outputting as signal light, and each of these modulators A plurality of the stimulated Brillouin scattering suppression devices according to any one of claims 1 to 3 provided on the output side of the laser, and a wavelength multiplexing unit that multiplexes a plurality of signal lights output from these stimulated Brillouin scattering suppression devices; An optical fiber transmission system comprising: a second optical amplifier that amplifies a plurality of signal lights multiplexed by the wavelength multiplexing unit and outputs the amplified signal light to an optical fiber transmission line.

A plurality of light sources each outputting laser light having a different wavelength, a plurality of modulators each performing data modulation on the laser light output from these light sources and outputting as signal light, and each of these modulators A plurality of stimulated Brillouin scattering suppression devices according to claim 1 provided on the output side of the laser, a wavelength multiplexing unit that multiplexes a plurality of signal lights output from these stimulated Brillouin scattering suppression devices, A second optical amplifier that amplifies a plurality of multiplexed signal lights and outputs the amplified signal light to an optical fiber transmission line, and an optical fiber transmission system comprising:
A wavelength demultiplexer that demultiplexes the return light from the optical fiber transmission line for each wavelength and outputs the demultiplexed light to the second return light detection means of the stimulated Brillouin scattering suppression device corresponding to the wavelength,
An optical fiber transmission system further provided.

A plurality of light sources that output laser beams each having a different wavelength, a plurality of modulators that perform data modulation on each of the laser beams output from these light sources and output as signal light, and outputs from these modulators 4. A wavelength multiplexing unit that multiplexes a plurality of signal lights, a stimulated Brillouin scattering suppression device according to claim 1 provided on an output side of the wavelength multiplexing unit, and the stimulated Brillouin scattering suppression device And a second optical amplifier that amplifies the signal light output from the optical fiber and outputs the amplified signal light to the optical fiber transmission line.