JP5659341B2 - Multi-core optical transmission system, optical amplification and optical amplification components - Google Patents

Multi-core optical transmission system, optical amplification and optical amplification components Download PDF

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本発明は、マルチコア光伝送で用いられる光ファイバ増幅器に関する。   The present invention relates to an optical fiber amplifier used in multi-core optical transmission.

光伝送システムの伝送容量を飛躍的に増大するために1本のファイバに複数コアを有するマルチコアファイバを伝送路に用いたマルチコア光伝送システムの開発が進められている。マルチコアファイバの各コアに、それぞれ異なる情報を伝送する波長分割多重(Wavelength Division Multiplexing: WDM)信号を伝搬させることで、従来の1本に1コアを有するファイバを伝送路とする場合と比較して、飛躍的に伝送容量を増大させることができる。   In order to drastically increase the transmission capacity of an optical transmission system, development of a multi-core optical transmission system using a multi-core fiber having a plurality of cores in one fiber as a transmission path has been advanced. Compared to the case where a conventional fiber having one core is used as a transmission line by propagating a wavelength division multiplexing (WDM) signal transmitting different information to each core of the multi-core fiber. The transmission capacity can be dramatically increased.

長距離のマルチコア光伝送システムでは、従来の単一コアファイバを伝送路とする光伝送システムと同様に伝送中に強度が小さくなった信号光を増幅するため、マルチコアファイバ増幅器は必要不可欠である。   In a long-distance multi-core optical transmission system, a multi-core fiber amplifier is indispensable in order to amplify signal light whose intensity is reduced during transmission, as in a conventional optical transmission system using a single core fiber as a transmission path.

従来のマルチコアファイバ増幅器は、複数の希土類元素の一つであるErイオンを添加した各々のコアを有する増幅用マルチコアファイバへ、ファンイン/ファンアウトを使用して信号光と励起光をコア毎に入力することで、7つのコアにそれぞれ独立に入力する信号光を同時に増幅している(非特許文献1)。   A conventional multi-core fiber amplifier uses a fan-in / fan-out for signal light and pump light for each core to an amplification multi-core fiber having each core doped with Er ions which are one of a plurality of rare earth elements. By inputting, the signal lights that are independently input to the seven cores are simultaneously amplified (Non-Patent Document 1).

H. Takahashi et al., “First demonstration of MC-EDFA-repeatered SDM transmission of 40 x 128-Gbit/s PDM-QPSK signals per core over 6,160-km 7-core MCF,” in Proc. ECOC2012, Postdeadline papers, Th.3.C.3, 2012H. Takahashi et al., “First demonstration of MC-EDFA-repeatered SDM transmission of 40 x 128-Gbit / s PDM-QPSK signals per core over 6,160-km 7-core MCF,” in Proc. ECOC2012, Postdeadline papers, Th.3.C.3, 2012 増田, “ハイブリッド波長・空間多重システム構成法の検討,” 2012年電子情報通信学会総合大会B-10-81Masuda, “Examination of Hybrid Wavelength and Spatial Multiplexing System Configuration,” 2012 IEICE General Conference B-10-81

しかしながら従来のマルチコア光増幅器では、励起光源、励起光と信号光を合波する合波器をコア毎に持ち、伝送用マルチコアファイバと同数のコアをもつ増幅用ファイバ(エルビウム添加マルチコアファイバ)を用いており、構成部品点数が多くなるという課題がある。   However, the conventional multi-core optical amplifier has a pumping light source, a multiplexer that combines the pumping light and signal light for each core, and uses an amplification fiber (erbium-doped multi-core fiber) having the same number of cores as the transmission multi-core fiber. There is a problem that the number of components increases.

また、マルチコア光増幅器では、増幅用マルチコアファイバの各コアを伝搬する信号間が他のコアへ漏れることにより、コア間クロストークが生じて伝送特性を劣化させることがある。さらに、また、L帯(1565〜1625 nm)の信号光を増幅するマルチコア光増幅器は、C帯(1530〜1565 nm)の信号光を増幅するマルチコア光増幅器より増幅用マルチコアファイバの所要長が長くなるため、非線形光学効果、特に四光波混合(Four Wave Mixing: FWM)によるクロストークにより伝送劣化が生じることがある。   Also, in a multi-core optical amplifier, a signal propagating through each core of the amplification multi-core fiber leaks to other cores, thereby causing cross-talk between the cores and deteriorating transmission characteristics. In addition, multicore optical amplifiers that amplify signal light in the L band (1565-1625 nm) require a longer length of multicore fiber for amplification than multicore optical amplifiers that amplify signal light in the C band (1530-1565 nm). Therefore, transmission degradation may occur due to non-linear optical effects, particularly crosstalk due to four-wave mixing (FWM).

本発明は前記事情に鑑みなされたもので、光増幅器の構成部品の点数を削減すると共に、コア間の漏れ光や非線形光学効果によるクロストークを抑制が可能な光増幅器とその光増幅器を用いるマルチコア光伝送システム、ならびに上記効果を可能とする光増幅用部品を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, an optical amplifier capable of reducing the number of components of an optical amplifier, and suppressing crosstalk due to leakage light between cores and nonlinear optical effects, and a multi-core using the optical amplifier An object of the present invention is to provide an optical transmission system and an optical amplification component that enables the above-described effects.

本発明は、このような目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、光中継器としての光増幅器と、伝送路としての複数のコアを備えた伝送用マルチコアファイバとを備え、前記伝送用マルチコアファイバの隣接する複数のコアにおいて、C帯およびL帯のいずれか一方における波長配置が互いに異なる複数のWDM信号を伝送するマルチコア光伝送システムであって、前記光増幅器は前記伝送用マルチコアファイバの隣接するコアの内の異なるコアをそれぞれ伝搬する前記波長配置が互いに異なる複数のWDM信号を入力して合波とするインターリーバを含む少なくとも1組のインターリーバと、前記インターリーバからの前記合波された複数のWDM信号と励起光とを合波する合分波器を含む少なくとも1組の合分波器と、希土類イオンを添加した少なくとも1つのコアを備えた増幅用ファイバとを備え、前記少なくとも1組の合分波器の各組の合分波器の各々を、前記増幅用ファイバの少なくとも1つのコアのうちの1つに接続するように構成されたことを特徴とする。 In order to achieve such an object, the present invention includes an optical amplifier as an optical repeater, and a transmission multi-core fiber having a plurality of cores as a transmission path, A multi-core optical transmission system that transmits a plurality of WDM signals having different wavelength arrangements in either one of a C band and an L band in a plurality of adjacent cores of the transmission multi-core fiber, wherein the optical amplifier includes the transmission At least one set of interleavers including an interleaver that inputs and combines a plurality of WDM signals having different wavelength arrangements that propagate through different cores among adjacent cores of the multicore fiber for use, and from the interleaver And adding at least one set of multiplexer / demultiplexer including a multiplexer / demultiplexer for multiplexing the plurality of multiplexed WDM signals and pumping light, and adding rare earth ions An amplifying fiber having at least one core, each of the at least one set of multiplexers / demultiplexers being connected to one of the at least one core of the amplifying fiber. It is comprised so that it may connect to.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のマルチコア光伝送システムであって、前記少なくとも1組のインターリーバおよび前記少なくとも1組の合分波器の組数は、2以上であり、前記少なくとも1つのコアを備えた増幅用ファイバのコア数は、複数であり、前記光増幅器は、前記少なくとも1組の合分波器の各組の合分波器の各々を、前記増幅用ファイバの複数のコアのうちの1つに接続する1組のファンアウトをさらに備えたことを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the multi-core optical transmission system according to claim 1, wherein the number of sets of the at least one set of interleavers and the at least one set of multiplexers / demultiplexers is two or more, The number of cores of the amplification fiber having the at least one core is plural, and the optical amplifier is configured to connect each of the at least one set of multiplexer / demultiplexers to the amplification fiber. And a set of fan-outs connected to one of the plurality of cores.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のマルチコア光伝送システムであって、前記増幅用ファイバの前記コア数が、該光増幅器の入/出力に接続される前記伝送用マルチコアファイバのコア数より小さいことを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the multi-core optical transmission system according to claim 2, wherein the number of cores of the amplification fiber is the number of cores of the transmission multi-core fiber connected to the input / output of the optical amplifier. It is smaller than the number of cores.

請求項4に記載の発明は、請求項2又は3に記載のマルチコア光伝送システムであって、前記増幅用ファイバの複数のコアのうちの隣接するコアにおいて信号光の伝搬方向が反対となるように、前記少なくとも1組の合分波器の各々が前記1組のファンアウトに接続されたことを特徴とする。 The invention according to claim 4 is the multi-core optical transmission system according to claim 2 or 3, wherein the propagation directions of the signal light are opposite in adjacent cores among the plurality of cores of the amplification fiber. In addition, each of the at least one set of multiplexers / demultiplexers is connected to the one set of fan-outs.

請求項5に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載のマルチコア光伝送システムであって、2つのWDM信号が前記増幅用ファイバの同一コアにおいて互いに反対向きに伝搬し増幅されることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the multi-core optical transmission system according to any one of claims 1 to 3, wherein two WDM signals are propagated and amplified in opposite directions in the same core of the amplification fiber. It is characterized by that.

以上説明したように、本発明の光増幅用部品を用いた光増幅器を光中継器とするマルチコア光伝送システムは、構成部品点数を削減し、コア間の漏れ光や非線形光学効果によるクロストークの抑制を可能とする利点を有する。   As described above, the multi-core optical transmission system using the optical amplifier using the optical amplifying component of the present invention as an optical repeater reduces the number of components and prevents crosstalk due to leakage light between cores and nonlinear optical effects. It has the advantage of enabling suppression.

本願発明のマルチコア光伝送システム及び光増幅器の構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the structure of the multi-core optical transmission system and optical amplifier of this invention. 伝送用マルチコアファイバの断面構造の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the cross-sectional structure of the multicore fiber for transmission. 増幅用マルチコアファイバの断面構造の一例を示す図。The figure which shows an example of the cross-sectional structure of the multi-core fiber for amplification. 本願発明のマルチコア光伝送システム及び光増幅器におけるWDM信号の波長配置(周波数配置)を説明する図であり、(a)および(b)は伝送用マルチコアファイバのコアそれぞれを伝搬するWDM信号の波長配置(周波数配置)を示す図であり、(c)は増幅用マルチコアファイバのコアを伝搬するWDM信号の波長配置(周波数配置)を示す図である。It is a figure explaining the wavelength arrangement | positioning (frequency arrangement | positioning) of the WDM signal in the multi-core optical transmission system and optical amplifier of this invention, (a) And (b) is wavelength arrangement | positioning of the WDM signal which propagates each core of the multicore fiber for transmission. It is a figure which shows (frequency arrangement | positioning), (c) is a figure which shows wavelength arrangement | positioning (frequency arrangement | positioning) of the WDM signal which propagates the core of the multi-core fiber for amplification. 本願発明のマルチコア光伝送システム及び1つのコアを有する増幅用ファイバを用いた光増幅器の構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the structure of the optical amplifier using the multi-core optical transmission system of this invention and the amplification fiber which has one core. 本願発明において、増幅用マルチコアファイバの隣接コア間で信号光伝搬を反対に設定したときのマルチコア光伝送システム及び光増幅器の構成を説明するブロック図である。In this invention, it is a block diagram explaining the structure of a multi-core optical transmission system and an optical amplifier when signal light propagation is set oppositely between the adjacent cores of the multi-core fiber for amplification. 本願発明において、インターリーブするWDM信号を対向増幅する構成を説明するブロック図である。In this invention, it is a block diagram explaining the structure which carries out opposite amplification of the WDM signal to interleave. 本発明本願発明の第1の実施形態のマルチコア光伝送システム及び光増幅器の構成を説明するブロック図である。1 is a block diagram illustrating the configuration of a multi-core optical transmission system and an optical amplifier according to a first embodiment of the present invention. 本願発明の第1の実施形態における伝送用マルチコアファイバの断面構造を示す図である。It is a figure which shows the cross-section of the transmission multi-core fiber in the 1st Embodiment of this invention. 本願発明の第1の実施形態における増幅用マルチコアファイバの断面構造を示す図である。It is a figure which shows the cross-section of the multicore fiber for amplification in the 1st Embodiment of this invention. 本願発明の第2の実施形態のマルチコア光伝送システム及び光増幅器の構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the structure of the multi-core optical transmission system and optical amplifier of 2nd Embodiment of this invention. 本願発明の第3の実施形態のマルチコア光伝送システム及び光増幅器の構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the structure of the multi-core optical transmission system and optical amplifier of the 3rd Embodiment of this invention. 本願発明の第4の実施形態のマルチコア光伝送システム及び光増幅器の構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the structure of the multi-core optical transmission system and optical amplifier of 4th Embodiment of this invention.

本発明のマルチコア光伝送システム、光増幅器、及び光増幅用部品は以下の特徴を有する。
・マルチコア光伝送システム
- 1本のファイバに複数のコアを有するマルチコアファイバを伝送路とする。
- マルチコアファイバの隣接するコアで伝送されるWDM信号の波長配置(周波数配置)が異なる。
- 波長配置(周波数配置)が異なる複数のWDM信号が合波されたWDM信号を増幅する光増幅器によって光中継される。
・光増幅器
- 波長配置(周波数配置)が異なる複数のWDM信号を合分波するインターリーバを備える。
- 1つのコアまたは隣接コアにおいて信号光を反対に伝搬させて光増幅を行う。
・光増幅用部品
- インターリーバと励起光と信号光を合分波する励起/信号合分波器とを石英系平面光波回路またはシリコン光集積回路に集積した光増幅部品である。
The multi-core optical transmission system, optical amplifier, and optical amplification component of the present invention have the following characteristics.
・ Multi-core optical transmission system
-A multi-core fiber having a plurality of cores in one fiber is used as a transmission line.
-Wavelength arrangement (frequency arrangement) of WDM signals transmitted in adjacent cores of multi-core fiber is different.
-It is optically relayed by an optical amplifier that amplifies a WDM signal obtained by combining multiple WDM signals with different wavelength arrangements (frequency arrangements).
・ Optical amplifier
-Equipped with an interleaver that multiplexes and demultiplexes multiple WDM signals with different wavelength arrangements (frequency arrangements).
-Optical amplification is performed by propagating signal light in the opposite direction in one core or adjacent core.
・ Optical amplification parts
-An optical amplification component in which an interleaver, an excitation / signal multiplexer / demultiplexer that multiplexes / demultiplexes excitation light and signal light is integrated in a quartz-based planar lightwave circuit or a silicon optical integrated circuit.

(作用)
図1に本願発明のマルチコア光伝送システムの光中継部分のブロック図を示す。図1において、1は伝送用マルチコアファイバ、2は光増幅器である。光増幅器2は、増幅用ファイバ3と、励起光源4と、励起光と信号光を合波する励起/信号合分波器5と、光アイソレータ6と、ファンアウト7及び8と、インターリーバ9とを備える。
(Function)
FIG. 1 shows a block diagram of an optical repeater of the multi-core optical transmission system of the present invention. In FIG. 1, 1 is a transmission multi-core fiber, and 2 is an optical amplifier. The optical amplifier 2 includes an amplification fiber 3, a pumping light source 4, a pumping / signal multiplexer / demultiplexer 5 that combines pumping light and signal light, an optical isolator 6, fanouts 7 and 8, and an interleaver 9. With.

図2及び図3は、マルチコアファイバ伝送路に用いる伝送用マルチコアファイバ1及び増幅用ファイバ3として用いることができる増幅用マルチコアファイバの断面構造をそれぞれ示す。   2 and 3 show cross-sectional structures of an amplifying multi-core fiber that can be used as the transmitting multi-core fiber 1 and the amplifying fiber 3 used in the multi-core fiber transmission line, respectively.

図2に示す伝送用マルチコアファイバ1は、1本のファイバに4つのコアを有するマルチコアファイバである。4つのコアのうちコア11には、図4(a)に示した波長配置(周波数配置)のWDM信号-1が伝搬され、コア12には、図4(b)に示した波長配置(周波数配置)のWDM信号-2が伝搬される。WDM信号-1及びWDM信号-2は、共に周波数間隔SのWDM信号であるが、波長(周波数)配置がS/2だけ互いにずれたWDM信号となっている。   A transmission multi-core fiber 1 shown in FIG. 2 is a multi-core fiber having four cores in one fiber. Of the four cores, the WDM signal-1 having the wavelength arrangement (frequency arrangement) shown in FIG. 4A is propagated to the core 11, and the wavelength arrangement (frequency) shown in FIG. WDM signal-2 is propagated. The WDM signal-1 and the WDM signal-2 are both WDM signals having a frequency interval S, but the wavelength (frequency) arrangements are shifted from each other by S / 2.

一方、図3に示す増幅用マルチコアファイバは、1本のファイバに2つのコアを有するマルチコアファイバであり、コアには光増幅のための希土類イオン(例えばErイオン)や遷移金属イオン(例えばCrイオン)が添加されている。   On the other hand, the multicore fiber for amplification shown in FIG. 3 is a multicore fiber having two cores in one fiber, and the core includes rare earth ions (for example, Er ions) and transition metal ions (for example, Cr ions) for optical amplification. ) Is added.

光増幅器2に備えられたインターリーバ9は、入力したWDM信号-1とWDM信号-2とを、励起/信号合分波器5の入力に接続する。図1に示す構成では、インターリーバ9は、入力したWDM信号-1とWDM信号-2を合波し図4(c)に示した波長配置(周波数配置)のWDM信号(WDM信号-1+WDM信号-2)を出力したり、或いは反対に、図3に示す波長配置のWDM信号(WDM信号-1+WDM信号-2)を入力して、図3(a)に示すWDM信号-1と図3(b)に示すWDM信号-1とに分波したりする機能を有する。   The interleaver 9 provided in the optical amplifier 2 connects the input WDM signal-1 and WDM signal-2 to the input of the pump / signal multiplexer / demultiplexer 5. In the configuration shown in FIG. 1, the interleaver 9 combines the input WDM signal-1 and the WDM signal-2, and the WDM signal (WDM signal-1 + WDM signal) having the wavelength arrangement (frequency arrangement) shown in FIG. -2) is output, or conversely, the WDM signal (WDM signal-1 + WDM signal-2) having the wavelength arrangement shown in FIG. 3 is input, and the WDM signal-1 shown in FIG. b) has a function of demultiplexing into the WDM signal-1.

光増幅器2の入力部(例えば、図面の左側)において、ファンアウト7は、入力側の伝送用マルチコアファイバ1の2つのコア11をそれぞれ異なるインターリーバ9の入力へ、2つのコア12をそれぞれ異なるインターリーバ9の入力へ接続する。インターリーバ9は、合波されたWDM信号(WDM信号-1+WDM信号-2)の各々を別々の光アイソレータ6の入力へ接続する。   In the input section of the optical amplifier 2 (for example, on the left side of the drawing), the fanout 7 is configured so that the two cores 11 of the input multi-core fiber 1 are input to different interleavers 9 and the two cores 12 are different. Connect to input of interleaver 9. The interleaver 9 connects each of the combined WDM signals (WDM signal-1 + WDM signal-2) to the input of a separate optical isolator 6.

光アイソレータ6は、WDM信号(WDM信号-1+WDM信号-2)を励起/信号合分波器5の入力へ接続する。   The optical isolator 6 connects the WDM signal (WDM signal-1 + WDM signal-2) to the input of the pump / signal multiplexer / demultiplexer 5.

励起/信号合分波器5の各々は、WDM信号(WDM信号-1+WDM信号-2)と励起光源4からの励起光とを合波し、増幅用ファイバ3の両端に接続された一方のファンアウト8の入力へ接続する。   Each of the pump / signal multiplexer / demultiplexer 5 multiplexes the WDM signal (WDM signal-1 + WDM signal-2) and the pumping light from the pumping light source 4 and one fan connected to both ends of the amplification fiber 3. Connect to the out 8 input.

ファンアウト8は、励起光と合波されたWDM信号(WDM信号-1+WDM信号-2)をそれぞれ、増幅用ファイバ3のうちの1つのコア(コア21又はコア22)へ接続する。増幅用ファイバ3は、コアを伝搬したWDM信号(WDM信号-1+WDM信号-2)を他方のファンアウト8へ接続する。   The fan-out 8 connects each of the WDM signals (WDM signal-1 + WDM signal-2) combined with the pumping light to one core (core 21 or core 22) of the amplification fiber 3. The amplification fiber 3 connects the WDM signal (WDM signal-1 + WDM signal-2) propagated through the core to the other fan-out 8.

光増幅器2の出力部(例えば、図面の右側)において、ファンアウト8(他のファンアウト)は、入力部と同様に、WDM信号(WDM信号-1+WDM信号-2)の各々を、別々の励起/信号合分波器5の入力へ接続する。   At the output part of the optical amplifier 2 (for example, on the right side of the drawing), the fanout 8 (other fanouts) separates each of the WDM signals (WDM signal-1 + WDM signal-2) similarly to the input part. / Connect to the input of the signal multiplexer / demultiplexer 5.

励起/信号合分波器5の各々は、吸収されずに透過した残留励起光を終端する機能を有し、WDM信号(WDM信号-1+WDM信号-2)を光アイソレータ6の入力へ接続する。   Each of the pump / signal multiplexer / demultiplexer 5 has a function of terminating the residual pump light transmitted without being absorbed, and connects the WDM signal (WDM signal-1 + WDM signal-2) to the input of the optical isolator 6.

光アイソレータ6の各々は、励起光と合波されたWDM信号(WDM信号-1+WDM信号-2)をインターリーバ9の入力へ接続する。   Each of the optical isolators 6 connects the WDM signal (WDM signal-1 + WDM signal-2) combined with the pump light to the input of the interleaver 9.

インターリーバ9の各々は、WDM信号-1とWDM信号-2とを分波し、ファンアウト7の入力へ接続する。   Each of the interleavers 9 demultiplexes the WDM signal-1 and the WDM signal-2 and connects them to the input of the fan-out 7.

光増幅器2の出力部(例えば、図面の右側)において、ファンアウト7は、入力部と同様に、出力側の伝送用マルチコアファイバ1の2つのコア11をそれぞれ異なるインターリーバ9の出力へ、2つのコア12をそれぞれ異なるインターリーバ9の出力へ接続する。   At the output section of the optical amplifier 2 (for example, on the right side of the drawing), the fan-out 7 sends the two cores 11 of the transmission-side multi-core fiber 1 to the outputs of the different interleavers 9 in the same manner as the input section. One core 12 is connected to the output of a different interleaver 9.

これにより、増幅用ファイバ3のコア21及びコア22は共に、WDM信号-1+WDM信号-2のWDM信号を増幅することができるようになる。すなわち、増幅用ファイバ3のうちの1つコアで伝送用マルチコアファイバ1の2つのコアを伝搬するWDM信号(WDM信号-1+WDM信号-2)を増幅でき、コア毎に有する励起光源4、励起/信号合分波器5、光アイソレータ6の数を1/2に減らすことができ、光増幅器のサイズの低減が可能となる。また、増幅用ファイバ3は、伝送用マルチコアファイバ1と比較して、ファイバ1本当たりに収容するコア数が1/2となるため、ファイバの直径を小さくすることが可能となり、ファイバ自体の体積も小さくなると共に、曲げに対する機械的強度も大きくなる結果、増幅用ファイバ3を巻き取るボビン直径を小さくできることも光増幅器のサイズの低減に寄与する。   As a result, both the core 21 and the core 22 of the amplification fiber 3 can amplify the WDM signal of WDM signal-1 + WDM signal-2. That is, the WDM signal (WDM signal-1 + WDM signal-2) propagating through the two cores of the transmission multicore fiber 1 can be amplified by one core of the amplification fiber 3, and the excitation light source 4 provided for each core, The number of signal multiplexers / demultiplexers 5 and optical isolators 6 can be reduced to ½, and the size of the optical amplifier can be reduced. Further, the amplification fiber 3 has half the number of cores accommodated per fiber as compared with the transmission multi-core fiber 1, so that the diameter of the fiber can be reduced and the volume of the fiber itself can be reduced. As a result, the mechanical strength against bending increases and the diameter of the bobbin around which the amplification fiber 3 is wound can be reduced, which contributes to the reduction of the size of the optical amplifier.

なお、増幅用ファイバ3のコア数は伝送用マルチコアファイバ1のコア数の1/2とは限らず、このコア数比はインターリーバ9が合分波するWDM信号の数によって決まる。例えば、周波数間隔Sで互いにS/4周波数だけ信号周波数が異なる4つのWDM信号を合分波数するインターリーバを用いることにより、増幅用ファイバ3のコア数は伝送用マルチコアファイバのコア数の1/4となる。   The number of cores of the amplification fiber 3 is not necessarily ½ of the number of cores of the transmission multi-core fiber 1, and the core number ratio is determined by the number of WDM signals that the interleaver 9 multiplexes / demultiplexes. For example, by using an interleaver that multiplexes and demultiplexes four WDM signals having signal frequencies that are different from each other by S / 4 frequency at frequency interval S, the number of cores of amplification fiber 3 is 1 / number of cores of multicore fibers for transmission. 4

さらに、伝送用マルチコアファイバのコア数が2の場合にも本願発明を適用することができる。この場合は、2つのWDM信号を合波したWDM信号を増幅するために必要となる増幅用ファイバのコア数は1つでよい。   Furthermore, the present invention can also be applied when the number of cores of the transmission multi-core fiber is two. In this case, the number of amplification fiber cores required for amplifying a WDM signal obtained by combining two WDM signals may be one.

図5に、伝送用マルチコアファイバのコア数が2の場合に適した光増幅器20の構成を示す。光増幅器20の構成は、励起光源4からの励起光と信号光を合波する1組の励起/信号合分波器5が1つのコアを有する増幅用ファイバ30に接続されている点で、図1に示す光増幅器2の構成と異なる。図5に示す構成では、伝送用マルチコアファイバの2つのコアを伝搬した互いに波長配置(周波数配置)の異なるWDM信号-1とWDM信号-2とは、光増幅器20の入力側のファンアウト7により合波され、励起/信号合分波器5により合波されたWDM信号(WDM信号-1とWDM信号-2)と励起光と合波されて増幅用ファイバ30の1つのコアへ入力される。これによりマルチコアファイバ1の各コアを伝搬する複数のWDM信号を増幅用ファイバの1つのコアで増幅することができる。   FIG. 5 shows a configuration of the optical amplifier 20 suitable for the case where the number of cores of the transmission multicore fiber is two. The configuration of the optical amplifier 20 is that a pair of pump / signal multiplexer / demultiplexers 5 that multiplex pump light from the pump light source 4 and signal light are connected to an amplification fiber 30 having one core. This is different from the configuration of the optical amplifier 2 shown in FIG. In the configuration shown in FIG. 5, WDM signal-1 and WDM signal-2 having different wavelength arrangements (frequency arrangements) propagated through the two cores of the transmission multicore fiber are caused by fan-out 7 on the input side of optical amplifier 20. The combined WDM signals (WDM signal-1 and WDM signal-2) combined with the pump / signal multiplexer / demultiplexer 5 and the pump light are combined and input to one core of the amplification fiber 30. . Thereby, a plurality of WDM signals propagating through the respective cores of the multi-core fiber 1 can be amplified by one core of the amplification fiber.

ところで、上述したように伝送用マルチコアファイバ1において、隣接するコアで異なる波長配置のWDM信号を伝搬することは、非特許文献2に示されているように、コア間クロストークを低減する効果がある。   By the way, in the transmission multi-core fiber 1 as described above, propagation of WDM signals having different wavelength arrangements between adjacent cores has an effect of reducing inter-core crosstalk, as shown in Non-Patent Document 2. is there.

一方で、増幅用マルチコアファイバ3の各コアは同じ波長配置のWDM信号を増幅することになるが、増幅用ファイバ3の長さは数m〜数百mであり、数十kmとなる伝送用マルチコアファイバ1と比較してファイバ長が著しく短いため、隣接するコアで同じ波長配置のWDM信号を増幅してもほとんどの場合でコア間クロストークは問題とはならない。   On the other hand, each core of the amplifying multi-core fiber 3 amplifies a WDM signal having the same wavelength arrangement, but the length of the amplifying fiber 3 is several meters to several hundred meters and is several tens of kilometers. Since the fiber length is significantly shorter than that of the multi-core fiber 1, the crosstalk between the cores is not a problem in most cases even if the WDM signals having the same wavelength arrangement are amplified in the adjacent cores.

しかし、増幅用ファイバ3で隣接コア間クロストークの低減が必要となる場合は、図6に示したように、コア21とコア22とで信号伝搬方向を反対にすることで、コア間クロストークを低減できる。   However, when it is necessary to reduce the crosstalk between adjacent cores in the amplification fiber 3, the crosstalk between the cores is reversed by reversing the signal propagation directions between the core 21 and the core 22, as shown in FIG. Can be reduced.

図6に示す構成では、光増幅器2の入力部側の2つの励起/信号合分波器5の出力のうちの一方を増幅用ファイバ3の両端に接続された一方のファンアウト8(光増幅器2の入力部側のファンアウト8)へ接続し、2つの励起/信号合分波器5の出力のうちの他方を光増幅器2の他方のファンアウト8(光増幅器2の出力部側のファンアウト8)に接続している。   In the configuration shown in FIG. 6, one of the outputs of the two pump / signal multiplexer / demultiplexers 5 on the input section side of the optical amplifier 2 is connected to one end of the amplifying fiber 3. The other of the outputs of the two pump / signal multiplexer / demultiplexers 5 is connected to the other fan-out 8 of the optical amplifier 2 (the fan on the output side of the optical amplifier 2). Connected to OUT 8).

また、もう一つの課題である、増幅用ファイバ3中で発生する四光波混合(FWM)によるクロストーク抑制については、光増幅器2を図7に示す光増幅器構成を用いて、同一コアで増幅されるWDM信号-1とWDM信号-2の伝搬方向を反対に設定することにより、それぞれの方向で増幅されるWDM信号光の周波数間隔はSとなり、図1の光増幅器構成における周波数間隔S/2より大きくなる。クロストークとなるFWM光の発生効率はWDM信号の波長数が少ないほど、また、WDM信号の周波数間隔が大きい程小さくなるため、図7に示す光増幅器構成をL帯光増幅器に用いることで、FWMによるクロストークを抑制した光増幅器が可能となる。   Another problem, crosstalk suppression by four-wave mixing (FWM) generated in the amplification fiber 3, is amplified by the same core using the optical amplifier configuration shown in FIG. By setting the propagation directions of WDM signal-1 and WDM signal-2 opposite to each other, the frequency interval of the WDM signal light amplified in each direction becomes S, and the frequency interval S / 2 in the optical amplifier configuration of FIG. Become bigger. Since the generation efficiency of the FWM light that becomes crosstalk becomes smaller as the number of wavelengths of the WDM signal is smaller and the frequency interval of the WDM signal is larger, by using the optical amplifier configuration shown in FIG. 7 for the L-band optical amplifier, An optical amplifier that suppresses crosstalk due to FWM becomes possible.

図7に示す構成では、光増幅器2の入力部において、4つの光アイソレータ6をファンアウト7とインターリーバ9の間に設置し、4つの光アイソレータ6のうちの2つは、入力側の伝送用マルチコアファイバ1の2つのコア11を入力側のそれぞれ異なるインターリーバ9の入力へ接続し、残りの2つの光アイソレータ6は、入力側の伝送用マルチコアファイバ1の2つのコア12を出力側のそれぞれ異なるインターリーバ9の出力へ接続する。光増幅器2の出力部も同様に、ファンアウト7とインターリーバ9とに接続された4つの光アイソレータ6が設置されている。図7の構成では、インターリーバ9及び励起/信号合分波器5を1つの石英系平面光波回路(Planar Lightwave Circuit: PLC)として一体集積することができる。   In the configuration shown in FIG. 7, four optical isolators 6 are installed between the fan-out 7 and the interleaver 9 at the input section of the optical amplifier 2, and two of the four optical isolators 6 are used for transmission on the input side. The two cores 11 of the multicore fiber 1 are connected to the inputs of different interleavers 9 on the input side, and the remaining two optical isolators 6 are connected to the two cores 12 of the transmission multicore fiber 1 on the output side. Each is connected to the output of a different interleaver 9. Similarly, the output section of the optical amplifier 2 is provided with four optical isolators 6 connected to the fan-out 7 and the interleaver 9. In the configuration of FIG. 7, the interleaver 9 and the excitation / signal multiplexer / demultiplexer 5 can be integrated as a single quartz-based planar lightwave circuit (PLC).

なお、図5に示す光増幅器20の構成においても、図7の構成と同様に、ファンアウト7とインターリーバ9とに接続された2つの光アイソレータ6を配置し、当該2つの光アイソレータ6のうち一方が入力側の伝送用マルチコアファイバ1のコア11を入力側のインターリーバ9の入力へ接続し、光アイソレータ6のうちの他方が入力側の伝送用マルチコアファイバ1のコア12を出力側のインターリーバ9の出力へ接続するように構成することにより、同様の効果を得ることができる。   In the configuration of the optical amplifier 20 shown in FIG. 5, similarly to the configuration of FIG. 7, two optical isolators 6 connected to the fan-out 7 and the interleaver 9 are arranged. One of them connects the core 11 of the input-side transmission multi-core fiber 1 to the input of the input-side interleaver 9, and the other of the optical isolators 6 connects the core 12 of the input-side transmission multi-core fiber 1 to the output-side. A similar effect can be obtained by connecting to the output of the interleaver 9.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図8に本願発明の第1の実施形態を示す。伝送用マルチコアファイバ101は12個のコアを有し、コアピッチ40μm、クラッド直径215μmである。各コア周囲の屈折率分布はトレンチ型となっており、隣接コアからのクロストークの影響を低減している。各コアはファンアウト107によって1本ファイバに1つのコアを有するシングルコアファイバへ接続される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 8 shows a first embodiment of the present invention. The transmission multi-core fiber 101 has 12 cores, a core pitch of 40 μm, and a cladding diameter of 215 μm. The refractive index distribution around each core is a trench type, reducing the influence of crosstalk from adjacent cores. Each core is connected by fanout 107 to a single core fiber with one core per fiber.

図9は、伝送用マルチコアファイバ101の断面構造を示す図である。12個のコアは、1527.22 nm(196.30 THz)から1564.68 nm(191.60 THz)に100 GHz間隔で配置された48波のWDM信号を伝搬するコア111と、1527.60 nm(196.25 THz)から1565.09 nm(191.55 THz)に100 GHz間隔で配置された48波のWDM信号を伝搬するコア112が順番に円環状に配置されている。コア111とコア112とは、カットオフ波長、モードフィールド直径等のファイバパラメータは同じに設計されている。一対のコア111とコア112を伝送された2つのWDM信号は、1つのインターリーバ109で合波される。増幅用ファイバ103は、図10に示した断面構造のように、円環状に配置された6つのコアを有するマルチコアファイバであり、コアピッチ50μm、クラッド直径160μmである。各コアはインターリーバで合波されたWDM信号(波長配置は1527.22 nm(196.30 THz)から1565.09 nm(191.55 THz)に50 GHz間隔の配置)を増幅する。ファンアウト108により6つのインターリーバ109と接続された増幅用ファイバ103の1つのコアで増幅されたWDM信号は光増幅器102の出力側のインターリーバ109で100 GHz間隔の2つの異なる波長配置のWDM信号に分波され、伝送用マルチコアファイバ103の一対のコア111とコア112へ入力される。増幅用ファイバ103の各コアへはコア毎に励起/信号合分波器105によって励起光源104である980 nm帯半導体レーザ(LD)が発生する980 nm帯励起光とインターリーバ109で合波されたWDM信号がファンアウト108を介して入力される。増幅用ファイバ103の出力側にファンアウト108を介して接続された励起/信号合分波器105は、増幅用ファイバ103で吸収されずに透過した残留励起光を終端するために配置されている。増幅用ファイバの各コアへはErイオンが添加され、980 nm帯励起光によりErイオンが励起され、波長配置は1527.22 nm (196.30 THz)から1565.09 nm(191.55 THz)に50 GHz間隔のWDM信号が増幅される。Erの添加濃度及びマルチコアファイバパラメータは、1530 nmにおける吸収損失が12 dB/mとなるように設定されている。増幅用ファイバの長さは7.5mとしており、光増幅器の利得は各コア共に22 dB以上である。インターリーバ109として、レンズ、プリズム、ミラー、GT(Gires-Tournois)エタロンから構成されるインターリーバを用い、励起/信号合分波器105として、レンズ、誘電体多層膜フィルタからなる合波器を用いた。表1に従来技術のマルチコア光増幅器と本実施形態の光増幅器で構成部品数の比較を示す。本実施形態では構成部品数が従来の約2/3に低減できている。   FIG. 9 is a diagram showing a cross-sectional structure of the transmission multi-core fiber 101. The twelve cores are a core 111 that propagates 48 WDM signals arranged at intervals of 100 GHz from 1527.22 nm (196.30 THz) to 1556.68 nm (191.60 THz), and 1527.60 nm (196.25 THz) to 1556.09 nm (191.55). The cores 112 that propagate 48-wave WDM signals arranged at intervals of 100 GHz at THz) are arranged in an annular shape in order. The core 111 and the core 112 are designed to have the same fiber parameters such as cutoff wavelength and mode field diameter. Two WDM signals transmitted through the pair of cores 111 and 112 are combined by one interleaver 109. The amplification fiber 103 is a multi-core fiber having six cores arranged in an annular shape as in the cross-sectional structure shown in FIG. 10, and has a core pitch of 50 μm and a cladding diameter of 160 μm. Each core amplifies a WDM signal (wavelength arrangement is 157.29 nm (196.30 THz) to 1565.09 nm (191.55 THz) spaced at 50 GHz intervals) combined by an interleaver. The WDM signals amplified by one core of the amplification fiber 103 connected to the six interleavers 109 by the fan-out 108 are WDM signals having two different wavelength arrangements at intervals of 100 GHz by the interleaver 109 on the output side of the optical amplifier 102. The signal is demultiplexed and input to the pair of cores 111 and 112 of the transmission multi-core fiber 103. Each core of the amplification fiber 103 is multiplexed by the interleaver 109 with the 980 nm band pumping light generated by the 980 nm band semiconductor laser (LD) as the pumping light source 104 by the pump / signal multiplexer / demultiplexer 105 for each core. The WDM signal is input via the fan-out 108. The pump / signal multiplexer / demultiplexer 105 connected to the output side of the amplification fiber 103 via the fan-out 108 is arranged to terminate the residual pump light that has been transmitted without being absorbed by the amplification fiber 103. . Er ions are added to each core of the amplifying fiber, and the Er ions are excited by 980 nm band excitation light, and the wavelength arrangement is from 157.222 nm (196.30 THz) to 1565.09 nm (191.55 THz). Amplified. The additive concentration of Er and the multicore fiber parameters are set so that the absorption loss at 1530 nm is 12 dB / m. The length of the amplification fiber is 7.5 m, and the gain of the optical amplifier is 22 dB or more for each core. As the interleaver 109, an interleaver composed of a lens, a prism, a mirror, and a GT (Gires-Tournois) etalon is used. As the excitation / signal multiplexer / demultiplexer 105, a multiplexer composed of a lens and a dielectric multilayer filter is used. Using. Table 1 shows a comparison of the number of components between the conventional multi-core optical amplifier and the optical amplifier of this embodiment. In this embodiment, the number of components can be reduced to about 2/3 of the conventional one.

Figure 0005659341
Figure 0005659341

(第2の実施形態)
図11に本願発明の第2の実施形態を示す。本実施形態における光増幅器102は、増幅用ファイバ103のコア121とコア122における信号光(WDM信号)の伝搬方向を反対にしている。図11に示す構成では、光増幅器102の入力部側の6つの励起/信号合分波器105のうちの2つに着目すると、励起/信号合分波器105の出力のうちの一方を増幅用ファイバ103の両端に接続された一方のファンアウト108(光増幅器102の入力部側のファンアウト108)へ接続し、2つの励起/信号合分波器105の出力のうちの他方を光増幅器102の他方のファンアウト108(光増幅器102の出力部側のファンアウト108)に接続している。
(Second Embodiment)
FIG. 11 shows a second embodiment of the present invention. In the optical amplifier 102 in this embodiment, the propagation directions of signal light (WDM signals) in the core 121 and the core 122 of the amplification fiber 103 are reversed. In the configuration shown in FIG. 11, focusing on two of the six excitation / signal multiplexer / demultiplexers 105 on the input side of the optical amplifier 102, one of the outputs of the excitation / signal multiplexer / demultiplexer 105 is amplified. One end of the optical fiber 103 is connected to one fanout 108 (the fanout 108 on the input side of the optical amplifier 102), and the other of the outputs of the two pump / signal multiplexer / demultiplexers 105 is an optical amplifier. 102 is connected to the other fan-out 108 (the fan-out 108 on the output side of the optical amplifier 102).

このように信号光伝搬方向を設定することで、増幅用ファイバ103の6つのコアのうち最隣接コア間(コア121とコア122)ではクロストークが発生しないため、最近接コア121間及び最近接コア122間でのクロストークを考慮すればよいことになる。すなわち、最近接コア121間及び最近接コア122間のコアピッチを第1の実施形態の増幅用ファイバと同じの50 μmに設定できる。このとき、クラッド直径は118 μm(クラッド厚は第1及び第2の実施形態の増幅用ファイバにおいてほぼ等しい)であり、増幅用ファイバの断面積を46%低減できた。また、Erの添加濃度及びマルチコアファイバパラメータは、第1の実施形態と同様に1530 nmにおける吸収損失が12 dB/mとなるように設定されており、所要ファイバ長も等しいことから、増幅用ファイバの体積も46%低減できた。表2に従来技術のマルチコア光増幅器と本実施形態の光増幅器で構成部品数の比較を示す。本実施形態では構成部品数が従来の約2/3に低減できている。   By setting the signal light propagation direction in this way, no crosstalk occurs between the adjacent cores (core 121 and core 122) among the six cores of the amplification fiber 103. It is sufficient to consider crosstalk between the cores 122. That is, the core pitch between the nearest cores 121 and between the nearest cores 122 can be set to 50 μm, which is the same as that of the amplification fiber of the first embodiment. At this time, the clad diameter was 118 μm (the clad thickness was substantially equal in the amplification fibers of the first and second embodiments), and the cross-sectional area of the amplification fiber could be reduced by 46%. In addition, the additive concentration of Er and the multi-core fiber parameters are set so that the absorption loss at 1530 nm is 12 dB / m as in the first embodiment, and the required fiber length is equal. The volume of can also be reduced by 46%. Table 2 shows a comparison of the number of components between the conventional multi-core optical amplifier and the optical amplifier of the present embodiment. In this embodiment, the number of components can be reduced to about 2/3 of the conventional one.

Figure 0005659341
Figure 0005659341

(第参考形態)
図12に、本願発明の第参考形態を示す。本参考形態におけるマルチコア光増幅器102は、インターリーバ109で1568.77 nm(191.10 THz)から1608.33 nm(186.40 THz)に100 GHz間隔で配置された48波のWDM信号(WDM信号-L1)と1569.18 nm(191.05 THz)から1608.76 nm(186.35 THz)に100 GHz間隔で配置された46波のWDM信号(WDM信号-L2)を合分波し、増幅用ファイバ103の各コアで増幅する。ただし、光増幅器102の入力側に配置されたインターリーバ109は増幅用コアファイバ103へ入力するWDM信号-L1と増幅用ファイバ103から出力されるWDM信号-L2を合波し、光増幅器102の出力側に配置されたインターリーバ109は増幅用ファイバ103から出力されるWDM信号-L1と増幅用ファイバ103へ入力するWDM信号-L2を合波する。この構成により、WDM信号-L1とWDM信号-L2は増幅用ファイバ103をそれぞれ反対向きに伝搬して増幅される。このため、増幅用ファイバ103の一方向を伝搬するWDM信号の波長数は第1の実施形態の半分となる上、周波数間隔は2倍に広がる。このため、FWMによるクロストークが抑制される。増幅用ファイバとして、Erの添加濃度及びマルチコアファイバパラメータは、1530 nmにおける吸収損失が12 dB/mとなるように設定されているファイバを80m用いて本参考形態の光増幅器と第1の実施形態の光増幅器における最大FWMクロストークを比較した結果、第1の実施形態の光増幅器では、FWMクロストークが-38 dBであったのに対し、本参考形態の光増幅器ではFWMクロストークが-43 dBとなり、クロストーク抑制の効果が確認できた。また、本参考形態の光増幅器が光増幅器サイズ低減に有効であることがわかる。表3に従来技術のマルチコア光増幅器と本参考形態の光増幅器で構成部品数の比較を示す。本参考形態では構成部品数が従来の約84%に低減できている。
(First reference form)
FIG. 12 shows a first reference embodiment of the present invention. Multicore optical amplifier 102 in the present reference embodiment, interleaver 109 1568.77 nm (191.10 THz) from 1608.33 nm (186.40 THz) to be arranged at spaced at 100 GHz the 48-wave WDM signal between (WDM signal -L1) 1569.18 nm ( 46 WDM signals (WDM signal-L2) arranged at 100 GHz intervals from 191.05 THz to 1608.76 nm (186.35 THz) are multiplexed and demultiplexed by each core of the amplification fiber 103. However, the interleaver 109 arranged on the input side of the optical amplifier 102 combines the WDM signal -L1 input to the amplification core fiber 103 and the WDM signal -L2 output from the amplification fiber 103, and The interleaver 109 arranged on the output side combines the WDM signal -L1 output from the amplification fiber 103 and the WDM signal -L2 input to the amplification fiber 103. With this configuration, the WDM signal -L1 and the WDM signal -L2 propagate through the amplification fiber 103 in opposite directions and are amplified. For this reason, the number of wavelengths of the WDM signal propagating in one direction of the amplification fiber 103 is half that of the first embodiment, and the frequency interval is doubled. For this reason, crosstalk due to FWM is suppressed. As the amplifying fiber, doping concentration and multicore fiber parameters Er is the fiber absorption loss at 1530 nm is set to be 12 dB / m and an optical amplifier of this reference embodiment with reference 80m first embodiment As a result of comparing the maximum FWM crosstalk in the optical amplifier of the first embodiment, the FWM crosstalk was −38 dB in the optical amplifier of the first embodiment, whereas the FWM crosstalk was −43 dB in the optical amplifier of the reference embodiment. The crosstalk suppression effect was confirmed. Further, it is understood that the optical amplifier of this preferred embodiment is effective in reducing the optical amplifier size. Table 3 shows a comparison of the number of components between the conventional multi-core optical amplifier and the optical amplifier of the present embodiment. In this reference embodiment, the number of components can be reduced to about 84% of the conventional number.

Figure 0005659341
Figure 0005659341

(第の実施形態)
図13に、本願発明の第の実施形態を示す。本実施形態の光増幅器102では、入出力部のインターリーバ109が励起/信号合分波器105と接続されている。光増幅器102の入力側及び出力側それぞれ設けられた6個のインターリーバ109及び6個の励起/信号合分波器105は、一つの石英系平面光波回路(Planar Lightwave Circuit: PLC)として一体集積されている。インターリーバ109及び合分波器105をPLCに一体集積させるため、光アイソレータ106はファンアウト107とインターリーバ109の間に配置されている。伝送用マルチコアファイバ101、増幅用ファイバ103、励起光源104、ファンアウト107及び108は第1の実施形態と同じである。本実施形態では、インターリーバと合分波器をPLCに一体集積することにより、第1の実施形態の光増幅器で用いられているインターリーバと励起/信号合分波器よりも小型化が容易となる。さらに、シリコン光集積回路により一体集積されたインターリーバと励起/信号合分波器を用いることで、さらに小型化も可能となる。また、インターリーバと励起/信号合分波器の集積は、導波路への集積には限らず、インターリーバの構成部品(例えば、レンズ、プリズム、ミラー、GTエタロンなど)と励起/信号合分波器の構成部品(例えば、レンズ、誘電体多層膜フィルタなど)を一つのパッケージに収納した部品も、個別部品使用の場合に必要となるピグテイルファイバ接続が省略できるため、バルク部品の集積も効果がある。表4に従来技術のマルチコア光増幅器と本実施形態の光増幅器で構成部品数の比較を示す。本実施形態では構成部品数が従来の約1/2に低減できている。
( Third embodiment)
FIG. 13 shows a third embodiment of the present invention. In the optical amplifier 102 of the present embodiment, an interleaver 109 in the input / output unit is connected to the excitation / signal multiplexer / demultiplexer 105. Six interleavers 109 and six pump / signal multiplexers / demultiplexers 105 provided on the input side and output side of the optical amplifier 102, respectively, are integrated as a single quartz-based planar lightwave circuit (PLC). Has been. The optical isolator 106 is disposed between the fan-out 107 and the interleaver 109 so that the interleaver 109 and the multiplexer / demultiplexer 105 are integrated in the PLC. The transmission multi-core fiber 101, the amplification fiber 103, the excitation light source 104, and the fan-outs 107 and 108 are the same as those in the first embodiment. In this embodiment, the interleaver and the multiplexer / demultiplexer are integrated in the PLC, so that the interleaver and the pump / signal multiplexer / demultiplexer used in the optical amplifier of the first embodiment can be more easily downsized. It becomes. Furthermore, further miniaturization is possible by using an interleaver and an excitation / signal multiplexer / demultiplexer integrated with a silicon optical integrated circuit. In addition, the integration of the interleaver and the excitation / signal multiplexer / demultiplexer is not limited to the integration in the waveguide, but the interleaver components (eg, lens, prism, mirror, GT etalon) and the excitation / signal multiplexing / demultiplexing. Components that contain wave components (for example, lenses, dielectric multilayer filters, etc.) in a single package can also be integrated into bulk components because the pigtail fiber connection required when using individual components can be omitted. effective. Table 4 shows a comparison of the number of components between the conventional multi-core optical amplifier and the optical amplifier of the present embodiment. In the present embodiment, the number of components can be reduced to about ½ of the conventional number.

Figure 0005659341
Figure 0005659341

1,101 伝送用マルチコアファイバ
2,20,102 光増幅器
3,30,103 増幅用ファイバ
4,104 励起光源
5,105 励起/信号合分波器
6,106 光アイソレータ
7,8,107,108 ファンアウト
9,109 インターリーバ
11,12,21,23,111,112,121,122 コア
1,101 Multicore fiber for transmission 2,20,102 Optical amplifier 3,30,103 Amplifying fiber 4,104 Excitation light source 5,105 Excitation / signal multiplexer / demultiplexer 6,106 Optical isolator 7, 8, 107, 108 Fan Out 9,109 Interleaver 11, 12, 21, 23, 111, 112, 121, 122 Core

Claims (5)

光中継器としての光増幅器と、伝送路としての複数のコアを備えた伝送用マルチコアファイバとを備え、前記伝送用マルチコアファイバの隣接する複数のコアにおいて、C帯およびL帯のいずれか一方における波長配置が互いに異なる複数のWDM信号を伝送するマルチコア光伝送システムであって、
前記光増幅器は、
前記伝送用マルチコアファイバの隣接するコアの内の異なるコアをそれぞれ伝搬する前記波長配置が互いに異なる複数のWDM信号を入力して合波するインターリーバを含む少なくとも1組のインターリーバと、
前記インターリーバからの前記合波された複数のWDM信号と励起光とを合波する合分波器を含む少なくとも1組の合分波器と、
希土類イオンを添加した少なくとも1つのコアを備えた増幅用ファイバと
を備え、
前記少なくとも1組の合分波器の各組の合分波器の各々を、前記増幅用ファイバの少なくとも1つのコアのうちの1つに接続して前記合波された複数のWDM信号を増幅するように構成されたことを特徴とするマルチコア光伝送システム
An optical amplifier as an optical repeater, and a transmission multicore fiber having a plurality of cores as a transmission line, in a plurality of adjacent cores of the transmission multicore fiber, in either one of the C band and the L band A multi-core optical transmission system for transmitting a plurality of WDM signals having different wavelength arrangements,
The optical amplifier is
At least one set of interleavers including an interleaver that inputs and multiplexes a plurality of WDM signals having different wavelength arrangements respectively propagating through different cores among adjacent cores of the multicore fiber for transmission ;
At least one set of multiplexer / demultiplexers including a multiplexer / demultiplexer that combines the plurality of multiplexed WDM signals and the pump light from the interleaver;
An amplification fiber having at least one core doped with rare earth ions,
Each of the sets of multiplexers / demultiplexers of the at least one set of multiplexers / demultiplexers is connected to one of at least one core of the amplification fiber to amplify the plurality of multiplexed WDM signals. A multi-core optical transmission system characterized by being configured to do so.
前記少なくとも1組のインターリーバおよび前記少なくとも1組の合分波器の組数は、2以上であり、
前記少なくとも1つのコアを備えた増幅用ファイバのコア数は、複数であり、
前記光増幅器は、
前記少なくとも1組の合分波器の各組の合分波器の各々を、前記増幅用ファイバの複数のコアのうちの1つに接続する1組のファンアウト
をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載のマルチコア光伝送システム
The number of sets of the at least one set of interleavers and the at least one set of multiplexers / demultiplexers is two or more,
The number of cores of the amplification fiber having the at least one core is plural,
The optical amplifier is
And a set of fan-outs for connecting each of the sets of multiplexers / demultiplexers of the at least one set of multiplexers / demultiplexers to one of the plurality of cores of the amplification fiber. The multi-core optical transmission system according to claim 1.
前記増幅用ファイバの前記コア数が、該光増幅器の入/出力に接続される前記伝送用マルチコアファイバのコア数より小さいことを特徴とする請求項1又は2に記載のマルチコア光伝送システム 3. The multi- core optical transmission system according to claim 1, wherein the number of cores of the amplification fiber is smaller than the number of cores of the transmission multi-core fiber connected to an input / output of the optical amplifier. 前記増幅用ファイバの複数のコアのうちの隣接するコアにおいて信号光の伝搬方向が反対となるように、前記少なくとも1組の合分波器の各々が前記1組のファンアウトに接続されたことを特徴とする請求項2又は3に記載のマルチコア光伝送システムEach of the at least one set of multiplexers / demultiplexers is connected to the one set of fan-outs so that the propagation direction of the signal light is opposite in the adjacent cores of the plurality of cores of the amplification fiber The multi-core optical transmission system according to claim 2 or 3. 2つのWDM信号が前記増幅用ファイバの同一コアにおいて互いに反対向きに伝搬し増幅されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のマルチコア光伝送システム4. The multi-core optical transmission system according to claim 1, wherein two WDM signals are propagated and amplified in opposite directions in the same core of the amplification fiber.
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