JP7064139B2 - 光増幅中継システム - Google Patents
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Description
図22は、複数の伝搬モード(以下、「モード」とも記載)の光を伝搬する光ファイバと光増幅中継器とを含む光伝送路からなる従来の光増幅中継システム91の一例を示す図である。この従来の光増幅中継システム91は、光送信器901-1~901-6と、マルチモード光合波器941と、光伝送路991と、マルチモード光分波器942と、光受信器911-1~911-6とからなる。光伝送路991は、複数モードを伝搬するマルチモード光ファイバ971-1~971-P(同図ではP=3)と、光増幅中継器931-1~931-Q(同図ではQ=2)とを含む。光増幅中継器931-q(qは1以上Q以下の整数)は、複数の伝搬モードの光強度を増幅するマルチモード光増幅器921-qからなる。光増幅中継システム91では、光送信器901-1~901-6が送信した光信号を光伝送路991により中継伝送し、光受信器911-1~911-6で受信する。
図23は、複数の伝搬モードを伝搬する光ファイバと光増幅中継器とを含む光伝送路からなる従来の光増幅中継システム92の一例を示す図である(例えば、非特許文献2参照)。光増幅中継システム92は、光送信器901-1~901-4と、マルチモード光合波器941と、光増幅器922-1~922-4からなる光増幅部932aと、光伝送路992-1~992-P(同図ではP=2)と、1台以上の光増幅中継器935と、マルチモード光分波器942と、光増幅器924-1~924-4からなる光増幅部932bと、光受信器911-1~911-4とを有する。光伝送路992-p(pは1以上P以下の整数)は、結合コアファイバ972-1~972-2を有する。光増幅中継器935は、マルチモード光分波器943と、光増幅器923-1~923-4と、マルチモード光合波器944とからなる。光増幅中継システム92は、複数のコアの光信号が伝搬中に光学的に結合するようにした結合コア型マルチコアファイバ伝送における各コアの光信号を、それぞれ従来のEDFA(光増幅器922-1~922-4、923-1~923-4、924-1~924-4)で増幅する点が特徴である。
図24は、複数の伝搬モードを伝搬する光ファイバと光増幅中継器とを含む光伝送路からなる従来の光増幅中継システム93の一例を示す図である(例えば、非特許文献3参照)。光増幅中継システム93は、光送信器901-1~901-3と、光増幅部933aと、マルチモード光合波器941と、光伝送路992-1~992-P(同図ではP=2)と、1台以上の光増幅中継器934と、マルチモード光分波器942と、光増幅部933bと、光受信器911-1~911-3とを有する。光伝送路992-p(pは1以上P以下の整数)は、マルチモード光ファイバ971-pを有する。
図1は、本実施形態における光増幅中継システム11の概略の構成図である。光増幅中継システム11は、光送信器501-1~501-6と、光ファイバ増幅器541-1~541-6と、マルチモード光合波器271と、光伝送路190と、マルチモード光分波器282と、光ファイバ増幅器551-1~551-6と、光受信器511-1~511-6とを備える。光伝送路190は、光ファイバ111-1~111-P(同図ではPは2以上の整数、同図ではP=2)と、1台以上の光増幅中継器561とを含む。光ファイバ111-1~111-Pは、モード数M(Mは2以上の整数、本実施形態ではM=6)の伝搬モードを伝搬する伝送用のマルチモード光ファイバである。
(参考文献2)S. Takasaka et al., "Cladding-Pumped Seven-Core EDFA Using a Multimode Pump Light Coupler," ECOC2013, We.4.A.5, 2013.
図4は、本実施形態における光増幅中継システム12の概略の構成図である。同図において、図1に示す第1の実施形態による光増幅中継システム11と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施形態の光増幅中継システム12が、図1に示す第1の実施形態の光増幅中継システム11と異なる点は、光増幅中継器561に代えて、光増幅中継器562を備える点である。光増幅中継器562は、マルチモード光分波器281と、一括励起のマルチコア光増幅器121と、波形整形器191-1~191-6と、マルチモード光合波器272とを備える。波形整形器191-1~191-6は、一括励起のマルチコア光増幅器121とマルチモード光合波器272との間の光伝送路101-1~101-6上に設けられる。
図6は、本実施形態における光増幅中継システム13の構成図である。同図において、図1に示す第1の実施形態による光増幅中継システム11と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施形態の光増幅中継システム13が、図1に示す第1の実施形態の光増幅中継システム11と異なる点は、光増幅中継器561に代えて、光増幅中継器563を備える点である。光増幅中継器563が、第1実施形態の光増幅中継器561と異なる点は、光強度調整手段として、可変光強度減衰器181-1~181-6の代わりに多チャネル光増幅器を用い、光強度の増幅により複数の光路間の光強度を設定した点である。多チャネル光増幅器とは、コア別に異なる増幅量で増幅を行うことができる光増幅器や、コア別に複数の単一モードの光増幅器を備える光増幅器である。
図7は、本実施形態における光増幅中継システム14の構成図である。同図において、図1に示す第1の実施形態による光増幅中継システム11と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施形態の光増幅中継システム14が、図1に示す第1の実施形態の光増幅中継システム11と異なる点は、光増幅中継器561に代えて、光増幅中継器564を備える点である。本実施形態の光増幅中継器564が、第1実施形態の光増幅中継器561と異なる点は、光強度調整手段として分布ラマン増幅を用い、光強度の増幅により複数の光伝送路101-1~101-6間の光強度を設定(調整)した点である。光増幅中継器564は、マルチモード光分波器281と、波長合波器131-1~131-6と、励起光源151-1~151-6と、一括励起のマルチコア光増幅器121と、マルチモード光合波器272とを備える。
図12は、本実施形態における光増幅中継システム15の概略の構成図である。同図において、図1に示す第1の実施形態による光増幅中継システム11と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施形態の光増幅中継システム15が、図1に示す第1の実施形態の光増幅中継システム11と異なる点は、光増幅中継器561に代えて、光増幅中継器565を備える点である。また、光送信器501及び光受信器551はそれぞれ4台である。光増幅中継器565は、分布ラマン増幅を集積化し、マルチコア分布ラマン増幅を行う。光増幅中継器565は、マルチモード・マルチコア変換器279と、励起光源151-1~151-4と、ファンイン(FI)デバイス201と、マルチコアWDMカプラ291と、一括励起のマルチコア光増幅器121と、マルチコア・マルチモード変換器289とを備える。
図14は、本実施形態における光増幅中継システム16の構成図である。同図において、図7に示す第4の実施形態による光増幅中継システム14と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施形態の光増幅中継システム16が、図7に示す第4の実施形態の光増幅中継システム14と異なる点は、光増幅中継器564に代えて、光増幅中継器566を備える点である。また、光送信器501及び光受信器551はそれぞれ10台である。光増幅中継器566が第4実施形態の光増幅中継器564と異なる点は、2台の一括励起のマルチコア光増幅器121を用いた点である。光増幅中継器564は、マルチモード光分波器281と、波長合波器131-1~131-10と、励起光源151-1~151-10と、一括励起のマルチコア光増幅器121-1、121-2と、マルチモード光合波器272とを備える。
図15は、本実施形態における光増幅中継システム17の構成図である。同図において、図12に示す第5の実施形態による光増幅中継システム15と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施形態の光増幅中継システム17が、図12に示す第5の実施形態の光増幅中継システム15と異なる点は、光ファイバ111-1~111-P、マルチモード光合波器271、光増幅中継器565及びマルチモード光分波器282に代えて、光ファイバ112-1~112-P、マルチコア・マルチモード合波器371、光増幅中継器567及びマルチコア・マルチモード分波器382を備える点である。光ファイバ112は、それぞれのコアが複数のモードを伝搬するマルチコア・マルチモード光ファイバである。光増幅中継器567は、マルチコア・マルチモード分波器381と、マルチコアWDMカプラ291-1、291-2、…と、一括励起のマルチコア光増幅器121-1、121-2、…と、マルチコア・マルチモード合波器372とを備える。
本実施形態では、光増幅中継システムに用いられる光増幅器を示す。
図17は、第8実施形態における大容量光増幅器521の概略の構成図である。同図において、図12に示す光増幅中継システム15が備える光増幅中継器565と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。大容量光増幅器521は、マルチモード・マルチコア変換器279と、励起光源151-1、151-2、…と、ファンインデバイス201と、マルチコアWDMカプラ291と、マルチコア光タップ301と、ファンアウトデバイス202と、光モニタ321-1、321-2、…と、一括励起のマルチコア光増幅器121と、マルチコア・マルチモード変換器289とを備える。
本実施形態では、第1~第8実施形態の光増幅中継システム、および光増幅器を適用した光通信システムの一例を示す。
本実施形態では、第1~第8実施形態の光増幅中継システム、および光増幅中継器を適用した光通信システムの一例を示す。
本実施形態は、第1~第10実施形態において伝送される光信号を示す。
図21は、1空間チャネルの信号を示す図である。図21(a)に示すように、基本的には、全ての空間チャネルにおいて、使用する波長帯域がほぼ埋まるように、複数波長の信号を並べて伝送することを想定している。空間チャネルは、例えば、第1実施形態の場合、モード1~モード6に相当する。
なお、以上説明した態様は、本発明の一態様を示したものであって、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の構成を備え、目的及び効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれるものであることはいうまでもない。また、本発明を実施する際における具体的な構造及び形状等は、本発明の目的及び効果を達成できる範囲内において、他の構造や形状等としても問題はない。本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形や改良は、本発明に含まれるものである。
101-1~101-10、190、991、992-1~992-2…光伝送路,
111-1、111-2、112-1、112-2、113-1~113-4…光ファイバ,
121、121-1、121-2…一括励起のマルチコア光増幅器,
129…個別励起のマルチコア光増幅器,
131-1~131-10、951-1~951-8…波長合波器,
151-1~151-10、961-1~961-8…励起光源,
171-1~171-6…光増幅器,
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211、211-1~211-12…入力ポート,
231、231-1~231-12…出力ポート,
271、272、941、944…マルチモード光合波器,
279…マルチモード・マルチコア変換器,
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441…マーカ,
451…光結合器,
461…励起光源,
471-1~471-6…光増幅媒体,
501-1~501-10、901-1~901-6…光送信器,
511-1~511-10、911-1~911-6…光受信器,
521…大容量光増幅器,
541-1~541-10、551-1~551-10…光ファイバ増幅器,
561、562、563、564、565、569-1~569-3、931-1~931-2、934、935…光増幅中継器,
601…表示画面,
602…操作パネル,
621…電源スイッチ,
971-1~971-3…マルチモード光ファイバ,
921-1~921-2…マルチモード光増幅器,
922-1~922-4、923-1~923-4、924-1~924-4、925-1~925-3、926-1~926-3、927-1~927-3、928-1~928-3…光増幅器,
932a、932b、933a、933b…光増幅部,
972-1~972-2…結合コアファイバ
Claims (7)
- 複数の伝搬モードの光を伝搬する光ファイバと前記光を増幅する光増幅中継器とを有する光増幅中継システムであって、
前記光増幅中継器は、
前記光ファイバを伝搬する複数の伝搬モードの光を複数のシングルモード光に分波する光分波器と、
前記複数のシングルモード光の強度を一つの励起光源が発生した光により一括励起で増幅する光増幅器と、
前記光増幅器により増幅された前記複数のシングルモード光を複数の伝搬モードの光に合波する光合波器と、
前記光増幅器による増幅の前又は後の少なくとも一方で前記複数のシングルモード光の強度を調整する光強度調整部とを有し、
前記光強度調整部は、前記複数のシングルモード光それぞれが伝搬する光路個別に前記シングルモード光の光強度を増幅又は減衰することにより前記調整を行い、
前記光増幅器は、それぞれ一つのシングルモード光を入力する複数の入力ポートを備え、
前記光分波器は、分波した前記複数のシングルモード光を複数の出力ポートのそれぞれから出力し、前記光増幅器による増幅後の光強度のばらつきを低減するように、複数の前記出力ポートそれぞれから出力された前記複数のシングルモード光を前記複数のシングルモード光に応じて前記光増幅器の異なる前記入力ポートに切り替えて入力する、
光増幅中継システム。 - 前記光強度調整部は、多チャネル光増幅器を用いた光強度の増幅により、又は、分布ラマン増幅による光強度の増幅により前記調整を行う、
請求項1に記載の光増幅中継システム。 - 前記複数の光路上に、当該光路を伝搬する前記シングルモード光の光強度の一部を分岐する光タップを備え、
前記光強度調整部は、前記光タップにより分岐された前記光強度の計測結果に応じて前記調整を行う、
請求項2に記載の光増幅中継システム。 - 前記光ファイバは、伝搬モード数M(Mは2以上の整数)の光を伝搬し、
前記光増幅器は、Nチャネル(Nは2以上の整数、かつN≧M)のクラッド励起のマルチコア光増幅器であり、
前記光強度調整部は、コア励起のマルチコア光増幅器である、
請求項2又は請求項3に記載の光増幅中継システム。 - 前記光ファイバは、伝搬モード数M(Mは2以上の整数)の光を伝搬し、
前記光分波器は、M個の伝搬モードの前記光をN(Nは2以上の整数)個のシングルモード光に分波し、
前記光合波器は、前記光増幅器により増幅された前記N個の前記シングルモード光を前記M個の伝搬モードの光に合波し、
前記光強度調整部は、
前記シングルモード光それぞれの光信号帯域とは異なる波長の励起光を出力するラマン増幅用励起光源と、
前記N個の前記シングルモード光それぞれが伝搬する前記光路上に、前記ラマン増幅用励起光源が出力した前記光を合波することにより前記光信号帯域の光強度をラマン増幅するラマン増幅用波長合波器とを備え、
前記ラマン増幅による増幅量は、前記N個のシングルモード光のそれぞれが伝搬する前記光路の特性差に基づく、
請求項2又は請求項3に記載の光増幅中継システム。 - 前記光ファイバは、複数の伝搬モードを伝搬するコアを複数有し、
前記光強度調整部は、前記伝搬モード間および前記コア間における光強度の差を低減するように前記調整を行う、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の光増幅中継システム。 - 前記光増幅中継器を複数備える請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の光増幅中継システム。
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