JPH08163094A - Four optical wave mixing light suppression optical transmission path - Google Patents

Four optical wave mixing light suppression optical transmission path

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JPH08163094A
JPH08163094A JP6295368A JP29536894A JPH08163094A JP H08163094 A JPH08163094 A JP H08163094A JP 6295368 A JP6295368 A JP 6295368A JP 29536894 A JP29536894 A JP 29536894A JP H08163094 A JPH08163094 A JP H08163094A
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JP
Japan
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optical
dispersion
fiber
wave mixing
transmission line
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Application number
JP6295368A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Takahashi
浩 高橋
Yasushi Inoue
恭 井上
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

PURPOSE: To suppress a four optical wave mixing light without use of an interference system and a control system by inserting a specific optical element on the way of an optical transmission line using an optical fiber whose dispersion at an operating wavelength band is zero for a transmission medium. CONSTITUTION: A single mode fiber (optical element) 13 whose length Ls and dispersion D satisfy a relation of 2πl<2> (DLs (fk-fi)(fk-fj)/c=(2n-1)π is arranged between dispersion shift fibers 11-1 and 11-2, where c is the velocity of light, λis a wavelength, fi, fj, fk are frequencies at three points in a frequency multiplex signal and n is an integer. Phase relation of the frequency multiplex signal changes before and after the element 13 by the dispersion of the optical element 13. Thus, a difference is produced between a phase of a four optical wave mixture light generated in the dispersion shift fiber 11-2 before the optical element 13 and a phase of a four optical wave mixture light generated in the dispersion shift fiber 11-1 after the optical element 13. Since the phase difference is set to (2n-1)π in the optical element 13, the four optical wave mixture light generated before and after the optical element 13 is cancelled out.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、周波数多重信号光の伝
送により光ファイバ伝送路で発生する四光波混合光を抑
圧する四光波混合光抑圧光伝送路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a four-wave mixing light suppressing optical transmission line for suppressing four-wave mixing light generated in an optical fiber transmission line by transmitting frequency-multiplexed signal light.

【0002】[0002]

【従来の技術】1本の光ファイバに複数の異なる周波数
の信号光を多重して伝送する光周波数分割多重伝送方式
では、光ファイバ内で発生する四光波混合光の抑圧が必
要になっている。特に、光ファイバの零分散波長で伝送
する系(たとえば、零分散波長1.55μmの分散シフトフ
ァイバ)では、四光波混合光の発生効率が非常に高いの
でその抑圧が重要な課題になっている。
2. Description of the Related Art In an optical frequency division multiplexing transmission system in which a plurality of signal lights of different frequencies are multiplexed and transmitted in one optical fiber, it is necessary to suppress the four-wave mixing light generated in the optical fiber. . In particular, in a system for transmitting at a zero-dispersion wavelength of an optical fiber (for example, a dispersion-shifted fiber having a zero-dispersion wavelength of 1.55 μm), the generation efficiency of four-wave mixing light is very high, and suppression thereof is an important issue.

【0003】従来から提案されている1つの方法とし
て、マッハツェンダ干渉計と光遅延線を用いた四光波混
合光抑圧装置(特開平5−224252号公報)があ
る。以下、図6を参照してその構成および動作原理につ
いて説明する。四光波混合光抑圧装置は、2つのマッハ
ツェンダ干渉計41−1,41−2と、それらを結合す
る2本の光路42−1,42−2と、第2の光路42−
2に挿入される光遅延線43とにより構成される。
One conventionally proposed method is a four-wave mixing optical suppression device (Japanese Patent Laid-Open No. 5-224252) using a Mach-Zehnder interferometer and an optical delay line. The configuration and the operating principle will be described below with reference to FIG. The four-wave mixing optical suppression device includes two Mach-Zehnder interferometers 41-1 and 41-2, two optical paths 42-1 and 42-2 connecting them, and a second optical path 42-.
2 and an optical delay line 43 inserted in the optical delay line 43.

【0004】分散シフトファイバ11−1を伝搬した周
波数多重信号光(周波数f1,f2,f3,…)は第1のマッハ
ツェンダ干渉計41−1に入力され、周波数f1,f3,f5,
…の信号光が光路42−1に、周波数f2,f4,f6, …の信
号光が光路42−2にそれぞれ分波される。各光路の信
号光は第2のマッハツェンダ干渉計41−2で合波さ
れ、分散シフトファイバ11−2に出射される。このと
き、第2の光路42−2に挿入された光遅延線43によ
り、光路42−1,42−2を通過する両信号光に位相
差が設定される。これにより、四光波混合光抑圧装置の
前後の分散シフトファイバ11−1,11−2で発生す
る四光波混合光の位相を相違させることができる。ここ
で、光遅延線43の長さを適切に調整すると両者の位相
差をπにすることができ、その結果、四光波混合光抑圧
装置の前後で発生する四光波混合光は相殺され、四光波
混合光は消滅する。
The frequency-multiplexed signal light (frequency f1, f2, f3, ...) Propagated in the dispersion shift fiber 11-1 is input to the first Mach-Zehnder interferometer 41-1 and the frequencies f1, f3, f5,
The signal light of ... Is branched to the optical path 42-1 and the signal light of frequencies f2, f4, f6 ,. The signal lights of the respective optical paths are combined by the second Mach-Zehnder interferometer 41-2 and emitted to the dispersion shift fiber 11-2. At this time, the optical delay line 43 inserted in the second optical path 42-2 sets a phase difference between both signal lights passing through the optical paths 42-1 and 42-2. Thereby, the phases of the four-wave mixed light generated in the dispersion shift fibers 11-1 and 11-2 before and after the four-wave mixed light suppressing device can be made different. Here, by appropriately adjusting the length of the optical delay line 43, the phase difference between the two can be set to π, and as a result, the four-wave mixing light generated before and after the four-wave mixing light suppressing device is canceled and The mixed light wave disappears.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の四光波混合光抑
圧装置では、マッハツェンダ干渉計の合分波周波数と信
号光の周波数を合わせるために、マッハツェンダ干渉計
の温度を高精度に制御する必要があった。また、位相差
をπとするために、精度が 0.1μmの遅延線制御系を必
要としていた。さらに、マッハツェンダ干渉計における
損失が避けられず、信号光の強度を低下させる要因にな
っていた。
In the conventional four-wave mixing optical suppressor, it is necessary to control the temperature of the Mach-Zehnder interferometer with high precision in order to match the combined wavelength of the Mach-Zehnder interferometer with the frequency of the signal light. there were. Moreover, in order to set the phase difference to π, a delay line control system with an accuracy of 0.1 μm was required. Furthermore, loss in the Mach-Zehnder interferometer is unavoidable, which has been a factor of reducing the intensity of signal light.

【0006】本発明は、干渉系や制御系を用いずに四光
波混合光を抑圧できる四光波混合光抑圧光伝送路を提供
することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a four-wave mixing light suppression optical transmission line capable of suppressing four-wave mixing light without using an interference system or a control system.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の四光波混合光抑
圧光伝送路は、使用波長帯における分散値が零の光ファ
イバを伝送媒体とする光伝送路(例えば分散シフトファ
イバ)の途中に、所定の長さLS と分散値Dを有する光
学素子(例えば単一モードファイバ)を挿入した構成で
ある。
A four-wave mixing optical suppression optical transmission line of the present invention is provided in the middle of an optical transmission line (for example, a dispersion shift fiber) using an optical fiber having a dispersion value of zero in a used wavelength band as a transmission medium. , An optical element (for example, a single mode fiber) having a predetermined length L S and a dispersion value D is inserted.

【0008】[0008]

【作用】分散のない光伝送路(分散シフトファイバ)の
途中に挿入された光学素子(単一モードファイバ)の分
散により、その前後で周波数多重信号光の位相関係が変
化する。このため、光学素子の前の光伝送路で発生した
四光波混合光と、後の光伝送路で発生した四光波混合光
の位相に差が生じる。光学素子の長さLS および分散値
Dはこの位相差がπ(3π,5π,…)になるように設
定されるので、光学素子の前後で発生した四光波混合光
は互いに打ち消しあって消滅する。
The phase relationship of the frequency-multiplexed signal light changes before and after the dispersion due to the dispersion of the optical element (single mode fiber) inserted in the middle of the dispersion-free optical transmission line (dispersion shift fiber). Therefore, there is a difference in phase between the four-wave mixing light generated in the optical transmission line before the optical element and the four-wave mixing light generated in the optical transmission line after the optical element. Since the length L S of the optical element and the dispersion value D are set so that this phase difference becomes π (3π, 5π, ...), the four-wave mixed lights generated before and after the optical element cancel each other and disappear. To do.

【0009】このように、本発明では光学素子の分散を
利用して周波数多重信号光間の位相を制御するので、マ
ッハツェンダ干渉計を用いて周波数多重信号光を分波
し、位相をずらし、合波する手順を踏む従来技術の問題
点は解消される。
As described above, according to the present invention, the phase between the frequency-multiplexed signal lights is controlled by utilizing the dispersion of the optical element. Therefore, the Mach-Zehnder interferometer is used to demultiplex the frequency-multiplexed signal lights and shift the phases. The problems of the prior art of going through the wave procedure are eliminated.

【0010】[0010]

【実施例】【Example】

(第1実施例)図1は、本発明の第1実施例の光伝送路
構成を示す。図において、伝送媒体は分散シフトファイ
バ11−1、11−2である。分散シフトファイバ11
−1,11−2には、伝送損失を補償するために随所に
光増幅器12が配置されるので、光伝送路は全体として
無損失であると仮定できる。分散シフトファイバ11−
1と分散シフトファイバ11−2との間に、本発明の特
徴とする単一モードファイバ13が配置される。なお、
図面の左端を光伝送路の始点、右端を終点とし、単一モ
ードファイバ13は光伝送路の中間点に配置されるもの
とする。信号光の伝搬方向をz軸とし、始点はz=0、
分散シフトファイバ11−1と単一モードファイバ13
の接続点をz=z1 、単一モードファイバ13と分散シ
フトファイバ11−2の接続点をz=z2 、終点をz=
z3 とする。
(First Embodiment) FIG. 1 shows the configuration of an optical transmission line according to the first embodiment of the present invention. In the figure, transmission media are dispersion shift fibers 11-1 and 11-2. Dispersion shift fiber 11
Since the optical amplifiers 12 are arranged at -1 and 11-2 to compensate for the transmission loss, it can be assumed that the optical transmission line has no loss as a whole. Dispersion shift fiber 11-
A single mode fiber 13, which is a feature of the present invention, is arranged between 1 and the dispersion shift fiber 11-2. In addition,
It is assumed that the left end of the drawing is the start point of the optical transmission line and the right end is the end point, and the single mode fiber 13 is arranged at the intermediate point of the optical transmission line. The propagation direction of the signal light is the z axis, the starting point is z = 0,
Dispersion shift fiber 11-1 and single mode fiber 13
Z = z1, the connection point between the single mode fiber 13 and the dispersion shift fiber 11-2 is z = z2, and the end point is z =
Let z3.

【0011】始点から周波数多重信号光を伝送させたと
きに、その中の任意の3波(周波数fi ,fj ,fk
が誘起する四光波混合光(fF=fi+fj−fk)の抑圧
について説明する。まず、以下の説明で用いる主な変数
の定義を列記する。 fi ,fj ,fk ,fF :信号光と四光波混合光の周波
数 βDi,βDj,βDk,βDF:信号光と四光波混合光の分散
シフトファイバにおける伝搬定数 βSi,βSj,βSk,βSF:信号光と四光波混合光の単一
モードファイバにおける伝搬定数 Ei(z),Ej(z),Ek(z),EF(z) :信号光と四光波混合光
の距離zにおける電場 LD ,LS :分散シフトファイバと単一モードファイバ
の長さ。
When the frequency-multiplexed signal light is transmitted from the starting point, arbitrary three waves (frequency f i , f j , f k ) therein are transmitted.
Suppression of the four-wave mixed light (f F = f i + f j −f k ) induced by will be described. First, the definitions of main variables used in the following description are listed. f i , f j , f k , f F : frequencies of signal light and four-wave mixing light β Di , β Dj , β Dk , β DF : propagation constant β Si of the signal light and four-wave mixing light in a dispersion shift fiber, β Sj , β Sk , β SF : Propagation constants of signal light and four-wave mixing light in a single mode fiber E i (z), E j (z), E k (z), E F (z): Signal light And electric fields L D and L S at the distance z between the four-wave mixed light: the lengths of the dispersion-shifted fiber and the single-mode fiber.

【0012】はじめに、分散シフトファイバ11−1で
発生する四光波混合光について解析する。分散シフトフ
ァイバ11−1で発生した四光波混合光の電場は、z=
z1において、 EF(z1)=iAEi(0)Ej(0)Ek(0)* exp[iβDFD] …(1) と表される。Aは、四光波混合の発生効率を表す定数で
ある。この式の導出に当たっては、fi,fj,fk,fF
は分散シフトファイバ11−1の零分散領域にあり、位
相整合条件βDi+βDj=βDk+βDFが満たされていると
仮定した。この四光波混合光は、単一モードファイバ1
3と分散シフトファイバ11−2を伝搬した後に、z=
z3 において、 EF(z3) =iAEi(0)Ej(0)Ek(0)* exp[i(βDFD+βSFS+βDFD)] …(2) と表される。
First, the four-wave mixing light generated in the dispersion shift fiber 11-1 will be analyzed. The electric field of the four-wave mixing light generated in the dispersion shift fiber 11-1 is z =
At z1, it is expressed as E F (z1) = iAE i (0) E j (0) E k (0) * exp [iβ DF L D ] ... (1). A is a constant representing the generation efficiency of four-wave mixing. In the derivation of this equation, f i , f j , f k , f F
Is in the zero dispersion region of the dispersion shift fiber 11-1, and it is assumed that the phase matching condition β Di + β Dj = β Dk + β DF is satisfied. This four-wave mixing light is generated by the single mode fiber 1
3 and the dispersion shift fiber 11-2, z =
In z3, it is expressed as E F (z3) = iAE i (0) E j (0) E k (0) * exp [i (β DF L D + β SF L S + β DF L D)] ... (2) It

【0013】一方、分散シフトファイバ11−2内で新
たに発生する四光波混合光は、 EF'(z3) =iAEi(z2)Ej(z2)Ek(z2)* exp[iβDFD] =iAEi(0) exp[i(βDiD+βSiS)]・Ej(0) exp[i(βDjD+βSjS)] ・Ek(0) exp[−i(βDkD+βSkS)]・exp[iβDFD] =iAEi(0)Ej(0)Ek(0)* exp[i(2βDFD+(βSi+βSj−βSk)LS)] …(3) と表される。なお、 (3)式の導出では、分散シフトファ
イバ11−1,11−2内での位相整合条件βDi+βDj
=βDk+βDFを用いた。(2),(3) 式により、z=z3 に
おける四光波混合光のパワーは、 PF(z3)∝[EF(z3)+EF'(z3)][EF(z3)+EF'(z3)]* =2A2|Ei(0)|2|Ej(0)|2|Ek(0)|2(1+cosΔφ) …(4) Δφ=(βSF+βSk−βSi−βSj)LS …(5) となる。
Meanwhile, the four-wave mixing light generated newly in the dispersion-shifted fiber 11-2, E F '(z3) = iAE i (z2) E j (z2) E k (z2) * exp [iβ DF L D ] = iAE i (0) exp [i (β Di L D + β Si L S )] ・ E j (0) exp [i (β Dj L D + β Sj L S )] ・ E k (0) exp [-I (β Dk L D + β Sk L S )] exp [iβ DF L D ] = iAE i (0) E j (0) E k (0) * exp [i (2β DF L D + (β Si + β Sj −β Sk ) L S )] (3). In the derivation of the equation (3), the phase matching condition β Di + β Dj in the dispersion shift fibers 11-1 and 11-2 is obtained.
= Β Dk + β DF was used. (2) and (3), the power of four-wave mixed light in the z = z3 is, P F (z3) α [ E F (z3) + E F '(z3)] [E F (z3) + E F' (z3)] * = 2A 2 | E i (0) | 2 | E j (0) | 2 | E k (0) | 2 (1 + cos Δφ) (4) Δφ = (β SF + β Sk −β Si − β Sj ) L S (5)

【0014】ここで、Δφは分散シフトファイバ11−
1で発生した四光波混合光と、分散シフトファイバ11
−2で発生した四光波混合光のz=z3 における位相差
を示す量である。 (4)式からわかるように、|Δφ|が
πとなるときに四光波混合光のパワーが零、すなわち四
光波混合が抑圧される。各βS を2次までテイラー展開
してまとめると、
Here, Δφ is the dispersion shift fiber 11-
Four-wave mixing light generated in 1 and dispersion shift fiber 11
It is an amount showing the phase difference at z = z3 of the four-wave mixing light generated at -2. As can be seen from the equation (4), when | Δφ | becomes π, the power of the four-wave mixing light is zero, that is, the four-wave mixing is suppressed. Taylor expansion of each β S up to the second order,

【0015】[0015]

【数1】 [Equation 1]

【0016】となる。ここで、λは波長、Dは単一モー
ドファイバ13の分散値、cは光速である。 (6)式で表
されるΔφがπとなる長さの単一モードファイバ13を
分散シフトファイバ11−1,11−2の間に挿入すれ
ば、四光波混合を抑圧することができる。なお、Δφが
πの奇数倍となる長さでもよい。以上、任意の周波数f
i ,fj ,fk の光が発生させる四光波混合光の抑圧に
ついて説明した。
[0016] Here, λ is the wavelength, D is the dispersion value of the single mode fiber 13, and c is the speed of light. If the single mode fiber 13 having a length such that Δφ represented by the equation (6) is π is inserted between the dispersion shift fibers 11-1 and 11-2, four-wave mixing can be suppressed. The length may be such that Δφ is an odd multiple of π. Above, any frequency f
The suppression of the four-wave mixed light generated by the lights of i , f j , and f k has been described.

【0017】さて、本発明が適用される光周波数多重伝
送系では、光周波数チャネル(f1,f2,f3,f4,…)が
周波数軸上に間隔Δfで配置されている。この系では、
任意の周波数fi ,fj ,fk は離散的な値(f1,f2,
3,f4,…)をとり、その組み合わせにより多くの四光
波混合光が発生する。 (6)式に示すように、Δφの値は
(fk−fi)(fk−fj) の値により異なるので、1本の
単一モードファイバですべての四光波混合を抑圧できる
わけではない。そこで、fi ,fj ,fk の組み合わせ
とΔφの関係を図2,図3に分類した。
In the optical frequency multiplex transmission system to which the present invention is applied, the optical frequency channels (f 1 , f 2 , f 3 , f 4 , ...) Are arranged at intervals Δf on the frequency axis. In this system,
Arbitrary frequencies f i , f j , and f k are discrete values (f 1 , f 2 ,
f 3 , f 4 , ...), and many four-wave mixed lights are generated by the combination thereof. As shown in equation (6), the value of Δφ is
Since it depends on the value of (f k −f i ) (f k −f j ), not all four-wave mixing can be suppressed by one single mode fiber. Therefore, the relationship between the combination of f i , f j , and f k and Δφ is classified into FIGS. 2 and 3.

【0018】図中、横軸は周波数を表し、長い矢印は信
号光(fi ,fj ,fk )、短い矢印は四光波混合光
(fF=fi+fj−fk)を示す。ここでは、各信号光お
よび四光波混合光をi,j,k,Fと表記する。なお、
周波数間隔が大きくなると分散シフトファイバ内の位相
整合がとれず、四光波混合光の発生効率が低くなり、も
ともと抑圧する必要がないので、|fk−fi||fk
j|=6Δf2 までを記載した。また、周波数軸上で
左右対称な2つの組み合わせは|Δφ|の値が同じなの
で、その一方のみを記載した。以下の説明では、|fk
−fi||fk−fj|の値を用いて分類する。
[0018] In the figure, the horizontal axis represents the frequency, showing long arrow signal light (f i, f j, f k), short arrows four-wave mixing light (f F = f i + f j -f k) . Here, each signal light and four-wave mixing light are described as i, j, k, and F. In addition,
If the frequency spacing becomes large, phase matching cannot be achieved in the dispersion-shifted fiber, the generation efficiency of the four-wave mixing light becomes low, and it is not necessary to suppress it from the beginning. Therefore, | f k −f i || f k
The values up to f j | = 6Δf 2 are described. Also, since two combinations that are bilaterally symmetric on the frequency axis have the same value of | Δφ |, only one of them is described. In the following description, | f k
Classification is performed using the value of −f i || f k −f j |.

【0019】Δf2型では、|Δφ|は2πλ2DLSΔf2
/cで与えられる。ここで、チャネル間隔が 100GHzの
光周波数分割多重伝送の場合は、D=17ps/km/nm、LS
=365mとすれば|Δφ|がπとなり、Δf2型の四光波
混合が抑圧される。このとき、3Δf2型では|Δφ|=
3π、5Δf2型では|Δφ|=5πとなり、これらの四
光波混合も同時に抑圧される。一方、2Δf2型では|Δ
φ|=2π、4Δf2型では|Δφ|=4π、6Δf2型で
は|Δφ|=6πとなるので、四光波混合は抑圧されな
い。
In the Δf 2 type, | Δφ | is 2πλ 2 DL S Δf 2
/ C. Here, in the case of optical frequency division multiplexing transmission with a channel spacing of 100 GHz, D = 17 ps / km / nm, L S
= 365 m, | Δφ | becomes π, and Δf 2 type four-wave mixing is suppressed. At this time, in the 3Δf 2 type, | Δφ | =
In the 3π, 5Δf 2 type, | Δφ | = 5π, and these four-wave mixing is also suppressed at the same time. On the other hand, in the 2Δf 2 type, | Δ
φ | = 2π, the type 2 4Δf | Δφ | = 4π, the type 2 6Δf | Δφ | = since the 6?, four-wave mixing is not suppressed.

【0020】また、LS =183 mとすれば、2Δf2型で
は|Δφ|=π、6Δf2型では|Δφ|=3πとなり、
四光波混合が抑圧される。このとき、Δf2型では|Δφ
|=π/2、3Δf2型では|Δφ|=3π/2、5Δf2
型では|Δφ|=5π/2となり、四光波混合は完全に
は抑圧されないがパワーは半減される。また、LS =91
mとすれば、4Δf2型の四光波混合を完全に抑圧するこ
とができる。
Further, if L S = 183 m, the type 2 2Δf | Δφ | = π, in type 2 6Δf | Δφ | = 3π next,
Four-wave mixing is suppressed. At this time, in Δf 2 type, | Δφ
| = Π / 2 , 3Δf 2 type | Δφ | = 3π / 2, 5Δf 2
In the type, | Δφ | = 5π / 2, and four-wave mixing is not completely suppressed, but the power is halved. Also, L S = 91
If m, it is possible to completely suppress four-wave mixing of 4Δf 2 type.

【0021】さらに、2Δf2型を抑圧するLS =183 m
と3Δf2型を抑圧するLS =122 mの間をとってLS
146 mとすれば、2Δf2型では|Δφ|= 0.8π、3Δ
f2型では|Δφ|= 1.2πとなるので、両方の型の四光
波混合をほぼ1/10に抑圧することができる。 (第2実施例)図4は、本発明の第2実施例の光伝送路
構成を示す。
Further, L S = 183 m for suppressing the 2Δf 2 type
And L S = 122 m which suppresses the 3Δf 2 type and L S =
Assuming 146 m, in the 2Δf 2 type, | Δφ | = 0.8π, 3Δ
In the f 2 type, | Δφ | = 1.2π, so four-wave mixing of both types can be suppressed to about 1/10. (Second Embodiment) FIG. 4 shows the configuration of an optical transmission line according to the second embodiment of the present invention.

【0022】本実施例では、第1実施例に示す分散シフ
トファイバ11−1,単一モードファイバ13、分散シ
フトファイバ11−2を単位伝送路21とし、光伝送路
全体を複数の単位伝送路21で構成する。単位伝送路2
1内に配置される光増幅器12は、ファイバの損失を補
償する利得を有する。本実施例の特徴は、単位伝送路2
1ごとに四光波混合を抑圧するところにある。以下、そ
の利点について説明する。
In this embodiment, the dispersion shifted fiber 11-1, the single mode fiber 13 and the dispersion shifted fiber 11-2 shown in the first embodiment are used as a unit transmission line 21, and the entire optical transmission line is made up of a plurality of unit transmission lines. 21. Unit transmission line 2
The optical amplifier 12 placed in 1 has a gain that compensates for fiber losses. The feature of this embodiment is that the unit transmission line 2
It is about suppressing four-wave mixing for each one. The advantages will be described below.

【0023】第1実施例のように、光伝送路全体の中間
点に (6)式を満たす単一モードファイバ13を配置して
四光波混合を抑圧できるのは、分散シフトファイバ全線
において位相整合条件が完全に満たされている場合だけ
である。製造偏差により分散シフトファイバの零分散波
長がわずかでもずれると、四光波混合光と信号光の位相
整合にずれが生じる。伝送路が長くなると、このずれが
累積して本発明の効果が得られなくなる。そこで、図4
に示すように、単位伝送路21に分割して個々に四光波
混合を抑圧することによりこの問題が解決される。
As in the first embodiment, it is possible to suppress the four-wave mixing by disposing the single mode fiber 13 satisfying the expression (6) at the intermediate point of the entire optical transmission line. Only if the conditions are fully met. Even if the zero-dispersion wavelength of the dispersion-shifted fiber is slightly deviated due to manufacturing deviation, the phase matching between the four-wave mixing light and the signal light is deviated. When the transmission path becomes long, this deviation accumulates and the effect of the present invention cannot be obtained. Therefore, FIG.
This problem is solved by dividing into the unit transmission lines 21 and suppressing the four-wave mixing individually as shown in FIG.

【0024】ここでは、単位伝送路21は2つの光増幅
器で損失を補償できる長さとしたが、その限りではな
い。また、位相整合条件が満たされる範囲内で光増幅器
を増やすことにより、単位伝送路21を長くすることが
可能である。なお、あらかじめ位相整合のずれを測定し
ておき、その分を考慮してΔφを決めることにより、零
分散波長がずれた分散シフトファイバをつないで長距離
の光伝送路とする場合にも対応できる。
Although the length of the unit transmission line 21 is such that the two optical amplifiers can compensate for the loss, the length is not limited to this. Further, the unit transmission line 21 can be lengthened by increasing the number of optical amplifiers within the range where the phase matching condition is satisfied. In addition, by measuring the phase matching shift in advance and determining Δφ in consideration of the shift, it is possible to correspond to the case where a long-distance optical transmission line is formed by connecting dispersion-shifted fibers with shifted zero-dispersion wavelengths. .

【0025】(第3実施例)図5は、本発明の第3実施
例の光伝送路構成を示す。本実施例では、4つの分散シ
フトファイバ11−1〜11−4と、3つの単一モード
ファイバ13−1〜13−3と、4つの光増幅器12−
1〜12−4を単位伝送路31とし、光伝送路全体を複
数の単位伝送路31で構成する。単位伝送路31内に配
置される光増幅器12は、ファイバの損失を補償する利
得を有する。単位伝送路31に分割する理由は第2実施
例と同様である。
(Third Embodiment) FIG. 5 shows the configuration of an optical transmission line according to the third embodiment of the present invention. In this embodiment, four dispersion shift fibers 11-1 to 11-4, three single mode fibers 13-1 to 13-3, and four optical amplifiers 12-
1 to 12-4 are unit transmission lines 31, and the entire optical transmission line is composed of a plurality of unit transmission lines 31. The optical amplifier 12 arranged in the unit transmission line 31 has a gain that compensates for the loss of the fiber. The reason for the division into the unit transmission lines 31 is the same as in the second embodiment.

【0026】単一モードファイバ13−1〜13−3の
分散をD=17ps/km/nmとし、長さをLS =183 mとす
る。これは、チャネル間隔 100GHzの光周波数分割多重
伝送における2Δf2型、6Δf2型、10Δf2型、…の四光
波混合を抑圧するためである。この型の四光波混合光
は、分散シフトファイバ11−1で発生して分散シフト
ファイバ11−2で相殺され、分散シフトファイバ11
−3で発生して分散シフトファイバ11−4で相殺され
る。
The dispersion of the single mode fibers 13-1 to 13-3 is D = 17 ps / km / nm, and the length is L S = 183 m. This is to suppress four-wave mixing of 2Δf 2 type, 6Δf 2 type, 10Δf 2 type, ... In optical frequency division multiplexing transmission with a channel spacing of 100 GHz. This type of four-wave mixing light is generated in the dispersion shift fiber 11-1 and is canceled by the dispersion shift fiber 11-2.
-3 and is canceled by the dispersion shift fiber 11-4.

【0027】また、単一モードファイバ13−1,13
−2の合計で等価的にLS =365 mの単一モードファイ
バと見なせるので、分散シフトファイバ11−1で発生
したΔf2型、3Δf2型、5Δf2型、…の四光波混合光を
分散シフトファイバ11−3で相殺し抑圧できる。同様
に、単一モードファイバ13−2,13−3の作用によ
り、分散シフトファイバ11−2で発生した同型の四光
波混合光を分散シフトファイバ11−4で相殺し抑圧で
きる。このように本実施例の単位伝送路31を構成すれ
ば、Δf2型、3Δf2型、5Δf2型、…の四光波混合光
と、2Δf2型、6Δf2型、10Δf2型、…の四光波混合光
を同時に抑圧することができる。
Further, the single mode fibers 13-1, 13
-2 can be regarded equivalently as a single-mode fiber with L S = 365 m, so the four-wave mixing light of Δf 2 type, 3Δf 2 type, 5Δf 2 type, ... The dispersion shift fiber 11-3 can cancel and suppress. Similarly, due to the action of the single mode fibers 13-2 and 13-3, the same type of four-wave mixing light generated in the dispersion shift fiber 11-2 can be canceled and suppressed in the dispersion shift fiber 11-4. When the unit transmission line 31 of the present embodiment is configured in this way, four-wave mixed light of Δf 2 type, 3Δf 2 type, 5Δf 2 type, ... And 2Δf 2 type, 6Δf 2 type, 10Δf 2 type ,. The four-wave mixed light can be suppressed at the same time.

【0028】また、これを応用して、長さが半分のLS
=91mの単一モードファイバを基本とすれば、Δf2型、
3Δf2型、5Δf2型、…の四光波混合光と、2Δf2型、
6Δf2型、10Δf2型、…の四光波混合光と、4Δf2型、
12Δf2型、20Δf2型、…の四光波混合光を同時に抑圧す
ることができる。 (各実施例に共通の付記事項)各実施例に示した単一
モードファイバとは、単一の伝搬モードを有し、零分散
波長を 1.3μm帯から1.55μm帯へシフトする構成をと
っていないもので、1.55μm帯で17ps/km/nm程度の分散
を有するファイバをいう。また、各実施例に示した分散
シフトファイバとは、単一の伝搬モードを有し、零分散
波長を 1.3μm帯から1.55μm帯へシフトする構成をと
っており、1.55μm帯で分散が零のファイバをいう。
Further, by applying this, L S of half the length
Based on = 91m single mode fiber, Δf 2 type,
3Derutaf 2 type, 5Derutaf 2 type, ... four-wave mixing light, 2.DELTA.f 2 type,
Four-wave mixing light of 6Δf 2 type, 10Δf 2 type, and 4Δf 2 type,
It is possible to simultaneously suppress four-wave mixing light of 12Δf 2 type, 20Δf 2 type, .... (Additional items common to each example) The single-mode fiber shown in each example has a single propagation mode and has a configuration in which the zero dispersion wavelength is shifted from the 1.3 μm band to the 1.55 μm band. It is a non-existent fiber having a dispersion of about 17 ps / km / nm in the 1.55 μm band. The dispersion-shifted fiber shown in each example has a single propagation mode and has a configuration in which the zero dispersion wavelength is shifted from the 1.3 μm band to the 1.55 μm band, and the dispersion is zero in the 1.55 μm band. Of fiber.

【0029】本発明では、位相差Δφを得るのに単一モ
ードファイバの分散を利用したが、例えば分散を有する
その他の光ファイバや光部品を用いてもよい。すなわ
ち、本発明の四光波混合光抑圧光伝送路の特徴は、使用
波長帯において、分散のない光伝送路の途中に分散を有
する光学素子を配置するところにある。 (各実施例に共通の付記事項)光増幅器の内部の配線
等に単一モードファイバが用いられている場合には、本
発明で使用する単一モードファイバの長さをその分だけ
短くする必要がある。また、光増幅器が分散を有する場
合には、その中で生じる位相差Δφを考慮して単一モー
ドファイバの長さを決定する必要がある。たとえば、エ
ルビウムドープファイバ増幅器において、使用ファイバ
が30m、その分散値が10ps/km/nmの場合には、設計上必
要とされるLS =183 mに対して、実際に必要な単一モ
ードファイバの長さは 165mとなる。
In the present invention, the dispersion of the single mode fiber is used to obtain the phase difference Δφ, but other optical fibers or optical components having dispersion may be used, for example. That is, the feature of the four-wave mixing light suppression optical transmission line of the present invention is that an optical element having dispersion is arranged in the midway of the dispersion-free optical transmission line in the used wavelength band. (Additional remark common to each embodiment) When a single mode fiber is used for the wiring inside the optical amplifier, etc., it is necessary to shorten the length of the single mode fiber used in the present invention. There is. Further, when the optical amplifier has dispersion, it is necessary to determine the length of the single mode fiber in consideration of the phase difference Δφ generated therein. For example, in an erbium-doped fiber amplifier, if the fiber used is 30 m and the dispersion value is 10 ps / km / nm, the single-mode fiber actually required for the L S = 183 m required by the design. Will be 165m long.

【0030】(各実施例に共通の付記事項)各実施例
では、四光波混合光を相殺する2つの分散シフトファイ
バの区間の長さは等しいと仮定した。しかし、2つの分
散シフトファイバで発生する四光波混合光のパワーが等
しくなるように光増幅器の利得を調整すれば、2つの分
散シフトファイバの長さは必ずしも等しくする必要はな
い。
(Additional Remarks Common to Each Embodiment) In each embodiment, it is assumed that the lengths of the sections of the two dispersion shift fibers that cancel the four-wave mixing light are equal. However, if the gains of the optical amplifiers are adjusted so that the powers of the four-wave mixing light generated in the two dispersion shift fibers become equal, the lengths of the two dispersion shift fibers do not necessarily have to be equal.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は分散のな
い光伝送路(分散シフトファイバ)の途中に、分散を有
する光学素子(単一モードファイバ)を挿入する構成に
より、周波数多重信号光の伝送に伴う四光波混合光の発
生を抑圧することができる。光学素子として単一モード
ファイバを利用する場合には、必要とされる長さは100
m程度であり、直径10cm厚さ1cm程度の小さなボビ
ンあるいは箱に収納できるので、極めて小型軽量化を図
ることができる。また、四光波混合光の抑圧特性は単一
モードファイバの長さで簡単に調整することができる。
また、単一モードファイバの分散値や長さは温度変化に
対して安定であるので、温度制御が不要である。さらに
振動などの外的要因により故障することもない。これに
より、大幅なコスト低減が可能となる。また、単一モー
ドファイバの挿入により生じる損失は、単一モードファ
イバと分散シフトファイバの接続損失だけである。その
値は1接続箇所あたり 0.4dBであり、無視することがで
きる。
As described above, according to the present invention, an optical element (single-mode fiber) having dispersion is inserted in the middle of a dispersion-free optical transmission line (dispersion shift fiber), so that frequency-multiplexed signal light is obtained. It is possible to suppress the generation of four-wave mixing light accompanying the transmission of. When using single mode fiber as the optical element, the required length is 100
Since it can be stored in a small bobbin or box having a diameter of about 10 cm and a thickness of about 1 cm, the size and weight can be extremely reduced. Further, the suppression characteristic of the four-wave mixed light can be easily adjusted by the length of the single mode fiber.
Moreover, since the dispersion value and the length of the single mode fiber are stable with respect to the temperature change, the temperature control is unnecessary. Furthermore, it does not break down due to external factors such as vibration. This makes it possible to significantly reduce costs. Further, the loss caused by the insertion of the single mode fiber is only the connection loss between the single mode fiber and the dispersion shift fiber. The value is 0.4 dB per connection point and can be ignored.

【0032】したがって、本発明を用いることにより、
四光波混合光の発生が抑圧された光伝送路を安価に、簡
便に、安定して提供することができ、光周波数分割多重
伝送の性能を飛躍的に向上させることができる。
Therefore, by using the present invention,
An optical transmission line in which generation of four-wave mixed light is suppressed can be provided inexpensively, easily, and stably, and the performance of optical frequency division multiplexing transmission can be dramatically improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例の光伝送路構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical transmission line according to a first embodiment of the present invention.

【図2】3波の組み合わせとΔφの関係(その1)を示
す図。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship (part 1) between a combination of three waves and Δφ.

【図3】3波の組み合わせとΔφの関係(その2)を示
す図。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship (part 2) between a combination of three waves and Δφ.

【図4】本発明の第2実施例の光伝送路構成を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an optical transmission line according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3実施例の光伝送路構成を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an optical transmission line according to a third embodiment of the present invention.

【図6】従来の四光波混合光抑圧装置の構成を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a conventional four-wave mixing light suppression device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 分散シフトファイバ 12 光増幅器 13 単一モードファイバ 21,31 単位伝送路 41 マッハツェンダ干渉計 42 光路 43 光遅延線 11 dispersion-shifted fiber 12 optical amplifier 13 single-mode fiber 21, 31 unit transmission line 41 Mach-Zehnder interferometer 42 optical path 43 optical delay line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 10/02 10/18 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location H04B 10/02 10/18

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 使用波長帯における分散値が零の光ファ
イバを伝送媒体として周波数多重信号光を伝送する光伝
送路において、 前記光伝送路を複数個に分割する接続点に、光速をc、
波長をλ、周波数多重信号光の内の3波の周波数を
i ,fj ,fk 、nを1以上の整数としたときに、長さ
S と分散値Dが 2πλ2 DLS(fk−fi)(fk−fj) /c=(2n−
1)π を満たす光学素子を挿入した構成であることを特徴とす
る四光波混合光抑圧光伝送路。
1. An optical transmission line for transmitting frequency-multiplexed signal light using an optical fiber having a dispersion value of zero in a used wavelength band as a transmission medium, at a connection point for dividing the optical transmission line into a plurality of light speeds,
When the wavelength is λ, the frequencies of three waves in the frequency-multiplexed signal light are f i , f j , f k , and n is an integer of 1 or more, the length L S and the dispersion value D are 2πλ 2 DL S ( f k −f i ) (f k −f j ) / c = (2n−
1) A four-wave mixing optical suppression optical transmission line characterized in that an optical element satisfying π is inserted.
【請求項2】 請求項1に記載の四光波混合光抑圧光伝
送路において、 光学素子は、長さLS と分散値Dを有する単一モードフ
ァイバであることを特徴とする四光波混合光抑圧光伝送
路。
2. The four-wave mixing light suppressing optical transmission line according to claim 1, wherein the optical element is a single-mode fiber having a length L S and a dispersion value D. Suppressed optical transmission line.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6433923B2 (en) 1998-05-08 2002-08-13 Fujitsu Limited Optical transmission path having sections which overcompensate for dispersion occurring in the sections
JP2013034198A (en) * 2011-07-06 2013-02-14 Infinera Corp Suppression of non-linear effects in low dispersion optical fibers

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