JPH09162805A - 光伝送システム及び光中継器 - Google Patents
光伝送システム及び光中継器Info
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- JPH09162805A JPH09162805A JP7314976A JP31497695A JPH09162805A JP H09162805 A JPH09162805 A JP H09162805A JP 7314976 A JP7314976 A JP 7314976A JP 31497695 A JP31497695 A JP 31497695A JP H09162805 A JPH09162805 A JP H09162805A
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- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/29—Repeaters
- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
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- H04B10/2935—Signal power control considering the whole optical path with a cascade of amplifiers
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- H04B10/2513—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion
- H04B10/2525—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion using dispersion-compensating fibres
- H04B10/25253—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion using dispersion-compensating fibres with dispersion management, i.e. using a combination of different kind of fibres in the transmission system
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29304—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating
- G02B6/29316—Light guides comprising a diffractive element, e.g. grating in or on the light guide such that diffracted light is confined in the light guide
- G02B6/29317—Light guides of the optical fibre type
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B6/29379—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device
- G02B6/29392—Controlling dispersion
- G02B6/29394—Compensating wavelength dispersion
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- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 波長分割多重方式で波長分散の波長依存性を
解消する。 【解決手段】 光送信端局１０と光受信端局１２との間
で、伝送用光ファイバ１４，１４，・・・が光増幅中継
器１６，１６，・・・を介して接続され、１等化区間に
１つの等化ファイバ１８が接続される。等化ファイバ１
８は、通常、等化区間の終端に配置される。伝送用光フ
ァイバ１４は例えば、１．５μｍ帯で波長分散がほぼゼ
ロになる分散シフト・ファイバである。光増幅中継器１
６は、光増幅手段の他に、伝送用光ファイバ１４の波長
分散の波長特性とは逆の傾き（具体的には、波長に対し
てマイナスの傾き）の波長分散特性を具備する分散補償
光学素子を具備する。その分散補償光学素子により、波
長毎の累積波長分散の差を補償する。分散補償光学素子
はファイバ・グレーティングにより実現される。
解消する。 【解決手段】 光送信端局１０と光受信端局１２との間
で、伝送用光ファイバ１４，１４，・・・が光増幅中継
器１６，１６，・・・を介して接続され、１等化区間に
１つの等化ファイバ１８が接続される。等化ファイバ１
８は、通常、等化区間の終端に配置される。伝送用光フ
ァイバ１４は例えば、１．５μｍ帯で波長分散がほぼゼ
ロになる分散シフト・ファイバである。光増幅中継器１
６は、光増幅手段の他に、伝送用光ファイバ１４の波長
分散の波長特性とは逆の傾き（具体的には、波長に対し
てマイナスの傾き）の波長分散特性を具備する分散補償
光学素子を具備する。その分散補償光学素子により、波
長毎の累積波長分散の差を補償する。分散補償光学素子
はファイバ・グレーティングにより実現される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光伝送システム及
び光中継器に関し、より具体的には、光ファイバによる
長距離及び／又は広帯域の光伝送システム及び、当該光
伝送システムに用いる光中継器に関する。
び光中継器に関し、より具体的には、光ファイバによる
長距離及び／又は広帯域の光伝送システム及び、当該光
伝送システムに用いる光中継器に関する。
【０００２】
【従来の技術】光海底ケーブルなどの長距離光伝送シス
テムでは、一般に、矩形光パルスを伝搬するＮＲＺ（Ｎ
ｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ Ｚｅｒｏ）方式又は孤立光パルス
を伝搬する光ソリトン伝送方式が用いられる。光ソリト
ン伝送方式は、光ファイバの非線形性と波長分散とをバ
ランスさせることで、極短光パルスをそのパルス波形を
一定に維持したまま長距離伝送させる方式であり、２０
Ｇビット／秒の超高速伝送で、１４，０００ｋｍの超長
距離伝送の成功が報告されている。
テムでは、一般に、矩形光パルスを伝搬するＮＲＺ（Ｎ
ｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ Ｚｅｒｏ）方式又は孤立光パルス
を伝搬する光ソリトン伝送方式が用いられる。光ソリト
ン伝送方式は、光ファイバの非線形性と波長分散とをバ
ランスさせることで、極短光パルスをそのパルス波形を
一定に維持したまま長距離伝送させる方式であり、２０
Ｇビット／秒の超高速伝送で、１４，０００ｋｍの超長
距離伝送の成功が報告されている。
【０００３】何れの伝送方式でも、光ファイバの非線形
性による伝送特性劣化を避けるため、伝送用光ファイバ
の波長分散が信号波長λｓにおいて有限値になるように
設計される。波長分散が非ゼロの有限値であることか
ら、伝送距離に従い波長分散値が累積して徐々に大きく
なり、伝送波形が大きく劣化する。
性による伝送特性劣化を避けるため、伝送用光ファイバ
の波長分散が信号波長λｓにおいて有限値になるように
設計される。波長分散が非ゼロの有限値であることか
ら、伝送距離に従い波長分散値が累積して徐々に大きく
なり、伝送波形が大きく劣化する。
【０００４】そこで、波長分散の累積値を所定値内に制
限する手段として、従来、伝送用光ファイバの間に逆の
波長分散特性の分散補償ファイバ（等化ファイバとも呼
ばれる。）を挿入し、全体としての波長分散をゼロ又は
極く少ない値に制限する構成が提案されている。図１０
は、従来例の概略模式図を示す。光送信端局１１０と光
受信端局１１２との間で、伝送用光ファイバ（１．５μ
ｍ帯で波長分散がほぼゼロになる光ファイバ（いわゆる
分散シフト・ファイバ）が使用される。）１１４，１１
４，・・・が光増幅中継器１１６，１１６，・・・を介
して接続され、１等化区間に１つの等化ファイバ１１８
が接続される。例えば、１本の伝送用光ファイバ１１４
の長さは約４０ｋｍ、１等化区間の距離は、ＮＲＺ方式
では約５００ｋｍ、光ソリトン伝送方式では２００ｋｍ
である。
限する手段として、従来、伝送用光ファイバの間に逆の
波長分散特性の分散補償ファイバ（等化ファイバとも呼
ばれる。）を挿入し、全体としての波長分散をゼロ又は
極く少ない値に制限する構成が提案されている。図１０
は、従来例の概略模式図を示す。光送信端局１１０と光
受信端局１１２との間で、伝送用光ファイバ（１．５μ
ｍ帯で波長分散がほぼゼロになる光ファイバ（いわゆる
分散シフト・ファイバ）が使用される。）１１４，１１
４，・・・が光増幅中継器１１６，１１６，・・・を介
して接続され、１等化区間に１つの等化ファイバ１１８
が接続される。例えば、１本の伝送用光ファイバ１１４
の長さは約４０ｋｍ、１等化区間の距離は、ＮＲＺ方式
では約５００ｋｍ、光ソリトン伝送方式では２００ｋｍ
である。
【０００５】図１１は、各伝送距離における累積波長分
散値を示す。図１１（ａ）はＮＲＺ伝送方式、同（ｂ）
は光ソリトン伝送方式であって、それぞれ、縦軸は累積
波長分散、横軸は伝送距離を示す。通常、ＮＲＺ方式で
は、波長分散がマイナス側に累積するように設計される
が、光ソリトン伝送方式では逆に、波長分散がプラス側
に累積するように設計される。
散値を示す。図１１（ａ）はＮＲＺ伝送方式、同（ｂ）
は光ソリトン伝送方式であって、それぞれ、縦軸は累積
波長分散、横軸は伝送距離を示す。通常、ＮＲＺ方式で
は、波長分散がマイナス側に累積するように設計される
が、光ソリトン伝送方式では逆に、波長分散がプラス側
に累積するように設計される。
【０００６】図１２は、波長１，５００ｎｍ帯の光増幅
中継器１１６の概略構成図を示す。エルビウム・ドープ
・ファイバ１２０にＷＤＭ（波長分割多重）カプラ１２
２を介してポンプＬＤ（レーザ・ダイオード）モジュー
ル１２４の出力レーザ光を導き、エルビウム・ドープ・
ファイバ１２０を励起するようになっている。ＷＤＭカ
プラ１２２の下流側には、反射光を遮断するための光ア
イソレータ１２６が配置されている。光ソリトン伝送方
式用には、更に、光アイソレータ１２６の下流側に、光
フィルタが配置されることもある。その光フィルタは、
いわば、信号波長帯域の光信号のみを通過するバンドパ
ス・フィルタである。
中継器１１６の概略構成図を示す。エルビウム・ドープ
・ファイバ１２０にＷＤＭ（波長分割多重）カプラ１２
２を介してポンプＬＤ（レーザ・ダイオード）モジュー
ル１２４の出力レーザ光を導き、エルビウム・ドープ・
ファイバ１２０を励起するようになっている。ＷＤＭカ
プラ１２２の下流側には、反射光を遮断するための光ア
イソレータ１２６が配置されている。光ソリトン伝送方
式用には、更に、光アイソレータ１２６の下流側に、光
フィルタが配置されることもある。その光フィルタは、
いわば、信号波長帯域の光信号のみを通過するバンドパ
ス・フィルタである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】伝送容量を更に拡大す
る手段として、波長分割多重方式が有望視されている。
図１０に示すような波長分散補償方式の光伝送路に波長
分割多重方式を適用しようとすると、以下のような不都
合がある。即ち、伝送用光ファイバ１１４及び等化ファ
イバ１１８の波長分散特性は共に、波長に対して正の傾
きを有することから、等化ファイバ１１８によりある波
長の波長分散をゼロに補償できても、他の波長の波長分
散をゼロに出来ない。
る手段として、波長分割多重方式が有望視されている。
図１０に示すような波長分散補償方式の光伝送路に波長
分割多重方式を適用しようとすると、以下のような不都
合がある。即ち、伝送用光ファイバ１１４及び等化ファ
イバ１１８の波長分散特性は共に、波長に対して正の傾
きを有することから、等化ファイバ１１８によりある波
長の波長分散をゼロに補償できても、他の波長の波長分
散をゼロに出来ない。
【０００８】図１３は、伝送用光ファイバ１１４及び等
化ファイバ１１８の波長分散の波長特性の模式図を示
す。縦軸は波長分散、横軸は波長を示す。ＮＲＺ伝送方
式では、伝送用光ファイバ１１４を、１等化区間の累積
波長分散が概略として特性Ａになるように設計し、等化
ファイバ１１８として特性Ｂになるように設計する。光
ソリトン伝送方式では逆に、伝送用光ファイバ１１４
を、１等化区間の累積波長分散が概略として特性Ｂにな
るように設計し、等化ファイバ１１８として特性Ａにな
るように設計する。勿論、単位距離当たりの波長分散
は、それぞれの伝送距離での累積値が、加算によりゼロ
又は極く小さい値になるように設計される。
化ファイバ１１８の波長分散の波長特性の模式図を示
す。縦軸は波長分散、横軸は波長を示す。ＮＲＺ伝送方
式では、伝送用光ファイバ１１４を、１等化区間の累積
波長分散が概略として特性Ａになるように設計し、等化
ファイバ１１８として特性Ｂになるように設計する。光
ソリトン伝送方式では逆に、伝送用光ファイバ１１４
を、１等化区間の累積波長分散が概略として特性Ｂにな
るように設計し、等化ファイバ１１８として特性Ａにな
るように設計する。勿論、単位距離当たりの波長分散
は、それぞれの伝送距離での累積値が、加算によりゼロ
又は極く小さい値になるように設計される。
【０００９】図１３からも分かるように、ある波長λｍ
で、伝送用光ファイバ１１４の波長分散を等化ファイバ
１１８によりゼロにできたとしても、隣接する別の波長
λａ，λｂではゼロにできない。このずれが伝送距離に
従い累積し、無視できない大きさになる。図１４は、３
つの波長１，５５５ｎｍ、１，５５８ｎｍ及び１，５６
１ｎｍを波長分割多重した場合の、伝送距離に対する累
積波長分散を示す。図１４（ａ）はＮＲＺ方式の場合、
同（ｂ）は光ソリトン伝送方式の場合であり、それぞれ
縦軸は累積波長分散、横軸は伝送距離を示す。
で、伝送用光ファイバ１１４の波長分散を等化ファイバ
１１８によりゼロにできたとしても、隣接する別の波長
λａ，λｂではゼロにできない。このずれが伝送距離に
従い累積し、無視できない大きさになる。図１４は、３
つの波長１，５５５ｎｍ、１，５５８ｎｍ及び１，５６
１ｎｍを波長分割多重した場合の、伝送距離に対する累
積波長分散を示す。図１４（ａ）はＮＲＺ方式の場合、
同（ｂ）は光ソリトン伝送方式の場合であり、それぞれ
縦軸は累積波長分散、横軸は伝送距離を示す。
【００１０】例えば、ＮＲＺ伝送方式では、望ましい１
ｋｍ当たりの波長分散が−２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度
とされており、波長分割多重伝送方式を適用したとき、
ある設計例では、１ｋｍ当たりの波長分散が、波長１，
５５８ｎｍで−２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１，５５
５ｎｍで−２．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１，５６１ｎ
ｍで−１．７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、１ｋｍ当たりの
波長分散の波長に対する傾きが０．１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ
／ｎｍになる。即ち、信号波長が３ｎｍ異なると、１ｋ
ｍ当たりの波長分散が０．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍだけ異な
ってくる。１等化区間の伝送用光ファイバ１１４の全長
を５００ｋｍとし、等化ファイバ１１８により波長λｓ
＝１，５５８ｎｍでの累積波長分散がゼロになるように
設計されているとすると、図１４（ａ）に示すように、
短波長側ではマイナス方向に、長波長側ではプラス方向
に累積波長分散がずれてしまう。即ち、中心波長λｓ＝
１，５５８ｎｍ以外の波長では、等化ファイバ１１８に
よっても累積波長分散を補償し切れず、距離が長くなる
ほど、累積波長分散のずれ量が多くなる。
ｋｍ当たりの波長分散が−２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度
とされており、波長分割多重伝送方式を適用したとき、
ある設計例では、１ｋｍ当たりの波長分散が、波長１，
５５８ｎｍで−２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１，５５
５ｎｍで−２．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１，５６１ｎ
ｍで−１．７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、１ｋｍ当たりの
波長分散の波長に対する傾きが０．１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ
／ｎｍになる。即ち、信号波長が３ｎｍ異なると、１ｋ
ｍ当たりの波長分散が０．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍだけ異な
ってくる。１等化区間の伝送用光ファイバ１１４の全長
を５００ｋｍとし、等化ファイバ１１８により波長λｓ
＝１，５５８ｎｍでの累積波長分散がゼロになるように
設計されているとすると、図１４（ａ）に示すように、
短波長側ではマイナス方向に、長波長側ではプラス方向
に累積波長分散がずれてしまう。即ち、中心波長λｓ＝
１，５５８ｎｍ以外の波長では、等化ファイバ１１８に
よっても累積波長分散を補償し切れず、距離が長くなる
ほど、累積波長分散のずれ量が多くなる。
【００１１】また、光ソリトン伝送方式では、１ｋｍ当
たりの波長分散が０．４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度が望まし
いとされており、波長分割多重伝送方式を適用したと
き、ある設計例では、１ｋｍ当たりの波長分散が、波長
１，５５８ｎｍで０．４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１，５
５５ｎｍで０．１９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１，５６１
ｎｍで０．６１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。１ｋｍ当たり
の波長分散の波長に対する傾きが０．０７ｐｓ／ｎｍ／
ｋｍ／ｎｍになり、信号波長が３ｎｍ異なると、１ｋｍ
当たりの波長分散が０．２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍだけ異な
ってくる。１等化区間の伝送用光ファイバ１１４の全長
を２００ｋｍとし、等化ファイバ１１８により波長λｓ
＝１，５５８ｎｍでの累積波長分散がゼロになるように
設計されているとすると、図１４（ｂ）に示すように、
短波長側ではマイナス方向に、長波長側ではプラス方向
に累積波長分散がずれてしまう。光ソリトン伝送方式で
も、中心波長λｓ（＝１，５５８ｎｍ）以外の波長で
は、等化ファイバ１１８によっても累積波長分散を補償
し切れず、距離が長くなるほど、累積波長分散のずれ量
が多くなる。
たりの波長分散が０．４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度が望まし
いとされており、波長分割多重伝送方式を適用したと
き、ある設計例では、１ｋｍ当たりの波長分散が、波長
１，５５８ｎｍで０．４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１，５
５５ｎｍで０．１９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１，５６１
ｎｍで０．６１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。１ｋｍ当たり
の波長分散の波長に対する傾きが０．０７ｐｓ／ｎｍ／
ｋｍ／ｎｍになり、信号波長が３ｎｍ異なると、１ｋｍ
当たりの波長分散が０．２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍだけ異な
ってくる。１等化区間の伝送用光ファイバ１１４の全長
を２００ｋｍとし、等化ファイバ１１８により波長λｓ
＝１，５５８ｎｍでの累積波長分散がゼロになるように
設計されているとすると、図１４（ｂ）に示すように、
短波長側ではマイナス方向に、長波長側ではプラス方向
に累積波長分散がずれてしまう。光ソリトン伝送方式で
も、中心波長λｓ（＝１，５５８ｎｍ）以外の波長で
は、等化ファイバ１１８によっても累積波長分散を補償
し切れず、距離が長くなるほど、累積波長分散のずれ量
が多くなる。
【００１２】本発明は、波長分割多重方式を適用した場
合のこのような問題点を解決する光伝送システム及び光
中継器を提示することを目的とする。
合のこのような問題点を解決する光伝送システム及び光
中継器を提示することを目的とする。
【００１３】本発明はまた、波長分散の波長依存性を低
減、例えば解消する光伝送システム及び光中継器を提示
することを目的とする。
減、例えば解消する光伝送システム及び光中継器を提示
することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明では、分散補償光
学手段により、光伝送路における波長分散の波長間の差
を低減し、例えば実質的にゼロにする。これにより、例
えば、波長分割多重方式でも、波長間で波長分散量を一
致させることができ、単一波長伝送方式での等化ファイ
バによる分散補償方式をそのまま適用して、長距離及び
／又は広帯域伝送を図ることが出来る。
学手段により、光伝送路における波長分散の波長間の差
を低減し、例えば実質的にゼロにする。これにより、例
えば、波長分割多重方式でも、波長間で波長分散量を一
致させることができ、単一波長伝送方式での等化ファイ
バによる分散補償方式をそのまま適用して、長距離及び
／又は広帯域伝送を図ることが出来る。
【００１５】分散補償光学手段を光中継器に設けること
で、分散補償光学手段の接続が容易になる。光中継器は
光増幅手段を具備するのが好ましい。
で、分散補償光学手段の接続が容易になる。光中継器は
光増幅手段を具備するのが好ましい。
【００１６】分散補償光学手段が光ファイバ構造になっ
ていることで、伝送用光ファイバなどとの接続が容易に
なる。分散補償光学手段は、例えば、ファイバ・グレー
ティング構造とすることで、波長分散の所望の波長特性
を実現できる。
ていることで、伝送用光ファイバなどとの接続が容易に
なる。分散補償光学手段は、例えば、ファイバ・グレー
ティング構造とすることで、波長分散の所望の波長特性
を実現できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
一実施の形態を詳細に説明する。
一実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】図１は、１．５μｍ帯における波長分割多
重光伝送方式に適用した本発明の一実施例の概略構成を
示す模式図である。光送信端局１０と光受信端局１２と
の間で、伝送用光ファイバ１４，１４，・・・が光増幅
中継器１６，１６，・・・を介して接続され、１等化区
間に１つの等化ファイバ１８が接続される。等化ファイ
バ１８は、通常、等化区間の終端に配置される。伝送用
光ファイバ１４は例えば、１．５μｍ帯で波長分散がほ
ぼゼロになる光ファイバ（いわゆる分散シフト・ファイ
バ）である。
重光伝送方式に適用した本発明の一実施例の概略構成を
示す模式図である。光送信端局１０と光受信端局１２と
の間で、伝送用光ファイバ１４，１４，・・・が光増幅
中継器１６，１６，・・・を介して接続され、１等化区
間に１つの等化ファイバ１８が接続される。等化ファイ
バ１８は、通常、等化区間の終端に配置される。伝送用
光ファイバ１４は例えば、１．５μｍ帯で波長分散がほ
ぼゼロになる光ファイバ（いわゆる分散シフト・ファイ
バ）である。
【００１９】従来例と同様に、１本の伝送用光ファイバ
１４の長さ（即ち、中継距離）は約４０ｋｍ、１等化区
間の距離はＮＲＺ伝送方式では約２００ｋｍ、光ソリト
ン伝送方式で約５００ｋｍである。等化ファイバ１８
は、等化ファイバ１１８と同様に、中心の波長λｓ＝
１，５５８ｎｍについて、１等化区間の伝送用光ファイ
バ１４による波長分散を補償するように設計される。
１４の長さ（即ち、中継距離）は約４０ｋｍ、１等化区
間の距離はＮＲＺ伝送方式では約２００ｋｍ、光ソリト
ン伝送方式で約５００ｋｍである。等化ファイバ１８
は、等化ファイバ１１８と同様に、中心の波長λｓ＝
１，５５８ｎｍについて、１等化区間の伝送用光ファイ
バ１４による波長分散を補償するように設計される。
【００２０】本実施例の光増幅中継器１６は、１．５μ
ｍ帯の光信号を増幅すると共に、伝送用光ファイバ１４
の波長分散の波長特性とは逆の傾き（具体的には、波長
に対してマイナスの傾き）の波長分散特性により波長毎
の累積波長分散の差を補償する。これにより、例えば、
３つの波長１，５５５ｎｍ、１，５５８ｎｍ及び１，５
６１ｎｍを使って波長分割多重するとして、伝送用光フ
ァイバ１４における波長１，５５５ｎｍ及び波長１，５
６１ｎｍの各波長分散を、波長１，５５８ｎｍの波長分
散に実質的に一致させる。この結果、各伝送用光ファイ
バ１４における波長毎に異なる波長分散値が、光増幅中
継器１６により波長に依らない一定値に合わせられ、等
化ファイバ１８による等化後では、等化ファイバ１８の
波長依存性に基づく波長分散の差のみが、各波長の累積
波長分散の差となって現われ、これはほとんど無視し得
る。
ｍ帯の光信号を増幅すると共に、伝送用光ファイバ１４
の波長分散の波長特性とは逆の傾き（具体的には、波長
に対してマイナスの傾き）の波長分散特性により波長毎
の累積波長分散の差を補償する。これにより、例えば、
３つの波長１，５５５ｎｍ、１，５５８ｎｍ及び１，５
６１ｎｍを使って波長分割多重するとして、伝送用光フ
ァイバ１４における波長１，５５５ｎｍ及び波長１，５
６１ｎｍの各波長分散を、波長１，５５８ｎｍの波長分
散に実質的に一致させる。この結果、各伝送用光ファイ
バ１４における波長毎に異なる波長分散値が、光増幅中
継器１６により波長に依らない一定値に合わせられ、等
化ファイバ１８による等化後では、等化ファイバ１８の
波長依存性に基づく波長分散の差のみが、各波長の累積
波長分散の差となって現われ、これはほとんど無視し得
る。
【００２１】ＮＲＺ伝送方式に適した光増幅中継器１６
の概略構成を図２に示す。基本的には従来例と同じであ
るが、光出力側に波長に対してマイナスの傾きの波長分
散特性を具備する分散補償素子を設けた点が異なる。エ
ルビウム・ドープ・ファイバ２０にＷＤＭカプラ２２を
介してポンプＬＤ（レーザ・ダイオード）モジュール２
４の出力レーザ光を導き、エルビウム・ドープ・ファイ
バ２０を励起するようになっている。ＷＤＭカプラ２２
の下流側には、反射光を遮断するための光アイソレータ
２６が配置され、更にその下流側に、この光増幅中継器
１６の前段に接続される伝送用光ファイバ１４の波長分
散の波長毎のずれを補償する分散補償光学素子２８を接
続してある。
の概略構成を図２に示す。基本的には従来例と同じであ
るが、光出力側に波長に対してマイナスの傾きの波長分
散特性を具備する分散補償素子を設けた点が異なる。エ
ルビウム・ドープ・ファイバ２０にＷＤＭカプラ２２を
介してポンプＬＤ（レーザ・ダイオード）モジュール２
４の出力レーザ光を導き、エルビウム・ドープ・ファイ
バ２０を励起するようになっている。ＷＤＭカプラ２２
の下流側には、反射光を遮断するための光アイソレータ
２６が配置され、更にその下流側に、この光増幅中継器
１６の前段に接続される伝送用光ファイバ１４の波長分
散の波長毎のずれを補償する分散補償光学素子２８を接
続してある。
【００２２】ＮＲＺ伝送方式で分散補償光学素子２８に
要求される波長分散特性図を図３に示す。分散補償素子
２８は、中心波長１，５５８ｎｍに対してはゼロ分散で
あり、波長１，５５５ｎｍに対してプラスの分散、波長
１，５６１ｎｍに対してマイナスの分散を与える。
要求される波長分散特性図を図３に示す。分散補償素子
２８は、中心波長１，５５８ｎｍに対してはゼロ分散で
あり、波長１，５５５ｎｍに対してプラスの分散、波長
１，５６１ｎｍに対してマイナスの分散を与える。
【００２３】ＮＲＺ方式に対する先の数値例では、信号
波長が３ｎｍ異なると、１ｋｍ当たりの波長分散が０．
３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍだけ異なり、中継距離が４０ｋｍで
あるから、３ｎｍ異なる波長間の累積波長分散の差は１
２ｐｓ／ｎｍとなる。従って、図３に示すように、分散
補償光学素子２８は、中心波長１，５５８ｎｍに対して
はゼロ分散、波長１，５５５ｎｍに対する分散を１２ｐ
ｓ／ｎｍ、波長１，５６１ｎｍに対する分散を−１２ｐ
ｓ／ｎｍとすればよい。
波長が３ｎｍ異なると、１ｋｍ当たりの波長分散が０．
３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍだけ異なり、中継距離が４０ｋｍで
あるから、３ｎｍ異なる波長間の累積波長分散の差は１
２ｐｓ／ｎｍとなる。従って、図３に示すように、分散
補償光学素子２８は、中心波長１，５５８ｎｍに対して
はゼロ分散、波長１，５５５ｎｍに対する分散を１２ｐ
ｓ／ｎｍ、波長１，５６１ｎｍに対する分散を−１２ｐ
ｓ／ｎｍとすればよい。
【００２４】図４は、図３に示す特性を具備する分散補
償光学素子２８による、伝送距離に対する累積波長分散
の特性を示す。各光増幅中継器１６の分散補償光学素子
２８は、中心の波長１，５５８ｎｍの光信号に対して何
もせず、波長１，５５５ｎｍの累積波長分散を波長１，
５５８の累積波長分散に一致させ、波長１，５６１ｎｍ
の累積波長分散を波長１，５５８ｎｍの累積波長分散に
一致させる。
償光学素子２８による、伝送距離に対する累積波長分散
の特性を示す。各光増幅中継器１６の分散補償光学素子
２８は、中心の波長１，５５８ｎｍの光信号に対して何
もせず、波長１，５５５ｎｍの累積波長分散を波長１，
５５８の累積波長分散に一致させ、波長１，５６１ｎｍ
の累積波長分散を波長１，５５８ｎｍの累積波長分散に
一致させる。
【００２５】光ソリトン伝送方式で分散補償光学素子２
８に要求される波長分散特性図を図５に示す。光ソリト
ン伝送方式でも、分散補償光学素子２８は、中心波長
１，５５８ｎｍに対してはゼロ分散であり、波長１，５
５５ｎｍに対してプラスの分散、波長１，５６１ｎｍに
対してマイナスの分散を与える。
８に要求される波長分散特性図を図５に示す。光ソリト
ン伝送方式でも、分散補償光学素子２８は、中心波長
１，５５８ｎｍに対してはゼロ分散であり、波長１，５
５５ｎｍに対してプラスの分散、波長１，５６１ｎｍに
対してマイナスの分散を与える。
【００２６】光ソリトン伝送方式に対する先の数値例で
は、信号波長が３ｎｍ異なると、１ｋｍ当たりの波長分
散が０．２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍだけ異なり、中継距離が
４０ｋｍであるから、３ｎｍ異なる波長間の累積波長分
散の差は、８．４ｐｓ／ｎｍとなる。従って、図５に示
すように、中心波長１，５５８ｎｍに対してはゼロ分
散、波長１，５５５ｎｍに対する波長分散を８．４ｐｓ
／ｎｍ、波長１，５６１ｎｍに対する波長分散を−８．
４ｐｓ／ｎｍとすればよい。
は、信号波長が３ｎｍ異なると、１ｋｍ当たりの波長分
散が０．２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍだけ異なり、中継距離が
４０ｋｍであるから、３ｎｍ異なる波長間の累積波長分
散の差は、８．４ｐｓ／ｎｍとなる。従って、図５に示
すように、中心波長１，５５８ｎｍに対してはゼロ分
散、波長１，５５５ｎｍに対する波長分散を８．４ｐｓ
／ｎｍ、波長１，５６１ｎｍに対する波長分散を−８．
４ｐｓ／ｎｍとすればよい。
【００２７】図６は、図５に示す特性を具備する分散補
償光学素子２８による、伝送距離に対する累積波長分散
の特性を示す。各光増幅中継器１６の分散補償光学素子
２８は、波長１，５５８ｎｍの光信号に対しては何もせ
ず、波長１，５５５ｎｍの累積波長分散を波長１，５５
８の累積波長分散に一致させ、波長１，５６１ｎｍの累
積波長分散を波長１，５５８ｎｍの累積波長分散に一致
させる。
償光学素子２８による、伝送距離に対する累積波長分散
の特性を示す。各光増幅中継器１６の分散補償光学素子
２８は、波長１，５５８ｎｍの光信号に対しては何もせ
ず、波長１，５５５ｎｍの累積波長分散を波長１，５５
８の累積波長分散に一致させ、波長１，５６１ｎｍの累
積波長分散を波長１，５５８ｎｍの累積波長分散に一致
させる。
【００２８】このように、波長に対して傾きがマイナス
の波長分散特性を具備する分散補償素子２８は、組成及
び導波構造を適切に選択することで実現可能である。分
散補償光学素子２８は、光ファイバ構造であるのが好ま
しく、光ファイバ構造とすることで、他の光ファイバと
の接続性が良くなり、使用しやすくなる。
の波長分散特性を具備する分散補償素子２８は、組成及
び導波構造を適切に選択することで実現可能である。分
散補償光学素子２８は、光ファイバ構造であるのが好ま
しく、光ファイバ構造とすることで、他の光ファイバと
の接続性が良くなり、使用しやすくなる。
【００２９】分散補償光学素子２８は、例えば、ファイ
バ・グレーティング技術を利用することで実現できる。
図７は、その概略構成を示す。ゲルマニウムをドープし
た階段コア型光ファイバ３０を水素処理した後、位相マ
スクを用いて紫外線露光し、これにより、コア３２の長
手方向に所定周期で周期的に屈折率の高くなる部分を形
成した。３２ａは、コア３２の、屈折率の高くなった部
分、３４はクラッドである。当該位相マスクのピッチは
１，０７８ｎｍ、紫外線源は波長２４７ｎｍのＫｒＦレ
ーザであり、５分間照射した。グレーティングを形成し
た部分の長さは１０ｍｍである。
バ・グレーティング技術を利用することで実現できる。
図７は、その概略構成を示す。ゲルマニウムをドープし
た階段コア型光ファイバ３０を水素処理した後、位相マ
スクを用いて紫外線露光し、これにより、コア３２の長
手方向に所定周期で周期的に屈折率の高くなる部分を形
成した。３２ａは、コア３２の、屈折率の高くなった部
分、３４はクラッドである。当該位相マスクのピッチは
１，０７８ｎｍ、紫外線源は波長２４７ｎｍのＫｒＦレ
ーザであり、５分間照射した。グレーティングを形成し
た部分の長さは１０ｍｍである。
【００３０】図８は、図７に示すファイバ・グレーティ
ングの群遅延特性を示し、図９は、この群遅延特性に基
づく波長分散特性を示す。図９に示されるように、１，
５５５ｎｍ付近で波長分散をゼロにすることが可能であ
り、しかも、波長に対してマイナスの傾きになる波長分
散特性を実現できている。図９では、その傾きが波長１
ｎｍに対して約５ｐｓである。ＮＲＺ伝送方式に対する
先の数値例では、３ｎｍに波長差に対して波長分散が１
２ｐｓ異なるので、５台の光増幅中継器につき４台の光
増幅中継器を、図９に示す波長分散特性の分散補償光学
素子２８を具備する光増幅中継器とすればよい。
ングの群遅延特性を示し、図９は、この群遅延特性に基
づく波長分散特性を示す。図９に示されるように、１，
５５５ｎｍ付近で波長分散をゼロにすることが可能であ
り、しかも、波長に対してマイナスの傾きになる波長分
散特性を実現できている。図９では、その傾きが波長１
ｎｍに対して約５ｐｓである。ＮＲＺ伝送方式に対する
先の数値例では、３ｎｍに波長差に対して波長分散が１
２ｐｓ異なるので、５台の光増幅中継器につき４台の光
増幅中継器を、図９に示す波長分散特性の分散補償光学
素子２８を具備する光増幅中継器とすればよい。
【００３１】即ち、本発明は、全光増幅中継器に分散補
償光学素子２８を設けることを必要とするものではな
く、波長分散特性に応じた適当な個数の分散補償光学素
子２８を適当な間隔で適宜に配置すればよい。
償光学素子２８を設けることを必要とするものではな
く、波長分散特性に応じた適当な個数の分散補償光学素
子２８を適当な間隔で適宜に配置すればよい。
【００３２】上記実施例では、分散補償光学素子２８の
波長分散特性を、特定の波長（例えば１，５５８ｎｍ）
でゼロとし、他の波長の波長分散を正又は負としたが、
波長に対してマイナスの波長分散特性となっている限
り、必ずしも特定の波長で波長分散がゼロであることは
必要とされない。分散補償光学素子により加減算される
波長分散は、それを加味した等化ファイバ１８により補
償すればよいからである。
波長分散特性を、特定の波長（例えば１，５５８ｎｍ）
でゼロとし、他の波長の波長分散を正又は負としたが、
波長に対してマイナスの波長分散特性となっている限
り、必ずしも特定の波長で波長分散がゼロであることは
必要とされない。分散補償光学素子により加減算される
波長分散は、それを加味した等化ファイバ１８により補
償すればよいからである。
【００３３】
【発明の効果】以上の説明から容易に理解できるよう
に、本発明によれば、波長分散の波長間の差異を補償し
て、例えば、ゼロにできるので、累積波長分散の波長依
存性を解消できる。これにより、波長分割多重方式で
も、分散補償方式を活用した長距離及び／又は広帯域伝
送を実現できる。
に、本発明によれば、波長分散の波長間の差異を補償し
て、例えば、ゼロにできるので、累積波長分散の波長依
存性を解消できる。これにより、波長分割多重方式で
も、分散補償方式を活用した長距離及び／又は広帯域伝
送を実現できる。
【図１】 本発明の一実施例の概略構成図である。
【図２】 ＮＲＺ伝送方式に適した光増幅中継器１６の
概略構成ブロック図である。
概略構成ブロック図である。
【図３】 ＮＲＺ伝送方式に対する分散補償光学素子２
８の波長分散特性図である。
８の波長分散特性図である。
【図４】 図３に示す特性を具備する分散補償光学素子
２８による、伝送距離対累積波長分散の特性図である。
２８による、伝送距離対累積波長分散の特性図である。
【図５】 光ソリトン伝送方式に対する分散補償光学素
子２８の波長分散特性図である。
子２８の波長分散特性図である。
【図６】 図５に示す特性を具備する分散補償光学素子
２８による、伝送距離対累積波長分散の特性図である。
２８による、伝送距離対累積波長分散の特性図である。
【図７】 ファイバ・グレーティング技術により実現さ
れる分散補償光学素子２８の概略構成図である。
れる分散補償光学素子２８の概略構成図である。
【図８】 図７に示すファイバ・グレーティングの群遅
延特性である。
延特性である。
【図９】 図８に示す群遅延特性に基づく波長分散特性
である。
である。
【図１０】 分散補償方式の従来例の概略模式図であ
る。
る。
【図１１】 各伝送距離における累積波長分散値を示す
図である。
図である。
【図１２】 波長１，５００ｎｍ帯の光増幅中継器１１
６の概略構成図である。
６の概略構成図である。
【図１３】 伝送用光ファイバ１１４及び等化ファイバ
１１８の波長分散の波長特性の模式図である。
１１８の波長分散の波長特性の模式図である。
【図１４】 波長１，５５５ｎｍ、１，５５８ｎｍ及び
１，５６１ｎｍの波長分割多重における、伝送距離に対
する累積波長分散特性である。
１，５６１ｎｍの波長分割多重における、伝送距離に対
する累積波長分散特性である。
１０：光送信端局 １２：光受信端局 １４：伝送用光ファイバ １６：光増幅中継器 １８：等化ファイバ ２０：エルビウム・ドープ・ファイバ ２２：ＷＤＭカプラ ２４：ポンプＬＤ（レーザ・ダイオード）モジュール ２６：光アイソレータ ２８：分散補償光学素子 ３０：階段コア型光ファイバ ３２：コア ３２ａ：コア３２の、屈折率の高くなった部分 ３４：クラッド １１０：光送信端局 １１２：光受信端局 １１４：伝送用光ファイバ １１６：光増幅中継器 １１８：等化ファイバ １２０：エルビウム・ドープ・ファイバ １２２：ＷＤＭカプラ １２４：ポンプＬＤ（レーザ・ダイオード）モジュール １２６：光アイソレータ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年１月１０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１４】
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０４Ｊ 14/00 14/02 (72)発明者 枝川 登 東京都新宿区西新宿２丁目３番２号国際電 信電話株式会社内 (72)発明者 多賀 秀徳 東京都新宿区西新宿２丁目３番２号国際電 信電話株式会社内
Claims (17)
- 【請求項１】 光伝送路における波長分散の波長間の差
を低減する１以上の分散補償光学手段を、当該光伝送路
に設けたことを特徴とする光伝送システム。 - 【請求項２】 上記分散補償光学手段は、所定波長範囲
における上記波長分散の波長間の差を実質的にゼロにす
る請求項１に記載の光伝送システム。 - 【請求項３】 上記分散補償光学手段が、光ファイバ構
造になっている請求項１又は２に記載の光伝送システ
ム。 - 【請求項４】 上記分散補償光学手段が、ファイバ・グ
レーティング構造からなる請求項３に記載の光伝送シス
テム。 - 【請求項５】 上記分散補償光学手段が光中継器に設け
られている請求項１乃至４の何れか１項に記載の光伝送
システム。 - 【請求項６】 上記光中継器が光増幅手段を具備する請
求項５に記載の光伝送システム。 - 【請求項７】 更に、上記光伝送路に、特定波長におけ
る累積波長分散を補償する１以上の等化手段を設けてあ
る請求項１乃至７の何れか１項に記載の光伝送システ
ム。 - 【請求項８】 上記分散補償光学手段は、上記特定波長
に対する分散補償量がゼロであり、他の波長の累積波長
分散を、当該特定波長の累積波長分散に実質的に一致さ
せるべく補償する請求項７に記載の光伝送システム。 - 【請求項９】 １以上の光伝送ファイバ、１以上の光中
継器、及び特定波長における累積波長分散を補償する１
以上の等化ファイバを具備する光伝送路と、光信号を当
該光伝送路に出力する光送信手段と、当該光伝送路を伝
搬した光信号を受信する光受信手段とからなる光伝送シ
ステムであって、当該光伝送路に、当該光伝送ファイバ
の波長分散波長特性とは逆の傾きの波長分散波長特性を
具備する１以上の分散補償光学手段を設けたことを特徴
とする光伝送システム。 - 【請求項１０】 上記分散補償光学手段は、上記特定波
長に対する分散補償量が実質的にゼロであり、他の波長
の伝送に伴う波長分散を当該特定波長の波長分散に実質
的に一致させるべく補償する請求項９に記載の光伝送シ
ステム。 - 【請求項１１】 上記分散補償光学手段が、上記光中継
器に配置されている請求項９又は１０に記載の光伝送シ
ステム。 - 【請求項１２】 特定波長における累積波長分散を補償
する１以上の等化手段を具備する光伝送システムに用い
られる光中継器であって、当該波長分散の波長間の差を
低減する分散補償光学手段を具備することを特徴とする
光中継器。 - 【請求項１３】 上記分散補償光学手段は、所定波長範
囲における上記波長分散の波長間の差を実質的にゼロに
する請求項１２に記載の光中継器。 - 【請求項１４】 上記分散補償光学手段が、光ファイバ
構造になっている請求項１２又は１３に記載の光中継
器。 - 【請求項１５】 上記分散補償光学手段が、ファイバ・
グレーティング構造からなる請求項１４に記載の光中継
器。 - 【請求項１６】 更に、光増幅手段を具備する請求項１
２乃至１５の何れか１項に記載の光中継器。 - 【請求項１７】 上記分散補償光学手段は、上記特定波
長に対する分散補償量がゼロであり、他の波長の累積波
長分散を、当該特定波長の累積波長分散に実質的に一致
させるべく補償する請求項１２乃至１６の何れか１項に
記載の光中継器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31497695A JP3327081B2 (ja) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | 光伝送システム |
| EP96117627A EP0777347B1 (en) | 1995-12-04 | 1996-11-04 | Optical transmission system and optical repeater |
| US08/756,609 US5966228A (en) | 1995-12-04 | 1996-11-26 | Optical transmission system and optical repeater |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31497695A JP3327081B2 (ja) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | 光伝送システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09162805A true JPH09162805A (ja) | 1997-06-20 |
| JP3327081B2 JP3327081B2 (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=18059937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31497695A Expired - Fee Related JP3327081B2 (ja) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | 光伝送システム |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5966228A (ja) |
| EP (1) | EP0777347B1 (ja) |
| JP (1) | JP3327081B2 (ja) |
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| US6433923B2 (en) | 1998-05-08 | 2002-08-13 | Fujitsu Limited | Optical transmission path having sections which overcompensate for dispersion occurring in the sections |
| WO2003084007A1 (fr) * | 2002-03-28 | 2003-10-09 | Fujitsu Limited | Dispositif optique a fonction de compensation de perte et amplificateur optique de compensation de perte |
| US7352970B2 (en) | 1995-11-27 | 2008-04-01 | Btg International Limited | Dispersion management system for soliton optical transmission system |
Families Citing this family (18)
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|---|---|---|---|---|
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| JP4240612B2 (ja) * | 1998-12-02 | 2009-03-18 | 住友電気工業株式会社 | 分散補償モジュール |
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