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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- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
- 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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- 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
- G02B6/29379—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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- 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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