JPH10173633A - Wdm通信システム - Google Patents

Wdm通信システム

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JPH10173633A
JPH10173633A JP8326551A JP32655196A JPH10173633A JP H10173633 A JPH10173633 A JP H10173633A JP 8326551 A JP8326551 A JP 8326551A JP 32655196 A JP32655196 A JP 32655196A JP H10173633 A JPH10173633 A JP H10173633A
Authority
JP
Japan
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optical fiber
mode
signal light
wavelength
coupler
Prior art date
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Pending
Application number
JP8326551A
Other languages
English (en)
Inventor
Chiyoushiyou Shi
朝翔 史
Hiroshi Kajioka
博 梶岡
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】分割多重信号光の波長分解能が良好で、波長分
散が補償された低コストなWDM通信システムを提供す
る。 【解決手段】複数の半導体レーザを有する送信器と、1
×N光ファイバ型スターカプラと、前置増幅器と、伝送
用の光ファイバと、エルビウム添加光ファイバ増幅器
と、LP01−LP11モード変換器と、2モードカプラ
と、LP11モード伝送路と、受信器で構成したWDM通
信システムにある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は通信システム、特に
光ファイバを用いた波長分割多重通信システム、すなわ
ちWDM通信システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は従来のWDM通信システムの説明
図である。波長1.5μm帯の複数のDFBレーザを光
源とする送信器1と、λ1 からλn までの波長を合波す
る合波器2と、この合波した信号光を増幅する前置増幅
器3と、伝送用の波長1.3μm帯零分散光ファイバ4
と、伝送中に減衰した信号光を増幅するエルビウム添加
光ファイバ増幅器、すなわちEDFA(Erbuium Doped
Optical Fiber Ampli-fier)5と、受信した信号光を増
幅する前置増幅器6と、信号光をλ1 からλnまでの波
長に分離する分波器7と、複数の受信器8から構成され
ている。
【0003】図5では波長1.5μm帯のλ1 からλn
までのn波長、すなわちn波長分割多重通信システムに
ついて説明している。この分割多重できる信号数は、送
信器1に波長の異なるDFBレーザを用意すれば幾らで
も可能である。しかし、送信器1での使用レーザダイオ
ードの波長半値幅、つまりスペクトル幅と、EDFA5
の増幅波長域や合波器2及び分波器7の波長特性によっ
て分割多重できる信号数が制限される。
【0004】信号は各波長に重畳されており、合波器2
により合波されても各波長で独立に信号を伝送し、お互
いに影響を及ぼさない。伝送路の途中には随所にEDF
A5が設置されており、必要に応じて信号光が増幅され
る。受信端では前置増幅器6により増幅された後、分波
器7により各波長に分離され受信器8で信号が受信され
る。
【0005】なお、前置増幅器3及び6もEDFAであ
るが、伝送路の途中に設置されるEDFAとは増幅度、
雑音指数等増幅器の特性が異なっている。又送信端の前
置増幅器3と受信端の前置増幅器6も増幅特性は異なっ
ている。必要に応じて増幅度や雑音指数等を設定する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、合波器2と分波器7は導波路型の光部品である。こ
の導波路型の合波器2及び分波器7は通常製作が難しく
歩留まりも悪いため製品コストが高い。且つその波長分
解能が通常1nmから2nmと低い。このためシステムで分
割多重できる信号数が大幅に制限される。すなわち、E
DFAを用いているため使用できる波長は、EDFAの
増幅可能な波長帯の1.525から1.575μmに制
限され、信号数を増加するためには送信器1の半導体レ
ーザの波長半値幅、すなわちスペクトル幅を狭く、且つ
合波器2及び分波器7の分解能を上なければならない。
通常DFBレーザが使用され、このDFBレーザの波長
半値幅は十分狭い。従って、システム全体で分割多重で
きる信号数を決定するのは合波器2及び分波器7であ
り、従来それらの分解能が低いため多重できる信号数が
少ないという問題があった。
【0007】最も大きな問題として波長分散がある。上
記のシステムでは伝送用の光ファイバは零分散波長が
1.3μm帯にある通常の単一モード光ファイバを用い
ており、信号光は波長1.5μm帯であるから、伝送用
の光ファイバ1km当たり約18psec/nmの大きな分散量
がある。この値は光源の波長半値幅1nmに換算した値で
あり、光源の波長半値幅が狭い場合には18psecより小
さくなる。
【0008】信号光は光ファイバ長距離伝搬するが、伝
搬後の全分散量は膨大な量となり、伝送できる情報量が
大幅に制限される。伝送しようとする情報量(1波長当
たり)がこの光ファイバの分散量に制限される時には、
この分散量を打ち消すこと、あるいは補償することが必
要となる。
【0009】分散を補償する手段としては、光導波路型
で補償回路を製作した光素子、あるいは光ファイバで零
分散波長を1.5μmより長波側にずらした伝送路をシ
ステムの伝送用光ファイバに直列に挿入する方法があ
る。しかしながら、これらの光素子あるいは伝送路は分
散の補償量が単位長さ当たり少ないため、これらを挿入
して分散を補償しようとすると今度は挿入損失が増える
という問題があり、まだ実用には呈していない。又電気
的に補償する方法もあるが、その場合はシステムのコス
トが高くなる問題がある。
【0010】従って本発明は、前記した従来技術の問題
点を解決すべく創案されたものであり、波長の分解能が
良好でコストが低い、そして信号光の分散が補償された
WDM通信システムを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の目的を実現するた
め、本発明は、複数の半導体レーザを有する送信器と、
1×N光ファイバ型スターカプラと、前置増幅器と、伝
送用の光ファイバと、エルビウム添加光ファイバ増幅器
と、LP01−LP11モード変換器と、2モードカプラ
と、LP11モード伝送路と、受信器で構成したことにあ
る。
【0012】上記受信端に於いて、1×N光ファイバ型
スターカプラの各出力端にエルビウム添加光ファイバ増
幅器を備えていてもよい。
【0013】また、上記構成に加え、LP11モード伝送
路の出射端にファラデーミラーを設け、LP01−LP11
モード変換器、2モードカプラ、LP11モード伝送路を
往復で通過した信号光を、LP01−LP11モード変換器
の直前に設置した2×2光ファイバ型カプラで取り出す
構成としてもよい。
【0014】さらに、上記構成に加え、受信端に於い
て、1×N光ファイバ型スターカプラの各出力端にエル
ビウム添加光ファイバ増幅器を備えていてもよい。
【0015】
【発明の実施の形態】図1は本発明のWDM通信システ
ムの第一の実施例を示す説明図である。波長1.5μm
帯の複数のDFBレーザを光源とする送信器1と、λ1
からλn までの波長の信号光を合波する1×N光ファイ
バ型スターカプラ9と、この合波した信号光を増幅する
前置増幅器3と、伝送用の波長1.3μm帯零分散光フ
ァイバ4と、伝送中に減衰した信号光を増幅するエルビ
ウム添加光ファイバ増幅器、すなわちEDFA(Erbuiu
m Doped Optical Fiber Amplifier )5と、受信端に於
いて受信した信号光を増幅する前置増幅器6と、1×N
光ファイバ型スターカプラ9と、LP01−LP11モード
変換器10と、2モードカプラ11と、分散補償用のL
11モード伝送路12と、受信器8から構成されてい
る。
【0016】送信器1より発する波長λ1 から波長λn
の信号光は光ファイバ型の1×Nスターカプラ9により
合波され、前置増幅器3により一括増幅される。増幅さ
れた信号光はEDFA5により必要に応じて増幅されな
がら、伝送用の波長1.3μm帯零分散光ファイバ4を
伝送して受信端に到着する。
【0017】受信端では、前置増幅器6により一括増幅
された後、光ファイバ型の1×Nスターカプラにより信
号の数だけ分岐される。分岐されたそれぞれの信号光は
LP01−LP11モード変換器10、2モードカプラ1
1、LP11モード伝送路12を通過して受信器8に到達
する。
【0018】LP01−LP11モード変換器10の動作・
構造について説明する。LP01モードとLP11モードの
2つのモードが伝搬する光ファイバのコア部に周期Λの
グレーティングを書き込む。書き込みは例えば、エキシ
マレーザ等の短波長の強い光を光源として2光色干渉法
等を利用する。この光ファイバ内で、グレーティングの
周期Λ、LP01モードの伝搬定数β01、LP11モードの
伝搬定数β11の関係から特定の波長、例えばλ1 成分だ
けがLP11モードに変換する。他の波長成分は高次モー
ドのLP11モードには変換せずLP01のまま通過する。
変換する波長成分をλ1 からλn まで変えることによ
り、伝送して来た信号光を各波長に分離することができ
る。変換する波長の設定はグレーティングの周期Λを変
えることで主に行える。なお、このようなモード変換動
作は本実施例のグレーティング型の他、光ファイバを曲
げたマイクロベンデング型でも同様である。
【0019】2モードカプラ11は融着延伸型の光ファ
イバカプラであるが、LP01モード及びLP11モード伝
搬定数と延伸長の関係からLP11モードは通過し、LP
01モードは完全結合するように製作されている。従っ
て、モード変換器10で変換されなかった成分、すなわ
ちLP01モード、言い換えるならば特定の波長、例えば
波長λ1 以外の波長成分はこの2モードカプラ11によ
り取り除かれる。以下同様に各分岐端で特定の波長成分
のみを取り出すことが可能となっている。
【0020】LP11モード伝送路12について説明す
る。この光ファイバはLP01モードとLP11モードの2
つのモードが伝送可能である。上記モード変換器10を
通過して来たLP11モードをこの光ファイバで受信器8
まで導く。ただし、このLP11モードの分散特性は、通
常の波長1.3μm帯に零分散波長がある単一モード光
ファイバの波長1.5μm帯における分散特性と符号が
反対であり、且つその絶対値が大きい。すなわち今、伝
送路となっている光ファイバは波長1.3μm帯に零分
散波長がある通常の単一モード光ファイバである。この
光ファイバを波長1.5μm帯で使用すると光ファイバ
1km且つ、光源のスペクトル幅1nm当たり、約18psec
の分散量がある。この伝送路を長距離伝搬して来た信号
光は膨大な分散量が蓄積されている。この蓄積された分
散量を上記LP11モード伝送路12で打ち消す訳であ
る。動作波長の設定によるが、50km相当伝搬して来た
分散量を約数百mのLP11モード伝送路で補償、つまり
打ち消すことができる。
【0021】以上説明したように、各波長の信号光は受
信端で効率よく、しかも分散が補償されて受信される。
且つLP01−LP11モード変換器11を通過して来る信
号光はスペクトル幅が非常に狭く、例えば0.5nm以下
である。従ってシステムで分割多重できる信号数を大幅
に向上することができる。又使用している光部品は特殊
なものではなく光ファイバ型を基礎にしたものであるか
らシステム全体が低コストで構成できる。
【0022】図2は本発明のWDM通信システムの第二
の実施例を示す説明図である。図1の構成において受信
端で、1×Nの光ファイバ型スターカプラ9の後にED
FA13を挿入したものである。このEDFAにより1
×Nの光ファイバ型スターカプラの分岐損失を補ってい
る。なお、このEDFA13は伝送路の途中に挿入する
EDFA5、前置増幅器3及び6とは増幅特性や雑音指
数が異なっており、システム全体の性能や特性を考慮し
て決められる。本実施例のその他の動作、効果は第一の
実施例と全く同様である。
【0023】図3は本発明のWDM通信システムの第三
の実施例を示す説明図である。第一、第二の実施例と比
べて、受信端の構成が異なっている。1×Nの光ファイ
バ型スターカプラ9で、受信し増幅した信号光をn分岐
する。その後、分岐した各信号光は通常の3dBカプラ1
5、モード変換器10、2モードカプラ11、LP11
ード伝送路12を伝送する。
【0024】LP11モード伝送路12の出射端にはファ
ラデーミラー14が設けられている。従って、このファ
ラデーミラー14により偏波面が90度回転して信号光
は全反射する。全反射した信号光は再びLP11モード伝
送路12、2モードカプラ11、モード変換器10を通
過して通常の2×2光ファイバ型カプラ15により受信
器8に到達する。なお、このファラデーミラーはLP11
モード伝送路の出射端に直接製作しても良く、或は別に
製作したファラデーミラーを接着剤等で貼付けても良
い。
【0025】一般に、カプラ等の光部品には偏波分散が
存在する。これは導波路が完全に円対称ではないこと、
光部品を作成した時に発生した応力による異方性歪みが
残留するためである。その結果、信号光は速波と遅波に
別れて進み、その時間差が偏波分散となる。これを解消
するには、本実施例のように偏波面を90度回転させ
て、これまで速波で伝搬して来た信号光を今度は遅波
で、同じ距離伝搬させることにより、偏波分散を無くす
ことができる。
【0026】信号光はLP11モード伝送路12を2度伝
搬するため、補償される波長分散量は2倍になる。又L
01−LP11モード変換器10を変換されたLP11モー
ドが通過する時は、何も起こらずただ通過するだけであ
る。通過した信号光は通常の3dBカプラ15により取り
出され受信器8に到達する。
【0027】以上説明したように、第三の実施例に於い
ても各波長の信号光は受信端で効率よく、しかも分散が
補償されて受信される。且つLP01−LP11モード変換
器10を通過して来る信号光はスペクトル幅が非常に狭
く、例えば0.5nm以下である。従ってシステムで分割
多重できる信号の数を大幅に向上することができる。又
使用している光部品は特殊なものではなく光ファイバ型
を基礎にしたものであるからシステム全体が低コストで
構成できる。
【0028】図4は本発明のWDM通信システムの第四
の実施例を示す説明図である。図3の構成に於いて受信
端で、1×Nの光ファイバ型スターカプラ9の後にED
FA13を挿入したものである。このEDFA13によ
り1×Nの光ファイバ型スターカプラの分岐損失を補っ
ている。なお、このEDFA13は伝送路の途中に挿入
するEDFA5、前置増幅器3及び6とは増幅特性や雑
音指数が異なっており、システム全体の性能や特性を考
慮して決められる。本実施例のその他の動作、効果は第
三の実施例と全く同様である。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、送受信端で導波路型の
合波器や分波器の替わりに光ファイバ型の1×Nスター
カプラを用い、受信端でLP01−LP11モード変換器、
2モードカプラ、波長分散補償用のLP11モード伝送
路、EDFA、偏波分散を補償するためファラデーミラ
ーを用いたWDM通信システム提供することで次の如く
優れた効果を発揮する。
【0030】分割多重の各信号の波長分解能を良好に、
すまわち信号光のスペクトル幅を狭くできることから、
より高密度に波長分割多重が可能である。又各信号の波
長分散はほぼ零に、つまり補償されるためシステムの伝
送できる情報量が大幅に向上できる。又ファラデーミラ
ーを用いた場合には受信端で用いた光部品の偏波分散を
補償することができる。そして、これらの光部品は光フ
ァイバを基礎にした部品であるから、システム全体が低
コストで構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のWDM通信システムの第一の実施例の
説明図である。
【図2】本発明のWDM通信システムの第二の実施例の
説明図である。
【図3】本発明のWDM通信システムの第三の実施例の
説明図である。
【図4】本発明のWDM通信システムの第四の実施例の
説明図である。
【図5】従来のWDM通信システムの説明図である。
【符号の説明】
1 送信器 2 合波器 3 前置増幅器 4 伝送用光ファイバ 5 EDFA 6 前置増幅器 7 分波器 8 受信器 9 1×N光ファイバ型スターカプラ 10 LP01−LP11モード変換器 11 2モードカプラ 12 LP11モード伝送路 13 EDFA 14 ファラデーミラー 15 2×2光ファイバ型カプラ LP01 伝送する光ファイバの基本モード LP11 伝送する光ファイバの第2番目のモード

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の半導体レーザを有する送信器と、1
    ×N光ファイバ型スターカプラと、前置増幅器と、伝送
    用の光ファイバと、エルビウム添加光ファイバ増幅器
    と、LP01−LP11モード変換器と、2モードカプラ
    と、LP11モード伝送路と、受信器で構成したことを特
    徴とするWDM通信システム。
  2. 【請求項2】受信端に於いて、1×N光ファイバ型スタ
    ーカプラの各出力端にエルビウム添加光ファイバ増幅器
    を備えたことを特徴とする請求項1記載のWDM通信シ
    ステム。
  3. 【請求項3】LP11モード伝送路の出射端にファラデー
    ミラーを設け、LP01−LP11モード変換器、2モード
    カプラ、LP11モード伝送路を往復で通過した信号光
    を、LP01−LP11モード変換器の直前に設置した2×
    2光ファイバ型カプラで取り出す構成としたことを特徴
    とする請求項1記載のWDM通信システム。
  4. 【請求項4】受信端に於いて、1×N光ファイバ型スタ
    ーカプラの各出力端にエルビウム添加光ファイバ増幅器
    を備えたことを特徴とする請求項3記載のWDM通信シ
    ステム。
JP8326551A 1996-12-06 1996-12-06 Wdm通信システム Pending JPH10173633A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007048855A (ja) * 2005-08-09 2007-02-22 Ntt Electornics Corp 光増幅器

Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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