WO2018154947A1 - 光中継システム - Google Patents

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repeater
optical signal
wavelength band
band
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浩志 稲田
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日本電気株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • 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
    • H04B10/293—Signal power control
    • H04B10/294—Signal power control in a multiwavelength system, e.g. gain equalisation
    • H04B10/2941—Signal power control in a multiwavelength system, e.g. gain equalisation using an equalising unit, e.g. a filter

Definitions

  • the present invention relates to an optical repeater system, and more particularly to an optical repeater system capable of increasing the number of optical fibers.
  • optical communication using such an optical cable an optical signal that attenuates along with optical transmission is amplified by an optical repeater to realize long-distance optical transmission.
  • the gain of the optical repeater is different for each wavelength, so that there is a difference in the intensity of the optical signal between different wavelengths. Therefore, an optical gain equalizing filter that reduces the gain deviation of the optical signal may be incorporated in a joint box that connects the optical repeater and the optical repeater.
  • the joint box includes an optical coupler that demultiplexes different wavelengths, an optical gain equalization filter that equalizes the intensity of the optical signal between wavelengths, and an optical coupler that combines the optical signals again.
  • the size of the joint box is limited to reduce the size of the joint box, the number of optical devices such as optical couplers and optical gain equalization filters mounted on the joint box is limited. As a result, there is a problem that the number of optical fibers connected to the optical device is limited, and high-speed and large-capacity communication becomes difficult.
  • Patent Document 1 discloses that in an optical submarine repeater, an electric circuit including a circuit for generating excitation light and a surge protection circuit is mounted on a housing configured as a joint box. In addition, it is disclosed that an optical circuit for passing an optical signal is mounted in another housing configured as a joint box. It is disclosed that a 3 dB coupler, a WDM coupler, and an erbium-doped fiber are provided as an optical circuit. However, Patent Document 1 does not disclose mounting of an optical gain equalization filter.
  • the optical gain equalization filter may be referred to as an equalization filter.
  • the optical component housing for an optical submarine cable has equalization characteristics optimum for each optical fiber with respect to the gain deviation of the optical amplifier, the transmission characteristics of the optical submarine cable, and the installation environment thereof. It is disclosed that an optical gain equalizer is installed. However, Patent Document 2 does not disclose mounting of an optical coupler necessary for the wavelength multiplexing method. Note that the optical gain equalizer may be referred to as an equalization filter.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide an optical repeater system capable of increasing the number of optical fibers.
  • An optical repeater system includes: A first repeater having a first optical coupler that demultiplexes an optical signal into a first wavelength band and a second wavelength band; A joint connected to the first repeater and having a first equalization filter for equalizing the optical signal in the first wavelength band and a second equalization filter for equalizing the optical signal in the second wavelength band Box and A second repeater having a second optical coupler connected to the joint box and configured to multiplex the equalized first wavelength band optical signal and the equalized second wavelength band optical signal; Is provided.
  • An optical repeater system includes: A first repeater having a first optical coupler that demultiplexes an optical signal into a first wavelength band and a second wavelength band; A joint box connected to the first repeater and having a first attenuator for attenuating the optical signal in the first wavelength band and a second attenuator for attenuating the optical signal in the second wavelength band; A second repeater connected to the joint box and having a second optical coupler for combining the attenuated first wavelength band optical signal and the attenuated second wavelength band optical signal; Is provided.
  • an optical relay system capable of increasing the number of optical fibers can be provided.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an optical relay system according to a first embodiment. It is a schematic diagram which illustrates the optical signal in the point P1 shown in FIG. It is a schematic diagram which illustrates the optical signal in the point P2 shown in FIG. It is a schematic diagram which illustrates the optical signal in the point P3 shown in FIG. It is a schematic diagram which illustrates the optical signal in the point P4 shown in FIG. It is a schematic diagram which illustrates the optical signal in the point P5 shown in FIG. It is a schematic diagram which illustrates the optical signal in the point P6 shown in FIG. 1 is a block diagram illustrating an optical relay system according to a first embodiment. It is a block diagram which illustrates the optical repeater system concerning a comparative example. FIG. 3 is a block diagram illustrating an optical relay system according to a second embodiment. FIG. 6 is a block diagram illustrating an optical relay system according to a third embodiment.
  • Embodiment 1 A configuration of the optical relay system according to the first embodiment will be described.
  • Embodiment 1 is an optical submarine communication system laid on the seabed for the purpose of relaying an optical signal such as a telephone line, and demultiplexes and equalizes an optical signal in which the C band and the L band are wavelength-multiplexed.
  • an optical repeater system that combines.
  • an optical amplifier that amplifies the optical signal may be mounted on the repeater, but this is omitted in this example.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an optical repeater system according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram for the downlink DL1 of one optical fiber.
  • FIG. 2A is a schematic view illustrating an optical signal at point P1 shown in FIG.
  • FIG. 2B is a schematic view illustrating an optical signal at point P2 shown in FIG.
  • FIG. 2C is a schematic view illustrating an optical signal at a point P3 shown in FIG.
  • FIG. 2D is a schematic view illustrating an optical signal at point P4 shown in FIG.
  • FIG. 2E is a schematic view illustrating an optical signal at point P5 shown in FIG.
  • FIG. 2F is a schematic view illustrating an optical signal at point P6 shown in FIG.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating an optical repeater system according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram of two optical fibers (downlink DL1 and downlink DL2) and two optical fibers (uplink UL1 and uplink UL2).
  • the downlink DL will be described. As shown in FIG. 1, in the downlink DL1, the optical signal is input to the optical coupler 111 and reaches the optical coupler 121 via the equalization filter 131.
  • the optical repeater system 10 includes a repeater 11, a repeater 12, and a joint box 13.
  • the repeater 11 includes an optical coupler 111 that demultiplexes an optical signal.
  • the optical coupler 111 is an optical coupler that demultiplexes an optical signal into a first wavelength band and a second wavelength band.
  • the first wavelength band is, for example, the C band
  • the second wavelength band is, for example, the L band.
  • the optical signals of the C band and L band vary in the intensity of the optical signal. For this reason, the intensity of each optical signal in the C band and the L band is adjusted to a predetermined value using an equalization filter.
  • the optical coupler 111 converts the optical signal as shown in FIG. 2A in which the C band and the L band are wavelength-multiplexed into the optical signal in the C band as shown in FIG. 2B and the optical signal as shown in FIG. Demultiplexed into an L-band optical signal.
  • the joint box 13 is connected to the repeater 11 and has an equalization filter 131 and an equalization filter 132.
  • the equalization filter 131 equalizes the demultiplexed C band (first wavelength band) optical signal
  • the equalization filter 132 equalizes the demultiplexed L band (second wavelength band) optical signal.
  • the equalization filter 131 converts an optical signal (shown in FIG. 2B) having different optical signal strengths for each wavelength into an optical signal (shown in FIG. 2D) in which the optical signal strength is substantially uniform within the C band. ).
  • the equalization filter 132 corrects the optical signal as shown in FIG. 2C into an optical signal (shown in FIG. 2E) in which the intensity of the optical signal is substantially uniform within the L band.
  • the joint box 13 may be disposed adjacent to the repeater 11.
  • the repeater 12 is connected to the joint box 13 and has an optical coupler 121 that combines the equalized C-band optical signal and the equalized L-band optical signal. Specifically, the optical coupler 121 combines a C-band optical signal as shown in FIG. 2D and an L-band optical signal as shown in FIG. 2E, and wavelength-multiplexes them as shown in FIG. 2F. Outputs an optical signal.
  • the repeater 12 may be disposed adjacent to the joint box 13.
  • the repeater 11 has a joint ring 113 connected to the joint box 13, and the optical coupler 111 may be provided in the joint ring 113.
  • the repeater 12 includes a joint ring 123 connected to the joint box 13, and the optical coupler 121 may be provided in the joint ring 123.
  • the repeater 11 may be referred to as a first repeater, and the repeater 12 may be referred to as a second repeater.
  • the optical coupler 111 may be referred to as a first optical coupler, and the optical coupler 121 may be referred to as a second optical coupler.
  • the equalization filter 131 may be referred to as a first equalization filter, and the equalization filter 132 may be referred to as a second equalization filter.
  • the joint ring 113 may be referred to as a first joint ring, and the joint ring 123 may be referred to as a second joint ring.
  • the uplink UL1 will be described.
  • FIG. 3 as compared with FIG. 1, one downstream optical fiber (downstream DL2) and two upstream optical fibers (upstream UL1 and upstream UL2) are additionally shown.
  • an optical coupler and an equalizing filter are also provided in the uplink UL1 so as to be paired with the downlink DL1. Then, in the uplink UL 1, the optical signal is input to the optical coupler 122 and reaches the optical coupler 112 via the equalization filter 133 and the equalization filter 134.
  • the repeater 12 has an optical coupler 122 that demultiplexes the optical signal in the joint ring 123, and the optical coupler 122 demultiplexes the optical signal into the C band and the L band.
  • the joint box 13 includes an equalization filter 133 and an equalization filter 134.
  • the equalization filter 133 equalizes the demultiplexed L-band optical signal
  • the equalization filter 134 equalizes the demultiplexed C-band optical signal.
  • the repeater 11 includes an optical coupler 112 in the joint ring 113 that combines the equalized C-band optical signal and the equalized L-band optical signal.
  • the optical coupler 122 is provided in the joint ring 123 together with the optical coupler 121.
  • the equalization filter 133 and the equalization filter 134 are provided in the joint box 13 together with the equalization filter 131 and the equalization filter 132.
  • the optical coupler 112 is provided in the joint ring 113 together with the optical coupler 111.
  • the optical relay system 10 mounts only the equalization filter 131 and the equalization filter 132 in the joint box 13.
  • the optical coupler 111 is mounted on the joint ring 113 of the repeater 11, and the optical coupler 121 is mounted on the joint ring 123 of the repeater 12. In this way, optical devices such as optical couplers and equalizing filters are distributed and mounted in the joint box and the repeater.
  • the optical coupler 111 and the optical coupler 121 can be taken out of the joint box 13. Then, the number of optical devices to be mounted on the joint box 13 is two, and the mounting of optical devices and the routing of optical fibers can be simplified.
  • the uplink UL1 is the same as the downlink DL1. That is, in the uplink UL1, only the equalization filter 133 and the equalization filter 134 are mounted on the joint box 13, the optical coupler 122 is mounted on the joint ring 123, and the optical coupler 112 is mounted on the joint ring 113.
  • An optical fiber composed of one downlink DL1 optical fiber and one uplink UL1 optical fiber is referred to as an optical fiber pair.
  • the number of optical devices required for one pair of optical fibers is four joint boxes 13 and two joint rings 113.
  • Four optical devices in the joint box 13 are equalization filters 131-134
  • two optical devices in the joint ring 113 are optical couplers 111-112, and two optical devices in the joint ring 123. Is the optical coupler 121-122.
  • the downlink DL2 is the same as the downlink DL1
  • the uplink UL2 is the same as the uplink UL1, so detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating an optical repeater system according to a comparative example.
  • the optical relay system 50 has an optical coupler 111, an optical coupler 112, an optical coupler 121, and a joint box 53 as compared with the optical relay system 10 in which one pair of optical fibers is mounted.
  • the difference is that the optical coupler 122 is mounted. That is, the optical coupler 111 and the optical coupler 112 are mounted on the joint box 53 without being mounted on the joint ring 113, and the optical coupler 121 and the optical coupler 122 are mounted on the joint box 53 without being mounted on the joint ring 123.
  • the number of optical devices mounted on the joint box 13 is eight.
  • the optical repeater system 10 is compared with the optical repeater system 50.
  • the number of optical devices mounted in the joint box 53 per pair of optical fibers (downlink DL1 and uplink UL1) is eight.
  • the number of optical devices mounted on the joint box 13 per pair of optical fibers is four. That is, in the optical relay system 10, the number of optical devices mounted in the joint box 13 can be reduced to half compared to the optical relay system 50.
  • the size of the joint box is limited in order to reduce the size of the joint box.
  • the number of optical devices that can be mounted in a joint box with a limited size is naturally limited.
  • the optical relay system 50 can connect only two optical fibers (one pair of optical fibers).
  • the optical repeater system 10 as shown in FIG. 3, up to four optical fibers (two pairs of optical fibers) can be connected, which can be doubled compared to the optical repeater system 50.
  • the joint box of the optical repeater system needs to be downsized in order to lay on the seabed. Therefore, in the optical repeater system 10 according to the first embodiment, the number of optical fibers accommodated in the joint box 13 is increased by changing the arrangement (mounting) of optical devices such as optical couplers and equalization filters. The number of optical fibers that can be connected to a repeater or joint box can be increased. As a result, an optical relay system capable of increasing the number of optical fibers can be provided.
  • the optical submarine communication system can be expanded.
  • a passive device such as an equalization filter is mounted in a joint box for connecting submarine cables.
  • An optical coupler is mounted in the joint ring of the repeater.
  • an optical coupler 111 that demultiplexes an optical signal into a C band and an L band is mounted in a joint ring 113 connected to the joint box 13.
  • An optical coupler 121 that combines the C band and the L band is mounted in a joint ring 123 connected to the joint box 13.
  • an optical coupler 122 that demultiplexes the optical signal into the C band and the L band is mounted in the joint ring 123 connected to the joint box 13. Further, an optical coupler 112 that combines the C band and the L band is mounted in a joint ring 113 connected to the joint box 13.
  • Such mounting can reduce the number of optical devices mounted inside the joint box 13 such as a factory joint or a universal joint. Moreover, the number of optical fibers accommodated in the joint box 13 can be increased by such mounting.
  • the number of optical fibers that can be mounted can be increased without increasing the number of joint boxes and repeaters laid on the seabed.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating an optical relay system according to the second embodiment.
  • the optical repeater system 20 according to the second embodiment is different from the optical repeater system 10 shown in FIG. 3 in that an attenuator is mounted instead of the equalization filter.
  • the optical signals of the C band and the L band vary in the intensity of the optical signal.
  • an attenuator is used to attenuate the intensity of each of the optical signals in the C band and the L band and adjust them to a predetermined value.
  • the intensity of the optical signal is attenuated using the attenuator and adjusted to a predetermined value.
  • the optical repeater system 20 includes a repeater 11, a joint box 23, and a repeater 12.
  • the repeater 11 includes an optical coupler 111 that demultiplexes an optical signal into a C band and an L band, as in the optical relay system 10.
  • the joint box 23 is connected to the repeater 11 and includes an attenuator 231 that attenuates a C-band optical signal and an attenuator 232 that attenuates an L-band optical signal.
  • the repeater 12 is connected to the joint box 23 and includes an optical coupler 121 that combines the attenuated C-band optical signal and the attenuated L-band optical signal.
  • the optical coupler 111 is provided in the joint ring 113 connected to the joint box 13, and the optical coupler 121 is provided in the joint ring 123 connected to the joint box 13.
  • the joint box 23 includes an attenuator 233 and an attenuator 234.
  • the attenuator 233 attenuates the demultiplexed L-band optical signal
  • the attenuator 234 attenuates the demultiplexed C-band optical signal.
  • the attenuator 233 and the attenuator 234 are provided in the joint box 23 together with the attenuator 231 and the attenuator 232. Further, since downlink DL2 is the same as downlink DL1, and uplink UL2 is similar to uplink UL1, detailed description thereof is omitted.
  • the number of optical fibers accommodated in the joint box is increased by mounting the optical coupler in the joint ring and mounting the attenuator in the joint box.
  • the number of optical fibers that can be connected to the joint box can be increased.
  • the attenuator 231 may be referred to as a first attenuator and the attenuator 232 may be referred to as a second attenuator.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating an optical relay system according to the third embodiment.
  • the optical relay system 30 according to the third embodiment is different from the optical relay system 10 shown in FIG. 3 in that it further includes a joint box 35 and a repeater 34.
  • the joint box 35 is connected to the repeater 11, and the repeater 34 is connected to the joint box 35.
  • Optical devices related to downlink DL1 optical coupler 111, equalization filter 131, equalization filter 132, and optical coupler 121 and optical devices related to uplink UL1 (optical coupler 122, equalization filter 133, equalization filter 134, and optical coupler 112)
  • the mounting is the same as that of the optical relay system 10, and the description is omitted.
  • the repeater 34 includes a joint ring 343, and an optical coupler 341 that demultiplexes the downlink DL2 optical signal into the C band and the L band is mounted on the joint ring 343.
  • the joint box 35 is connected to the repeater 11 and the repeater 34.
  • the joint box 35 includes an equalization filter 351 that equalizes the demultiplexed C-band optical signal, and the demultiplexed L-band optical signal.
  • An equalization filter 352 for equalizing is implemented.
  • An optical coupler 314 that multiplexes the equalized C-band optical signal and the equalized L-band optical signal is mounted on the joint ring 316 of the repeater 11.
  • an optical coupler 315 that demultiplexes the uplink UL2 optical signal into the C band and the L band is mounted on the joint ring 316 of the repeater 11.
  • an equalization filter 353 for equalizing the demultiplexed L-band optical signal and an equalization filter 354 for equalizing the demultiplexed C-band optical signal are mounted in the joint box 35.
  • An optical coupler 342 that combines the equalized C-band optical signal and the equalized L-band optical signal is mounted on the joint ring 343 of the repeater 34.
  • an attenuator may be mounted instead of the equalization filter.
  • optical devices are mounted on the joint box 35, and four optical devices (equalization filters 131 to 134) are mounted on the joint box 13. ) Is implemented.
  • two optical devices are mounted on the joint ring 343, two optical devices (optical couplers 314 and 315) are mounted on the joint ring 316, and two optical devices are mounted on the joint ring 113.
  • the devices (optical couplers 111 and 112) are mounted, and two optical devices (optical couplers 121 and 122) are mounted on the joint ring 123.
  • the optical repeater system 30 can accommodate two pairs of optical fibers.
  • the repeater 34 may be referred to as a third repeater, and the joint box 35 may be referred to as another joint box.
  • the downlink DL2 optical signal may be referred to as another optical signal.
  • the optical coupler 341 may be referred to as a third optical coupler, and the optical coupler 314 may be referred to as a fourth optical coupler.
  • the equalization filter 351 may be referred to as a third equalization filter, and the equalization filter 352 may be referred to as a fourth equalization filter.
  • the optical submarine communication system has been described as an example.
  • the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to other apparatuses having a size limitation and a limitation on the number of devices to be mounted.

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Abstract

光ファイバ数を増加させることが可能な光中継システムを提供することを目的とする。本発明に係る光中継システム（１０）は、光信号を第１波長帯と第２波長帯に分波する第１光カプラ（１１１）を有する第１中継器（１１）と、第１中継器（１１）に接続し、第１波長帯の光信号を等化する第１等化フィルタ（１３１）と、第２波長帯の光信号を等化する第２等化フィルタ（１３２）と、を有するジョイントボックス（１３）と、ジョイントボックス（１３）に接続し、等化された第１波長帯の光信号と等化された第２波長帯の光信号とを合波する第２光カプラ（１２１）を有する第２中継器（１２）と、を備える。

Description

光中継システム
　本発明は、光中継システムに関するものであり、特に、光ファイバ数を増加させることが可能な光中継システムに関する。
　近年、高速大容量通信が可能な光ケーブルを用いた長距離伝送が盛んに行われるようになっている。このような光ケーブルを用いた光通信においては、光伝送に伴って減衰する光信号を光中継器により増幅して長距離光伝送を実現している。しかしながら、大容量通信を実現する技術である光波長多重方式では、光中継器の利得が波長毎に異なるため、異なる波長間で光信号の強度に差が生じてしまう。そこで、光中継器と光中継器とを接続するジョイントボックス内に、光信号の利得偏差を減少させる光利得等化用フィルタを組み込むことがある。
　光ケーブルを海底に敷設する場合、光中継器やジョイントボックスも共に海底に敷設する。このとき、光中継器やジョイントボックスの径が大きいと、十分な深度に埋設できないことがある。このため、ジョイントボックスの小型化が要求される。また、光ケーブルの波浪抵抗や水圧負荷を軽減するためにも、ジョイントボックスの小型化が要求される。ジョイントボックスは、異なる波長を分波する光カプラと、波長間の光信号の強度を等化する光利得等化用フィルタと、光信号を再び合波する光カプラとを有している。ジョイントボックスの小型化のためにジョイントボックスの大きさが制限されると、ジョイントボックスに実装する光カプラや光利得等化用フィルタなどの光デバイスの数が制限される。その結果、該光デバイスと接続する光ファイバの数が制限され、高速大容量通信が難しくなるという問題があった。
　特許文献１には、光海底中継装置において、ジョイントボックスとして構成された筐体に、励起光を発生させる回路及びサージ保護回路を含む電気回路が実装されることが開示されている。また、ジョイントボックスとして構成された別の筐体に、光信号を通す光回路が実装されることが開示されている。そして、光回路として、３ｄＢカプラ、ＷＤＭカプラ、及びエルビウムドープトファイバを配設することが開示されている。しかしながら、特許文献１には、光利得等化用フィルタの実装については開示されていない。尚、光利得等化用フィルタを、等化フィルタと称することもある。
　特許文献２には、光海底ケーブル用光部品収容体の内部に、光増幅器の利得偏差や光海底ケーブルの伝送特性及びその敷設環境に対して、それぞれの光ファイバに最適な等化特性を有する光利得等化器が設置されていることが開示されている。しかしながら、特許文献２には、波長多重方式で必要な光カプラの実装については開示されていない。尚、光利得等化器を、等化フィルタと称することもある。
特開２０１４－１４６８８１号公報 特開２００５－２１５４１３号公報
　上述のように、ジョイントボックスの小型化のためにジョイントボックスに実装する光デバイスの数が制限されると、該光デバイスに接続する光ファイバの数を増加させることが難しいという問題があった。
　本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、光ファイバ数を増加させることが可能な光中継システムを提供することを目的とする。
　本発明に係る光中継システムは、
　光信号を第１波長帯と第２波長帯に分波する第１光カプラを有する第１中継器と、
　前記第１中継器に接続し、前記第１波長帯の光信号を等化する第１等化フィルタと、前記第２波長帯の光信号を等化する第２等化フィルタと、を有するジョイントボックスと、
　前記ジョイントボックスに接続し、前記等化された第１波長帯の光信号と前記等化された第２波長帯の光信号とを合波する第２光カプラを有する第２中継器と、
　を備える。
　本発明に係る光中継システムは、
　光信号を第１波長帯と第２波長帯に分波する第１光カプラを有する第１中継器と、
　前記第１中継器に接続し、前記第１波長帯の光信号を減衰する第１アッテネータと、前記第２波長帯の光信号を減衰する第２アッテネータと、を有するジョイントボックスと、
　前記ジョイントボックスに接続し、前記減衰された第１波長帯の光信号と前記減衰された第２波長帯の光信号とを合波する第２光カプラを有する第２中継器と、
　を備える。
　本発明によれば、光ファイバ数を増加させることが可能な光中継システムを提供することができる。
実施の形態１に係る光中継システムを例示するブロック図である。 図１に示す点Ｐ１での光信号を例示する模式図である。 図１に示す点Ｐ２での光信号を例示する模式図である。 図１に示す点Ｐ３での光信号を例示する模式図である。 図１に示す点Ｐ４での光信号を例示する模式図である。 図１に示す点Ｐ５での光信号を例示する模式図である。 図１に示す点Ｐ６での光信号を例示する模式図である。 実施の形態１に係る光中継システムを例示するブロック図である。 比較例に係る光中継システムを例示するブロック図である。 実施の形態２に係る光中継システムを例示するブロック図である。 実施の形態３に係る光中継システムを例示するブロック図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明を省略する。
　［実施の形態１］
　実施の形態１に係る光中継システムの構成について説明する。
　実施の形態１においては、電話回線等の光信号を中継する目的で海底に敷設される光海底通信システムであって、ＣバンドとＬバンドが波長多重された光信号を分波し、等化し、合波する光中継システムを例に挙げる。また、中継器には、光信号を増幅する光増幅器が実装されることもあるが、この例では省略する。
　図１は、実施の形態１に係る光中継システムを例示するブロック図である。
　図１は、光ファイバ１本の下りＤＬ１についてのブロック図である。
　図２Ａは、図１に示す点Ｐ１での光信号を例示する模式図である。
　図２Ｂは、図１に示す点Ｐ２での光信号を例示する模式図である。
　図２Ｃは、図１に示す点Ｐ３での光信号を例示する模式図である。
　図２Ｄは、図１に示す点Ｐ４での光信号を例示する模式図である。
　図２Ｅは、図１に示す点Ｐ５での光信号を例示する模式図である。
　図２Ｆは、図１に示す点Ｐ６での光信号を例示する模式図である。
　図２Ａ～図２Ｆにおいては、横軸は波長λを示し、縦軸は光信号の強度Ｐｓを示す。
　図３は、実施の形態１に係る光中継システムを例示するブロック図である。
　図３は、光ファイバ２本（下りＤＬ１及び下りＤＬ２）と、光ファイバ２本（上りＵＬ１及び上りＵＬ２）についてのブロック図である。
　下りＤＬについて説明する。
　図１に示すように、下りＤＬ１において、光信号は、光カプラ１１１に入力し、等化フィルタ１３１を介して光カプラ１２１へ至る。
　実施の形態１に係る光中継システム１０は、中継器１１と中継器１２とジョイントボックス１３とを有する。中継器１１は、光信号を分波する光カプラ１１１を有し、光カプラ１１１は、光信号を第１波長帯と第２波長帯に分波する光カプラである。第１波長帯は、例えば、Ｃバンドであり、第２波長帯は、例えばＬバンドである。
　ＣバンドとＬバンドのそれぞれの光信号は、光信号の強度にバラツキがある。このため、ＣバンドとＬバンドのそれぞれの光信号の強度を、等化フィルタを使用して所定値に調整する。
　具体的には、光カプラ１１１は、ＣバンドとＬバンドとが波長多重された図２Ａに示すような光信号を、図２Ｂに示すようなＣバンドの光信号と、図２Ｃに示すようなＬバンドの光信号とに分波する。
　ジョイントボックス１３は、中継器１１に接続し、等化フィルタ１３１と等化フィルタ１３２とを有する。等化フィルタ１３１は分波されたＣバンド（第１波長帯）の光信号を等化し、等化フィルタ１３２は、分波されたＬバンド（第２波長帯）の光信号を等化する。
　具体的には、等化フィルタ１３１は、波長毎に光信号の強度が異なる光信号（図２Ｂに示す）を、Ｃバンド内において光信号の強度がほぼ均一となる光信号（図２Ｄに示す）に補正する。また、等化フィルタ１３２は、等化フィルタ１３１と同様に、図２Ｃに示すような光信号を、Ｌバンド内において光信号の強度がほぼ均一となる光信号（図２Ｅに示す）に補正する。尚、ジョイントボックス１３は、中継器１１に隣接して配置されていてもよい。
　中継器１２は、ジョイントボックス１３に接続し、等化されたＣバンドの光信号と等化されたＬバンドの光信号とを合波する光カプラ１２１を有する。具体的には、光カプラ１２１は、図２Ｄに示すようなＣバンドの光信号と図２Ｅに示すようなＬバンドの光信号とを合波して、図２Ｆに示すような波長多重された光信号を出力する。尚、中継器１２は、ジョイントボックス１３に隣接して配置されていてもよい。
　また、中継器１１は、ジョイントボックス１３に接続するジョイントリング１１３を有し、光カプラ１１１は、このジョイントリング１１３内に設けられてもよい。また、中継器１２は、ジョイントボックス１３に接続するジョイントリング１２３を有し、光カプラ１２１は、このジョイントリング１２３内に設けられてもよい。
　尚、中継器１１を第１中継器と称し、中継器１２を第２中継器と称することもある。また、光カプラ１１１を第１光カプラと称し、光カプラ１２１を第２光カプラと称することもある。また、等化フィルタ１３１を第１等化フィルタと称し、等化フィルタ１３２を第２等化フィルタと称することもある。また、ジョイントリング１１３を第１ジョイントリングと称し、ジョイントリング１２３を第２ジョイントリングと称することもある。
　上りＵＬ１について説明する。
　図３においては、図１と比べて、下りの光ファイバ１本（下りＤＬ２）と、上りの光ファイバ２本（上りＵＬ１及び上りＵＬ２）と追加して示す。
　図３に示すように、下りＤＬ１と対になるようにして上りＵＬ１においても、光カプラや等化フィルタが設けられる。そして、上りＵＬ１において、光信号は、光カプラ１２２に入力し、等化フィルタ１３３及び等化フィルタ１３４を介して光カプラ１１２へ至る。
　中継器１２は、ジョイントリング１２３内に、光信号を分波する光カプラ１２２を有し、光カプラ１２２は、光信号をＣバンドとＬバンドに分波する。
　ジョイントボックス１３は、等化フィルタ１３３と等化フィルタ１３４とを有する。等化フィルタ１３３は分波されたＬバンドの光信号を等化し、等化フィルタ１３４は、分波されたＣバンドの光信号を等化する。
　中継器１１は、ジョイントリング１１３内に、等化されたＣバンドの光信号と等化されたＬバンドの光信号とを合波する光カプラ１１２を有する。
　光カプラ１２２は、光カプラ１２１と共に、ジョイントリング１２３内に設けられる。等化フィルタ１３３及び等化フィルタ１３４は、等化フィルタ１３１及び等化フィルタ１３２と共に、ジョイントボックス１３内に設けられる。光カプラ１１２は、光カプラ１１１と共に、ジョイントリング１１３内に設けられる。
　下りＤＬ１において、光中継システム１０は、ジョイントボックス１３に等化フィルタ１３１と等化フィルタ１３２のみを実装する。そして、光カプラ１１１は中継器１１のジョイントリング１１３に実装し、光カプラ１２１は中継器１２のジョイントリング１２３に実装する。このようにして、光カプラや等化フィルタ等の光デバイスを、ジョイントボックス及び中継器に分散させて実装する。
　これにより、波長多重された光信号の利得等化に必要な光デバイスのうち、光カプラ１１１と光カプラ１２１を、ジョイントボックス１３の外部に出すことができる。そして、ジョイントボックス１３に実装する光デバイスの数を２個とし、光デバイスの実装や光ファイバの引き回しを単純化することができる。
　上りＵＬ１も下りＤＬ１と同様である。すなわち、上りＵＬ１において、ジョイントボックス１３に等化フィルタ１３３と等化フィルタ１３４のみを実装し、ジョイントリング１２３に光カプラ１２２を実装し、ジョイントリング１１３に光カプラ１１２を実装する。
　下りＤＬ１の光ファイバ１本と上りＵＬ１の光ファイバ１本とで構成される光ファイバを、光ファイバ１ペアと称する。光ファイバ１ペアで必要とされる光デバイスの数、すなわち、下りＤＬ１と上りＵＬ１で必要とされる光デバイスの数は、ジョイントボックス１３が４個であり、ジョイントリング１１３が２個であり、ジョイントリング１２３が２個である。ジョイントボックス１３の光デバイスの４個とは、等化フィルタ１３１－１３４であり、ジョイントリング１１３の光デバイスの２個とは、光カプラ１１１－１１２であり、ジョイントリング１２３の光デバイスの２個とは、光カプラ１２１－１２２である。
　尚、下りＤＬ２は下りＤＬ１と同様であり、上りＵＬ２は上りＵＬ１と同様であるので、詳細な説明は省略する。
　［比較例］
　実施の形態１の比較例について説明する。
　図４は、比較例に係る光中継システムを例示するブロック図である。
　図４に示すように、比較例に係る光中継システム５０は、光ファイバ１ペアが実装された光中継システム１０と比べて、ジョイントボックス５３に、光カプラ１１１、光カプラ１１２、光カプラ１２１及び光カプラ１２２が実装されている点が異なる。すなわち、光カプラ１１１及び光カプラ１１２がジョイントリング１１３に実装されずにジョイントボックス５３に実装され、光カプラ１２１及び光カプラ１２２がジョイントリング１２３に実装されずにジョイントボックス５３に実装されている。これにより、ジョイントボックス１３に実装される光デバイスの数は、８個となる。
　ここで、光中継システム１０を光中継システム５０と比較する。
　光中継システム５０においては、光ファイバ１ペア（下りＤＬ１と上りＵＬ１）当たりのジョイントボックス５３に実装される光デバイスの数は８個である。一方、光中継システム１０においては、光ファイバ１ペア当たりのジョイントボックス１３に実装される光デバイスの数は４個である。すなわち、光中継システム１０においては、ジョイントボックス１３に実装される光デバイスの数を、光中継システム５０と比べて半分に削減することができる。
　また、光中継システムを海底等に敷設する場合、ジョイントボックスを小型化するため、ジョイントボックスの大きさに制限が掛かる。大きさが制限されたジョイントボックスに実装することができる光デバイスの数は、自ずと制限される。ジョイントボックスに実装される光デバイスの数が、例えば、８個までに制限された場合、光中継システム５０では、光ファイバを２本（光ファイバ１ペア）しか接続できない。一方、光中継システム１０では、図３に示すように、光ファイバを４本（光ファイバ２ペア）まで接続することができ、光中継システム５０と比べて２倍に増加させることができる。
　光中継システムのジョイントボックスは、海底に敷設するために小型化が必要である。そこで、実施の形態１に係る光中継システム１０においては、光カプラや等化フィルタ等の光デバイスの配置（実装）を変更することにより、ジョイントボックス１３内に収容する光ファイバの数を増加させ、中継器やジョイントボックスに接続することが可能な光ファイバの数を増加させることができる。その結果、光ファイバ数を増加させることが可能な光中継システムを提供することができる。
　また、光中継システム１０を使用することにより、光ファイバ数を増加させることができるので、光海底通信システムを拡張することができる。
　ここで、実施の形態１に係る光中継システム１０の特徴を示す。
　実施の形態１においては、海底ケーブル同士を接続するためのジョイントボックス内に、等化フィルタのようなパッシブデバイスを実装する。また、中継器のジョイントリング内に、光カップラを実装する。
　例えば、下りＤＬ１において、光信号をＣバンドとＬバンドを分波する光カプラ１１１を、ジョイントボックス１３に接続するジョイントリング１１３内に実装する。また、ＣバンドとＬバンドを合波する光カプラ１２１を、ジョイントボックス１３に接続するジョイントリング１２３内に実装する。
　上りＵＬ１において、光信号をＣバンドとＬバンドに分波する光カプラ１２２を、ジョイントボックス１３に接続するジョイントリング１２３内に実装する。また、ＣバンドとＬバンドを合波する光カプラ１１２を、ジョイントボックス１３に接続するジョイントリング１１３内に実装する。
　このような実装により、ファクトリージョイントやユニバーサルジョイント等のジョイントボックス１３の内部に実装する光デバイスの数を少なくすることができる。また、このような実装により、ジョイントボックス１３内に収容する光ファイバ数を増加させることができる。
　そして、海底に敷設されるジョイントボックスや中継器の数を増加させることなく、実装可能な光ファイバの数を増加させることができる。
　［実施の形態２］
　図５は、実施の形態２に係る光中継システムを例示するブロック図である。
　図５に示すように、実施の形態２に係る光中継システム２０は、図３に示す光中継システム１０と比べて、等化フィルタの代わりにアッテネータが実装されている点が異なる。
　実施の形態１で説明したように、ＣバンドとＬバンドのそれぞれの光信号は、光信号の強度にバラつきがある。このため、アッテネータを使用し、ＣバンドとＬバンドのそれぞれの光信号の強度を減衰させて所定値に調整する。具体的には、等化フィルタを使用した場合と同様に、ＣバンドとＬバンドとに分波した後、アッテネータを使用して光信号の強度を減衰させて所定値に調整する。
　光中継システム２０は、中継器１１とジョイントボックス２３と中継器１２とを有する。
　下りＤＬ１において、中継器１１は、光中継システム１０と同様に、光信号をＣバンドとＬバンドに分波する光カプラ１１１を有する。ジョイントボックス２３は、中継器１１に接続し、Ｃバンドの光信号を減衰するアッテネータ２３１とＬバンドの光信号を減衰するアッテネータ２３２とを有する。中継器１２は、ジョイントボックス２３に接続し、減衰されたＣバンドの光信号と減衰されたＬバンドの光信号とを合波する光カプラ１２１を有する。
　光カプラ１１１は、ジョイントボックス１３と接続するジョイントリング１１３内に設けられ、光カプラ１２１は、ジョイントボックス１３と接続するジョイントリング１２３内に設けられる。
　上りＵＬ１において、ジョイントボックス２３は、アッテネータ２３３とアッテネータ２３４とを有する。アッテネータ２３３は分波されたＬバンドの光信号を減衰し、アッテネータ２３４は、分波されたＣバンドの光信号を減衰する。これにより、ＣバンドとＬバンドの両方のバンドのそれぞれの光信号の強度を、バランスよく調整することができる。
　尚、アッテネータ２３３及びアッテネータ２３４は、アッテネータ２３１及びアッテネータ２３２と共に、ジョイントボックス２３に設けられる。また、下りＤＬ２は下りＤＬ１と同様であり、上りＵＬ２は上りＵＬ１と同様であるので、詳細な説明は省略する。
　実施の形態２に係る光中継システム２０においては、光カプラをジョイントリング内に実装し、アッテネータをジョイントボックスに実装することにより、ジョイントボックス内に収容する光ファイバの数を増加させ、中継器やジョイントボックスに接続することが可能な光ファイバの数を増加させることができる。
　尚、アッテネータ２３１を第１アッテネータと称し、アッテネータ２３２を第２アッテネータと称することもある。
　［実施の形態３］
　図６は、実施の形態３に係る光中継システムを例示するブロック図である。
　図６に示すように、実施の形態３に係る光中継システム３０は、図３に示す光中継システム１０と比べて、ジョイントボックス３５と中継器３４とをさらに備えている点が異なる。ジョイントボックス３５は中継器１１に接続され、中継器３４はジョイントボックス３５に接続される。
　下りＤＬ１に関する光デバイス（光カプラ１１１、等化フィルタ１３１、等化フィルタ１３２及び光カプラ１２１）及び上りＵＬ１に関する光デバイス（光カプラ１２２、等化フィルタ１３３、等化フィルタ１３４及び光カプラ１１２）の実装は、光中継システム１０と同様であり、説明を省略する。
　中継器３４は、ジョイントリング３４３を有し、ジョイントリング３４３には、下りＤＬ２の光信号をＣバンドとＬバンドに分波する光カプラ３４１が実装される。ジョイントボックス３５は、中継器１１及び中継器３４に接続し、ジョイントボックス３５には、分波されたＣバンドの光信号を等化する等化フィルタ３５１と、分波されたＬバンドの光信号を等化する等化フィルタ３５２とが実装される。中継器１１のジョイントリング３１６には、等化されたＣバンドの光信号と等化されたＬバンドの光信号とを合波する光カプラ３１４が実装される。
　また、中継器１１のジョイントリング３１６には、上りＵＬ２の光信号をＣバンドとＬバンドに分波する光カプラ３１５が実装される。ジョイントボックス３５には、分波されたＬバンドの光信号を等化する等化フィルタ３５３と、分波されたＣバンドの光信号を等化する等化フィルタ３５４とが実装される。中継器３４のジョイントリング３４３には、等化されたＣバンドの光信号と等化されたＬバンドの光信号とを合波する光カプラ３４２が実装される。
　また、光中継システム３０では、等化フィルタの代わりにアッテネータを実装してもよい。
　実施の形態３に係る光中継システム３０においては、ジョイントボックス３５に４個の光デバイス（等化フィルタ３５１－３５４）を実装し、ジョイントボックス１３に４個の光デバイス（等化フィルタ１３１－１３４）を実装する。また、ジョイントリング３４３に２個の光デバイス（光カプラ３４１、３４２）を実装し、ジョイントリング３１６に２個の光デバイス（光カプラ３１４、３１５）を実装し、ジョイントリング１１３に２個の光デバイス（光カプラ１１１、１１２）を実装し、ジョイントリング１２３に２個の光デバイス（光カプラ１２１、１２２）を実装する。
　これにより、光中継システム３０は、光ファイバ２ペアを収容することができる。
　尚、中継器３４を第３中継器と称し、ジョイントボックス３５を別のジョイントボックスと称することもある。下りＤＬ２の光信号を別の光信号と称することもある。光カプラ３４１を第３光カプラと称し、光カプラ３１４を第４光カプラと称することもある。等化フィルタ３５１を第３等化フィルタと称し、等化フィルタ３５２を第４等化フィルタと称することもある。
　また、実施の形態においては、光海底通信システムを例に挙げて説明した。これには限定されず、大きさに制限があり実装するデバイスの数に制限のがある他の装置に適用されてもよい。
　なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
　以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
　この出願は、２０１７年２月２２日に出願された日本出願特願２０１７－０３０７８６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
１０、２０、３０、５０…光中継システム　１１、１２、３４…中継器　１３、３５、…ジョイントボックス　１１１、１１２、１２１、１２２、３１４、３１５、３４１、３４２…光カプラ　１３１－１３４、３５１－３５４…等化フィルタ　１１３、１２３、３１６、３４３…ジョイントリング　２３１－２３４…アッテネータ　ＤＬ、ＤＬ１、ＤＬ２…下り　ＵＬ、ＵＬ１、ＵＬ２…上り　Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６…点　Ｐｓ…強度　λ…波長

Claims (10)

  1. 　光信号を第１波長帯と第２波長帯に分波する第１光カプラを有する第１中継器と、
    　前記第１中継器に接続し、前記第１波長帯の光信号を等化する第１等化フィルタと、前記第２波長帯の光信号を等化する第２等化フィルタと、を有するジョイントボックスと、
    　前記ジョイントボックスに接続し、前記等化された第１波長帯の光信号と前記等化された第２波長帯の光信号とを合波する第２光カプラを有する第２中継器と、
    　を備える光中継システム。
  2. 　前記第１波長帯はＣバンドであり、前記第２波長帯はＬバンドである、
    　請求項１に記載の光中継システム。
  3. 　前記第１中継器は、前記ジョイントボックスに接続する第１ジョイントリングを有し、前記第１光カプラは、前記第１ジョイントリング内に設けられる、
    　請求項１又は２に記載の光中継システム。
  4. 　前記第２中継器は、前記ジョイントボックスに接続する第２ジョイントリングを有し、前記第２光カプラは、前記第２ジョイントリング内に設けられる、
    　請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光中継システム。
  5. 　別の光信号を前記第１波長帯と前記第２波長帯に分波する第３光カプラを有する第３中継器と、
    　前記第１中継器及び第３中継器に接続し、前記第１波長帯の前記別の光信号を等化する第３等化フィルタと、前記第２波長帯の前記別の光信号を等化する第４等化フィルタと、を有する別のジョイントボックスと、
    　をさらに備え、
    　前記第１中継器は、前記等化された前記第１波長帯の前記別の光信号と前記等化された前記第２波長帯の前記別の光信号とを合波する第４光カプラを有する、
    　請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光中継システム。
  6. 　光信号を第１波長帯と第２波長帯に分波する第１光カプラを有する第１中継器と、
    　前記第１中継器に接続し、前記第１波長帯の光信号を減衰する第１アッテネータと、前記第２波長帯の光信号を減衰する第２アッテネータと、を有するジョイントボックスと、
    　前記ジョイントボックスに接続し、前記減衰された第１波長帯の光信号と前記減衰された第２波長帯の光信号とを合波する第２光カプラを有する第２中継器と、
    　を備える光中継システム。
  7. 　前記第１波長帯はＣバンドであり、前記第２波長帯はＬバンドである、
    　請求項６に記載の光中継システム。
  8. 　前記第１中継器は、前記ジョイントボックスに接続する第１ジョイントリングを有し、前記第１光カプラは、前記第１ジョイントリング内に設けられる、
    　請求項６又は７に記載の光中継システム。
  9. 　前記第２中継器は、前記ジョイントボックスに接続する第２ジョイントリングを有し、前記第２光カプラは、前記第２ジョイントリング内に設けられる、
    　請求項６乃至８のいずれか１項に記載の光中継システム。
  10. 　別の光信号を前記第１波長帯と前記第２波長帯に分波する第３光カプラを有する第３中継器と、
    　前記第１中継器及び第３中継器に接続し、前記第１波長帯の前記別の光信号を減衰する第３アッテネータと、前記第２波長帯の前記別の光信号を減衰する第４アッテネータと、を有する別のジョイントボックスと、
    　をさらに備え、
    　前記第１中継器は、前記減衰された前記第１波長帯の前記別の光信号と前記減衰された前記第２波長帯の前記別の光信号とを合波する第４光カプラを有する、
    　請求項６乃至９のいずれか１項に記載の光中継システム。
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