JP2000299522A - ファイバラマン増幅器及びそれを用いた光ファイバ通信システム - Google Patents
ファイバラマン増幅器及びそれを用いた光ファイバ通信システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ラマン増幅器において、ラマン利得帯域△λ
を拡大する。この改良されたラマン増幅器を用いた光フ
ァイバ通信システムを提供する。 【解決手段】 光ファイバにより信号光を光のまま直接
増幅するファイバラマン増幅器において、信号光を波長
（あるいは周波数）に応じて分波する光分波器と、信号
光を波長に応じて合波する光合波器と、複数の集中増幅
型のファイバラマン増幅器を備え、前記光分波器により
入力信号光を複数の波長域に分割し、各波長域の信号光
を１個の前記集中増幅型のファイバラマン増幅器に通し
て増幅し、前記集中増幅型のファイバラマン増幅器通過
後の信号光を、前記光合波器により合波して広い波長域
に渡り信号光の増幅を行うファイバラマン増幅器であ
る。
を拡大する。この改良されたラマン増幅器を用いた光フ
ァイバ通信システムを提供する。 【解決手段】 光ファイバにより信号光を光のまま直接
増幅するファイバラマン増幅器において、信号光を波長
（あるいは周波数）に応じて分波する光分波器と、信号
光を波長に応じて合波する光合波器と、複数の集中増幅
型のファイバラマン増幅器を備え、前記光分波器により
入力信号光を複数の波長域に分割し、各波長域の信号光
を１個の前記集中増幅型のファイバラマン増幅器に通し
て増幅し、前記集中増幅型のファイバラマン増幅器通過
後の信号光を、前記光合波器により合波して広い波長域
に渡り信号光の増幅を行うファイバラマン増幅器であ
る。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、ファイバラマン増
幅器及び光ファイバ通信システムに関し、特に、光ファ
イバにより信号光を光のまま直接増幅するファイバラマ
ン増幅器において、信号光を波長（あるいは周波数）に
応じて分波する光分波器と、信号光を波長に応じて合波
する光合波器と、複数の集中増幅型のファイバラマン増
幅器を備え、光分波器により入力信号光を複数の波長域
に分割し、各波長域の信号光を１個の前記集中増幅型の
ファイバラマン増幅器に通して増幅し、前記集中増幅型
のファイバラマン増幅器通過後の信号光を、前記光合波
器により合波して広い波長域に渡り信号光の増幅を行う
ファイバラマン増幅器、及びそれを用いた光ファイバ通
信システムに関するものである。
幅器及び光ファイバ通信システムに関し、特に、光ファ
イバにより信号光を光のまま直接増幅するファイバラマ
ン増幅器において、信号光を波長（あるいは周波数）に
応じて分波する光分波器と、信号光を波長に応じて合波
する光合波器と、複数の集中増幅型のファイバラマン増
幅器を備え、光分波器により入力信号光を複数の波長域
に分割し、各波長域の信号光を１個の前記集中増幅型の
ファイバラマン増幅器に通して増幅し、前記集中増幅型
のファイバラマン増幅器通過後の信号光を、前記光合波
器により合波して広い波長域に渡り信号光の増幅を行う
ファイバラマン増幅器、及びそれを用いた光ファイバ通
信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来技術のファイバラマン増幅器（以下
では簡単のためラマン増幅器と呼ぶ）及びそれを用いた
光ファイバ通信システムの基本構成を図１８に示す。図
１８（ａ）は集中増幅型、図１８（ｂ）は分布増幅型の
ラマン増幅器の場合である。図１８において、ＲＳは信
号光、１Ａは第１の光伝送ファイバ、１Ｂは第２の光伝
送ファイバ、３はラマンファイバ、４は励起光源、５は
光合波器である。集中増幅型の場合には、ラマン利得係
数の大きなラマンファイバ利得媒質である。一方、分布
増幅型の場合には、光伝送ファイバ自体を利得媒質とし
て用いる。図１８（ｂ）では、ラマンファイバ及び分布
増幅型の場合の光伝送ファイバは、励起光源及び光合波
器を用いて信号光に対して後方向励起されているが、信
号光に対して前方向あるいは双方向で励起してもよい。
では簡単のためラマン増幅器と呼ぶ）及びそれを用いた
光ファイバ通信システムの基本構成を図１８に示す。図
１８（ａ）は集中増幅型、図１８（ｂ）は分布増幅型の
ラマン増幅器の場合である。図１８において、ＲＳは信
号光、１Ａは第１の光伝送ファイバ、１Ｂは第２の光伝
送ファイバ、３はラマンファイバ、４は励起光源、５は
光合波器である。集中増幅型の場合には、ラマン利得係
数の大きなラマンファイバ利得媒質である。一方、分布
増幅型の場合には、光伝送ファイバ自体を利得媒質とし
て用いる。図１８（ｂ）では、ラマンファイバ及び分布
増幅型の場合の光伝送ファイバは、励起光源及び光合波
器を用いて信号光に対して後方向励起されているが、信
号光に対して前方向あるいは双方向で励起してもよい。
【０００３】図１８で、励起光の波長をλpl及びλp2と
する。励起光の波長は、ラマン利得の帯域が最大になる
ように、ある程度離れた値（例えば、１.５μｍ帯で３
０〜７０ｎｍ）に設定される（参考文献１：Ｋ.Ｒottwi
tt and Ｈ.Ｄ.Ｋidorf,“Ａ92nm bandwidth Ｒaman amp
lifier”,Ｐroc of Ｏptical Ｆiber Ｃommunications,
1998,PD6参照）。
する。励起光の波長は、ラマン利得の帯域が最大になる
ように、ある程度離れた値（例えば、１.５μｍ帯で３
０〜７０ｎｍ）に設定される（参考文献１：Ｋ.Ｒottwi
tt and Ｈ.Ｄ.Ｋidorf,“Ａ92nm bandwidth Ｒaman amp
lifier”,Ｐroc of Ｏptical Ｆiber Ｃommunications,
1998,PD6参照）。
【０００４】光伝送ファイバの信号光伝搬損失に等しい
ラマン利得の値をＧ0、ラマン利得がＧ0に等しくなる波
長をλsl及びλs2とする。このときのラマン利得帯域を
△λとすると、△λ＝λs2−λslである。すなわち、信
号光の波長がλslからλs2の波長多重信号光は、正味の
増幅を受ける。一般に、励起光波長より短い信号光波長
では、ｄＢ利得が負になる（信号光が損失を受ける）た
め、図１９に示すように、ラマン利得帯域△λはラマン
増幅の帯域で制限され、約１３ＴＨz程度、例えば、１.
５μｍ帯で１００ｎｍである。
ラマン利得の値をＧ0、ラマン利得がＧ0に等しくなる波
長をλsl及びλs2とする。このときのラマン利得帯域を
△λとすると、△λ＝λs2−λslである。すなわち、信
号光の波長がλslからλs2の波長多重信号光は、正味の
増幅を受ける。一般に、励起光波長より短い信号光波長
では、ｄＢ利得が負になる（信号光が損失を受ける）た
め、図１９に示すように、ラマン利得帯域△λはラマン
増幅の帯域で制限され、約１３ＴＨz程度、例えば、１.
５μｍ帯で１００ｎｍである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術では、ラマン増幅器において、ラマン利得帯域△
λがラマン増幅の帯域で制限されるという問題があっ
た。本発明の目的は、ラマン増幅器において、ラマン利
得帯域△λを拡大することが可能な技術をを提供するこ
とにある。本発明の目的は、前記改良されたラマン増幅
器を用いた光ファイバ通信システムを提供することにあ
る。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴
は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにす
る。
来技術では、ラマン増幅器において、ラマン利得帯域△
λがラマン増幅の帯域で制限されるという問題があっ
た。本発明の目的は、ラマン増幅器において、ラマン利
得帯域△λを拡大することが可能な技術をを提供するこ
とにある。本発明の目的は、前記改良されたラマン増幅
器を用いた光ファイバ通信システムを提供することにあ
る。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴
は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。 （１）光ファイバにより信号光を光のまま直接増幅する
ファイバラマン増幅器において、信号光を波長（あるい
は周波数）に応じて分波する光分波器と、信号光を波長
に応じて合波する光合波器と、複数個の集中増幅型のフ
ァイバラマン増幅器を備え、前記光分波器により入力信
号光を複数の波長域に分割し、各波長域の信号光を対応
する１個の前記集中増幅型のファイバラマン増幅器に通
して増幅し、前記集中増幅型のファイバラマン増幅器通
過後の信号光を、前記光合波器により合波して広い波長
域に渡り信号光の増幅を行う構成になっている。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。 （１）光ファイバにより信号光を光のまま直接増幅する
ファイバラマン増幅器において、信号光を波長（あるい
は周波数）に応じて分波する光分波器と、信号光を波長
に応じて合波する光合波器と、複数個の集中増幅型のフ
ァイバラマン増幅器を備え、前記光分波器により入力信
号光を複数の波長域に分割し、各波長域の信号光を対応
する１個の前記集中増幅型のファイバラマン増幅器に通
して増幅し、前記集中増幅型のファイバラマン増幅器通
過後の信号光を、前記光合波器により合波して広い波長
域に渡り信号光の増幅を行う構成になっている。
【０００７】（２）光ファイバにより信号光を光のまま
直接増幅するファイバラマン増幅器において、信号光を
波長（あるいは周波数）に応じて分波する光分波器と、
信号光を波長に応じて合波する光合波器と、集中増幅型
のファイバラマン増幅器を備え、前記光分波器により入
力信号光を複数の波長域に分割し、所定の波長域の信号
光をファイバラマン増幅器に通して増幅し、この増幅さ
れた信号光を前記光合波器に入力し、前記分割された他
の波長域の信号光はそのまま光ファイバで増幅して前記
光合波器に入力し、この入力された信号光と前記ファイ
バラマン増幅器通過後の信号光とを前記光合波器により
合波して広い波長域に渡り信号光の増幅を行う構成にな
っている。
直接増幅するファイバラマン増幅器において、信号光を
波長（あるいは周波数）に応じて分波する光分波器と、
信号光を波長に応じて合波する光合波器と、集中増幅型
のファイバラマン増幅器を備え、前記光分波器により入
力信号光を複数の波長域に分割し、所定の波長域の信号
光をファイバラマン増幅器に通して増幅し、この増幅さ
れた信号光を前記光合波器に入力し、前記分割された他
の波長域の信号光はそのまま光ファイバで増幅して前記
光合波器に入力し、この入力された信号光と前記ファイ
バラマン増幅器通過後の信号光とを前記光合波器により
合波して広い波長域に渡り信号光の増幅を行う構成にな
っている。
【０００８】（３）前記手段（１）又は（２）のファイ
バラマン増幅器において、前記集中増幅型のファイバラ
マン増幅器は、増幅媒体としての光ファイバからなるラ
マンファイバと、励起光源と、信号光と励起光を合波す
る光合波器を備え、前記励起光源からの励起光を前記ラ
マンファイバに導いてラマンファイバを光励起して増幅
を行う構成になっている。
バラマン増幅器において、前記集中増幅型のファイバラ
マン増幅器は、増幅媒体としての光ファイバからなるラ
マンファイバと、励起光源と、信号光と励起光を合波す
る光合波器を備え、前記励起光源からの励起光を前記ラ
マンファイバに導いてラマンファイバを光励起して増幅
を行う構成になっている。
【０００９】（４）前記手段（１）乃至（３）のうちい
ずれか１つのファイバラマン増幅器において、前記光伝
送ファイバ中での増幅が行われる波長域を、それ以外の
波長域よりも信号光の伝送損失が大きい波長域に配置
し、信号対雑音比の波長不均一性を低減する。
ずれか１つのファイバラマン増幅器において、前記光伝
送ファイバ中での増幅が行われる波長域を、それ以外の
波長域よりも信号光の伝送損失が大きい波長域に配置
し、信号対雑音比の波長不均一性を低減する。
【００１０】（５）前記光ファイバにより信号光を光の
まま直接増幅するファイバラマン増幅器を用いた光ファ
イバ通信システムにおいて、光伝送ファイバと、信号光
を波長（あるいは周波数）に応じて分波する光分波器
と、信号光を波長に応じて合波する光合波器と、１個以
上の集中増幅型のファイバラマン増幅器を備え、前記光
伝送ファイバに入射した信号光を前記光分波器により入
力信号光を複数の波長域に分割し、各波長域の信号光を
対応する１個の前記集中増幅型のファイバラマン増幅器
に通して増幅し、前記集中増幅型のファイバラマン増幅
器通過後の信号光を、前記光合波器により合波して広い
波長域に渡り信号光の増幅を行い、それを光伝送ファイ
バに出力する構成になっている。
まま直接増幅するファイバラマン増幅器を用いた光ファ
イバ通信システムにおいて、光伝送ファイバと、信号光
を波長（あるいは周波数）に応じて分波する光分波器
と、信号光を波長に応じて合波する光合波器と、１個以
上の集中増幅型のファイバラマン増幅器を備え、前記光
伝送ファイバに入射した信号光を前記光分波器により入
力信号光を複数の波長域に分割し、各波長域の信号光を
対応する１個の前記集中増幅型のファイバラマン増幅器
に通して増幅し、前記集中増幅型のファイバラマン増幅
器通過後の信号光を、前記光合波器により合波して広い
波長域に渡り信号光の増幅を行い、それを光伝送ファイ
バに出力する構成になっている。
【００１１】（６）光ファイバにより信号光を光のまま
直接増幅するファイバラマン増幅器を用いた光ファイバ
通信システムにおいて、光伝送ファイバと、該光伝送フ
ァイバに接続して隣設した光合波器と、前記光合波器に
接続して隣設した励起光源と、信号光を波長（あるいは
周波数）に応じて分波する光分波器と、信号光を波長に
応じて合波する光合波器と、１個以上の集中増幅型のフ
ァイバラマン増幅器を備え、前記励起光源からの励起光
を前記光合波器を通して前記光伝送ファイバに導き、前
記光分波器により入力信号光を複数の波長域に分割し、
所定の波長域の信号光をファイバラマン増幅器に通して
増幅し、この増幅された信号光を前記光合波器に入力
し、前記分割された他の波長域の信号光はそのまま光伝
送ファイバで増幅して前記光合波器に入力し、この入力
された信号光と前記ファイバラマン増幅器通過後の信号
光とを前記光合波器により合波して広い波長域に渡り信
号光の増幅を行い、それを光伝送ファイバに出力する構
成になっている。
直接増幅するファイバラマン増幅器を用いた光ファイバ
通信システムにおいて、光伝送ファイバと、該光伝送フ
ァイバに接続して隣設した光合波器と、前記光合波器に
接続して隣設した励起光源と、信号光を波長（あるいは
周波数）に応じて分波する光分波器と、信号光を波長に
応じて合波する光合波器と、１個以上の集中増幅型のフ
ァイバラマン増幅器を備え、前記励起光源からの励起光
を前記光合波器を通して前記光伝送ファイバに導き、前
記光分波器により入力信号光を複数の波長域に分割し、
所定の波長域の信号光をファイバラマン増幅器に通して
増幅し、この増幅された信号光を前記光合波器に入力
し、前記分割された他の波長域の信号光はそのまま光伝
送ファイバで増幅して前記光合波器に入力し、この入力
された信号光と前記ファイバラマン増幅器通過後の信号
光とを前記光合波器により合波して広い波長域に渡り信
号光の増幅を行い、それを光伝送ファイバに出力する構
成になっている。
【００１２】（７）前記手段（５）又は（６）の光ファ
イバ通信システムにおいて、集中増幅型のファイバラマ
ン増幅器は、増幅媒体としての光ファイバからなるラマ
ンファイバと、励起光源と、信号光と励起光を合波する
光合波器を備え、前記励起光源からの励起光を前記ラマ
ンファイバに導いてラマンファイバを光励起して増幅を
行う構成になっている。
イバ通信システムにおいて、集中増幅型のファイバラマ
ン増幅器は、増幅媒体としての光ファイバからなるラマ
ンファイバと、励起光源と、信号光と励起光を合波する
光合波器を備え、前記励起光源からの励起光を前記ラマ
ンファイバに導いてラマンファイバを光励起して増幅を
行う構成になっている。
【００１３】（８）前記手段（５）乃至（７）のうちい
ずれか１つの光ファイバ通信システムにおいて、前記光
伝送ファイバ中での増幅が行われる波長域を、それ以外
の波長域よりも信号光の伝送損失が大きい波長域に配置
し、信号対雑音比の波長不均一性を低減する。
ずれか１つの光ファイバ通信システムにおいて、前記光
伝送ファイバ中での増幅が行われる波長域を、それ以外
の波長域よりも信号光の伝送損失が大きい波長域に配置
し、信号対雑音比の波長不均一性を低減する。
【００１４】ここで、本発明を光ファイバ通信システム
に適用した基本構成について図１を用いて説明する。図
１はラマン増幅器が集中増幅型の場合であり、ＲＳは信
号光、１Ａは第１の光伝送ファイバ、１Ｂは第２の光伝
送ファイバ、２は光分波器、３はラマンファイバ、４
Ａ，４Ｂは励起光源、５は第１の光合波器、６は第２の
光合波器である。
に適用した基本構成について図１を用いて説明する。図
１はラマン増幅器が集中増幅型の場合であり、ＲＳは信
号光、１Ａは第１の光伝送ファイバ、１Ｂは第２の光伝
送ファイバ、２は光分波器、３はラマンファイバ、４
Ａ，４Ｂは励起光源、５は第１の光合波器、６は第２の
光合波器である。
【００１５】集中増幅型の場合、図１に示すように、波
長がλslからλs4（λsl＜λs2＜λs3＜λs4）の信号光
ＲＳは、まず、光伝送ファイバで損失を受けて通過す
る。その後、光分波器２で短波長帯（λsl〜λs2）と、
長波長帯（λs3〜λs4）に分離され、それぞれラマン増
幅器＃１，＃２を通過して増幅される。ラマン増幅器＃
１，＃２は、それぞれ波長λpl，λp2及びλp3，λp4の
励起光で励起されている。
長がλslからλs4（λsl＜λs2＜λs3＜λs4）の信号光
ＲＳは、まず、光伝送ファイバで損失を受けて通過す
る。その後、光分波器２で短波長帯（λsl〜λs2）と、
長波長帯（λs3〜λs4）に分離され、それぞれラマン増
幅器＃１，＃２を通過して増幅される。ラマン増幅器＃
１，＃２は、それぞれ波長λpl，λp2及びλp3，λp4の
励起光で励起されている。
【００１６】ここでは、励起光波長数が２の場合を示し
たが、３以上の場合も同様であり、異なる点は利得スペ
クトルのリップルの大きさなどであり、以下の記述にお
ける結論が異なることはない。ラマン増幅器＃１，＃２
で増幅された信号光は、光合波器５で合波された後、第
２の光伝送ファイバ１Ｂに送出される。このときの利得
スペクトルを図２（ａ）に示す。図２（ａ）では、従来
技術におけるラマン利得帯域に比べ、周波数帯域で２倍
（波長帯域さ約２倍）の帯域が得られている。
たが、３以上の場合も同様であり、異なる点は利得スペ
クトルのリップルの大きさなどであり、以下の記述にお
ける結論が異なることはない。ラマン増幅器＃１，＃２
で増幅された信号光は、光合波器５で合波された後、第
２の光伝送ファイバ１Ｂに送出される。このときの利得
スペクトルを図２（ａ）に示す。図２（ａ）では、従来
技術におけるラマン利得帯域に比べ、周波数帯域で２倍
（波長帯域さ約２倍）の帯域が得られている。
【００１７】分布増幅と集中増幅混在型の場合、図３に
示すように、波長がλslからλs4（λsl＜λs2＜λs3＜
λs4）の信号光は、まず、光伝送ファイバ１Ａに入射
し、波長がλslからλs2の信号光は、光伝送ファイバ損
失とともにラマン利得を得る。一方、波長がλs3からλ
s4の信号光は、光伝送ファイバ損失を受ける。その後、
光分波器２で短波長帯（λsl〜λs2）と、長波長帯（λ
s3〜λs4）に光分波器２により分離され、短波長帯の信
号光はそのまま第２の光合波器６に達する。一方、長波
長帯の信号光は、ラマン増幅器＃で増幅された後、第２
の光合波器６に達する。
示すように、波長がλslからλs4（λsl＜λs2＜λs3＜
λs4）の信号光は、まず、光伝送ファイバ１Ａに入射
し、波長がλslからλs2の信号光は、光伝送ファイバ損
失とともにラマン利得を得る。一方、波長がλs3からλ
s4の信号光は、光伝送ファイバ損失を受ける。その後、
光分波器２で短波長帯（λsl〜λs2）と、長波長帯（λ
s3〜λs4）に光分波器２により分離され、短波長帯の信
号光はそのまま第２の光合波器６に達する。一方、長波
長帯の信号光は、ラマン増幅器＃で増幅された後、第２
の光合波器６に達する。
【００１８】ラマン増幅器＃は、励起光源４Ｂからの波
長λp3，λp4の励起光で励起されている。第２の光合波
器６で合波された短波長帯及び長波と帯の信号光は、光
伝送ファイバ１Ｂに送出される。このときの利得スペク
トルは、図２（ｂ）に示すように、従来技術におけるラ
マン利得帯域に比べ、周波数帯域で２倍（波長帯域で約
２倍）の帯域が得られている。
長λp3，λp4の励起光で励起されている。第２の光合波
器６で合波された短波長帯及び長波と帯の信号光は、光
伝送ファイバ１Ｂに送出される。このときの利得スペク
トルは、図２（ｂ）に示すように、従来技術におけるラ
マン利得帯域に比べ、周波数帯域で２倍（波長帯域で約
２倍）の帯域が得られている。
【００１９】以上に示したように、本発明によれば、ラ
マン利得帯域が従来技術に比べ、周波数帯域で２倍（波
≧帯域で約２倍）に拡大された。次に、本発明における
信号対雑音比の特徴と、その特徴を利用した構成につい
て説明する。一般に、シリカ系光伝送ファイバの損失ス
ペクトルは、図４のようになっている。最低損失波長は
１.６μｍ付近にある。したがって、本発明において、
ラマン利得の長波長帯を１.５μｍ帯近傍に、短波長帯
を１.４μｍ帯近傍に、設定した場合の信号対雑音比
は、図５に示したようになる。図５（ａ）が集中増幅型
の場合、図５（ｂ）が分布増幅と集中増幅混在型の場合
である。
マン利得帯域が従来技術に比べ、周波数帯域で２倍（波
≧帯域で約２倍）に拡大された。次に、本発明における
信号対雑音比の特徴と、その特徴を利用した構成につい
て説明する。一般に、シリカ系光伝送ファイバの損失ス
ペクトルは、図４のようになっている。最低損失波長は
１.６μｍ付近にある。したがって、本発明において、
ラマン利得の長波長帯を１.５μｍ帯近傍に、短波長帯
を１.４μｍ帯近傍に、設定した場合の信号対雑音比
は、図５に示したようになる。図５（ａ）が集中増幅型
の場合、図５（ｂ）が分布増幅と集中増幅混在型の場合
である。
【００２０】集中増幅型では、光伝送ファイバ損失が短
波長ほど大きいので、信号対雑音比は、長波長帯より短
波長帯で小さくなり、一般に、短波長帯における伝送距
離が、長波長帯における伝送距離より短くなり、システ
ム構成上の制約や欠点となる。
波長ほど大きいので、信号対雑音比は、長波長帯より短
波長帯で小さくなり、一般に、短波長帯における伝送距
離が、長波長帯における伝送距離より短くなり、システ
ム構成上の制約や欠点となる。
【００２１】一方、分布増幅と集中増幅混在型では、短
波長帯で分布増幅を用いているので、信号対雑音比の向
上（参考文献２：Ｈ.Ｍasuda,Ｓ.Ｋawai，Ｋ.-Ｉ.Ｓuzu
ki,and Ｋ.Ａida，“７５nm ３-dＢ gain-band optical
amplification with erbium-doped fluoride fiber am
plfiers and distributed Ｒaman amplifiers in ９×
２.５Ｇｂ／ｓＷＤＭ transmission experiment”Ｐro
c. of Ｅuropean Ｃonference on Ｏptical Ｃommunica
tions,1997,Vol．3，P73〜76参照)があり、伝送ファイ
バ損失による前記の信号対雑音比の低下を打ち消すよう
になる。その結果、信号対雑音比の長波長帯と短波長帯
における差が小さくなり、短波長帯における伝送距離制
限を除去できるという利点がある。
波長帯で分布増幅を用いているので、信号対雑音比の向
上（参考文献２：Ｈ.Ｍasuda,Ｓ.Ｋawai，Ｋ.-Ｉ.Ｓuzu
ki,and Ｋ.Ａida，“７５nm ３-dＢ gain-band optical
amplification with erbium-doped fluoride fiber am
plfiers and distributed Ｒaman amplifiers in ９×
２.５Ｇｂ／ｓＷＤＭ transmission experiment”Ｐro
c. of Ｅuropean Ｃonference on Ｏptical Ｃommunica
tions,1997,Vol．3，P73〜76参照)があり、伝送ファイ
バ損失による前記の信号対雑音比の低下を打ち消すよう
になる。その結果、信号対雑音比の長波長帯と短波長帯
における差が小さくなり、短波長帯における伝送距離制
限を除去できるという利点がある。
【００２２】以下、本発明について、図面を参照して実
施の形態（実施例）とともに詳細に説明する。なお、実
施例を説明するための全図において、同一機能を有する
ものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略す
る。
施の形態（実施例）とともに詳細に説明する。なお、実
施例を説明するための全図において、同一機能を有する
ものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略す
る。
【００２３】
【発明の実施の形態】（実施形態１）図６は、本発明に
よる実施形態１の集中増幅型のラマン増幅器を用いた光
通信システムの概略構成を示す模式的構成図である。図
６において、ＲＳは入力信号光、＃１，＃２は集中増幅
型のラマン増幅器、１Ａは第１の光伝送ファイバ、１Ｂ
は第２の光伝送ファイバ、２は光分波器、３はラマンフ
ァイバ、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄは励起光源、５Ａ，５
Ｂは第１の光合波器、６は第２の光合波器、７はアイソ
レータである。
よる実施形態１の集中増幅型のラマン増幅器を用いた光
通信システムの概略構成を示す模式的構成図である。図
６において、ＲＳは入力信号光、＃１，＃２は集中増幅
型のラマン増幅器、１Ａは第１の光伝送ファイバ、１Ｂ
は第２の光伝送ファイバ、２は光分波器、３はラマンフ
ァイバ、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄは励起光源、５Ａ，５
Ｂは第１の光合波器、６は第２の光合波器、７はアイソ
レータである。
【００２４】本実施形態１の集中増幅型のラマン増幅器
を用いた光通信システムは、図６に示すように、２台の
ラマン増幅器＃１，＃２が第１の光伝送ファイバ１Ａ及
び第２の光伝送ファイバ１Ｂに対して並列配置されてい
る。第１の光伝送ファイバ１Ａ及び第２の光伝送ファイ
バ１Ｂのそれぞれの長さと信号光伝送損失は、８０ｋｍ
及び約２０ｄＢである。各ラマン増幅器＃１，＃２は、
２本のラマンファイバ３と、２台の励起光源４Ａ，４Ｂ
と、１個のアイソレータ７と，２個の第１の合波器５を
有する。ラマンファイバ３の長さは８ｋｍ、モードフィ
ールド直径は５μｍである。２本のラマンファイバ３の
中間にアイソレータ７を設置することにより、ラマン利
得を２本のラマンファイバ３中に分割し、ラマン利得が
高くなったときにラマンファイバ３中で生じる多重レー
リー散乱による雑音を除去している（参考文献３：Ｐ.
Ｂ.Ｈansen et al.,ＩＥＥＥ Ｐhotonics Ｔechnology
Ｌetters,Ｖol.10,Ｎo.1,pp.159〜161,1998参照）。
を用いた光通信システムは、図６に示すように、２台の
ラマン増幅器＃１，＃２が第１の光伝送ファイバ１Ａ及
び第２の光伝送ファイバ１Ｂに対して並列配置されてい
る。第１の光伝送ファイバ１Ａ及び第２の光伝送ファイ
バ１Ｂのそれぞれの長さと信号光伝送損失は、８０ｋｍ
及び約２０ｄＢである。各ラマン増幅器＃１，＃２は、
２本のラマンファイバ３と、２台の励起光源４Ａ，４Ｂ
と、１個のアイソレータ７と，２個の第１の合波器５を
有する。ラマンファイバ３の長さは８ｋｍ、モードフィ
ールド直径は５μｍである。２本のラマンファイバ３の
中間にアイソレータ７を設置することにより、ラマン利
得を２本のラマンファイバ３中に分割し、ラマン利得が
高くなったときにラマンファイバ３中で生じる多重レー
リー散乱による雑音を除去している（参考文献３：Ｐ.
Ｂ.Ｈansen et al.,ＩＥＥＥ Ｐhotonics Ｔechnology
Ｌetters,Ｖol.10,Ｎo.1,pp.159〜161,1998参照）。
【００２５】励起光源４Ａ，４Ｂは、例えば、半導体レ
ーザであり、ラマンファイバ３への入力光パワーは、１
励起光波長当たり２００ｍＷ程度である。励起光の波長
は、ラマン増幅器＃１の励起光源４Ａ及び４Ｂで１.３
２μｍ及び１.４０μｍ、ラマン増幅器＃２の励起光源
４Ｃ及び４Ｄで１.４２μｍ及び１.５０μｍである。
ーザであり、ラマンファイバ３への入力光パワーは、１
励起光波長当たり２００ｍＷ程度である。励起光の波長
は、ラマン増幅器＃１の励起光源４Ａ及び４Ｂで１.３
２μｍ及び１.４０μｍ、ラマン増幅器＃２の励起光源
４Ｃ及び４Ｄで１.４２μｍ及び１.５０μｍである。
【００２６】第１の光伝送ファイバ１Ａの後に設置した
光分波器２は、１.５０μｍ以下の光と１.５２μｍ以上
の光を分波する。その光分波器２は、例えば、誘電体多
層膜を用いた光フィルタである。信号光の波長は１.４
２μｍ〜１.５０μｍ及び１.５２μｍ〜１.６０μｍで
あり、１.４２μｍ〜１.５０μｍの信号光はラマン増幅
器＃１に、１.５２μｍ〜１.６０μｍの信号光はラマン
増幅器＃２に入射して増幅される。第２の光伝送ファイ
バ１Ｂの前に設置した光合波器６は、１.５０μｍ以下
の光と１.５２μｍ以上の光を合波する。
光分波器２は、１.５０μｍ以下の光と１.５２μｍ以上
の光を分波する。その光分波器２は、例えば、誘電体多
層膜を用いた光フィルタである。信号光の波長は１.４
２μｍ〜１.５０μｍ及び１.５２μｍ〜１.６０μｍで
あり、１.４２μｍ〜１.５０μｍの信号光はラマン増幅
器＃１に、１.５２μｍ〜１.６０μｍの信号光はラマン
増幅器＃２に入射して増幅される。第２の光伝送ファイ
バ１Ｂの前に設置した光合波器６は、１.５０μｍ以下
の光と１.５２μｍ以上の光を合波する。
【００２７】前記の構成を用いて得られた利得スペクト
ルを図７に示す。ここで、利得は第１，第２の２つの光
伝送ファイバ１Ａ，１Ｂ間の利得である。伝送ファイバ
損失は約２０ｄＢである。本実施形態１によれば、図７
より、１.４２μｍ〜１.５０μｍ及び１.５２μｍ〜１.
６０μｍで正味の利得（前記利得と伝送損失との差）が
得られている。以上説明したように、本実施形態１によ
れば、従来技術の２倍の帯域が得られている。
ルを図７に示す。ここで、利得は第１，第２の２つの光
伝送ファイバ１Ａ，１Ｂ間の利得である。伝送ファイバ
損失は約２０ｄＢである。本実施形態１によれば、図７
より、１.４２μｍ〜１.５０μｍ及び１.５２μｍ〜１.
６０μｍで正味の利得（前記利得と伝送損失との差）が
得られている。以上説明したように、本実施形態１によ
れば、従来技術の２倍の帯域が得られている。
【００２８】（実施形態２）図８は、本発明による実施
形態２の集中増幅と分布増幅混在型のラマン増幅器を用
いた光通信システムの概略構成を示す模式的構成図であ
る。本実施形態２の光通信システムは、図８に示すよう
に、１台のラマン増幅器＃が第１の光伝送ファイバ１Ａ
と第２の光伝送ファイバ１Ｂとの間に配置されている。
第１の光伝送ファイバ１Ａ及び第２の光伝送ファイバ１
Ｂの長さと信号光伝送損失は、５０ｋｍ及び約１５ｄＢ
である。第１の光伝送ファイバ１Ａ及び第２の光伝送フ
ァイバ１Ｂは、２台の励起光源４Ｅ，４Ｆにより双方向
励起され分布増幅を行っている。一般に光伝送ファイバ
中でのラマン利得は、多重レーリー散乱による雑音を回
避するため、２０ｄＢ程度以下に制限される（参考文献
３参照）。
形態２の集中増幅と分布増幅混在型のラマン増幅器を用
いた光通信システムの概略構成を示す模式的構成図であ
る。本実施形態２の光通信システムは、図８に示すよう
に、１台のラマン増幅器＃が第１の光伝送ファイバ１Ａ
と第２の光伝送ファイバ１Ｂとの間に配置されている。
第１の光伝送ファイバ１Ａ及び第２の光伝送ファイバ１
Ｂの長さと信号光伝送損失は、５０ｋｍ及び約１５ｄＢ
である。第１の光伝送ファイバ１Ａ及び第２の光伝送フ
ァイバ１Ｂは、２台の励起光源４Ｅ，４Ｆにより双方向
励起され分布増幅を行っている。一般に光伝送ファイバ
中でのラマン利得は、多重レーリー散乱による雑音を回
避するため、２０ｄＢ程度以下に制限される（参考文献
３参照）。
【００２９】ラマン増幅器＃は、２本のラマンファイバ
３と、２台の励起光源４Ａ，４Ｂと、１個のアイソレー
タ７と，２個の光合波器５を有する。ラマンファイバ３
の長さは５ｋｍ、モードフィールド直径は５μｍであ
る。
３と、２台の励起光源４Ａ，４Ｂと、１個のアイソレー
タ７と，２個の光合波器５を有する。ラマンファイバ３
の長さは５ｋｍ、モードフィールド直径は５μｍであ
る。
【００３０】励起光源４Ａ，４Ｂは、例えば、半導体レ
ーザであり、ラマンファイバ３への入力光パワーは、１
励起光波長当り２００ｍＷ程度である。前記実施形態１
に比較して、伝送損失が小さいので、ラマンファイバ３
の長さをより短くして経済化を図っている。励起光の波
長は、光伝送ファイバ１Ａ，１Ｂのそれぞれの励起光源
４Ｅと４Ｆで、１.３２μｍ及び１.４０μｍ、ラマン増
幅器＃励起光源４Ｃ，４Ｄで１.４２μｍ及び１.５０μ
ｍである。
ーザであり、ラマンファイバ３への入力光パワーは、１
励起光波長当り２００ｍＷ程度である。前記実施形態１
に比較して、伝送損失が小さいので、ラマンファイバ３
の長さをより短くして経済化を図っている。励起光の波
長は、光伝送ファイバ１Ａ，１Ｂのそれぞれの励起光源
４Ｅと４Ｆで、１.３２μｍ及び１.４０μｍ、ラマン増
幅器＃励起光源４Ｃ，４Ｄで１.４２μｍ及び１.５０μ
ｍである。
【００３１】第１の光伝送ファイバ１Ａの後に設置した
光分波器２は、１.５０μｍ以下の光と１.５２μｍ以上
の光を分波する。第２の光伝送ファイバ１Ｂの前に設置
した光合波器６は、１.５０μｍ以下の光と１.５２μｍ
以上の光を合波する。
光分波器２は、１.５０μｍ以下の光と１.５２μｍ以上
の光を分波する。第２の光伝送ファイバ１Ｂの前に設置
した光合波器６は、１.５０μｍ以下の光と１.５２μｍ
以上の光を合波する。
【００３２】信号光の波長は、１.４２μｍ〜１.５０μ
ｍ及び１.５２μｍ〜１.６０μｍであり、第１の光伝送
ファイバ１Ａ中で、１.４２μｍ〜１.５０μｍの信号光
はラマン増幅されるが、１.５２μｍ〜１.６０μｍの信
号光はラマン増幅されることなく通過する。
ｍ及び１.５２μｍ〜１.６０μｍであり、第１の光伝送
ファイバ１Ａ中で、１.４２μｍ〜１.５０μｍの信号光
はラマン増幅されるが、１.５２μｍ〜１.６０μｍの信
号光はラマン増幅されることなく通過する。
【００３３】前記光分波器２で分波された１.４２μｍ
〜１.５０μｍの信号光は、そのまま第２の光合波器６
に達する。一方、前記光分波器２で分波された１.５２
μｍ〜１.６０μｍの信号光は、ラマン増幅器＃で増幅
された後、第２の光合波器６に達する。
〜１.５０μｍの信号光は、そのまま第２の光合波器６
に達する。一方、前記光分波器２で分波された１.５２
μｍ〜１.６０μｍの信号光は、ラマン増幅器＃で増幅
された後、第２の光合波器６に達する。
【００３４】図９に前記の構成を用いて得られた利得ス
ペクトルを示す。ここで、利得は第１の光伝送ファイバ
１Ａ内で生じるラマン分布利得と、２つの光伝送ファイ
バ間の利得の和である。光伝送ファイバ損失は約１５ｄ
Ｂである。図９より、１.４２μｍ〜１.５０μｍ及び
１.５２μｍ〜１.６０μｍで正味の利得（前記利得と伝
送損失との差）が得られている。以上のように，本実施
形態２によれば、従来技術の２倍の帯域が得られてい
る。
ペクトルを示す。ここで、利得は第１の光伝送ファイバ
１Ａ内で生じるラマン分布利得と、２つの光伝送ファイ
バ間の利得の和である。光伝送ファイバ損失は約１５ｄ
Ｂである。図９より、１.４２μｍ〜１.５０μｍ及び
１.５２μｍ〜１.６０μｍで正味の利得（前記利得と伝
送損失との差）が得られている。以上のように，本実施
形態２によれば、従来技術の２倍の帯域が得られてい
る。
【００３５】ここで、前記実施形態１及び２において得
られる、信号対雑音比の波長依存性の特徴を、図１０及
び図１１にそれぞれ示す。前記実施形態１では、短波長
帯における信号対雑音比の値が長波長帯における信号対
雑音比より３ｄＢ程度小さくなっているが、本実施形態
２では、その差は０ｄＢ近くに低減されている。
られる、信号対雑音比の波長依存性の特徴を、図１０及
び図１１にそれぞれ示す。前記実施形態１では、短波長
帯における信号対雑音比の値が長波長帯における信号対
雑音比より３ｄＢ程度小さくなっているが、本実施形態
２では、その差は０ｄＢ近くに低減されている。
【００３６】これは、前述のように、本実施形態２にお
いて、分布増幅を用いているためである。したがって、
本実施形態２では、短波長帯と長波長帯の信号対雑音比
が同程度の値を有しているので、短波長帯と長波長帯の
信号光の伝送距離等のシステムパラメータを両波長帯で
区別なく設定できるという利点がある。
いて、分布増幅を用いているためである。したがって、
本実施形態２では、短波長帯と長波長帯の信号対雑音比
が同程度の値を有しているので、短波長帯と長波長帯の
信号光の伝送距離等のシステムパラメータを両波長帯で
区別なく設定できるという利点がある。
【００３７】（実施形態３）図１２は、本発明による実
施形態３の集中増幅と分布増幅混在型のラマン増幅器を
用いた光通信シスタムの概略構成を示す模式的構成図で
ある。本実施形態３の光通信システムは、図１２に示す
ように、第１の光伝送ファイバ１Ａ及び第２の光伝送フ
ァイバ１Ｂのそれぞれの長さと信号光伝送損失は、８０
ｋｍ及び約２０ｄＢである。第１の光伝送ファイバ１Ａ
は、２台の励起光源４Ｅ，４Ｆにより双方向励起され分
布増幅を行っている。ラマン増幅器＃２は２本のラマン
ファイバ３と２台の励起光源４Ｃ，４Ｄと、１個のアイ
ソレータ７と、２個の第１の光合波器５を有する。一
方、ラマン増幅器＃１は１本のラマンファイバ３と、１
台の励起光源４と、１個のアイソレータ７と、１個の第
１の光合波器５Ｂを有する。
施形態３の集中増幅と分布増幅混在型のラマン増幅器を
用いた光通信シスタムの概略構成を示す模式的構成図で
ある。本実施形態３の光通信システムは、図１２に示す
ように、第１の光伝送ファイバ１Ａ及び第２の光伝送フ
ァイバ１Ｂのそれぞれの長さと信号光伝送損失は、８０
ｋｍ及び約２０ｄＢである。第１の光伝送ファイバ１Ａ
は、２台の励起光源４Ｅ，４Ｆにより双方向励起され分
布増幅を行っている。ラマン増幅器＃２は２本のラマン
ファイバ３と２台の励起光源４Ｃ，４Ｄと、１個のアイ
ソレータ７と、２個の第１の光合波器５を有する。一
方、ラマン増幅器＃１は１本のラマンファイバ３と、１
台の励起光源４と、１個のアイソレータ７と、１個の第
１の光合波器５Ｂを有する。
【００３８】ラマンファイバ３のそれぞれの長さは８ｋ
ｍ、モードフィールド直径は５μｍである。励起光源
４，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ，４Ｆは、例えば、半導体レーザ
であり、ラマンファイバ３への入力光パワーは、１励起
光波長当たり２００ｍＷ程度である。
ｍ、モードフィールド直径は５μｍである。励起光源
４，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ，４Ｆは、例えば、半導体レーザ
であり、ラマンファイバ３への入力光パワーは、１励起
光波長当たり２００ｍＷ程度である。
【００３９】励起光の波長は、光伝送ファイバ１Ａ及び
ラマン増幅器＃１の励起光源４で１.３２μｍ及び１.４
０μｍ、ラマン増幅器＃２の励起光源４Ｃ，４Ｄで１.
４２μｍ及び１.５０μｍである。
ラマン増幅器＃１の励起光源４で１.３２μｍ及び１.４
０μｍ、ラマン増幅器＃２の励起光源４Ｃ，４Ｄで１.
４２μｍ及び１.５０μｍである。
【００４０】第１の光伝送ファイバ１Ａの後に設置した
光分波器２は、１.５０μｍ以下の光と１.５２μｍ以上
の光を分波する。第２の伝送ファイバ１Ｂの前に設置し
た第２の光合波器６は、１.５０μｍ以下の光と１.５２
μｍ以上の光を合波する。
光分波器２は、１.５０μｍ以下の光と１.５２μｍ以上
の光を分波する。第２の伝送ファイバ１Ｂの前に設置し
た第２の光合波器６は、１.５０μｍ以下の光と１.５２
μｍ以上の光を合波する。
【００４１】信号光の波長は、１.４２μｍ〜１.５０μ
ｍ及び１.５２μｍ〜１.６０μｍであり、第１の光伝送
ファイバ１Ａ中で１.４２μｍ〜１.５０μｍの信号光は
ラマン増幅されるが、１.５２μｍ〜１.６０μｍの信号
光はラマン増幅されることなく通過する。
ｍ及び１.５２μｍ〜１.６０μｍであり、第１の光伝送
ファイバ１Ａ中で１.４２μｍ〜１.５０μｍの信号光は
ラマン増幅されるが、１.５２μｍ〜１.６０μｍの信号
光はラマン増幅されることなく通過する。
【００４２】前記光分波器２で分波された１.４２μｍ
〜１.５０μｍの信号光は、ラマン増幅器＃１でさらに
増幅され、第２の光合波器６に達する。一方、前記光分
波器２で分波された１.５２μｍ〜１.６０μｍの信号光
は、ラマン増幅器＃２で増幅された後、第２の光合波器
６に達する。
〜１.５０μｍの信号光は、ラマン増幅器＃１でさらに
増幅され、第２の光合波器６に達する。一方、前記光分
波器２で分波された１.５２μｍ〜１.６０μｍの信号光
は、ラマン増幅器＃２で増幅された後、第２の光合波器
６に達する。
【００４３】前記の構成を用いて得られた利得スペクト
ルを図１３に示す。ここで、利得は第１の光伝送ファイ
バ１Ａ内で生じるラマン分布利得と、２つの光伝送ファ
イバ１Ａ，１Ｂ間の利得の和である。伝送ファイバ損失
は約２０ｄＢである。図１３より、１.４２μｍ〜１.５
０μｍ及び１.５２μｍ〜１.６０μｍで正味の利得（前
記利得と伝送損失との差）が得られている。以上のよう
に、本実施形態３によれば、従来技術の２倍の帯域が得
られている。
ルを図１３に示す。ここで、利得は第１の光伝送ファイ
バ１Ａ内で生じるラマン分布利得と、２つの光伝送ファ
イバ１Ａ，１Ｂ間の利得の和である。伝送ファイバ損失
は約２０ｄＢである。図１３より、１.４２μｍ〜１.５
０μｍ及び１.５２μｍ〜１.６０μｍで正味の利得（前
記利得と伝送損失との差）が得られている。以上のよう
に、本実施形態３によれば、従来技術の２倍の帯域が得
られている。
【００４４】（実施形態４）図１４は、本発明による実
施形態４の集中増幅型のラマン増幅器を用いた光通信シ
ステムの概略構成を示す模式的構成図である。本実施形
態４の光通信システムは、図１４に示すように、光伝送
ファイバ１Ａ，１Ｂのそれぞれ長さと信号光伝送損失
は、８０ｋｍ及び約２０ｄＢである。ラマン増幅器＃
１，＃２，＃３は、各々２本のラマンファイバ３と、２
台の励起光源４Ａ，４Ｂ（４Ｃ，４Ｄ、４Ｇ，４Ｈ）
と、１個のアイソレータ７と、２個の光合波器５を有す
る。ラマンファイバ３のそれぞれの長さは８ｋｍ、モー
ドフィールド直径は５μｍである。励起光源４Ａ，４Ｂ
は、例えば、半導体レーザであり、ラマンファイバ３へ
の入力光パワーは、１励起光波長当たり２００ｍＷ程度
である。
施形態４の集中増幅型のラマン増幅器を用いた光通信シ
ステムの概略構成を示す模式的構成図である。本実施形
態４の光通信システムは、図１４に示すように、光伝送
ファイバ１Ａ，１Ｂのそれぞれ長さと信号光伝送損失
は、８０ｋｍ及び約２０ｄＢである。ラマン増幅器＃
１，＃２，＃３は、各々２本のラマンファイバ３と、２
台の励起光源４Ａ，４Ｂ（４Ｃ，４Ｄ、４Ｇ，４Ｈ）
と、１個のアイソレータ７と、２個の光合波器５を有す
る。ラマンファイバ３のそれぞれの長さは８ｋｍ、モー
ドフィールド直径は５μｍである。励起光源４Ａ，４Ｂ
は、例えば、半導体レーザであり、ラマンファイバ３へ
の入力光パワーは、１励起光波長当たり２００ｍＷ程度
である。
【００４５】励起光の波長は、ラマン増幅器＃１の励起
光源４Ｇ，４Ｈで１.２２μｍ及び１.３０μｍ、ラマン
増幅器＃２の励起光源４Ａ，４Ｂで１.３２μｍ及び１.
４０μｍ、ラマン増幅器＃３の励起光源４Ｃ，４Ｄで
１.４２μｍ及び１.５０μｍである。
光源４Ｇ，４Ｈで１.２２μｍ及び１.３０μｍ、ラマン
増幅器＃２の励起光源４Ａ，４Ｂで１.３２μｍ及び１.
４０μｍ、ラマン増幅器＃３の励起光源４Ｃ，４Ｄで
１.４２μｍ及び１.５０μｍである。
【００４６】信号光の波長は、１.３２μｍ〜１.４０μ
ｍ、１.４２μｍ〜１.５０μｍ、及び１.５２μｍ〜１.
６０μｍであり、第１の光伝送ファイバ１Ａの後に設置
した光分波器２は、それら３波長帯の光を分波する。一
方、第２の光伝送ファイバ１Ｂの前に設置した第２の光
合波器６は、それら３波長帯の光を合波する。前記光分
波器２で分波された１.３２μｍ〜１.４０μｍ、１.４
２μｍ〜１.５０μｍ、及び１.５２μｍ〜１.６０μｍ
の信号光は、それぞれラマン増幅器＃１，＃２，＃３で
ラマン増幅された後、第２の光合波器６に達する。
ｍ、１.４２μｍ〜１.５０μｍ、及び１.５２μｍ〜１.
６０μｍであり、第１の光伝送ファイバ１Ａの後に設置
した光分波器２は、それら３波長帯の光を分波する。一
方、第２の光伝送ファイバ１Ｂの前に設置した第２の光
合波器６は、それら３波長帯の光を合波する。前記光分
波器２で分波された１.３２μｍ〜１.４０μｍ、１.４
２μｍ〜１.５０μｍ、及び１.５２μｍ〜１.６０μｍ
の信号光は、それぞれラマン増幅器＃１，＃２，＃３で
ラマン増幅された後、第２の光合波器６に達する。
【００４７】前記の構成を用いて得られた利得スペクト
ルを図１５に示す。ここで、利得は２つの光伝送ファイ
バ１Ａ，１Ｂ間の利得である。伝送ファイバ損失は約２
０ｄＢである。図１５より、１.３２μｍ〜１.４０μ
ｍ、１.４２μｍ〜１.５０μｍ、及び１.５２μｍ〜１.
６０μｍで正味の利得（前記利得と伝送損失との差）が
得られている。以上のようこ，本実施形態４により、従
来技術の３倍の帯域が得られている。
ルを図１５に示す。ここで、利得は２つの光伝送ファイ
バ１Ａ，１Ｂ間の利得である。伝送ファイバ損失は約２
０ｄＢである。図１５より、１.３２μｍ〜１.４０μ
ｍ、１.４２μｍ〜１.５０μｍ、及び１.５２μｍ〜１.
６０μｍで正味の利得（前記利得と伝送損失との差）が
得られている。以上のようこ，本実施形態４により、従
来技術の３倍の帯域が得られている。
【００４８】（実施形態５）図１６は、本発明による実
施形態５の集中増幅と分布増幅混在型のラマン増幅器を
用いた光通信システムの概略構成を示す模式的構成図で
ある。本実施形態５の光通信システムは、図１６に示す
ように、集中増幅と分布増幅混在型のラマン増幅器を用
いた光通信システムである。光伝送ファイバ１Ａ，１Ｂ
のそれぞれの長さと信号光伝送損失は、５０ｋｍ及び約
１５ｄＢである。本実施形態５の光通信システムは、ラ
マン増幅器＃１，＃２と、各々２本のラマンファイバ３
と、２台の励起光源４Ａ，４Ｂ（４Ｃ，４Ｄ）と、１個
のアイソレ一夕７と、２個の光合波器５を有する。ラマ
ンファイバ３のそれぞれの長さは５ｋｍ、モードフィー
ルド直径は５μｍである。
施形態５の集中増幅と分布増幅混在型のラマン増幅器を
用いた光通信システムの概略構成を示す模式的構成図で
ある。本実施形態５の光通信システムは、図１６に示す
ように、集中増幅と分布増幅混在型のラマン増幅器を用
いた光通信システムである。光伝送ファイバ１Ａ，１Ｂ
のそれぞれの長さと信号光伝送損失は、５０ｋｍ及び約
１５ｄＢである。本実施形態５の光通信システムは、ラ
マン増幅器＃１，＃２と、各々２本のラマンファイバ３
と、２台の励起光源４Ａ，４Ｂ（４Ｃ，４Ｄ）と、１個
のアイソレ一夕７と、２個の光合波器５を有する。ラマ
ンファイバ３のそれぞれの長さは５ｋｍ、モードフィー
ルド直径は５μｍである。
【００４９】励起光源４Ａ〜４Ｈは、例えば、半導体レ
ーザであり、ラマンファイバ３への入力光パワーは、１
励起光波長当たり２００ｍＷ程度である。励起光の波長
は、光伝送ファイバ１Ａの励起光源４Ｇ，４Ｈで１.２
２μｍ及び１.３０μｍ、ラマン増幅器＃１の励起光源
４Ａ，４Ｂで１.３２μｍ及び１.４０μｍ、ラマン増幅
器＃２の励起光源４Ｃ，４Ｄで１.４２μｍ及び１.５０
μｍである。
ーザであり、ラマンファイバ３への入力光パワーは、１
励起光波長当たり２００ｍＷ程度である。励起光の波長
は、光伝送ファイバ１Ａの励起光源４Ｇ，４Ｈで１.２
２μｍ及び１.３０μｍ、ラマン増幅器＃１の励起光源
４Ａ，４Ｂで１.３２μｍ及び１.４０μｍ、ラマン増幅
器＃２の励起光源４Ｃ，４Ｄで１.４２μｍ及び１.５０
μｍである。
【００５０】信号光の波長は、１.３２μｍ〜１.４０μ
ｍ、１.４２μｍ〜１.５０μｍ、及び１.５２μｍ〜１.
６０μｍであり、第１の光伝送ファイバ１Ａ後に設置し
た光分波器２は、それら３波長帯の光を分波する。一
方、第２の光伝送ファイバ１Ｂの前に設置した光合波器
６は、それら３波長帯の光を合波する。
ｍ、１.４２μｍ〜１.５０μｍ、及び１.５２μｍ〜１.
６０μｍであり、第１の光伝送ファイバ１Ａ後に設置し
た光分波器２は、それら３波長帯の光を分波する。一
方、第２の光伝送ファイバ１Ｂの前に設置した光合波器
６は、それら３波長帯の光を合波する。
【００５１】第１の光伝送ファイバ１Ａでは、１.３２
μｍ〜１.４０μｍの信号光のみが増幅される。前記光
分波器２で分波された１.３２μｍ〜１.４０μｍの信号
光は、そのまま、第２の光合波器６に達する。一方、前
記光分波器２で分波された１.４２μｍ〜１.５０μｍ、
及び１.５２μｍ〜１.６０μｍの信号光は、それぞれラ
マン増幅器＃１，＃２でラマン増幅された後、第２の光
合波器６に達する。
μｍ〜１.４０μｍの信号光のみが増幅される。前記光
分波器２で分波された１.３２μｍ〜１.４０μｍの信号
光は、そのまま、第２の光合波器６に達する。一方、前
記光分波器２で分波された１.４２μｍ〜１.５０μｍ、
及び１.５２μｍ〜１.６０μｍの信号光は、それぞれラ
マン増幅器＃１，＃２でラマン増幅された後、第２の光
合波器６に達する。
【００５２】前記の構成を用いて得られた利得スペクト
ルを図１７に示す。ここで、利得は第１の光伝送ファイ
バ１Ａ内で生じるラマン分布利得と、２つの光伝送ファ
イバ１Ａ，１Ｂ間の利得の和である。伝送ファイバ損失
は約１５ｄＢである。
ルを図１７に示す。ここで、利得は第１の光伝送ファイ
バ１Ａ内で生じるラマン分布利得と、２つの光伝送ファ
イバ１Ａ，１Ｂ間の利得の和である。伝送ファイバ損失
は約１５ｄＢである。
【００５３】図１７より、１.３２μｍ〜１.４０μｍ、
１.４２μｍ〜１.５０μｍ、及び１.５２μｍ〜１.６０
μｍで正味の利得（前記利得と伝送揖失との差）が得ら
れている。以上のように、本実施形態５によれば、従来
技術の３倍の帯域が得られている。
１.４２μｍ〜１.５０μｍ、及び１.５２μｍ〜１.６０
μｍで正味の利得（前記利得と伝送揖失との差）が得ら
れている。以上のように、本実施形態５によれば、従来
技術の３倍の帯域が得られている。
【００５４】以上、本発明を、前記実施形態に基づき具
体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種
々変更可能であることは勿論である。
体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種
々変更可能であることは勿論である。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来技術に比べ、利得帯域を２倍以に拡大することがで
きる。また、集中増幅と分布幅混在型の構成において、
短波長帯に分布増幅を適用することによって、長波長帯
と比べて短波帯の信号対雑音比が低いという欠点を回避
することができる。
従来技術に比べ、利得帯域を２倍以に拡大することがで
きる。また、集中増幅と分布幅混在型の構成において、
短波長帯に分布増幅を適用することによって、長波長帯
と比べて短波帯の信号対雑音比が低いという欠点を回避
することができる。
【図１】本発明の集中増幅型ラマン増幅器を光ファイバ
通信システムに適用した基本構成を示す模式的構成図で
ある。
通信システムに適用した基本構成を示す模式的構成図で
ある。
【図２】本発明の集中増幅の場合及び分布増幅と集中増
幅混在型の場合の利得スペクトルを示す図である。
幅混在型の場合の利得スペクトルを示す図である。
【図３】本発明の分布増幅と集中増幅混在型の場合集中
増幅の場合を光ファイバ通信システムに適用した基本構
成を示す模式的構成図である。
増幅の場合を光ファイバ通信システムに適用した基本構
成を示す模式的構成図である。
【図４】光伝送ファイバ損失を示す図である。
【図５】本発明の集中増幅の場合及び分布増幅と集中増
幅混在型の場合の信号対雑音スペクトルを示す図であ
る。
幅混在型の場合の信号対雑音スペクトルを示す図であ
る。
【図６】本発明による実施形態１の集中増幅型のラマン
増幅器を用いた光通信システムの概略構成を示す模式的
構成図である。
増幅器を用いた光通信システムの概略構成を示す模式的
構成図である。
【図７】図６の構成を用いて得られた利得スペクトルを
示す図である。
示す図である。
【図８】本発明による実施形態２の集中増幅と分布増幅
混在型のラマン増幅器を用いた光通信システムの概略構
成を示す模式的構成図である。
混在型のラマン増幅器を用いた光通信システムの概略構
成を示す模式的構成図である。
【図９】図８の構成を用いて得られた利得スペクトルを
示す図である。
示す図である。
【図１０】本実施形態１において得られる信号対雑音比
の波長依存性の特徴を示す図である。
の波長依存性の特徴を示す図である。
【図１１】本実施形態２において得られる信号対雑音比
の波長依存性の特徴を示す図である。
の波長依存性の特徴を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明による実施形態３の集中増
幅と分布増幅混在型のラマン増幅器を用いた光通信シス
テムの概略構成を示す模式的絵成図である。
幅と分布増幅混在型のラマン増幅器を用いた光通信シス
テムの概略構成を示す模式的絵成図である。
【図１３】図１２の構成を用いて得られた利得スペクト
ルを示す図である。
ルを示す図である。
【図１４】本発明による実施形態４の集中増幅型のラマ
ン増幅器を用いた光通信システムの概略構成を示す模式
的構成である。
ン増幅器を用いた光通信システムの概略構成を示す模式
的構成である。
【図１５】図１４の構成を用いて得られた利得スペクト
ルを示す図である。
ルを示す図である。
【図１６】本発明による実施形態５の集中増幅と分布増
幅混在型のラマン増幅器を用いた光通信システムの概略
構成を示す模式的構成図である。
幅混在型のラマン増幅器を用いた光通信システムの概略
構成を示す模式的構成図である。
【図１７】図１６の構成を用いて得られた利得スペクト
ルを示す図である。
ルを示す図である。
【図１８】従来の集中増幅型ラマン増幅器を光ファイバ
通信システムに適用した基本構成を示す模式的構成図で
ある。
通信システムに適用した基本構成を示す模式的構成図で
ある。
【図１９】従来の分布増幅と集中増幅混在型の場合集中
増幅の場合を光ファイバ通信システムに適用した基本構
成を示す模式的構成図である。
増幅の場合を光ファイバ通信システムに適用した基本構
成を示す模式的構成図である。
ＲＳ…入力信号光、＃，＃１，＃２…集中増幅型のラマ
ン増幅器、１Ａ…第１の光伝送ファイバ、１Ｂ…第２の
光伝送ファイバ、２…光分波器、３…ラマンファイバ、
４，４Ａ〜４Ｈ…励起光源、５…第１の光合波器、６…
第２の光合波器、７…アイソレータ。
ン増幅器、１Ａ…第１の光伝送ファイバ、１Ｂ…第２の
光伝送ファイバ、２…光分波器、３…ラマンファイバ、
４，４Ａ〜４Ｈ…励起光源、５…第１の光合波器、６…
第２の光合波器、７…アイソレータ。
Claims (8)
- 【請求項１】 光ファイバにより信号光を光のまま直接
増幅するファイバラマン増幅器において、信号光を波長
（あるいは周波数）に応じて分波する光分波器と、信号
光を波長に応じて合波する光合波器と、複数個の集中増
幅型のファイバラマン増幅器を備え、前記光分波器によ
り入力信号光を複数の波長域に分割し、各波長域の信号
光を対応する１個の前記集中増幅型のファイバラマン増
幅器に通して増幅し、前記集中増幅型のファイバラマン
増幅器通過後の信号光を、前記光合波器により合波して
広い波長域に渡り信号光の増幅を行う構成になっている
ことを特徴とするファイバラマン増幅器。 - 【請求項２】 光ファイバにより信号光を光のまま直接
増幅するファイバラマン増幅器において、信号光を波長
（あるいは周波数）に応じて分波する光分波器と、信号
光を波長に応じて合波する光合波器と、集中増幅型のフ
ァイバラマン増幅器を備え、前記光分波器により入力信
号光を複数の波長域に分割し、所定の波長域の信号光を
ファイバラマン増幅器に通して増幅し、この増幅された
信号光を前記光合波器に入力し、前記分割された他の波
長域の信号光はそのまま光ファイバで増幅して前記光合
波器に入力し、この入力された信号光と前記ファイバラ
マン増幅器通過後の信号光とを前記光合波器により合波
して広い波長域に渡り信号光の増幅を行う構成になって
いることを特徴とするファイバラマン増幅器。 - 【請求項３】 前記集中増幅型のファイバラマン増幅器
は、増幅媒体としての光ファイバからなるラマンファイ
バと、励起光源と、信号光と励起光を合波する光合波器
を備え、前記励起光源からの励起光を前記ラマンファイ
バに導いてラマンファイバを光励起して増幅を行う構成
になっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の
ファイバラマン増幅器。 - 【請求項４】 前記光伝送ファイバ中での増幅が行われ
る波長域を、それ以外の波長域よりも信号光の伝送損失
が大きい波長域に配置し、信号対雑音比の波長不均一性
を低減することを特徴とする請求項１乃至３のうちいず
れか１項に記載のファイバラマン増幅器。 - 【請求項５】 光ファイバにより信号光を光のまま直接
増幅するファイバラマン増幅器を用いた光ファイバ通信
システムにおいて、光伝送ファイバと、信号光を波長
（あるいは周波数）に応じて分波する光分波器と、信号
光を波長に応じて合波する光合波器と、１個以上の集中
増幅型のファイバラマン増幅器を備え、前記光伝送ファ
イバに入射した信号光を前記光分波器により入力信号光
を複数の波長域に分割し、各波長域の信号光を対応する
１個の前記集中増幅型のファイバラマン増幅器に通して
増幅し、前記集中増幅型のファイバラマン増幅器通過後
の信号光を、前記光合波器により合波して広い波長域に
渡り信号光の増幅を行い、それを光伝送ファイバに送出
する構成になっていることを特徴とする光ファイバ通信
システム。 - 【請求項６】 光ファイバにより信号光を光のまま直接
増幅するファイバラマン増幅器を用いた光ファイバ通信
システムにおいて、光伝送ファイバと、該光伝送ファイ
バに接続して隣設した光合波器と、前記光合波器に接続
して隣設した励起光源と、信号光を波長（あるいは周波
数）に応じて分波する光分波器と、信号光を波長に応じ
て合波する光合波器と、１個以上の集中増幅型のファイ
バラマン増幅器を備え、前記励起光源からの励起光を前
記光合波器を通して前記光伝送ファイバに導き、前記光
分波器により入力信号光を複数の波長域に分割し、所定
の波長域の信号光をファイバラマン増幅器に通して増幅
し、この増幅された信号光を前記光合波器に入力し、前
記分割された他の波長域の信号光はそのまま光伝送ファ
イバで増幅して前記光合波器に入力し、この入力された
信号光と前記ファイバラマン増幅器通過後の信号光とを
前記光合波器により合波して広い波長域に渡り信号光の
増幅を行い、それを光伝送ファイバに送出する構成にな
っていることを特徴とする光ファイバ通信システム。 - 【請求項７】 前記集中増幅型のファイバラマン増幅器
は、増幅媒体としての光ファイバからなるラマンファイ
バと、励起光源と、信号光と励起光を合波する合波器を
備え、前記励起光源からの励起光を前記ラマンファイバ
に導いてラマンファイバを光励起して増幅を行うことを
特徴とする請求項５又は６に記載の光ファイバ通信シス
テム。 - 【請求項８】 前記光伝送ファイバ中での増幅が行われ
る波長域を、それ以外の波長域よりも信号光の伝送損失
が大きい波長域に配置し、信号対雑音比の波長不均一性
を低減することを特徴とする請求項５乃至７のうちいず
れか１項に記載の光ファイバ通信システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11106975A JP2000299522A (ja) | 1999-04-14 | 1999-04-14 | ファイバラマン増幅器及びそれを用いた光ファイバ通信システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11106975A JP2000299522A (ja) | 1999-04-14 | 1999-04-14 | ファイバラマン増幅器及びそれを用いた光ファイバ通信システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000299522A true JP2000299522A (ja) | 2000-10-24 |
Family
ID=14447303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11106975A Pending JP2000299522A (ja) | 1999-04-14 | 1999-04-14 | ファイバラマン増幅器及びそれを用いた光ファイバ通信システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000299522A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002277911A (ja) * | 2001-03-22 | 2002-09-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ラマン増幅用光ファイバ、光ファイバコイル、ラマン増幅器および光通信システム |
| JP2002280961A (ja) * | 2001-03-16 | 2002-09-27 | Fujitsu Ltd | 光増幅伝送システム |
| US6636659B2 (en) | 2000-11-07 | 2003-10-21 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical amplification apparatus and optical transmission system |
| JP2004078176A (ja) * | 2002-06-18 | 2004-03-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光伝送システム及び光増幅方法 |
| JP2017050660A (ja) * | 2015-08-31 | 2017-03-09 | 日本電信電話株式会社 | 光伝送システム |
-
1999
- 1999-04-14 JP JP11106975A patent/JP2000299522A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6636659B2 (en) | 2000-11-07 | 2003-10-21 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical amplification apparatus and optical transmission system |
| JP2002280961A (ja) * | 2001-03-16 | 2002-09-27 | Fujitsu Ltd | 光増幅伝送システム |
| JP4523188B2 (ja) * | 2001-03-16 | 2010-08-11 | 富士通株式会社 | 光増幅伝送システム |
| JP2002277911A (ja) * | 2001-03-22 | 2002-09-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ラマン増幅用光ファイバ、光ファイバコイル、ラマン増幅器および光通信システム |
| JP2004078176A (ja) * | 2002-06-18 | 2004-03-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光伝送システム及び光増幅方法 |
| JP4572511B2 (ja) * | 2002-06-18 | 2010-11-04 | 住友電気工業株式会社 | 光伝送システム及び光増幅方法 |
| JP2017050660A (ja) * | 2015-08-31 | 2017-03-09 | 日本電信電話株式会社 | 光伝送システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040113 |