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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- JP2000299522A JP2000299522A JP11106975A JP10697599A JP2000299522A JP 2000299522 A JP2000299522 A JP 2000299522A JP 11106975 A JP11106975 A JP 11106975A JP 10697599 A JP10697599 A JP 10697599A JP 2000299522 A JP2000299522 A JP 2000299522A
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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 |