JP4284866B2 - 分散補償モジュール - Google Patents
分散補償モジュール Download PDFInfo
- Publication number
- JP4284866B2 JP4284866B2 JP2000524883A JP2000524883A JP4284866B2 JP 4284866 B2 JP4284866 B2 JP 4284866B2 JP 2000524883 A JP2000524883 A JP 2000524883A JP 2000524883 A JP2000524883 A JP 2000524883A JP 4284866 B2 JP4284866 B2 JP 4284866B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dispersion compensation
- dispersion
- optical
- wavelength
- loss
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- 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
- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29371—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating principle based on material dispersion
- G02B6/29374—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating principle based on material dispersion in an optical light guide
- G02B6/29376—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating principle based on material dispersion in an optical light guide coupling light guides for controlling wavelength dispersion, e.g. by concatenation of two light guides having different dispersion properties
- G02B6/29377—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating principle based on material dispersion in an optical light guide coupling light guides for controlling wavelength dispersion, e.g. by concatenation of two light guides having different dispersion properties controlling dispersion around 1550 nm, i.e. S, C, L and U bands from 1460-1675 nm
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29304—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating
- G02B6/29316—Light guides comprising a diffractive element, e.g. grating in or on the light guide such that diffracted light is confined in the light guide
- G02B6/29317—Light guides of the optical fibre type
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29379—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device
- G02B6/29392—Controlling dispersion
- G02B6/29394—Compensating wavelength dispersion
-
- 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
- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
- H04B10/2513—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion
- H04B10/2519—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion using Bragg gratings
-
- 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
- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
- H04B10/2513—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion
- H04B10/2525—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion using dispersion-compensating fibres
-
- 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
- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2581—Multimode transmission
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29331—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by evanescent wave coupling
- G02B6/29335—Evanescent coupling to a resonator cavity, i.e. between a waveguide mode and a resonant mode of the cavity
- G02B6/29337—Cavities of the linear kind, e.g. formed by reflectors at ends of a light guide
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、波長分割多重(WDM)伝送等の光通信に好適な光伝送路中に設置され、該光伝送路の一部を構成するとともにWDM信号の波長帯域における波長分散を補償する分散補償モジュールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の光通信システムは、光伝送路として主に伝送用光ファイバが用いられ、適当な中継間隔ごとに光増幅器が配置された構成が一般的である。光増幅器は、信号光が伝送用光ファイバ中を伝搬するうちに減衰することから、例えば複数波長の信号光成分を含むWDM信号等の信号光パワーを増幅するための光デバイスである。この光増幅器は、通常、各信号光成分の光パワーを増幅する増幅部と各信号光成分間で生じる利得差を低減するための等化部を備え、光増幅作用を奏するだけでなく利得等化作用をも奏する。したがって、WDM伝送を行う場合においては、光増幅器は、このWDM信号の各信号光成分それぞれを略一定の利得で光増幅することができる。
【0003】
一方、伝送用光ファイバとしては、通常、シングルモード光ファイバが用いられる。このシングルモード光ファイバは、波長1.55μm帯(1500nm〜1600nm)で正の波長分散(約+17ps/nm/km)を有するが、大きな波長分散が存在するとWDM信号のパルス波形が崩れ受信エラーを生ずることがある。特に、数ギガbit/sec〜数十ギガbit/sec程度にまで高速化、すなわち高帯域化が進むと、波長分散の存在は大きな問題となる。そこで、この波長分散を補償するために分散補償器が光伝送路中に配置された光通信システムが提案されている(例えば、1997年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会B−10−70および同B−10−71を参照)。また、この分散補償器としては、例えば、波長1.55μm帯で大きな負の波長分散(約−90ps/nm/km)を有する分散補償光ファイバが用いられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
発明者らは、上述の従来技術を検討した結果、以下のような課題を発見した。すなわち、分散補償器において、WDM信号の波長帯域における各信号光成分間の伝送損失のバラツキは、波長依存性が無視し得ないほど大きいことから、以下のような課題がある。
【0005】
例えば、図1Aに示されたような光伝送路中の光増幅器1と次段の光増幅器2との間に分散補償器3が設けられた一般的な構成について説明する。なお、この光伝送路では、光増幅器1から出力されるWDM信号における各信号光成分(波長λ1〜λ4)の光パワーは一定であるとする。
【0006】
以上の構成において、図1Bに示されたような信号光成分が光増幅器1に入力されると、図1Cに示されたような増幅された信号光成分が出力される。この光増幅器1から出力された信号光成分が分散補償器3に入力されることより、伝送用光ファイバの波長分散が補償される。一方、分散補償器3における伝送損失は波長依存性を有することから、分散補償器3から出力された信号光成分間の光パワーは一定にならない(図1D参照)。また、分散補償器3から出力された信号光成分がさらに光増幅器2に入力されても、光増幅器2から出力された信号光成分(図1E参照)は、入力時の各信号光成分間の光パワー差が包含された状態で増幅されてしまう。したがって、送信局から受信局までの間に複数個の分散補償器が設けられる場合には、受信局に到達する信号光成分間の光パワーの差は順次累積してより大きくなってしまう。このように受信局に到達する信号光成分間の光パワーの差が大きいと、信号光成分によってはS/Nの劣化を生じ受信できない場合が起こり得る。それゆえ、分散補償器を挿入する場合には光伝送システム全体を再設計して上述の課題を解消する必要がある。
【0007】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、光伝送路中で発生する波長分散を補償する機能を有するとともに、その伝送損失の波長依存性が小さく光伝送システムへの挿入が容易な構造を備えた分散補償モジュールを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る分散補償モジュールは、それぞれの中心波長が所定波長帯に含まれる1又は2以上の信号光成分(WDM信号に含まれる)が入射される入力端と、該WDM信号が出射される出力端を備え、送信局と受信局との間のみならず、送信局と中継器との間、中継器間、中継器と受信局との間に設置可能である。また、当該分散補償モジュールは、伝送損失の波長依存性を低減すべく、入力端と出力端との間の光路中に配置された分散補償光ファイバ等の分散補償手段と、少なくとも該分散補償手段に対し、波長に依存した該分散補償手段の損失バラツキを補償するための損失等化手段を備える。
【0009】
なお、上記分散補償手段は、補償対象によって前記WDM信号の波長帯域(例えば1500nm〜1600nm)において正又は負のいずれかの分散スロープを有する。さらに、補償対象によって、この分散補償手段の分散は、WDM信号の波長帯域において正又は負のいずれかの値を取る。
【0010】
また、この発明に係る分散補償モジュールは、さらに光増幅手段を備えることにより中継器として機能することも可能である。この構成において、上記損失等化手段は、上記分散補償手段の各信号光成分の波長に依存する損失バラツキと、上記光増幅器の各信号光成分の波長に依存する利得バラツキを、少なくとも補償する(損失あるいは利得を平坦化する)。
【0011】
さらに、この発明に係る分散補償モジュールは、上記信号光成分をそれぞれ分波する分波器と、該分波器により分波された各信号光成分を合波する合波器とをさらに備えることが可能である。この構成において、上記分散補償手段は、入射端と分波器との間において大きな波長帯域の分散補償を行うとともに、分波された各信号光成分ごとの小さな波長帯域の分散補償を行う。上記損失等化手段は、分波された各信号光成分の光パワーを調整する。また、この損失等化手段は、当該分散補償モジュールの入射端と分散補償手段との間の光路中、すなわち各信号光成分の伝搬方向について、上記分散補償手段の前段に配置されるのが好ましい。この場合、当該分散補償モジュールに入力した信号光成分は損失等化手段により各波長に応じた所望の値だけ減衰させられた後に分散補償手段に入力することから、分散補償手段において非線形光学現象が生じ難く、信号光成分の波形劣化が回避される。この構成によっても、光伝送路中の波長分散は所定部位に適宜配置された分散補償手段により補償される一方、分散補償手段の波長に依存する損失バラツキは、入射端と分散補償手段との間において各信号光成分ごとの光パワーを調整する損失等化手段により補償される。
【0012】
具体的に、上記損失等化手段は、遷移金属が添加されたコア領域と該コア領域の外周に設けられたクラッド領域とを有する損失等化光ファイバを含む。このような損失等化光ファイバは、コア領域中に添加されたCr元素やCo元素等の遷移金属の種類や量を適切に選択することにより、分散補償手段の波長に依存する損失バラツキを補償するよう容易に設計される。
【0013】
また、上記分散補償手段は、波長1.3μm帯に零分散波長を有するシングルモード光ファイバあるいは分散補償光ファイバを含み、上記損失等化手段は、伝搬モードと放射モードとを結合する長周期ファイバグレーティングが作り込まれた光ファイバを含む。この長周期ファイバグレーティングは、所定波長の信号光成分だけを反射させる短周期ファイバグレーティングと明確に区別される光部品である。このような損失等化手段である長周期ファイバグレーティングは、当該分散補償モジュール全体の伝送損失を大きく劣化させることなく各信号光成分間における損失バラツキの平坦化が可能になり、また、広い波長帯域において所望の損失特性を容易に得ることができる。特に、上述のような分散補償手段である光ファイバに直接に損失等化手段である長周期ファイバグレーティングが形成された構成は、該分散補償手段に損失を生ずる接続部を設ける必要はなく、また、該接続部における損失の影響を考慮する必要がなくなるために波長に依存する損失特性の調整を容易にする。
【0014】
さらに、上記損失等化手段は、ファイバ融着型のカプラ(ファイバカプラ)を含む。特に、このファイバカプラは、0.2dB以下の偏波依存損失(PDL)を有するのが好ましい。0.2dBを超えるPDLを有するファイバカプラでは、該PDLの補償を厳格に制御できないからである。
【0015】
一方、上記損失等化手段は、1対の光ファイバの各端部を融着接続することにより得られた融着部を含んでもよい。この場合、融着部における該1対の光ファイバは、それぞれの光軸が互いにずらされた状態で融着接続されてもよく、またそれぞれのコア領域が曲げられた状態で融着接続されてもよい。さらに、融着接続される1対の光ファイバおのおのが、径が該融着部に向かって拡大しているコア領域を備える構成を有してもよい。いずれの場合にも好適に所望の特性(波長依存性の小さい特性)が得られる。
【0016】
なお、この発明に係る分散補償モジュールにおいて、上記出射端から出射された信号光成分のうち、少なくとも波長範囲1530nm〜1565nmにその中心波長を有する信号光成分間の光パワーの偏差は、0.5dB以下であることが好ましい。通常のエルビウム添加ファイバ増幅器(EDFA)における使用波長帯域で、係る値以下に信号光成分間の光パワーの偏差を抑えることにより、数百kmに渡って良好な伝送特性が期待できるからである。
【0017】
また、1580nm帯のWDM伝送では、上記出射端から出射された信号光成分のうち、少なくとも波長範囲1560nm〜1600nmにその中心波長を有する信号光成分間の光パワーの偏差は、0.5dB以下であることが好ましい。この条件を満たすことにより数百kmに渡って良好な伝送特性が期待できるからである。
【0018】
特に、1000kmを超える長距離光伝送では、上記出射端から出射された信号光成分のうち、少なくとも波長範囲1535nm〜1560nmにその中心波長を有する信号光成分間の光パワーの偏差は、0.5dB以下であることが好ましく、さらに、上記出射端から出射された信号光成分のうち、少なくとも波長範囲1575nm〜1595nmにその中心波長を有する信号光成分間の光パワーの偏差は、0.5dB以下であることが好ましい。
【0019】
一方、1000kmを超える長距離光伝送であって10ギガbit/sec以上の高速伝送の場合、BER(Bit Error Ratio)が10−15以下の良好な伝送特性を得るためには、上記出射端から出射された信号光成分のうち、少なくとも波長範囲1550nm〜1560nmにその中心波長を有する信号光成分間の光パワーの偏差は、0.2dB以下であることが好ましく、また、上記出射端から出射された信号光成分のうち、少なくとも波長範囲1575nm〜1585nmにその中心波長を有する信号光成分間の光パワーの偏差は、0.2dB以下であることが好ましい。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る分散補正モジュールの各実施例を図2A〜図4C、図5〜図14、図15A〜図15D、図16〜図19、及び図20A〜図20Fを用いて説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【0021】
第1実施例
まず、この発明に係る分散補償モジュールの第1実施例について説明する。図2Aは、この発明に係る分散補償モジュールの第1実施例の概略構成を示す図である。なお、図2Aにおいて、矢印A2で示された部位におけるWDM信号(波長λ1〜λ4)は図2Bに示され、矢印B2で示された部位におけるWDM信号は図2Cに示され、矢印C2で示された部位におけるWDM信号は図2Dに示され、矢印D2で示された部位におけるWDM信号は図2Eに示され、矢印E2で示された部位におけるWDM信号は図2Fに示されている。
【0022】
図2Aには、送信局15と、該送信局15から出射され所定の伝送路を伝搬してきた信号光成分を光増幅する前段の光増幅器1と、光増幅器1の出力端と光学的に接続された入力端10aを有する分散補償モジュール10と、該分散補償モジュール10の出力端10bとその入力端が光学的に接続された後段の光増幅器2と、該光増幅器2から出射された信号光成分を受信する受信局16を備えた、WDM伝送に好適な光伝送システムが示されている。
【0023】
この第1実施例に係る分散補償モジュール10は、分散補償手段である分散補償光ファイバ11と、損失等化手段である損失等化器12とを備え、これら分散補償光ファイバ11と損失等化器12は、それぞれ当該分散補償モジュール10の入力端10aと出力端10bとの間の光路中に配置され、互いに光学的に接続されている。
【0024】
分散補償光ファイバ11は、この分散補償モジュール10が挿入される光伝送路のWDM信号の波長帯域における波長分散を補償する光デバイスである。一般に、光伝送路として用いられるシングルモード光ファイバは正の波長分散スロープを有することから、当該分散補償光ファイバ11としては、負の波長分散スロープを有する光ファイバが適用可能である。具体的に、この第1実施例の分散補償光ファイバ11は、図3Aに示された光ファイバ300と同様な構造を備える。すなわち、光ファイバ300は、外径aのコア領域310と、該コア領域310の外周に設けられた外径bのクラッド領域320を備える。特に、この第1実施例において、分散補償光ファイバ11は、図3Bに示されたように、W型の屈折率プロファイル(クラッド領域320が屈折率の異なる2層から構成されたディプレストクラッド構造を有する屈折率プロファイル)を有する。なお、分散スロープは、所定の波長帯域における分散特性を示すグラフの傾きで定義される。
【0025】
一方、損失等化器12は、WDM信号の波長帯域において少なくとも分散補償光ファイバ11の波長に依存する損失バラツキを補償する。この損失等化器12として、例えば、多層膜フィルタ、長周期ファイバグレーティング、ファブリペローエタロン等が好適である。
【0026】
図4A〜図4Cは、図2A〜図2Fに示された第1実施例に係る分散補償モジュールの伝送損失の波長依存性を示すグラフである。特に、図4Aは分散補償手段における伝送損失と波長との関係を示し、図4Bは損失等化手段における伝送損失と波長との関係を示し、図4Cは当該分散補償モジュール全体における伝送損失と波長との関係を示している。図4Aからも分かるように、分散補償光ファイバ11の伝送損失は、波長1.55μm帯において一般に波長が長いほど損失が小さい。これに対して、損失等化器12の伝送損失は、図4Bからも分かるように、波長が長いほど損失が大きく、分散補償光ファイバ11の損失波長特性を補償することができるように設計されている。したがって、第1実施例に係る分散補償モジュール10全体の総合損失は、分散補償光ファイバ11及び損失等化器12それぞれの伝送損失を総合したものであり、図4Cからも分かるように、全体として波長依存性が小さくなっている(波長ごとの損失バラツキが小さくなっている)。
【0027】
第2実施例
次に、この発明に係る分散補償モジュールの第2実施例について説明する。図5は、この発明に係る分散補償モジュールの第2実施例の概略構成を示す図である。
【0028】
この第2実施例に係る分散補償モジュール20も、第1実施例と同様に、入力端20aと出力端20bとの間の光路中に分散補償手段と損失等化手段とが光学的に接続された状態で配置されている。具体的に、この第2実施例は、分散補償手段として3端子サーキュレータ21及びチャープドグレーティング22からなる波長分散器23を備えた点が第1実施例と異なっている。
【0029】
3端子サーキュレータ21は、端子21Aに入射した光を端子21Bに出力し、また、端子21Bに入力した光を端子21Cに出力する光デバイスである。一方、チャープドグレーティング22は、3端子サーキュレータ21の端子21Bに光学的に接続された光ファイバの光導波領域に形成されたグレーティングであり、伝送路中の波長分散を補償する機能を有している。
【0030】
この3端子サーキュレータ21及びチャープドグレーティング22からなる分散補償器23の入力端20aから入射したWDM信号は、まず3端子サーキュレータ21の端子21Aに入射して端子21Bから出射する。そして、チャープドグレーティング22において各信号光成分は、波長に応じてブラッグ条件を満たす位置で反射される(ブラッグ反射)。チャープドグレーティング22の所定位置で反射された各信号光成分は、再び3端子サーキュレータ21の端子21Bに入射して端子21Cから出射する。すなわち、入射端20aを介して入射したWDM信号は、3端子サーキュレータ21の端子21Aに入射し端子21Cから出射するまで各信号光成分の波長に応じて伝搬時間が異なる。したがって、この分散補償器23は、当該第2実施例の分散補償モジュール20が挿入される光伝送路のWDM信号の波長帯域における波長分散を補償する。
【0031】
損失等化器24は、WDM信号の波長帯域において少なくとも分散補償器23の波長に依存する損失バラツキを補償する光デバイスである。この損失等化器24として、例えば、多層膜フィルタ、長周期ファイバグレーティング、ファブリペローエタロン等が好適である。なお、この第2実施例においても、分散補償モジュール20全体の総合損失は、分散補償器23、損失等化器24それぞれの伝送損失を総合したものであり、全体として波長依存性が小さくなる。
【0032】
第3実施例
次に、この発明に係る分散補償モジュールの第3実施例について説明する。図6は、この発明に係る分散補償モジュールの第3実施例の概略構成を示す図である。
【0033】
この第3実施例に係る分散補償モジュール30も、入力端30aと出力端30bとの間の光路中に分散補償手段と損失等化手段とが光学的に接続された状態で配置されている。具体的に、この第3実施例では、分散補償手段としての分散補償光ファイバ31と、損失等化手段としての損失等化器32と、光増幅器33とがそれぞれ光学的に接続された状態で配置されている。
【0034】
分散補償光ファイバ31は、当該分散補償モジュール30が挿入される光伝送路のWDM信号の波長帯域における波長分散を補償する光デバイスである。光増幅器33は、入射端30aを介して入射したWDM信号に含まれる各信号光成分の光パワーを増幅して出力する光デバイスであり、その利得特性は必ずしも波長に対して平坦でなくてよい。この光増幅器33としては、例えばEr(エルビウム)元素が添加された光ファイバ(EDF: Erbium-Doped fiber)を用いた光ファイバ増幅器(EDFA: Erbium-Doped fiber amplifier)が好適である。一方、損失等化器32は、WDM信号の波長帯域において分散補償光ファイバ31が有する波長に依存する損失バラツキと、光増幅器33が有する波長に依存する利得バラツキを同時に補償する(平坦化する)。この損失等化器32も、例えば、多層膜フィルタ、長周期ファイバグレーティング、ファブリペローエタロン等が好適である。
【0035】
この第3実施例に係る分散補償モジュール30全体の総合損失も、分散補償光ファイバ31及び損失等化器32それぞれにおける損失バラツキの波長依存性や、光増幅器33における利得バラツキの波長依存性と比較して、より波長依存性が小さいものとなる。
【0036】
第4実施例
次に、この発明に係る分散補償モジュールの第4実施例について説明する。図7は、この発明に係る分散補償モジュールの第4実施例の概略構成を示す図である。なお、この図では、説明を簡単にするため、WDM信号が3波長の信号光成分で構成されている場合について説明し、その3波長をそれぞれλ1、λ2及びλ3(λ1<λ2<λ3)とする。
【0037】
この第4実施例に係る分散補償モジュール40も、入力端40aと出力端40bとを有し、これら入力端40aと出力端40bとの間の光路中に分散補償手段と損失等化手段とがそれぞれ光学的に接続された状態で配置されている。特に、この分散補償モジュール40は、WDM信号を各信号光成分ごとに分波する分波器42と、この分波器42により分波された各信号光成分を合波して出力する合波器48とを備える。さらに、分散補償モジュール40は、分散補償手段として分散補償光ファイバ41、43及び44を備えるとともに、損失等化手段として光減衰器45〜47を備える。
【0038】
分散補償光ファイバ41は、分波器42の入力側(入力端40aと分波器42との間)に配置されている。この第4実施例では、分散補償光ファイバ41として、図3Cに示されたようなマッチド型の屈折率プロファイル(中心の高屈折率のコア領域の周囲に低屈折率のクラッド領域を備える屈折率プロファイル)を有する分散補償光ファイバが適用可能である。この場合、一般に光伝送路として用いられるシングルモード光ファイバは正の波長分散スロープを有し、また、分散補償光ファイバ41も正の波長分散スロープを有することから、分散補償光ファイバ41は、3波長の信号光成分のうちの1波長(ここでは中心の波長λ2とする)の信号光成分に対して主に波長分散を補償することができる。ただし、分散補償光ファイバ41は、他の波長λ1及びλ3の信号光成分それぞれに対しては波長分散を完全に補償することができない。
【0039】
一方、分散補償光ファイバ41から出力されたWDM信号は、分波器42により各信号光成分ごとに分波される。そして、波長λ1の信号光成分は、光減衰器45及び分散補償光ファイバ43を順次に伝搬して合波器48に到達する。波長λ2の信号光成分は、光減衰器46を通過して合波器48に到達する。波長λ3の信号光成分は、光減衰器47及び分散補償光ファイバ44を順次に伝搬して合波器48に到達する。
【0040】
分散補償光ファイバ43は、波長λ1の信号光成分の残留波長分散を補償する光デバイスであり、分散補償光ファイバ44は、波長λ3の信号光成分の残留波長分散を補償する光デバイスである。すなわち、分散補償光ファイバ43及び44は、分散補償光ファイバ41において波長λ1及びλ3の信号光成分それぞれに対して補償しきれない残留波長分散を補償する。なお、この分散補償光ファイバ43及び44それぞれも、マッチド型の屈折率プロファイル(図3C参照)を有する分散補償光ファイバが適用可能である。光減衰器45〜47は、波長λ1〜λ3の信号光成分それぞれの光パワーを調整して、合波器48により合波された後の3波長の信号光成分の光パワーを平坦化する。
【0041】
以上のように、この第4実施例の分散補償モジュール40は、波長λ1の信号光成分に対しては分散補償光ファイバ41及び43により分散補償し、波長λ2の信号光成分に対しては分散補償光ファイバ41により分散補償し、波長λ3の信号光成分に対しては分散補償光ファイバ41及び44により分散補償する。また、分散補償モジュール40は、光減衰器45〜47により3波長λ1〜λ3の信号光成分それぞれについて光パワーを調整して、全体として各信号成分間の利得バラツキ及び/又は損失バラツキを平坦にすることができる。さらに、この分散補償モジュール40は、図3Bに示されたW型の屈折率プロファイルを有する分散補償光ファイバと比較して、安価に製造できるマッチド型の屈折率プロファイルを有する分散補償光ファイバを、分散補償手段に含まれる分散補償光ファイバ41、43及び44に適用できるため、製造コストの観点から好ましい。
【0042】
なお、この第4実施例において、各光ファイバ間の接続の態様は種々のものが有り得る。例えば、分散補償光ファイバ41は、合波器48の出力側(出力端40bと合波器48との間)に接続されていてもよい。また、光減衰器45〜47は各信号光成分の波長ごとに用意するのではなく、所定の減衰波長特性を有する1つの光減衰器を分波器42の入力側(入射端40aと分波器42との間)あるいは合波器48の出力側に設けてもよい。
【0043】
第5実施例
次に、図8は、この発明に係る分散補償モジュールの第5実施例の概略構成を示す図である。この第5実施例に係る分散補償モジュール50も、先の第1〜第4実施例と同様に、入力端50aと出力端50bとを有し、これら入力端50aと出力端50bとの間の光路中に分散補償手段と損失等化手段とがそれぞれ光学的に接続された状態で配置されている。特に、この分散補償モジュール50、第1実施例と比較して、損失等化手段である損失等化器51が分散補償手段である分散補償光ファイバ52の前段(入力端50aと分散補償光ファイバ52との間)に設けられている点が異なる。
【0044】
この第5実施例でも、第1実施例と同様に、分散補償光ファイバ52は、当該分散補償モジュール50が挿入される光伝送路のWDM信号の波長帯域における波長分散を補償する光デバイスである。また、損失等化器51は、分散補償光ファイバ52において波長に依存する伝送損失のバラツキを補償するように設計されている。したがって、当該分散補償モジュール50全体の総合損失は、損失等化器51及び分散補償光ファイバ52それぞれ伝送損失の波長依存性と比較して、より波長依存性が小さくなっている。
【0045】
さらに、この第5実施例では、損失等化器51が分散補償光ファイバ52の前段に設けられていることから、以下のような効果をも奏する。すなわち、分散補償光ファイバ52に入力するWDM信号の光パワーが最大許容値を超えると、分散補償光ファイバ52において非線形光学現象が生じ各信号光成分が劣化するので、分散補償光ファイバ52に入力するWDM信号の光パワーは最大許容値以下であることが望まれる。この第5実施例では、損失等化器51を分散補償光ファイバ52の前段に設けることにより、当該分散補償モジュール50の入射端50aを介して入射するWDM信号の光パワーは、上記の最大許容値と損失等化器51における損失の値とを加えた値まで許容されることになる。したがって、この実施例の場合、上述された第1実施例と比較して、分散補償モジュール50の入射端50aを介して入射されるWDM信号のパワーマージンが増加し、分散補償光ファイバ52において非線形光学現象が生じ難く、WDM信号の劣化が回避される。
【0046】
第6実施例
次に、この発明に係る分散補償モジュールの第6実施例について説明する。図9は、この発明に係る分散補償モジュールの第6実施例の概略構成を示す図である。
【0047】
この第6実施例に係る分散補償モジュール50も、先の第1〜第5実施例と同様に、入力端60aと出力端60bとを有し、これら入力端60aと出力端60bとの間の光路中に分散補償手段と損失等化手段とがそれぞれ光学的に接続された状態で配置されている。特に、分散補償モジュール60は、分散補償手段としての分散補償光ファイバ61と、損失等化手段としての損失等化光ファイバ62とが接続部63において融着接続されて構成されたことを特徴としている。
【0048】
分散補償光ファイバ61は、当該分散補償モジュール60が挿入される光伝送路のWDM信号の波長帯域における波長分散を補償する光デバイスである。一方、損失等化光ファイバ62は、基本的に図3Aに示された光ファイバ300と同様に、コア領域310と該コア領域310の外周に設けられたクラッド領域320とを備え、Cr元素やCo元素等の遷移金属が少なくともコア領域310中に添加された光ファイバである。このコア領域310に添加される遷移金属の種類や量が適切に選択されることにより、損失等化光ファイバ62は、分散補償光ファイバ61の波長に依存する損失バラツキを補償するよう、その波長に依存する損失バラツキが調節される。したがって、当該分散補償モジュール60でも全体の総合損失は、分散補償光ファイバ61及び損失等化光ファイバ62それぞれの損失バラツキと比較して、全体として波長依存性が小さくなる。
【0049】
図10は、図9に示された第6実施例に係る分散補償モジュールにおける伝送損失と波長との関係を示すグラフである。なお、図中、A100で示されたグラフは分散補償光ファイバ61における伝送損失と波長との関係を示し、B100で示されたグラフは損失等化光ファイバ62における伝送損失と波長との関係を示し、C100で示されたグラフは分散補償光ファイバ61及び損失等化光ファイバ62とを含む当該分散補償モジュール60における伝送損失と波長との関係を示している。
【0050】
この図からも分かるように、分散補償光ファイバ(DCF)61の伝送損失は、波長1.55μm帯において一般に波長が長いほど損失が小さい。これに対して、損失等化光ファイバ62は、コア領域にCo元素が濃度10ppm程度添加されたシングルモード光ファイバであり、波長が長いほどその伝送損失が大きく、かつ分散補償光ファイバ61の波長に依存する損失バラツキを補償するできるように設計されている。そして、この第6実施例に係る分散補償モジュール60全体の総合損失は、分散補償光ファイバ61及び損失等化光ファイバ62それぞれの伝送損を総合したものであり、波長1520nm〜1570nmの範囲で損失の偏差は0.1dB以下となる(各構成要素と比較して波長依存性が小さくなっている)。
【0051】
第7実施例
次に、この発明に係る分散補償モジュールの第7実施例について説明する。図11は、この発明に係る分散補償モジュールの第7実施例の概略構成を示す図である。
【0052】
この第7実施例に係る分散補償モジュール70も、先の第1〜第6実施例と同様に、入力端70aと出力端70bとを有し、これら入力端70aと出力端70bとの間の光路中に分散補償手段と損失等化手段とがそれぞれ光学的に接続された状態で配置されている。特に、分散補償モジュール70は、分散補償手段としての分散補償光ファイバ71と、損失等化手段としての長周期ファイバグレーティング72が形成された光ファイバ73とが接続部74において融着接続されて構成されたことを特徴としている。なお、光ファイバ73としては、波長1.3μm帯に零分散波長を有するシングルモード光ファイバあるいは分散補償光ファイバであるのが好適である。
【0053】
分散補償光ファイバ71は、当該分散補償モジュール70が挿入される光伝送路のWDM信号の波長帯域における波長分散を補償する光デバイスである。長周期ファイバグレーティング72は、光ファイバ73の少なくともコア領域中に一定周期の屈折率変化を生じさせることにより得られ、その屈折率変化の周期が数百μm程度の長周期であって、光がコア領域を伝搬するモードである伝搬モードと光がクラッド領域へ放射されるモードである放射モードとを結合するものである。そして、長周期ファイバグレーティング72は、その屈折率変化の周期や長さを適切に選択することにより、例えば、波長1520nmにおける伝送損失を最小にする一方で、波長1570nmにおける伝送損失を最大にし、分散補償光ファイバ71の波長に依存する損失バラツキを補償するように設計されている。
【0054】
したがって、この第7実施例の分散補償モジュール70も全体の総合損失は、分散補償光ファイバ71及び長周期ファイバグレーティング72それぞれ損失バラツキと比較して、より波長依存性が小さくなる。このように損失等化手段として長周期ファイバグレーティング72を用いることにより、分散補償モジュール70全体の伝送損失を大きく低下させることなく各信号光成分間の損失バラツキの平坦化が可能になる。また、広い波長帯域において所望の伝送特性を容易に得ることができる。なお、この長周期ファイバグレーティング72は、所定波長の信号光成分だけを反射させる短周期ファイバグレーティングと明確に区別される光部品である。
【0055】
図12は、図11に示された第7実施例に係る分散補償モジュールにおける伝送損失と波長との関係を示すグラフである。また、図中、A200で示されたグラフは分散補償光ファイバ71における伝送損失と波長との関係を示し、B200で示されたグラフは長周期ファイバグレーティング72における伝送損失と波長との関係を示し、C200で示されたグラフは分散補償光ファイバ71及び長周期ファイバグレーティング72とを含む当該分散補償モジュール70における伝送損失と波長との関係を示している。
【0056】
この図からも分かるように、分散補償光ファイバ(DCF)71は、波長1.55μm帯において一般に波長が長いほどその伝送損失が小さい。これに対して、長周期ファイバグレーティング(長周期FG)72は、波長が長いほどその伝送損失が大きく、分散補償光ファイバ71の波長に依存する損失バラツキを効果的に補償することができるように設計されている。また、当該分散補償モジュール70全体の総合損失も、分散補償光ファイバ71及び長周期ファイバグレーティング72それぞれの伝送損失を総合したものであり、波長1520nm〜1570nmの範囲で伝送損失の偏差は0.1dB以下となる。
【0057】
第8実施例
次に、この発明に係る分散補償モジュールの第8実施例について説明する。図13は、この発明に係る分散補償モジュールの第8実施例の概略構成を示す図である。
【0058】
この第8実施例に係る分散補償モジュール80も、先の第1〜第7実施例と同様に、入力端80aと出力端80bとを有し、これら入力端80aと出力端80bとの間の光路中に分散補償手段と損失等化手段とがそれぞれ光学的に接続された状態で配置されている。特に、分散補償モジュール80は、分散補償手段としての分散補償光ファイバ81を備えるとともに、この分散補償光ファイバ81に直接に損失等化手段である長周期ファイバグレーティング82が形成されて構成されたことを特徴としている。
【0059】
分散補償光ファイバ81は、当該分散補償モジュール80が挿入される光伝送路中のWDM信号の波長帯域における波長分散を補償する光デバイスである。長周期ファイバグレーティング82は、この分散補償光ファイバ81の少なくともコア領域中に一定周期の屈折率変化を生じさせることにより得られ、その屈折率変化の周期が数百μm程度の長周期であって、光がコア領域を伝搬するモードである伝搬モードと光がクラッド領域へ放射されるモードである放射モードとを結合するものである。そして、長周期ファイバグレーティング82は、その屈折率変化の周期や長さを適切に選択することにより、例えば、波長1520nmで伝送損失を最小にする一方、波長1570nmで伝送損失を最大にし、分散補償光ファイバ81の波長に依存する損失バラツキを補償するように設計されている。
【0060】
したがって、この第8実施例の分散補償モジュール80全体の総合損失も、分散補償光ファイバ81の伝送損失と、作り込まれた長周期ファイバグレーティング82に起因した伝送損失を総合したものであり、全体として波長依存性が小さくなる。このように損失等化手段として長周期ファイバグレーティング82を用いることにより、当該分散補償モジュール80全体の伝送損失を大きく低下させることなく各信号光成分間の損失バラツキの平坦化が可能になる。また、広い波長帯域において所望の損失特性を容易に得ることができる。また、この第8実施例では、分散補償光ファイバ81に直接に損失等化手段である長周期ファイバグレーティング82を形成したことにより、損失を生ずる接続部を有さないので、該接続部における損失の影響を考慮する必要がない。
【0061】
一方、図14は、図13に示された第8実施例の分散補償モジュール80における伝送損失と波長との関係を示すグラフである。なお、図中、A300で示されたグラフは長周期ファイバグレーティング82が形成される前の分散補償光ファイバ81における伝送損失と波長との関係を示し、C300で示されたグラフは長周期ファイバグレーティング82が形成された後の分散補償光ファイバ81における伝送損失と波長との関係を示している。
【0062】
この図からも分かるように、長周期ファイバグレーティング82が形成される前の分散補償光ファイバ81本来の伝送損失は、波長1.55μm帯において一般に波長が長いほど損失が小さい。これに対して、長周期ファイバグレーティング82の伝送損失は、波長が長いほど損失が大きく、分散補償光ファイバ81本来の各信号光成分間の損失バラツキを補償することができるように設計されている。長周期ファイバグレーティング82が形成された分散補償光ファイバ81、すなわち分散補償モジュール80全体の総合損失は、分散補償光ファイバ81本来の伝送損失及び長周期ファイバグレーティング82の伝送損失を総合したものであり、波長1520nm〜1570nmの範囲で各信号光成分間の伝送損失の偏差は0.1dB以下となる。
【0063】
第9実施例
次に、この発明に係る分散補償モジュールの第9実施例について説明する。図15A〜図15Dは、この発明に係る分散補償モジュールの第9実施例及びその具体例を示す図であり、図15Aは第9実施例の概略構成を示す図、図15Bは第9実施例の第1の具体例を示す図、図15Cは第9実施例の第2の具体例を示す図、図15Dは第9実施例の第3の具体例を示す図である。
【0064】
この第9実施例に係る分散補償モジュール90は、分散補償手段としての分散補償光ファイバ91と、シングルモード光ファイバ92とが融着部93において融着接続されて構成されたことを特徴としている。
【0065】
この構成において、分散補償光ファイバ91は、この分散補償モジュール90が挿入される光伝送路の信号光波長帯域における波長分散を補償する光デバイスである。融着部93は、損失を生じさせるが、その波長特性は、融着接続の際の加熱温度やファイバの押し込み量などの条件に異なるため、その融着条件を適切に設定することにより当該融着部93における伝送損失の波長依存性を調整することができる。
【0066】
融着部93の具体的な構造としては、例えば図15Bに示されたように、分散補償光ファイバ91のコア領域91aと、シングルモード光ファイバ92のコア領域92aとを、互いの光軸AX1、AX2を所定間隔Dだけずらした状態で融着することにより実現することができる。また、図15Cに示されたように、分散補償光ファイバ91のコア領域91bと、シングルモード光ファイバ92のコア領域92bにそれぞれ微小曲がりを与えた状態で、分散補償光ファイバ91とシングルモード光ファイバ92とを融着接続しても実現できる。さらに、図15Dに示されたように、分散補償光ファイバ91のコア領域91cと、シングルモード光ファイバ92のコア領域92cとを、互いに融着部93に向かってその径が拡大するように構成してもよい。なお、上述の具体例はそれぞれ組合わせ可能であり、例えば融着部93において、コア領域の曲げ径を拡大させたり、曲げる構造を組み合わせてもよい。これら何れの場合にも、分散補償モジュール90全体として、波長1520nm〜1570nmの範囲における総合損失の偏差は0.1dB以下となる。
【0067】
図16は、第9実施例に係る分散補償モジュールにおける伝送損失と波長との関係を示すグラフである。この図からも分かるように、分散補償光ファイバ(DCF)91の伝送損失は、波長1.55μm帯において一般に波長が長いほど損失が小さい。これに対して、融着部93の伝送損失は、波長が長いほど損失が大きいことから、分散補償光ファイバ91の波長に依存する損失バラツキを補償することができるように設計されている。そして、分散補償モジュール90全体の総合損失は、分散補償光ファイバ91、シングルモード光ファイバ92及び融着部93それぞれの伝送損失を総合したものであり、波長1520nm〜1570nmの範囲で損失の偏差は0.1dB以下となる。
【0068】
また、融着部93における損失バラツキは、該融着部93における分散補償光ファイバ91及びシングルモード光ファイバ92それぞれの間の光軸ずれ量にも依存するものであり、図15Bに示されたように、融着接続の際に光軸ずれ量を適切に設定することによっても調整することができる。なお、図16において、矢印A400で示されたグラフは、分散補償光ファイバ91における波長と伝送損失との関係を示し、矢印B400で示されたグラフは分散補償光ファイバ91とシングルモード光ファイバ92との融着部93における波長と伝送損失との関係を示し、矢印C400はこの第9実施例の分散補償モジュール90全体における波長と伝送損失との関係を示している。
【0069】
図17は、分散補償光ファイバ91及びシングルモード光ファイバ92それぞれの光軸を互いにずらし融着接続した場合(図15B参照)の当該分散補償モジュール90における波長と伝送損失との関係を示したグラフである。図中、矢印A500で示されたグラフは分散補償光ファイバ91における波長と伝送損失との関係を示している。また、矢印B500で示されたグラフは光軸のずれ量Dが第1の値である融着部Aにおける波長と伝送損失との関係を示し、矢印C500で示されたグラフは該融着部Aを有する分散補償モジュール90全体における波長と伝送損失との関係を示し、矢印B550で示されたグラフは光軸のずれ量Dが第1の値とは異なる第2の値である融着部Bにおける波長と伝送損失との関係を示し、矢印C550で示されたグラフは該融着部Bを有する分散補償モジュール90全体における波長と伝送損失との関係を示している。
【0070】
図17からも分かるように、分散補償光ファイバ91のコア領域91aとシングルモード光ファイバ92のコア領域92bとの融着接続において、それぞれ光軸AX1、AX2のずれ量が変ることにより、当該分散補償モジュール90全体における波長と伝送損失との関係も大きく変動する。このように、融着部93における光軸ずれ量Dを適切に設定することにより、分散補償モジュール90全体として、波長1520nm〜1570nmの範囲で損失の偏差は0.1dB以下となる。
【0071】
なお、この第9実施例では、分散補償光ファイバ91とシングルモード光ファイバ92とを融着接続について説明したが、融着部93の構成はこれに限られるものではない。例えば、分散補償光ファイバ91に替えてシングルモード光ファイバであってもよいし、シングルモード光ファイバ92に替えて分散補償光ファイバまたは他の光ファイバであってもよい。何れの場合にも、両者の間の融着部における伝送損失の波長依存性を調整することにより、分散補償モジュール全体における総合損失の波長依存性を小さくすることができる。
【0072】
第10実施例
次に、この発明に係る分散補償モジュールの第10実施例について説明する。図18は、この発明に係る分散補償モジュールの第10実施例の概略構成を示す図である。
【0073】
この第10実施例に係る分散補償モジュール100も、第5実施例(図8)と同様に、入力端100aと出力端100bとの間の光路中に分散補償手段と損失等化手段とが光学的に接続された状態で配置されている。具体的に、この第10実施例は、分散補償手段として分散補償光ファイバ101と、損失等化手段としてファイバ融着型のカプラ(WDMカプラ)102を備える。このWDMカプラ102は、0.2dB以下の偏波依存損失(PDL)を有することを特徴としている。
【0074】
分散補償光ファイバ101は、図19の矢印A600で示されたグラフのように、波長が長くなるほど伝送損失が増加する波長依存性を有する。一方、WDMカプラ102における伝送損失は、図19中の矢印B600で示されたグラフのように、波長が短くなるほど増加する。したがって、分散補償光ファイバ101とWDMカプラ102からなる第10実施例の分散補償モジュール100の総合損失も、これら部材101及び102の伝送損失を総合したものであり、図19中の矢印C600で示されたグラフからも分かるように、全体として波長依存性が小さくなる。
【0075】
なお、図20Aは、この発明に係る分散補償モジュールが適用された光伝送システム全体を示す図である。この光伝送システムにおいて、送信局15と受信局16との間の伝送路中には、少なくとも中継器としての光増幅器510と、伝送路の一部を構成するシングルモード光ファイバ520と、この発明に係る分散補償モジュール500とが少なくとも配置されている。この光伝送システムに適用される分散モジュール500は、少なくとも伝送路の一部を構成すべく、WDM信号の入力端500aと出力端500bを備え、該入力端500aと出力端500bとの間の光路中には、それぞれ光学的に接続された分散補償光ファイバ501と損失等化器502とが配置されている。なお、このような構成を有する光伝送システムでは、分散補償モジュール500に替えて、上述された第1実施例〜第10実施例の何れの分散補償モジュール10〜100を適用することも可能である。また、このような構成において、分散補償光ファイバ501の補償対象は、伝送路の一部を構成するシングルモード光ファイバ520のみならず、当該光伝送路全体(例えば、光増幅器510等を含む)であってもよい。また、損失等化器502の補償対象は、少なくとも分散補償光ファイバ501であるが、これに限定されることなく、例えば光増幅器510の波長に依存する損失バラツキも合わせて補償するように、該損失等化器502を設計してもよい。
【0076】
なお、図20Aに示されたような光伝送システムにおいて、矢印A3で示された部位におけるWDM信号(波長λ1〜λ4)を図20Bに示す。また、矢印B3におけるWDM信号を図20Cに示し、矢印C3で示された部位におけるWDM信号を図20Dに示し、矢印D3で示された部位におけるWDM信号を図20Eに示し、矢印E3で示された部位におけるWDM信号を図20Fに示す。これらの図からも分かるように、光増幅器510における伝送損失の波長依存性と分散補償光ファイバ501における伝送損失の波長依存性が逆特性であるため、当該光伝送システム全体として、波長依存性を小さくすることができる。
【0077】
さらに、この発明に係る分散補償モジュールにおいて、上記出射端から出射された信号光成分のうち、少なくとも波長範囲1530nm〜1565nmにその中心波長を有する信号光成分間の光パワーの偏差は、0.5dB以下であることが好ましい。通常のエルビウム添加ファイバ増幅器(EDFA)における使用波長帯域で、係る値以下に信号光成分間の光パワーの偏差を抑えることにより、数百kmに渡って良好な伝送特性が期待できるからである。
【0078】
また、1580nm帯のWDM伝送では、上記出射端から出射された信号光成分のうち、少なくとも波長範囲1560nm〜1600nmにその中心波長を有する信号光成分間の光パワーの偏差は、0.5dB以下であることが好ましい。この条件を満たすことにより数百kmに渡って良好な伝送特性が期待できるからである。
【0079】
特に、1000kmを超える長距離光伝送では、上記出射端から出射された信号光成分のうち、少なくとも波長範囲1535nm〜1560nmにその中心波長を有する信号光成分間の光パワーの偏差は、0.5dB以下であることが好ましく、さらに、上記出射端から出射された信号光成分のうち、少なくとも波長範囲1575nm〜1595nmにその中心波長を有する信号光成分間の光パワーの偏差は、0.5dB以下であることが好ましい。
【0080】
一方、1000kmを超える長距離光伝送であって10ギガbit/sec以上の高速伝送の場合、BER(Bit Error Ratio)が10−15以下の良好な伝送特性を得るためには、上記出射端から出射された信号光成分のうち、少なくとも波長範囲1550nm〜1560nmにその中心波長を有する信号光成分間の光パワーの偏差は、0.2dB以下であることが好ましく、また、上記出射端から出射された信号光成分のうち、少なくとも波長範囲1575nm〜1585nmにその中心波長を有する信号光成分間の光パワーの偏差は、0.2dB以下であることが好ましい。
【0081】
また、この発明は、上述された実施例に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、各実施例それぞれにおいて、分散補償手段及び損失等化手段の接続の順序は任意である。ただし、第5実施例で説明されたように、損失等化手段が分散補償手段の前段に設けられる場合には、分散補償モジュールにおける入射光パワーの許容値を増加できる点で好適である。
【0082】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、この発明に係る分散補償モジュールによれば、光伝送路中で発生する所定波長帯の波長分散は分散補償手段により補償され、少なくとも分散補償手段における波長に依存する損失バラツキは、該分散補償手段に光学的に接続された損失等化手段により補償される。すなわち、この発明によれば、光伝送路の波長分散が補償されるだけでなく、分散補償モジュール全体の損失バラツキの波長依存性が小さくすることができるので、光伝送路中を伝搬するWDM信号に含まれる信号光成分間の光パワーのバラツキは小さく、また、各信号光成分は充分な光パワーでかつ良好なS/N比で受信局に到達するため、該受信局における受信エラーは生じない。さらに、この発明に係る分散補償モジュールを光伝送路中に挿入する際には、光伝送路全体を再設計する必要がなく、光伝送路中に既設の光増幅器や損失等化器等の特性を調整する必要もないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1Aは従来の分散補償器の構成を示す図であり、図1Bは図1A中の矢印A1で示された部位におけるWDM信号(波長λ1〜λ4)を示す図、図1Cは図1A中の矢印B1で示された部位におけるWDM信号を示す図、図1Dは図1A中の矢印C1で示された部位におけるWDM信号を示す図、図1Eは図1A中の矢印D1で示された部位におけるWDM信号を示す図である。
【図2】 図2Aはこの発明に係る分散補償モジュールの第1実施例の概略構成を示す図であり、図2Bは図2A中の矢印A2で示された部位におけるWDM信号(波長λ1〜λ4)を示す図、図2Cは図2A中の矢印B2で示された部位におけるWDM信号を示す図、図2Dは図2A中の矢印C2で示された部位におけるWDM信号を示す図、図2Eは図2A中の矢印D2で示された部位におけるWDM信号を示す図、図2Fは図2A中の矢印E2で示された部位におけるWDM信号を示す図である。
【図3】 図3Aは分散補償手段あるいは損失等化手段に適用可能な光ファイバの一般的な断面構造を示す図であり、図3B及び図3Cはそれぞれ分散補償手段である分散補償光ファイバの屈折率プロファイルの一例を示す図である。
【図4】 図2A〜図2Fに示された第1実施例に係る分散補償モジュールの伝送損失の波長依存性を示すグラフであり、図4Aは分散補償手段における伝送損失と波長との関係を示す図、図4Bは損失等化手段における伝送損失と波長との関係を示す図、図4Cは当該分散補償モジュール全体における伝送損失と波長との関係を示す図である。
【図5】 この発明に係る分散補償モジュールの第2実施例の概略構成を示す図である。
【図6】 この発明に係る分散補償モジュールの第3実施例の概略構成を示す図である。
【図7】 この発明に係る分散補償モジュールの第4実施例の概略構成を示す図である。
【図8】 この発明に係る分散補償モジュールの第5実施例の概略構成を示す図である。
【図9】 この発明に係る分散補償モジュールの第6実施例の概略構成を示す図である。
【図10】 図9に示された第6実施例に係る分散補償モジュールにおける伝送損失と波長との関係を示すグラフである。
【図11】 この発明に係る分散補償モジュールの第7実施例の概略構成を示す図である。
【図12】 図11に示された第7実施例に係る分散補償モジュールにおける伝送損失と波長との関係を示すグラフである。
【図13】 この発明に係る分散補償モジュールの第8実施例の概略構成を示す図である。
【図14】 図13に示された第8実施例に係る分散補償モジュールにおける伝送損失と波長との関係を示すグラフである。
【図15】 この発明に係る分散補償モジュールの第9実施例及びその具体例を示す図であり、図15Aは第9実施例の概略構成を示す図、図15Bは第9実施例の第1の具体例を示す図、図15Cは第9実施例の第2の具体例を示す図、図15Dは第9実施例の第3の具体例を示す図である。
【図16】 図15A〜図15Dに示された第9実施例に係る分散補償モジュールにおける伝送損失と波長との関係を示すグラフである(その1)。
【図17】 図15A〜図15Dに示された第9実施例に係る分散補償モジュールにおける伝送損失と波長との関係を示すグラフである(その2)。
【図18】 この発明に係る分散補償モジュールの第10実施例の概略構成を示す図である。
【図19】 図18に示された第10実施例に係る分散補償モジュールにおける伝送損失と波長との関係を示すグラフである。
【図20】 この発明に係る分散補償モジュールが適用された光伝送システム全体を示す図であり、図20Aは当該光伝送システムの概略構成を示す図、図20Bは図20A中の矢印A3で示された部位におけるWDM信号(波長λ1〜λ4)を示す図、図20Cは図20A中に矢印B3で示された部位におけるWDM信号を示す図、図20Dは図20A中の矢印C3で示された部位におけるWDM信号を示す図、図20Eは図20A中の矢印D3で示された部位におけるWDM信号を示す図、図20Fは図20A中の矢印E3で示された部位におけるWDM信号を示す図である。
【符号の説明】
10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、500…分散補償モジュール、10a、20a、30a、40a、50a、60a、70a、80a、90a、100a、500a…入力端、10b、20b、30b、40b、50b、60b、70b、80b、90b、100b、500b…出力端、11、23、31、41、52、61、71、81、91、101、501…分散補償手段、12、24、32、45〜47、51、62、72、82、93、102、502…損失等化手段。
Claims (6)
- それぞれの中心波長が所定波長帯に含まれる1又は2以上の信号光成分が入射される入射端と該信号光成分が出射される出射端とを備え、かつ該信号光成分が伝搬する光伝送路に挿入されることにより該光伝送路の一部を構成する分散補償モジュールであって、
前記入射端と前記出射端との間の光路中に配置された分散補償手段と、
前記入射端と前記出射端との間の光路中に配置されるとともに前記分散補償手段と光学的に接続され、かつ前記分散補償手段に対して波長に依存する該分散補償手段の損失バラツキを補償する損失等化手段と、
前記信号光成分をそれぞれ分波する分波器と、
前記分波器により分波された各信号光成分を合波する合波器とを備え、
前記分散補償手段は、前記入射端と前記分波器との間の光路中、前記分波器と前記合波器との間の光路中、及び前記合波器と前記出射端との間の光路中の、少なくともいずれかに配置され、
前記損失等化手段は、前記入射端と前記分散補償手段との間の各光路中に配置され、前記分波された信号光成分の光パワーを調整する光減衰器を含むことを特徴とする分散補償モジュール。 - それぞれの中心波長が所定波長帯に含まれる1又は2以上の信号光成分が入射される入射端と該信号光成分が出射される出射端とを備え、かつ該信号光成分が伝搬する光伝送路に挿入されることにより該光伝送路の一部を構成する分散補償モジュールであって、
前記入射端と前記出射端との間の光路中に配置された分散補償手段と、
前記入射端と前記出射端との間の光路中に配置されるとともに前記分散補償手段と光学的に接続され、かつ前記分散補償手段に対して波長に依存する該分散補償手段の損失バラツキを補償する損失等化手段とを備え、
前記損失等化手段は、遷移金属が添加されたコア領域と該コア領域の外周に設けられたクラッド領域とを有することを特徴とする分散補償モジュール。 - それぞれの中心波長が所定波長帯に含まれる1又は2以上の信号光成分が入射される入射端と該信号光成分が出射される出射端とを備え、かつ該信号光成分が伝搬する光伝送路に挿入されることにより該光伝送路の一部を構成する分散補償モジュールであって、
前記入射端と前記出射端との間の光路中に配置された分散補償手段と、
前記入射端と前記出射端との間の光路中に配置されるとともに前記分散補償手段と光学的に接続され、かつ前記分散補償手段に対して波長に依存する該分散補償手段の損失バラツキを補償する損失等化手段とを備え、
前記損失等化手段は、1対の光ファイバの各端部を融着接続することにより得られた融着部を含むことを特徴とする分散補償モジュール。 - 前記融着部において、前記1対の光ファイバは、それぞれの光軸が互いにずらされた状態で融着接続されていることを特徴とする請求項3記載の分散補償モジュール。
- 前記融着部において、前記1対の光ファイバは、それぞれのコア領域が曲げられた状態で融着接続されていることを特徴とする請求項3記載の分散補償モジュール。
- 前記融着接続される1対の光ファイバおのおのは、径が該融着部に向かって拡大しているコア領域を備えることを特徴とする請求項3記載の分散補償モジュール。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33716997 | 1997-12-08 | ||
JP8629698 | 1998-03-31 | ||
PCT/JP1998/004564 WO1999030445A1 (fr) | 1997-12-08 | 1998-10-09 | Module de compensation de la dispersion |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP4284866B2 true JP4284866B2 (ja) | 2009-06-24 |
Family
ID=26427446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000524883A Expired - Fee Related JP4284866B2 (ja) | 1997-12-08 | 1998-10-09 | 分散補償モジュール |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6611637B1 (ja) |
EP (1) | EP1049275B1 (ja) |
JP (1) | JP4284866B2 (ja) |
KR (1) | KR20010032853A (ja) |
CN (1) | CN1246982C (ja) |
AU (1) | AU757249B2 (ja) |
CA (1) | CA2313051A1 (ja) |
WO (1) | WO1999030445A1 (ja) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6304691B1 (en) * | 1998-09-24 | 2001-10-16 | Lucent Technologies,Inc | Wavelength division multiplexed optical communication system having reduced short wavelength loss |
JP4240612B2 (ja) | 1998-12-02 | 2009-03-18 | 住友電気工業株式会社 | 分散補償モジュール |
US6853766B2 (en) | 1998-12-02 | 2005-02-08 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Dispersion-compensating module |
CA2379871A1 (en) | 1999-07-19 | 2001-01-25 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Dispersion compensation system |
JP2001197003A (ja) * | 2000-01-11 | 2001-07-19 | Fujitsu Ltd | 分散補償装置および方法 |
JP2001296444A (ja) * | 2000-04-11 | 2001-10-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 分散補償光ファイバ、光伝送路および分散補償モジュール |
JP4592887B2 (ja) * | 2000-08-07 | 2010-12-08 | 富士通株式会社 | 波長分散を補償する方法及びシステム |
WO2002054631A2 (en) * | 2000-12-30 | 2002-07-11 | University Of Rochester | Device and method for compensating for chromatic dispersion |
JP2002341157A (ja) * | 2001-03-15 | 2002-11-27 | Fujikura Ltd | 波長多重伝送路およびこれに用いる分散補償光ファイバ |
JP2003232952A (ja) * | 2002-02-13 | 2003-08-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバおよびその光ファイバを用いた光通信システム |
US20030175032A1 (en) * | 2002-03-15 | 2003-09-18 | Ranalli Eliseo R. | Planar device having an IIR tapped delay line for multiple channel dispersion and slope compensation |
US20040000635A1 (en) * | 2002-06-27 | 2004-01-01 | Stephan Wielandy | Arrangement for automatically adjusting for accumulated chromatic dispersion in a fiber optic transmission system |
US7133619B2 (en) * | 2002-07-10 | 2006-11-07 | Hon Hai Precision Ind. Co., Ltd. | Polarization mode dispersion compensation module |
JP4161808B2 (ja) * | 2002-08-21 | 2008-10-08 | 住友電気工業株式会社 | 光伝送システム |
US8064771B2 (en) * | 2005-06-30 | 2011-11-22 | Infinera Corporation | Active control loop for power control of optical channel groups |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS542143A (en) | 1977-06-07 | 1979-01-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Variable light attenuator |
JPH0537472A (ja) * | 1991-07-31 | 1993-02-12 | Fujitsu Ltd | 光増幅装置 |
JPH05152645A (ja) * | 1991-11-29 | 1993-06-18 | Hitachi Ltd | 光等化増幅器及びそれを用いた光フアイバ伝送システム |
JPH08122531A (ja) | 1994-10-25 | 1996-05-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光固定減衰器 |
JPH08220370A (ja) * | 1995-02-13 | 1996-08-30 | Fujikura Ltd | 光ファイバカプラ |
US5550940A (en) | 1995-02-24 | 1996-08-27 | Lucent Technologies Inc. | Optical tapping filters employing long period gratings |
JPH08237222A (ja) * | 1995-02-27 | 1996-09-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光伝送方式 |
JPH08271738A (ja) | 1995-03-31 | 1996-10-18 | Japan Energy Corp | 光固定減衰器 |
DE69635388T2 (de) * | 1995-03-31 | 2006-07-27 | Pirelli & C. S.P.A. | Optischer Empfänger und entsprechendes Verfahren |
JPH08278523A (ja) * | 1995-04-05 | 1996-10-22 | Hitachi Ltd | 光増幅装置 |
JP3327081B2 (ja) * | 1995-12-04 | 2002-09-24 | ケイディーディーアイ株式会社 | 光伝送システム |
US6137604A (en) * | 1996-12-04 | 2000-10-24 | Tyco Submarine Systems, Ltd. | Chromatic dispersion compensation in wavelength division multiplexed optical transmission systems |
JPH10276172A (ja) * | 1997-03-28 | 1998-10-13 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 波長分割光処理装置およびこの波長分割光処理装置を用いた光通信伝送路 |
JP3969807B2 (ja) * | 1997-10-20 | 2007-09-05 | 富士通株式会社 | 分散補償装置 |
KR100424772B1 (ko) * | 1997-11-14 | 2004-05-17 | 삼성전자주식회사 | 광증폭기시스템 |
US6304691B1 (en) * | 1998-09-24 | 2001-10-16 | Lucent Technologies,Inc | Wavelength division multiplexed optical communication system having reduced short wavelength loss |
JP4240612B2 (ja) | 1998-12-02 | 2009-03-18 | 住友電気工業株式会社 | 分散補償モジュール |
-
1998
- 1998-10-09 AU AU94590/98A patent/AU757249B2/en not_active Ceased
- 1998-10-09 CN CNB98811917XA patent/CN1246982C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1998-10-09 WO PCT/JP1998/004564 patent/WO1999030445A1/ja active IP Right Grant
- 1998-10-09 JP JP2000524883A patent/JP4284866B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-10-09 CA CA002313051A patent/CA2313051A1/en not_active Abandoned
- 1998-10-09 EP EP98947802A patent/EP1049275B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-10-09 KR KR1020007006180A patent/KR20010032853A/ko not_active Application Discontinuation
-
2000
- 2000-04-04 US US09/542,280 patent/US6611637B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1999030445A1 (fr) | 1999-06-17 |
EP1049275A1 (en) | 2000-11-02 |
AU9459098A (en) | 1999-06-28 |
CN1281604A (zh) | 2001-01-24 |
AU757249B2 (en) | 2003-02-13 |
US6611637B1 (en) | 2003-08-26 |
CN1246982C (zh) | 2006-03-22 |
CA2313051A1 (en) | 1999-06-17 |
KR20010032853A (ko) | 2001-04-25 |
EP1049275B1 (en) | 2004-06-23 |
EP1049275A4 (en) | 2003-07-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4284866B2 (ja) | 分散補償モジュール | |
US5701194A (en) | Amplified telecommunication system for wavelength-division multiplexing transmissions capable of limiting variations in the output power | |
USRE38289E1 (en) | Chromatic dispersion compensation in wavelength division multiplexed optical transmission systems | |
JP3893877B2 (ja) | 分散補償ファイバ | |
US6191854B1 (en) | Optical telecommunications system | |
US5978131A (en) | In-fiber two-stage amplifier providing WDM signal conditioning | |
JP3875673B2 (ja) | 複数モードのファイバと切り換え可能なモード変換器を備えた調節可能な分散補償装置 | |
JPH08265272A (ja) | 2方向性光増幅器を含む2方向性光通信システム | |
EP0777347B1 (en) | Optical transmission system and optical repeater | |
EP1122562A1 (en) | Dispersion compensating fiber | |
EP1764634A1 (fr) | Fibre de compensation de la dispersion chromatique et de la pente de dispersion cumulées | |
CA2377210A1 (en) | Optical structure for the compensation of chromatic dispersion in a light signal | |
US6462844B1 (en) | Wavelength-division multiplexing transmission system, a method for designing a loss difference compensator for optical devices used in the wavelength-division multiplexing transmission system, and a method for configuring the wavelength-division multiplexing transmission system | |
US6999659B1 (en) | Fiber transmission element for generating a chromatic dispersion | |
US6292601B1 (en) | Dispersion compensation in optical fibre transmission | |
JP2000241618A (ja) | 短波長の損失が減少している波長分割多重光通信システム | |
KR20020012319A (ko) | 분산 보상 시스템 | |
US6738183B2 (en) | Optical filter functioning as both a gain equalizer and noise-light blocking filter | |
US6952509B2 (en) | Wavelength dispersion compensator and optical transmission line | |
US6760513B1 (en) | Method using photonic crystals for the dispersion compensation of optical signals of different wavelengths which are transmitted together | |
Mukasa et al. | Dispersion-managed transmission lines with reverse-dispersion fiber | |
JP4411748B2 (ja) | 光伝送システムおよび光伝送方法 | |
WO2004011971A1 (ja) | 光フィルタ | |
JP3468097B2 (ja) | 超広帯域波長分散補償・増幅デバイス | |
US6853766B2 (en) | Dispersion-compensating module |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050407 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070703 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070828 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080115 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081209 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090119 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090303 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090316 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120403 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |