JP5659341B2 - マルチコア光伝送システム、光増幅及び光増幅用部品 - Google Patents
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Description
・マルチコア光伝送システム
- 1本のファイバに複数のコアを有するマルチコアファイバを伝送路とする。
- マルチコアファイバの隣接するコアで伝送されるWDM信号の波長配置(周波数配置)が異なる。
- 波長配置(周波数配置)が異なる複数のWDM信号が合波されたWDM信号を増幅する光増幅器によって光中継される。
・光増幅器
- 波長配置(周波数配置)が異なる複数のWDM信号を合分波するインターリーバを備える。
- 1つのコアまたは隣接コアにおいて信号光を反対に伝搬させて光増幅を行う。
・光増幅用部品
- インターリーバと励起光と信号光を合分波する励起/信号合分波器とを石英系平面光波回路またはシリコン光集積回路に集積した光増幅部品である。
図1に本願発明のマルチコア光伝送システムの光中継部分のブロック図を示す。図1において、1は伝送用マルチコアファイバ、2は光増幅器である。光増幅器2は、増幅用ファイバ3と、励起光源4と、励起光と信号光を合波する励起/信号合分波器5と、光アイソレータ6と、ファンアウト7及び8と、インターリーバ9とを備える。
(第1の実施形態)
図8に本願発明の第1の実施形態を示す。伝送用マルチコアファイバ101は12個のコアを有し、コアピッチ40μm、クラッド直径215μmである。各コア周囲の屈折率分布はトレンチ型となっており、隣接コアからのクロストークの影響を低減している。各コアはファンアウト107によって1本ファイバに1つのコアを有するシングルコアファイバへ接続される。
図11に本願発明の第2の実施形態を示す。本実施形態における光増幅器102は、増幅用ファイバ103のコア121とコア122における信号光(WDM信号)の伝搬方向を反対にしている。図11に示す構成では、光増幅器102の入力部側の6つの励起/信号合分波器105のうちの2つに着目すると、励起/信号合分波器105の出力のうちの一方を増幅用ファイバ103の両端に接続された一方のファンアウト108(光増幅器102の入力部側のファンアウト108)へ接続し、2つの励起/信号合分波器105の出力のうちの他方を光増幅器102の他方のファンアウト108(光増幅器102の出力部側のファンアウト108)に接続している。
図12に、本願発明の第1の参考形態を示す。本参考形態におけるマルチコア光増幅器102は、インターリーバ109で1568.77 nm(191.10 THz)から1608.33 nm(186.40 THz)に100 GHz間隔で配置された48波のWDM信号(WDM信号-L1)と1569.18 nm(191.05 THz)から1608.76 nm(186.35 THz)に100 GHz間隔で配置された46波のWDM信号(WDM信号-L2)を合分波し、増幅用ファイバ103の各コアで増幅する。ただし、光増幅器102の入力側に配置されたインターリーバ109は増幅用コアファイバ103へ入力するWDM信号-L1と増幅用ファイバ103から出力されるWDM信号-L2を合波し、光増幅器102の出力側に配置されたインターリーバ109は増幅用ファイバ103から出力されるWDM信号-L1と増幅用ファイバ103へ入力するWDM信号-L2を合波する。この構成により、WDM信号-L1とWDM信号-L2は増幅用ファイバ103をそれぞれ反対向きに伝搬して増幅される。このため、増幅用ファイバ103の一方向を伝搬するWDM信号の波長数は第1の実施形態の半分となる上、周波数間隔は2倍に広がる。このため、FWMによるクロストークが抑制される。増幅用ファイバとして、Erの添加濃度及びマルチコアファイバパラメータは、1530 nmにおける吸収損失が12 dB/mとなるように設定されているファイバを80m用いて本参考形態の光増幅器と第1の実施形態の光増幅器における最大FWMクロストークを比較した結果、第1の実施形態の光増幅器では、FWMクロストークが-38 dBであったのに対し、本参考形態の光増幅器ではFWMクロストークが-43 dBとなり、クロストーク抑制の効果が確認できた。また、本参考形態の光増幅器が光増幅器サイズ低減に有効であることがわかる。表3に従来技術のマルチコア光増幅器と本参考形態の光増幅器で構成部品数の比較を示す。本参考形態では構成部品数が従来の約84%に低減できている。
図13に、本願発明の第3の実施形態を示す。本実施形態の光増幅器102では、入出力部のインターリーバ109が励起/信号合分波器105と接続されている。光増幅器102の入力側及び出力側それぞれ設けられた6個のインターリーバ109及び6個の励起/信号合分波器105は、一つの石英系平面光波回路(Planar Lightwave Circuit: PLC)として一体集積されている。インターリーバ109及び合分波器105をPLCに一体集積させるため、光アイソレータ106はファンアウト107とインターリーバ109の間に配置されている。伝送用マルチコアファイバ101、増幅用ファイバ103、励起光源104、ファンアウト107及び108は第1の実施形態と同じである。本実施形態では、インターリーバと合分波器をPLCに一体集積することにより、第1の実施形態の光増幅器で用いられているインターリーバと励起/信号合分波器よりも小型化が容易となる。さらに、シリコン光集積回路により一体集積されたインターリーバと励起/信号合分波器を用いることで、さらに小型化も可能となる。また、インターリーバと励起/信号合分波器の集積は、導波路への集積には限らず、インターリーバの構成部品(例えば、レンズ、プリズム、ミラー、GTエタロンなど)と励起/信号合分波器の構成部品(例えば、レンズ、誘電体多層膜フィルタなど)を一つのパッケージに収納した部品も、個別部品使用の場合に必要となるピグテイルファイバ接続が省略できるため、バルク部品の集積も効果がある。表4に従来技術のマルチコア光増幅器と本実施形態の光増幅器で構成部品数の比較を示す。本実施形態では構成部品数が従来の約1/2に低減できている。
2,20,102 光増幅器
3,30,103 増幅用ファイバ
4,104 励起光源
5,105 励起/信号合分波器
6,106 光アイソレータ
7,8,107,108 ファンアウト
9,109 インターリーバ
11,12,21,23,111,112,121,122 コア
Claims (5)
- 光中継器としての光増幅器と、伝送路としての複数のコアを備えた伝送用マルチコアファイバとを備え、前記伝送用マルチコアファイバの隣接する複数のコアにおいて、C帯およびL帯のいずれか一方における波長配置が互いに異なる複数のWDM信号を伝送するマルチコア光伝送システムであって、
前記光増幅器は、
前記伝送用マルチコアファイバの隣接するコアの内の異なるコアをそれぞれ伝搬する前記波長配置が互いに異なる複数のWDM信号を入力して合波するインターリーバを含む少なくとも1組のインターリーバと、
前記インターリーバからの前記合波された複数のWDM信号と励起光とを合波する合分波器を含む少なくとも1組の合分波器と、
希土類イオンを添加した少なくとも1つのコアを備えた増幅用ファイバと
を備え、
前記少なくとも1組の合分波器の各組の合分波器の各々を、前記増幅用ファイバの少なくとも1つのコアのうちの1つに接続して前記合波された複数のWDM信号を増幅するように構成されたことを特徴とするマルチコア光伝送システム。 - 前記少なくとも1組のインターリーバおよび前記少なくとも1組の合分波器の組数は、2以上であり、
前記少なくとも1つのコアを備えた増幅用ファイバのコア数は、複数であり、
前記光増幅器は、
前記少なくとも1組の合分波器の各組の合分波器の各々を、前記増幅用ファイバの複数のコアのうちの1つに接続する1組のファンアウト
をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載のマルチコア光伝送システム。 - 前記増幅用ファイバの前記コア数が、該光増幅器の入/出力に接続される前記伝送用マルチコアファイバのコア数より小さいことを特徴とする請求項1又は2に記載のマルチコア光伝送システム。
- 前記増幅用ファイバの複数のコアのうちの隣接するコアにおいて信号光の伝搬方向が反対となるように、前記少なくとも1組の合分波器の各々が前記1組のファンアウトに接続されたことを特徴とする請求項2又は3に記載のマルチコア光伝送システム。
- 2つのWDM信号が前記増幅用ファイバの同一コアにおいて互いに反対向きに伝搬し増幅されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のマルチコア光伝送システム。
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