JPH11261177A - 光ファイバリンク中の誘導ラマン散乱による光パワ―の制限を解消する光ファイバリンクおよび方法 - Google Patents
光ファイバリンク中の誘導ラマン散乱による光パワ―の制限を解消する光ファイバリンクおよび方法Info
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- JPH11261177A JPH11261177A JP11005788A JP578899A JPH11261177A JP H11261177 A JPH11261177 A JP H11261177A JP 11005788 A JP11005788 A JP 11005788A JP 578899 A JP578899 A JP 578899A JP H11261177 A JPH11261177 A JP H11261177A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ラマン利得領域で減衰器手段を使用すること
により、誘導ラマン散乱による信号またはポンプを送る
パワーの制限を低下させる光ファイバリンクを提供す
る。 【解決手段】 誘導ラマン散乱を制限する様々な技術を
提案する。特に、１５００ｎｍを超えると急激にその減
衰が増大する、ジスプロシウムがわずかにドープされた
光ファイバ（９６、１００）の使用を提案する。このフ
ァイバを使用して、１４８０ｎｍのポンプパワー（９
４、９８）を遠隔の増幅器（８４、８８）に向かって移
送すると、現在の限度が１．３Ｗであるのに対して１０
Ｗ程度までの大きさのポンプパワーの注入が可能とな
る。この技術により、リンクの有効範囲を約８０ｋｍ増
大することが可能となる。
により、誘導ラマン散乱による信号またはポンプを送る
パワーの制限を低下させる光ファイバリンクを提供す
る。 【解決手段】 誘導ラマン散乱を制限する様々な技術を
提案する。特に、１５００ｎｍを超えると急激にその減
衰が増大する、ジスプロシウムがわずかにドープされた
光ファイバ（９６、１００）の使用を提案する。このフ
ァイバを使用して、１４８０ｎｍのポンプパワー（９
４、９８）を遠隔の増幅器（８４、８８）に向かって移
送すると、現在の限度が１．３Ｗであるのに対して１０
Ｗ程度までの大きさのポンプパワーの注入が可能とな
る。この技術により、リンクの有効範囲を約８０ｋｍ増
大することが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバリンクに
関する。本発明は、上記の種類のリンクを含む伝送シス
テムにも関する。最後に、本発明は、光ファイバリンク
中の誘導ラマン散乱による光パワーの制限を低下させる
方法に関する。本発明はとりわけ、いわゆる「無中継器
（repeaterless）」リンクに適用される。このようなリ
ンクは、電気的に活性な構成要素が端末機器のみで使用
されることを特徴とする。
関する。本発明は、上記の種類のリンクを含む伝送シス
テムにも関する。最後に、本発明は、光ファイバリンク
中の誘導ラマン散乱による光パワーの制限を低下させる
方法に関する。本発明はとりわけ、いわゆる「無中継器
（repeaterless）」リンクに適用される。このようなリ
ンクは、電気的に活性な構成要素が端末機器のみで使用
されることを特徴とする。
【０００２】
【従来の技術】無中継器光ファイバリンクは、遠距離を
達成するために、非常に高い光パワーを光ファイバに注
入する必要があるという特有の特徴を有する。二つのタ
イプの光波がファイバに注入される。第一のタイプは、
変調されて伝送すべき情報を搬送する約１５５０ｎｍの
信号波である。第二のタイプの光波は、１４００ｎｍ〜
１５００ｎｍの波長範囲のいわゆるポンプ波であり、こ
れは信号を増幅するために光ファイバに注入される連続
パワーである。
達成するために、非常に高い光パワーを光ファイバに注
入する必要があるという特有の特徴を有する。二つのタ
イプの光波がファイバに注入される。第一のタイプは、
変調されて伝送すべき情報を搬送する約１５５０ｎｍの
信号波である。第二のタイプの光波は、１４００ｎｍ〜
１５００ｎｍの波長範囲のいわゆるポンプ波であり、こ
れは信号を増幅するために光ファイバに注入される連続
パワーである。
【０００３】ポンプ波は、多くの異なる方法で使用する
ことができる。ポンプ波は、送信側端末から送信するこ
とも、受信側端末から送信することもできる。現在最も
広く使用されている方式は、ポンプ波の送信元となる端
末から数十キロメートルの位置のリンク中に、ドープさ
れたファイバ区間を配置するものである。ドープされた
ファイバはポンプ光波によって活性化され、信号を増幅
する。ポンプ波は、信号を搬送する光ファイバと同じ光
ファイバに注入することも、別の光ファイバに注入する
こともできる。この二つの技術を組み合わせることもで
きる。信号波およびポンプ波が同一ファイバ上にある場
合には、ある特定のポンプのパワーレベルまで有利な誘
導ラマン散乱によって、ポンプ波は信号波を増幅する。
ことができる。ポンプ波は、送信側端末から送信するこ
とも、受信側端末から送信することもできる。現在最も
広く使用されている方式は、ポンプ波の送信元となる端
末から数十キロメートルの位置のリンク中に、ドープさ
れたファイバ区間を配置するものである。ドープされた
ファイバはポンプ光波によって活性化され、信号を増幅
する。ポンプ波は、信号を搬送する光ファイバと同じ光
ファイバに注入することも、別の光ファイバに注入する
こともできる。この二つの技術を組み合わせることもで
きる。信号波およびポンプ波が同一ファイバ上にある場
合には、ある特定のポンプのパワーレベルまで有利な誘
導ラマン散乱によって、ポンプ波は信号波を増幅する。
【０００４】リンクの有効範囲を増大させるには、非常
に高い信号パワーおよびポンプパワー（１ワット程度）
を使用することが必要となる。しかし、注入することが
できる信号パワーおよびポンプパワーは、様々な非線形
効果、特にブリュアン効果、カー効果、および誘導ラマ
ン散乱によって制限される。これらの効果については、
「Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｆｉｂｒｅ Ｏｐｔｉｃｓ」、
Ｇ．Ｐ．Ａｇｒａｗａｌ、Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓ
ｓ １９８０に記載されている。
に高い信号パワーおよびポンプパワー（１ワット程度）
を使用することが必要となる。しかし、注入することが
できる信号パワーおよびポンプパワーは、様々な非線形
効果、特にブリュアン効果、カー効果、および誘導ラマ
ン散乱によって制限される。これらの効果については、
「Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｆｉｂｒｅ Ｏｐｔｉｃｓ」、
Ｇ．Ｐ．Ａｇｒａｗａｌ、Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓ
ｓ １９８０に記載されている。
【０００５】様々な非線形効果による制限については、
「Ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｌｉｍｉｔｓ ｏｆ
ｕｎｒｅｐｅａｔｅｒｅｄ ｓｙｓｔｅｍｓ」、Ａ．
Ｈａｄｊｉｆｏｔｉｏｕ、Ｓｕｂｏｐｔｉｃ’９３、１
９９３年３月２９日〜４月２日、Ｖｅｒｓａｉｌｌｅ
ｓ、Ｆｒａｎｃｅに記載されているが、誘導ラマン散乱
に関しては、この文献は単に、誘導ラマン散乱によって
シフトしたパワー周波数（ストークスパワー）が、ファ
イバの出口における信号のパワーと等しくなる送信パワ
ーの値に対応する送信パワーのしきい値を提案している
に過ぎない。
「Ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｌｉｍｉｔｓ ｏｆ
ｕｎｒｅｐｅａｔｅｒｅｄ ｓｙｓｔｅｍｓ」、Ａ．
Ｈａｄｊｉｆｏｔｉｏｕ、Ｓｕｂｏｐｔｉｃ’９３、１
９９３年３月２９日〜４月２日、Ｖｅｒｓａｉｌｌｅ
ｓ、Ｆｒａｎｃｅに記載されているが、誘導ラマン散乱
に関しては、この文献は単に、誘導ラマン散乱によって
シフトしたパワー周波数（ストークスパワー）が、ファ
イバの出口における信号のパワーと等しくなる送信パワ
ーの値に対応する送信パワーのしきい値を提案している
に過ぎない。
【０００６】ラマン前置増幅器を使用する伝送システム
は、「Ｒａｙｌｅｉｇｈ ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ ｌｉ
ｍｉｔａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ
Ｒａｍａｎ ｐｒｅ−ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ」、Ｐ．
Ｂ．Ｈａｎｓｅｎ等、ＯＦＣ’９７ ｔｅｃｈｎｉｃａ
ｌ ｄｉｇｅｓｔ ｐａｐｅｒ ＦＡ２、Ｄａｌｌａ
ｓ、１９９７年２月に記載されている。この文献では、
ラマン前置増幅器中のレイリー散乱によって与えられる
制限を算出している。
は、「Ｒａｙｌｅｉｇｈ ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ ｌｉ
ｍｉｔａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ
Ｒａｍａｎ ｐｒｅ−ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ」、Ｐ．
Ｂ．Ｈａｎｓｅｎ等、ＯＦＣ’９７ ｔｅｃｈｎｉｃａ
ｌ ｄｉｇｅｓｔ ｐａｐｅｒ ＦＡ２、Ｄａｌｌａ
ｓ、１９９７年２月に記載されている。この文献では、
ラマン前置増幅器中のレイリー散乱によって与えられる
制限を算出している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高い光パワ
ーの注入を制限する現象が誘導ラマン散乱であるという
新しい知見に基づいている。注入される信号パワーまた
はポンプパワーが高い場合には、誘導ラマン散乱は非常
に高い利得をファイバ中で生み出し、それがレイリータ
イプの反射（ファイバの固有反射）とあいまって、伝送
を妨げるパワーの不安定性および発振を引き起こす。こ
の現象は、増幅されて伝送すべきポンプの信号に損害を
与える雑音も生み出す。この現象は、上述のＡ．Ｈａｄ
ｊｉｆｏｔｉｏｕによる文献でリンクの性能に関するそ
の他の制限とともに言及されているが、この文献は単
に、対応するパワー制限のモデル化を提案しているに過
ぎず、それが制限効果であるかどうかは明確に記してお
らず、また制限の問題に対するいかなる解決策も記載し
ていない。
ーの注入を制限する現象が誘導ラマン散乱であるという
新しい知見に基づいている。注入される信号パワーまた
はポンプパワーが高い場合には、誘導ラマン散乱は非常
に高い利得をファイバ中で生み出し、それがレイリータ
イプの反射（ファイバの固有反射）とあいまって、伝送
を妨げるパワーの不安定性および発振を引き起こす。こ
の現象は、増幅されて伝送すべきポンプの信号に損害を
与える雑音も生み出す。この現象は、上述のＡ．Ｈａｄ
ｊｉｆｏｔｉｏｕによる文献でリンクの性能に関するそ
の他の制限とともに言及されているが、この文献は単
に、対応するパワー制限のモデル化を提案しているに過
ぎず、それが制限効果であるかどうかは明確に記してお
らず、また制限の問題に対するいかなる解決策も記載し
ていない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、光ファイバリ
ンクに注入される光パワーの制限の問題に対する解決策
を提案するものであり、詳細には、より高いパワーの注
入を可能にすることによって、より長い無中継器リンク
を提供するものである。Ｓ．Ｓ．Ｓｉａｎ等の「５１１
ｋｍ ａｔ ２．５Ｇｂｉｔ／ｓ ａｎｄ ５３１ｋｍ
ａｔ ６２２Ｍｂｉｔ／ｓ−Ｕｎｒｅｐｅａｔｅｄ
Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｗｉｔｈＲｅｍｏｔｅ ｐ
ｕｍｐｅｄ ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ、Ｆｏｒｗａｒｄ
Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｉｓｐ
ｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ」に記載のも
のなど、現在可能な４００ｋｍの商用リンクの長さおよ
び５００ｋｍの研究リンクの長さと比較して、本発明で
は、リンクの長さを８０ｋｍ以上延長することができ
る。パワーについては、例えば「Ｕｎｒｅｐｅａｔｅｄ
ＷＤＭ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｘｐｅｒｉｍ
ｅｎｔ ｗｉｔｈ８ Ｃｈａｎｎｅｌｓ ｏｆ １０Ｇ
ｂ／ｓ ｏｖｅｒ ３５２ｋｍ」、Ｐ．Ｂ．Ｈａｎｓｅ
ｎ等、ＩＥＥＥ ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌ
ｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ．８ Ｎ゜８、１９９
６年８月に記載されるように、現在注入されるポンプパ
ワーは１．３Ｗ程度であるが、本発明では１０Ｗまでの
ポンプパワーの注入を可能にする。
ンクに注入される光パワーの制限の問題に対する解決策
を提案するものであり、詳細には、より高いパワーの注
入を可能にすることによって、より長い無中継器リンク
を提供するものである。Ｓ．Ｓ．Ｓｉａｎ等の「５１１
ｋｍ ａｔ ２．５Ｇｂｉｔ／ｓ ａｎｄ ５３１ｋｍ
ａｔ ６２２Ｍｂｉｔ／ｓ−Ｕｎｒｅｐｅａｔｅｄ
Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｗｉｔｈＲｅｍｏｔｅ ｐ
ｕｍｐｅｄ ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ、Ｆｏｒｗａｒｄ
Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｉｓｐ
ｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ」に記載のも
のなど、現在可能な４００ｋｍの商用リンクの長さおよ
び５００ｋｍの研究リンクの長さと比較して、本発明で
は、リンクの長さを８０ｋｍ以上延長することができ
る。パワーについては、例えば「Ｕｎｒｅｐｅａｔｅｄ
ＷＤＭ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｘｐｅｒｉｍ
ｅｎｔ ｗｉｔｈ８ Ｃｈａｎｎｅｌｓ ｏｆ １０Ｇ
ｂ／ｓ ｏｖｅｒ ３５２ｋｍ」、Ｐ．Ｂ．Ｈａｎｓｅ
ｎ等、ＩＥＥＥ ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌ
ｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ．８ Ｎ゜８、１９９
６年８月に記載されるように、現在注入されるポンプパ
ワーは１．３Ｗ程度であるが、本発明では１０Ｗまでの
ポンプパワーの注入を可能にする。
【０００９】より厳密に言うと、本発明は、送信信号が
ラマン利得を生み出す波長領域の減衰器手段を特徴とす
る光ファイバリンクを提案するものである。
ラマン利得を生み出す波長領域の減衰器手段を特徴とす
る光ファイバリンクを提案するものである。
【００１０】減衰器手段は両方向性であると有利であ
る。
る。
【００１１】これらは、送信信号がラマン利得を生み出
す波長領域でレイリー反射も減衰させることが好まし
い。
す波長領域でレイリー反射も減衰させることが好まし
い。
【００１２】一実施形態では、減衰器手段は、最大ラマ
ン利得波長で−２０ｄＢ未満、好ましくは−４０ｄＢ未
満のレベルで、リンク中に反射を引き起こす。
ン利得波長で−２０ｄＢ未満、好ましくは−４０ｄＢ未
満のレベルで、リンク中に反射を引き起こす。
【００１３】別の実施形態では、減衰器手段は、最大ラ
マン利得波長で少なくとも１０ｄＢ減衰させる。
マン利得波長で少なくとも１０ｄＢ減衰させる。
【００１４】減衰器手段は、送信信号の波長領域で、１
ｄＢ未満のレベルに減衰させると有利である。
ｄＢ未満のレベルに減衰させると有利である。
【００１５】減衰器手段は、伝送される波長領域よりも
送信信号がラマン利得を生み出す波長領域で吸収性が高
い物質がドープされた光ファイバ区間、送信信号がラマ
ン利得を生み出す波長領域で減衰させるフィルタ、およ
び光アイソレータのうちの一つまたは複数を含むことが
できる。
送信信号がラマン利得を生み出す波長領域で吸収性が高
い物質がドープされた光ファイバ区間、送信信号がラマ
ン利得を生み出す波長領域で減衰させるフィルタ、およ
び光アイソレータのうちの一つまたは複数を含むことが
できる。
【００１６】この場合には、これらの物質は、例えばテ
ルビウムやジスプロシウムなどの希土類元素を含む。こ
のファイバ区間中の希土類元素の濃度は、０．０１ｐｐ
ｍを超えると有利である。
ルビウムやジスプロシウムなどの希土類元素を含む。こ
のファイバ区間中の希土類元素の濃度は、０．０１ｐｐ
ｍを超えると有利である。
【００１７】一実施形態では、送信信号がラマン利得を
生み出す波長での前記ファイバ区間中の単位長さあたり
の減衰は、送信信号の波長での減衰の少なくとも二倍と
なる。
生み出す波長での前記ファイバ区間中の単位長さあたり
の減衰は、送信信号の波長での減衰の少なくとも二倍と
なる。
【００１８】その全長がリンクの全長の１０％未満とな
る局在する減衰器手段を、リンクの少なくとも一点に設
けることもできる。
る局在する減衰器手段を、リンクの少なくとも一点に設
けることもできる。
【００１９】その全長がリンクの全長の１０％〜１００
％の範囲となる分散された減衰器手段をリンク中に設け
ることもできる。
％の範囲となる分散された減衰器手段をリンク中に設け
ることもできる。
【００２０】一実施形態では、ラマン利得領域の減衰器
手段は、リンクのどの点でもリンクの末端またはその他
の減衰器手段から累積したラマン利得値が限界値未満と
なるように、リンクの各位置に配置される。
手段は、リンクのどの点でもリンクの末端またはその他
の減衰器手段から累積したラマン利得値が限界値未満と
なるように、リンクの各位置に配置される。
【００２１】限界値は、リンクの反射に依存することが
好ましい。
好ましい。
【００２２】別の実施形態では、ラマン利得領域の減衰
器手段を使用して、１５２０ｎｍ〜１５８０ｎｍの波長
範囲の高い伝送信号波パワー、または１４００ｎｍ〜１
５００ｎｍの波長範囲の高いポンプ波パワーを伝送す
る。
器手段を使用して、１５２０ｎｍ〜１５８０ｎｍの波長
範囲の高い伝送信号波パワー、または１４００ｎｍ〜１
５００ｎｍの波長範囲の高いポンプ波パワーを伝送す
る。
【００２３】複数の減衰器手段を設けることもできる。
【００２４】本発明は、このようなリンクを少なくとも
一つ含む伝送システムにも関する。
一つ含む伝送システムにも関する。
【００２５】本発明は最終的に、送信信号がラマン利得
を生み出す波長領域での減衰段階を少なくとも一つ含む
ことを特徴とする、光ファイバリンク中で高パワー光信
号を伝送する方法に関する。
を生み出す波長領域での減衰段階を少なくとも一つ含む
ことを特徴とする、光ファイバリンク中で高パワー光信
号を伝送する方法に関する。
【００２６】一実施形態では、減衰段階は、リンク上の
両伝搬方向の減衰を含む。
両伝搬方向の減衰を含む。
【００２７】送信信号がラマン利得を生み出す波長領域
でレイリー反射を減衰させる減衰段階を設けることもで
きる。
でレイリー反射を減衰させる減衰段階を設けることもで
きる。
【００２８】減衰段階は、最大ラマン利得波長で少なく
とも１０ｄＢの減衰を含むと有利である。
とも１０ｄＢの減衰を含むと有利である。
【００２９】減衰段階は、送信信号の波長領域において
１ｄＢ未満のレベルで減衰を引き起こすことが好まし
い。
１ｄＢ未満のレベルで減衰を引き起こすことが好まし
い。
【００３０】一実施形態では、減衰段階は、伝送される
波長領域よりも送信信号がラマン利得を生み出す波長領
域で吸収性が高い物質がドープされた光ファイバ区間を
通って伝搬させる段階、送信信号がラマン利得を生み出
す波長領域で減衰フィルタを使用してフィルタさせる段
階、および光アイソレータによって反射させる段階のう
ちの一つまたは複数を含む。
波長領域よりも送信信号がラマン利得を生み出す波長領
域で吸収性が高い物質がドープされた光ファイバ区間を
通って伝搬させる段階、送信信号がラマン利得を生み出
す波長領域で減衰フィルタを使用してフィルタさせる段
階、および光アイソレータによって反射させる段階のう
ちの一つまたは複数を含む。
【００３１】上記の場合には、物質は、テルビウムやジ
スプロシウムなどの希土類元素を含むことができる。こ
のファイバ区間中の希土類元素の濃度は、０．０１ｐｐ
ｍを超えることが好ましい。
スプロシウムなどの希土類元素を含むことができる。こ
のファイバ区間中の希土類元素の濃度は、０．０１ｐｐ
ｍを超えることが好ましい。
【００３２】一実施形態では、送信信号がラマン利得を
生み出す波長での前記ファイバ区間中の単位長さあたり
の減衰は、送信信号の波長での減衰の少なくとも二倍と
なる。
生み出す波長での前記ファイバ区間中の単位長さあたり
の減衰は、送信信号の波長での減衰の少なくとも二倍と
なる。
【００３３】減衰段階は、リンクの少なくとも一点で局
所的に実施することも、リンクの全長の１０％〜１００
％の範囲の長さにわたってリンクに沿って分散して実施
することもできる。
所的に実施することも、リンクの全長の１０％〜１００
％の範囲の長さにわたってリンクに沿って分散して実施
することもできる。
【００３４】減衰段階は、リンクのどの点でも累積した
ラマン利得値が限界値未満となるように、リンク中で実
施すると有利である。限界値は、リンク中の反射に依存
することが好ましい。
ラマン利得値が限界値未満となるように、リンク中で実
施すると有利である。限界値は、リンク中の反射に依存
することが好ましい。
【００３５】複数の減衰段階を設けると有利である。
【００３６】本発明のその他の特徴および利点は、例示
のみを目的として図面と関連して与えた、以下の本発明
の様々な実施形態の説明を読めば明らかになるであろ
う。
のみを目的として図面と関連して与えた、以下の本発明
の様々な実施形態の説明を読めば明らかになるであろ
う。
【００３７】本明細書の残りの部分では、従来使用され
ている様々なタイプの光ファイバについての本発明の実
施形態について考察するが、本発明はこれらの波長値ま
たはこれらの光ファイバのタイプのみに制限されるもの
ではない。
ている様々なタイプの光ファイバについての本発明の実
施形態について考察するが、本発明はこれらの波長値ま
たはこれらの光ファイバのタイプのみに制限されるもの
ではない。
【００３８】誘導ラマン散乱は全ての光ファイバで発生
し、注入波長より大きな波長で利得および雑音が出現す
ることによって明らかとなる。
し、注入波長より大きな波長で利得および雑音が出現す
ることによって明らかとなる。
【００３９】
【発明の実施の形態】図１は、約１５００ｎｍの波長λ
１で送信された波に対応する雑音およびラマン利得係数
のおおよそのスペクトルを示す図である。波長の関数と
しての利得係数のスペクトルは、概して、注入波が約１
５００ｎｍであるときには、波長の最大値が約１００ｎ
ｍ長い三角形となる。図１に示すように、ラマン利得が
顕著となる波長領域は、注入波より約２００ｎｍ延び、
約１００ｎｍ長い波長領域に利得の最大値を有する。図
１では、波長は横軸にプロットされ、パワーは縦軸にプ
ロットされる。図１は、約１５００ｎｍのピークを有す
る注入波と、注入波より長い波長で三角形の形をしたラ
マン利得とを示す図である。
１で送信された波に対応する雑音およびラマン利得係数
のおおよそのスペクトルを示す図である。波長の関数と
しての利得係数のスペクトルは、概して、注入波が約１
５００ｎｍであるときには、波長の最大値が約１００ｎ
ｍ長い三角形となる。図１に示すように、ラマン利得が
顕著となる波長領域は、注入波より約２００ｎｍ延び、
約１００ｎｍ長い波長領域に利得の最大値を有する。図
１では、波長は横軸にプロットされ、パワーは縦軸にプ
ロットされる。図１は、約１５００ｎｍのピークを有す
る注入波と、注入波より長い波長で三角形の形をしたラ
マン利得とを示す図である。
【００４０】例えば、標準的なファイバ中に１．３Ｗを
超えるパワーで１４８０ｎｍのポンプ波を注入する場合
には、誘導ラマン散乱は約１５８０ｎｍで高い利得を生
み出し、１５８０ｎｍ付近で発振が出現し始める。この
現象は、１４８０ｎｍで伝送されるパワーの不安定性を
引き起こし、パワーが大きくなればなるほど、より多く
の１４８０ｎｍの波のエネルギーが１５８０ｎｍに移
る。
超えるパワーで１４８０ｎｍのポンプ波を注入する場合
には、誘導ラマン散乱は約１５８０ｎｍで高い利得を生
み出し、１５８０ｎｍ付近で発振が出現し始める。この
現象は、１４８０ｎｍで伝送されるパワーの不安定性を
引き起こし、パワーが大きくなればなるほど、より多く
の１４８０ｎｍの波のエネルギーが１５８０ｎｍに移
る。
【００４１】信号パワーが高い場合には、使用するファ
イバを違うタイプにしてカー効果の影響を防止し、制限
は約１Ｗの注入信号について生じる。この場合には、誘
導ラマン散乱は１６５０ｎｍで利得を生み出し、この波
長で引き起こされたレーザ発振は、１５５０ｎｍで不安
定性を引き起こし、１５５０ｎｍで信号からエネルギー
を移す。
イバを違うタイプにしてカー効果の影響を防止し、制限
は約１Ｗの注入信号について生じる。この場合には、誘
導ラマン散乱は１６５０ｎｍで利得を生み出し、この波
長で引き起こされたレーザ発振は、１５５０ｎｍで不安
定性を引き起こし、１５５０ｎｍで信号からエネルギー
を移す。
【００４２】本発明は、誘導ラマン散乱による制限を低
下させてより高いパワーをファイバに注入することがで
きるようにし、リンクの有効範囲を増大させることを提
案するものである。この目的のために、本発明では、送
信信号がラマン利得を生み出す波長領域の減衰器手段を
リンク中に導入することを提案する。このような減衰器
手段は、ラマン利得領域で発振が起こる条件が満たされ
るのを防止し、ラマン利得領域での雑音の蓄積を制限す
る。その結果として、蓄積した雑音が増幅されて、伝送
される信号またはポンプに損害を与えることはなくな
る。減衰器手段の特徴または効果について、以下にさら
に詳細に記述する。
下させてより高いパワーをファイバに注入することがで
きるようにし、リンクの有効範囲を増大させることを提
案するものである。この目的のために、本発明では、送
信信号がラマン利得を生み出す波長領域の減衰器手段を
リンク中に導入することを提案する。このような減衰器
手段は、ラマン利得領域で発振が起こる条件が満たされ
るのを防止し、ラマン利得領域での雑音の蓄積を制限す
る。その結果として、蓄積した雑音が増幅されて、伝送
される信号またはポンプに損害を与えることはなくな
る。減衰器手段の特徴または効果について、以下にさら
に詳細に記述する。
【００４３】減衰器手段は、ラマン利得領域で両方向性
であると有利である。これにより、両伝搬方向のラマン
雑音の生成が防止され、レイリータイプの反射が減衰す
る。
であると有利である。これにより、両伝搬方向のラマン
雑音の生成が防止され、レイリータイプの反射が減衰す
る。
【００４４】リンク中に要素を追加することにある局所
的解決策、回線ファイバを修正することにある分散解決
策、および準局所的解決策と呼ばれる混成解決策など、
様々な実施態様が可能である。図２から図５は局所的解
決策を示す図であり、図６は分散解決策を示す図であ
る。
的解決策、回線ファイバを修正することにある分散解決
策、および準局所的解決策と呼ばれる混成解決策など、
様々な実施態様が可能である。図２から図５は局所的解
決策を示す図であり、図６は分散解決策を示す図であ
る。
【００４５】図２および図３は、本発明による減衰器手
段の考えられる特徴を示す図である。図２は、様々な信
号のパワーを有する従来のリンクを示す図であり、波長
λ１、例えば１４８０ｎｍの信号が、矢印２で表すよう
に回線ファイバ１中に注入される。上記で説明したよう
に、信号がファイバ中を伝搬すると、波長λ２、この場
合には１５８０ｎｍあたりで誘導ラマン散乱が引き起こ
される。図２に示すように、リンクの点Ａの両側には、
図１からその形をとったスペクトル３および４がある。
矢印５は、λ１の信号の伝搬とは反対方向に、注入信号
に対して−３０ｄＢ程度のパワーで伝搬する、ファイバ
中のレイリー反射を表す。矢印６は、λ１の信号と同じ
方向に−４５ｄＢ程度の相対パワーで伝搬する様々な反
射を表す。
段の考えられる特徴を示す図である。図２は、様々な信
号のパワーを有する従来のリンクを示す図であり、波長
λ１、例えば１４８０ｎｍの信号が、矢印２で表すよう
に回線ファイバ１中に注入される。上記で説明したよう
に、信号がファイバ中を伝搬すると、波長λ２、この場
合には１５８０ｎｍあたりで誘導ラマン散乱が引き起こ
される。図２に示すように、リンクの点Ａの両側には、
図１からその形をとったスペクトル３および４がある。
矢印５は、λ１の信号の伝搬とは反対方向に、注入信号
に対して−３０ｄＢ程度のパワーで伝搬する、ファイバ
中のレイリー反射を表す。矢印６は、λ１の信号と同じ
方向に−４５ｄＢ程度の相対パワーで伝搬する様々な反
射を表す。
【００４６】図３は、本発明による減衰器手段を備えた
リンクを示す図である。局在する減衰器手段１０は、図
２のリンク中の点Ａに配置される。このような手段の例
を以下に記述する。減衰器手段は、送信信号がラマン利
得を生み出す、すなわち図２の例では約１５８０ｎｍの
波長領域の信号を減衰させる。減衰器手段の入力側のス
ペクトル３は図２に示すスペクトルと同じであり、これ
に対してこのリミッタ手段の下流側では、約１５８０ｎ
ｍの波長領域の信号のパワーは減衰し、したがってリミ
ッタ手段の下流側のスペクトル１１は、λ１＝１４８０
ｎｍにパワーのピークを有し、λ１の信号がラマン利得
を生み出す波長領域ではパワーが減衰している。約λ２
で減衰器手段が引き起こす減衰の代表的な値は２０ｄＢ
である。この説明の残りの部分を読めば、その他の可能
な値も明らかになるであろう。
リンクを示す図である。局在する減衰器手段１０は、図
２のリンク中の点Ａに配置される。このような手段の例
を以下に記述する。減衰器手段は、送信信号がラマン利
得を生み出す、すなわち図２の例では約１５８０ｎｍの
波長領域の信号を減衰させる。減衰器手段の入力側のス
ペクトル３は図２に示すスペクトルと同じであり、これ
に対してこのリミッタ手段の下流側では、約１５８０ｎ
ｍの波長領域の信号のパワーは減衰し、したがってリミ
ッタ手段の下流側のスペクトル１１は、λ１＝１４８０
ｎｍにパワーのピークを有し、λ１の信号がラマン利得
を生み出す波長領域ではパワーが減衰している。約λ２
で減衰器手段が引き起こす減衰の代表的な値は２０ｄＢ
である。この説明の残りの部分を読めば、その他の可能
な値も明らかになるであろう。
【００４７】減衰器手段１０は、レイリー反射も減衰さ
せる。両方向減衰器の場合、λ２で２０ｄＢ減衰する
と、リミッタ手段の出力側のレイリー反射は図３に矢印
１２で示すように−７０ｄＢ程度のパワーを有し、図２
の値−３０ｄＢと比較すると、この値は減衰器手段１０
を二回通過することによって引き起こされる減衰を見込
んでいる。一方向減衰器の場合には、レイリー反射のパ
ワーは−５０ｄＢ程度となる。
せる。両方向減衰器の場合、λ２で２０ｄＢ減衰する
と、リミッタ手段の出力側のレイリー反射は図３に矢印
１２で示すように−７０ｄＢ程度のパワーを有し、図２
の値−３０ｄＢと比較すると、この値は減衰器手段１０
を二回通過することによって引き起こされる減衰を見込
んでいる。一方向減衰器の場合には、レイリー反射のパ
ワーは−５０ｄＢ程度となる。
【００４８】減衰器手段はほとんど反射を引き起こさな
いのが有利であり、図３の例では、矢印１３で示すよう
に減衰器手段は−４５ｄＢの反射しか引き起こさない。
いのが有利であり、図３の例では、矢印１３で示すよう
に減衰器手段は−４５ｄＢの反射しか引き起こさない。
【００４９】減衰器手段１０が存在することにより、ラ
マン雑音の生成が防止され、レイリータイプの反射が制
限され、注入パワーおよびリンクの有効範囲が全体的に
増大する。
マン雑音の生成が防止され、レイリータイプの反射が制
限され、注入パワーおよびリンクの有効範囲が全体的に
増大する。
【００５０】本発明を実施するために使用することがで
きる減衰器手段の性質について、次にさらに詳細に記述
する。減衰器手段は、例えば伝送すべき信号は通すがラ
マン利得領域の波長は拒絶するフィルタを含むことがで
きる。様々なフィルタ技術、例えば融解選択波長ストレ
ッチングカプラ、ブラッグフィルタ、誘電体フィルタ、
波長選択モードフィルタなどを使用することができる。
選択したフィルタがラマン利得領域で反射を引き起こす
場合には、それらを光アイソレータと有利に組み合わせ
て、送信信号がラマン利得を生み出す波長領域での反射
を減少させる。
きる減衰器手段の性質について、次にさらに詳細に記述
する。減衰器手段は、例えば伝送すべき信号は通すがラ
マン利得領域の波長は拒絶するフィルタを含むことがで
きる。様々なフィルタ技術、例えば融解選択波長ストレ
ッチングカプラ、ブラッグフィルタ、誘電体フィルタ、
波長選択モードフィルタなどを使用することができる。
選択したフィルタがラマン利得領域で反射を引き起こす
場合には、それらを光アイソレータと有利に組み合わせ
て、送信信号がラマン利得を生み出す波長領域での反射
を減少させる。
【００５１】減衰器手段は、伝送される波長よりもラマ
ン利得領域でより吸収する元素がドープされた光ファイ
バの区間も含むことができる。こうした光ファイバ区間
は、局在するユニット中に置くことも、ケーブルに一体
化することもできる（準局所的解決策）。例えば、これ
らの特殊なファイバ区間は、ジスプロシウムがドープさ
れた光ファイバの区間にすることもできる。この希土類
元素の吸収は、約１４８０ｎｍの波長から急激に増加す
る。したがって、これを使用して、伝送される波長より
ラマン利得領域でより減衰させることができる。
ン利得領域でより吸収する元素がドープされた光ファイ
バの区間も含むことができる。こうした光ファイバ区間
は、局在するユニット中に置くことも、ケーブルに一体
化することもできる（準局所的解決策）。例えば、これ
らの特殊なファイバ区間は、ジスプロシウムがドープさ
れた光ファイバの区間にすることもできる。この希土類
元素の吸収は、約１４８０ｎｍの波長から急激に増加す
る。したがって、これを使用して、伝送される波長より
ラマン利得領域でより減衰させることができる。
【００５２】送信信号が最大ラマン利得を生み出す波長
で減衰器手段が引き起こす減衰は、１０ｄＢ以上である
ことが好ましい。図２および図３に示す例では、これは
２０ｄＢであり、さらに高くすることもできる。
で減衰器手段が引き起こす減衰は、１０ｄＢ以上である
ことが好ましい。図２および図３に示す例では、これは
２０ｄＢであり、さらに高くすることもできる。
【００５３】減衰器手段は、送信信号の波長領域では可
能な限り小さな減衰を引き起こす。図４の例では、この
減衰は０．８ｄＢであり、これが０．２ｄＢ未満になる
と有利である。
能な限り小さな減衰を引き起こす。図４の例では、この
減衰は０．８ｄＢであり、これが０．２ｄＢ未満になる
と有利である。
【００５４】減衰器手段が信号を減衰させる領域は、可
能な限り送信信号の波長に近いことが好ましく、減衰器
手段が存在しないときには、最大利得で、すなわち図３
の表示を使用するとλ２で発振効果が発生することにな
る。減衰器手段が存在しているときには、発振は、さら
に高い送信パワーで、ラマン利得および減衰の組合せが
ラマン利得および雑音の発生に最も好都合となる波長で
発生することになる。したがって、減衰器手段が存在し
ないときに生み出されたラマン利得が最大となる波長だ
けでなく、その波長の周りの波長領域でも、減衰が顕著
になることが好ましい。例えば、減衰が、λ１での減衰
より２０ｄＢ大きくなる減衰器の波長λｃを規定するこ
とができる。波長λｃがλ１に近づくほど、送信できる
最大パワーは高くなり、λｃが条件λｃ≦λ１＋１０ｎ
ｍを満たすと有利である。実際に減衰は、移送される波
長に可能な限り近づくにつれて顕著になると有利であ
る。
能な限り送信信号の波長に近いことが好ましく、減衰器
手段が存在しないときには、最大利得で、すなわち図３
の表示を使用するとλ２で発振効果が発生することにな
る。減衰器手段が存在しているときには、発振は、さら
に高い送信パワーで、ラマン利得および減衰の組合せが
ラマン利得および雑音の発生に最も好都合となる波長で
発生することになる。したがって、減衰器手段が存在し
ないときに生み出されたラマン利得が最大となる波長だ
けでなく、その波長の周りの波長領域でも、減衰が顕著
になることが好ましい。例えば、減衰が、λ１での減衰
より２０ｄＢ大きくなる減衰器の波長λｃを規定するこ
とができる。波長λｃがλ１に近づくほど、送信できる
最大パワーは高くなり、λｃが条件λｃ≦λ１＋１０ｎ
ｍを満たすと有利である。実際に減衰は、移送される波
長に可能な限り近づくにつれて顕著になると有利であ
る。
【００５５】減衰器手段がとりうる位置を次に示す。局
所的解決策の場合には、ラマン利得領域の減衰器手段
は、高いパワーが伝搬するリンクの末端付近に局在させ
ることができる。減衰器手段を配置する一つの可能な規
則は以下のようになる。減衰器手段は、リンクの始点ま
たは先行する減衰器手段から累積したラマン利得が限界
利得値を超えたときに挿入することができる。リンクの
始点と第一減衰器手段との間、または隣接する二つの減
衰器手段間の光ファイバ区間は、ラマン基本区間と呼ば
れる。利得限界はラマン基本区間の両側の反射に依存し
ている。反射値−４５ｄＢが達成された場合には、基本
区間のラマン利得の限界値は、５ｄＢのマージンをみて
４０ｄＢになると考えられる。当該の限界値は、例えば
４０ｄＢなど絶対値にすることも、例えば反射値より５
ｄＢ高いなど相対値にすることもできる。
所的解決策の場合には、ラマン利得領域の減衰器手段
は、高いパワーが伝搬するリンクの末端付近に局在させ
ることができる。減衰器手段を配置する一つの可能な規
則は以下のようになる。減衰器手段は、リンクの始点ま
たは先行する減衰器手段から累積したラマン利得が限界
利得値を超えたときに挿入することができる。リンクの
始点と第一減衰器手段との間、または隣接する二つの減
衰器手段間の光ファイバ区間は、ラマン基本区間と呼ば
れる。利得限界はラマン基本区間の両側の反射に依存し
ている。反射値−４５ｄＢが達成された場合には、基本
区間のラマン利得の限界値は、５ｄＢのマージンをみて
４０ｄＢになると考えられる。当該の限界値は、例えば
４０ｄＢなど絶対値にすることも、例えば反射値より５
ｄＢ高いなど相対値にすることもできる。
【００５６】上記の種類の配列では、減衰器手段は、そ
れらがなければ、レイリータイプの反射も含めたシステ
ム中の反射と組み合わさって誘導ラマン散乱が生み出し
た利得によってパワーが不安定になり、伝送すべき波の
エネルギーがラマン利得領域に移ることになるように配
置される。
れらがなければ、レイリータイプの反射も含めたシステ
ム中の反射と組み合わさって誘導ラマン散乱が生み出し
た利得によってパワーが不安定になり、伝送すべき波の
エネルギーがラマン利得領域に移ることになるように配
置される。
【００５７】図４は、ポンプ信号のパワーを増大させる
ことができる、局在する減衰器手段を備えた本発明によ
るリンクの一例を示す図である。図４のリンクは、約１
４８０ｎｍの波長で信号を回線ファイバ２１に送る送信
機２０を含む。６８ｋｍ伝搬した後で、回線ファイバの
末端は第一遠隔増幅器２２に接続される。遠隔増幅器か
らの信号は回線ファイバ２４を３００ｋｍにわたって伝
搬し、第二遠隔増幅器２６に到達し、次いで１０８ｋｍ
の長さにわたって回線ファイバ２８を介して受信機３０
まで伝送される。こうした例の距離は商業用に設置した
システムで使用することができる距離である。研究実証
システムなら、さらに長い距離を設置することもでき
る。
ことができる、局在する減衰器手段を備えた本発明によ
るリンクの一例を示す図である。図４のリンクは、約１
４８０ｎｍの波長で信号を回線ファイバ２１に送る送信
機２０を含む。６８ｋｍ伝搬した後で、回線ファイバの
末端は第一遠隔増幅器２２に接続される。遠隔増幅器か
らの信号は回線ファイバ２４を３００ｋｍにわたって伝
搬し、第二遠隔増幅器２６に到達し、次いで１０８ｋｍ
の長さにわたって回線ファイバ２８を介して受信機３０
まで伝送される。こうした例の距離は商業用に設置した
システムで使用することができる距離である。研究実証
システムなら、さらに長い距離を設置することもでき
る。
【００５８】この例では、ポンプパワーは送信端末か
ら、また受信端末に向けて、４．３Ｗのパワーで連続光
信号を送る送信末端ポンプ生成器３２および受信末端ポ
ンプ生成器３４から注入される。ポンプを移送するファ
イバは信号を移送するファイバとは異なり、リミッタの
損失が信号に影響を及ぼさないようになっている。二つ
のラマン基本区間が考えられ、二つのラマンリミッタが
リンクの各末端で使用される。したがって、送信末端生
成器３２は、７ｋｍの長さを有する第一ファイバ区間３
６にポンプ信号を送信し、この第一区間は減衰器手段３
８に接続され、減衰したポンプ信号が、１１ｋｍの長さ
を有する第二ファイバ区間４０を介して第二減衰器手段
４２に伝送される。次いでポンプ信号は、５０ｋｍの長
さを有する第三ファイバ区間４４で第一遠隔増幅器２２
に伝送される。この増幅器で、ポンプ信号および移送す
べき信号をマルチプレクサ４６で多重化し、ポンプ信号
を使用して、エルビウムがドープされたファイバ区間４
８中で移送すべき信号を増幅する。受信側末端配列もほ
ぼ同じであり、生成器３４、７ｋｍの長さを有する第一
ファイバ区間５０、減衰器手段５２、１１ｋｍの長さを
有する第二ファイバ区間５４、第二減衰器手段５６、９
０ｋｍの長さを有する第三ファイバ区間５８、第二遠隔
増幅器２４を含む。遠隔増幅器２４は、マルチプレクサ
６０およびエルビウムがドープされたファイバ区間６２
を含む。
ら、また受信端末に向けて、４．３Ｗのパワーで連続光
信号を送る送信末端ポンプ生成器３２および受信末端ポ
ンプ生成器３４から注入される。ポンプを移送するファ
イバは信号を移送するファイバとは異なり、リミッタの
損失が信号に影響を及ぼさないようになっている。二つ
のラマン基本区間が考えられ、二つのラマンリミッタが
リンクの各末端で使用される。したがって、送信末端生
成器３２は、７ｋｍの長さを有する第一ファイバ区間３
６にポンプ信号を送信し、この第一区間は減衰器手段３
８に接続され、減衰したポンプ信号が、１１ｋｍの長さ
を有する第二ファイバ区間４０を介して第二減衰器手段
４２に伝送される。次いでポンプ信号は、５０ｋｍの長
さを有する第三ファイバ区間４４で第一遠隔増幅器２２
に伝送される。この増幅器で、ポンプ信号および移送す
べき信号をマルチプレクサ４６で多重化し、ポンプ信号
を使用して、エルビウムがドープされたファイバ区間４
８中で移送すべき信号を増幅する。受信側末端配列もほ
ぼ同じであり、生成器３４、７ｋｍの長さを有する第一
ファイバ区間５０、減衰器手段５２、１１ｋｍの長さを
有する第二ファイバ区間５４、第二減衰器手段５６、９
０ｋｍの長さを有する第三ファイバ区間５８、第二遠隔
増幅器２４を含む。遠隔増幅器２４は、マルチプレクサ
６０およびエルビウムがドープされたファイバ区間６２
を含む。
【００５９】図４の構成では、ラマン減衰器手段は、１
４８０ｎｍでは０．８ｄＢ減衰させ、１４９０ｎｍを超
える波長では２０ｄＢより大きく減衰させ、−４５ｄＢ
未満の反射を生み出す。上記条件を仮定すると、基本区
間の長さは、ある区間で生成されたラマン利得が４０ｄ
Ｂを超えないように計算される。送信側端末に近い基本
区間は、そこでポンプパワーが最高になるので最も短
い。第二減衰器手段から回線に注入されるパワーは１．
３Ｗであり、これは減衰器手段がないときに発振が起こ
る危険性がないように注入することができる最大値であ
る。さらに、このパワーでは、１４８０ｎｍのポンプか
ら１５８０ｎｍの雑音への変換がほとんどない（２０ｄ
Ｂの差）。
４８０ｎｍでは０．８ｄＢ減衰させ、１４９０ｎｍを超
える波長では２０ｄＢより大きく減衰させ、−４５ｄＢ
未満の反射を生み出す。上記条件を仮定すると、基本区
間の長さは、ある区間で生成されたラマン利得が４０ｄ
Ｂを超えないように計算される。送信側端末に近い基本
区間は、そこでポンプパワーが最高になるので最も短
い。第二減衰器手段から回線に注入されるパワーは１．
３Ｗであり、これは減衰器手段がないときに発振が起こ
る危険性がないように注入することができる最大値であ
る。さらに、このパワーでは、１４８０ｎｍのポンプか
ら１５８０ｎｍの雑音への変換がほとんどない（２０ｄ
Ｂの差）。
【００６０】さらに高いパワーおよび第三ラマン減衰器
手段を使用しても距離は数ｋｍしか延長されず、これは
この例では考慮しない。全体として、本発明による二つ
の減衰器手段をリンクの各末端に備えると、距離の増加
は各末端で１８ｋｍ、すなわち全体で３６ｋｍとなる。
手段を使用しても距離は数ｋｍしか延長されず、これは
この例では考慮しない。全体として、本発明による二つ
の減衰器手段をリンクの各末端に備えると、距離の増加
は各末端で１８ｋｍ、すなわち全体で３６ｋｍとなる。
【００６１】図５は、局在する減衰器手段を備え、１５
５０ｎｍでの非常に高い信号パワーの伝搬を可能にす
る、本発明によるリンクの別の例を示す図である。図５
のリンクは、送信機７０、後置増幅器７２、１１ｋｍの
ファイバ区間７４、リミッタ手段７６、３７５ｋｍの回
線ファイバ７８、および受信機８０を含む。この例で
は、減衰器手段は１５５０ｎｍで０．８ｄＢの損失を有
し、１５６０ｎｍを超える波長では２０ｄＢより大きく
減衰させる。図５では、減衰器手段は伝送される信号を
搬送するファイバ上に配置され、伝送される信号の波長
についての減衰器手段の損失を距離の増加から引かなけ
ればならない。このことから、減衰器手段は、距離を７
ｋｍしか増加させず（図４に示すのは１１ｋｍであり、
４ｋｍ短い分は伝送される信号の波長での減衰器手段の
損失に相当）、２ｋｍしか長さを追加しない第二ラマン
減衰器手段は、この例では考慮していない。
５０ｎｍでの非常に高い信号パワーの伝搬を可能にす
る、本発明によるリンクの別の例を示す図である。図５
のリンクは、送信機７０、後置増幅器７２、１１ｋｍの
ファイバ区間７４、リミッタ手段７６、３７５ｋｍの回
線ファイバ７８、および受信機８０を含む。この例で
は、減衰器手段は１５５０ｎｍで０．８ｄＢの損失を有
し、１５６０ｎｍを超える波長では２０ｄＢより大きく
減衰させる。図５では、減衰器手段は伝送される信号を
搬送するファイバ上に配置され、伝送される信号の波長
についての減衰器手段の損失を距離の増加から引かなけ
ればならない。このことから、減衰器手段は、距離を７
ｋｍしか増加させず（図４に示すのは１１ｋｍであり、
４ｋｍ短い分は伝送される信号の波長での減衰器手段の
損失に相当）、２ｋｍしか長さを追加しない第二ラマン
減衰器手段は、この例では考慮していない。
【００６２】したがって本発明は、回線ファイバまたは
ポンプファイバ上で単純な減衰器手段を使用して、注入
パワーおよびリンクの有効範囲を増加させる。
ポンプファイバ上で単純な減衰器手段を使用して、注入
パワーおよびリンクの有効範囲を増加させる。
【００６３】図６は、回線ファイバ上に分散された減衰
器手段を備えた、本発明によるリンクを示す図である。
この種の分散解決策は、伝送される波長よりラマン利得
領域でより減衰させる光ファイバを使用することにあ
る。したがって、ファイバは本質的にラマン雑音の生成
を防止し、またラマン利得領域ではレイリー反射がほと
んどない。この差別的な減衰は、伝送される波長よりラ
マン利得領域でより吸収性が高い物質を回線ファイバに
ドーピングすることによって得ることができる。図６の
例では、上記種類の特殊なファイバを使用して、ポンプ
信号を遠隔増幅器に移送する。
器手段を備えた、本発明によるリンクを示す図である。
この種の分散解決策は、伝送される波長よりラマン利得
領域でより減衰させる光ファイバを使用することにあ
る。したがって、ファイバは本質的にラマン雑音の生成
を防止し、またラマン利得領域ではレイリー反射がほと
んどない。この差別的な減衰は、伝送される波長よりラ
マン利得領域でより吸収性が高い物質を回線ファイバに
ドーピングすることによって得ることができる。図６の
例では、上記種類の特殊なファイバを使用して、ポンプ
信号を遠隔増幅器に移送する。
【００６４】図６のリンクの構造は、図４の構造に類似
している。図６のリンクは、約１４８０ｎｍの波長で信
号を標準的なファイバ８２に送る送信機８１を含む。９
０ｋｍ伝搬した後で、ファイバ８２の末端は第一遠隔増
幅器８４に接続される。遠隔増幅器から出力された信号
は標準的なファイバ８６を３００ｋｍにわたって伝搬
し、第二遠隔増幅器８８に到達し、次いで１３０ｋｍの
長さにわたって標準的なファイバ９０を介して受信機９
２まで伝送される。
している。図６のリンクは、約１４８０ｎｍの波長で信
号を標準的なファイバ８２に送る送信機８１を含む。９
０ｋｍ伝搬した後で、ファイバ８２の末端は第一遠隔増
幅器８４に接続される。遠隔増幅器から出力された信号
は標準的なファイバ８６を３００ｋｍにわたって伝搬
し、第二遠隔増幅器８８に到達し、次いで１３０ｋｍの
長さにわたって標準的なファイバ９０を介して受信機９
２まで伝送される。
【００６５】ポンプ信号は、ポンプ生成器９４によっ
て、送信側末端から、第一の分散された減衰器手段とな
る５０ｋｍのドープされたファイバ区間９６に向かって
注入される。ファイバ区間９６の末端は３０ｋｍの標準
的なファイバに接続され、これは第一遠隔増幅器に接続
される。これは、図４の遠隔増幅器と類似した構造を有
し、詳細には説明しない。受信側末端でも構造は同じで
あり、ポンプ生成器９８、５０ｋｍのドープされたファ
イバ区間１００、その末端が第二遠隔増幅器８８に接続
された８０ｋｍの標準的なファイバを含む。
て、送信側末端から、第一の分散された減衰器手段とな
る５０ｋｍのドープされたファイバ区間９６に向かって
注入される。ファイバ区間９６の末端は３０ｋｍの標準
的なファイバに接続され、これは第一遠隔増幅器に接続
される。これは、図４の遠隔増幅器と類似した構造を有
し、詳細には説明しない。受信側末端でも構造は同じで
あり、ポンプ生成器９８、５０ｋｍのドープされたファ
イバ区間１００、その末端が第二遠隔増幅器８８に接続
された８０ｋｍの標準的なファイバを含む。
【００６６】この例では、伝送される信号のパワーが強
い最初の数十ｋｍは、ジスプロシウムがドープされたフ
ァイバを使用してポンプ信号を移送する。ジスプロシウ
ムＤｙ３＋は、１４８０ｎｍ（ポンプ信号の波長）では
ほとんど吸収しないが、それより高い波長、とりわけ１
５８０ｎｍでは強く吸収する。必要なジスプロシウム濃
度は低いので、ジスプロシウムを追加することによって
１４８０ｎｍでの減衰を有意に増加させることはできな
い。したがって、標準的なファイバについて、１４８０
ｎｍでの減衰が０．２１ｄＢ／ｋｍに等しいままである
が、１５３０ｎｍでは０．３ｄＢ／ｋｍまで増加し、１
５８０ｎｍのラマン利得ピークでは１ｄＢ／ｋｍまで増
加する場合には、注入することができる最大ポンプパワ
ーは１．３Ｗから約１０Ｗまで上昇し、これは各末端で
４０ｋｍ、すなわち全体で８０ｋｍ距離が追加されるこ
とを表す。この場合には、制限は１５８０ｎｍでの発振
によるものではなくなり、ラマン利得および減衰の組合
せがラマン利得および雑音の生成に最も好都合となる１
５３０ｎｍでの発振によるものとなる。ジスプロシウム
またはその他のテルビウムなどの希土類元素は、通常は
０．０１ｐｐｍを超える濃度で使用される。この程度の
濃度は、送信信号がラマン利得を生み出す波長で、送信
信号の波長での減衰の少なくとも二倍に信号を減衰させ
るのに十分である。
い最初の数十ｋｍは、ジスプロシウムがドープされたフ
ァイバを使用してポンプ信号を移送する。ジスプロシウ
ムＤｙ３＋は、１４８０ｎｍ（ポンプ信号の波長）では
ほとんど吸収しないが、それより高い波長、とりわけ１
５８０ｎｍでは強く吸収する。必要なジスプロシウム濃
度は低いので、ジスプロシウムを追加することによって
１４８０ｎｍでの減衰を有意に増加させることはできな
い。したがって、標準的なファイバについて、１４８０
ｎｍでの減衰が０．２１ｄＢ／ｋｍに等しいままである
が、１５３０ｎｍでは０．３ｄＢ／ｋｍまで増加し、１
５８０ｎｍのラマン利得ピークでは１ｄＢ／ｋｍまで増
加する場合には、注入することができる最大ポンプパワ
ーは１．３Ｗから約１０Ｗまで上昇し、これは各末端で
４０ｋｍ、すなわち全体で８０ｋｍ距離が追加されるこ
とを表す。この場合には、制限は１５８０ｎｍでの発振
によるものではなくなり、ラマン利得および減衰の組合
せがラマン利得および雑音の生成に最も好都合となる１
５３０ｎｍでの発振によるものとなる。ジスプロシウム
またはその他のテルビウムなどの希土類元素は、通常は
０．０１ｐｐｍを超える濃度で使用される。この程度の
濃度は、送信信号がラマン利得を生み出す波長で、送信
信号の波長での減衰の少なくとも二倍に信号を減衰させ
るのに十分である。
【００６７】図６の解決策は、分散された減衰器手段の
一例である。ドープされたファイバの長さは、標準的な
ファイバに注入することができるドープされたファイバ
区間からの出口におけるパワーを、１．３Ｗ未満にする
のに十分である。
一例である。ドープされたファイバの長さは、標準的な
ファイバに注入することができるドープされたファイバ
区間からの出口におけるパワーを、１．３Ｗ未満にする
のに十分である。
【００６８】図６のものなどの分散された減衰器手段
は、図４の例に適用することもできる。この場合には、
図６と同様に、ドープされたファイバ区間を図４または
図５の減衰器手段として使用することができる。局所ま
たは準局所解決策の場合には、その全長がリンクの全長
の１０％未満となることが好ましい、一つまたは複数の
減衰器手段を設けることができる。リンクの全長は、ケ
ーブル自体および接続箱からなるケーブルの全長として
規定され、分散解決策の場合には、信号を減衰させるフ
ァイバ区間の長さは、リンクの長さの１０％〜１００％
の範囲にすることができる。図４、図５、および図６の
例で使用した距離は、設置することができるシステムに
対応する距離である。研究の実証ではさらに長いシステ
ムにすることも可能である。
は、図４の例に適用することもできる。この場合には、
図６と同様に、ドープされたファイバ区間を図４または
図５の減衰器手段として使用することができる。局所ま
たは準局所解決策の場合には、その全長がリンクの全長
の１０％未満となることが好ましい、一つまたは複数の
減衰器手段を設けることができる。リンクの全長は、ケ
ーブル自体および接続箱からなるケーブルの全長として
規定され、分散解決策の場合には、信号を減衰させるフ
ァイバ区間の長さは、リンクの長さの１０％〜１００％
の範囲にすることができる。図４、図５、および図６の
例で使用した距離は、設置することができるシステムに
対応する距離である。研究の実証ではさらに長いシステ
ムにすることも可能である。
【図１】約１５００ｎｍの波長λ１で送信された波に対
応する雑音およびラマン利得係数のおおよそのスペクト
ルを示す図である。
応する雑音およびラマン利得係数のおおよそのスペクト
ルを示す図である。
【図２】様々な信号のパワーを有する従来のリンクを示
す図である。
す図である。
【図３】本発明による減衰器手段を備えたリンクを示す
図である。
図である。
【図４】ポンプファイバ上に局在する減衰器手段を備え
た、本発明によるリンクを示す図である。
た、本発明によるリンクを示す図である。
【図５】回線ファイバ上に局在する減衰器手段を備え
た、本発明によるリンクを示す図である。
た、本発明によるリンクを示す図である。
【図６】回線ファイバ上に分散された減衰器手段を備え
た、本発明によるリンクを示す図である。
た、本発明によるリンクを示す図である。
１０、３８、４２、５２、５６、７６、９６、１００
減衰器手段 ２０、７０、８１ 送信機 ２２、２６、、７２、８４、８８ 増幅器 ３０、８０、９２ 受信器 ３２、３４、９４、９８ ポンプ生成器
減衰器手段 ２０、７０、８１ 送信機 ２２、２６、、７２、８４、８８ 増幅器 ３０、８０、９２ 受信器 ３２、３４、９４、９８ ポンプ生成器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジヤン−フランソワ・マルスルー フランス国、91100・コルベイユ−エソン ヌ、リユ・デイド・サン−レジエ、36 (72)発明者 ミレイユ・マルスルー フランス国、91100・コルベイユ−エソン ヌ、リユ・デイド・サン−レジエ、36
Claims (31)
- 【請求項１】 送信信号がラマン利得を生み出す波長領
域の減衰器手段（３８、４２、５２、５６、７６、９
６、１００）を特徴とする光ファイバリンク。 - 【請求項２】 減衰器手段が両方向性であることを特徴
とする請求項１に記載のリンク。 - 【請求項３】 減衰器手段が、送信信号がラマン利得を
生み出す波長領域でレイリー反射も減衰させることを特
徴とする請求項１または２に記載のリンク。 - 【請求項４】 減衰器手段が、最大ラマン利得波長で−
２０ｄＢ未満、好ましくは−４０ｄＢ未満のレベルで、
リンク中に反射を引き起こすことを特徴とする請求項１
から３のいずれか一項に記載のリンク。 - 【請求項５】 減衰器手段が、最大ラマン利得波長で少
なくとも１０ｄＢ減衰させることを特徴とする請求項１
から４のいずれか一項に記載のリンク。 - 【請求項６】 減衰器手段が、送信信号の波長領域で、
１ｄＢ未満のレベルに減衰させることを特徴とする請求
項１から５のいずれか一項に記載のリンク。 - 【請求項７】 減衰器手段が、伝送される波長領域より
も送信信号がラマン利得を生み出す波長領域で吸収性が
高い物質がドープされた光ファイバ区間（９６、１０
０）、送信信号がラマン利得を生み出す波長領域で減衰
させるフィルタ、および光アイソレータのうちの一つま
たは複数を含むことを特徴とする請求項１から６のいず
れか一項に記載のリンク。 - 【請求項８】 前記物質が、テルビウムまたはジスプロ
シウムなどの希土類元素を含むことを特徴とする請求項
７に記載のリンク。 - 【請求項９】 光ファイバ区間中の希土類元素濃度が
０．０１ｐｐｍを超えることを特徴とする請求項８に記
載のリンク。 - 【請求項１０】 送信信号がラマン利得を生み出す波長
での前記ファイバ区間中の単位長さあたりの減衰が、送
信信号の波長での減衰の少なくとも二倍となることを特
徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載のリン
ク。 - 【請求項１１】 減衰器手段の全長がリンクの全長の１
０％未満となる、リンクの少なくとも一点に局在する減
衰器手段を特徴とする請求項１から１０のいずれか一項
に記載のリンク。 - 【請求項１２】 減衰器手段の全長がリンクの全長の１
０％〜１００％の範囲となる、リンク中の分散された減
衰器手段を特徴とする請求項１から１０のいずれか一項
に記載のリンク。 - 【請求項１３】 ラマン利得領域の減衰器手段が、リン
クのどの点でも、リンクの末端またはその他の減衰器手
段から累積したラマン利得値が限界値未満となるよう
に、リンクの各位置に配置されることを特徴とする請求
項１から１２のいずれか一項に記載のリンク。 - 【請求項１４】 限界値がリンク中の反射に依存するこ
とを特徴とする請求項１３に記載のリンク。 - 【請求項１５】 ラマン利得領域の減衰器手段を使用し
て、１５２０ｎｍ〜１５８０ｎｍの波長範囲の高い伝送
信号波パワー、または１４００ｎｍ〜１５００ｎｍの波
長範囲の高いポンプ波パワーを伝送することを特徴とす
る請求項１から１４のいずれか一項に記載のリンク。 - 【請求項１６】 複数の減衰器手段を含むことを特徴と
する請求項１から１５のいずれか一項に記載のリンク。 - 【請求項１７】 請求項１から１６のいずれか一項に記
載のリンクを少なくとも一つ含む伝送システム。 - 【請求項１８】 送信信号がラマン利得を生み出す波長
領域での減衰段階を少なくとも一つ含むことを特徴とす
る、光ファイバリンク中で高パワー光信号を伝送する方
法。 - 【請求項１９】 減衰段階がリンク上の両伝搬方向の減
衰を含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。 - 【請求項２０】 送信信号がラマン利得を生み出す波長
領域でレイリー反射を減衰させる段階を含むことをさら
に特徴とする請求項１８または１９に記載の方法。 - 【請求項２１】 減衰段階が、最大ラマン利得波長で少
なくとも１０ｄＢの減衰を含むことを特徴とする請求項
１８から２０のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項２２】 減衰段階が、送信信号の波長領域にお
いて１ｄＢ未満のレベルで減衰を引き起こすことを特徴
とする請求項１９から２１のいずれか一項に記載の方
法。 - 【請求項２３】 減衰段階が、伝送される波長領域より
も送信信号がラマン利得を生み出す波長領域で吸収性が
高い物質がドープされた光ファイバ区間を通って伝搬さ
せる段階、送信信号がラマン利得を生み出す波長領域で
減衰させるフィルタを使用してフィルタリングさせる段
階、および光アイソレータによって反射させる段階のう
ちの一つまたは複数を含むことを特徴とする請求項１９
から２２のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項２４】 前記物質が、テルビウムまたはジスプ
ロシウムなどの希土類元素を含むことを特徴とする請求
項２３に記載の方法。 - 【請求項２５】 光ファイバ区間中の希土類元素の濃度
が０．０１ｐｐｍを超えることを特徴とする請求項２４
に記載の方法。 - 【請求項２６】 送信信号がラマン利得を生み出す波長
での前記ファイバ区間中の単位長さあたりの減衰が、送
信信号の波長での減衰の少なくとも二倍となることを特
徴とする請求項２３から２５のいずれか一項に記載の方
法。 - 【請求項２７】 減衰段階が、リンクの少なくとも一点
で局所的に実施されることを特徴とする請求項１８から
２６のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項２８】 減衰が、リンクの全長の１０％〜１０
０％の長さの範囲にわたってリンクに沿って分散して実
施されることを特徴とする請求項１８から２６のいずれ
か一項に記載の方法。 - 【請求項２９】 減衰段階が、リンクのどの点において
も累積したラマン利得値が限界値未満となるように、リ
ンク中で実施されることを特徴とする請求項１８から２
８のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項３０】 限界値がリンク中の反射に依存するこ
とを特徴とする請求項２９に記載の方法。 - 【請求項３１】 複数の減衰段階を含むことを特徴とす
る請求項１８から３０のいずれか一項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9800350 | 1998-01-15 | ||
| FR9800350A FR2773655B1 (fr) | 1998-01-15 | 1998-01-15 | Elimination de la limitation en puissance optique due a l'effet raman dans les liaisons par fibre optique |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11261177A true JPH11261177A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=9521792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11005788A Pending JPH11261177A (ja) | 1998-01-15 | 1999-01-12 | 光ファイバリンク中の誘導ラマン散乱による光パワ―の制限を解消する光ファイバリンクおよび方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6529672B1 (ja) |
| EP (1) | EP0930732B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11261177A (ja) |
| DE (1) | DE69900055T2 (ja) |
| DK (1) | DK0930732T3 (ja) |
| FR (1) | FR2773655B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009016804A (ja) * | 2007-06-06 | 2009-01-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光源装置 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10037745A1 (de) * | 2000-08-02 | 2001-12-06 | Siemens Ag | Verfahren und Anordnungen zum Übertragen eines optischen Signals |
| US6898351B2 (en) * | 2000-11-07 | 2005-05-24 | Photon-X, Llc | Optical fiber transmission systems with suppressed light scattering |
| KR100421140B1 (ko) * | 2002-05-17 | 2004-03-04 | 삼성전자주식회사 | 어븀 첨가 광섬유를 이용한 라만 광섬유 증폭기 |
| US6952519B2 (en) * | 2003-05-02 | 2005-10-04 | Corning Incorporated | Large effective area high SBS threshold optical fiber |
| KR20060009388A (ko) * | 2003-06-09 | 2006-01-31 | 코닝 인코포레이티드 | 억제된 ｓｂｓ를 갖는 광통신 시스템 |
| EP1632040A1 (en) * | 2003-06-11 | 2006-03-08 | Corning Incorporated | Optical communication system with suppressed sbs |
| US7558480B2 (en) * | 2003-07-31 | 2009-07-07 | Corning Incorporated | Unrepeatered optical communication system with suppressed SBS |
| US7711013B2 (en) * | 2004-03-31 | 2010-05-04 | Imra America, Inc. | Modular fiber-based chirped pulse amplification system |
| US7082243B2 (en) * | 2004-04-05 | 2006-07-25 | Corning Incorporated | Large effective area high SBS threshold optical fiber |
| CA3156196C (en) | 2017-01-27 | 2024-06-25 | Teraxion Inc. | Optical fiber filter of wideband deleterious light and uses thereof |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4786140A (en) * | 1987-10-30 | 1988-11-22 | Gte Laboratories Incorporated | Method of modulating large-power light beams using fiber raman amplification |
| US5323404A (en) * | 1993-11-02 | 1994-06-21 | At&T Bell Laboratories | Optical fiber laser or amplifier including high reflectivity gratings |
| US6122298A (en) * | 1996-11-01 | 2000-09-19 | Tyco Submarine Systems Ltd. | Multi-wavelength optical pump |
| US5892615A (en) * | 1997-03-17 | 1999-04-06 | Sdl, Inc. | Output power enhancement in optical fiber lasers |
| US5815518A (en) * | 1997-06-06 | 1998-09-29 | Lucent Technologies Inc. | Article comprising a cascaded raman fiber laser |
| US6115174A (en) * | 1998-07-21 | 2000-09-05 | Corvis Corporation | Optical signal varying devices |
| US6088152A (en) * | 1999-03-08 | 2000-07-11 | Lucent Technologies Inc. | Optical amplifier arranged to offset Raman gain |
-
1998
- 1998-01-15 FR FR9800350A patent/FR2773655B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-01-12 US US09/228,683 patent/US6529672B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-01-12 JP JP11005788A patent/JPH11261177A/ja active Pending
- 1999-01-14 DE DE69900055T patent/DE69900055T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1999-01-14 DK DK99400080T patent/DK0930732T3/da active
- 1999-01-14 EP EP99400080A patent/EP0930732B1/fr not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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|---|---|
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| DE69900055D1 (de) | 2001-04-05 |
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| EP0930732A1 (fr) | 1999-07-21 |
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