(57)【要約】【課題】偏波保持ファイバ型の光部品を少なくしながら、直交する偏波状態を保持したポンプ光を非線形媒質に入力できる波長変換器等を提供する。【解決手段】波長変換器は、第１の光源と、第２の光源と、偏波合成部と、非線形媒質とを有する。第１の光源は、第１のポンプ光を生成する。第２の光源は、第１のポンプ光と同一波長の第２のポンプ光を生成する。偏波合成部は、第１のポンプ光が第２のポンプ光と直交するように第１のポンプ光及び第２のポンプ光を偏波合成する。非線形媒質は、偏波合成後の第１のポンプ光及び前記第２のポンプ光を用いて、第１のポートから入力された第１の信号光を第２の信号光に波長変換して第２のポートから出力する。非線形媒質は、偏波合成後の第１のポンプ光及び第２のポンプ光を用いて、第２のポートから入力された第２の信号光を第１の信号光に波長変換して第１のポートから出力する。【選択図】図２
2019200314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のポンプ光を生成する第１の光源と、
前記第１のポンプ光と同一波長の第２のポンプ光を生成する第２の光源と、
前記第１のポンプ光が前記第２のポンプ光と直交するように前記第１のポンプ光及び前記第２のポンプ光を偏波合成する偏波合成部と、
偏波合成後の前記第１のポンプ光及び前記第２のポンプ光を用いて、第１のポートから入力された第１の信号光を前記第１の信号光と異なる波長帯域の第２の信号光に波長変換して第２のポートから出力すると共に、前記偏波合成後の前記第１のポンプ光及び前記第２のポンプ光を用いて、前記第２のポートから入力された前記第２の信号光を第１の信号光に波長変換して前記第１のポートから出力する非線形媒質と、
前記第１のポートからの前記第１の信号光を前記非線形媒質内に入力すると共に、前記非線形媒質で波長変換後の前記第１の信号光を前記第１のポートから出力する第１のサーキュレータと、
前記第２のポートからの前記第２の信号光を前記非線形媒質内に入力すると共に、前記非線形媒質で波長変換後の前記第２の信号光を前記第２のポートから出力する第２のサーキュレータと
を有することを特徴とする波長変換器。
【請求項２】
前記偏波合成後の前記第１のポンプ光及び前記第２のポンプ光を前記第１の信号光の伝搬方向と同一の方向から前記非線形媒質に入力する合波部を有することを特徴とする請求項１に記載の波長変換器。
【請求項３】
前記偏波合成後の前記第１のポンプ光及び前記第２のポンプ光を光分岐する光分岐部と、
前記光分岐した前記第１のポンプ光及び前記第２のポンプ光の一部を、前記第１のポートから入力した前記第１の信号光の伝搬方向と同一の方向から前記非線形媒質に入力する第１の合波部と、
前記光分岐した前記第１のポンプ光及び前記第２のポンプ光の残りを、前記第２のポートから入力した前記第２の信号光の伝搬方向と同一の方向から前記非線形媒質に入力する第２の合波部と
を有することを特徴とする請求項１に記載の波長変換器。
【請求項４】
前記第１のポンプ光が目標波長となるように前記第１の光源を制御する第１の波長ロック部と、
前記第２のポンプ光が前記目標波長となるように前記第２の光源を制御する第２の波長ロック部と
を有することを特徴とする請求項１に記載の波長変換器。
【請求項５】
前記第１のポンプ光が目標波長となるように前記第１の光源を制御する波長ロック部と、
前記第１の光源からの前記第１のポンプ光と前記第２の光源からの前記第２のポンプ光との差分を検出する検出部と、
前記検出部にて検出した前記差分が減少するように前記第２の光源を制御する制御部と
を有することを特徴とする請求項１に記載の波長変換器。
【請求項６】
第１のポンプ光を生成する第１の光源と、
前記第１のポンプ光と同一波長の第２のポンプ光を生成する第２の光源と、
前記第１のポンプ光が前記第２のポンプ光と直交するように前記第１のポンプ光及び前記第２のポンプ光を偏波合成する偏波合成部と、
偏波合成後の第１のポンプ光及び前記第２のポンプ光を用いて、入力された第１の信号光を前記第１の信号光と異なる波長帯域の第２の信号光に波長変換して出力する非線形媒質と
を有することを特徴とする波長変換器。
【請求項７】
波長変換器が、
第１のポンプ光を生成し、
前記第１のポンプ光と同一波長の第２のポンプ光を生成し、
前記第１のポンプ光が前記第２のポンプ光と直交するように前記第１のポンプ光及び前記第２のポンプ光を偏波合成し、
偏波合成後の前記第１のポンプ光及び前記第２のポンプ光を用いて、第１のポートから入力された第１の信号光を非線形媒質で前記第１の信号光と異なる波長帯域の第２の信号光に波長変換して第２のポートから出力すると共に、前記偏波合成後の前記第１のポンプ光及び前記第２のポンプ光を用いて、前記第２のポートから入力された前記第２の信号光を前記非線形媒質で第１の信号光に波長変換して前記第１のポートから出力し、
前記第１のポートからの前記第１の信号光を前記非線形媒質内に入力すると共に、前記非線形媒質で波長変換後の前記第１の信号光を前記第１のポートから出力し、
前記第２のポートからの前記第２の信号光を前記非線形媒質内に入力すると共に、前記非線形媒質で波長変換後の前記第２の信号光を前記第２のポートから出力する
処理を実行することを特徴とする波長変換器の波長変換方法。
【請求項８】
第１の多重光を、当該第１の多重光と異なる波長帯域の第２の多重光に波長変換すると共に、前記第２の多重光を前記第１の多重光に波長変換する波長変換器を有する伝送装置であって、
前記波長変換器は、
第１のポンプ光を生成する第１の光源と、
前記第１のポンプ光と同一波長の第２のポンプ光を生成する第２の光源と、
前記第１のポンプ光が前記第２のポンプ光と直交するように前記第１のポンプ光及び前記第２のポンプ光を偏波合成する偏波合成部と、
偏波合成後の前記第１のポンプ光及び前記第２のポンプ光を用いて、第１のポートから入力された前記第１の多重光を前記第２の多重光に波長変換して第２のポートから出力すると共に、偏波合成後の前記第１のポンプ光及び前記第２のポンプ光を用いて、前記第２のポートから入力された前記第２の多重光を第１の多重光に波長変換して前記第１のポートから出力する非線形媒質と、
前記第１のポートからの前記第１の多重光を前記非線形媒質内に入力すると共に、前記非線形媒質で波長変換後の前記第１の多重光を前記第１のポートから出力する第１のサーキュレータと、
前記第２のポートからの前記第２の多重光を前記非線形媒質内に入力すると共に、前記非線形媒質で波長変換後の前記第２の多重光を前記第２のポートから出力する第２のサーキュレータと
を有することを特徴とする伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長変換器、波長変換方法及び伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信需要の拡大に伴って、例えば、光ファイバ芯数の増加、１波長当たりの光信号容量の増加や、波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength  Division  Multiplexing）チャネル数の増加で伝送容量の拡大が求められている。しかしながら、光ファイバの敷設コスト等が高いため、光ファイバ芯数を増やさず、主に光信号容量の増加やＷＤＭチャネル数の増加で伝送容量の拡大が求められている。また、伝送装置では、例えば、１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍのＣ帯(Conventional  Band)の光波長を用いた通信を実現しているが、Ｃ帯のみでの伝送容量の拡大には限界がある。
【０００３】
光通信の通信帯域では、例えば、１２６０ｎｍ〜１６７５ｎｍの帯域を使用し、Ｃ帯の他に、Ｏ帯、Ｅ帯、Ｓ帯、Ｌ帯、Ｕ帯等がある。Ｏ帯（Original  Band）は、１２６０ｎｍ〜１３６０ｎｍの波長帯域、Ｅ帯（Extended  Band）は、１３６０ｎｍ〜１４６０ｎｍの波長帯域、Ｓ帯（Short  Band）は、１４６０ｎｍ〜１５３０ｎｍの波長帯域である。Ｌ帯（Long  Band）は、１５６５ｎｍ〜１６２５ｎｍの波長帯域、Ｕ帯（Ultra-Long  Band）は、１６２５ｎｍ〜１６７５ｎｍの波長帯域である。
【０００４】
そこで、伝送装置では、Ｃ帯のみでなく、例えば、Ｌ帯やＳ帯等の通信帯域を利用して更なる伝送容量の拡大を図っている。複数の波長帯域を使用したマルチバンドのＷＤＭシステムでは、例えば、Ｃ帯の多重光をＬ帯の多重光に波長変換する波長変換器等が必要となる。波長変換器では、例えば、四光波混合（ＦＷＭ：Four-Wave  Mixing）の非線形光学現象を利用している。図９は、従来の波長変換器１００の一例を示す説明図である。図９に示す波長変換器１００は、入力ポート１０１と、ポンプ光源１０２と、ＷＤＭカプラ１０３と、光サーキュレータ１０４と、偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ：Polarizing  Beam  Splitter）１０５とを有する。波長変換器１００は、偏波保持非線形ファイバ１０６と、光ＢＰＦ１０７と、出力ポート１０８とを有する。尚、例えば、Ｃ帯の多重光をＬ帯の多重光に波長変換する波長変換器１００の場合、波長変換前のＣ帯の多重光が信号光、波長変換後のＬ帯の多重光が変換光となる。
【０００５】
入力ポート１０１は、信号光を入力するポートである。ポンプ光源１０２は、ポンプ光を出力する光源である。ＷＤＭカプラ１０３は、入力ポート１０１からの信号光と、ポンプ光源１０２からのポンプ光とを合波する。光サーキュレータ１０４は、ＷＤＭカプラ１０３からの信号光及びポンプ光をＰＢＳ１０５に出力すると共に、ＰＢＳ１０５からの波長変換後の変換光、信号光及びポンプ光を光ＢＰＦ１０７に出力する。ＰＢＳ１０５は、波長変換前の信号光及びポンプ光を、垂直偏波の信号光及びポンプ光と水平偏波の信号光及びポンプ光とに分離する。ＰＢＳ１０５は、垂直偏波の信号光及びポンプ光を偏波保持非線形ファイバ１０６のＸ方向から入力すると共に、水平偏波の信号光及びポンプ光を偏波保持非線形ファイバ１０６のＹ方向から入力する。
【０００６】
偏波保持非線形ファイバ１０６は、水平偏波のポンプ光と水平偏波の信号光との四光波混合を用いて、水平偏波の信号光を保持しながら、水平偏波の信号光を水平偏波の変換光に波長変換する。そして、偏波保持非線形ファイバ１０６は、水平偏波の変換光、信号光及びポンプ光をＰＢＳ１０５に出力する。また、偏波保持非線形ファイバ１０６は、垂直偏波のポンプ光と垂直偏波の信号光との四光波混合を用いて、垂直偏波の信号光を保持しながら、垂直偏波の信号光を垂直偏波の変換光に波長変換する。そして、偏波保持非線形ファイバ１０６は、垂直偏波の変換光、信号光及びポンプ光をＰＢＳ１０５に出力する。
【０００７】
ＰＢＳ１０５は、垂直偏波の変換光、ポンプ光及び信号光と、水平偏波の変換光、ポンプ光及び信号光とを合波して波長変換後の変換光、信号光及びポンプ光を光サーキュレータ１０４に出力する。光サーキュレータ１０４は、波長変換後の変換光、信号光及びポンプ光を光ＢＰＦ１０７に出力する。光ＢＰＦ１０７は、波長変換後の変換光、信号光及びポンプ光から変換光のみを抽出し、抽出した変換光を出力ポート１０８に出力する。つまり、波長変換器１００は、例えば、Ｃ帯の信号光をＬ帯の信号光（変換光）に波長変換できたことになる。
【０００８】
しかしながら、波長変換器１００では、四光波混合の波長変換効率の向上を図るために信号光とポンプ光との偏波状態を合せる必要がある。通常の光ファイバには、水平偏波モードと垂直偏波モードとの直交する２つの偏波モードがある。通常の光ファイバでは、光ファイバに対する応力でコアが非円になって伝搬中の光の偏波が変動し、例えば、信号光の偏波状態が波長変換器１００の入力段では一定にならない。更に、信号光とポンプ光との偏波状態を合せるためには、波長変換器１００に入力するポンプ光も直交する二つの偏波状態を作る必要がある。
【０００９】
図１０は、偏波保持非線形ファイバ１２０内のポンプ光の偏波状態の一例を示す説明図である。図１０に示す偏波保持非線形ファイバ１２０は、コア１２１の両側に円形の応力付与部１２２を配置している。応力付与部１２２は、例えば、水平偏波モードと垂直偏波モードとで異なる屈折率構造を有するため、伝搬速度が異なる。その結果、ポンプ光の偏波を４５°の状態で入力した場合、ファイバの信号伝搬方向で偏波状態が変化し、直交する偏波状態である垂直偏波のポンプ光及び水平偏波のポンプ光を生成できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−７５３３０号公報
【特許文献２】特開２００５−１２３５８号公報
【特許文献３】特開２０００−２５８８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
波長変換器１００では、単一のポンプ光で直交する二つの偏波状態を確保するためには、ＰＢＳ１０５に対して４５°の偏波状態でポンプ光を入力する必要がある。そこで、波長変換器１００では、ポンプ光を４５°の偏波状態に保持するために、ポンプ光源１０２から偏波保持非線形ファイバ１０６までの区間を偏波保持ファイバで接続する必要がある。更に、ポンプ光源１０２から偏波保持非線形ファイバ１０６までの区間のＷＤＭカプラ１０３、光サーキュレータ１０４及びＰＢＳ１０５は、偏波保持ファイバ型の光部品を使用することになる。その結果、ＰＢＳ１０５の入力段のポンプ光の偏波状態は４５°に維持することで、垂直偏波及び水平偏波のポンプ光を偏波保持非線形ファイバ１０６に入力できる。つまり、ポンプ光源１０２からＰＢＳ１０５までの区間を偏波状態が４５°のポンプ光に保持するためには、その区間を偏波保持ファイバ型の光部品を使用することになるため、波長変換器１００の部品コストが嵩んでしまう。
【００１２】
しかも、現状のポンプ光源に使用する半導体ＬＤ（Laser  Diode）では、その出力が１８ｄＢｍ程度であるため、波長変換器の波長変換に使用する偏波保持非線形ファイバに２０ｄＢｍ程度のポンプ光を入力する必要がある。従って、ポンプ光源の出力段にポンプ光を光増幅する光増幅器が必要となる。しかしながら、光増幅器は、その内部の光アイソレータ、ＥＤＦ(Erbium  Doped  Fiber)、光カプラ等の光部品も偏波保持ファイバ型の光部品を使用することになる。しかしながら、偏波保持ファイバ型の光部品は、希少価値が高く、部品コストが高い。つまり、波長変換器１００の部品コストが嵩んでしまう。
【００１３】
一つの側面では、偏波保持ファイバ型の光部品を少なくしながら、直交する偏波状態のポンプ光を非線形媒質に入力できる波長変換器等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
一つの態様の波長変換器は、第１の光源と、第２の光源と、偏波合成部と、非線形媒質と、第１のサーキュレータと、第２のサーキュレータとを有する。第１の光源は、第１のポンプ光を生成する。第２の光源は、第１のポンプ光と同一波長の第２のポンプ光を生成する。偏波合成部は、第１のポンプ光が第２のポンプ光と直交するように第１のポンプ光及び第２のポンプ光を偏波合成する。非線形媒質は、偏波合成後の第１のポンプ光及び第２のポンプ光を用いて、第１のポートから入力された第１の信号光を第１の信号光と異なる波長帯域の第２の信号光に波長変換して第２のポートから出力する。非線形媒質は、偏波合成後の第１のポンプ光及び第２のポンプ光を用いて、第２のポートから入力された第２の信号光を第１の信号光に波長変換して第１のポートから出力する。第１のサーキュレータは、第１のポートからの第１の信号光を非線形媒質内に入力し、非線形媒質で波長変換後の第１の信号光を第１のポートから出力する。第２のサーキュレータは、第２のポートからの第２の信号光を非線形媒質内に入力し、非線形媒質で波長変換後の第２の信号光を第２のポートから出力する。
【発明の効果】
【００１５】
一つの態様では、偏波保持ファイバ型の光部品を少なくしながら、直交する偏波状態のポンプ光を非線形媒質に入力できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本実施例のＷＤＭシステムの一例を示す説明図である。
【図２】図２は、実施例１の波長変換部の一例を示す説明図である。
【図３】図３は、第１のポンプ光と第２のポンプ光との偏波状態の一例を示す説明図である。
【図４】図４は、信号光、ポンプ光及び変換光の一例を示す説明図である。
【図５】図５は、実施例２の波長変換部の一例を示す説明図である。
【図６】図６は、実施例３の波長変換部の一例を示す説明図である。
【図７】図７は、実施例４の波長変換部の一例を示す説明図である。
【図８】図８は、実施例５の波長変換部の一例を示す説明図である。
【図９】図９は、従来の波長変換器の一例を示す説明図である。
【図１０】図１０は、偏波保持非線形ファイバ内のポンプ光の偏波状態の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて、本願の開示する波長変換器、波長変換方法及び伝送装置の実施例を詳細に説明する。尚、各実施例により、開示技術が限定されるものではない。また、以下に示す各実施例は、矛盾を起こさない範囲で適宜組み合わせても良い。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本実施例のＷＤＭシステム１の一例を示す説明図である。図１に示すＷＤＭシステム１は、第１の伝送装置２Ａと、第２の伝送装置２Ｂと、第１の伝送装置２Ａと第２の伝送装置２Ｂとの間で波長多重光を伝送する上り伝送路３Ａ及び下り伝送路３Ｂとを有する。ＷＤＭシステム１は、異なる波長帯域、例えば、Ｃ帯、Ｌ帯及びＳ帯の多重光を伝送するマルチバンドシステムである。第１の伝送装置２Ａは、第１〜第３の光送信群１１Ａ〜１１Ｃと、第１〜第３の光受信群１２Ａ〜１２Ｃと、複数の波長変換部１３と、第１の波長合波部１４Ａと、第１の波長分波部１５Ａとを有する。
【００１９】
第１の光送信群１１Ａは、複数のＣ帯の光送信部Ｃ１〜ＣＮと、合波部１６と、送信光増幅部１７とを有する。光送信部Ｃ１〜ＣＮは、Ｃ帯波長の光信号を合波部１６に出力する。合波部１６は、各光送信部Ｃ１〜ＣＮからのＣ帯の光信号を合波してＣ帯の第１の多重光を送信光増幅部１７に出力する。送信光増幅部１７は、Ｃ帯の第１の多重光を増幅し、増幅後のＣ帯の第１の多重光を第１の波長合波部１４Ａに出力する。第２の光送信群１１Ｂは、複数のＣ帯の光送信部Ｌ１〜ＬＮと、合波部１６と、送信光増幅部１７とを有する。光送信部Ｌ１〜ＬＮは、Ｃ帯波長の光信号を合波部１６に出力する。合波部１６は、各光送信部Ｌ１〜ＬＮからのＣ帯の光信号を合波してＣ帯の第１の多重光を送信光増幅部１７に出力する。送信光増幅部１７は、Ｃ帯の第１の多重光を増幅し、増幅後のＣ帯の第１の多重光を第１の波長変換部１３Ａに出力する。第３の光送信群１１Ｃは、複数のＣ帯の光送信部Ｓ１〜ＳＮと、合波部１６と、送信光増幅部１７とを有する。光送信部Ｓ１〜ＳＮは、Ｃ帯波長の光信号を合波部１６に出力する。合波部１６は、各光送信部Ｓ１〜ＳＮからのＣ帯の光信号を合波してＣ帯の第１の多重光を送信光増幅部１７に出力する。送信光増幅部１７は、Ｃ帯の第１の多重光を増幅し、増幅後のＣ帯の第１の多重光を第２の波長変換部１３Ｂに出力する。
【００２０】
波長変換部１３としては、例えば、第１の波長変換部１３Ａや第２の波長変換部１３Ｂがある。第１の波長変換部１３Ａは、第２の光送信群１１ＢからＣ帯の第１の多重光をＬ帯の第２の多重光に波長変換し、波長変換後のＬ帯の第２の多重光を第１の波長合波部１４Ａに出力する。第２の波長変換部１３Ｂは、第３の光送信群１１ＣからＣ帯の第１の多重光をＳ帯の第３の多重光に波長変換し、波長変換後のＳ帯の第３の多重光を第１の波長合波部１４Ａに出力する。
【００２１】
第１の波長合波部１４Ａは、第１の光送信群１１ＡからのＣ帯の第１の多重光と、第１の波長変換部１３ＡからのＬ帯の第２の多重光と、第２の波長変換部１３ＢからのＳ帯の第３の多重光とを合波する。そして、第１の波長合波部１４Ａは、第１の多重光、第２の多重光及び第３の多重光を上り伝送路３Ａに出力する。
【００２２】
第１の光受信群１２Ａは、受信光増幅部１８と、分波部１９と、複数のＣ帯の光受信部Ｃ１〜ＣＮとを有する。第２の光受信群１２Ｂは、受信光増幅部１８と、分波部１９と、複数のＣ帯の光受信部Ｌ１〜ＬＮとを有する。第３の光受信群１２Ｃは、受信光増幅部１８と、分波部１９と、複数のＣ帯の光受信部Ｓ１〜ＳＮとを有する。
【００２３】
第１の波長分波部１５Ａは、下り伝送路３Ｂからの波長多重光から第１の多重光、第２の多重光及び第３の多重光を分波する。第１の波長分波部１５Ａは、第１の多重光を第１の光受信群１２Ａに出力すると共に、第２の多重光を第１の波長変換部１３Ａに出力すると共に、第３の多重光を第２の波長変換部１３Ｂに出力する。
【００２４】
第１の光受信群１２Ａ内の受信光増幅部１８は、第１の波長分波部１５Ａからの第１の多重光を光増幅し、光増幅後の第１の多重光を分波部１９に出力する。分波部１９は、第１の多重光を各光信号に分波し、各光信号を各光受信部Ｃ１〜ＣＮに出力する。
【００２５】
第１の波長変換部１３Ａは、第１の波長分波部１５ＡからのＬ帯の第２の多重光をＣ帯の第１の多重光に波長変換し、波長変換後のＣ帯の第１の多重光を第２の光受信群１２Ｂに出力する。第２の光受信群１２Ｂ内の受信光増幅部１８は、第１の波長変換部１３ＡからのＣ帯の第１の多重光を光増幅し、光増幅後の第１の多重光を分波部１９に出力する。分波部１９は、第１の多重光を各光信号に分波し、各光信号を各光受信部Ｌ１〜ＬＮに出力する。
【００２６】
第２の波長変換部１３Ｂは、第１の波長分波部１５ＡからのＳ帯の第３の多重光をＣ帯の第１の多重光に波長変換し、波長変換後のＣ帯の第１の多重光を第３の光受信群１２Ｃに出力する。第３の光受信群１２Ｃ内の受信光増幅部１８は、第２の波長変換部１３ＢからのＣ帯の第１の多重光を光増幅し、光増幅後の第１の多重光を分波部１９に出力する。分波部１９は、第１の多重光を各光信号に分波し、各光信号を各光受信部Ｓ１〜ＳＮに出力する。
【００２７】
第２の伝送装置２Ｂは、第４〜第６の光送信群１１Ｄ〜１１Ｆと、第４〜第６の光受信群１２Ｄ〜１２Ｆと、複数の波長変換部１３と、第２の波長合波部１４Ｂと、第２の波長分波部１５Ｂとを有する。
【００２８】
第４の光送信群１１Ｄは、複数のＣ帯の光送信部Ｃ１〜ＣＮと、合波部１６と、送信光増幅部１７とを有する。光送信部Ｃ１〜ＣＮは、Ｃ帯波長の光信号を合波部１６に出力する。合波部１６は、各光送信部Ｃ１〜ＣＮからのＣ帯の光信号を合波してＣ帯の第１の多重光を送信光増幅部１７に出力する。送信光増幅部１７は、Ｃ帯の第１の多重光を増幅し、増幅後のＣ帯の第１の多重光を第２の波長合波部１４Ｂに出力する。第５の光送信群１１Ｅは、複数のＣ帯の光送信部Ｌ１〜ＬＮと、合波部１６と、送信光増幅部１７とを有する。光送信部Ｌ１〜ＬＮは、Ｃ帯波長の光信号を合波部１６に出力する。合波部１６は、各光送信部Ｌ１〜ＬＮからのＣ帯の光信号を合波してＣ帯の第１の多重光を送信光増幅部１７に出力する。送信光増幅部１７は、Ｃ帯の第１の多重光を増幅し、増幅後のＣ帯の第１の多重光を第３の波長変換部１３Ｃに出力する。第６の光送信群１１Ｆは、複数のＣ帯の光送信部Ｓ１〜ＳＮと、合波部１６と、送信光増幅部１７とを有する。光送信部Ｓ１〜ＳＮは、Ｃ帯波長の光信号を合波部１６に出力する。合波部１６は、各光送信部Ｓ１〜ＳＮからのＣ帯の光信号を合波してＣ帯の第１の多重光を送信光増幅部１７に出力する。送信光増幅部１７は、Ｃ帯の第１の多重光を増幅し、増幅後のＣ帯の第１の多重光を第４の波長変換部１３Ｄに出力する。
【００２９】
波長変換部１３は、例えば、第３の波長変換部１３Ｃや第４の波長変換部１３Ｄである。第３の波長変換部１３Ｃは、第５の光送信群１１ＥからＣ帯の第１の多重光をＬ帯の第２の多重光に波長変換し、波長変換後のＬ帯の第２の多重光を第２の波長合波部１４Ｂに出力する。第４の波長変換部１３Ｄは、第６の光送信群１１ＦからＣ帯の第１の多重光をＳ帯の第３の多重光に波長変換し、波長変換後のＳ帯の第３の多重光を第２の波長合波部１４Ｂに出力する。
【００３０】
第２の波長合波部１４Ｂは、第４の光送信群１１ＤからのＣ帯の第１の多重光と、第３の波長変換部１３ＣからのＬ帯の第２の多重光と、第４の波長変換部１３ＤからのＳ帯の第３の多重光とを合波する。第２の波長合波部１４Ｂは、第１の多重光、第２の多重光及び第３の多重光を下り伝送路３Ｂに出力する。
【００３１】
第４の光受信群１２Ｄは、受信光増幅部１８と、分波部１９と、複数のＣ帯の光受信部Ｃ１〜ＣＮとを有する。第５の光受信群１２Ｅは、受信光増幅部１８と、分波部１９と、複数のＣ帯の光受信部Ｌ１〜ＬＮとを有する。第６の光受信群１２Ｆは、受信光増幅部１８と、分波部１９と、複数のＣ帯の光受信部Ｓ１〜ＳＮとを有する。
【００３２】
第２の波長分波部１５Ｂは、上り伝送路３Ａからの波長多重光から第１の多重光、第２の多重光及び第３の多重光を分波する。第２の波長分波部１５Ｂは、第１の多重光を第４の光受信群１２Ｄに出力すると共に、第２の多重光を第３の波長変換部１３Ｃに出力すると共に、第３の多重光を第４の波長変換部１３Ｄに出力する。
【００３３】
第４の光受信群１２Ｄ内の受信光増幅部１８は、第２の波長分波部１５Ｂからの第１の多重光を光増幅し、光増幅後の第１の多重光を分波部１９に出力する。分波部１９は、第１の多重光を各光信号に分波し、各光信号を各光受信部Ｃ１〜ＣＮに出力する。
【００３４】
第３の波長変換部１３Ｃは、第２の波長分波部１５ＢからのＬ帯の第２の多重光をＣ帯の第１の多重光に波長変換し、波長変換後のＣ帯の第１の多重光を第５の光受信群１２Ｅに出力する。第５の光受信群１２Ｅ内の受信光増幅部１８は、第３の波長変換部１３ＣからのＣ帯の第１の多重光を光増幅し、光増幅後の第１の多重光を分波部１９に出力する。分波部１９は、第１の多重光を各光信号に分波し、各光信号を各光受信部Ｌ１〜ＬＮに出力する。
【００３５】
第４の波長変換部１３Ｄは、第２の波長分波部１５ＢからのＳ帯の第３の多重光をＣ帯の第１の多重光に波長変換し、波長変換後のＣ帯の第１の多重光を第６の光受信群１２Ｆに出力する。第６の光受信群１２Ｆ内の受信光増幅部１８は、第４の波長変換部１３ＤからのＣ帯の第１の多重光を光増幅し、光増幅後の第１の多重光を分波部１９に出力する。分波部１９は、第１の多重光を各光信号に分波し、各光信号を各光受信部Ｓ１〜ＳＮに出力する。
【００３６】
次に波長変換部１３について詳細に説明する。図２は、実施例１の波長変換部１３の一例を示す説明図である。図２に示す波長変換部１３は、第１の入力部２１Ａと、第１の光源２２Ａと、第２の光源２２Ｂと、偏波合成部であるＰＢＳ（Polarizing  Beam  Splitter）２３と、第１の光増幅部２４とを有する。更に、波長変換部１３は、第１の光サーキュレータ２５Ａと、第１のＷＤＭカプラ２６Ａと、非線形ファイバ２７と、第２の光サーキュレータ２５Ｂと、第１の光ＢＰＦ２８Ａと、第２の光増幅部２９と、第１の出力部３０Ａとを有する。更に、波長変換部１３は、第２の入力部２１Ｂと、第３の光増幅部３１と、第２の光ＢＰＦ２８Ｂと、第２の出力部３０Ｂとを有する。尚、ＰＢＳ２３は、第１の光源２２Ａ及び第２の光源２２Ｂとの間を、偏波状態を保持する偏波保持ファイバ６０で接続する。尚、ＰＢＳ２３から非線形ファイバ２７までの区間を通常ファイバ６１で接続する。第１の入力部２１Ａから非線形ファイバ２７までの区間、非線形ファイバ２７から第１の出力部３０Ａまでの区間、第２の入力部２１Ｂから非線形ファイバ２７までの区間、非線形ファイバ２７から第２の出力部３０Ｂまでの区間を通常ファイバ６１で接続する。第１の入力部２１Ａ及び第２の出力部３０Ｂは、非線形ファイバ２７の第１のポートであるのに対し、第２の入力部２１Ｂ及び第１の出力部３０Ａは、非線形ファイバ２７の第２のポートである。
【００３７】
波長変換部１３を第１の波長変換部１３Ａとした場合、第１の入力部２１Ａは、例えば、第２の光送信群１１Ｂと接続し、Ｃ帯の第１の多重光（信号光）を入力し、第１の多重光を第１の光サーキュレータ２５Ａに出力する。尚、第１の多重光は、例えば、１５２９．５５ｎｍ〜１５６０．６１ｎｍのＣ帯とする。第１の光サーキュレータ２５Ａは、第１の多重光を第１のＷＤＭカプラ２６Ａに出力する。第１の光源２２Ａは、第１のポンプ光を生成する半導体ＬＤである。第１の光源２２Ａは、第１のポンプ光をＰＢＳ２３に出力する。尚、Ｃ帯の第１の多重光をＬ帯の第２の多重光に波長変換する場合の第１のポンプ光は、例えば、１５６５．５０ｎｍとする。第２の光源２２Ｂは、第２のポンプ光を生成する半導体ＬＤである。第２の光源２２Ｂは、第２のポンプ光をＰＢＳ２３に出力する。第２のポンプ光も、１５６５．５０ｎｍとする。第１のポンプ光及び第２のポンプ光は同一波長を理想とし、波長変換後の波長公差を無くすために、第１のポンプ光と第２のポンプ光との波長差は±０．０１ｎｍ以内とする。ＰＢＳ２３は、第１のポンプ光が第２のポンプ光と直交するように第１のポンプ光及び第２のポンプ光を偏波合成し、偏波合成後の水平偏波の第１のポンプ光及び垂直偏波の第２のポンプ光を生成する。ＰＢＳ２３は、水平偏波の第１のポンプ光及び垂直偏波の第２のポンプ光を第１の光増幅部２４に出力する。
【００３８】
図３は、第１のポンプ光と第２のポンプ光との偏波状態の一例を示す説明図である。ＰＢＳ２３は、第１のポンプ光の偏波状態を水平偏波にし、第２のポンプ光の偏波状態を垂直偏波にする。ＰＢＳ２３は、水平偏波の第１のポンプ光と、垂直偏波の第２のポンプ光とを通常ファイバ６１に出力する。ＰＢＳ２３から非線形ファイバ２７までの区間は、偏波保持ファイバ６０ではなく、通常ファイバ６１で済む。つまり、通常ファイバ６１であっても、例えば、応力やコアの非円によって伝搬中の水平偏波の第１のポンプ光及び垂直偏波の第２のポンプ光も同じように変動するため、２つの偏波の直交状態は保たれることになる。従って、ＰＢＳ２３から非線形ファイバ２７までの区間を通常ファイバ６１で接続可能になるため、第１の光増幅部２４及び第１のＷＤＭカプラ２６Ａも通常ファイバ型の光部品で済む。
【００３９】
更に、第１の光増幅部２４は、水平偏波の第１のポンプ光及び垂直偏波の第２のポンプ光を光増幅し、光増幅後の第１のポンプ光及び第２のポンプ光を第１のＷＤＭカプラ２６Ａに出力する。尚、第１の光源２２Ａ及び第２の光源２２Ｂは、例えば、半導体ＬＤで構成するが、現状の半導体ＬＤの出力は１８ｄＢｍ程度となるが、波長変換に使用する非線形ファイバ２７に２０ｄＢｍ程度のポンプ光が必要となる。従って、第１の光増幅部２４は、第１のポンプ光及び第２のポンプ光を波長変換に使用可能な出力まで光増幅するものである。尚、第１の光増幅部２４は、例えば、ＥＤＦＡ（Erbium  Doped  optical  Fiber  Amplifier）とする。また、第１の光源２２Ａ及び第２の光源２２Ｂから第１のポンプ光及び第２のポンプ光の出力が波長変換に使用可能な出力を確保できるのであれば、第１の光増幅部２４を配置しなくても良く、適宜変更可能である。
【００４０】
第１のＷＤＭカプラ２６Ａは、第１の光サーキュレータ２５ＡからのＣ帯の第１の多重光と、第１の光増幅部２４からの第１のポンプ光及び第２のポンプ光とを合波して非線形ファイバ２７に出力する。非線形ファイバ２７は、例えば、半導体、リチウムナイオベート（LiNbO３）等の非線形媒質である。非線形ファイバ２７は、水平偏波の第１のポンプ光及び垂直偏波の第２のポンプ光と、Ｃ帯の第１の多重光との四光波混合で、Ｃ帯の第１の多重光を保持しながら、Ｃ帯の第１の多重光をＬ帯の第２の多重光（変換光）に波長変換する。非線形ファイバ２７は、波長変換前のＣ帯の第１の多重光、波長変換後のＬ帯の第２の多重光（変換光）、第１のポンプ光及び第２のポンプ光を第２の光サーキュレータ２５Ｂに出力する。
【００４１】
図４は、信号光、ポンプ光及び変換光の一例を示す説明図である。波長変換部１３は、信号光と、水平偏波及び垂直偏波のポンプ光との四光波混合で、ポンプ光Ｅｐを中心にして信号光Ｅｓ１〜ＥｓＮと対称的な波長位置に変換光Ｅｃ１〜ＥｃＮを変換出力する。
【００４２】
第２の光サーキュレータ２５Ｂは、波長変換後のＣ帯の第１の多重光、Ｌ帯の第２の多重光（変換光）、第１のポンプ光及び第２のポンプ光を第１の光ＢＰＦ２８Ａに出力する。第１の光ＢＰＦ２８Ａは、第２の光サーキュレータ２５Ｂからの出力光からＬ帯の第２の多重光（変換光）を抽出し、抽出したＬ帯の第２の多重光を第２の光増幅部２９に出力する。第２の光増幅部２９は、Ｌ帯の第２の多重光を所望出力レベルまで光増幅し、光増幅後のＬ帯の第２の多重光を第１の出力部３０Ａに出力する。尚、第１の光ＢＰＦ２８Ａから抽出したＬ帯の第２の多重光が所望出力レベル以上の場合は、光増幅する必要はなく、第２の光増幅部２９を使用しなくても良い。第１の出力部３０Ａは、第１の波長合波部１４Ａに接続し、光増幅後のＬ帯の第２の多重光を第１の波長合波部１４Ａに出力する。
【００４３】
また、第２の入力部２１Ｂは、第１の波長分波部１５Ａと接続し、第１の波長分波部１５ＡからのＬ帯の第２の多重光（信号光）を入力し、第２の多重光を第３の光増幅部３１に出力する。第３の光増幅部３１は、Ｌ帯の第２の多重光を光増幅し、光増幅後のＬ帯の第２の多重光を第２の光サーキュレータ２５Ｂに出力する。第２の光サーキュレータ２５Ｂは、Ｌ帯の第２の多重光を非線形ファイバ２７に出力する。
【００４４】
非線形ファイバ２７は、第１のＷＤＭカプラ２６Ａからの水平偏波の第１のポンプ光及び垂直偏波の第２のポンプと、Ｌ帯の第２の多重光との四光波混合で、Ｌ帯の第２の多重光をＣ帯の第１の多重光（変換光）に波長変換する。非線形ファイバ２７は、波長変換後のＣ帯の第１の多重光（変換光）、波長変換前のＬ帯の第２の多重光（信号光）、第１のポンプ光及び第２のポンプ光を第１の光サーキュレータ２５Ａに出力する。第１の光サーキュレータ２５Ａは、波長変換後のＣ帯の第１の多重光、波長変換前のＬ帯の第２の多重光、第１のポンプ光及び第２のポンプ光を第２の光ＢＰＦ２８Ｂに出力する。第２の光ＢＰＦ２８Ｂは、第１の光サーキュレータ２５Ａからの出力光からＣ帯の第１の多重光（変換光）を抽出し、抽出したＣ帯の第１の多重光を第２の出力部３０Ｂに出力する。第２の出力部３０Ｂは、第２の光受信群１２Ｂに接続し、Ｃ帯の第１の多重光を第２の光受信群１２Ｂに出力する。
【００４５】
第１の波長変換部１３Ａは、第１の入力部２１ＡからのＣ帯の第１の多重光をＬ帯の第２の多重光に波長変換し、Ｌ帯の第２の多重光を第１の出力部３０Ａに出力する。また、第１の波長変換部１３Ａは、第２の入力部２１ＢからのＬ帯の第２の多重光をＣ帯の第１の多重光に波長変換し、Ｃ帯の第１の多重光を第２の出力部３０Ｂに出力する。尚、第２の光増幅部２９及び第３の光増幅部３１は、例えば、ＥＤＦＡ等である。
【００４６】
ＰＢＳ２３には、第１の光源２２Ａからの第１のポンプ光と、第２の光源２２Ｂからの第２のポンプ光とを偏波合波する。ＰＢＳ２３は、偏波合成後の垂直偏波の第１のポンプ光及び水平偏波の第２のポンプ光を第１の光増幅部２４及び第１のＷＤＭカプラ２６経由で非線形ファイバ２７に出力する。この場合、第１の光源２２ＡとＰＢＳ２３との間、第２の光源２２ＢとＰＢＳ２３との間は偏波保持ファイバ６０が必要となる。しかしながら、ＰＢＳ２３から非線形ファイバ２７までの区間は、偏波保持ファイバ６０でなく、通常ファイバ６１で接続できる。更に、ＰＢＳ２３と非線形ファイバ２７との区間の第１の光増幅部２４及び第１のＷＤＭカプラ２６Ａは、通常ファイバ型の光部品で済む。
【００４７】
尚、説明の便宜上、図２の波長変換部１３は、第１の波長変換部１３Ａを例示して説明したが、第２〜第４の波長変換部１３Ｂ〜１３Ｄも同一の構成であるため、その重複する構成及び動作の説明については省略する。
【００４８】
第２の波長変換部１３Ｂは、第１の入力部２１Ａが第３の光送信群１１Ｃと接続し、第１の出力部３０Ａが第１の波長合波部１４Ａと接続し、第２の入力部２１Ｂが第１の波長分波部１５Ａと接続し、第２の出力部３０Ｂが第３の光受信群１２Ｃと接続する。尚、例えば、１４８１．９ｎｍ〜１５１１．１ｎｍのＳ帯の第３の多重光をＣ帯の第１の多重光に波長変換する場合に使用する第１のポンプ光及び第２のポンプ光の光波長は、１５２０．２ｎｍとする。第２の波長変換部１３Ｂは、第１の入力部２１ＡからのＣ帯の第１の多重光をＳ帯の第３の多重光に波長変換し、Ｓ帯の第３の多重光を第１の出力部３０Ａに出力する。また、第２の波長変換部１３Ｂは、第２の入力部２１ＢからのＳ帯の第３の多重光をＣ帯の第１の多重光に波長変換し、Ｃ帯の第１の多重光を第２の出力部３０Ｂに出力する。尚、第２の光増幅部２９及び第３の光増幅部３１は、Ｓ帯の場合、例えば、ツリウム添加ファイバ増幅器等としても良い。
【００４９】
第３の波長変換部１３Ｃは、第１の入力部２１Ａが第５の光送信群１１Ｅと接続し、第１の出力部３０Ａが第２の波長合波部１４Ｂと接続し、第２の入力部２１Ｂが第２の波長分波部１５Ｂと接続し、第２の出力部３０Ｂが第５の光受信群１２Ｅと接続する。第３の波長変換部１３Ｃは、第１の入力部２１ＡからのＣ帯の第１の多重光をＬ帯の第２の多重光に波長変換し、Ｌ帯の第２の多重光を第１の出力部３０Ａに出力する。また、第３の波長変換部１３Ｃは、第２の入力部２１ＢからのＬ帯の第２の多重光をＣ帯の第１の多重光に波長変換し、Ｃ帯の第１の多重光を第２の出力部３０Ｂに出力する。
【００５０】
第４の波長変換部１３Ｄは、第１の入力部２１Ａが第６の光送信群１１Ｆと接続し、第１の出力部３０Ａが第２の波長合波部１４Ｂと接続し、第２の入力部２１Ｂが第２の波長分波部１５Ｂと接続し、第２の出力部３０Ｂが第６の光受信群１２Ｆと接続する。第４の波長変換部１３Ｄは、第１の入力部２１ＡからのＣ帯の第１の多重光をＳ帯の第３の多重光に波長変換し、Ｓ帯の第３の多重光を第１の出力部３０Ａに出力する。また、第２の波長変換部１３Ｂは、第２の入力部２１ＢからのＳ帯の第３の多重光をＣ帯の第１の多重光に波長変換し、Ｃ帯の第１の多重光を第２の出力部３０Ｂに出力する。尚、第２の光増幅部２９及び第３の光増幅部３１は、Ｓ帯の場合、例えば、ツリウム添加ファイバ増幅器等としても良い。
【００５１】
ＷＤＭシステム１では、光送信部、光受信部、光増幅部等の光部品をＣ帯の光部品に共通して使用することで、部品コストを軽減し、伝送時にＳ帯及びＬ帯を利用することで伝送容量の拡大を図ることができる。
【００５２】
実施例１の波長変換部１３内のＰＢＳ２３では、第１の光源２２Ａ及び第２の光源２２Ｂとの間を偏波保持ファイバ６０で接続する。そして、ＰＢＳ２３は、第１の光源２２Ａからの第１のポンプ光と、第２の光源２２Ｂからの第２のポンプ光とを偏波合成する。そして、ＰＢＳ２３は、偏波合成後の垂直偏波の第１のポンプ光及び水平偏波の第２のポンプ光を第１の光増幅部２４及び第１のＷＤＭカプラ２６経由で非線形ファイバ２７に出力する。つまり、第１のポンプ光及び第２のポンプ光が直交するように第１のポンプ光及び第２のポンプ光を偏波合成し、偏波合成後のポンプ光を非線形ファイバ２７に入力した。その結果、ＰＢＳ２３から非線形ファイバ２７までの区間は、偏波合成後のポンプ光を伝送することになるため、従来のようなポンプ光の偏波状態を４５°に保持する偏波保持ファイバ型の光部品を使用する必要はない。従って、偏波保持ファイバ型の光部品を少なくしながら、直交する偏波状態の垂直偏波及び水平偏波のポンプ光を非線形ファイバ２７に入力できる。
【００５３】
尚、第１の波長変換部１３Ａでは、Ｃ帯の第１の多重光（信号光）をＬ帯の第２の多重光（変換光）に波長変換する場合、第１のポンプ光及び第２のポンプ光を信号光の伝搬方向と同一方向に入力した。しかしながら、Ｌ帯の第２の多重光（信号光）をＣ帯の第１の多重光（変換光）に波長変換する場合、第１のポンプ光及び第２のポンプ光を信号光の伝搬方向と反対方向に入力したので、その変換効率が低下する。そこで、このような事態に対処すべく、その実施の形態につき、実施例２として以下に説明する。
【実施例２】
【００５４】
図５は、実施例２の波長変換部１３の一例を示す説明図である。尚、実施例１のＷＤＭシステム１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。図５に示す波長変換部１３と図２に示す波長変換部１３とが異なるところは、非線形ファイバ２７と第２の光サーキュレータ２５Ｂとの間に第２のＷＤＭカプラ２６Ｂを配置した点にある。更に、異なるところは、第１のＷＤＭカプラ２６Ａと第１の光増幅部２４との間に光分岐カプラ３２を配置した点にある。尚、第１の光源２２ＡとＰＢＳ２３との区間及び第２の光源２２ＢとＰＢＳ２３との区間を偏波保持ファイバ６０で接続する。光分岐カプラ３２は、第１の光増幅部２４にて光増幅後の第１のポンプ光及び第２のポンプ光を５：５の光分岐比で第１のＷＤＭカプラ２６Ａ及び第２のＷＤＭカプラ２６Ｂに出力する。第１のＷＤＭカプラ２６Ａは、光分岐カプラ３２からの第１のポンプ光及び第２のポンプ光を非線形ファイバ２７に出力する。非線形ファイバ２７は、Ｃ帯の第１の多重光（信号光）と、第１のＷＤＭカプラ２６Ａからの信号光と同一方向の第１のポンプ光及び第２のポンプ光との四光波混合を用いて、Ｃ帯の第１の多重光をＬ帯の第２の多重光に波長変換する。
【００５５】
第２のＷＤＭカプラ２６Ｂは、光分岐カプラ３２からの第１のポンプ光及び第２のポンプ光を非線形ファイバ２７に出力する。非線形ファイバ２７は、Ｌ帯の第２の多重光（信号光）と、第２のＷＤＭカプラ２６Ｂからの信号光と同一方向の第１のポンプ光及び第２のポンプ光との四光波混合を用いて、Ｌ帯の第２の多重光をＣ帯の第１の多重光に波長変換する。
【００５６】
実施例２の波長変換部１３は、第１のＷＤＭカプラ２６Ａから、Ｃ帯の第１の多重光（信号光）の伝搬方向と同一方向で第１のポンプ光及び第２のポンプ光を非線形ファイバ２７に出力する。非線形ファイバ２７は、Ｃ帯の第１の多重光と、第１のポンプ光及び第２のポンプ光との四光波混合を用いて、Ｃ帯の第１の多重光をＬ帯の第２の多重光に波長変換する。更に、波長変換部１３は、第２のＷＤＭカプラ２６Ｂから、Ｌ帯の第２の多重光（信号光）の伝搬方向と同一方向で第１のポンプ光及び第２のポンプ光を非線形ファイバ２７に出力する。非線形ファイバ２７は、Ｌ帯の第２の多重光と、第１のポンプ光及び第２のポンプ光との四光波混合を用いて、Ｌ帯の第２の多重光をＣ帯の第１の多重光に波長変換する。つまり、波長変換部１３は、第１のポンプ光及び第２ポンプ光が信号光の伝搬方向と同一方向で非線形ファイバ２７に出力するため、実施例１に比較して、波長変換の変換効率を高くなる。信号光の伝搬方向と同一方向でポンプ光を入力して信号光とポンプ光との位相が整合するため、波長変換部１３の変換効率が高くなる。
【００５７】
尚、波長変換部１３の変換効率は、ポンプ光の強度にも依存するため、第１の光増幅部２４の出力パワーが、光分岐カプラ３２の損失分を実施例１の第１の光増幅部２４の出力パワーよりも高く設定しても良い。
【００５８】
図２に示す波長変換部１３では、第１の光源２２Ａからの第１のポンプ光と第２の光源２２Ｂからの第２のポンプ光とを同一光波長にする場合を例示した。しかしながら、外部環境の変化、例えば、温度変化等で第１のポンプ光と第２のポンプ光との間に波長差が生じる場合がある。そこで、このような事態に対処する実施の形態として実施例３として以下に説明する。
【実施例３】
【００５９】
図６は、実施例３の波長変換部１３の一例を示す説明図である。尚、実施例１のＷＤＭシステム１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。図６に示す波長変換部１３と図２に示す波長変換部１３とが異なるところは、第１の光源２２Ａからの第１のポンプ光の光波長をロックする第１の波長ロック部４２Ａを設けた点にある。更に、異なるところは、第２の光源２２Ｂからの第２のポンプ光の光波長をロックする第２の波長ロック部４２Ｂを設けた点にある。
【００６０】
更に、第１の光源２２ＡとＰＢＳ２３との間に第１の光分岐カプラ４１Ａを配置する。第１の光分岐カプラ４１Ａは、第１の光源２２Ａからの第１のポンプ光の一部を第１の波長ロック部４２Ａに出力すると共に、残りの第１のポンプ光をＰＢＳ２３に出力する。第１の波長ロック部４２Ａは、第１の光分岐カプラ４１Ａからの第１のポンプ光の光波長が目標波長になるように第１の光源２２Ａを制御する。尚、第１の光源２２ＡとＰＢＳ２３との区間及び、第２の光源２２ＢとＰＢＳ２３との区間を偏波保持ファイバ６０で接続する。
【００６１】
第２の光源２２ＢとＰＢＳ２３との間に第２の光分岐カプラ４１Ｂを配置する。尚、第２の光分岐カプラ４１Ｂと第１の光分岐カプラ４１Ａとの光分岐比は同一とする。第２の光分岐カプラ４１Ｂは、第２の光源２２Ｂからの第２のポンプ光の一部を第２の波長ロック部４２Ｂに出力すると共に、残りの第２のポンプ光をＰＢＳ２３に出力する。第２の波長ロック部４２Ｂは、第２の光分岐カプラ４１Ｂからの第２のポンプ光の光波長が目標波長になるように第２の光源２２Ｂを制御する。尚、第１の波長ロック部４２Ａの目標波長と第２の波長ロック部４２Ｂの目標波長とは同一とする。尚、目標波長は、目標波長から±０．０１ｎｍの範囲とする。ＰＢＳ２３は、第１のポンプ光と第２のポンプ光との波長差が±０．０１ｎｍの範囲内にできる。その結果、第１のポンプ光と第２のポンプ光との間の波長差が少なくしたので、波長変換の変換効率の向上が図れる。
【００６２】
上記実施例３の波長変換部１３では、第１の波長ロック部４２Ａ及び第２の波長ロック部４２Ｂを用いて第１の光源２２Ａ及び第２の光源２２Ｂを個別に制御する場合を例示した。しかしながら、これに限定されるものではなく、その実施の形態につき、実施例４として以下に説明する。
【実施例４】
【００６３】
図７は、実施例４の波長変換部１３の一例を示す説明図である。尚、実施例３の波長変換部１３と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。図７に示す波長変換部１３と図６に示す波長変換部１３とが異なるところは、第２の波長ロック部４２Ｂの代わりに、第３の光分岐カプラ５１、光干渉計５２及び制御部５３を配置した点にある。尚、第１の光源２２ＡとＰＢＳ２３との区間、第２の光源２２ＢとＰＢＳ２３との区間、第１の光分岐カプラ４１Ａと第３の光分岐カプラ５１との区間を偏波保持ファイバ６０で接続する。また、第２の光分岐カプラ４１Ｂと光干渉計５２との区間、第３の光分岐カプラ５１と光干渉計５２との区間も偏波保持ファイバ６０で接続する。
【００６４】
第１の光分岐カプラ４１Ａは、第１の光源２２Ａから第１のポンプ光の一部を第３の光分岐カプラ５１に出力する。第３の光分岐カプラ５１は、第１のポンプ光を第１の波長ロック部４２Ａ及び光干渉計５２に出力する。第１の波長ロック部４２Ａは、第１のポンプ光を目標波長になるように第１の光源２２Ａを制御する。
【００６５】
第２の光分岐カプラ４１Ｂは、第２の光源２２Ｂからの第２のポンプ光の一部を光干渉計５２に出力する。光干渉計５２は、第２の光分岐カプラ４１Ｂからの第２のポンプ光と、第３の光分岐カプラ５１からの第１のポンプ光との間に波長差がある場合にビートを発生する、例えば、ヘテロダイン干渉計等の検出部である。制御部５３は、光干渉計５２のビート強度を監視し、ビート強度が小さくなるように第２の光源２２Ｂを制御する。つまり、第２の光源２２Ｂは、第１の光源２２Ａの第１のポンプ光との波長差が±０．０１ｎｍの範囲内になる第２のポンプ光を出力できる。その結果、第１のポンプ光と第２のポンプ光との間の波長差が少なくしたので、波長変換の変換効率の向上が図れる。
【００６６】
尚、Ｃ帯及びＬ帯の光増幅部ではＥＤＦＡ、Ｓ帯の光増幅部ではツリウム添加ファイバ増幅器を使用した場合を例示した。しかしながら、Ｏ帯の光増幅部ではプラセオジム添加ファイバ増幅器等を使用しても良く、適宜変更可能である。また、Ｅ帯やＵ帯の光増幅部では、例えば、半導体光増幅器やラマン増幅器を使用しても良く、適宜変更可能である。
【００６７】
上記実施例のＷＤＭシステム１では、Ｃ帯とＬ帯との間、Ｃ帯とＳ帯との間で双方向に波長変換する波長変換部１３を例示した。しかしながら、例えば、Ｃ帯からＬ帯に波長変換する単一方向に波長変換する波長変換部に適用しても良く、その実施の形態につき、実施例５として以下に説明する。
【実施例５】
【００６８】
図８は、実施例５の波長変換部７０の一例を示す説明図である。尚、図２に示す波長変換部１３と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。
【００６９】
図８に示す波長変換部７０と図２に示す波長変換部１３と異なるところは、例えば、Ｃ帯の第１の多重光をＬ帯の第２の多重光に波長変換する単一方向の波長変換部とした点にある。図８に示す波長変換部７０は、第１の入力部２１Ａと、第１の光源２２Ａと、第２の光源２２Ｂと、ＰＢＳ２３と、第１の光増幅部２４とを有する。更に、波長変換部１３は、第１のＷＤＭカプラ２６Ａと、非線形ファイバ２７と、第１の光ＢＰＦ２８Ａと、第２の光増幅部２９と、第１の出力部３０Ａとを有する。尚、ＰＢＳ２３は、第１の光源２２Ａ及び第２の光源２２Ｂとの間を、偏波状態を保持する偏波保持ファイバ６０で接続する。尚、ＰＢＳ２３から非線形ファイバ２７までの区間を通常ファイバ６１で接続する。第１の入力部２１Ａから非線形ファイバ２７までの区間、非線形ファイバ２７から第１の出力部３０Ａまでの区間を通常ファイバ６１で接続する。
【００７０】
第１の入力部２１Ａは、例えば、Ｃ帯の第１の多重光（信号光）を入力し、第１の多重光を第１のＷＤＭカプラ２６Ａに出力する。第１の光源２２Ａは、第１のポンプ光を生成し、第１のポンプ光をＰＢＳ２３に出力する。第２の光源２２Ｂは、第２のポンプ光を生成し、第２のポンプ光をＰＢＳ２３に出力する。ＰＢＳ２３は、第１のポンプ光に第２のポンプ光が直交するように第１のポンプ光及び第２のポンプ光を偏波合成し、水平偏波の第１のポンプ光及び垂直偏波の第２のポンプ光を生成する。ＰＢＳ２３は、水平偏波の第１のポンプ光及び垂直偏波の第２のポンプ光を第１の光増幅部２４に出力する。
【００７１】
更に、第１の光増幅部２４は、水平偏波の第１のポンプ光及び垂直偏波の第２のポンプ光を光増幅し、光増幅後の第１のポンプ光及び第２のポンプ光を第１のＷＤＭカプラ２６Ａに出力する。第１のＷＤＭカプラ２６Ａは、第１の入力部２１ＡからのＣ帯の第１の多重光と、第１の光増幅部２４からの第１のポンプ光及び第２のポンプ光とを合波して非線形ファイバ２７に出力する。非線形ファイバ２７は、水平偏波の第１のポンプ光及び垂直偏波の第２のポンプ光と、Ｃ帯の第１の多重光との四光波混合で、Ｃ帯の第１の多重光を保持しながら、Ｃ帯の第１の多重光をＬ帯の第２の多重光（変換光）に波長変換する。非線形ファイバ２７は、波長変換前のＣ帯の第１の多重光、波長変換後のＬ帯の第２の多重光（変換光）、第１のポンプ光及び第２のポンプ光を第１の光ＢＰＦ２８Ａに出力する。
【００７２】
第１の光ＢＰＦ２８Ａは、非線形ファイバ２７からの出力光からＬ帯の第２の多重光（変換光）を抽出し、抽出したＬ帯の第２の多重光を第２の光増幅部２９に出力する。第２の光増幅部２９は、Ｌ帯の第２の多重光を光増幅し、光増幅後のＬ帯の第２の多重光を第１の出力部３０Ａに出力する。
【００７３】
実施例５の波長変換部７０内のＰＢＳ２３では、第１の光源２２Ａ及び第２の光源２２Ｂとの間を偏波保持ファイバ６０にする。そして、ＰＢＳ２３は、第１の光源２２Ａからの第１のポンプ光と、第２の光源２２Ｂからの第２のポンプ光とを偏波合成する。そして、ＰＢＳ２３は、垂直偏波の第１のポンプ光及び水平偏波の第２のポンプ光を第１の光増幅部２４及び第１のＷＤＭカプラ２６経由で非線形ファイバ２７に出力する。その結果、ＰＢＳ２３と非線形ファイバ２７との区間を通常ファイバ型の光部品にし、偏波保持ファイバ型の光部品を少なくしながら、偏波状態を保持した垂直偏波及び水平偏波のポンプ光を非線形ファイバ２７に入力できる。
【００７４】
また、本実施例では、例えば、Ｃ帯の第１の多重光をＬ帯の第２の多重光に波長変換する波長変換部を例示した。しかしながら、多重光に限定されるものではなく、Ｃ帯の信号光をＬ帯の変換光に波長変換する波長変換部に適用しても良く、適宜変更可能である。尚、説明の便宜上、Ｃ帯を基準にしたが、Ｓ帯からＬ帯へ、Ｌ帯からＳ帯へのＳ帯とＬ帯との相互間で波長変換する場合の伝送システムに適用しても良く、適宜変更可能である。
【００７５】
上記実施例の第１の伝送装置２Ａでは、波長変換部１３に使用するポンプ光を同一装置内の他の波長変換部１３に再利用しても良い。更に、光増幅部等の光部品に使用するポンプ光を同一装置内の波長変換部１３や他の光部品に使用しても良く、適宜変更可能である。
【００７６】
波長変換部１３は、多重光とポンプ光とを非線形ファイバ２７に伝搬させることで多重光を任意の波長帯域に変換するが、ＦＭ変調（またはＰＭ変調）のポンプ光を用いても良い。
【００７７】
上記実施例では、Ｃ帯の光部品を使用し、Ｃ帯の多重光をＳ帯やＬ帯に波長変換して伝送路３Ａ、３Ｂに伝送するシステムを例示した。しかしながら、Ｓ帯の光部品を使用し、Ｓ帯の多重光をＣ帯やＬ帯に波長変換して伝送路３Ａ、３Ｂに伝送するシステムや、Ｌ帯の光部品を使用し、Ｌ帯の多重光をＣ帯やＳ帯に波長変換して伝送路３Ａ，３Ｂに伝送するシステムにも適用可能である。
【００７８】
上記実施例では、Ｃ帯、Ｓ帯及びＬ帯の波長範囲を定義したが、この波長範囲に限定されるものではなく、その範囲を適宜設定変更可能である。
【００７９】
波長変換部１３は、波長単位に多重光を光増幅する図示せぬ光増幅部を内蔵したが、光増幅部を波長変換部１３の外部、すなわち、波長変換部１３の出力段に設けても良い。
【００８０】
更に、上記実施例では、Ｃ帯、Ｓ帯及びＬ帯を使用する場合を例示したが、Ｃ帯、Ｓ帯及びＬ帯に限定されるものではない。例えば、Ｏ帯、Ｅ帯やＵ帯に適用しても良く、適宜変更可能である。
【００８１】
また、例えば、第１の伝送装置２Ａは、光送信部又は光受信部を内蔵した場合を例示したが、光送信部又は光受信部と外部接続した場合にも本願発明は適用可能である。
【００８２】
また、説明の便宜上、第１の光源２２Ａ及び第２の光源２２Ｂ等の光部品が波長変換部１３内に内蔵する場合を例示したが、これら第１の光源２２Ａ及び第２の光源２２Ｂ等の光部品が波長変換部１３に内蔵していなくても良い。
【００８３】
また、図示した各部の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各部の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１３  波長変換部
２１Ａ  第１の入力部
２１Ｂ  第２の入力部
２２Ａ  第１の光源
２２Ｂ  第２の光源
２３  ＰＢＳ
２５Ａ  第１の光サーキュレータ
２５Ｂ  第２の光サーキュレータ
２６Ａ  第１のＷＤＭカプラ
２６Ｂ  第２のＷＤＭカプラ
２７  非線形ファイバ
３０Ａ  第１の出力部
３０Ｂ  第２の出力部
３２  光分岐カプラ
４２Ａ  第１の波長ロック部
４２Ｂ  第２の波長ロック部
５２  光干渉計
５３  制御部
６０  波長変換部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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