(57)【要約】【課題】高価な励起光源を増設することなく、突発的に励起光源がダウンした場合においても、通信が遮断してしまうことがない遠隔励起方式の光増幅技術を提供する。【解決手段】本発明による遠隔励起方式の光増幅技術では、対向する光伝送路１，２のそれぞれにラマン増幅を行う励起光３２，３３を供給すると共に、それらの光伝送路１，２の途中に、それらの励起光３２，３３を互いに対向する光伝送路側に供給する手段と経路が設けられていることを特徴とする。【選択図】　　　図１
2004015480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光に対してラマン増幅が発生する波長の励起光により、信号光を直接増幅するようにした光ファイバ伝送路において、前記光ファイバ伝送路の途中に他の光ファイバ伝送路に前記励起光を供給すると共に、前記他の光ファイバ伝送路から別の励起光を供給する経路を設けていることを特徴とする光伝送システム。
【請求項２】
前記経路は第１の経路と第２の経路からなり、
前記第１の経路は、
前記光ファイバ伝送路より前記励起光を選択的に分波する第１の光カプラと、
前記他の光ファイバ伝送路に前記励起光を合波する第２の光カプラとで、
それぞれ前記光ファイバ伝送路と前記他の光ファイバ伝送路に接続されており、
前記第２の経路は、
前記他の光ファイバ伝送路より前記別の励起光を選択的に分波する第３の光カプラと、前記光ファイバ伝送路に前記別の励起光を合波する第４の光カプラとで、
それぞれ前記他の光ファイバ伝送路と前記光ファイバ伝送路に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項３】
前記経路は、
前記光ファイバ伝送路より前記励起光を取り出すと共に前記別の励起光を前記光ファイバ伝送路に送り出す第１の光サーキュレータと、
前記励起光を前記他の光ファイバ伝送路に送り出すと共に前記他の光ファイバ伝送路より前記別の励起光を取り出す第２の光サーキュレータとで、
それぞれ前記光ファイバ伝送路と前記他の光ファイバ伝送路に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項４】
第１の光ファイバ伝送路は、
第１の信号光を出力する第１の送信器と、
出力された前記第１の信号光を伝播する第１の主信号経路と、
前記第１の信号光に対してラマン増幅を行う第１の励起光を供給する第１の励起光源と、
前記第１の信号光を受信する第１の受信器とを備えており、
第２の光ファイバ伝送路は、
第２の信号光を出力する第１の送信器と、
出力された前記第２の信号光を伝播する第２の主信号経路と、
前記第２の信号光に対してラマン増幅を行う第２の励起光を供給する第２の励起光源と、
前記第２の信号光を受信する第２の受信器とを備えており、
前記第１の光ファイバ伝送路と前記第２の光ファイバ伝送路の間には、
前記第１の光ファイバ伝送路から前記第１の励起光を取り出す第１の手段と、
前記第２の光ファイバ伝送路に前記第１の励起光を供給する第２の手段と、
前記第２の光ファイバ伝送路から前記第２の励起光を取り出す第３の手段と、
前記第１の光ファイバ伝送路に前記第２の励起光を供給する第４の手段と
を備えたことを特徴とする光伝送システム。
【請求項５】
前記第１乃至第４の手段が光カプラであることを特徴とする請求項４に記載の光伝送システム。
【請求項６】
前記光カプラがＷＤＭカプラであることを特徴とする請求項５に記載の光伝送システム。
【請求項７】
前記第２の手段の光カプラが前記第２の送信器に向けて前記第１の励起光を供給し、前記第４の手段の光カプラが前記第１の送信器に向けて前記第２の励起光を供給することを特徴とする請求項６に記載の光伝送システム。
【請求項８】
前記第２の手段の光カプラが前記第２の送信器に向けて前記第１の励起光を供給し、前記第４の手段の光カプラが前記第１の送信器に向けて前記第２の励起光を供給することを特徴とする請求項６に記載の光伝送システム。
【請求項９】
前記第１乃至第４の手段が光サーキュレータであることを特徴とする請求項４に記載の光伝送システム。
【請求項１０】
前記１及び第４の手段が同一の光サーキュレータで行われ、前記第２及び第３の手段が同一の光サーキュレータで行われることを特徴とする請求項９に記載の光伝送システム。
【請求項１１】
前記光ファイバ伝送路には、希土類添加光ファイバが備えられていることを特徴とする請求項１乃至１０に記載の光伝送システム。
【請求項１２】
信号光に対してラマン増幅が発生する波長の励起光により、信号光を直接増幅するようにした光ファイバ伝送路において、前記光ファイバ伝送路の途中に他の光ファイバ伝送路に前記励起光を供給すると共に、前記他の光ファイバ伝送路から別の励起光を供給する経路を設けていることを特徴とする光伝送方法。
【請求項１３】
前記経路は第１の経路と第２の経路からなり、
前記第１の経路は、
前記光ファイバ伝送路より前記励起光を選択的に分波する第１の光カプラと、
前記他の光ファイバ伝送路に前記励起光を合波する第２の光カプラとで、
それぞれ前記光ファイバ伝送路と前記他の光ファイバ伝送路に接続されており、
前記第２の経路は、
前記他の光ファイバ伝送路より前記別の励起光を選択的に分波する第３の光カプラと、前記光ファイバ伝送路に前記別の励起光を合波する第４の光カプラとで、
それぞれ前記他の光ファイバ伝送路と前記光ファイバ伝送路に接続されている
ことを特徴とする請求項１２に記載の光伝送方法。
【請求項１４】
前記経路は、
前記光ファイバ伝送路より前記励起光を取り出すと共に前記別の励起光を前記光ファイバ伝送路に送り出す第１の光サーキュレータと、
前記励起光を前記他の光ファイバ伝送路に送り出すと共に前記他の光ファイバ伝送路より前記別の励起光を取り出す第２の光サーキュレータとで、
それぞれ前記光ファイバ伝送路と前記他の光ファイバ伝送路に接続されていることを特徴とする請求項１３に記載の光伝送方法。
【請求項１５】
第１の光ファイバ伝送路は、
第１の信号光を出力する第１の送信器と、
出力された前記第１の信号光を伝播する第１の主信号経路と、
前記第１の信号光に対してラマン増幅を行う第１の励起光を供給する第１の励起光源と、
前記第１の信号光を受信する第１の受信器とを備えており、
第２の光ファイバ伝送路は、
第２の信号光を出力する第１の送信器と、
出力された前記第２の信号光を伝播する第２の主信号経路と、
前記第２の信号光に対してラマン増幅を行う第２の励起光を供給する第２の励起光源と、
前記第２の信号光を受信する第２の受信器とを備えており、
前記第１の光ファイバ伝送路と前記第２の光ファイバ伝送路の間には、
前記第１の光ファイバ伝送路から前記第１の励起光を取り出す第１の手段と、
前記第２の光ファイバ伝送路に前記第１の励起光を供給する第２の手段と、
前記第２の光ファイバ伝送路から前記第２の励起光を取り出す第３の手段と、
前記第１の光ファイバ伝送路に前記第２の励起光を供給する第４の手段と
を備えたことを特徴とする光伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光信号のラマン増幅作用を用いた光伝送装置、光伝送システム及び光伝送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インターネットの普及等により、高速大容量を可能とする光通信回線を用いた海底光ケーブルによる大陸間の長距離伝送が盛んに行われるようになっている。それに伴い、伝送距離を効率的に伸ばす技術が必要とされている。
【０００３】
長距離伝送を実現するためには、伝送に伴って減衰していく信号光を、光のまま直接増幅することが有効である。その一つとして、伝送路の途中にエルビウムドープドファイバ（以下ＥＤＦと記す）を設置し、励起光を供給することで、光信号を直接増幅する技術が知られている。また、光伝送路自体を増幅媒体として、信号光より約１００ｎｍ短波長の励起光を信号光と同時に伝送路に入力することにより、伝送路中にラマン散乱という物理現象を起こさせて、信号光を直接増幅するラマン増幅技術も知られている（例えば、特開平１０−０２２９３１号参照）。ラマン増幅による光増幅は、光ファイバ伝送路に対して伝播する信号光の進行方向とは逆方向に励起光を入射させることが多い。
【０００４】
図４に従来の増幅技術を用いた遠隔励起方式の光伝送装置及び光伝送システムの例を示す。このシステムでは、上り／下りの主信号経路５１ａ，５１ｂに対して、送信側から順に、送信器５２ａ，５２ｂ、ＥＤＦ５３ａ，５３ｂ、光カプラ５４ａ，５４ｂ、励起光源５５ａ，５５ｂ及び受信器５６ａ，５６ｂが配置されている。上り側について着目すると、励起光源５５ａより出力された励起光５８ｂは光カプラ５４ａを介して主信号経路５１ａに導かれ、まずＥＤＦ５３ａまでの主信号経路５１ａにて上述したラマン増幅が行われ、次にＥＤＦ５３ｂを増幅媒体とした光増幅（以下ＥＤＦ増幅と記す）が行われ、さらに送信器５２ａまでの主信号経路５１ａによりラマン増幅が行われる。なお、下りも同様である。このような遠隔励起方式の光増幅技術の特徴としては、光よりも伝送による減衰が大きい電気を中計器に対して供給する必要がなくなり、またアクティブな光源を中継器内に設置しなくて済むため、保守の面でも有効である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の遠隔励起方式の構成では、一つの遠隔励起用の励起光源によっていたため、突発的な事故等によって、この励起光源がダウンした場合、通信が途絶えてしまうという問題があった。これを解決するために、受信側に励起光源を複数設置しておくことや、送信器側にも励起光源を設置して双方向で遠隔励起を行う手段もあるが、高価な励起光源を複数必要とすることから、コストアップとなる問題があった。
【０００６】
本発明では、高価な励起光源を増設することなく、突発的に励起光源がダウンした場合においても、通信が遮断してしまうことがない遠隔励起方式の光増幅技術を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の遠隔励起方式の光増幅技術では、ある励起光が、上り／下りの伝送路の片方だけでなく、両方の伝送路に供給されるようになっていることを特徴としている。具体的には、本発明では、上り／下りの伝送路に対して、励起光が他方の伝送路に供給されるように、経路途中に励起光が伝播する経路が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の光増幅技術の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
〔第１実施形態〕
図１に、本発明の第１の実施形態を示す。第１の実施形態による本発明は、上り／下りの対向する主信号経路１，２に対して、送信側から順に、送信器３，１０、ＷＤＭカプラ４，１１、ＷＤＭカプラ５，１２、ＥＤＦ６，１３、ＷＤＭカプラ７，１４，励起光源８，１５及び受信器９，１６が配置されている。また、ＷＤＭカプラ４とＷＤＭカプラ１２、ＷＤＭカプラ５とＷＤＭカプラ１１は、それぞれ励起光が伝播するように励起光経路１７，１８が設けられている。
【００１０】
次に、上記構成の第１実施例の動作について説明する。主信号経路１において、送信器３から出力された信号光３０は、ＷＤＭカプラ４及びＷＤＭカプラ５を透過し、ＥＤＦ６へ挿入された後、ＷＤＭカプラ７を透過して受信器９で受信される。同様に、対向する主信号経路２において、送信器１０から出力された信号光３１は、ＷＤＭカプラ１１及び１２を透過し、ＥＤＦ１３へ挿入された後、ＷＤＭカプラ１４を透過して受信器１６で受信される。また、励起光源８からＷＤＭカプラ７を介して主信号経路１へ供給された励起光３２は、ＥＤＦ６へ挿入された後、ＷＤＭカプラ５にて選択的に分岐され、励起光経路１８を通って、ＷＤＭカプラ１１を介して反対側の主信号経路２へ挿入される。同様に、励起光源１５からＷＤＭカプラ１４を介して主信号経路２へ供給された励起光３３は、ＥＤＦ１３へ挿入された後、ＷＤＭカプラ１２にて選択的に分岐され、励起光経路１７を通って、ＷＤＭカプラ４を介して反対側の主信号経路１へ挿入される。これによって、信号光３０は、送信器３からＷＤＭカプラ４までの区間については、励起光３３によってラマン増幅が行われ、ＷＤＭカプラ５からＥＤＦ６までの区間とＥＤＦ６からＷＤＭカプラ７までの区間については、励起光３２によってラマン増幅が行われ、ＥＤＦ６の区間についてはＥＤＦ増幅が行われる。同様に、信号光３１は、送信器１０からＷＤＭカプラ１１までの区間については、励起光３１によってラマン増幅が行われ、ＷＤＭカプラ１２からＥＤＦ１３までの区間とＥＤＦ１３からＷＤＭカプラ１４までの区間については、励起光３３によってラマン増幅が行われ、ＥＤＦ１３の区間についてはＥＤＦ増幅が行われる。
【００１１】
よって、図１における主信号経路１に着目すると、送信器３から出力された信号光３０は、励起光源８からの励起光３２及び励起光源１５からの励起光３３により、区間を分けて光増幅されている。また、主信号経路２においても、信号光３１は、励起光３２及び励起光３３により、区間を分けて光増幅されている。信号光及び励起光は、上り／下り共に同じ波長にしても良いし、上り／下りで波長を多少変えても良い。
【００１２】
〔第２実施形態〕
図２に、本発明の第２の実施形態を示す。なお、第１の実施形態と変更がない部品については、同じ図示番号としている。第２の実施形態による本発明は、第１の実施形態とほぼ同じ構成であるが、ＷＤＭカプラ４及び１１の向きを、ＷＤＭカプラ１９及び２０に示すように、図１と反対方向に変えている。これにより、励起光３４は、ＷＤＭカプラ２０により、主信号経路２に対して、第１の実施形態とは反対側に挿入される。同様に、励起光３５は、ＷＤＭカプラ１９により、主信号経路１に対して、第１の実施形態とは反対側に挿入される。なお、信号光３４と３５、励起光３６と３７は、上りと下りで波長が多少変えられている。
【００１３】
第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の増幅作用が得られ、信号光３４は、励起光３６でＥＤＦ増幅が行われると共に、励起光３６，３７の両方でラマン増幅が行われ、信号光３５は、励起光３７でＥＤＦ増幅が行われると共に、励起光３６，３７の両方でラマン増幅が行われる。
【００１４】
〔第３実施形態〕
図３に、本発明の第３の実施形態を示す。なお、第１の実施形態と変更がない部品については同じ図示番号としている。第３の実施形態による本発明は、励起光経路に接続されたＷＤＭカプラの代わりに光サーキュレータを用いたことが特徴である。これにより、励起光４０は、光サーキュレータ２１により、励起光経路２３通って、光サーキュレータ２２によって主信号経路２に対して、送信器１０側へ挿入される。同様に、励起光４１は、光サーキュレータ２２により、励起光経路２３を通って、光サーキュレータ２１によって主信号経路１に対して、送信器３側へ挿入される。
【００１５】
第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様の増幅作用が得られ、信号光３８は、励起光４０でＥＤＦ増幅が行われると共に、励起光４０，４１の両方で区間を分けてラマン増幅が行われ、信号光３９は、励起光４１でＥＤＦ増幅が行われると共に、励起光４０，４１の両方で区間を分けてラマン増幅が行われる。信号光及び励起光は、上り／下り共に同じ波長にしても良いし、上り／下りで波長を多少変えても良い。
【００１６】
なお、送信器や励起光源の前段には、適宜アイソレータを設置しても良い。波長の例としては、信号光に１５５０ｎｍ帯のＷＤＭ波長、励起光に１４５０ｎｍ帯の波長を用いている。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の遠隔励起方式の光増幅技術では、上り／下りの伝送路において、それぞれに設置された励起光源からの励起光により、区間を分けて光増幅しているため、どちらか一方の励起光源において、出力低下が発生した場合においても、もう一方の励起光源によって、励起光の出力をアップする等の救済が可能となる。さらに、送信器が出力低下した場合においても、２つの励起光源によって救済ができるため、救済できる範囲が拡大できる。このように本発明では、高価な励起光源を新たに設置することなく、高い信頼性の光伝送システムを構築することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の構成を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態の構成を示す図である。
【図４】従来の遠隔励起方式の光増幅技術を用いた光伝送システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
１，２　　主信号経路
３，１０　　送信器
４，５，１１，１２　　ＷＤＭカプラ
６，１３　　ＥＤＦ
７，１４　　ＷＤＭカプラ
８，１５　　励起光源
９，１６　　受信器
１７，１８　　励起光経路
２１，２２　　光サーキュレータ
２３　　励起光経路
３０，３１，３４，３５，３８，３９　　信号光
３２，３３，３６，３７，４０，４１　　励起光
５１　　主信号経路
５２　　送信器
５３　　ＥＤＦ
５４　　ＷＤＭカプラ
５５　　励起光源
５６　　受信器
５７　　信号光
５８　　励起光
【図１】
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【図２】
2004015480.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004015480.tif 000006