(57)【要約】【課題】  光ファイバ伝送路の非線形性により波長多重伝送時に発生する信号光と雑音光間のパラメトリック増幅による雑音光の増大を抑圧することができる光伝送システムを提供する。【解決手段】  光ファイバ伝送路および光中継器として用いられる光増幅器を介して、複数の信号光を波長多重伝送する光伝送システムにおいて、光ファイバ伝送路中または光増幅器内に、信号光と光増幅器で発生する雑音光（自然放出光）との間のパラメトリック増幅により増大する雑音光を抑圧する光帯域阻止フィルタを配置し、光帯域阻止フィルタを挿入する間隔は、パラメトリック増幅による雑音光の最大利得をＧMAX としたときに、１／ＧMAX 以下の距離とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ伝送路および光中継器として用いられる光増幅器を介して、複数の信号光を波長多重伝送する光伝送システムにおいて、
前記光ファイバ伝送路中または前記光増幅器内に、前記信号光と前記光増幅器で発生する雑音光（自然放出光）との間のパラメトリック増幅により増大する雑音光を抑圧する光帯域阻止フィルタを配置し、
前記光帯域阻止フィルタを挿入する間隔は、パラメトリック増幅による雑音光の最大利得をＧMAX としたときに、１／ＧMAX 以下の距離とする
ことを特徴とする記載の光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の信号光を波長多重伝送する光伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光伝送路として一般的に用いられている光ファイバは、その中を伝搬する光信号電力および伝送距離の増加とともに、その非線形性が顕著になることが知られている。そのため、単純に光信号電力を増加しても信号伝送距離を増加させることができなかった。ここでは、光ファイバの非線形光学効果として、パラメトリック増幅による雑音光増加について説明する。
【０００３】
パラメトリック増幅は、図４(a) に示すように、信号光と雑音光（自然放出光）との相互作用により、信号光から雑音光への電力変換が起こり、信号光電力が減衰する現象である。
【０００４】
ここで、雑音光の利得Ｇは、信号光電力をＰとすると、光ファイバ伝送路の分散値の符号が信号光周波数において正であるときに、信号光からΩだけ離れた周波数の雑音光に対して、
Ｇ(Ω)＝｜β2｜Ω(ΩC2−Ω2)1/2       …(1) 
β2 ＝−(λ2／２πｃ)Ｄ               …(2) 
ΩC2＝４ｋ2Ｐ／｜β2｜                …(3) 
で表される（参考文献： G.P.Agrawal著、Nonlinear Fiber Optics, Academic Press発行）。
【０００５】
雑音光は、 (1)〜(3) 式に基づいて図４(b) に示すように増加し、信号光はそれに応じて減少し、伝送特性劣化の原因となる。 (1)式より、雑音光の利得Ｇが最大となる周波数ΩMAX は、
ΩMAX ＝(２ｋ2Ｐ／｜β2｜)1/2         …(4) 
となり、そのときの雑音光の利得ＧMAX は、
ＧMAX ＝２ｋ2Ｐ                       …(5) 
となる。なお、パラメトリック増幅による雑音光電力は、伝送距離をＬとすると、 exp (ＧMAX ・Ｌ）の関係で増幅される。すなわち、１／ＧMAX の距離において、雑音光はｅ倍に増加する。
【非特許文献１】M.Murakami  他、ECOC'94, Firanze, Italy, vol.2, pp.613-616, 1994
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
パラメトリック増幅による雑音光電力を低減するには、光ファイバ伝送路の分散値の符号が負となるようにする必要がある。例えば、図５に示すように、光ファイバ伝送路５１と分散補償器５２とを組み合わせ、光ファイバ伝送路５１の分散値Ｄを分散補償器５２で相殺する伝送路分散配置法を用いてその影響を低減することができる。
【０００７】
しかし、図５に示すような構成は、光ファイバ伝送路５１の分散値の条件が制約を受けるために、システム全体のコスト上昇を招く。また、既に敷設された光ファイバ伝送路を使用して波長多重伝送を行う場合には、このような条件に合致しないものは使用できなくなる問題がある。
【０００８】
本発明は、光ファイバ伝送路の非線形性により波長多重伝送時に発生する信号光と雑音光間のパラメトリック増幅による雑音光の増大を抑圧することができる光伝送システム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】
【０００９】
本発明は、光中継器として光増幅器を用い、複数の信号光を波長多重伝送する光伝送システムにおいて、光ファイバ伝送路中または光増幅器内に、信号光と光増幅器で発生する雑音光（自然放出光）との間のパラメトリック増幅により増大する雑音光を阻止する光帯域阻止フィルタを配置することを特徴とする。
【００１０】
さらに、パラメトリック増幅による雑音光は exp(ＧMAX・Ｌ）の関係で増幅され、１／ＧMAX の距離において雑音光はｅ倍になるので、雑音光が十分に大きくなる前に阻止する必要がある。そこで、雑音光を阻止するための光帯域阻止フィルタを挿入する間隔は１／ＧMAX 以下の距離とする。このような間隔で光帯域阻止フィルタを挿入すれば、信号光から雑音光へ変換される光電力を最小限に抑えることができ、信号伝送特性の劣化を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の光伝送システムは、所定の間隔で光帯域阻止フィルタを挿入することにより、光ファイバ伝送路の非線形性により波長多重伝送時に発生する信号光と雑音光間のパラメトリック増幅による雑音光の増大を抑圧することができる。これにより、信号光電力の減少を低減し、信号光の伝送特性の向上を図ることができる。さらに、従来の光伝送システムにおける光ファイバ分散値に対する要求条件を大幅に緩和することができ、低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の光伝送システムの第１の実施形態を示す。
図において、送信器１から出力された信号光は、光ファイバ伝送路３−１に送出される。光ファイバ伝送路３−１を伝送された信号光は光増幅器４−１で増幅され、さらに光帯域阻止フィルタ８−１を通過する。以下同様に、光増幅器４−Ｋまで中継伝送された信号光は、光帯域阻止フィルタ８−Ｋを通過して受信器７に受信される。なお、光増幅器４−１〜４−Ｋと光帯域阻止フィルタ８−１〜８−Ｋはそれぞれ必ず対になるものではなく、光帯域阻止フィルタの挿入間隔は独立に設定される。また、光増幅器４−１〜４−Ｋに光帯域阻止フィルタ８−１〜８−Ｋを内蔵する構成としてもよい。
【００１３】
光帯域阻止フィルタ８−１〜８−Ｋは、信号光と雑音光間のパラメトリック増幅による雑音光を抑圧する特性を有する。すなわち、図２に示すように、信号光からΩC だけ離れた波長帯域において十分な減衰量を有し、かつ信号光周波数の損失が少ない透過特性を有する。また、光帯域阻止フィルタの挿入間隔は１／ＧMAX 以下とし、１／ＧMAX より十分に小さい間隔とすることが望ましい。これにより、長距離伝送後も雑音光の光強度を十分に小さな値に抑圧することができ、信号光電力の減衰を低減し、伝送特性の劣化を防ぐことができる。
【００１４】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の光伝送システムの第２の実施形態を示す。
本実施形態の特徴は、送信器１と受信器７が光ファイバ伝送路３−１〜３−Ｋを介して接続された無中継伝送システムにおいて、光ファイバ伝送路３−１〜３−Ｋに、単一または複数のファイバグレーティング９−１〜９−Ｋを接続し、上記の光帯域阻止フィルタ５−１〜５−Ｋまたは光帯域阻止フィルタ８−１〜８−Ｋとして機能させたところにある。なお、ファイバグレーティングは、光ファイバ伝送路自体に形成してもよい。ファイバグレーティングの挿入間隔は、上記の光帯域阻止フィルタと同様であり、１／ＧMAX 以下である。
【００１５】
また、ファイバグレーティングは、図１に示す光増幅中継伝送システムにおいて、光帯域阻止フィルタを挿入する代わりに、光ファイバ伝送路３−１〜３−Ｋに接続または形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の光伝送システムの第１の実施形態を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態における信号波長と光帯域阻止フィルタの透過特性を示す図。
【図３】本発明の光伝送システムの第２の実施形態を示すブロック図。
【図４】光伝送システムにおけるパラメトリック増幅による雑音光を説明する図。
【図５】パラメトリック増幅による雑音光低減のための構成例を示す図。
【符号の説明】
【００１７】
１  送信器
３  光ファイバ伝送路
４  光増幅器
７  受信器
８  光帯域阻止フィルタ
９  ファイバグレーティング
【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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