(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光中継器であって、
前記光中継器の第１の入力端、前記光中継器の第１の出力端、第１のエルビウム添加ファイバー、第１のカプラ、第２のカプラ、及び第１のポンプ光処理コンポーネント、を含み、
前記光中継器の前記第１の入力端は、前記第１のエルビウム添加ファイバーの入力端に接続され、前記第１のエルビウム添加ファイバーの出力端は、前記第１のカプラの入力端に接続され、前記第１のカプラの第１の出力端は、前記第２のカプラの第１の入力端に接続され、前記第２のカプラの出力端は、前記光中継器の前記第１の出力端に接続され、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの入力端は、前記第２のカプラの第２の入力端に接続され、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの出力端は、前記第１のカプラの第２の出力端に接続され、
逆方向のポンプ光が、前記第１の出力端を通じて前記光中継器に入り、前記第２のカプラの前記出力端を通じて前記第２のカプラに入り、前記第２のカプラは、前記第２のカプラに入る前記逆方向のポンプ光を結合し、結合された逆方向のポンプ光を、前記第２のカプラの前記第２の入力端を通じて、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記入力端に送り、
信号光が、前記光中継器の前記第１の入力端を通じて前記光中継器に入り、前記第１のエルビウム添加ファイバー、前記第１のカプラ、及び前記第２のカプラを順に通過し、最後に前記光中継器の前記第１の出力端を通じて前記光中継器から送出され、
前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記出力端は、ポンプ光を前記第１のカプラの前記第２の出力端に送り、前記ポンプ光は、前記第１のポンプ光処理コンポーネントによって生成されるローカル側ポンプ光及び／又は前記逆方向のポンプ光を含み、前記第１のカプラは、前記第１のカプラの前記第２の出力端によって受け取られる前記ポンプ光を、前記第１のカプラの前記入力端を通じて前記第１のエルビウム添加ファイバーの前記出力端に送り、前記ポンプ光は、前記第１のエルビウム添加ファイバーの前記出力端を通じて前記第１のエルビウム添加ファイバーに入る、光中継器。
【請求項２】
第３のカプラをさらに含み、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記出力端は、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の出力端及び前記第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の出力端を含み、
前記第３のカプラの入力端は、前記光中継器の前記第１の入力端に接続され、前記第３のカプラの第１の出力端は、前記第１のエルビウム添加ファイバーの前記入力端に接続され、前記第３のカプラの第２の出力端は、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記第２の出力端に接続され、前記第１のカプラの前記第２の出力端は、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記第１の出力端に接続され、
前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記第２の出力端は、ポンプ光を前記第３のカプラの前記第２の出力端に送り、前記第３のカプラは、前記第３のカプラの前記第２の出力端によって受け取られる前記ポンプ光を、前記第３のカプラの前記入力端を通じて前記光中継器の前記第１の入力端に送り、
前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記第１の出力端は、ポンプ光を前記第１のカプラの前記第２の出力端に送り、前記第１のカプラは、前記第１のカプラの前記第２の出力端によって受け取られる前記ポンプ光を、前記第１のカプラの前記入力端を通じて前記第１のエルビウム添加ファイバーの前記出力端に送る、請求項１に記載の光中継器。
【請求項３】
第６のカプラをさらに含み、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記出力端は、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの第３の出力端をさらに含み、
前記第６のカプラは、前記第３のカプラと前記第１のエルビウム添加ファイバーとの間の信号光の光路に配置され、前記第３のカプラの前記第１の出力端は、前記第６のカプラの第１の入力端に接続され、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記第３の出力端は、前記第６のカプラの第２の入力端に接続され、前記第６のカプラの出力端は、前記第１のエルビウム添加ファイバーの前記入力端に接続され、
前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記第３の出力端は、前記第６のカプラの前記第２の入力端にポンプ光を送り、前記第６のカプラは、前記第６のカプラの前記第２の入力端によって受け取られる前記ポンプ光を、前記第６のカプラの前記出力端を通じて前記第１のエルビウム添加ファイバーの前記入力端に送る、請求項２に記載の光中継器。
【請求項４】
第４のカプラ、光アイソレータ、及び第５のカプラをさらに含み、
前記第４のカプラ、前記光アイソレータ、及び前記第５のカプラは、前記光中継器と前記第１のエルビウム添加ファイバーとの間の信号光の光路内に順に接続され、前記第５のカプラの入力端は、前記光中継器の前記第１の入力端に接続され、前記第５のカプラの第１の出力端は、前記光アイソレータの入力端に接続され、前記光アイソレータの出力端は、前記第４のカプラの第１の入力端に接続され、前記第５のカプラの第２の出力端は、前記第４のカプラの第２の入力端に接続され、
前記第１のエルビウム添加ファイバーに入る前記ポンプ光が、前記第１のエルビウム添加ファイバーを通る前記信号光を増幅した後、ポンプの残余ポンプ光であって前記第１のエルビウム添加ファイバーに入る残余ポンプ光が、前記第１のエルビウム添加ファイバーの前記出力端を通じて前記第４のカプラの出力端に送られ、前記第４のカプラは、前記第４のカプラの前記出力端によって受け取られる前記残余ポンプ光を、前記第４のカプラの前記第２の入力端を通じて前記第５のカプラの前記第２の出力端に送り、前記第５のカプラは、前記第５のカプラの前記出力端によって受け取られる前記残余ポンプ光を、前記第５のカプラの前記入力端を通じて前記光中継器の前記第１の入力端に送る、請求項１に記載の光中継器。
【請求項５】
前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記入力端は、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端及び前記第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端を含み、
前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記第１の入力端は、前記第１のポンプ光処理コンポーネントのポートであって前記第２のカプラの前記第２の入力端に接続されたポートであり、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記第２の入力端は、信号光の反対側の前記信号光の光路から来る逆方向のポンプ光を受け取る、請求項１から４のいずれか一項に記載の光中継器。
【請求項６】
前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記入力端が、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端及び前記第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端を含む場合、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記第１の入力端は、前記第１のポンプ光処理コンポーネントのポートであって前記第２のカプラの前記第２の入力端に接続されたポートであり、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記第２の入力端は、信号光の反対側の前記信号光の光路から来る逆方向のポンプ光を受け取り、
前記第１のポンプ光処理コンポーネントは、第１のポンプ源、第１の偏光ビームコンバイナ、第１０のカプラ、及び第１１のカプラを含み、
前記第１のポンプ源の出力端は、前記第１の偏光ビームコンバイナの入力端に接続され、前記第１の偏光ビームコンバイナの出力端は、前記第１０のカプラの第１の入力端に接続され、前記第１０のカプラの第１の出力端は、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記出力端として使用され、
前記第１１のカプラの第１の入力端は、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記第１の入力端として使用され、前記第１１のカプラの第２の入力端は、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記第２の入力端として使用され、前記第１１のカプラの第１の出力端は、前記第１０のカプラの第２の入力端に接続され、
前記第１のポンプ源は、ローカル側ポンプ光を生成し、前記ローカル側ポンプ光を、前記第１の偏光ビームコンバイナの前記入力端に送り、前記第１の偏光ビームコンバイナは、前記第１の偏光ビームコンバイナの前記入力端に入る前記ローカル側ポンプ光を、前記第１の偏光ビームコンバイナの前記出力端を通じて前記第１０のカプラの前記第１の入力端に送り、前記第１１のカプラは、前記第１１のカプラの前記第１の入力端から入る逆方向のポンプ光と、前記第１１のカプラの前記第２の入力端から入る逆方向のポンプ光とを結合し、前記第１１のカプラの前記第１の出力端から前記第１０のカプラの前記第２の入力端に、結合により得られる逆方向のポンプ光の一部を送り、前記第１０のカプラは、前記第１０のカプラの前記第１の入力端から入る前記ローカル側ポンプ光と、前記第１０のカプラの前記第２の入力端から入る前記逆方向のポンプ光とを結合し、前記第１０のカプラの前記第１の出力端から、結合により得られるポンプ光の一部を出力する、請求項１又は４に記載の光中継器。
【請求項７】
前記第１のポンプ光処理コンポーネントは、
第２のポンプ源、第３のポンプ源、第１２のカプラ、及び第１３のカプラを含み、
前記第２のポンプ源の出力端は、前記第１２のカプラの入力端に接続され、前記第１２のカプラの第１の出力端は、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記第２の出力端として使用され、前記第３のポンプ源の出力端は、前記第１３のカプラの入力端に接続され、前記第１３のカプラの第１の出力端は、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記第３の出力端として使用され、
前記第２のポンプ源は、第１のローカル側ポンプ光を生成し、前記第１のローカル側ポンプ光を、前記第２のポンプ源の前記出力端を通じて前記第１２のカプラの前記入力端に送り、前記第１２のカプラは、前記第１２のカプラの前記入力端に入る前記第１のローカル側ポンプ光を結合し、前記第１２のカプラの前記第１の出力端から、結合により得られる第１のローカル側ポンプ光の一部を出力し、
前記第３のポンプ源は、第２のローカル側ポンプ光を生成し、前記第２のローカル側ポンプ光を、前記第３のポンプ源の前記出力端を通じて前記第１３のカプラの前記入力端に送り、前記第１３のカプラは、前記第１３のカプラの前記入力端に入る前記第２のローカル側ポンプ光を結合し、前記第１３のカプラの前記第１の出力端から、結合により得られる第２のローカル側ポンプ光の一部を出力し、
前記第２のカプラの前記第２の出力端からの前記逆方向のポンプ光は、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記入力端から入り、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記第１の出力端から、前記第１のカプラの前記第２の出力端に直接出力され、
前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記入力端が、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端及び前記第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端を含む場合、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記第１の入力端は、前記第１のポンプ光処理コンポーネントのポートであって前記第２のカプラの前記第２の入力端に接続されたポートであり、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記第２の入力端は、信号光の反対側の前記信号光の光路から来る逆方向のポンプ光を受け取り、信号光の反対側の前記信号光の前記光路から来る前記逆方向のポンプ光は、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記第１の出力端から、前記第１のカプラの前記第２の出力端に直接出力される、請求項３に記載の光中継器。
【請求項８】
前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記入力端が、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記第１の入力端及び前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記第２の入力端を含む場合、前記第１のポンプ光処理コンポーネントは、第１４のカプラをさらに含み、
前記第１４のカプラの第１の入力端は、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記第１の入力端として使用され、前記第１４のカプラの第２の入力端は、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記第２の入力端として使用され、前記第１４のカプラの第１の出力端は、前記第１のポンプ光処理コンポーネントの前記第１の出力端として使用され、
前記第１４のカプラは、前記第２のカプラから来て前記第１４のカプラの前記第１の入力端に入る前記逆方向のポンプ光と、信号光の反対側の前記信号光の前記光路から来て前記第１４のカプラの前記第２の入力端に入る前記逆方向のポンプ光とを結合し、結合により得られる逆方向のポンプ光の一部を、前記第１４のカプラの前記第１の出力端を通じて、前記第１のカプラの前記第２の出力端に送る、請求項７に記載の光中継器。
【請求項９】
前記第２のカプラは第１のサーキュレータであり、前記第１のサーキュレータは、第１のポート、第２のポート、及び第３のポートが順に接続されたサーキュレータであり、
前記第１のサーキュレータの前記第１のポートは、前記第２のカプラの前記第１の入力端であり、前記第１のサーキュレータの前記第２のポートは、前記第２のカプラの前記出力端であり、前記第１のサーキュレータの前記第３のポートは、前記第２のカプラの前記第２の入力端である、請求項１から４のいずれか一項に記載の光中継器。
【請求項１０】
前記第３のカプラは第２のサーキュレータであり、前記第２のサーキュレータは、第１のポート、第２のポート、及び第３のポートが順に接続されたサーキュレータであり、
前記第２のサーキュレータの前記第１のポートは、前記第３のカプラの前記第２の出力端であり、前記第２のサーキュレータの前記第２のポートは、前記第３のカプラの前記入力端であり、前記第２のサーキュレータの前記第３のポートは、前記第３のカプラの前記第１の出力端である請求項２から４のいずれか一項に記載の光中継器。
【請求項１１】
利得平坦化フィルタがさらに前記信号光の光路中につながれる、請求項１から４のいずれか一項に記載の光中継器。
【請求項１２】
光中継器であって、
前記光中継器の第１の入力端、前記光中継器の第１の出力端、第２のエルビウム添加ファイバー、第７のカプラ、第８のカプラ、第９のカプラ、及び第２のポンプ光処理コンポーネントを含み、
前記光中継器の前記第１の入力端は、前記第９のカプラの入力端に接続され、前記第９のカプラの第１の出力端は、前記第７のカプラの第１の入力端に接続され、前記第７のカプラの出力端は、前記第２のエルビウム添加ファイバーに接続され、前記第２のエルビウム添加ファイバーの出力端は、前記第８のカプラの第１の入力端に接続され、前記第８のカプラの出力端は、前記光中継器の前記出力端に接続され、前記第２のポンプ光処理コンポーネントの入力端は、前記第８のカプラの第２の入力端に接続され、前記第２のポンプ光処理コンポーネントの第１の出力端は、前記第９のカプラの第２の出力端に接続され、前記第２のポンプ光処理コンポーネントの第２の出力端は、前記第７のカプラの第２の入力端に接続され、
逆方向のポンプ光が、前記第１の出力端を通じて前記光中継器に入り、前記第８のカプラの前記出力端を通じて前記第８のカプラに入り、前記第８のカプラは、前記第８のカプラに入る前記逆方向のポンプ光を結合し、結合された逆方向のポンプ光を、前記第８のカプラの前記第２の入力端を通じて前記第２のポンプ光処理コンポーネントの前記入力端に送り、
信号光が、前記光中継器の前記第１の入力端を通じて前記光中継器に入り、前記第９のカプラ、前記第７のカプラ、前記第２のエルビウム添加ファイバー、及び前記第８のカプラを順に通過し、最後に前記光中継器の前記第１の出力端を通じて前記光中継器から送出され、
前記第２のポンプ光処理コンポーネントの前記第１の出力端は、ポンプ光を前記第９のカプラの前記第２の出力端に送り、前記第２のポンプ光処理コンポーネントの前記第２の出力端は、ポンプ光を前記第７のカプラの前記第２の入力端に送り、前記ポンプ光は、前記第１のポンプ光処理コンポーネントによって生成されるローカル側ポンプ光及び／又は前記逆方向のポンプ光を含み、前記第９のカプラの前記第２の出力端に入る前記ポンプ光は、前記第９のカプラの前記入力端を通じて、前記光中継器の前記第１の入力端より、前記光中継器から送出され、前記第７のカプラの前記第２の入力端に入る前記ポンプ光は、前記第７のカプラによって結合され、前記第７のカプラの前記出力端を通じて前記第２のエルビウム添加ファイバーの入力端に送られる、光中継器。
【請求項１３】
前記第２のポンプ光処理コンポーネントの前記入力端は、前記第２のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端及び前記第２のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端を含み、
前記第２のポンプ光処理コンポーネントの前記第１の入力端は、前記第２のポンプ光処理コンポーネントのものであって前記第８のカプラの前記第２の入力端に接続されたポートであり、前記第２のポンプ光処理コンポーネントの前記第２の入力端は、信号光の反対側の前記信号光の光路から来る逆方向のポンプ光を受け取る、請求項１２に記載の光中継器。
【請求項１４】
前記第２のポンプ光処理コンポーネントは、
第４のポンプ源、第２の偏光ビームコンバイナ、第１５のカプラ、第１６のカプラ、及び第１７のカプラを含み、
前記第４のポンプ源の出力端は、前記第２の偏光ビームコンバイナの入力端に接続され、前記第２の偏光ビームコンバイナの出力端は、前記第１５のカプラの入力端に接続され、前記第１５のカプラの第１の出力端は、前記第１６のカプラの第１の入力端に接続され、前記第１６のカプラの第１の出力端は、前記第２のポンプ光処理コンポーネントの前記第１の出力端として使用され、前記第１６のカプラの第２の出力端は、前記第２のポンプ光処理コンポーネントの前記第２の出力端として使用され、前記第１７のカプラの第１の入力端は、前記第２のポンプ光処理コンポーネントの前記第１の入力端として使用され、前記第１７のカプラの第２の入力端は、前記第２のポンプ光処理コンポーネントの前記第２の入力端として使用され、前記第１７のカプラの第１の出力端は、前記第１６のカプラの第２の入力端に接続され、
前記第４のポンプ源は、ローカル側ポンプ光を生成し、前記ローカル側ポンプ光を、前記第２のポンプ源の前記出力端を通じて前記第２の偏光ビームコンバイナの前記入力端に送り、次いで、前記第２の偏光ビームコンバイナの前記出力端を通じて前記第１５のカプラの前記入力端に送り、前記第１５のカプラは、前記第１５のカプラに入る前記ローカル側ポンプ光を結合し、結合により得られるローカル側ポンプ光の一部を、前記第１６のカプラの前記第１の入力端に送り、前記第１７のカプラは、前記第８のカプラから来て前記第１７のカプラの前記第１の入力端に入る前記逆方向のポンプ光と、信号光の反対側の前記信号光の前記光路から来て前記第１７のカプラの前記第２の入力端に入る前記逆方向のポンプ光とを結合し、結合により得られる逆方向のポンプ光の一部を、前記第１７のカプラの第１の出力端を通じて前記第１６のカプラの前記第２の入力端に送り、前記第１６のカプラは、前記第１６のカプラの前記第２の入力端に入る前記逆方向のポンプ光と、前記第１６のカプラの前記第１の入力端に入る前記ローカル側ポンプ光とを結合し、結合により得られるポンプ光の一部を、前記第１６のカプラの前記第１の出力端を通じて前記第９のカプラに送り、結合により得られる前記ポンプ光の別の一部を、前記第１６のカプラの前記第２の出力端を通じて前記第７のカプラに送る、請求項１３に記載の光中継器。
【請求項１５】
前記第８のカプラは第３のサーキュレータであり、前記第３のサーキュレータは、第１のポート、第２のポート、及び第３のポートが順に接続されたサーキュレータであり、
前記第３のサーキュレータの前記第１のポートは、前記第８のカプラの前記第１の入力端であり、前記第３のサーキュレータの前記第２のポートは、前記第２のカプラの前記出力端であり、前記第３のサーキュレータの前記第３のポートは、前記第２のカプラの前記第２の入力端である、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の光中継器。
【請求項１６】
前記第９のカプラは第４のサーキュレータであり、前記第４のサーキュレータは、第１のポート、第２のポート、及び第３のポートが順に接続されたサーキュレータであり、
前記第４のサーキュレータの前記第１のポートは、前記第９のカプラの前記第２の出力端であり、前記第４のサーキュレータの前記第２のポートは、前記第９のカプラの前記入力端であり、前記第４のサーキュレータの前記第３のポートは、前記第９のカプラの前記第１の出力端である、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の光中継器。
【請求項１７】
利得平坦化フィルタがさらに前記信号光の光路中につながれる、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の光中継器。
【請求項１８】
光ケーブル及び前記光ケーブルに埋設された光中継器を備え、前記光中継器は、請求項１から１７のいずれか一項に記載の光中継器である、光ファイバー通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信技術の分野に関し、詳細には、光中継器及び光ファイバー通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エルビウム添加ファイバー増幅器（Ｅｒｂｉｕｍ  Ｄｏｐｅｄ  Ｆｉｂｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ，ＥＤＦＡ）は、１９９６年の海底ケーブル計画で初めて海底ケーブル光中継器内で使用され、それにより海底ケーブル光学中継技術の新時代が開かれた。伝統的な再生型の光中継器と比べると、設計が大幅に単純化され、システムの信頼性が改善されている。しかし、エルビウム添加ファイバー増幅器の導入は、新たな問題、すなわち、自然放出雑音の蓄積によって生じる光信号対雑音比（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ，ＯＳＮＲ）の低下ももたらす。中継器を伴う海底ケーブルシステムは、通常、等しい区間の中継距離を使用し、光中継器の利得は、１区間の光ファイバー損失を正確に補償する。受信側信号の光信号対雑音比は、以下の式を使用して、計算で得ることができる。
【数１】
0006312927.tif 000002
式中、ＮＦｉはｉ番目の光中継器の雑音指数（線形値）を表し、
（外１）
0006312927.tif 000003
はｉ番目の光中継器の単一波長の入力電力（線形値）を表し、Ｎは光中継器の数である。上述の式から、信号光のＯＳＮＲは、各レベルにおける光中継器の雑音指数及び各レベルにおける光中継器中の信号光の入力電力によって決まることが理解できよう。
【０００３】
上述の式によれば、次のことが分かる。すべての光中継器が正常であるときには、すべての光中継器の雑音指数及び単一波長入力電力は同じであり、システムＯＳＮＲの蓄積へのすべての光中継器の寄与も同じになる。システム内の１つの光中継器が機能しなくなって、その結果、その光中継器の出力電力が低下すると、下流側の隣接する光中継器の入力電力が低下し、より多くの自然放出雑音が生じて蓄積される。そして、システム内の１つの光中継器のポンプ電力が完全に失われると、その光中継器内のエルビウム添加ファイバー（Ｅｒｂｉｕｍ  Ｄｏｐｅｄ  Ｆｉｂｅｒ，ＥＤＦ）も信号に対して著しい吸収損失を生じさせ、それが、下流側の隣接する光中継器の入力電力を大幅に低下させ、その結果システムのＯＳＮＲが急激に悪化する。一般に、中継器では冗長バックアップのために２つのポンプが使用されて、光中継器の十分に高い信号入力電力を維持し、自然放出雑音の過剰な蓄積を抑制し、光信号対雑音比の深刻な悪化を回避している。１つのポンプが機能しなくなったときでも十分に高い出力電力を維持することができ、そのため、下流側の光中継器の入力電力は大幅には低下せず、光信号対雑音比は大幅には悪化しない。当業界では、中継器で冗長バックアップのために４つのポンプが使用されることもある。その場合には、３つのポンプが機能しなくなってもシステムサービスは中断されない。しかし、ファイバー対の中のすべてのポンプが機能しなくなるか、光中継器の電源ユニットが機能しなくなると、上述の解決法では、システムＯＳＮＲの急速な悪化と、さらにはサービスの中断が生じる可能性がある。
【０００４】
別の側面では、海底ケーブルによって搬送される信号は、１００Ｇｂ／ｓを上回る信号伝送速度を目指して進化しているため、８値直交振幅変調（８  Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，８ＱＡＭ）や１６値直交振幅変調（１６  Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，１６ＱＡＭ）などの高次の変調形式は、より高い光信号対雑音比を必要とし、そのことがシステムの伝送距離を制限する。分布ラマン増幅技術は、より低い雑音指数をもたらしてシステムＯＳＮＲを改善することができるが、高い電力消費など、要素による制約のために水中光中継器の製品化が難しく、線形領域に近い動作点は、耐故障性に対して不利である。妥協の解決法として、逆分布ラマン増幅器及びエルビウム添加ファイバー増幅器（Ｅｒｂｉｕｍ  Ｄｏｐｅｄ  Ｆｉｂｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｅｒ，ＥＤＦＡ）によって実装される混合型の増幅は、電力消費を大きく増大することなく雑音指数を低減するのに役立ち、水中光中継器の技術開発の趨勢となっている。しかし、逆分布ラマン増幅器及びＥＤＦＡの混合型の増幅を用いる光中継器も、ＥＤＦＡ技術に基づく光中継器と同様の技術的不完全性の問題を有する。ＥＤＦＡポンプが機能しなくなると、ＥＤＦが信号に吸収損失を生じさせて、サービス信号の光信号対雑音比の悪化を引き起こす可能性がある。
【０００５】
一般に、海底ケーブル通信システムの水中故障の保全には、専用の海底ケーブル保全船舶を派遣する必要があり、保全期間は平均で約２週間であり、その時間の大半は交換部品の輸送と航海に費やされる。システムが故障している期間のサービス中断によって生じる経済的損失は莫大であり、したがって、海底ケーブル光中継器は信頼性が非常に高い必要がある。しかし、光中継器中のＥＤＦＡポンプが機能しなくなると、ＥＤＦが信号に対して吸収損失を生じる可能性があり、それによりサービス信号のＯＳＮＲの急激な悪化と、さらにはサービスの中断が生じ、したがって光中継器の信頼性が低くなる。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の実施形態は、光ファイバー通信システムの信頼性を向上するために使用される、光中継器及び光ファイバー通信システムを提供する。
【０００７】
本発明の一実施形態の第１の態様は、光中継器を提供し、この光中継器は、
光中継器の第１の入力端、光中継器の第１の出力端、第１のエルビウム添加ファイバー、第１のカプラ、第２のカプラ、及び第１のポンプ光処理コンポーネント、を含み、
光中継器の第１の入力端は、第１のエルビウム添加ファイバーの入力端に接続され、第１のエルビウム添加ファイバーの出力端は、第１のカプラの入力端に接続され、第１のカプラの第１の出力端は、第２のカプラの第１の入力端に接続され、第２のカプラの出力端は、光中継器の第１の出力端に接続され、第１のポンプ光処理コンポーネントの入力端は、第２のカプラの第２の入力端に接続され、第１のポンプ光処理コンポーネントの出力端は、第１のカプラの第２の出力端に接続され、
逆方向のポンプ光が、第１の出力端を通じて光中継器に入り、第２のカプラの出力端を通じて第２のカプラに入り、第２のカプラは、第２のカプラに入る逆方向のポンプ光を結合し、結合された逆方向のポンプ光を、第２のカプラの第２の入力端を通じて第１のポンプ光処理コンポーネントの入力端に送り、
信号光が、光中継器の第１の入力端を通じて光中継器に入り、第１のエルビウム添加ファイバー、第１のカプラ、及び第２のカプラを順に通過し、最後に光中継器の第１の出力端を通じて光中継器から送出され、
第１のポンプ光処理コンポーネントの出力端は、ポンプ光を第１のカプラの第２の出力端に送り、ポンプ光は、第１のポンプ光処理コンポーネントによって生成されたローカル側ポンプ光及び／又は逆方向のポンプ光を含み、第１のカプラは、第１のカプラの第２の出力端によって受け取られたポンプ光を、第１のカプラの入力端を通じて第１のエルビウム添加ファイバーの出力端に送り、ポンプ光は、第１のエルビウム添加ファイバーの出力端を通じて第１のエルビウム添加ファイバーに入る。
【０００８】
第１の態様の実装方式を参照すると、第１の可能な実装方式において、上記光中継器は、第３のカプラをさらに含み、第１のポンプ光処理コンポーネントの出力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の出力端及び第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の出力端を含み、
第３のカプラの入力端は、光中継器の第１の入力端に接続され、第３のカプラの第１の出力端は、第１のエルビウム添加ファイバーの入力端に接続され、第３のカプラの第２の出力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の出力端に接続され、第１のカプラの第２の出力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の出力端に接続され、
第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の出力端は、ポンプ光を第３のカプラの第２の出力端に送り、第３のカプラは、第３のカプラの第２の出力端によって受け取られたポンプ光を、第３のカプラの入力端を通じて光中継器の第１の入力端に送り、
第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の出力端は、ポンプ光を第１のカプラの第２の出力端に送り、第１のカプラは、第１のカプラの第２の出力端によって受け取られたポンプ光を、第１のカプラの入力端を通じて第１のエルビウム添加ファイバーの出力端に送る。
【０００９】
第１の態様の第１の可能な実装方式を参照すると、第２の可能な実装方式において、上記光中継器は、第６のカプラをさらに含み、第１のポンプ光処理コンポーネントの出力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントの第３の出力端をさらに含み、
第６のカプラは、第３のカプラと第１のエルビウム添加ファイバーとの間の信号光の光路に配置され、第３のカプラの第１の出力端は、第６のカプラの第１の入力端に接続され、第１のポンプ光処理コンポーネントの第３の出力端は、第６のカプラの第２の入力端に接続され、第６のカプラの出力端は、第１のエルビウム添加ファイバーの入力端に接続され、
第１のポンプ光処理コンポーネントの第３の出力端は、第６のカプラの第２の入力端にポンプ光を送り、第６のカプラは、第６のカプラの第２の入力端によって受け取られたポンプ光を、第６のカプラの出力端を通じて第１のエルビウム添加ファイバーの入力端に送る。
【００１０】
第１の態様の実装方式を参照すると、第３の可能な実装方式において、上記光中継器は、第４のカプラ、光アイソレータ、及び第５のカプラを含み、
第４のカプラ、光アイソレータ、及び第５のカプラは、光中継器と第１のエルビウム添加ファイバーとの間の信号光の光路内に順に接続され、第５のカプラの入力端は、光中継器の第１の入力端に接続され、第５のカプラの第１の出力端は、光アイソレータの入力端に接続され、光アイソレータの出力端は、第４のカプラの第１の入力端に接続され、第５のカプラの第２の出力端は、第４のカプラの第２の入力端に接続され、
第１のエルビウム添加ファイバーに入ったポンプ光が、第１のエルビウム添加ファイバーを通る信号光を増幅した後、ポンプの残余ポンプ光であって第１のエルビウム添加ファイバーに入る残余ポンプ光が、第１のエルビウム添加ファイバーの出力端を通じて第４のカプラの出力端に送られ、第４のカプラは、第４のカプラの出力端によって受け取られた残余ポンプ光を、第４のカプラの第２の入力端を通じて第５のカプラの第２の出力端に送り、第５のカプラは、第５のカプラの出力端によって受け取られた残余ポンプ光を、第５のカプラの入力端を通じて光中継器の第１の入力端に送る。
【００１１】
第１の態様の実装方式及び第１の態様の第１、第２、又は第３の可能な実装方式を参照すると、第４の可能な実装方式において、第１のポンプ光処理コンポーネントの入力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端及び第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端を含み、
第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントのものであって第２のカプラの第２の入力端に接続されたポートであり、第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端は、信号光の反対側の信号光の光路から来る逆方向のポンプ光を受け取る。
【００１２】
第１の態様の実装方式及び第１の態様の第１、第２、又は第３の可能な実装方式を参照すると、第５の可能な実装方式において、第１のポンプ光処理コンポーネントの入力端が、第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端及び第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端を含む場合、第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントのポートであって第２のカプラの第２の入力端に接続されたポートであり、第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端は、信号光の反対側の信号光の光路から来る逆方向のポンプ光を受け取り、
第１のポンプ光処理コンポーネントは、第１のポンプ源、第１の偏光ビームコンバイナ、第１０のカプラ、及び第１１のカプラを含み、
第１のポンプ源の出力端は、第１の偏光ビームコンバイナの入力端に接続され、第１の偏光ビームコンバイナの出力端は、第１０のカプラの第１の入力端に接続され、第１０のカプラの第１の出力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントの出力端として使用され、
第１１のカプラの第１の入力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端として使用され、第１１のカプラの第２の入力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端として使用され、第１１のカプラの第１の出力端は、第１０のカプラの第２の入力端に接続され、
第１のポンプ源は、ローカル側ポンプ光を生成し、そのローカル側ポンプ光を、第１の偏光ビームコンバイナの入力端に送り、第１の偏光ビームコンバイナは、第１の偏光ビームコンバイナの入力端に入るローカル側ポンプ光を、第１の偏光ビームコンバイナの出力端を通じて第１０のカプラの第１の入力端に送り、第１１のカプラは、第１１のカプラの第１の入力端から入る逆方向のポンプ光と、第１１のカプラの第２の入力端から入る逆方向のポンプ光とを結合し、第１１のカプラの第１の出力端から第１０のカプラの第２の入力端に、結合により得られた逆方向のポンプ光の一部を送り、第１０のカプラは、第１０のカプラの第１の入力端から入るローカル側ポンプ光と、第１０のカプラの第２の入力端から入る逆方向のポンプ光とを結合し、第１０のカプラの第１の出力端から、結合により得られたポンプ光の一部を出力する。
【００１３】
第１の態様の第２の可能な実装方式を参照すると、第６の可能な実装方式において、第１のポンプ光処理コンポーネントは、
第２のポンプ源、第３のポンプ源、第１２のカプラ、及び第１３のカプラを含み、
第２のポンプ源の出力端は、第１２のカプラの入力端に接続され、第１２のカプラの第１の出力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の出力端として使用され、第３のポンプ源の出力端は、第１３のカプラの入力端に接続され、第１３のカプラの第１の出力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントの第３の出力端として使用され、
第２のポンプ源は、第１のローカル側ポンプ光を生成し、その第１のローカル側ポンプ光を、第２のポンプ源の出力端を通じて第１２のカプラの入力端に送り、第１２のカプラは、第１２のカプラの入力端に入る第１のローカル側ポンプ光を結合し、第１２のカプラの第１の出力端から、結合により得られた第１のローカル側ポンプ光の一部を出力し、
第３のポンプ源は、第２のローカル側ポンプ光を生成し、その第２のローカル側ポンプ光を、第３のポンプ源の出力端を通じて第１３のカプラの入力端に送り、第１３のカプラは、第１３のカプラの入力端に入る第２のローカル側ポンプ光を結合し、第１３のカプラの第１の出力端から、結合により得られた第２のローカル側ポンプ光の一部を出力し、
第２のカプラの第２の出力端からの逆方向のポンプ光は、第１のポンプ光処理コンポーネントの入力端から入り、第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の出力端から第１のカプラの第２の出力端に直接出力され、
第１のポンプ光処理コンポーネントの入力端が、第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端及び第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端を含む場合、第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントのポートであって第２のカプラの第２の入力端に接続されたポートであり、第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端は、信号光の反対側の信号光の光路から来る逆方向のポンプ光を受け取り、信号光の反対側の信号光の光路から来る逆方向のポンプ光は、第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の出力端から、第１のカプラの第２の出力端に直接出力される。
【００１４】
第１の態様の第６の可能な実装方式を参照すると、第７の可能な実装方式において、第１のポンプ光処理コンポーネントの入力端が、第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端及び第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端を含む場合、第１のポンプ光処理コンポーネントは、第１４のカプラをさらに含み、
第１４のカプラの第１の入力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端として使用され、第１４のカプラの第２の入力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端として使用され、第１４のカプラの第１の出力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の出力端として使用され、
第１４のカプラは、第２のカプラから来て第１４のカプラの第１の入力端に入る逆方向のポンプ光と、信号光の反対側の信号光の光路から来て第１４のカプラの第２の入力端に入る逆方向のポンプ光とを結合し、結合により得られた逆方向のポンプ光の一部を、第１４のカプラの第１の出力端を通じて第１のカプラの第２の出力端に送る。
【００１５】
第１の態様の実装方式及び第１の態様の第１、第２、又は第３の可能な実装方式を参照すると、第８の可能な実装方式において、第２のカプラは第１のサーキュレータであり、第１のサーキュレータは、第１のポート、第２のポート、及び第３のポートが順に接続されたサーキュレータであり、
第１のサーキュレータの第１のポートは、第２のカプラの第１の入力端であり、第１のサーキュレータの第２のポートは、第２のカプラの出力端であり、第１のサーキュレータの第３のポートは、第２のカプラの第２の入力端である。
【００１６】
第１の態様の第１、第２、又は第３の可能な実装方式を参照すると、第９の可能な実装方式において、第３のカプラは第２のサーキュレータであり、第２のサーキュレータは、第１のポート、第２のポート、及び第３のポートが順に接続されたサーキュレータであり、
第２のサーキュレータの第１のポートは、第３のカプラの第２の出力端であり、第２のサーキュレータの第２のポートは、第３のカプラの入力端であり、第２のサーキュレータの第３のポートは、第３のカプラの第１の出力端である。
【００１７】
第１の態様の実装方式及び第１の態様の第１、第２、又は第３の可能な実装方式を参照すると、第１０の可能な実装方式において、利得平坦化フィルタがさらに信号光の光路中につながれる。
【００１８】
本発明の一実施形態の第２の態様は光中継器を提供し、この光中継器は、
光中継器の第１の入力端、光中継器の第１の出力端、第２のエルビウム添加ファイバー、第７のカプラ、第８のカプラ、第９のカプラ、及び第２のポンプ光処理コンポーネントを含み、
光中継器の第１の入力端は、第９のカプラの入力端に接続され、第９のカプラの第１の出力端は、第７のカプラの第１の入力端に接続され、第７のカプラの出力端は、第２のエルビウム添加ファイバーに接続され、第２のエルビウム添加ファイバーの出力端は、第８のカプラの第１の入力端に接続され、第８のカプラの出力端は、光中継器の出力端に接続され、第２のポンプ光処理コンポーネントの入力端は、第８のカプラの第２の入力端に接続され、第２のポンプ光処理コンポーネントの第１の出力端は、第９のカプラの第２の出力端に接続され、第２のポンプ光処理コンポーネントの第２の出力端は、第７のカプラの第２の入力端に接続され、
逆方向のポンプ光が、第１の出力端を通じて光中継器に入り、第８のカプラの出力端を通じて第８のカプラに入り、第８のカプラは、第８のカプラに入る逆方向のポンプ光を結合し、結合された逆方向のポンプ光を、第８のカプラの第２の入力端を通じて第２のポンプ光処理コンポーネントの入力端に送り、
信号光が、光中継器の第１の入力端を通じて光中継器に入り、第９のカプラ、第７のカプラ、第２のエルビウム添加ファイバー、及び第８のカプラを順に通過し、最後に光中継器の第１の出力端を通じて光中継器から送出され、
第２のポンプ光処理コンポーネントの第１の出力端は、ポンプ光を第９のカプラの第２の出力端に送り、第２のポンプ光処理コンポーネントの第２の出力端は、ポンプ光を第７のカプラの第２の入力端に送り、ポンプ光は、第１のポンプ光処理コンポーネントによって生成されたローカル側ポンプ光及び／又は逆方向のポンプ光を含み、第９のカプラの第２の出力端に入るポンプ光は、第９のカプラの入力端を通じて、光中継器の第１の入力端より、光中継器から送出され、第７のカプラの第２の入力端に入るポンプ光は、第７のカプラによって結合され、第７のカプラの出力端を通じて第２のエルビウム添加ファイバーの入力端に送られる。
【００１９】
第２の態様の実装方式を参照すると、第１の可能な実装方式において、第２のポンプ光処理コンポーネントの入力端は、第２のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端及び第２のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端を含み、
第２のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端は、第２のポンプ光処理コンポーネントのポートであって第８のカプラの第２の入力端に接続されたポートであり、第２のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端は、信号光の反対側の信号光の光路から来る逆方向のポンプ光を受け取る。
【００２０】
第２の態様の第１の可能な実装方式を参照すると、第２の可能な実装方式において、第２のポンプ光処理コンポーネントは、
第４のポンプ源、第２の偏光ビームコンバイナ、第１５のカプラ、第１６のカプラ、及び第１７のカプラを含み、
第４のポンプ源の出力端は、第２の偏光ビームコンバイナの入力端に接続され、第２の偏光ビームコンバイナの出力端は、第１５のカプラの入力端に接続され、第１５のカプラの第１の出力端は、第１６のカプラの第１の入力端に接続され、第１６のカプラの第１の出力端は、第２のポンプ光処理コンポーネントの第１の出力端として使用され、第１６のカプラの第２の出力端は、第２のポンプ光処理コンポーネントの第２の出力端として使用され、第１７のカプラの第１の入力端は、第２のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端として使用され、第１７のカプラの第２の入力端は、第２のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端として使用され、第１７のカプラの第１の出力端は、第１６のカプラの第２の入力端に接続され、
第４のポンプ源は、ローカル側ポンプ光を生成し、そのローカル側ポンプ光を、第２のポンプ源の出力端を通じて第２の偏光ビームコンバイナの入力端に送り、次いで、第２の偏光ビームコンバイナの出力端を通じて第１５のカプラの入力端に送り、第１５のカプラは、第１５のカプラに入るローカル側ポンプ光を結合し、結合により得られたローカル側ポンプ光の一部を、第１６のカプラの第１の入力端に送り、第１７のカプラは、第８のカプラから来て第１７のカプラの第１の入力端に入る逆方向のポンプ光と、信号光の反対側の信号光の光路から来て第１７のカプラの第２の入力端に入る逆方向のポンプ光とを結合し、結合により得られた逆方向のポンプ光の一部を、第１７のカプラの第１の出力端を通じて第１６のカプラの第２の入力端に送り、第１６のカプラは、第１６のカプラの第２の入力端に入る逆方向のポンプ光と、第１６のカプラの第１の入力端に入るローカル側ポンプ光とを結合し、結合により得られたポンプ光の一部を、第１６のカプラの第１の出力端を通じて第９のカプラに送り、結合により得られたポンプ光の別の一部を、第１６のカプラの第２の出力端を通じて第７のカプラに送る。
【００２１】
第２の態様の実装方式及び第２の態様の第１又は第２の可能な実装方式を参照すると、第３の可能な実装方式において、第８のカプラは第３のサーキュレータであり、第３のサーキュレータは、第１のポート、第２のポート、及び第３のポートが順に接続されたサーキュレータであり、
第３のサーキュレータの第１のポートは、第８のカプラの第１の入力端であり、第３のサーキュレータの第２のポートは、第２のカプラの出力端であり、第３のサーキュレータの第３のポートは、第２のカプラの第２の入力端である。
【００２２】
第２の態様の実装方式及び第２の態様の第１又は第２の可能な実装方式を参照すると、第４の可能な実装方式において、第９のカプラは第４のサーキュレータであり、第４のサーキュレータは、第１のポート、第２のポート、及び第３のポートが順に接続されたサーキュレータであり、
第４のサーキュレータの第１のポートは、第９のカプラの第２の出力端であり、第４のサーキュレータの第２のポートは、第９のカプラの入力端であり、第４のサーキュレータの第３のポートは、第９のカプラの第１の出力端である。
【００２３】
第２の態様の実装方式及び第２の態様の第１又は第２の可能な実装方式を参照すると、第５の可能な実装方式において、利得平坦化フィルタがさらに信号光の光路中につながれる。
【００２４】
本発明の一実施形態の第３の態様はさらに光ファイバー通信システムを提供し、この光ファイバー通信システムは、光ケーブル及びその光ケーブルに埋設された光中継器を備え、光中継器は、本発明の実施形態によるいずれかの光中継器である。
【００２５】
前述の技術的解決法から、本発明の実施形態が次の利点を持つことが理解できる。光中継器のローカル側で生成されるすべてのローカル側ポンプ光が機能しないことが理由となり、又は別の障害が理由となり、ポンプ光が出力されない場合であっても、光中継器の外側からの逆方向のポンプ光がなお光中継器に入り、励起効果がなおエルビウム添加ファイバーに及ぼされることが可能であり、そのため、信号光は大幅に吸収されることはなく、小さな利得を得さえし、したがって光通信システムのサービスは中断されない状態を保つことができる。また、終端局が逆ラマンポンプ光を提供する場合には、最初の区間と最後の区間の光中継器も、終端局からの残余ラマンポンプ光を結合し、エルビウム添加ファイバーに励起効果を及ぼすことができる。したがって、光ファイバー通信システムの信頼性を向上させることができる。
【００２６】
本発明の実施形態における技術的解決法をより明確に説明するために、以下に、実施形態を説明するために必要とされる添付図面を簡単に紹介する。明らかなように、以下の説明の添付図面は、本発明の一部の実施形態を示すに過ぎず、当業者は、創造的な努力なしに、それらの添付図面から他の図面をなお導出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１Ａ】本発明の一実施形態による光ファイバー通信システムの概略構造図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態による光ファイバー通信システムの概略構造図である。
【図２】本発明の一実施形態による光中継器の概略構造図である。
【図３】本発明の一実施形態による光中継器の概略構造図である。
【図４】本発明の一実施形態による光中継器の概略構造図である。
【図５】本発明の一実施形態による光中継器の概略構造図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態による第１のポンプ光処理コンポーネントの概略構造図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態による第１のポンプ光処理コンポーネントの概略構造図である。
【図６Ｃ】本発明の一実施形態による第１のポンプ光処理コンポーネントの概略構造図である。
【図６Ｄ】本発明の一実施形態による第１のポンプ光処理コンポーネントの概略構造図である。
【図７】本発明の一実施形態による光中継器の概略構造図である。
【図８】本発明の一実施形態による第２のポンプ光処理コンポーネントの概略構造図である。
【図９】本発明の一実施形態による光中継器の概略構造図である。
【図１０】本発明の一実施形態による光中継器の概略構造図である。
【図１１Ａ】本発明の一実施形態による光中継器の概略構造図である。
【図１１Ｂ】本発明の一実施形態による、利得と雑音指数のスペクトル線とを比較した概略図である。
【図１１Ｃ】本発明の一実施形態による、利得と雑音指数のスペクトル線とを比較した概略図である。
【図１１Ｄ】本発明の一実施形態による、光中継器内のすべてのポンプが機能しなくなった場合のＯＳＮＲに対する影響の概略図である。
【図１２】本発明の一実施形態による光中継器の概略構造図である。
【図１３】本発明の一実施形態による光中継器の概略構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の目的、技術的解決法、及び利点を明確にするために、以下で、添付図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。明らかなように、記載される実施形態は、本発明のすべての実施形態ではなく、一部に過ぎない。本発明の実施形態に基づいて創造的な努力なしに当業者によって得られるすべての他の実施形態は、本発明の保護範囲内にあるものとする。
【００２９】
本発明の実施形態における海底ケーブル光ファイバー通信システムが図１Ａ及び図１Ｂに示される。図１Ａは、すべての光中継器が正常であるときの概略図である。図１Ｂは、１台の光中継器が故障したときの概略図である（斜線で網掛けされた領域が故障した中継器である）。２つの海底ケーブル終端局（終端局Ａ及び終端局Ｂ）が、いくつかの光中継器及び海底ケーブルを使用して接続され、伝送方向がそれぞれ反対の少なくとも１対の光ファイバー伝送リンクが設けられる。光中継器は、逆ラマン増幅ポンプ光を提供し、ポンプ光を伝送ファイバーに結合し、ラマン効果を使用して伝送ファイバー中の光信号を増幅する。集中増幅器も中継器内に設けられ、集中増幅器は、エルビウム添加ファイバー増幅器技術を使用する。また、集中光学増幅器はさらに、ラマンポンプ光結合チャネルを提供し、このラマンポンプ光結合チャネルは、下流又は上流の中継器からの残余ラマンポンプ光をエルビウム添加ファイバーに結合するために使用される。システム内の１台の光中継器の故障（図１Ｂの斜線で網掛けされた領域が故障した中継器である）ためにファイバー対のポンプが全く光を出力しないときでも、上流又は下流の残余ラマンポンプ光がなおエルビウム添加ファイバーに励起効果を及ぼすことができるので、信号光は大幅には吸収されず、小さな利得を得さえし、システムサービスは中断されない状態を保つことができる。終端局も逆ラマンポンプ光を提供することができ、そのため、最初の区間と最後の区間の光中継器も、終端局からの残余ラマンポンプ光を結合することができる。
【００３０】
以下の実施形態は、光中継器の内部構造を詳細に説明する。本発明の実施形態における海底ケーブル光ファイバー通信システムの各光中継器は、以下の実施形態の特定の構造をいずれも使用することができる。
【００３１】
光ケーブル内の光中継器は、一般に、２つの信号光路に対応する少なくとも２本の光ファイバーを含む。２つの信号光路中では、光信号の伝搬方向は逆である。図１が一例として使用され、ここでは、終端局Ａから終端局Ｂに送信される信号光はある光路を通り、終端局Ｂから終端局Ａに送信される信号光は別の光路を通り、２つの光路は対称である。したがって、以下の実施形態では、一方の光路が説明され、別の光路の構造に関しては実装を参照することができ、本発明の実施形態では詳細はそれ以上説明しない。
【００３２】
本発明の一実施形態は光中継器を提供する。図２に示すように、この光中継器は、
光中継器の第１の入力端、光中継器の第１の出力端、第１のエルビウム添加ファイバー、第１のカプラ、第２のカプラ、及び第１のポンプ光処理コンポーネントを含み、
光中継器の第１の入力端は、第１のエルビウム添加ファイバーの入力端に接続され、第１のエルビウム添加ファイバーの出力端は、第１のカプラの入力端に接続され、第１のカプラの第１の出力端は、第２のカプラの第１の入力端に接続され、第２のカプラの出力端は、光中継器の第１の出力端に接続され、第１のポンプ光処理コンポーネントの入力端は、第２のカプラの第２の入力端に接続され、第１のポンプ光処理コンポーネントの出力端は、第１のカプラの第２の出力端に接続され、
逆方向のポンプ光が、第１の出力端を通じて光中継器に入り、第２のカプラの出力端を通じて第２のカプラに入り、第２のカプラは、第２のカプラに入る逆方向のポンプ光を結合し、結合された逆方向のポンプ光を、第２のカプラの第２の入力端を通じて第１のポンプ光処理コンポーネントの入力端に送り、
信号光が、光中継器の第１の入力端を通じて光中継器に入り、第１のエルビウム添加ファイバー、第１のカプラ、及び第２のカプラを順に通過し、最後に光中継器の第１の出力端を通じて光中継器から送出され、
第１のポンプ光処理コンポーネントの出力端は、ポンプ光を第１のカプラの第２の出力端に送り、ポンプ光は、第１のポンプ光処理コンポーネントによって生成されたローカル側ポンプ光及び／又は逆方向のポンプ光を含み、第１のカプラは、第１のカプラの第２の出力端によって受け取られたポンプ光を、第１のカプラの入力端を通じて、第１のエルビウム添加ファイバーの出力端に送り、ポンプ光は、第１のエルビウム添加ファイバーの出力端を通じて第１のエルビウム添加ファイバーに入る。
【００３３】
この実施形態では、第１のカプラの第２の出力端によって受け取られたポンプ光は、第１のエルビウム添加ファイバーの出力端を通じて第１のエルビウム添加ファイバーに入り、第１のエルビウム添加ファイバーによって部分的に吸収され、それにより第１のエルビウム添加ファイバーを通る信号光を増幅し、残余ポンプ光の一部は、エルビウム添加ファイバーの入力端から出力され、次いで光中継器の第１の入力端から出力され、そして、伝送ファイバーを励起して信号光にラマン増幅を行うために使用される。
【００３４】
本発明のこの実施形態では、光中継器のローカル側によって生成されるすべてのローカル側ポンプ光が機能しないことが理由となり、又は別の障害が理由となり、ポンプ光が出力されない場合であっても、光中継器の外側からの逆方向のポンプ光がなお光中継器に入り、励起効果がなおエルビウム添加ファイバーに及ぼされることが可能であり、そのため、信号光は大幅に吸収されることはなく、小さな利得を得さえし、したがって、光通信システムのサービスは中断されない状態を保つことができる。また、終端局が逆ラマンポンプ光を提供する場合は、最初の区間と最後の区間の光中継器も終端局からの残余ラマンポンプ光を結合し、エルビウム添加ファイバーに励起効果を及ぼすことができる。
【００３５】
図３に示すように、図２に示す光中継器に基づいて、光中継器はさらに第３のカプラを含み、第１のポンプ光処理コンポーネントの出力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の出力端及び第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の出力端を含み、
第３のカプラの入力端は、光中継器の第１の入力端に接続され、第３のカプラの第１の出力端は第１のエルビウム添加ファイバーの入力端に接続され、第３のカプラの第２の出力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の出力端に接続され、第１のカプラの第２の出力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の出力端に接続され、
第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の出力端は、ポンプ光を第３のカプラの第２の出力端に送り、第３のカプラは、第３のカプラの第２の出力端によって受け取られたポンプ光を、第３のカプラの入力端を通じて、光中継器の第１の入力端に送り、
第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の出力端は、ポンプ光を第１のカプラの第２の出力端に送り、第１のカプラは、第１のカプラの第２の出力端によって受け取られたポンプ光を、第１のカプラの入力端を通じて、第１のエルビウム添加ファイバーの出力端に送る。
【００３６】
図４に示すように、図３に示す光中継器に基づいて、光中継器はさらに第６のカプラを含み、第１のポンプ光処理コンポーネントの出力端はさらに、第１のポンプ光処理コンポーネントの第３の出力端を含み、
第６のカプラは、第３のカプラと第１のエルビウム添加ファイバーとの間の信号光の光路に配置され、第３のカプラの第１の出力端は、第６のカプラの第１の入力端に接続され、第１のポンプ光処理コンポーネントの第３の出力端は、第６のカプラの第２の入力端に接続され、第６のカプラの出力端は、第１のエルビウム添加ファイバーの入力端に接続され、
第１のポンプ光処理コンポーネントの第３の出力端は、ポンプ光を第６のカプラの第２の入力端に送り、第６のカプラは、第６のカプラの第２の入力端によって受け取られたポンプ光を、第６のカプラの出力端を通じて、第１のエルビウム添加ファイバーの入力端に送る。
【００３７】
図５に示すように、図２に示す光中継器に基づいて、光中継器はさらに、第４のカプラ、光アイソレータ、及び第５のカプラを含み、
第４のカプラ、光アイソレータ、及び第５のカプラは、光中継器と第１のエルビウム添加ファイバーとの間の信号光の光路内に順に接続され、第５のカプラの入力端は、光中継器の第１の入力端に接続され、第５のカプラの第１の出力端は光アイソレータの入力端に接続され、光アイソレータの出力端は、第４のカプラの第１の入力端に接続され、第５のカプラの第２の出力端は、第４のカプラの第２の入力端に接続され、
第１のエルビウム添加ファイバーに入ったポンプ光が、第１のエルビウム添加ファイバーを通る信号光を増幅した後、ポンプの残余ポンプ光であって第１のエルビウム添加ファイバーに入る残余ポンプ光が、第１のエルビウム添加ファイバーの出力端を通じて、第４のカプラの出力端に送られ、第４のカプラは、第４のカプラの出力端によって受け取られた残余ポンプ光を、第４のカプラの第２の入力端を通じて、第５のカプラの第２の出力端に送り、第５のカプラは、第５のカプラの出力端によって受け取られた残余ポンプ光を、第５のカプラの入力端を通じて、光中継器の第１の入力端に送る。
【００３８】
前述の実施形態では、第１のポンプ光処理コンポーネントの入力端は１つある。別の任意選択の解決法では、第１のポンプ光処理コンポーネントに別の入力端があってよく、例えば、図２〜図４に示す点線の矢印の方向に逆方向のポンプ光が入力され、この逆方向のポンプ光は、信号光の伝搬方向と反対のポンプ光であり、逆方向のポンプ光の供給源は、図２〜図４に示す信号光路の一方の側に置くことができ、又は、光路の反対側の一方の側に置くか、又は両者の組み合わせとすることができる。したがって、図２〜図４に示す点線の矢印の方向に入力される逆方向のポンプ光は、必須ではなく、本発明のこの実施形態における光中継器の必須の構成部分と理解すべきでない。任意で、第１のポンプ光処理コンポーネントの入力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端及び第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端を含み、
第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントのポートであって第２のカプラの第２の入力端に接続されたポートであり、第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端は、信号光の反対側の信号光の光路から来る逆方向のポンプ光を受け取る。
【００３９】
前述の実施形態では、第１のポンプ光処理コンポーネントの機能と、第１のポンプ光処理コンポーネント中でのポンプ光の伝搬とが制限される。第１のポンプ光処理コンポーネントの構造は、前述の機能を実装することができればどのような構造でも適し、本発明のこの実施形態に固有に制限されない。本発明のこの実施形態では、（第１のポンプ光処理コンポーネント及び第２のポンプ光処理コンポーネントを含む）ポンプ光処理コンポーネントの出力端から出力されるポンプ光は、逆方向のポンプ光及び／又はローカル側によって生成されるポンプ光を含んでよいことにも留意されたい。以下の実施形態は、説明のための例として、いくつかの例示的構造を使用する。
【００４０】
（１）図６Ａに示すように、第１のポンプ光処理コンポーネントの構造は、図２又は図５に示す光中継器に適用可能であり、具体的には以下の通りである。
【００４１】
第１のポンプ光処理コンポーネントの入力端が、第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端及び第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端を含む場合、第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントのポートであって第２のカプラの第２の入力端に接続されたポートであり、第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端は、信号光の反対側の信号光の光路から来る逆方向のポンプ光を受け取る。
【００４２】
第１のポンプ光処理コンポーネントは、第１のポンプ源、第１の偏光ビームコンバイナ、第１０のカプラ、第１１のカプラを含み、第１のポンプ源は、２Ｎ個のポンプレーザを含むことができ、Ｎ≧１であり、偏光ビームコンバイナは一般に２つの入力端を備える。
【００４３】
第１のポンプ源の出力端は、第１の偏光ビームコンバイナの入力端に接続され、第１の偏光ビームコンバイナの出力端は、第１０のカプラの第１の入力端に接続され、第１０のカプラの第１の出力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントの出力端として使用される。
【００４４】
第１１のカプラの第１の入力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端として使用され、第１１のカプラの第２の入力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端として使用され、第１１のカプラの第１の出力端は、第１０のカプラの第２の入力端に接続される。
【００４５】
第１のポンプ源は、ローカル側ポンプ光を生成し、そのローカル側ポンプ光を、第１の偏光ビームコンバイナの入力端に送り、第１の偏光ビームコンバイナは、第１の偏光ビームコンバイナの入力端に入るローカル側ポンプ光を、第１の偏光ビームコンバイナの出力端を通じて第１０のカプラの第１の入力端に送り、第１１のカプラは、第１１のカプラの第１の入力端から入る逆方向のポンプ光と、第１１のカプラの第２の入力端から入る逆方向のポンプ光とを結合し、第１１のカプラの第１の出力端から第１０のカプラの第２の入力端に、結合により得られた逆方向のポンプ光の一部を送り、第１０のカプラは、第１０のカプラの第１の入力端から入るローカル側ポンプ光と、第１０のカプラの第２の入力端から入る逆方向のポンプ光とを結合し、第１０のカプラの第１の出力端から、結合により得られたポンプ光の一部を出力する。
【００４６】
また、図６Ａでは、第１０のカプラの第２の出力端から出力されるポンプ光は、図２又は図５に示す信号光路と対称の光路に送られる。
【００４７】
本発明のこの実施形態では、偏光ビームコンバイナが使用されて、互いに対して垂直な２つの線形偏光光を、出力のために同じポートに結合する。ラマン増幅器では、ラマン利得は、ポンプ光の偏光方向に依存性を持つ。偏光方向が互いに対して垂直である２つの線形偏光光は、偏光の度合いを下げることによってラマン増幅器の偏光に関係する利得を効果的に下げる偏光ビームコンバイナ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｃｏｍｂｉｎｅｒ，ＰＢＣ）を使用することにより、ラマンポンプ光として合波される。本発明のこの実施形態では、偏光方向が互いに対して垂直な２つの線形偏光光は、偏光の度合いを下げることによってラマン増幅器の偏光に関係する利得を効果的に下げるＰＢＣを使用することにより、ラマンポンプ光として合波される。
【００４８】
（２）図６Ｂ及び図６Ｃに示すように、第１のポンプ光処理コンポーネントの構造は、図３又は図４に示す光中継器に適用可能であり、具体的には以下の通りである。
【００４９】
図６Ｂに示す構造と図６Ｃに示す構造の共通部分は、以下である。第１のポンプ光処理コンポーネントが、第２のポンプ源、第３のポンプ源、第１２のカプラ、及び第１３のカプラを含む。
【００５０】
第２のポンプ源の出力端は、第１２のカプラの入力端に接続され、第１２のカプラの第１の出力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の出力端として使用され、第３のポンプ源の出力端は、第１３のカプラの入力端に接続され、第１３のカプラの第１の出力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントの第３の出力端として使用される。
【００５１】
第２のポンプ源は、第１のローカル側ポンプ光を生成し、その第１のローカル側ポンプ光を、第２のポンプ源の出力端を通じて第１２のカプラの入力端に送り、第１２のカプラは、第１２のカプラの入力端に入る第１のローカル側ポンプ光を結合し、第１２のカプラの第１の出力端から、結合により得られた第１のローカル側ポンプ光の一部を出力する。
【００５２】
第３のポンプ源は、第２のローカル側ポンプ光を生成し、その第２のローカル側ポンプ光を、第３のポンプ源の出力端を通じて第１３のカプラの入力端に送り、第１３のカプラは、第１３のカプラの入力端に入る第２のローカル側ポンプ光を結合し、第１３のカプラの第１の出力端から、結合により得られた第２のローカル側ポンプ光の一部を出力する。
【００５３】
図６Ｂに示す構造は、図６Ｃに示す構造と以下のように異なる。第２のカプラの第２の出力端からの逆方向のポンプ光は、第１のポンプ光処理コンポーネントの入力端から入り、第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の出力端から、第１のカプラの第２の出力端に直接出力される。
【００５４】
図６Ｃに示す構造は、図６Ｂに示す構造と以下のように異なる。第１のポンプ光処理コンポーネントの入力端が、第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端及び第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端を含む場合、第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントのポートであって第２のカプラの第２の入力端に接続されたポートであり、第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端は、信号光の反対側の信号光の光路から来る逆方向のポンプ光を受け取り、信号光の反対側の信号光の光路から来る逆方向のポンプ光は、第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の出力端から、第１のカプラの第２の出力端に直接出力される。
【００５５】
また、図６Ｂ及び図６Ｃで、第１２のカプラの第２の出力端から出力されるローカル側ポンプ光は、図２又は図５に示す信号光路と対称の光路に送られ、第１３のカプラの第２の出力端から出力されるローカル側ポンプ光は、図２又は図５に示す信号光路と対称の光路に送られる。第１２のカプラの第２の出力端及び第１３のカプラの第２の出力端は、第１２のカプラの第１の出力端及び第１３のカプラの第１の出力端と対称である。
【００５６】
図６Ｃで、第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端から入る逆方向のポンプ光の出力方式も、第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端から入る逆方向のポンプ光の出力方式と対称とすることができる。
【００５７】
（３）図６Ｄに示すように、第１のポンプ光処理コンポーネントの構造は、図３又は図４に示す光中継器に適用可能であり、具体的には以下の通りである。
【００５８】
第１のポンプ光処理コンポーネントの入力端が、第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端及び第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端を含む場合、第１のポンプ光処理コンポーネントはさらに第１４のカプラを含み、
第１４のカプラの第１の入力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端として使用され、第１４のカプラの第２の入力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端として使用され、第１４のカプラの第１の出力端は、第１のポンプ光処理コンポーネントの第１の出力端として使用され、
第１４のカプラは、第２のカプラから来て第１４のカプラの第１の入力端に入る逆方向のポンプ光と、信号光の反対側の信号光の光路から来て第１４のカプラの第２の入力端に入る逆方向のポンプ光とを結合し、結合により得られた逆方向のポンプ光の一部を、第１４のカプラの第１の出力端を通じて第１のカプラの第２の出力端に送る。
【００５９】
また、図６Ｄで、第１２のカプラの第２の出力端から出力されるローカル側ポンプ光は、図４に示す信号光路と対称の光路に送られ、第１３のカプラの第２の出力端から出力されるローカル側ポンプ光は、図２又は図５に示す信号光路と対称の光路に送られる。第１２のカプラの第２の出力端及び第１３のカプラの第２の出力端は、第１２のカプラの第１の出力端及び第１３のカプラの第１の出力端と対称である。
【００６０】
理論上は、図２〜図５に示されるすべてのカプラ（第６のカプラを除く）に代えて、サーキュレータが使用されてよい。また、図２〜図６Ｄに示す光路に光アイソレータをさらに含めて、光路が一方向であることを保証することができるが、これは本発明のこの実施形態では厳格には制限されない。光アイソレータに代えてサーキュレータを使用することが好ましい可能性のある２つの事例は、具体的には以下の通りである。
【００６１】
任意で、第２のカプラは第１のサーキュレータであり、第１のサーキュレータは、第１のポート、第２のポート、及び第３のポートが順に接続されたサーキュレータであり、
第１のサーキュレータの第１のポートは、第２のカプラの第１の入力端であり、第１のサーキュレータの第２のポートは、第２のカプラの出力端であり、第１のサーキュレータの第３のポートは、第２のカプラの第２の入力端である。
【００６２】
任意で、第３のカプラは第２のサーキュレータであり、第２のサーキュレータは、第１のポート、第２のポート、及び第３のポートが順に接続されたサーキュレータであり、
第２のサーキュレータの第１のポートは、第３のカプラの第２の出力端であり、第２のサーキュレータの第２のポートは、第３のカプラの入力端であり、第２のサーキュレータの第３のポートは、第３のカプラの第１の出力端である。
【００６３】
好ましくは、図２〜図４に示す光中継器の中で、利得平坦化フィルタがさらに信号光の光路中につながれる。
【００６４】
本発明の一実施形態はさらに光中継器を提供する。図７に示すように、この光中継器は、
光中継器の第１の入力端、光中継器の第１の出力端、第２のエルビウム添加ファイバー、第７のカプラ、第８のカプラ、第９のカプラ、及び第２のポンプ光処理コンポーネントを含み、
光中継器の第１の入力端は、第９のカプラの入力端に接続され、第９のカプラの第１の出力端は、第７のカプラの第１の入力端に接続され、第７のカプラの出力端は、第２のエルビウム添加ファイバーに接続され、第２のエルビウム添加ファイバーの出力端は、第８のカプラの第１の入力端に接続され、第８のカプラの出力端は、光中継器の出力端に接続され、第２のポンプ光処理コンポーネントの入力端は、第８のカプラの第２の入力端に接続され、第２のポンプ光処理コンポーネントの第１の出力端は、第９のカプラの第２の出力端に接続され、第２のポンプ光処理コンポーネントの第２の出力端は、第７のカプラの第２の入力端に接続され、
逆方向のポンプ光が、第１の出力端を通じて光中継器に入り、第８のカプラの出力端を通じて第８のカプラに入り、第８のカプラは、第８のカプラに入る逆方向のポンプ光を結合し、結合された逆方向のポンプ光を、第８のカプラの第２の入力端を通じて第２のポンプ光処理コンポーネントの入力端に送り、
信号光が、光中継器の第１の入力端を通じて光中継器に入り、第９のカプラ、第７のカプラ、第２のエルビウム添加ファイバー、及び第８のカプラを順に通過し、最後に光中継器の第１の出力端を通じて光中継器から送出され、
第２のポンプ光処理コンポーネントの第１の出力端は、ポンプ光を第９のカプラの第２の出力端に送り、第２のポンプ光処理コンポーネントの第２の出力端は、ポンプ光を第７のカプラの第２の入力端に送り、ポンプ光は、第１のポンプ光処理コンポーネントによって生成されたローカル側ポンプ光及び／又は逆方向のポンプ光を含み、第９のカプラの第２の出力端に入るポンプ光は、第９のカプラの入力端を通じて、光中継器の第１の入力端より、光中継器から送出され、第７のカプラの第２の入力端に入るポンプ光は、第７のカプラによって結合され、第７のカプラの出力端を通じて、第２のエルビウム添加ファイバーの入力端に送られる。
【００６５】
この実施形態では、第２のエルビウム添加ファイバーの入力端によって受け取られるポンプ光は、第２のエルビウム添加ファイバーに入り、第２のエルビウム添加ファイバーによって部分的に吸収され、それにより第２のエルビウム添加ファイバーを通る信号光を増幅する。
【００６６】
本発明のこの実施形態では、光中継器のローカル側で生成されるすべてのローカル側ポンプ光が機能しないことが理由となり、又は別の障害が理由となり、ポンプ光が出力されない場合であっても、光中継器の外側からの逆方向のポンプ光がなお光中継器に入り、励起効果がなおエルビウム添加ファイバーに及ぼされることが可能であり、そのため、信号光は重篤には吸収されず、小さな利得を得さえし、したがって、光通信システムのサービスは中断されない状態を保つことができる。また、終端局が逆ラマンポンプ光を提供する場合は、最初の区間と最後の区間の光中継器も、終端局からの残余ラマンポンプ光を結合し、エルビウム添加ファイバーに励起効果を及ぼすことができる。
【００６７】
前述の実施形態では、第１のポンプ光処理コンポーネントの入力端は１つある。別の任意選択の解決法では、第１のポンプ光処理コンポーネントに別の入力端があってよく、例えば、図７に示す点線の矢印の方向に逆方向のポンプ光が入力され、この逆方向のポンプ光は、信号光の伝搬方向と反対のポンプ光であり、逆方向のポンプ光の供給源は、図７に示す信号光路の一方の側に置くことができ、又は、光路の反対側の一方の側に置くか、又は両者の組み合わせとすることができる。したがって、図７に示す点線の矢印の方向に入力される逆方向のポンプ光は必須ではなく、本発明のこの実施形態における光中継器の必須の構成部分と理解すべきでない。任意で、第２のポンプ光処理コンポーネントの入力端は、第２のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端及び第２のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端を含み、
第２のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端は、第２のポンプ光処理コンポーネントのポートであって第８のカプラの第２の入力端に接続されたポートであり、第２のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端は、信号光の反対側の信号光の光路から来る逆方向のポンプ光を受け取る。
【００６８】
前述の実施形態では、第１のポンプ光処理コンポーネントの機能と、第１のポンプ光処理コンポーネント中でのポンプ光の伝搬とが制限される。第１のポンプ光処理コンポーネントの構造は、前述の機能を実装することができればどのような構造でも適し、本発明のこの実施形態に固有に制限されない。以下の実施形態は、説明のための例として、いくつかの例示的構造を使用する。
【００６９】
（４）図８に示すように、第１のポンプ光処理コンポーネントの構造は、図７に示す光中継器に適用可能であり、具体的には以下の通りである。
【００７０】
第２のポンプ光処理コンポーネントは、第４のポンプ源、第２の偏光ビームコンバイナ、第１５のカプラ、第１６のカプラ、及び第１７のカプラを含み、第２のポンプ源は、２Ｎ個のポンプレーザを含むことができ、Ｎ≧１であり、偏光ビームコンバイナは一般に２つの入力端を備える。
【００７１】
第４のポンプ源の出力端は、第２の偏光ビームコンバイナの入力端に接続され、第２の偏光ビームコンバイナの出力端は、第１５のカプラの入力端に接続され、第１５のカプラの第１の出力端は、第１６のカプラの第１の入力端に接続され、第１６のカプラの第１の出力端は、第２のポンプ光処理コンポーネントの第１の出力端として使用され、第１６のカプラの第２の出力端は、第２のポンプ光処理コンポーネントの第２の出力端として使用され、第１７のカプラの第１の入力端は、第２のポンプ光処理コンポーネントの第１の入力端として使用され、第１７のカプラの第２の入力端は、第２のポンプ光処理コンポーネントの第２の入力端として使用され、第１７のカプラの第１の出力端は、第１６のカプラの第２の入力端に接続される。
【００７２】
第４のポンプ源は、ローカル側ポンプ光を生成し、そのローカル側ポンプ光を、第２のポンプ源の出力端を通じて第２の偏光ビームコンバイナの入力端に送り、次いで第２の偏光ビームコンバイナの出力端を通じて第１５のカプラの入力端に送り、第１５のカプラは、第１５のカプラに入るローカル側ポンプ光を結合し、結合により得られたローカル側ポンプ光の一部を、第１６のカプラの第１の入力端に送り、第１７のカプラは、第８のカプラから来て第１７のカプラの第１の入力端に入る逆方向のポンプ光と、信号光の反対側の信号光の光路から来て第１７のカプラの第２の入力端に入る逆方向のポンプ光とを結合し、結合により得られた逆方向のポンプ光の一部を、第１７のカプラの第１の出力端を通じて第１６のカプラの第２の入力端に送り、第１６のカプラは、第１６のカプラの第２の入力端に入る逆方向のポンプ光と、第１６のカプラの第１の入力端に入るローカル側ポンプ光とを結合し、結合により得られたポンプ光の一部を、第１６のカプラの第１の出力端を通じて第９のカプラに送り、結合により得られたポンプ光の別の一部を、第１６のカプラの第２の出力端を通じて第７のカプラに送る。
【００７３】
また、図８で、第１５のカプラの第２の出力端は、ローカル側ポンプ光を出力することができ、第１７のカプラの第２の出力端は、逆方向のポンプ光を出力することができる。２つのポンプ光は、別のカプラによって結合することができ、ポンプ光の入力は、図７に示す信号光の光路と対称な光路について第１６のカプラと対称である構造を使用することによって実施される。
【００７４】
図６Ａ〜図６Ｄ及び図８で、ポンプ光処理コンポーネント中では、ポンプ源（第１のポンプ源、第２のポンプ源、第３のポンプ源、及び第４のポンプ源を含む）によって生成されるポンプ光の波長は、要件に応じて設定されてよい。より多くの増幅帯域幅をカバーするために、より多くのポンプ源がさらに追加されてよく、本発明のこの実施形態に固有に制限されない。
【００７５】
理論上は、図７〜図８に示されるすべてのカプラに代えて、サーキュレータが使用されてよい。また、図７〜図８に示す光路に光アイソレータをさらに含めて、光路が一方向であることを保証することができるが、これは本発明のこの実施形態では厳格には制限されない。光アイソレータに代えてサーキュレータを使用することが好ましい可能性のある２つの事例は、具体的には以下の通りである。
【００７６】
任意で、第８のカプラは第３のサーキュレータであり、第３のサーキュレータは、第１のポート、第２のポート、及び第３のポートが順に接続されたサーキュレータであり、
第３のサーキュレータの第１のポートは、第８のカプラの第１の入力端であり、第３のサーキュレータの第２のポートは、第２のカプラの出力端であり、第３のサーキュレータの第３のポートは、第２のカプラの第２の入力端である。
【００７７】
任意で、第９のカプラは第４のサーキュレータであり、第４のサーキュレータは、第１のポート、第２のポート、及び第３のポートが順に接続されたサーキュレータであり、
第４のサーキュレータの第１のポートは、第９のカプラの第２の出力端であり、第４のサーキュレータの第２のポートは、第９のカプラの入力端であり、第４のサーキュレータの第３のポートは、第９のカプラの第１の出力端である。
【００７８】
好ましくは、図７〜図８に示す光中継器の中で、利得平坦化フィルタがさらに信号光の光路中につながれる。
【００７９】
本発明のこの実施形態では、ポンプ光がポンプ光源によって生成された後、ポンプ光は２つの使用法を有し、１つの使用法は、ポンプ光がラマンポンプ光として使用されることであり、もう１つの使用法は、ポンプ光がＥＤＦに送られ、ＥＤＦポンプ光として使用されることである。本発明のこの実施形態における光の伝搬方向の説明では、ポンプ光は機能的には区別されない。
【００８０】
１．
本発明の一実施形態は、図９に示す光中継器構造を提供する。この実施形態の構造は、前述の実施形態の図４と図６Ｂの組み合わせに相当する可能性がある。
【００８１】
光中継器は、波長分割多重化器（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ，ＷＤＭ）、ＥＤＦ、カプラ（Ｃｏｕｐｌｅｒ）、光アイソレータ（Ｉｓｏｌａｔｏｒ）、並びに１４ＸＸｎｍポンプ（ｐｕｍｐ）及び９８０ｎｍポンプのポンプ源を含む。図９では、２つの入力端（入力端１及び入力端２）並びに２つの出力端（出力端１及び出力端２）は、それぞれ反対方向の光路の対に対応し、両者は対称である。この実施形態では、一方の光路について説明し、もう一方の光路についてはこれ以上説明しない。
【００８２】
図９で、ＷＤＭ１〜ＷＤＭ８のうち、ＷＤＭ１〜ＷＤＭ４は上部光路に属し、ＥＤＦ１及びＥＤＦ２のうち、ＥＤＦ１は上部光路に属し、Ｉｓｏｌａｔｏｒ１及びＩｓｏｌａｔｏｒ２のうち、Ｉｓｏｌａｔｏｒ１は上部光路に属し、１４ＸＸｎｍ  ｐｕｍｐ及び９８０ｎｍ  ｐｕｍｐのポンプ源は、２つの光路で共有される。上部光路では、構成要素の接続関係は以下の通りである。
ＷＤＭ１の入力端は、入力端１に接続され、ＷＤＭ１の出力端１は、ＷＤＭ２の入力端１に接続され、ＷＤＭ１の出力端は、ＷＤＭ２の入力端１に接続され、ＷＤＭ２の出力端は、ＥＤＦ１の入力端に接続され、ＥＤＦ１の出力端は、ＷＤＭ３の入力端に接続され、ＷＤＭ３の出力端１は、Ｉｓｏｌａｔｏｒ１の入力端に接続され、Ｉｓｏｌａｔｏｒ１の出力端は、ＷＮＭ４の入力端１に接続され、ＷＮＭ４の出力端は、出力端１に接続され、
ＷＤＭ４の入力端２は、ＷＤＭ３の出力端２に接続され、
１４ＸＸｎｍポンプ源１及び１４ＸＸｎｍポンプ源２は、それぞれカプラ１の入力端１及び入力端２に接続され、カプラ１の出力端１は、ＷＤＭ１の出力端２に接続され、９８０ｎｍポンプ源１及び９８０ｎｍポンプ源２は、それぞれカプラ２の入力端１及び入力端２に接続され、カプラ２の出力端１は、ＷＤＭ２の入力端２に接続される。
【００８３】
以下に、光の伝搬方向を詳細に説明する。
【００８４】
図９では、実線の矢印の方向が信号光の伝搬方向であり、破線の矢印の方向が逆方向のポンプ光の伝搬方向であり、点線の矢印の方向が順方向のポンプ光の伝搬方向である。逆方向のポンプ光は、伝搬方向が信号光の伝搬方向と反対のポンプ光であり、順方向のポンプ光は、伝搬方向が信号光の伝搬方向と同じであるポンプ光である。
【００８５】
ポンプ光の伝搬方向は以下の通りである。
【００８６】
１４ＸＸｎｍのポンプ光が、１４ＸＸｎｍポンプ源１及び１４ＸＸｎｍポンプ源２によって別々に生成され、それぞれカプラ１の入力端１及び入力端２に入り、カプラ１は、それら入力されたポンプ光を結合し、結合されたポンプ光を、カプラ１の出力端１及び出力端２から出力し、カプラ１の出力端１から出力されるポンプ光は、ＷＤＭ１の出力端２に入り、ＷＤＭ１の出力端２から入るポンプ光は、ＷＤＭ１を通過し、ＷＤＭ１の入力端から送出される。ポンプ光は伝送ファイバーを励起させ、そのため、誘導ラマン散乱効果の下で信号光が増幅され、入力端１の方向に沿って、海底ケーブル光ファイバー通信システムの光中継器に送られる。
【００８７】
９８０ｎｍポンプ光が、９８０ｎｍポンプ源１及び９８０ｎｍポンプ光源２によって別々に生成され、それぞれカプラ２の入力端１及び入力端２に入り、カプラ２は、それらの入力されたポンプ光を結合し、結合されたポンプ光をカプラ２の出力端１及び出力端２から出力し、カプラ２の出力端１から出力されるポンプ光は、ＷＤＭ２の入力端２に入る。
【００８８】
信号光の伝搬方向は以下の通りである。信号光が入力端１から光中継器に入り、ＷＤＭ１の入力端に入り、ＷＤＭ１を通過し、ＷＤＭ１の出力端１を通じてＷＤＭ２の入力端１に入る。ＷＤＭ２は、ＷＤＭ２の出力端からＥＤＦ１の入力端に、ＷＤＭ２の入力端１から入力される信号光と、ＷＤＭ２の入力端２から入力されるポンプ光とを出力し、ＥＤＦ１に入るポンプ光は、ＥＤＦ１に入る信号光を増幅し、増幅された信号光が、ＥＤＦ１の出力端からＷＤＭ３の入力端に出力され、ＷＤＭ３は、ＷＤＭ３の出力端１から、Ｉｓｏｌａｔｏｒ１の入力端に、ＷＤＭ３の入力端から入力される光信号を出力し、Ｉｓｏｌａｔｏｒ１は、Ｉｓｏｌａｔｏｒ１の入力端から入力される信号光を通過させ、信号光をＩｓｏｌａｔｏｒ１の出力端からＷＤＭ４の入力端１に出力し、ＷＤＭ４は、ＷＤＭ４の入力端１に入る信号光を、ＷＤＭ４の出力端から出力端１に出力する。
【００８９】
図９で、出力端１から入る逆方向のポンプ光は、海底ケーブル光ファイバー通信システム内の次の光中継器から来るものであり、この逆方向のポンプ光の伝搬方向は以下の通りである。
【００９０】
海底ケーブル光ファイバー通信システム内の次の光中継器から来る逆方向のポンプ光は、出力端１を通じてＷＤＭ４の出力端に入り、ＷＤＭ４は、ＷＤＭ４の入力端２から、ＷＤＭ４の出力端から入る逆方向のポンプ光を送出し、ＷＤＭ４の入力端２から送出される逆方向のポンプ光はＷＤＭ３の出力端２に入り、ＷＤＭ３は、ＷＤＭ３の入力端から、ＷＤＭ３の出力端２から入る逆方向のポンプ光を送出し、ＷＤＭ３の入力端から送出される逆方向のポンプ光は、ＥＤＦ１の出力端に入り、ＥＤＦ１の出力端から入る逆方向のポンプ光は、ＥＤＦ１を通る信号光を増幅する。
【００９１】
前述の実施形態では、１４ＸＸｎｍ波帯域のポンプ光の波長は、１４００ｎｍ〜１５００ｎｍ、好ましくは１４５０ｎｍ〜１４６０ｎｍの範囲に分布している。前述の実施形態では、１４ＸＸｎｍ波帯域のポンプ光は、逆の方式で伝送ファイバーに結合され、伝送ファイバーを励起し、誘導ラマン散乱効果を使用することによって信号光を増幅する。また、９８０ｎｍ波帯域のポンプ光（又は１４ＸＸポンプ光の場合もある）も中継器内部のエルビウム添加ファイバーに結合され、エルビウムイオンを励起し、誘導放射の原理を使用することによって信号光を増幅する。前述のＩｓｏｌａｔｏｒ１は、一方向信号波帯域の構成要素であり、信号光波帯域中の逆方向の雑音光を分離するために使用される。前述の実施形態の構造では、逆方向の残余ポンプ光のための結合チャネルも設けられ（すなわち、図９の実装方式は、ＷＤＭ４がバイパスチャネルに接続するために一方向の構成要素の前又は後ろで使用される実装方式である）、下流又は上流の中継器から出力される残余ラマンポンプ光を結合して、結合されたポンプ光をエルビウム添加ファイバーに入力するために使用される。
【００９２】
図１０に示す構造は、前述の実施形態の図４と図６Ｃの組み合わせに対応してもよい。次のような違いがある。図１０に示す構造と図９に示す構造は基本的に一致するが、海底ケーブル光ファイバー通信システム内の次の光中継器から来る逆方向のポンプ光の経路が異なり、この経路の違いは、逆方向の残余ポンプ光のための結合チャネルの提供の違いから生じる。図１０で、ＷＤＭ４の入力端２は、ＷＤＭ７の出力端２に接続され、ＷＤＭ８の入力端２は、ＷＤＭ３の出力端２に接続される。すなわち、ＥＤＦの逆方向のポンプ光は、反対側の光路から来る。入った後の逆方向のポンプ光の上部光路は、なお例として使用される。
【００９３】
構造の変化は以下の通りである。
【００９４】
出力端１から入る逆方向のポンプ光は、ＷＤＭ４の出力端を通じてＷＤＭ４に入り、ＷＤＭ４は、ＷＤＭ４に入る逆方向のポンプ光を分離し、逆方向のポンプ光を、反対側のＷＤＭ８の出力端２に送り、逆方向のポンプ光は、ＷＤＭ７の出力端２に入り、ＷＤＭ７は、ＷＤＭ７の入力端からＥＤＦ２の出力端に、ＷＤＭ７の出力端２に入る逆方向のポンプ光を送り、ＥＤＦ２の出力端から入る逆方向のポンプ光は、ＥＤＦ２を通る信号光を増幅する。
【００９５】
光路の変化は以下の通りである。
【００９６】
逆方向のポンプ光は、出力端１を通じてＷＤＭ４の出力端に入り、ＷＤＭ４は、ＷＤＭ４の入力端２から、ＷＤＭ４の出力端から来る逆方向のポンプ光を送出し、ＷＤＭ４の入力端２から送出される逆方向のポンプ光は、ＷＤＭ３の出力端２に入り、ＷＤＭ３は、ＷＤＭ３の入力端から、ＷＤＭ３の出力端２から入る逆方向のポンプ光を送出し、ＷＤＭ３の入力端から送出される逆方向のポンプ光は、ＥＤＦ１の出力端に入り、ＥＤＦ１の出力端から入る逆方向のポンプ光は、ＥＤＦ１を通る信号光を増幅する。
【００９７】
２．
本発明の一実施形態は、図１１Ａに示す別の光中継器構造を提供する。この実施形態の構造は、前述の実施形態の図４と図６Ｄの組み合わせに対応してもよい。光中継器は、ＷＤＭ、ＧＦＦ（Ｇａｉｎ  Ｆｌａｔｎｅｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ，利得平坦化フィルタ）、Ｉｓｏｌａｔｏｒ、ＥＤＦ、カプラ、及び偏光ビームコンバイナ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｃｏｍｂｉｎｅｒ，ＰＢＣ）を含む。図１１Ａで、２つの入力端（入力端１及び入力端２）並びに２つの出力端（出力端１及び出力端２）は、それぞれ反対方向の光路の対に対応し、両者は対称である。この実施形態では、一方の光路について説明し、もう一方の光路についてはこれ以上説明しない。
【００９８】
図１１Ａで、ＷＤＭ１〜ＷＤＭ８のうち、ＷＤＭ１、ＷＤＭ３、ＷＤＭ５、及びＷＤＭ７は上部光路に属し、ＧＦＦ１及びＧＦＦ２のうち、ＧＦＦ１は上部光路に属し、ＥＤＦ１及びＥＤＦ２のうち、ＥＤＦ１が上部光路に属し、Ｉｓｏｌａｔｏｒ１〜Ｉｓｏｌａｔｏｒ４のうち、Ｉｓｏｌａｔｏｒ１及びＩｓｏｌａｔｏｒ２は上部光路に属し、１４５５ｎｍ  ｐｕｍｐ及び９８０ｎｍ  ｐｕｍｐのポンプ源は、２つの光路で共有され、カプラ１〜カプラ３及びＰＢＣは、２つの光路で共有される。上部光路では、構成要素の接続関係は以下の通りである。
【００９９】
ＷＤＭ１の入力端は、入力端１に接続され、ＷＤＭ１の出力端１は、ＧＦＦ１の入力端に接続され、ＧＦＦ１の出力端は、Ｉｓｏｌａｔｏｒ１の入力端に接続され、Ｉｓｏｌａｔｏｒ１の出力端は、ＷＤＭ３の入力端１に接続され、ＷＤＭ３の出力端は、ＥＤＦ１の入力端に接続され、ＥＤＦ１の出力端は、ＷＤＭ５の入力端に接続され、ＷＤＭ５の出力端１は、Ｉｓｏｌａｔｏｒ２の入力端に接続され、Ｉｓｏｌａｔｏｒ２の出力端は、ＷＤＭ７の入力端１に接続され、ＷＤＭ７の出力端は、出力端１に接続され、
１４５５ｎｍポンプ源１及び１４５５ｎｍポンプ源２は、それぞれＰＢＣの入力端１及び入力端２に接続され、ＰＢＣの出力端は、カプラ１の入力端１に接続され、カプラ１の出力端１は、ＷＤＭ１の出力端２に接続され、カプラ１の出力端２は、ＷＤＭ２の出力端２に接続され、
９８０ｎｍポンプ源１及び９８０ｎｍポンプ源２は、それぞれカプラ２の入力端１及び入力端２に接続され、カプラ２の出力端１は、ＷＤＭ２の入力端２に接続され、カプラ２の出力端２は、ＷＤＭ４の入力端２に接続される。
【０１００】
以下に、光の伝搬方向を詳細に説明する。
【０１０１】
図１１Ａに示す構造では、２つの光路、すなわち、１つの上部光路及び１つの下部光路が含まれ、Ｉｓｏｌａｔｏｒで示される方向が信号光の伝搬方向であり、これは、図１１Ａでは矢印を使用して独立して示してはいない。破線の矢印の方向が逆方向のポンプ光の伝搬方向であり、点線の矢印の方向が順方向のポンプ光の伝搬方向である。逆方向のポンプ光は、信号光の伝搬方向と反対のポンプ光であり、順方向のポンプ光は、信号光の伝搬方向と同じであるポンプ光である。
【０１０２】
ポンプ光の伝搬方向は以下の通りである。
【０１０３】
１４５５ｎｍポンプ光が１４５５ｎｍポンプ源１及び１４５５ｎｍポンプ源２によって別々に生成され、それぞれＰＢＣの入力端１及び入力端２に入り、ＰＢＣは、ＰＢＣの入力端１及び入力端２に入る２つのポンプ光を結合し、結合されたポンプ光をＰＢＣの出力端からカプラ１の入力端に出力し、カプラ１は、カプラ１のポンプ光を２つに分割し、一方がＷＤＭ１の出力端２に送られ、もう一方がＷＤＭ２の出力端２に送られる。ＷＤＭ１の出力端２から入るポンプ光はＷＤＭ１を通過し、ＷＤＭ１の入力端から送出され、ポンプ光は、入力端１の方向に沿って海底ケーブル光ファイバー通信システム内の前の光中継器に送られ、ＷＤＭ２の出力端２から入るポンプ光は、ＷＤＭ２を通過し、ＷＤＭ２の入力端から送出され、ポンプ光は、入力端２の方向に沿って海底ケーブル光ファイバー通信システム内の次の光中継器に送られる。
【０１０４】
９８０ｎｍポンプ光が、９８０ｎｍポンプ源１及び９８０ｎｍポンプ源２によって別々に生成され、それぞれカプラ２の入力端１及び入力端２に入り、カプラ２は、入力されたポンプ光を結合し、結合されたポンプ光を、カプラ２の出力端１及び出力端２から出力し、カプラ２の出力端１から出力されるポンプ光は、ＷＤＭ３の入力端２に入り、カプラ２の出力端２から出力されるポンプ光は、ＷＤＭ４の入力端２に入る。
【０１０５】
ポンプ光の伝搬方向は以下の通りである。信号光が入力端１から光中継器に入り、ＷＤＭ１の入力端に入り、ＷＤＭ１を通過し、ＷＤＭ１の出力端１を通じてＧＦＦ１の入力端に入り、ＧＦＦ１を通過し、ＧＦＦ１の出力端を通じてＩｓｏｌａｔｏｒ１の入力端に入り、Ｉｓｏｌａｔｏｒ１は、Ｉｓｏｌａｔｏｒ１の入力端から入力される信号光を通過させ、信号光をＩｓｏｌａｔｏｒ１の出力端からＷＤＭ３の入力端１に出力し、ＷＤＭ３は、ＷＤＭ３の出力端からＥＤＦ１の入力端に、ＷＤＭ３の入力端１から入力された信号光と、ＷＤＭ３の入力端２から入力されたポンプ光とを出力し、ＥＤＦ１に入るポンプ光は、ＥＤＦ１に入る信号光を増幅し、増幅された信号光は、ＥＤＦ１の出力端からＷＤＭ５の入力端に出力され、ＷＤＭ５は、ＷＤＭ５の出力端１からＩｓｏｌａｔｏｒ２の入力端に、ＷＤＭ５の入力端から入力される光信号を出力し、Ｉｓｏｌａｔｏｒ２は、Ｉｓｏｌａｔｏｒ２の入力端から入力される信号光を通過させ、信号光をＩｓｏｌａｔｏｒ２の出力端からＷＤＭ７の入力端１に出力し、ＷＤＭ７は、ＷＤＭ７の出力端から出力端１に、ＷＤＭ７の入力端１に入る信号光を出力する。
【０１０６】
図１１Ａで、出力端１及び出力端２から入る逆方向のポンプ光は、それぞれ、海底ケーブル光ファイバー通信システム内の次の光中継器及び前の中継器から来るものであり、逆方向のポンプ光の伝搬方向は以下の通りである。
【０１０７】
海底ケーブル光ファイバー通信システム内の次の光中継器から来る逆方向のポンプ光は、出力端１を通じてＷＤＭ７の出力端に入り、ＷＤＭ７は、ＷＤＭ７の入力端２から、ＷＤＭ７の出力端から入る逆方向のポンプ光を送出し、ＷＤＭ７の入力端２から送出される逆方向のポンプ光は、カプラ３の入力端１に入り、
海底ケーブル光ファイバー通信システム内の前の光中継器から来る逆方向のポンプ光は、出力端１を通じてＷＤＭ８の出力端に入り、ＷＤＭ８は、ＷＤＭ８の入力端２から、ＷＤＭ８の出力端から入る逆方向のポンプ光を送出し、ＷＤＭ８の入力端２から送出される逆方向のポンプ光は、カプラ３の入力端１に入り、
カプラ３は、カプラ３の入力端１に入る逆方向のポンプ光と、カプラ３の入力端２に入る逆方向のポンプ光とを結合し、結合された逆方向のポンプ光を２つに分割し、一方は、カプラ３の出力端１からＷＤＭ５の出力端２に送られ、もう一方は、カプラ３の出力端２からＷＤＭ６の出力端２に送られ、
ＷＤＭ５の出力端２から入るポンプ光は、ＷＤＭ５を通過し、ＷＤＭ５の入力端から送出され、ＷＤＭ５の入力端から送出されたポンプ光は、ＥＤＦ１の出力端に入り、ＥＤＦ１の出力端から入る逆方向のポンプ光は、ＥＤＦ１を通る信号光を増幅する。
【０１０８】
前述の実施形態では、１４５５ｎｍポンプは、ポンプ光の波長として使用され、そのため、１５５０ｎｍ波帯域の信号光が最も高いラマン利得を得ることができ、そのことが、光中継器の雑音指数を低減するのに役立つ。また、この波長は、誘導吸収帯域幅範囲にもあり、残余ポンプ光は、エルビウムイオンに励起効果を及ぼすことができる。
【０１０９】
また、図１１Ａに示す構造では、３ｄＢカプラがカプラとして使用されてよく、２つの１４５５ｎｍラマンポンプがＰＢＣによって合波され、光は３ｄＢカプラで分割され、ＷＤＭコンポーネントによって信号光の光路に結合される。ＰＢＣを使用して１４５５ｎｍポンプを合波することにより、ポンプ光が比較的低い偏光度を持つことが可能になり、そのことは、偏光に関係する利得を低減するのに役立つ。ＥＤＦＡの入力側で使用される光アイソレータ（Ｉｓｏｌａｔｏｒ１）は、ＥＤＦ内で生じる逆方向の自然放射を分離するために使用される。さらに、利得平坦化フィルタ（ＧＦＦ）も使用して、利得スペクトルのバランスをとることができる。
【０１１０】
前述の実施形態では、順方向及び逆方向の伝送ファイバーからＷＤＭコンポーネント（ＷＤＭ７＼ＷＤＭ８）によって結合される残余ポンプ光は、２×２カプラ（カプラ３）によって合波され、次いで、エルビウム添加ファイバーに結合されることにより、残余ポンプ光の冗長性を実現する。すなわち、順方向又は逆方向の残余ポンプ光しかない場合に、２つのＥＤＦＡのエルビウム添加ファイバーが、残余ポンプ光によって刺激されることが可能となる。
【０１１１】
前述の実施形態では、サービス信号光が、Ｉｎｐｕｔ１（入力端１）から入力され、ＷＤＭ１、ＧＦＦ１、光アイソレータ１、及びＷＤＭ３を順に通過し、エルビウム添加ファイバー１に入り、増幅される。次いで、ＷＤＭ５、光アイソレータ、及びＷＤＭ７を通過し、Ｏｕｔｐｕｔ１（出力端１）から出力され、下流の伝送ファイバーに入る。２つの１４５５ｎｍポンプ光がＰＢＣによって合波され、３ｄＢカプラ１によって２つに分割され、一部は、ＷＤＭ１によって入力端Ｉｎｐｕｔ１に結合され、伝送ファイバーに注入される。２つの９８０ｎｍポンプ光が３ｄＢカプラ２によって混合され、２つに分割され、一方は、ＷＤＭ３によってエルビウム添加ファイバーに結合され、エルビウムイオンに吸収され、下流の光ファイバーの残余ポンプ光は、Ｏｕｔｐｕｔ１ポートから入力され、ＷＤＭ７によって結合され、３ｄＢカプラ３によって２つに分割され、一方は、ＷＤＭ５によってエルビウム添加ファイバーに結合され、エルビウムイオンに吸収される。
【０１１２】
この実施形態では、ＷＤＭ１及びＷＤＭ２に代えて、光学サーキュレータを使用することも可能であり、ＧＦＦ１及びＧＦＦ２の位置は、アイソレータ２及びアイソレータ４の後ろの位置に調節することができ、９８０ポンプの方向は、逆方向のポンプになるように調整することができ、残余ラマンポンプは、順方向のポンプになるように調整することができ、より大きい利得帯域幅及びより大きい区間長を得るために、１対のラマンポンプレーザも追加されてよく、例えば３ｄＢカプラ１が、２×２の３ｄＢカプラに置き換えられ、もう一方の入力端は、１対の１４２５ｎｍラマンポンプに接続することができ、それにより、増幅帯域幅は１５３０〜１５６５ｎｍをカバーすることができる。
【０１１３】
本発明のこの実施形態における解決法の有利な効果をより具体的に説明するために、前述の実施形態に従って１２ｄＢの利得の光中継器を設計し、残余ポンプ光の結合を伴わないＥＤＦＡ解決法及びラマン／ＥＤＦＡの混合型の増幅の解決法と比較する。これを下の表１に具体的に示す。
【０１１４】
【表１】
0006312927.tif 000004
【０１１５】
ＥＤＦＡ解決法、ラマン／ＥＤＦＡ混合型増幅の解決法、及び、本発明のこの実施形態における解決法の異なる条件による利得及び雑音指数のスペクトル線が、図１１Ｂ及び図１１Ｃに示される。
【０１１６】
図１１Ｂでは、１５４０ｎｍ波長が基準として使用され、図１１Ｂの曲線は上から下へと以下の通りである。
ラマン／ＥＤＦＡ混合型の増幅又はＥＤＦＡ増幅（残余ポンプの結合を伴うか、又は伴わない場合）。中継器内部のすべてのポンプが正常な場合。
ラマン／ＥＤＦＡ混合型の増幅（残余ポンプの結合を伴う）。中継器内部のすべてのポンプが機能していない場合。
ラマン／ＥＤＦＡ混合型の増幅（残余ポンプの結合を伴わない）。中継器内部のすべてのポンプが機能していない場合。
ＥＤＦＡ増幅。すべてのポンプが機能していない場合。
【０１１７】
図１１Ｃでは、１５５０ｎｍ波長が基準として使用され、図１１Ｃの曲線は上から下へと以下の通りである。
ＥＤＦＡ増幅。中継器内部のすべてのポンプが機能していない場合。
ラマン／ＥＤＦＡ混合型の増幅（残余ポンプの結合を伴わない）。中継器内部のすべてのポンプが機能していない場合。
ラマン／ＥＤＦＡ混合型の増幅（残余ポンプの結合を伴う）。中継器内部のすべてのポンプが機能していない場合。
ＥＤＦＡ増幅。中継器内部のすべてのポンプが正常である場合。
ラマン／ＥＤＦＡ混合型の増幅（残余ポンプの結合を伴うか、又は伴わない場合）（残余ポンプの結合があるかどうかが、ＮＦに与える影響は小さく、違いは無視することができる）。中継器内部のすべてのポンプが正常である場合。
【０１１８】
前述から理解できるように、ＥＤＦＡによる解決法と比べると、本発明のこの実施形態における解決法では、雑音指数が０．５ｄＢ前後改善され、またＥＤＦＡ増幅の解決法及びラマン／ＥＤＦＡ混合型増幅の解決法と比べると、すべてのポンプが機能していないシナリオで信号の損失が実質的に低減され、長波長領域では小さな利得ももたらすことができ、ポンプが機能していないときの雑音指数が著しく低下する。これらはすべて、光中継器のポンプ故障耐性能力を向上させるのに役立つ。
【０１１９】
本発明のこの実施形態に基づき、海底ケーブル伝送システムの実施形態がさらに提供される。図１Ａ及び図１Ｂは、システムのネットワーク図であり、光中継器は、この実施形態における光中継器の解決法を使用し、分散補償のない、有効面積が大きな純シリカコアファイバーリンクが使用される。システム内の主要な構成パラメータを下の表２に示す。
【０１２０】
【表２】
0006312927.tif 000005
【０１２１】
シミュレーション計算による推定によると、システム内のすべての光中継器が正常状態にあるとき、システムＯＳＮＲは、１８．５〜１９．３ｄＢのＯＳＮＲになる（図１１Ｄに示す。図１１Ｄは、システム内の１台の光中継器のすべてのポンプが機能しなくなったときのＯＳＮＲへの影響の概略図である）。
【０１２２】
図１１Ｄでは、１５４５ｎｍ波長が基準として使用され、図１１Ｄの曲線は上から下へと以下の通りである。
ラマン／ＥＤＦＡ混合型増幅のリンク（中継器内のすべてのポンプが正常）、
ＥＤＦＡ増幅リンク（中継器内のすべてのポンプが正常）、
ラマン／ＥＤＦＡ混合型増幅のリンク（１台の光中継器内のすべてのポンプが機能していない場合。上流及び下流の残余ポンプの結合を伴う）、
ラマン／ＥＤＦＡ混合型増幅のリンク（１台の光中継器内のすべてのポンプが機能していない場合。上流及び下流の残余ポンプの結合を伴わない）、
信号光がシステム内で送信された後に得られる受信ＯＳＮＲ許容値、
ＥＤＦＡ増幅リンク（１台の光中継器内のすべてのポンプが機能していない場合）。
【０１２３】
図１１Ｄに示す図から分かるように、本発明の光中継器がシステム内で使用され、１台の光中継器内のすべてのポンプが働かない場合、システムＯＳＮＲは０．８〜０．４ｄＢだけ悪化し、短波長の悪化はこれよりもわずかに大きいが、すべての波長のＯＳＮＲはなお１７．６ｄＢより上を保っており、信号が送信された後に得られる１４．２ｄＢのＯＳＮＲ許容値と比べると、なお３．４ｄＢのＯＳＮＲの余裕があり、すべてのサービス信号光が正常に送信されることが可能である。
【０１２４】
光中継器が上流及び下流の残余ラマンポンプ光をエルビウム添加ファイバーに結合しない場合、１５４０ｎｍの近傍における一部のサービス信号光のＯＳＮＲが悪化し、信号光が送信された後に得られるＯＳＮＲ許容値よりも低くなり、それによりサービスの中断又は性能の不安定性が生じる。システムがラマン／ＥＤＦＡ混合型増幅の光中継器に代えて伝統的な純ＥＤＦＡ増幅の光中継器を使用する場合には、１台の光中継器内のすべてのポンプが機能しなくなると、大半のサービス信号のＯＳＮＲは、サービス信号がシステム内で送信された後に得られるＯＳＮＲ許容値よりも低くなり、サービスが中断される。
【０１２５】
本発明のこの実施形態では、上流及び下流の残余ラマンポンプ光をＥＤＦＡに結合することにより、システムの光中継器の故障耐性能力が大幅に向上することが理解できる。この実施形態のシナリオでは、１台の光中継器内のすべてのポンプが機能しない場合でも、中断されるサービスがないことをなお保証することができ、これは、伝統的なＥＤＦＡ増幅及びラマン／ＥＤＦＡ混合型増幅の光中継器と比べて著しい改善である。
【０１２６】
３．
本発明の一実施形態は、図１２に示される別の光中継器構造を提供する。この実施形態における構造は、前述の実施形態の図７と図８の組み合わせに対応してもよい。この光中継器は、サーキュレータ、ＷＤＭ、ＥＤＦ、カプラ、及びＰＢＣを含む。図１２では、２つの入力端（入力端１及び入力端２）並びに２つの出力端（出力端１及び出力端２）は、それぞれ反対方向の光路の対に対応し、両者は対称である。この実施形態では、一方の光路について説明し、もう一方の光路についてはこれ以上説明しない。
【０１２７】
図１２で、サーキュレータ１〜サーキュレータ４のうち、サーキュレータ１及びサーキュレータ３は上部光路に属し、ＷＤＭ１及びＷＤＭ２のうち、ＷＤＭ１は上部光路に属し、ＥＤＦ１及びＥＤＦ２のうち、ＥＤＦ１は上部光路に属し、１４５５ｎｍポンプ（ｐｕｍｐ）は２つの光路で共有され、カプラ１〜カプラ４及びＰＢＣは２つの光路で共有される。上部光路では、構成要素の接続関係は以下の通りである。
【０１２８】
入力端１は、サーキュレータ１のインターフェース２に接続され、サーキュレータ１のインターフェース３は、ＷＤＭ１の入力端１に接続され、ＷＤＭ１の出力端は、ＥＤＦ１の入力端に接続され、ＥＤＦ１の出力端は、サーキュレータ３のインターフェース１に接続され、サーキュレータ３のインターフェース２は、出力端１に接続される。
【０１２９】
１４５５ｎｍポンプ源１及び１４５５ｎｍポンプ源２は、それぞれＰＢＣの入力端１及び入力端２に接続され、ＰＢＣの出力端は、カプラ１の入力端１に接続され、カプラ１の出力端１は、カプラ２の入力端１に接続され、カプラ１の出力端２は、カプラ３の入力端１に接続され、カプラ２の出力端１は、サーキュレータ１のポート１に接続され、カプラ２の出力端２は、ＷＤＭ１の入力端２に接続され、サーキュレータ３のポート３は、カプラ４の入力端１に接続され、サーキュレータ１のポート３は、カプラ４の入力端２に接続され、カプラ４の出力端１は、カプラ２の入力端２に接続され、カプラ４の出力端２は、カプラ３の入力端２に接続される。
【０１３０】
以下に、光の伝搬方向を詳細に説明する。
【０１３１】
図１２に示す構造では、２つの光路、すなわち、１つの上部光路及び１つの下部光路が含まれ、上部光路内の信号光の伝搬方向は左から右であり（信号光は入力端１に入り、出力端１から送出される）、これは図１２では矢印を使用して独立して示してはいない。破線の矢印の方向が、逆方向のポンプ光の伝搬方向であり、点線の矢印の方向が、順方向のポンプ光の伝搬方向である。逆方向のポンプ光は、信号光の伝搬方向と反対のポンプ光であり、順方向のポンプ光は、信号光の伝搬方向と同じであるポンプ光である。
【０１３２】
ポンプ光の伝搬方向は以下の通りである。
【０１３３】
１４５５ｎｍポンプ光が１４５５ｎｍポンプ源１及び１４５５ｎｍポンプ源２によって別々に生成され、それぞれＰＢＣの入力端１及び入力端２に入り、ＰＢＣは、ＰＢＣの入力端１及び入力端２に入る２つのポンプ光を結合し、結合されたポンプ光を、ＰＢＣの出力端からカプラ１の入力端に出力し、カプラ１は、カプラ１のポンプ光を２つに分割し、一方はカプラの入力端１に送られ、もう一方はカプラ３の入力端１に送られ、
サーキュレータ３のポート２から入る逆方向のポンプ光は、サーキュレータ３のポート３から送出され、カプラ４の入力端１に入り、サーキュレータ４のポート２から入る逆方向のポンプ光は、サーキュレータ４のポート３から送出され、カプラ４の入力端２に入り、カプラ４は、カプラ４の入力端１及びカプラ４の入力端２に入る逆方向のポンプ光を結合し、結合されたポンプ光を２つに分割し、一方はカプラ２の入力端２に送られ、もう一方はカプラ３の入力端２に送られ、
カプラ２は、カプラ２の入力端１に入るポンプ光と、カプラ２の入力端２に入る逆方向のポンプ光とを結合し、結合されたポンプ光を２つに分割し、一方は、カプラ２の出力端１からサーキュレータ１のポート１に送られ、サーキュレータ１のポート１に入るポンプ光は、サーキュレータ１のポート３から入力端１に送られ、もう一方は、カプラ２の出力端２からＷＤＭ１の入力端２に送られる。
【０１３４】
ポンプ光の伝搬方向は以下の通りである。信号光が入力端１から光中継器に入り、サーキュレータ１のポート２に入り、サーキュレータ１のポート３から送出され、サーキュレータ１のポート３から送出された信号光は、ＷＤＭ１の入力端１に入り、ＷＤＭ１は、ＷＤＭ１の入力端１に入る信号光と、ＷＤＭ１の入力端２に入るポンプ光とを、ＥＤＦ１の入力端に送り、ＥＤＦ１に入るポンプ光は、ＥＤＦ１に入る信号光を増幅し、増幅された信号光は、ＥＤＦ１の出力端からサーキュレータ３のポート１に出力され、サーキュレータ３のポート１に入る信号光は、サーキュレータ３のポート２から出力端１に送信される。
【０１３５】
前述の実施形態では、１４５５ｎｍポンプ光のグループがＰＢＣによって合波され、カプラ１によって２つの下位グループに等しく分割される。それぞれの下位グループは、カプラによって２つに分割され、次いで、サーキュレータ及びＷＤＭにより、それぞれラマンポンプ光及びＥＤＦＡポンプ光として、伝送ファイバー及びエルビウム添加ファイバーに別々に結合される。下流の光中継器から送信される２つの残余ラマンポンプ光が、別のサーキュレータによって結合されて出力され、２＊２カプラによって混合され、カプラ２及び３の他方の入力端から入力され、２つに分割され、次いで、それぞれエルビウム添加ファイバー及び伝送ファイバー中に注入される。この実施形態では、カプラ１及びカプラ４は比例カプラ、すなわち５０／５０カプラであり、カプラ２及びカプラ３は非比例カプラであり、例えば３０／７０カプラである。
【０１３６】
光信号の流れ方向は以下の通りである。サービス信号光がＩｎｐｕｔ１から入力され、サーキュレータ１及びＷＤＭ１を順に通過し、エルビウム添加ファイバー１に入って増幅され、次いでサーキュレータ３を通り、Ｏｕｔｐｕｔ１から出力され、下流の伝送ファイバーに入る。２つの１４５５ｎｍポンプ光がＰＢＣによって合波され、カプラ１によって２つに分割される。一方の部分は、カプラ２によってさらに２つに分割され、大きな比率を持つ方は、サーキュレータ１によって結合されて上流の伝送ファイバーに注入され、もう一方の比率が小さい方は、ＷＤＭ１によって結合され、エルビウム添加ファイバー１に注入される。カプラ１によって分割されたポンプ光のもう一方の部分も、同じようにして、最終的に、もう一方の光ファイバーリンクの上流の伝送ファイバー及びエルビウム添加ファイバー２に結合される。下流の光ファイバー内の残余ポンプ光がポートＯｕｔｐｕｔ１から入力され、サーキュレータ３によって結合及び分割され、次いでカプラ４によって等しく２つに分割される。一方の部分はさらにカプラ２によって２つに分割され、小さな比率を持つ方は、サーキュレータ１によって結合されて上流の伝送ファイバーに注入され、もう一方の比率が大きい方は、ＷＤＭ１によって結合され、エルビウム添加ファイバー１に注入される。もう一方の部分も、同じようにして、最終的に、もう一方の光ファイバーリンクの上流の伝送ファイバー及びエルビウム添加ファイバー２に結合される。
【０１３７】
４．
本発明の一実施形態は、図１３に示される別の光中継器構造を提供する。この実施形態における構造は、前述の実施形態の図５と図６Ａの組み合わせに対応してもよい。この光中継器は、ＷＤＭ、ＧＦＦ、Ｉｓｏｌａｔｏｒ、ＥＤＦ、カプラ、及びＰＢＣを含む。図１３では、２つの入力端（入力端１及び入力端２）並びに２つの出力端（出力端１及び出力端２）は、それぞれ反対方向の光路の対に対応し、両者は対称である。この実施形態では、一方の光路について説明し、もう一方の光路についてはこれ以上説明しない。
【０１３８】
図１３で、ＷＤＭ１〜ＷＤＭ８のうち、ＷＤＭ１、ＷＤＭ３、ＷＤＭ５、及びＷＤＭ７は上部光路に属し、ＧＦＦ１及びＧＦＦ２のうち、ＧＦＦ１は上部光路に属し、ＥＤＦ１及びＥＤＦ２のうち、ＥＤＦ１は上部光路に属し、Ｉｓｏｌａｔｏｒ１〜Ｉｓｏｌａｔｏｒ４のうち、Ｉｓｏｌａｔｏｒ１及びＩｓｏｌａｔｏｒ３は上部光路に属し、１４５５ｎｍ  ｐｕｍｐのポンプ源は２つの光路で共有され、カプラ１、カプラ２、及びＰＢＣは２つの光路で共有される。上部光路では、構成要素の接続関係は以下の通りである。
【０１３９】
ＷＤＭ１の入力端は、入力端１に接続され、ＷＤＭ１の出力端１は、ＧＦＦ１の入力端に接続され、ＷＤＭ１の出力端２は、ＷＤＭ３の入力端２に接続され、ＧＦＦ１の出力端は、Ｉｓｏｌａｔｏｒ１の入力端に接続され、Ｉｓｏｌａｔｏｒ１の出力端は、ＷＤＭ３の入力端１に接続され、ＷＤＭ３の出力端は、ＥＤＦ１の入力端に接続され、ＥＤＦ１の出力端は、ＷＤＭ５の入力端に接続され、ＷＤＭ５の出力端１は、Ｉｓｏｌａｔｏｒ３の入力端に接続され、ＷＤＭ５の出力端２は、カプラ１の出力端１に接続され、Ｉｓｏｌａｔｏｒ３の出力端は、ＷＤＭ７の入力端１に接続され、ＷＤＭ７の出力端は、出力端１に接続され、
１４５５ｎｍポンプ源１及び１４５５ｎｍポンプ源２は、それぞれＰＢＣの入力端１及び入力端２に接続され、ＰＢＣの出力端は、カプラ１の入力端１に接続され、カプラ１の出力端１は、ＷＤＭ５の出力端２に接続され、カプラ１の出力端２は、ＷＤＭ６の出力端２に接続され、
ＷＤＭ７の入力端２は、カプラ２の入力端１に接続され、ＷＤＭ８の入力端２は、カプラ２の入力端２に接続され、カプラ２の出力端は、カプラ１の入力端２に接続される。
【０１４０】
以下に、光の伝搬方向を詳細に説明する。
【０１４１】
図１３に示す構造では、２つの光路、すなわち、１つの上部光路及び１つの下部光路が含まれ、Ｉｓｏｌａｔｏｒで示される方向が信号光の伝搬方向であり、これは、図１３では矢印を使用して独立して示してはいない。破線の矢印の方向が逆方向のポンプ光の伝搬方向であり、実線の矢印の方向が、光中継器の内部で生成されるポンプ光の伝搬方向である。逆方向のポンプ光は、信号光の伝搬方向と反対のポンプ光であり、順方向のポンプ光は、信号光の伝搬方向と同じであるポンプ光である。
【０１４２】
図１３では、出力端１及び出力端２から入る逆方向のポンプ光は、それぞれ、海底ケーブル光ファイバー通信システム内の次の光中継器及び前の中継器から来るものであり、逆方向のポンプ光の伝搬方向は以下の通りである。
【０１４３】
逆方向のポンプ光が、出力端１を通じて光中継器内に送られ、ＷＤＭ７の出力端に入り、ＷＤＭ７は、逆方向のポンプ光を結合し、それをＷＤＭ７の入力端２からカプラ２の入力端１に送出し、逆方向のポンプ光は、出力端２から光中継器内に送られ、ＷＤＭ８の出力端に入り、ＷＤＭ８は、逆方向のポンプ光を結合し、それをＷＤＭ８の入力端２からカプラ２の入力端２に送出し、カプラ２は、カプラ２の入力端１に入る逆方向のポンプ光と、カプラ２の入力端２に入る逆方向のポンプ光とを結合し、カプラ２は、結合された逆方向のポンプ光を、カプラ２の出力端からカプラ１の入力端２に送る。
【０１４４】
ポンプ光の伝搬方向は以下の通りである。
【０１４５】
１４５５ｎｍポンプ光が、１４５５ｎｍポンプ源１及び１４５５ｎｍポンプ源２によって別々に生成され、それぞれＰＢＣの入力端１及び入力端２に入り、ＰＢＣは、ＰＢＣの入力端１及び入力端２に入るポンプ光を結合し、結合されたポンプ光を、ＰＢＣの出力端からカプラ１の入力端に出力し、
カプラ１は、カプラ１の入力端１に入るポンプ光と、カプラ１の入力端２に入る逆方向のポンプ光とを結合し、結合されたポンプ光を２つに分割し、一方はカプラ１の出力端１からＷＤＭ５の出力端２に送られ、もう一方はＷＤＭ６の出力端２に送られ、
ＷＤＭ５の出力端２に入るポンプ光は、ＷＤＭ５によって結合され、ＷＤＭ５の入力端を通じてＥＤＦ１の出力端に送られ、ＥＤＦ１に入るポンプ光は、ＥＤＦ１を通る信号光を増幅し、残余ポンプ光が、ＥＤＦ１の入力端を通じてＷＤＭ３の出力端に送られ、ＷＤＭ３は、ＷＤＭ３の出力端に入る残余ポンプ光を結合し、結合された残余ポンプ光を、ＷＤＭ３の入力端２を通じてＷＤＭ１の出力端２に送り、ＷＤＭ１は、ＷＤＭ１の出力端２に入る残余ポンプ光を結合し、結合された残余ポンプ光を、ＷＤＭ１の入力端から入力端１に送り、ポンプ光は、入力端１の方向に沿って、海底ケーブル光ファイバー通信システム内の前の光中継器に送られる。
【０１４６】
信号光の伝搬方向は以下の通りである。信号光が入力端１から光中継器に入り、ＷＤＭ１の入力端に入り、ＷＤＭ１を通過し、ＷＤＭ１の出力端１を通じてＧＦＦ１の入力端に入り、ＧＦＦ１を通過し、ＧＦＦ１の出力端を通じてＩｓｏｌａｔｏｒ１の入力端に入り、Ｉｓｏｌａｔｏｒ１は、Ｉｓｏｌａｔｏｒ１の入力端から入力される信号光を通過させ、信号光を、Ｉｓｏｌａｔｏｒ１の出力端からＷＤＭ３の入力端１に出力し、ＷＤＭ３は、ＷＤＭ３の出力端からＥＤＦ１の入力端に、ＷＤＭ３の入力端１から入力される信号光を出力し、ＥＤＦ１に入ったポンプ光は、ＥＤＦ１に入る信号光を増幅し、増幅された信号光が、ＥＤＦ１の出力端からＷＤＭ５の入力端に出力され、ＷＤＭ５は、ＷＤＭ５の出力端１からＩｓｏｌａｔｏｒ３の入力端に、ＷＤＭ５の入力端から入力される光信号を出力し、Ｉｓｏｌａｔｏｒ３は、Ｉｓｏｌａｔｏｒ３の入力端から入力される信号光を通過させ、信号光をＩｓｏｌａｔｏｒ３の出力端からＷＤＭ７の入力端１に出力し、ＷＤＭ７は、ＷＤＭ７の出力端から出力端１に、ＷＤＭ７の入力端１に入る信号光を出力する。
【０１４７】
装置の分割は、論理的な機能の分割に過ぎず、対応する機能を実施することが可能である限り、本発明は前述の分割に限定されないことに留意されたい。また、機能単位の特定の名称は、それらの単位を互いと区別する目的で提供されるに過ぎず、本発明の保護範囲を制限することは意図されない。
【０１４８】
また、当業者は、方法実施形態のステップのすべて又は一部は、関連するハードウェアに命令するプログラムによって実装可能であることを理解できよう。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体に記憶されることが可能である。記憶媒体は、読出し専用メモリ、磁気ディスク、又は光学ディスクを含んでよい。
【０１４９】
前述の説明は、本発明の例示的な実装方式に過ぎず、本発明の保護範囲を制限することは意図されない。本発明の実施形態で開示される技術的範囲内で当業者によって容易に認識される変形形態又は置き換えはいずれも本発明の保護範囲内にあるものとする。したがって、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲の保護範囲に準拠するものとする。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
0006312927.tif 000008
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
0006312927.tif 000012
【図６Ｂ】
0006312927.tif 000013
【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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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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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２】
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【図１３】
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