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WO2002017010A1 - Optical communication system, method of providing excitation light, and distributed raman amplifier - Google Patents

Optical communication system, method of providing excitation light, and distributed raman amplifier Download PDF

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WO2002017010A1
WO2002017010A1 PCT/JP2000/005750 JP0005750W WO0217010A1 WO 2002017010 A1 WO2002017010 A1 WO 2002017010A1 JP 0005750 W JP0005750 W JP 0005750W WO 0217010 A1 WO0217010 A1 WO 0217010A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical
light
wavelength
station
excitation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2000/005750
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Takeshi Hoshida
Takafumi Terahara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to EP00955026A priority Critical patent/EP1312975A1/en
Priority to PCT/JP2000/005750 priority patent/WO2002017010A1/ja
Priority to US10/021,079 priority patent/US7233742B2/en
Publication of WO2002017010A1 publication Critical patent/WO2002017010A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/29Repeaters
    • H04B10/291Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
    • H04B10/293Signal power control
    • H04B10/2933Signal power control considering the whole optical path
    • H04B10/2935Signal power control considering the whole optical path with a cascade of amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/29Repeaters
    • H04B10/291Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
    • H04B10/2912Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form characterised by the medium used for amplification or processing
    • H04B10/2916Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form characterised by the medium used for amplification or processing using Raman or Brillouin amplifiers

Definitions

  • the present invention relates to an optical communication system that supplies pump light so as to ensure flatness of gain wavelength characteristics, safety of an operator, and avoidance of optical damage, in an optical communication system that performs Raman amplification on an optical transmission line.
  • the present invention relates to a method and a distributed Raman amplifier.
  • WDM Wavelength division multiplexing
  • an optical communication system consists of a transmitting station that generates a WDM optical signal by wavelength-division multiplexing a plurality of optical signals having different wavelengths, and an optical transmission that transmits the WDM optical signal transmitted from the transmitting station. And a receiving station for receiving the transmitted WDM optical signal, and one or more relay stations having a function of amplifying the WDM optical signal as needed along the optical transmission line.
  • Non-linear optical effects include, for example, self-phase modulation, cross-phase modulation, four-wave mixing, stimulated Raman scattering (hereinafter abbreviated as “SRS”), and stimulated Brillouin scattering (hereinafter abbreviated as “SBS”). ) are known.
  • the optical transmission line is optically amplified together with the centralized optical amplifier installed in the relay station. It has been proposed to use a distributed optical amplifier which is also used as a medium.
  • a distributed optical amplifier which is also used as a medium.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. H03-0-1383836 discloses a method in which test light is made incident on an optical transmission line and backward scattering is detected, thereby obtaining a loss in the optical transmission line and performing Raman amplification. It has been disclosed.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-0 07 382 discloses Raman amplification in which the amplification band is widened using a plurality of pump lights having different wavelengths.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-229293 discloses that a pump light source for Raman amplification is provided in a relay station.
  • optical amplifiers can be classified into centralized optical amplifiers and distributed optical amplifiers.
  • a centralized optical amplifying device is an optical amplifying device in which an optical amplifying medium and an excitation light source are provided in one place.
  • a semiconductor laser amplifier and an optical fiber amplifier in which an optical fiber as an optical amplification medium is wound around a bobbin.
  • a distributed optical amplifying device is an optical amplifying device in which an optical amplifying medium is laid over a certain distance and an excitation light source is provided in one or both.
  • Optical fiber amplifiers include rare earth element-doped optical fiber amplifiers and optical fiber amplifiers utilizing nonlinear scattering in optical fibers.
  • the physical process of amplifying the light is the same for both the centralized optical amplifier and the distributed optical amplifier, and the main difference is that the optical amplifying media are grouped together or distributed over a certain distance. It is.
  • the distributed optical amplifying device is characterized in that the optical amplifying medium can also serve as an optical transmission path between stations for transmitting optical signals.
  • SRS and SBS are known as nonlinear scattering.
  • SRS is the scattering generated by the interaction of lattice vibrations with optical phonons, and has a wide gain width and large frequency shift.
  • SBS is scattering generated by the interaction of lattice vibration with an acoustic phonon, and has a narrower gain width and smaller frequency shift than SRS, but has a gain factor of two orders of magnitude or more.
  • optical fiber amplifiers using nonlinear scattering are that ordinary optical fibers such as NZ-DSF and SMF can be used, and that the excitation wavelength can be set for any amplified wave and length. What can be done and the gain must match the polarization direction of the pump light.
  • Typical optical fibers include, for example, dispersion-shifted optical fiber, non-zero dispersion-shifted optical fiber (hereinafter abbreviated as “NZ-DSF”), dispersion-flat optical fiber, and single-mode optical fiber (hereinafter “SMF”). Abbreviated as ").
  • an object of the present invention is to provide an optical communication system, a pumping light supply method, and a distributed Raman amplifier that can perform Raman amplification with a substantially flat gain wavelength characteristic.
  • Another object of the present invention is to provide an optical communication system, a pumping light supply method, and a distributed Raman amplifier suitable for ensuring the safety of a person who handles the optical communication system.
  • Still another object of the present invention is to provide an optical communication system, a pumping light supply method, and a distributed Raman amplifier suitable for preventing optical damage in an optical communication system.
  • the above-described object is to provide a transmitting station, an optical transmission path for transmitting an optical signal transmitted from the transmitting station, a receiving station for receiving an optical signal emitted from the optical transmission path, and at least one location in the optical transmission path.
  • a pump light source that is provided in at least two of the transmitting station, the receiving station, and the relay station and supplies pump light to the optical transmission line. This is achieved by an optical communication system of more than one kind.
  • the above-mentioned object is to provide a transmitting station, an optical transmission path for transmitting an optical signal transmitted from the transmitting station, a receiving station for receiving an optical signal emitted from the optical transmission path, A relay station provided at more than one location, a pump light source provided in at least one of the transmitting station, the receiving station, and the relay station for supplying pump light to the optical transmission line, and a pump light exciting method Detecting means for detecting the optical power of the optical signal amplified by the excitation light, and detecting means for detecting the optical power of the optical signal amplified by the excitation light; Compare the first detection result of the detection means when supplied to the transmission path with the second detection result of the detection means when the pump light having the second optical power larger than the first optical power is supplied to the optical transmission path. And a stop means for stopping the supply of the excitation light when it is smaller than the predetermined range. It is achieved by that optical communication system.
  • An object of the present invention is to provide a transmitting station, an optical transmission path for transmitting optical signals in a plurality of wavelength bands transmitted from the transmitting station, a receiving station for receiving an optical signal emitted from the optical transmission path, and an optical transmission line.
  • a relay station provided at one or more locations in the path, and a plurality of excitation lights corresponding to a plurality of wavelength bands, which are provided in at least one of the transmitting station, the receiving station, and the relay station.
  • Each of the plurality of pumping lights is provided in a station provided so that the optical power of the optical signal detected for each of the plurality of wavelength bands is within a predetermined constant range based on the detection result of the band detecting means.
  • Band adjustment means for adjusting power It is achieved by that optical communication system.
  • the above-mentioned object is to provide a plurality of pumping lights supplied from at least two locations in an optical transmission line for transmitting an optical signal, and a distributed Raman amplifier having two or more wavelengths in the plurality of pumping lights. Achieved.
  • Such an optical communication system and the distributed Raman amplifier adjust the wavelength of the pump light and the optical power of the pump light, so that a substantially flat gain wavelength characteristic can be obtained. Further, the above object is achieved by detecting the optical power of the residual pump light, the optical signal, and the reflected pump light in the above-described optical communication system, and controlling the optical power of the pump light based on the detection result. You.
  • the connection is monitored and the optical power of the pump light is controlled. As a result, the safety of the handler can be ensured.
  • the above-described object is to provide a first step of supplying pumping light of the first optical power to the optical transmission line, and a second step of detecting the optical power of light Raman-amplified by the pumping light of the first optical power.
  • a pumping light supply method comprising: a step; and a fifth step of stopping supply of pumping light when the detection result of the fourth step is smaller than a predetermined range as compared with the detection result of the second step.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of the optical communication system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a Raman gain coefficient of an optical fiber.
  • FIG. 3 is a diagram showing a case of pump light having a plurality of different wavelengths.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a case of two wavelengths of pump light.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the optical communication system according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a measurement system.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating Raman amplification for each excitation light in the case of SMF.
  • FIG. 8 is a diagram showing Raman amplification for each excitation light in the case of NZ-DSF.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating Raman amplification according to the optical power ratio of each pump light.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating the configuration of the optical communication system according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a forward excitation unit according to the third embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a backward excitation unit according to the third embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing a time change of the optical power of the excitation laser beam in the optical damage test.
  • FIG. 14 is a diagram showing a correspondence table between excitation light numbers and excitation light wavelengths.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of a relay station including a residual pump light detection unit according to the third embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram showing a configuration in a case where a low frequency is superimposed on the excitation light in the third embodiment.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration of a backward excitation unit according to the fourth embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration of a backward excitation unit according to the fifth embodiment.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a configuration of a backward excitation unit according to the sixth embodiment.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration of a forward excitation unit according to the sixth embodiment.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration of a band detection unit according to the sixth embodiment.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating a first configuration example of the light source.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a second configuration example of the light source. .
  • FIG. 24 is a diagram illustrating a third configuration example of the light source.
  • the first embodiment is an embodiment of the optical communication system according to the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of the optical communication system according to the first embodiment.
  • the optical communication system receives a transmitting station 11, an optical transmission path 12 for transmitting an optical signal transmitted from the transmitting station 11, and an optical signal emitted from the optical transmission path 12. It comprises a receiving station 13 and a relay station 14 provided at one or more locations in the optical transmission line 12.
  • the pumping light source 21 that supplies the pumping light to the optical transmission line 12 is provided in at least two of the transmitting station 1Is receiving station 13 and the relay station 14.
  • the pumping light source 2 1-1 is provided in the transmitting station 11
  • the pumping light source 2 1-2 is provided in the relay station 14-1
  • the pumping light source 2 1-3 Are provided at the relay station 14-2
  • the excitation light sources 2 1 -4 and 2 1 -5 are provided at the relay station 14-3
  • the excitation light sources 2 1-n and 21-n + 1 are provided at the relay station 1 4-m
  • the excitation light source 2 l -n + 2 is provided in the receiving station 13.
  • the relay station 14 -m + l does not have an excitation light source.
  • the pump light supplied from the pump light source 21-1 is multiplexed and transmitted to the optical transmission line 12-1.
  • the optical signal is Raman-amplified by the pump light while transmitting the optical transmission line 12-1.
  • forward pumping the case where the traveling directions of the amplified light and the pump light are the same.
  • backward pumping the case where the traveling directions of the amplified light and the pump light are opposite is called backward pumping, and the case where the forward pumping and backward pumping are performed simultaneously is called bidirectional pumping.
  • the optical signal transmitted through the optical transmission line 12-1 enters the optical signal processing unit 24-1 in the relay station 14-1.
  • the optical signal processing unit 24-1 and the optical signal processing units 24-2, 24-3, and 24-k described later are optical amplifiers when the relay station 14 is a station having a function of reproducing and repeating an optical signal. If the relay station 14 is a station having a function of dropping, inserting, and transmitting a wavelength-multiplexed optical signal from an optical signal, the optical dropping / adding device (Optical add / drop multiplexer).
  • the optical signal emitted from the optical signal processing unit 24-1 is combined with the pump light supplied from the pump light source 21-2, and is transmitted to the optical transmission line 12-2.
  • the optical signal transmitted through the optical transmission line 12-2 enters the optical signal processing unit 24-2 in the relay station 14-2.
  • the pump light emitted from the pump light source 21-3 in the relay station 14-2 is supplied to the optical transmission line 12-2. Accordingly, the optical signal is Raman-amplified by bidirectional pumping while transmitting the optical transmission line 12-2.
  • the optical signal emitted from the optical signal processing unit 24-2 is sent to the optical transmission line 12-3.
  • the optical signal transmitted on the optical transmission line 12-3 is input to the optical signal processing section 24-3 in the relay station 14-3.
  • the pump light emitted from the pump light source 2 1-4 in the relay station 14-3 is supplied to the optical transmission line 12-3. Therefore, the optical signal is Raman-amplified by backward pumping while being transmitted through the optical transmission line 12-3.
  • optical signal emitted from the optical signal processing unit 24-3 is combined with the excitation light supplied from the excitation light source 21-5 and sent to the optical transmission line 12-4.
  • the optical signal transmitted on the optical transmission line 12 is relayed in multiple stages by the relay station 14 and is incident on the relay station 14-m.
  • the pump light emitted from the pump light source 21-n in the relay station 14-m is supplied to the optical transmission line 12-m.
  • the optical signal input to the relay station 14-m is combined with the pump light supplied from the pump light source 21-n + l and output to the optical transmission line 12-m + l. Therefore, the optical signal is Raman-amplified by forward pumping during transmission through the optical transmission line 12-m + 1.
  • the relay station 14 includes the optical signal processing unit 24 There is also a case where only the function of supplying the excitation light is provided without providing the function.
  • the optical signal transmitted through the optical transmission line 12-m + 1 enters the optical signal processing unit 24-k in the relay station 14-m + 1.
  • the optical signal emitted from the optical signal processing unit 24-k is transmitted to the optical transmission line 12-m + 2 and received by the receiver 23 in the receiving station 13.
  • the excitation light emitted from the excitation light source 21-n + 2 in the receiving station 13 is supplied to the optical transmission line 12-m + 2. Therefore, the optical signal is Raman-amplified by backward pumping during transmission through the optical transmission line 12-m + 2.
  • the wavelength of each excitation light is two or more.
  • the wavelength of each pump light is different from each other.
  • the excitation light wavelengths supplied from the excitation light sources 21-3 and 21-n need only be two or more, and there are various cases as described above.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a Raman gain coefficient of an optical fiber.
  • FIG. 3 is a diagram showing a case of pump light having a plurality of different wavelengths.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a case of two wavelengths of pump light.
  • Figure 2 is a diagram extracted from RG Stolen: "Non linearity in fiber transmission,, Proc.IEEE, Vol.68, P1232-1236, 1980.
  • the vertical axis in Figures 2 to 4 is in cm / W.
  • the horizontal axis is the frequency shift expressed in units of cirf 1.
  • the curve in Fig. 2 is the Raman gain coefficient when the wavelength of the pump light is only 1 m. If the pump light is 1. ⁇ ⁇ ⁇ , the Raman gain coefficient becomes l / ⁇ (human is wavelength).
  • the Raman gain coefficient starts to occur at a frequency approximately 200 (cm—shifted) from the frequency of the pump light, reaches a maximum value at a frequency shifted approximately 430 (cm— 1 ), and then decreases to a minimum value. Then, it again reaches a local maximum at a frequency shifted by approximately 480 (cm- 1 ), then decreases rapidly, and disappears repeatedly with local maximum and local minimum.Of course, the Raman gain is the same as the Raman gain coefficient. It will change.
  • the range of large values of the Raman gain coefficient is usually set so as to fall within the amplification band. For example, as shown in Fig. 2, when amplifying C-band, the range of large values of Raman gain coefficient, from 420 (cm " 1 ) to 480 (cm" 1 ), becomes the amplification band. It is set as follows.
  • the Raman gain has the wavelength dependence as described above, when the light to be amplified is a WDM optical signal, each optical signal in the WDM optical signal before amplification is used. Even if the optical power is the same, the optical power of each amplified optical signal is different. That is, even if the spectrum of the WDM optical signal before amplification is almost flat, the spectrum of the amplified WDM optical signal has a slope. Therefore, the excitation light is not a single wavelength, but the excitation light has different wavelengths. In this case, as shown in Fig. 3, the gain wavelength characteristic of the entire optical communication system is a composite of Raman gains generated by each pump light, and thus the maximum value (maximum value) and the minimum value are obtained. As a result, the gain wavelength characteristics become almost flat.
  • each optical signal in the Raman-amplified WDM optical signal is received from the transmitting station 11 by supplying pump light at two or more wavelengths from at least two locations on the optical transmission line 12. The optical power becomes almost the same during transmission to the station 13.
  • these different wavelengths of pumping light are supplied from the pumping light sources provided in each station, and the wavelength of each pumping light source is set when the optical communication system is installed.
  • each excitation light source may be instructed by the central control circuit to specify the wavelength by a communication line.
  • each pump light source has a table of wavelengths to be set for each pump light source, refers to the wavelengths of other pump light sources through the communication line, and stores the wavelengths not used by other pump light sources in the table.
  • the wavelength may be selected and set to its own wavelength. Further, it may be set so as to go around the wavelength of each excitation light source.
  • the first excitation light source the second excitation light source, the third excitation light source, the fourth excitation light source, the fifth excitation light source, the sixth excitation light source, the seventh excitation light source,
  • the first wavelength, the second wavelength, the third wavelength, the first wavelength, the second wavelength, the third wavelength, the first wavelength, and so on are set.
  • Figure 2 shows the Raman gain coefficient in a silica glass optical fiber.
  • the Raman gain coefficient in a glass optical fiber is a phenomenon in which Raman gain is caused by the interaction with the optical phonon in the optical fiber. Since the glass constituting the optical fiber is a non-crystalline solid, the Raman gain coefficient of other optical fibers also has a maximum value and a minimum value in the range where the Raman gain coefficient is large. have. '
  • the Raman gain wavelength characteristic of the optical transmission line 12 in the Raman gain wavelength characteristic of the optical transmission line 12, first, on the long wavelength side from the wavelength at which Raman gain caused by one of the pump lights starts to appear.
  • the maximum wavelength is matched to the center wavelength of the amplification wavelength band to be amplified
  • the interval between the shortest wavelength and the longest wavelength of each pump light wavelength matches the interval of the amplification wavelength band. It is preferable to do so.
  • the Raman gain is generated at a certain interval from the wavelength of the pump light, the wavelength gain characteristic of the desired amplification band can be made substantially flat in this manner.
  • the interval between the first wavelength and the second wavelength is the Raman gain wavelength of the optical transmission line.
  • the interval between the wavelength at which the Raman gain starts to appear first on the long wavelength side and the wavelength at which the maximum value first becomes the minimum value on the long wavelength side from the wavelength at which the Raman gain starts to appear Is preferred.
  • the optical communication system there are two types of wavelengths, a first wavelength and a second wavelength, and the second wavelength shows a second Raman gain generated by the pump light of the second wavelength.
  • the wavelength having the maximum value first on the long wavelength side from the starting wavelength is the first wavelength on the long wavelength side from the wavelength at which the first Raman gain generated by the pump light of the first wavelength begins to appear. It is preferable that the wavelength is set so as to substantially coincide with the wavelength that becomes the minimum value after reaching the maximum value.
  • the minimum value of the Raman gain at the first wavelength (the minimum value of the characteristic curve A) is determined by the maximum value of the Raman gain at the second wavelength (the maximum value of the characteristic curve B). Since they are canceled, the wavelength dependence of the gain in the amplification band can be reduced.
  • a light-shielding portion for shielding the excitation light is further provided in the optical transmission line 12 in a station facing the station to which the excitation light is supplied in the traveling direction of the excitation light. Is preferred.
  • the opposite station is a downstream station in the case of forward pumping, and is a preceding station in the case of backward pumping.
  • a residual light is provided in a station facing the station to which the pumping light is supplied in the traveling direction of the pumping light, and detects the optical power of the residual pumping light of the pumping light.
  • the apparatus further includes a detection result transmission unit that transmits the light from the light detection unit to the adjustment unit.
  • Raman amplification involves the effective area of the optical transmission line 12, the loss of the optical fiber used for the optical transmission line 12, and the splice loss of the optical transmission line 12 between stations. Dependent. As the optical transmission line 12 for Raman amplification, an existing optical fiber is usually used. For this reason, it is unknown how the optical fibers are connected, and the splice loss is unknown.
  • the Raman gain can be controlled with higher accuracy.
  • the optical communication system is provided in a station opposite to the station to which the pumping light is supplied in the traveling direction of the pumping light, and detects the optical power of the residual pumping light of the pumping light.
  • a residual light detector that is provided in a station to which the excitation light is supplied, and a stop unit that stops supplying the excitation light when the detection result of the residual light detector is equal to or less than a predetermined value; It is preferable that the apparatus further includes a detection result transmitting unit that transmits from the detection unit to the stop unit.
  • the optical transmission line 12 If the residual pump light is not detected even though the pump light is supplied, the optical transmission line 12 is not connected to the opposite station, or an abnormality such as disconnection occurs in the optical transmission line 12. If you are. For this reason, in this way, the optical communication system can detect the disconnection or the abnormality, and stop the supply of the excitation light, so that the safety of the operator can be ensured.
  • an optical signal detection unit that is provided in a station to which the pump light is supplied and detects the optical power of the optical signal, and a detection result of the optical signal detection unit is a predetermined value It is preferable to further include a stop portion for stopping the supply of the excitation light when the supply is outside the predetermined range.
  • a reflected light detecting unit which is provided in a station to which the pumping light is supplied, detects the optical power of the reflected pumping light of the pumping light, and detects the reflected light detecting unit Result It is preferable to further comprise a stop unit for stopping the supply of the excitation light when the value is equal to or more than a predetermined value. Further, in the case of such a configuration, a superimposing section for superimposing a low frequency on the pump light is further provided, and the stop section further detects the low frequency and confirms that the pump light is supplied by the own station. Is preferred.
  • the excitation light is reflected.
  • disconnection and abnormality of the supply destination can be detected, and the safety of the operator can be ensured.
  • the reflected light is the reflected pump light of the pump light supplied to the optical transmission line 12 by the own station, or the station facing the own station. It is sometimes difficult to distinguish whether or not is the residual excitation light of the supplied excitation light.
  • the optical communication system is the pump light supplied by its own station by superimposing the low frequency on the pump light and confirming whether or not the low frequency is included in the light detected by the reflection detection unit. Can be confirmed. For this reason, since the reflected excitation light can be reliably detected, the detection unit can prevent a malfunction caused by detecting the residual excitation light.
  • a detection unit is provided in the station corresponding to the pumping light pumping method and detects the optical power of the optical signal amplified by the pumping light;
  • the stop unit may warn that the supply destination of the excitation light is abnormal.
  • the oil or dust adhering to the connector connecting the station to the optical transmission line 12 or the end face of the optical fiber, which is the optical transmission line, in the optical transmission line 12 causes the pumping light. In some cases, causing optical damage to the optical transmission line 12. That is, the supply destination of the excitation light becomes abnormal due to optical damage.
  • the optical damage may occur before the operation if the optical damage may occur. Then, the optical communication system can detect the optical damage by comparing the first detection result and the second detection result, thereby avoiding the optical damage during operation.
  • the detection unit is installed at a station facing in the traveling direction of the pump light.
  • it is provided at a station that supplies pumping light.
  • the second embodiment is an embodiment of the optical communication system according to the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the optical communication system according to the second embodiment.
  • the optical communication system includes a transmitting station 51, an optical transmission line 52 for transmitting optical signals of a plurality of wavelength bands transmitted from the transmitting station 51, and light emitted from the optical transmission line 52. It comprises a receiving station 53 for receiving a signal and a relay station 54 provided at one or more locations in the optical transmission line 52.
  • the backward excitation unit 63 is provided in at least one of the transmitting station 51, the receiving station 53, and the relay station 54. That is, in the second embodiment, the backward excitation unit 63 is provided in the relay stations 54-1, 54-2 and the receiving station 53, and the relay station 54-3 is provided with the backward excitation unit 63 Not equipped.
  • the backward excitation unit 63 includes an excitation light source 71, a band detection unit 72, and a band adjustment unit 73 provided in a station having the excitation light source 71.
  • the band detecting unit 72 is located in a station that faces the station including the pumping light source 71 and the band adjusting unit 73 in the traveling direction of the pump light, that is, in a station connected downstream. Is provided. As described above, the band detecting section 72 is provided in the station corresponding to the pumping method of the pumping light.
  • the transmitting station 51 includes a plurality of signal generators 61 for generating an optical signal in a certain wavelength band and a WDM power bracket 62 for wavelength-multiplexing the generated optical signal in each wavelength band.
  • the signal generation unit 61 is configured to include, for example, a plurality of transmitters that generate an optical signal of one wavelength and a WDM power blur that wavelength-multiplexes the generated optical signals.
  • the optical signal transmitted through the optical transmission line 52-1 is input to the band detecting unit 72 in the backward pumping unit 63-1 of the relay station 54-1.
  • the pumping light source 71 in the backward pumping section 63-1 supplies a plurality of pumping lights corresponding to a plurality of wavelength bands to the optical transmission line 52-1. Therefore, an optical signal over a plurality of wavelength bands is transmitted by a plurality of pump lights during transmission through the optical transmission line 52-1. Raman amplification.
  • the band detecting section 72 detects the optical power of the optical signal amplified by the pump light for each of a plurality of wavelength bands. Then, band detecting section 72 outputs the detection result to band adjusting section 73.
  • the band adjusting unit 73 is configured to output each of the plurality of pump lights based on the detection result of the band detecting unit 72 such that the optical power of the optical signal detected in each of the plurality of wavelength bands is within a predetermined constant range. Adjust power.
  • the optical signals of a plurality of wavelength bands emitted from the band detecting unit 72 are incident on the WDM power blur 64-1 and are separated for each wavelength band. Each of the separated optical signals enters the optical amplifier 65 and is amplified. Each of the amplified optical signals enters the WDM power blur 66-1, is wavelength-multiplexed, and becomes optical signals of a plurality of wavelength bands again. This optical signal is transmitted from the relay station 54-1 to the optical transmission line 52-2.
  • the optical signal transmitted through the optical transmission line 52-2 enters the backward pumping unit 63-2 in the relay station 54-2, and the adjusted pump light is supplied to the optical transmission line 52-1 as described above. Is done. Therefore, the optical signal is Raman-amplified by a plurality of pump lights during transmission through the optical transmission line 52-2.
  • the optical signals of a plurality of wavelength bands emitted from the backward pumping section 62-2 are incident on the WDM power blur 64-2, and are separated for each wavelength band.
  • Each of the separated optical signals is incident on an optical add / drop device (hereinafter, abbreviated as “OADM”) 67, and the optical signal is split, input, and transmitted.
  • OADM optical add / drop device
  • Each optical signal emitted from each OADM 67 is incident on the WDM power bracket 66-2, wavelength-multiplexed, and again becomes an optical signal of a plurality of wavelength bands. This optical signal is transmitted from the relay station 54-2 to the optical transmission line 52-3.
  • the optical signal transmitted through the optical transmission line 52-3 enters the WDM coupler 64-3 in the relay station 54-3, and is separated for each wavelength band.
  • Each of the separated optical signals enters the optical amplifier 65 and is amplified.
  • Each of the amplified optical signals enters the WDM power blur 66-3, is wavelength-multiplexed, and becomes optical signals of a plurality of wavelength bands again.
  • This optical signal is transmitted from the relay station 54-3 to the optical transmission line 52.
  • optical signals of a plurality of wavelength bands are multi-stage relayed, and are incident on the backward pumping section 63-j 'in the receiving station 53 from the optical transmission line 52-h, and the pump light is adjusted as described above. But It is supplied to the optical transmission line 52-h. Therefore, the optical signal is Raman-amplified by the plurality of pumping lights during transmission through the optical transmission line 52-h.
  • optical signals of a plurality of wavelength bands emitted from the backward pumping unit 63-j are incident on the WDM power blur 64-8 and are separated for each wavelength band. Each of the separated optical signals is received and processed by the signal receiving unit 68.
  • the signal receiving unit 68 includes, for example, a WDM power blur that separates an optical signal separated for each wavelength band into optical signals for each wavelength, and a receiver that receives and processes each optical signal. Is done.
  • Figure 6 is a diagram showing the configuration of the experimental system.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating Raman amplification for each excitation light in the case of SMF.
  • FIG. 8 is a diagram showing Raman amplification for each excitation light in the case of NZ-DSF.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating Raman amplification according to the optical power ratio of each pump light.
  • the vertical axis in FIGS. 7 and 8 is the optical power of light emitted from the optical fiber expressed in dBm, and the horizontal axis is the wavelength expressed in nm.
  • the vertical axis in FIG. 9 is the optical power expressed in dBm, and the horizontal axis is the wavelength expressed in nm.
  • the optical signals generated by the 32 transmitters (hereinafter abbreviated as “OS”) 81 are incident on the WDM power blur 83 and are wavelength-multiplexed.
  • the 32 optical signals generated by OS 81 have their wavelengths set at C-b and at 0.8 nm intervals according to the recommendations of the ITU-T.
  • the 32 Os 82 and WDM power brass 84 generate 32 WDM optical signals set to L-b and at 0.8 nm intervals.
  • These C-b and 32-wave WDM optical signals and L-band 32-wave WDM optical signals are amplified by optical amplifiers 86 and 87, respectively.
  • Each of the amplified WDM optical signals is input to the WDM power bracket 88 and wavelength-division multiplexed to be a two-wavelength band WDM optical signal.
  • the WDM optical signal in these two wavelength bands is 10
  • the light enters the 0 km optical fiber 89.
  • the optical fiber 89 was tested for SMF and NZ-DSF.
  • C-b and has a wavelength of 1530 ⁇ ! 1570 nm
  • L-band is the wavelength 1570 ⁇ ! 161610 nm.
  • laser beams emitted from two semiconductor lasers (hereinafter abbreviated as “LD”) 94 are multiplexed by a power bra 93 and are incident on a WDM power bra 92.
  • Each LD 94 emits laser light having a wavelength of 1430 nm.
  • each laser light having a wavelength of 1480 nm emitted from the LD 96 is multiplexed by the power bra 95 and is incident on the WDM power bra 92.
  • LDs 94 and 96 are Fabry-Perot type semiconductor lasers, whose wavelengths are not stabilized. Therefore, mode hopping has occurred.
  • the WDM coupler 92 wavelength-multiplexes these 1430 nm laser light and 1480 nm laser light.
  • the multiplexed laser light is incident on the WDM force bra 90 as excitation light containing two wavelengths.
  • the two-wavelength band WDM optical signal incident on the optical fiber 89 is supplied with two wavelengths of pump light from the end opposite to the incident end through the WDM force bra 90, and is Raman-amplified.
  • Each optical signal set to C-band is Raman amplified mainly by 1430 nm laser light, and each optical signal set to L-b and is mainly Raman amplified by 1480 nm laser light. Amplified.
  • the Raman-amplified WDM optical signal in the two wavelength band is incident on an optical spectrum analyzer (hereinafter abbreviated as “0SA”) 91, and the spectrum of the optical signal is measured.
  • 0SA optical spectrum analyzer
  • This experimental system simulates one relay section such as the transmitting station 51 and the relay station 54-1 and the relay station 54-1 and the relay station 54-2.
  • LD 94 and LD 96 support pump light sources that supply multiple pump lights, 0 SA 91 supports the band detection unit, and a drive circuit (not shown) that drives the LD 9 s 96 supports the band adjustment unit. .
  • the optical fiber 89 was set to SMF, the optical power when the optical signal was incident on the optical fiber 89 was set to +5 dBmZch.
  • the experiment was performed by changing the number of cells and the supply conditions of the excitation light.
  • the channel is abbreviated as “ch.”.
  • the conditions are as follows: when the pump light is supplied with 64 channels (reference), when the pump light is not supplied with 64 channels (X), the pump light is supplied with 32 channels C—b and When the pump light is supplied ( ⁇ ), the pump light is supplied with 32 channels of L-b and (horizontal), the pump light is supplied with one channel ( ⁇ ), and the number of channels is This is the case where one does not supply excitation light (mouth).
  • the pump light was oscillated by supplying a drive current of 800 mA to each of the LDs 94-1, 94-2, LDs 96-1, and 96-2.
  • the optical fiber 89 was set to NZ-DSF, the optical power when the optical signal was input to the optical fiber 89 was set to +0 dBm / ch.
  • Per channel, and the number of optical signal channels and pump light was carried out under different supply conditions.
  • the conditions are as follows: when the pump light is supplied with 64 channels (community), when the pump light is not supplied with 64 channels (x), the pump light is supplied with 32 channels of C—b and ( ⁇ ), when the number of channels is 32 C-b and no excitation light is supplied *), when 32 channels are L-b and the excitation light is supplied (picture), and The case where the number of channels is 32 L-bands and no pumping light is supplied (shaded box).
  • the excitation light was oscillated by supplying a drive current of 800 mA to each of LD94-1, 94-2, LD96-1, and 96-2.
  • the WDM optical signal in the two-wavelength band is amplified by the pump light in the optical fiber. Compared to the 32-wave WDM optical signal, it is greatly amplified, and there is a deviation in optical power between the two. That is, a gain deviation occurs between wavelength bands.
  • the oscillation wavelength of LD 94 was changed to 1440 nm,
  • the drive current supplied was fixed to 800 mA, while the drive current supplied to LD 96 was varied.
  • the drive current was varied as follows: 0 mA (X), 100 mA (age), 200 mA (garden), 300 mA ( ⁇ ), 400 mA), 500 mA (), 600 mA (+).
  • the optical fiber 89 is a NZ-DSF, and the incident optical power per channel of the optical signal is +0 dBm / ch.
  • the optical power of the excitation light on the short wavelength side (the optical power of the laser light emitted from the power bra 93) is +21.5 dBm
  • the optical power of the excitation light on the long wavelength side (the optical power emitted from the power bra 95).
  • the optical power of the laser beam used was +19.4 dBm.
  • the reason why the oscillation wavelength of the LD 94 is changed is that the gain deviation between the wavelength bands becomes smaller at 1440 nm than at 1430 nm, although no experimental results are shown here. This is probably because the characteristic curve is asymmetrical before and after the Raman gain coefficient reaches the maximum value, as can be seen from FIG.
  • the band is determined so that the optical power of the optical signal detected for each of the plurality of wavelength bands is within a predetermined constant range.
  • the adjusting unit 73 By adjusting each optical power of the plurality of pump lights by the adjusting unit 73, the deviation between the wavelength bands can be set within a predetermined range required by the optical communication system.
  • the experiment was performed under specific conditions, but the conditions were adjusted according to the optical communication system. It is, of course, possible to experiment with different values.
  • each optical power of the plurality of pump lights is feedback-controlled based on the detection result of the band detection unit 72.
  • the type of the optical transmission line 52 between the stations, the transmission distance, and the optical signal An experiment may be performed in advance in the same manner as described above according to the incident light power, and the optical power of each pump light may be determined based on the experiment result, and may be set at the time of initial setting of the optical communication system.
  • the type of the optical transmission line 52, the transmission distance, and the incident light power of the optical signal are variously changed, and an experiment similar to the above is performed in advance to prepare tables of various patterns as tables. Then, a storage unit storing this table is provided in the backward pumping unit 63, and information such as the transmission distance of the optical transmission line 52, the type of optical fiber, and the level diagram is given to the backward pumping unit 63, so that the table can be read from this table. The optical power of each pump light may be selected.
  • the plurality of wavelength bands are C-ban, d and L-band
  • the plurality of pump lights are pump light having a wavelength of 1440 nm and pump light having a wavelength of 1485 nm. It is preferable that the light is a certain excitation light.
  • the wavelength of each pump light is 1440 nm from the viewpoint of efficiently Raman-amplifying each wavelength band. 1485 nm is preferred.
  • the pump light source is a laser light source that oscillates laser light having wavelengths of 1440 nm, 1450 nm, and 1485 nm, and is provided in a station where the pump light source is provided.
  • a laser beam with a wavelength of 1450 nm is emitted.
  • a laser beam with a wavelength of 1485 nm is emitted.
  • the wavelength of the pump light can be changed according to the operation state of the optical communication system, so that the optical signal can be efficiently amplified.
  • the third embodiment is an embodiment of the optical communication system according to the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating the configuration of the optical communication system according to the third embodiment.
  • the optical communication system includes a transmitting station 101 for generating a WDM optical signal, an optical transmission line 102 for transmitting the generated WDM optical signal, and receiving and processing the transmitted WDM optical signal. And a plurality of relay stations 104 are provided in the optical transmission line 102 as needed.
  • the relay station 104 has a function of supplying pumping light that causes Raman amplification in the optical transmission line 102, a function of amplifying an optical signal in its own station, and dropping and inserting an optical signal from a WDM optical signal.
  • Provide a transparent ADM (add / drop multiplexer) function as required.
  • the transmitting station 101 includes a plurality of OS 111, a WDM power bracket 112, an optical amplifier 113-1, and a forward pumping section 114-1.
  • the OS 111 generates an optical signal corresponding to each channel of the WDM optical signal.
  • it is configured to include an LD and an optical modulator.
  • the LD emits a laser beam having a wavelength corresponding to each channel, and the laser beam is externally modulated by an optical modulator according to information to be transmitted.
  • Each channel is set to a predetermined wavelength band (band) at 0.8 nm intervals or 0.4 nm intervals, for example, according to the recommendation of the ITU-T.
  • the number of OSs 111 is prepared by the number corresponding to the number of channels of the WDM optical signal. For example, in the case of a 32-wave 0M optical signal, 32 are prepared.
  • Each optical signal emitted from each 0 S 111 enters the WDM force bra 112 and is Long multiplexed into WDM optical signal.
  • the WDM force blur 112 for example, a dielectric multilayer film filter which is one of interference filters, an arrayed waveguide grating type optical multiplexer / demultiplexer, or the like can be used.
  • the WDM optical signal emitted from the WDM power blur 112 enters an optical amplifier 113-1 that amplifies light.
  • the optical amplifier 113-1 is a centralized optical amplifier. For example, a semiconductor laser amplifier or an optical fiber amplifier is used.
  • the optical fiber amplifier is, for example, a rare earth element-doped optical fiber amplifier.
  • the rare earth element to be added is selected according to the wavelength band to be amplified, and in the case of the 1550 nm wavelength band, the erbium element is selected.
  • Erbium is one of the rare earth elements in Lanyu Node, with the element symbol Er and atomic number 68. Elements belonging to lanthanoids are similar in properties to each other.
  • Rare earth elements that amplify other wavelength bands include neodymium (Nd, 1060 nm wavelength band, 1300 nm wavelength band), placedium (Pr, 1300 nm wavelength band) and perium (Tm, 1450 nm wavelength band).
  • the lower limit of the output optical level of the optical amplifier 113-1 is set so that it is transmitted to the relay station 104-1 at an optical level that can recognize and reproduce the next-stage relay station 104-: ⁇ sWDM optical signal. It is determined based on the transmission loss and transmission distance of the optical transmission line 102-1.
  • the upper limit of the output light level of the optical amplifier 113-1 is such that nonlinear optical phenomena do not occur in the optical transmission line 102-1 so that the relay station 104-1 at the next stage cannot recognize and reproduce the WDM optical signal. As described above, it is determined based on the type of the optical transmission line 102-1. The same applies to optical amplifiers 113-2, 113-3, 113-4,..., 113-k to be described later.
  • the WDM optical signal amplified by the optical amplifier 113-1 is input to the forward pump 114-1.
  • the forward pumping section 114-1 wavelength-multiplexes the pump light for Raman amplification into a WDM optical signal, and the pump light is emitted to the optical transmission line 102-1. Further, the configuration thereof will be described later together with forward excitation units 114-2 and 114-3 described later.
  • the WDM optical signal including the pump light emitted from the forward pumping section 14-1 is output to the optical transmission line 102-1 as an output of the transmitting station 101, and is output to the backward pumping section 115 in the relay station 104-1. It is incident on -1.
  • the backward pumping section 115-1 in the relay station 104-1 multiplexes the pumping light for Raman amplification into the WDM optical signal, and the pumping light is transmitted to the optical transmission line 102-1. It is injected.
  • the configuration thereof will be described later together with the backward excitation units 115-2, 115-3,..., 115-j described later.
  • the WDM optical signal transmitted from the transmitting station 101 to the optical transmission line 102-1 is composed of the pumping light supplied from the forward pumping section 114-1 in the transmitting station 101 and the backward pumping section in the relay station 104-1.
  • the pump light supplied from 115-1 is Raman-amplified in the optical transmission line 102-1 and is incident on the backward pumping unit 115-1 in the relay station 104-1. Therefore, the WDM optical signal transmitted through the optical transmission line 102-1 is bidirectionally pumped.
  • the WDM optical signal emitted from the backward pumping section 115-1 is amplified to a predetermined optical level by the optical amplifier 113-2 as described above, and transmitted from the relay station 104-1 to the optical transmission line 102-2. Is done.
  • the WDM optical signal transmitted through the optical transmission line 102-2 is input to the backward pumping unit 115-2 in the relay station 104-2.
  • the backward pumping unit 115-2 wavelength-multiplexes the pump light for Raman amplification into a WDM optical signal, and this pump light is output to the optical transmission line 102-2. Therefore, the WDM optical signal transmitted through the optical transmission line 102-2 is pumped backward.
  • the OADM 116 drops, inserts, and transmits an optical signal from a WDM optical signal.
  • the OADM 116 is provided with, for example, a power bra, a filter and a WDM cover.
  • the incident WDM optical signal is incident on a power bra that splits the light into two.
  • One of the distributed WDM optical signals is used for receiving and processing an optical signal to be split, and the other is incident on a filter.
  • the filter rejects the incoming optical signal from the WDM optical signal, and the rejected WDM optical signal is input to the WDM power bra.
  • the WDM power blur multiplexes the optical signal to be inserted into the blocked WDM optical signal.
  • the WDM optical signal emitted from the ADM 116 is transmitted to the optical transmission line 102-3 as an output of the relay station 104-2.
  • the WDM optical signal transmitted through the optical transmission line 102-3 is transmitted backward in the relay station 104-3.
  • the light enters the excitation section 115-3.
  • the backward pumping section 115-3 wavelength-multiplexes the pump light for Raman amplification into a WDM optical signal, and this pump light is emitted to the optical transmission line 102-3. Therefore, the WDM optical signal transmitted through the optical transmission line 102-2 is pumped backward.
  • the WDM optical signal input to the backward pumping section 115-3 is amplified to a predetermined optical level by the optical amplifier 113-3 as described above, and then input to the forward pumping section 114-2.
  • the forward pumping section 114-2 wavelength-multiplexes the pump light for Raman amplification into a WDM optical signal, and this pump light is emitted to the optical transmission line 102-4.
  • the WDM optical signal emitted from the forward pumping unit 114-1 is emitted to the optical transmission line 102-4 as an output of the relay station 104-3.
  • the WDM optical signal transmitted through the optical transmission line 102-4 enters the optical amplifier 113-4 in the relay station 104-4. Therefore, the WDM optical signal transmitted through the optical transmission line 102-4 is pumped forward. As described above, the light is amplified to a predetermined optical level by the optical amplifier 113-4, and is incident on the forward pumping unit 114-3.
  • the forward pumping unit 114-3 wavelength-multiplexes the pump light for Raman amplification into a WDM optical signal, and the pump light is emitted to the optical transmission line 102-5.
  • the WDM optical signal is multi-stage relayed and is incident on the backward pumping section 115-j in the receiving station 103.
  • the receiving station includes a backward pumping unit 115, an optical amplifier 113-k, a WDM force bra 117, and a receiver (hereinafter, abbreviated as “OR”) 118.
  • the backward pumping section 115 wavelength-multiplexes the pump light for Raman amplification into a WDM optical signal, and the pump light is emitted to the optical transmission line 102-h.
  • the WDM optical signal emitted from the backward pumping unit 115-j ' is amplified by an optical amplifier .113-k as a post amplifier to an optical level that can be received by the OR 118.
  • the amplified WDM optical signal is incident on the WDM power blur 117 and is wavelength-separated for each channel.
  • the optical signal corresponding to each channel is incident on OR 118-1 to 118-32.
  • the OR 118 receives and processes the incident optical signal and extracts information.
  • the relay station 104 Some of them have a backward excitation unit 115, some have a forward excitation unit 114 and a backward excitation unit 115, and some do not have any of the excitation units. Next, the configuration of the forward excitation unit will be described.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a forward excitation unit according to the third embodiment.
  • the forward excitation section 114 includes connectors 131 and 134,
  • Coupler 133 Photodiode (hereinafter abbreviated as "PD") 135, 136, 137, 139, Analog / Digital converter (hereinafter abbreviated as "A / D") 140 , 141, 142, 144, light source 143, memory 1
  • PD Photodiode
  • a / D Analog / Digital converter
  • CPU central processing unit
  • the WDM optical signal input to the forward excitation unit 114 is input to the force blur 132 via a connector 131 for optically connecting optical circuits.
  • the force bra 132 is an optical component that splits the incident light into two and emits the same, and the same applies to other force bras.
  • a micro optical element type optical branching coupler such as a half mirror can be used.
  • One WDM optical signal distributed by the power blur 132 is input to the WDM coupler 133, and the other WDM optical signal is input to the PD 136.
  • the PD 136 is a photoelectric converter, and generates a current according to the optical power of the received light. The same applies to other PDs.
  • the output of PD 136 is input to A / D 141.
  • the A / D 141 converts the input from analog to digital and outputs it, like other AZDs.
  • the output of AZD 141 is input to CPU 146.
  • the light source 143 can oscillate eight laser beams having different wavelengths from each other, and emits a laser beam of a predetermined wavelength from among them based on a signal of the CPU 146.
  • This laser light is excitation light that causes Raman amplification in the optical transmission line 102, and is hereinafter referred to as excitation laser light.
  • the emitted excitation laser light is incident on the force bra 138.
  • One of the excitation laser lights distributed by the coupler 138 enters the coupler 133, and the other excitation laser light enters the PD 139.
  • the PD 139 photoelectrically converts the pump laser light, and the output is input to the CPU 146 via the A / D 144.
  • the WDM power bra 133 is an optical multiplexer / demultiplexer that multiplexes / demultiplexes light in two wavelength bands.
  • the wavelengths that separate the wavelength bands are the wavelength band of the WDM optical signal and the wavelength of the pump laser light. Designed between and.
  • the WDM power bra 133 wavelength-multiplexes the WDM optical signal emitted from the power bra 132 and the pump laser light emitted from the power bra 138.
  • the WDM optical signal obtained by wavelength-multiplexing the excitation laser light is emitted from the connector 134 as an output of the forward excitation unit 114.
  • the connector 134 is not connected to the optical transmission line 102 or if the portion near the connector 134 in the optical transmission line 102 is cut off, the pump laser light and the WDM optical signal are reflected. .
  • the reflected excitation laser light enters the PD 137 via the [0] ⁇ [coupler 133 and the coupler 138.
  • the PD 137 photoelectrically converts the reflected excitation laser light, and the output is input to the CPU 146 via the A / D 142.
  • the memory 145 is connected to the CPU 146, and will be described later.
  • Each predetermined value for detecting that the path 102 is disconnected from the connectors 131 and 134 is stored.
  • the control signal circuit 147 is connected to the CPU 146, and bidirectionally communicates control signals with other stations via the control line 106.
  • the control signal is necessary for operating the optical communication system, such as the selection variables, the optical power of the residual pump light, the number of transmitted WDM optical signals, the number of maintenance signals, and the status information. Information.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a backward excitation unit according to the third embodiment.
  • the rearward excitation section 115 includes connectors 151 and 154, a power brush 156, a WDM power bra 152, PD 155, 157, 158, A / D 159, 161, 162, a light source 160, a memory 163, and a CPU 164. And a control signal circuit 165.
  • the WDM optical signal incident on the backward excitation unit 115 is incident on the power bra 153 via the connector 151 for optically connecting the optical circuits and the WDM power bra 152.
  • One WDM optical signal distributed by the power brass 153 is output as an output through the connector 154, and the other WDM optical signal is incident on the PD 158.
  • the PD 136 photoelectrically converts the WDM optical signal, and the output is input to the CPU 164 via the AZD 162.
  • the light source 160 can oscillate eight laser beams having different wavelengths from each other, and emits a predetermined one-wavelength excitation laser beam from the CPU 164 based on the signal of the CPU 164.
  • the emitted excitation laser light is incident on the force bra 156.
  • One of the excitation laser lights distributed by the power bra 156 is incident on the WDM force bra 152, and the other excitation laser light is incident on the PD 157.
  • the PD 157 photoelectrically converts the pump laser light, and the output is input to the CPU 164 via the A / D 161.
  • Coupler 152 is an optical multiplexer / demultiplexer that multiplexes / demultiplexes light in two wavelength bands.
  • the wavelength that separates the wavelength bands is the wavelength band of the WDM optical signal and the wavelength of the pump laser light. Designed between wavelengths.
  • the WDM force bra 152 emits the excitation laser light emitted from the force bra 156 to the connector 151.
  • the reflected pump laser light is incident on the PD 155 via the 0 ⁇ 1 coupler 152 and the power bra 156.
  • the PD 155 photoelectrically converts the reflected excitation laser light, and the output is input to the CPU 164 via the A / D 159.
  • a PD and an A / D are provided, the reflected WDM optical signal is received by the PD, and the output of the PD is output. May be input to the CPU 164 via the A / D.
  • the memory 163 is connected to the CPU 164 and has an optical damage test program, a drive current value and an element temperature for emitting a level P1 excitation laser, and a drive for emitting a level P2 excitation laser, which will be described later.
  • Current value, element temperature, output 0 Allowable values for utplsl and output Outpls2, corresponding sample of excitation light number and excitation light wavelength, drive current value and element temperature for each wavelength from 1 to 8 persons, and optical transmission line 102 from connectors 151 and 154 Each predetermined value, etc., for detecting the departure is stored.
  • the control signal circuit 165 is connected to the CPU 164, and bidirectionally communicates control signals with other stations via the control line 106.
  • the operator When installing an optical communication system and supplying pump laser light to an optical transmission line for Raman amplification, the operator first tests the transmission station 101 for the appropriate optical power to test for optical damage.
  • the WDM optical signal is transmitted, and the CPU 164 starts the optical damage test program.
  • the appropriate optical power is a level at which each station can detect a WDM optical signal when an excitation laser beam of a leper P1 described later is supplied to the optical transmission line 102.
  • the CPU 164 reads the optical damage test program stored in the memory 163, and operates as follows based on the program.
  • FIG. 13 is a diagram showing a time change of the optical power of the excitation laser beam in the optical damage test.
  • the CPU 164 causes the light source 160 to emit light for a sufficiently long time as compared with the relaxation oscillation frequency of the LD in the light source 160, and supplies the excitation laser light to the optical transmission line 102. This is because a sudden emission of light may cause a transient oscillation in the optical power of the laser beam or damage the LD.
  • the CPU 164 controls the light source 160 such that the excitation laser light is emitted at a level P1, which is sufficiently lower than the optical damage level of the connector 151 and the optical transmission line 102, for example, about 10 dBm.
  • the CPU 164 receives the output of the PD 158 via the AZD 162, and stores the output Outplsl in the memory 163.
  • the CPU 164 sets the light source 160 to the maximum output level Pmax.
  • This maximum output level Pmax is a level that is larger than the optical power of the output pin Pnom during normal operation.
  • the optical power for testing optical damage is set to the maximum output level Pmax in the present embodiment, but may be any optical power that is higher than the optical power during normal operation. If it is confirmed that optical damage does not occur at the optical power during normal operation, the test objective will be achieved.
  • the CPU 164 drives the light source 160 at this maximum power level Pmax for a time long enough to cause optical damage, for example, several seconds.
  • the CPU 164 again drives light source 160 at level P1. Then, the optical power of the WDM optical signal at the level P1 is detected, and the detection result is held. That is, the CPU 164 receives the output of the PD 158 via the A / D 162, and stores the output Outpls2 in the memory 163.
  • the CP 164 compares the output Outplsl stored in the memory 163 with the output Outpls2.
  • the CPU 164 determines that no optical damage has occurred, displays a message to that effect, and terminates the program.
  • the CPU 164 indicates that the output Outplsl and the output 0utpls2
  • the program is terminated (broken line in FIG. 13). For example, in the case where the judgment is made by subtracting the output Outplsl from the output 0utpls2, if an optical damage occurs, the judgment becomes a negative value larger than the value obtained by subtracting the allowable value from 0. Also, for example, when determining by calculating the ratio of output 0 utplsl and output 0 utpls2 (output OutplsZZ output Outplsl), if optical damage occurs, the value will be smaller than the value obtained by subtracting the allowable value from 1 . This is because when optical damage occurs, the optical power of the WDM optical signal is lost at the optically damaged portion.
  • the optical communication system according to the third embodiment generates the optical damage that may occur before the start of the Raman amplification. Can be avoided.
  • a configuration for detecting the optical power of the WDM optical signal in the next station for example, a configuration of the power brass 153, PD 158 and A / D 162 shown in FIG. If the CPU 146 receives the optical power of the WDM optical signal at the next stage through the control signal circuit 147 by using the control line, the optical damage can be tested in the same manner as described above. .
  • the excitation light has a plurality of wavelengths, for example, eight wavelengths. As described in the first embodiment, these eight wavelengths are set so that the wavelength band of the WDM optical signal substantially matches the range in which the Raman gain coefficient is large, and the fourth wavelength input 4 Is set so that the maximum value of the Raman gain coefficient due to the above is approximately equal to the center wavelength of the wavelength band of the WDM optical signal.
  • the interval between each wavelength 1 to person 8 is set constant.
  • the excitation light numbers are assigned to the eight wavelengths, and a correspondence table between the excitation light numbers and the excitation light wavelengths is prepared.
  • the wavelength of each pump light is selected as follows. ,
  • the same suffix as the suffix added to the reference sign of the forward excitation unit and the backward excitation unit is used to distinguish which component.
  • the CPU 164 of the backward pumping unit 115-2 in the relay station 104-2 has the same suffix “ ⁇ 2” as the suffix “ ⁇ 2” attached to the code “115” of the backward pumping unit 115-2. -2 "and written as CPU 164-2.
  • the CPU 146-1 in the forward pumping unit 114-1 divides the value obtained by adding 1 to the selected variable by 8, which is the number of pump light wavelengths, and obtains the remainder.
  • the CPU 146-1 refers to the correspondence table between the pumping light number and the pumping light wavelength, and selects the pumping light wavelength corresponding to the remaining pumping light number.
  • the selection variable is a variable prepared for selecting the excitation light number, and for example, 0 is set as an initial value.
  • the CPU 146-1 divides 1, which is the value obtained by adding 1 to 0, by 8, and calculates the remainder Is 1, the excitation light wavelength ⁇ corresponding to the excitation light number 1 is selected with reference to the correspondence table.
  • the CPU 146-1 transmits the selected variable to the CPU 164-1 in the subsequent relay station 104-1 via the control signal circuit 147-1, the control line and the control signal line 165-1. Then, the CPU 164-1 in the backward pumping unit 115-1 divides the value obtained by adding 1 to the selected variable by 8, which is the number of pump light wavelengths, and obtains the remainder.
  • the CPU 164-1 refers to the correspondence table between the excitation light number and the excitation light wavelength, and selects the excitation light wavelength corresponding to the remaining excitation light number.
  • the CPU 164-1 divides 2 which is the value obtained by adding 1 to 1 by 8, and refers to the corresponding table since the remainder is 2. Then, the excitation light wavelength person 2 corresponding to the excitation light number 2 is selected.
  • the CPU 164-1 transmits the selected variable to the CPU 164-2 in the subsequent relay station 104-2 via the control signal circuit 165-1, the control line 106, and the control signal line 165-2.
  • the selected variable is transmitted to the CPU 146 in the forward excitation unit 114 and the CPU 164 in the backward excitation unit 115 via the control signal circuits 147 and 165 and the control line 106, and
  • the CPUs 146 and 164 divide the value obtained by adding 1 to the selected variable by 8, which is the number of pump light wavelengths, and obtain the remainder.
  • the CPU 146-1 refers to the correspondence table between the excitation light number and the excitation light wavelength, and selects the excitation light wavelength corresponding to the remaining excitation light number.
  • each forward pumping unit 114 and each backward pumping unit 115 supply pump light to the optical transmission line 102 at the determined wavelength. Therefore, focusing on one optical signal in the WDM optical signal, this optical signal is subjected to Raman amplification with various gains during transmission from the transmitting station 101 to the receiving station 113. Therefore, even if this optical signal is amplified with a minimum Raman gain coefficient in pump light supplied from one station, it is amplified with a maximum Raman gain coefficient in pump light supplied from another station. The Rukoto. Therefore, each optical signal in the Raman-amplified WDM optical signal is transmitted from the transmitting station 101 to the receiving station 113. In the meantime, almost the same optical power is obtained.
  • the excitation light numbers are assigned in the order of the excitation light wavelength, but they may be assigned randomly as shown in FIG. 14 (b).
  • the present invention is not limited to this. Any number can be used.
  • one of the wavelengths has the first maximum value of the Raman gain caused by the pump light of this wavelength, and the first wavelength has the highest Raman gain of the pump light of the other wavelength.
  • the wavelength is set so as to substantially coincide with the wavelength at which the minimum value after the maximum value is reached.
  • each forward pumping section 114 and each backward pumping section 115 notify the wavelength selected by itself to each forward pumping section 114 and each backward pumping section 115 at the subsequent stage. What is necessary is just to select two wavelengths alternately.
  • the CPUs 146 and 164 select the pumping light wavelength by the above-described calculation using the selected variables.
  • each of the forward pumping units 114 and the backward pumping units At 115 a random number may be generated within the range of the excitation light number, and the excitation light wavelength corresponding to this random number may be selected.
  • the CPUs 146 and 164 select themselves. By notifying the selected pumping light number to other stations via the control signal circuits 147, 165 and the control line, it is possible to avoid that the pumping light wavelengths are duplicated and selected.
  • the upper limit value of each pumping light wavelength that can be overlapped is shown.
  • An upper limit variable is provided, and the CPUs 14 6 and 16 4 subtract 1 from the upper limit variable corresponding to the pumping light wavelength selected by themselves, and notify the other stations of the upper limit variable, thereby obtaining an average value.
  • the wavelength of the pump light can be allocated to each forward pumping section 114 and each backward pumping section 115.
  • the interval between the wavelengths of the respective excitation lights is fixed, but the present invention is not limited to this.
  • the wavelength of each excitation light may be set so as to vary with a statistical distribution such as a normal distribution.
  • the CPU 146 in the forward excitation unit 114 monitors the output of the PD 136, and determines that the optical transmission line is disconnected from the connector 131 when an output of a predetermined value or more is not input.
  • the PD 136 does not receive the WDM optical signal incident on the forward pumping unit 114, so that the output of the PD 136 has a significantly small value.
  • the CPU 146 sets a predetermined value which is a threshold value, and determines whether or not the value is equal to or more than the predetermined value, thereby detecting that the optical transmission line is disconnected from the connector 131.
  • the CPU 146 in the forward excitation unit 114 monitors the output of the PD 137, and when an output of a predetermined value or more is input, determines that the optical transmission line is disconnected from the connector 134.
  • the PD 135 reflects the pump laser light at the connector 134, and receives the reflected pump laser light via the WDM power bracket 133 and the coupler 138. For this reason, the output of PD 137 has a large value.
  • the PD 137 does not receive the excitation laser light, so that the output of the PD 137 is extremely small.
  • the CPU 146 sets a predetermined value which is a threshold value, and determines whether or not the value is equal to or more than the predetermined value, thereby detecting that the optical transmission line is disconnected from the connector 134.
  • the CPU 146 prohibits the light source 143 from emitting the excitation laser light. In this way, the operator can be protected from being exposed to the excitation laser light.
  • the detection that the optical transmission line is disconnected from the connector 134 is shown in FIG. Therefore, the PD 135 and the AZD 140 shown by broken lines may be provided.
  • the WDM optical signal reflected by the connector 134 is incident on the PD 135 via the WDM force bra 133 and the force bra 132. Then, the PD 135 photoelectrically converts the reflected WDM optical signal, and the output is input to the CPU 146 via the A / D 140.
  • the CPU 146 in the forward excitation unit 114 monitors the output of the PD 135, and can determine that the optical transmission line is disconnected from the connector 134 when an output of a predetermined value or more is input. . If the optical transmission line is disconnected from the connector 134, the PD 135 reflects the WDM optical signal at the connector 134 and receives the reflected WDM optical signal via the WDM power bra 133 and the power bra 132. . Therefore, the output of PD 135 has a large value. On the other hand, when the optical transmission line is connected to the connector 131, since no reflection occurs, the PD 135 does not receive the WDM optical signal, so that the output of the PD 135 is extremely small. Therefore, the CPU 146 sets a predetermined value which is a threshold value, and determines whether or not the value is equal to or more than the predetermined value, thereby detecting that the optical transmission line is disconnected from the connector 134.
  • a predetermined value which is a threshold value
  • the CPU 164 in the backward excitation unit 115 monitors the output of the PD 155, and determines that the optical transmission line is disconnected from the connector 151 when an output of a predetermined value or more is input.
  • the PD 155 reflects the excitation laser light at the connector 151, and receives the reflected excitation laser light via the WDM force bra 152 and the force bra 156. Therefore, the output of PD 137 becomes a large value.
  • the PD 155 since no reflection occurs, the PD 155 does not receive the excitation laser light, and the output of the PD 155 is extremely small.
  • the CPU 164 sets a predetermined value that is a threshold value and determines whether or not the value is equal to or more than the predetermined value, thereby detecting that the optical transmission line is disconnected from the connector 151.
  • the CPU 164 determines that the optical transmission line is disconnected from the connector 151, the CPU 164 prohibits the light source 160 from emitting the excitation laser light. Doing this This protects the operator from exposure to the excitation laser light.
  • the optical communication system transmits the excitation laser light to the optical transmission path 102 when there is no abnormality. To start Raman amplification.
  • an optical component such as an optical amplifier detects the optical power on the input side, the output side, or both, and controls the gain and output level based on the detection result. Then, an optical component such as an optical amplifier detects that no other optical component is connected by detecting reflected light of light emitted to the output side.
  • the pump light emitted from the forward pumping unit 114 and the backward pumping unit 115 is not sufficiently attenuated in the optical transmission line 102 by Raman amplification or transmission loss. In some cases, the light is incident on these optical components. In such a case, the optical component may malfunction with respect to gain, output callout, disconnection detection, and the like.
  • the pumping light is cut off in the subsequent relay station and an optical filter (hereinafter abbreviated as “FIL”) that transmits the WDM optical signal. ) Is connected to the optical transmission line 102.
  • FIL optical filter
  • the optical pump 111 emits light so that the pump laser light emitted from the forward pumping section 114-2 in the relay station 104-3 does not enter the optical amplifier 113-4.
  • a FIL 119-2 is connected between the transmission line 102-4 and the optical amplifier 113-4.
  • the pumping light is cut off in the preceding relay station, and the FIL that transmits the WDM optical signal is connected to the optical transmission line 102.
  • the pump laser light emitted from the backward pumping section 115-2 in the relay station 104-2 is prevented from entering the optical amplifier 113-2.
  • the FIL 119-1 is connected between the transmission line 102-2 and the optical amplifier 113-2.
  • Such a cutoff wavelength of the FIL 119 is designed between the wavelength band of the WDM optical signal and the pump laser light.
  • the optical power of the residual pump light reflected from such a FIL is detected and used to detect the presence or absence of the pump light and to adjust the optical power of the pump light. Is also good.
  • FIG. 15 illustrates a configuration of a relay station including a residual pump light detection unit according to the third embodiment.
  • the WDM optical signal transmitted through the optical transmission path 102 is abbreviated as “ED F” (hereinafter, abbreviated as “EDF”), with a connector 151, a backward pumping unit 115, a WDM force bra 171, and an erbium-doped optical fiber. 172, WDM force 173, FIL 174, and connector 154 are sent out to the optical transmission line 102 for transmission to a subsequent station.
  • EDF the WDM optical signal transmitted through the optical transmission path 102
  • the LD 176 supplies a laser beam for exciting the EDF 172 via the WDM force blur 171, and the LD 177 supplies a laser beam for exciting the EDF 172 via the WDM coupler 173.
  • the EDF 172 is bidirectionally pumped and centrally amplifies WDM optical signals.
  • the pump laser light of the Raman amplification supplied from the subsequent station propagates through the optical transmission line 102 and is incident on the FIL 174 via the connector 154 as residual pump light.
  • the FIL 174 reflects this residual excitation light and makes it incident on the PD 175.
  • the PD 175 photoelectrically converts the residual pump light, and the output is input to the CPU 164 via the A / D 178.
  • the cutoff wavelength of the FIL 174 is designed between the wavelength band of the WDM optical signal and the pump laser light.
  • the CPU 164-a sends the input output of the PD 175 to the CPU 164-b via the control signal circuit 165-a and the control signal circuit 165-b.
  • the memory contents of the memory 163-b in the backward pumping unit 115-b in the subsequent stage are the values of the residual pump light during normal operation, and the correspondence between the residual pump light optical power and the optimal pump light optical power.
  • a table is added. This correspondence table is a table for determining the Raman amplification and the optical power of the pump light in consideration of the splice loss of the optical transmission line 102.
  • the CPU 164-b compares the received value with the value of the residual pump light in the normal operation stored in the memory .163-b, and if the received value is smaller, the optical transmission line 102 Judgment is made that the connector is disconnected or the connector is disconnected, and the supply of the excitation laser to the light source 160-b is stopped.
  • the CPU 164-b refers to the corresponding table based on the received value and adjusts the excitation laser light optimally.
  • the optical communication system can measure the splice loss of the optical transmission line 102 and adjust the optical power of the pump laser light.
  • Such a relay station can be used, for example, instead of relay station 104-1 shown in FIG.
  • the present invention can be applied to the case of forward excitation.
  • the configuration of FIL 174, PD 175 and A / D 178 for detecting the residual pump light is provided in the station opposite to the station that supplies the pump light, and the detection result is received via the control signal circuit.
  • relay station 104-4 shown in FIG. 10 is provided with a configuration for detecting the residual pump light, and forward pumping section 114-2 in relay station 104-3 receives the detection result.
  • the CPUs 146 and 164 determine whether the optical transmission line 102 is disconnected from the connectors 134 and 151 by monitoring the reflected excitation light.
  • the reflected pumping light of the pumping light supplied by the local station is supplied by the WDM force brass 133 and 152.
  • the forward pumping unit 117 and the backward pumping unit 118 shown in FIG. 16 may be used for an optical communication system.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration in a case where a low frequency is superimposed on the excitation light according to the third embodiment.
  • the forward excitation unit 117 includes connectors 131 and 134, a power bra 138, a WDM power bra 133, a band-pass filter (hereinafter abbreviated as “; BPF”) 180, 181, 182, and PD 137. , 139, A / D 183, 184, 186, light source 185, memory 187, CPU 188 and control signal circuit 147. Is done.
  • BPF band-pass filter
  • the WDM optical signal input to the forward excitation unit 117 is transmitted to the optical transmission line 102 via the connector 133, the WDM power bracket 133, and the connector 134.
  • the light source 185 can oscillate eight laser beams having different wavelengths from each other, and emits a predetermined one-wavelength excitation laser beam from the CPU 188 based on the signal of the CPU 188. Further, the light source 185 directly modulates the intensity of the excitation laser light with a small amplitude of the low frequency fl. The reason for modulating with small amplitude is that it is difficult to stably perform Raman amplification with intensity modulation with large amplitude because the gain of Raman amplification depends on the optical power of pump light.
  • the emitted excitation laser light is incident on the force bra 138.
  • One of the excitation laser lights distributed by the power brassier 138 is incident on the WDM power brass 133, and the other excitation laser light is incident on the PD 139.
  • the PD 139 photoelectrically converts the pump laser light, and the output is input to the CPU 188 via the BPF 182 and the AZD 144.
  • a cutoff frequency is set so as to pass the frequency: fl and cut off the frequency f2.
  • the WDM power blur 133 is an optical multiplexer / demultiplexer, and the wavelength for dividing the wavelength band is designed between the wavelength band of the WDM optical signal and the wavelength of the pump laser light.
  • the WDM power bra 133 wavelength-multiplexes the WDM optical signal and the pump laser light.
  • the reflected pump laser light is incident on the PD 137 via the ⁇ 0 ⁇ 4 coupler 133 and the force bra 138.
  • the PD 137 photoelectrically converts the reflected excitation laser light, and the output is input to the CPU 188 via the BPF 180 and the A / D 183. Further, the output of the PD 137 is input to the CPU 188 via the BP 181 and the A / D 184.
  • the cut-off frequency of the pass band of the BPF 180 can be set so as to pass the frequency f 2 and block the frequency fl.
  • the cutoff frequency of the pass band of the BPF 181 is set the same as that of the BPF 182.
  • the memory 187 is connected to the CPU 188 and has an optical damage test program, a drive current value and an element temperature for emitting the level P1 excitation laser, and a drive current value and an element temperature for emitting the level P2 excitation laser.
  • Outplsl and output Output Permissible value for Outpls2, table of correspondence between excitation light number and excitation light wavelength, drive current value and element temperature for each wavelength ⁇ to person 8, frequency f1, f2, optical transmission line 102 are connected to connector 134 A predetermined value or the like for detecting the departure is stored.
  • the control signal circuit 147 is connected to the CPU 188 and bidirectionally communicates control signals with other stations via the control line 106.
  • the backward excitation section 118 includes connectors 151 and 154, a force bra 156, a WD M force bra 152, PD 155, 157, 158, BPF 191, 192, 193, A / D 194, 195, 197, light source 196, It comprises a memory 198, a CPU 199 and a control signal circuit 165.
  • the WDM optical signal input from the optical transmission line 102 to the backward pump 115 is input to the power bra 153 via the connector 151 and the WDM power bra 152.
  • One WDM optical signal distributed by the power brass 153 is output as an output through the connector 154, and the other WDM optical signal is incident on the PD 158.
  • the PD 136 photoelectrically converts the WDM optical signal, and the output is input to the CPU 199 via the A / D 162.
  • the light source 196 can oscillate eight laser beams having different wavelengths from each other, and emits a predetermined one-wavelength excitation laser beam from the CPU 199 based on the signal of the CPU 199. Further, the light source 196 directly modulates the intensity of the excitation laser light with a small amplitude of the low frequency f2.
  • the emitted excitation laser light is incident on the force bra 156.
  • One of the excitation laser lights distributed by the coupler 156 is incident on the WDM force brassier 152, and the other excitation laser light is incident on the PD 157.
  • the PD 157 photoelectrically converts the excitation laser light, and the output is input to the CPU 199 via the BPF 193 and the A / D 197.
  • the WDM power blur 152 is an optical multiplexer / demultiplexer, and the wavelength that separates the wavelength bands is designed between the wavelength band of the WDM optical signal and the wavelength of the pump laser light.
  • the WDM force bra 152 emits the excitation laser light to the optical transmission line 102 via the connector 151.
  • the connector 151 is not connected to the optical transmission line 102, the excitation laser light is reflected.
  • This reflection excitation laser beam is incident on the PD 155 via the WDM force bra 152 and the force bra 156.
  • the PD 155 photoelectrically converts the reflected pump laser light, and the output is input to the CPU 199 via the BPF 191 and the A / D 194.
  • the output of PD 155 is input to CPU 199 via BPF 192 and A / D 195.
  • the cut-off frequency of the pass band of the BPF 191 is set so as to pass the frequency f2 and block the frequency f1.
  • the cut-off frequency is set in the pass band of the BPF 192 in the same manner as in the BPF 193.
  • the memory 198 is connected to the CPU 199 and has an optical damage test program, a drive current value and an element temperature for emitting the level P1 excitation laser, and a drive current value and an element temperature for emitting the level P2 excitation laser.
  • Output Outplsl and Output 0utpls2 Allowable values, table of correspondence between excitation light number and excitation light wavelength, drive current value and element temperature for each wavelength input 1 to person 8, frequency f1, f2, optical transmission
  • Each predetermined value for detecting that the path 102 is disconnected from the connectors 151 and 154 is stored.
  • the control signal circuit 165 is connected to the CPU 199 and bidirectionally communicates control signals with other stations via the control line 106.
  • the forward excitation section 117 and the backward excitation section 118 described above superimpose the low frequencies fl and f 2 by directly modulating the light sources 185 and 196, but the external modulators 189 and 200 are superimposed as shown by the broken lines. It may be used to superimpose low frequencies.
  • the external modulator includes, for example, a magneto-optical modulator and an electro-absorption optical modulator.
  • the CPU 188 obtains the output corresponding to the low frequency fl superimposed on the pump laser light of the own station from the BPF 182 and the BPF 181, and the pump laser light of the opposite station. An output corresponding to the low frequency f 2 superimposed on the BPF 180 is obtained. Therefore, the CPU 188 compares the output from the BPF 180 and the output from the BPF 181 with reference to the output from the BPF 182 to determine whether the laser light received by the PD 137 is the reflection pump laser light. It is possible to determine whether there is residual excitation laser light.
  • the CPU 188 can surely prohibit the operation of the light source 185 and protect the operator from being exposed to the excitation laser beam. .
  • the CPU 199 obtains the output corresponding to the low frequency f2 superimposed on the pump laser light of the own station from the BP F 193 and the BP F 191 and outputs the pump laser of the opposite station.
  • the output corresponding to the low frequency superimposed on the light: ⁇ ⁇ ⁇ is obtained from the BPF192.
  • the CPU 199 can similarly determine whether the laser light received by the PD 155 is a reflection excitation laser light or a residual excitation laser light. The operation of the 196 can be prohibited, and the operator can be protected from exposure to the excitation laser beam.
  • the control signal is bidirectionally communicated between the control signal circuits 147 and 165 by using the control line 106 which is a dedicated physical line different from the optical transmission line 102.
  • the optical communication system may further include an optical signal of the control signal, and transmit the optical signal on the optical transmission line 102 by wavelength-multiplexing the optical signal with a WDM optical signal.
  • the optical communication system may transmit the information of the control signal using an undefined area in an over head in an SDH (synchronous digital hierarchy).
  • the fourth embodiment is an embodiment of the optical communication system according to the present invention.
  • the optical communication system according to the fourth embodiment includes a transmitting station that generates a WDM optical signal in a two-wavelength band, and an optical transmission apparatus that transmits the optical signal transmitted from the transmitting station. It comprises a transmission line and a receiving station for receiving and processing the transmitted optical signal, and a plurality of relay stations are provided between the optical transmission lines.
  • Each wavelength band is C-band and L-band.
  • the two-wavelength band WDM optical signal input to the relay station is input to the backward pumping unit.
  • the configuration of the backward excitation section will be described later.
  • the WDM optical signals in the two wavelength bands emitted from the backward pumping unit are incident on the WDM force bra and are separated for each wavelength band.
  • the separated C-b and WDM optical signal is incident on an optical amplifier capable of amplifying the C-band, for example, an erbium-doped optical fiber amplifier pumped with pump light of wavelengths 1480 nm and 980 nm. Amplified.
  • the amplified WDM optical signal of C-b and is incident on the WDM power bracket.
  • the separated L-band WDM optical signal is input to an optical amplifier capable of amplifying the L_band, for example, a gain-shifted erbium-doped optical fiber amplifier pumped by a pump light having a wavelength of 1480 nm. Is amplified.
  • the amplified L-b and WDM optical signal is incident on the WDM power bracket.
  • the WDM optical signals of the respective bands incident on these WDM power blurs are wavelength-division multiplexed again to become WDM optical signals of two wavelength bands. Then, the WDM optical signal in the two-wavelength band is transmitted to an optical transmission line so as to be transmitted to a subsequent station.
  • the relay station concentrates and amplifies the WDM optical signal in the two-wavelength band.
  • the relay station transmits the WDM optical signal.
  • An OADM that splits, inserts, and transmits optical signals from the optical network may be provided.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration of a backward excitation unit according to the fourth embodiment.
  • the WDM optical signal in the two wavelength band which is incident on the backward pumping unit, is incident on the power bra 211 via the connector 151, the WDM power bra 152, and the power bra 153.
  • the WDM optical signal in the two-wavelength band that has entered the power bracket 211 is split into two.
  • One of the distributed WDM optical signals of the two wavelength bands is emitted from the backward excitation unit to the above-described WDM force bra via the connector 154, and the other is incident on the OSA 212.
  • the OSA 212 measures the spectrum of the WDM optical signal in the two wavelength bands, that is, the wavelength and the optical power at this wavelength. The measurement result is output to the CPU 214.
  • the light source 160 emits an excitation laser beam having a predetermined wavelength based on a signal from the CPU 214.
  • the pump laser light has wavelengths of 1450 nm and 1485 nm so that the WDM optical signal in each wavelength band can be Raman-amplified.
  • the emitted excitation laser light is incident on the power bra 156.
  • One pump laser beam distributed by the power bra 156 is incident on the WDM force bra 152, the other pump laser beam is photoelectrically converted by the PD 157, and its output is input to the CPU 214 via the A / D 161. Is done.
  • the WDM power bra 152 is an optical multiplexer / demultiplexer that multiplexes / demultiplexes light in two wavelength bands.
  • the wavelengths that separate the wavelength bands are the shortest wavelength of the WDM optical signal in the two wavelength bands and the excitation. It is designed between the wavelength of the laser light. For example, it is designed to be 1505 nm, 1510 nm or 1515 nm.
  • the WDM coupler 152 emits the excitation laser light emitted from the coupler 156 to the optical transmission path via the connector 151.
  • the reflected excitation laser light is incident on the PD 155 via the 1 ⁇ 0 ⁇ [coupler 152 and the power blur 156.
  • the PD 155 photoelectrically converts the reflected excitation laser light, and the output is input to the CPU 214 via the A / D 159.
  • the memory 213 is connected to the CPU 214 and has an optical damage test program, a drive current value and an element temperature for emitting the level P1 excitation laser, and a drive current value and an element temperature for emitting the level P2 excitation laser. , Output Outplsl and Output 0 utpls2, allowable values of drive current and element temperature for each excitation laser beam, and predetermined values for detecting that the optical transmission line is disconnected from connectors 151 and 154, etc. Is stored.
  • the level P1 and the level P2 are the case of the total optical power of the pump laser light of 1450 nm and 1485 nm.
  • the control signal circuit 165 is connected to the CPU 214, and bidirectionally communicates control signals with other stations via a control line.
  • optical damage test and the monitoring as to whether or not the optical transmission line is deviated from the connector 151 are the same as those in the third embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • This optical communication system can prevent optical damage during operation by performing an optical damage test, and protect the operator from exposure to the excitation laser light by monitoring the disconnection of the connector. .
  • the transmitting station transmits a WDM optical signal in the two wavelength band.
  • the CPU 214 of each backward pumping unit controls the light source 209 such that the pumping light on the short wavelength side, that is, the pumping laser light having the wavelength of 1450 nm is emitted with the optical power set for the normal operation. .
  • the CPU 214 calculates the optical power Pc per ch of C-b and the optical power PL per ch of L-b and from the output of the 0S A212, respectively.
  • Each ch. Number of C-b and L-b and entered into the own station is obtained from the control signal via the control line.
  • the number of channels may increase or decrease. Therefore, it is necessary to notify each station of the number of cti. Of each band using a control line.
  • the CPU 214 calculates Psub by subtracting Pc from PL, and determines whether or not this Psub is equal to or less than a predetermined allowable value.
  • This allowable value is a value that determines how flat the two-wavelength band WDM optical signal that has been Raman-amplified in the optical transmission line is flat. The smaller the value, the more flatness is secured.
  • the CPU 214 controls the light source 209 so as to increase the optical power of the pump light on the longer wavelength side, that is, the pump laser light having a wavelength of 1485 nm, because Pc is PL and Pc when Psub is a negative value. I do.
  • the CPU 214 controls the light source 209 so that the optical power of the excitation laser beam having a wavelength of 1485 nm is reduced because PL> Pc when Psub is a value larger than the allowable value.
  • the CPU 214 again calculates Pc and PL from the output of the OSA 212 to calculate Psub. Then, as described above, the CPU 214 compares Psub with the permissible value, and adjusts the optical power of the pump laser light having a wavelength of 1485 nm so that Psub becomes equal to or less than the permissible value.
  • the CPU 214 captures the optical power of the excitation laser light having a wavelength of 1485 nm when the Psub becomes equal to or less than the allowable value from the output of the PD 157, and stores the output value as a target value in the memory 213.
  • the CPU 214 stores the memory 213 during operation of the optical communication system.
  • the light source 209 is controlled so as to reach the target value with reference to the stored target value.
  • the optical communication system according to the fourth embodiment can make the WDM optical signal of the two wavelength band after Raman amplification substantially flat. . That is, the gain deviation between the wavelength bands can be substantially eliminated within the range of the predetermined allowable value.
  • the optical communication system supplies the pump laser light to the optical transmission line 102 after confirming the disconnection of the connector and adjusting the optical power of each pump light, and starts Raman amplification.
  • the gain deviation between wavelength bands is suppressed by adjusting the optical power of the pump light on the long wavelength side while keeping the optical power of the pump light on the short wavelength side constant.
  • the optical power of the excitation light on the short wavelength side may be adjusted while keeping the optical power of the excitation light on the wavelength side constant.
  • control is performed by calculating Psub.
  • control may be performed by calculating PL / Pc obtained by dividing PL by Pc.
  • the fifth embodiment is an embodiment of the optical communication system according to the present invention.
  • the optical communication system includes a transmitting station that generates a WDM optical signal in a two-wavelength band, and an optical signal that transmits the optical signal transmitted from the transmitting station. It comprises a transmission line and a receiving station for receiving and processing the transmitted optical signal, and a plurality of relay stations are provided between the optical transmission lines.
  • Each wavelength band is C-band and L-b and.
  • the two-wavelength band WDM optical signal input to the relay station is input to the backward pumping unit.
  • the configuration of the backward excitation section will be described later.
  • the WDM optical signals in the two wavelength bands emitted from the backward pumping unit are incident on the WDM force bra and are separated for each wavelength band.
  • the separated WDM optical signal of C-b and enters the erbium-doped fiber amplifier and is amplified.
  • the amplified C-band WDM optical signal is incident on the WDM power bra.
  • the demultiplexed L-band WDM optical signal is input to a gain-shifted erbium-doped optical fiber amplifier and amplified. It is width.
  • the amplified L-b and WDM optical signal is incident on the WDM power plug.
  • the WDM optical signals of the respective bands incident on these WDM power blurs are wavelength-division multiplexed again to become WDM optical signals of two wavelength bands. Then, the WDM optical signal in the two wavelength band is transmitted through an optical transmission line so as to be transmitted to a subsequent station.
  • the relay station concentrates and amplifies the WDM optical signal in the two-wavelength band.
  • the relay station transmits the WDM optical signal.
  • the optical signal may be dropped, inserted, or transmitted from the optical signal.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration of a backward excitation unit according to the fifth embodiment.
  • the WDM optical signal in the two wavelength band that has been incident on the backward pumping unit is incident on the power bra 211 via the connector 151, the WDM power bra 152 and the power bra 153.
  • the WDM optical signal of the two wavelength band that has entered the power bracket 211 is divided into two.
  • One of the distributed WDM optical signals in the two wavelength bands is emitted from the backward pumping section to the above-mentioned WDM force bra via the connector 154, and the other is incident on the WDM force bra 252.
  • the WDM power blur 252 separates the WDM optical signal of the two wavelength bands into each wavelength band, that is, C-b and L-b and.
  • the separated C-b and WDM optical signal is incident on the PD 253 and is photoelectrically converted.
  • the output of PD 253 is input to CPU 258 via A / D 255.
  • the separated L-b and WDM optical signal is input to the PD 254 and photoelectrically converted.
  • the output of PD 254 is input to CPU 258 via AZD 256. Therefore, the PD 253 measures the optical power of the C-b and WDM optical signal, and the PD 256 measures the optical power of the L-b and WDM optical signal.
  • the light source 160 emits an excitation laser beam having a predetermined wavelength based on a signal from the CPU 258.
  • the pump laser light has wavelengths of 1450 nm and 1485 nm so that the WDM optical signal in each wavelength band can be Raman-amplified. Injected The excitation laser light is incident on the power blur 156.
  • One of the pump laser beams distributed by the power bra 156 is incident on the WDM power bra 152, the other pump laser beam is photoelectrically converted by the PD 157, and its output is sent to the CPU 258 via the A / D 161. Enter.
  • the wavelength (corresponding to the cutoff frequency) that divides the wavelength band of the WDM power brass 152 is designed between the shortest wavelength of the WDM optical signal in the two wavelength bands and the wavelength of the pump laser light.
  • the WDM force bra 152 emits the excitation laser light emitted from the force bra 156 to the optical transmission line via the connector 151.
  • the reflected pump laser light is incident on the PD 155 via the 01 ⁇ 1 coupler 152 and the force bra 156.
  • the PD 155 photoelectrically converts the reflected excitation laser light, and the output is input to the CPU 258 via the AZD 159.
  • the memory 257 is connected to the CPU 258 and includes an optical damage test program, a drive current value and an element temperature for emitting a level P1 excitation laser, a drive current value for emitting a level P2 excitation laser, and a drive current value for emitting a level P2 excitation laser. Allowable values for element temperature, output Outplsl and output 0 utpls2, drive current value and element temperature for each excitation laser beam, and each predetermined value for detecting that the optical transmission line is disconnected from connectors 151 and 154 The value 'is stored.
  • the level P1 and the level P2 are the case of the total optical power of the pump laser light of 1450 nm and 1485 nm.
  • the control signal circuit 165 is connected to the CPU 258 and bidirectionally communicates control signals with other stations via a control line.
  • the configuration of the WDM force bras 252, PD253, 254 and A / D 255, 256 is used instead of the 0SA212 in the backward excitation unit in the fourth embodiment. Differs in that
  • the optical power per l ch. Of each band is calculated based on the output of the 0SA 212, but in the fifth embodiment, the PD 253 and the The other operation and effect are the same as those of the fourth embodiment except for the point that they are calculated based on the output of the PD 254 and the description thereof is omitted.
  • the WDM power blur 252 separates the WDM optical signal of two wavelength bands for each band
  • the light received by the PD 253 is a C-band WDM optical signal
  • the light received by the PD 254 is an L-band WDM optical signal. Therefore, the CPU 258 can calculate Pc by dividing the output from the PD 253 by the number of C-band ch. Then, the CPU 258 can calculate the PL by dividing the output from the PD 254 by the number of ch in the L-band.
  • the optical communication system can make the WDM optical signal in the two-wavelength band after Raman amplification substantially flat by controlling the optical power of the pump laser light of each wavelength.
  • the sixth embodiment is an embodiment of the optical communication system according to the present invention.
  • the sixth embodiment is different from the fourth and fifth embodiments in which backward excitation is performed in that forward excitation is performed.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating the configuration of the optical communication system according to the sixth embodiment.
  • an optical communication system receives a transmitting station 301, an optical transmission path 302 for transmitting optical signals of a plurality of wavelength bands transmitted from the transmitting station 301, and an optical signal emitted from the optical transmission path 302. And a relay station 304 provided at one or more locations in the optical transmission path 302.
  • the C-b and signal generation unit 311-c in the transmitting station 301 generates a C-b and WDM optical signal, and emits the C-b and WDM optical signal to the WDM power blur 312.
  • L-band signal generation section 311-L in transmitting station 301 generates an L-b and WDM optical signal and emits the L-band WDM optical signal to WDM coupler 312.
  • Such a C-b and signal generation unit 311-c and an L-band signal generation unit 311-L include, for example, OS 81, 82, WDM power
  • the optical amplifiers 87 and 86 can be provided.
  • the WDM optical signal of each band is wavelength-multiplexed by the WDM power blur 312 to become a WDM optical signal of two wavelength bands.
  • the WDM optical signal in the two wavelength bands enters the forward pumping section 314-1 that supplies the pump laser light, and is transmitted to the optical transmission line 302-1 together with the pump laser light.
  • the WDM optical signal of the two wavelength band transmitted while being Raman-amplified on the optical transmission line 302-1 is input to the band detectors 31 and 5-1 in the relay station 304-1.
  • the band detector 315-1 detects the optical power of the optical signal amplified by the pump laser light for each band. Then, band detection section 315-1 transmits the detection result to forward excitation section 314-1. .
  • the WDM optical signal of the two wavelength bands emitted from the band detector 315-1 is incident on the WDM power blur 316-1 and is separated for each wavelength band.
  • Each separated WDM optical signal is input to the optical amplifiers 317-cl and 317-L1, respectively, and amplified.
  • Each of the amplified WDM optical signals is input to the WDM power bracket 318-1, is wavelength-multiplexed, and becomes a WDM optical signal having two wavelength bands again.
  • the WDM optical signal of the two wavelength bands is transmitted to the subsequent relay station 304-2 via the forward pumping section 314-2, and is transmitted to the optical transmission path 302-2.
  • the WDM optical signal of the two wavelength band is processed in the same manner in the relay station 304, is multi-stage relayed, and is incident on the band detector 315-q in the receiving station 303.
  • the WDM optical signal of the two wavelength band emitted from the band detector 315-q is incident on the WDM power blur 321 and is separated for each band.
  • Each of the separated WDM optical signals in each band is received and processed by a C-b and signal receiving unit 322-c and an L-band signal receiving unit 322-L.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a configuration of a forward excitation unit according to the sixth embodiment.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration of a backward excitation unit according to the sixth embodiment.
  • the configuration of the forward excitation unit 314 is the same as that of the forward excitation unit 1 shown in FIG. For 14, use WDM power bra 331 instead of WDM power bra 133, use light source 332 instead of light source 143, use memory 333 instead of memory 145, and use CPU 334 instead of CPU 146.
  • the description is omitted because the configuration is the same except for the above.
  • the light source 332 can oscillate three laser beams having different wavelengths from each other, and emits predetermined two wavelength laser beams from the signals based on the signal of the CPU 334.
  • This laser light is pump laser light that Raman-amplifies the C-b and WDM optical signal and the L-band WDM optical signal in the optical transmission line 302.
  • the wavelength that separates the wavelength band of WDM331 is designed between the wavelength band of the WDM optical signal in the two wavelength band and the wavelength of the pump laser light that the light source 332 can emit.
  • light source 332 is capable of emitting excitation laser light at wavelengths of 1440 nm, 1450 nm, and 1485 nm, the wavelength between 1485 nm and 1530 nm, the shortest wavelength of C-b and dk £ will be.
  • the memory 333 is connected to the CPU 334, and is used for an optical damage test program, a drive current value and an element temperature for emitting the level P1 excitation laser, and a drive current value and an element temperature for emitting the level P2 excitation laser. , Output Outplsl and output 0 utpls2, allowable values of drive current and element temperature for each excitation laser beam, and predetermined values for detecting that the optical transmission line is disconnected from connectors 131 and 134, etc. Is stored.
  • the level P1 and the level P2 are the case of the total optical power of the pump laser light of 1450 nm and 1485 nm.
  • the band detecting unit 315 includes connectors 351 and 353, a coupler 352, a WDM coupler 354, PDs 355 and 356, A / Ds 357 and 358, a CPU 359, and a control signal circuit 360.
  • the WDM optical signal of the two wavelength band incident on the band detecting unit 315 is emitted from the connector 353. through the connector 351 and the coupler 352.
  • the power bracket 352 distributes a part of the WDM optical signal of the two wavelength band to the WDM power bracket 354.
  • the WDM power bracket 354 converts the WDM optical signal in the two wavelength bands to each wave. Separate into C-b and L-b and for each long band.
  • the separated C-b and WDM optical signal is input to the PD 355, and the photoelectrically converted output is input to the CPU 359 via the A / D 357.
  • the separated L-b and WDM optical signal is input to the PD 356, and the photoelectrically converted output is input to the CPU 359 via the AZD 358. Therefore, the PD 355 measures the optical power of the C_b and WDM optical signal, and the PD 356 measures the optical power of the L-band WDM optical signal.
  • the control signal circuit 360 is connected to the CPU 359, and bidirectionally communicates control signals with other stations via a control line.
  • the light received by the PD 355 is a C-band WDM optical signal because the WDM power block 352 separates the WDM optical signal of the two wavelength bands for each band.
  • the light received by the PD 356 is an L-band WDM optical signal.
  • the CPU 359 can calculate Pc by dividing the output from the PD 355 by the number of channels of one C band. Then, the CPU 359 can calculate the PL by dividing the output from the PD 356 by the number of L ⁇ b a n d ch.
  • the CPU 359 transmits the Pc and PL to the CPU 334 in the forward excitation unit 314 via the control signal circuit 360, the control line and the control signal circuit 147.
  • the optical power of the WDM optical signal of each band may be directly transmitted to the CPU 334, and the CPU 334 may calculate Pc and PL.
  • the CPU 334 controls the optical power of the excitation laser light of each wavelength emitted from the light source 332 to thereby control the Raman-amplified WDM of the two-wavelength band.
  • the optical signal can be made substantially flat.
  • the pump light emitted from the forward pumping unit or the backward pumping unit may not be sufficiently attenuated in the optical transmission line. In such a case, an optical component such as an optical amplifier may malfunction with respect to the detection of a gain, an output callepel, and a disconnection.
  • the pumping light is cut off in the relay station at the subsequent stage, and the FIL that transmits the WDM optical signal is connected to the optical transmission line.
  • the FIL in the preceding relay station is connected to the optical transmission line.
  • the cutoff wavelength of such a FIL is designed between the wavelength band of the WDM optical signal having two wavelength bands and the pump laser light.
  • the optical power of the residual pump light reflected from the FIL is detected, and It may be used for detecting the presence or absence and adjusting the optical power of the excitation light.
  • the detection unit of the optical power of the residual pump light deviates the residual pump light reflected by the FIL with a WDM force bra. Are separated and each is configured to receive light at PD.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating a first configuration example of the light source.
  • an excitation laser beam that Raman-amplifies light propagating in an optical transmission line is oscillated by an LD 406, and fiber Bragg reflection grating (hereinafter abbreviated as “FBG”) ) Injected through 407 and force bra 408.
  • FBG fiber Bragg reflection grating
  • the reflection center wavelength is set to the wavelength that the LD 406 wants to oscillate, and the reflectance is set to 10% or less.
  • the oscillation wavelength of the LD 406 is fixed.
  • the drive current of the LD 406 is supplied from the LD drive circuit 405 and is controlled by the CPU 400 via a digital / analog converter (hereinafter abbreviated as “E> / A”) 404.
  • the CPU 400 controls the element temperature of LD 406 by controlling the drive current of temperature regulator 403 based on the output of temperature detector 410.
  • the temperature detector 410 is a temperature measuring element such as a thermistor or a thermocouple, and is provided in close contact with the base substrate 415, and its output is output to the CPU 400 via the A / D 409.
  • the temperature controller 403 is a heat source such as a Peltier element, and is closely attached to the base substrate 415. Be provided.
  • the driving current is supplied from the temperature controller driving circuit 402 controlled by the CPU 400 via the D / A 401.
  • the force bra 408 causes a part of the excitation laser light to enter the PD 412.
  • the PD 412 photoelectrically converts this part of the excitation laser, and the output is input to the CPU 400 via the A / D 411.
  • the CPU 400 detects the presence or absence of emission of the excitation laser beam based on the output from the PD 412, and further adjusts the output of the LD 406.
  • Such a light source of the first configuration example is suitable for emitting excitation laser light of a predetermined wavelength, and thus can be applied to the light source of the first embodiment. By preparing a plurality of such light sources, the light source can be applied to the antigens of the second and fourth to sixth embodiments.
  • the CPU 400 in FIG. 22 corresponds to 214, 258, and 334 in each embodiment. Then, a control program and set values of the CPU 400 are stored in the memory in each embodiment.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a second configuration example of the light source.
  • the light source of the second configuration example is a tunable semiconductor laser (hereinafter, abbreviated as “t-LD”) 421 as a pump laser light that Raman-amplifies light propagating in an optical transmission line. And is emitted via a power bra 422, an isolator (hereinafter abbreviated as “ISO”) 423 and a power bra 408.
  • t-LD tunable semiconductor laser
  • ISO isolator
  • the t-LD 421 is a laser device whose oscillation wavelength can be changed by changing its drive current and device temperature.
  • the drive current of the t-LD 421 is supplied from the LD drive circuit 405 and is controlled by the CPU 431 via the D / A 404.
  • the CPU 431 controls the element temperature of the LD 421 by controlling the drive current of the temperature regulator 403 based on the output of the temperature detector 410.
  • the temperature detector 410 which is a temperature measuring element, is provided in close contact with the base substrate 432, and its output is output to the CPU 400 via the A / D 409.
  • the temperature controller 403 as a heat source is provided in close contact with the base substrate 432.
  • the drive current is supplied from the temperature controller drive circuit 402 controlled by the CPU 431 via the D / A 401.
  • the force bra 422 distributes a part of the laser light emitted from the t-LD 421 to a Fabry-Perot filter (hereinafter abbreviated as “ET filter”) 425 and PD 427.
  • ET filter Fabry-Perot filter
  • the PD 427 photoelectrically converts the received laser light into a current according to the optical power, and the output is input to the CPU 431 via the A / D 429.
  • the laser light emitted from the ET filter is photoelectrically converted by the PD 426, and the output is input to the CPU 431 via the A / D 429.
  • Half of the FSR (free spectral range) of the ET filter is set longer than the interval between the shortest oscillation wavelength and the longest oscillation wavelength of t-LD421. Then, a light transmittance is assigned to each of a plurality of wavelengths to be oscillated. That is, the target value corresponding to each wavelength is placed on the shoulder of light transmittance (curve between two extreme values).
  • the CPU 431 measures the light transmittance of the ET filter based on the outputs of the PD 426 and PD 427, and adjusts the element temperature of the t-LD 421 so that the measured value becomes the light transmittance corresponding to a desired wavelength. Control. Thus, the oscillation wavelength of the t-LD 421 is controlled to a desired wavelength.
  • IS0421 is an optical component that transmits light in one direction only. It prevents reflected light from connecting parts of each optical component in the device from propagating anywhere, and in particular, the t-LD421 by reflected light. Eliminate instability.
  • the CPU 431 detects the presence or absence of the excitation laser light by detecting a part of the excitation laser light distributed by the power brush 408 by the PD 412 and the A / D 411, and further adjusts the output of the t-LD 421.
  • the light source of the second configuration example can stably emit the excitation laser light of a plurality of wavelengths, it can be applied to the light sources of the first and third embodiments. Also, by preparing a plurality of such light sources, it is possible to apply to the light sources of the second and fourth to sixth embodiments.
  • the CPU 431 in FIG. 23 corresponds to the CPUs 146, 164, 214, 258, and 334 of each embodiment. Then, a control program of the CPU 431, setting values, and the like are accumulated in the memory in each embodiment.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating a third configuration example of the light source.
  • an excitation laser beam that Raman-amplifies light propagating in an optical transmission line is emitted from an LD array unit 440, and a semiconductor laser amplifier (hereinafter, referred to as “SOA”). Abbreviated.) Fired via 443, IS 0423 and force bra 408. '
  • the LD array unit 440 includes eight LD 441s and WD M power brass 442 having different oscillation wavelengths from each other.
  • the laser light emitted from each LD 441 is wavelength-multiplexed by the W DM power brassier 442, and the LD array
  • Array unit 440 emitted as the output of the unit 440 is supplied from the LD drive circuit 445, and which LD 44.1 is to be supplied with the drive current is controlled by the CPU 448 via the DZA 404. Therefore, under the control of the CPU 448, the LD array section 440 can emit laser light of one wavelength or laser light containing a plurality of wavelengths.
  • the CPU 448 controls the temperature of the LD array unit 440 by controlling the drive current of the temperature controller 403 based on the output of the temperature detector 410.
  • the temperature detector 410 which is a temperature measuring element, is provided in close contact with the base substrate 449, and its output is output to the CPU 448 via the A / D 409.
  • the temperature controller 403 serving as a heat source is provided in close contact with the base substrate 449.
  • the drive current is supplied from the temperature controller drive circuit 402 controlled by the CPU 448 via the DZA 401.
  • the SOA 443 amplifies the laser light emitted from the LD array unit 440 to a predetermined optical power.
  • the drive current is supplied from the SOA drive circuit 446 controlled by the CPU 448 via the D / A 447.
  • the CPU 448 detects the presence or absence of the excitation laser light by detecting a part of the excitation laser light distributed by the power blur 408 by the PD 412 and the A / D 411, and further adjusts the gain of the SOA 443. .
  • the light source of the third configuration example can emit laser light of one wavelength or laser light including a plurality of wavelengths, and thus can be applied to the light sources of the first to sixth embodiments.
  • the CPU 448 in FIG. 24 corresponds to the CPUs 146, 164, 214, 258, and 334 of each embodiment.
  • the control program and setting values of the CPU 448 are stored in the memory in each embodiment. It is.
  • the first pump incorporated in the optical transmission line in the forward pumping section, the backward pumping section, and the band detecting section separation.
  • a second unit for supplying the excitation light For example, in the forward excitation section 114, the first units of the connectors 131, 134, the force bras 132, 135, 138, the WDM force bra 133 and the PDs 135, 136, 137, 139, and the A / Ds 140, 141, 142, 144, a light source 143, a memory 145, a CPU 146, and a second unit of the control signal circuit 147.
  • a unit for performing Raman amplification can be added after the installation of the optical communication system, if necessary.
  • the optical communication system, the pumping light supply method, and the distributed Raman amplifier according to the present invention can perform Raman amplification with almost flat gain wavelength characteristics. And the safety of the operator who handles the optical communication system can be ensured. Furthermore, optical damage during operation can be avoided.

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Description

明細書 光通信システム、 励起光供給方法および分布型ラマン増幅装置 技術分野
本発明は、 光伝送路でラマン増幅する光通信システムにおいて、 利得波長特性 の平坦性、 操作者の安全性および光学損傷の回避を確保するように励起光を供給 する光通信システム、 励起光供給方法および分布型ラマン増幅装置に関する。
背景技術
現在では、 将来のマルチメディアネットワークの構築を目指し、 超長距離でか っ大容量の光通信装置が要求されている。 この大容量化を実現する方式として、 波長分割多重 (wavelenき th- division multiplexing 以下、 「WD M」 と略記す る。 ) 方式が、 光ファイバの広帯域 ·大容量性を有効に利用できるなどの有利な 点から研究開発が進められている。
特に、 超長距離光通信システムでは、 WD M方式光信号が超長距離を伝送する 間に減衰してしまうことから、 WD M方式光信号を増幅する必要がある。
従来、 光通信システムは、 互いに波長の異なる複数の光信号を波長分割多重し てなる WD M方式光信号を生成する送信局と、 送信局から送出された WD M方式 光信号を伝送する光伝送路と、 伝送された WD M方式光信号を受信する受信局と を備え、 さらに WD M方式光信号を増幅する機能を備える中継局が光伝送路の途 中に必要に応じて 1個または複数個設けられる。
このような光通信システムでは、 光伝送路中における非線形光学効果によって 各光信号の波形が劣化する。 この波形劣化を回避するためには、 光伝送路に入射 される WD M方式光信号の光パワー (光強度) を低下させることが宥効である。 一方、 光パワーの低下は、 光信号対雑音比の悪化をもたらす。 非線形光学効果と しては、例えば、 自己位相変調、相互位相変調、 四光波混合、誘導ラマン散乱(以 下、 「S R S」 と略記する。 ) および誘導ブリュアン散乱 (以下、 「S B S」 と 略記する。 ) などが知られている。
そのため、 中継局に備えられる集中型光増幅装置とともに、 光伝送路を光増幅 媒体に兼用する分布型光増幅装置を併用することが提案されている。 例えば、 P.B. Hansen, A. Stentz, T.N. Nielsen, R. Espinodola,L.E.Nelson,A.A.Abramov5 1 Dense wavelength - divisionmultiplexed transmission in ' zero- dispersion"DSF by means of hybrid Raman/ erubium-doped fiber amplifier」 (OFC/IOOC ' 99),PD8,1999、および、 N. Takachio, H. Suzuki, H.Masuda,and M.Koga, 「32*10 Gb/s distributed Raman amplification transmission with 50 - GHz channel spacing in the zero-dispersion region over 640km of 1.55- /1 dispersion- shifted fiberj (0FC/I00C , 99) ,PD9,1999 では、 ラマン増幅の有効性につい て報告されている。
また、 特開平 0 3— 0 1 3 8 3 6号公報では、 光伝送路に試験光を入射させて その後方散乱を検出することにより、 光伝送路の損失を求めてラマン増幅を行う 方法が開示されている。
特開平 1 0— 0 7 3 8 5 2号公報では、 波長の異なる複数の励起光を用いて増 幅帯域を広帯域化するラマン増幅について開示されている。
そして、 特開平 1 0— 0 2 2 9 3 1号公報では、 ラマン増幅用の励起光源を中 継局内に設けることが開示されている。
ここで、 光増幅装置は、 集中型光増幅装置と分布型光増幅装置とに分類するこ とができる。 集中型光増幅装置は、 光増幅媒体と励起光源とが 1箇所に集中的に 備えられる光増幅装置である。 例えば、 半導体レーザ増幅器や光増幅媒体である 光ファイバをボビンなどに卷いた光ファイバ増幅器などが知られている。 一方、 分布型光増幅装置は、 光増幅媒体が或る一定の距離に亘つて布設され励起光源が 一方または双方に備えられる光増幅装置である。 例えば、 光ファイバ増幅装置が ある。 光ファイバ増幅装置としては、 希土類元素添加光ファイバ増幅器や光ファ ィバ中の非線形散乱を利用した光ファイバ増幅器がある。
これら集中型光増幅装置も分布型光増幅装置も、その光を増幅する物理過程は、 同一であり、 主な相違は、 光増幅媒体が 1箇所に纏められているか一定の距離に 亘つて分布しているかである。 そして、 分布型光増幅装置は、 光増幅媒体を光信 号を伝送する局間の光伝送路と兼ねることができるという特徴がある。
また、 非線形散乱としては、 S R Sや S B Sなどが知られている。 S R Sは、 格子振動の光学的フオノンとの相互作用によって発生する散乱であ り、 広い利得幅と大きな周波数シフトを有する。 S B Sは、 格子振動の音響的フ オノンとの相互作用によって発生する散乱であり、 S R Sに較べて利得幅が狭く 周波数シフ卜が小さいが、 利得係数が 2桁以上も大きい。
そして、 非線形散乱を利用した光ファイバ増幅器の特徴は、 N Z— D S Fや S M Fなどの通常の光フアイバを使用することができること、 どのような増幅波,長 に対しても励起波長を設定することができること、 および、 利得は励起光の偏波 方向に一致することなどである。 通常の光ファイバとしては、 例えば、 分散シフ ト光ファイバ、 ノンゼロ分散シフト光ファイノ (以下、 「N Z—D S F」 と略記 する。 )、 分散フラット光ファイバ、 および、 シングルモード光ファイバ(以下、 「S M F」 と略記する。 ) などがある。
ところで、 前述の文献は、 いずれもラマン増幅について開示しているが、 ラマ ン増幅するための励起光をどのように制御するかについて、 具体的に開示してい ない。 あるいは、 開示していたとしても、 その制御に複雑な回路を必要としてい る。
そこで、 本発明の目的は、 ほぼ平坦な利得波長特性でラマン増幅することがで きる光通信システム、 励起光供給方法および分布型ラマン増幅装置を提供するこ とである。
そして、 本発明の他の目的は、 光通信システムを扱う取扱者の安全確保に好適 な光通信システム、 励起光供給方法および分布型ラマン増幅装置を提供すること である。
さらに、 本発明の他の目的は、 光通信システムの光学損傷防止に好適な光通信 システム、 励起光供給方法および分布型ラマン増幅装置を提供することである。
発明の開示
上述の目的は、送信局と、送信局から送出された光信号を伝送する光伝送路と、 光伝送路から射出される光信号を受信する受信局と、 光伝送路中に 1箇所以上設 けられる中継局と、 これら送信局、 受信局および中継局の中から少なくとも 2個 の局に設けられ、 光伝送路に励起光を供給する励起光源とを備え、 各励起光の波 長が 2種類以上である光通信システムによつて達成される。 また、 上述の目的は、 送信局と、 送信局から送出された光信号を伝送する光伝 送路と、 光伝送路から射出される光信号を受信する受信局と、 光伝送路中に 1箇 所以上設けられる中継局と、 これら送信局、 受信局および中継局の中から少なく とも 1個の局に設けられ、 光伝送路に励起光を供給する励起光源と、 励起光の励 起方法に対応して局内に設けられ、 この励起光によって増幅された光信号の光パ ヮーを検出する検出手段と、 励起光が供給される局内に設けられ、 第 1光パヮ一 の励起光を光伝送路に供給した場合の検出手段の第 1検出結果と、 第 1光パワー より大きい第 2光パワーの励起光を光伝送路に供給した場合の検出手段の第 2検 出結果とを較べて、 所定の範囲より小さい場合に、 励起光の供給を止める停止手 段とを備える光通信システムによって達成される。
そして、 上述の目的は、 送信局と、 送信局から送出された複数の波長帯域の光 信号を伝送する光伝送路と、光伝送路から射出される光信号を受信する受信局と、 光伝送路中に 1箇所以上設けられる中継局と、 これ'ら送信局、 受信局および中継 局の中から少なくとも 1個の局に設けられ、 複数の波長帯域に対応する複数の励 起光を光伝送路に供給する励起光源と、 励起光の励起方法に対応して局内に設け られ、 励起光によって増幅された光信号の光パワーを複数の波長帯域ごとに検出 する帯域検出手段と、 励起光源が設けられる局内に設けられ、 帯域検出手段の検 出結果に基づいて、 複数の波長帯域ごとに検出される光信号の光パワーが所定の 一定範囲内にあるように、 複数の励起光の各光パワーを調整する帯域調整手段と を備える光通信システムによって達成される。
また、 上述の目的は、 光信号を伝送する光伝送路の少なくとも 2箇所から供給 される複数の励起光であって、 これら複数の励起光における波長が 2種類以上あ る分布型ラマン増幅装置によって達成される。
このような光通信システムおよび分布型ラマン増幅装置は、 励起光の波長や励 起光の光パワーを調整するので、 ほぼ平坦な利得波長特性を得ることができる。 さらに、 上述の目的は、 前述の光通信システムにおいて、 残留励起光、 光信号 および反射励起光の光パワーを検出し、 この検出結果に基づいて励起光の光パヮ 一を制御することによって達成される。
このような光通信システムでは、 非接続を監視し励起光の光パワーを制御する ことができるので、 取扱者の安全を確保することができる。
そして、 上述の目的は、 第 1光パワーの励起光を光伝送路に供給する第 1ステ ヅプと、 第 1光パワーの励起光でラマン増幅された光の光パワーを検出する第 2 ステツプと、 第 1光パワーより大きい第 2光パワーの励起光を光伝送路に供給す る第 3ステヅプと、 第 2光パワーの励起光でラマン増幅された光の光パワーを検 出する第 4ステップと、 第 4ステツプの検出結果が第 2ステツプの検出結果に較 ベて、 所定の範囲より小さい場合に、 励起光の供給を止める第 5ステップとを備 える励起光供給方法によって達成される。
このような励起光供給方法は、 予め第 2光パワーによって光学損傷を生じさせ ることによって、 励起光の供給先の光学損傷を監視するとともに通常運用時にお ける光学損傷を回避することができる。
図面の簡単な説明
図 1は、 第 1の実施形態の光通信システムの構成を示す図である。
図 2は、 光ファイバのラマン利得係数を示す図である。
図 3は、 互いに異なる複数波長の励起光の場合を示す図である。
図 4は、 2波長の励起光の場合を示す図である。
図 5は、 第 2の実施形態の光通信システムの構成を示す図である。
図 6は、 測定系の構成を示す図である。
図 7は、 S M Fの場合における励起光別のラマン増幅を示す図である。
図 8は、 N Z—D S Fの場合における励起光別のラマン増幅を示す図である。 図 9は、 各励起光の光パワー比別のラマン増幅を示す図である。
図 1 0は、 第 3の実施形態の光通信システムの構成を示す図である。
図 1 1は、 第 3の実施形態における前方向励起部の構成を示す図である。 図 1 2は、 第 3の実施形態における後方向励起部の構成を示す図である。 図 1 3は、 光学損傷試験における励起レーザ光の光パワーの時間変化を示す図 である。
•図 1 4は、 励起光番号と励起光波長との対応テーブルを示す図である。
図 1 5は、 第 3の実施形態における残留励起光検出部を備える中継局の構成を 示す図である。 ' 図 1 6は、 第 3の実施形態における励起光に低周波を重畳する場合の構成を示 す図である。
図 1 7は、 第 4の実施形態における後方向励起部の構成を示す図である。
図 1 8は、 第 5の実施形態における後方向励起部の構成を示す図である。
図 1 9は、 第 6の実施形態における後方向励起部の構成を示す図である。
図 2 0は、 第 6の実施形態における前方向励起部の構成を示す図である。
図 2 1は、 第 6の実施形態における帯域検出部の構成を示す図である。
図 2 2は、 光源の第 1の構成例を示す図である。
図 2 3は、 光源の第 2の構成例を示す図である。 .
図 2 4は、 光源の第 3の構成例を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。 なお、 各図にお いて、 同一の構成については、 同一の符号を付し、 その説明を省略する。
(第 1の実施形態の構成)
第 1の実施形態は、 本発明にかかる光通信システムの実施形態である。
図 1は、 第 1の実施形態の光通信システムの構成を示す図である。
図 1において、 光通信システムは、 送信局 1 1と、 送信局 1 1から送出された 光信号を伝送する光伝送路 1 2と、 光伝送路 1 2から射出される光信号を受信す る受信局 1 3と、 光伝送路 1 2中に 1箇所以上設けられる中継局 1 4とを備えて 構成される。 光伝送路 1 2に励起光を供給する励起光源 2 1は、 これら送信局 1 I s 受信局 1 3および中継局 1 4の中から少なくとも 2個の局に設けられる。 す なわち、 第 1の実施形態では、 励起光源 2 1 -1が送信局 1 1に備えられ、 励起光 源 2 1 -2が中継局 1 4 -1に備えられ、励起光源 2 1 -3が中継局 1 4 - 2に備えられ、 励起光源 2 1 -4、 2 1 -5が中継局 1 4 - 3に備えられ、 励起光源 2 1 - n、 2 1 -n+1 が中継局 1 4 - mに備えられ、 励起光源 2 l -n+2が受信局 1 3に備えられる。 そし て、 中継局 1 4 -m+lは、 励起光源を備えない。
送信局 1 1内の送信器 2 2で生成された光信号は、 励起光源 2 1 -1から供給さ れる励起光が合波されて、 光伝送路 1 2 -1に送出される。 光信号は、 光伝送路 1 2 -1を伝送する間に励起光によってラマン増幅される。 このように、 増幅される光と励起光との進行方向が同じ場合を前方向励起と言 う。 また、 増幅される光と励起光との進行方向が逆の場合を後方向励起と言い、 前方向励起と後方向励起とを同時に行う場合を双方向励起と言う。
光伝送路 12-1を伝送した光信号は、 中継局 14-1内の光信号処理部 24-1に 入射される。
光信号処理部 24-1および後述される光信号処理部 24-2、 24-3、 24- kは、 中継局 14が光信号を再生中継する機能を持つ局である場合には、 光増幅器およ び分散補償器などを備えて構成され、 中継局 14が光信号から波長多重されてい る光信号を分岐 ·挿入 ·透過する機能を持つ局である場合には、 光分岐 ·挿入装 置 (optical add/drop multiplexer) などを備えて構成される。
光信号処理部 24-1から射出された光信号は、 励起光源 2 1 - 2から供給される 励起光が合波されて、 光伝送路 12- 2に送出される。 光伝送路 12- 2を伝送した 光信号は、 中継局 14- 2内の光信号処理部 24-2に入射される。 一方、 中継局 1 4- 2内の励起光源 2 1-3から射出される励起光は、光伝送路 12- 2に供給される。 したがって、 光信号は、 光伝送路 12-2を伝送する間に双方向励起によってラマ ン増幅される。
光信号処理部 24-2から射出された光信号は、 光伝送路 12- 3に送出される。 光伝送路 12-3を伝送した光信号は、 中継局 14- 3内の光信号処理部 24- 3に入 射される。 一方、 中継局 14 -3内の励起光源 2 1-4から射出される励起光は、 光 伝送路 12-3に供給される。 したがって、 光信号は、 光伝送路 12-3を伝送する 間に後方向励起によってラマン増幅される。
光信号処理部 24-3から射出された光信号は、 励起光源 2 1 - 5から供給される 励起光が合波されて、 光伝送路 12- 4に送出される。
上述と同様に、 光伝送路 12を伝送する光信号は、 中継局 14によって多段中 継され、 中継局 14- mに入射される。 また、 中継局 14-m内の励起光源 2 1- nか ら射出される励起光は、 光伝送路 1 2 -mに供給される。 中継局 14- mに入射され た光信号は、 励起光源 2 1-n+lから供給される励起光が合波されて、.光伝送路 1 2-m+lに 出される。 よって、 光信号は、 光伝送路 1 2- m+1を伝送する間に前方. 向励起によってラマン増幅される。 このように中継局 14は、 光信号処理部 24 を備えることなく、 励起光を供給する機能のみである場合もある。
光伝送路 1 2- m+1を伝送した光信号は、 中継局 14- m+1内の光信号処理部 24 - kに入射される。光信号処理部 24 - kから射出された光信号は、光伝送路 1 2-m+2 に送出され、 受信局 1 3内の受信器 2 3に受信される。 一方、 受信局 1 3内の励 起光源 2 1- n+2から射出される励起光は、 光伝送路 1 2-m+2に供給される。 よつ て、 光信号は、 光伝送路 1 2-m+2を伝送する間に後方向励起によってラマン増幅 される。
そして、 各励起光の波長は、 2種類以上である。 例えば、 各励起光の波長は、 互いに異なる場合である。 また、 例えば、 励起光源 2 1-1、 2 1-4、 2 l-n+2か ら供給される励起光の波長、 励起光源 2 1-2、 2 1-5、 2 1-n+lから供給される 励起光の波長、 および、 励起光源 2 1-3、 2 1-nから供給される励起光の波長の 3種類の場合である。 各励起光の波長は、 2種類以上であればよく、 このように 様々な場合がある。
(第 1の実施形態の作用効果)
図 2は、 光ファイバのラマン利得係数を示す図である。
図 3は、 互いに異なる複数波長の励起光の場合を示す図である。
図 4は、 2波長の励起光の場合を示す図である。
図 2 は 、 R.G. Stolen: " Non linearity in fiber transmission, ,, Proc.IEEE,Vol.68,P1232-1236,1980から抜粋した図である。 図 2ないし図 4の縦 軸は、 cm/W単位で表示したラマン利得係数であり、 横軸は、 cirf1単位で表 示した周波数シフトである。 図 2の曲線は、 励起光の波長が 1 mだけの場合の ラマン利得係数である。 なお、 励起光を 1. δ ^πιにすると、 ラマン利得係数は、 l/λ (人は波長) になる。
図 2に示すように、 ラマン利得係数は、 励起光の周波数から略 200 (cm— シフトした周波数のところで生じ始め、 略 430 ( cm—1) シフトした周波数の ところで最大値となり、 その後極小値をとり、 再び略 480 (cm—1) シフトし た周波数で極大値となって、 その後、 急激に小さくなり、 極大値および極小値を 繰り返して無くなる。 もちろん、 ラマン利得も、 ラマン利得係数と同様な変化を することになる。 ラマン増幅する場合に、 通常、 ラマン利得係数の大きい値の範囲が増幅帯域に' なるように設定される。 例えば、 図 2に示すように、 C— b a n dを増幅する場 合では、 ラマン利得係数の大きい値の範囲、 4 2 0 ( c m"1) から 4 8 0 ( c m" 1) が増幅帯域になるように設定される。
この場合では、 ラマン利得が上述のように波長依存性を有することになること から、 増幅される光が WD M方式光信号である場合では、 増幅前の WD M方式光 信号における各光信号の光パワーが同一であっても、 増幅後の各光信号の光パヮ 一は、 相違を生じる。 すなわち、 増幅前の WD M方式光信号のスペクトルがほぼ 平坦であっても、 増幅後の WD M方式光信号のスペクトルは、 傾斜を生じる。 そこで、 励起光が 1個の波長ではなく、 励起光は、 異なる複数波長にする。 こ のようにすると、 図 3に示すように、 光通信システム全体の利得波長特性は、 各 励起光によって生じるラマン利得の合成されたものであるから、極大値(最大値) と極小値とが打ち消すこととなって、 ほぼ平坦な利得波長特性になる。
すなわち、 WD M方式光信号における或る 1個の光信号に注目すると、 送信局 1 1から受信局 1 3まで伝送される間に、 或る局から供給される励起光では極小 値のラマン利得係数で増幅されたとしても、 別の局から供給される励起光では極 大値 (最大値) のラマン利得係数で増幅されることとなる。 このため、 ラマン増 幅された WD M方式光信号における各光信号は、 光伝送路 1 2の少なくとも 2箇 所から 2種類以上の波長で励起光を供給することによって、 送信局 1 1から受信 局 1 3まで伝送される間にほぼ同一の光パワーとなる。
したがって、 第 1の実施形態では、 利得傾斜のなく光伝送路中でラマン増幅す ることができるから、 超長距離伝送をすることができる。
これら異なる複数波長の励起光は、 第 1の実施形態では、 各局に備えられる励 起光源から供給され、 各励起光源の波長は、 光通信システムの設置の際に、 設定 する。
なお、 波長の設定を一括制御する中央制御回路を設け、 各励起光源は、 通信回 線によって中央制御回路から波長を指示されるようにしてもよい。 また、 各励起 光源は、 設定すべき波長のテーブルを各励起光源に備えて、 他の励起光源の波長 を通信回線を通じて参照し、 他の励起光源で使用されていない波長をテーブルか ら選択して自己の波長に設定するようにしてもよい。 さらに、 各励起光源の波長 を巡回するように設定してもよい。 つまり、 例えば、 第 1励起光源、 第 2励起光 源、第 3励起光源、第 4励起光源、第 5励起光源、第 6励起光源、第 7励起光源、 · - - に対し、 それそれ、 第 1波長、 第 2波長、 第 3波長、 第 1波長、 第 2波長、 第 3 波長、 第 1波長、 · · 'のように設定する。 ' なお、 図 2は、 シリカガラスの光ファイバにおけるラマン利得係数を示す図で あるが、 ガラス光ファイバにおけるラマン利得係数は、 ラマン利得が光ファイバ 中の光学フオノンとの相互作用によって生じる現象であって光ファイバを構成す るガラスが非結晶性の固体であることから、他の光ファイバのラマン利得係数も、 同様に、 ラマン利得係数が大きな値である範囲で極大値と極小値の.リップルを持 つ。 '
(第 1の実施形態におけるより好ましい形態)
第 1の実施形態における光通信システムでは、 光伝送路 1 2のラマン利得波長 特性において、 前記各励起光のうちの 1個の励起光によって生じるラマン利得が 現れ始める波長から長波長側で最初に最大値となる波長を、 増幅すべき増幅波長 帯域の中心波長に一致させた場合に、 各励起光の波長のうちの最短波長と最長波 長との間隔は、 増幅波長帯域の間隔と一致するようにすることが好ましい。
図 2から分かるように、 ラマン利得は、 励起光の波長から一定間隔をあけて生 じるから、 このようにすると、 所望の増幅帯域の波長利得特性をほぼ平坦にする ことができる。 '
そして、 第 1の実施形態における光通信システムでは、 波長は、 第 1波長およ び第 2波長の 2種類であり、 第 1波長と第 2波長との間隔は、 光伝送路のラマン 利得波長特性において、 ラマン利得が現れ始める波長から長波長側で最初に最大 値となる波長と、 この最大値となる波長から長波長側で最初に極小値となる波長 と、 の間隔であるようにすることが好ましい。
さらに、 第 1の実施形態における光通信システムでは、 波長は、 第 1波長およ び第 2波長の 2種類であり、 第 2波長は、 第 2波長の励起光によって生じる第 2 ラマン利得が現れ始める波長から長波長側で最初に最大値となる波長が、 第 1波 長の励起光によって生じる第 1ラマン利得が現れ始める波長から長波長側で最初 に最大値となつた後の極小値となる波長とほぼ一致するように設定されることが 好ましい。
このようにすると、図 4に示すように、第 1波長によるラマン利得の極小値(特 性曲線 Aの極小値) が、 第 2波長によるラマン利得の最大値 (特性曲線 Bの最大 値) によって打ち消されるので、 増幅帯域における利得の波長依存性を減少する ことができる。
また、 第 1の実施形態における光通信システムでは、 励起光が供給される局と この励起光の進行方向で対向する局内に、 この励起光を遮光する遮光部を光伝送 路 1 2にさらに設けることが好ましい。
励起光の光パワーが大きい場合では、 光伝送路 1 2中でラマン増幅にすべて消 費されないため、 励起光は、 残留励起光として対向する局まで到達する。 対向す る局が、 出力側の光の光パワーを検出することによって、 利得の制御や出力側に 光伝送路などが接続されているか否かの監視などを行っている場合では、 こうし た制御や監視が残留励起光によって誤動作する場合がある。 このため、 このよう に遮光部を備えることによって誤動作を防止することができる。
対向する局は、前方向励起の場合では後段の局であり、後方向励起の場合では、 前段の局である。
さらに、 第 1の実施形態における光通信システムでは、 励起光が供給される局 とこの励起光の進行方向で対向する局内に設けられ、 この励起光の残留励起光の 光パワーを検出する残留光検出部と、 この励起光が供給される局内に設けられ、 残留光検出部の検出結果が所定の一定範囲内にあるように励起光の光パワーを調 整する調整部と、 検出結果を残留光検出部から前記調整部まで送信する検出結果 送信部とをさらに備えることが好ましい。
ラマン増幅は、 光伝送路 1 2の実効断面積、 光伝送路 1 2に使用される光ファ ィバ自体の損失、および、各局間の光伝送路 1 2のスプライス損失(splice loss ) などに依存する。 そして、 ラマン増幅する光伝送路 1 2は、 通常、 既設の光ファ ィバが使用される。 このため、 光ファイバがどのように接続されているか不明で あるので、 スプライス損失も不明である。
このようにすると、 残留励起光の光パワーを計測することによって、 励起光の 波長における光伝送路 1 2のスプライス損失を実測することができるため、 より 高精度にラマン利得を制御することができる。
また、 第 1の実施形態における光通信システムは、 励起光が ¾給される局とこ の励起光の進行方向で対向する局内に設けられ、 この励起光の残留励起光の光パ ヮ一を検出する残留光検出部と、 この励起光が供給される局内に設けられ、 残留 光検出部の検出結果が所定値以下である場合にこの励起光の供給を止める停止部 と、 検出結果を残留光検出部から停止部まで送信する検出結果送信部とをさらに 備えることが好ましい。
励起光を供給しているにもかかわらず、 残留励起光が検出されない場合では、 光伝送路 1 2が対向する局に接続されていないか、 光伝送路 1 2中で断線などの 異常が生じている場合である。 このため、 このようにすると、光通信システムは、 非接続や異常を検出して励起光の供給を止めることができるので、 取扱者の安全 を確保することができる。
さらに、 第 1の実施形態における光通信システムでは、 励起光が供給される局 内に設けられ、 光信号の光パワーを検出する光信号検出部と、 光信号検出部の検 出結果が所定の一定範囲外である場合にこの励起光の供給を止める停止部とをさ らに備えることが好ましい。
光信号の光パワーが一定範囲外である場合、 すなわち、 一定値より小さい場合 および一定値より大きい場合である。 前者の場合では、 入力側に光伝送路 1 2が 接続されていない場合であるから、 励起光の供給を禁止することによって取扱者 の安全を確保することができる。 そして、 後者の場合では、 励起光が強すぎる場 合であるから、 励起光の供給を止めることによって、 後に接続される光増幅器な どの光部品を破損から保護することができる。
また、 第 1の実施形態の光通信システムでは、 励起光が供給される局内に設け られ、 この励起光の反射励起光の光パワーを検出する反射光検出部と、 反射光検 出部の検出結果 所定値以上である場合にこの励起光の供給を止める停止部とを さらに備えることが好ましい。 さらに、 このような構成の場合に、 励起光に低周 波を重畳する重畳部をさらに備え、 この停止部は、 さらにこの低周波を検出して 自局が供給した励起光であることを確認することが好ましい。 励起光を供給すべき光伝送路 1 2が接続されていない場合、 および、 光伝送路 1 2中で断線などの異常を生じている場合では、 '励起光が反射される。 この反射 される励起光を監視することによって、 供給先の非接続および異常を検出するこ とができるから、 取扱者の安全を確保することができる。 そして、 このような場 合で各励起光の波長が近接している場合には、 自局が光伝送路 1 2に供給した励 起光の反射励起光であるか、 自局と対向する局が供給した励起光の残留励起光で あるか、 を区別することが困難である場合がある。 そこで、 励起光に低周波を重 畳し、 反射検出部が検出した光にこの低周波が含まれるか否かを確認することに よって、 光通信システムは、 自局が供給した励起光であることを確認することで きる。 このため、 確実に反射励起光を検出することができるから、 検出部は、 残 留励起光を検出することによる誤動作を防止することができる。
さらに、 第 1の実 15形態における光通信システムでは、 励起光の励起方法に対 応して局内に設けられ、 この励起光によって増幅された光信号の光パワーを検出 する検出部と、 励起光が供給される局内に設けられ、 第 1光パワーの励起光を光 伝送路 1 2に供給した場合の検出部の第 1検出結果と、 第 1光パワーより大きい 第 2光パワーの励起光を光伝送路 1 2に供給した場合の検出部の第 2検出結果と を較べて、 所定の範囲より小さい場合に、 励起光の供給を止める停止部とをさら に備えることが好ましい。 なお、 停止部は、 励起光の供給先が異常である旨を警 告するようにしてもよい。
光伝送路 1 2に励起光を供給すると、 局と光伝送路 1 2を接続するコネクタや 光伝送路 1 2中で光伝送路である光ファイバの端面などに付着した油やほこりが 励起光によって焼き付いて、 光伝送路 1 2に光学損傷を生じさせる場合がある。 すなわち、 励起光の供給先が光学損傷によって異常となる。
そこで、 光通信システム運用中の励起光の光パワーより大きい第 2光パワーの 励起光を供給することによって、 光学損傷が生じる可能性があるものは、 運用前 に光学損傷を生じさせる。 そして、 光通信システムは、 第 1検出結果と第 2検出 結果とを対比することによってこの光学損傷を検出することができるので、 運用 中の光学損傷を回避することができる。
ここで、 検出部は、 前方向励起の場合では励起光の進行方向で対向する局に設 けられ、 後方向励起の場合では励起光を供給する局に設けられる。
次に、 別の実施形態について説明する。
(第 2の実施形態の構成)
第 2の実施形態は、 本発明にかかる光通信システムの実施形態である。
図 5は、 第 2の実施形態の光通信システムの構成を示す図である。
図 5において、 光通信システムは、 送信局 5 1と、 送信局 5 1から送出された 複数の波長帯域の光信号を伝送する光伝送路 5 2と、 光伝送路 5 2から射出され る光信号を受信する受信局 5 3と、 光伝送路 5 2中に 1箇所以上設けられる中継 局 5 4とを備えて構成される。
そして、 後方向励起部 6 3は、 これら送信局 5 1、 受信局 5 3および中継局 5 4の中から少なくとも 1個の局に設けられる。 すなわち、 第 2の実施形態では、 後方向励起部 6 3が中継局 5 4 -1、 5 4 -2および受信局 5 3に備えられ、 中継局 5 4 - 3は、 後方向励起部 6 3を備えない。
後方向励起部 6 3は、 励起光源 7 1と、 帯域検出部 7 2と、 励起光源 7 1を備 える局内に設けられる帯域調整部 7 3とを備えて構成される。
なお、 前方向励起の場合には、 帯域検出部 7 2は、 励起光源 7 1と帯域調整部 7 3とを備える局に励起光の進行方向で対向する局内、 すなわち、 後段に接続さ れる局内に設けられる。 このように、 帯域検出部 7 2は、 励起光の励起方法に対 応して局内に設けられる。
送信局 5 1内で生成された複数の波長帯域の光信号は、 光伝送路 5 2 -1に送出 される。 送信局 5 1は、 或る波長帯域の光信号を生成する複数個の信号生成部 6 1と生成された各波長帯域の光信号を波長多重する WD M力ブラ 6 2を備えて構 成される。 また、 信号生成部 6 1は、 例えば、 1波長の光信号を生成する複数の 送信器と生成された複数の光信号を波長多重する WD M力ブラとを備えて構成さ れ 。
光伝送路 5 2 -1を伝送した光信号は、 中継局 5 4 -1の後方向励起部 6 3 -1内の 帯域検出部 7 2に入射される。 後方向励起部 6 3 -1内の励起光源 7 1は、 複数の 波長帯域に対応する複数の励起光を光伝送路 5 2 -1に供給する。 したがって、 複 数の波長帯域に亘る光信号は、 光伝送路 5 2 -1を伝送する間に複数の励起光によ つてラマン増幅される。
帯域検出部 72は、 励起光によって増幅された光信号の光パワーを複数の波長 帯域ごとに検出する。 そして、 帯域検出部 72は、 検出結果を帯域調整部 73に 出力する。
帯域調整部 73は、 帯域検出部 72の検出結果に基づいて、 複数の波長帯域ご とに検出される光信号の光パワーが所定の一定範囲内にあるように、 複数の励起 光の各光パワーを調整する。
帯域検出部 72から射出された複数の波長帯域の光信号は、 WDM力ブラ 64 -1に入射され、 各波長帯域ごとに分離される。 分離された光信号は、 それそれ光 増幅器 65に入射され、 増幅される。 増幅された各光信号は、 WDM力ブラ 66 -1に入射され、 波長多重されて、 再び複数の波長帯域の光信号となる。 この光信 号は、 中継局 54-1から光伝送路 52- 2に送出される。
光伝送路 52- 2を伝送した光信号は、 中継局 54-2内の後方向励起部 63-2に 入射され、 上述と同様に、 調整された励起光が光伝送路 52-1に供給される。 し たがって、 光信号は、 光伝送路 52- 2を伝送する間に複数の励起光によってラマ ン増幅される。
後方向励起部 63- 2から射出された複数の波長帯域の光信号は、 WDM力ブラ 64- 2に入射され、 各波長帯域ごとに分離される。 分離された光信号は、 それそ れ光分岐 ·挿入装置 (以下、 「OADM」 と略記する。 ) 67に入射され、 光信 号が分岐、 揷入および透過される。 各 OADM67から射出された各光信号は、 WDM力ブラ 6 6- 2に入射され、 波長多重されて、 再び複数の波長帯域の光信号 となる。 この光信号は、 中継局 54- 2から光伝送路 52- 3に送出される。
光伝送路 52 -3を伝送した光信号は、 中継局 54-3内のWDMカプラ 64- 3に 入射され、 各波長帯域ごとに分離される。 分離された光信号は、 それそれ光増幅 器 65に入射され、 増幅される。 増幅された各光信号は、 WDM力ブラ 66- 3に 入射され、 波長多重されて、再び複数の波長帯域の光信号となる。この光信号は、 中継局 54- 3から光伝送路 52に送出される。
同様に、 複数の波長帯域の光信号は、 多段中継され、 光伝送路 52- hから受信 局 53内の後方向励起部 63- j 'に入射され、 上述と同様に、 調整された励起光が 光伝送路 52- hに供給される。 したがって、 光信号は、 光伝送路 52- hを伝送す る間に複数の励起光によってラマン増幅される。
後方向励起部 63- jから射出された複数の波長帯域の光信号は、 WDM力ブラ 64- 8に入射され、 各波長帯域ごとに分離される。分離された光信号は、 それそ れ信号受信部 68によって各光信号が受信 '処理される。
信号受信部 68は、 例えば、 波長帯域ごとに分離された光信号をさらに波長ご との各光信号に分離する WDM力ブラと、 この各光信号を受信 ·処理する受信器 とを備えて構成される。
(第 2の実施形態の作用効果)
このような光通信システムにおいて、 複数の波長帯域ごとに検出される光信号 の光パワーが所定の一定範囲内にあるようにするためには、 どのように複数の励 起光の各光パワーを調整するべきか、 実験を行った。
図 6は、 実験系の構成を示す図である。
図 7は、 SMFの場合における励起光別のラマン増幅を示す図である。
図 8は、 N Z—D S Fの場合における励起光別のラマン増幅を示す図である。 図 9は、 各励起光の光パワー比別のラマン増幅を示す図である。
図 7および図 8の縦軸は、 dBm単位で表示した光ファイバから射出される光 の光パワーであり、 横軸は、 nm単位で表示した波長である。 図 9の縦軸は、 d Bm単位で表示した光パワーであり、 横軸は、 nm単位で表示した波長である。 実験系について、 説明する。
図 6において、 32個の送信器 (以下、 「OS」 と略記する。 ) 81で生成さ れた光信号は、 WDM力ブラ 83に入射され、 波長多重される。 OS 81で生成 された 32個の光信号は、 その各波長が I TU— Tの勧告に従い 0. 8nm間隔 で C— b andに設定される。 同様に、 32個の 0 S 82および WD M力ブラ 8 4は、 0. 8 nm間隔で L一 b andに設定される 32波の WDM方式光信号を 生成する。 これら C— b andの 32波 WDM方式光信号おょぴ L一 b a n dの 32波 WDM方式光信号は、 それそれ光増幅器 86、 87で増幅される。 増幅さ れた各 WDM方式光信号は、 WDM力ブラ 88に入射され波長多重されて、 2波 長帯域の WDM方式光信号となる。 この 2波長帯域の WDM方式光信号は、 10 0 kmの光ファイバ 89に入射される。 本実験では、 光ファイバ 89は、 SMF の場合および NZ—D S Fの場合について実験した。
なお、 C— b andは、 波長 1530 ηπ!〜 1570 nmであり、 L一 b an dは、 波長 1570 ηπ!〜 1610 nmである。
一方、 2個の半導体レーザ (以下、 「LD」 と略記する。 ) 94から射出され た各レーザ光は、 力ブラ 93で合波され、 WDM力ブラ 92に入射される。 各 L D 94は、 波長 1430 nmのレーザ光を発振する。 同様に、 LD 96から射出 された波長 1480 nmの各レ一ザ光は、 力ブラ 95で合波され、 WDM力ブラ 92に入射される。 LD 94、 9 6は、 フアブリ一 'ぺロ型半導体レーザであり、 波長を安定化していない。 したがって、 モードホッピング (mode hopping) など が生じている。
WDMカプラ 92は、 これら 1430 nmのレーザ光と 1480 nmのレーザ 光とを波長多重する。 多重されたレーザ光は、 2波長を含む励起光として、 WD M力ブラ 90に入射される。
光ファイバ 89に入射された 2波長帯域の WDM方式光信号は、 入射された端 とは反対側の端から WDM力ブラ 90を介して 2波長の励起光が供給され、 ラマ ン増幅される。 C一 b a ndに設定された各光信号は、 主に 1430 nmのレ一 ザ光によってラマン増幅され、 L— b andに設定された各光信号は、 主に 14 80 nmのレーザ光によってラマン増幅される。
ラマン増幅された 2波長帯域の WDM方式光信号は、 光スペクトルアナライザ (以下、 「0SA」 と略記する。 ) 91に入射され、 この光信号のスペクトルが 計測される。
この実験系は、 送信局 51と中継局 54-1、 および、 中継局 54-1と中継局 5 4-2などの 1中継区崮を模擬している。 そして、 複数の波長帯域として、 C— b andおよび L一 b andが設定された。 複数の励起光を供給する励起光源は L D 94および LD 96が対応し、 帯域検出部は 0 S A 91が対応し、 帯域調整部 は LD 9 s 96を駆動する駆動回路 (不図示) が対応する。
まず、 実験は、 光ファイバ 8 9を SMFとし、 光信号が光ファイバ 8 9に入射 される際の光パワーを 1チャネル当たり + 5 dBmZc h. とし、 光信号のチヤ ネル数および励起光の供給条件を種々変えて行われた。以下、チャネルを「ch.」 と略記する。 各条件は、 チャネル数が 64個で励起光を供給した場合 (参) 、 チ ャネル数が 64個で励起光を供給しない場合 (X) 、 チャネル数が C— b and の 32個で励起光を供給した場合 (▲) 、 チャネル数が L— b andの 32個で 励起光を供給した場合(園)、 チャネル数が 1個で励起光を供給した場合(◊)、 および、 チャネル数が 1個で励起光を供給しない場合 (口) である。 励起光は、 LD 94- 1、 94-2、 L D 96 - 1、 96 -2に各 800 mAの駆動電流を供給して 発振させた。
この結果を図 7に示す。
次に、 実験は、 光ファイバ 89を NZ— DSFとし、 光信号が光ファイバ 89 に入射される際の光パワーを 1チャネル当たり + 0 dBm/c h. とし、 光信号 のチャネル数および励起光の供給条件を変えて行われた。 各条件は、 チャネル数 が 64個で励起光を供給した場合 (會)、 チャネル数が 64個で励起光を供給し ない場合(x)、チャネル数が C— b andの 32個で励起光を供給した場合(▲)、 チャネル数が C— b andの 32個で励起光を供給しない場合 ※) 、 チャネル 数が L— b andの 32個で励起光を供給した場合 (画)、 および、 チャネル数 が L一 bandの 32個で励起光を供給しない場合 (網掛けの〇) である。 励起 光は、 LD94-1、 94-2、 L D 96 - 1、 96 -2に各 800 mAの駆動電流を供 給して発振させた。
この結果を図 8に示す。
これら図 7および図 8から分かるように、 2波長帯域の W D M方式光信号は、 光ファイバ中で励起光によって増幅されるが、 L— bandの 32波 WDM方式 光信号の方が、 C一 bandの 32波 WD M方式光信号に較べ、大きく増幅され、 両者間に光パワーの偏差が見られる。 すなわち、 波長帯域間で利得偏差が生じて いる。
これは、 ラマン利得係数の波長依存性と短波長側の光信号が長波長側の光信号 に対する励起光となっているからであると考えられる。
次に、 波長帯域間の利得偏差を解消すべき実験を行った。
実験は、 LD 94の発振波長を 1440 nmに変更し、 この LD 94に供給さ れる駆動電流を各 800mAに固定し、 一方、 LD 96に供給される駆動電流を 変化させた。 この駆動電流は、 0 mA ( X)、 100mA (令)、 200 mA (園)、 300mA (▲)、 400mA ) 、 500 mA ( ) 、 600mA ( + ) の ように変化させた。 光ファイバ 89は、 NZ— DSFであり、 光信号の 1チヤネ ル当たりの入射光パワーは、 +0dBm/ch. である。
この結果を図 9に示す。 '
図 9から分かるように、 上述の実験系および実験条件の下では、 LD 96の駆 動電流を各 300mAにした場合に、 波長帯域間の偏差が最も小さくなる。
なお、 この場合における短波長側の励起光の光パワー (力ブラ 93から射出さ れるレーザ光の光パワー) は、 +21. 5dBm、 長波長側の励起光の光パワー (力ブラ 95から射出されるレーザ光の光パワー) は、 +19. 4dBmであつ た。
そして、 光ファイバ 89を SMFに代え、 光信号の 1チャネル当たりの入射光 パワーを +5 dBm/ch. にして、 同様な実験を行った。 その結果、 短波長側 の励起光の光パワーが + 21. 5 d Bm、長波長側の励起光の光パワーが + 20. 4dBmである場合に、 波長帯域間の偏差が最も小さくなつた。
ここで、 L D 94の発振波長を変更したのは、 1430 nmよりも 1440 n m方が、 ここでは、 実験結果を示さないが、 より波長帯域間の利得偏差が小さく なるからである。 これは、 図 2から分かるように、 ラマン利得係数が最大値の前 後で特性曲線が非対称であるためと考えられる。
この実験結果から、 帯域検出部 72の波長帯域ごとに検出される検出結果に基 づいて、 複数の波長帯域ごとに検出される光信号の光パワーが所定の一定範囲内 にあるように、 帯域調整部 73で複数の励起光の各光パワーを調整することによ つて、 波長帯域間の偏差を光通信システムが要求する所定の範囲内にすることが できる。
光通信システムが要求される精度によっては、 図 9に示す各 LD 96に 200 mA供給する場合や、 400mA供給する場合でも、 実用上問題のない場合もあ る。
なお、 実験は、 特定の条件について行ったが、 光通信システムに合わせて条件 を変えて実験を行うことは、 もちろん、 可能である。
また、 第 2の実施形態では、 複数の励起光の各光パワーは、 帯域検出部 72の 検出結果に基づいてフィードバック制御したが、 局間の光伝送路 52の種類、 伝 送距離および光信号の入射光パヮーに応じて予め上述と同様に実験し、 実験結果 によって各励起光の光パワーを決定し、 光通信システムの初期設定の際に設定す るようにしてもよい。
さらに、 光伝送路 52の種類、 伝送距離および光信号の入射光パワーを種々変 更して予め上述と同様な実験を行い、 様々なパターンのデ一夕をテ一ブルとして 用意する。 そして、 後方向励起部 63にこのテーブルを格納した記憶部を設け、 光伝送路 52の伝送距離、 光ファイバの種類およびレベルダイヤなどの情報を後 方向励起部 63に与えることによって、 このテーブルから各励起光の光パワーを 選択させるようにしてもよい。
また、 ラマン増幅は、 理論計算することが可能であるから、 実験によらず、 理 論計算することもできる。
(第 2の実施形態のより好ましい形態)
第 2の実施形態における光通信システムでは、 複数の波長帯域は、 C— ban, dと L— bandであり、 複数の励起光は、 波長が 1440 nmである励起光お よび波長が 1485 nmである励起光であることが好ましい。
複数の波長帯域が C— b andおよび L— b andである場合には、 各バンド の波長を考慮すると、 各励起光の波長は、 各波長帯域を効率よくラマン増幅する 観点から、 1440 nmおよび 1485 nmが好適である。
また、 第 2の実施形態における光通信システムでは、 励起光源は、 波長が 14 40 nm、 1450 nmおよび 1485 nmのレーザ光を発振するレーザ光源で あり、 励起光源が設けられる局内に設けられ、 C一 b andの光信号のみを伝送 する場合には波長が 1450 nmのレーザ光を射出させ、 L一 bandの光信号 のみを伝送する場合には波長が 1485 nmのレーザ光を射出させ、 C— b an dおよび L— b a n dの光信号を伝送する場合には波長が 1440 n mおよび 1 485 nmのレーザ光を射出させるように励起光源を制御する制御部をさらに備 えることが好ましい。 光通信システムの運用を考慮すると、 C— b andの光信号のみを伝送したい 場合や L— b andの光信号のみを伝送したい場合や C— b andおよび L— b andの光信号を伝送したい場合がある。 このような場合に、 ラマン利得係数の 波長依存性が非対称であることから、 短波長側の励起波長を変更した方が、 効率 よくラマン増幅することができる。
したがって、 上述の構成では、 光通信システムの運用状態に対応して励起光の 波長を変更することができるから、 効率よく光信号を増幅することができる。 次に、 別の実施形態について説明する。
(第 3の実施形態の構成)
第 3の実施形態は、 本発明にかかる光通信システムの実施形態である。
図 10は、 第 3の実施形態の光通信システムの構成を示す図である。
図 10において、 光通信システムは、 WDM方式光信号を生成する送信局 10 1と、 この生成された WDM方式光信号を伝送する光伝送路 102と、 伝送され た WDM方式光信号を受信 ·処理する受信局 103とを備え、 さらに中継局 10 4が光伝送路 102の途中に必要に応じて 1個または複数個設けられる。
中継局 104は、 後述するように、 光伝送路 102にラマン増幅を生じさせる 励起光を供給する機能、 自局内で光信号を増幅する機能、 および、 WDM方式光 信号から光信号を分岐 '挿入 ·透過する ADM (add/drop multiplexer)機能な どを必要に応じて備える。
送信局 101は、 複数個の 0 S 111、 WD M力ブラ 112、 光増幅器 113 -1および前方向励起部 114-1を備えて構成される。
OS 111は、 WDM方式光信号の各 ch. に対応する光信号を生成する。 例 えば、 LDおよび光変調器を備えて構成される。 LDは、 各 ch. に対応する波 長のレーザ光を発光し、 レーザ光は、 光変調器によって伝送すべき情報に応じて 外部変調される。 各 ch. は、 例えば、 I TU— Tの勧告に従い 0. 8nm間隔 や 0. 4 nm間隔で所定の波長帯域(バンド) に設定される。 OS 111の数は、 WDM方式光信号の ch. 数に相当する数だけ用意され、 例えば、 32波の 0 M方式光信号の場合では、 32個用意される。
各 0 S 111から射出された各光信号は、 WDM力ブラ 112に入射され、 波 長多重されて WDM方式光信号となる。 WDM力ブラ 112としては、 例えば、 干渉フィル夕の 1つである誘電体多層膜フィル夕やアレイ導波路格子形光合分波 器 (arrayed waveguide grating ) などを禾 ij用することができる。
WDM力ブラ 112から射出された WDM方式光信号は、 光を増幅する光増幅 器 113-1に入射される。 光増幅器 113-1は、 集中型の光増幅器であり、 例え ば、 半導体レーザ増幅器や光ファイバ増幅器などが利用される。
光ファイバ増幅器は、 例えば、 希土類元素添加光ファイバ増幅器である。 添加 される希土類元素は、 増幅すべき波長帯域に応じて選択され、 1550 nm波長 帯域の場合には、 エルビウム元素が選択される。 エルビウム元素は、 ラン夕ノィ ドの希土類元素の 1つで、 元素記号 Er、 原子番号 68である。 ランタノイ ドに 属する元素は、 互いに性質が類似している。 他の波長帯域を増幅する希土類元素 として、 ネオジム (Nd、 1060 nm波長帯域、 1300 nm波長帯域) 、 プ ラセォジゥム (Pr、 1300 nm波長帯域) およびヅリウム (Tm、 1450 nm波長帯域) などがある。
光増幅器 113-1の出力光レベルの下限値は、 次段の中継局 104-:^sWDM 方式光信号を認識および再生することができる光レベルで中継局 104-1に伝送 されるように、 光伝送路 102-1の伝送損失および伝送距離などに基づいて決定 される。 光増幅器 113-1の出力光レベルの上限値は、 次段の中継局 104- 1が WDM方式光信号を認識および再生することができないほど、 光伝送路 102-1 で非線形光学現象が生じないように、 光伝送路 102-1の種類に基づいて決定さ れる。 後述される光増幅器 113- 2、 1 13-3、 1 13-4、 · · ·、 113-kも 同様である。
光増幅器 113-1で増幅された WDM方式光信号は、 前方向励起部 114-1に 入射される。 前方向励起部 114- 1は、 ラマン増幅するための励起光を WDM方 式光信号に波長合波し、 この励起光は、 光伝送路 102-1へ射出される。 また、 その構成は、 後述する前方向励起部 114- 2、 114-3とともに後述する。
前方向励起部 1 14-1から射出された励起光を含む WDM方式光信号は、 送信 局 101の出力として光伝送路 102-1に射出され、 中継局 104-1内の後方向 励起部 115-1に入射される。 一方、 中継局 104-1内の後方向励起部 115-1は、 ラマン増幅するための励 起光を WDM方式光信号に波長合波し、 この.励起光は、 光伝送路 102-1へ射出 される。 また、 その構成は、 後述する後方向励起部 1 15-2、 115- 3、 · · ·、 115- jとともに後述する。
送信局 101から光伝送路 102-1に送出された WDM方式光信号は、 送信局 101内の前方向励起部 114-1から供給される励起光と中継局 104-1内の後 方向励起部 115-1から供給される励起光とによって、 光伝送路 102-1中でラ マン増幅され、 中継局 104- 1内の後方向励起部 1 15-1に入射される。 したが つて、 光伝送路 102-1を伝送する WDM方式光信号は、 双方向励起される。 後方向励起部 115-1から射出された WDM方式光信号は、 光増幅器 113 - 2 で前述したように所定の光レベルに増幅され、 中継局 104- 1から光伝送路 10 2 - 2に送出される。
光伝送路 102- 2を伝送した WDM方式光信号は、 中継局 104- 2内の後方向 励起部 115- 2に入射される。 後方向励起部 115-2は、 ラマン増幅するための 励起光を WDM方式光信号に波長合波し、 この励起光は、 光伝送路 102- 2へ射 出される。 したがって、 光伝送路 102-2を伝送する WDM方式光信号は、 後方 向励起される。
後方向励起部 115- 2から射出された WDM方式光信号は、 OADM116に 入射される。 OADM116は、 WDM方式光信号から光信号を分岐 ·挿入 -透 過する。 OADM116は、 例えば、 力ブラ、 フィル夕および WDMカブラを備 えて構成される。このような構成の OADMでは、入射した WDM方式光信号は、 光を 2つに分配する力ブラに入射される。分配された一方の WDM方式光信号は、 分岐されるべき光信号の受信 ·処理に利用され、他方は、 フィル夕に入射される。 フィル夕は、 WDM方式光信号から分岐 .揷入される光信号を遮断し (reject)、 この遮断された WDM方式光信号は、 WDM力ブラに入射される。 WDM力ブラ は、 この遮断された WDM光信号に挿入すべき光信号を波長多重する。
0 ADM 116から射出された WDM方式光信号は、 中継局 104-2の出力と して光伝送路 102- 3に送出される。
光伝送路 102-3を伝送した WDM方式光信号は、 中継局 104- 3内の後方向 励起部 115- 3に入射される。 後方向励起部 115-3は、 ラマン増幅するための 励起光を WDM方式光信号に波長合波し、 この励起光は、 光伝送路 102-3へ射 出される。 したがって、 光伝送路 102-2を伝送する WDM方式光信号は、 後方 向励起される。
後方向励起部 115- 3に入射された WDM方式光信号は、 光増幅器 113 -3で 前述したように所定の光レベルに増幅され、前方向励起部 114- 2に入射される。 前方向励起部 1 14-2は、 ラマン増幅するための励起光を WDM方式光信号に波 長合波し、 この励起光は、 光伝送路 102-4へ射出される。
前方向励起部 114-1から射出された WDM方式光信号は、 中継局 104-3の 出力として、 光伝送路 102- 4に射出される。
光伝送路 102-4を伝送した WDM方式光信号は、 中継局 104-4内の光増幅 器 1 13- 4に入射される。 したがって、 光伝送路 102- 4を伝送する WDM方式 光信号は、 前方向励起される。 光増幅器 113- 4で前述したように所定の光レべ ルに増幅され、 前方向励起部 114- 3に入射される。 前方向励起部 1 14-3は、 ラマン増幅するための励起光を WDM方式光信号に波長合波し、 この励起光は、 光伝送路 102- 5へ射出される。
このように複数の中継局 104を介することによって、 WDM方式光信号は、 多段中継され、受信局 103内の後方向励起部 115- jに入射される。受信局は、 後方向励起部 115 、光増幅器 1 13- k、 WDM力ブラ 117および受信器(以 下、 「OR」 と略記する。 ) 118を備えて構成される。
後方向励起部 115 は、 ラマン増幅するための励起光を WDM方式光信号に 波長合波し、 この励起光は、 光伝送路 102- hへ射出される。
後方向励起部 115-j 'から射出された WDM方式光信号は、 ポストアンプであ る光増幅器.113- kで OR1 18が受信することができる光レベルまで増幅され る。 増幅された WDM方式光信号は、 WDM力ブラ 117に入射され、 ch. ご とに波長分離される。 各 ch. に対応する光信号は、 それそれ OR 1 18- 1〜1 18- 32に入射される。 OR 118は、入射された光信号を受信 ·処理し、 情報を 取り出す。
ここで、 中継局 104は、 上述の記載から分かるように、 前方向励起部 114 を備えるもの、 後方向励起部 1 15を備えるもの、 前方向励起部 114と後方向 励起部 1 15とを備えるもの、 および、 いずれの励起部を備えないものがある。 次に、 前方向励起部の構成について説明する。
図 11は、 第 3の実施形態における前方向励起部の構成を示す図である。
図 1 1において、 前方向励起部 114は、 コネクタ 131、 134、 力ブラ 1
32、 138、 ¥0]\ カプラ 133、 ホトダイォード (以下、 「PD」 と略記す る) 135、 136、 137、 139、 アナログ /デジタル変換器 (以下、 「A /D」 と略記する。 ) 140、 141、 142、 144、 光源 143、 メモリ 1
45、 中央処理装置 (以下、 「CPU」 と略記する。 ) 146および制御信号回 路 147を備えて構成される。
前方向励起部 114に入射された WDM方式光信号は、 光学回路間を光学的に 接続するコネクタ 131を介して、力ブラ 132に入射される。力ブラ 132は、 入射した光を 2つに分配して射出する光部品であり、 他の力ブラも同様である。 力ブラとしては、 例えば、 ハーフミラーなどの微少光学素子形光分岐結合器を利 用することができる。
力ブラ 132で分配された一方の WDM方式光信号は、 WDMカプラ 133に 入射され、他方の WDM方式光信号は、 PD 136に入射される。 PD 136は、 光電変換器であって、 受光した光の光パワーに従う電流を発生する。 他の PDも 同様である。 PD 136の出力は、 A/D 141に入力される。 A/D 141は、 他の AZDと同様に、 入力をアナログからディジタルに変換して出力する。 AZ D 141の出力は、 CPU 146に入力される。
また、 光源 143は、 互いに波長の異なる 8波のレーザ光を発振することがで き、 CPU 146の信号に基づいてその中から所定の 1波長のレーザ光を射出す る。 このレーザ光が光伝送路 102でラマン増幅を生じさせる励起光であり、 以 下、 励起レーザ光と呼称する。 射出された励起レーザ光は、 力ブラ 138に入射 される。 カプラ 138で分配された一方の励起レーザ光は、 ¥0 カプラ133 に入射され、 他方の励起レーザ光は、 PD 139に入射される。 PD 139は、 励起レーザ光を光電変換し、 その出力は、 A/D 144を介して CPU 146に 入力される。 WDM力ブラ 133は、 2波長帯域の光を合分波する光合分波器であり、 波長 帯域を分ける波長 (遮断周波数に相当する) は、 WDM方式光信号の波長帯域と 励起レーザ光の波長との間に設計される。 WDM力ブラ 133は、 力ブラ 132 から射出された WDM方式光信号と力ブラ 138から射出された励起レーザ光と を波長合波する。 励起レーザ光を波長合波された WDM方式光信号は、 前方向励 起部 114の出力としてコネクタ 134から射出される。
一方、 コネクタ 134が光伝送路 102に接続されていない場合や光伝送路 1 02中のコネクタ 134に近い部分で切断などされている場合では、 励起レーザ 光および WD M方式光信号が反射される。
この反射された励起レ一ザ光は、 0]\[カプラ 133、 カプラ 138を介して PD 137に入射される。 PD 137は、反射された励起レーザ光を光電変換し、 その出力は、 A/D 142を介して CPU 146に入力される。
メモリ 145は、 CPU 146に接続され、 後述される、 光学損傷試験プログ ラム、 レベル P 1の励起レーザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 レベル P 2の励起レーザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 出力 0 utplslおよび出力 Outpls2に関する許容値、 励起光番号と励起光波長との対応テ 一ブル、 各波長人 1 〜人 8 ごとの駆動電流値および素子温度、 および、 光伝送路 102がコネクタ 13 1、 134から外れていることを検出するための各所定値 などが格納される。
制御信号回路 147は、 CPU 146に接続され、 制御回線 106を介して他 局と制御信号を双方向で通信する。 制御信号は、 後述する、 選択変数、 残留励起 光の光パワー、 伝送されている WDM方式光信号の c h. 数、 保守情報、 状態モ 二夕などの光通信システムを運用する上で必要な情報である。
次に、 後方向励起部 115の構成について説明する。
図 12は、 第 3の実施形態における後方向励起部の構成を示す図である。
図 12において、 後方向励起部 115は、 コネクタ 151、 154、 力ブラ 1 56、 WDM力ブラ 152、 PD 155、 157、 158、 A/D 159、 16 1、 162、 光源 160、 メモリ 163、 CPU164および制御信号回路 16 5を備えて構成される。 後方向励起部 115に入射された WDM方式光信号は、 光学回路間を光学的に 接続するコネクタ 151、 WDM力ブラ 152を介して、 力ブラ 153に入射さ れる。
力ブラ 153で分配された一方の WDM方式光信号は、 出力としてコネクタ 1 54を介して射出され、 他方の WDM方式光信号は、 PD 158に入射される。 PD 136は、 この WDM方式光信号を光電変換し、 その出力は、 AZD 162 を介して、 CPU 164に入力される。
一方、 光源 160は、 互いに波長の異なる 8波のレーザ光を発振することがで き、 CPU 164の信号に基づいてその中から所定の 1波長の励起レーザ光を射 出する。 射出された励起レーザ光は、 力ブラ 156に入射される。 力ブラ 156 で分配された一方の励起レーザ光は、 WDM力ブラ 152に入射され、 他方の励 起レーザ光は、 PD 157に入射される。 PD 157は、 励起レーザ光を光電変 換し、 その出力は、 A/D 161を介して CPU 164に入力される。
¥0^カプラ 152は、 2波長帯域の光を合分波する光合分波器であり、 波長 帯域を分ける波長 (遮断周波数に相当する) は、 WDM方式光信号の波長帯域と 励起レーザ光の波長との間に設計される。 WDM力ブラ 152は、 力ブラ 156 から射出された励起レ一ザ光をコネクタ 151に射出する。
一方、 コネクタ 151が光伝送路 102に接続されていない場合や光伝送路 1 02中のコネクタ 151に近い部分で切断などされている場合では、 励起レーザ 光が反射される。 '
この反射された励起レーザ光は、 0^1カプラ 152、 力ブラ 156を介して PD 155に入射される。 PD 155は、反射された励起レ一ザ光を光電変換し、 その出力は、 A/D 159を介して CPU 164に入力される。
なお、 コネクタ 154が光伝送路 102に接続されていない場合などを検出す るためには、 PDおよび A/Dを設け、 反射された WDM方式光信号を PDで受 光し、 この PDの出力を A/Dを介して CPU 164に入力させればよい。
メモリ 163は、 CPU 164に接続され、 後述される、 光学損傷試験プログ ラム、 レベル P 1の励起レーザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 レベル P 2の励起レーザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 出力 0 utplslおよび出力 Outpls2に関する許容値、 励起光番号と励起光波長との対応テ 一プル、 各波長え 1 〜人 8 ごとの駆動電流値および素子温度、 および、 光伝送路 102がコネクタ 151、 154から外れていることを検出するための各所定値 などが格納される。
制御信号回路 165は、 CPU 164に接続され、 制御回線 106を介して他 局と制御信号を双方向で通信する。
(第 3の実施形態の作用効果)
次に、 このような光通信システムの作用効果について説明する。
取扱者は、 光通信システムを設置した際およびラマン増幅するために励起レー ザ光を光伝送路に供給する際に、 光学損傷を試験するために、 まず、 送信局 10 1に適当な光パワーの WDM方式光信号を伝送させ、 CPU164に光学損傷試 験プログラムを起動させる。
ここで、 適当な光パワーは、 後述するレペル P 1の励起レーザ光を光伝送路 1 02に供給した場合に、 各局で WDM方式光信号を検出することが可能なレベル である。
CPU 164は、 メモリ 163に格納されている光学損傷試験プログラムを読 み込み、 このプログラムに基づき以下のように動作する。
図 13は、 光学損傷試験における励起レーザ光の光パワーの時間変化を示す図 である。
図 13において、 CPU164は、 光源 160を光源 160内の LDの緩和振 動周波数と比較して充分に長い時間で発光させ、 励起レーザ光を光伝送路 102 に供給する。 これは、 急激に発光させるとレーザ光の光パワーに過渡振動が生じ たり LDを破損したりする虞があるからである。
CPU 164は、 コネクタ 151や光伝送路 102の光学損傷レベルよりも充 分低いレベル P 1、 例えば、 10 dBm程度の光パワーで励起レーザ光が射出さ れるように光源 160を制御する。
そして、このレベル P 1の場合における WDM方式光信号の光パヮ一を検出し、 検出結果を保持する。 すなわち、 CPU 164は、 PD 158の出力を AZD 1 62を介して受信し、 その出力 Outplslをメモリ 163に格納する。 CPU 164は、 光源 160を最大出力レベル Pmaxにする。 この最大出カレ ベル Pmaxは、 通常運用時の出カレペル Pnomの光パワーよりも大きいレベルで ある。
なお、光学損傷を試験する光パワーは、本実施形態では最大出力レベル Pmaxに したが、 通常運用時の光パワーより大きい光パワーであればよい。 通常運用時の 光パワーで光学損傷が生じないことが確認されれば、 試験目的は、 達成されるか らである。
CPU 164は、 光学損傷が生じるのに充分長い時間、 例えば、 数秒間、 この 最大出力レベル Pmaxで光源 160を駆動する。
CPU 164は、 再び、 レベル P 1で光源 160を駆動する。 そして、 このレ ベル P 1の場合における WDM方式光信号の光パワーを検出し、 検出結果を保持 する。 すなわち、 CPU 164は、 PD 158の出力を A/D 162を介して受 信し、 その出力 Outpls2をメモリ 163に格納する。
CPひ 164は、メモリ 163に格納された出力 Outplslと出力 Outpls2とを比 較する。
CPU 164は、 比較の結果、 出力 Outplslと出力 Outpls2とが許容値の範囲 内で等しい場合には、 光学損傷が生じなかったと判断し、 その旨を表示して、 プ ログラムを終了する。
一方、 CPU164は、 比較の結果、 出力 Outplslと出力 0utpls2とが許容値
)
の範囲内を越えている場合には、光学損傷が生じたと判断し、その旨を警告して、 プログラムを終了する (図 13の破線) 。 この判断は、 例えば、 出力 0utpls2か ら出力 Outplslを引き算することによって判断する場合では、 光学損傷が生じる と、 0から許容値を引いた値よりも大きい負の値となる。 また、 例えば、 出力 0 utplslと出力 0utpls2との比 (出力 OutplsZZ出力 Outplsl) を計算することに よって判断する場合では、 光学損傷が生じると、 1から許容値を引いた値よりも 小さい値となる。 光学損傷が生じた場合では、 光学損傷部分で WDM方式光信号 の光パワーが損失するためである。
このように、 第 3の実施形態の光通信システムは、 生じる可能性のある光学損 傷をラマン増幅を開始する前に生じさせることによって、 通常運用中の光学損傷 を回避することができる。
なお、 前方向励起の場合では、 次段の局内に WDM方式光信号の光パワーを検 出する構成、 例えば、 図 12に示す力ブラ 153、 PD 158および A/D 16 2の構成を設け、 CPU 146は、 次段における WDM方式光信号の光パワーを 制御回線を利用することによって制御信号回路 147を介して受信するようにす れば、 上述と同様に、 光学損傷を試験することができる。
次に、 各前方向励起部 114および各後方向励起部 115が供給する励起光の 波長について説明する。
まず、 励起光は、 複数個の波長、 例えば、 8個の波長が設定される。 この 8個 の波長は、 第 1の実施形態において説明したように、 WDM方式光信号の波長帯 域とラマン利得係数の大きい範囲とがほぼ一致するように設定され、 4番目の波 長入 4 によるラマン利得係数の最大値が WD M方式光信号の波長帯域の中心波長 にほぼ一致するように設定する。 各波長え 1〜人 8の間隔は、 一定に設定される。 また、 図 14 (a) に示すように、 8個の波長に励起光番号を割り当て、 励起光 番号と励起光波長との対応テーブルが用意される。
そして、 光通信システムの運用開始にともない、 各励起光の波長は、 次のよう に、 選択される。 ,
なお、 以下の説明において、 どの構成要素であるかを区別するため、 前方向励 起部および後方向励起部の符号に添えられた添え字と同一の添え字を付す。 例え ば、 中継局 104- 2内の後方向励起部 115-2の CPU 164は、 後方向励起部 115 -2の符号 「115」 に添えられた添え字 「-2」 と同一の添え字 「-2」 を付 し、 CPU 164- 2のように表記する。
まず、 前方向励起部 114-1内の CPU 146-1は、 選択変数に 1を足した値 を励起光波長の数である 8で割り、 その余りを求める。 CPU 146-1は、 励起 光番号と励起光波長との対応テーブルを参照し、 この余りと同一である励起光番 号に対応する励起光波長を選択する。
ここで、 選択変数は、 励起光番号を選択するために用意された変数であり、 初 期値として、 例えば、 0が設定される。
よって、 CPU146-1は、 0に 1を足した値である 1を 8で割り、 その余り が 1であるから、 対応テーブルを参照して、 励起光番号 1に対応する励起光波長 λΐ を選択する。
CPU 146-1は、 制御信号回路 147-1、 制御回線および制御信号回線 16 5-1を介して、後段の中継局 104-1内の CPU 164 -1に選択変数を送信する。 そして、 後方向励起部 115-1内の CPU 164-1は、 選択変数に 1を足した 値を励起光波長の数である 8で割り、 その余りを求める。 CPU164-1は、 励 起光番号と励起光波長との対応テーブルを参照し、 この余りと同一である励起光 番号に対応する励起光波長を選択する。
よって、 送信された選択変数の値が 1であるから、 CPU164- 1は、 1に 1 を足した値である 2を 8で割り、 その余りが 2であるから、 対応テ一ブルを参照 して、 励起光番号 2に対応する励起光波長人 2 を選択する。
CPU 164-1は、 制御信号回路 165-1、 制御回線 106および制御信号回 線 165- 2を介して、 後段の中継局 104- 2内の CPU 164 -2に選択変数を送 信する。
以下、 同様にして、 選択変数を制御信号回路 147、 165および制御回線 1 06を介して、 前方向励起部 1 14内の CPU 146および後方向励起部 1 15 内の CPU 164に送信し、 各 CPU 146、 164は、 選択変数に 1を足した 値を励起光波長の数である 8で割り、 その余りを求める。 CPU 146-1は、 励 起光番号と励起光波長との対応テーブルを参照し、 この余りと同一である励起光 番号に対応する励起光波長を選択する。
このようにして、 各局内に備えられた前方向励起部 114および後方向励起部 115の励起光の波長が決定される。 そして、 各前方向励起部 114および各後 方向励起部 115は、 決定された波長で光伝送路 102に励起光を供給する。 よ つて、 WDM方式光信号における或る 1個の光信号に注目すると、この光信号は、 送信局 101から受信局 113まで伝送される間に様々な利得でラマン増幅され る。 そのため、 この光信号は、 たとえ或る局から供給される励起光では極小値の ラマン利得係数で増幅されたとしても、 別の局から供給される励起光では最大値 のラマン利得係数で増幅されることとなる。 したがって、 ラマン増幅された WD M方式光信号における各光信号は、 送信局 101から受信局 1 13まで伝送され る間にほぼ同一の光パヮ一となる。
なお、 第 3の実施形態では、 励起光番号は、 励起光波長の大小の順に割り振つ たが、 図 1 4 ( b ) のように、 ランダムに割り振ってもよい。
そして、 第 3の実施形態では、 励起光の波長の個数は、 8個の場合について説 明したが、 これに限定されるものではない。 任意の個数にすることができる。 最小の個数である 2種類の場合では、 一方の波長は、 この波長の励起光によつ て生じるラマン利得の最初に最大値となる波長が、 他方の波長の励起光によって 生じるラマン利得において最初の最大値後の極小値となる波長とほぼ一致するよ うに設定される。そして、各前方向励起部 1 1 4および各後方向励起部 1 1 5は、 自己が選択した波長を後段の各前方向励起部 1 1 4および各後方向励起部 1 1 5 に通知し、 2個の波長を交互に選択するようにすればよい。
また、 第 3の実施形態では、 C P U 1 4 6、 1 6 4は、 選択変数を用いて上述 の計算によって励起光波長を選択したが、 各前方向励起部 1 1 4および各後方向 励起部 1 1 5において、 励起光番号の範囲内で乱数を発生させ、 この乱数に対応 する励起光波長を選択するようにしてもよい。
この場合において、 各前方向励起部 1 1 4および各後方向励起部 1. 1 5の数だ け励起光波長が用意されている場合では、 C P U 1 4 6、 1 6 4は、 自己が選択 した励起光番号を制御信号回路 1 4 7、 1 6 5および制御回線を介して他局に通 知することによって、 励起光波長が重複されて選択されることを避けることがで ぎる。
また、 この場合において、 各前方向励起部 1 1 4および各後方向励起部 1 1 5 の数だけ励起光波長が用意されていない場合では、 各励起光波長の重複可能な上 限値を示す上限値変数を設け、 C P U 1 4 6、 1 6 4は、 自己が選択した励起光 波長に対応する上限値変数から 1を引いて、 上限値変数を他局に通知することに よって、 平均的に励起光の波長を各前方向励起部 1 1 4および各後方向励起部 1 1 5に割り振ることができる。
さらに、 第 3の実施形態では、 各励起光の波長の間隔は、 一定にしたが、 これ に限定されるものではない。 正規分布など統計的な分布でバラヅクように各励起 光の波長を設定してもよい。 次に、 前方向励起部 114および後方向励起部 115が、 光伝送路 102がコ ネク夕 131、 134、 151から外れたことを検出する作用効果について説明 する。
まず、 前方向励起部 1 14内の CPU 146は、 PD 136の出力を監視し、 所定値以上の出力が入力されない場合は、 光伝送路がコネクタ 131から外れて いると判断する。 光伝送路がコネクタ 131から外れている場合では、 PD 13 6は、 前方向励起部 114に入射される WDM方式光信号が受光されないから、 PD 136の出力は、 著しく小さい値となる。 一方、 光伝送路がコネクタ 131 に接続され、 WDM方式光信号が入射されている場合では、 PD 136は、 この WDM方式光信号が受光されるので、 PD 136の出力は、 大きな値となる。 よって、 閾値である所定値を設定し、 この所定値以上であるか否かを CPU 1 46は、 判別することによって、 光伝送路がコネクタ 131から外れていること を検出することができる。
また、 前方向励起部 1 14内の CPU 146は、 PD 137の出力を監視し、 所定値以上の出力が入力された場合は、 光伝送路がコネクタ 134から外れてい ると判断する。 光伝送路がコネクタ 134から外れている場合では、 PD 135 は、 励起レーザ光がコネクタ 134で反射され、 反射された励起レーザ光を WD M力ブラ 133およびカプラ 138を介して受光する。 このため、 PD 137の 出力は、 大きい値となる。 一方、 光伝送路がコネクタ 134に接続される場合で は、 反射が生じないため、 PD 137は、 この励起レーザ光が受光されないので、 PD 137の出力は、 著しく小さい値となる。
よって、 閾値である所定値を設定し、 この所定値以上であるか否かを CPU 1 46は、 判別することによって、 光伝送路がコネクタ 134から外れていること を検出することができる。
以上のように、 コネクタ 131、 134から光伝送路が外れていると判断した 場合には、 CPU 146は、 光源 143が励起レーザ光を射出することを禁止す る。 このようにすることによって、 取扱者が励起レーザ光に暴露されることから 保護することができる。
なお、 光伝送路がコネクタ 134から外れていることの検出は、 図 11におい て、 破線で示す PD 135および AZD 140を設けて行ってもよい。 コネクタ 134で反射される WDM方式光信号は、 WDM力ブラ 133、 力ブラ 132を 介して、 PD 135に入射される。 そして、 PD 135は、 反射された WDM方 式光信号を光電変換し、 その出力は、 A/D 140を介して CPU146に入力 される。
このため、 前方向励起部 114内の CPU 146は、 PD 135の出力を監視 し、 所定値以上の出力が入力された場合は、 光伝送路がコネクタ 134から外れ ていると判断することができる。 光伝送路がコネクタ 134から外れている場合 では、 PD 135は、 WDM方式光信号がコネクタ 134で反射され、 この反射 された WDM方式光信号を WDM力ブラ 133および力ブラ 132を介して受光 する。 よって、 PD 135の出力は、 大きい値となる。 一方、 光伝送路がコネク 夕 131に接続される場合では、 反射が生じないため、 PD 135は、 この WD M方式光信号が受光されないので、 PD 135の出力は、著しく小さい値となる。 したがって、 閾値である所定値を設定し、 この所定値以上であるか否かを CP U146は、 判別することによって、 光伝送路がコネクタ 134から外れている ことを検出することができる。
一方、 後方向励起部 115内の CPU 164は、 PD 155の出力を監視し、 所定値以上の出力が入力された場合は、 光伝送路がコネクタ 151から外れてい ると判断する。 光伝送路がコネクタ 151から外れている場合では、 PD 155 は、 励起レーザ光がコネクタ 151で反射され、 この反射された励起レーザ光を WDM力ブラ 152および力ブラ 156を介して受光する。 このため、 PD 13 7の出力は、 大きい値となる。 一方、 光伝送路がコネクタ 151に接続される場 合では、 反射が生じないため、 PD 155は、 この励起レーザ光が受光されない ので、 PD 155の出力は、 著しく小さい値となる。
よって、 閾値である所定値を設定し、 この所定値以上であるか否かを CPU 1 64は、 判別することによって、 光伝送路がコネクタ 151から外れていること を検出することができる。
CPU 164は、 コネクタ 151から光伝送路が外れていると判断した場合に は、 光源 160が励起レーザ光を射出することを禁止する。 このようにすること によって、 取扱者が励起レーザ光に暴露されることから保護することができる。 以上のように、 光通信システムは、 光学損傷試験、 励起光の波長選択およびコ ネク夕外れの確認を行った後に、 異常がなかった場合には、 励起レーザ光を光伝 送路 1 0 2に供給し、 ラマン増幅を開始する。
ここで、 一般に、 光増幅器などの光学部品は、 入力側、 出力側、 または、 双方 の光パワーを検出し、 この検出結果に基づいて利得や出力レベルを制御する。 そ して、 光増幅器になどの光学部品は、 出力側に射出される光の反射光を検出する ことによって他の光学部品が接続されていないことを検出する。 第 3の実施形態 において、 前方向励起部 1 1 4および後方向励起部 1 1 5から射出された励起光 が、 光伝送路 1 0 2内でラマン増幅や伝送損失などによって充分に減衰されない でこれら光学部品に入射される場合がある。 このような場合に、 光学部品は、 利 得、 出カレペルおよび非接続の検出などに関し、 誤動作する場合がある。
そこで、 励起光が残留する場合であって前方向励起の場合では、 後段の中継局 内に励起光を遮断するとともに WD M方式光信号を透過する光フィルタ (以下、 「F I L」 と略記する。 ) を光伝送路 1 0 2に接続する。 例えば、 図 1 0に示す ように、 中継局 1 0 4 -3内の前方向励起部 1 1 4 - 2から射出された励起レーザ光 が光増幅器 1 1 3 -4に入射しないように、 光伝送路 1 0 2 -4と光増幅器 1 1 3 -4 との間に F I L 1 1 9 -2が接続される。
一方、 励起光が残留する場合であって後方向励起の場合では、 前段の中継局内 に励起光を遮断するとともに WD M方式光信号を透過する F I Lを光伝送路 1 0 2に接続する。 例えば、 図 1 0に示すように、 中継局 1 0 4 - 2内の後方向励起部 1 1 5 - 2から射出された励起レーザ光が光増幅器 1 1 3 -2に入射しないように、 光伝送路 1 0 2 -2と光増幅器 1 1 3 -2との間に F I L 1 1 9 -1が接続される。 こ のような F I L 1 1 9の遮断波長は、 WD M方式光信号の波長帯域と励起レーザ 光との間に設計される。 ' まだ、 第 3の実施形態において、 このような F I Lから反射される残留励起光 の光パワーを検出して、 励起光の有無の検出や励起光の光パワーの調整に利用す るようにしてもよい。
図 1 5は、 第 3の実施形態における残留励起光検出部を備える中継局の構成を 示す図である。
図 15において、 光伝送路 102を伝送した WDM方式光信号は、 コネクタ 1 51、 後方向励起部 1 15、 WDM力ブラ 171、 エルビウム元素添加光フアイ ノ (以下、 「ED F」 と略記する。 ) 172、 WDM力ブラ 173、 F I L 17 4およびコネクタ 154を介して、 後段の局に伝送されるべく光伝送路 102に 送出される。
また、 LD 176は、 EDF 172を励起するレーザ光を WDM力ブラ 171 を介して供給し、 LD 177は、 ED F 172を励起するレ一ザ光を WDMカブ ラ 173を介して供給する。 EDF 172は、 双方向から励起され、 WDM方式 光信号を集中増幅する。
一方、 後段の局から供給されるラマン増幅の励起レーザ光は、 光伝送路 102 を伝搬し残留励起光として、コネクタ 154を介して F I L 174に入射される。
F I L 174は、 この残留励起光を反射して PD 175に入射させる。 PD 1 75は、 残留励起光を光電変換し、 その出力は、 A/D 178を介して CPU 1 64に入力される。 F I L 174の遮断波長は、 WD M方式光信号の波長帯域と 励起レーザ光との間に設計される。
ここで、 この中継局における後方向励起部 115の構成要素と後段の局におけ る後方向励起部 1 15の構成要素とが共通するので、 区別するため、 符号にこの 中継局の構成要素の場合には 「- a」 を、 後段の局内の構成要素の場合には 「- b」 を付す。
CPU 164- aは、 入力された PD 175の出力を制御信号回路 165- aおよ び制御信号回路 165- bを介して CPU 164- bに送出する。
後段の後方向励起部 115- b内におけるメモリ 163- bの記憶内容として、 通 常運用時の残留励起光の値、 および、 残留励起光の光パワーと最適な励起光の光 パワーとの対応テーブルが追加される。 この対応テ一プルは、 光伝送路 102の スプライス損失を考慮した、 ラマン増幅と励起光の光パワーとを決めるテーブル である。
CPU 164-bは、 受信した値とメモリ .163- bに格納されている通常運用時 の残留励起光の値とを較べ、 受信した値の方が小さい場合には、 光伝送路 102 の異常またはコネクタがはずれていると判断し、 光源 160-bに励起レーザの供 給を停止させる。
このように光源 160-bを制御することによって、 光通信システムを取り扱う 取扱者を励起レーザに暴露されることから保護することができる。
一方、 CPU164-bは、 受信した値の方が大きい場合には、 受信した値に基 づいて対応テ一ブルを参照し、 励起レーザ光を最適に調整する。 このように制御 することによって、 光通信システムは、 光伝送路 102のスプライス損失を実測 して励起レーザ光の光パワーを調整するようにすることができる。
このような中継局は、 例えば、 図 10に示す中継局 104-1の代わりに使用す ることができる。
また、 上述では、 後方向励起の場合について説明したが、 前方向励起の場合に ついても適用することができる。 この場合には、 残留励起光を検出する F I L 1 74、 PD 175および A/D 178の構成を励起光を供給する局に対向する局 内に備え、 その検出結果を制御信号回路を介して受信するようにすればよい。 例 えば、 図 10に示す中継局 104- 4に残留励起光を検出する構成を備え、 中継局 104- 3内の前方向励起部 114-2が、 その検出結果を受信するようにする。 一方、 前述の説明では、 CPU 146、 164は、 光伝送路 102がコネクタ 134、 151から外れているか否かを反射励起光を監視することによって判断 している。 図 10の光伝送路 102-1のように双方向励起の場合であって各励起 光の波長間隔が少ない場合では、 WDM力ブラ 133、 152によって、 自局が 供給した励起光の反射励起光と対向局が供給した励起光の残留励起光とを分離す ることが困難な場合がある。 このような場合には、 図 16に示す前方向励起部 1 17および後方向励起部 118を光通信システムに利用するとよい。
図 16は、 第 3の実施形態における励起光に低周波を重畳する場合の構成を示 す図である。
図 16において、 前方向励起部 117は、 コネクタ 131、 134、 力ブラ 1 38、 WDM力ブラ 133、 帯域通過フィル夕 (以下、 「; BPF」 と略記する。 ) 180、 181、 182、 PD 137、 139、 A/D 183、 184、 186、 光源 185、 メモリ 187、 CPU 188および制御信号回路 147を備えて構 成される。
前方向励起部 117に入射された WDM方式光信号は、 コネクタ 133、 WD M力ブラ 133およびコネクタ 134を介して、 光伝送路 102に送出される。 一方、 光源 185は、 互いに波長の異なる 8波のレーザ光を発振することがで き、 CPU 188の信号に基づいてその中から所定の 1波長の励起レーザ光を射 出する。 さらに、 光源 185は、 低周波 fl の小振幅でこの励起レーザ光を直接 に強度変調する。 小振幅で変調するのは、 ラマン増幅の利得が励起光の光パワー に依存するため、 大振幅で強度変調すると安定にラマン増幅することが困難にな るからである。 射出された励起レ一ザ光は、 力ブラ 138に入射される。 力ブラ 138で分配された一方の励起レーザ光は、 WDM力ブラ 133に入射され、 他 方の励起レーザ光は、 ; PD 139に入射される。 PD 139は、 励起レーザ光を 光電変換し、 その出力は、 BPF 182および AZD 144を介して CPU 18 8に入力される。 この BPF 182の通過帯域は、 周波数: fl を通過させ、 周波 数 f2 を遮断するようにカットオフ周波数が設定される。
WDM力ブラ 133は、 光合分波器であり、 波長帯域を分ける波長は、 WDM 方式光信号の波長帯域と励起レーザ光の波長との間に設計される。 WDM力ブラ 133は、 WDM方式光信号と励起レーザ光とを波長合波する。
一方、 コネクタ 134が光伝送路 102に接続されていない場合などでは、 励 起レーザ光および WDM方式光信号が反射される。
この反射された励起レーザ光は、 ¥0^4カプラ 133、 力ブラ 138を介して PD 137に入射される。 PD 137は、反射された励起レーザ光を光電変換し、 その出力は、 BPF 180および A/D 183を介して CPU 188に入力され る。 さらに、 PD 137の出力は、 B P F 181および A/D 184を介して C PU 188に入力される。 BPF 180の通過帯域は、 周波数 f 2 を通過させ、 周波数 fl を遮断するようにカットオフ周波数が設定きれる。 そして、 BPF 1 81の通過帯域は、 BPF 182と同一にカツトオフ周波数が設定される。
メモリ 187は、 CPU 188に接続され、 光学損傷試験プログラム、 レベル P 1の励起レーザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 レベル P 2の 励起レーザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 出力 Outplslおよび 出力 Outpls2に関する許容値、 励起光番号と励起光波長との対応テーブル、 各波 長 λΐ 〜人 8 ごとの駆動電流値および素子温度、 および、 周波数 f 1、 f 2、 光 伝送路 102がコネクタ 134から外れていることを検出するための所定値など が格納される。
制御信号回路 147は、 CPU 188に接続され、 制御回線 106を介して他 局と制御信号を双方向で通信する。
また、 後方向励起部 118は、 コネクタ 151、 154、 力ブラ 156、 WD M力ブラ 152、 PD 155、 157、 158、 BPF 191、 192、 193、 A/D 194, 195、 197、 光源 196、 メモリ 198、 CPU199およ ぴ制御信号回路 165を備えて構成される。
光伝送路 102から後方向励起部 115に入射された WDM方式光信号は、 コ ネク夕 151、 WDM力ブラ 152を介して、 力ブラ 153に入射される。
力ブラ 153で分配された一方の WDM方式光信号は、 出力としてコネクタ 1 54を介して射出され、 他方の WDM方式光信号は、 PD 158に入射される。 PD 136は、 この WDM方式光信号を光電変換し、 その出力は、 A/D 162 を介して、 CPU 199に入力される。
一方、 光源 196は、 互いに波長の異なる 8波のレーザ光を発振することがで き、 CPU 199の信号に基づいてその中から所定の 1波長の励起レ一ザ光を射 出する。 さらに、 光源 196は、 低周波 f2 の小振幅でこの励起レーザ光を直接 に強度変調する。 射出された励起レーザ光は、 力ブラ 156に入射される。 カブ ラ 156で分配された一方の励起レーザ光は、 WDM力ブラ 152に入射され、 他方の励起レーザ光は、 PD 157に入射される。 PD 157は、 励起レ一ザ光 を光電変換し、 その出力は、 BPF 193および A/D 197を介して CPU 1 99に入力される。
WDM力ブラ 152は、 光合分波器であり、 波長帯域を分ける波長は、 WDM 方式光信号の波長帯域と励起レーザ光の波長との間に設計される。 WDM力ブラ 152は、 励起レーザ光をコネクタ 151を介して光伝送路 102に射出する。 一方、 コネクタ 151が光伝送路 102に接続されていない場合などでは、 励 起レーザ光が反射される。 この反射励起レーザ光は、 WDM力ブラ 152、 力ブラ 156を介して PD 1 55に入射される。 PD 155は、 反射された励起レーザ光を光電変換し、 その 出力は、 BPF 191および A/D 194を介して CPU199に入力される。 さらに、 PD 155の出力は、 BPF 192および A/D 195を介して CPU 199に入力される。 BPF 191の通過帯域は、 周波数 f 2 を通過させ、 周波 数 f 1 を遮断するようにカツ 卜オフ周波数が設定される。 そして、 BPF 192 の通過帯域は、 BPF 193と同一にカツトオフ周波数が設定される。
メモリ 198は、 CPU 199に接続され、 光学損傷試験プログラム、 レベル P 1の励起レーザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 レベル P 2の 励起レーザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 出力 Outplslおよび 出力 0utpls2に関する許容値、 励起光番号と励起光波長との対応テーブル、 各波 長入 1 〜人 8 ごとの駆動電流値および素子温度、 および、 周波数 f 1、 f 2、 光 伝送路 102がコネクタ 151、 154から外れていることを検出するための各 所定値などが格納される。
制御信号回路 165は、 CPU 199に接続され、 制御回線 106を介して他 局と制御信号を双方向で通信する。
なお、 上述の前方向励起部 117および後方向励起部 118は、 光源 185、 196を直接変調することによって低周波 fl、 f 2 を重畳したが、 破線で示す ように外部変調器 189、 200を使用して、 低周波を重畳してもよい。 外部変 調器は、 例えば、 磁気光学変調器および電界吸収型光変調器などがある。
このような構成の前方向励起部 117では、 CPU 188は、 自局の励起レー ザ光に重畳された低周波 fl に対応した出力が BPF 182および BPF 181 から得られ、 対向局の励起レーザ光に重畳された低周波 f 2 に対応した出力が B PF 180から得られる。 このため、 CPU 188は、 BPF 182からの出力 を基準に、 BPF 180および BPF 181からの各出力を比較することによつ て、 PD 137に受光されたレーザ光が反射励起レーザ光であるか、 残留励起レ 一ザ光 あるかを判別することができる。 このため、 確実に反射励起レーザ光を 検出することができるから、 CPU 188は、確実に光源 185の作動を禁止し、 取扱者が励起レ一ザ光に曝されることから保護することができる。 そして、 後方向励起部 118では、 CPU 199は、 自局の励起レーザ光に重 畳された低周波 f 2 に対応した出力が BP F 193および BP F 191から得ら れ、 対向局の励起レーザ光に重畳された低周波: Π に対応した出力が BPF 19 2から得られる。 このため、 CPU 199は、 同様に、 PD 155に受光された レーザ光が反射励起レーザ光であるか、 残留励起レーザ光であるかを判別するこ とができるため、 CPU 199は、 確実に光源 196の作動を禁止し、 取扱者が 励起レーザ光に曝されることから保護することができる。
なお、 第 3の実施形態では、 制御信号を光伝送路 102とは別の専用の物理回 線である制御回線 106を使用して、 制御信号回路 147、 165間は、 双方向 で通信したが、 これに限定されるものではない。 例えば、 光通信システムは、 こ の制御信号の光信号をさらに備え、 この光信号を WDM方式光信号に波長多重す ることによって光伝送路 102で伝送するようにしてもよい。 さらに、 光通信シ ステムは、 この制御信号の情報を SDH (synchronous digital hierarchy ) に おけるオーバーへヅド (over head ) 内の未定義領域を用いて送信してもよい。 次に、 別の実施形態について説明する。
(第 4の実施形態の構成)
第 4の実施形態は、 本発明にかかる光通信システムの実施形態である。
第 4の実施形態における光通信システムは、 図 5に示す光通信システムと同様 に、 2波長帯域の WDM方式光信号を生成する送信局と、 送信局から送出された この光信号を伝送する光伝送路と、 伝送したこの光信号を受信処理する受信局と を備え、 光伝送路の間に複数の中継局が設けられる。 各波長帯域は、 C一 ban dおよび L— bandである。
中継局に入射された 2波長帯域の WDM方式光信号は、 後方向励起部に入射さ 'れる。 後方向励起部の構成ついては、 後述する。 後方向励起部から射出された 2 波長帯域の WDM方式光信号は、 WDM力ブラに入射され、 各波長帯域ごとに分 離される。 分離された C— b andの WDM方式光信号は、 C一 bandを増幅 することができる光増幅器、 例えば、 波長 1480 nmおよび 980 nmの励起 光で励起されるエルビウム添加光ファイバ増幅器に入射され、 増幅される。 増幅 された C一 b andの WDM方式光信号は、 WD M力ブラに入射される。 同様に、 分離された L— bandの WDM方式光信号は、 L_bandを増幅 することができる光増幅器、 例えば、 波長 1480 nmの励起光で励起されるゲ インシフト ·エルビウム添加光ファイバ増幅器に入射され、 増幅される。 増幅さ れた L一 b andの WDM方式光信号は、 WD M力ブラに入射される。
これら WDM力ブラに入射された各バンドの WDM方式光信号は、 波長多重さ れて、 再び、 2波長帯域の WDM方式光信号となる。 そして、 この 2波長帯域の WDM方式光信号は、 後段の局に伝送されるべく、 光伝送路に送出される。
ここで、 上述の説明では、 中継局は、 2波長帯域の WDM方式光信号を集中増 幅する場合について説明したが、 第 2の実施形態において説明したように、 中継 局は、 WDM方式光信号から光信号を分岐 ·挿入 ·透過する OADMを備えても よい。
次に、 後方向励起部の構成について説明する。
図 17は、 第 4の実施形態にお.ける後方向励起部の構成を示す図である。
図 17において、後方向励起部に入射された 2波長帯域の WDM方式光信号は、 コネクタ 151、 WDM力ブラ 152および力ブラ 153を介して、 力ブラ 21 1に入射される。
力ブラ 211に入射された 2波長帯域の WDM方式光信号は、 2つに分配され る。 分配された 2波長帯域の WDM方式光信号の一方は、 コネクタ 154を介し て、 後方向励起部から上述の WDM力ブラに射出され、 他方は、 OSA212に 入射される。
OSA212は、 この 2波長帯域の WDM方式光信号のスぺクトル、すなわち、 波長とこの波長における光パワーとを測定する。 測定結果は、 CPU214に出 力される。
一方、 光源 160は、 CPU 214の信号に基づいて所定波長の励起レーザ光 を射出する。 励起レーザ光は、 各波長帯域の WDM方式光信号をラマン増幅する ことができるように、 波長 1450 nmおよび 1485 nmである。 射出された 励起レーザ光は、 力ブラ 156に入射される。 力ブラ 156で分配された一方の 励起レーザ光は、 WDM力ブラ 152に入射され、 他方の励起レーザ光は、 PD 157で光電変換され、 その出力は、 A/D 161を介して CPU214に入力 される。
WDM力ブラ 152は、 2波長帯域の光を合分波する光合分波器であり、 波長 帯域を分ける波長 (遮断周波数に相当する) は、 2波長帯域の WDM方式光信号 の最短波長と励起レーザ光の波長との間に設計される。 例えば、 1505 nmや 1510 nmや 15 15 nmなどに設計される。 WDMカプラ 152は、 カプラ 156から射出された励起レーザ光をコネクタ 151を介して光伝送路に射出さ れる。
一方、 コネクタ 151が光伝送路に接続されていない場合や光伝送路中で断線 などしている場合では、 励起レーザ光が反射される。
この反射された励起レ一ザ光は、 1^0^[カプラ 152、 力ブラ 156を介して PD 155に入射される。 PD 155は、反射された励起レーザ光を光電変換し、 その出力は、 A/D 159を介して CPU214に入力される。
メモリ 213は、 CPU 214に接続され、 光学損傷試験プログラム、 レベル P 1の励起レーザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 レベル P 2の 励起レーザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 出力 Outplslおよび 出力 0 utpls2に関する許容値、各励起レ一ザ光ごとの駆動電流値および素子温度、 および、 光伝送路がコネクタ 151、 154から外れていることを検出するため の各所定値などが格納される。
ここで、 レベル P1 およびレベル P2 は、 1450 nmと 1485 nmの励起 レーザ光の合計された光パワーの場合である。
制御信号回路 165は、 CPU214に接続され、 制御回線を介して他局と制 御信号を双方向で通信する。
(第 4の実施形態の作用効果)
光学損傷試験、 および、 光伝送路がコネクタ 151から外れているか否かの監 視は、 第 3の実施形態と同様であるので、 その説明を省略する。 この光通信シス テム 、光学損傷試験を行うことにより運用中の光学損傷を回避することができ、 コネクタ外れを監視することにより取扱者が励起レーザ光に曝らされることから 保護することができる。
次に、 各励起光の光パワーの設定について説明する。 まず、 送信局は、 2波長帯域の WDM方式光信号を送出する。 そして、 各後方 向励起部の CPU214は、 短波長側の励起光、 すなわち、 波長 1450 nmの 励起レーザ光が定常運用時として設定されている光パワーで射出されるように、 光源 209を制御する。
CPU214は、 0 S A212の出力から C一 b andの 1 ch. 当たりの光 パワー Pc および L一 b andの 1 c h. 当たりの光パワー PL をそれぞれ計算 する。
自局に入射された C一 b andおよび L一 b andの各 c h. 数は、 制御回線 を介して制御信号から取得する。 特に、 光通信システムが OADMを備えている 場合には、 ch. 数が増減する場合があるので、 各局に制御回線を使用して、 各 バンドの cti. 数を通知する必要がある。
CPU 214は、 PL から Pc を引いた Psub を計算し、 この Psubが所定の 許容値以下であるか否かを判断する。 この許容値は、 光伝送路中でラマン増幅さ れた 2波長帯域の WDM方式光信号がどの程度平坦であるか否かを決める値であ り、 小さい値ほど平坦性が確保される。
CPU 214は、 Psub が負の値でである場合では PL く Pcであるから、 長 波長側の励起光、 すなわち、 波長 1485 nmの励起レーザ光の光パワーが増加 するように、 光源 209を制御する。
CPU 214は、 Psubが許容値より大きい値でである場合では PL >Pc で あるから、 波長 1485 nmの励起レーザ光の光パワーが減少するように、 光源 209を制御する。
CPU 214は、 再び、 OSA212の出力から Pc および PL をそれそれ計. 算し、 Psub を計算する。 そして、 CPU214は、 上述と同様に、 Psub と許 容値とを比較し、 Psub が許容値以下になるように波長 1485 nmの励起レー ザ光の光パワーを調整する。
CPU 214は、 Psubが許容値以下になった場合の波長 1485 nmの励起 レーザ光の光パワーを PD 157の出力から取り込み、 その出力値を目標値とし てメモリ 213に格納する。
そして、 CPU 2 14は、 光通信システムの運用中は、 このメモリ 213に格 納された目標値を参照して、 ごの目標値となるように光源 209を制御する。 このように各波長の励起レーザ光の光パヮ一を制御することによって、 第 4の 実施形態における光通信システムは、 ラマン増幅後の 2波長帯域の WDM方式光 信号をほぼ平坦にすることができる。 すなわち、 波長帯域間の利得偏差を所定の 許容値の範囲内でほぼ無くすことができる。
以上のように、 '光通信システムは、 コネクタ外れの確認および各励起光の光パ ヮ一の調整を行った後に、 励起レーザ光を光伝送路 102に供給し、 ラマン増幅 を開始する。
なお、 第 4の実施形態では、 短波長側の励起光の光パワーを一定にして、 長波 長側の励起光の光パワーを調整することによって、 波長帯域間の利得偏差を抑制 したが、 長波長側の励起光の光パワーを一定にして、 短波長側の励起光の光パヮ —を調整してもよい。
また、 第 4の実施形態では、 Psubを計算することによって制御したが、 PLを Pc で割った PL /Pc を計算することによって制御するようにしてもよい。 次に、 別の実施形態について説明する。
(第 5の実施形態の構成)
第 5の実施形^は、 本発明にかかる光通信システムの実施形態である。
第 5の実施形態における光通信システムは、 図 5に示す光通信システムと同様 に、 2波長帯域の WDM方式光信号を生成する送信局と、 送信局から送出された この光信号を伝送する光伝送路と、 伝送したこの光信号を受信処理する受信局と を備え、 光伝送路の間に複数の中継局が設けられる。 各波長帯域は、 C— ban dおよび L一 b andである。
中継局に入射された 2波長帯域の WDM方式光信号は、 後方向励起部に入射さ れる。 後方向励起部の構成ついては、 後述する。 後方向励起部から射出された 2 波長帯域の WDM方式光信号は、 WDM力ブラに入射され、 各波長帯域ごとに分 離される。 分離された C一 b andの WDM方式光信号は、 エルビウム添加光フ アイバ増幅器に入射され、 増幅される。 増幅された C一 bandの WDM方式光 信号は、 WDM力ブラに入射される。 同様に、 分離された L— bandの WDM 方式光信号は、 ゲインシフト ·エルビウム添加光ファイバ増幅器に入射され、 増 幅される。 増幅された L一 b andの WDM方式光信号は、 WDM力プラに入射 される。
これら WDM力ブラに入射された各バンドの WDM方式光信号は、 波長多重さ れて、 再び、 2波長帯域の WDM方式光信号となる。 そして、 この 2波長帯域の WDM方式光信号は、 後段の局に伝送されるべく、 光伝送路 送出される。
ここで、 上述の説明では、 中継局は、 2波長帯域の WDM方式光信号を集中増 幅する場合について説明したが、 第 2の実施形態において説明したように、 中継 局は、 WDM方式光信号から光信号を分岐 ·挿入 ·透過してもよい。
次に、 後方向励起部の構成について説明する。 '
図 18は、 第 5の実施形態における後方向励起部の構成を示す図である。
図 18において、後方向励起部に入射された 2波長帯域の WDM方式光信号は、 コネクタ 15 1、 WDM力ブラ 152および力ブラ 153を介して、 力ブラ 21 1に入射される。
力ブラ 21 1に入射された 2波長帯域の WDM方式光信号は、.2つに分配され る。 分配された 2波長帯域の WDM方式光信号の一方は、 コネクタ 154を介し て、 後方向励起部から上述の WDM力ブラに射出され、 他方は、 WDM力ブラ 2 52に入射きれる。
WDM力ブラ 252は、 この 2波長帯域の WDM方式光信号を各波長帯域ごと に、 すなわち、 C— b andおよび L— b andに分離する。
分離された C一 b andの WDM方式光信号は、 PD 253に入射され、 光電 変換される。 PD 253の出力は、 A/D 255を介して、 CPU 258に入力 される。 一方、 分離された L— b andの WDM方式光信号は、 PD 254に入 射され、 光電変換される。 PD 254の出力は、 AZD 256を介して、 CPU 258に入力される。 よって、 PD 253は、 C— b andの WDM方式光信号 における光パワーを計測し、 PD 256は、 L— b andの WDM方式光信号に おける光パワーを計測する。
一方、 光源 160は、 CPU 258の信号に基づいて所定波長の励起レーザ光 を射出する。 励起レーザ光は、 各波長帯域の WDM方式光信号をラマン増幅する ことができるように、 波長 1450 nmおよび 1485 nmである。 射出された 励起レーザ光は、 力ブラ 156に入射される。 力ブラ 156で分配された一方の 励起レーザ光は、 WDM力ブラ 152に入射され、 他方の励起レーザ光は、 PD 157で光電変換され、 その出力は、 A/D 161を介して CPU 258に入力 れる。
WDM力ブラ 152の波長帯域を分ける波長.(遮断周波数に相当する) は、 2 波長帯域の WDM方式光信号の最短波長と励起レーザ光の波長との間に設計され る。 WDM力ブラ 152は、 力ブラ 156から射出された励起レーザ光をコネク 夕 151を介して光伝送路に射出される。
一方、 コネクタ 151が光伝送路に接続されていない場合や光伝送路中で断線 などしている場合では、 励起レーザ光が反射される。
この反射された励起レーザ光は、 01^1カプラ 152、 力ブラ 156を介して PD 155に入射される。 PD 155は、反射された励起レーザ光を光電変換し、 その出力は、 AZD 159を介して CPU 258に入力される。
メモリ 257は、 CPU 258に接続され、 光学損傷試験プログラム、 レベル P 1の励起レーザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 レベル P 2の 励起レ一ザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 出力 Outplslおよび 出力 0 utpls2に関する許容値、各励起レ一ザ光ごとの駆動電流値および素子温度、 および、 光伝送路がコネクタ 151、 154から外れていることを検出するため の各所定値な 'が格納される。
ここで、 レベル P1 およびレベル P2 は、 1450 nmと 1485 nmの励起 レーザ光の合計された光パワーの場合である。
制御信号回路 165は、 CPU 258に接続され、 制御回線を介して他局と制 御信号を双方向で通信する。
(第 5の実施形態の作用効果)
第 5の実施形態における後方向励起部では、 第 4の実施形態における後方向励 起部に対し、 0SA212の代わりに WDM力ブラ 252、 PD253、 254 および A/D 255、 256の構成を使用する点で相違する。
すなわち、 第 4の実施形態では、 各バンドの l ch. 当たりの光パヮ一は、 0 S A 212の出力に基づいて計算されるが、 第 5の実施形態では、 PD 253お よび PD 254の出力に基づいて計算される点で相違するだけで、 他の作用効果 は、 第 4の実施形態と同様なので、 その説明を省略する。
ここで、 上述したように WDM力ブラ 252が各バンドごとに 2波長帯域の W DM方式光信号を分離するから、 PD 253が受光する光は、 C— bandの W DM方式光信号であり、 PD 254が受光する光は、 L一 bandの WDM方式 光信号である。 このため、 CPU 258は、 PD 253からの出力を C一 ban dの ch. 数で割ることによって Pc を計算することができる。 そして、 CPU 258は、 PD 254からの出力を L一 bandの ch. 数で割ることによって PL を計算することができる。
したがって、 第 5の実施形態における光通信システムは、 各波長の励起レーザ 光の光パヮ一を制御することによって、 ラマン増幅後の 2波長帯域の WDM方式 光信号をほぼ平坦にすることができる。
次に、 別の実施形態について説明する。
(第 6の実施形態の構成)
第 6の実施形態は、 本発明にかかる光通信システムの実施形態である。
第 6の実施形態は、 前方向励起する点で、 後方向励起する第 4および第 5の実 施形態と相違する。
図 18は、 第 6の実施形態の光通信システムの構成を示す図である。
図 18において、 光通信システムは、 送信局 301と、 送信局 301から送出 された複数の波長帯域の光信号を伝送する光伝送路 302と、 光伝送路 302か ら射出される光信号を受信する受信局 303と、 光伝送路 302中に 1箇所以上 設けられる中継局 304とを備えて構成される。
送信局 301内の C— b and信号生成部 311-cは、 C— b andの WDM 方式光信号を生成し、 この C— b andの WDM方式光信号を WDM力ブラ 31 2に射出する。 同様に、 送信局 301内の L一 band信号生成部 311- Lは、 L-b andの WD M方式光信号を生成し、 この L一 bandの WD M方式光信 号を WDMカプラ 312に射出する。
このような C一 b and信号生成部 311 -cおよび L一 b a n d信号生成部 3 11-Lは、 例えば、 図 6に示す OS 81、 82、 WDM力ブラ 83、 84および 光増幅器 87、 86を備えて構成することができる。
各バンドの WDM方式光信号は、 WDM力ブラ 312で波長多重され、 2波長 帯域の WDM方式光信号となる。 この 2波長帯域の WDM方式光信号は、 励起レ —ザ光を供給する前方向励起部 314-1に入射され、 励起レーザ光とともに光伝 送路 302-1に送出される。 光伝送路 302-1をラマン増幅されながら伝送した 2波長帯域の WDM方式光信号は、 中継局 304-1内の帯域検出部 31· 5-1に入 射される。
帯域検出部 315-1は、 励起レーザ光によって増幅された光信号の光パワーを 各バンドごとに検出する。 そして、 帯域検出部 315-1は、 検出結果を前方向励 起部 314-1に送信する。 .
これら前方向励起部 314-1および帯域検出部 315-1の構成については、 後 述する。
帯域検出部 315-1から射出された 2波長帯域の WDM方式光信号は、 WDM 力ブラ 316-1に入射され、 各波長帯域ごとに分離される。 分離された各 WDM 方式光信号は、 それそれ光増幅器 317-cl、 317-L1 に入射され、 増幅され る。 増幅された各 WDM方式光信号は、 WDM力ブラ 318-1に入射され、 波長 多重されて、 再び 2波長帯域の WDM方式光信号となる。 この 2波長帯域の WD M方式光信号は、 前方向励起部 314- 2を介して後段の中継局 304- 2に送出す ベく光伝送路 302- 2に送出される。
以下、 2波長帯域の WDM方式光信号は、 中継局 304で同様に処理されて多 段中継され、 受信局 303内の帯域検出部 315 -qに入射される。
帯域検出部 315 -qから射出された 2波長帯域の WDM方式光信号は、 WDM 力ブラ 321に入射され、 各バンドごとに分離される。 分離された各バンドの W DM方式光信号は、 それそれ C一 b and信号受信部 322-cおよび L— b an d信号受信部 322-Lによって各光信号が受信 '処理される。
次に、 前方向励起部 314および帯域検出部 315の構成について説明する。 図 19は、 第 6の実施形態における前方向励起部の構成を示す図である。 図 20は、 第 6の実施形態における後方向励起部の構成を示す図である。 図 19において、 前方向励起部 314の構成は、 図 11に示す前方向励起部 1 14に対し、 WDM力ブラ 133の代わりに WDM力ブラ 331を使用し、 光源 143の代わりに光源 332を使用し、 メモリ 145の代わりにメモリ 333を 使用し、 CPU 146の代わりに CPU 334を使用することを除き、 その構成 が同一であるので説明を省略する。
ここで、 光源 332は、 互いに波長の異なる 3波のレーザ光を発振することが でき、 CPU 334の信号に基づいてその中から所定の 2波長のレーザ光を射出 する。 このレーザ光が光伝送路 302で C一 b andの WDM方式光信号および L— bandの WD M方式光信号をラマン増幅する励起レーザ光である。
WDM331の波長帯域を分ける波長 (遮断周波数に相当する) は、 2波長帯 域の WDM方式光信号の波長帯域と光源 332が射出することができる励起レー ザ光の波長との間に設計される。 例えば、 光源 332が波長 1440 nm、 14 50 nmおよび 1485 nmの励起レーザ光を射出することが可能である場合に は、 波長 1485 nmと C— b andの最短波長である 1530 nmの間の波長 dk £される。
メモリ 333は、 CPU 334に接続され、 光学損傷試験プログラム、 レベル P 1の励起レーザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 レベル P 2の 励起レーザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 出力 Outplslおよび 出力 0 utpls2に関する許容値、各励起レ一ザ光ごとの駆動電流値および素子温度、 および、 光伝送路がコネクタ 131、 134から外れていることを検出するため の各所定値などが格納される。
ここで、 レベル P1 およびレベル P2 は、 1450 nmと 1485 nmの励起 レーザ光の合計された光パワーの場合である。
一方、 図 20において、 帯域検出部 315は、 コネクタ 351、 353、 カブ ラ 352、 WDMカプラ 354、 PD355、 356、 A/D 357、 358、 CPU 359および制御信号回路 360を備えて構成される。
帯域検出部 315に入射された 2波長帯域の WDM方式光信号は、 コネクタ 3 51、 カプラ 352を介して、 コネクタ 353.から射出される。
力ブラ 352は、 2波長帯域の WDM方式光信号の一部を WDM力ブラ 354 に分配する。 WDM力ブラ 354は、 この 2波長帯域の WDM方式光信号を各波 長帯域ごとに、 すなわち、 C一 b andおよび L一 b andに分離する。
分離された C— b andの WDM方式光信号は、 PD 355に入射され、 光電 変換された出力は、 A/D 357を介して CPU 359に入力される。 一方、 分 離された L— b andの WDM方式光信号は、 PD 356に入射され、 光電変換 された出力は、 AZD 358を介して、 CPU 359に入力される。 よって、 P D 355は、 C_b andの WDM方式光信号における光パワーを計測し、 PD 356は、 L— bandの WDM方式光信号における光パワーを計測する。
制御信号回路 360 、 CPU 359に接続され、 制御回線を介して他局と制 御信号を双方向で通信する。
(第 6の実施形態の作用効果)
このような光通信システムでは、 WDM力ブラ 352が各バンドごとに 2波長 帯域の WDM方式光信号を分離するから、 PD 355が受光する光は、 C— ba ndの WDM方式光信号であり、 PD 356が受光する光は、 L— bandの W DM方式光信号である。 このため、 CPU 359は、 PD 355からの出力を C 一 bandの ch.数で割ることによって Pcを計算することができる。そして、 CPU359は、 PD356からの出力を L— b a n dの c h . 数で割ることに よって PL を計算することができる。
CPU359は、 この Pcおよび PL を制御信号回路 360、 制御回線および 制御信号回路 147を介して、前方向励起部 314内の CPU 334に送信する。 なお、 Pc および PL を計算することなく、 各バンドの WDM方式光信号の光 パヮ一をそのまま CPU 334に送信するようにし、 CPU 334が Pcおよび PL を計算するようにしてもよい。
よって、 CPU 334は、 第 4および第 5の実施形態と同様に、 光源 332か ら射出される各波長の励起レーザ光における光パワーを制御することによって、 ラマン増幅後の 2波長帯域の WD M方式光信号をほぼ平坦にすることができる。 なお、 第 4ないし第 6実施形態において、 前方向励起部や後方向励起部から射 出された励起光が、 光伝送路内で充分に減衰されない場合がある。 このような場 合に、 光増幅器などの光学部品は、 利得、 出カレペルおよび非接続の検出などに 関し、 誤動作する場合がある。 そこで、 励起光が残留する場合であって前方向励起の場合では、 後段の中継局 内に励起光を遮断するとともに WDM方式光信号を透過する F I Lを光伝送路に 接続する。 一方、 後方向励起の場合では、 前段の中継局内にかかる F I Lを光伝 送路に接続する。 このような F I Lの遮断波長は、 2波長帯域の WDM方式光信 号の波長帯域と励起レーザ光との間に設計される。
また、 第 4ないし第 6の実施形態において、 第 3の実施形態において図 15を 用いて説明したように、 このような F I Lから反射される残留励起光の光パワー を検出して、 励起光の有無の検出や励起光の光パワーの調整に利用するようにし てもよい。 ここで、 残留励起光の光パワーの検出部は、 残留励起光が波長帯域の 数に対応する数の励起レーザ光が含まれるから、 F I Lで反射される残留励起光 を WDM力ブラでそれそれを分離し、 各々 PDで受光するように構成する。 次に、 本発明に好適な光源について説明する。
(第 1の構成例)
図 22は、 光源の第 1の構成例を示す図である。
図 22において、 第 1の構成例の光源は、 光伝送路中で伝搬する光をラマン増 幅する励起レーザ光は、 LD406で発振され、 ファイバーブラッグ反射グレー ティング (以下、 「FBG」 と略記する。 ) 407および力ブラ 408を介して 射出される。
FBG407は、 反射中心波長が LD 406に発振させたい波長に設定され、 反射率が 10パ一セント以下に設定される。 この FBG407を備えることで L D 406の発振波長が固定される。
LD 406の駆動電流は、 LD駆動回路 405から供給され、 ディジタル/ァ ナログ変換器 (以下、 「E>/A」 と略記する。 ) 404を介して CPU 400で 制御される。
CPU400は、 温度検出器 410の出力に基づいて温度調整器 403の駆動 電流を制御することによって LD 406の素子温度を制御する。 温度検出器 41 0は、 サーミス夕や熱電対などの測温素子であり、 ベース基板 415に密着して 備えられ、 その出力は、 A/D 409を介して CPU400に出力される。 温度 調整器 403は、 ペルチェ素子などの熱源であり、 ベース基板 415に密着して 備えられる。 その駆動電流は、 D/A401を介して CPU400で制御される 温度調整器駆動回路 402から供給される。
力ブラ 408は、 励起レーザ光の一部を PD 412に入射させる。 PD412 は、 この一部の励起レーザを光電変換し、 その出力は、 A/D411を介して C PU400に入力される。 CPU400は、 この P D 412からの出力に基づい て励起レーザ光の射出の有無を検出し、 さらに、 LD 406の出力を調整する。 このような第 1の構成例の光源は、 所定の 1波長の励起レーザ光を射出するの に好適であるから、 第 1の実施形態の光源に適用可能である。 また、 このような 光源を複数用意することによって、 第 2、 および、 第 4ないし第 6の実施形態の 抗原に適用可能である。 なお、 これらの場合では、 図 22の CPU400は、 各 実施形態の 214、 258、 334に相当する。 そして、 CPU400の制御プ ログラムおよび設定値などは、 各実施形態におけるメモリに蓄積される。
(第 2の構成例)
図 23は、 光源の第 2の構成例を示す図である。
図 23において、 第 2の構成例の光源は、 光伝送路中で伝搬する光をラマン増 幅する励起レーザ光は、 チューナブル半導体レーザ (以下、 「t-LD」 と略記す る。 ) 421で発振され、 力ブラ 422、 アイソレータ (以下、 「I SO」 と略 記する。 ) 423および力ブラ 408を介して射出される。
t-LD 421は、 その駆動電流および素子温度を変更することによって発振波 長を変更することができるレーザ素子である。 例えば、 波長可変分布反射型半導 体レーザや波長可変分布帰還型半導体レーザや多量子井戸半導体レーザなどがあ る。 t-LD 421の駆動電流は、 LD駆動回路 405から供給され、 D/A40 4を介して CPU431で制御される。
CPU431は、 温度検出器 410の出力に基づいて温度調整器 403の駆動 電流を制御することによって LD 421の素子温度を制御する。 測温素子である 温度検出器 410は、 ベース基板 432に密着して備えられ、 その出力は、 A/ D 409を介して CPU400に出力される。 熱源である温度調整器 403は、 ベース基板 432に密着して備えられる。 その駆動電流は、 D/A401を介し て CPU 431で制御される温度調整器駆動回路 402から供給される。 力ブラ 422は、 t-LD421から射出されるレーザ光の一部をフアブリ一 · ぺロェ夕ロンフィルタ (以下、 「ETフィル夕」 と略記する) 425および; PD 427に分配する。 PD 427は、 受光したレーザ光をその光パワーに従う電流 に光電変換し、 その出力は、 A/D 429を介して CPU431に入力される。 ETフィル夕から射出されたレーザ光は、 PD 426で光電変換され、 その出力 は、 A/D429を介して CPU431に入力される。
ETフィル夕の FSR (free spectral range ) の半分が t-LD421の最短 発振波長と最長発振波長との間隔よりも長く設定される。 そして、 光透過率が、 発振させたい複数の波長ごとに割り当てられる。 すなわち、 各波長に対応する目 標値が、 光透過率の肩 (2極値間の曲線) に配置される。
CPU431は、 PD 426および PD 427の出力に基づいて、 ETフィル 夕の光透過率を計測し、 この計測値が、 所望の波長に対応する光透過率となるよ うに t-LD 421の素子温度を制御する。こうして、 t- LD 421の発振波長が、 所望の波長に制御される。
I S0421は、 一方向にのみ光を透過する光部品であり、 装置内における各 光部品の接続部などからの反射光が何処までも伝搬するのを防止し、 特に、 反射 光による t- LD421の不安定性を解消する。
CPU431は、 力ブラ 408で分配された励起レーザ光の一部を PD 412 および A/D411によって検出することによって、 励起レーザ光の有無を検出 し、 さらに、 t-LD 421の出力を調整する。
このような第 2の構成例の光源は、 複数の波長の励起レーザ光を安定的に射出 することができるから、 第 1および第 3の実施形態の光源に適用可能である。 ま た、 このような光源を複数個用意することによって、 第 2、 および、 第 4ないし 第 6の実施形態の光源に適用可能である。 なお、 これらの場合では、 図 23の C P U 431は、 各実施形態の CPU146、 164、 214、 258、 334に 相当する。 そして、 CPU431の制御プログラムおよび設定値などは、 各実施 形態におけるメモリに蓄積される。
(第 3の構成例)
図 24は、 光源の第 3の構成例を示す図である。 図 24において、 第 3の構成例の光源は、 光伝送路中で伝搬する光をラマン増 幅する励起レーザ光は、 LDアレイ部 440から射出され、 半導体レーザ増幅器 (以下、 「S OA」 と略記する。 ) 443、 I S 0423および力ブラ 408を 介して射出される。 '
LDアレイ部 440は、 互いに発振波長の異なる 8個の LD 441および WD M力ブラ 442を備えて構成され、 各 LD441から射出されるレーザ光は、 W DM力ブラ 442で波長多重されて LDアレイ部 440の出力として射出される c LD.アレイ部 440の駆動電流は、 LD駆動回路 445から供給され、 どの LD 44.1に駆動電流を供給すべきかは、 DZA404を介して CPU448で制御 される。 したがって、 LDアレイ部 440は、 CPU448の制御によって、 1 波長のレーザ光または複数の波長を含むレーザ光を射出することができる。
なお、 本構成例では、 8個の場合について説明するが、 任意の個数でよい。 CPU448は、 温度検出器 410の出力に基づいて温度調整器 403の駆動 電流を制御することによって LDアレイ部 440の温度を制御する。 測温素子で ある温度検出器 410は、 ベース基板 449に密着して備えられ、 その出力は、 A/D 409を介して CPU448に出力される。 熱源である温度調整器 403 は、 ベース基板 449に密着して備えられる。 その駆動電流は、 DZA401を 介して CPU 448で制御される温度調整器駆動回路 402から供給される。
S OA443は、 LDアレイ部 440から射出されるレーザ光を所定の光パヮ —まで増幅する。 その駆動電流は、 D/A447を介して CPU448で制御さ れる SO A駆動回路 446から供給される。
CPU448は、 力ブラ 408で分配された励起レ一ザ光の一部を PD 412 および A/D41 1によって検出することによって、 励起レーザ光の有無を検出 し、 さらに、 S OA443の利得を調整する。
このような第 3の構成例の光源は、 1波長のレーザ光または複数の波長を含む レーザ光を射出することができるから、 第 1ないし第 6の実施形態の光源に適用 可能である。 なお、 これらの場合では、 図 24の CPU448は、 各実施形態の CPU146、 164、 214、 258、 334に相当する。 そして、 CPU 4 48の制御プログラムおよび設定値などは、 各実施形態におけるメモリに蓄積さ れる。
なお、 図 11、 図 12、 図 17、 図 18、 図 20および図 21に破線で示すよ うに、 前方向励起部、 後方向励起部および帯域検出部分離において、 光伝送路に 組み込まれる第 1ュニットと、 励起光を供給する第 2ュニットとに分けられるよ うにしてもよい。 例えば、 前方向励起部 114では、 コネクタ 131、 134、 力ブラ 132、 135、 138、 WDM力ブラ 133および PD 135、 136、 137、 139の第 1ユニットと、 A/D 140、 141、 142、 144、 光 源 143、 メモリ 145、 CPU 146および制御信号回路 147の第 2ュニヅ トとに分離することができるように分ける。 このように分離可能にすることによ つて、 必要に応じてラマン増幅を行うュニットを光通信システムの設置後に増設 することができる。 産業上の利用の可能性
以上説明したように、 本発明にかかる光通信システム、 励起光供給方法およ び分布型ラマン増幅装置は、 ほぼ平坦な利得波長特性でラマン増幅することがで きる。 そして、 光通信システムを扱う取扱者の安全を確保することができる。 さ らに、 運用中の光学破損を回避することができる。

Claims

請求の範囲
( 1 ) 送信局と、
前記送信局から送出された光信号を伝送する光伝送路と、
前記光伝送路から射出される前記光信号を受信する受信局と、
前記光伝送路中に 1箇所以上設けられる中継局と、
前記送信局、 前記受信局および前記中継局の中から少なくとも 2個の局に設け られ、 前記光伝送路に励起光を供給する励起光源とを備え、
前記各励起光の波長が 2種類以上であること
を特徴とする光通信システム。
( 2 ) 前記光伝送路のラマン利得波長特性において、 前記各励起光のうちの 1 個の励起光によって生じるラマン利得が現れ始める波長から長波長側で最初に最 大値となる波長を増幅すべき増幅波長帯域の中心波長に一致させた場合に、 前記 各励起光の波長のうちの最短波長と最長波長との間隔は、 前記増幅波長帯域の間 隔と一致すること
を特徴とする請求項 1に記載の光通信システム。
( 3 ) 前記波長は、 第 1波長および第 2波長の 2種類であり、
前記第 2波長は、 前記第 2波長の励起光によって生じる第 2ラマン利得が現れ 始める波長から長波長側で最初に最大値となる波長が、 前記第 1波長の励起光に よって生じる第 1ラマン利得が現れ始める波長から長波長側で最初に最大値とな つた後の極小値となる波長とほぼ一致するように設定されること
を特徴とする請求項 1に記載の光通信システム。
( 4 ) 前記励起光が供給される局と該励起光の進行方向で対向する局内に、 該 励起光を遮光する遮光手段を前記光伝送路にさらに設けること
を特徴とする請求項 1に記載の光通信システム。
( 5 ) 前記励起光が供給される局と該励起光の進行方向で対向する局内に設け られ、 該励起光の残留励起光の光パワーを検出する残留光検出手段と、
該励起光が供給される局内に設けられ、 前記残留光検出手段の検出結果が所定 の一定範囲内にあるように該励起光の光パワーを調整する調整手段と、 前記検出結果を前記残留光検出手段から前記調整手段まで送信する検出結果送 信手段とをさらに備えること
を特徴とする請求項 1に記載の光通信システム。
( 6 ) 前記励起光が供給される局と該励起光の進行方向で対向する局内に設け られ、 該励起光の残留励起光の光パワーを検出する残留光検出手段と、
該励起光が供給される局内に設けられ、 前記残留光検出手段の検出結果が所定 値以下である場合に該励起光の供給を止める停止手段と、
前記検出結果を前記残留光検出手段から前記停止手段まで送信する検出結果送 信手段とをさらに備えること
を特徴とする請求項 1に記載の光通信システム。
( 7 ) 前記励起光が供給される局内に設けられ、 前記光信号の光パワーを検出 する光信号検出手段と、
前記光信号検出手段の検出結果が所定の一定範囲外である場合に該励起光の供 給を止める停止手段とをさらに備えること
を特徴とする請求項 1に記載の光通信システム。
( 8 ) 前記励起光が供給される局内に設けられ、 前記励起光の反射励起光の光 パワーを検出する反射光検出手段と、
前記反射光検出手段の検出結果が所定値以上である場合に該励起光の供給を止 める停止手段とをさらに備えること
を特徴とする請求項 1に記載の光通信システム。
( 9 ) 前記励起光に低周波を重畳する重畳手段をさらに備え、
前記停止手段は、 さらに前記低周波を検出して前記励起光であることを確認す
*Qし と
を特徴とする請求項 8に記載の光通信システム。
( 1 0 ) 前記励起光の励起方法に対応して局内に設けられ、 該励起光によって 増幅された光信号の光パワーを検出する検出手段と、
前記励起光が供給される局内に設けられ、 第 1光パワーの励起光を光伝送路に 供給した場合における前記検出手段の第 1検出結果と、 前記第 1光パワーより大 きい第 2光パワーの励起光を光伝送路に供給した場合における前記検出手段の第 2検出結果とを較べて、 所定の範囲より小さい場合に、 励起光の供給を止める停 止手段とをさらに備えること
を特徴とする請求項 1に記載の光通信システム。
( 1 1 ) 送信局と、
前記送信局から送出された光信号を伝送する光伝送路と、
前記光伝送路から射出される前記光信号を受信する受信局と、
前記光伝送路中に 1箇所以上設けられる中継局と、
前記送信局、 前記受信局および前記中継局の中から少なくとも 1個の局に設け られ、 前記光伝送路に励起光を供給する励起光源と、
前記励起光の励起方法に対応して局内に設けられ、 該励起光によって増幅され た光信号の光パワーを検出する検出手段と、
前記励起光が供給される局内に設けられ、 第 1光パワーの励起光を光伝送路に 供給した場合における前記検出手段の第 1検出結果と、 前記第 1光パワーより大 きい第 2光パワーの励起光を光伝送路に供給した場合における前記検出手段の第 2検出結果とを較べて、 所定の範囲より小さい場合に、 励起光の供給を止める停 止手段とを備えること
を特徴とする光通信システム。
( 1 2 ) 送信局と、
前記送信局から送出された複数の波長帯域の光信号を伝送する光伝送路と、 前記光伝送路から射出される前記光信号を受信する受信局と、
前記光伝送路中に 1箇所以上設けられる中継局と、
前記送信局、 前記受信局および前記中継局の中から少なくとも 1個の局に設け られ、 前記複数の波長帯域に対応する複数の励起光を前記光伝送路に供給する励 起光源と、
前記励起光の励起方法に対応して局内に設けられ、 該励起光によって増幅され た光信号の光パワーを前記複数の波長帯域ごとに検出する帯域検出手段と、 前記励起光源が設けられる該局内に設けられ、 前記帯域検出手段の検出結果に 基づいて、 前記.複数の波長帯域ごとに検出される光信号の光パワーが所定の一定 範囲内にあるように、 前記複数の励起光の各光パワーを調整する帯域調整手段と を備えること
を特徴とする光通信システム。
(13) 前記複数の波長帯域は、 C— bandと L— bandであり、 前記複数の励起光は、 波長が 1440 nmである励起光および波長が 1485 nmである励起光であること
を特徴とする請求項 12に記載の光通信システム。
( 14 ) 前記励起光源は、 波長が 1440 nm、 1450 nmおよび 1485 nmのレーザ光を発振するレーザ光源であり、
前記励起光源が設けられる局内に設けられ、 C— b a n dの光信号のみを伝送 する場合には波長が 1450 nmのレーザ光を射出させ、 L— bandの光信号 のみを伝送する場合には波長が 1485 nmのレーザ光を射出させ、 C— b an dおよび L一 b andの光信号を伝送する場合には波長が 1440 nmおよび 1 485 nmのレーザ光を射出させるように該励起光源を制御する制御手段をさら に備えること .
を特徴とする請求項 12に記載の光通信システム。
(15) 前記複数の励起光が供給される局と該複数の励起光の進行方向で対向 する局内に、 該複数の励起光を遮光する遮光手段を前記光伝送路にさらに設ける ことを
特徴とする請求項 12に記載の光通信システム。
(16) 前記複数の励起光が供給される局と該複数の励起光の進行方向で対向 する局内に設けられ、 該複数の励起光の各残留励起光の光パワーをそれそれ検出 する残留光検出手段と、
該複数の励起光が供給される局内に設けられ、 前記残留光検出手段の検出結果 が所定の一定範囲内にあるように該複数の励起光の光パワーをそれそれ調整する 調整手段と、
前記検出結果を前記残留光検出手段から前記調整手段まで送信する検出結果送 信手段とをさらに備えること
を特徴とする請求項 12に記載の光通信システム。
(17) 前記複数の励起光が供給される局と該複数の励起光の進行方向で対 向する局内に設けられ、 該複数の励起光の各残留励起光の光パワーをそれそれ検 出する残留光検出手段と、
該複数の励起光が供給される局内に設けられ、 前記残留光検出手段の検出結果 が所定値以下である場合に該複数の励起光の供給を止める停止手段と、
前記検出結果を前記残留光検出手段から前記停止手段まで送信する検出結果送 信手段とをさらに備えること
を特徴とする請求項 1 2に記載の光通信システム。
( 1 8 ) 前記複数の励起光が供給される局内に設けられ、 前記光信号の光パヮ —を検出する光信号検出手段と、
前記光信号検出手段の検出結果が所定の一定範囲外である場合に該複数の励起 光の供給を止める停止手段とをさらに備えること
を特徴とする請求項 1 2に記載の光通信システム。
( 1 9 ) 前記複数の励起光が供給される局内に設けられ、 前記複数の励起光の 反射励起光の光パワーを検出する反射光検出手段と、
前記反射光検出手段の検出結果が所定値以上である場合に該複数の励起光の供 給を止める停止手段とをさらに備えること
を特徴とする請求項 1 2に記載の光通信システム。
( 2 0 ) 第 1光パワーの励起光を光伝送路に供給する第 1ステップと、 前記第 1光パワーの励起光でラマン増幅された光の光パワーを検出する第 2ス テツプと、 . 前記第 1光パワーより大きい第 2光パワーの励起光を光伝送路に供給する第 3 ステップと、
前記第 2光パワーの励起光でラマン増幅された光の光パワーを検出する第 4ス テヅプと、
前記第 4ステップの検出結果が前記第 2ステップの検出結果に較べて、 所定の 範囲より小さい場合に、 励起光の供給先が異常である旨を警告する第 5ステップ とを備えること
を特徴とする、 前記光伝送路でラマン増幅する励起光を供給する励起光供給方 法。 ' ( 2 1 ) ^記励起光の供給先が異常である旨を警告した場合に、 前記励起光の 供給を停止する第 6ステップをさらに備えること
を特徴とする請求項 2 0に記載の励起供給方法。
( 2 2 ) 第 1波長帯域の光信号を励起する第 1励起光を所定値で光伝送路に供 給する第 1ステップと、
第 1波長帯域の光信号の光パワーを検出する第 2ステツプと、
第 1波長帯域とは異なる第 2波長帯域の光信号の光パワーを検出する第 3ステ ヅプと、
前記第 2ステツプの検出結果と前記第 3ステツプの検出結果とが所定の一定範 囲内にあるように、 前記第 2波長帯域の光信号を励起する第 2励起光を調整する 第 4ステップとを備えること
を特徴とする、 2個の波長帯域に亘る光信号を前記光伝送路でラマン増幅する 励起光を供給する励起光供給方法。
( 2 3 ) 光信号を伝送する光伝送路の少なくとも 2箇所から供給される複数の 励起光であって、 該複数の励起光における波長が 2種類以上あること
を特徴とする分布型ラマン増幅装置。
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