JP3591269B2

JP3591269B2 - Ultra-wideband chromatic dispersion compensation device

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Publication number: JP3591269B2
Application number: JP01431398A
Authority: JP
Inventors: 克之井本
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1998-01-27
Filing date: 1998-01-27
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2018-01-27
Also published as: JPH11215058A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長多重通信用伝送路の波長分散を広帯域にわたって補償するための超広帯域波長分散補償デバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、１．５５μｍ帯の光ファイバ増幅器の急速な進展に伴い、１．５５μｍ帯の光信号を数波乃至数十波用いた波長多重伝送により、高速かつ大容量の情報を長距離伝送するシステムの研究開発が活発になってきた。このようなシステムの構成方法として、伝送路に零分散特性を１．３μｍで持つシングルモード光ファイバを用い、これに１．５５μｍ帯の波長多重された信号光を数波〜数十波伝送させる方法が検討されている。波長多重された信号光を長距離伝送する場合、問題になるのは波長分散（光の速度が波長により異なること）である。
【０００３】
図９は分散状態と伝搬距離の関係を示す。パルス状の入力信号光が光ファイバを伝搬するとき、分散が零であれば光ファイバから出力される波形に変化は生じない。しかし、分散値が大きくなるにつれて、入力信号光のパルス波形自体が崩れて広がりを持ってくる。このように分散値の大きい光ファイバ内を入力信号光が長距離伝搬すると、その出力信号光が劣化する。そこで、波長分散を補償し、分散値を零にする必要がある。１．５５μｍ帯での光ファイバの波長分散を補償する方法として、波長多重伝送路に分散補償ファイバを付加する方法が提案されている。その具体例が、特開平８−２３４２５５号公報及び特開平９−１９１２９０号公報に示されている。
【０００４】
図１０は従来の波長分散補償デバイスの第１例を示す。光分岐結合器（ＣＰＬ）１０１は、波長λ_１〜λ_ｎにより波長多重されている信号光１００−１を入力とし、波長λ_１，λ_２・・・〜λ_ｎの波長毎に分岐して出力する。光分岐結合器１０１のｎ個の出力端のそれぞれには、予め設定した波長帯のみを通過させるバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１０２−１〜１０２−ｎが接続されている。バンドパスフィルタ１０２−１〜１０２−ｎのそれぞれには、波長分散補償部（ＤＣ）１０３−１〜１０３−ｎが接続され、これらの出力端には光分岐結合器（ＣＰＬ）１０４が接続されている。光分岐結合器１０４からは、波長λ_１〜λ_ｎを波長多重した信号光１００−２が出力される。
【０００５】
図１０の構成では、光分岐結合器１０１によって波長λ_１〜λ_ｎが波長毎に分波され、更に、バンドパスフィルタ１０２−１〜１０２−ｎのそれぞれによって定められた波長以外の波長成分が除去される。この後、分波後の各波長の光信号毎にそれぞれ独立に波長分散補償部１０３−１〜１０３−ｎにより伝送路の波長分散が補償され、各波長λ_１〜λ_ｎのそれぞれに対して全体として零分散になる。波長分散補償部１０３−１〜１０３−ｎの出力は、光分岐結合器１０４によって多重化され、信号光１００−２として出力される。
【０００６】
また、伝送距離を延ばすため、伝送路の途中に光ファイバ増幅器を挿入する方法が考えられており、その一例が特開平８−３１６９１２号公報に示されている。これについて以下に説明する。
図１１は従来の波長分散補償デバイスの第２例を示す。入力光伝送路２０１には波長λ_１〜λ_ｎにより波長多重されている信号光入力１００−１が伝搬されており、その出力端には光増幅器２０２が接続されている。光増幅器２０２には、光サーキュレータ２０３の第１のポート▲１▼が接続され、第２のポート▲２▼には波長分散補償ファイバ２０５が接続され、第３のポート▲３▼には出力光伝送路２０４が接続されている。更に、波長分散補償ファイバ２０５にはチャープトグレーティングファイバ（ｃｈｉｒｐｅｄｇｒａｔｉｎｇｆｉｂｅｒ）２０６が接続され、その出力端には無反射終端２０７が設けられている。
【０００７】
図１１において、波長多重されている信号光１００−１を入力光伝送路２０１に入力して伝搬させることにより、波長λ_１〜λ_ｎのそれぞれの信号光のパワー減衰と、各波長の信号光の波長分散値を補うことができる。すなわち、波長λ_１〜λ_ｎの各信号光のパワー減衰は、光増幅器２０２による信号光の増幅によって補われる。また、波長λ_１〜λ_ｎの各波長の信号光の波長分散値は、光増幅器２０２の出力信号光を光サーキュレータ２０３の第１のポート▲１▼に入射させ、第２のポート▲２▼から取り出し、第２のポート▲２▼に接続された波長分散補償ファイバ２０５とチャープトグレーティングファイバ２０６内を信号光２０８として伝搬させ、チャープトグレーティングファイバ２０６内で各波長毎に信号光を反射させた後、波長分散補償デバイス２０５内を信号光２０９として逆方向に伝搬させる。この逆方向に伝搬した信号光２０９は、光サーキュレータ２０３の第２のポート▲２▼から第３のポート▲３▼へ伝搬し、更に、出力光伝送路４内を信号光２１０として伝搬することで波長分散補償と高出力化が図られ、信号光出力１００−２が得られる。
【０００８】
図１２は従来の波長分散補償デバイスの第３例を示す。図１２の構成は、図１１の構成において、光増幅器２０２を光サーキュレータ２０３と出力光伝送路２０４の間に移設した構成にしている。その他の構成に変更はないので、重複する説明は省略する。入力光伝送路２０１からの波長λ_１〜λ_ｎにより波長多重された信号光入力１００−１は、光サーキュレータ２０３を通過して波長分散補償ファイバ２０５に伝搬する。波長分散補償ファイバ２０５によって波長分散補償が行なわれた後、チャープトグレーティングファイバ２０６で反射し、この反射信号光は光サーキュレータ２０３の第２のポート▲２▼→第３のポート▲３▼の経路で光増幅器２０２に到達し、ここで光増幅された後、出力光伝送路２０４を通過して信号光出力１００−２として取り出される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の波長分散補償デバイスによると、以下に列挙する問題がある。（１）図１０の構成の場合、波長分散補償部１０３−１〜１０３−ｎには通過型の光部品、例えば、分散補償ファイバが用いられるが、その長さが数ｋｍ以上に及ぶため、光損失が大きい、サイズが大きい、低コスト化が難しい、等の問題がある。
（２）また、入力部に波長多重されている信号光出力をｎ分配するための光分岐結合器１０１を必要とし、更に、出力部にｎ分波された信号光を合波させるための光分岐結合器１０４を必要とするため、これら光分岐結合器での分岐損失により、波長多重された信号光が減衰し、伝送距離に制限を受けるという問題がある。
（３）更に、多数の光部品を使用しているため、各々の光部品間の接続損失が問題になるほか、それぞれの接続部からの反射光がそれぞれのチャンネル間のクロストークを劣化させるという問題がある。
（４）図１１及び図１２の構成の場合、独立した機能を有する光増幅器と波長分散補償部が設けられ、それらがカスケード接続されているため、光部品点数が多くなり、コストアップの要因になる。更に、光部品点数が多くなるのに伴って伝送損失が増え、小型化が難しいという問題がある。
（５）（４）のような光部品点数の増大は、それぞれの光部品との間の接続損失を増大させ、更に、偏光依存性損失をも増大させてしまう。
（６）更に、図１１及び図１２の構成の大きな問題は、波長多重された信号光の波長帯域が広がるにつれ、チャープトグレーティングファイバ２０６の波長分散特性を高精度にすることが困難なため、再現性良く製造することが難しく、環境変化によるチャープトグレーティング特性の信頼性も低い。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、広帯域にわたって伝送路の波長分散及びその分散スロープを補償することが可能な超広帯域波長分散補償デバイスを提供することにある。
更に、本発明の他の目的は、波長分散補償された信号光の増幅を一体化回路で構成することのできる超広帯域波長分散補償デバイスを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、複数の異なる波長が多重化された信号光が伝搬される入力光伝送路と、前記入力光伝送路からの信号光を長波帯、短波帯等の複数の波長領域の信号光に分波する光分波器と、前記光分波器で分波した前記複数の波長領域の前記信号光を複数の異なる波長の信号光に分波すると共に分波した前記信号光を波長分散補償した後に合波して出力側へ送出する複数の光合分波器と、前記複数の光合分波器によって分波した前記信号光を個別に伝搬及び反射させて波長分散補償を施して前記光合分波器へ送出する複数のチャープトグレーティングファイバと、を備えることを特徴とする超広帯域波長分散補償デバイスを提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。本発明の各実施の形態においては、波長帯として、１．５３μｍ〜１．５６μｍの短波長帯（以下、「Ｌバンド」という）と、１．５７μｍ〜１．６１μｍの長波長帯（以下、「Ｈバンド」という）を用い、少なくとも８波以上が波長多重伝送されている光伝送路（例えば、シングルモードファイバ又は分散シフトファイバ）の波長分散を補償し、かつ、それらの分散スロープ（各波長λ_１〜λ_ｎに対して波長分散値が異なる特性）を制御し、上記波長帯でのそれぞれの波長の信号光の分散値をほぼ０にすることをめざしている。
【００１３】
図１は本発明に係る超広帯域波長分散補償デバイスの第１の実施の形態を示す。信号光１３が伝搬されている入力光伝送路１には、分散補償ファイバ（ＤＣＦ）２が接続され、この分散補償ファイバ２にＷＤＭフィルタ（波長分割多重フィルタ：ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇｆｉｌｔｅｒ）３が接続されている。ＷＤＭフィルタ３の信号光４ａ（短波長帯）を出力する端部には光サーキュレータ５のポート▲１▼が接続され、ＷＤＭフィルタ３（光分波器）の信号光４ｂ（長波長帯）を出力する端部には光サーキュレータ６のポート▲１▼が接続されている。光サーキュレータ５のポート▲２▼にはＷＤＭフィルタ７（光合分波器）が接続され、その４つの出力端のそれぞれにはチャープトグレーティングファイバ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが接続されている。同様に、光サーキュレータ６のポート▲２▼にはＷＤＭフィルタ９（光合分波器）が接続され、その４つの出力端のそれぞれにはチャープトグレーティングファイバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが接続されている。光サーキュレータ５，６のポート▲３▼のそれぞれには、ＷＤＭフィルタ１１（光合波器）が接続され、その出力端には出力光伝送路１２が接続されている。
【００１４】
入力光伝送路１には、例えば、波長１．３μｍにおいて零分散波長になるシングルモードファイバ（または、分散シフトファイバ）が用いられ、その長さは、数十ｋｍに及んでいる。波長多重されている信号光１３は上記したようにＬバンド（波長領域）とＨバンドで構成されている。例えば、Ｌバンドでは０．８ｎｍ間隔に８波の信号光（波長λ_１〜λ_８）を含み、Ｈバンドは０．８ｎｍ間隔に８波の信号光（波長λ_９〜λ_１６）を含んでいる。そして、これらの信号光は、例えば、１０Ｇｂ／ｓの伝送速度で伝搬している。ＷＤＭフィルタ７，９は、共に１入力４出力の光合分波回路である。
【００１５】
次に、図１の構成の超広帯域波長分散補償デバイスの動作について説明する。入力光伝送路１を伝搬してきた信号光１３は分散補償ファイバ２に入力され、分散補償が行なわれる。分散補償ファイバ２は、入力光伝送路１内を波長λ_１〜λ_１６（ただし、λ_１＜λ_１６）で波長多重されている信号光１３が伝搬することにより生じる分散値（λ_１の場合はＤ_１、λ_１６の場合はＤ_１６、Ｄ_１＜Ｄ_１６）と、ほぼ逆符号の値を持った分散値を有し、例えば、−Ｄ_１の分散値を持つようにファイバ長が定められている。分散補償ファイバ２より出力された信号光１４は、ＷＤＭフィルタ３に入力される。このＷＤＭフィルタ３とＷＤＭフィルタ１１との間で、上記それぞれの波長での分散偏差値が補償される。ＷＤＭフィルタ３は上記波長多重された信号光λ_１〜λ_１６を２つの波長帯、すなわち、λ_１〜λ_８とλ_９〜λ_１６に分波する。波長λ_１〜λ_８は信号光４ａとして分波され、波長λ_９〜λ_１６は信号光４ｂとして分波され、それぞれ光サーキュレータ５，６の各ポート▲１▼に入力される。
【００１６】
光サーキュレータ５は、そのポート▲１▼に入力された信号光４ａを信号光１５ａとしてポート▲２▼へ出力させ、ＷＤＭフィルタ７へ伝搬させる。そして、ＷＤＭフィルタ７からの信号光１６ａをポート▲２▼からポート▲３▼へ出力させる。同様に、光サーキュレータ６は、そのポート▲１▼に入力された信号光４ｂを信号光１５ｂとしてポート▲２▼へ出力させ、ＷＤＭフィルタ９へ伝搬させる。そして、ＷＤＭフィルタ９からの信号光１６ｂをポート▲２▼からポート▲３▼へ出力させる。
【００１７】
ＷＤＭフィルタ７は、波長多重されている信号光１５ａを４つの波長帯、すなわち、λ_１とλ_２、λ_３とλ_４、λ_５とλ_６、λ_７とλ_８に分波して出力する。具体的には、λ_１とλ_２がチャープトグレーティングファイバ８ａに、λ_３とλ_４がチャープトグレーティングファイバ８ｂに、λ_５とλ_６がチャープトグレーティングファイバ８ｃに、λ_７とλ_８がチャープトグレーティングファイバ８ｄに出力される。同様に、ＷＤＭフィルタ９は、波長多重されている信号光１５ｂを４つの波長帯、すなわち、λ_９とλ_１０、λ_１１とλ_１２、λ_１３とλ_１４、λ_１５とλ_１６に分波して出力する。λ_９とλ_１０はチャープトグレーティングファイバ１０ａに、λ_１１とλ_１２がチャープトグレーティングファイバ１０ｂに、λ_１３とλ_１４がチャープトグレーティングファイバ１０ｃに、λ_１５とλ_１６がチャープトグレーティングファイバ１０ｄに出力される。
【００１８】
これらチャープトグレーティングファイバ８ａ〜８ｄ，１０ａ〜１０ｄは、分散補償ファイバ２で補償しきれなかった分散補償及び分散スロープ補償を行なうための波長分散補償回路である。例えば、チャープトグレーティングファイバ８ａは、その中を伝搬する波長λ_１とλ_２の信号光の波長分散を補償するものであり、波長λ_１とλ_２の信号光は１７ａとしてチャープトグレーティングファイバ８ａ内を伝搬し、波長λ_１の信号光はチャープトグレーティングファイバ８ａ内の更に奥の方まで伝搬した後で反射する。また、波長λ_２の信号光はチャープトグレーティングファイバ８ａ内の波長λ_１の反射位置より少し手前で反射し、それぞれ信号光１７ｂとして戻り、ＷＤＭフィルタ７で合波される。
【００１９】
チャープトグレーティングファイバ８ｂ内には波長λ_３とλ_４の信号光がそれぞれ伝搬し、波長λ_４は手前の方で、波長λ_３は波長λ_４より更に奥の方まで伝搬してそれぞれ反射した後、再びＷＤＭフィルタ７へ戻り、ここで合波される。チャープトグレーティングファイバ８ｃ内には波長λ_５とλ_６の信号光がそれぞれ伝搬し、波長λ_６は手前の方で、波長λ_５は更に奥の方でそれぞれ反射し、再びＷＤＭフィルタ７に戻って合波される。更に、チャープトグレーティングファイバ８ｄ内には波長λ_７とλ_８の信号光がそれぞれ伝搬し、波長λ_８は手前の方で、波長λ_７はそれより奥の方でそれぞれ反射し、再びＷＤＭフィルタ７へ戻り、ＷＤＭフィルタ７で合波される。ＷＤＭフィルタ７では、それぞれの波長の信号光が伝搬遅延を与えられることにより波長分散が補償される。チャープトグレーティングファイバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄにおいても、ＷＤＭフィルタ７側と同様に入力された波長の信号光が伝搬し、所定の位置で反射した後、再びＷＤＭフィルタ９に戻って合波され、それぞれの波長の信号光が伝搬遅延を与えられることにより波長分散が補償される。
【００２０】
ＷＤＭフィルタ７，９で分散補償された信号光は、ＷＤＭフィルタ７，９内を逆方向に信号光１６ａ，１６ｂとして伝搬し、光サーキュレータ５，６の各ポート▲２▼からポート▲３▼を通ってＷＤＭフィルタ１１へ出力される。ＷＤＭフィルタ１１は、Ｌバンドの分散補償された信号光１６ａとＨバンドの分散補償された信号光１６ｂとを合波し、分散補償された信号光１９として出力光伝送路１２へ出力する。
【００２１】
波長多重された信号光１３は、入力光伝送路１内を数十ｋｍの長さにわたって伝送されるため、伝送距離が長くなるほど波長分散値が大きくなり、かつ、分散スロープを持つことになる。波長分散値はできるだけ０に近づけ、かつ、分散スロープを小さく、すなわち、入力伝送路１内を伝搬する信号光の伝送歪みをできるだけ小さくする必要がある。
【００２２】
上記実施の形態によれば、波長多重された信号光１３が入力光伝送路１内を伝搬することによって生じたそれぞれの波長の分散値（Ｄ_１〜Ｄ_１６）は、先ず、分散補償ファイバ２で−Ｄ_１だけ補償しておき、Ｄ_２−Ｄ_１、Ｄ_３−Ｄ_１，Ｄ_４−Ｄ_１，・・・Ｄ_１６−Ｄ_１までの波長分散値は、ＷＤＭフィルタ３とＷＤＭフィルタ１１の間で補償するようにしたため、波長分散値及び分散スロープを補償することが可能になった。この結果、出力光伝送路１２側には、波長λ_１からλ_１６までの信号光の分散はほぼ０になり、かつ、相互間で波長分散値がほぼ等しくなるように補償された信号光１８を得ることができる。
【００２３】
図２は本発明に係る超広帯域波長分散補償デバイスの第２の実施の形態を示す。図１の構成と相違するところは、次の３点である。まず、第１の相違点は、ＷＤＭフィルタ７，９のそれぞれに１入力８出力の光合分波器を用いている。すなわち、ＷＤＭフィルタ７は波長λ_１からλ_８の信号光を８つの出力端にそれぞれ分波し、それぞれの出力端に接続されたチャープトグレーティングファイバ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆ，８ｇ，８ｈ内に伝搬させている。同様に、ＷＤＭフィルタ９は波長λ_９からλ_１６の信号光を８つの出力端にそれぞれ分波し、それぞれの出力端に接続されたチャープトグレーティングファイバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ内に伝搬させている。
【００２４】
第２の相違点は、チャープトグレーティングファイバ８ａは、波長λ_１の信号光の分散を補償するためのものであり、同様に、チャープトグレーティングファイバ１０ａは、波長λ_９の信号光の分散を補償するために用いられる。これ以外のチャープトグレーティングファイバ８ｂ〜８ｈ，１０ｂ〜１０ｈもそれぞれ１つの波長の信号光の分散を補償するために用いられる。
【００２５】
第３の相違点は、図１のＷＤＭフィルタ１１に代え、光アイソレータ２０と光サーキュレータ２１を用いて光合波器を構成したところにある。すなわち、分散補償されたＬバンドの信号光１６ａは、光アイソレータ２０を通って信号光２２として光サーキュレータ２１のポート▲１▼に入射し、そのポート▲２▼を通って出力光伝送路１２へ導かれる。他方、分散補償されたＨバンドの信号光１６ｂは、光サーキュレータ２１のポート▲３▼へ入射し、そのポート▲１▼に導かれ、信号光２３として光アイソレータ２０へ伝搬する。そして、この光アイソレータ２０で反射されて信号光２４として光サーキュレータ２１のポート▲１▼に入射し、そのポート▲２▼を通って出力光伝送路１２へ出力される。
【００２６】
図２の構成の特徴は、出力側にＷＤＭフィルタ１１に代え、光アイソレータ２０と光サーキュレータ２１を用いた結果、Ｌバンドの信号光１６ａとＨバンドの信号光１６ｂとの光アイソレーション特性を大きくとることができ、互いの光クロストーク特性を良好に保てることにある。また、光サーキュレータ２１を用いているため、出力光伝送路１２側からの反射戻り光を阻止することもできる。
【００２７】
図３は本発明に係る超広帯域波長分散補償デバイスの第３の実施の形態を示す。本実施の形態は、超広帯域の波長分散補償デバイスと増幅デバイスを一体化して増幅機能を持たせ、かつ、低コスト化が図れるようにした光デバイスの実現を目標にしている。図３においては、図１及び図２と同一または同一機能を有するものには同一引用数字を用いたので、ここでは重複する説明を省略する。
【００２８】
図３においては、図１の光サーキュレータ５，６とＷＤＭフィルタ１１の間の伝送路にＥｒ（希土類元素）添加光ファイバ３１，３２を用いている。Ｅｒ添加光ファイバ３１の入力側寄りにはＷＤＭカプラ３３が結合され、Ｅｒ添加光ファイバ３２の両側にはＷＤＭカプラ３４，３５が結合されている。ＷＤＭカプラ３３には励起光源３６が接続され、ＷＤＭカプラ３４，３５には励起光源３７，３８が接続されている。励起光源３６には波長１．４８μｍ帯或いは０．９８μｍ帯の半導体レーザが用いられ、励起光源３７，３８には波長１．４８μｍ帯或いは０．９８μｍ帯の半導体レーザが用いられる。更に、出力光伝送路１２の途中には、出力側からの光入射を防止するために、光アイソレータ２０が設置されている。
【００２９】
すでに分散補償されたＬバンドの信号光１６ａは、光サーキュレータ５からＥｒ添加光ファイバ３１に入力される。Ｅｒ添加光ファイバ３１には、励起光源３６からの励起光がＷＤＭカプラ３３を通して入力される。この励起光をＥｒ添加光ファイバ３１に伝搬させて反転分布状態を形成すると、信号光１６ａは、例えば、数千倍から約１０，０００倍に増幅され、増幅された信号光がＷＤＭフィルタ１１の一方の入力端に入力される。更に、Ｅｒ添加光ファイバ３２にも励起光源３７，３８からの励起光がＷＤＭカプラ３４，３５を通して入力される。その結果、信号光１６ｂは、例えば、数千倍から約１０，０００倍に増幅され、この増幅された信号光がＷＤＭフィルタ１１の他方の入力端に入力される。ＷＤＭフィルタ１１は、増幅された２つのバンドの信号光を合波して光アイソレータ２０へ送出する。光アイソレータ２０を通った上記２つのバンドの信号光は、出力光伝送路１２を信号光１８として伝搬する。光アイソレータ２０は、出力光伝送路１２からの信号光の反射戻り光を抑圧する機能を持っている。
【００３０】
Ｅｒ添加光ファイバ３１への励起光は、Ｅｒ添加光ファイバ３１の入力側のみからではなく、出力側から励起してもよい。また、励起光源３６のほかに１台を追加して両側から励起する構成にしてもよい。
図４は本発明に係る超広帯域波長分散補償デバイスの第４の実施の形態を示す。本実施の形態における基本構成は図３と同一であり、チャープトグレーティングファイバ８ａに光フィルタ４１を設け、波長λ_１，λ_２，λ_３，λ_４，λ_５，λ_６，λ_７，λ_８からなるＬバンドの信号光の増幅度を一様にすることができるようにしたところに特徴がある。すなわち、波長λ_１の１．５３μｍ帯の利得ピークを抑えるために、チャープトグレーティングファイバ８ａの途中に光フィルタ４１を設け、１．５３μｍ帯の信号光を減衰させている。本実施の形態においては、チャープトグレーティングファイバ８ａを伝搬する波長λ_１及びλ_２の信号光のうち、主に波長λ_１（＝１．５３μｍ）の信号光の一部を減衰させるようにしている。これにより、波長λ_１〜λ_１６までの信号光の増幅度をほぼ一様にすることができる。
【００３１】
ＬバンドとＨバンドとの増幅度の調節は、Ｅｒ添加光ファイバ３１，３２の長さ、Ｅｒ添加量、励起光源３６，３７，３８の光パワー等を適宜設定することにより可能である。Ｅｒ添加光ファイバ３１，３２には、Ｅｒの添加のほか、Ａｌが共添加された石英系ファイバまたはフッ化物系ファイバを用いることができる。或いは、Ａｌが共添加された石英系ファイバとフッ化物系ファイバを組み合わせたファイバを用いることもできる。
【００３２】
図４の実施の形態によれば、図３の実施の形態と同様に、波長分散補償に加え、信号光の増幅を行なうことが可能になる。
図５は本発明に係る超広帯域波長分散補償デバイスの第５の実施の形態を示す。本実施の形態は、図４で用いたＥｒ添加光ファイバ３１，３２、ＷＤＭカプラ３３，３４，３５、励起光源３６，３７，３８を図２の構成に追加した構成になっている。すなわち、光サーキュレータ５と光アイソレータ２０との間、及び光サーキュレータ６と光サーキュレータ２１との間に、それぞれＥｒ添加光ファイバ１３１，３２を接続し、これらのＥｒ添加光ファイバ３１，３２に励起光源３６，３７，３８からの励起光をそれぞれ伝搬させ、信号光１６ａ，１６ｂのそれぞれを独立に増幅できるようにしている。
【００３３】
図５の実施の形態によれば、波長分散補償に加え、信号光の増幅も行なうことができる。
図６は本発明に係る超広帯域波長分散補償デバイスの第６の実施の形態を示す。図６においては、図１に用いたと同一であるものには同一引用数字を用いている。入力光伝送路１には光サーキュレータ６１のポート▲１▼が接続され、そのポート▲２▼には分散補償ファイバ２が接続され、ポート▲３▼には出力光伝送路１２が接続されている。分散補償ファイバ２にはＷＤＭフィルタ３が接続され、このＷＤＭフィルタ３にはＷＤＭフィルタ７，９が接続されている。ＷＤＭフィルタ７にはチャープトグレーティングファイバ８ａ〜８ｄが接続され、ＷＤＭフィルタ９にはチャープトグレーティングファイバ１０ａ〜１０ｄが接続されている。
【００３４】
図６においては、入力光伝送路１を伝搬してきた信号光１３（波長λ_１〜λ_１６からなる）を光サーキュレータ６１のポート▲１▼に入力させ、これをポート▲２▼から分散補償ファイバ２へ信号光６２として出力し、また、分散補償ファイバ２からの信号光６３をポート▲３▼へ信号光１２として出力する。
入力光伝送路１を伝搬してきたことによって生じる波長分散値（Ｄ_１〜Ｄ_１６）の約１／２の分散（約、−Ｄ_１／２）が、分散補償ファイバ２によって補償される。この分散補償ファイバ２を通った信号光６４は光分波器であるＷＤＭフィルタ３に入射し、このＷＤＭフィルタ３で２つの波長帯、つまりＬバンドの信号光１５ａとＨバンドの信号光１５ｂに分離される。Ｌバンドの信号光１５ａ（波長λ_１〜λ_８の信号光）は、ＷＤＭフィルタ７に入射する。また、Ｈバンドの信号光１５ｂ（波長λ_９〜λ_１６の信号光）は、ＷＤＭフィルタ９に入射する。
【００３５】
ＷＤＭフィルタ７に入射した波長λ_１〜λ_８から成る８つの波長のそれぞれは４つの出力端に分波され、それぞれの出力端に接続されたチャープトグレーティングファイバ８ａ〜８ｄを伝搬する。例えば、チャープトグレーティングファイバ８ａには波長λ_１とλ_２の信号光が伝搬し、波長λ_２の信号光はチャープトグレーティングファイバ８ａの手前で反射して戻り、波長λ_１の信号光はλ_２の反射位置より奥の方で反射して戻り、再びＷＤＭフィルタ７の出力端へ達し、合波されて信号光１６ａとして伝搬する。同様に、波長λ_４とλ_５、λ_７とλ_８の信号光のそれぞれもチャープトグレーティングファイバ８ｂ，８ｃ，８ｄを伝搬し、所定の位置で反射して戻り、ＷＤＭフィルタ７で合波され、信号光１６ａとして伝搬し、更に、ＷＤＭフィルタ３で合波されて信号光６５として伝搬する。また、波長λ_９〜λ_１６のＨバンドの信号光１５ｂもＷＤＭフィルタ９で４つの波長帯λ_９とλ_１０、λ_１３とλ_１４、λ_１５とλ_１６のように分波され、それぞれのチャープトグレーティングファイバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ内を伝搬し、それぞれ所定の位置で反射してチャープトグレーティングファイバ内を逆方向へ伝搬し、ＷＤＭフィルタ９に戻って合波され、信号光１６ｂのように伝搬し、ＷＤＭフィルタ３で信号光１６ａと共に合波され、信号光６５のように伝搬し、分散補償ファイバ２を通過した後、光サーキュレータ３のポート▲２▼からポート▲３▼を通って出力光伝送路１２へ信号光１８として出力される。
【００３６】
以上のように、図６の超広帯域波長分散補償デバイスは、入力光伝送路１を波長多重された信号光１３が伝搬することによって生じた波長分散は、まず、分散補償ファイバ２内を光信号光６２が通ることによって概略の分散値を補償し、残りの分散値は、ＷＤＭフィルタ３からの信号光６５を逆方向から分散補償ファイバ２に伝搬させるときに補償している。なお、分散補償ファイバ２での分散補償量は小さくし、チャープトグレーティングファイバ８ａ〜１０ｄでの分散補償量を大きくするように構成し、信号光の分散補償ファイバ２での減衰を小さくすれば、長距離伝送に対応することができる。したがって、分散補償ファイバ２での分散補償量は、図１〜図６の場合、少ない方がより効果的であり、その分だけそれぞれのチャープトグレーティングファイバで大きな分散補償量を持たせるようにした方がよい。なお、分散補償ファイバ２を設けず、それぞれのチャープトグレーティングファイバでのみ波長分散補償を行なってもよい。このようにすれば、より低損失の波長分散補償が行なえることになり、より長距離伝送を実現することができる。
【００３７】
図７は本発明に係る超広帯域波長分散補償デバイスの第７の実施の形態を示す。本実施の形態は、図６の構成に増幅機能を付加したところに特徴がある。すなわち、光サーキュレータ６１のポート▲３▼と出力光伝送路１２の間にＥｒ添加光ファイバ７１、及び光アイソレータ７２を直列に挿入するほか、Ｅｒ添加光ファイバ７１の両側にＷＤＭカプラ７３，７４を結合させ、それぞれに励起光源７５，７６を接続した構成にしている。他の構成は図６に示した通りである。
【００３８】
信号光１３が光サーキュレータ６１のポート▲１▼→光サーキュレータ６１のポート▲２▼→分散補償ファイバ２→ＷＤＭフィルタ３→ＷＤＭフィルタ７，９→ＷＤＭフィルタ３→分散補償ファイバ２→光サーキュレータ６１のポート▲３▼に至るまでの動作は図６と同じであるので、ここでは説明を省略する。
波長分散補償された光サーキュレータ６１のポート▲３▼からの信号光６３をＥｒ添加光ファイバ７１に伝搬させ、それと共に励起光源７５，７６からの励起光をＷＤＭカプラ７３，７４を通してＥｒ添加光ファイバ７１内に伝搬させる。これにより、Ｅｒ添加光ファイバ７１を通過する信号光６３は数千倍から１００００倍に増幅され、光アイソレータ７２を通って出力光伝送路１２へ信号光１８として出力される。
【００３９】
以上のように、図７の超広帯域波長分散補償デバイスによれば、波長分散補償機能と増幅機能を備えたデバイスが、簡単な構成、少ない光部品点数、及び光損失の少ない伝送系により実現することができる。なお、信号光１３から信号光１８までの波長分散補償もそれぞれのチャープトグレーティングファイバ８ａ〜１０ｄで分担する構成にしてもよいことは言うまでもない。
【００４０】
図８は図７の変形例を示す。本例は図７の構成にゲインイコライザの機能を付加したものである。すなわち、波長１．５３μｍ帯（λ_１）の信号光の増幅利得を抑えるために、チャープトグレーティングファイバ８ａの途中に波長１．５３μｍ帯の信号光を減衰させるための光フィルタ４１（図４で用いたと同じフィルタ）を挿入した構成にしている。これにより、波長λ_１からλ_１６までの信号光の増幅度を一様に保つことができる。
【００４１】
本発明は上記した各実施の形態の構成に限定されるものではない。まず、チャープトグレーティングファイバ８ａ〜１０ｄの代わりに、導波路型のチャープトグレーティングフィルタを用いてもよい。また、ＷＤＭフィルタ３，７，９，１１は、導波路型、干渉膜フィルタ型、ファイバグレーティング型のいずれを用いてもよい。波長多重された信号光は、８、２０、３２、６４、１００、・・・・などのチャンネル数を用いることができる。したがって、ＷＤＭフィルタ７，９での合波数は、上記チャンネル数に応じて、４、８、２０、３２、５０、・・・・等のように増える。ただし、ＷＤＭフィルタ７，９の出力端数は必ずしも上記チャンネル数の半分である必要はなく、それぞれのチャープトグレーティングファイバ内へ伝搬させるチャンネル数を増やすことによって対応させることができる。例えば、波長多重数が３２チャンネルの場合、図１の構成でそれぞれのチャープトグレーティングファイバ８ａ〜１０ｄ内に伝搬させるチャンネル数を４チャンネルづつにすればよい。入力光伝送路１に波長１．５３μｍ帯で零分散波長を有する分散シフトファイバを用い、数十Ｋｍ以上の距離を伝搬させる場合には、図１〜図８に使用している分散補償ファイバ２は用いなくともよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の超広帯域波長分散補償・増幅デバイスによれば、入力光伝送路からの信号光を光分波器で複数の波長領域に分波し、複数の光合分波器で前記分波した前記複数の波長領域を所定数の波長帯に分波すると共に該分波した波長帯の信号光を波長分散補償した後の信号光を合波して出力側へ送出し、複数のチャープトグレーティングファイバを用いて前記光合分波器によって分波した各波長帯の信号光を個別に伝搬させ、その信号光が所定の位置から反射してくる過程で波長分散補償が施された各信号光を前記光合分波器へ送出して合波させるようにしたので、具体的に以下に示す効果が得られる。
（１）波長１．５３μｍ〜１．６１μｍを用いてシングルモードファイバ或いは分散シフトファイバを数十Ｋｍ以上にわたって波長多重伝送する際に生じる波長分散を補償することができる。
（２）光部品点数が少なく、低損失で不要な特性烈火要因が少なくなり、長距離、大容量、高速伝送が可能になり、これらを低コストに達成することができる。
（３）それぞれの波長毎に精密な分散補償が行なえるので、高品質の伝送が可能になる。
（４）超広帯域にわたって多くの波長多重された信号光の波長分散補償と、それらの信号光の増幅が一体化された簡易な構成にできるので、より高性能で低コストな通信システムを構築することができる。
（５）それぞれのチャープトグレーティングファイバの波長分散補償は、１波長または数波長の信号光に対してであるため、小形化、低コスト化、量産化が可能なチャープトグレーティングファイバの使用が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超広帯域波長分散補償デバイスの第１の実施の形態を示す接続図である。
【図２】本発明に係る超広帯域波長分散補償デバイスの第２の実施の形態を示す接続図である。
【図３】本発明に係る超広帯域波長分散補償デバイスの第３の実施の形態を示す接続図である。
【図４】本発明に係る超広帯域波長分散補償デバイスの第４の実施の形態を示す接続図である。
【図５】本発明に係る超広帯域波長分散補償デバイスの第５の実施の形態を示す接続図である。
【図６】本発明に係る超広帯域波長分散補償デバイスの第６の実施の形態を示す接続図である。
【図７】本発明に係る超広帯域波長分散補償デバイスの第７の実施の形態を示す接続図である。
【図８】図７の変形例を示す接続図である。
【図９】図９は分散状態と伝搬距離の関係を示す説明図である。
【図１０】従来の波長分散補償デバイスの第１例を示す接続図である。
【図１１】従来の波長分散補償デバイスの第２例を示す接続図である。
【図１２】従来の波長分散補償デバイスの第３例を示す接続図である。
【符号の説明】
１入力光伝送路
２分散補償ファイバ
３，７，９，１１ＷＤＭフィルタ
５，６，２１，６１光サーキュレータ
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄチャープトグレーティングファイバ
８ｅ，８ｆ，８ｇ，８ｈチャープトグレーティングファイバ
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄチャープトグレーティングファイバ
１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈチャープトグレーティングファイバ
１２出力光伝送路
２０，７２光アイソレータ
３１，３２，７１Ｅｒ添加光ファイバ
３３，３４，３５，７３，７４ＷＤＭカプラ
３６，３７，３８，７５，７６励起光源
４１光フィルタ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultra-wide band chromatic dispersion compensating device for compensating chromatic dispersion of a transmission line for wavelength multiplex communication over a wide band.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the rapid development of 1.55 μm band optical fiber amplifiers, a system for transmitting high-speed, large-capacity information over a long distance by wavelength multiplexing transmission using several to several tens of 1.55 μm band optical signals. R & D has become active. As a configuration method of such a system, a single mode optical fiber having a zero-dispersion characteristic of 1.3 μm is used in a transmission line, and several to several tens of wavelength-multiplexed signal light in the 1.55 μm band is transmitted thereto. A method is being considered. When transmitting wavelength-multiplexed signal light over a long distance, a problem is chromatic dispersion (the speed of light varies depending on the wavelength).
[0003]
FIG. 9 shows the relationship between the dispersion state and the propagation distance. When the pulse-shaped input signal light propagates through the optical fiber, if the dispersion is zero, no change occurs in the waveform output from the optical fiber. However, as the dispersion value increases, the pulse waveform itself of the input signal light collapses and expands. When the input signal light propagates in the optical fiber having a large dispersion value over a long distance, the output signal light deteriorates. Therefore, it is necessary to compensate for chromatic dispersion and make the dispersion value zero. As a method of compensating for the chromatic dispersion of an optical fiber in the 1.55 μm band, a method of adding a dispersion compensating fiber to a wavelength division multiplex transmission line has been proposed. Specific examples thereof are disclosed in JP-A-8-234255 and JP-A-9-191290.
[0004]
FIG. 10 shows a first example of a conventional chromatic dispersion compensating device. The optical branching coupler (CPL) 101 has a wavelength λ ₁ ~ Λ _n The signal light 100-1 wavelength-multiplexed by the ₁ , Λ ₂ ... ~ λ _n And outputs for each wavelength. Bandpass filters (BPFs) 102-1 to 102-n that pass only predetermined wavelength bands are connected to each of the n output terminals of the optical branching coupler 101. Each of the band-pass filters 102-1 to 102-n is connected to a chromatic dispersion compensator (DC) 103-1 to 103-n, and an output terminal thereof is connected to an optical splitter / coupler (CPL) 104. ing. From the optical branching coupler 104, the wavelength λ ₁ ~ Λ _n Are output as signal light 100-2 obtained by wavelength multiplexing.
[0005]
In the configuration of FIG. 10, the wavelength λ ₁ ~ Λ _n Is demultiplexed for each wavelength, and wavelength components other than the wavelength determined by each of the band-pass filters 102-1 to 102-n are removed. Thereafter, the chromatic dispersion of the transmission line is compensated by the chromatic dispersion compensators 103-1 to 103-n independently for each of the optical signals of the respective wavelengths after the demultiplexing. ₁ ~ Λ _n Is zero dispersion as a whole. Outputs of the chromatic dispersion compensators 103-1 to 103-n are multiplexed by the optical branching coupler 104 and output as signal light 100-2.
[0006]
In order to extend the transmission distance, a method of inserting an optical fiber amplifier in the middle of a transmission line has been considered, and an example thereof is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-316912. This will be described below.
FIG. 11 shows a second example of a conventional chromatic dispersion compensating device. The input optical transmission line 201 has a wavelength λ ₁ ~ Λ _n The signal light input 100-1 multiplexed by the optical fiber is propagated, and an optical amplifier 202 is connected to an output terminal thereof. A first port (1) of an optical circulator 203 is connected to the optical amplifier 202, a chromatic dispersion compensating fiber 205 is connected to a second port (2), and an output light is connected to a third port (3). The transmission path 204 is connected. Further, a chirped grating fiber 206 is connected to the chromatic dispersion compensating fiber 205, and a non-reflection end 207 is provided at an output end thereof.
[0007]
In FIG. 11, the wavelength multiplexed signal light 100-1 is input to the input optical transmission line 201 and propagated, thereby obtaining the wavelength λ. ₁ ~ Λ _n And the chromatic dispersion value of the signal light of each wavelength. That is, the wavelength λ ₁ ~ Λ _n The power attenuation of each signal light is compensated by the amplification of the signal light by the optical amplifier 202. Also, the wavelength λ ₁ ~ Λ _n The wavelength dispersion value of the signal light of each wavelength is obtained by making the output signal light of the optical amplifier 202 incident on the first port (1) of the optical circulator 203, extracting it from the second port (2), and extracting the second port (2). After propagating as signal light 208 through the chromatic dispersion compensating fiber 205 and the chirped grating fiber 206 connected to 2) and reflecting the signal light for each wavelength in the chirped grating fiber 206, the chromatic dispersion compensating device 205 The light propagates in the opposite direction as the signal light 209. The signal light 209 propagating in the opposite direction propagates from the second port (2) to the third port (3) of the optical circulator 203, and further propagates as signal light 210 in the output optical transmission line 4. As a result, chromatic dispersion compensation and high output are achieved, and a signal light output 100-2 is obtained.
[0008]
FIG. 12 shows a third example of a conventional chromatic dispersion compensating device. The configuration in FIG. 12 has a configuration in which the optical amplifier 202 is moved between the optical circulator 203 and the output optical transmission line 204 in the configuration in FIG. Since there is no change in other configurations, duplicate description will be omitted. Wavelength λ from input optical transmission line 201 ₁ ~ Λ _n The signal light input 100-1 multiplexed by the optical fiber is transmitted through the optical circulator 203 and propagates to the chromatic dispersion compensating fiber 205. After the chromatic dispersion compensation is performed by the chromatic dispersion compensating fiber 205, the reflected signal light is reflected by the chirped grating fiber 206, and the reflected signal light travels from the second port (2) to the third port (3) of the optical circulator 203. , Reaches the optical amplifier 202, where it is optically amplified, and then passes through the output optical transmission line 204 to be taken out as the signal light output 100-2.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional chromatic dispersion compensating device has the following problems. (1) In the case of the configuration shown in FIG. 10, pass-through optical components, for example, dispersion compensating fibers are used for the chromatic dispersion compensating units 103-1 to 103-n. There are problems such as large light loss, large size, and difficulty in reducing cost.
(2) Further, an optical splitter / coupler 101 for distributing n the signal light output wavelength-multiplexed to the input unit is required, and further, light for combining the n-demultiplexed signal light at the output unit is required. Since the branch coupler 104 is required, there is a problem that the wavelength-multiplexed signal light is attenuated due to the branch loss in the optical branch coupler, and the transmission distance is limited.
(3) Further, since a large number of optical components are used, a connection loss between the optical components becomes a problem, and reflected light from each connecting portion deteriorates crosstalk between the channels. There's a problem.
(4) In the case of the configurations shown in FIGS. 11 and 12, an optical amplifier having independent functions and a chromatic dispersion compensator are provided, and they are cascaded, so that the number of optical components increases and the cost increases. Become. Further, there is a problem that transmission loss increases as the number of optical components increases, and miniaturization is difficult.
(5) The increase in the number of optical components as in (4) increases the connection loss between each optical component and the polarization-dependent loss.
(6) Further, a major problem of the configurations of FIGS. 11 and 12 is that it is difficult to make the chromatic dispersion characteristics of the chirped grating fiber 206 highly accurate as the wavelength band of the wavelength-multiplexed signal light is widened. It is difficult to manufacture with good reproducibility, and the reliability of chirped grating characteristics due to environmental changes is low.
[0010]
Therefore, an object of the present invention is to provide an ultra-wide band chromatic dispersion compensating device capable of compensating chromatic dispersion of a transmission line and its dispersion slope over a wide band.
Still another object of the present invention is to provide an ultra-wide band chromatic dispersion compensating device capable of constructing, with an integrated circuit, amplification of chromatic dispersion-compensated signal light.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides an input optical transmission line on which signal light in which a plurality of different wavelengths are multiplexed is propagated, and converts the signal light from the input optical transmission line into a long wave band, a short wave band, or the like. An optical demultiplexer that demultiplexes the signal light of a plurality of wavelength regions into signal light of a plurality of wavelength regions, and demultiplexes the signal light of the plurality of wavelength regions demultiplexed by the optical demultiplexer into signal light of a plurality of different wavelengths. A plurality of optical multiplexers / demultiplexers for multiplexing and transmitting the output to the output side after compensating for the chromatic dispersion of the signal light, and individually transmitting and reflecting the signal light demultiplexed by the plurality of optical multiplexers / demultiplexers. And a plurality of chirped grating fibers for performing dispersion compensation and sending the optical fiber to the optical multiplexer / demultiplexer.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each embodiment of the present invention, as a wavelength band, a short wavelength band of 1.53 μm to 1.56 μm (hereinafter, referred to as “L band”) and a long wavelength band of 1.57 μm to 1.61 μm (hereinafter, referred to as “L band”). “H band”), the chromatic dispersion of an optical transmission line (for example, a single mode fiber or a dispersion shift fiber) in which at least eight or more wavelengths are multiplexed is compensated, and their dispersion slopes (each wavelength) are compensated. λ ₁ ~ Λ _n The characteristic is that the chromatic dispersion values of the respective wavelengths are different from each other, and the chromatic dispersion value of the signal light of each wavelength in the above-mentioned wavelength band is set to be substantially zero.
[0013]
FIG. 1 shows a first embodiment of an ultra-wide band chromatic dispersion compensating device according to the present invention. A dispersion compensating fiber (DCF) 2 is connected to the input optical transmission line 1 through which the signal light 13 is propagated. A WDM filter (Wavelength Division Multiplexing filter) 3 is connected to the dispersion compensating fiber 2. ing. The port (1) of the optical circulator 5 is connected to the end of the WDM filter 3 that outputs the signal light 4a (short wavelength band), and the signal light 4b (long wavelength band) of the WDM filter 3 (optical demultiplexer) is connected. The port (1) of the optical circulator 6 is connected to the output end. The WDM filter 7 (optical multiplexer / demultiplexer) is connected to the port (2) of the optical circulator 5, and chirped grating fibers 8a, 8b, 8c, 8d are connected to the four output terminals, respectively. Similarly, a WDM filter 9 (optical multiplexer / demultiplexer) is connected to the port (2) of the optical circulator 6, and chirped grating fibers 10a, 10b, 10c, and 10d are connected to respective four output terminals. I have. A WDM filter 11 (optical multiplexer) is connected to each of the ports (3) of the optical circulators 5, 6, and an output optical transmission line 12 is connected to an output terminal thereof.
[0014]
For the input optical transmission line 1, for example, a single mode fiber (or dispersion shift fiber) having a zero dispersion wavelength at a wavelength of 1.3 μm is used, and its length is several tens km. The wavelength-multiplexed signal light 13 is composed of the L band (wavelength region) and the H band as described above. For example, in the L band, eight signal lights (wavelength λ) are provided at 0.8 nm intervals. ₁ ~ Λ ₈ ), And the H band includes eight signal lights (wavelength λ) at 0.8 nm intervals. ₉ ~ Λ ₁₆ ). These signal lights propagate at a transmission speed of, for example, 10 Gb / s. Each of the WDM filters 7 and 9 is an optical multiplexing / demultiplexing circuit having one input and four outputs.
[0015]
Next, the operation of the ultra-wide band chromatic dispersion compensating device having the configuration shown in FIG. 1 will be described. The signal light 13 that has propagated through the input optical transmission line 1 is input to the dispersion compensating fiber 2, where dispersion compensation is performed. The dispersion compensating fiber 2 has a wavelength λ within the input optical transmission line 1. ₁ ~ Λ ₁₆ (However, λ ₁ <Λ ₁₆ ), A dispersion value (λ) generated by propagation of the signal light 13 wavelength-multiplexed. ₁ D for ₁ , Λ ₁₆ D for ₁₆ , D ₁ <D ₁₆ ) And a variance having a value of almost the opposite sign, for example, -D ₁ The fiber length is determined so as to have the following dispersion value. The signal light 14 output from the dispersion compensating fiber 2 is input to the WDM filter 3. Between the WDM filter 3 and the WDM filter 11, the dispersion deviation values at the respective wavelengths are compensated. The WDM filter 3 receives the wavelength-multiplexed signal light λ ₁ ~ Λ ₁₆ To two wavelength bands, ie, λ ₁ ~ Λ ₈ And λ ₉ ~ Λ ₁₆ Split into two waves. Wavelength λ ₁ ~ Λ ₈ Is demultiplexed as the signal light 4a, and the wavelength λ ₉ ~ Λ ₁₆ Is demultiplexed as a signal light 4b and input to each port (1) of the optical circulators 5 and 6, respectively.
[0016]
The optical circulator 5 outputs the signal light 4a input to the port (1) to the port (2) as the signal light 15a, and propagates the signal light 4a to the WDM filter 7. Then, the signal light 16a from the WDM filter 7 is output from the port (2) to the port (3). Similarly, the optical circulator 6 outputs the signal light 4b input to the port (1) as the signal light 15b to the port (2) and propagates the signal light 4b to the WDM filter 9. Then, the signal light 16b from the WDM filter 9 is output from the port (2) to the port (3).
[0017]
The WDM filter 7 converts the wavelength-multiplexed signal light 15a into four wavelength bands, that is, λ ₁ And λ ₂ , Λ ₃ And λ ₄ , Λ ₅ And λ ₆ , Λ ₇ And λ ₈ And output. Specifically, λ ₁ And λ ₂ Is applied to the chirped grating fiber 8a. ₃ And λ ₄ Is applied to the chirped grating fiber 8b, ₅ And λ ₆ Is λ in the chirped grating fiber 8c. ₇ And λ ₈ Is output to the chirped grating fiber 8d. Similarly, the WDM filter 9 converts the wavelength-multiplexed signal light 15b into four wavelength bands, that is, λ ₉ And λ ₁₀ , Λ ₁₁ And λ ₁₂ , Λ _Thirteen And λ ₁₄ , Λ _Fifteen And λ ₁₆ And output. λ ₉ And λ ₁₀ Is the chirped grating fiber 10a and λ ₁₁ And λ ₁₂ Is applied to the chirped grating fiber 10b. _Thirteen And λ ₁₄ Is applied to the chirped grating fiber 10c. _Fifteen And λ ₁₆ Is output to the chirped grating fiber 10d.
[0018]
The chirped grating fibers 8a to 8d and 10a to 10d are chromatic dispersion compensation circuits for performing dispersion compensation and dispersion slope compensation that could not be compensated by the dispersion compensation fiber 2. For example, the chirped grating fiber 8a has a wavelength λ propagating therethrough. ₁ And λ ₂ Compensates for the chromatic dispersion of the signal light of ₁ And λ ₂ Signal light propagates through the chirped grating fiber 8a as 17a and has a wavelength λ. ₁ The signal light is reflected after propagating further inside the chirped grating fiber 8a. Also, the wavelength λ ₂ Is the wavelength λ in the chirped grating fiber 8a. ₁ Are reflected slightly before the reflection position, return as signal light 17b, and are combined by the WDM filter 7.
[0019]
The wavelength λ is contained in the chirped grating fiber 8b. ₃ And λ ₄ Signal light propagates, and the wavelength λ ₄ Indicates the wavelength λ ₃ Is the wavelength λ ₄ After propagating further to the farthest side and reflected respectively, it returns to the WDM filter 7 again, where it is multiplexed. The wavelength λ is contained in the chirped grating fiber 8c. ₅ And λ ₆ Signal light propagates, and the wavelength λ ₆ Indicates the wavelength λ ₅ Are further reflected at the back, return to the WDM filter 7 again, and are combined. Further, the wavelength λ is contained in the chirped grating fiber 8d. ₇ And λ ₈ Signal light propagates, and the wavelength λ ₈ Indicates the wavelength λ ₇ Are reflected at the depths behind, return to the WDM filter 7 again, and are multiplexed by the WDM filter 7. In the WDM filter 7, the chromatic dispersion is compensated by giving the signal light of each wavelength a propagation delay. Also in the chirped grating fibers 10a, 10b, 10c, and 10d, similarly to the WDM filter 7 side, the signal light of the input wavelength propagates, is reflected at a predetermined position, returns to the WDM filter 9, and is multiplexed again. The chromatic dispersion is compensated by the signal light of each wavelength being given a propagation delay.
[0020]
The signal light that has been dispersion-compensated by the WDM filters 7 and 9 propagates in the WDM filters 7 and 9 in the opposite direction as signal lights 16a and 16b, and passes from the ports (2) to (3) of the optical circulators (5) and (6). Then, the signal is output to the WDM filter 11. The WDM filter 11 combines the L-band dispersion-compensated signal light 16a and the H-band dispersion-compensated signal light 16b, and outputs the resultant to the output optical transmission line 12 as a dispersion-compensated signal light 19.
[0021]
Since the wavelength-multiplexed signal light 13 is transmitted over a length of several tens km in the input optical transmission line 1, the longer the transmission distance, the larger the chromatic dispersion value and the dispersion slope. The chromatic dispersion value needs to be as close to 0 as possible and the dispersion slope must be small, that is, the transmission distortion of the signal light propagating in the input transmission line 1 needs to be as small as possible.
[0022]
According to the above embodiment, the dispersion value (D) of each wavelength caused by the propagation of the wavelength-multiplexed signal light 13 in the input optical transmission line 1 is obtained. ₁ ~ D ₁₆ ) Is -D in the dispersion compensating fiber 2 first. ₁ Only compensate, D ₂ -D ₁ , D ₃ -D ₁ , D ₄ -D ₁ , ... D ₁₆ -D ₁ Since the wavelength dispersion values up to are compensated between the WDM filter 3 and the WDM filter 11, the wavelength dispersion value and the dispersion slope can be compensated. As a result, the wavelength λ ₁ To λ ₁₆ Thus, it is possible to obtain the signal light 18 which is compensated so that the dispersion of the signal light up to is substantially zero and the chromatic dispersion values are substantially equal between each other.
[0023]
FIG. 2 shows a second embodiment of the ultra-wide band chromatic dispersion compensating device according to the present invention. There are the following three points different from the configuration of FIG. First, the first difference is that each of the WDM filters 7 and 9 uses an optical multiplexer / demultiplexer having one input and eight outputs. That is, the WDM filter 7 has the wavelength λ. ₁ To λ ₈ Is split into eight output terminals, respectively, and propagated into chirped grating fibers 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, 8g, 8h connected to the respective output terminals. Similarly, the WDM filter 9 has a wavelength λ. ₉ To λ ₁₆ Is split into eight output terminals, respectively, and propagated into chirped grating fibers 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, and 10h connected to the respective output terminals.
[0024]
The second difference is that the chirped grating fiber 8a has a wavelength λ. ₁ , And the chirped grating fiber 10a has a wavelength λ. ₉ Is used to compensate for the dispersion of the signal light. The other chirped grating fibers 8b to 8h and 10b to 10h are also used for compensating the dispersion of the signal light of one wavelength.
[0025]
A third difference lies in that an optical multiplexer is configured using an optical isolator 20 and an optical circulator 21 instead of the WDM filter 11 in FIG. That is, the dispersion-compensated L-band signal light 16a passes through the optical isolator 20, enters the port (1) of the optical circulator 21 as the signal light 22, and passes through the port (2) to the output optical transmission line 12. Be guided. On the other hand, the dispersion-compensated H-band signal light 16 b enters the port (3) of the optical circulator 21, is guided to the port (1), and propagates as the signal light 23 to the optical isolator 20. Then, the light is reflected by the optical isolator 20, enters the port (1) of the optical circulator 21 as signal light 24, and is output to the output optical transmission line 12 through the port (2).
[0026]
2 is that the optical isolator 20 and the optical circulator 21 are used instead of the WDM filter 11 on the output side, so that the optical isolation characteristics between the L-band signal light 16a and the H-band signal light 16b are increased. It is possible to maintain good optical crosstalk characteristics of each other. In addition, since the optical circulator 21 is used, it is possible to prevent reflected return light from the output optical transmission line 12 side.
[0027]
FIG. 3 shows a third embodiment of the ultra-wide band chromatic dispersion compensating device according to the present invention. The present embodiment aims at realizing an optical device that has an amplifying function by integrating an ultra-wide band chromatic dispersion compensating device and an amplifying device and that can reduce the cost. In FIG. 3, the same reference numerals are used for those having the same or the same functions as those in FIGS. 1 and 2, and thus the duplicated description will be omitted here.
[0028]
In FIG. 3, Er (rare earth element) doped optical fibers 31 and 32 are used for a transmission path between the optical circulators 5 and 6 and the WDM filter 11 in FIG. A WDM coupler 33 is coupled to the input side of the Er-doped optical fiber 31, and WDM couplers 34 and 35 are coupled to both sides of the Er-doped optical fiber 32. An excitation light source 36 is connected to the WDM coupler 33, and excitation light sources 37 and 38 are connected to the WDM couplers 34 and 35. A semiconductor laser having a wavelength of 1.48 μm or 0.98 μm is used as the excitation light source 36, and a semiconductor laser having a wavelength of 1.48 μm or 0.98 μm is used as the excitation light sources 37 and 38. Further, an optical isolator 20 is provided in the output optical transmission line 12 in order to prevent light from entering from the output side.
[0029]
The dispersion-compensated L-band signal light 16 a is input from the optical circulator 5 to the Er-doped optical fiber 31. The excitation light from the excitation light source 36 is input to the Er-doped optical fiber 31 through the WDM coupler 33. When this pumping light is propagated through the Er-doped optical fiber 31 to form a population inversion state, the signal light 16 a is amplified, for example, from several thousand times to about 10,000 times, and the amplified signal light is transmitted through the WDM filter 11. It is input to one input terminal. Further, pump light from the pump light sources 37 and 38 is also input to the Er-doped optical fiber 32 through the WDM couplers 34 and 35. As a result, the signal light 16b is amplified, for example, from several thousand times to about 10,000 times, and the amplified signal light is input to the other input terminal of the WDM filter 11. The WDM filter 11 combines the amplified signal lights of the two bands and sends the combined signal lights to the optical isolator 20. The signal lights of the above two bands that have passed through the optical isolator 20 propagate through the output optical transmission line 12 as signal light 18. The optical isolator 20 has a function of suppressing the reflected return light of the signal light from the output optical transmission line 12.
[0030]
The pump light to the Er-doped optical fiber 31 may be pumped not only from the input side of the Er-doped optical fiber 31 but from the output side. Also, a configuration may be adopted in which one device is added in addition to the excitation light source 36 and excitation is performed from both sides.
FIG. 4 shows a fourth embodiment of the ultra-wide band chromatic dispersion compensating device according to the present invention. The basic configuration in the present embodiment is the same as that of FIG. 3, and an optical filter 41 is provided on a chirped grating fiber 8a, and a wavelength λ ₁ , Λ ₂ , Λ ₃ , Λ ₄ , Λ ₅ , Λ ₆ , Λ ₇ , Λ ₈ Is characterized in that the degree of amplification of the L-band signal light can be made uniform. That is, the wavelength λ ₁ In order to suppress the gain peak in the 1.53 μm band, an optical filter 41 is provided in the middle of the chirped grating fiber 8a to attenuate the 1.53 μm band signal light. In the present embodiment, the wavelength λ propagating through the chirped grating fiber 8a ₁ And λ ₂ Wavelength signal λ ₁ (= 1.53 μm) is partially attenuated. Thus, the wavelength λ ₁ ~ Λ ₁₆ The amplification degree of the signal light up to can be made substantially uniform.
[0031]
The degree of amplification of the L band and the H band can be adjusted by appropriately setting the length of the Er-doped optical fibers 31 and 32, the amount of Er added, the optical power of the excitation light sources 36, 37 and 38, and the like. For the Er-doped optical fibers 31 and 32, in addition to the addition of Er, a quartz-based fiber or a fluoride-based fiber to which Al is co-doped can be used. Alternatively, a fiber in which Al-doped quartz-based fiber and fluoride-based fiber are combined can also be used.
[0032]
According to the embodiment of FIG. 4, similarly to the embodiment of FIG. 3, it becomes possible to amplify the signal light in addition to the chromatic dispersion compensation.
FIG. 5 shows a fifth embodiment of the ultra-wide band chromatic dispersion compensating device according to the present invention. The present embodiment has a configuration in which the Er-doped optical fibers 31, 32, WDM couplers 33, 34, 35, and excitation light sources 36, 37, 38 used in FIG. 4 are added to the configuration in FIG. That is, Er-doped optical fibers 131 and 32 are connected between the optical circulator 5 and the optical isolator 20, and between the optical circulator 6 and the optical circulator 21, respectively. The pumping lights from 36, 37 and 38 are respectively propagated so that the signal lights 16a and 16b can be independently amplified.
[0033]
According to the embodiment of FIG. 5, amplification of signal light can be performed in addition to chromatic dispersion compensation.
FIG. 6 shows a sixth embodiment of the ultra-wide band chromatic dispersion compensating device according to the present invention. In FIG. 6, the same reference numerals are used for the same components as those used in FIG. The input optical transmission line 1 is connected to the port (1) of the optical circulator 61, the port (2) is connected to the dispersion compensating fiber 2, and the port (3) is connected to the output optical transmission line 12. . A WDM filter 3 is connected to the dispersion compensating fiber 2, and WDM filters 7, 9 are connected to the WDM filter 3. Chirped grating fibers 8a to 8d are connected to the WDM filter 7, and chirped grating fibers 10a to 10d are connected to the WDM filter 9.
[0034]
In FIG. 6, the signal light 13 (wavelength λ) propagating through the input optical transmission line 1 is shown. ₁ ~ Λ ₁₆ ) Is input to the port (1) of the optical circulator 61, and this is output from the port (2) to the dispersion compensating fiber 2 as the signal light 62, and the signal light 63 from the dispersion compensating fiber 2 is supplied to the port (3). The signal light 12 is output to ▼.
The chromatic dispersion value (D ₁ ~ D ₁₆ ) (About, −D ₁ / 2) is compensated by the dispersion compensating fiber 2. The signal light 64 having passed through the dispersion compensating fiber 2 enters a WDM filter 3 which is an optical demultiplexer, and is converted into two wavelength bands, that is, an L-band signal light 15a and an H-band signal light 15b by the WDM filter 3. Separated. L-band signal light 15a (wavelength λ ₁ ~ Λ ₈ Signal light) enters the WDM filter 7. The H-band signal light 15b (wavelength λ ₉ ~ Λ ₁₆ Signal light) enters the WDM filter 9.
[0035]
Wavelength λ incident on WDM filter 7 ₁ ~ Λ ₈ Are split into four output terminals and propagate through chirped grating fibers 8a to 8d connected to the respective output terminals. For example, the chirped grating fiber 8a has a wavelength λ. ₁ And λ ₂ Signal light propagates and the wavelength λ ₂ Is reflected before the chirped grating fiber 8a and returned, and the wavelength λ ₁ Signal light is λ ₂ The light is reflected back at a position deeper than the reflection position, reaches the output end of the WDM filter 7 again, is multiplexed, and propagates as the signal light 16a. Similarly, the wavelength λ ₄ And λ ₅ , Λ ₇ And λ ₈ Are propagated through the chirped grating fibers 8b, 8c and 8d, reflected at predetermined positions and returned, multiplexed by the WDM filter 7, propagated as the signal light 16a, and further multiplexed by the WDM filter 3. It is waved and propagates as signal light 65. Also, the wavelength λ ₉ ~ Λ ₁₆ The H-band signal light 15b is also converted into four wavelength bands λ by the WDM filter 9. ₉ And λ ₁₀ , Λ _Thirteen And λ ₁₄ , Λ _Fifteen And λ ₁₆ And propagates through each of the chirped grating fibers 10a, 10b, 10c, and 10d, is reflected at a predetermined position, propagates through the chirped grating fiber in the opposite direction, and returns to the WDM filter 9. Multiplexed together with the signal light 16a by the WDM filter 3, and multiplexed with the signal light 16a by the WDM filter 3, propagated as the signal light 65, passed through the dispersion compensating fiber 2, and then passed through the port の of the optical circulator 3. The signal light 18 is output from 2) to the output optical transmission line 12 through the port 3).
[0036]
As described above, in the ultra-wideband chromatic dispersion compensating device shown in FIG. 6, the chromatic dispersion caused by the propagation of the signal light 13 wavelength-multiplexed on the input optical transmission line 1 The passing of the light 62 compensates for the approximate dispersion value, and the remaining dispersion value compensates when the signal light 65 from the WDM filter 3 is propagated to the dispersion compensating fiber 2 from the opposite direction. If the dispersion compensation amount in the dispersion compensating fiber 2 is reduced and the dispersion compensation amount in the chirped grating fibers 8a to 10d is increased, and the attenuation of the signal light in the dispersion compensating fiber 2 is reduced, It can support long distance transmission. Therefore, in the case of FIGS. 1 to 6, the smaller the amount of dispersion compensation in the dispersion compensating fiber 2, the more effective the dispersion compensating fiber, so that each chirped grating fiber has a large amount of dispersion compensation. Better. The chromatic dispersion compensation may be performed only with each chirped grating fiber without providing the dispersion compensating fiber 2. In this way, chromatic dispersion compensation with lower loss can be performed, and longer distance transmission can be realized.
[0037]
FIG. 7 shows an ultra-wide band chromatic dispersion compensating device according to a seventh embodiment of the present invention. The present embodiment is characterized in that an amplification function is added to the configuration of FIG. That is, the Er-doped optical fiber 71 and the optical isolator 72 are inserted in series between the port (3) of the optical circulator 61 and the output optical transmission line 12, and the WDM couplers 73 and 74 are provided on both sides of the Er-doped optical fiber 71. They are coupled to each other and have a configuration in which excitation light sources 75 and 76 are connected respectively. The other configuration is as shown in FIG.
[0038]
The signal light 13 is transmitted from the port (1) of the optical circulator 61 → the port (2) of the optical circulator 61 → the dispersion compensating fiber 2 → the WDM filter 3 → the WDM filters 7, 9 → the WDM filter 3 → the dispersion compensating fiber 2 → the optical circulator 61 The operation up to the port (3) is the same as that in FIG. 6, and the description is omitted here.
The signal light 63 from the port (3) of the optical circulator 61 whose wavelength dispersion has been compensated is propagated to the Er-doped optical fiber 71, and at the same time, the pump light from the pump light sources 75 and 76 is passed through the WDM couplers 73 and 74 to the Er-doped optical fiber. 71. As a result, the signal light 63 passing through the Er-doped optical fiber 71 is amplified several thousand times to 10,000 times, and is output as the signal light 18 to the output optical transmission line 12 through the optical isolator 72.
[0039]
As described above, according to the ultra-wideband chromatic dispersion compensating device of FIG. 7, a device having a chromatic dispersion compensating function and an amplifying function can be realized with a simple configuration, a small number of optical components, and a transmission system with a small optical loss. be able to. It is needless to say that the chromatic dispersion compensation from the signal light 13 to the signal light 18 may be shared by the chirped grating fibers 8a to 10d.
[0040]
FIG. 8 shows a modification of FIG. In this example, a function of a gain equalizer is added to the configuration of FIG. That is, the wavelength 1.53 μm band (λ ₁ 4) In order to suppress the amplification gain of the signal light, an optical filter 41 (the same filter as used in FIG. 4) for attenuating the signal light in the 1.53 μm band is inserted in the chirped grating fiber 8a. ing. Thus, the wavelength λ ₁ To λ ₁₆ The signal light amplification degree up to can be kept uniform.
[0041]
The present invention is not limited to the configurations of the above embodiments. First, a waveguide-type chirped grating filter may be used instead of the chirped grating fibers 8a to 10d. Further, the WDM filters 3, 7, 9, and 11 may be any of a waveguide type, an interference film filter type, and a fiber grating type. The wavelength-multiplexed signal light can use the number of channels such as 8, 20, 32, 64, 100,.... Therefore, the number of multiplexes in the WDM filters 7 and 9 increases as 4, 8, 20, 32, 50,... According to the number of channels. However, the number of output terminals of the WDM filters 7 and 9 does not necessarily have to be half of the number of channels, and can be dealt with by increasing the number of channels to be propagated in each chirped grating fiber. For example, when the number of multiplexed wavelengths is 32, the number of channels to be propagated in each of the chirped grating fibers 8a to 10d in the configuration of FIG. In the case where a dispersion-shifted fiber having a zero-dispersion wavelength in the 1.53 μm band is used for the input optical transmission line 1 and propagates over a distance of several tens of km, the dispersion compensating fiber 2 shown in FIGS. Need not be used.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the ultra-wide band chromatic dispersion compensating / amplifying device of the present invention, the signal light from the input optical transmission line is demultiplexed into a plurality of wavelength regions by the optical demultiplexer, and is demultiplexed by the plurality of optical demultiplexers. Demultiplexing the plurality of wavelength regions into a predetermined number of wavelength bands and multiplexing the signal light after compensating chromatic dispersion of the demultiplexed wavelength band, and transmitting the multiplexed signal light to an output side; The signal light of each wavelength band demultiplexed by the optical multiplexer / demultiplexer is individually propagated using the chirped grating fiber, and chromatic dispersion compensation is performed in a process where the signal light is reflected from a predetermined position. Since each signal light is transmitted to the optical multiplexer / demultiplexer and multiplexed, the following effects are specifically obtained.
(1) It is possible to compensate for chromatic dispersion generated when wavelength-division multiplex transmission of a single mode fiber or a dispersion-shifted fiber over several tens of km is performed using a wavelength of 1.53 μm to 1.61 μm.
(2) The number of optical components is small, the loss is small, and unnecessary characteristics are less likely to cause a fire. Long-distance, large-capacity, high-speed transmission becomes possible, and these can be achieved at low cost.
(3) Since high-precision dispersion compensation can be performed for each wavelength, high-quality transmission becomes possible.
(4) Since a simple configuration in which chromatic dispersion compensation of many wavelength-multiplexed signal lights over an ultra-wide band and amplification of those signal lights can be integrated, a communication system with higher performance and lower cost can be constructed. be able to.
(5) Since the chromatic dispersion compensation of each chirped grating fiber is for signal light of one wavelength or several wavelengths, it is possible to use a chirped grating fiber which can be reduced in size, cost, and mass-produced. become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a connection diagram showing a first embodiment of an ultra-wide band chromatic dispersion compensating device according to the present invention.
FIG. 2 is a connection diagram showing a second embodiment of the ultra-wide band chromatic dispersion compensating device according to the present invention.
FIG. 3 is a connection diagram showing a third embodiment of the ultra-wide band chromatic dispersion compensating device according to the present invention.
FIG. 4 is a connection diagram showing a fourth embodiment of the ultra-wide band chromatic dispersion compensating device according to the present invention.
FIG. 5 is a connection diagram showing a fifth embodiment of the ultra-wide band chromatic dispersion compensating device according to the present invention.
FIG. 6 is a connection diagram showing a sixth embodiment of the ultra-wide band chromatic dispersion compensating device according to the present invention.
FIG. 7 is a connection diagram showing a seventh embodiment of the ultra-wide band chromatic dispersion compensating device according to the present invention.
FIG. 8 is a connection diagram showing a modification of FIG. 7;
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a relationship between a dispersion state and a propagation distance.
FIG. 10 is a connection diagram showing a first example of a conventional chromatic dispersion compensating device.
FIG. 11 is a connection diagram showing a second example of a conventional chromatic dispersion compensating device.
FIG. 12 is a connection diagram showing a third example of a conventional chromatic dispersion compensating device.
[Explanation of symbols]
1 Input optical transmission line
2 Dispersion compensating fiber
3,7,9,11 WDM filter
5,6,21,61 Optical circulator
8a, 8b, 8c, 8d Chirped grating fiber
8e, 8f, 8g, 8h Chirped grating fiber
10a, 10b, 10c, 10d Chirped grating fiber
10e, 10f, 10g, 10h Chirped grating fiber
12 Output optical transmission line
20,72 Optical isolator
31, 32, 71 Er-doped optical fiber
33, 34, 35, 73, 74 WDM coupler
36,37,38,75,76 Excitation light source
41 Optical Filter

Claims

An input optical transmission line through which signal light in which a plurality of different wavelengths are multiplexed is propagated,
An optical splitter that splits the signal light from the input optical transmission line into signal lights in a plurality of wavelength regions such as a long wave band and a short wave band,
The signal light in the plurality of wavelength regions demultiplexed by the optical demultiplexer is demultiplexed into signal light of a plurality of different wavelengths, and the signal light demultiplexed is subjected to wavelength dispersion compensation and then multiplexed to the output side. A plurality of optical multiplexer / demultiplexers for transmission;
A plurality of chirped grating fibers for individually propagating and reflecting the signal light demultiplexed by the plurality of optical multiplexers / demultiplexers, performing chromatic dispersion compensation, and sending out the optical multiplexer / demultiplexer,
An ultra-wide band chromatic dispersion compensating device comprising:

2. The ultra-wideband chromatic dispersion compensating device according to claim 1, wherein the input optical transmission line is a single mode fiber or a dispersion shifted fiber having a zero dispersion wavelength at a wavelength of 1.3 [mu] m.

2. The ultra-wideband chromatic dispersion compensating device according to claim 1, wherein the optical demultiplexer is provided with a dispersion compensating fiber at a preceding stage thereof.

Propagation of the signal light from the optical multiplexer / demultiplexer to the plurality of optical multiplexer / demultiplexers and propagation of the signal light from the plurality of optical multiplexer / demultiplexers to the output side are performed using a plurality of optical circulators. The ultra-wide band chromatic dispersion compensating device according to claim 1, wherein

2. The ultra-wideband chromatic dispersion compensating device according to claim 1, further comprising an optical multiplexer that multiplexes the signal lights output from the plurality of optical circulators.

The optical multiplexer includes an optical isolator that passes signal light of one of the plurality of wavelength regions output from one of the plurality of optical multiplexers / demultiplexers, and a signal light that passes through the optical isolator. The signal light of another wavelength region of the plurality of wavelength regions output from another port of the plurality of optical multiplexers / demultiplexers is input from one port and output to a second port. An optical circulator that inputs the signal light from the third port and outputs the signal light to the first port so that the signal light is reflected by the optical isolator, and the reflected signal light is input from the first port and output to the second port. The ultra-wide band chromatic dispersion compensating device according to claim 5, wherein the device is configured.

7. The ultra-wideband chromatic dispersion compensating device according to claim 5, wherein an optical isolator is connected to an output side of the optical multiplexer.

A plurality of rare-earth element-doped optical fibers connected to the output side of the plurality of optical multiplexers / demultiplexers and amplifying the output signal lights of the respective optical multiplexers / demultiplexers; 2. The ultra-wideband chromatic dispersion compensating device according to claim 1, further comprising: an exciting unit that performs the operation.

9. The ultra-wideband chromatic dispersion compensating device according to claim 8, wherein said pumping means propagates the pumping light in one or both directions in the rare-earth element-doped optical fiber.

When the multiplexed signal light includes a signal light having a wavelength of 1.53 μm to 1.61 μm, the pumping means serves as a pumping light source for pumping a 0.98 μm band, a 1.48 μm band, or both wavelength bands. The ultra-wide band chromatic dispersion compensating device according to claim 8, further comprising a semiconductor laser that emits light.

2. An optical filter for attenuating signal light in the 1.53 .mu.m band is inserted in the chirped grating fiber as long as it transmits signal light in the 1.53 .mu.m band. The ultra-wide band chromatic dispersion compensating device according to claim 1.

The input optical transmission line is connected to a first terminal of a three-terminal optical circulator, the optical demultiplexer is connected to a second terminal of the three-terminal optical circulator, and the output side is connected to a third terminal of the three-terminal optical circulator. 2. The ultra-wide band chromatic dispersion compensating device according to claim 1, wherein the chromatic dispersion compensating device is connected to the terminal of (1).

A rare-earth element-doped optical fiber connected to an output terminal of the three-terminal optical circulator for amplifying an output signal light of the optical circulator; The ultra-wide band chromatic dispersion compensating device according to claim 12, wherein

2. The ultra-wide band chromatic dispersion compensating device according to claim 1, wherein said chirped grating fiber is constituted by a chirped grating waveguide.