JP4040583B2 - Optical transmission system - Google Patents
Optical transmission system Download PDFInfo
- Publication number
- JP4040583B2 JP4040583B2 JP2004017124A JP2004017124A JP4040583B2 JP 4040583 B2 JP4040583 B2 JP 4040583B2 JP 2004017124 A JP2004017124 A JP 2004017124A JP 2004017124 A JP2004017124 A JP 2004017124A JP 4040583 B2 JP4040583 B2 JP 4040583B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polarization
- optical
- wavelength
- port
- light
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
本発明は、光伝送システムに関する。 The present invention relates to an optical transmission system.
低損失なシリカ光ファイバが開発されたことにより、光ファイバを伝送路として用いる光ファイバ通信システムが数多く実用化されてきた。光ファイバそれ自体は極めて広い帯域を有している。しかしながら、光ファイバによる伝送容量は実際上はシステムデザインによって制限される。最も重要な制限は、光ファイバにおいて生じる波長分散による波形歪みに起因する。光ファイバはまた例えば約0.2dB/kmの割合で光信号を減衰させるが、この減衰による損失は、エルビウムドープファイバ増幅器(EDFA)を始めとする光増幅器の採用によって補償されてきた。 Due to the development of low-loss silica optical fibers, many optical fiber communication systems using optical fibers as transmission lines have been put into practical use. The optical fiber itself has a very wide bandwidth. However, the transmission capacity by optical fiber is practically limited by the system design. The most important limitation is due to waveform distortion due to chromatic dispersion occurring in the optical fiber. Optical fibers also attenuate optical signals, for example at a rate of about 0.2 dB / km, but the loss due to this attenuation has been compensated by the adoption of optical amplifiers such as erbium doped fiber amplifiers (EDFAs).
しばしば単純に分散と称される波長分散は、光ファイバ内における光信号の群速度が光信号の波長(周波数)の関数として変化する現象である。例えば標準的なシングルモードファイバにおいては、1.3μmよりも短い波長に対しては、より長い波長を有する光信号がより短い波長を有する光信号よりも速く伝搬し、その結果としての分散は、通常、正常分散と称される。1.3μmよりも長い波長に対しては、より短い波長を有する光信号がより長い波長を有する光信号よりも速く伝搬し、その結果としての分散は異常分散と称される。 Chromatic dispersion, often referred to simply as dispersion, is a phenomenon in which the group velocity of an optical signal in an optical fiber changes as a function of the wavelength (frequency) of the optical signal. For example, in a standard single mode fiber, for wavelengths shorter than 1.3 μm, an optical signal with a longer wavelength propagates faster than an optical signal with a shorter wavelength, and the resulting dispersion is Usually called normal dispersion. For wavelengths longer than 1.3 μm, an optical signal having a shorter wavelength propagates faster than an optical signal having a longer wavelength, and the resulting dispersion is referred to as anomalous dispersion.
近年、EDFAの採用による光信号パワーの増大に起因して、非線形性が注目されている。伝送容量を制限する光ファイバの最も重要な非線形性は光カー効果である。光カー効果は光ファイバの屈折率が光信号の強度に伴って変化する現象である。屈折率の変化は光ファイバ中を伝搬する光信号の位相を変調し、その結果信号スペクトルを変更する周波数チャーピングが生じる。この現象は自己位相変調(self-phase modulation:SPM)として知られている。SPMによってスペクトルが拡大され、波長分散による波形歪みが更に大きくなる。 In recent years, non-linearity has attracted attention due to the increase in optical signal power due to the adoption of EDFA. The most important nonlinearity of an optical fiber that limits the transmission capacity is the optical Kerr effect. The optical Kerr effect is a phenomenon in which the refractive index of an optical fiber changes with the intensity of an optical signal. The change in refractive index modulates the phase of the optical signal propagating through the optical fiber, resulting in frequency chirping that alters the signal spectrum. This phenomenon is known as self-phase modulation (SPM). The spectrum is expanded by SPM, and waveform distortion due to wavelength dispersion is further increased.
このように、波長分散及びカー効果は、伝送距離の増大に伴って光信号に波形歪みを与える。従って、光ファイバによる長距離伝送を可能にするためには、波長分散及び非線形性は制御され、補償され或いは抑圧されることが必要である。 As described above, the chromatic dispersion and the Kerr effect give waveform distortion to the optical signal as the transmission distance increases. Therefore, in order to enable long-distance transmission over an optical fiber, chromatic dispersion and nonlinearity need to be controlled, compensated or suppressed.
波長分散及び非線形性を制御する技術として、主信号のための電子回路を含む再生中継器を用いたものが知られている。伝送路の途中に例えば複数の再生中継器が配置され、各々の再生中継器では、光信号の波形歪みが過剰になる前に光/電気変換、再生処理及び電気/光変換がこの順で行われる。しかし、この方法では、高価で複雑な再生中継器が必要であるとともに、再生中継器が有する電子回路が主信号のビットレートを制限するという問題がある。 As a technique for controlling chromatic dispersion and nonlinearity, a technique using a regenerative repeater including an electronic circuit for a main signal is known. For example, a plurality of regenerative repeaters are arranged in the middle of the transmission line. In each regenerative repeater, optical / electrical conversion, regeneration processing, and electrical / optical conversion are performed in this order before the waveform distortion of the optical signal becomes excessive. Is called. However, this method has a problem that an expensive and complicated regenerative repeater is required and the electronic circuit of the regenerative repeater limits the bit rate of the main signal.
波長分散及び非線形性を補償する技術として、光ソリトンが知られている。与えられた異常分散の値に対して精度よく規定された振幅、パルス幅及びピークパワーを有する光信号パルスが発生させられ、それにより光カー効果によるSPMと異常分散とによるパルス圧縮と、分散によるパルス拡がりとがバランスし、光ソリトンはその波形を維持したまま伝搬して行く。 Optical solitons are known as a technique for compensating for chromatic dispersion and nonlinearity. An optical signal pulse having an amplitude, a pulse width and a peak power accurately defined for a given value of anomalous dispersion is generated, whereby pulse compression by SPM and anomalous dispersion due to the optical Kerr effect, and by dispersion The pulse spread balances and the optical soliton propagates while maintaining its waveform.
波長分散及び非線形性を補償するための他の技術として、光位相共役の適用がある。例えば、伝送路の波長分散を補償するための方法がヤリフ(Yariv)らによって提案されている(A. Yariv, D. Fekete, and D. M. Pepper,“Compensation for channel dispersion by nonlinear optical phase conjugation” Opt. Lett., vol. 4, pp. 52-54, 1979)。伝送路の中間点で光信号が位相共役光に変換され、伝送路の前半で受けた波長分散による波形歪みが伝送路の後半の波長分散による歪みで補償される。 Another technique for compensating for chromatic dispersion and nonlinearity is the application of optical phase conjugation. For example, a method for compensating for chromatic dispersion in a transmission line has been proposed by Yariv et al. (A. Yariv, D. Fekete, and DM Pepper, “Compensation for channel dispersion by nonlinear optical phase conjugation” Opt. Lett., Vol. 4, pp. 52-54, 1979). The optical signal is converted into phase conjugate light at the intermediate point of the transmission line, and the waveform distortion caused by the chromatic dispersion received in the first half of the transmission line is compensated by the distortion caused by the chromatic dispersion in the second half of the transmission line.
特に、2つの地点での電場の位相変化の要因が同じであり、その要因をもたらす環境変化が2地点の間の光の伝搬時間内で緩やかであるとすれば、2地点の中間に位相共役器(位相共役光発生器)を配置することによって、位相変化は補償される(S. Watanabe,“Compensation of phase fluctuation in a transmission line by optical conjugation ”Opt. Lett., vol. 17, pp. 1355-1357, 1992)。従って、位相共役器の採用によって、SPMに起因する波形歪みも補償される。しかし、位相共役器の前後で光パワーの分布が非対称である場合には、非線形性の補償が不完全になる。 In particular, if the factors of the phase change of the electric field at the two points are the same, and the environmental change that causes the factors is gentle within the light propagation time between the two points, the phase conjugate is intermediate between the two points. Phase change is compensated by arranging a phase conjugate light generator (S. Watanabe, “Compensation of phase fluctuation in a transmission line by optical conjugation” Opt. Lett., Vol. 17, pp. 1355 -1357, 1992). Therefore, the waveform distortion caused by the SPM is also compensated by adopting the phase conjugator. However, if the optical power distribution is asymmetric before and after the phase conjugator, the nonlinearity compensation is incomplete.
発明者は、先に、位相共役器を用いる場合に光パワーの非対称性による補償の不完全さを克服するための技術を提案した(S. Watanabe and M. Shirasaki, “Exact compensation for both chromatic dispersion and Kerr effect in a transmission fiber using optical phase conjugation”J. Lightwave Technol., vol. 14, pp. 243-248, 1996 )。位相共役器は伝送路におけるその前後の分散値又は非線形効果の総量が等しくなる点の近傍に配置され、その前後における種々のパラメータが微小区間ごとに設定される。 The inventor previously proposed a technique for overcoming incomplete compensation due to optical power asymmetry when using a phase conjugator (S. Watanabe and M. Shirasaki, “Exact compensation for both chromatic dispersion”). and Kerr effect in a transmission fiber using optical phase conjugation ”J. Lightwave Technol., vol. 14, pp. 243-248, 1996). The phase conjugator is disposed in the vicinity of the point where the dispersion value before and after that in the transmission line or the total amount of the nonlinear effect becomes equal, and various parameters before and after that are set for each minute section.
光ファイバ及び半導体光増幅器等のような三次の非線形光学媒質を用いて、非縮退四光波混合により位相共役光を発生させることができる。角周波数ωS の信号光と角周波数ωP (ωP ≠ωS )のポンプ光とがその非線形光学媒質に供給されると、非線形光学媒質内における信号光及びポンプ光の四光波混合に基づき、角周波数2ωP −ωS の位相共役光(変換信号光)が発生し、この位相共役光は信号光及びポンプ光と共に非線形光学媒質から出力される。 Using a third-order nonlinear optical medium such as an optical fiber and a semiconductor optical amplifier, phase conjugate light can be generated by non-degenerate four-wave mixing. When the pump light angular frequency omega S of the signal light and the angular frequency ω P (ω P ≠ ω S ) is supplied to the nonlinear optical medium, based on four-wave mixing of the signal light and the pump light in the nonlinear optical medium Then, phase conjugate light (converted signal light) having an angular frequency of 2ω P −ω S is generated, and this phase conjugate light is output from the nonlinear optical medium together with the signal light and the pump light.
尚、「非縮退」というのは、信号光の波長とポンプ光の波長とが異なるという意味で用いられている。信号光の波長、ポンプ光の波長及び位相共役光の波長(角周波数)は前述した関係を満たすので、位相共役光の発生と同時に波長変換が行なわれることになる。 “Non-degenerate” is used in the sense that the wavelength of the signal light and the wavelength of the pump light are different. Since the wavelength of the signal light, the wavelength of the pump light, and the wavelength (angular frequency) of the phase conjugate light satisfy the relationship described above, wavelength conversion is performed simultaneously with the generation of the phase conjugate light.
信号光から位相共役光への変換における変換効率は、信号光及びポンプ光の偏波面の一致性に依存している。しかし、一般的な光ファイバ伝送路は偏波面を維持する能力を有していないので、変換されるべき信号光の偏波状態は時間と共に変動する。従って、位相共役変換及び波長変換のための装置には、偏波依存性がないことが要求される。ここで、「偏波依存性がない」というのは、変換されるべき信号光の偏波状態に係わらず変換効率が実質的に一定であることをいう。 The conversion efficiency in the conversion from signal light to phase conjugate light depends on the coincidence of the polarization planes of the signal light and the pump light. However, since a general optical fiber transmission line does not have the ability to maintain the plane of polarization, the polarization state of the signal light to be converted varies with time. Therefore, the device for phase conjugate conversion and wavelength conversion is required to have no polarization dependency. Here, “no polarization dependence” means that the conversion efficiency is substantially constant regardless of the polarization state of the signal light to be converted.
一方、位相共役変換及び波長変換のための装置をWDM(波長分割多重)に適用する場合には、一度に変換することができるチャネル数を増やすために、変換帯域が十分に広いことが要求される。変換帯域は、あるパワーの位相共役光が得られる条件下におけるポンプ光及び信号光の最大の離調波長(又は離調周波数)で定義される。 On the other hand, when a device for phase conjugate conversion and wavelength conversion is applied to WDM (wavelength division multiplexing), it is required that the conversion band is sufficiently wide to increase the number of channels that can be converted at one time. The The conversion band is defined by the maximum detuning wavelength (or detuning frequency) of the pump light and the signal light under conditions where phase conjugate light with a certain power is obtained.
よって、本発明の目的は、偏波依存性のない位相共役変換及び波長変換のための装置及びその装置を含むシステムを提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a device for phase conjugate conversion and wavelength conversion without polarization dependency and a system including the device.
本発明の他の目的は、変換帯域が広い位相共役変換及び波長変換のための装置及びその装置を含むシステムを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an apparatus for phase conjugate conversion and wavelength conversion with a wide conversion band and a system including the apparatus.
本発明によると、第1の波長帯域で波長多重伝送を行う第1の波長多重ネットワークと、第2の波長帯域で波長多重伝送を行う第2の波長多重ネットワークと、第1の波長多重ネットワークと第2の波長多重ネットワーク間に配置された四光波混合器を備え、前記四光波混合器は、第1の波長多重ネットワークより第1の波長帯域の光を入力し、第2の波長帯域と重ならない第3の波長帯域に変換して第2の波長多重ネットワークに出力し、前記四光波混合器は、第1、第2及び第3ポートを有し、上記第1ポートに供給された前記第1の波長多重ネットワークからの前記第1の波長帯域の光を上記第2ポートから出力し、上記第2ポートに供給された光を上記第3ポートから出力し、上記第1ポートには偏波面が互いに直交する第1及び第2の偏波成分を含む信号光とポンプ光とが供給され、上記第2ポートより出力される光学素子と、第1、第2及び第3ポートを有し、上記第1ポートは上記光学素子の第2ポートに光学的に接続され、上記第1及び第2ポート間は上記第1偏波成分の偏波面である第1の偏波面により結合され、上記第1及び第3ポート間は上記第2偏波成分の偏波面である第2の偏波面により結合される偏波ビームスプリッタと、第1端及び第2端の間で維持されるべき偏波モードを有し、上記第1端は上記第1の偏波面が上記偏波モードに適合するように上記偏波ビームスプリッタの第2ポートに光学的に接続され、上記第2端は上記第2の偏波面が上記偏波モードに適合するように上記偏波ビームスプリッタの第3ポートに光学的に接続される偏波維持ファイバとを備え、第1の偏波面を有し上記偏波ビームスプリッタの第2ポートから上記第1端に出力された信号光およびポンプ光により上記偏波維持ファイバで生じた四光波混合による前記第3の波長帯域に含まれる第1の位相共役光が、上記第2端から上記偏波ビームスプリッタの第3ポートに供給され、第2の偏波面を有し上記偏波ビームスプリッタの第3ポートから上記第2端に出力された信号光およびポンプ光により上記偏波維持ファイバで生じた四光波混合による前記第3の波長帯域に含まれる第2の位相共役光が、上記第1端から上記偏波ビームスプリッタの第2ポートに供給され、上記第1および第2の位相共役光が上記偏波ビームスプリッタの第1ポートから上記光学素子の第2ポートに供給され、少なくとも上記光学素子の第3ポートを通して前記第2の波長多重ネットワークに出力されることを特徴とする光伝送システムが提供される。 According to the present invention, a first wavelength multiplexing network that performs wavelength multiplexing transmission in a first wavelength band, a second wavelength multiplexing network that performs wavelength multiplexing transmission in a second wavelength band, and a first wavelength multiplexing network A four-wave mixer disposed between the second wavelength multiplexing networks, wherein the four-wave mixer receives light of the first wavelength band from the first wavelength multiplexing network and overlaps the second wavelength band. To the third wavelength band to be output to the second wavelength division multiplexing network, the four-wave mixer has first, second and third ports, the first port supplied to the first port The light of the first wavelength band from one wavelength division multiplexing network is output from the second port, the light supplied to the second port is output from the third port, and the polarization plane is applied to the first port. Are first and second orthogonal to each other Signal light including the polarization component and the pump light are supplied, and have an optical element output from the second port, and first, second, and third ports, and the first port is connected to the optical element. Optically connected to a second port, the first and second ports are coupled by a first polarization plane which is a polarization plane of the first polarization component, and the first and third ports are coupled to each other by the first port. A polarization beam splitter coupled by a second polarization plane that is a polarization plane of two polarization components, and a polarization mode to be maintained between the first end and the second end, wherein the first end is Optically connected to the second port of the polarization beam splitter so that the first polarization plane matches the polarization mode, and the second polarization plane matches the polarization mode at the second end. Polarization maintaining optically connected to the third port of the polarization beam splitter And the four-wave mixing caused by the four-wave mixing generated in the polarization maintaining fiber by the signal light and the pump light output from the second port of the polarization beam splitter to the first end. The first phase conjugate light included in the third wavelength band is supplied from the second end to the third port of the polarization beam splitter, and has a second polarization plane, and the third phase conjugate light of the polarization beam splitter. The second phase conjugate light included in the third wavelength band by the four-wave mixing generated in the polarization maintaining fiber by the signal light and the pump light output from the port to the second end is transmitted from the first end. Supplied to the second port of the polarization beam splitter, and the first and second phase conjugate lights are supplied from the first port of the polarization beam splitter to the second port of the optical element, and at least the optical element An optical transmission system is provided that outputs to the second wavelength division multiplexing network through the third port .
本発明によると、広い変換帯域を有する位相共役変換及び波長変換のための装置の提供が可能になるという効果が生じる。また、本発明によると、信号光から変換光への変換における変換効率が変換されるべき信号光の偏波状態に依存しない位相共役変換及び波長変換のための装置の提供が可能になるという効果が生じる。更に、本発明による装置によって、大容量伝送に適し、柔軟性に富んだ新規なシステムの提供が可能になるという効果もある。 According to the present invention, it is possible to provide an apparatus for phase conjugate conversion and wavelength conversion having a wide conversion band. In addition, according to the present invention, it is possible to provide an apparatus for phase conjugate conversion and wavelength conversion in which conversion efficiency in conversion from signal light to converted light does not depend on the polarization state of the signal light to be converted. Occurs. Furthermore, the apparatus according to the present invention has an effect that it is possible to provide a new system that is suitable for large-capacity transmission and that is rich in flexibility.
以下、添付図面を参照して、本発明の望ましい実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
今、光パルスが分散媒質中を伝搬する場合を考える。チャープしていないパルスが分散媒質を透過する際、正常分散媒質(∂2 β/∂ω2 >0)の場合には、パルスの立ち上がりにおいて低周波側にシフトし、立ち下がりにおいて高周波側にシフトする。異常分散媒質(∂2 β/∂ω2 <0)の場合には、パルスの立ち上がりにおいて高周波側にシフトし、立ち下がりにおいて低周波側にシフトする。ここで、βは伝搬定数、ωは光の角周波数を表す。そして、正常分散媒質においては波長が長いほど群速度が速く、異常分散媒質においては波長が短いほど群速度が速いため、いずれの場合にもパルス幅が広がることになる。 Consider the case where an optical pulse propagates through a dispersion medium. When a non-chirped pulse passes through the dispersion medium, if it is a normal dispersion medium (∂ 2 β / ∂ω 2 > 0), it shifts to the low frequency side at the rising edge of the pulse and shifts to the high frequency side at the falling edge To do. In the case of an anomalous dispersion medium (∂ 2 β / ∂ω 2 <0), it shifts to the high frequency side at the rising edge of the pulse and shifts to the low frequency side at the falling edge. Here, β represents a propagation constant, and ω represents the angular frequency of light. In the normal dispersion medium, the longer the wavelength, the faster the group velocity, and in the anomalous dispersion medium, the shorter the wavelength, the faster the group velocity. Therefore, in any case, the pulse width increases.
一方、光の強度が大きい場合には、光カー効果によって屈折率が
Δn(t)=n2 |E(t)|2
だけ変化する。ここに、n2 は非線形屈折率と呼ばれる量であり、通常のシリカファイバの場合にはその値は例えば約3.2×10-20 m2 /Wである。光パルスが非線形媒質中で光カー効果を受けると、
Δω(t)=−∂Δφ(t)/∂t
=−(2πn2 /λ)(∂|E(t)|2 /∂t)Δz
だけスペクトルが拡散(チャープ)する。ここにΔzは相互作用長である。
On the other hand, when the light intensity is high, the refractive index is Δn (t) = n 2 | E (t) | 2 due to the optical Kerr effect.
Only changes. Here, n2 is a quantity called a nonlinear refractive index, and in the case of a normal silica fiber, the value is, for example, about 3.2 × 10 −20 m 2 / W. When an optical pulse is subjected to the optical Kerr effect in a nonlinear medium,
Δω (t) = − ∂Δφ (t) / ∂t
= − (2πn 2 / λ) (∂ | E (t) | 2 / ∂t) Δz
Only the spectrum diffuses (chirps). Here, Δz is the interaction length.
この現象は、一般に自己位相変調(Self-phase modulation:SPM)と称される。このSPMにより光パルスの立ち上がりにおいては低周波側にシフトし、立ち下がりにおいては高周波側にシフトする。このSPMによるチャーピングのために分散の影響がより顕著になり、その結果、パルスの歪みがより著しくなる。そのため、光パルスが分散媒質中で光カー効果を受けると、正常分散媒質の場合には、パルスが分散だけの場合よりも更に拡散するが、異常分散媒質の場合にはパルス圧縮が起きる。 This phenomenon is generally referred to as self-phase modulation (SPM). This SPM shifts to the low frequency side at the rise of the optical pulse, and shifts to the high frequency side at the fall. Due to this chirping by SPM, the influence of dispersion becomes more conspicuous, and as a result, pulse distortion becomes more significant. Therefore, when the optical pulse is subjected to the optical Kerr effect in the dispersion medium, in the case of the normal dispersion medium, the pulse is further diffused than in the case of only the dispersion, but in the case of the anomalous dispersion medium, pulse compression occurs.
従って、上記の波長分散の効果を考え合わせると、正常分散媒質の場合には大きなパルス拡散が発生し、異常分散媒質の場合には波長分散によるパルス拡散とSPMによるパルス圧縮のうち大きい方の効果が表れる。これら2つの効果をバランスさせたものが光ソリトンである。 Therefore, considering the effects of chromatic dispersion described above, large pulse diffusion occurs in the case of a normal dispersion medium, and in the case of an anomalous dispersion medium, the larger effect of pulse diffusion by chromatic dispersion and pulse compression by SPM. Appears. Optical solitons are a balance between these two effects.
一般に異常分散媒質においてSPMのよるパルス圧縮を加えた方が高い信号対雑音比(S/N)を保持できて都合がよいように考えがちであるが、最近光アンプを用いて高いレベルの光パワーで伝送できるようになったことと、分散シフトファイバの開発により比較的小さな波長分散値が実現できるようになったことにより、一概にパルス圧縮を加えた方がよいとも言えなくなってきた。 In general, it is apt to think that it is convenient to apply a pulse compression by SPM in an anomalous dispersion medium so that a high signal-to-noise ratio (S / N) can be maintained. It has become impossible to say that it is better to add pulse compression in general because it is possible to transmit with power and to develop a relatively small chromatic dispersion value by developing a dispersion shifted fiber.
つまり、パルス圧縮効果が大きくなり過ぎて大きな波形歪みが発生するのである。特に、NRZパルスの場合には、パルスの立ち上がり、立ち下がり部分において集中的にパルス圧縮が起こるため、急激な波形変化や、極端な場合には、立ち下がり部分が立ち上がり部分を追い抜き、パルスが3つに分裂するようなことも起こる。また、長距離光増幅多中継伝送の場合には、信号光を励起光として光アンプの自然放出光との間で四光波混合が生じ、S/Nが著しく低下するという問題もある(変調不安定性;modulation instability)。 That is, the pulse compression effect becomes too great and a large waveform distortion occurs. In particular, in the case of an NRZ pulse, pulse compression occurs intensively at the rising and falling portions of the pulse. Therefore, in an extreme waveform change or in an extreme case, the falling portion overtakes the rising portion, and the pulse is 3 Some things break up. In addition, in the case of long-distance optical amplification multi-relay transmission, there is a problem that four-wave mixing occurs between signal light as excitation light and spontaneous emission light from an optical amplifier, resulting in a significant decrease in S / N (modulation instability). Qualitative (modulation instability).
上述したような波長分散及び非線形性に起因する光パルスの歪みは、位相共役光学の適用によって補償することができる。例えば、第1の光ファイバ伝送路によって伝送された信号光ビームが位相共役光発生器によって位相共役光ビームに変換され、位相共役光ビームは第2の光ファイバ伝送路によって伝送される。第1及び第2の光ファイバにおける波長分散及び非線形性に関連するパラメータを適切に設定しておくことによって、第2の光ファイバの出力端で実質的に歪みのない光パルスを得ることができる。 Optical pulse distortion due to chromatic dispersion and nonlinearity as described above can be compensated by applying phase conjugate optics. For example, a signal light beam transmitted by a first optical fiber transmission line is converted into a phase conjugate light beam by a phase conjugate light generator, and the phase conjugate light beam is transmitted by a second optical fiber transmission line. By appropriately setting parameters related to chromatic dispersion and nonlinearity in the first and second optical fibers, it is possible to obtain an optical pulse substantially free from distortion at the output end of the second optical fiber. .
しかし、位相共役光発生器における信号光ビームから位相共役光ビームへの変換効率は信号光ビームの偏波状態に依存するのが一般的であるから、変換効率に偏波依存性のない位相共役光発生器が求められているのである。 However, since the conversion efficiency from a signal light beam to a phase conjugate light beam in a phase conjugate light generator generally depends on the polarization state of the signal light beam, the phase conjugate with no polarization dependency in the conversion efficiency. There is a need for a light generator.
変換効率に偏波依存性のない位相共役光発生器を構成するには、偏波スクランブル法、偏波ダイバーシティ法又は偏波能動制御法を適用することができる。更には、偏波維持ファイバ(Polarization Maintaining Fiber:PMF)からなる光ファイバ伝送路を用いることによっても、位相共役光発生器における変換効率の偏波依存性を排除することができる。本発明では、変換効率の偏波依存性を排除するために、偏波ダイバシティ法が採用される。 In order to configure a phase conjugate light generator whose conversion efficiency does not depend on polarization, a polarization scrambling method, a polarization diversity method, or a polarization active control method can be applied. Furthermore, the polarization dependence of the conversion efficiency in the phase conjugate light generator can also be eliminated by using an optical fiber transmission line composed of a polarization maintaining fiber (PMF). In the present invention, the polarization diversity method is adopted in order to eliminate the polarization dependency of the conversion efficiency.
図1は本発明による装置の第1実施形態を示す図である。同図において、符号2は入力ポート、4はポンプ光源、6は光カプラ、8は光サーキュレータ、10は偏波ビームスプリッタ、12は偏波維持ファイバ(PMF),14は光バンドパスフィルタ、16は出力ポートを示している。この装置の構成及び動作の詳細は後述する。
FIG. 1 shows a first embodiment of the device according to the invention. In the figure,
図2は本発明による装置の動作原理の説明図である。まず、偏波分離のプロセスにおいては、信号光ES が2つの偏波成分ES (#1)及びES (#2)に分離される。偏波成分ES (#1)及びES (#2)は互いに直交する偏波面を有している。次いで、変換のプロセスにおいては、偏波成分ES (#1)及びES(#2)がそれぞれ対応する位相共役光EC (#1)及びEC (#2)に変換される。位相共役光EC (#1)及びEC (#2)の偏波面はそれぞれ偏波成分ES (#1)及びES (#2)の偏波面に一致している。そして、偏波合成のプロセスにおいて、位相共役光EC (#1)及びEC (#2)が偏波合成されて、位相共役光(変換信号光)EC (#1)及びEC (#2)が得られる。 FIG. 2 is an explanatory diagram of the operating principle of the apparatus according to the present invention. First, in the polarization separation process, the signal light ES is separated into two polarization components E S (# 1) and E S (# 2). The polarization components E S (# 1) and E S (# 2) have orthogonal polarization planes. Next, in the conversion process, the polarization components E S (# 1) and E S (# 2) are converted into corresponding phase conjugate lights E C (# 1) and E C (# 2), respectively. The polarization planes of the phase conjugate light E C (# 1) and E C (# 2) coincide with the polarization planes of the polarization components E S (# 1) and E S (# 2), respectively. Then, in the polarization combining process, the phase conjugate light E C (# 1) and E C (# 2) are subjected to polarization combining, and the phase conjugate light (converted signal light) E C (# 1) and E C ( # 2) is obtained.
図1に示される装置においては、偏波分離及び偏波合成の各プロセスは偏波ビームスプリッタ10において実行され、変換のプロセスは非線形光学媒質としてのPMF12において実行される。
In the apparatus shown in FIG. 1, the polarization separation and polarization synthesis processes are executed in the
図3はPMF12の偏波モードの説明図である。PMF12は、比較的高屈折率なコア18と、コア18を覆う比較的低屈折率なクラッド20と、クラッド20内のコア18の両側に設けられる一対の応力付与部22とから構成されている。PMF12の断面において、コア18及び応力付与部22のそれぞれの中心を通る軸をX軸とし、コア18の中心を通りX軸に垂直な軸をY軸とする。X軸及びY軸の各々は主軸と称される。X軸に平行な偏波面を有する偏波成分の伝搬定数はY軸に平行な偏波面を有する偏波成分の伝搬定数と大きく異なるので、各偏波成分はその偏波状態を維持したままPMF12内を伝搬することができる。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the polarization mode of the
発明者の測定によると、X軸に平行な偏波面を有する偏波成分に対する零分散波長は、Y軸に平行な偏波面を有する偏波成分に対する零分散波長と異なることが明らかになった。 According to the inventor's measurement, it has been clarified that the zero dispersion wavelength for the polarization component having the polarization plane parallel to the X axis is different from the zero dispersion wavelength for the polarization component having the polarization plane parallel to the Y axis.
従って、PMF12の2つの主軸(X軸及びY軸)の両方を用いて1チャンネル分の偏波ダイバーシティを行なう場合には、零分散波長の違いにより、変換帯域を広くすることができない。
Therefore, when performing polarization diversity for one channel using both of the two main axes (X axis and Y axis) of the
本発明では、2つの主軸のいずれ一方だけを偏波モードとして用いて偏波ダイバーシティを行なっているので、変換帯域の拡大が可能になる。具体的には以下の通りである。 In the present invention, since polarization diversity is performed using only one of the two main axes as the polarization mode, the conversion band can be expanded. Specifically, it is as follows.
図1において、入力ポート2には、変換されるべき信号光ES (波長λS )が供給される。ポンプ光源4はポンプ光EP (波長λP )を出力する。ポンプ光源4は例えばレーザダイオードにより提供され得る。この場合、ポンプ光EP は実質的に直線偏波であり、その偏波面は後述のように設定される。信号光ES の偏波状態は任意である。
In FIG. 1, the
信号光及びポンプ光は光カプラ6により合波されあるいは加え合わされて光サーキュレータ8のポート8Aに供給される。光サーキュレータ8は、ポート8Aに供給された光をポート8Bから出力し、ポート8Bに供給された光をポート8Cから出力し、ポート8Cに供給された光をポート8Aから出力するように機能する。尚、3つ目の機能はこの実施形態では用いられていない。
The signal light and the pump light are combined or added by the optical coupler 6 and supplied to the
偏波ビームスプリッタ10はポート10A,10B及び10Cを有している。ポート10Aは光サーキュレータ8のポート8Bに光学的に接続される。ポート10A及び10Bは、紙面に垂直な第1の偏波面を有するTM成分(第1の偏波成分)によって結合されており、ポート10A及び10Cは、紙面に平行な第2の偏波面を有するTE成分(第2の偏波成分)によって結合されている。
The
PMF12の両端はそれぞれ偏波ビームスプリッタ10のポート10B及び10Cに光学的に接続されている。説明の便宜上、PMF12によって維持されるべき偏波モードは図3に示されるY軸によって与えられているものとする。ポート10Bにおいては、紙面に垂直な第1の偏波面がPMF12の偏波モードに適合し、ポート10Cにおいては、紙面に水平な第2の偏波面が偏波モードに適合している。つまり、ポート10BではPMF12のY軸は紙面に垂直であり、ポート10CではY軸は紙面に平行である。PMF12はポート10B及び10C間で空間的には90°捩じれているのである。
Both ends of the
光サーキュレータ8のポート8Aに供給された信号光及びポンプ光は、ポート8Bから出力される。この出力された光は偏波ビームスプリッタ10によってTM成分及びTE成分に分けられる。TM成分はポート10Bからポート10Cに向かってPMF12内を伝搬し、TE成分はこれとは逆にポート10Cからポート10Bに向かってPMF12内を伝搬する。TM成分はポート10Bから出力された時点では紙面に垂直な偏波面を有しているが、その偏波面はPFM12を通過した後には90°回転させられて紙面に平行になっているので、時計周りに伝搬してきたTM成分はポート10Cからポート10Aに通過する。一方、TE成分は、ポート10Cから出力された時点では紙面に水平な偏波面を有しているが、その偏波面はPMF12内において90°回転させられて、ポート10Bでは紙面に垂直となる。従って、PMF12内を反時計回りに伝搬してきたTE成分はポート10Bからポート10Aに通過する。
The signal light and pump light supplied to the
このようにして偏波合成された光は、偏波ビームスプリッタ10のポート10Aから光サーキュレータ8のポート8Bに供給され、ポート8Cから出力される。出力された光は光バンドパスフィルタ14を通って出力ポート16から出力される。
The light combined in this way is supplied from the
偏波合成の結果偏波ビームスプリッタ10のポート10Aから出力される光には、信号光及びポンプ光が含まれる他、PMF12内において新たに発生した位相共役光(変換信号光)EC (波長λC )が含まれている。つまり、信号光の一部は、PMF12における信号光及びポンプ光に基づく四光波混合により位相共役光に変換されるのである。波長λS 、λP 及びλC は前述した関係を満足しているので、互いに異なり、従って、光バンドパスフィルタ14により位相共役光を抽出するものである。つまり、光バンドパスフィルタ14は、波長λC を含み且つλS 及びλP を含まない通過帯域を有している。
The light output from the
このように、PMF12の一方の主軸(Y軸)に対応する偏波モードを用いているので、PMF12のY軸に関する零分散波長にポンプ光の波長を正確に一致させることができ、変換帯域が拡大される。従来精々40nm程度であった変換帯域を本発明により約100nmに拡大することができる。
As described above, since the polarization mode corresponding to one main axis (Y axis) of the
ポンプ光源4としてレーザダイオードが用いられている場合、ポンプ光は実質的に直線偏波で与えられる。この場合、ポンプ光の偏波面は、信号光から位相共役光への変換における変換効率が信号光の偏波状態に依存しないように設定される。具体的には、TM成分及びTE成分へのポンプ光の分配比が等しくなるように、ポンプ光の偏波面は偏波ビームスプリッタ10のポート10Aにおいて紙面に45°傾斜するように設定されるであろう。
When a laser diode is used as the pump
このように本発明による装置では偏波ダイバーシティが適用されているので、偏波依存性のない変換器の提供が可能になる。 As described above, since the diversity according to the present invention is applied, it is possible to provide a converter having no polarization dependency.
図4は本発明による装置の第2実施形態を示す図である。ここでは、ポンプ光源4から出力されたポンプ光の位相又は周波数を変調又は攪乱(dithering )するために、変調回路24がポンプ光源4に接続されている。PMF12における四光波混合の発生効率を高めるためには、ポンプ光のパワーを高めることが有効であるが、ポンプ光のパワーを高め過ぎると誘導ブリユアン散乱(SBS)によりポンプ光がPMF12内で反射されてしまう。本実施形態では、ポンプ光の位相又は周波数を変調又は攪乱しているので、SBSの発生が抑圧され、変換効率の高い変換器の提供が可能になる。変調周波数は数100KHz(例えば150KHz)でよい。この実施形態では、例えばLDにより提供されるポンプ光源4に直接変調を適用しているが、外部変調器を用いた間接変調を適用してもよい。
FIG. 4 shows a second embodiment of the device according to the invention. Here, a modulation circuit 24 is connected to the pump
図5は本発明によるシステムの第1実施形態を示す図である。ここでは、光ファイバ伝送路の波長分散及び非線形光カー効果による波形歪みが補償される。そのために、光ファイバ伝送路の概ね中間点に、図1又は図4に示される装置が変換器(あるいは位相共役光発生器:Phase Conjugator)PCとして用いられている。 FIG. 5 is a diagram showing a first embodiment of the system according to the present invention. Here, the waveform distortion due to the chromatic dispersion of the optical fiber transmission line and the nonlinear optical Kerr effect is compensated. For this purpose, the apparatus shown in FIG. 1 or FIG. 4 is used as a converter (or phase conjugate light generator: PC) at approximately the midpoint of the optical fiber transmission line.
送信機(TX)からの出力信号光ES を第1の光ファイバF1(長さL1 、分散D1 、非線形係数γ1 )で光伝送した後、位相共役光発生器(PC)に入力する。PCで位相共役光EC に変換し、第2の光ファイバF2(長さL2 、分散D2 、非線形係数γ2 )で受信機(RX)まで光伝送する。受信機では、この位相共役光を受光器で受けて信号検出する。尚、送信信号の変調方式には光振幅(強度)、周波数、位相等あらゆる方式が適用可能であり、信号検出には位相共役光を帯域フィルタで抽出した後の光直接検波や光ヘテロダイン検波等が考えられる。 The output signal light ES from the transmitter (TX) is optically transmitted through the first optical fiber F1 (length L 1 , dispersion D 1 , nonlinear coefficient γ 1 ), and then input to the phase conjugate light generator (PC). . The light is converted into phase conjugate light E C by the PC, and optically transmitted to the receiver (RX) through the second optical fiber F2 (length L 2 , dispersion D 2 , nonlinear coefficient γ 2 ). In the receiver, the phase conjugate light is received by a light receiver to detect a signal. Any method such as optical amplitude (intensity), frequency, phase, etc. can be applied to the modulation method of the transmission signal. For signal detection, optical direct detection or optical heterodyne detection after phase conjugate light is extracted by a bandpass filter, etc. Can be considered.
また、ここで用いる光ファイバは多くの場合単一モードの石英ファイバ(SMF)であり、光通信において一般的に用いられている1.3μm零分散光ファイバや1.55μm分散シフトファイバ(DSF)等がその代表例である。 In many cases, the optical fiber used here is a single-mode quartz fiber (SMF), and a 1.3 μm zero-dispersion optical fiber or a 1.55 μm dispersion-shifted fiber (DSF) generally used in optical communication. Etc. are typical examples.
さらに、信号光は波長の異なる複数の光信号を波長分割多重して得られた波長分割多重(WDM)信号光でもよい。この場合、複数の光信号の波長を波長軸上で不等間隔に配列しておくことによって、光ファイバ伝送路における不所望なFWMの発生を抑制してクロストークを防止することができる(後述の図10の説明においても同様)。 Further, the signal light may be wavelength division multiplexed (WDM) signal light obtained by wavelength division multiplexing a plurality of optical signals having different wavelengths. In this case, by arranging the wavelengths of a plurality of optical signals at unequal intervals on the wavelength axis, generation of undesired FWM in the optical fiber transmission line can be suppressed and crosstalk can be prevented (described later). The same applies to the description of FIG.
光ファイバ内の波長分散と自己位相変調(Self Phase Modulation)による波形歪を図5に示したシステムで補償するためには、PCを挟んで対応する部分の分散と非線形効果の大きさを同じにすればよい。ここで、対応する部分とは、PCから測った分散又は光カー効果の累積値が等しくなる2つの部分をいう。つまり、伝送路を分割したときに、PCに近い側から順にPCに関して上記の意味で対象な位置にある各分割区間において分散と非線形効果の大きさを同じにすればよい。このことはまた、各分割区間内の分散値を同じにするとともに、各区間内で、
D1 /γ1 P1 =D2 /γ2 P2 … (1a)
が成り立つようにすればよいことを示している。ここにP1 ,P2 は各部分における光パワーであり、
γj =ωn2j/cAeffj … (2a)
は光ファイバ内の光カー効果の非線形係数を表す。ここに、ωは光角周波数、cは真空中の光速を表し、n2jとAeffjは光ファイバFj(j=1,2)の非線形屈折率と有効コア断面積をそれぞれ表す。
In order to compensate for the chromatic dispersion in the optical fiber and the waveform distortion due to self phase modulation with the system shown in FIG. 5, the dispersion of the corresponding portion and the magnitude of the nonlinear effect are made the same across the PC. do it. Here, the corresponding parts are two parts where the accumulated values of dispersion or optical Kerr effect measured from the PC are equal. That is, when the transmission path is divided, the dispersion and the nonlinear effect may be made the same in each divided section at the target position in the above sense in order from the side closer to the PC. This also makes the variance values in each segmented section the same, and in each section,
D 1 / γ 1 P 1 =
It is shown that it should be made to hold. Here, P 1 and P 2 are the optical power in each part,
γ j = ωn 2j / cA effj (2a)
Represents the nonlinear coefficient of the optical Kerr effect in the optical fiber. Here, ω represents the optical angular frequency, c represents the speed of light in vacuum, and n 2j and A effj represent the nonlinear refractive index and effective core area of the optical fiber Fj (j = 1, 2), respectively.
伝送路に沿って非線形効果の損失による減少を補償するためには、分散を小さくしていくか光カー効果を大きくすればよい。分散の値を変化させることは、光ファイバの設計により可能であり有望である。例えば、分散シフトファイバ(Dispersion Shifted Fiber)の零分散波長を変化させることや、光ファイバのコアとクラッドの比屈折率差やコア径を変えることにより現在盛んに行われている。一方、光カー効果を変化させることは、非線形屈折率を変化させたり光強度を変化させることにより可能となる。 In order to compensate for the decrease due to the loss of the non-linear effect along the transmission line, the dispersion should be reduced or the optical Kerr effect should be increased. Changing the value of dispersion is possible and promising depending on the design of the optical fiber. For example, it is actively performed by changing the zero dispersion wavelength of a dispersion shifted fiber, or changing the relative refractive index difference and the core diameter of the core and clad of the optical fiber. On the other hand, it is possible to change the optical Kerr effect by changing the nonlinear refractive index or changing the light intensity.
分散補償ファイバ(Dispersion Compensation Fiber) の分散値を、長手方向に光カー効果の変化に比例するように逓減する構造の分散逓減DCF(DD−DCF)と正常分散のDSFによる伝送路によりシステムを構成することにより、高速・長距離伝送が可能となる。 A system is composed of a transmission line using a dispersion-decreasing DCF (DD-DCF) having a structure in which the dispersion value of the dispersion-compensating fiber is gradually reduced in the longitudinal direction so as to be proportional to the change of the optical Kerr effect, and a DSF having a normal dispersion. By doing so, high-speed and long-distance transmission becomes possible.
光アンプを用いた長距離伝送においては、正常分散ファイバを用いるのが光アンプの雑音光による非線形歪(変調不安定性;modulation instability)を低減する上でよいことがわかっており、この構成は有望である。 In long-distance transmission using an optical amplifier, it has been found that using a normal dispersion fiber is good for reducing nonlinear distortion (modulation instability) due to noise light of the optical amplifier, and this configuration is promising. It is.
上記の厳密な補償法の他に、光カー効果の変化がさほど大きくない場合(光アンプの中継間隔が非線形長に比べて十分短い場合など)には、以下のような平均パワーによる近似が成り立つ。 In addition to the exact compensation method described above, when the change in the optical Kerr effect is not so large (such as when the optical amplifier relay interval is sufficiently shorter than the nonlinear length), the following approximation by average power holds: .
D1 ′L1 =D2 ′L2 … (3a)
γ1 P1 ′L1 =γ2 P2 ′L2 … (4a)
ここに、P1 ′,P2 ′は、それぞれ光ファイバFj(j=1,2)内の平均パワーであり、また、D1 ′,D2 ′はそれぞれ光ファイバFjの平均分散である。
D 1 ′ L 1 = D 2 ′ L 2 (3a)
γ 1 P 1 ′ L 1 = γ 2 P 2 ′ L 2 (4a)
Here, P 1 ′ and P 2 ′ are the average power in the optical fiber Fj (j = 1, 2), respectively, and D 1 ′ and D 2 ′ are the average dispersion of the optical fiber Fj.
さらに、理想的な波形補償条件式(1a)は満たさないが、伝送路に逆符号の分散を配置することによる分散補償器を適宜配置することも可能である。 Furthermore, although the ideal waveform compensation conditional expression (1a) is not satisfied, it is also possible to appropriately dispose a dispersion compensator by disposing dispersion with an opposite sign on the transmission line.
この方法は、特に海底伝送のような長距離伝送において有効である。その理由は以下の通りである。 This method is particularly effective in long-distance transmission such as submarine transmission. The reason is as follows.
即ち、PCを用いた補償においては、その前後の光ファイバ内の波形歪を同じにする必要がある。このため、最も波形が歪んでいるのは、PCの前後においてである。従って、PCの位置においては、最も光パルスのスペクトルの拡がった状態になっている。一方、PC及び伝送路の光アンプからは雑音が付加されるが、この雑音によるS/N劣化はスペクトルが広いほど大きい。従って、PCの前後でのスペクトル拡がりが少ないようにシステムを設計することは、伝送距離を延ばす上で非常に有効である。 That is, in the compensation using the PC, it is necessary to make the waveform distortion in the optical fiber before and after that the same. For this reason, the waveform is most distorted before and after the PC. Therefore, at the position of the PC, the spectrum of the light pulse is most widened. On the other hand, noise is added from the PC and the optical amplifier of the transmission path, and the S / N degradation due to this noise is larger as the spectrum is wider. Therefore, designing the system so that the spectrum spread before and after the PC is small is very effective in extending the transmission distance.
この意味において、伝送路途中の分散補償により伝送路の総分散値を小さくすることは有効である。 In this sense, it is effective to reduce the total dispersion value of the transmission line by dispersion compensation in the middle of the transmission line.
通常のDSF(分散シフトファイバ)の非線形係数γは2.6W-1km-1程度と小さいので、位相共役光を発生させるための非線形光学媒質として通常のDSFを用いる場合に十分な変換効率を得るためには、ファイバ長を10km以上にすることが要求される。従って、ファイバ長を短くするのに十分大きな非線形係数γを有するDSFの提供が要望されているのである。位相共役光を発生させるための非線形光学媒質として使用されるDSFの長さを短くすることができるとすれば、その零分散波長を高精度に管理することができ、従ってポンプ光の波長をDSFの零分散波長に正確に一致させるのが容易になり、その結果広い変換帯域を得ることができる。ここで、変換帯域は、あるパワーの位相共役光が得られる条件下におけるポンプ光及び信号光の最大の離調波長(離調周波数)として定義される。 Since the nonlinear coefficient γ of a normal DSF (dispersion shifted fiber) is as small as about 2.6 W −1 km −1 , sufficient conversion efficiency is obtained when a normal DSF is used as a nonlinear optical medium for generating phase conjugate light. In order to obtain it, the fiber length is required to be 10 km or more. Therefore, it is desired to provide a DSF having a nonlinear coefficient γ that is sufficiently large to shorten the fiber length. If the length of the DSF used as the nonlinear optical medium for generating the phase conjugate light can be shortened, the zero dispersion wavelength can be managed with high accuracy, and therefore the wavelength of the pump light is changed to the DSF. Therefore, it is easy to accurately match the zero-dispersion wavelength, and as a result, a wide conversion band can be obtained. Here, the conversion band is defined as the maximum detuning wavelength (detuning frequency) of the pump light and the signal light under the condition that phase conjugate light with a certain power is obtained.
非線形係数γを大きくするためには、非線形屈折率n2 を大きくし或いは有効コア断面積Aeff に対応するモードフィールド径(MFD)を小さくすることが有効である。非線形屈折率n2 を大きくするためには、例えば、クラッドにフッ素等をドープし或いはコアに高濃度のGeO2 をドープすればよい。コアにGeO2 を25乃至30mol%ドープすることによって、非線形屈折率n2 として5×10-20 m2 /W以上の大きな値が得られている(通常のシリカファイバでは約3.2×10-20 m2 /W)。MFDを小さくすることは、比屈折率差Δ又はコアの形状の設計により可能である。このようなDSFの設計はDCF(分散補償ファイバ)の場合と同様である。例えば、コアにGeO2 を25乃至30mol%ドープし、且つ、比屈折率差Δを2.5乃至3.0%に設定することによって、4μmよりも小さなMFDの値が得られている。これらの総合効果として、15W-1km-1以上の大きな非線形係数γの値が得られている。 In order to increase the nonlinear coefficient γ, it is effective to increase the nonlinear refractive index n 2 or decrease the mode field diameter (MFD) corresponding to the effective core area A eff . To increase the nonlinear refractive index n 2, for example, fluorine, etc. may be doped or heavily doped with GeO 2 in the core to the cladding. The GeO 2 by 25 to 30 mol% doping the core, the nonlinear refractive index n2 as 5 × 10 -20 m in 2 / large value above W is obtained (usually silica fiber to about 3.2 × 10 - 20 m 2 / W). The MFD can be reduced by designing the relative refractive index difference Δ or the shape of the core. The DSF design is the same as that of DCF (dispersion compensating fiber). For example, MFD values smaller than 4 μm can be obtained by doping the core with GeO 2 at 25 to 30 mol% and setting the relative refractive index difference Δ to 2.5 to 3.0%. As these comprehensive effects, a large nonlinear coefficient γ value of 15 W −1 km −1 or more is obtained.
他に重要な要素として、このような大きな値の非線形係数γを提供するDSFがポンプ帯域に含まれる零分散波長を有するべきであることが挙げられる。零分散波長とポンプ帯域とのこのような一致性は、ファイバパラメータ(例えば比屈折率差Δ及びMFD)を次のようにして設定することにより可能である。通常の光ファイバにおいては、MFDを一定にした条件で比屈折率差Δを大きくすると、分散値は正常分散領域で大きくなる。位相共役器による前置補償或いは後置補償に用いられる前述のようなDD−DCFはこのような原理により実現するものである。一方、コア径を大きくすると分散は減少し、コア径を小さくすると分散は大きくなる。従って、MFDをポンプ帯域に適合するある値に設定した後に、零分散波長がポンプ光の予め定められた値に一致するようにコア径を調節することによって、ポンプ光に対する零分散が得られる。 Another important factor is that a DSF that provides such a large value of the nonlinear coefficient γ should have a zero dispersion wavelength included in the pump band. Such coincidence between the zero dispersion wavelength and the pump band is possible by setting the fiber parameters (for example, relative refractive index difference Δ and MFD) as follows. In a normal optical fiber, when the relative refractive index difference Δ is increased under the condition that the MFD is constant, the dispersion value increases in the normal dispersion region. The DD-DCF as described above used for pre-compensation or post-compensation by the phase conjugator is realized by such a principle. On the other hand, increasing the core diameter decreases the dispersion, and decreasing the core diameter increases the dispersion. Therefore, after setting the MFD to a certain value suitable for the pump band, the zero dispersion for the pump light can be obtained by adjusting the core diameter so that the zero dispersion wavelength matches the predetermined value of the pump light.
長さL、損失αの光ファイバにおける変換効率ηC は、
ηC =exp (−αL)(γPP L)2 … (5a)
で近似することができる。ここで、PP は平均ポンプ光パワーである。従って、非線形係数γが15W-1km-1のファイバは通常のDSFに比べて2.6/15≒1/5.7程度の長さで同じ変換効率を達成可能である。通常のDSFにあっては、十分大きな変換効率を得るためには前述のように10km程度の長さが必要であるのに対して、このように大きな非線形係数γを有するファイバにあっては、1乃至2km程度の長さで同様の変換効率を得ることができる。実際には、ファイバ長が短くなる分損失も小さくなるので、同じ変換効率を得るために更にファイバ長を短くすることができる。このような短い長さのDSFにおいては、零分散波長の制御性が良くなり、従って、ポンプ光の波長を零分散波長に正確に一致させることができ、広い変換帯域を得ることができる。更に、数kmのファイバ長であれば、偏波面保存能力が確保されているので、このようなDSFの使用は、高い変換効率及び広い変換帯域を達成し偏波依存性を排除する上で極めて有効である。
The conversion efficiency η C in an optical fiber of length L and loss α is
η C = exp (−αL) (γP P L) 2 (5a)
Can be approximated by Here, P P is the average pump light power. Therefore, a fiber having a nonlinear coefficient γ of 15 W −1 km −1 can achieve the same conversion efficiency with a length of about 2.6 / 15≈1 / 5.7 compared to a normal DSF. In a normal DSF, in order to obtain a sufficiently large conversion efficiency, a length of about 10 km is necessary as described above, whereas in a fiber having such a large nonlinear coefficient γ, Similar conversion efficiency can be obtained with a length of about 1 to 2 km. Actually, the loss is reduced as the fiber length is shortened, so that the fiber length can be further shortened in order to obtain the same conversion efficiency. In such a short DSF, the controllability of the zero dispersion wavelength is improved, so that the wavelength of the pump light can be exactly matched to the zero dispersion wavelength, and a wide conversion band can be obtained. Furthermore, if the fiber length is several kilometers, the polarization plane preserving ability is ensured. Therefore, the use of such DSF is extremely effective in achieving high conversion efficiency and a wide conversion band and eliminating polarization dependence. It is valid.
光ファイバを用いて四光波混合を有効に発生させるためには、信号光、ポンプ光及び位相共役光の位相を整合させることが重要である。位相不整合量Δkは次のように近似される。 In order to effectively generate four-wave mixing using an optical fiber, it is important to match the phases of signal light, pump light, and phase conjugate light. The phase mismatch amount Δk is approximated as follows.
Δk=δω2 β2 (ωP )+2γPP … (6a)
ここに、β2 (ωP )はポンプ光周波数ωP における波長分散であり、δωは信号光及びポンプ光の周波数差である。特別大きなパワー(例えば100mW以上)のポンプ光を用いない限り、(6a)式の第2項は第1項に比べて十分小さいのでこれを無視することができる。従って、位相整合(Δkを限りなく0に近付けること)は、ポンプ光の波長をファイバの零分散波長に一致させることにより得られる。しかし、実際のファイバにおいては、零分散波長が長手方向にばらついているので、位相整合条件をファイバ全長に渡って保つことが容易ではない。
Δk = δω 2 β 2 (ω P ) + 2γP P (6a)
Here, β 2 (ω P ) is the chromatic dispersion at the pump light frequency ω P , and δω is the frequency difference between the signal light and the pump light. Unless the pump light with an extraordinarily large power (for example, 100 mW or more) is used, the second term of the equation (6a) is sufficiently smaller than the first term, and can be ignored. Accordingly, phase matching (making Δk as close to 0 as possible) can be obtained by matching the wavelength of the pump light with the zero dispersion wavelength of the fiber. However, in an actual fiber, the zero dispersion wavelength varies in the longitudinal direction, so it is not easy to maintain the phase matching condition over the entire length of the fiber.
このように、位相共役光を発生するための非線形光学媒質として光ファイバを有している装置においては、変換帯域は光ファイバの分散により制限される。従って、光ファイバの長手方向の分散が完全に制御され、例えば全長(正確には非線形長)に渡り唯一の零分散波長を有する光ファイバが作られたとすれば、ポンプ光波長をその零分散波長に合わせることにより、事実上無限大の(分散傾斜が直線上である範囲内で制限のない程広い)変換帯域が得られる。しかし、実際には、光ファイバの製造技術上の問題により零分散波長が長手方向にばらつくため、位相整合条件が理想状態からずれ、これにより変換帯域が制限される。 Thus, in an apparatus having an optical fiber as a nonlinear optical medium for generating phase conjugate light, the conversion band is limited by the dispersion of the optical fiber. Therefore, if the dispersion in the longitudinal direction of the optical fiber is completely controlled, for example, an optical fiber having a single zero dispersion wavelength over the entire length (exactly nonlinear length) is produced, the pump light wavelength is set to the zero dispersion wavelength. Therefore, a virtually infinite conversion band (infinitely wide within a range in which the dispersion slope is linear) can be obtained. However, in reality, the zero dispersion wavelength varies in the longitudinal direction due to a problem in the manufacturing technique of the optical fiber, so that the phase matching condition deviates from the ideal state, thereby limiting the conversion band.
しかし、このような場合であっても、光ファイバを切断して複数の小区間に分割し、零分散波長の似ている区間同士をスプライス等により繋ぎ合わせていく(当初のファイバ端から数えた順番とは違う順番で)ことにより、全長における平均分散は同じであるにも関わらず、広い変換帯域を有する位相共役器を提供するのに適した光ファイバを得ることができる。 However, even in such a case, the optical fiber is cut and divided into a plurality of small sections, and sections having similar zero dispersion wavelengths are connected by splicing or the like (counted from the original fiber end). By doing so, an optical fiber suitable for providing a phase conjugator having a wide conversion band can be obtained even though the average dispersion in the entire length is the same.
或いはまた、十分広い変換帯域を得るのに必要な程度に高精度な分散制御が可能な長さ(例えば数100m以下)のファイバを予め多数用意しておき、所要の零分散波長のものを組み合わせてスプライスして所要の変換効率を得るのに必要な長さのファイバを得、これを用いて位相共役器を提供することによって、広い変換帯域を得ることができる。 Alternatively, a large number of fibers with a length (for example, several hundreds of meters or less) that can be controlled with high accuracy to the extent necessary to obtain a sufficiently wide conversion band are prepared in advance, and those having the required zero dispersion wavelength are combined. A wide conversion band can be obtained by obtaining a fiber having a length necessary for splicing and obtaining a required conversion efficiency and using this to provide a phase conjugator.
このようにして変換帯域を拡大する場合には、非線形光学媒質のポンプ光入力端の近くでポンプ光のパワーが高いので、ポンプ光入力端の近くに零分散波長の小さい部分或いは零分散波長のばらつきが小さい部分を集めることが有効である。また、必要に応じて順次分割数を増やしたり、ポンプ光入力端から離れた位置で比較的分散値の大きなところでは、分散値の正負を交互に配置する等により適切に組み合わせることによって、更に変換帯域を拡大することができる。 When the conversion band is expanded in this way, the power of the pump light is high near the pump light input end of the nonlinear optical medium. Therefore, a portion with a small zero dispersion wavelength or a zero dispersion wavelength near the pump light input end. It is effective to collect portions with small variations. In addition, if necessary, the number of divisions is increased sequentially, or in places where the dispersion value is relatively large at a position away from the pump light input end, further conversion is performed by appropriately combining the dispersion values such as by alternately arranging positive and negative values. Bandwidth can be expanded.
光ファイバを分割するに際して各区間をどの程度短くすれば十分か否かの目安としては、例えば、非線形長を基準にすればよい。非線形効果の補償におけるのと同様、非線形長に比べて十分短いファイバ内でのFWM(四光波混合)においては、位相整合はそのファイバの平均分散値に依存すると考えることができる。一例として、非線形係数γが2.6W-1m-1のファイバで30mW程度のポンプ光パワーを用いたFWMにおいては、非線形長は12.8km程度になるから、その1/10程度、即ち1km程度が1つの目安となる。他の例としては、非線形係数γが15W-1km-1のファイバで30mW程度のポンプ光パワーを用いたFWMにおいては、非線形長は2.2km程度になるから、その1/10程度、即ち200mが1つの目安となろう。何れにしても、非線形長に比べて十分短いファイバの平均零分散波長を測定し、ほぼ同じ値のものを組み合わせて所要の変換効率を有する非線形光学媒質を提供すれば、広い変換帯域の位相共役器を得ることができる。 For example, a nonlinear length may be used as a standard for determining how short each section is to be sufficient when dividing an optical fiber. As in the compensation of nonlinear effects, in FWM (four wave mixing) in a fiber that is sufficiently shorter than the nonlinear length, it can be considered that phase matching depends on the average dispersion value of the fiber. As an example, in an FWM using a pump light power of about 30 mW with a fiber having a nonlinear coefficient γ of 2.6 W −1 m −1 , the nonlinear length is about 12.8 km, so about 1/10, that is, 1 km. The degree is one standard. As another example, in an FWM using a pump light power of about 30 mW with a fiber having a nonlinear coefficient γ of 15 W −1 km −1 , the nonlinear length is about 2.2 km, that is, about 1/10 of that. 200m will be one standard. In any case, if the average zero-dispersion wavelength of a fiber that is sufficiently shorter than the nonlinear length is measured and a nonlinear optical medium having a required conversion efficiency is provided by combining the same values, a phase conjugate with a wide conversion band can be obtained. Can be obtained.
このように、本発明によると、位相共役光を発生するための非線形光学媒質を有する装置を製造するための第1の方法が提供される。この方法では、まず、光ファイバが切断されて複数の区間に分割され、次いで、非線形光学媒質を用いた非縮退四光波混合における変換帯域が最大になるように複数の区間が並べ替えられて繋ぎ合わされることにより非線形光学媒質が提供される。この非線形光学媒質にポンプ光及び信号光を供給することによって、位相共役光が発生する。信号光から位相共役光への変換帯域は十分に広くなっているので、例えば信号光として、異なる波長を有する複数の光信号を波長分割多重してなるWDM信号光が用いられている場合に、複数の光信号は一括して位相共役光(複数の位相共役光信号)に変換される。 Thus, according to the present invention, a first method for manufacturing a device having a nonlinear optical medium for generating phase conjugate light is provided. In this method, the optical fiber is first cut and divided into a plurality of sections, and then the plurality of sections are rearranged and connected so that the conversion band in non-degenerate four-wave mixing using a nonlinear optical medium is maximized. Together, a nonlinear optical medium is provided. By supplying pump light and signal light to this nonlinear optical medium, phase conjugate light is generated. Since the conversion band from signal light to phase conjugate light is sufficiently wide, for example, when WDM signal light obtained by wavelength division multiplexing a plurality of optical signals having different wavelengths is used as signal light, The plurality of optical signals are collectively converted into phase conjugate light (a plurality of phase conjugate light signals).
望ましくは、複数の区間の各々の分散値(例えばポンプ光に対する分散値)が測定され、非線形光学媒質にポンプ光を入力するときの入力端に近い側に比較的分散値の小さい区間が配置されるように複数の区間が並べ替えられる。これにより、ポンプ光のパワーが高い部分で効果的に位相整合条件を得ることができるので、変換帯域が効果的に拡大される。 Desirably, the dispersion value of each of the plurality of sections (for example, the dispersion value for the pump light) is measured, and a section having a relatively small dispersion value is arranged on the side close to the input end when the pump light is input to the nonlinear optical medium. A plurality of sections are rearranged as shown. As a result, the phase matching condition can be effectively obtained at a portion where the power of the pump light is high, so that the conversion band is effectively expanded.
望ましくは、複数の区間の少なくとも一部は分散値の正負が交互になるように繋ぎ合わされる。これにより、光ファイバの各部分の平均分散を小さく抑えることができるので、変換帯域の効果的な拡大が可能になる。 Desirably, at least a part of the plurality of sections are connected so that the positive and negative of the dispersion value are alternated. Thereby, since the average dispersion | distribution of each part of an optical fiber can be restrained small, the conversion band can be expanded effectively.
また、本発明によると、位相共役光を発生するための非線形光学媒質を有する装置を製造するための第2の方法が提供される。この方法では、まず、光ファイバが切断されて複数の区間に分割され、次いで、複数の区間の各々の分散値(例えばポンプ光に対する分散値)が測定され、その後、非線形光学媒質を用いた非縮退四光波混合による所要の変換帯域を得るのに十分小さい分散値を有する区間だけが選ばれて繋ぎ合わされることにより非線形光学媒質が得られる。この第2の方法により得られた非線形光学媒質を用いて位相共役器を構成した場合にも、広い変換帯域が得られているので、WDM信号光の一括変換が可能である。 The present invention also provides a second method for manufacturing a device having a nonlinear optical medium for generating phase conjugate light. In this method, first, the optical fiber is cut and divided into a plurality of sections, and then dispersion values (for example, dispersion values for the pump light) of the plurality of sections are measured, and thereafter, a non-linear optical medium is used. A non-linear optical medium can be obtained by selecting and connecting only sections having a dispersion value sufficiently small to obtain a required conversion band by degenerate four-wave mixing. Even when a phase conjugator is configured using the nonlinear optical medium obtained by the second method, a wide conversion band is obtained, so that WDM signal light can be converted all at once.
本発明による第1及び第2の方法の各々においては、最初に光ファイバが切断されて複数の区間に分割されるが、本発明はこれに限定されない。例えば、次のように必要に応じて光ファイバを切断することもできる。 In each of the first and second methods according to the present invention, the optical fiber is first cut and divided into a plurality of sections, but the present invention is not limited to this. For example, the optical fiber can be cut as necessary as follows.
即ち、本発明によると、位相共役光を発生するための非線形光学媒質を有する装置を製造するための第3の方法が提供される。この方法では、まず、光ファイバの零分散波長の偏差が測定され、次いで、測定された偏差が予め定められた範囲を越えている場合に光ファイバが切断され切断された各ファイバの零分散波長の偏差が予め定められた範囲内に入るようにされ、その後、ポンプ光の波長に実質的に等しい零分散波長を有する光ファイバ又は切断されたファイバが選ばれて、選ばれたファイバを繋ぎ合わせることにより非線形光学媒質が得られる。 That is, according to the present invention, a third method for manufacturing a device having a nonlinear optical medium for generating phase conjugate light is provided. In this method, first, the deviation of the zero dispersion wavelength of the optical fiber is measured, and then the zero dispersion wavelength of each fiber cut and cut when the measured deviation exceeds a predetermined range. Of the optical fiber having a zero dispersion wavelength substantially equal to the wavelength of the pump light, or a cut fiber is selected, and the selected fibers are spliced together. As a result, a nonlinear optical medium is obtained.
零分散波長の偏差の測定は、例えば、零分散波長に従って四光波混合の発生効率が異なることを用いて行うことができる。一般に、波長分散は群速度の波長依存性を測定することにより求めることができるのであるが、上述のように、四光波混合の位相整合はポンプ光波長と零分散波長とが一致するときに最良の条件となるので、零分散波長は、ポンプ光と信号光の波長差を例えば10〜20nm程度の比較的大きな一定の値にした状態でポンプ光波長に対する四光波混合(位相共役光)の発生効率を測定し、最大の発生効率を与えるポンプ光波長として求めることができる。また、四光波混合の発生効率はポンプ光の強度の二乗に比例する。従って、零分散波長が光ファイバの長手方向に変化している場合、一般的には、信号光及び励起光を光ファイバの一方の端面から入力した場合と他方の端面から入力した場合とで異なる零分散波長が測定される。従って、これら2つの零分散波長の測定値に基づいてその光ファイバの零分散波長の偏差を求めることができる。具体的には次の通りである。 The measurement of the deviation of the zero dispersion wavelength can be performed, for example, using the fact that the generation efficiency of the four-wave mixing differs according to the zero dispersion wavelength. In general, chromatic dispersion can be obtained by measuring the wavelength dependence of the group velocity, but as described above, the phase matching of four-wave mixing is best when the pump light wavelength and the zero-dispersion wavelength match. Therefore, the zero-dispersion wavelength is generated by four-wave mixing (phase conjugate light) with respect to the pump light wavelength in a state where the wavelength difference between the pump light and the signal light is set to a relatively large constant value of, for example, about 10 to 20 nm. The efficiency can be measured and determined as the pump light wavelength that gives the maximum generation efficiency. The generation efficiency of four-wave mixing is proportional to the square of the intensity of the pump light. Therefore, when the zero-dispersion wavelength changes in the longitudinal direction of the optical fiber, in general, the signal light and the pumping light differ depending on whether they are input from one end face of the optical fiber or the other end face. The zero dispersion wavelength is measured. Therefore, the deviation of the zero dispersion wavelength of the optical fiber can be obtained based on the measured values of these two zero dispersion wavelengths. Specifically, it is as follows.
図6を参照すると、零分散波長の偏差が小さい非線形光学媒質の製造プロセス120が示されている。ステップ122においては、零分散波長の許容範囲Δλ0 が決定される。範囲Δλ0 は、所要の変換帯域からシステムの要求特性として決定することができ、その具体的な値は例えば2nmである。次いでステップ124では、零分散波長の偏差δλが測定される。例えば、光ファイバF1が与えられると、前述の四光波混合の発生効率により、信号光及び励起光を光ファイバF1の第1端から入力した場合に得られる零分散波長λ01と、光ファイバF1の第2端から信号光及びポンプ光を入力した場合に得られる零分散波長λ02とが測定される。この場合、|λ01−λ02|を以て零分散波長の偏差δλの代替値とすることができる。
Referring to FIG. 6, a
続いてステップ126では、偏差δλが範囲Δλ0 よりも小さいか否かが判断される。ここでは、δλ≧Δλ0 であるとして先のフローを説明すると、ステップ128では、光ファイバF1が切断により光ファイバF1A及びF1Bに二分割される。ステップ128の後ステップ124に戻り、光ファイバF1A及びF1Bの各々について偏差δλが測定され、各測定値についてステップ126で判断がなされる。ここでは、各偏差δλがΔλ0 より小さいとすると、このフローは終了する。尚、ステップ128における光ファイバF1の切断点は任意であり、従って、光ファイバF1A及びF1Bの長さは等しいかもしれないし異なるかもしれない。
Subsequently in
上述の説明では、ステップ124及び126が繰り返されているが、ステップ124及び126は繰り返されないかもしれないし更に多く繰り返されるかもしれない。例えば、零分散波長の偏差が小さい光ファイバF2が与えられた場合には、ステップ126の1回目の判断で条件が満たされ、この場合には光ファイバF2は切断されない。一方、零分散波長が長手方向に大きくばらついている光ファイバF3が与えられると、光ファイバF3は最初のステップ128で光ファイバF3A及びF3Bに分割され、2度目の判断ステップ126で光ファイバF3Aは条件を満足するものの光ファイバF3Bが条件を満足しない場合には、2度目のステップ128において光ファイバF3Bが光ファイバF3B1及びF3B2に分割されてこのフローが終了するかもしれない。この場合、オリジナルの光ファイバF3から3つの光ファイバF3A,F3B1及びF3B2が得られており、各ファイバの零分散波長の偏差は許容範囲Δλ0 よりも小さくなっていることとなる。
In the above description, steps 124 and 126 are repeated, but steps 124 and 126 may or may not be repeated. For example, when the optical fiber F2 having a small deviation of the zero dispersion wavelength is given, the condition is satisfied by the first determination in
このようにして得られた複数の光ファイバ片(光ファイバF1A,F1B,…)を零分散波長の値毎に整理しておき、四光波混合のためのポンプ光の波長に実質的に等しい零分散波長を有する光ファイバ片を選んで繋ぎ合わせて所要の変換効率を得ることができる長さにすることによって、長手方向おける零分散波長のばらつきが極めて小さい非線形光学媒質を得ることができる。この非線形光学媒質を用いて位相共役器を構成することによって、広い変換帯域を得ることができる。 A plurality of optical fiber pieces (optical fibers F1A, F1B,...) Obtained in this way are arranged for each value of zero dispersion wavelength, and zero substantially equal to the wavelength of pump light for four-wave mixing. By selecting and splicing optical fiber pieces having a dispersion wavelength so as to obtain a required conversion efficiency, it is possible to obtain a nonlinear optical medium in which variation of the zero dispersion wavelength in the longitudinal direction is extremely small. A wide conversion band can be obtained by configuring a phase conjugator using this nonlinear optical medium.
零分散波長λ01及びλ02の値がほぼ一致しているとしても、零分散波長の長手方向のバラツキが大きい光ファイバも想定される。例えば、零分散波長の長手方向の分布が光ファイバの長手方向の中央に対して対称な場合である。このような場合には、プロセス120に先立って、その光ファイバを少なくとも2つの光ファイバ片に分割することを行って、各光ファイバ片についてプロセス120を適用すればよい。或いは、プロセス120を複数回繰り返してもよい。
Even if the values of the zero-dispersion wavelengths λ 01 and λ 02 are substantially the same, an optical fiber having a large variation in the longitudinal direction of the zero-dispersion wavelength is also assumed. For example, this is the case where the longitudinal distribution of the zero dispersion wavelength is symmetric with respect to the longitudinal center of the optical fiber. In such a case, prior to the
以上説明した非線形光学媒質の製造方法はPMFにも適用することができる。それによる効果は次の通りである。 The nonlinear optical medium manufacturing method described above can also be applied to PMF. The effect is as follows.
理想的な分散管理が実現した場合は、各光波の偏波状態が位相整合の制限条件となる。信号光、ポンプ光及び位相共役光の偏波状態をファイバ入力端で一致させたとしても、ファイバを伝搬中に偏波分散の影響で波長の異なる各光波の偏波状態は次第にずれて来る。このずれは波長偏差が大きいほど大きくなるため、変換帯域を制限する。この制限を回避する最も有効な方法は、ファイバ内の偏波状態を固定することである。具体的には、図1又は図4の装置で説明したように、PMFを非線形光学媒質として用いればよい。従って、非線形定数が大きく、零分散波長の管理が理想的であり、しかもPMF化されたDSFはファイバ四光波混合器として理想的なものであり、ポンプ光の波長をこのファイバの零分散波長に一致させることにより、極めて広い変換帯域を有する四光波混合器を提供することができる。 When ideal dispersion management is realized, the polarization state of each light wave becomes a limiting condition for phase matching. Even if the polarization states of the signal light, the pump light, and the phase conjugate light are matched at the fiber input end, the polarization states of the light waves having different wavelengths gradually shift due to the influence of polarization dispersion during propagation through the fiber. Since this deviation increases as the wavelength deviation increases, the conversion band is limited. The most effective way to circumvent this limitation is to fix the polarization state in the fiber. Specifically, as described in the apparatus of FIG. 1 or FIG. 4, PMF may be used as the nonlinear optical medium. Therefore, the nonlinear constant is large, the management of the zero dispersion wavelength is ideal, and the DSF converted into the PMF is ideal as a fiber four-wave mixer, and the wavelength of the pump light is set to the zero dispersion wavelength of this fiber. By matching, a four-wave mixer having a very wide conversion band can be provided.
図7は本発明による装置の第3実施形態を示す図である。ここでは、偏波ビームスプリッタ10及びPMF12の動作の対称性により、双方向伝送用として使用可能な装置が示されている。
FIG. 7 shows a third embodiment of the device according to the invention. Here, an apparatus that can be used for bidirectional transmission is shown due to the symmetry of the operations of the
信号光ES (波長λS )及びポンプ光EP1(波長λP1)に基づくPMF12内の四光波混合により位相共役光EC1(波長λC1)が発生する点は図1に示される実施形態と同様である。ここでは、偏波ビームスプリッタ10はもう1つのポート10Dを有しており、第2の信号光ES2(波長λS2)及び第2のポンプ光EP2(波長λP2)に基づくPFM12内における四光波混合により第2の位相共役光EC2(λC2)を発生させるために、それぞれ入力ポート2、ポンプ光源4、光カプラ6、光サーキュレータ8、光バンドパスフィルタ14及び出力ポート16に対応する入力ポート2′、ポンプ光源4′、光カプラ6′、光サーキュレータ8′、光バンドパスフィルタ14′及び出力ポート16′が設けられている。ポート10B及び10D間は紙面に水平な偏波成分により結合されており、ポート10C及び10D間は紙面に垂直な偏波面を有する偏波成分により結合されている。従って、信号光ES1が偏波ビームスプリッタ10において偏波成分TM1及びTE1に分けられるのと同様にして、第2の信号光ES2は偏波成分TM2及びTE2に分けられる。
The phase conjugate light E C1 (wavelength λ C1 ) is generated by four-wave mixing in the
この構成によると、信号光ES1及びポンプ光EP1による位相共役光EC1の発生はPMF12の一方の主軸(Y軸)に関連して行なわれるのに対して、第2の信号光ES2及び第2のポンプ光EP2に基づく位相共役光EC2の発生はPMF12の他方の主軸(X軸)に関連して行なわれることとなり、互いに干渉し合うことなく2つの位相共役光EC1及びEC2を発生させることができる。
According to this configuration, the generation of the phase conjugate light E C1 by the signal light E S1 and the pump light E P1 is performed in relation to one main axis (Y axis) of the
従って、2チャネルの光伝送路を有するシステムにおいて、入力ポート2及び出力ポート16を一方のチャネルに適用し、入力ポート2′及び出力ポート16′を他方のチャネルに適用することによって、1台の装置で2チャネルの伝送路に関して変換を行なうことができる。尚、図1の実施形態で説明した効果については両チャネルについて得られるが、その詳細は前述した通りであるのでその説明を省略する。
Accordingly, in a system having a two-channel optical transmission line, by applying the
次に、位相共役光発生器を用いた光波ネットワークの実現例について説明する。図8は光波ネットワークの原理を説明するための図である。 Next, an implementation example of a lightwave network using a phase conjugate light generator will be described. FIG. 8 is a diagram for explaining the principle of the lightwave network.
光送信機(OS)202は信号ビームを出力する。 An optical transmitter (OS) 202 outputs a signal beam.
第1の光ファイバ(ファイバスパン)204は、信号ビームの入力端及び出力端にそれぞれ相当する第1端204A及び第2端204Bを有している。第2端204Bには第1の位相共役光発生器(1st PC)206が動作的に接続されている。
The first optical fiber (fiber span) 204 has a
第1の位相共役光発生器206は、第1の光ファイバ204から供給された信号ビームを第1の位相共役ビームに変換して出力する。
The first phase
第2の光ファイバ(ファイバスパン)208は、第1の位相共役ビームの入力端及び出力端にそれぞれ相当する第3端208A及び第4端208Bを有している。第4端208Bには第2の位相共役光発生器(2nd PC)210が動作的に接続される。
The second optical fiber (fiber span) 208 has a
第2の位相共役光発生器210は、第2の光ファイバ208から供給された第1の位相共役ビームを第2の位相共役ビームに変換して出力する。
The second phase
第3の光ファイバ212は、第2の位相共役ビームの入力端及び出力端にそれぞれ相当する第5端212A及び第6端212Bを有している。
The third
第3の光ファイバ212によって伝送された第2の位相共役ビームを受けるために、光受信機(OR)214が設けられている。
An optical receiver (OR) 214 is provided to receive the second phase conjugate beam transmitted by the third
第2の光ファイバ208の途中にはシステム中間点216が設定される。システム中間点216は後程定義される。
A system
第2の光ファイバ208は、第3端208A及びシステム中間点216の間の第1の部分281と、システム中間点216及び第4端208Bの間の第2の部分282とからなる。
The second optical fiber 208 includes a
本発明では、光ファイバ204,208及び212における各パラメータが次のようにして設定される。
In the present invention, each parameter in the
先ず、第1の光ファイバ204がN個(Nは1より大きい整数)の区間204(#1,…,#N)に仮想的に分割され、第2の光ファイバ208の第1の部分281も同じ数の区間281(#1,…,#N)に仮想的に分割される。このとき、第1の位相共役光発生器206から数えて対応する2つの区間の波長分散の平均値及び区間長の積が実質的に一致するようにされる。即ち、第1の光ファイバ204において第1の位相共役光発生器206から数えてi(1≦i≦N)番目の区間204(#i)の波長分散(または分散パラメータ)の平均値及び区間長をそれぞれD1i及びL1iとし、第2の光ファイバ208の第1の部分281において第1の位相共役光発生器206から数えてi番目の区間281(#i)の波長分散(または分散パラメータ)の平均値及び区間長をそれぞれD2i及びL2iとするときに、
D1iL1i=D2iL2i … (1)
が満足される。
First, the first
D 1i L 1i = D 2i L 2i (1)
Is satisfied.
更に、区間204(#i)における光パワーの平均値及び非線形係数の平均値をそれぞれP1i及びγ1iとし、区間281(#i)における光パワーの平均値及び非線形係数の平均値をそれぞれP2i及びγ2iとするときに、
P1iγ1iL1i=P2iγ2iL2i … (2)
が満足される。
Further, the average value of the optical power and the average value of the nonlinear coefficient in the section 204 (#i) are P 1i and γ 1i , respectively, and the average value of the optical power and the average value of the nonlinear coefficient in the section 281 (#i) are respectively P 2i and γ 2i ,
P 1i γ 1i L 1i = P 2i γ 2i L 2i (2)
Is satisfied.
一方、第2の光ファイバ208の第2の部分282がM個(Mは1より大きい整数)の区間282(#1,…,#M)に仮想的に分割され、第3の光ファイバ212も同じ数の区間212(#1,…,#M)に仮想的に分割される。
On the other hand, the
このとき、第2の光ファイバ208の第2の部分282において第2の位相共役光発生器210から数えてj(1≦j≦M)番目の区間282(#j)の波長分散の平均値及び区間長をそれぞれD3j及びL3jとし、第3の光ファイバ212において第2の位相共役光発生器210から数えてj番目の区間212(#j)の波長分散の平均値及び区間長をそれぞれD4j及びL4jとするときに、
D3jL3j=D4jL4j … (3)
が満足される。更に、区間282(#j)における光パワーの平均値及び非線形係数の平均値をそれぞれP3j及びγ3jとし、区間212(#j)における光パワーの平均値及び非線形係数の平均値をそれぞれP4j及びγ4jとするときに、
P3jγ3jL3j=P4jγ4jL4j … (4)
が満足される。
At this time, the average value of the chromatic dispersion of the j (1 ≦ j ≦ M) -th section 282 (#j) counted from the second phase
D 3j L 3j = D 4j L 4j (3)
Is satisfied. Further, the average value of the optical power and the average value of the nonlinear coefficient in the section 282 (#j) are P 3j and γ 3j , respectively, and the average value of the optical power and the average value of the nonlinear coefficient in the section 212 (#j) are respectively P 4j and γ 4j ,
P 3j γ 3j L 3j = P 4j γ 4j L 4j (4)
Is satisfied.
図8においては、第1の位相共役発生器206の前後で波形歪みは一旦大きくなるが、(1)式及び(2)式の条件により、システム中間点216において波長分散及び非線形性が補償され、波形は一旦元の状態に戻る。この回復した波形は再び第2の位相共役発生器210の前後で歪むが、(3)式及び(4)式の条件により、光受信機214においては、波長分散及び非線形性が補償された結果、波形は再び元に戻る。
In FIG. 8, the waveform distortion once increases before and after the first
また、図8の構成は、海底等に敷設される可能性のある第2の光ファイバ208についての長さ等のパラメータの設定誤差に対して寛容である。即ち、システム中間点216において例え波形が完全に元の状態に戻らないとしても、この不完全性を第2の部分282、第2の位相共役光発生器210及び第3の光ファイバ212で再現することによって、光受信機214において波形を完全に元に戻すことができるのである。
Further, the configuration of FIG. 8 is tolerant to setting errors of parameters such as the length of the second optical fiber 208 that may be laid on the seabed or the like. That is, even if the waveform does not completely return to the original state at the system
図9を参照すると、波長分散及び非線形性の補償の原理が示されている。この補償原理は他の実施形態においても同じである。ここでは、光送信機202からシステム中間点216に至るまでの補償の原理が説明される。先ず、図9の説明に先立ち、位相共役波の一般的事項について説明する。
Referring to FIG. 9, the principle of chromatic dispersion and nonlinearity compensation is shown. This compensation principle is the same in other embodiments. Here, the principle of compensation from the
光ファイバ伝送における光信号E(x,y,z,t)=F(x,y)φ(z,t)exp〔i(ωt−kz)〕の伝搬は、一般に以下の非線形波動方程式によって記述可能である。ここに、F(x,y)は横方向のモード分布、φ(z,t)は光の複素包路線を表し、このφ(z,t)は光の周波数ωに比べて十分にゆっくり変化すると仮定する。 The propagation of an optical signal E (x, y, z, t) = F (x, y) φ (z, t) exp [i (ωt−kz)] in optical fiber transmission is generally described by the following nonlinear wave equation. Is possible. Here, F (x, y) represents a transverse mode distribution, φ (z, t) represents a light complex envelope, and φ (z, t) changes sufficiently slowly compared to the light frequency ω. Assume that.
ここで、図9においては、第1の光ファイバ204の長さはL1 であり、第2の光ファイバ208の第1の部分281の長さはL2 であるとする。また、位相共役光発生器206はz軸座標及びζ座標の原点z=0(ζ=0)に配置される。システム中間点216のz座標及びζ座標はそれぞれL2 及びζ0 である。
Here, in FIG. 9, it is assumed that the length of the first
第1の光ファイバ204においては、信号ビームu(Es)は発展方程式(11)に従って伝搬する。位相共役光発生器206により信号ビームuは位相共役ビームu* (Ec)に変換される。位相共役ビームu* は第2の光ファイバ208の第1の部分281において発展方程式(12)式に従って伝搬する。
In the first
このときζ軸上の位相共役光発生器206の位置(ζ=0)に関して対称な位置にある任意の2点−ζ,ζにおける規格化距離dζ内において、(11)式の右辺第1、2項の係数が等しくなるように各パラメータの値を設定すれば、ζにおけるu* は−ζにおけるuの位相共役波となる。即ち、次の2式が条件となる。
At this time, in the normalized distance dζ at any two points −ζ and ζ that are symmetrical with respect to the position (ζ = 0) of the phase
次に、上記の補償条件をz座標で記述する。(15)式より、 Next, the compensation condition is described in terms of the z coordinate. From equation (15)
(20),(21)式は、補償のための必要条件であり、対応する2つの区間で総分散量と光カー効果の総量とが等しくなることを示している。即ち、(1)式乃至(4)式の条件の有効性が確認された。 Equations (20) and (21) are necessary conditions for compensation, and indicate that the total dispersion amount and the total amount of the optical Kerr effect are equal in the two corresponding sections. That is, the effectiveness of the conditions of formulas (1) to (4) was confirmed.
特にα,D及びγが一定であり且つパワーの変動が小さい場合には(20),(21)式を積分すれば、
D1 L1 =D2 L2 … (22)
γ1 P1 L1 =γ2 P2 L2 … (23)
を得る。ここで、P1 ,P2 はそれぞれ第1の光ファイバ204及び第1の部分281における平均パワーである。また、D1 ,γ1 はそれぞれ第1の光ファイバ204の分散パラメータの平均値及び非線形係数の平均値、D2 ,γ2 はそれぞれ第1の部分281の分散パラメータの平均値及び非線形係数の平均値である。(22),(23)式は分散補償及び平均値近似によるSPMの補償法における条件と一致する。
In particular, when α, D, and γ are constant and the power fluctuation is small, if the equations (20) and (21) are integrated,
D 1 L 1 = D 2 L 2 (22)
γ 1 P 1 L 1 = γ 2 P 2 L 2 (23)
Get. Here, P 1 and P 2 are average powers in the first
実用的には、(22)式の条件を満足するだけでも本発明を実施することができる。即ち、本発明によると、信号ビームの入力端及び出力端にそれぞれ相当する第1端及び第2端を有する第1の光ファイバと、上記第2端に動作的に接続され上記信号ビームを位相共役ビームに変換して出力する位相共役光発生器と、上記位相共役ビームの入力端及び出力端にそれぞれ相当する第3端及び第4端を有する第2の光ファイバとを備え、上記第1の光ファイバの波長分散の平均値及び長さの積は上記第2の光ファイバの波長分散の平均値及び長さの積に実質的に一致する光ファイバ通信システムが提供される。 Practically, the present invention can be implemented only by satisfying the condition of the expression (22). That is, according to the present invention, a first optical fiber having a first end and a second end corresponding to an input end and an output end of a signal beam, respectively, and a phase of the signal beam operatively connected to the second end. A phase conjugate light generator for converting and outputting a conjugate beam; and a second optical fiber having a third end and a fourth end corresponding to an input end and an output end of the phase conjugate beam, respectively. An optical fiber communication system is provided in which the product of the average value and the length of the chromatic dispersion of the optical fiber substantially matches the product of the average value and the length of the chromatic dispersion of the second optical fiber.
望ましくは、(23)式の条件を満足するために、上記第1の光ファイバにおける光パワーの平均値及び非線形係数の平均値並びに上記第1の光ファイバの長さの積は上記第2の光ファイバにおける光パワーの平均値及び非線形係数の平均値並びに上記第2の光ファイバの長さの積に実質的に一致する。 Preferably, in order to satisfy the condition of Equation (23), the product of the average value of the optical power and the average value of the nonlinear coefficient in the first optical fiber and the length of the first optical fiber is the second value. It substantially coincides with the product of the average value of the optical power and the average value of the nonlinear coefficient in the optical fiber and the length of the second optical fiber.
第1及び第2の光ファイバを含む光路上に複数の光増幅器が設けられている場合には、これらのうちの隣り合う2つの光増幅器の間隔を光路(光ファイバ)の非線形長よりも短く設定するのが望ましい。 When a plurality of optical amplifiers are provided on the optical path including the first and second optical fibers, the interval between the two adjacent optical amplifiers is shorter than the nonlinear length of the optical path (optical fiber). It is desirable to set.
図9においては、システム中間点216の上流側における補償の原理が示されている。システム中間点216の下流側における補償の原理はこれと同じようにして理解することができるのでその説明を省略する。
In FIG. 9, the principle of compensation upstream of the
図9による説明においては、(10)式に示されるように、位相共役光発生器206からの波長分散の累積値によって規格化座標が定義されている。その結果、要求される条件は、(15)式により示されているように、位相共役光発生器206からの波長分散の累積値が等しい第1の光ファイバ204及び第1の部分281上の2点の各々における光パワー及び非線形係数の積と波長分散との比が実質的に一致することである。
In the description with reference to FIG. 9, the normalized coordinates are defined by the accumulated value of chromatic dispersion from the phase
図9においては、位相共役光発生器206からの非線形効果の累積値(即ち光パワー及び非線形係数の積の累積値)によって規格化座標が定義されてもよい。この場合には、位相共役光発生器206からの当該累積値が等しい第1の光ファイバ204及び第1の部分281上の2点の各々における光パワー及び非線形係数の積と波長分散との比が実質的に一致することが条件となる。
In FIG. 9, the normalized coordinates may be defined by the accumulated value of the nonlinear effect from the phase conjugate light generator 206 (that is, the accumulated value of the product of the optical power and the nonlinear coefficient). In this case, the ratio of the product of the optical power and nonlinear coefficient and the chromatic dispersion at each of the two points on the first
以上の説明の通り、位相共役光発生器に接続される第1の光ファイバと第2の光ファイバとの間で、光ファイバの総分散量と光カー(Kerr)効果との総量とが等しくなるように設定することにより、第1の光ファイバに入力される光パルス波形と第2の光ファイバから出力される光パルス波形とがほぼ同一の形状を有するように位相共役光発生器により補償されることがわかる。即ち、光パルスの送信側(第1の光ファイバの入力端)と光パルスの受信側(第2の光ファイバの出力端)において、ほぼ同一形状の光パルス波形が得られることとなり、これらの入力端、出力端に光ADM(Add Drop Multiplexer:光信号挿入分岐装置)を設けることにより、光ADMでは、受信光パルスが送信光パルスとほぼ同一の状態で受信することが可能となる。そのため、各ADMにおいて、受信光パルスのSNRを劣化させることなく、受信光パルスの再生(波形整形・タイミング再生)処理を不要にすることが可能となり、柔軟性に富んだシステムの構築が可能になる。この原理を応用した所謂光波ネットワークについて以下に説明する。 As described above, the total dispersion amount of the optical fiber and the total amount of the optical Kerr effect are equal between the first optical fiber and the second optical fiber connected to the phase conjugate light generator. By setting so that the optical pulse waveform input to the first optical fiber and the optical pulse waveform output from the second optical fiber have substantially the same shape, compensation is performed by the phase conjugate light generator. You can see that That is, an optical pulse waveform having substantially the same shape is obtained on the optical pulse transmission side (input end of the first optical fiber) and the optical pulse reception side (output end of the second optical fiber). By providing an optical ADM (Add Drop Multiplexer: optical signal inserting / branching device) at the input end and the output end, the optical ADM can receive the received optical pulse in almost the same state as the transmitted optical pulse. Therefore, in each ADM, it is possible to eliminate the process of regenerating the received optical pulse (waveform shaping / timing recovery) without degrading the SNR of the received optical pulse, and it is possible to construct a highly flexible system. Become. A so-called lightwave network applying this principle will be described below.
本発明による装置は広い変換帯域を有しているので、波長分割多重に効果的に適用することができる。具体的には次の通りである。 Since the apparatus according to the present invention has a wide conversion band, it can be effectively applied to wavelength division multiplexing. Specifically, it is as follows.
図10は、広い変換帯域を有する位相共役器によるWDM信号光の一括変換を説明するための図である。WDM信号光は、異なる波長λ1 ,λ2 ,…,λN を有するNチャネルの光信号を波長分割多重(WDM)することにより得られる。ここでは、λ1 が最短波長であり、λN が最長波長であるとする。ポンプ光の波長λPは例えばλ1 よりも短く設定される。ポンプ光を用いた非縮退四光波混合によって、WDM信号光は変換光に変換される。変換光は、異なる波長λ1 ′,λ2 ′,…,λN ′を有するNチャネルの変換光信号からなる。WDM信号光における各チャネルの光信号と変換光における各変換光信号の配置はポンプ光の波長λP に対して対称である。 FIG. 10 is a diagram for explaining batch conversion of WDM signal light by a phase conjugator having a wide conversion band. WDM signal light, different wavelengths lambda 1, lambda 2, ..., obtained by wavelength division multiplexing (WDM) optical signals of N channels with lambda N. Here, it is assumed that λ 1 is the shortest wavelength and λ N is the longest wavelength. The wavelength λP of the pump light is set shorter than λ 1, for example. The WDM signal light is converted into converted light by non-degenerate four-wave mixing using pump light. The converted light comprises N-channel converted optical signals having different wavelengths λ 1 ′, λ 2 ′,..., Λ N ′. The arrangement of the optical signal of each channel in the WDM signal light and the arrangement of the converted optical signals in the converted light are symmetric with respect to the wavelength λ P of the pump light.
非線形光学媒質として光ファイバ又はPMFを用いた四光波混合においては、変換帯域がほぼ平坦であるため、各チャネルの光信号に対してほぼ同じ変換効率で波長変換及び位相共役変換を行うことができる。従って、各チャネルに対して伝送路の波長分散と非線形効果とによる波形歪みを補償可能であり、長距離大容量の伝送が可能である。図10においては、長波長帯から短波長帯への変換を示しているが、光ファイバによる変換帯域は零分散波長に関して対称であるから、短波長帯から長波長帯への変換も同様にして可能であることは言うまでもない。 In the four-wave mixing using an optical fiber or PMF as a nonlinear optical medium, the conversion band is substantially flat, so that wavelength conversion and phase conjugate conversion can be performed on the optical signal of each channel with substantially the same conversion efficiency. . Therefore, it is possible to compensate for the waveform distortion due to the chromatic dispersion of the transmission path and the nonlinear effect for each channel, and long distance and large capacity transmission is possible. In FIG. 10, the conversion from the long wavelength band to the short wavelength band is shown, but since the conversion band by the optical fiber is symmetric with respect to the zero dispersion wavelength, the conversion from the short wavelength band to the long wavelength band is similarly performed. It goes without saying that it is possible.
図11は、本発明によるシステムの第2実施形態を示す図である。各々WDMが適用される複数の光ファイバネットワークNW1,NW2及びNW3は、光ファイバ伝送路140及びノード142によって接続されている。ネットワークNW1及びNW2間における変換を行うために、光ファイバ伝送路140の途中には位相共役器PC11が設けられ、ネットワークNW2及びNW3間の変換を行うために、光ファイバ伝送路140の途中には位相共役器PC23が設けられている。ネットワークNW1,NW2及びNW3においては、それぞれ、異なる波長帯λ1j,λ2j,λ3jのWDM伝送が行われているものとする。位相共役器PC11は波長帯λ1j及びλ2j間で波長変換及び位相共役変換を行い、位相共役器PC23は波長帯λ2j及びλ3j間で波長変換及び位相共役変換を行う。光ファイバ伝送路140の途中には、波長分散及び非線形効果による波形歪みが本発明に従って最も改善される位置が幾つかできるので、各ノード142はそのような位置に設けられている。各ノード142は、光信号の付加及び抽出を行うための光アッド/ドロップ装置を含む。光アッド/ドロップ装置はWDM信号光或いは変換光における全チャネル或いは一部のチャネルに対して機能する。例えば、光ファイバネットワークNW1の波長帯λ1jが図10に示されるWDM信号光により与えられており、位相共役器PC11におけるポンプ光の波長がλP であるとすると、光ファイバネットワークNW2の波長帯λ2jは変換光の帯域によって与えられる。
FIG. 11 is a diagram showing a second embodiment of the system according to the present invention. A plurality of optical fiber networks NW1, NW2, and NW3 to which each WDM is applied are connected by an optical
このようなシステム構成によると、位相共役器による波形歪みの補償と波長変換機能とが有効に活かされるので、柔軟性に富んだ長距離大容量システムの構築が可能になる。また、このようなネットワーク間伝送への応用は、次の点で最近特に重要である:
(1)光増幅器の広帯域化;
(2)伝送路として使用される光ファイバの分散のバラエティー化。
According to such a system configuration, since the waveform distortion compensation and the wavelength conversion function by the phase conjugator are effectively utilized, it is possible to construct a long-distance and large-capacity system rich in flexibility. In addition, such applications for inter-network transmission are particularly important recently:
(1) Broadband optical amplifier;
(2) Variety of dispersion of optical fibers used as transmission lines.
これらのうち、(1)は最近におけるEDFA(エルビウムドープファイバ増幅器)の広帯域化に関係しており、(2)は伝送信号の高速化とWDM伝送を行うための分散制御に関係している。最近、50nmを超えるような広帯域でしかもWDMを指向した利得の平坦性に優れたEDFAが開発されている。将来的に更に帯域が拡大し、60〜80nm程度の広帯域なEDFAが開発されよう。このようなEDFAの広帯域化は、WDMのチャネル数(伝送容量)を大きくするのに役立っているのは勿論であるが、図11に示されるようなネットワーク間伝送等において新しい概念の導入を可能とする。 Of these, (1) relates to the recent widening of the bandwidth of EDFA (erbium-doped fiber amplifier), and (2) relates to the speeding up of transmission signals and dispersion control for performing WDM transmission. Recently, an EDFA having a wide bandwidth exceeding 50 nm and excellent in gain flatness directed to WDM has been developed. In the future, the band will be further expanded, and a broadband EDFA of about 60 to 80 nm will be developed. Such widening of the EDFA is of course useful for increasing the number of WDM channels (transmission capacity), but it is possible to introduce a new concept in inter-network transmission as shown in FIG. And
例えば、図12に示されるように、図11の光ファイバネットワークNW1及びNW2の波長帯が設定されている場合、光ファイバネットワークNW1及びNW2間において本発明による有効な伝送が可能である。図12において、符号144は光増幅器(例えばEDFA)の比較的平坦な利得帯域を示している。
For example, as shown in FIG. 12, when the wavelength bands of the optical fiber networks NW1 and NW2 in FIG. 11 are set, effective transmission according to the present invention is possible between the optical fiber networks NW1 and NW2. In FIG. 12,
このようにネットワーク毎に用いる波長帯が異なることの理由の1つは、ネットワーク毎に用いる伝送路としての光ファイバが異なる処にある。既に実用化されている光ファイバとしては、1.3μm零分散シングルモードファイバ(所謂標準SMF)と、1.55μm分散シフトファイバ(DSF)とがある。一方、最近におけるEDFAの開発により、特に高速長距離伝送の中心は1.55μm帯となってきている。標準SMFが+16〜+20ps/nm/km程度の大きな異常分散値を示すのに対して、DSFでは±1〜2ps/nm/km程度の小さな分散値に抑えることができるので、1.55μm帯における高速長距離伝送に対してはDSFの方が有利である。しかし、既に多くの標準SMFが敷設されており、これを伝送路として用いなければならないネットワークも多い。こうしたネットワークからDSFを用いたネットワークへの接続においては、DSFの最適な分散値となる波長帯への波長変換が必要になり、従って、このような場合に本発明は有効である。 One of the reasons that the wavelength band used for each network is different is that the optical fiber as a transmission path used for each network is different. Optical fibers that have already been put into practical use include a 1.3 μm zero dispersion single mode fiber (so-called standard SMF) and a 1.55 μm dispersion shifted fiber (DSF). On the other hand, with the recent development of EDFA, the center of high-speed and long-distance transmission has become 1.55 μm band. Standard SMF exhibits a large anomalous dispersion value of about +16 to +20 ps / nm / km, whereas DSF can suppress the dispersion value to a small dispersion value of about ± 1 to 2 ps / nm / km. DSF is more advantageous for high-speed and long-distance transmission. However, many standard SMFs have already been laid, and there are many networks that must use these as transmission lines. In connection from such a network to a network using a DSF, wavelength conversion to a wavelength band that provides an optimum dispersion value of the DSF is required. Therefore, the present invention is effective in such a case.
一方、各々DSFを用いたネットワーク間の接続においても本発明は有効である。その理由は、WDMにおいては必ずしも分散が小さい方が有利である訳ではないからである。比較的高速のWDMにおいては、所要の信号対雑音比(SNR)を確保するために、各チャネルのパワーレベルはかなり高く設定する必要がある。この場合、伝送路として使用される光ファイバの分散が小さいと、四光波混合により隣接チャネル間のクロストークが発生し、伝送特性が劣化する。この影響を避けるため、最近では、零分散波長を信号帯域から大きくシフトさせた比較的大きな分散のファイバ(Nonzero dispersion-shifted fiber) を用いることがある。このように伝送路として使用される光ファイバのバラエティーが豊富になった分、いろいろな波長帯でのネットワーク構成が可能となり、こうしたネットワーク間を接続する場合において本発明のような広帯域な波長変換及び位相共役変換が有効となる。 On the other hand, the present invention is also effective in connection between networks using DSFs. The reason is that a smaller dispersion is not always advantageous in WDM. In a relatively high-speed WDM, the power level of each channel needs to be set to be quite high in order to ensure a required signal-to-noise ratio (SNR). In this case, if the dispersion of the optical fiber used as the transmission path is small, crosstalk between adjacent channels occurs due to four-wave mixing, and transmission characteristics deteriorate. In order to avoid this influence, recently, a relatively large dispersion fiber (Nonzero dispersion-shifted fiber) in which the zero dispersion wavelength is greatly shifted from the signal band may be used. Since the variety of optical fibers used as transmission paths is thus rich, network configurations in various wavelength bands are possible. When connecting between such networks, wideband wavelength conversion and Phase conjugate conversion is effective.
最近では、光ファイバと共にEDFAのバラエティーも豊富になっているが、何といっても一般的なEDFAは1.53μm帯及び1.55μm帯に利得ピークを有するタイプである。このうち前者はブルーバンド、後者はレッドバンドと称されている。 Recently, the variety of EDFAs is increasing along with optical fibers. However, the general EDFA is a type having gain peaks in 1.53 μm band and 1.55 μm band. Of these, the former is called the blue band and the latter is called the red band.
図13は、図11における波長帯の他の設定例を示す図である。ここでは、光ファイバネットワークNW1の波長帯は符号146で示されるEDFAのレッドバンドに含まれ、光ファイバネットワークNW2の波長帯は符号148で示されるEDFAのブルーバンドに含まれている。このような設定によると、光ファイバ伝送路140或いは各ネットワークがインライン型のEDFAを含む場合に、レッドバンド及びブルーバンド間における位相共役変換を容易に行うことができる。
FIG. 13 is a diagram illustrating another setting example of the wavelength band in FIG. Here, the wavelength band of the optical fiber network NW1 is included in the red band of the EDFA indicated by
図14は、図11における分散配置の例を示す図である。D1 及びD2 (各々単位はps/nm/km)は、それぞれ、光ファイバネットワークNW1及びNW2における分散を表している。図では、各ネットワーク内で正常分散ファイバを用いてWDMを行う例が示されている。図10に示されるように、波長変換によりチャネル配置が反転するので、各チャネルに対する変換前後の分散の影響が異なることが予想されるが、中心付近のチャネルに対して分散の影響がほぼ同じになるようにするとともに、各ネットワーク内で分散補償を行うことにより、この問題は解決可能である。尚、各ネットワーク内の分散は正常分散であってもよいし異常分散であってもよい。 FIG. 14 is a diagram showing an example of the distributed arrangement in FIG. D 1 and D 2 (each unit is ps / nm / km) represent dispersion in the optical fiber networks NW1 and NW2, respectively. In the figure, an example of performing WDM using normal dispersion fiber in each network is shown. As shown in FIG. 10, since the channel arrangement is inverted by wavelength conversion, the influence of dispersion before and after conversion on each channel is expected to be different. However, the influence of dispersion on the channel near the center is almost the same. This problem can be solved by performing dispersion compensation in each network. The distribution within each network may be normal distribution or abnormal distribution.
以上のように、本発明によると、異なる波長を有する複数の光信号を波長分割多重(WDM)してなるWDM信号光のための複数の光ファイバネットワーク
と、これらを結ぶための少なくとも1つの変換器とを備えた光ファイバ通信システムが提供される。変換器が、複数の光信号の波長変換及び位相共役変換を一括に行うことによって、柔軟性に富んだ長距離大容量のシステムの構築が容易になる。
As described above, according to the present invention, a plurality of optical fiber networks for WDM signal light obtained by wavelength division multiplexing (WDM) of a plurality of optical signals having different wavelengths, and at least one conversion for connecting them. An optical fiber communication system is provided. When the converter performs wavelength conversion and phase conjugate conversion of a plurality of optical signals at once, it is easy to construct a flexible long-distance and large-capacity system.
最近、レッドバンド及びブルーバンド全般に渡って平坦な利得を有するEDFAが開発されている。エルビウムと共に主としてアルミニウムを高濃度に共ドープすると共に、利得等化器を組み合わせることにより、約40nm(概ね1525−1565nm)の帯域の光増幅器が実現している。この帯域はCバンドと称されることがある。 Recently, an EDFA having a flat gain over the entire red band and blue band has been developed. An optical amplifier having a band of about 40 nm (generally 1525 to 1565 nm) is realized by co-doping mainly aluminum with erbium to a high concentration and combining a gain equalizer. This band may be referred to as the C band.
一方で、Cバンドよりも長波長側の1570−1610nmの帯域において平坦な利得を有する光増幅器も開発されつつある。この帯域はLバンドと称されることがある。この光増幅器は利得シフトEDFAと称され、アルミニウムを共ドープしたEDFAの長さをCバンドのものに比べて長くすることにより、本来単位長さ当たりの利得が小さなLバンドにおける利得を確保したものである。 On the other hand, an optical amplifier having a flat gain in the 1570-1610 nm band longer than the C band is also being developed. This band may be referred to as the L band. This optical amplifier is called a gain-shifted EDFA, and the length of an EDFA co-doped with aluminum is made longer than that of a C-band to ensure a gain in the L-band that originally has a small gain per unit length. It is.
Cバンド用の光増幅器及びLバンド用の光増幅器をパラレルに組み合わせることにより、80nm近い帯域の光増幅器が開発されている。更に、テルライドベースのEDFAを用いてやはり80nm近い帯域の光増幅器が開発されつつある。 An optical amplifier having a band near 80 nm has been developed by combining a C-band optical amplifier and an L-band optical amplifier in parallel. Furthermore, an optical amplifier having a bandwidth of nearly 80 nm is being developed using telluride-based EDFA.
図15は図11における波長帯の他の設定例を示す図である。ここでは、光ファイバネットワークNW1の波長帯は、符号152で示されるようにLバンドに含まれ、光ファイバネットワークNW2の波長帯は符号154で示されるようにCバンドに含まれている。
FIG. 15 is a diagram showing another setting example of the wavelength band in FIG. Here, the wavelength band of the optical fiber network NW1 is included in the L band as indicated by
このように、本発明によると、広い変換帯域が得られるので、本発明による装置と広帯域な光増幅器との組み合わせは、柔軟性に富んだ長距離大容量のシステムを構築する上で極めて有用である。 Thus, according to the present invention, since a wide conversion band can be obtained, the combination of the device according to the present invention and a broadband optical amplifier is extremely useful in constructing a flexible long-distance and large-capacity system. is there.
図16に示されるように、一般に、四光波混合器FWMにWDM信号光を入力すると、WDM信号光と変換光とがそれぞれ出力される。四光波混合器FWMは本発明による装置によって提供され得る。効率の十分高い四光波混合器においては、信号光はパラメトリック効果により増幅される。この場合、信号光に対するパラメトリック利得をGとすれば、変換光は(G−1)の利得を得る。このように、四光波混合器は、信号機をスルーすると共に、変換光も出力可能であることを大きな特徴としており、この特徴を生かして以下のようにWDMネットワークへの応用が可能である。 As shown in FIG. 16, generally, when WDM signal light is input to the four-wave mixer FWM, WDM signal light and converted light are respectively output. A four-wave mixer FWM can be provided by the device according to the invention. In a four-wave mixer having a sufficiently high efficiency, the signal light is amplified by the parametric effect. In this case, if the parametric gain for the signal light is G, the converted light has a gain of (G-1). As described above, the four-wave mixer has a great feature that it can pass through the traffic light and output the converted light, and can be applied to the WDM network as described below by utilizing this feature.
図17は本発明によるシステムの第3実施形態を示す図である。ここでは、図11で説明したような光ファイバネットワークNW1及びNW2の間を四光波混合器FWMにより接続し、波長帯λ1jと波長帯λ2jとの間での変換を可能にしている。四光波混合器FWMとしては、例えば、双方向伝送に可能な図7に示される装置を用いることができる。 FIG. 17 is a diagram showing a third embodiment of the system according to the present invention. Here, the optical fiber networks NW1 and NW2 as described with reference to FIG. 11 are connected by a four-wave mixer FWM to enable conversion between the wavelength band λ 1j and the wavelength band λ 2j . As the four-wave mixer FWM, for example, an apparatus shown in FIG. 7 capable of bidirectional transmission can be used.
図18は本発明によるシステムの第4実施形態を示す図である。図17に示される光ファイバネットワークNW1及びNW2の各々は、通常の伝送路としての機能を含むものとして解釈されるべきである。即ち、図18に示されるような双方向伝送が行なわれている場合に、下り回線及び上り回線をそれぞれ光ファイバネットワークNW1及びNW2として理解すべきである。 FIG. 18 is a diagram showing a fourth embodiment of the system according to the present invention. Each of the optical fiber networks NW1 and NW2 shown in FIG. 17 should be interpreted as including a function as a normal transmission path. That is, when bidirectional transmission as shown in FIG. 18 is performed, the downlink and uplink should be understood as optical fiber networks NW1 and NW2, respectively.
図18に示されるシステムでは、下り回線から上り回線へのループバックを行なうために、四光波混合器FWMにより波長帯λ1jを波長帯λ2jに変換し、上り回線から下り回線へのループバックを行なうために、もう1つの四光波混合器FWMにより波長帯λ2jを波長λ1jに変換している。各四光波混合器FWMとしては図1又は図4に示される装置を用いることができる。あるいは、これら2つの四光波混合器FWMは図7に示されるような装置1つによって提供されてもよい。 In the system shown in FIG. 18, in order to perform loopback from the downlink to the uplink, the wavelength band λ 1j is converted into the wavelength band λ 2j by the four-wave mixer FWM, and the loopback from the uplink to the downlink is performed. For this purpose, the wavelength band λ 2j is converted to the wavelength λ 1j by another four-wave mixer FWM. As each four-wave mixer FWM, the apparatus shown in FIG. 1 or FIG. 4 can be used. Alternatively, these two four-wave mixers FWM may be provided by one device as shown in FIG.
これまでは、一括して波長変換されたWDM信号光の全てをやり取りする応用について説明したが、前述した光ADMと組み合わせることによって、WDM信号光のうちの任意のチャネルをやり取りすることができるようになり、より柔軟性に富んだシステムの構築が可能になる。 So far, the application of exchanging all of the wavelength-converted WDM signal light has been described so far, but by combining with the above-mentioned optical ADM, any channel of the WDM signal light can be exchanged. It becomes possible to construct a more flexible system.
図19は本発明によるシステムの第5実施形態を示す図である。ここでは、光ファイバネットワークNW1における波長帯λ1jのWDM信号光を四光波混合器FWMにより変換光に変換し、この変換光に基づき光アッドマルチプレクサADMが任意の波長チャネルを抽出し、抽出された信号が光ファイバネットワークNW2に送り込まれる。また、光ファイバネットワークNW2における波長帯λ2jのWDM信号光がもう1つの四光波混合器FWMにより変換光に変換され、この変換光に基づき光アッドマルチプレクサADMが任意の波長のチャネルを抽出し、抽出された信号が光ファイバネットワークNW1に送り込まれる。 FIG. 19 is a diagram showing a fifth embodiment of the system according to the present invention. Here, the WDM signal light in the wavelength band λ 1j in the optical fiber network NW1 is converted into converted light by the four-wave mixer FWM, and the optical add multiplexer ADM extracts and extracts an arbitrary wavelength channel based on the converted light. A signal is sent to the optical fiber network NW2. Also, the WDM signal light in the wavelength band λ 2j in the optical fiber network NW2 is converted into converted light by another four-wave mixer FWM, and based on this converted light, the optical add multiplexer ADM extracts a channel of an arbitrary wavelength, The extracted signal is sent to the optical fiber network NW1.
図20は本発明によるシステムの第6実施形態を示す図である。このシステムは、図19に示されるシステムと対比して、各四光波混合器FWMが光ファイバネットワークNW1及びNW2の各々の内部に配置されている点で特徴付けられる。従って、光ファイバネットワークNW1及びNW2の各々においては、各波長帯のWDM信号光は四光波混合器FWMをスルーすることもできる。この構成も図18に示されるシステムと同様に双方向伝送等にも応用可能である。 FIG. 20 is a diagram showing a sixth embodiment of the system according to the present invention. In contrast to the system shown in FIG. 19, this system is characterized in that each four-wave mixer FWM is arranged inside each of the optical fiber networks NW1 and NW2. Accordingly, in each of the optical fiber networks NW1 and NW2, the WDM signal light in each wavelength band can pass through the four-wave mixer FWM. This configuration can also be applied to bidirectional transmission and the like, similar to the system shown in FIG.
図21は本発明によるシステムの第7実施形態を示す図である。伝送路内に順次配置された光アッドマルチプレクサADMにより適宜抽出された波長チャネルの信号が四光波混合器FWMにより光ファイバネットワークNW1及びNW2の各波長帯に波長変換された後、各ネットワークに送り込まれる。一方、各ネットワークのWDM信号光も四光波混合器FWMにより伝送路の帯域に波長変換され、必要な波長チャネルの信号が伝送路に送り込まれる。 FIG. 21 is a diagram showing a seventh embodiment of the system according to the present invention. Wavelength channel signals appropriately extracted by an optical add multiplexer ADM sequentially arranged in the transmission path are converted into wavelengths of the optical fiber networks NW1 and NW2 by the four-wave mixer FWM and then sent to the networks. . On the other hand, the WDM signal light of each network is also wavelength-converted to the band of the transmission path by the four-wave mixer FWM, and a signal of a necessary wavelength channel is sent to the transmission path.
図22は本発明によるシステムの第8実施形態を示す図である。このシステムは、図11に示されるシステムと対比して、各ノード142に代えて光アッドマルチプレクサADMが設けられている点で特徴付けられる。即ち、各位相共役光発生器PCにより波形歪みが最も補償されるポイントに各光アッドマルチプレクサADMを設け、ここで任意の波長チャネルの信号を出し入れするようにしているのである。
FIG. 22 is a diagram showing an eighth embodiment of the system according to the present invention. In contrast to the system shown in FIG. 11, this system is characterized in that an optical add multiplexer ADM is provided in place of each
図23は本発明によるシステムの第9実施形態を示す図である。ここでは、光ファイバ伝送路140には共通の波長帯λS が設定されており、各位相共役光発生器PCは光ファイバネットワークNW1,NW2及びNW3の各々の内部に設けられている。各位相共役光発生器PCでは波長変換及び波形歪みの補償が行なわれ、そのうちの任意の波長の信号が光アッドマルチプレクサADMにより光ファイバ伝送路140に送り込まれると共に、光ファイバ伝送路140から光アッドマルチプレクサADMにより抽出された任意の波長チャネルの信号を、位相共役光発生器PCを用いて各ネットワークの波長帯に変換して取り込むようにしている。
FIG. 23 is a diagram showing a ninth embodiment of the system according to the present invention. Here, a common wavelength band λ S is set in the optical
NW1 第1の波長多重ネットワーク
NW2 第2の波長多重ネットワーク
FWM 四光波混合器
NW1 First wavelength division multiplexing network NW2 Second wavelength division multiplexing network FWM Four-wave mixer
Claims (1)
第2の波長帯域で波長多重伝送を行う第2の波長多重ネットワークと、
第1の波長多重ネットワークと第2の波長多重ネットワーク間に配置された四光波混合器を備え、
前記四光波混合器は、第1の波長多重ネットワークより第1の波長帯域の光を入力し、第2の波長帯域と重ならない第3の波長帯域に変換して第2の波長多重ネットワークに出力し、
前記四光波混合器は、第1、第2及び第3ポートを有し、上記第1ポートに供給された前記第1の波長多重ネットワークからの前記第1の波長帯域の光を上記第2ポートから出力し、上記第2ポートに供給された光を上記第3ポートから出力し、上記第1ポートには偏波面が互いに直交する第1及び第2の偏波成分を含む信号光とポンプ光とが供給され、上記第2ポートより出力される光学素子と、
第1、第2及び第3ポートを有し、上記第1ポートは上記光学素子の第2ポートに光学的に接続され、上記第1及び第2ポート間は上記第1偏波成分の偏波面である第1の偏波面により結合され、上記第1及び第3ポート間は上記第2偏波成分の偏波面である第2の偏波面により結合される偏波ビームスプリッタと、
第1端及び第2端の間で維持されるべき偏波モードを有し、上記第1端は上記第1の偏波面が上記偏波モードに適合するように上記偏波ビームスプリッタの第2ポートに光学的に接続され、上記第2端は上記第2の偏波面が上記偏波モードに適合するように上記偏波ビームスプリッタの第3ポートに光学的に接続される偏波維持ファイバとを備え、
第1の偏波面を有し上記偏波ビームスプリッタの第2ポートから上記第1端に出力された信号光およびポンプ光により上記偏波維持ファイバで生じた四光波混合による前記第3の波長帯域に含まれる第1の位相共役光が、上記第2端から上記偏波ビームスプリッタの第3ポートに供給され、
第2の偏波面を有し上記偏波ビームスプリッタの第3ポートから上記第2端に出力された信号光およびポンプ光により上記偏波維持ファイバで生じた四光波混合による前記第3の波長帯域に含まれる第2の位相共役光が、上記第1端から上記偏波ビームスプリッタの第2ポートに供給され、
上記第1および第2の位相共役光が上記偏波ビームスプリッタの第1ポートから上記光学素子の第2ポートに供給され、少なくとも上記光学素子の第3ポートを通して前記第2の波長多重ネットワークに出力されることを特徴とする光伝送システム。 A first wavelength division multiplexing network for performing wavelength division multiplexing transmission in a first wavelength band;
A second wavelength division multiplexing network for performing wavelength division multiplexing transmission in the second wavelength band;
A four-wave mixer disposed between the first WDM network and the second WDM network;
The four-wave mixer receives light in the first wavelength band from the first wavelength multiplexing network, converts the light into a third wavelength band that does not overlap the second wavelength band, and outputs the third wavelength band to the second wavelength multiplexing network. And
The four-wave mixer has first, second, and third ports, and the light of the first wavelength band from the first wavelength division multiplexing network supplied to the first port is supplied to the second port. And the light supplied to the second port is output from the third port. The first port includes signal light and pump light including first and second polarization components whose polarization planes are orthogonal to each other. And an optical element output from the second port;
The first port is optically connected to the second port of the optical element, and the plane of polarization of the first polarization component is between the first port and the second port. A polarization beam splitter coupled by a first polarization plane, and the first and third ports are coupled by a second polarization plane which is a polarization plane of the second polarization component;
A polarization mode to be maintained between the first end and the second end, wherein the first end is a second of the polarization beam splitter such that the first polarization plane is adapted to the polarization mode. A polarization maintaining fiber optically connected to the port, the second end optically connected to the third port of the polarization beam splitter such that the second polarization plane is adapted to the polarization mode; With
The third wavelength band by four-wave mixing generated in the polarization maintaining fiber by signal light and pump light having a first polarization plane and output from the second port of the polarization beam splitter to the first end Is supplied to the third port of the polarization beam splitter from the second end,
The third wavelength band by four-wave mixing generated in the polarization maintaining fiber by signal light and pump light having a second polarization plane and output from the third port of the polarization beam splitter to the second end Is supplied from the first end to the second port of the polarization beam splitter,
The first and second phase conjugate lights are supplied from the first port of the polarization beam splitter to the second port of the optical element, and output to the second wavelength multiplexing network through at least the third port of the optical element. optical transmission system characterized in that it is.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004017124A JP4040583B2 (en) | 2004-01-26 | 2004-01-26 | Optical transmission system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004017124A JP4040583B2 (en) | 2004-01-26 | 2004-01-26 | Optical transmission system |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24498698A Division JP3566096B2 (en) | 1998-08-31 | 1998-08-31 | Apparatus for phase conjugate conversion and wavelength conversion |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004166306A JP2004166306A (en) | 2004-06-10 |
JP4040583B2 true JP4040583B2 (en) | 2008-01-30 |
Family
ID=32821994
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004017124A Expired - Fee Related JP4040583B2 (en) | 2004-01-26 | 2004-01-26 | Optical transmission system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4040583B2 (en) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006038960A (en) * | 2004-07-22 | 2006-02-09 | Fujitsu Ltd | Light waveform monitor device and oscilloscope |
JP5367316B2 (en) * | 2008-07-07 | 2013-12-11 | ソフトバンクテレコム株式会社 | Optical regenerator |
JP6512660B2 (en) * | 2015-08-24 | 2019-05-15 | 国立大学法人 大分大学 | WDM diversity transmission system and method |
JPWO2018155017A1 (en) * | 2017-02-24 | 2019-12-12 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | Wavelength conversion method and wavelength converter |
CN111066266B (en) | 2017-09-28 | 2022-06-24 | 日本电气株式会社 | Submarine branch device, optical submarine cable system and optical communication method |
JP7099045B2 (en) * | 2018-05-18 | 2022-07-12 | 富士通株式会社 | Wavelength converters, transmissions, and transmission systems |
JP7183581B2 (en) * | 2018-06-15 | 2022-12-06 | 富士通株式会社 | Optical transmission system, control device, optical transmission method and transmission device |
CN117478234B (en) * | 2023-12-27 | 2024-04-05 | 无限光通讯(深圳)有限公司 | Cross wavelength modulation method and system based on wavelength division multiplexer |
-
2004
- 2004-01-26 JP JP2004017124A patent/JP4040583B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004166306A (en) | 2004-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3566096B2 (en) | Apparatus for phase conjugate conversion and wavelength conversion | |
JP3494661B2 (en) | Optical fiber communication system using optical phase conjugation, apparatus applicable to the system, and method of manufacturing the same | |
JP3419510B2 (en) | Optical communication system with chromatic dispersion compensation and phase conjugate light generator applicable to the system | |
US7072549B2 (en) | Optical gate device, manufacturing method for the device, and system including the device | |
Minzioni et al. | Experimental demonstration of nonlinearity and dispersion compensation in an embedded link by optical phase conjugation | |
JP4040583B2 (en) | Optical transmission system | |
JP3494738B2 (en) | Optical fiber communication system using optical phase conjugation | |
US7218807B2 (en) | Optical transmission system using an optical phase conjugation device | |
EP1576747B1 (en) | Optical transmission system using an optical phase conjugation device | |
JP4056933B2 (en) | Optical fiber communication system using optical phase conjugation, apparatus applicable to the system, and manufacturing method thereof | |
JP3913804B2 (en) | Optical fiber communication system using optical phase conjugation. | |
JP4008484B2 (en) | Optical fiber communication system using optical phase conjugation. | |
EP1488550B1 (en) | Optical transmission system using an optical phase conjugation device | |
JP4057042B2 (en) | Optical fiber communication system using optical phase conjugation. | |
JP4008482B2 (en) | Optical fiber communication system using optical phase conjugation. | |
JP4008483B2 (en) | Optical fiber communication system using optical phase conjugation. | |
JP4153010B2 (en) | Method and apparatus for generation and wavelength conversion of phase conjugate light, system having the apparatus, and method for manufacturing the apparatus | |
JP2008033368A (en) | Method and device for generation phase conjugate light and wavelength conversion, system having the device, and method for manufacturing the device | |
Bogris et al. | Performance comparison of different dispersion management techniques in an all-optical closed-loop chaotic transmission system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050824 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070807 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071005 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071106 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071107 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101116 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101116 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111116 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111116 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121116 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121116 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131116 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |