JP5659341B2 - Multi-core optical transmission system, optical amplification and optical amplification components - Google Patents
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Description
本発明は、マルチコア光伝送で用いられる光ファイバ増幅器に関する。 The present invention relates to an optical fiber amplifier used in multi-core optical transmission.
光伝送システムの伝送容量を飛躍的に増大するために1本のファイバに複数コアを有するマルチコアファイバを伝送路に用いたマルチコア光伝送システムの開発が進められている。マルチコアファイバの各コアに、それぞれ異なる情報を伝送する波長分割多重(Wavelength Division Multiplexing: WDM)信号を伝搬させることで、従来の1本に1コアを有するファイバを伝送路とする場合と比較して、飛躍的に伝送容量を増大させることができる。 In order to drastically increase the transmission capacity of an optical transmission system, development of a multi-core optical transmission system using a multi-core fiber having a plurality of cores in one fiber as a transmission path has been advanced. Compared to the case where a conventional fiber having one core is used as a transmission line by propagating a wavelength division multiplexing (WDM) signal transmitting different information to each core of the multi-core fiber. The transmission capacity can be dramatically increased.
長距離のマルチコア光伝送システムでは、従来の単一コアファイバを伝送路とする光伝送システムと同様に伝送中に強度が小さくなった信号光を増幅するため、マルチコアファイバ増幅器は必要不可欠である。 In a long-distance multi-core optical transmission system, a multi-core fiber amplifier is indispensable in order to amplify signal light whose intensity is reduced during transmission, as in a conventional optical transmission system using a single core fiber as a transmission path.
従来のマルチコアファイバ増幅器は、複数の希土類元素の一つであるErイオンを添加した各々のコアを有する増幅用マルチコアファイバへ、ファンイン/ファンアウトを使用して信号光と励起光をコア毎に入力することで、7つのコアにそれぞれ独立に入力する信号光を同時に増幅している(非特許文献1)。 A conventional multi-core fiber amplifier uses a fan-in / fan-out for signal light and pump light for each core to an amplification multi-core fiber having each core doped with Er ions which are one of a plurality of rare earth elements. By inputting, the signal lights that are independently input to the seven cores are simultaneously amplified (Non-Patent Document 1).
しかしながら従来のマルチコア光増幅器では、励起光源、励起光と信号光を合波する合波器をコア毎に持ち、伝送用マルチコアファイバと同数のコアをもつ増幅用ファイバ(エルビウム添加マルチコアファイバ)を用いており、構成部品点数が多くなるという課題がある。 However, the conventional multi-core optical amplifier has a pumping light source, a multiplexer that combines the pumping light and signal light for each core, and uses an amplification fiber (erbium-doped multi-core fiber) having the same number of cores as the transmission multi-core fiber. There is a problem that the number of components increases.
また、マルチコア光増幅器では、増幅用マルチコアファイバの各コアを伝搬する信号間が他のコアへ漏れることにより、コア間クロストークが生じて伝送特性を劣化させることがある。さらに、また、L帯(1565〜1625 nm)の信号光を増幅するマルチコア光増幅器は、C帯(1530〜1565 nm)の信号光を増幅するマルチコア光増幅器より増幅用マルチコアファイバの所要長が長くなるため、非線形光学効果、特に四光波混合(Four Wave Mixing: FWM)によるクロストークにより伝送劣化が生じることがある。 Also, in a multi-core optical amplifier, a signal propagating through each core of the amplification multi-core fiber leaks to other cores, thereby causing cross-talk between the cores and deteriorating transmission characteristics. In addition, multicore optical amplifiers that amplify signal light in the L band (1565-1625 nm) require a longer length of multicore fiber for amplification than multicore optical amplifiers that amplify signal light in the C band (1530-1565 nm). Therefore, transmission degradation may occur due to non-linear optical effects, particularly crosstalk due to four-wave mixing (FWM).
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、光増幅器の構成部品の点数を削減すると共に、コア間の漏れ光や非線形光学効果によるクロストークを抑制が可能な光増幅器とその光増幅器を用いるマルチコア光伝送システム、ならびに上記効果を可能とする光増幅用部品を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, an optical amplifier capable of reducing the number of components of an optical amplifier, and suppressing crosstalk due to leakage light between cores and nonlinear optical effects, and a multi-core using the optical amplifier An object of the present invention is to provide an optical transmission system and an optical amplification component that enables the above-described effects.
本発明は、このような目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、光中継器としての光増幅器と、伝送路としての複数のコアを備えた伝送用マルチコアファイバとを備え、前記伝送用マルチコアファイバの隣接する複数のコアにおいて、C帯およびL帯のいずれか一方における波長配置が互いに異なる複数のWDM信号を伝送するマルチコア光伝送システムであって、前記光増幅器は、前記伝送用マルチコアファイバの隣接するコアの内の異なるコアをそれぞれ伝搬する前記波長配置が互いに異なる複数のWDM信号を入力して合波とするインターリーバを含む少なくとも1組のインターリーバと、前記インターリーバからの前記合波された複数のWDM信号と励起光とを合波する合分波器を含む少なくとも1組の合分波器と、希土類イオンを添加した少なくとも1つのコアを備えた増幅用ファイバとを備え、前記少なくとも1組の合分波器の各組の合分波器の各々を、前記増幅用ファイバの少なくとも1つのコアのうちの1つに接続するように構成されたことを特徴とする。 In order to achieve such an object, the present invention includes an optical amplifier as an optical repeater, and a transmission multi-core fiber having a plurality of cores as a transmission path, A multi-core optical transmission system that transmits a plurality of WDM signals having different wavelength arrangements in either one of a C band and an L band in a plurality of adjacent cores of the transmission multi-core fiber, wherein the optical amplifier includes the transmission At least one set of interleavers including an interleaver that inputs and combines a plurality of WDM signals having different wavelength arrangements that propagate through different cores among adjacent cores of the multicore fiber for use, and from the interleaver And adding at least one set of multiplexer / demultiplexer including a multiplexer / demultiplexer for multiplexing the plurality of multiplexed WDM signals and pumping light, and adding rare earth ions An amplifying fiber having at least one core, each of the at least one set of multiplexers / demultiplexers being connected to one of the at least one core of the amplifying fiber. It is comprised so that it may connect to.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のマルチコア光伝送システムであって、前記少なくとも1組のインターリーバおよび前記少なくとも1組の合分波器の組数は、2以上であり、前記少なくとも1つのコアを備えた増幅用ファイバのコア数は、複数であり、前記光増幅器は、前記少なくとも1組の合分波器の各組の合分波器の各々を、前記増幅用ファイバの複数のコアのうちの1つに接続する1組のファンアウトをさらに備えたことを特徴とする。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のマルチコア光伝送システムであって、前記増幅用ファイバの前記コア数が、該光増幅器の入/出力に接続される前記伝送用マルチコアファイバのコア数より小さいことを特徴とする。
The invention according to
請求項4に記載の発明は、請求項2又は3に記載のマルチコア光伝送システムであって、前記増幅用ファイバの複数のコアのうちの隣接するコアにおいて信号光の伝搬方向が反対となるように、前記少なくとも1組の合分波器の各々が前記1組のファンアウトに接続されたことを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the multi-core optical transmission system according to
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載のマルチコア光伝送システムであって、2つのWDM信号が前記増幅用ファイバの同一コアにおいて互いに反対向きに伝搬し増幅されることを特徴とする。
The invention according to
以上説明したように、本発明の光増幅用部品を用いた光増幅器を光中継器とするマルチコア光伝送システムは、構成部品点数を削減し、コア間の漏れ光や非線形光学効果によるクロストークの抑制を可能とする利点を有する。 As described above, the multi-core optical transmission system using the optical amplifier using the optical amplifying component of the present invention as an optical repeater reduces the number of components and prevents crosstalk due to leakage light between cores and nonlinear optical effects. It has the advantage of enabling suppression.
本発明のマルチコア光伝送システム、光増幅器、及び光増幅用部品は以下の特徴を有する。
・マルチコア光伝送システム
- 1本のファイバに複数のコアを有するマルチコアファイバを伝送路とする。
- マルチコアファイバの隣接するコアで伝送されるWDM信号の波長配置(周波数配置)が異なる。
- 波長配置(周波数配置)が異なる複数のWDM信号が合波されたWDM信号を増幅する光増幅器によって光中継される。
・光増幅器
- 波長配置(周波数配置)が異なる複数のWDM信号を合分波するインターリーバを備える。
- 1つのコアまたは隣接コアにおいて信号光を反対に伝搬させて光増幅を行う。
・光増幅用部品
- インターリーバと励起光と信号光を合分波する励起/信号合分波器とを石英系平面光波回路またはシリコン光集積回路に集積した光増幅部品である。
The multi-core optical transmission system, optical amplifier, and optical amplification component of the present invention have the following characteristics.
・ Multi-core optical transmission system
-A multi-core fiber having a plurality of cores in one fiber is used as a transmission line.
-Wavelength arrangement (frequency arrangement) of WDM signals transmitted in adjacent cores of multi-core fiber is different.
-It is optically relayed by an optical amplifier that amplifies a WDM signal obtained by combining multiple WDM signals with different wavelength arrangements (frequency arrangements).
・ Optical amplifier
-Equipped with an interleaver that multiplexes and demultiplexes multiple WDM signals with different wavelength arrangements (frequency arrangements).
-Optical amplification is performed by propagating signal light in the opposite direction in one core or adjacent core.
・ Optical amplification parts
-An optical amplification component in which an interleaver, an excitation / signal multiplexer / demultiplexer that multiplexes / demultiplexes excitation light and signal light is integrated in a quartz-based planar lightwave circuit or a silicon optical integrated circuit.
(作用)
図1に本願発明のマルチコア光伝送システムの光中継部分のブロック図を示す。図1において、1は伝送用マルチコアファイバ、2は光増幅器である。光増幅器2は、増幅用ファイバ3と、励起光源4と、励起光と信号光を合波する励起/信号合分波器5と、光アイソレータ6と、ファンアウト7及び8と、インターリーバ9とを備える。
(Function)
FIG. 1 shows a block diagram of an optical repeater of the multi-core optical transmission system of the present invention. In FIG. 1, 1 is a transmission multi-core fiber, and 2 is an optical amplifier. The
図2及び図3は、マルチコアファイバ伝送路に用いる伝送用マルチコアファイバ1及び増幅用ファイバ3として用いることができる増幅用マルチコアファイバの断面構造をそれぞれ示す。
2 and 3 show cross-sectional structures of an amplifying multi-core fiber that can be used as the transmitting
図2に示す伝送用マルチコアファイバ1は、1本のファイバに4つのコアを有するマルチコアファイバである。4つのコアのうちコア11には、図4(a)に示した波長配置(周波数配置)のWDM信号-1が伝搬され、コア12には、図4(b)に示した波長配置(周波数配置)のWDM信号-2が伝搬される。WDM信号-1及びWDM信号-2は、共に周波数間隔SのWDM信号であるが、波長(周波数)配置がS/2だけ互いにずれたWDM信号となっている。
A transmission
一方、図3に示す増幅用マルチコアファイバは、1本のファイバに2つのコアを有するマルチコアファイバであり、コアには光増幅のための希土類イオン(例えばErイオン)や遷移金属イオン(例えばCrイオン)が添加されている。 On the other hand, the multicore fiber for amplification shown in FIG. 3 is a multicore fiber having two cores in one fiber, and the core includes rare earth ions (for example, Er ions) and transition metal ions (for example, Cr ions) for optical amplification. ) Is added.
光増幅器2に備えられたインターリーバ9は、入力したWDM信号-1とWDM信号-2とを、励起/信号合分波器5の入力に接続する。図1に示す構成では、インターリーバ9は、入力したWDM信号-1とWDM信号-2を合波し図4(c)に示した波長配置(周波数配置)のWDM信号(WDM信号-1+WDM信号-2)を出力したり、或いは反対に、図3に示す波長配置のWDM信号(WDM信号-1+WDM信号-2)を入力して、図3(a)に示すWDM信号-1と図3(b)に示すWDM信号-1とに分波したりする機能を有する。
The interleaver 9 provided in the
光増幅器2の入力部(例えば、図面の左側)において、ファンアウト7は、入力側の伝送用マルチコアファイバ1の2つのコア11をそれぞれ異なるインターリーバ9の入力へ、2つのコア12をそれぞれ異なるインターリーバ9の入力へ接続する。インターリーバ9は、合波されたWDM信号(WDM信号-1+WDM信号-2)の各々を別々の光アイソレータ6の入力へ接続する。
In the input section of the optical amplifier 2 (for example, on the left side of the drawing), the fanout 7 is configured so that the two
光アイソレータ6は、WDM信号(WDM信号-1+WDM信号-2)を励起/信号合分波器5の入力へ接続する。
The
励起/信号合分波器5の各々は、WDM信号(WDM信号-1+WDM信号-2)と励起光源4からの励起光とを合波し、増幅用ファイバ3の両端に接続された一方のファンアウト8の入力へ接続する。
Each of the pump / signal multiplexer /
ファンアウト8は、励起光と合波されたWDM信号(WDM信号-1+WDM信号-2)をそれぞれ、増幅用ファイバ3のうちの1つのコア(コア21又はコア22)へ接続する。増幅用ファイバ3は、コアを伝搬したWDM信号(WDM信号-1+WDM信号-2)を他方のファンアウト8へ接続する。
The fan-out 8 connects each of the WDM signals (WDM signal-1 + WDM signal-2) combined with the pumping light to one core (
光増幅器2の出力部(例えば、図面の右側)において、ファンアウト8(他のファンアウト)は、入力部と同様に、WDM信号(WDM信号-1+WDM信号-2)の各々を、別々の励起/信号合分波器5の入力へ接続する。
At the output part of the optical amplifier 2 (for example, on the right side of the drawing), the fanout 8 (other fanouts) separates each of the WDM signals (WDM signal-1 + WDM signal-2) similarly to the input part. / Connect to the input of the signal multiplexer /
励起/信号合分波器5の各々は、吸収されずに透過した残留励起光を終端する機能を有し、WDM信号(WDM信号-1+WDM信号-2)を光アイソレータ6の入力へ接続する。
Each of the pump / signal multiplexer /
光アイソレータ6の各々は、励起光と合波されたWDM信号(WDM信号-1+WDM信号-2)をインターリーバ9の入力へ接続する。
Each of the
インターリーバ9の各々は、WDM信号-1とWDM信号-2とを分波し、ファンアウト7の入力へ接続する。 Each of the interleavers 9 demultiplexes the WDM signal-1 and the WDM signal-2 and connects them to the input of the fan-out 7.
光増幅器2の出力部(例えば、図面の右側)において、ファンアウト7は、入力部と同様に、出力側の伝送用マルチコアファイバ1の2つのコア11をそれぞれ異なるインターリーバ9の出力へ、2つのコア12をそれぞれ異なるインターリーバ9の出力へ接続する。
At the output section of the optical amplifier 2 (for example, on the right side of the drawing), the fan-out 7 sends the two
これにより、増幅用ファイバ3のコア21及びコア22は共に、WDM信号-1+WDM信号-2のWDM信号を増幅することができるようになる。すなわち、増幅用ファイバ3のうちの1つコアで伝送用マルチコアファイバ1の2つのコアを伝搬するWDM信号(WDM信号-1+WDM信号-2)を増幅でき、コア毎に有する励起光源4、励起/信号合分波器5、光アイソレータ6の数を1/2に減らすことができ、光増幅器のサイズの低減が可能となる。また、増幅用ファイバ3は、伝送用マルチコアファイバ1と比較して、ファイバ1本当たりに収容するコア数が1/2となるため、ファイバの直径を小さくすることが可能となり、ファイバ自体の体積も小さくなると共に、曲げに対する機械的強度も大きくなる結果、増幅用ファイバ3を巻き取るボビン直径を小さくできることも光増幅器のサイズの低減に寄与する。
As a result, both the
なお、増幅用ファイバ3のコア数は伝送用マルチコアファイバ1のコア数の1/2とは限らず、このコア数比はインターリーバ9が合分波するWDM信号の数によって決まる。例えば、周波数間隔Sで互いにS/4周波数だけ信号周波数が異なる4つのWDM信号を合分波数するインターリーバを用いることにより、増幅用ファイバ3のコア数は伝送用マルチコアファイバのコア数の1/4となる。
The number of cores of the
さらに、伝送用マルチコアファイバのコア数が2の場合にも本願発明を適用することができる。この場合は、2つのWDM信号を合波したWDM信号を増幅するために必要となる増幅用ファイバのコア数は1つでよい。 Furthermore, the present invention can also be applied when the number of cores of the transmission multi-core fiber is two. In this case, the number of amplification fiber cores required for amplifying a WDM signal obtained by combining two WDM signals may be one.
図5に、伝送用マルチコアファイバのコア数が2の場合に適した光増幅器20の構成を示す。光増幅器20の構成は、励起光源4からの励起光と信号光を合波する1組の励起/信号合分波器5が1つのコアを有する増幅用ファイバ30に接続されている点で、図1に示す光増幅器2の構成と異なる。図5に示す構成では、伝送用マルチコアファイバの2つのコアを伝搬した互いに波長配置(周波数配置)の異なるWDM信号-1とWDM信号-2とは、光増幅器20の入力側のファンアウト7により合波され、励起/信号合分波器5により合波されたWDM信号(WDM信号-1とWDM信号-2)と励起光と合波されて増幅用ファイバ30の1つのコアへ入力される。これによりマルチコアファイバ1の各コアを伝搬する複数のWDM信号を増幅用ファイバの1つのコアで増幅することができる。
FIG. 5 shows a configuration of the
ところで、上述したように伝送用マルチコアファイバ1において、隣接するコアで異なる波長配置のWDM信号を伝搬することは、非特許文献2に示されているように、コア間クロストークを低減する効果がある。
By the way, in the transmission
一方で、増幅用マルチコアファイバ3の各コアは同じ波長配置のWDM信号を増幅することになるが、増幅用ファイバ3の長さは数m〜数百mであり、数十kmとなる伝送用マルチコアファイバ1と比較してファイバ長が著しく短いため、隣接するコアで同じ波長配置のWDM信号を増幅してもほとんどの場合でコア間クロストークは問題とはならない。
On the other hand, each core of the amplifying
しかし、増幅用ファイバ3で隣接コア間クロストークの低減が必要となる場合は、図6に示したように、コア21とコア22とで信号伝搬方向を反対にすることで、コア間クロストークを低減できる。
However, when it is necessary to reduce the crosstalk between adjacent cores in the
図6に示す構成では、光増幅器2の入力部側の2つの励起/信号合分波器5の出力のうちの一方を増幅用ファイバ3の両端に接続された一方のファンアウト8(光増幅器2の入力部側のファンアウト8)へ接続し、2つの励起/信号合分波器5の出力のうちの他方を光増幅器2の他方のファンアウト8(光増幅器2の出力部側のファンアウト8)に接続している。
In the configuration shown in FIG. 6, one of the outputs of the two pump / signal multiplexer /
また、もう一つの課題である、増幅用ファイバ3中で発生する四光波混合(FWM)によるクロストーク抑制については、光増幅器2を図7に示す光増幅器構成を用いて、同一コアで増幅されるWDM信号-1とWDM信号-2の伝搬方向を反対に設定することにより、それぞれの方向で増幅されるWDM信号光の周波数間隔はSとなり、図1の光増幅器構成における周波数間隔S/2より大きくなる。クロストークとなるFWM光の発生効率はWDM信号の波長数が少ないほど、また、WDM信号の周波数間隔が大きい程小さくなるため、図7に示す光増幅器構成をL帯光増幅器に用いることで、FWMによるクロストークを抑制した光増幅器が可能となる。
Another problem, crosstalk suppression by four-wave mixing (FWM) generated in the
図7に示す構成では、光増幅器2の入力部において、4つの光アイソレータ6をファンアウト7とインターリーバ9の間に設置し、4つの光アイソレータ6のうちの2つは、入力側の伝送用マルチコアファイバ1の2つのコア11を入力側のそれぞれ異なるインターリーバ9の入力へ接続し、残りの2つの光アイソレータ6は、入力側の伝送用マルチコアファイバ1の2つのコア12を出力側のそれぞれ異なるインターリーバ9の出力へ接続する。光増幅器2の出力部も同様に、ファンアウト7とインターリーバ9とに接続された4つの光アイソレータ6が設置されている。図7の構成では、インターリーバ9及び励起/信号合分波器5を1つの石英系平面光波回路(Planar Lightwave Circuit: PLC)として一体集積することができる。
In the configuration shown in FIG. 7, four
なお、図5に示す光増幅器20の構成においても、図7の構成と同様に、ファンアウト7とインターリーバ9とに接続された2つの光アイソレータ6を配置し、当該2つの光アイソレータ6のうち一方が入力側の伝送用マルチコアファイバ1のコア11を入力側のインターリーバ9の入力へ接続し、光アイソレータ6のうちの他方が入力側の伝送用マルチコアファイバ1のコア12を出力側のインターリーバ9の出力へ接続するように構成することにより、同様の効果を得ることができる。
In the configuration of the
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図8に本願発明の第1の実施形態を示す。伝送用マルチコアファイバ101は12個のコアを有し、コアピッチ40μm、クラッド直径215μmである。各コア周囲の屈折率分布はトレンチ型となっており、隣接コアからのクロストークの影響を低減している。各コアはファンアウト107によって1本ファイバに1つのコアを有するシングルコアファイバへ接続される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 8 shows a first embodiment of the present invention. The transmission
図9は、伝送用マルチコアファイバ101の断面構造を示す図である。12個のコアは、1527.22 nm(196.30 THz)から1564.68 nm(191.60 THz)に100 GHz間隔で配置された48波のWDM信号を伝搬するコア111と、1527.60 nm(196.25 THz)から1565.09 nm(191.55 THz)に100 GHz間隔で配置された48波のWDM信号を伝搬するコア112が順番に円環状に配置されている。コア111とコア112とは、カットオフ波長、モードフィールド直径等のファイバパラメータは同じに設計されている。一対のコア111とコア112を伝送された2つのWDM信号は、1つのインターリーバ109で合波される。増幅用ファイバ103は、図10に示した断面構造のように、円環状に配置された6つのコアを有するマルチコアファイバであり、コアピッチ50μm、クラッド直径160μmである。各コアはインターリーバで合波されたWDM信号(波長配置は1527.22 nm(196.30 THz)から1565.09 nm(191.55 THz)に50 GHz間隔の配置)を増幅する。ファンアウト108により6つのインターリーバ109と接続された増幅用ファイバ103の1つのコアで増幅されたWDM信号は光増幅器102の出力側のインターリーバ109で100 GHz間隔の2つの異なる波長配置のWDM信号に分波され、伝送用マルチコアファイバ103の一対のコア111とコア112へ入力される。増幅用ファイバ103の各コアへはコア毎に励起/信号合分波器105によって励起光源104である980 nm帯半導体レーザ(LD)が発生する980 nm帯励起光とインターリーバ109で合波されたWDM信号がファンアウト108を介して入力される。増幅用ファイバ103の出力側にファンアウト108を介して接続された励起/信号合分波器105は、増幅用ファイバ103で吸収されずに透過した残留励起光を終端するために配置されている。増幅用ファイバの各コアへはErイオンが添加され、980 nm帯励起光によりErイオンが励起され、波長配置は1527.22 nm (196.30 THz)から1565.09 nm(191.55 THz)に50 GHz間隔のWDM信号が増幅される。Erの添加濃度及びマルチコアファイバパラメータは、1530 nmにおける吸収損失が12 dB/mとなるように設定されている。増幅用ファイバの長さは7.5mとしており、光増幅器の利得は各コア共に22 dB以上である。インターリーバ109として、レンズ、プリズム、ミラー、GT(Gires-Tournois)エタロンから構成されるインターリーバを用い、励起/信号合分波器105として、レンズ、誘電体多層膜フィルタからなる合波器を用いた。表1に従来技術のマルチコア光増幅器と本実施形態の光増幅器で構成部品数の比較を示す。本実施形態では構成部品数が従来の約2/3に低減できている。
FIG. 9 is a diagram showing a cross-sectional structure of the transmission
(第2の実施形態)
図11に本願発明の第2の実施形態を示す。本実施形態における光増幅器102は、増幅用ファイバ103のコア121とコア122における信号光(WDM信号)の伝搬方向を反対にしている。図11に示す構成では、光増幅器102の入力部側の6つの励起/信号合分波器105のうちの2つに着目すると、励起/信号合分波器105の出力のうちの一方を増幅用ファイバ103の両端に接続された一方のファンアウト108(光増幅器102の入力部側のファンアウト108)へ接続し、2つの励起/信号合分波器105の出力のうちの他方を光増幅器102の他方のファンアウト108(光増幅器102の出力部側のファンアウト108)に接続している。
(Second Embodiment)
FIG. 11 shows a second embodiment of the present invention. In the
このように信号光伝搬方向を設定することで、増幅用ファイバ103の6つのコアのうち最隣接コア間(コア121とコア122)ではクロストークが発生しないため、最近接コア121間及び最近接コア122間でのクロストークを考慮すればよいことになる。すなわち、最近接コア121間及び最近接コア122間のコアピッチを第1の実施形態の増幅用ファイバと同じの50 μmに設定できる。このとき、クラッド直径は118 μm(クラッド厚は第1及び第2の実施形態の増幅用ファイバにおいてほぼ等しい)であり、増幅用ファイバの断面積を46%低減できた。また、Erの添加濃度及びマルチコアファイバパラメータは、第1の実施形態と同様に1530 nmにおける吸収損失が12 dB/mとなるように設定されており、所要ファイバ長も等しいことから、増幅用ファイバの体積も46%低減できた。表2に従来技術のマルチコア光増幅器と本実施形態の光増幅器で構成部品数の比較を示す。本実施形態では構成部品数が従来の約2/3に低減できている。
By setting the signal light propagation direction in this way, no crosstalk occurs between the adjacent cores (
(第1の参考形態)
図12に、本願発明の第1の参考形態を示す。本参考形態におけるマルチコア光増幅器102は、インターリーバ109で1568.77 nm(191.10 THz)から1608.33 nm(186.40 THz)に100 GHz間隔で配置された48波のWDM信号(WDM信号-L1)と1569.18 nm(191.05 THz)から1608.76 nm(186.35 THz)に100 GHz間隔で配置された46波のWDM信号(WDM信号-L2)を合分波し、増幅用ファイバ103の各コアで増幅する。ただし、光増幅器102の入力側に配置されたインターリーバ109は増幅用コアファイバ103へ入力するWDM信号-L1と増幅用ファイバ103から出力されるWDM信号-L2を合波し、光増幅器102の出力側に配置されたインターリーバ109は増幅用ファイバ103から出力されるWDM信号-L1と増幅用ファイバ103へ入力するWDM信号-L2を合波する。この構成により、WDM信号-L1とWDM信号-L2は増幅用ファイバ103をそれぞれ反対向きに伝搬して増幅される。このため、増幅用ファイバ103の一方向を伝搬するWDM信号の波長数は第1の実施形態の半分となる上、周波数間隔は2倍に広がる。このため、FWMによるクロストークが抑制される。増幅用ファイバとして、Erの添加濃度及びマルチコアファイバパラメータは、1530 nmにおける吸収損失が12 dB/mとなるように設定されているファイバを80m用いて本参考形態の光増幅器と第1の実施形態の光増幅器における最大FWMクロストークを比較した結果、第1の実施形態の光増幅器では、FWMクロストークが-38 dBであったのに対し、本参考形態の光増幅器ではFWMクロストークが-43 dBとなり、クロストーク抑制の効果が確認できた。また、本参考形態の光増幅器が光増幅器サイズ低減に有効であることがわかる。表3に従来技術のマルチコア光増幅器と本参考形態の光増幅器で構成部品数の比較を示す。本参考形態では構成部品数が従来の約84%に低減できている。
(First reference form)
FIG. 12 shows a first reference embodiment of the present invention. Multicore
(第3の実施形態)
図13に、本願発明の第3の実施形態を示す。本実施形態の光増幅器102では、入出力部のインターリーバ109が励起/信号合分波器105と接続されている。光増幅器102の入力側及び出力側それぞれ設けられた6個のインターリーバ109及び6個の励起/信号合分波器105は、一つの石英系平面光波回路(Planar Lightwave Circuit: PLC)として一体集積されている。インターリーバ109及び合分波器105をPLCに一体集積させるため、光アイソレータ106はファンアウト107とインターリーバ109の間に配置されている。伝送用マルチコアファイバ101、増幅用ファイバ103、励起光源104、ファンアウト107及び108は第1の実施形態と同じである。本実施形態では、インターリーバと合分波器をPLCに一体集積することにより、第1の実施形態の光増幅器で用いられているインターリーバと励起/信号合分波器よりも小型化が容易となる。さらに、シリコン光集積回路により一体集積されたインターリーバと励起/信号合分波器を用いることで、さらに小型化も可能となる。また、インターリーバと励起/信号合分波器の集積は、導波路への集積には限らず、インターリーバの構成部品(例えば、レンズ、プリズム、ミラー、GTエタロンなど)と励起/信号合分波器の構成部品(例えば、レンズ、誘電体多層膜フィルタなど)を一つのパッケージに収納した部品も、個別部品使用の場合に必要となるピグテイルファイバ接続が省略できるため、バルク部品の集積も効果がある。表4に従来技術のマルチコア光増幅器と本実施形態の光増幅器で構成部品数の比較を示す。本実施形態では構成部品数が従来の約1/2に低減できている。
( Third embodiment)
FIG. 13 shows a third embodiment of the present invention. In the
1,101 伝送用マルチコアファイバ
2,20,102 光増幅器
3,30,103 増幅用ファイバ
4,104 励起光源
5,105 励起/信号合分波器
6,106 光アイソレータ
7,8,107,108 ファンアウト
9,109 インターリーバ
11,12,21,23,111,112,121,122 コア
1,101 Multicore fiber for
Claims (5)
前記光増幅器は、
前記伝送用マルチコアファイバの隣接するコアの内の異なるコアをそれぞれ伝搬する前記波長配置が互いに異なる複数のWDM信号を入力して合波するインターリーバを含む少なくとも1組のインターリーバと、
前記インターリーバからの前記合波された複数のWDM信号と励起光とを合波する合分波器を含む少なくとも1組の合分波器と、
希土類イオンを添加した少なくとも1つのコアを備えた増幅用ファイバと
を備え、
前記少なくとも1組の合分波器の各組の合分波器の各々を、前記増幅用ファイバの少なくとも1つのコアのうちの1つに接続して前記合波された複数のWDM信号を増幅するように構成されたことを特徴とするマルチコア光伝送システム。 An optical amplifier as an optical repeater, and a transmission multicore fiber having a plurality of cores as a transmission line, in a plurality of adjacent cores of the transmission multicore fiber, in either one of the C band and the L band A multi-core optical transmission system for transmitting a plurality of WDM signals having different wavelength arrangements,
The optical amplifier is
At least one set of interleavers including an interleaver that inputs and multiplexes a plurality of WDM signals having different wavelength arrangements respectively propagating through different cores among adjacent cores of the multicore fiber for transmission ;
At least one set of multiplexer / demultiplexers including a multiplexer / demultiplexer that combines the plurality of multiplexed WDM signals and the pump light from the interleaver;
An amplification fiber having at least one core doped with rare earth ions,
Each of the sets of multiplexers / demultiplexers of the at least one set of multiplexers / demultiplexers is connected to one of at least one core of the amplification fiber to amplify the plurality of multiplexed WDM signals. A multi-core optical transmission system characterized by being configured to do so.
前記少なくとも1つのコアを備えた増幅用ファイバのコア数は、複数であり、
前記光増幅器は、
前記少なくとも1組の合分波器の各組の合分波器の各々を、前記増幅用ファイバの複数のコアのうちの1つに接続する1組のファンアウト
をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載のマルチコア光伝送システム。 The number of sets of the at least one set of interleavers and the at least one set of multiplexers / demultiplexers is two or more,
The number of cores of the amplification fiber having the at least one core is plural,
The optical amplifier is
And a set of fan-outs for connecting each of the sets of multiplexers / demultiplexers of the at least one set of multiplexers / demultiplexers to one of the plurality of cores of the amplification fiber. The multi-core optical transmission system according to claim 1.
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