WO2013157245A1

WO2013157245A1 - 多重光伝送路、光伝送システムおよび光伝送方法

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Publication number: WO2013157245A1
Application number: PCT/JP2013/002552
Authority: WO
Inventors: 俊治伊東; 学有川; タヤンディエドゥガボリエマニュエルル
Original assignee: 日本電気株式会社
Priority date: 2012-04-20
Filing date: 2013-04-16
Publication date: 2013-10-24
Also published as: US20150078744A1; JPWO2013157245A1

Abstract

　マルチコア光ファイバを用いた光伝送システムでは、良好な信号品質が得られる大容量伝送が困難であるため、本発明の多重光伝送路は、第１の信号光を第１の方向に伝搬する少なくとも一の第１の光伝送路と、第２の信号光を第１の方向と逆方向である第２の方向に伝搬する少なくとも一の第２の光伝送路を有し、第１の光伝送路の配置位置のいずれにおいても、第１の光伝送路の隣接位置のうちの少なくとも一の位置に第２の光伝送路が配置している。

Description

多重光伝送路、光伝送システムおよび光伝送方法

　本発明は、多重光伝送路、光伝送システムおよび光伝送方法に関し、特に、大容量光通信に用いられる多重光伝送路、光伝送システムおよび光伝送方法に関する。

　インターネットを支える基幹系長距離・大容量光ファイバ伝送システムでは、伝送容量に対する需要増加に対応するため、１本のファイバで伝送可能な容量を向上させる技術の開発が進められてきた。従来は伝送容量を向上させるために、伝送速度を向上させる技術、つまり「時間多重」技術が用いられていた。しかし、時間多重技術だけではインターネットの普及による伝送容量の飛躍的な増大に対処することが困難であった。そのため、光ファイバの性質を利用した「波長多重」、「波長帯多重」、「偏波多重」といった技術を併用することにより伝送容量の需要増加に対処してきた。こうした技術開発の積み重ねにより、デモンストレーションレベルでは１本のファイバあたりの伝送可能容量は、１００テラビット／秒を越えるレベルに達している。しかし、現状の技術の延長では、これ以上の大幅な改善を図ることは困難な状況である。

　さらなる伝送容量の増大を可能とする技術として、「空間多重」技術が注目を集めている。この「空間多重」技術には複数の方式がある。まず、N本の光ファイバを並列に使用することによって総伝送容量をN倍にすることができる「ファイバ多重」方式がある。また、マルチモードファイバの各導波モードを独立に使用する「モード多重」方式や、１本のファイバ中に複数のコアを有するマルチコア光ファイバの各コアを独立に使用する「コア多重」方式（例えば、非特許文献１を参照）などがある。中でも、「コア多重」方式よる大容量光伝送のデモンストレーションにおいては、１ファイバあたり１００テラビット／秒を越える伝送可能容量が達成されている。

　また、「コア多重」方式により、１本のプラスチック光ファイバだけを用いて双方向光通信を可能とした光送受信モジュールの一例が特許文献１に記載されている。特許文献１の光送受信モジュールは、多芯線プラスチック光ファイバの直径の範囲内に、発光素子および受光素子が入るように接続される。そして、１本の多芯線プラスチック光ファイバを用いて、発光素子から出射された送信光を光ファイバ中に含まれる複数の芯線のうちの１本以上の芯線を通して伝送し、それとは異なる１本以上の芯線を伝送する受信光を受光素子に入射する構成としている。このような構成により、プラスチック光ファイバ端面での光の反射の影響を受けずに、信頼性が高く伝送距離の長い双方向光通信を１本のプラスチック光ファイバで実現できるとしている。

特開２００１－２４２３４８号公報（段落「００３２」～「００５４」）

K. Imamura, K. Mukasa, and T. Yagi, "Investigation on Multi-Core Fibers with Large Aeff and Low Micro Bending Loss," in Optical Fiber Communication Conference, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2010), paper OWK6.

　上述したコア多重方式では、N個のコアを持つマルチコア光ファイバを用いるので、光ファイバ１本当たりの伝送容量をN倍にすることが可能である。しかしながら、コア間で発生するクロストークによって信号品質が劣化するという問題がある。例えば、非特許文献１に記載されたマルチコア光ファイバでは、２ｋｍ伝送後に約－２０ｄＢのクロストークが発生している。このクロストークにより、関連するマルチコア光ファイバを用いた光伝送システムでは、信号品質の劣化が生じる。

　マルチコア光ファイバにおけるクロストーク量を低減させるために、例えば、コアからの光の漏れだし量を抑制することが考えられる。しかし、そのためにはコア内への光閉じ込めを強化する必要があり、結果的に非線形劣化を増大させる要因となってしまう。また、クロストーク量を低減させるために、コア間の距離を拡大することとすると、１本のファイバ内へのコアの設置数を制限する要因となる。つまり、マルチコア光ファイバにおけるクロストーク量を低減させようとすると、大容量伝送システム向けの伝送路に対する要求と相反することになる。

　このように、マルチコア光ファイバを用いた光伝送システムでは、良好な信号品質が得られる大容量伝送が困難である、という問題があった。

　本発明の目的は、上述した課題である、マルチコア光ファイバを用いた光伝送システムでは、良好な信号品質が得られる大容量伝送が困難である、という課題を解決する多重光伝送路、光伝送システムおよび光伝送方法を提供することにある。

　本発明の多重光伝送路は、第１の信号光を第１の方向に伝搬する少なくとも一の第１の光伝送路と、第２の信号光を第１の方向と逆方向である第２の方向に伝搬する少なくとも一の第２の光伝送路を有し、第１の光伝送路の配置位置のいずれにおいても、第１の光伝送路の隣接位置のうちの少なくとも一の位置に第２の光伝送路が配置している。

　本発明の光伝送システムは、多重光伝送路と、多重光伝送路の第１の端部に接続される第１の光送信器および第１の光受信器と、多重光伝送路の第１の端部と反対側の第２の端部に接続される第２の光送信器および第２の光受信器、とを有し、多重光伝送路は、第１の信号光を第１の方向に伝搬する少なくとも一の第１の光伝送路と、第２の信号光を第１の方向と逆方向である第２の方向に伝搬する少なくとも一の第２の光伝送路を有し、第１の光伝送路の配置位置のいずれにおいても、第１の光伝送路の隣接位置のうちの少なくとも一の位置に第２の光伝送路が配置し、第１の光送信器は、第１の光伝送路と第１の端部において接続し、第２の光受信器は、第１の光伝送路と第２の端部において接続し、第２の光送信器は、第２の光伝送路と第２の端部において接続し、第１の光受信器は、第２の光伝送路と第１の端部において接続する。

　本発明の光伝送方法は、少なくとも一の第１の光伝送路と少なくとも一の第２の光伝送路を、第１の光伝送路の配置位置のいずれにおいても、第１の光伝送路の隣接位置のうちの少なくとも一の位置に第２の光伝送路が位置するように配置し、第１の光伝送路を通して、第１の信号光を第１の方向に伝搬させ、第２の光伝送路を通して、第２の信号光を第１の方向と逆方向である第２の方向に伝搬させる。

　本発明の多重光伝送路、光伝送システムおよび光伝送方法によれば、多重光伝送路としてのマルチコア光ファイバを用いた光伝送システムにおいて、良好な信号品質が得られる大容量伝送を実現することができる。

本発明の第１の実施形態に係る多重光伝送路を用いた光伝送システムの構成を示す概略図である。関連するマルチコア光ファイバを用いた光伝送システムの構成を示す概略図である。マルチコア光ファイバにおける光伝送特性の計算結果を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る多重光伝送路におけるクロストークを説明するための概略図である。本発明の第２の実施形態に係る多重光伝送路の構成を示す断面図である。本発明の第２の実施形態に係る多重光伝送路の別の構成を示す断面図である。本発明の第２の実施形態に係る多重光伝送路のさらに別の構成を示す断面図である。本発明の第２の実施形態に係る多重光伝送路のさらに別の構成を示す断面図である。本発明の第２の実施形態に係る多重光伝送路のさらに別の構成を示す断面図である。本発明の第２の実施形態に係る多重光伝送路のさらに別の構成を示す断面図である。本発明の第３の実施形態に係る多重光伝送路の構成を示す断面図である。本発明の第３の実施形態に係る多重光伝送路の構成を示す断面図である。

　以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

　〔第１の実施形態〕
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る多重光伝送路１００を用いた光伝送システム１０００の構成を示す概略図である。多重光伝送路１００は、少なくとも一の第１の光伝送路１１０と、少なくとも一の第２の光伝送路１２０を有する。第１の光伝送路１１０は、第１の信号光１０１を第１の方向に伝搬する。一方、第２の光伝送路１２０は、第２の信号光１０２を第１の方向と逆方向である第２の方向に伝搬する。ここで多重光伝送路１００は、第１の光伝送路１１０の配置位置のいずれにおいても、第１の光伝送路１１０の隣接位置のうちの少なくとも一の位置に第２の光伝送路１２０が配置した構成である。

　多重光伝送路１００は、例えば、光伝送路を構成する複数のコアを一の光ファイバ中に備えたマルチコア光ファイバとすることができる。このとき、信号光の伝搬方向をコア毎に割り当てる。そして、第１の方向に信号光を伝搬するコアと、逆方向である第２の方向に信号光を伝搬するコアとが、１本のマルチコア光ファイバ内の隣接する位置で混在している。図１では、第１の光伝送路１１０（コアＡ）および第２の光伝送路１２０（コアＢ）をそれぞれ１本ずつ備える場合を示す。

　多重光伝送路１００の両端に光送信器と光受信器をそれぞれ接続することにより、光伝送システム１０００が構成される。すなわち、多重光伝送路１００の第１の端部１０Ｓ（図１の左端）に第１の光送信器１１１０および第１の光受信器１１２０を接続する。一方、多重光伝送路１００の第１の端部１０Ｓと反対側の第２の端部２０Ｓ（図１の右端）には、第２の光送信器１２１０および第２の光受信器１２２０を接続する。

　このとき、第１の光送信器１１１０は、第１の光伝送路１１０と第１の端部１０Ｓにおいて接続し、第２の光受信器１２２０は、第１の光伝送路１１０と第２の端部２０Ｓにおいて接続する。また、第２の光送信器１２１０は、第２の光伝送路１２０と第２の端部２０Ｓにおいて接続し、第１の光受信器１１２０は、第２の光伝送路１２０と第１の端部１０Ｓにおいて接続する。

　同図に示すように、第１の光伝送路１１０（コアＡ）と第２の光伝送路１２０（コアＢ）をそれぞれ伝搬する第１の信号光１０１と第２の信号光１０２は伝搬方向が互いに異なっている。そのため、第２の信号光１０２の一部が第２の光伝送路１２０（コアＢ）から第１の光伝送路１１０（コアＡ）に漏出することによるクロストーク成分光１０３は、第１の光伝送路１１０（コアＡ）内を伝搬する第１の信号光１０１と逆方向に伝搬する。したがって、第１の光伝送路１１０（コアＡ）を伝搬する第１の信号光１０１が第２の光受信器１２２０で受信される場合に、このクロストーク成分光１０３が影響を及ぼすことはない。

　これにより、本実施形態による多重光伝送路１００によれば、多重光伝送路としてのマルチコア光ファイバを用いた光伝送システムにおいて、良好な信号品質が得られる大容量伝送を実現することができる。その結果さらに、光伝送システムにおける伝送距離の延長を図ることが可能となる。

　また、本実施形態によるに光伝送方法おいては、まず、少なくとも一の第１の光伝送路と少なくとも一の第２の光伝送路を配置する。このとき、第１の光伝送路の配置位置のいずれにおいても、第１の光伝送路の隣接位置のうちの少なくとも一の位置に第２の光伝送路が位置するように配置する。そして、第１の光伝送路を通して、第１の信号光を第１の方向に伝搬させ、第２の光伝送路を通して、第２の信号光を第１の方向と逆方向である第２の方向に伝搬させる。これにより、多重光伝送路としてのマルチコア光ファイバを用いた光伝送システムにおいて、良好な信号品質が得られる大容量伝送を実現することができる。

　次に、本実施形態による多重光伝送路１００の作用効果について、さらに詳細に説明する。図２に、関連するマルチコア光ファイバを用いた光伝送システム５０００の概略図を示す。

　光ファイバ伝送システムにおいては、信号光を双方向に伝搬させる必要がある。そのためシングルコア光ファイバを使用する通常の光伝送システムの場合には、２本の光ファイバを用いて、それぞれの光ファイバに一方向ずつ割り当てることによりシステムを構築している。マルチコア光ファイバを用いる場合にも同様に、関連する光伝送システムでは、１本の光ファイバ内の信号光は全て同一方向に伝搬するように割り当て、２本の光ファイバを用いて光伝送システムを構築することとしている。

　図２は、コアＡおよびコアＢを伝搬する各信号光の伝搬方向が同一である関連する光伝送システム５０００の構成を示す概略図である。この場合、コアＢからコアＡに漏出する信号光のクロストーク成分５０３は、コアＡ内を伝搬する信号光と同一方向に伝搬する。そのため、コアＡを伝搬する信号光が第１の光受信器５１２０に入力されるときに、このコアＢからのクロストーク信号光５０３も同時に入力されることになる。これが関連するマルチコア光ファイバを用いた光伝送システムにおいて信号品質が劣化する要因である。

　これに対し本実施形態による多重光伝送路１００においては、多重光伝送路（マルチコア光ファイバ）内に配置されるそれぞれの光伝送路（コア）が、第１の光伝送路の隣接位置のうちの少なくとも一の位置に第２の光伝送路が配置するように構成されている。そのため、隣接する光伝送路（コア）の全てにおいて信号光が同一方向に伝搬することはない。これにより、発生するクロストークによる影響を低減することができる。

　図３に、コアＡとコアＢを有するマルチコア光ファイバにおける光伝送特性の計算結果を示す。同図の縦軸は光強度であり、横軸は伝送距離である。図中、実線はコアＡにおける信号光強度、破線はコアＢにおける順方向（コアＡ中の信号光の伝搬方向と同一方向）伝搬時における信号光強度、一点鎖線はコアＢにおける逆方向（コアＡ中の信号光の伝搬方向と逆方向）伝搬時における信号光強度をそれぞれ表す。

　シンボル“○”は、本実施形態による多重光伝送路と同様に、コアＡとコアＢの伝送方向が逆方向である場合（図１参照）におけるクロストーク発生量を示す。また、シンボル“□”は、関連するマルチコア光ファイバと同様に、コアＡとコアＢの伝送方向が順方向である場合（図２参照）におけるクロストーク発生量を示す。本計算では、コアＢからコアＡに漏出する単位長あたりのクロストーク発生量を－４０ｄＢ／ｋｍ、コア中での単位長あたりの反射発生量を－５０ｄＢ／ｋｍとした。

　図３から、多重光伝送路の受信側の端部（スパン終了時）における光信号雑音比（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｓｉｇｎａｌ－ｔｏ－Ｎｏｉｓｅ　Ｒａｔｉｏ：ＯＳＮＲ）は、同一方向に伝送する構成と比較して、逆方向に伝送する構成では約２９．５ｄＢと大幅な改善が得られることがわかる。

　次に、本実施形態による多重光伝送路１００のように、第１の光伝送路１１０（コアＡ）と第２の光伝送路１２０（コアＢ）を伝搬する信号光の伝搬方向が異なる場合におけるクロストークについて、図４を用いてさらに説明する。

　第２の信号光１０２の一部が第２の光伝送路１２０（コアＢ）から第１の光伝送路１１０（コアＡ）に漏出することによるクロストーク成分光１０３が、信号品質の劣化要因となり得る二つの特殊な場合について説明する。第１（図４中の［Ｉ］）は、第２の信号光１０２が第２の光伝送路１２０（コアＢ）内で反射を受け、逆向きに伝搬することになった後に、コアＢからコアＡに漏出するクロストーク成分光１０３が発生する場合である。第２（図４中の［ＩＩ］）は、第２の光伝送路１２０（コアＢ）から第１の光伝送路１１０（コアＡ）に漏出するクロストーク成分光１０３が発生した後に、第１の光伝送路１１０（コアＡ）内でクロストーク成分光１０３が反射される場合である。

　このような逆向きの伝搬の要因となる反射として、理想的でない光コネクタや融着点で発生するフレネル反射と、光ファイバ内でのレーリー反射の２種類が考えられる。しかし、これらの反射はいずれも通常の光伝送システムでは無視できる程度に抑制されているので、本実施形態による多重光伝送路１００の効果に影響を及ぼすことはない。

　〔第２の実施形態〕
　次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図５は、本発明の第２の実施形態に係る多重光伝送路の構成を示す断面図である。本実施形態では、多重光伝送路として、複数の光伝送路としてのコアが六方細密構造に配置されたマルチコア光ファイバ２００を用いた場合について説明する。

　マルチコア光ファイバ２００は多数のコアを含むため、クロストークが発生する隣接コアの数も多数存在する。図５には、マルチコア光ファイバ２００が７個のコアを有する場合を示す。ここで、中心に配置されるコア２２１に対する隣接コアは、周辺に配置されたコア２１１からコア２１６の合計６個ある。一方、周辺に配置されるコアの１つである、例えばコア２１２に対する隣接コアはコア２２１、コア２１１、およびコア２１３の合計３個である。よって、全てのコアが同一の方向に信号光を伝搬する構成では、中心のコア２２１を伝搬する信号光がクロストークにより最も大きな劣化を受ける。

　それに対して、本実施形態による多重光伝送路としてのマルチコア光ファイバ２００では、第１の信号光を第１の方向に伝搬する第１の光伝送路の配置位置のいずれにおいても、第１の光伝送路の隣接位置のうちの少なくとも一の位置に第２の光伝送路が配置している。ここで第２の光伝送路は、第２の信号光を第１の方向と逆方向である第２の方向に伝搬する。図５に示した２層構造の六方細密構造では、中心に配置されるコア２２１を第２の光伝送路とし、周辺に配置されたコア２１１からコア２１６を第１の光伝送路とすることにより、このような構成を実現することができる。これにより、コア間のクロストークによる信号劣化を低減することができるので、マルチコア光ファイバを用いた光伝送システムにおいて、良好な信号品質が得られる大容量伝送を実現することができる。

　このとき、第１の光伝送路の配置位置のいずれにおいても、第１の光伝送路の隣接位置に配置している第１の光伝送路の個数は２以下である構成とすることができる。図５に示した例では、例えば第１の光伝送路としてのコア２１２に対する、同一方向に伝搬する第１の光伝送路はコア２１１およびコア２１３の２個だけとなる。また、図５において中心に配置したコア２２１を第１の光伝送路とした構成では、隣接位置に配置している同一方向に伝搬する第１の光伝送路の個数はゼロ個となる。

　上述したように、各コアが六方細密構造を構成する位置に配置している場合は、総コア数は奇数となる。そのため、ある１つのコアに着目し、その周囲のコアを伝搬する信号光は全て逆方向に伝搬する構成とすると、信号光の伝搬方向を均等に分割することができず、伝搬方向によって伝送可能容量に差が生じる。

　しかし、第１の光伝送路の個数と第２の光伝送路の個数が等しく、信号光を伝搬することのない第３の光伝送路をさらに備えた構成とすることによって、かかる不均衡を解消することができる。すなわち、N個の光伝送路（コア）を有する本実施形態によるマルチコア光ファイバについて、第１の光伝送路と第２の光伝送路をそれぞれM個だけ備え、残りのN－２×Ｍ個を第３の光伝送路とした構成とすることができる。ここで、第１の光伝送路は第１の信号光を第１の方向に伝搬し、第２の光伝送路は第２の信号光を第１の方向と逆方向である第２の方向に伝搬する。

　また、第３の光伝送路の配置位置のいずれにおいても、第３の光伝送路の隣接位置に、少なくとも一の第１の光伝送路と、少なくとも一の第２の光伝送路が配置した構成とすることができる。このような構成により、光伝送路間におけるクロストークによる信号品質の劣化を低減し、双方向に対して等しい伝送可能容量を有することが可能となる。

　また、マルチコア光ファイバにおける隣接コア数の最大値（一般的には、中心または中心付近に配置されるコアが持つ隣接コアの数）をKとした場合、全てのコアについて同一伝搬方向の隣接チャネルの数がＫ／２未満となるように第３の光伝送路を配置した構成とすることができる。

　図６に、２層構造の六方細密構造に配置した７個のコアを有するマルチコア光ファイバ２００に適用した場合を示す。中心のコアを信号光は伝搬しない第３の光伝送路２３０とし、周辺には伝搬方向が異なる第１の光伝送路２１１～２１３と第２の光伝送路２２１～２２３を交互に配置した構成とした。このような構成とすることにより、各伝搬方向について、それぞれ３個のコアが配置されるため、伝送可能容量を均等にすることができる。しかも、クロストークによる信号品質劣化の原因となる、伝搬方向が同一であるコアが隣接することはない構成とすることができる。図６中、二重丸（◎）は、信号光は伝搬しない第３の光伝送路を示す。また、白塗り丸（○）は第１の信号光を第１の方向（順方向）に伝搬する第１の光伝送路を、黒塗り丸（●）は、第２の信号光を第１の方向と逆方向である第２の方向（逆方向）に伝搬する第２の光伝送路をそれぞれ示す。

　図７Ａ、図７Ｂに、３層構造の六方細密構造に配置した１９個のコアを有するマルチコア光ファイバ２００に適用した場合を示す。この場合、例えば図７Ａに示すように、中心コアのみを信号光を伝搬することのない第３の光伝送路とし、残りの９個ずつのコアを第１の光伝送路と第２の光伝送路とした構成とすることができる。ここで、第１の光伝送路の隣接位置に配置している第１の光伝送路の個数は２以下である構成とすることができるので、クロストークによる信号品質の劣化を低減することができる。

　また図７Ｂに示すように、中心コアを含む合計７個のコアを第３の光伝送路とすることによって、残りの６個ずつのコアを第１の光伝送路と第２の光伝送路とした構成とすることができる。この場合には、第１の光伝送路の隣接位置に配置している第１の光伝送路の個数はゼロとなるので、クロストークによる信号品質の劣化をさらに低減することができる。

　図８Ａ、図８Ｂに、４層構造の六方細密構造に配置した３７個のコアを有するマルチコア光ファイバ２００に適用した場合を示す。この場合、例えば図８Ａに示すように、中心コアを含む合計７個のコアを、信号光は伝搬することのない第３の光伝送路とすることによって、残りの１５個ずつのコアを第１の光伝送路と第２の光伝送路とした構成とすることができる。これにより、第１の光伝送路の隣接位置に配置している第１の光伝送路の個数は２以下である構成とすることができるので、クロストークによる信号品質の劣化を低減することができる。

　また図８Ｂに示すように、中心コアを含む合計１３個のコアを第３の光伝送路とすることによって、残りの１２個ずつのコアを第１の光伝送路と第２の光伝送路とした構成とすることができる。この場合には、第１の光伝送路の隣接位置に配置している第１の光伝送路の個数はゼロとなるので、クロストークによる信号品質の劣化をさらに低減することができる。

　ここで、第３の光伝送路は、第１の信号光および第２の信号光のいずれとも異なる波長の制御信号光を伝搬する構成とすることができる。このような構成とすることにより、例えば、伝送路損失の常時監視を行うことができる。

　伝送路の損失監視は、その後に接続される光増幅器の動作制御のために重要な情報である。そのため、シングルコアの光ファイバを用いる場合には、信号光に入力される信号光の強度そのものを用いることによりモニタする。しかしマルチコア光ファイバでは、コア間クロストークが発生し得るため、後続の光増幅器に到達している光が信号光であるか、または他のコアからの漏れ込んだ成分であるかの判別ができない。その結果、伝送路の損失を正しく把握することは困難である。

　それに対して本実施形態のマルチコア光ファイバによれば、第３の光伝送路を伝送路の損失監視に用いることができる。すなわち、クロストークの影響を受けない専用のコア、専用の波長で、信号光伝送とは独立に伝送路損失の監視を行うことが可能となる。

　また、本実施形態によるに光伝送方法おいては、まず、信号光を伝搬することのない第３の光伝送路を配置する。このとき、第３の光伝送路の配置位置のいずれにおいても、第３の光伝送路の隣接位置に少なくとも一の第１の光伝送路と少なくとも一の第２の光伝送路が位置するように配置する。さらに、第３の光伝送路を通して、第１の信号光および第２の信号光のいずれとも異なる波長の制御信号光を伝搬させることができる。これにより、光伝送路間におけるクロストークによる信号品質の劣化を低減し、双方向に対して等しい伝送可能容量を有することができる。また、伝送路損失の監視等を行うことが可能となる。

　〔第３の実施形態〕
　次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図９Ａ、図９Ｂは、本発明の第３の実施形態に係る多重光伝送路３００の構成を示すブロック図である。多重光伝送路３００は、第１の多重光伝送路３１０と第２の多重光伝送路３２０を有する。

　図９Ａに示すように、第１の多重光伝送路３１０と第２の多重光伝送路３２０はそれぞれ、少なくとも一の第１の光伝送路３１１、３２１と、少なくとも一の第２の光伝送路３１２、３２２を有する。ここで第１の光伝送路３１１、３２１は、第１の信号光を第１の方向に伝搬する。一方、第２の光伝送路３１２、３２２は、第２の信号光１０２を第１の方向と逆方向である第２の方向に伝搬する。図９Ａ、図９Ｂ中、白塗り丸（○）は第１の光伝送路３１１、３２１を、黒塗り丸（●）は第２の光伝送路３１２、３２２をそれぞれ示す。

　ここで第１の多重光伝送路３１０と第２の多重光伝送路３２０はそれぞれ、第１の光伝送路３１１、３２１の配置位置のいずれにおいても、第１の光伝送路３１１、３２１の隣接位置のうちの少なくとも一の位置に第２の光伝送路３１２、３２２が配置した構成である。

　さらに、第１の多重光伝送路３１０は、第２の多重光伝送路３２０において第１の光伝送路３２１が配置された位置に第２の光伝送路３１２が配置しており、第２の多重光伝送路３２０において第２の光伝送路３２２が配置された位置に第１の光伝送路３１１が配置している。すなわち、第１の多重光伝送路３１０と第２の多重光伝送路３２０は対称となる構造を有し、両者が一対となって多重光伝送路３００を構成する。

　具体的には、N個のコアを有するマルチコア光ファイバについて、第１の多重光伝送路３１０においては、２つの伝搬方向に応じて第１の光伝送路をM個、第２の光伝送路をＮ－Ｍ個だけ配置した構成とする。一方、第２の多重光伝送路３２０は同様の配置位置に、第１の光伝送路をN－M個、第２の光伝送路をM個だけ配置した構成とする。そして、第１の多重光伝送路３１０と第２の多重光伝送路３２０を組み合わせることにより、各伝搬方向に対して等しい個数（N個）の光伝送路（コア）を配置した構成としている。

　また、本実施形態によるに光伝送方法おいては、まず、第１の光伝送路と第２の光伝送路を、第１の光伝送路の配置位置のいずれにおいても、第１の光伝送路の隣接位置のうちの少なくとも一の位置に第２の光伝送路が位置するように配置する。そして、第４の光伝送路を第１の光伝送路と対称となる位置に配置し、第５の光伝送路を第２の光伝送路と対称となる位置に配置する。ここで、第１の光伝送路および第５の光伝送路を通して、第１の信号光を第１の方向に伝搬させる。また、第２の光伝送路および第４の光伝送路を通して、第２の信号光を第１の方向と逆方向である第２の方向に伝搬させる。

　次に、本実施形態による多重光伝送路３００の作用効果について説明する。

　図５を用いて説明したように、中心コアのみ信号光の伝搬方向を逆方向とする構成とすると、クロストークを発生し得る同一方向に伝搬する隣接コアの数は、中心コアではゼロ個、周辺コアでは２個となり、大幅に低減することができる。しかしこの場合、両方向の伝送可能容量に６倍の差異が生じる。

　これに対して本実施形態による多重光伝送路３００では、第１の多重光伝送路３１０および第２の多重光伝送路３２０としてのマルチコア光ファイバを２本備えた構成としている。そして図９Ａに示すように、信号光が順逆両方向にそれぞれ伝搬する光伝送路（コア）の個数を、第１の多重光伝送路３１０では順方向に対して６個、逆方向に対して１個としている。一方、第２の多重光伝送路３２０では、順方向に対して１個、逆方向に対して６個としている。これにより、多重光伝送路３００の全体としては、それぞれの伝搬方向に対して等しい個数の光伝送路を備えた構成とすることができる。

　以上説明したように本実施形態によれば、光伝送路間におけるクロストークによる信号品質の劣化を低減し、双方向に対して等しい伝送可能容量を有することが可能となる。

　図９Ｂに、第１の多重光伝送路３１０および第２の多重光伝送路３２０にそれぞれ、３層構造の六方細密構造に配置した１９個のコアを有するマルチコア光ファイバを用いた場合を示す。この場合、コアの配置は、中心に１個、２層目は６個、３層目は１２個となる。そして信号光が順逆両方向にそれぞれ伝搬する光伝送路（コア）の配置を、第１の多重光伝送路３１０では例えば、中心に順方向の第１の光伝送路、２層目に逆方向の第２の光伝送路、３層目に順方向の第１の光伝送路を配置する。これに対して、第２の多重光伝送路３２０においては、これと対称となるように、中心に逆方向の第２の光伝送路、２層目に順方向の第１の光伝送路、３層目に逆方向の第２の光伝送路を配置する。これにより、多重光伝送路３００の全体としては、それぞれの伝搬方向に対して等しい個数の光伝送路を備えた構成とすることができる。しかも、第１の光伝送路の隣接位置に配置している第１の光伝送路の個数は２以下である構成とすることができるので、クロストークによる信号品質の劣化を低減することができる。

　なお、本実施形態による多重光伝送路３００においても、第２の実施形態と同様に、信号光を伝搬することのない第３の光伝送路をさらに備えた構成とすることができる。ここで、第１の多重光伝送路３１０および第２の多重光伝送路３２０はそれぞれＮ個の光伝送路（コア）を有するマルチコア光ファイバとする。このとき、第１の多重光伝送路３１０は、第１の光伝送路をＭ個、第２の光伝送路をＬ個、第３の光伝送路をＮ－（Ｍ＋Ｌ）個備えた構成とする。これに対して、第２の多重光伝送路３２０は、第１の光伝送路をＬ個、第２の光伝送路をＭ個、第３の光伝送路をＮ－（Ｍ＋Ｌ）個備えた構成とすることができる。この場合においても、第１の多重光伝送路３１０と第２の多重光伝送路３２０が一対となって多重光伝送路３００を構成することにより、各伝搬方向に等しい個数（Ｍ＋Ｌ個）の光伝送路（コア）を備えた構成とすることができる。

　本発明は上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。

　この出願は、２０１２年４月２０日に出願された日本出願特願２０１２－０９６８９６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

　１００、３００　　多重光伝送路
　１０１　　第１の信号光
　１０２　　第２の信号光
　１０３、５０３　　クロストーク成分光
　１１０、２１１、２１２、２１３、３１１、３２１　　第１の光伝送路
　１２０、２２１、２２２、２２３、３１２、３２２　　第２の光伝送路
　２００　　マルチコア光ファイバ
　２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２２１　　コア
　２３０　　第３の光伝送路
　３１０　　第１の多重光伝送路
　３２０　　第２の多重光伝送路
　１０００　　光伝送システム
　１１１０、５１１０　　第１の光送信器
　１１２０、５１２０　　第１の光受信器
　１２１０、５２１０　　第２の光送信器
　１２２０、５２２０　　第２の光受信器
　５０００　　関連するマルチコア光ファイバを用いた光伝送システム
　１０Ｓ　　第１の端部
　２０Ｓ　　第２の端部

Claims

第１の信号光を第１の方向に伝搬する少なくとも一の第１の光伝送路と、
　第２の信号光を前記第１の方向と逆方向である第２の方向に伝搬する少なくとも一の第２の光伝送路を有し、
　前記第１の光伝送路の配置位置のいずれにおいても、前記第１の光伝送路の隣接位置のうちの少なくとも一の位置に前記第２の光伝送路が配置している
　多重光伝送路。
請求項１に記載した多重光伝送路において、
　前記第１の光伝送路の配置位置のいずれにおいても、前記第１の光伝送路の隣接位置に配置している前記第１の光伝送路の個数は２以下である
　多重光伝送路。
請求項１または２に記載した多重光伝送路において、
　前記第１の光伝送路の個数と、前記第２の光伝送路の個数が等しい
　多重光伝送路。
請求項１から３のいずれか一項に記載した多重光伝送路において、
　信号光を伝搬することのない第３の光伝送路をさらに備え、
　前記第３の光伝送路の配置位置のいずれにおいても、前記第３の光伝送路の隣接位置に、少なくとも一の前記第１の光伝送路と、少なくとも一の前記第２の光伝送路が配置している
　多重光伝送路。
請求項４に記載した多重光伝送路において、
　前記第３の光伝送路は、前記第１の信号光および前記第２の信号光のいずれとも異なる波長の制御信号光を伝搬する
　多重光伝送路。
請求項１から５のいずれか一項に記載した多重光伝送路である第１の多重光伝送路と第２の多重光伝送路を有し、
　前記第１の多重光伝送路は、前記第２の多重光伝送路において前記第１の光伝送路が配置された位置に前記第２の光伝送路が配置しており、前記第２の多重光伝送路において前記第２の光伝送路が配置された位置に前記第１の光伝送路が配置している
　多重光伝送路。
多重光伝送路と、前記多重光伝送路の第１の端部に接続される第１の光送信器および第１の光受信器と、前記多重光伝送路の前記第１の端部と反対側の第２の端部に接続される第２の光送信器および第２の光受信器、とを有し、
　前記多重光伝送路は、
　　第１の信号光を第１の方向に伝搬する少なくとも一の第１の光伝送路と、
　　第２の信号光を前記第１の方向と逆方向である第２の方向に伝搬する少なくとも一の第２の光伝送路を有し、
　　前記第１の光伝送路の配置位置のいずれにおいても、前記第１の光伝送路の隣接位置のうちの少なくとも一の位置に前記第２の光伝送路が配置し、
　前記第１の光送信器は、前記第１の光伝送路と前記第１の端部において接続し、
　前記第２の光受信器は、前記第１の光伝送路と前記第２の端部において接続し、
　前記第２の光送信器は、前記第２の光伝送路と前記第２の端部において接続し、
　前記第１の光受信器は、前記第２の光伝送路と前記第１の端部において接続する
　光伝送システム。
少なくとも一の第１の光伝送路と少なくとも一の第２の光伝送路を、前記第１の光伝送路の配置位置のいずれにおいても、前記第１の光伝送路の隣接位置のうちの少なくとも一の位置に前記第２の光伝送路が位置するように配置し、
　前記第１の光伝送路を通して、第１の信号光を第１の方向に伝搬させ、
　前記第２の光伝送路を通して、第２の信号光を前記第１の方向と逆方向である第２の方向に伝搬させる
　光伝送方法。
請求項８に記載した光伝送方法において、
　信号光を伝搬することのない第３の光伝送路を、前記第３の光伝送路の配置位置のいずれにおいても、前記第３の光伝送路の隣接位置に少なくとも一の前記第１の光伝送路と少なくとも一の前記第２の光伝送路が位置するように配置し、
　前記第３の光伝送路を通して、前記第１の信号光および前記第２の信号光のいずれとも異なる波長の制御信号光を伝搬させる
　光伝送方法。
請求項８または９に記載した光伝送方法において、
　第４の光伝送路を前記第１の光伝送路と対称となる位置に配置し、
　第５の光伝送路を前記第２の光伝送路と対称となる位置に配置し、
　前記第１の光伝送路および前記第５の光伝送路を通して、前記第１の信号光を前記第１の方向に伝搬させ、
　前記第２の光伝送路および前記第４の光伝送路を通して、前記第２の信号光を前記第１の方向と逆方向である前記第２の方向に伝搬させる
　光伝送方法。