JP2005234192A - Dispersion compensating fiber and Raman amplification transmission system - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、1.3μm帯零分散単一モード光ファイバを用いた、高速・ラマン増幅伝送システムに好適な分散補償ファイバ、並びにラマン増幅伝送システムを提供することを目的とする。
【解決手段】 分散補償ファイバF2は、1.3μm帯零分散単一モード光ファイバF1の終端に接続されて、高速・ラマン増幅伝送システムを構成する。このとき、1.3μm帯零分散単一モード光ファイバF1の長さL1と、分散補償ファイバF2の長さL2の比率(L2/L1)、並びに分散補償ファイバF2のラマン利得率を好適に設計することにより、信号対雑音比特性を改善する。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dispersion compensating fiber suitable for a high-speed and Raman amplification transmission system and a Raman amplification transmission system using a 1.3 μm band zero-dispersion single mode optical fiber.
A dispersion compensating fiber F 2 is connected to the end of a 1.3 μm band zero-dispersion single mode optical fiber F 1 to constitute a high-speed Raman amplification transmission system. In this case, the length L 1 of the 1.3μm band zero-dispersion single-mode optical fiber F 1, the length L 2 of the ratio of the dispersion compensating fiber F 2 (L 2 / L 1), and the dispersion compensating fiber F 2 The signal-to-noise ratio characteristic is improved by suitably designing the Raman gain factor.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、1.3μm帯零分散単一モード光ファイバを用いたラマン増幅伝送システムに適用され、波長1.55μm帯の信号光に対して、該伝送システムの信号対雑音比特性を改善するための分散補償ファイバ、並びに伝送路構成法(ラマン増幅伝送システム)に関する。 The present invention is applied to a Raman amplification transmission system using a 1.3 μm-band zero-dispersion single-mode optical fiber, and improves the signal-to-noise ratio characteristics of the transmission system for signal light of a wavelength of 1.55 μm. The present invention relates to a dispersion compensating fiber and a transmission path configuration method (Raman amplification transmission system).
1.3μm帯零分散単一モード光ファイバを用いた高速・長距離伝送システムでは、良好な伝送特性を保つため、該1.3μm帯零分散単一モード光ファイバ中の波長分散、並びに分散スロープの補償技術が必要となる。このため、特許文献1では、1.3μm帯零分散単一モード光ファイバの波長分散、並びに分散スロープ特性を補償する、分散補償ファイバが提案されている。
In a high-speed and long-distance transmission system using a 1.3 μm-band zero-dispersion single-mode optical fiber, in order to maintain good transmission characteristics, chromatic dispersion and dispersion slope in the 1.3-μm-band zero-dispersion single-mode optical fiber are maintained. Compensation technology is required. For this reason,
一方、単一モード光ファイバを用いたラマン増幅伝送では、信号対雑音比特性を改善し、かつ信号光強度の低減を図ることにより、波長分割多重伝送における各種非線形現象による伝送特性の劣化を低減できる。また一般に、単一モード光ファイバ中のラマン増幅効果は、光ファイバコアを形成するガラス材料の特性と、その添加量に依存し、例えばコア中のゲルマニウム添加量を増加した高非線形媒体を用いることにより、高いラマン増幅効果が得られることが知られている。このため、特許文献2では、大容量、波長分割多重伝送の実現を目的とし、伝送用の単一モード光ファイバと分散補償ファイバを含む高非線形媒体を用いたラマン増幅伝送システムが提案されている。
On the other hand, in Raman amplification transmission using a single-mode optical fiber, the signal-to-noise ratio characteristics are improved and the signal light intensity is reduced, thereby reducing the degradation of transmission characteristics due to various nonlinear phenomena in wavelength division multiplex transmission. it can. In general, the Raman amplification effect in a single-mode optical fiber depends on the characteristics of the glass material forming the optical fiber core and the amount added, for example, using a highly nonlinear medium with an increased amount of germanium in the core. Thus, it is known that a high Raman amplification effect can be obtained. For this reason,
しかしながら、高非線形媒体を用いたラマン増幅伝送では、単一モード光ファイバ中のラマン増幅効果の増大に伴い伝送損失も増加し、ラマン増幅伝送における信号対雑音比特性の改善効果を有効に利用できないといった問題点があった。 However, in Raman amplification transmission using a highly nonlinear medium, transmission loss also increases with increasing Raman amplification effect in a single mode optical fiber, and the improvement effect of signal-to-noise ratio characteristics in Raman amplification transmission cannot be used effectively. There was a problem.
また、分散補償ファイバを用いたラマン増幅伝送では、使用する分散補償ファイバの長さ、並びにラマン増幅特性に応じ、ラマン増幅伝送による信号対雑音比特性の改善効果が変動してしまうといった問題があった。 In addition, the Raman amplification transmission using the dispersion compensation fiber has a problem that the improvement effect of the signal-to-noise ratio characteristic by the Raman amplification transmission varies depending on the length of the dispersion compensation fiber to be used and the Raman amplification characteristic. It was.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、1.3μm帯零分散単一モード光ファイバを用いたラマン増幅伝送システムにおいて、受光部での信号対雑音比特性を好適とする分散補償ファイバ、並びに伝送路構成法(ラマン増幅伝送システム)を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide signal-to-noise at a light receiving unit in a Raman amplification transmission system using a 1.3 μm band zero-dispersion single mode optical fiber. It is an object of the present invention to provide a dispersion compensating fiber having a suitable ratio characteristic and a transmission path configuration method (Raman amplification transmission system).
このような目的を達成するために、分布ラマン増幅光伝送システムに用いられる光ファイバにおいて、請求項1に記載の発明では、長さL1の1.3μm帯零分散単一モード光ファイバの、波長1.55μm帯における波長分散、並びに分散スロープを補償する長さL2の分散補償ファイバであって、長さL1とL2の比率(L2/L1)が0.25以下、波長1.55μmのラマン利得率が4.8Wkm-1から9.0Wkm-1であることを特徴とする。 In order to achieve such an object, in the optical fiber used in the distributed Raman amplification optical transmission system, in the invention according to claim 1, a 1.3 μm-band zero-dispersion single mode optical fiber having a length L 1 of A dispersion compensating fiber having a length L 2 that compensates for chromatic dispersion and dispersion slope in a 1.55 μm wavelength band, wherein the ratio of length L 1 to L 2 (L 2 / L 1 ) is 0.25 or less, wavelength The Raman gain factor of 1.55 μm is 4.8 Wkm −1 to 9.0 Wkm −1 .
また、請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、クラッド部よりも屈折率の高い第一コア部と、クラッド部よりも屈折率の低い第二コア部を有し、第一コア部の半径a1と第二コア部の半径a2の比率Ra=a1/a2が0.16から0.24、第一コア部のクラッド部に対する比屈折率差が1.7%から2.5%の範囲で設計された分散補償ファイバを用いることを特徴とする。
Further, in the invention according to
さらに、請求項3に記載の発明では、ラマン増幅伝送システムにおいて、1.3μm帯零分散単一モード光ファイバと、該1.3帯零分散単一モード光ファイバの終端に接続された請求項1又は請求項2に記載の分散補償ファイバと、該分散補償ファイバの後方に配置され、信号光の伝搬方向と逆方向に伝搬する励起光を注入するラマン励起光源とを有する伝送路構成を特徴とする。
Further, in the invention described in
また更に、請求項4に記載の発明では、ラマン増幅伝送システムにおいて、1.3μm帯零分散単一モード光ファイバと、該1.3μm帯零分散単一モード光ファイバの後方に接続された請求項1又は請求項2に記載の分散補償ファイバと、該1.3μm帯零分散単一モード光ファイバと該分散補償ファイバの間に配置され、信号光の伝搬方向と逆方向に伝搬する励起光を注入するラマン励起光源とを有する伝送路構成を特徴とする。
Furthermore, in the invention according to
本発明によれば、長さL1kmの1.3μm帯零分散単一モード光ファイバと長さL2kmの分散補償ファイバを用いたラマン増幅光伝送システムにおいて、長さL1とL2の比率(L2/L1)、並びに分散補償ファイバのラマン利得率を好適に設計することにより、ラマン増幅伝送における信号対雑音比の改善効果を最適とする効果を奏する。 According to the present invention, in the Raman amplification optical transmission system using the length L 1 miles of 1.3μm band zero-dispersion single-mode optical fiber and the length L 2 miles dispersion compensating fiber, the length L 1 and L 2 By suitably designing the ratio (L 2 / L 1 ) and the Raman gain factor of the dispersion compensating fiber, the effect of optimizing the signal-to-noise ratio improvement in Raman amplification transmission can be achieved.
また本発明の分散補償ファイバによれば、前記L2/L1、並びにラマン利得率の設計条件に加え、その屈折率分布の半径方向の形状、並びに比屈折率差を好適に設計することにより、ラマン増幅伝送における最適励起光パワーの長さ比L2/L1に対する依存性の低減、もしくはL2/L1に対する安定性の向上を可能とするといった効果も奏する。 In addition, according to the dispersion compensating fiber of the present invention, in addition to the design conditions for the L 2 / L 1 and the Raman gain factor, the radial shape of the refractive index distribution and the relative refractive index difference are suitably designed. Also, there is an effect that the dependency on the length ratio L 2 / L 1 of the optimum pumping light power in Raman amplification transmission can be reduced or the stability with respect to L 2 / L 1 can be improved.
また更に、本発明の分散補償ファイバによれば、励起光の挿入位置に依らず、励起光強度のみを可変するだけで、SNR特性の改善効果を好適とするといった効果も奏する。 Furthermore, according to the dispersion compensating fiber of the present invention, the effect of improving the SNR characteristic can be obtained only by changing only the excitation light intensity, regardless of the insertion position of the excitation light.
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の分散補償ファイバを用いた請求項3に記載のラマン増幅伝送システムの構成図である。ここで、F1,F2,Pump、並びにEDFAは、それぞれ長さL1kmの1.3μm帯零分散単一モード光ファイバ、長さL2kmの分散補償ファイバ、ラマン増幅用励起光源、並びにエルビウムドープファイバ増幅器を示す。尚、ラマン増幅用励起光源Pumpからの励起光は信号光伝播方向と反対方向へ入射されるものとし、サーキュレータOC等を介して分散補償ファイF2バと接続されるものとする。またRは受光部である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram of a Raman amplification transmission system according to
ここで、分散補償ファイバF2、並びにラマン増幅を適応しない、1.3μm帯零分散単一モード光ファイバF1のみを用いた伝送における信号対雑音比SNRF1に対する、1.3μm帯零分散単一モード光ファイバF1に分散補償ファイバF2を接続し、ラマン増幅を適応した伝送における信号対雑音比SNRF1+F2の改善効果は、SNR改善率RSNRとして式(1)に定義される(非特許文献1)。 Here, the 1.3 μm-band zero dispersion single relative to the signal-to-noise ratio SNR F1 in the transmission using only the dispersion-compensating fiber F 2 and the 1.3 μm-band zero-dispersion single-mode optical fiber F 1 not adapted to Raman amplification. The improvement effect of the signal-to-noise ratio SNR F1 + F2 in the transmission in which the dispersion compensation fiber F 2 is connected to the single-mode optical fiber F 1 and the Raman amplification is applied is defined as the SNR improvement rate R SNR in the equation (1). (Non-Patent Document 1).
ここで、RNL、及びNFFは、それぞれラマン増幅光伝送路における非線形性、及び光ファイバ伝送路F(F=F1、またはF1+F2)における雑音指数を示し、式(2)、式(3)に表すことができる。 Here, R NL, and NF F are respectively nonlinearity in the Raman amplification optical transmission line, and the noise figure of the optical fiber transmission line F (F = F 1 or F 1 + F 2,), equation (2), It can be expressed by equation (3).
ここで、γF、P(z)、並びにLは光ファイバ伝送路F(F=F1、またはF1+F2)における非線形係数、光ファイバ伝送路の位置zにおける信号光パワー、並びに光ファイバ伝送路F(F=F1+F2)の伝送路長を表す。また、hν、Bc、Bs、並びにNFEDFAは、それぞれ光子エネルギー、電気フィルタ帯域、光フィルタ帯域、並びにエルビウムドープファイバ増幅器の雑音指数を表し、またGRF、及びTFFは、それぞれ光ファイバ伝送路F(F=F1+F2)の位置zAからzBにおけるラマンゲイン、及び伝送損失、さらにNASEF、並びにPDRSFは、それぞれ光ファイバ伝送路F(F=F1+F2)におけるラマン増幅で発生する雑音成分の自然放出光による光パワー密度、並びに二重レイリー散乱による雑音パワーを表し、それぞれ式(4)から式(7)に示される。 Here, γ F , P (z), and L are nonlinear coefficients in the optical fiber transmission line F (F = F 1 or F 1 + F 2 ), the signal light power at the position z of the optical fiber transmission line, and the optical fiber It represents the transmission path length of the transmission path F (F = F 1 + F 2 ). Hν, Bc, Bs, and NF EDFA represent photon energy, electrical filter band, optical filter band, and noise figure of erbium-doped fiber amplifier, respectively, and G RF and T FF represent optical fiber transmission lines, respectively. The Raman gain and transmission loss of F (F = F 1 + F 2 ) from position z A to z B , and N ASEF and P DRSF are the Raman amplification in the optical fiber transmission line F (F = F 1 + F 2 ), respectively. The optical power density by the spontaneous emission of the noise component to be generated and the noise power by double Rayleigh scattering are represented by equations (4) to (7), respectively.
ここで、PB、及びPinはそれぞれ励起光パワー、及び入射信号光パワーを表す。また、CRF、αPF,αSF、並びにRFは、それぞれ光ファイバ伝送路F(F=F1、またはF2)におけるラマン利得率、励起光波長における損失係数、信号光波長における損失係数、並びにレイリー散乱係数を表し、それぞれ式(8)(非特許文献2)、式(9)(非特許文献3)、並びに式(10)(非特許文献4)に示される。 Here, P B and P in represent pumping light power and incident signal light power, respectively. C RF , α PF , α SF , and R F are the Raman gain factor, the loss factor at the pumping light wavelength, and the loss factor at the signal light wavelength, respectively, in the optical fiber transmission line F (F = F 1 or F 2 ). , And the Rayleigh scattering coefficient, which are respectively represented by Expression (8) (Non-Patent Document 2), Expression (9) (Non-Patent Document 3), and Expression (10) (Non-Patent Document 4).
ここで、λは波長を表し、AeffF、並びにncoreFは、それぞれ光ファイバ伝送路F(F=F1、またはF1+F2)の実効断面積、並びに光ファイバコアの屈折率を表す。また、ΔFは光ファイバ伝送路F(F=F1、またはF2)のコアの屈折率ncoreFと純石英の屈折率nSiO2との比屈折率差を表し、式(11)に定義される。 Here, λ represents the wavelength, and A effF and n coreF represent the effective cross-sectional area of the optical fiber transmission line F (F = F 1 or F 1 + F 2 ) and the refractive index of the optical fiber core, respectively. Also, delta F represents the relative refractive index difference between the optical fiber transmission line F (F = F 1 or F 2,) core refractive index n CoreF and pure silica having a refractive index n SiO2 of, defined in formula (11) Is done.
従って、光ファイバ伝送路の伝送路長、並びに屈折率分布から得られる光ファイバコアの比屈折率差、及び実効断面積を用い、分散補償ファイバ、並びにラマン増幅を適応しない1.3μm帯零分散単一モード光ファイバF1の伝送における信号対雑音比SNRF1に対する、1.3μm帯零分散単一モード光ファイバF1に分散補償ファイバF2を接続し、ラマン増幅を適応した伝送における信号対雑音比SNRF1+F2の改善効果を求めることが可能となる。 Therefore, using the transmission path length of the optical fiber transmission line, the relative refractive index difference of the optical fiber core obtained from the refractive index distribution, and the effective cross-sectional area, the dispersion compensation fiber and the 1.3 μm band zero dispersion that does not apply Raman amplification for the signal-to-noise ratio SNR F1 in the transmission of a single mode optical fiber F 1, connect the dispersion compensating fiber F 2 to 1.3μm band zero-dispersion single-mode optical fiber F 1, signal-in transmission adapted Raman amplification The effect of improving the noise ratio SNR F1 + F2 can be obtained.
以下では本発明の実施例1について、本発明の請求項2に記載の屈折率分布を有する分散補償ファイバを用いて説明する。尚、以下の実施例において、1.3μm帯零分散単一モード光ファイバF1のラマン利得率、伝送損失、並びにファイバ長L1は、それぞれ0.44Wkm-1、0.2dB/km、並びに80kmとした。
Hereinafter, Example 1 of the present invention will be described using a dispersion compensating fiber having a refractive index distribution according to
実施例1の構成は、図1に示すものと同様である。即ち、1.3μ帯零分散単一モード光ファイバF1の終端に、分散補償ファイバF2を接続し、分散補償ファイバF2の後方にサーキュレータOCを介してラマン増幅用励起光源Pumpを配置してラマン増幅伝送システムを構成している。また、エルビウムドープファイバ増幅器EDFAと受光部Rを備えている。このとき1.3μ帯零分散単一モード光ファイバF1の長さL1と、分散補償ファイバF2の長さL2 の比率(L2/L1)が0.25以下、分散補償ファイバF2の波長1.55μm帯のラマン利得率が4.8Wkm-1から9.0Wkm-1となるようにした。 The configuration of the first embodiment is the same as that shown in FIG. That is, the dispersion compensating fiber F 2 is connected to the end of the 1.3 μ-band zero-dispersion single mode optical fiber F 1 , and the Raman amplification pumping light source Pump is arranged behind the dispersion compensating fiber F 2 via the circulator OC. This constitutes a Raman amplification transmission system. Further, an erbium-doped fiber amplifier EDFA and a light receiving part R are provided. In this case the length L 1 of 1.3μ band zero-dispersion single-mode optical fiber F 1, the length L 2 of the ratio dispersion compensating fiber F 2 (L 2 / L 1) is 0.25 or less, the dispersion compensating fiber The Raman gain factor of the F 2 wavelength 1.55 μm band was adjusted from 4.8 Wkm −1 to 9.0 Wkm −1 .
図2は、本発明の請求項2に記載の分散補償ファイバF2の断面方向の屈折率分布を表す概念図である。この分散補償ファイバF2では、ファイバ断面の中心に第一コア部があり、第一コア部の周囲を囲繞する状態で第二コア部があり、第二コア部の周囲を囲繞する状態でクラッド部がある。ここで、Δ1とΔ2、及びa1とa2はそれぞれクラッド部に対する第一コア部と第二コア部の比屈折率差、及び第一コア部と第二コア部の半径を表す。また、以下の説明では、第二コア半径a2に対する第一コア半径a1の比率をRaとして定義する。また、本実施例において、第二コア部の比屈折率差Δ2は−0.5%とした。 FIG. 2 is a conceptual diagram showing the refractive index distribution in the cross-sectional direction of the dispersion compensating fiber F 2 according to claim 2 of the present invention. In this dispersion compensating fiber F 2 , there is a first core portion at the center of the fiber cross section, a second core portion is provided surrounding the first core portion, and a cladding is formed surrounding the second core portion. There is a department. Here, Δ 1 and Δ 2 , and a 1 and a 2 represent the relative refractive index difference between the first core portion and the second core portion with respect to the cladding portion, and the radii of the first core portion and the second core portion, respectively. In the following description, the ratio of the first core radius a 1 to the second core radius a 2 is defined as Ra. In this example, the relative refractive index difference Δ 2 of the second core portion was set to −0.5%.
図3は、図2に示される屈折率分布を有する分散補償ファイバF2において、分散対スロープ比(RDS)が0.0033nm-1となる時の、第一コア部とクラッド部との比屈折率差Δ1と第二コア半径a2との関係を表す。ここで、任意の波長λにおけるRDSは、その波長λにおける波長分散Dλと分散スロープSλを用いて、式(12)により定義される(非特許文献5)。 FIG. 3 shows the relative refraction of the first core portion and the cladding portion when the dispersion-to-slope ratio (RDS) is 0.0033 nm −1 in the dispersion compensating fiber F 2 having the refractive index distribution shown in FIG. This represents the relationship between the rate difference Δ 1 and the second core radius a 2 . Here, RDS at an arbitrary wavelength λ is defined by Equation (12) using the chromatic dispersion Dλ and the dispersion slope Sλ at the wavelength λ (Non-patent Document 5).
また、図3で用いたRDS値は1.3μm帯零分散単一モード光ファイバF1の波長1.55μmにおける波長分散、及び分散スロープの代表値、それぞれ17ps/nm・km、並びに0.056ps/nm2・kmから決定した。従って、図3に示されるΔ1とa2の関係を有する分散補償ファイバF2を用いることにより、波長1.55μm帯における1.3μm帯零分散単一モード光ファイバの分散特性を効率よく補償することが可能となる。 The RDS values used in FIG. 3 are the chromatic dispersion at the wavelength of 1.55 μm and the typical values of the dispersion slope of the 1.3 μm band zero-dispersion single mode optical fiber F 1 , 17 ps / nm · km and 0.056 ps, respectively. / Nm 2 · km. Therefore, by using the dispersion compensating fiber F 2 having the relationship between Δ 1 and a 2 shown in FIG. 3, the dispersion characteristics of the 1.3 μm band zero-dispersion single mode optical fiber in the wavelength 1.55 μm band can be efficiently compensated. It becomes possible to do.
図4は、図3に示される設計条件を満たす分散補償ファイバF2において、1.3μm帯零分散単一モード光ファイバF1の長さL1と分散補償ファイバF2の長さL2の比率(L2/L1)に対する、第一コア部とクラッド部の比屈折率差Δ1との関係を示す図である。 Figure 4 is the design satisfies the dispersion compensating fiber F 2 shown in FIG. 3, the 1.3μm band zero-dispersion single-mode optical fiber F 1 of the length L 1 and the dispersion compensating fiber F 2 of length L 2 for the ratio (L 2 / L 1), a diagram showing the relationship between the relative refractive index difference delta 1 of the first core and the clad.
図5は、図3、及び図4に示される設計条件を満たす分散補償ファイバF2において、1.3μm帯零分散単一モード光ファイバF1の長さL1と分散補償ファイバF2の長さL2との比率(L2/L1)に対する、ラマン利得率CRの関係を示す図である。 5, FIG. 3, and in the design satisfies the dispersion compensating fiber F 2 shown in FIG. 4, the 1.3μm band zero-dispersion single-mode optical fiber F 1 of the length L 1 and the dispersion compensating fiber F 2 length is for the ratio (L 2 / L 1) with L 2, is a diagram showing the relationship between the Raman gain factor C R.
図6は、図1に記載のラマン増幅伝送システムにおける、励起光パワーに対するSNR改善率RSNRの計算結果の一例を表す図面である。ここで、分散補償ファイバF2のラマン利得率、伝送損失、並びに1.3μm帯零分散単一モード光ファイバF1との長さの比率(L2/L1)は、図3から図5の結果を参照し、一例としてそれぞれ6.3Wkm-1、0.3dB/km、並びに0.15とした。尚、信号光波長λS、及び励起光波長λPはそれぞれ1.55μm、及び1.45μmとし、入射信号光パワーPin、並びに伝送速度Bはそれぞれ−10dBm、並びに10Gbit/sとした。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a calculation result of the SNR improvement rate R SNR with respect to the pumping light power in the Raman amplification transmission system illustrated in FIG. 1. Here, the Raman gain factor, transmission loss, and length ratio (L 2 / L 1 ) of the dispersion compensating fiber F 2 to the 1.3 μm band zero-dispersion single mode optical fiber F 1 are shown in FIGS. As an example, the results were set to 6.3 Wkm −1 , 0.3 dB / km, and 0.15, respectively. The signal light wavelength λ S and the excitation light wavelength λ P were 1.55 μm and 1.45 μm, respectively, and the incident signal light power P in and the transmission speed B were −10 dBm and 10 Gbit / s, respectively.
図6において、励起光パワーが80mWのとき、SNR改善率は約2.4dBで最大となることが分かる。ここで、最大SNR改善率をRSNR-max、また、その時の励起光パワーを最適励起光パワーPB-optとして定義する。 In FIG. 6, it can be seen that when the pumping light power is 80 mW, the SNR improvement rate becomes maximum at about 2.4 dB. Here, the maximum SNR improvement rate is defined as R SNR-max , and the pumping light power at that time is defined as the optimum pumping light power P B-opt .
図7は、図3から図5に示される設計条件を満たす分散補償ファイバF2を有する図1に記載のラマン増幅伝送システムにおいて、最大SNR改善率RSNR-maxと1.3μm帯零分散単一モード光ファイバF1と分散補償ファイバF2の長さの比率(L2/L1)との関係を示す図である。図7から、L2/L1を0.25以下とすることにより、いずれのRaでもRSNR-maxが0dB以上となり、SNRの改善効果を得られることが分かる。 FIG. 7 shows the maximum SNR improvement rate R SNR-max and the 1.3 μm band zero dispersion unit in the Raman amplification transmission system shown in FIG. 1 having the dispersion compensating fiber F 2 satisfying the design conditions shown in FIGS. it is a diagram showing a relationship between one mode optical fiber F 1 and the length ratio of the dispersion compensating fiber F 2 (L 2 / L 1 ). From FIG. 7, it can be seen that by setting L 2 / L 1 to 0.25 or less, R SNR-max becomes 0 dB or more in any Ra, and an effect of improving SNR can be obtained.
また図8に、SNR改善率が最大となる時の最適励起光パワーPB-optと1.3μm帯零分散単一モード光ファイバF1の長さL1と分散補償ファイバF2の長さL2との比率(L2/L1)との関係を示す。図8より、Raを0.16から0.24で設計することにより、L2/L1に対する最適励起光パワーの変動量を±10mW以下に抑制できることが分かる。従って、L2/L1を0.25以下、Raを0.16から0.24とすることにより、ラマン増幅伝送システムの励起光パワーに対する依存性の低減、もしくは安定性の向上が図れることが分かる。 FIG. 8 shows the optimum pumping light power P B-opt when the SNR improvement rate is maximized, the length L 1 of the 1.3 μm-band zero-dispersion single mode optical fiber F 1 , and the length of the dispersion compensating fiber F 2 . shows the relationship between the ratio (L 2 / L 1) with L 2. From FIG. 8, it can be seen that by designing Ra from 0.16 to 0.24, the amount of fluctuation of the optimum pumping light power with respect to L 2 / L 1 can be suppressed to ± 10 mW or less. Therefore, by reducing L 2 / L 1 to 0.25 or less and Ra from 0.16 to 0.24, the dependency on the pumping light power of the Raman amplification transmission system can be reduced or the stability can be improved. I understand.
ここで、前記図4より、上述のRa=0.16〜0.24、並びにL2/L1≦0.25を満たすΔ1の下限は1.7%となることが分かる。一方、コアに高濃度のゲルマニウムを添加するとレイリー散乱損失、並びに構造不正損失が増大し、比屈折率差が3%となる約30mol%のゲルマニウム添加量では、波長1.55μmにおける伝送損失が0.5dB/km以上となってしまう。また、特許文献3に記載のとおり、クラッドにフッ素を添加したファイバでは構造不正による損失を低減できるが、レイリー散乱損失を低減することができない。このため、Δ1の上限については2.5%程度が望ましいと考えられる。従って、前記図5より、上述のRa=0.16〜0.24、L2/L1≦0.25、並びにΔ1=1.7%〜2.5%の条件を満たすラマン利得率の設計範囲は4.8Wkm-1から9.0Wkm-1であることが分かる。
Here, it can be seen from FIG. 4 that the lower limit of Δ 1 satisfying Ra = 0.16 to 0.24 and L 2 / L 1 ≦ 0.25 is 1.7%. On the other hand, when a high concentration of germanium is added to the core, the Rayleigh scattering loss and the structural irregularity loss are increased, and the transmission loss at a wavelength of 1.55 μm is 0 at an addition amount of about 30 mol% where the relative refractive index difference is 3%. .5 dB / km or more. Further, as described in
次に本発明にかかる実施例2を説明する。図9は、本発明の分散補償ファイバの実施例を説明するための図で、本発明の分散補償ファイバを用いた請求項4に記載のラマン増幅伝送システムの構成図である。ここで、F1、F2、Pump、並びにEDFAは、それぞれ長さL1kmの1.3μm帯零分散単一モード光ファイバ、長さL2kmの分散補償ファイバ、ラマン増幅用励起光源、並びにエルビウムドープファイバ増幅器を示す。尚、ラマン増幅用励起光源Pumpからの励起光は信号光伝播方向と反対方向へ入射するものとし、1.3μm帯零分散単一モード光ファイバF1と分散補償ファイバF2との間に設置されたサーキュレータOC等を介して接続されるものとする。またRは受光部である。実施例2では、1.3μm帯零分散単一モード光ファイバF1と分散補償ファイバF2との間に、ラマン増幅用励起光源Pumpを配置して、ラマン増幅伝送システムを構成している。
Next, a second embodiment according to the present invention will be described. FIG. 9 is a diagram for explaining an embodiment of the dispersion compensating fiber of the present invention, and is a configuration diagram of the Raman amplification transmission system according to
図10は、前記、実施例1に記載の分散補償ファイバを有する、前記図9のラマン増幅伝送システムにおいて、最大SNR改善率RSNR-maxと1.3μm帯零分散単一モード光ファイバF1と分散補償ファイバF2の長さの比率(L2/L1)との関係を示す図である。図10から、L2/L1が0.25以下において、いずれのRaでもRSNR-maxが3dB以上となり、高いSNRの改善効果を得ることが分かる。 FIG. 10 shows the maximum SNR improvement rate R SNR-max and 1.3 μm-band zero-dispersion single mode optical fiber F 1 in the Raman amplification transmission system of FIG. 9 having the dispersion compensating fiber described in the first embodiment. and is a diagram showing the relationship between the length ratio of the dispersion compensating fiber F 2 (L 2 / L 1 ). From FIG. 10, it can be seen that, when L 2 / L 1 is 0.25 or less, R SNR-max is 3 dB or more for any Ra, and a high SNR improvement effect is obtained.
また図11に、図10の最大SNR改善率を実現する最適励起光パワーPB-opt と1.3μm帯零分散単一モード光ファイバF1の長さL1と分散補償ファイバF2の長さL2の比率(L2/L1)の関係を示す。図11より、L2/L1を0.25以下、Raを0.16から0.24の範囲とすることにより、最適励起光パワーの変動量を±10mW以下に低減できることが分かる。従って、前記、実施例1の場合と同様に、L2/L1≦0.25、Ra=0.16〜0.24、CR=4.8Wkm-1〜9.0Wkm-1、並びにΔ1=1.7%〜2.5%の条件を満たす分散補償ファイバを用いることにより、前記図9に記載の構成を有するラマン増幅システムのSNR改善効果を好適とし、ラマン増幅伝送システムの励起光パワーに対する保存性低減、または安定性向上を実現できることが分かる。 FIG. 11 shows the optimum pumping light power P B-opt that realizes the maximum SNR improvement rate of FIG. 10, the length L 1 of the 1.3 μm-band zero-dispersion single mode optical fiber F 1 , and the length of the dispersion compensating fiber F 2 . is shows the relationship of the ratio of L 2 (L 2 / L 1 ). From FIG. 11, it can be seen that the fluctuation amount of the optimum pumping light power can be reduced to ± 10 mW or less by setting L 2 / L 1 to 0.25 or less and Ra to the range of 0.16 to 0.24. Therefore, as in the case of Example 1, L 2 / L 1 ≦ 0.25, Ra = 0.16 to 0.24, C R = 4.8 Wkm −1 to 9.0 Wkm −1 , and Δ By using a dispersion compensating fiber satisfying the condition of 1 = 1.7% to 2.5%, the SNR improvement effect of the Raman amplification system having the configuration shown in FIG. 9 is preferable, and the excitation light of the Raman amplification transmission system is obtained. It can be seen that reduction in storage stability against power or improvement in stability can be realized.
なお、実施例1及び実施例2は、請求項2に記載の分散補償ファイバを用いた例であるが、実施例1,2において、請求項1に記載の分散補償ファイバを用いるようにしてもよい。
In addition, although Example 1 and Example 2 are the examples using the dispersion compensation fiber of
F1 1.3μm帯零分散単一モード光ファイバ
F2 分散補償ファイバ
Pump ラマン増幅用励起光源
OC サーキュレータ
EDFA エルビウムドープファイバ増幅器
R 受光器
F 1 1.3 μm-band zero-dispersion single-mode optical fiber F 2 dispersion-compensating fiber Pump Excitation light source OC for Raman amplification Circulator EDFA Erbium-doped fiber amplifier R Receiver
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JP2009036802A (en) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Raman amplification optical fiber and Raman amplification optical transmission system |
JP2009116010A (en) * | 2007-11-06 | 2009-05-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Method for designing optical fiber for Raman amplification, optical fiber for Raman amplification, and Raman amplifier |
-
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- 2004-02-19 JP JP2004042785A patent/JP2005234192A/en active Pending
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