可変波長分散補償装置及び方法
【課題】信号光に対し損失を与えることなく、また各波長のＷＤＭ信号光に対し任意の分散補償量を付加することのできる可変波長分散補償装置および方法を提供する。
【解決手段】光信号が伝搬する光ファイバ（１４）に、光分波器（または光サーキュレータ（１３）を介して光信号の伝播方向と反対方向に伝搬する光（ポンプ光）を入射させ、これにより光ファイバ中で発生する誘導ブリルアン散乱の効果によって生じる群屈折率変化を利用して、光信号の波長分散を補償する。さらに、光分波器（または光サーキュレータ）を介して入射する光（ポンプ光）の周波数、強度の少なくとも一方を変化させることにより、光信号の波長分散補償量を制御する。
【解決手段】光信号が伝搬する光ファイバ（１４）に、光分波器（または光サーキュレータ（１３）を介して光信号の伝播方向と反対方向に伝搬する光（ポンプ光）を入射させ、これにより光ファイバ中で発生する誘導ブリルアン散乱の効果によって生じる群屈折率変化を利用して、光信号の波長分散を補償する。さらに、光分波器（または光サーキュレータ）を介して入射する光（ポンプ光）の周波数、強度の少なくとも一方を変化させることにより、光信号の波長分散補償量を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送システムにおける可変波長分散補償装置及び可変波長分散補償方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光伝送ネットワークにおいて、４０Ｇｂｐｓ伝送の実用化などの高速化が進んでおり、波長分散影響が大きくなっている。従来では、波長分散補償を行うため、伝送路とは反対の波長分散特性を持つＤＣＦ（Dispersion Compensating Fiber:分散補償光ファイバ）を伝送路中に設置することで、トータルの波長分散を補償する手法が行われてきた。しかし、補償量はＤＣＦの分散特性とファイバ長により決定されるため、柔軟な補償量の変更を行うことができない。そこで、近年、ＶＩＰＡ（Virtually Imaged Phased Array）と呼ばれる可変分散補償装置が提案されている（非特許文献１）。
【０００３】
【非特許文献１】Hiroki Ooi et al, “40-Gb/s WDM Transmission With Virtually Imaged Phased Array (VIPA) Variable Dispersion Compensators”, Journal of Lightwave Technology, Vol.20, No. 12, pp.2196-2203 Dec. 2002
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＷＤＭ（波長分割多重）信号の一括波長分散を仮定した場合、ＶＩＰＡにおいても、信号光の周波数ごとに分散量を柔軟に変更することができず、かつＶＩＰＡ内ではレンズ、ミラー等の空間系のシステムが構築されているため、信号光が受ける損失が大きくなる傾向がある。
【０００５】
本発明は、上述のような従来技術の課題を解決するため、信号光に対し、損失を与えることなく、かつＷＤＭ信号を仮定したとき、各波長のＷＤＭ信号光に対し、任意の分散補償量を付加することのできる可変波長分散補償装置および可変波長分散補償方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の可変波長分散補償装置は、光信号を伝搬する光ファイバと、光を発生する光源と、前記光源から出力された光を前記光信号とは反対の伝播方向から前記光ファイバへ入射する光分波器又は光サーキュレータとを具備し、これにより前記光信号と該光信号の伝搬方向とは反対方向に伝搬する前記光とにより前記光ファイバ中で発生する誘導ブリルアン散乱の効果によって生じる群屈折率変化を利用して、前記光信号の波長分散を補償することを特徴とする。
【０００７】
ここで、前記光ファイバによって決まるブリルアンシフト周波数、前記光源から発生される前記光のスペクトル幅、前記信号光の帯域と周波数、および必要な波長分散補償量を基に必要となる前記群屈折率変化を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された前記群屈折率変化の最大値を示す周波数と最小値を示す周波数との間の変化に基づいて、前記光源から出力する前記光のスペクトル幅、周波数、強度の少なくともいずれか一つを調整することで前記光信号光の波長分散補償量を制御する制御手段とをさらに具備することを特徴とすることができる。
【０００８】
また、前記光源はＮ個（Ｎは２以上の整数）の光源であり、前記Ｎ個の光源から出力された光と接続する前記光分波器又は光サーキュレータは１×Ｎのポートを有することを特徴とすることができる。
さらに、前記光源と前記光分波器又は光サーキュレータと間に接続して該光源から出力された光を増幅する光増幅器をさらに有し、前記制御手段は、前記算出手段により算出された前記群屈折率変化の最大値を示す周波数と最小値を示す周波数との間の変化に基づいて、前記光源から出力する前記光のスペクトル幅、周波数、前記光増幅器の増幅率の少なくともいずれか一つを調整することで前記光信号光の波長分散補償量を制御することを特徴とすることができる。
【０００９】
また、前記光源はＮ個（Ｎは２以上の整数）の光源であり、前記Ｎ個の光源から出力された光と接続する前記光分波器又は光サーキュレータは１×Ｎのポートを有し、前記光増幅器はＮ個の光増幅器であることを特徴とすることができる。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の可変波長分散補償方法は、光信号を伝搬する光ファイバと、光を発生する光源とを含む光学系において、分波器又は光サーキュレータを介して、前記光源から出力された光を前記光信号とは反対の伝播方向から前記光ファイバへ入射することにより、前記光信号と該光信号の伝搬方向とは反対方向に伝搬する前記光とにより前記光ファイバ中で発生する誘導ブリルアン散乱の効果によって生じる群屈折率変化を利用して、前記光信号の波長分散を補償することを特徴とする。
【００１１】
ここで、前記光ファイバによって決まるブリルアンシフト周波数、前記光源から発生される前記光のスペクトル幅、前記信号光の帯域と周波数、および必要な波長分散補償量を基に必要となる前記群屈折率変化を算出する算出手順と、前記算出手順により算出された前記群屈折率変化の最大値を示す周波数と最小値を示す周波数との間の変化に基づいて、前記光源から出力する前記光のスペクトル幅、周波数、強度の少なくともいずれか一つを調整することで前記光信号光の波長分散補償量を制御する制御手順とをさらに含むことを特徴とすることができる。
【００１２】
また、前記光源はＮ個（Ｎは２以上の整数）の光源であり、前記Ｎ個の光源から出力された光と接続する前記光分波器又は光サーキュレータは１×Ｎのポートを有することを特徴とすることができる。
【００１３】
さらに、前記光学系は前記光源と前記光分波器又は光サーキュレータ間に接続して該光源から出力された光を増幅する光増幅器をさらに含み、前記制御手順は、前記算出手順により算出された前記群屈折率変化の最大値を示す周波数と最小値を示す周波数との間の変化に基づいて、前記光源から出力する前記光のスペクトル幅、周波数、前記光増幅器の増幅率の少なくともいずれか一つを調整することで前記光信号光の波長分散補償量を制御することを特徴とすることができる。
【００１４】
また、前記光源はＮ個（Ｎは２以上の整数）の光源であり、前記Ｎ個の光源から出力された光と接続する前記光分波器又は光サーキュレータは１×Ｎのポートを有し、前記光増幅器はＮ個の光増幅器であることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
上記のような構成であるので、本発明によれば、通常の伝送路光ファイバを分散補償媒体として用いることができ、ひいては既存の伝送路への影響を抑え、経済性を高める効果を奏する。
【００１６】
また、本発明によれば、光ファイバ中の誘導ブリルアン散乱により信号光は増幅されるため、信号光は損失を受けることなく、信号光を波長補償すると同時に増幅することができ、ひいては伝送特性の向上につながる効果を奏する。
【００１７】
また、本発明によれば、任意の光周波数の光信号がＷＤＭ多重された伝播光におけるそれぞれの光周波数の光信号に対して、個別に任意の波長分散補償量を与えることができ、ひいては柔軟性が高まる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１に、本発明の第１の実施形態における可変波長分散補償装置の構成を示す。この可変波長分散補償装置は、送信機１０から出力された光信号を伝搬する光ファイバ１４と、光を発生する光源１１と、光源１１から出力された光を光信号とは反対の伝播方向から光ファイバ１４へ入射する光分波器又は光サーキュレータ１３と、光ファイバ１４を伝搬してきた光信号を受信して電気信号に変換する受信機１２と、光信号光の波長分散補償量を制御するために、群屈折率変化に基づいて、光源１１から出力される光を調整する制御装置１７とを有する。
【００１９】
光ファイバ１４へ光信号光とは反対の伝播方向から光（ホンプ光）を入射すると、その光は光信号とは反対の伝播方向に伝搬し、その結果として後述のように、光ファイバ１４中で誘導ブリルアン散乱が起きるので、群屈折率変化が生じる。この時、光源１１から出力される光のペクトル幅、周波数、強度を後述するような適切な値に設定、あるいは調整してあれば、群屈折率の増加と共に増幅作用が働くため、損失を受けずに波長分散を行うことが可能となる。そのような適切な値の設定状態で、信号光の帯域や周波数、光ファイバの条件が不変であるとすれば、リアルタイムの制御は必要ない。
【００２０】
制御装置１７は、光ファイバ１４によって決まるブリルアンシフト周波数ｆｂ、光源１１から発生される光のスペクトル幅Δｆ、信号光の帯域と周波数、および必要な波長分散補償量を基に必要となる群屈折率変化を算出し、算出された群屈折率変化の最大値を示す周波数と最小値を示す周波数との間の変化に基づいて、光源１１から出力する光のスペクトル幅、周波数、強度の少なくともいずれか一つを調整することで光信号光の波長分散補償量を制御する。
【００２１】
制御装置１７に含まれるスペクトル幅、周波数、強度を制御する具体的手段について例示すると、光源１１から出力される光のスペクトル幅の制御は、ノイズを発生させる電気信号発生器（図示しない）を用い、発生させたノイズを基に光源１１を直接変調することで、スペクトル幅を広げる。このときのノイズのスペクトル幅を変化させることで、光源のスペクトル幅を制御する。また、周波数制御は、特定の周波数を発する光源１１のレーザに対し、ペルチェ素子（図示しない）を用い、そのレーザの発振周波数の温度依存性を用いて周波数を制御する。強度の制御は、光源１１のレーザに注入する電流を変化させて、出力光の強度を制御する。これら手段を統括して制御するものとしてコンピュータデバイスがある。このようなコンピュータデバイスとしては、ＣＰＵやメモリ、データ入力機構等を有する一般的なコンピュータデバイスが利用できる。また、図１では、制御装置１７は光源１１と別体に図示してあるが、光源１１のハウジング内に一体的に組み込んでもよい。
【００２２】
なお、上記のブリルアンシフト周波数ｆｂ、光源１１から発生される光のスペクトル幅Δｆは、温度や光ファイバ１４に加わる歪で変動するが、分散補償装置で光ファイバの温度、歪管理を行うことで、ｆｂやΔｆといったパラメータが変動することはない。一方、信号光の周波数や強度が揺らぐと、光源１１の出力光の周波数や強度を制御する必要がある。この場合、信号光の周波数、強度の検知が必要となり、フィードバックが必要である。ただし、群屈折率変化の帯域に対して、その揺らぎが無視できる程度であれば、そのフィードバックは必要ない。
【００２３】
次に、誘導ブリルアン散乱による群屈折率変化が生じる仕組みと群屈折率変化特性を説明する。
【００２４】
誘導ブリルアン散乱とは、入射光と音響フォノンとの相互作用によって生じる散乱現象であって、スペクトル線幅の狭い光を光ファイバに入射すると、入射光の伝搬方向と反対の伝播方向に向かって、ブリルアンシフト周波数と呼ばれる周波数だけ低い周波数を持つストークス光を発生する。このとき、ストークス光を発生させる入射光をポンプ光と呼ぶことにする。つまり、ポンプ光の周波数をｆｐ、ブリルアンシフト周波数をｆｂとすると、ストークス光の周波数はｆｐ−ｆｂとなる。
【００２５】
ここで、中心周波数がｆｐ−ｆｂである信号光を、ポンプ光に対向して光ファイバに入射すると、光ファイバ中でポンプ光から信号光へ光パワーが移り、信号光がゲイン（増幅）される。このゲインｇは、図２（ａ）に示すとおり、ｆｐ−ｆｂを中心にローレンツ型のスペクトル特性を持っており、このゲインにはクラマース・クローニッヒの関係と呼ばれる法則から、同じくｆｐ−ｆｂを中心に図２（ｂ）に示す屈折率ｎの変化が生じる。
【００２６】
群屈折率ngは、
【００２７】
【数１】
【００２８】
の関係から求められ、図２（ｃ）に示すスペクトル特性の群屈折率変化が生じ、群屈折率はｆｐ−ｆｂを中心に増加する。ただし、ｆは周波数である。
【００２９】
ゲイン量や群屈折率変化量のピーク値は、ポンプ光強度に比例し、かつ、ポンプ光のスペクトル幅Δｆが４０ＭＨｚよりも十分大きい場合には、ゲインの半値幅はポンプ光のスペクトルの半値幅Δｆとほぼ等しくなり、群屈折率変化量が最小となる周波数ｆminは、群屈折率変化量がピーク値を示す周波数ｆｐ−ｆｂから以下のスペクトル幅だけ異なる周波数を示す。
【００３０】
【数２】
【００３１】
この時、群屈折率変化のピーク値は以下の式（３）で求められる。
【００３２】
【数３】
【００３３】
ただし、ｃは真空中の光の速度、ｇ0はブリルアン利得係数、Ｐはポンプ光の強度、Δｆはポンプ光のスペクトル線幅（すなわち、半値幅）、Ａeffは、光ファイバの実効断面積である。
【００３４】
ここで、波長分散補償を行う場合、図３に示すように変化量が最大を示す周波数と、変化量が最小を示す周波数の間の変化を用いる。つまり、群屈折率変化が周波数領域においてほぼ線形に減少する領域又は線形に増加する領域を用いることにより、信号光の波長分散を補償する。
【００３５】
例えば、一般的なＤＳＦ（Dispersion Shifted fiber：分散シフトファイバ）１０ｋｍを用い、
ｃ＝３×１０8（ｍ／ｓ）、ｇ0＝５×１０-11、Ａeff＝５０μｍ2
とすると、２０ＧＨｚのスペクトル幅を持つ１ｍＷの光源１１の光を、信号光とは反対の伝播方向で、入射すると、群屈折率変化のピーク値は約２．４×１０-6となり、約１０ＧＨｚの領域で、群屈折率変化がほぼ線形に０から２．４×１０-6へと変化する。
【００３６】
群屈折率変化が０である周波数と、２．４×１０-6である周波数では、光ファイバ１４を伝搬後に、以下の式（４）で示す伝搬時間差ΔＴが生じる。
【００３７】
【数４】
【００３８】
ただし、Ｌは光ファイバの長さ、ｃは真空中の光の速度、Δｎgは群屈折率変化量であり、ｃ＝３×１０8、Δｎg＝±２．４×１０-6を代入して（符号は、群屈折率が線形に増加する領域か、減少する領域かで決まる）、ΔＴ＝±０．８ｎｓ／１０ＧＨｚを得る。信号光の波長を１．５μｍ帯であると仮定すると、１ｎｍ＝１２５ＧＨｚであることから、ΔＴ＝±１０００ｐｓ／ｎｍを得る。つまり、±１０００ｐｓ／ｎｍの波長分散を補償することが可能である。
【００３９】
例えば、５Ｇｂｐｓ、周波数ｆｓの信号光が、＋１０００ｐｓ／ｎｍの分散を受けた場合に、上記で述べたポンプ光を入射すると、発生する群屈折率変化の約１０ＧＨｚの領域で群屈折率変化がほぼ線形に変化し、−１０００ｐｓ／ｎｍを実現する領域が、信号光のスペクトルを含むように、ポンプ光の周波数を調整すると、信号光の分散が補償されることになる。
【００４０】
また、この補償量はポンプ光強度を変化させると変更できる。分散量の符号は、信号光に対し、群屈折率変化が最小から最大へと周波数増加に伴って増加する特性のスロープを用いるか、群屈折率変化が最大から最小へと周波数減少に伴って減少する特性のスロープを用いるかで決定される。つまり、分散量の符号は、ポンプ光の周波数によって決まる。従って、光源１１の光（ポンプ光）の周波数、強度の調整において、その両方を制御してもよい。すなわち、周波数を変化させることで分散補償量の符号を変えることが可能であり（例えば、＋１００ｐｓ／ｎｍから−１００ｐｓ／ｎｍへの変化）、強度の変化で分散補償量を変える（例えば、＋１００ｐｓ／ｎｍからプラス２００ｐｓ／ｎｍへの変化）という使い方ができる。限定的に考えると、ポンプ光の周波数は、群屈折率変化が線形に増加する領域か、あるいは減少する領域の２パターンのみを使うことになる。
【００４１】
次に、損失（ロス）について説明する。上記のように、分散量の符号は、ポンプ光の周波数によって決まるため、ポンプ光の周波数ｆｐは、信号光の周波数ｆｓに対し、ｆｓ＋ｆｂ±ａとなる。ここでａは、信号光のスペクトルが、群屈折率変化のスロープに重なるようにするための周波数差である。
【００４２】
この時、群屈折率の増加と共に増幅作用が働くため、損失を受けずに波長分散を行うことが可能となる。
【００４３】
かつ、この群屈折率変化は、ｆｐ−ｆｂを中心に、光源１１のスペクトル幅の領域にのみ影響を及ぼすため、ＷＤＭ信号の各信号に対し、個別にポンプ光を入射することにより、個別に任意の波長分散補償を施すことが可能となる。
【００４４】
一方、信号光の周波数ｆｓがｆｐ＋ｆｂである場合には、先に説明したゲインとは逆に、光パルスにロスが生じる。このロスのスペクトル特性は、図２に示した特性の正負反転の特性となり、このロスや群屈折率変化量のピークを示す周波数はｆｐ＋ｆｂとなり、群屈折率はｆｐ＋ｆｂにおいて減少する。この現象に関しても、光パルスのロスや群屈折率変化のピーク値は、ポンプ光強度に比例する。つまり、この場合は、信号光の周波数ｆｓに対し、ｆｓ−ｆｂ±ａの周波数のポンプ光を入射することで、上記で述べた方法により、同様に分散を補償できる。ただし、この場合の分散補償には、増幅ではなく損失が伴うのが特徴である。
【００４５】
（第２の実施形態）
図４は本発明の第２の実施形態における可変波長分散補償装置の構成を示す。図４に示すように、図１の実施形態の光分波器又は光サーキュレータ１３と光源１１の間に光増幅器（光アンプ）１５を配置し、光源１１において上記のように出力光の強度を変更する替わりに、光増幅器１５の増幅率を制御装置１７からの制御信号により変えることにより、光ファイバ１４に入射するポンプ光の強度を制御し、分散補償量を変更してもよい。分散を補償する仕組みについては、第１の実施形態と同じである。
【００４６】
（第３の実施形態）
図５は本発明の第３の実施形態における可変波長分散補償装置の構成を示す。本可変波長分散補償装置の構成は、光源１１を複数Ｎ個有しており（Ｎは２以上の整数、以下同様）、光分波器又は光サーキュレータ１６が１×Ｎのポートを有している。制御装置１７からの制御信号はＮ個の光源１１にそれぞれ供給される。
【００４７】
その他の構成は、なお、図１における第１の実施形態と同様なので、その重複する説明は省略する。
【００４８】
分散を補償する仕組みについては、第１の実施形態と同じである。前述のように、群屈折率変化は、ｆｐ−ｆｂを中心に、光源１１のスペクトル幅の領域にのみ影響を及ぼすため、ＷＤＭ信号の各信号に対し、個別にポンプ光を入射することにより、個別に任意の波長分散補償を施すことが可能となるので、Ｎ個の光源１１の周波数、出力を個別に制御することによって、任意の信号がＷＤＭ多重された信号光に対し、個別に任意の波長分散補償量を、実現できる。
【００４９】
（第４の実施形態）
図６は本発明の第４の実施形態における可変波長分散補償装置の構成を示す。本可変波長分散補償装置の構成は、光源１１を複数Ｎ個有しており、光分波器又は光サーキュレータ１６が１×Ｎのポートを有していることは、第３の実施形態と同様であるが、Ｎ個の光源１１と１×Ｎのポートを有する光分波器又は光サーキュレータ１６の間に、Ｎ個の光増幅器１５を接続し、制御装置１７からの制御信号はＮ個の増幅器１１にそれぞれ供給される。
【００５０】
本可変波長分散補償装置では、Ｎ個の光源１１において出力光の強度を変更する替わりに、Ｎ個の光増幅器１５の増幅率を変えることにより、光ファイバ１４に入射するポンプ光の強度を制御し、分散補償量を変更する。
【００５１】
分散を補償する仕組みについては、第１の実施形態と同じである。前述のように、群屈折率変化は、ｆｐ−ｆｂを中心に、光源１１のスペクトル幅の領域にのみ影響を及ぼすため、ＷＤＭ信号の各信号に対し、個別にポンプ光を入射することにより、個別に任意の波長分散補償を施すことが可能となるので、任意の信号がＷＤＭ多重された信号光に対し、個別に任意の波長分散補償量を、実現できる。
【００５２】
（他の実施形態）
上記では、本発明の好適な実施形態を例示して説明したが、本発明の実施形態は上記例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内であれば、その構成部材等の置換、変更、追加、個数の増減、形状の設計変更等の各種変形は、全て本発明の実施形態に含まれる。また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、１つの機器からなる装置に適用してもよい。また、上記実施形態例に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種種の発明を形成できる。例えば、必要に応じて実施形態例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施形態例に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、可変量の波長分散を補償する機能を持ち、かつＷＤＭ信号に対し、それぞれの信号に任意の波長分散を施すことができる大容量伝送システムの波長分散補償装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施形態における可変波長分散補償装置の構成を示すブロック図である。
【図２】誘導ブリルアン散乱によって引き起こされるゲイン（a）、屈折率変化(ｂ)、群屈折率変化(ｃ)のスペクトル特性を示す特性図である。
【図３】誘導ブリルアン散乱によって引き起こされる群屈折率変化の、分散補償に用いる周波数帯域を示す特性図である。
【図４】本発明の第２の実施形態における可変波長分散補償装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３の実施形態における可変波長分散補償装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第４の実施形態における可変波長分散補償装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０ 送信機
１１ 光源
１２ 受信機
１３ 光カプラ又は光サーキュレータ
１４ 光ファイバ
１５ 光増幅器
１６ １×Ｎポートを有する光カプラ
１７ 制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送システムにおける可変波長分散補償装置及び可変波長分散補償方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光伝送ネットワークにおいて、４０Ｇｂｐｓ伝送の実用化などの高速化が進んでおり、波長分散影響が大きくなっている。従来では、波長分散補償を行うため、伝送路とは反対の波長分散特性を持つＤＣＦ（Dispersion Compensating Fiber:分散補償光ファイバ）を伝送路中に設置することで、トータルの波長分散を補償する手法が行われてきた。しかし、補償量はＤＣＦの分散特性とファイバ長により決定されるため、柔軟な補償量の変更を行うことができない。そこで、近年、ＶＩＰＡ（Virtually Imaged Phased Array）と呼ばれる可変分散補償装置が提案されている（非特許文献１）。
【０００３】
【非特許文献１】Hiroki Ooi et al, “40-Gb/s WDM Transmission With Virtually Imaged Phased Array (VIPA) Variable Dispersion Compensators”, Journal of Lightwave Technology, Vol.20, No. 12, pp.2196-2203 Dec. 2002
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＷＤＭ（波長分割多重）信号の一括波長分散を仮定した場合、ＶＩＰＡにおいても、信号光の周波数ごとに分散量を柔軟に変更することができず、かつＶＩＰＡ内ではレンズ、ミラー等の空間系のシステムが構築されているため、信号光が受ける損失が大きくなる傾向がある。
【０００５】
本発明は、上述のような従来技術の課題を解決するため、信号光に対し、損失を与えることなく、かつＷＤＭ信号を仮定したとき、各波長のＷＤＭ信号光に対し、任意の分散補償量を付加することのできる可変波長分散補償装置および可変波長分散補償方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の可変波長分散補償装置は、光信号を伝搬する光ファイバと、光を発生する光源と、前記光源から出力された光を前記光信号とは反対の伝播方向から前記光ファイバへ入射する光分波器又は光サーキュレータとを具備し、これにより前記光信号と該光信号の伝搬方向とは反対方向に伝搬する前記光とにより前記光ファイバ中で発生する誘導ブリルアン散乱の効果によって生じる群屈折率変化を利用して、前記光信号の波長分散を補償することを特徴とする。
【０００７】
ここで、前記光ファイバによって決まるブリルアンシフト周波数、前記光源から発生される前記光のスペクトル幅、前記信号光の帯域と周波数、および必要な波長分散補償量を基に必要となる前記群屈折率変化を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された前記群屈折率変化の最大値を示す周波数と最小値を示す周波数との間の変化に基づいて、前記光源から出力する前記光のスペクトル幅、周波数、強度の少なくともいずれか一つを調整することで前記光信号光の波長分散補償量を制御する制御手段とをさらに具備することを特徴とすることができる。
【０００８】
また、前記光源はＮ個（Ｎは２以上の整数）の光源であり、前記Ｎ個の光源から出力された光と接続する前記光分波器又は光サーキュレータは１×Ｎのポートを有することを特徴とすることができる。
さらに、前記光源と前記光分波器又は光サーキュレータと間に接続して該光源から出力された光を増幅する光増幅器をさらに有し、前記制御手段は、前記算出手段により算出された前記群屈折率変化の最大値を示す周波数と最小値を示す周波数との間の変化に基づいて、前記光源から出力する前記光のスペクトル幅、周波数、前記光増幅器の増幅率の少なくともいずれか一つを調整することで前記光信号光の波長分散補償量を制御することを特徴とすることができる。
【０００９】
また、前記光源はＮ個（Ｎは２以上の整数）の光源であり、前記Ｎ個の光源から出力された光と接続する前記光分波器又は光サーキュレータは１×Ｎのポートを有し、前記光増幅器はＮ個の光増幅器であることを特徴とすることができる。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の可変波長分散補償方法は、光信号を伝搬する光ファイバと、光を発生する光源とを含む光学系において、分波器又は光サーキュレータを介して、前記光源から出力された光を前記光信号とは反対の伝播方向から前記光ファイバへ入射することにより、前記光信号と該光信号の伝搬方向とは反対方向に伝搬する前記光とにより前記光ファイバ中で発生する誘導ブリルアン散乱の効果によって生じる群屈折率変化を利用して、前記光信号の波長分散を補償することを特徴とする。
【００１１】
ここで、前記光ファイバによって決まるブリルアンシフト周波数、前記光源から発生される前記光のスペクトル幅、前記信号光の帯域と周波数、および必要な波長分散補償量を基に必要となる前記群屈折率変化を算出する算出手順と、前記算出手順により算出された前記群屈折率変化の最大値を示す周波数と最小値を示す周波数との間の変化に基づいて、前記光源から出力する前記光のスペクトル幅、周波数、強度の少なくともいずれか一つを調整することで前記光信号光の波長分散補償量を制御する制御手順とをさらに含むことを特徴とすることができる。
【００１２】
また、前記光源はＮ個（Ｎは２以上の整数）の光源であり、前記Ｎ個の光源から出力された光と接続する前記光分波器又は光サーキュレータは１×Ｎのポートを有することを特徴とすることができる。
【００１３】
さらに、前記光学系は前記光源と前記光分波器又は光サーキュレータ間に接続して該光源から出力された光を増幅する光増幅器をさらに含み、前記制御手順は、前記算出手順により算出された前記群屈折率変化の最大値を示す周波数と最小値を示す周波数との間の変化に基づいて、前記光源から出力する前記光のスペクトル幅、周波数、前記光増幅器の増幅率の少なくともいずれか一つを調整することで前記光信号光の波長分散補償量を制御することを特徴とすることができる。
【００１４】
また、前記光源はＮ個（Ｎは２以上の整数）の光源であり、前記Ｎ個の光源から出力された光と接続する前記光分波器又は光サーキュレータは１×Ｎのポートを有し、前記光増幅器はＮ個の光増幅器であることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
上記のような構成であるので、本発明によれば、通常の伝送路光ファイバを分散補償媒体として用いることができ、ひいては既存の伝送路への影響を抑え、経済性を高める効果を奏する。
【００１６】
また、本発明によれば、光ファイバ中の誘導ブリルアン散乱により信号光は増幅されるため、信号光は損失を受けることなく、信号光を波長補償すると同時に増幅することができ、ひいては伝送特性の向上につながる効果を奏する。
【００１７】
また、本発明によれば、任意の光周波数の光信号がＷＤＭ多重された伝播光におけるそれぞれの光周波数の光信号に対して、個別に任意の波長分散補償量を与えることができ、ひいては柔軟性が高まる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１に、本発明の第１の実施形態における可変波長分散補償装置の構成を示す。この可変波長分散補償装置は、送信機１０から出力された光信号を伝搬する光ファイバ１４と、光を発生する光源１１と、光源１１から出力された光を光信号とは反対の伝播方向から光ファイバ１４へ入射する光分波器又は光サーキュレータ１３と、光ファイバ１４を伝搬してきた光信号を受信して電気信号に変換する受信機１２と、光信号光の波長分散補償量を制御するために、群屈折率変化に基づいて、光源１１から出力される光を調整する制御装置１７とを有する。
【００１９】
光ファイバ１４へ光信号光とは反対の伝播方向から光（ホンプ光）を入射すると、その光は光信号とは反対の伝播方向に伝搬し、その結果として後述のように、光ファイバ１４中で誘導ブリルアン散乱が起きるので、群屈折率変化が生じる。この時、光源１１から出力される光のペクトル幅、周波数、強度を後述するような適切な値に設定、あるいは調整してあれば、群屈折率の増加と共に増幅作用が働くため、損失を受けずに波長分散を行うことが可能となる。そのような適切な値の設定状態で、信号光の帯域や周波数、光ファイバの条件が不変であるとすれば、リアルタイムの制御は必要ない。
【００２０】
制御装置１７は、光ファイバ１４によって決まるブリルアンシフト周波数ｆｂ、光源１１から発生される光のスペクトル幅Δｆ、信号光の帯域と周波数、および必要な波長分散補償量を基に必要となる群屈折率変化を算出し、算出された群屈折率変化の最大値を示す周波数と最小値を示す周波数との間の変化に基づいて、光源１１から出力する光のスペクトル幅、周波数、強度の少なくともいずれか一つを調整することで光信号光の波長分散補償量を制御する。
【００２１】
制御装置１７に含まれるスペクトル幅、周波数、強度を制御する具体的手段について例示すると、光源１１から出力される光のスペクトル幅の制御は、ノイズを発生させる電気信号発生器（図示しない）を用い、発生させたノイズを基に光源１１を直接変調することで、スペクトル幅を広げる。このときのノイズのスペクトル幅を変化させることで、光源のスペクトル幅を制御する。また、周波数制御は、特定の周波数を発する光源１１のレーザに対し、ペルチェ素子（図示しない）を用い、そのレーザの発振周波数の温度依存性を用いて周波数を制御する。強度の制御は、光源１１のレーザに注入する電流を変化させて、出力光の強度を制御する。これら手段を統括して制御するものとしてコンピュータデバイスがある。このようなコンピュータデバイスとしては、ＣＰＵやメモリ、データ入力機構等を有する一般的なコンピュータデバイスが利用できる。また、図１では、制御装置１７は光源１１と別体に図示してあるが、光源１１のハウジング内に一体的に組み込んでもよい。
【００２２】
なお、上記のブリルアンシフト周波数ｆｂ、光源１１から発生される光のスペクトル幅Δｆは、温度や光ファイバ１４に加わる歪で変動するが、分散補償装置で光ファイバの温度、歪管理を行うことで、ｆｂやΔｆといったパラメータが変動することはない。一方、信号光の周波数や強度が揺らぐと、光源１１の出力光の周波数や強度を制御する必要がある。この場合、信号光の周波数、強度の検知が必要となり、フィードバックが必要である。ただし、群屈折率変化の帯域に対して、その揺らぎが無視できる程度であれば、そのフィードバックは必要ない。
【００２３】
次に、誘導ブリルアン散乱による群屈折率変化が生じる仕組みと群屈折率変化特性を説明する。
【００２４】
誘導ブリルアン散乱とは、入射光と音響フォノンとの相互作用によって生じる散乱現象であって、スペクトル線幅の狭い光を光ファイバに入射すると、入射光の伝搬方向と反対の伝播方向に向かって、ブリルアンシフト周波数と呼ばれる周波数だけ低い周波数を持つストークス光を発生する。このとき、ストークス光を発生させる入射光をポンプ光と呼ぶことにする。つまり、ポンプ光の周波数をｆｐ、ブリルアンシフト周波数をｆｂとすると、ストークス光の周波数はｆｐ−ｆｂとなる。
【００２５】
ここで、中心周波数がｆｐ−ｆｂである信号光を、ポンプ光に対向して光ファイバに入射すると、光ファイバ中でポンプ光から信号光へ光パワーが移り、信号光がゲイン（増幅）される。このゲインｇは、図２（ａ）に示すとおり、ｆｐ−ｆｂを中心にローレンツ型のスペクトル特性を持っており、このゲインにはクラマース・クローニッヒの関係と呼ばれる法則から、同じくｆｐ−ｆｂを中心に図２（ｂ）に示す屈折率ｎの変化が生じる。
【００２６】
群屈折率ngは、
【００２７】
【数１】
【００２８】
の関係から求められ、図２（ｃ）に示すスペクトル特性の群屈折率変化が生じ、群屈折率はｆｐ−ｆｂを中心に増加する。ただし、ｆは周波数である。
【００２９】
ゲイン量や群屈折率変化量のピーク値は、ポンプ光強度に比例し、かつ、ポンプ光のスペクトル幅Δｆが４０ＭＨｚよりも十分大きい場合には、ゲインの半値幅はポンプ光のスペクトルの半値幅Δｆとほぼ等しくなり、群屈折率変化量が最小となる周波数ｆminは、群屈折率変化量がピーク値を示す周波数ｆｐ−ｆｂから以下のスペクトル幅だけ異なる周波数を示す。
【００３０】
【数２】
【００３１】
この時、群屈折率変化のピーク値は以下の式（３）で求められる。
【００３２】
【数３】
【００３３】
ただし、ｃは真空中の光の速度、ｇ0はブリルアン利得係数、Ｐはポンプ光の強度、Δｆはポンプ光のスペクトル線幅（すなわち、半値幅）、Ａeffは、光ファイバの実効断面積である。
【００３４】
ここで、波長分散補償を行う場合、図３に示すように変化量が最大を示す周波数と、変化量が最小を示す周波数の間の変化を用いる。つまり、群屈折率変化が周波数領域においてほぼ線形に減少する領域又は線形に増加する領域を用いることにより、信号光の波長分散を補償する。
【００３５】
例えば、一般的なＤＳＦ（Dispersion Shifted fiber：分散シフトファイバ）１０ｋｍを用い、
ｃ＝３×１０8（ｍ／ｓ）、ｇ0＝５×１０-11、Ａeff＝５０μｍ2
とすると、２０ＧＨｚのスペクトル幅を持つ１ｍＷの光源１１の光を、信号光とは反対の伝播方向で、入射すると、群屈折率変化のピーク値は約２．４×１０-6となり、約１０ＧＨｚの領域で、群屈折率変化がほぼ線形に０から２．４×１０-6へと変化する。
【００３６】
群屈折率変化が０である周波数と、２．４×１０-6である周波数では、光ファイバ１４を伝搬後に、以下の式（４）で示す伝搬時間差ΔＴが生じる。
【００３７】
【数４】
【００３８】
ただし、Ｌは光ファイバの長さ、ｃは真空中の光の速度、Δｎgは群屈折率変化量であり、ｃ＝３×１０8、Δｎg＝±２．４×１０-6を代入して（符号は、群屈折率が線形に増加する領域か、減少する領域かで決まる）、ΔＴ＝±０．８ｎｓ／１０ＧＨｚを得る。信号光の波長を１．５μｍ帯であると仮定すると、１ｎｍ＝１２５ＧＨｚであることから、ΔＴ＝±１０００ｐｓ／ｎｍを得る。つまり、±１０００ｐｓ／ｎｍの波長分散を補償することが可能である。
【００３９】
例えば、５Ｇｂｐｓ、周波数ｆｓの信号光が、＋１０００ｐｓ／ｎｍの分散を受けた場合に、上記で述べたポンプ光を入射すると、発生する群屈折率変化の約１０ＧＨｚの領域で群屈折率変化がほぼ線形に変化し、−１０００ｐｓ／ｎｍを実現する領域が、信号光のスペクトルを含むように、ポンプ光の周波数を調整すると、信号光の分散が補償されることになる。
【００４０】
また、この補償量はポンプ光強度を変化させると変更できる。分散量の符号は、信号光に対し、群屈折率変化が最小から最大へと周波数増加に伴って増加する特性のスロープを用いるか、群屈折率変化が最大から最小へと周波数減少に伴って減少する特性のスロープを用いるかで決定される。つまり、分散量の符号は、ポンプ光の周波数によって決まる。従って、光源１１の光（ポンプ光）の周波数、強度の調整において、その両方を制御してもよい。すなわち、周波数を変化させることで分散補償量の符号を変えることが可能であり（例えば、＋１００ｐｓ／ｎｍから−１００ｐｓ／ｎｍへの変化）、強度の変化で分散補償量を変える（例えば、＋１００ｐｓ／ｎｍからプラス２００ｐｓ／ｎｍへの変化）という使い方ができる。限定的に考えると、ポンプ光の周波数は、群屈折率変化が線形に増加する領域か、あるいは減少する領域の２パターンのみを使うことになる。
【００４１】
次に、損失（ロス）について説明する。上記のように、分散量の符号は、ポンプ光の周波数によって決まるため、ポンプ光の周波数ｆｐは、信号光の周波数ｆｓに対し、ｆｓ＋ｆｂ±ａとなる。ここでａは、信号光のスペクトルが、群屈折率変化のスロープに重なるようにするための周波数差である。
【００４２】
この時、群屈折率の増加と共に増幅作用が働くため、損失を受けずに波長分散を行うことが可能となる。
【００４３】
かつ、この群屈折率変化は、ｆｐ−ｆｂを中心に、光源１１のスペクトル幅の領域にのみ影響を及ぼすため、ＷＤＭ信号の各信号に対し、個別にポンプ光を入射することにより、個別に任意の波長分散補償を施すことが可能となる。
【００４４】
一方、信号光の周波数ｆｓがｆｐ＋ｆｂである場合には、先に説明したゲインとは逆に、光パルスにロスが生じる。このロスのスペクトル特性は、図２に示した特性の正負反転の特性となり、このロスや群屈折率変化量のピークを示す周波数はｆｐ＋ｆｂとなり、群屈折率はｆｐ＋ｆｂにおいて減少する。この現象に関しても、光パルスのロスや群屈折率変化のピーク値は、ポンプ光強度に比例する。つまり、この場合は、信号光の周波数ｆｓに対し、ｆｓ−ｆｂ±ａの周波数のポンプ光を入射することで、上記で述べた方法により、同様に分散を補償できる。ただし、この場合の分散補償には、増幅ではなく損失が伴うのが特徴である。
【００４５】
（第２の実施形態）
図４は本発明の第２の実施形態における可変波長分散補償装置の構成を示す。図４に示すように、図１の実施形態の光分波器又は光サーキュレータ１３と光源１１の間に光増幅器（光アンプ）１５を配置し、光源１１において上記のように出力光の強度を変更する替わりに、光増幅器１５の増幅率を制御装置１７からの制御信号により変えることにより、光ファイバ１４に入射するポンプ光の強度を制御し、分散補償量を変更してもよい。分散を補償する仕組みについては、第１の実施形態と同じである。
【００４６】
（第３の実施形態）
図５は本発明の第３の実施形態における可変波長分散補償装置の構成を示す。本可変波長分散補償装置の構成は、光源１１を複数Ｎ個有しており（Ｎは２以上の整数、以下同様）、光分波器又は光サーキュレータ１６が１×Ｎのポートを有している。制御装置１７からの制御信号はＮ個の光源１１にそれぞれ供給される。
【００４７】
その他の構成は、なお、図１における第１の実施形態と同様なので、その重複する説明は省略する。
【００４８】
分散を補償する仕組みについては、第１の実施形態と同じである。前述のように、群屈折率変化は、ｆｐ−ｆｂを中心に、光源１１のスペクトル幅の領域にのみ影響を及ぼすため、ＷＤＭ信号の各信号に対し、個別にポンプ光を入射することにより、個別に任意の波長分散補償を施すことが可能となるので、Ｎ個の光源１１の周波数、出力を個別に制御することによって、任意の信号がＷＤＭ多重された信号光に対し、個別に任意の波長分散補償量を、実現できる。
【００４９】
（第４の実施形態）
図６は本発明の第４の実施形態における可変波長分散補償装置の構成を示す。本可変波長分散補償装置の構成は、光源１１を複数Ｎ個有しており、光分波器又は光サーキュレータ１６が１×Ｎのポートを有していることは、第３の実施形態と同様であるが、Ｎ個の光源１１と１×Ｎのポートを有する光分波器又は光サーキュレータ１６の間に、Ｎ個の光増幅器１５を接続し、制御装置１７からの制御信号はＮ個の増幅器１１にそれぞれ供給される。
【００５０】
本可変波長分散補償装置では、Ｎ個の光源１１において出力光の強度を変更する替わりに、Ｎ個の光増幅器１５の増幅率を変えることにより、光ファイバ１４に入射するポンプ光の強度を制御し、分散補償量を変更する。
【００５１】
分散を補償する仕組みについては、第１の実施形態と同じである。前述のように、群屈折率変化は、ｆｐ−ｆｂを中心に、光源１１のスペクトル幅の領域にのみ影響を及ぼすため、ＷＤＭ信号の各信号に対し、個別にポンプ光を入射することにより、個別に任意の波長分散補償を施すことが可能となるので、任意の信号がＷＤＭ多重された信号光に対し、個別に任意の波長分散補償量を、実現できる。
【００５２】
（他の実施形態）
上記では、本発明の好適な実施形態を例示して説明したが、本発明の実施形態は上記例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内であれば、その構成部材等の置換、変更、追加、個数の増減、形状の設計変更等の各種変形は、全て本発明の実施形態に含まれる。また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、１つの機器からなる装置に適用してもよい。また、上記実施形態例に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種種の発明を形成できる。例えば、必要に応じて実施形態例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施形態例に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、可変量の波長分散を補償する機能を持ち、かつＷＤＭ信号に対し、それぞれの信号に任意の波長分散を施すことができる大容量伝送システムの波長分散補償装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施形態における可変波長分散補償装置の構成を示すブロック図である。
【図２】誘導ブリルアン散乱によって引き起こされるゲイン（a）、屈折率変化(ｂ)、群屈折率変化(ｃ)のスペクトル特性を示す特性図である。
【図３】誘導ブリルアン散乱によって引き起こされる群屈折率変化の、分散補償に用いる周波数帯域を示す特性図である。
【図４】本発明の第２の実施形態における可変波長分散補償装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３の実施形態における可変波長分散補償装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第４の実施形態における可変波長分散補償装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０ 送信機
１１ 光源
１２ 受信機
１３ 光カプラ又は光サーキュレータ
１４ 光ファイバ
１５ 光増幅器
１６ １×Ｎポートを有する光カプラ
１７ 制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を伝搬する光ファイバと、
光を発生する光源と、
前記光源から出力された光を前記光信号とは反対の伝播方向から前記光ファイバへ入射する光分波器又は光サーキュレータと
を具備し、これにより前記光信号と該光信号の伝搬方向とは反対方向に伝搬する前記光とにより前記光ファイバ中で発生する誘導ブリルアン散乱の効果によって生じる群屈折率変化を利用して、前記光信号の波長分散を補償することを特徴とする可変波長分散補償装置。
【請求項２】
前記光ファイバによって決まるブリルアンシフト周波数、前記光源から発生される前記光のスペクトル幅、前記信号光の帯域と周波数、および必要な波長分散補償量を基に必要となる前記群屈折率変化を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記群屈折率変化の最大値を示す周波数と最小値を示す周波数との間の変化に基づいて、前記光源から出力する前記光のスペクトル幅、周波数、強度の少なくともいずれか一つを調整することで前記光信号光の波長分散補償量を制御する制御手段と
をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の可変波長分散補償装置。
【請求項３】
前記光源と前記光分波器又は光サーキュレータと間に接続して該光源から出力された光を増幅する光増幅器をさらに有し、
前記制御手段は、前記算出手段により算出された前記群屈折率変化の最大値を示す周波数と最小値を示す周波数との間の変化に基づいて、前記光源から出力する前記光のスペクトル幅、周波数、前記光増幅器の増幅率の少なくともいずれか一つを調整することで前記光信号光の波長分散補償量を制御することを特徴とする請求項２に記載の可変波長分散補償装置。
【請求項４】
前記光源はＮ個（Ｎは２以上の整数）の光源であり、前記Ｎ個の光源から出力された光と接続する前記光分波器又は光サーキュレータは１×Ｎのポートを有することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の可変波長分散補償装置。
【請求項５】
前記光源はＮ個（Ｎは２以上の整数）の光源であり、前記Ｎ個の光源から出力された光と接続する前記光分波器又は光サーキュレータは１×Ｎのポートを有し、前記光増幅器はＮ個の光増幅器であることを特徴とする請求項３に記載の可変波長分散補償装置。
【請求項６】
光信号を伝搬する光ファイバと、光を発生する光源とを含む光学系において、
分波器又は光サーキュレータを介して、前記光源から出力された光を前記光信号とは反対の伝播方向から前記光ファイバへ入射することにより、前記光信号と該光信号の伝搬方向とは反対方向に伝搬する前記光とにより前記光ファイバ中で発生する誘導ブリルアン散乱の効果によって生じる群屈折率変化を利用して、前記光信号の波長分散を補償することを特徴とする可変波長分散補償方法。
【請求項７】
前記光ファイバによって決まるブリルアンシフト周波数、前記光源から発生される前記光のスペクトル幅、前記信号光の帯域と周波数、および必要な波長分散補償量を基に必要となる前記群屈折率変化を算出する算出手順と、
前記算出手順により算出された前記群屈折率変化の最大値を示す周波数と最小値を示す周波数との間の変化に基づいて、前記光源から出力する前記光のスペクトル幅、周波数、強度の少なくともいずれか一つを調整することで前記光信号光の波長分散補償量を制御する制御手順と
をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の可変波長分散補償方法。
【請求項８】
前記光学系は前記光源と前記光分波器又は光サーキュレータ間に接続して該光源から出力された光を増幅する光増幅器をさらに含み、
前記制御手順は、前記算出手順により算出された前記群屈折率変化の最大値を示す周波数と最小値を示す周波数との間の変化に基づいて、前記光源から出力する前記光のスペクトル幅、周波数、前記光増幅器の増幅率の少なくともいずれか一つを調整することで前記光信号光の波長分散補償量を制御することを特徴とする請求項７に記載の可変波長分散補償方法。
【請求項９】
前記光源はＮ個（Ｎは２以上の整数）の光源であり、前記Ｎ個の光源から出力された光と接続する前記光分波器又は光サーキュレータは１×Ｎのポートを有することを特徴とする請求項６または７に記載の可変波長分散補償方法。
【請求項１０】
前記光源はＮ個（Ｎは２以上の整数）の光源であり、前記Ｎ個の光源から出力された光と接続する前記光分波器又は光サーキュレータは１×Ｎのポートを有し、前記光増幅器はＮ個の光増幅器であることを特徴とする請求項９に記載の可変波長分散補償方法。
【請求項１】
光信号を伝搬する光ファイバと、
光を発生する光源と、
前記光源から出力された光を前記光信号とは反対の伝播方向から前記光ファイバへ入射する光分波器又は光サーキュレータと
を具備し、これにより前記光信号と該光信号の伝搬方向とは反対方向に伝搬する前記光とにより前記光ファイバ中で発生する誘導ブリルアン散乱の効果によって生じる群屈折率変化を利用して、前記光信号の波長分散を補償することを特徴とする可変波長分散補償装置。
【請求項２】
前記光ファイバによって決まるブリルアンシフト周波数、前記光源から発生される前記光のスペクトル幅、前記信号光の帯域と周波数、および必要な波長分散補償量を基に必要となる前記群屈折率変化を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記群屈折率変化の最大値を示す周波数と最小値を示す周波数との間の変化に基づいて、前記光源から出力する前記光のスペクトル幅、周波数、強度の少なくともいずれか一つを調整することで前記光信号光の波長分散補償量を制御する制御手段と
をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の可変波長分散補償装置。
【請求項３】
前記光源と前記光分波器又は光サーキュレータと間に接続して該光源から出力された光を増幅する光増幅器をさらに有し、
前記制御手段は、前記算出手段により算出された前記群屈折率変化の最大値を示す周波数と最小値を示す周波数との間の変化に基づいて、前記光源から出力する前記光のスペクトル幅、周波数、前記光増幅器の増幅率の少なくともいずれか一つを調整することで前記光信号光の波長分散補償量を制御することを特徴とする請求項２に記載の可変波長分散補償装置。
【請求項４】
前記光源はＮ個（Ｎは２以上の整数）の光源であり、前記Ｎ個の光源から出力された光と接続する前記光分波器又は光サーキュレータは１×Ｎのポートを有することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の可変波長分散補償装置。
【請求項５】
前記光源はＮ個（Ｎは２以上の整数）の光源であり、前記Ｎ個の光源から出力された光と接続する前記光分波器又は光サーキュレータは１×Ｎのポートを有し、前記光増幅器はＮ個の光増幅器であることを特徴とする請求項３に記載の可変波長分散補償装置。
【請求項６】
光信号を伝搬する光ファイバと、光を発生する光源とを含む光学系において、
分波器又は光サーキュレータを介して、前記光源から出力された光を前記光信号とは反対の伝播方向から前記光ファイバへ入射することにより、前記光信号と該光信号の伝搬方向とは反対方向に伝搬する前記光とにより前記光ファイバ中で発生する誘導ブリルアン散乱の効果によって生じる群屈折率変化を利用して、前記光信号の波長分散を補償することを特徴とする可変波長分散補償方法。
【請求項７】
前記光ファイバによって決まるブリルアンシフト周波数、前記光源から発生される前記光のスペクトル幅、前記信号光の帯域と周波数、および必要な波長分散補償量を基に必要となる前記群屈折率変化を算出する算出手順と、
前記算出手順により算出された前記群屈折率変化の最大値を示す周波数と最小値を示す周波数との間の変化に基づいて、前記光源から出力する前記光のスペクトル幅、周波数、強度の少なくともいずれか一つを調整することで前記光信号光の波長分散補償量を制御する制御手順と
をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の可変波長分散補償方法。
【請求項８】
前記光学系は前記光源と前記光分波器又は光サーキュレータ間に接続して該光源から出力された光を増幅する光増幅器をさらに含み、
前記制御手順は、前記算出手順により算出された前記群屈折率変化の最大値を示す周波数と最小値を示す周波数との間の変化に基づいて、前記光源から出力する前記光のスペクトル幅、周波数、前記光増幅器の増幅率の少なくともいずれか一つを調整することで前記光信号光の波長分散補償量を制御することを特徴とする請求項７に記載の可変波長分散補償方法。
【請求項９】
前記光源はＮ個（Ｎは２以上の整数）の光源であり、前記Ｎ個の光源から出力された光と接続する前記光分波器又は光サーキュレータは１×Ｎのポートを有することを特徴とする請求項６または７に記載の可変波長分散補償方法。
【請求項１０】
前記光源はＮ個（Ｎは２以上の整数）の光源であり、前記Ｎ個の光源から出力された光と接続する前記光分波器又は光サーキュレータは１×Ｎのポートを有し、前記光増幅器はＮ個の光増幅器であることを特徴とする請求項９に記載の可変波長分散補償方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１８６５０７（Ｐ２００９−１８６５０７Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３１５５（Ｐ２００８−２３１５５）
【出願日】平成２０年２月１日（２００８．２．１）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１日（２００８．２．１）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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