具有光放大功能的光通信系统技术方案

在母站、子站之间的光通信中，将产生下行信号的母站的信号用激光光源（ｈｉｇｈ　　ＬＤ）的波长设为具有对光纤（２）中传播的上行光信号进行喇曼放大效应的波长。在光纤（２）中，从子站传输到母站的上行光信号在该光纤（２）中传播期间，通过所述信号用激光光源（ｈｉｇｈ　　ＬＤ）的下行信号光，其上行光信号被放大。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及母站和子站之间用光纤连接的光通信系统。在光通信系统中，本专利技术特别涉及在母站和具有无源型光分支器的光分支站之间用干线光纤连接，在光分支站和多个子站之间分别以支线光纤连接的PON(Passive Optical Network；无源光网络)系统。
技术介绍
在母站和多个子站之间使用光数据通信网络进行双向通信的系统中，母站和各子站之间分别用一根光纤放射状地连接的网络结构已经实用化(SingleStar)。在该网络结构中，系统、设备结构简单，但各子站占有一根光纤，所以难以实现系统的低价格。因此，提出多个子站共用一根光纤的PON(Passive Optical Network)系统(也称为PDS(Passive Double Star))。该PON系统在母站和具有无源型光分支器的光分支站之间以干线光纤连接，在光分支站和多个子站之间分别以支线光纤连接。在PON系统中，提出一种为了确保光传输所需的功率，而在光分支站中安装光放大器，从而放大光纤中传输的光信号的结构(参照(日本)特开平9-181686号公报)。但是，在所述结构中，由于光分支站中使用光放大器，所以在其获取和设置上花费成本，此外，如果设置后产生故障则不得不去分支站，存在需要再费时间维护的问题。此外，不仅PON系统，即使在一般的光通信系统中，在母站和多个子站之间的光纤中也插入光放大器，但由于使用光放大器，其获取和设置花费成本，此外，如果设置后产生故障则不得不去光放大器的设置场所，存在需要在费时间维护的问题。因此，如果可以不使用单体的光放大器，而使放大功能分散在光纤中，则维护变得容易，并且也可以期望通过大量生产来降低成本。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种可以使光纤具有光放大功能的光通信系统。本专利技术的光通信系统的特征在于，将产生下行信号光的信号用光源的波长设为具有将光纤中传播的上行光信号进行喇曼放大效应的波长，在光纤中，母站、子站间传输的上行光信号在该光纤中传播期间，该上行光信号被放大。根据该结构，使用信号用光源发生具有放大上行光信号效应的波长的信号用光，并通过光纤传送到子站。由此，可以简单的放大该光纤中传输的上行信号光。另外，母站、子站的选择是任意的，只要将具备具有喇曼放大的效应的波长信号用光源的一个作为母站就可以。图15是表示喇曼放大的条件的曲线图，横轴是波长，纵轴是传播时的光功率。信号光和放大用光互相反向传播。为了进行喇曼放大，放大用光的波长只要比信号光的波长缩短约0.1μm就可以。进而，作为该放大的条件，优选喇曼增益(gR/Aeff)PpLeff大于等于0.1dB。这里，(gR/Aeff)是光纤的喇曼增益系数，Pp是输入到光纤中的注入(pumping)功率，Leff是沿着注入光作用的光纤的有效距离。优选对所述光纤的至少一部分使用高非线性光纤(技术方案2)。高非线性光纤是指喇曼增益(gR/Aeff)PpLeff大于等于4dB的光纤。例如，可以通过使芯直径比一般的单模光纤稍微细来制作。如果使用高非线性光纤则可以得到强的非线性效应，所以可以提高光信号的放大增益。从而，即使发生下行信号光的信号用光源的功率比较弱，或距离短，也可以放大上行信号。设为‘至少一部分’是因为不必对传输路径整体使用高非线性光纤，仅在对得到必要的放大增益充分的距离使用就可以。例如，在长距离传输的情况等下，将高非线性光纤和SMF(Single Mode Fiber)串连连接，由高非线性光纤构成靠近母站的信号用光源的部分，并由SMF构成远的部分时有效。所述下行信号光使用被通-断(on-off)的光，该调制方式也可以使用即使在数据的码0持续时，通状态和断状态都变动，即使在码1持续时，通状态和断状态都变动的调制方式(技术方案3)。这样，由于不会通状态长时间连续，或者断状态长时间连续，因此可以抑制放大增益的变动，并可以得到稳定的放大特性。特别是如果通状态和断状态的比例一定，则对抑制放大增益变动有效。在所述光纤中，上行信号光被放大的部分的长度优选比与所述下行信号光的通状态和断状态的组对应的光纤的长度长的距离(技术方案4)。例如，假设光信号以速度c/n(m/sec)在某一长度L(m)的光纤中传播。c设为真空中的光的速度，n设为光纤的有效折射率。1组通状态和断状态的组中使用平均α位传输的编码方式，将信号的传输速度设为A(bit/sec)时，长度L(m)的光纤中存在nLA/αc组的通状态和断状态。这里，由于所述‘下行信号光的通状态和断状态的组’中大约一般存在光信号，所以通过使光纤的长度L(m)比αc/nA(m)长，在该光纤的整个长度L(m)可以进行稳定的喇曼放大。在母站中，优选设置有用于选择射入光接收元件的光的波长的光滤波器(技术方案5)。本专利技术的PON系统将发生下行信号光的信号用光源的波长设为具有对干线光纤中传播的上行光信号进行喇曼放大的效应的波长，在干线光纤中，母站、子站间传输的上行光信号在该光纤中传播期间，该上行光信号被放大(技术方案6)。根据所述结构，使用信号用光源产生对上行光信号具有放大效应的波长的信号用光，通过干线光纤、光合分波器被分配给子站。由此，可以简单地放大传输该干线光纤的上行信号光。作为放大光信号的功能，由于使用喇曼放大，所以通过传播下行信号用光，可以将该光纤中传输的上行信号光分散放大。如上所述，通过使光纤具有光放大功能，可以在光分支站中不需要准备光放大器，而实现简单的结构的PON系统。优选对所述干线光纤的至少一部分使用高非线性光纤(技术方案7)。如果使用该高非线性光纤，则可以得到强的非线性效应，所以可以通过比较弱的放大光得到高增益。从而，即使信号用光源的光功率比较低也可以。在长距离传输的情况等下，串联连接高非线性光纤和SMF(Single Mode Fiber)，并由高非线性光纤构成靠近母站的信号用光源的部分，由SMF构成远的部分时，更有效。在以上的情况下，在通-断下行信号光的调制方式中，如果使用在数据的码0连续时，通状态和断状态也变动，码1连续时，通状态和断状态也变动的调制方式(技术方案8)，由于可以对通状态的光信号进行喇曼放大，所以可以得到稳定的放大特性。如果使用对信号光进行偏振调制或相位调制，则光功率几乎不随时间变化，所以可以不考虑编码方式而始终进行稳定的放大。此外，为了得到稳定的放大特性，在所述干线光纤中，上行信号光被放大的部分的长度优选为比与所述下行信号光的通状态和断状态的组对应的干线光纤的长度长的距离(技术方案9)。以下，说明本专利技术的PON系统的具体的结构。括号内的图号表示后述的实施方式中说明时使用的对应图号。作为本专利技术的PON系统的结构，在母站中设置信号用光源和光合分波器，如果将信号用光通过光合分波器从母站向光分支站注入干线光纤，则可以在母站、光分支站之间放大上行信号光(技术方案10)。来自子站的光信号通过长的传播路径，母站-光分支站之间距离长的情况也较多，所以放大其间的光信号是有效的。在所述系统结构中，可以使用星型耦合器作为无源型光分支器(技术方案11；图4)。根据该结构，通过使用便宜的星型耦合器，可以降低制造、管理成本。此外，由于全部子站可以处理同一波长的光信号，所以可以抑制子站的制造成本。此外，在所述系统结构中，作为无源型光分支器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光通信系统，将母站和子站之间以光纤连接，其特征在于，将产生下行信号光的信号用光源的波长设为具有将光纤中传播的上行光信号进行喇曼放大效应的波长，在光纤中，母站、子站间传输的上行光信号在该光纤中传播期间，该上行光信号被放大。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：矢田胜启，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]