JP2000077757A - 光増幅器、光伝送装置および光伝送システム - Google Patents
光増幅器、光伝送装置および光伝送システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】低価格でＮＦが低く、高速光信号を増幅可能な
光増幅器、光伝送装置提供する。 【解決手段】３段に分けたドープファイバ１Ａ，１Ｂ，
１Ｃに供給する励起光源を３台未満とする。低励起のド
ープファイバ１Ａと高励起のドープファイバ１Ｂとの間
に光アイソレータを設け、ドープファイバ１Ｂとドープ
ファイバ１Ｃとの間に分散補償器等の光信号に損失を与
える光部品を設ける。
光増幅器、光伝送装置提供する。 【解決手段】３段に分けたドープファイバ１Ａ，１Ｂ，
１Ｃに供給する励起光源を３台未満とする。低励起のド
ープファイバ１Ａと高励起のドープファイバ１Ｂとの間
に光アイソレータを設け、ドープファイバ１Ｂとドープ
ファイバ１Ｃとの間に分散補償器等の光信号に損失を与
える光部品を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光増幅器、光伝送
装置および光伝送システムに係り、特にノイズフィギュ
アの低く分散補償が可能な光増幅器ならびに光伝送装置
および光伝送システムに関する。
装置および光伝送システムに係り、特にノイズフィギュ
アの低く分散補償が可能な光増幅器ならびに光伝送装置
および光伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ドープファイバを用いた光増幅
器ではドープファイバ前段の信号光入力損失がＳ／Ｎ比
劣化の要因となることが知られている。しかし、従来の
光伝送装置は、「光増幅器とその応用」（オーム社、平
成４年５月）５−３［１］に記載のように、ドープファ
イバの前段に誘導放出光の反射抑圧用として光アイソレ
ータを挿入することが不可欠であった。このような構成
の光伝送装置では、ドープファイバの前段に挿入する必
要な光部品は、光アイソレータだけではない。一般的に
は、伝送装置として必要な監視光波長分離用波長分離
器、伝送信号強度モニタ用カップラ、励起光多重用波長
多重器等の光部品が必要で、それぞれの損失を有する。
また、２５ないし３５ｄＢの利得を得るためには、１０
０ｍＷ程度の励起用半導体レーザと２０ないし３０ｍの
ドープファイバとを組み合わせる必要があり、このドー
プファイバのノイズフィギュア（雑音指数；以下ＮＦと
略す）も無視できない。
器ではドープファイバ前段の信号光入力損失がＳ／Ｎ比
劣化の要因となることが知られている。しかし、従来の
光伝送装置は、「光増幅器とその応用」（オーム社、平
成４年５月）５−３［１］に記載のように、ドープファ
イバの前段に誘導放出光の反射抑圧用として光アイソレ
ータを挿入することが不可欠であった。このような構成
の光伝送装置では、ドープファイバの前段に挿入する必
要な光部品は、光アイソレータだけではない。一般的に
は、伝送装置として必要な監視光波長分離用波長分離
器、伝送信号強度モニタ用カップラ、励起光多重用波長
多重器等の光部品が必要で、それぞれの損失を有する。
また、２５ないし３５ｄＢの利得を得るためには、１０
０ｍＷ程度の励起用半導体レーザと２０ないし３０ｍの
ドープファイバとを組み合わせる必要があり、このドー
プファイバのノイズフィギュア（雑音指数；以下ＮＦと
略す）も無視できない。
【０００３】上記構成の光伝送装置では、伝送路によっ
て損失を受けた光信号に更に損失を与えた後、ＮＦの高
いドープファイバを用いて増幅するので、入力側のＳ／
Ｎ比と出力側のＳ／Ｎ比との比で定義されるＮＦを６ｄ
Ｂ未満にすることが困難である。
て損失を受けた光信号に更に損失を与えた後、ＮＦの高
いドープファイバを用いて増幅するので、入力側のＳ／
Ｎ比と出力側のＳ／Ｎ比との比で定義されるＮＦを６ｄ
Ｂ未満にすることが困難である。
【０００４】また、高速の光信号を通常の伝送ファイバ
（ＮＤＳＦ）伝送路に適用する場合には、分散の補償デ
バイスを挿入する必要がある。この結果、この分散補償
デバイスによる損失を補償する必要が生まれる。
（ＮＤＳＦ）伝送路に適用する場合には、分散の補償デ
バイスを挿入する必要がある。この結果、この分散補償
デバイスによる損失を補償する必要が生まれる。
【０００５】従来の、光増幅器の構成例として、ＮＦが
７．５ｄＢの「２ｘ２ 双方向中継用光ファイバアンプ
（ＢＤＬＡ）の試作」（１９９７年電子情報通信学会通
信ソサエティ大会、Ｂ−１０−１８４）が、挙げられ
る。また、分散補償デバイスによる損失を補償する構成
例として、特開平７−３０１８３１号公報が挙げられ
る。
７．５ｄＢの「２ｘ２ 双方向中継用光ファイバアンプ
（ＢＤＬＡ）の試作」（１９９７年電子情報通信学会通
信ソサエティ大会、Ｂ−１０−１８４）が、挙げられ
る。また、分散補償デバイスによる損失を補償する構成
例として、特開平７−３０１８３１号公報が挙げられ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】光増幅器をｋ個用いて
多中継伝送する場合、Ｓ／Ｎ比劣化量は段数ｋに比例し
て増加する。従って、総Ｓ／Ｎ比劣化量に上限のある実
際の光伝送システムにおいては、光増幅器のＳ／Ｎ劣化
量増加に伴い中継段数が減る。この結果、光伝送距離が
短くなる。
多中継伝送する場合、Ｓ／Ｎ比劣化量は段数ｋに比例し
て増加する。従って、総Ｓ／Ｎ比劣化量に上限のある実
際の光伝送システムにおいては、光増幅器のＳ／Ｎ劣化
量増加に伴い中継段数が減る。この結果、光伝送距離が
短くなる。
【０００７】例えば、総Ｓ／Ｎ比劣化量１２ｄＢ以下の
規定の元で、Ｓ／Ｎ比劣化量４ｄＢの光増幅器と６ｄＢ
の光増幅器を各々８０ｋｍ間隔で設置した場合、４ｄＢ
の光増幅器は３段中継により総Ｓ／Ｎ劣化量１２ｄＢ、
６ｄＢの光増幅器は２段中継により同じく総Ｓ／Ｎ比劣
化量１２ｄＢとなる。つまり、Ｓ／Ｎ劣化量４ｄＢの光
増幅器は３段中継できるので、２４０ｋｍ伝送できるの
に対し、６ｄＢの光増幅器は２段中継しかできないの
で、１６０ｋｍの伝送距離に留まってしまう。
規定の元で、Ｓ／Ｎ比劣化量４ｄＢの光増幅器と６ｄＢ
の光増幅器を各々８０ｋｍ間隔で設置した場合、４ｄＢ
の光増幅器は３段中継により総Ｓ／Ｎ劣化量１２ｄＢ、
６ｄＢの光増幅器は２段中継により同じく総Ｓ／Ｎ比劣
化量１２ｄＢとなる。つまり、Ｓ／Ｎ劣化量４ｄＢの光
増幅器は３段中継できるので、２４０ｋｍ伝送できるの
に対し、６ｄＢの光増幅器は２段中継しかできないの
で、１６０ｋｍの伝送距離に留まってしまう。
【０００８】Ｓ／Ｎ劣化量とＮＦとは、一対一に対応す
る量ではないが、ＮＦの悪い光増幅器を用いればＳ／Ｎ
劣化量が大きくなり、光信号を一旦電気信号に戻して再
生中継する再生中継距離が短くなるという問題がある。
る量ではないが、ＮＦの悪い光増幅器を用いればＳ／Ｎ
劣化量が大きくなり、光信号を一旦電気信号に戻して再
生中継する再生中継距離が短くなるという問題がある。
【０００９】また、ドープファイバを複数段に分割した
光増幅器では、励起光源が複数必要になり、光増幅器の
価格増加、大型化、消費電力増加を来してしまう。
光増幅器では、励起光源が複数必要になり、光増幅器の
価格増加、大型化、消費電力増加を来してしまう。
【００１０】本発明の第１の目的は、上述した不具合を
なくすことにあり、分散補償機能を含み、ＮＦが低く、
経済的で、小型低消費電力の光増幅器を提供することに
ある。
なくすことにあり、分散補償機能を含み、ＮＦが低く、
経済的で、小型低消費電力の光増幅器を提供することに
ある。
【００１１】本発明の第２の目的は、分散補償機能を含
み、ＮＦが低く、経済的で、小型低消費電力の光伝送装
置を提供することにある。
み、ＮＦが低く、経済的で、小型低消費電力の光伝送装
置を提供することにある。
【００１２】本発明の第３の目的は、長距離光伝送に適
した、経済的で、小型低消費電力の光伝送システムを提
供することにある。
した、経済的で、小型低消費電力の光伝送システムを提
供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するた
め、光増幅器のドープファイバを３段に分割し、初段の
ドープファイバと第２段のドープファイバとの間にアイ
ソレータ等の損失の大きい光部品、第２段のドープファ
イバと第３段のドープファイバとの間に分散補償デバイ
スを設ける構成とする。そして、少なくとも２段のドー
プファイバを共通の励起光源でポンピングする。
め、光増幅器のドープファイバを３段に分割し、初段の
ドープファイバと第２段のドープファイバとの間にアイ
ソレータ等の損失の大きい光部品、第２段のドープファ
イバと第３段のドープファイバとの間に分散補償デバイ
スを設ける構成とする。そして、少なくとも２段のドー
プファイバを共通の励起光源でポンピングする。
【００１４】この構成によって、伝送路での伝搬によっ
て微弱化した信号光が、光アイソレータ等の光学デバイ
スによって損失を受ける前に、バッファ光増幅装置によ
って入力信号を増幅することができるので、光伝送装置
全体のＮＦ劣化を防ぐことが可能となる。また、ドープ
ファイバを３段に分割しても励起光源は３台まで不要と
なり、経済的で、小型低消費電力の光増幅器を得ること
ができる。
て微弱化した信号光が、光アイソレータ等の光学デバイ
スによって損失を受ける前に、バッファ光増幅装置によ
って入力信号を増幅することができるので、光伝送装置
全体のＮＦ劣化を防ぐことが可能となる。また、ドープ
ファイバを３段に分割しても励起光源は３台まで不要と
なり、経済的で、小型低消費電力の光増幅器を得ること
ができる。
【００１５】この光増幅器を用いることによって、分散
補償機能を含み、ＮＦが低く、経済的で、小型低消費電
力の光伝送装置を得ることができる。さらに、この光伝
送装置を用いることによって、長距離光伝送に適した、
経済的で、小型低消費電力の光伝送システムを得ること
ができる。
補償機能を含み、ＮＦが低く、経済的で、小型低消費電
力の光伝送装置を得ることができる。さらに、この光伝
送装置を用いることによって、長距離光伝送に適した、
経済的で、小型低消費電力の光伝送システムを得ること
ができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
ないし図１５を用いて説明しよう。図１ないし図３を用
いて、本発明の第１の実施の形態である光増幅器と、本
発明の第２の実施の形態である光伝送装置とを説明す
る。
ないし図１５を用いて説明しよう。図１ないし図３を用
いて、本発明の第１の実施の形態である光増幅器と、本
発明の第２の実施の形態である光伝送装置とを説明す
る。
【００１７】図１は、本発明の実施例である中継光伝送
装置のブロック図である。上流側の伝送路２０から波長
多重されて伝送されてきた主信号と監視信号とは、波長
分離器４で監視信号が分離される。分離された監視信号
は、Ｏ／Ｅ変換部４０で電気信号に変換される。主信号
は、波長分離器を通過し、９５：５カップラー５で大部
分の主信号は光増幅器１０Ａに送られる。主信号の一部
は、狭帯域光フィルター３１で特定波長が選択され、光
検出器３２で入射光強度として電気信号に変換される。
ここで、主信号として波長多重された信号を前提とした
ので、狭帯域光フィルター３１を用いたが単波長の場合
には不要なことは言うまでもない。
装置のブロック図である。上流側の伝送路２０から波長
多重されて伝送されてきた主信号と監視信号とは、波長
分離器４で監視信号が分離される。分離された監視信号
は、Ｏ／Ｅ変換部４０で電気信号に変換される。主信号
は、波長分離器を通過し、９５：５カップラー５で大部
分の主信号は光増幅器１０Ａに送られる。主信号の一部
は、狭帯域光フィルター３１で特定波長が選択され、光
検出器３２で入射光強度として電気信号に変換される。
ここで、主信号として波長多重された信号を前提とした
ので、狭帯域光フィルター３１を用いたが単波長の場合
には不要なことは言うまでもない。
【００１８】光増幅器１０で増幅された主信号は、９
５：５カップラー５’、狭帯域光フィルター３１’、光
検出器３２’を用いて増幅後の光強度として電気信号に
変換される。増幅された主信号には、Ｅ／Ｏ変換器４１
で光信号に変換された監視信号が、波長多重器４’で多
重化され下流側伝送路２１に伝送される。
５：５カップラー５’、狭帯域光フィルター３１’、光
検出器３２’を用いて増幅後の光強度として電気信号に
変換される。増幅された主信号には、Ｅ／Ｏ変換器４１
で光信号に変換された監視信号が、波長多重器４’で多
重化され下流側伝送路２１に伝送される。
【００１９】光増幅器１０Ａには、３段の希土類ドープ
ファイバ１と、励起光源２と、光アイソレータ６と、分
散補償器７とを含んでいる。励起光源からの励起光は、
２：８カップラー８で２分割され、分岐比２の励起光
は、波長多重器３Ａを通してドープファイバ１Ａを励起
する。一方、分岐比８の励起光は、さらに、１：１カッ
プラー８’で半分に分けられる。分割された励起光は、
波長多重器３Ｂを通してドープファイバ１Ｂを励起し、
波長多重器３Ｃを通してドープファイバ１Ｃを励起す
る。
ファイバ１と、励起光源２と、光アイソレータ６と、分
散補償器７とを含んでいる。励起光源からの励起光は、
２：８カップラー８で２分割され、分岐比２の励起光
は、波長多重器３Ａを通してドープファイバ１Ａを励起
する。一方、分岐比８の励起光は、さらに、１：１カッ
プラー８’で半分に分けられる。分割された励起光は、
波長多重器３Ｂを通してドープファイバ１Ｂを励起し、
波長多重器３Ｃを通してドープファイバ１Ｃを励起す
る。
【００２０】光増幅器１０に伝送されてきた光信号は、
低励起のドープファイバ１Ａで一旦増幅される。しかる
後、ＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏ
ｓＥｍｉｓｓｉｏｎ）の反射防止用アイソレータを通過
する。さらに、ドープファイバ１Ｂで増幅され、分散補
償器７を通過する。分散補償器は、一般に信号の損失が
大きいので、さらにドープファイバ１Ｃで信号を増幅し
ている。
低励起のドープファイバ１Ａで一旦増幅される。しかる
後、ＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏ
ｓＥｍｉｓｓｉｏｎ）の反射防止用アイソレータを通過
する。さらに、ドープファイバ１Ｂで増幅され、分散補
償器７を通過する。分散補償器は、一般に信号の損失が
大きいので、さらにドープファイバ１Ｃで信号を増幅し
ている。
【００２１】ここで、励起光源２の出力は、入力光強
度、増幅された主信号強度をモニターしている監視・制
御部５０からの制御信号によって、制御されている。ま
た、励起光強度は、励起光源２の光検出器３２”により
電気信号に変換され、監視・制御部５０がモニターして
いる。
度、増幅された主信号強度をモニターしている監視・制
御部５０からの制御信号によって、制御されている。ま
た、励起光強度は、励起光源２の光検出器３２”により
電気信号に変換され、監視・制御部５０がモニターして
いる。
【００２２】上述した構成によって、光増幅器１０Ａの
初段に光アイソレータ等の損失の大きい光部品を含まな
いので、ＮＦの低い光増幅器および光送信器を実現でき
る。
初段に光アイソレータ等の損失の大きい光部品を含まな
いので、ＮＦの低い光増幅器および光送信器を実現でき
る。
【００２３】つまり、従来の光増幅器では、高励起であ
るため、ドープファイバの前段にＡＳＥの反射防止光が
戻ってくるのを防ぐため、光アイソレータが必須であっ
た。しかし、本実施例によればドープファイバ１Ａが低
励起であっても、入射信号レベルが低いため、利得を稼
ぐことができる。このため、高励起のドープファイバ１
Ｂと低励起のドープファイバ１Ａとの間にアイソレータ
を設けても、アイソレータ６への入射信号レベルは、既
に増幅されているため、ＮＦに悪影響を起こさない。
るため、ドープファイバの前段にＡＳＥの反射防止光が
戻ってくるのを防ぐため、光アイソレータが必須であっ
た。しかし、本実施例によればドープファイバ１Ａが低
励起であっても、入射信号レベルが低いため、利得を稼
ぐことができる。このため、高励起のドープファイバ１
Ｂと低励起のドープファイバ１Ａとの間にアイソレータ
を設けても、アイソレータ６への入射信号レベルは、既
に増幅されているため、ＮＦに悪影響を起こさない。
【００２４】また、上述した構成によれば、分散補償器
７による信号損失をドープファイバ１Ｃが補うことがで
きる。
７による信号損失をドープファイバ１Ｃが補うことがで
きる。
【００２５】本構成におけるドープファイバ１Ａへの伝
送路２０よりの入力信号レベルは、波長当たり−３０ｄ
Ｂｍから−５ｄＢｍであり、ドープファイバ１Ａの信号
増幅利得は約１０ｄＢ程度である。ドープファイバ１Ａ
の前段には光アイソレータを設置しないため、光の発振
現象に留意しなければならない。従って、ドープファイ
バ１Ａの信号増幅利得は３０ｄＢ以下にすることが望ま
しいが、より望ましくは１０ないし１６ｄＢである。こ
の時のドープファイバ１Ａの長さは３ないし６ｍでよ
い。なお、この程度の長さのドープファイバならばドー
プファイバ自体のＮＦは無視し得る。
送路２０よりの入力信号レベルは、波長当たり−３０ｄ
Ｂｍから−５ｄＢｍであり、ドープファイバ１Ａの信号
増幅利得は約１０ｄＢ程度である。ドープファイバ１Ａ
の前段には光アイソレータを設置しないため、光の発振
現象に留意しなければならない。従って、ドープファイ
バ１Ａの信号増幅利得は３０ｄＢ以下にすることが望ま
しいが、より望ましくは１０ないし１６ｄＢである。こ
の時のドープファイバ１Ａの長さは３ないし６ｍでよ
い。なお、この程度の長さのドープファイバならばドー
プファイバ自体のＮＦは無視し得る。
【００２６】一方、ドープファイバ１Ｂとドープファイ
バ１Ｃとの利得は、１０ないし２０ｄＢ、ファイバ長さ
は１０ないし２０ｍである。
バ１Ｃとの利得は、１０ないし２０ｄＢ、ファイバ長さ
は１０ないし２０ｍである。
【００２７】ここで、励起光源２は、９８０ｎｍ半導体
レーザーまたは１４８０ｎｍ半導体レーザーを用いても
良いが、９８０ｎｍ半導体レーザーを使用することが好
ましい。これは、１４８０ｎｍでの励起よりも、９８０
ｎｍでの励起の方が、低雑音だからである。励起光の出
力は、１２０ないし１５０ｍＷ程度が好ましい。
レーザーまたは１４８０ｎｍ半導体レーザーを用いても
良いが、９８０ｎｍ半導体レーザーを使用することが好
ましい。これは、１４８０ｎｍでの励起よりも、９８０
ｎｍでの励起の方が、低雑音だからである。励起光の出
力は、１２０ないし１５０ｍＷ程度が好ましい。
【００２８】また、ドープファイバ１Ｃの発振を防止す
るために、分散補償器７に直列にアイソレータを設けて
もよい。分散補償器７としては、分散補償ファイバ、ブ
ラッググレーティング等がある。
るために、分散補償器７に直列にアイソレータを設けて
もよい。分散補償器７としては、分散補償ファイバ、ブ
ラッググレーティング等がある。
【００２９】本実施例に準じる構成の実験で、信号光の
入出力特性およびＮＦを測定した結果を図２に示す。こ
こで、図２は、ドープファイバ１Ａからドープファイバ
１Ｂまでの系の測定値を説明する図である。
入出力特性およびＮＦを測定した結果を図２に示す。こ
こで、図２は、ドープファイバ１Ａからドープファイバ
１Ｂまでの系の測定値を説明する図である。
【００３０】ここで、図１を用いて実験の測定ポイント
を説明すると、図２の入力パワーは、伝送路２０からの
信号レベル、図２の左目盛りの利得と右目盛りのＮＦと
は、ドープファイバ１Ａからドープファイバ１Ｂまでの
系の測定値である。
を説明すると、図２の入力パワーは、伝送路２０からの
信号レベル、図２の左目盛りの利得と右目盛りのＮＦと
は、ドープファイバ１Ａからドープファイバ１Ｂまでの
系の測定値である。
【００３１】図２によれば、伝送路よりの入力信号に対
するＮＦが、３．９ｄＢ以下に制御されていることが明
らかである。実システムにおける温度変動や、製造上の
ばらつきを考慮しても、本発明によれば、４．５ｄＢ以
下に制御することができる。さらに、温度変動を補償
し、製造ばらつきを抑制することによって４．０ｄＢ以
下とすることができる。
するＮＦが、３．９ｄＢ以下に制御されていることが明
らかである。実システムにおける温度変動や、製造上の
ばらつきを考慮しても、本発明によれば、４．５ｄＢ以
下に制御することができる。さらに、温度変動を補償
し、製造ばらつきを抑制することによって４．０ｄＢ以
下とすることができる。
【００３２】従来の光伝送装置のＮＦは７ｄＢ程度であ
ったのに比較して、この３ｄＢのＮＦの改善は、信号の
Ｓ／Ｎから換算すると、伝送可能な距離を約１００ｋｍ
延長可能な事を意味し、大幅な改善が得られている。
ったのに比較して、この３ｄＢのＮＦの改善は、信号の
Ｓ／Ｎから換算すると、伝送可能な距離を約１００ｋｍ
延長可能な事を意味し、大幅な改善が得られている。
【００３３】次に図３を用いて、ドープファイバ１Ｂか
らドープファイバ１Ｃまでの系の実験値を説明する。図
３は、分散補償器の損失を可変にして効果を把握するた
め、分散補償器の代わりに光減衰器を挿入して前述の系
の、利得とＮＦ（雑音指数）とを測定した結果である。
この実験での測定波長は１５５２ｎｍ、励起光源の電力
５０ｍＷ、励起波長９８０ｎｍである。
らドープファイバ１Ｃまでの系の実験値を説明する。図
３は、分散補償器の損失を可変にして効果を把握するた
め、分散補償器の代わりに光減衰器を挿入して前述の系
の、利得とＮＦ（雑音指数）とを測定した結果である。
この実験での測定波長は１５５２ｎｍ、励起光源の電力
５０ｍＷ、励起波長９８０ｎｍである。
【００３４】図３から明らかなように、入力信号レベル
−２０ｄＢｍ以下では、５ｄＢの減衰を設定した場合に
おいて、減衰を与えないときと比較して系としては２ｄ
Ｂの利得低下、１０ｄＢの減衰を設定した場合は系とし
ては４ｄＢの利得低下である。一方、ＮＦは、この実験
では積極的な低減策を採っていないため、図２の測定結
果に比べ大きいが、５ｄＢ程度でほぼ一定である。
−２０ｄＢｍ以下では、５ｄＢの減衰を設定した場合に
おいて、減衰を与えないときと比較して系としては２ｄ
Ｂの利得低下、１０ｄＢの減衰を設定した場合は系とし
ては４ｄＢの利得低下である。一方、ＮＦは、この実験
では積極的な低減策を採っていないため、図２の測定結
果に比べ大きいが、５ｄＢ程度でほぼ一定である。
【００３５】この実験結果に依れば、本発明の実施例に
おいて、励起光電力を増加させることなく、分散補償部
等の損失を与える光部品による損失を補償できる効果が
あることを示している。また、本発明の実施例において
ＮＦを増加させないことを示している。
おいて、励起光電力を増加させることなく、分散補償部
等の損失を与える光部品による損失を補償できる効果が
あることを示している。また、本発明の実施例において
ＮＦを増加させないことを示している。
【００３６】次に本発明の第３の実施の形態である光伝
送システムの実施例を説明しよう。図４は、本発明の実
施例の波長多重伝送システムのブロック構成図である。
複数の光送信器２０１からの波長λ０の光信号は、トラ
ンスポンダ２１０Ａで波長λ１ないしλｎに変換され、
波長多重分離器２２０で多重化される。多重化された光
信号は、送信側光増幅器１０’で増幅され、伝送路２０
に送り出される。伝送路で損失を受けた光信号は、中継
光増幅器１０で増幅され、伝送路２１に送り出される。
光増幅器のＮＦで制約を受ける段数の中継光増幅器で増
幅された後、受信側光増幅器１０”で増幅され、波長多
重分離器２２０で波長分離される。波長分離された波長
λ１ないしλｎの信号は、トランスポンダ２１０Ｂで波
長λ０の複数の光信号に変換されて、複数の光受信器２
０２で受信される。
送システムの実施例を説明しよう。図４は、本発明の実
施例の波長多重伝送システムのブロック構成図である。
複数の光送信器２０１からの波長λ０の光信号は、トラ
ンスポンダ２１０Ａで波長λ１ないしλｎに変換され、
波長多重分離器２２０で多重化される。多重化された光
信号は、送信側光増幅器１０’で増幅され、伝送路２０
に送り出される。伝送路で損失を受けた光信号は、中継
光増幅器１０で増幅され、伝送路２１に送り出される。
光増幅器のＮＦで制約を受ける段数の中継光増幅器で増
幅された後、受信側光増幅器１０”で増幅され、波長多
重分離器２２０で波長分離される。波長分離された波長
λ１ないしλｎの信号は、トランスポンダ２１０Ｂで波
長λ０の複数の光信号に変換されて、複数の光受信器２
０２で受信される。
【００３７】このとき、送信側トランスポンダ２１０
Ａ、波長多重分離器２２０の波長変換情報は、監視・制
御部５１で制御され、送信側光増幅器１０’の出口で監
視信号として、主信号に多重化される。中継光増幅器１
０は、図１で説明したようにその入口で監視信号を分離
し、再生中継した後、出口で主信号に多重化される。受
信側光増幅器１０”の入り口で分離された監視信号は、
監視・制御部５２で波長変換情報を終端し、受信側波長
多重分離器２２０、トランスポンダ２１０Ｂの動作を制
御することによって、個別信号光と、信号光を伝送すべ
き光受信器とを対応付ける。
Ａ、波長多重分離器２２０の波長変換情報は、監視・制
御部５１で制御され、送信側光増幅器１０’の出口で監
視信号として、主信号に多重化される。中継光増幅器１
０は、図１で説明したようにその入口で監視信号を分離
し、再生中継した後、出口で主信号に多重化される。受
信側光増幅器１０”の入り口で分離された監視信号は、
監視・制御部５２で波長変換情報を終端し、受信側波長
多重分離器２２０、トランスポンダ２１０Ｂの動作を制
御することによって、個別信号光と、信号光を伝送すべ
き光受信器とを対応付ける。
【００３８】光増幅器間の伝送距離Ｌは、主として伝送
路による光信号の損失によって決定される。しかし、光
増幅器による光増幅のみで伝送できる最大再生中継距離
Ｌ０は、光増幅器のＮＦによって大きく異なる。つま
り、ＮＦの低い光増幅器の中継段数は、ＮＦの高い光増
幅器より大きくなるので、光伝送器間の伝送距離Ｌを単
位とする値だけＬ０を伸ばすことができる。
路による光信号の損失によって決定される。しかし、光
増幅器による光増幅のみで伝送できる最大再生中継距離
Ｌ０は、光増幅器のＮＦによって大きく異なる。つま
り、ＮＦの低い光増幅器の中継段数は、ＮＦの高い光増
幅器より大きくなるので、光伝送器間の伝送距離Ｌを単
位とする値だけＬ０を伸ばすことができる。
【００３９】次に、本発明の第１の実施の形態である光
増幅器の他の実施例を、図５を用いて説明する。
増幅器の他の実施例を、図５を用いて説明する。
【００４０】図５は、本発明の実施例である中継光伝送
装置のブロック図である。光増幅器１０の構成を除い
て、図１に示した中継光伝送装置の構成と同一なので、
伝送装置の構成および機能の説明は省略する。
装置のブロック図である。光増幅器１０の構成を除い
て、図１に示した中継光伝送装置の構成と同一なので、
伝送装置の構成および機能の説明は省略する。
【００４１】本実施例の、光増幅器１０Ｂには、３段の
希土類ドープファイバ１と、励起光源２と、光アイソレ
ータ６と、分散補償器７とを含んでいる。励起光源から
の励起光は、２：８カップラー８で２分割され、分岐比
２の励起光は、波長多重器３Ａを通してドープファイバ
１Ａを励起する。一方、分岐比８の励起光は、波長多重
器３Ｂを通してドープファイバ１Ｂを励起する。本実施
例では、ドープファイバ１Ｂの長さと分岐比８の励起光
との組み合わせでは、励起光が余剰するように設計され
ている。このため、ドープファイバ１Ｂを通過した余剰
励起光は、波長多重分離器９Ａ，９Ｂで分散補償器７を
バイパスして、ドープファイバ１Ｃを励起する。
希土類ドープファイバ１と、励起光源２と、光アイソレ
ータ６と、分散補償器７とを含んでいる。励起光源から
の励起光は、２：８カップラー８で２分割され、分岐比
２の励起光は、波長多重器３Ａを通してドープファイバ
１Ａを励起する。一方、分岐比８の励起光は、波長多重
器３Ｂを通してドープファイバ１Ｂを励起する。本実施
例では、ドープファイバ１Ｂの長さと分岐比８の励起光
との組み合わせでは、励起光が余剰するように設計され
ている。このため、ドープファイバ１Ｂを通過した余剰
励起光は、波長多重分離器９Ａ，９Ｂで分散補償器７を
バイパスして、ドープファイバ１Ｃを励起する。
【００４２】光増幅器１０Ｂに伝送されてきた光信号
は、低励起のドープファイバ１Ａで一旦増幅される。し
かる後、ＡＳＥの反射防止用アイソレータを通過する。
さらに、ドープファイバ１Ｂで増幅され、分散補償器７
を通過する。分散補償器は、一般に信号の損失が大きい
ので、さらにドープファイバ１Ｃで信号を増幅してい
る。
は、低励起のドープファイバ１Ａで一旦増幅される。し
かる後、ＡＳＥの反射防止用アイソレータを通過する。
さらに、ドープファイバ１Ｂで増幅され、分散補償器７
を通過する。分散補償器は、一般に信号の損失が大きい
ので、さらにドープファイバ１Ｃで信号を増幅してい
る。
【００４３】図１を用いて説明した実施例と同様の注意
を払うことによって、本実施例の光増幅器も、同様の効
果を得ることができる。
を払うことによって、本実施例の光増幅器も、同様の効
果を得ることができる。
【００４４】次に、本発明の第１の実施の形態である光
増幅器の他の実施例を、図６を用いて説明する。
増幅器の他の実施例を、図６を用いて説明する。
【００４５】図６は、本発明の実施例である中継光伝送
装置のブロック図である。光増幅器１０の構成を除い
て、図１に示した中継光伝送装置の構成と同一なので、
伝送装置の構成および機能の説明は省略する。
装置のブロック図である。光増幅器１０の構成を除い
て、図１に示した中継光伝送装置の構成と同一なので、
伝送装置の構成および機能の説明は省略する。
【００４６】本実施例の、光増幅器１０Ｃには、３段の
希土類ドープファイバ１と、励起光源２と、光アイソレ
ータ６と、分散補償器７とを含んでいる。励起光源から
の励起光は、２：８カップラー８で２分割され、分岐比
２の励起光は、波長多重器３Ａを通してドープファイバ
１Ａを励起する。一方、分岐比８の励起光は、波長多重
器３Ｂを通してドープファイバ１Ｂを励起する。本実施
例では、ドープファイバ１Ｂの長さと分岐比８の励起光
との組み合わせでは、励起光が余剰するように設計され
ている。このため、ドープファイバ１Ｂを通過した余剰
励起光は、波長多重分離器９’を通過して、ドープファ
イバ１Ｃを励起する。
希土類ドープファイバ１と、励起光源２と、光アイソレ
ータ６と、分散補償器７とを含んでいる。励起光源から
の励起光は、２：８カップラー８で２分割され、分岐比
２の励起光は、波長多重器３Ａを通してドープファイバ
１Ａを励起する。一方、分岐比８の励起光は、波長多重
器３Ｂを通してドープファイバ１Ｂを励起する。本実施
例では、ドープファイバ１Ｂの長さと分岐比８の励起光
との組み合わせでは、励起光が余剰するように設計され
ている。このため、ドープファイバ１Ｂを通過した余剰
励起光は、波長多重分離器９’を通過して、ドープファ
イバ１Ｃを励起する。
【００４７】光増幅器１０Ｃに伝送されてきた光信号
は、低励起のドープファイバ１Ａで一旦増幅される。し
かる後、ＡＳＥの反射防止用アイソレータを通過する。
さらに、ドープファイバ１Ｂで増幅され、波長多重分離
器９’一旦波長分離されて分散補償器７を通過する。分
散補償器は、一般に信号の損失が大きいので、光信号は
損失を受ける。損失を受けた光信号は、波長多重分離器
９’に戻って励起光と波長多重され、ドープファイバ１
Ｃで信号を増幅している。
は、低励起のドープファイバ１Ａで一旦増幅される。し
かる後、ＡＳＥの反射防止用アイソレータを通過する。
さらに、ドープファイバ１Ｂで増幅され、波長多重分離
器９’一旦波長分離されて分散補償器７を通過する。分
散補償器は、一般に信号の損失が大きいので、光信号は
損失を受ける。損失を受けた光信号は、波長多重分離器
９’に戻って励起光と波長多重され、ドープファイバ１
Ｃで信号を増幅している。
【００４８】本実施例の、光増幅器によって、図１を用
いて説明した実施例と同様の注意を払うことによって、
同様の効果を得ることができる。
いて説明した実施例と同様の注意を払うことによって、
同様の効果を得ることができる。
【００４９】次に、本発明の第１の実施の形態である光
増幅器の他の実施例を、図７を用いて説明する。
増幅器の他の実施例を、図７を用いて説明する。
【００５０】図７は、本発明の実施例である中継光伝送
装置のブロック図である。光増幅器１０の構成を除い
て、図１に示した中継光伝送装置の構成と同一なので、
伝送装置の構成および機能の説明は省略する。
装置のブロック図である。光増幅器１０の構成を除い
て、図１に示した中継光伝送装置の構成と同一なので、
伝送装置の構成および機能の説明は省略する。
【００５１】本実施例の、光増幅器１０Ｄには、３段の
希土類ドープファイバ１と、励起光源２，２’と、光ア
イソレータ６と、分散補償器７とを含んでいる。励起光
源２からの励起光は、波長多重器３Ａを通してドープフ
ァイバ１Ａを励起する。一方、励起光源２’からの励起
光は、波長多重器３Ｂを通してドープファイバ１Ｂを励
起する。本実施例では、ドープファイバ１Ｂの長さと、
励起光源２’からの励起光との組み合わせでは、励起光
が余剰するように設計されている。このため、ドープフ
ァイバ１Ｂを通過した余剰励起光は、波長多重分離器
９’を通過して、ドープファイバ１Ｃを励起する。
希土類ドープファイバ１と、励起光源２，２’と、光ア
イソレータ６と、分散補償器７とを含んでいる。励起光
源２からの励起光は、波長多重器３Ａを通してドープフ
ァイバ１Ａを励起する。一方、励起光源２’からの励起
光は、波長多重器３Ｂを通してドープファイバ１Ｂを励
起する。本実施例では、ドープファイバ１Ｂの長さと、
励起光源２’からの励起光との組み合わせでは、励起光
が余剰するように設計されている。このため、ドープフ
ァイバ１Ｂを通過した余剰励起光は、波長多重分離器
９’を通過して、ドープファイバ１Ｃを励起する。
【００５２】光増幅器１０Ｄに伝送されてきた光信号
は、低励起のドープファイバ１Ａで一旦増幅される。し
かる後、ＡＳＥの反射防止用アイソレータを通過する。
さらに、ドープファイバ１Ｂで増幅され、波長多重分離
器９’一旦波長分離されて分散補償器７を通過する。分
散補償器は、一般に信号の損失が大きいので、光信号は
損失を受ける。損失を受けた光信号は、波長多重分離器
９’に戻って励起光と波長多重され、ドープファイバ１
Ｃで信号を増幅している。
は、低励起のドープファイバ１Ａで一旦増幅される。し
かる後、ＡＳＥの反射防止用アイソレータを通過する。
さらに、ドープファイバ１Ｂで増幅され、波長多重分離
器９’一旦波長分離されて分散補償器７を通過する。分
散補償器は、一般に信号の損失が大きいので、光信号は
損失を受ける。損失を受けた光信号は、波長多重分離器
９’に戻って励起光と波長多重され、ドープファイバ１
Ｃで信号を増幅している。
【００５３】ここで、励起光源２’の出力は、入力光強
度、増幅された主信号強度をモニターしている監視・制
御部５０からの制御信号によって、制御されている。ま
た、励起光強度は、励起光源２’の光検出器３２”によ
り電気信号に変換され、監視・制御部５０がモニターし
ている。
度、増幅された主信号強度をモニターしている監視・制
御部５０からの制御信号によって、制御されている。ま
た、励起光強度は、励起光源２’の光検出器３２”によ
り電気信号に変換され、監視・制御部５０がモニターし
ている。
【００５４】本実施例では、これまでの実施例と異なっ
て２台の励起光源を含んでいる。しかし、低励起のドー
プファイバ１Ａ用の励起光源は、３０ないし５０ｍＷ程
度で十分である。このため、価格的には安価である。
て２台の励起光源を含んでいる。しかし、低励起のドー
プファイバ１Ａ用の励起光源は、３０ないし５０ｍＷ程
度で十分である。このため、価格的には安価である。
【００５５】本実施例の、光増幅器によって、図１を用
いて説明した実施例と同様の注意を払うことによって、
同様の効果を得ることができる。
いて説明した実施例と同様の注意を払うことによって、
同様の効果を得ることができる。
【００５６】本実施例では、２台の励起光源で３段のド
ープファイバを励起している。しかし、発明の実施の形
態は、本実施例にとどまらない。例えば、ドープファイ
バ１Ａ，１Ｂを１台の励起光源で励起し、ドープファイ
バ１Ｃを単独の励起光源としても良い。この場合、ドー
プファイバ１Ａ，１Ｂの励起光源波長は、９８０ｎｍと
することが望ましい。ドープファイバ１Ｃの励起光源波
長は、９８０ｎｍ，１４８０ｎｍのいずれも用いられる
が、波長として１４８０ｎｍを選択すると高出力とする
ことができる。
ープファイバを励起している。しかし、発明の実施の形
態は、本実施例にとどまらない。例えば、ドープファイ
バ１Ａ，１Ｂを１台の励起光源で励起し、ドープファイ
バ１Ｃを単独の励起光源としても良い。この場合、ドー
プファイバ１Ａ，１Ｂの励起光源波長は、９８０ｎｍと
することが望ましい。ドープファイバ１Ｃの励起光源波
長は、９８０ｎｍ，１４８０ｎｍのいずれも用いられる
が、波長として１４８０ｎｍを選択すると高出力とする
ことができる。
【００５７】以上述べた全ての実施例において、ドープ
ファイバと励起光源の関係は図面の構成に限定を受けな
い。信号の方向と同一の前方励起であっても、信号の方
向と逆方向の後方励起であっても、双方向励起であって
も構わない。
ファイバと励起光源の関係は図面の構成に限定を受けな
い。信号の方向と同一の前方励起であっても、信号の方
向と逆方向の後方励起であっても、双方向励起であって
も構わない。
【００５８】
【発明の効果】本発明によれば、安価で高速光信号を増
幅可能で、ＮＦの低い光増幅器、光伝送装置を得ること
ができた。また、長距離伝送可能な光伝送システムを提
供することができた。
幅可能で、ＮＦの低い光増幅器、光伝送装置を得ること
ができた。また、長距離伝送可能な光伝送システムを提
供することができた。
【図１】本発明の実施例の中継光伝送装置の機能ブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】本発明の実施例の中継光伝送装置のＮＦ測定結
果を示す図である。
果を示す図である。
【図３】本発明の実施例の中継光伝送装置の分散補償器
挿入による損失補償を説明する図である。
挿入による損失補償を説明する図である。
【図４】本発明の実施例の光伝送システムを説明するブ
ロック図である。
ロック図である。
【図５】本発明の実施例の中継光伝送装置の機能ブロッ
ク図である。
ク図である。
【図６】本発明の実施例の中継光伝送装置の機能ブロッ
ク図である。
ク図である。
【図７】本発明の実施例の中継光伝送装置の機能ブロッ
ク図である。
ク図である。
１…ドープファイバ、２…励起光源、 ３…波長
多重器、４…波長分離器、 ５…カップラー、
６…光アイソレータ、７…分散補償器、 ８…カップ
ラー、 ９…波長多重分離器、２０、２１…伝送
路、 ３１…狭帯域フィルタ、３２…光検出器、４０…
Ｏ／Ｅ変換器、４１…Ｅ／Ｏ変換器、 ５０…監視・制
御部、１００…中継光伝送装置、２０１…光送信器、２
０２…光受信器、２１０…トランスポンダ、２２０…波
長多重分離器。
多重器、４…波長分離器、 ５…カップラー、
６…光アイソレータ、７…分散補償器、 ８…カップ
ラー、 ９…波長多重分離器、２０、２１…伝送
路、 ３１…狭帯域フィルタ、３２…光検出器、４０…
Ｏ／Ｅ変換器、４１…Ｅ／Ｏ変換器、 ５０…監視・制
御部、１００…中継光伝送装置、２０１…光送信器、２
０２…光受信器、２１０…トランスポンダ、２２０…波
長多重分離器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 隆之 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所情報通信事業部内 Ｆターム(参考） 5F072 AK06 JJ01 JJ05 JJ08 KK30 PP07 YY17 5K002 AA01 AA03 AA06 BA02 BA04 BA05 BA13 CA01 CA13 DA02 EA06 FA01
Claims (10)
- 【請求項１】第１、第２、第３のドープファイバと、前
記第１のドープファイバと前記第２のドープファイバと
の間に設けた光アイソレータと、前記第２のドープファ
イバと前記第３のドープファイバとの間に設けた分散補
償器とを含む光増幅器であって、 前記第１ドープファイバの励起光源と、前記第２ドープ
ファイバの励起光源と、前記第３のドープファイバの励
起光源とのうち少なくとも二つは共通の励起光源である
ことを特徴とする光増幅器。 - 【請求項２】請求項１に記載の光増幅器であって、 前記第１のドープファイバの長さは、前記第２、前記第
３のドープファイバの長さより短いことを特徴とする光
増幅器。 - 【請求項３】請求項１に記載の光増幅器であって、 前記光増幅器の雑音指数は、６ｄＢ未満であることを特
徴とする光増幅器。 - 【請求項４】第１、第２、第３のドープファイバと、前
記第１のドープファイバと前記第２のドープファイバと
の間に設けた光アイソレータと、前記第２のドープファ
イバと前記第３のドープファイバとの間に設けた分散補
償器とを含む光伝送装置であって、 前記第１ドープファイバの励起光源と、前記第２ドープ
ファイバの励起光源と、前記第３のドープファイバの励
起光源とのうち少なくとも二つは共通の励起光源である
ことを特徴とする光伝送装置。 - 【請求項５】請求項４に記載の光伝送装置であって、 前記第１のドープファイバの長さは、前記第２、前記第
３のドープファイバの長さより短いことを特徴とする光
伝送装置。 - 【請求項６】請求項４に記載の光伝送装置であって、 前記伝送装置の雑音指数は、６ｄＢ未満であることを特
徴とする光伝送装置。 - 【請求項７】電気信号を光信号に変換し伝送路に送出す
る光送信器と、前記伝送路からの減衰した光信号を受信
し増幅と分散補償する光伝送装置と、光伝送装置からの
光信号を受信し電気信号に変換する光受信器とからなる
光伝送システムであって、 前記光伝送装置は、第１、第２、第３のドープファイバ
と、前記第１のドープファイバと前記第２のドープファ
イバとの間に設けた光アイソレータと、前記第２のドー
プファイバと前記第３のドープファイバとの間に設けた
分散補償器とを含み、前記第１ドープファイバの励起光
源と、前記第２ドープファイバの励起光源と、前記第３
のドープファイバの励起光源とのうち少なくとも二つは
共通の励起光源であることを特徴とする光伝送システ
ム。 - 【請求項８】請求項７に記載の光伝送システムであっ
て、 前記第１のドープファイバの長さは、前記第２、前記第
３のドープファイバの長さより短いことを特徴とする光
伝送システム。 - 【請求項９】請求項７に記載の光伝送システムであっ
て、 前記光伝送装置の雑音指数は、６ｄＢ未満であることを
特徴とする光伝送システム。 - 【請求項１０】電気信号を同一波長の光信号に変換し伝
送路に送出するｎ個の光送信器と、前記光信号を入力し
ｎ個の異なった波長の光信号に変換する第１のトランス
ポンダと、前記ｎ個の異なった波長の光信号を波長多重
する波長多重器と、波長多重された光信号を増幅する光
増幅器と、前記波長多重された光信号をｎ個の異なった
波長の光信号に波長分離する波長分離器と、前記ｎ個の
異なった波長の光信号を入力しｎ個の同一波長の光信号
に変換する第２のトランスポンダと、前記同一波長の光
信号を電気信号に変換するｎ個の光受信器とからなる光
伝送システムであって、 前記光送信器と、前記光受信器との対応関係は、監視光
を用いて前記波長多重された光信号に波長多重され、送
信側監視制御部から受信側監視制御部に伝送されること
を特徴とする光伝送システム。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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