JPH0457418A

JPH0457418A - 双方向光通信方法及び装置

Info

Publication number: JPH0457418A
Application number: JP2166817A
Authority: JP
Inventors: Masataka Nakazawa; 正隆中沢; Yasuro Kimura; 康郎木村; Katsuyuki Imoto; 克之井本
Original assignee: Hitachi Cable Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Hitachi Cable Ltd; NTT Inc
Priority date: 1990-06-27
Filing date: 1990-06-27
Publication date: 1992-02-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、２つの局間を１本の光ファイバで接続し波長
の興なる光信号を用いて行う双方向通信、特に、高効率
、低コスト、長距離伝送を実現させる双方向光通信方法
及び装置に関するものである。

［従来の技術］１本の光フアイバ内を波長の異なる複数の光信号（λ１
．λ２・・・・・・、λｎ）を双方向に伝送させる双方
向波長多重伝送は、システムの拡張性。

経済性、柔軟性等の点で期待されている。

第５図は、従来の双方向波長多重伝送システムの構成例
を示したものである。これは、局８と局９間を１本の光
ファイバ４で接続し、１本の光フアイバ内を巽なった波
長λ１．λ２の光信号を双方向に伝送させるようにした
ものである。即ち、局８側からは光送信部１より波長λ
１の信号を光合分波部３．光ファイバ４を介して局９に
送出し、光合波部７により分波して光受信部６で受信す
る。

逆に、局９側からは光送信部５より波長λ２の光信号を
光合分波部７．光ファイバ４を介して局８側に送出し、
光合分波部３により分波して光受信部２で受信する構成
である。

［発明が解決しようとする課題］従来の双方向伝送方式では、波長λ１及びλ２は通常１
．３μを帯及び１．５５μｍ帯が用いられ、光ファイバ
４にはシングルモードファイバが用いられている。この
方式でスパン距離１０に１程度を確保しようとすると、
現状の半導体レーザの光出力が数ｍｗ程度のため、半導
体レーザと光合分波部との結合損失、光合分波部の挿入
損、光合分波部と受光素子との結合損失、光合分波部と
光ファイバとの結合損失を、現状の最高技術を使って最
小になるように構成しなければならない。

即ち、損失マージンが殆ど取れない、そのため部品コス
トは勿論のこと、部品の加工１組立て。

及び実装費も非常に高価なものになっていた。また上記
理由により、スパーン距Ｍも上記値以上に長くすること
も困難であった。更に損失マージンが殆ど無いために、
信頼性のあるシステムを構成することも誼しかった。

本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解消し、簡
易な構成で経済的で信頼性の高いシステムを実現させ、
且つスパン距離を拡張できる双方向光通信方法及び装置
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明の双方向光通信方法は、２つの局Ａ、　８間を１
本の光ファイバで接続し、局Ａからは少なくとも波長λ
１の光信号に情報を乗せて送出し、局Ｂからは少なくと
も波長λ２の光信号の情報を乗せて送出する双方向波長
多重伝送方法において、局Ａ１１ｌｌでは前記少なくと
も波長λ１の光信号を希土類元素添加光伝送路に通すこ
とにより増幅させて送出し、局Ｂでは前記希土元素添加
光伝送路を励起する波長λ２の光信号に情報を乗せて伝
送するものである（請求項１）。ここで希土類元素添加
光伝送路は光ファイバ、先導波路等のいずれであっても
よい。

具体的形態としては、波長λ１として　１．３μｍ帯、
波長λ２として０．８μｍ帯を用い、希土類元素添加光
伝送路としてＮｄを添加した光伝送路を用いて行う双方
向光通信方法（請求項２）や、波長λ１として１．５μ
ｍ帯、波長λ２として１．４８μｍ帯を用い、希土類元
素添加光伝送路としてＮｒを添加した光伝送路を用いて
行う双方向光通信方法（請求項３）がある。この場合、
局Ａ（Ｆｌから１．３μｍ帯の光信号を少なくとも２波
多重し、希土類元素添加光伝送路を通して局ＢｆＦＪへ
送出すること（請求項７）、或いは、局Ａ側から１．５
μｍ帯の光信号を少なくとも２波多重し、希土類元素添
加光伝送路を通して局Ｂ側へ送出すること（請求項８）
も自由である。

また別の形態として、更に、局Ｂから波長λ３の光信号
に情報を乗せて伝送し、局Ａでは、前記とは別の希土類
元素添加光伝送路を通して増幅した後にこの波長λ３の
光信号を受光するようにした双方向通信方法がある（請
求項４）、この場合、波長λ３として１．５μｍ帯を用
いたり、前記２つの希土類元素添加光伝送路としてＮｒ
とＮｄを鉄添加された光伝送路を用いなりすることがで
きる（請求項５，６）。

本発明の双方向光通信装置は、２つの局Ａ、　Ｂ間を１
本の光ファイバで接続し、局Ａがらは少なくとも波長λ
１の光信号に情報を乗せて送出し、局Ｂからは少なくと
も波長λ２の光信号の情報を乗せて送出する双方向波長
多重伝送装置において、局Ａ側には、少なくとも波長λ
１の光信号を送出する光送信部、該波長λ１の光信号を
増幅する機能を持った希土類元素添加光伝送路、波長λ
２の光信号を受信する光受信部、及び光分岐部を設け、
局Ｂ側には、前記希土類元素添加光伝送路を励起するた
めと情報伝送をなすための波長λ２の光送信部、波長λ
１の光信号を受信するための光受信部、及び光合分波部
を設けた構成のものである（請求項９）。

この場合、局Ｂ１１１ｌには波長λ３の光信号に情報を
乗せて伝送する光送信部を設け、局Ａ側には、前記波長
λ２の光信号で励起され前記波長λ３の光信号を増幅す
る別の希土類元素添加光伝送路とこの増幅された波長λ
３の光信号を受光する受光素子から成る光受信部を設け
ることが好ましい。

［作用コ局Ａからは、波長λ１の光信号が希土類元素添加光伝送
路を通ることによって光信号が十分に増幅された後、光
分岐部、光ファイバを介して局Ｂ側へ送られる。このた
め、波長λ１の光信号の半導体レーザと希土類元素添加
光伝送路との結合損失、光分岐部の挿入損失、光分岐部
と光ファイバとの結合損失に、損失マージンを大きく持
たせることができる。従って、簡易な実装で実現させる
ことができ、低コスト化を図ることができる。またスパ
ン距離も拡張できる。

もう１つの利点として、局Ｂ側の希土類元素添加光伝送
路の励起用発光素子は、現在、大出力（百数十ｔｗ程度
）のものが開発されており、この発光素子を情報伝送用
光源及び希土類元素添加光伝送路の励起用光源として共
用することにより、損失マージンを大きく取れ、またス
パン距離も拡張することができる。

［実施例］第１図に本発明の双方向光通信方法及び装置の実施例を
示す。

局８１１１１の光送信部１は、波長λ１の光信号を送出
する発光素子１０と、該光信号を増幅する希土類元素添
加伝送路１５からなっている。

局９の光送信部５は、該希土類元素添加伝送路１５を励
起するための発光素子（波長λ２）で構成され、この光
信号には情報信号が乗せられており、光合分波部７．光
ファイバ４を介して局８側に送られる。そして光分岐部
１６で分岐され、一部は光受信部２に送られて情報信号
が再生される。残りの大部分は希土類元素添加伝送＃１
１５内を伝搬していくことによって希土類イオンに吸収
され、これによって反転分布を形成することにより、波
長λ１の光信号を増幅する。なお、波長λ１の光信号に
も情報信号が乗せられている。

第１図の具体的実施例を第２図に示す。

波長λ１としては１．３μを帯（この例では１．３２μ
ｍ帯を使用）を用い、半導体レーザ１０の光信号に情報
信号が乗せられて局８から局９へ送出される。希土類元
素添加伝送路１５には、この例ではＮｄを添加した光伝
送路（例えば、Ｚｒ−Ｂａ−Ｌａ−Ａｌ−Ｎｄ系、ある
いは光導波＃１）を用イテ、波長λ１の光信号を増幅さ
せる。

即ち、半導体レーザ１０からの波長１．３２μｍの光信
号は、Ｎｄ添加光伝送Ｆ！＠１５内を伝搬することによ
り増幅され、光分岐部１６．光ファイバ４光合分波部１
７を介して矢印１８のごとく伝搬し、干渉膜フィルタ２
０を通ることによって更に波長の純度を向上させられ、
受光素子２２で情報信号が再生される。

局９側からは、Ｎｄ添添加光道送路１５励起するなめの
半導体レーザ２１（波長λ２＝０．８１μｍ帯）の光信
号に情報信号を乗せて送出し、光合分波分１７、光ファ
イバ４を介して局８側へ伝送される。

そして、一部分の光信号は光分岐部１６で分岐されて、
矢印１３のごとく干渉膜フィルタ１４内に入射していく
。この干渉膜フィルタ１４は波長λ２＝０．８１μｍの
光信号のみを通し、波長λ１・１．３２μｍの光信号を
阻止する機能を持ったものである。

干渉膜フィルタ１４を通過した波長λ２の光信号は、受
光素子１１により情報信号が再生される。

また波長λ２の残りの大部分の光信号は、光分岐部１６
を通ってＮｄ添添加光道送路１５伝搬することにより、
逆方向から伝搬してくる波長λ１＝１．３２μｍの光信
号を増幅させることかできる。

つまり局８側からも局９側からも大出力の光信号を双方
向に伝送させることができるので、個々の損失マージン
を大きく取ることができ、組立て。

加工及び実装の際の位置トレランス精度を緩めることか
できる。

第３図は、本発明の双方向光通信方法及び装置の別の実
施例を示したものである。

これは、希土類元素添加光伝送路としてＥ「添加光伝送
路を用い、増幅する光信号の波長として１．５μｍ帯（
この場合１．５４μｍを用いた）を用い、そして励起用
の光信号の波長として１．４８μｍを用いた例である。

希土類元素添加伝送路としてＥｒを用いることにより、
波長１．５μｍ帯の光信号を増幅することができる。励
起用光源の波長としては、１．４８μｍか０．９８μｍ
のどちらかを用いても良いなお、光分岐部１６の分岐比は５０：１．２０：１゜１
０：１．５：１　　等の値を用いることができる。この
分岐比の値は、半導体レーザ２１の光出力、受光素子１
１の受光感度、希土類元素添加伝送路の長さと、希土類
元素添加濃度等の関係を考慮して設定することができる
。また、波長１．３μｍ帯とは波長１．２８〜１，３５
μｍの範囲を、波長１．５μｍ帯とは波長１．５〜１．
５８μｍ帯の範囲を、波長０．８μｍ帯とは０．７８〜
０．８３μｍの範囲を表している。

第４図は、本発明の双方向波長光通信方法及び装置の更
に別の実施例を示したものである。これは、局９ｆＦＩ
より波長λ２＝１．５５μ曙とλ３・０．８μｍの光信
号をそれぞれ情報信号を乗せて送出させ、局８側からは
波長λ１・１．３μｍの光信号を情報信号を乗せて送出
させるようにしたものである。

ここで局８側には、波長λ１＝　１．３μＩの光信号を
情報信号を増幅させるためのＮｄ添添加光道送路１５設
ける以外に、波長λ３・１．５５μｍの光信号を増幅し
てから受光素子２４内に入射させるためのＥ「添加光伝
送路２３が設けられている。これら光伝送路１３と２３
を励起するための光源として、波長λ２＝　０．８μｍ
の半導体レーザ２１が用いられている。

なお、Ｅｒ添添加光速送路２３しては、Ｇｅ、Ｐ。

Ａ　Ｉ、Ｙｂ、Ｔ　ｉ等のドーパントを含有した石英光
ファイバ、石英系光導波路、更には前述したようにＺｒ
−Ｂａ−Ｌａ−Ａｌ−Ｎｄ系にＥ「をドープした光ファ
イバ、あるいは光導波路を用いても良い。

また第４図において、光ファイバ４の一部にＮｄとＥ「
と共ドープしたものを用いても良い。

このようにすれば、波長λ１・１．３μｔとλ３・１．
５５μｍの光信号を共通増幅することかできる。

以上のように、波長多重数は２波、３波以外に更に増や
しても良い。

例えは第２図において、局８ｆｆｌｌから１．３μｍ帯
の光信号を数波から１０数波（１，３０〜１．３４μｍ
の範囲）多重して伝送するようにしても良い。

あるいは第３図においても、局８側から１．５μｍ帯の
光信号を数波から数十波（１，５２〜１．５６μｍの範
囲）多重して伝送するようにしても良い。

そして、局９１Ｆｌでそれぞれ巽なった波長の光信号を
光合分波器を用いて分波するように構成させる。

あるいは、受光素子２２の前にチューナプルフィルタを
挿入しておき、上記多重伝送されてきた波長の異なる光
信号を選択的にチューニングすることにより、受光素子
で受信するようにしても良い４同様に第４図でも、局９
側から１．５５μＩ帯の光信号を数波から数十波多重し
て伝送し、局８の受光素子２４の前にチューナプルフィ
ルタを挿入して、上記のように選択受信しても良い。な
お光ファイバ４には、希土類元素を添加した光ファイバ
を、一部分含んでいても良いことは言うまでもないこと
である。

以上のように、従来の方式に比して損失マージンを少な
くとも１０ｄＢ取ることができるので、各光部品部の組
立て、加工及び実装精度を大幅に緩めることかできる。

従って、簡易な構成で良く、経済的で信頼性の高いシス
テムを実現することができる。またスパン距離も拡張す
ることができる。

［発明の効果コ以上述べたように、本発明によれば、従来の方式に比し
て損失マージンを少なくとも１０ｄＢ取ることができる
ので、各光部品部の組立て、加工及び実装精度を大幅に
緩めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図は本発明の双方向光通
信方法及び装置のそれぞれ別の実施例を示した図、第５
図は従来の双方向多重伝送システムの構成例を示した図
である。図中、１は光送信部、２は光受信部、３は光合分波部、
４は光ファイバ、５は光送信部、６は光受信部、７は光
合分波部、８は局Ａ、９は局Ｂ、１０は半導体レーザ、
１１は受光素子、１４は干渉膜フィルタ、１５は希土類
元素添加光伝送路、１６は光分岐部、１７は光合分波部
、２１は半導体レーザ、２２は受光素子、２３はＥｒ添
加光伝送路、２４は受光素子、２５は半導体レーザを示
す。

Claims

【特許請求の範囲】１、２つの局Ａ、Ｂ間を１本の光ファイバで接続し、局
Ａからは少なくとも波長λ１の光信号に情報を乗せて送
出し、局Ｂからは少なくとも波長λ２の光信号の情報を
乗せて送出する双方向波長多重伝送方法において、局Ａ
側では前記少なくとも波長λ１の光信号を希土類元素添
加光伝送路に通すことにより増幅させて送出し、局Ｂで
は前記希土元素添加光伝送路を励起する波長λ２の光信
号に情報を乗せて伝送することを特徴とする双方向光通
信方法。２、波長λ１として１．３μｍ帯、波長λ２として０．
８μｍ帯を用い、希土類元素添加光伝送路としてＮｄを
添加した光伝送路を用いたことを特徴とする請求項１記
載の双方向光通信方法。３、波長λ１として１．５μｍ帯、波長λ２として１．
４８μｍ帯を用い、希土類元素添加光伝送路としてＮｒ
を添加した光伝送路を用いたことを特徴とする請求項１
記載の双方向光通信方法。４、更に、局Ｂから波長λ３の光信号に情報を乗せて伝
送し、局Ａでは、前記とは別の希土類元素添加光伝送路
を通して増幅した後にこの波長λ３の光信号を受光する
ことを特徴とする請求項１記載の双方向光通信方法。５、波長λ３として１．５μｍ帯を用いたことを特徴と
する請求項４記載の双方向光通信方法。６、前記２つの希土類元素添加光伝送路としてＮｒとＮ
ｄを共添加された光伝送路を用いたことを特徴とする請
求項４記載の双方向光通信方法。７、局Ａ側から１．３μｍ帯の光信号を少なくとも２波
多重し、希土類元素添加光伝送路を通して局Ｂ側へ送出
することを特徴とする請求項２記載の双方向光通信方法
。８、局Ａ側から１．５μｍ帯の光信号を少なくとも２波
多重し、希土類元素添加光伝送路を通して局Ｂ側へ送出
することを特徴とする請求項３記載の双方向光通信方法
。９、２つの局Ａ、Ｂ間を１本の光ファイバで接続し、局
Ａからは少なくとも波長λ１の光信号に情報を乗せて送
出し、局Ｂからは少なくとも波長λ２の光信号の情報を
乗せて送出する双方向波長多重伝送装置において、局Ａ
側には、少なくとも波長λ１の光信号を送出する光送信
部、該波長λ１の光信号を増幅する機能を持った希土類
元素添加光伝送路、波長λ２の光信号を受信する光受信
部、及び光分岐部を設け、局Ｂ側には、前記希土類元素
添加光伝送路を励起するためと情報伝送をなすための波
長λ２の光送信部、波長λ１の光信号を受信するための
光受信部、及び光合分波部を設けたことを特徴とする双
方向光通信装置。１０、局Ｂ側には波長λ３の光信号に情報を乗せて伝送
する光送信部を設け、局Ａ側には、前記波長λ２の光信
号で励起され前記波長λ３の光信号を増幅する別の希土
類元素添加光伝送路とこの増幅された波長λ３の光信号
を受光する受光素子から成る光受信部を設けたことを特
徴とする請求項９記載の双方向光通信装置。