JPH08237206A - 双方向光伝送システム - Google Patents

双方向光伝送システム

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JPH08237206A
JPH08237206A JP7325412A JP32541295A JPH08237206A JP H08237206 A JPH08237206 A JP H08237206A JP 7325412 A JP7325412 A JP 7325412A JP 32541295 A JP32541295 A JP 32541295A JP H08237206 A JPH08237206 A JP H08237206A
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JP
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optical
coupler
fiber amplifier
ports
modulator
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JP7325412A
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Jean-Marc P Delavaux
ピエール デラボー ジャン−マーク
Philippe A Perrier
アンドレ ペリエ フィリペ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 １つの光ファイバに１つの波長のみを使用し
て双方向に伝送を行うシステム及びその構成機器を提供
する。 【解決手段】光通信システムにおいて、１つの光ファイ
バ（例、７）での双方向伝送は、顧客の構内設置の機器
において光ファイバ増幅器（例、３３）及び狭帯域フィ
ルタ（例、３５）とともに３ポートサーキュレータ
（例、３１）を使用することにより行われる。ファイバ
（例、３３）増幅器は局部か又は遠隔でポンピングされ
ることが可能である。音響光変調器（例、３９）は、上
り及び下り波長を同調させないでコヒーレントレイリー
ノイズを減少させるため、効果的に利用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、概して光伝送シス
テムに関し、特に１つの光ファイバに１つの波長だけを
使用して双方向に伝送するようなシステム及びこのよう
なシステムの構成機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバを利用する通信システムは、
技術的に非常に高度化した状況になってきており、今日
における商業的な重要性だけでなく、今後も着実に重要
度が増していくであろう。今日最も進歩したシステム
は、数百キロ先に毎秒１０ギガビット以上の速度で情報
を伝送することができる。
【０００３】このように現在のシステムは、非常に大き
な容量を有する。しかしながら、システムのコストを抑
えまた容量が増大する送信機、受信機、変調器等の容量
や構成の向上は経済性において魅力となっている。例え
ば、初期の光通信システムは、光信号を定期的に検出し
て再生するリピータを使用して、長距離化されていた。
今日のシステムは、リピータより安価な光増幅器を利用
して長距離化を行っている。一般的に利用される光学増
幅器は、希土類をドープした光ファイバを用いている。
エルビウムが広く使われており、エルビウムをドープし
たファイバ増幅器は頭字語でＥＤＦＡと呼ばれている。
増幅器は、ＥＤＦＡのポンプ信号の供給源としてレーザ
を使用する。構成が異なるとその利点や欠点も異なるた
め、光通信システムの構成やアーキテクチャもまた重要
である。ファイバ増幅システムにおいては、スター構成
が好ましいとされているのは、他の構成より多くの局を
サポートできるためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】スター構成は、単方向
または双方向が可能である。しかし、スター構成は重大
な欠点、すなわち、非光学的に絶縁されたＥＤＦＡが上
り及び下り両方の感度を低下させてしまい、光学反射に
より起こるレージングのためシステムを不安定にしてし
まうことがある増幅自然輻射（ＡＳＥ）を引き起こす。
この欠点は、不連続かつ分散した利得が原因で起こる。
【０００５】広い範囲で従来技術を説明する文献があ
る。参照例を挙げると、バーグマン、米国特許５，１４
０，６５５や、カシディ、会報ＩＥＥＥ／ＬＯＳ、光マ
ルチアクセスネットワーク、ペーパＰＤ２、１９９０年
７月や、ゴールドスタイン、ＩＥＥＥ、フォトンや、テ
クノロジーレターズ、ｐｐ．３９０〜３９３、１９９１
年４月や、ペリエ、光ローカルネットワークにおける第
４ワークショップ、１９９１年９月２４、２５日、ベル
サイユ、フランスや、ペリエ、ＥＣＯＣ９２、ｐｐ．２
８９〜２９２、ベルリン、ドイツ、１９９２年９月等が
あげられる。
【０００６】リング型やマンハッタンストリート型のよ
うな他の構成についても興味深いものがある。多くのユ
ーザが１つのチャネルを受信できる分配システムを備え
ることが望ましい。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の実施例による
と、光装置は、少なくとも３つのポートを備える光サー
キュレータと少なくとも１つのポートに接続されるファ
イバ増幅器とを有する。変調器は、光サーキュレータポ
ートと上りデータを受信してから変調するファイバ増幅
器とに接続される。マルチプレクサカプラは、ファイバ
増幅器及び光サーキュレータポートに接続される。フィ
ルタは下りキャリア波長の選択とＡＳＥ電力の除去に使
用される。ファイバ増幅器を光学的にポンピングするた
めに使用するレーザは、局部かまたは遠隔に設置される
とよい。
【０００８】もう一つの本発明の実施例は、複数のチャ
ネルと少なくとも１つのポンプレーザとに接続されるス
ターカプラを備える中央局を有する光通信システムにお
いて説明される装置を利用する。スターカプラと装置と
は光ファイバによって接続される。
【０００９】
【発明の実施の形態】図に示した実施例を参照して、本
発明を説明する。中央局（ＣＯ）を１として示し、顧客
の構内で使用される装置を３及び５で示した。中央局１
と装置３及び５は、光ファイバ７及び９によりそれぞれ
光学的に接続される。
【００１０】中央局１は、１０３及び１０５で示される
送信機Ｔxからの複数の信号と１０７及び１０９で示さ
れるポンプＰｉからの複数の信号とを受信するためのポ
ートを備えるスターカプラ１０１を有する。上述したス
ターカプラは、２５０ｘ２５６であるが、他のサイズで
もよい。スターカプラ１０１もまたポンプ信号を受信し
てその受信した信号をデマルチプレクサ１１１に伝送す
るポートを備える。デマルチプレクサ１１１は、複数の
受信機Ｒx１１３及び１１５に接続される。受信機、送
信機およびポンプは、λｓに付けられた異なる下付き文
字に示される通り、異なる波長で動作し得る。上述した
構成機器は当業者に広く知られているものであり、当業
者が容易に選択し得るものである。
【００１１】装置３は、Ａ、Ｂ及びＣで示される３つの
ポートを備える光サーキュレータ３１と、ファイバ増幅
器３３と、フィルタｆ３５と、Ｄ、Ｅ、Ｆ及びＧで示さ
れるマルチプレクサカプラ３７と、変調器Ｍｏｄ３９
と、受信機Ｒ４１とを有する。ファイバ増幅器３３は、
光サーキュレータ３１の２つのポートに光学的に接続さ
れる。それは、ポートＢに直接接続され、他の構成機器
を介して光学的にポートＣに接続される。「接続され
る」という用語は、光学的に接続されるという意味で使
用する。中間構成機器が存在してもよい。「直接接続さ
れる」とは、中間構成機器が存在しないことをいう。フ
ィルタ３５は、ファイバ増幅器３３とマルチプレクサ３
７のポートＤとに接続される。マルチプレクサ３７はま
た、ポートＧを介して受信機４１に、同様にポートＥを
介して変調器３９に接続される。変調器は、上りデータ
を受信するためのポートを備え、光サーキュレータ３１
のポートＣに接続される。サーキュレータ３１のポート
Ａは、中央局１につながっているフィルタに接続され
る。マルチプレクサ３７はまた、ポートＦでポンプレー
ザに接続され、レーザは、ポンプレーザが局部にあって
も遠隔にあってもよいことを強調するためにこの装置内
には記載していない。光通信装置の動作を説明すれば、
記載された装置は専業者により製造し得るものである。
【００１２】中央局１と装置３及び５の間の光ファイバ
７及び９は、それぞれ広く知られているものであり、当
業者が容易に選択し得るものである。図示した様に、光
ファイバは、スターカプラのポートと光サーキュレータ
のポートＡとに接続される。
【００１３】概して、装置５は装置３に類似している
が、増設ファイバ増幅器５１とポンプ波長を有するポン
プレーザ５３とを備えることが示されている。機器の構
成で、装置３の構成とはいくぶん異なるところがある。
ファイバ増幅器３３及び５１は、ポートＦ及びＧにそれ
ぞれ接続されている。フィルタ３５は、１つの機器、つ
まりタンデムフィルタとして示し、マルチプレクサ３７
に接続されていないファイバ増幅器３３及び５１の一端
に接続されている。そのため、フィルタ３７は両方のチ
ャネルに有効である。
【００１４】ここで、システム及びその構成機器の動作
について説明する。キャリアが、変調された上り信号を
生成するために装置３及び５において完全オンオフ変調
される一方で、送信機からの下り信号は、中央局１にお
いて小さい指数で強度変調される。分布帰還型レーザ
（ＤＦＢ）のような１つの周波数レーザは、光信号を双
方向システムのために供給するように利用すればよい。
中央局においては、送信機の直接変調により生成された
下り信号は、マルチプレクサとして備えられるスターカ
プラを介して、例えば７または９の光ファイバに結合さ
れている。マルチプレクサカプラは、ポンプ及び変調さ
れた信号を混合することができる。これらの装置は広く
知られているため、示していない。装置３において、信
号は、ポートＡでサーキュレータに入力され、ファイバ
増幅器３１で増幅される。増幅後、信号の一部は、受信
機で検出用に取り出される。受信用に取り出される量
は、数パーセント、例えば約１０パーセントで十分であ
る。信号の残りの部分は、変調器（非偏波依存型が望ま
しい）に送られ、変調器は変調された上り信号を生成す
る。そして、上り信号は、サーキュレータのポートＣに
入力されてポートＡから出力され、ファイバ７を介して
中央局に入力され、スターカプラ１０１及びデマルチプ
レクサ１１１を経由した後、受信機で検出される。
【００１５】装置３及び５の両方は、ファブリペロー型
フィルタ、音響光ＳＡＷフィルタ、ＬｉＮｂＯ3デバイ
スのような狭帯域フィルタ３５を有する。信号の手前の
ＡＳＥが使用され、上り信号用に増幅される。このフィ
ルタは、下りキャリア波長を遮る。例えば音響光の場
合、変調器３９は、変調された信号の周波数を変調され
ていない信号に対して変更し、受信機でコヒーレントレ
イリーコヒーレントノイズを減少させる。周波数は、フ
ィルタ外の領域に変更される。１つのレーザだけが放射
源として使用されるが、上り及び下り信号は異なる周波
数である。周波数は異なっているが、システムは１つの
波長光源を使用して動作する。
【００１６】以下に述べるように、本装置及び本システ
ムは、他の装置及びシステムと比較しても、明確な効果
を有する。３つの効果を以下に挙げる。第１に、標準的
なスターカプラと比較した場合、上り及び下り信号は隔
離されており、それらの伝送損失が減少する。第２に、
ＡＳＥのほとんどのシステムの性能の低下を抑えなが
ら、ファイバ増幅器の利得を利用して上り及び下り信号
両方における光学的電力供給を増大する。第３に、９８
０ｎｍまたは１４８０ｎｍにおける局部ポンピングが利
用されているにもかかわらず、本装置では遠隔ポンピン
グが可能である。
【００１７】変調器は、上で述べた様に音響光変調器、
ＬｉＮｂＯ3変調器等の非偏波依存型変調器であればよ
い。他に半導体光増幅器を使用することもできる。今日
では、音響光増幅器がいくつかの理由により好まれてい
る。第１に、ＡＳＥが全く発生しないために受信機でレ
イリーノイズ及びＡＳＥ信号ビートノイズが減少する。
第２に、音響光変調器の前記固有周波数の変更は、下り
入力信号及び上り出力信号を光学的に絶縁する。第３
に、音響光変調器は振幅及び周波数の両方の変調が可能
である。
【００１８】中央局と各々の装置との間の１つのチャネ
ルにおける通信には、１つの光ファイバを利用するとよ
いと考えられる。装置３及び５の両方は、利得を得るだ
けでなくほとんどのＡＳＥがスターカプラに到達しない
ようにするためにファイバ増幅器を利用する。
【００１９】下り及び上りレイリー散乱信号の間で同じ
波長の干渉を利用する双方向伝送では、受信機の感度を
低下させ、伝送区間長が制限されることが観察された。
変調指数の低下とともに感度の低下が促されることが認
められた。そのため、伝送出力損失と許容可能なコヒー
レントレイリーノイズのレベルとの間で妥協点を見いだ
すために、信号の利得について慎重に検討しなければな
らない。その代わり、上り信号波長は下り波長に対して
同調してなくてもよい。
【００２０】フィルタ及びファイバ増幅器のために記載
された位置は、単に例示するためのものであり、他の位
置を使用してもよい。例えば、ファイバ増幅器は、光サ
ーキュレータのポートＢ及びＣに接続している光ループ
の内側でも外側でもよい。フィルタの位置も同様に変更
可能である。サーキュレータより前に配置された場合
は、所望の波長だけが増幅される。
【００２１】変形例及び他の実施例は、当業者により容
易に考えられる。例えば、３ポート光サーキュレータ
は、中央局に関して記載したように光アイソレータや３
ｄＢカプラのかわりに３ポート光サーキュレータを利用
してもよい。また、本構成はスターカプラを使用する
が、他の構成も考えられる。さらに、３パート光サーキ
ュレータの使用について記載したが、４パート光サーキ
ュレータを使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】例として本発明による光通信システム及び本シ
ステムに使用される本発明による装置を示す。
【符号の説明】
１ 中央局 ３、５ 装置 ７、９ 光ファイバ ３１ 光サーキュレータ ３３ ファイバ増幅器 ３５ フィルタ ３７ マルチプレクサカプラ ３９ 変調器 ４１ 受信機 ５１ 増設ファイバ増幅器 ５３ ポンプレーザ １０１ スターカプラ １０３、１０５ 送信機からの信号 １０７、１０９ ポンプからの信号 １１１ デマルチプレクサ １１３、１１５ 受信機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/02 10/18 (72)発明者 フィリペ アンドレ ペリエ フランス，78140 ベリジ ヴィラ クブ レー，ラブルディン，ルー エンリ ９

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも３つのポート（例、Ａ、Ｂ、
    Ｃ）を備える光サーキュレータ（例、３１）と、 前記ポートの２つ（例、Ｂ、Ｃ）に光学的に結合される
    ファイバ増幅器（例、３３）と、 少なくとも前記ポートの１つ（例、Ｂ）に光学的に接続
    されるフィルタ（例、３５）と、 前記ポートの１つ及び前記ファイバ増幅器（例、３３）
    に光学的に結合され、データを受信するためのポートを
    備える変調器（例、３９）と、 前記ファイバ増幅器（例、３３）及び前記変調器（例、
    ３９）に光学的に接続されるマルチプレクサ（例、３
    ７）カプラと、 からなる装置。
  2. 【請求項２】 前記変調器（例、３９）が音響光変調器
    を備える請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 更に、受信機（例、４１）を備え、前記
    受信機（例、４１）は前記マルチプレクサ（例、３７）
    に光学的に接続されている請求項１記載の装置。
  4. 【請求項４】 更に、ポンプレーザ（例、５３）を備
    え、前記ポンプレーザ（例、５３）は前記マルチプレク
    サカプラ（例、３７）に光学的に接続されている請求項
    １記載の装置。
  5. 【請求項５】 複数の送信機（例、１０３、１０５）
    と、 前記複数の送信機（例、１０３、１０５）及び少なくと
    も１つのポンプレーザ（例、１０７、１０９）に接続さ
    れるカプラと、 前記カプラ（例、１０１）に接続されている光ファイバ
    （例、７）と、 少なくとも３つのポート（例、Ａ、Ｂ、Ｃ）を備え、前
    記ポートの１つ（例、Ａ）が前記光ファイバ（例、７）
    に接続されている光サーキュレータ（例、３１）と、 少なくとも前記ポートの１つに光学的に結合されるファ
    イバ増幅器と、 前記ポートの１つ（例、Ｃ）及び前記ファイバ増幅器
    （例、３３）に光学的に結合される変調器（例、３９）
    と、 前記ファイバ増幅器（例、３３）に光学的に接続される
    マルチプレクサ（例、３９）カプラと、 からなる光通信システム。
  6. 【請求項６】 更に、デマルチプレクサ（例、１１１）
    を有し、前記デマルチプレクサ（例、１１１）は、前記
    カプラ（例、１０１）に光学的に接続されている請求項
    ５記載の光通信システム。
  7. 【請求項７】 更に、複数の受信機（例、１１３、１１
    ５）を有し、前記受信機は、前記カプラに光学的に接続
    されている請求項６記載の光通信システム。
JP7325412A 1994-12-14 1995-12-14 双方向光伝送システム Pending JPH08237206A (ja)

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US355943 1994-12-14
US08/355,943 US5572612A (en) 1994-12-14 1994-12-14 Bidirectional optical transmission system

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JPH08237206A true JPH08237206A (ja) 1996-09-13

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US (1) US5572612A (ja)
EP (1) EP0717516A1 (ja)
JP (1) JPH08237206A (ja)
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