JP2000106544A - 光増幅器及び波長多重光伝送システム - Google Patents
光増幅器及び波長多重光伝送システムInfo
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- H04B10/29—Repeaters
- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
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- H04B10/294—Signal power control in a multiwavelength system, e.g. gain equalisation
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06754—Fibre amplifiers
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Abstract
(57)【要約】
【課題】波長多重信号光の利得等化と雑音光の抑圧とを
１つの光デバイスにより実現させた簡略な構成で安価な
光増幅器及びそれを用いた波長多重光伝送システムを提
供する。 【解決手段】本発明の光増幅器１０は、ＥＤＦ１、励起
光源２及び合波器３を備えた従来の光増幅器に対して、
ＥＤＦ１の利得波長特性に対応した周期的な損失波長特
性を有する光フィルタ４を設けて構成される。光フィル
タ４は、損失波長特性の１周期に相当する間隔（ＦＳ
Ｒ）がＥＤＦ１の利得ピーク波長差に対応し、かつ、最
大損失波長がＥＤＦ１の長波長側の利得ピーク波長に略
一致した特性を持つ。この光フィルタ４により、長波長
側の利得ピーク波長付近に配置された信号光の利得等化
が行われるとともに、短波長側の利得ピーク波長付近で
発生する雑音光が抑圧される。
１つの光デバイスにより実現させた簡略な構成で安価な
光増幅器及びそれを用いた波長多重光伝送システムを提
供する。 【解決手段】本発明の光増幅器１０は、ＥＤＦ１、励起
光源２及び合波器３を備えた従来の光増幅器に対して、
ＥＤＦ１の利得波長特性に対応した周期的な損失波長特
性を有する光フィルタ４を設けて構成される。光フィル
タ４は、損失波長特性の１周期に相当する間隔（ＦＳ
Ｒ）がＥＤＦ１の利得ピーク波長差に対応し、かつ、最
大損失波長がＥＤＦ１の長波長側の利得ピーク波長に略
一致した特性を持つ。この光フィルタ４により、長波長
側の利得ピーク波長付近に配置された信号光の利得等化
が行われるとともに、短波長側の利得ピーク波長付近で
発生する雑音光が抑圧される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長の異なる複数
の信号光を含んだ波長多重信号光を一括して増幅する光
増幅器及び波長多重信号光を増幅中継しながら伝送する
波長多重光伝送システムに関し、特に、波長多重信号光
の利得等化と雑音光の抑圧とを行うことが可能な光増幅
器及び波長多重光伝送システムに関する。
の信号光を含んだ波長多重信号光を一括して増幅する光
増幅器及び波長多重信号光を増幅中継しながら伝送する
波長多重光伝送システムに関し、特に、波長多重信号光
の利得等化と雑音光の抑圧とを行うことが可能な光増幅
器及び波長多重光伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の長距離光伝送システムでは、光信
号を電気変換し、タイミング再生(retiming)、波形等化
(reshaping) 及び識別再生(regenerating)を行う光再生
中継器を用いて光伝送を行ってきた。しかし、現在では
光増幅器の実用化が進み、光増幅器を線形中継器として
用いる光増幅中継伝送方式が検討されている。光再生中
継器を光増幅中継器に置き換えることにより、中継器内
の部品点数が大幅に削減されて、信頼性が確保されると
ともに大幅なコストダウンが見込まれる。
号を電気変換し、タイミング再生(retiming)、波形等化
(reshaping) 及び識別再生(regenerating)を行う光再生
中継器を用いて光伝送を行ってきた。しかし、現在では
光増幅器の実用化が進み、光増幅器を線形中継器として
用いる光増幅中継伝送方式が検討されている。光再生中
継器を光増幅中継器に置き換えることにより、中継器内
の部品点数が大幅に削減されて、信頼性が確保されると
ともに大幅なコストダウンが見込まれる。
【０００３】また、光伝送システムの大容量化を実現す
る方法としては、１つの伝送路に波長の異なる複数の信
号光を多重化して伝送する波長多重（ＷＤＭ）光伝送方
式が注目されている。ＷＤＭ光伝送方式と光増幅中継伝
送方式を組み合わせたＷＤＭ光増幅中継伝送方式におい
ては、光増幅器を用いて各波長の信号光を一括して増幅
することが可能であり、簡素な構成（経済的）で、大容
量かつ長距離伝送が実現可能である。
る方法としては、１つの伝送路に波長の異なる複数の信
号光を多重化して伝送する波長多重（ＷＤＭ）光伝送方
式が注目されている。ＷＤＭ光伝送方式と光増幅中継伝
送方式を組み合わせたＷＤＭ光増幅中継伝送方式におい
ては、光増幅器を用いて各波長の信号光を一括して増幅
することが可能であり、簡素な構成（経済的）で、大容
量かつ長距離伝送が実現可能である。
【０００４】現在、実用化されている光増幅器として
は、例えば、エルビウムドープ光ファイバ増幅器（以
下、ＥＤＦＡとする）等がある。その基本構成は、図１
０に示すように、エルビウムドープファイバ１（以下、
ＥＤＦ１とする）と、励起光を発生する励起光源２と、
入力ポートＩＮに入射される信号光及び励起光源２から
出射される励起光を合波してＥＤＦ１に供給する合波器
３と、を備える。図１０の光増幅器１００は、ＥＤＦ１
内における信号光と励起光の伝搬方向が同方向となる前
方励起型の構成である。また、前方励起型以外の他の基
本構成としては、図１１に示すような信号光と励起光の
伝搬方向が逆方向となる後方励起型の光増幅器１００'
や、図示しないが励起光がＥＤＦ１の両端から供給され
る双方向励起型の光増幅器もある。
は、例えば、エルビウムドープ光ファイバ増幅器（以
下、ＥＤＦＡとする）等がある。その基本構成は、図１
０に示すように、エルビウムドープファイバ１（以下、
ＥＤＦ１とする）と、励起光を発生する励起光源２と、
入力ポートＩＮに入射される信号光及び励起光源２から
出射される励起光を合波してＥＤＦ１に供給する合波器
３と、を備える。図１０の光増幅器１００は、ＥＤＦ１
内における信号光と励起光の伝搬方向が同方向となる前
方励起型の構成である。また、前方励起型以外の他の基
本構成としては、図１１に示すような信号光と励起光の
伝搬方向が逆方向となる後方励起型の光増幅器１００'
や、図示しないが励起光がＥＤＦ１の両端から供給され
る双方向励起型の光増幅器もある。
【０００５】このようなＥＤＦを用いた光増幅器の利得
波長特性は、図１２に示すように、２つの利得ピークを
持つことが知られている。図１２には、ＥＤＦＡを飽和
領域で動作させたときの利得波長特性の一例が示してあ
る。この利得波長特性では、短波長側の利得ピーク波長
が１５３４ｎｍ付近にあり、長波長側の利得ピーク波長
が１５５８ｎｍ付近にある。また、利得波長特性が比較
的平坦になる波長帯域幅（例えば、３ｄＢ帯域幅や１０
ｄＢ帯域幅など）は、長波長側の利得ピークの方が短波
長側の利得ピークよりも広くなる。このため、ＥＤＦＡ
を用いたＷＤＭ光増幅中継伝送方式においては、長波長
側の利得ピーク波長付近を中心に波長多重信号光を配置
する場合が多い。
波長特性は、図１２に示すように、２つの利得ピークを
持つことが知られている。図１２には、ＥＤＦＡを飽和
領域で動作させたときの利得波長特性の一例が示してあ
る。この利得波長特性では、短波長側の利得ピーク波長
が１５３４ｎｍ付近にあり、長波長側の利得ピーク波長
が１５５８ｎｍ付近にある。また、利得波長特性が比較
的平坦になる波長帯域幅（例えば、３ｄＢ帯域幅や１０
ｄＢ帯域幅など）は、長波長側の利得ピークの方が短波
長側の利得ピークよりも広くなる。このため、ＥＤＦＡ
を用いたＷＤＭ光増幅中継伝送方式においては、長波長
側の利得ピーク波長付近を中心に波長多重信号光を配置
する場合が多い。
【０００６】ところで、波長多重信号光の増幅は、上記
のように光増幅器の利得波長特性が比較的平坦になる波
長帯に対応させて行われるが、例えば図１３に示すよう
に、光送信器Ｔｘ及び光受信器Ｒｘの間に複数の光増幅
器１００を配置して多段中継を行う場合などでは、それ
ぞれの光増幅器１００における各波長の信号光の利得差
が蓄積されるようになる。これにより、多段中継後の各
波長の信号光に大きなレベル差が生じて、光受信器が波
長多重信号光を正常に受信できなくなることがある。
のように光増幅器の利得波長特性が比較的平坦になる波
長帯に対応させて行われるが、例えば図１３に示すよう
に、光送信器Ｔｘ及び光受信器Ｒｘの間に複数の光増幅
器１００を配置して多段中継を行う場合などでは、それ
ぞれの光増幅器１００における各波長の信号光の利得差
が蓄積されるようになる。これにより、多段中継後の各
波長の信号光に大きなレベル差が生じて、光受信器が波
長多重信号光を正常に受信できなくなることがある。
【０００７】そこで、従来の光増幅器では、各波長の信
号光の利得を平坦化する利得等化器を設けることで、上
記のような利得差の蓄積を防いできた。一例として、現
在実用化の段階にある８波多重光伝送システムでは、波
長多重信号光のチャネル間隔（波長間隔）を０．８ｎｍ
とした場合に、信号光波長帯域幅として５．６ｎｍが必
要となるが、この信号光波長帯域については、例えば１
００００kmの伝送においても、１種類の利得等化器（光
フィルタ）を用いて比較的簡単に利得等化を実現できる
ことが知られている。なお、チャネル間隔０．８ｎｍ
は、１．５５μｍ帯において周波数間隔１００ＧＨｚに
相当し、これはＩＴＵの国際標準である。
号光の利得を平坦化する利得等化器を設けることで、上
記のような利得差の蓄積を防いできた。一例として、現
在実用化の段階にある８波多重光伝送システムでは、波
長多重信号光のチャネル間隔（波長間隔）を０．８ｎｍ
とした場合に、信号光波長帯域幅として５．６ｎｍが必
要となるが、この信号光波長帯域については、例えば１
００００kmの伝送においても、１種類の利得等化器（光
フィルタ）を用いて比較的簡単に利得等化を実現できる
ことが知られている。なお、チャネル間隔０．８ｎｍ
は、１．５５μｍ帯において周波数間隔１００ＧＨｚに
相当し、これはＩＴＵの国際標準である。
【０００８】また、従来の光増幅器では、短波長側の利
得ピーク波長付近における雑音光（自然放出光雑音）を
抑圧するための専用の光フィルタが、上記の利得等化器
とは別に設けられる場合も多い。即ち、波長多重信号光
の帯域外にある短波長側の利得ピークは、余分な雑音光
を発生させることになるため、波長多重信号光の光ＳＮ
比を劣化させる。上記の光フィルタは、この余分な雑音
光を抑圧することで光ＳＮ比の劣化を防ぐものである。
得ピーク波長付近における雑音光（自然放出光雑音）を
抑圧するための専用の光フィルタが、上記の利得等化器
とは別に設けられる場合も多い。即ち、波長多重信号光
の帯域外にある短波長側の利得ピークは、余分な雑音光
を発生させることになるため、波長多重信号光の光ＳＮ
比を劣化させる。上記の光フィルタは、この余分な雑音
光を抑圧することで光ＳＮ比の劣化を防ぐものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の光増幅器では、利得等化器及び雑音光抑圧
用光フィルタといった２つの光デバイスが個別に設けら
れるため、光増幅器全体の構成が複雑になるとともに、
２つの光デバイスそれぞれで発生する挿入損失や偏光依
存性損失を補う必要も生じ、光増幅器のコスト上昇を招
いてしまうという問題がある。
ような従来の光増幅器では、利得等化器及び雑音光抑圧
用光フィルタといった２つの光デバイスが個別に設けら
れるため、光増幅器全体の構成が複雑になるとともに、
２つの光デバイスそれぞれで発生する挿入損失や偏光依
存性損失を補う必要も生じ、光増幅器のコスト上昇を招
いてしまうという問題がある。
【００１０】特に、更なる大容量伝送を目指したＷＤＭ
光増幅中継伝送システムの実現には、上記波長多重信号
光の利得等化及び雑音光の抑圧が重要となる。例えば、
１６波の波長多重光伝送システムを考えた場合、チャネ
ル間隔を０．８ｎｍとしたときには、光増幅器の信号光
波長帯域幅として１２ｎｍが必要となる。このような広
い信号光波長帯域幅を持つ光増幅器を実現するには、長
波長側の利得ピーク波長付近において利得波長特性が平
坦となる波長帯域幅を広くする必要がある。このために
は、例えば図１４に示すように、光増幅器への光入力パ
ワーを小さくして光増幅器を非飽和領域で動作させる方
法などが知られている。図１５には、ＥＤＦＡを非飽和
領域で動作させたときの利得波長特性の一例を示す。
光増幅中継伝送システムの実現には、上記波長多重信号
光の利得等化及び雑音光の抑圧が重要となる。例えば、
１６波の波長多重光伝送システムを考えた場合、チャネ
ル間隔を０．８ｎｍとしたときには、光増幅器の信号光
波長帯域幅として１２ｎｍが必要となる。このような広
い信号光波長帯域幅を持つ光増幅器を実現するには、長
波長側の利得ピーク波長付近において利得波長特性が平
坦となる波長帯域幅を広くする必要がある。このために
は、例えば図１４に示すように、光増幅器への光入力パ
ワーを小さくして光増幅器を非飽和領域で動作させる方
法などが知られている。図１５には、ＥＤＦＡを非飽和
領域で動作させたときの利得波長特性の一例を示す。
【００１１】図１５のようにＥＤＦＡを非飽和領域で使
用すると、長波長側の利得ピーク波長付近における利得
平坦部分の帯域幅が広くなる。しかしながら、短波長側
の利得ピーク波長付近の利得が増大するので、余分な雑
音光をより多く発生させることになってしまう。このた
め、ＥＤＦＡを飽和領域で動作させる場合と比べて、波
長多重信号光の光ＳＮ比を大きく劣化させる可能性があ
る。従って、波長多重信号光の利得等化とともに雑音光
抑圧の必要性が増大する。
用すると、長波長側の利得ピーク波長付近における利得
平坦部分の帯域幅が広くなる。しかしながら、短波長側
の利得ピーク波長付近の利得が増大するので、余分な雑
音光をより多く発生させることになってしまう。このた
め、ＥＤＦＡを飽和領域で動作させる場合と比べて、波
長多重信号光の光ＳＮ比を大きく劣化させる可能性があ
る。従って、波長多重信号光の利得等化とともに雑音光
抑圧の必要性が増大する。
【００１２】本発明は上記問題点に着目してなされたも
ので、波長多重信号光の利得等化と雑音光の抑圧とを１
つの光デバイスにより実現させた簡略な構成で安価な光
増幅器及びそれを用いた波長多重光伝送システムを提供
することを目的とする。
ので、波長多重信号光の利得等化と雑音光の抑圧とを１
つの光デバイスにより実現させた簡略な構成で安価な光
増幅器及びそれを用いた波長多重光伝送システムを提供
することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】このため本発明の光増幅
器は、希土類元素をドープした希土類元素ドープファイ
バと、該希土類元素ドープファイバを励起するための励
起光を発生する励起光源と、該励起光源で発生した励起
光を前記希土類元素ドープファイバに入射させる合波部
と、を備え、波長の異なる複数の信号光を含んだ波長多
重信号光を一括して増幅する光増幅器において、前記希
土類元素ドープファイバの利得波長特性における隣り合
う利得ピーク間の波長差に基づいた所定のスペクトル間
隔で周期的に変化する損失波長特性を有し、該損失波長
特性における最大損失波長が、前記波長の異なる複数の
信号光が配置される一方の利得ピーク波長に略一致した
光フィルタを備えて構成される。
器は、希土類元素をドープした希土類元素ドープファイ
バと、該希土類元素ドープファイバを励起するための励
起光を発生する励起光源と、該励起光源で発生した励起
光を前記希土類元素ドープファイバに入射させる合波部
と、を備え、波長の異なる複数の信号光を含んだ波長多
重信号光を一括して増幅する光増幅器において、前記希
土類元素ドープファイバの利得波長特性における隣り合
う利得ピーク間の波長差に基づいた所定のスペクトル間
隔で周期的に変化する損失波長特性を有し、該損失波長
特性における最大損失波長が、前記波長の異なる複数の
信号光が配置される一方の利得ピーク波長に略一致した
光フィルタを備えて構成される。
【００１４】かかる構成の光増幅器では、励起光源で発
生した励起光が合波部を介して希土類元素ドープファイ
バに供給されることで、希土類元素ドープファイバが励
起される。この希土類元素ドープファイバに波長多重信
号光が入射されると、波長多重信号光は希土類元素ドー
プファイバの利得波長特性に従って増幅される。この利
得波長特性は、例えば２つの利得ピークを持つため、各
波長の信号光が配置された一方の利得ピークに対応して
各信号光間に利得偏差が生じ、また、他方の利得ピーク
に対応して雑音光が発生することになる。しかし、周期
的な損失波長特性をもつ光フィルタに波長多重信号光を
送ることで、利得偏差の平坦化と雑音光の抑圧とが同時
に行われ、信号光利得の揃った光ＳＮ比の高い波長多重
信号光が得られるようになる。
生した励起光が合波部を介して希土類元素ドープファイ
バに供給されることで、希土類元素ドープファイバが励
起される。この希土類元素ドープファイバに波長多重信
号光が入射されると、波長多重信号光は希土類元素ドー
プファイバの利得波長特性に従って増幅される。この利
得波長特性は、例えば２つの利得ピークを持つため、各
波長の信号光が配置された一方の利得ピークに対応して
各信号光間に利得偏差が生じ、また、他方の利得ピーク
に対応して雑音光が発生することになる。しかし、周期
的な損失波長特性をもつ光フィルタに波長多重信号光を
送ることで、利得偏差の平坦化と雑音光の抑圧とが同時
に行われ、信号光利得の揃った光ＳＮ比の高い波長多重
信号光が得られるようになる。
【００１５】従って、利得等化及び雑音光抑圧が１つの
光フィルタで実現されるため、光増幅器の構成が簡略化
されてコストの低減を図ることができ、また、光デバイ
スを設けることによる挿入損失や偏波依存性損失が減少
して、優れた増幅特性を実現できる。また、前記光フィ
ルタの具体的な配置としては、前記希土類元素ドープフ
ァイバの信号光入射端よりも前段か、または、前記希土
類元素ドープファイバの信号光出射端よりも後段とする
ことができる。
光フィルタで実現されるため、光増幅器の構成が簡略化
されてコストの低減を図ることができ、また、光デバイ
スを設けることによる挿入損失や偏波依存性損失が減少
して、優れた増幅特性を実現できる。また、前記光フィ
ルタの具体的な配置としては、前記希土類元素ドープフ
ァイバの信号光入射端よりも前段か、または、前記希土
類元素ドープファイバの信号光出射端よりも後段とする
ことができる。
【００１６】希土類元素ドープファイバの信号光入射端
よりも前段に光フィルタを設けるようにすれば、光増幅
器が高出力特性を持つようになり、希土類元素ドープフ
ァイバの信号光出射端よりも後段に光フィルタを設ける
ようにすれば、光増幅器が優れた雑音特性を持つように
なる。さらに、前記光フィルタの具体例としては、マッ
ハ・ツェンダー型フィルタ、エタロンフィルタ及び長周
期ファイバグレーティングフィルタのいすれか１つを用
いるようにしてもよい。
よりも前段に光フィルタを設けるようにすれば、光増幅
器が高出力特性を持つようになり、希土類元素ドープフ
ァイバの信号光出射端よりも後段に光フィルタを設ける
ようにすれば、光増幅器が優れた雑音特性を持つように
なる。さらに、前記光フィルタの具体例としては、マッ
ハ・ツェンダー型フィルタ、エタロンフィルタ及び長周
期ファイバグレーティングフィルタのいすれか１つを用
いるようにしてもよい。
【００１７】上述した光増幅器について、前記波長多重
信号光は、前記所定のスペクトル間隔の略１／２倍に相
当する波長帯域内に、前記波長の異なる複数の信号光を
含むようにするのが好ましい。このようにすることで、
光フィルタによる各波長の信号光の利得等化がより確実
に行われるようになる。また、前記希土類元素ドープフ
ァイバとしては、エルビウムをドープしたエルビウムド
ープファイバを用いてもよい。
信号光は、前記所定のスペクトル間隔の略１／２倍に相
当する波長帯域内に、前記波長の異なる複数の信号光を
含むようにするのが好ましい。このようにすることで、
光フィルタによる各波長の信号光の利得等化がより確実
に行われるようになる。また、前記希土類元素ドープフ
ァイバとしては、エルビウムをドープしたエルビウムド
ープファイバを用いてもよい。
【００１８】エルビウムドープファイバを用いる場合の
構成として、前記光フィルタは、前記所定のスペクトル
間隔が２４ｎｍを中心とする値に設定され、かつ、前記
最大損失波長が１５５８ｎｍを中心とする値に設定さ
れ、前記波長多重信号光は、波長間隔を０．８ｎｍとし
た１６波の信号光を含むようにするのが好ましい。ま
た、前記波長多重信号光については、波長間隔を１．６
ｎｍとした８波の信号光を含むようにすることもでき
る。
構成として、前記光フィルタは、前記所定のスペクトル
間隔が２４ｎｍを中心とする値に設定され、かつ、前記
最大損失波長が１５５８ｎｍを中心とする値に設定さ
れ、前記波長多重信号光は、波長間隔を０．８ｎｍとし
た１６波の信号光を含むようにするのが好ましい。ま
た、前記波長多重信号光については、波長間隔を１．６
ｎｍとした８波の信号光を含むようにすることもでき
る。
【００１９】あるいは、前記光フィルタは、前記所定の
スペクトル間隔が１２ｎｍを中心とする値に設定され、
かつ、前記最大損失波長が１５５８ｎｍを中心とする値
に設定され、前記波長多重信号光は、波長間隔を０．８
ｎｍとした８波の信号光を含むようにしてもよい。ま
た、本発明の波長多重光伝送システムは、波長の異なる
複数の信号光を含んだ波長多重信号光を光伝送路に送信
する光送信手段と、前記光伝送路を伝わる波長多重信号
光を一括して増幅する複数の光増幅器と、前記光伝送路
を介して伝送される波長多重信号光を受信する光受信手
段と、を備えて構成された波長多重光伝送システムにお
いて、前記複数の光増幅器のうちの少なくとも１つの光
増幅器が、希土類元素をドープした希土類元素ドープフ
ァイバと、該希土類元素ドープファイバを励起するため
の励起光を発生する励起光源と、該励起光源で発生した
励起光を前記希土類元素ドープファイバに入射させる合
波部と、前記希土類元素ドープファイバの利得波長特性
における隣り合う利得ピーク間の波長差に基づいた所定
のスペクトル間隔で周期的に変化する損失波長特性を有
し、該損失波長特性における最大損失波長が、前記波長
の異なる複数の信号光が配置される一方の利得ピーク波
長に略一致した光フィルタと、を備えるものである。
スペクトル間隔が１２ｎｍを中心とする値に設定され、
かつ、前記最大損失波長が１５５８ｎｍを中心とする値
に設定され、前記波長多重信号光は、波長間隔を０．８
ｎｍとした８波の信号光を含むようにしてもよい。ま
た、本発明の波長多重光伝送システムは、波長の異なる
複数の信号光を含んだ波長多重信号光を光伝送路に送信
する光送信手段と、前記光伝送路を伝わる波長多重信号
光を一括して増幅する複数の光増幅器と、前記光伝送路
を介して伝送される波長多重信号光を受信する光受信手
段と、を備えて構成された波長多重光伝送システムにお
いて、前記複数の光増幅器のうちの少なくとも１つの光
増幅器が、希土類元素をドープした希土類元素ドープフ
ァイバと、該希土類元素ドープファイバを励起するため
の励起光を発生する励起光源と、該励起光源で発生した
励起光を前記希土類元素ドープファイバに入射させる合
波部と、前記希土類元素ドープファイバの利得波長特性
における隣り合う利得ピーク間の波長差に基づいた所定
のスペクトル間隔で周期的に変化する損失波長特性を有
し、該損失波長特性における最大損失波長が、前記波長
の異なる複数の信号光が配置される一方の利得ピーク波
長に略一致した光フィルタと、を備えるものである。
【００２０】かかる構成の波長多重光伝送システムで
は、光送信手段から送信された波長多重信号光は、各光
増幅器において増幅されながら光受信手段まで伝送され
る。この波長多重信号光の増幅中継伝送において、複数
の光増幅器のうちの少なくとも１つが、周期的な損失波
長特性をもつ光フィルタを備えることによって、その光
フィルタで信号光の利得等化及び雑音光の抑圧が行われ
る。これにより、伝送特性の優れた波長多重光伝送シス
テムを低コストで実現することができるようになる。
は、光送信手段から送信された波長多重信号光は、各光
増幅器において増幅されながら光受信手段まで伝送され
る。この波長多重信号光の増幅中継伝送において、複数
の光増幅器のうちの少なくとも１つが、周期的な損失波
長特性をもつ光フィルタを備えることによって、その光
フィルタで信号光の利得等化及び雑音光の抑圧が行われ
る。これにより、伝送特性の優れた波長多重光伝送シス
テムを低コストで実現することができるようになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、第１の実施形態に係る光
増幅器の構成を示すブロック図である。ただし、上述し
た従来の光増幅器の構成と同じ部分には同一の符号を付
すものとし、以下同様とする。
に基づいて説明する。図１は、第１の実施形態に係る光
増幅器の構成を示すブロック図である。ただし、上述し
た従来の光増幅器の構成と同じ部分には同一の符号を付
すものとし、以下同様とする。
【００２２】図１において、本光増幅器１０は、例え
ば、従来の前方励起型の光増幅器について、周期的な損
失波長特性を有する光フィルタ（ＦＩＬ）４を波長多重
信号光Ｓの入射側に設けたものである。具体的には、希
土類元素ドープファイバとしてのＥＤＦ１と、励起光を
発生する励起光源２と、該励起光源２から出射される励
起光をＥＤＦ１の信号光入射端側から供給する合波部と
しての合波器３と、該合波器３及び入力ポートＩＮの間
に挿入された光フィルタ４と、から構成される。ここで
は、例えば、１５５８ｎｍを中心とする波長帯域に１６
波の信号光を含んだ波長多重信号光Ｓが、上記の光増幅
器１０により増幅される場合について説明する。
ば、従来の前方励起型の光増幅器について、周期的な損
失波長特性を有する光フィルタ（ＦＩＬ）４を波長多重
信号光Ｓの入射側に設けたものである。具体的には、希
土類元素ドープファイバとしてのＥＤＦ１と、励起光を
発生する励起光源２と、該励起光源２から出射される励
起光をＥＤＦ１の信号光入射端側から供給する合波部と
しての合波器３と、該合波器３及び入力ポートＩＮの間
に挿入された光フィルタ４と、から構成される。ここで
は、例えば、１５５８ｎｍを中心とする波長帯域に１６
波の信号光を含んだ波長多重信号光Ｓが、上記の光増幅
器１０により増幅される場合について説明する。
【００２３】光フィルタ４は、例えば図２の下段に太線
で示すように、損失波長特性の１周期に相当する間隔
（自由スペクトル間隔（free-spectral-rang）、以下Ｆ
ＳＲとする）がＥＤＦ１の長波長側の利得ピーク波長と
短波長側の利得ピーク波長との差Δλに対応し、かつ、
最大損失波長がＥＤＦ１の長波長側の利得ピーク波長に
略一致した特性を持つ。ただし、図には光フィルタ４の
損失波長特性が相対的な透過率で示してある。この光フ
ィルタ４の具体的な設定としては、最大損失波長を１５
５８ｎｍ±３ｎｍに設定し、ＦＳＲを２４ｎｍ±４ｎｍ
に設定するのが好ましい。
で示すように、損失波長特性の１周期に相当する間隔
（自由スペクトル間隔（free-spectral-rang）、以下Ｆ
ＳＲとする）がＥＤＦ１の長波長側の利得ピーク波長と
短波長側の利得ピーク波長との差Δλに対応し、かつ、
最大損失波長がＥＤＦ１の長波長側の利得ピーク波長に
略一致した特性を持つ。ただし、図には光フィルタ４の
損失波長特性が相対的な透過率で示してある。この光フ
ィルタ４の具体的な設定としては、最大損失波長を１５
５８ｎｍ±３ｎｍに設定し、ＦＳＲを２４ｎｍ±４ｎｍ
に設定するのが好ましい。
【００２４】なお、光フィルタ４のＦＳＲの値は光増幅
器１０の動作状態に応じて設定する必要がある。これ
は、ＥＤＦ１の利得ピーク波長差Δλが光増幅器１０の
動作状態によって変化するためである。図３は、利得ピ
ーク波長差Δλが光増幅器１０の動作状態によって変化
することを示す一例である。図３では、長波長側の利得
ピークと短波長側の利得ピークとの利得差ΔＧ（図２参
照）に対する利得ピーク波長差Δλの関係が表されてい
る。利得ピークの差ΔＧの値は、上述の図１２と図１５
を比べてもわかるように、光増幅器の動作状態に応じて
変化する。従って、図３の関係から利得ピーク波長差Δ
λが光増幅器１０の動作状態によって変化することがわ
かる。
器１０の動作状態に応じて設定する必要がある。これ
は、ＥＤＦ１の利得ピーク波長差Δλが光増幅器１０の
動作状態によって変化するためである。図３は、利得ピ
ーク波長差Δλが光増幅器１０の動作状態によって変化
することを示す一例である。図３では、長波長側の利得
ピークと短波長側の利得ピークとの利得差ΔＧ（図２参
照）に対する利得ピーク波長差Δλの関係が表されてい
る。利得ピークの差ΔＧの値は、上述の図１２と図１５
を比べてもわかるように、光増幅器の動作状態に応じて
変化する。従って、図３の関係から利得ピーク波長差Δ
λが光増幅器１０の動作状態によって変化することがわ
かる。
【００２５】また、上記の設定では、ＥＤＦ１の短波長
側の利得ピーク波長と光フィルタ４の透過率が極小とな
る波長とが略一致するようになっている。しかし、短波
長側の利得ピーク波長付近における光フィルタ４の特性
は、その波長帯の光を減衰させるものであれば雑音光を
抑圧する効果が生じるため、透過率が極小となる波長が
多少ずれていても構わない。
側の利得ピーク波長と光フィルタ４の透過率が極小とな
る波長とが略一致するようになっている。しかし、短波
長側の利得ピーク波長付近における光フィルタ４の特性
は、その波長帯の光を減衰させるものであれば雑音光を
抑圧する効果が生じるため、透過率が極小となる波長が
多少ずれていても構わない。
【００２６】さらに、光フィルタ４により利得等化を確
実に行うための波長多重信号光Ｓの波長帯域幅ＢＷ（図
２参照）は、光フィルタ４のＦＳＲの１／２倍程度とす
るのが適している。従って、上記光フィルタ４の設定で
は、波長多重信号光Ｓの望ましい波長帯域幅ＢＷが１２
ｎｍ±２ｎｍとなる。ここでは、１６波の波長多重信号
光Ｓを想定しており、ＩＴＵの国際標準に対応させてチ
ャネル間隔を０．８ｎｍとすると、波長帯域幅ＢＷが１
２ｎｍとなるため、このような場合には上記光フィルタ
４の設定が最適なものであるといえる。
実に行うための波長多重信号光Ｓの波長帯域幅ＢＷ（図
２参照）は、光フィルタ４のＦＳＲの１／２倍程度とす
るのが適している。従って、上記光フィルタ４の設定で
は、波長多重信号光Ｓの望ましい波長帯域幅ＢＷが１２
ｎｍ±２ｎｍとなる。ここでは、１６波の波長多重信号
光Ｓを想定しており、ＩＴＵの国際標準に対応させてチ
ャネル間隔を０．８ｎｍとすると、波長帯域幅ＢＷが１
２ｎｍとなるため、このような場合には上記光フィルタ
４の設定が最適なものであるといえる。
【００２７】上述したような周期的な損失波長特性を有
する光フィルタ４の具体例としては、例えば、マッハ・
ツェンダー（Mach-Zehnder）型フィルタやエタロンフィ
ルタ、長周期ファイバグレーティングフィルタなどの公
知の光デバイスとすることができる。なお、長周期ファ
イバグレーティングフィルタは、例えば、Ashish M.Ven
gsarkar et al,“Long-Period Fiber Gratings as Band
-Rejection Filters,"JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOG
Y,VOL.14,NO.1,JANUARY 1996. 等で提案されたものであ
る。ここでは、図４にマッハ・ツェンダー型フィルタの
概略を示しておく。
する光フィルタ４の具体例としては、例えば、マッハ・
ツェンダー（Mach-Zehnder）型フィルタやエタロンフィ
ルタ、長周期ファイバグレーティングフィルタなどの公
知の光デバイスとすることができる。なお、長周期ファ
イバグレーティングフィルタは、例えば、Ashish M.Ven
gsarkar et al,“Long-Period Fiber Gratings as Band
-Rejection Filters,"JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOG
Y,VOL.14,NO.1,JANUARY 1996. 等で提案されたものであ
る。ここでは、図４にマッハ・ツェンダー型フィルタの
概略を示しておく。
【００２８】図４（Ａ）に示すように、マッハ・ツェン
ダー型フィルタは、入力側光ファイバ４１の一端から出
射される信号光がレンズ４２で平行光とされ、その平行
光が、レンズ４２と所定の距離を隔てて配置されたレン
ズ４３によって集光されて出力側光ファイバ４４に入射
される。各レンズ４２，４３の間には、所定の厚さのガ
ラス板４５が、平行光に対して所定の角度だけ傾けて挿
入される。これにより、図４（Ｂ）の等価回路に示すよ
うなマッハ・ツェンダー干渉計が構成され、周期的な損
失波長特性を有する光フィルタとなる。この場合、マッ
ハ・ツェンダー型フィルタのＦＳＲはガラス板４５の厚
さで決まる。また、ガラス板４５の挿入量により周期的
に変化する損失の深さ（最大の損失量）が決まり、これ
はマッハ・ツェンダー干渉計の分岐比を可変させるのと
等価である。さらに、ガラス板４５を傾けることで最大
損失波長が変化し、これは遅延量を少し変化させること
に対応する。
ダー型フィルタは、入力側光ファイバ４１の一端から出
射される信号光がレンズ４２で平行光とされ、その平行
光が、レンズ４２と所定の距離を隔てて配置されたレン
ズ４３によって集光されて出力側光ファイバ４４に入射
される。各レンズ４２，４３の間には、所定の厚さのガ
ラス板４５が、平行光に対して所定の角度だけ傾けて挿
入される。これにより、図４（Ｂ）の等価回路に示すよ
うなマッハ・ツェンダー干渉計が構成され、周期的な損
失波長特性を有する光フィルタとなる。この場合、マッ
ハ・ツェンダー型フィルタのＦＳＲはガラス板４５の厚
さで決まる。また、ガラス板４５の挿入量により周期的
に変化する損失の深さ（最大の損失量）が決まり、これ
はマッハ・ツェンダー干渉計の分岐比を可変させるのと
等価である。さらに、ガラス板４５を傾けることで最大
損失波長が変化し、これは遅延量を少し変化させること
に対応する。
【００２９】次に、第１の実施形態の動作について説明
する。本光増幅器１０が起動されると、励起光源２で発
生した励起光が合波器３を介してＥＤＦ１に供給され、
ＥＤＦ１が励起状態とされる。そして、外部からの波長
多重信号光Ｓが光増幅器１０の入力ポートＩＮに入射さ
れると、その波長多重信号光Ｓが光フィルタ４に送られ
る。
する。本光増幅器１０が起動されると、励起光源２で発
生した励起光が合波器３を介してＥＤＦ１に供給され、
ＥＤＦ１が励起状態とされる。そして、外部からの波長
多重信号光Ｓが光増幅器１０の入力ポートＩＮに入射さ
れると、その波長多重信号光Ｓが光フィルタ４に送られ
る。
【００３０】光フィルタ４では、入力された波長多重信
号光Ｓについて、後段のＥＤＦ１で生じる各波長の信号
光間の利得偏差を予め補償するように長波長側の利得ピ
ーク波長付近の光成分（信号光）を所定量だけ減衰させ
るとともに、後段のＥＤＦ１で雑音光が増幅されないよ
うに短波長側の利得ピーク波長付近の光成分（雑音光）
を減衰させる。
号光Ｓについて、後段のＥＤＦ１で生じる各波長の信号
光間の利得偏差を予め補償するように長波長側の利得ピ
ーク波長付近の光成分（信号光）を所定量だけ減衰させ
るとともに、後段のＥＤＦ１で雑音光が増幅されないよ
うに短波長側の利得ピーク波長付近の光成分（雑音光）
を減衰させる。
【００３１】光フィルタ４を通過した波長多重信号光Ｓ
は、合波器３を介してＥＤＦ１に入射され、ＥＤＦ１の
誘導放出作用により増幅された後、出力ポートＯＵＴか
ら外部に出射される。この出力ポートＯＵＴから出射さ
れる波長多重信号光Ｓは、１６波の信号光の各利得が略
均一となり、短波長側の利得ピーク波長付近の雑音光が
抑圧された光ＳＮ比の高い信号となる。
は、合波器３を介してＥＤＦ１に入射され、ＥＤＦ１の
誘導放出作用により増幅された後、出力ポートＯＵＴか
ら外部に出射される。この出力ポートＯＵＴから出射さ
れる波長多重信号光Ｓは、１６波の信号光の各利得が略
均一となり、短波長側の利得ピーク波長付近の雑音光が
抑圧された光ＳＮ比の高い信号となる。
【００３２】このように第１の実施形態によれば、ＥＤ
Ｆ１の利得波長特性に対応した周期的な損失波長特性を
有する光フィルタ４を信号光入射側に設けたことによっ
て、長波長側の利得ピーク波長付近における信号光利得
の平坦化（利得等化）と、短波長側の利得ピーク波長付
近における雑音光の抑圧とを、１つの光デバイスにより
実現することができる。これにより、従来の光増幅器の
ように利得等化器及び雑音光抑圧用光フィルタといった
２つの光デバイスを個別に設ける必要がなくなるため、
光増幅器の構成の簡略化が可能となって、コストの低減
を実現できる。また、光デバイスを設けることによる挿
入損失や偏波依存性損失を減少させることが可能であ
り、増幅特性の優れた光増幅器を提供することができ
る。
Ｆ１の利得波長特性に対応した周期的な損失波長特性を
有する光フィルタ４を信号光入射側に設けたことによっ
て、長波長側の利得ピーク波長付近における信号光利得
の平坦化（利得等化）と、短波長側の利得ピーク波長付
近における雑音光の抑圧とを、１つの光デバイスにより
実現することができる。これにより、従来の光増幅器の
ように利得等化器及び雑音光抑圧用光フィルタといった
２つの光デバイスを個別に設ける必要がなくなるため、
光増幅器の構成の簡略化が可能となって、コストの低減
を実現できる。また、光デバイスを設けることによる挿
入損失や偏波依存性損失を減少させることが可能であ
り、増幅特性の優れた光増幅器を提供することができ
る。
【００３３】なお、上述した第１の実施形態では、１５
５８ｎｍを中心とする波長帯域にチャネル間隔０．８ｎ
ｍで１６波の信号光を含む波長多重信号光の増幅を行う
場合について説明したが、本発明における波長多重信号
光についての設定はこれに限られるものではない。例え
ば、チャネル間隔を１．６ｎｍとした８波の信号光を含
む波長多重信号光などとしてもよい。
５８ｎｍを中心とする波長帯域にチャネル間隔０．８ｎ
ｍで１６波の信号光を含む波長多重信号光の増幅を行う
場合について説明したが、本発明における波長多重信号
光についての設定はこれに限られるものではない。例え
ば、チャネル間隔を１．６ｎｍとした８波の信号光を含
む波長多重信号光などとしてもよい。
【００３４】また、ＥＤＦ１の利得ピーク波長差Δλに
対して、光フィルタ４の損失波長特性の１周期分に相当
する間隔が略一致するようにＦＳＲを２４ｎｍ±４ｎｍ
に設定したが、この他にも、例えば、利得ピーク波長差
Δλと損失波長特性の２周期分の間隔が略一致するよう
にＦＳＲを１２ｎｍ±４ｎｍに設定するようにしても構
わない。この場合の信号光波長帯域幅ＢＷは６ｎｍ±２
ｎｍとするのが適するため、波長多重信号光としては、
例えば、チャネル間隔を０．８ｎｍとした８波の信号光
を含むように設定するのが好ましい。
対して、光フィルタ４の損失波長特性の１周期分に相当
する間隔が略一致するようにＦＳＲを２４ｎｍ±４ｎｍ
に設定したが、この他にも、例えば、利得ピーク波長差
Δλと損失波長特性の２周期分の間隔が略一致するよう
にＦＳＲを１２ｎｍ±４ｎｍに設定するようにしても構
わない。この場合の信号光波長帯域幅ＢＷは６ｎｍ±２
ｎｍとするのが適するため、波長多重信号光としては、
例えば、チャネル間隔を０．８ｎｍとした８波の信号光
を含むように設定するのが好ましい。
【００３５】さらに、前方励起型の光増幅器に光フィル
タ４を設けた場合を説明したが、後方励起型や双方向励
起型の光増幅器についても、前方励起型の場合と同様に
して本発明を適用可能である。図５には、後方励起型の
光増幅器に本発明を適用したときの構成例を示してお
く。図５の光増幅器１０’では、損失波長特性を有する
光フィルタ４が、入力ポートＩＮとＥＤＦ１の信号光入
射端との間に挿入されることで、第１の実施形態の場合
と同様の作用効果が得られる。
タ４を設けた場合を説明したが、後方励起型や双方向励
起型の光増幅器についても、前方励起型の場合と同様に
して本発明を適用可能である。図５には、後方励起型の
光増幅器に本発明を適用したときの構成例を示してお
く。図５の光増幅器１０’では、損失波長特性を有する
光フィルタ４が、入力ポートＩＮとＥＤＦ１の信号光入
射端との間に挿入されることで、第１の実施形態の場合
と同様の作用効果が得られる。
【００３６】次に、本発明の第２の実施形態を説明す
る。図６は、第２の実施形態に係る光増幅器の構成を示
すブロック図である。図６において、本光増幅器２０
は、例えば、ＥＤＦ１、励起光源２及び合波器３を備え
た前方励起型の光増幅器について、周期的な損失波長特
性を有する光フィルタ４を波長多重信号光Ｓの出射側に
設けたものである。この光フィルタ４は、第１の実施形
態で用いたものと同様であって、ここではＥＤＦ１の信
号光出射端と出力ポートＯＵＴとの間に配置される。
る。図６は、第２の実施形態に係る光増幅器の構成を示
すブロック図である。図６において、本光増幅器２０
は、例えば、ＥＤＦ１、励起光源２及び合波器３を備え
た前方励起型の光増幅器について、周期的な損失波長特
性を有する光フィルタ４を波長多重信号光Ｓの出射側に
設けたものである。この光フィルタ４は、第１の実施形
態で用いたものと同様であって、ここではＥＤＦ１の信
号光出射端と出力ポートＯＵＴとの間に配置される。
【００３７】このような光増幅器２０では、第１の実施
形態の場合の動作と同様に、励起状態とされた光増幅器
２０の入力ポートＩＮに外部から波長多重信号光Ｓが入
射されると、その波長多重信号光Ｓは、合波器３を介し
てＥＤＦ１に送られ増幅された後に、ＥＤＦ１から光フ
ィルタ４に送られる。ＥＤＦ１から出射される波長多重
信号光Ｓは、ＥＤＦ１の長波長側の利得ピークに応じて
各波長の信号光の利得に偏差が生じ、また、短波長側の
利得ピーク波長付近に増幅された雑音光成分を含んだも
のとなる。このような波長多重信号光Ｓが光フィルタ４
に入力されることによって、各波長の信号光の利得偏差
が平坦化されるとともに、短波長側の利得ピーク波長付
近の雑音光が抑圧される。そして、光フィルタ４を通過
した波長多重信号光Ｓは、出力ポートＯＵＴを介して外
部に出射される。
形態の場合の動作と同様に、励起状態とされた光増幅器
２０の入力ポートＩＮに外部から波長多重信号光Ｓが入
射されると、その波長多重信号光Ｓは、合波器３を介し
てＥＤＦ１に送られ増幅された後に、ＥＤＦ１から光フ
ィルタ４に送られる。ＥＤＦ１から出射される波長多重
信号光Ｓは、ＥＤＦ１の長波長側の利得ピークに応じて
各波長の信号光の利得に偏差が生じ、また、短波長側の
利得ピーク波長付近に増幅された雑音光成分を含んだも
のとなる。このような波長多重信号光Ｓが光フィルタ４
に入力されることによって、各波長の信号光の利得偏差
が平坦化されるとともに、短波長側の利得ピーク波長付
近の雑音光が抑圧される。そして、光フィルタ４を通過
した波長多重信号光Ｓは、出力ポートＯＵＴを介して外
部に出射される。
【００３８】このように第２の実施形態によれば、ＥＤ
Ｆ１の利得波長特性に対応した周期的な損失波長特性を
有する光フィルタ４を信号光出射側に設けるようにして
も、第１の実施形態の場合と同様の効果を得ることが可
能である。また、光フィルタ４をＥＤＦ１後段の信号光
出射側に設けたことにより、第１の実施形態の場合と比
べて雑音特性に優れた光増幅器となる。即ち、第１の実
施形態では、ＥＤＦ１で増幅される前のレベルの小さい
波長多重信号光Ｓが光フィルタ４に入力されるため、光
フィルタ４における損失が雑音特性に影響を及ぼすこと
になる。一方、第２の実施形態の場合では、ＥＤＦ１で
十分に増幅された波長多重信号光Ｓが光フィルタ４に入
力されるため、光フィルタ４における損失の影響が小さ
くなり、雑音特性に優れたものとなる。ただし、第２の
実施形態の場合には、ＥＤＦ１で増幅された波長多重信
号光Ｓに対して光フィルタ４での損失が発生するため、
波長多重信号光Ｓの出力レベルは、第１の実施形態の場
合に比べて低くなることがある。従って、雑音特性と高
出力特性のいずれを優先させるかに応じて、第１、２の
実施形態を適宜に選択するのが望ましい。
Ｆ１の利得波長特性に対応した周期的な損失波長特性を
有する光フィルタ４を信号光出射側に設けるようにして
も、第１の実施形態の場合と同様の効果を得ることが可
能である。また、光フィルタ４をＥＤＦ１後段の信号光
出射側に設けたことにより、第１の実施形態の場合と比
べて雑音特性に優れた光増幅器となる。即ち、第１の実
施形態では、ＥＤＦ１で増幅される前のレベルの小さい
波長多重信号光Ｓが光フィルタ４に入力されるため、光
フィルタ４における損失が雑音特性に影響を及ぼすこと
になる。一方、第２の実施形態の場合では、ＥＤＦ１で
十分に増幅された波長多重信号光Ｓが光フィルタ４に入
力されるため、光フィルタ４における損失の影響が小さ
くなり、雑音特性に優れたものとなる。ただし、第２の
実施形態の場合には、ＥＤＦ１で増幅された波長多重信
号光Ｓに対して光フィルタ４での損失が発生するため、
波長多重信号光Ｓの出力レベルは、第１の実施形態の場
合に比べて低くなることがある。従って、雑音特性と高
出力特性のいずれを優先させるかに応じて、第１、２の
実施形態を適宜に選択するのが望ましい。
【００３９】なお、上述した第２の実施形態では、前方
励起型の光増幅器に光フィルタ４を設けた場合を説明し
たが、後方励起型や双方向励起型の光増幅器にも本発明
を適用可能である。図７には、後方励起型の光増幅器に
本発明を適用したときの構成例を示しておく。図７の光
増幅器２０’では、光フィルタ４が、合波器３と出力ポ
ートＯＵＴとの間に挿入されることで、第２の実施形態
の場合と同様の作用効果が得られる。
励起型の光増幅器に光フィルタ４を設けた場合を説明し
たが、後方励起型や双方向励起型の光増幅器にも本発明
を適用可能である。図７には、後方励起型の光増幅器に
本発明を適用したときの構成例を示しておく。図７の光
増幅器２０’では、光フィルタ４が、合波器３と出力ポ
ートＯＵＴとの間に挿入されることで、第２の実施形態
の場合と同様の作用効果が得られる。
【００４０】次に、本発明の第３の実施形態について説
明する。図８は、第３の実施形態に係る波長多重光伝送
システムの構成を示すブロック図である。図８におい
て、本波長多重光伝送システムは、光送信手段としての
光送信器Ｔｘと光受信手段としての光受信器Ｒｘとの間
に、例えば、上述した第１の実施形態の光増幅器１０を
中継器として複数接続した構成である。光送信器Ｔｘ及
び光受信器Ｒｘは、従来の波長多重光伝送システムで用
いられるものと同一のものである。
明する。図８は、第３の実施形態に係る波長多重光伝送
システムの構成を示すブロック図である。図８におい
て、本波長多重光伝送システムは、光送信手段としての
光送信器Ｔｘと光受信手段としての光受信器Ｒｘとの間
に、例えば、上述した第１の実施形態の光増幅器１０を
中継器として複数接続した構成である。光送信器Ｔｘ及
び光受信器Ｒｘは、従来の波長多重光伝送システムで用
いられるものと同一のものである。
【００４１】このような波長多重光伝送システムにおい
ては、光送信器Ｔｘから送信された波長多重信号光Ｓ
が、周期的な損失波長特性をもつ光フィルタ４を備えた
各光増幅器１０で順次増幅されながら光受信器Ｒｘまで
伝送される。各光増幅器１０では、信号光に対する利得
等化と雑音光の抑圧とが光フィルタ４により施されるた
め、各波長の信号光のレベルが揃った光ＳＮ比の高い波
長多重信号光Ｓが、光送信器Ｔｘから光受信器Ｒｘに伝
送されるようになる。
ては、光送信器Ｔｘから送信された波長多重信号光Ｓ
が、周期的な損失波長特性をもつ光フィルタ４を備えた
各光増幅器１０で順次増幅されながら光受信器Ｒｘまで
伝送される。各光増幅器１０では、信号光に対する利得
等化と雑音光の抑圧とが光フィルタ４により施されるた
め、各波長の信号光のレベルが揃った光ＳＮ比の高い波
長多重信号光Ｓが、光送信器Ｔｘから光受信器Ｒｘに伝
送されるようになる。
【００４２】このように第３の実施形態によれば、波長
多重光伝送システムの各中継器として、光フィルタ４を
備えた光増幅器１０をそれぞれ用いたことによって、伝
送特性の優れた波長多重光伝送システムを低コストで実
現することができる。次に、本発明の第４の実施形態に
ついて説明する。図９は、第４の実施形態に係る波長多
重光伝送システムの構成を示すブロック図である。
多重光伝送システムの各中継器として、光フィルタ４を
備えた光増幅器１０をそれぞれ用いたことによって、伝
送特性の優れた波長多重光伝送システムを低コストで実
現することができる。次に、本発明の第４の実施形態に
ついて説明する。図９は、第４の実施形態に係る波長多
重光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【００４３】図９において、本波長多重光伝送システム
は、光送信器Ｔｘと光受信器Ｒｘの間の複数の中継区間
について、例えば、４つの中継器によって構成される図
の一点鎖線で示す中継区間毎に、上述した第１の実施形
態の光増幅器１０を配置して構成したものである。前記
中継区間内の４つの中継器は、利得等化器や雑音光抑圧
用の光フィルタを設けていない従来の光増幅器１００で
ある。各中継区間毎に配置される光増幅器１０の光フィ
ルタ４は、前段の中継区間で発生し蓄積された信号光の
利得偏差を平坦化し、また、前段の中継区間で発生し蓄
積された雑音光を抑圧するような損失波長特性を有する
ものとする。
は、光送信器Ｔｘと光受信器Ｒｘの間の複数の中継区間
について、例えば、４つの中継器によって構成される図
の一点鎖線で示す中継区間毎に、上述した第１の実施形
態の光増幅器１０を配置して構成したものである。前記
中継区間内の４つの中継器は、利得等化器や雑音光抑圧
用の光フィルタを設けていない従来の光増幅器１００で
ある。各中継区間毎に配置される光増幅器１０の光フィ
ルタ４は、前段の中継区間で発生し蓄積された信号光の
利得偏差を平坦化し、また、前段の中継区間で発生し蓄
積された雑音光を抑圧するような損失波長特性を有する
ものとする。
【００４４】このような波長多重光伝送システムでは、
光送信器Ｔｘから送信された波長多重信号光Ｓが、４つ
の光増幅器１００で順次増幅されることにより、各光増
幅器１００で発生する信号光の利得偏差及び雑音光が蓄
積される。そして、その利得偏差及び雑音光を含んだ波
長多重信号光Ｓが光増幅器１０に入力されることで、信
号光に対する利得等化と雑音光の抑圧とが光フィルタ４
よって施され、さらに増幅された後に、次段の中継区間
に送られる。上記の動作が各中継区間毎に繰り返されな
がら波長多重信号光Ｓが光受信器Ｒｘまで伝送される。
光送信器Ｔｘから送信された波長多重信号光Ｓが、４つ
の光増幅器１００で順次増幅されることにより、各光増
幅器１００で発生する信号光の利得偏差及び雑音光が蓄
積される。そして、その利得偏差及び雑音光を含んだ波
長多重信号光Ｓが光増幅器１０に入力されることで、信
号光に対する利得等化と雑音光の抑圧とが光フィルタ４
よって施され、さらに増幅された後に、次段の中継区間
に送られる。上記の動作が各中継区間毎に繰り返されな
がら波長多重信号光Ｓが光受信器Ｒｘまで伝送される。
【００４５】このように第４の実施形態によれば、複数
の中継器からなる中継区間毎に光フィルタ４を備えた光
増幅器１０を設け、中継区間内で発生し蓄積される利得
偏差及び雑音光を１つの光増幅器１０で一括して利得等
化及び雑音光抑圧するようにしたことで、より簡略な構
成で安価な波長多重光伝送システムを実現することがで
きる。
の中継器からなる中継区間毎に光フィルタ４を備えた光
増幅器１０を設け、中継区間内で発生し蓄積される利得
偏差及び雑音光を１つの光増幅器１０で一括して利得等
化及び雑音光抑圧するようにしたことで、より簡略な構
成で安価な波長多重光伝送システムを実現することがで
きる。
【００４６】なお、上述した第４の実施形態では、光フ
ィルタ４を備えた光増幅器１０を４つの光増幅器１００
毎に配置する構成としたが、光増幅器１０の配置はこれ
に限られるものではなく、必要に応じて適宜な間隔で光
増幅器１０を配置することができる。また、上述した第
３、４の実施形態では、光送信器Ｔｘ及び光受信器Ｒｘ
の間に、第１の実施形態の光増幅器１０を設ける場合に
ついて説明したが、この光増幅器１０に代えて、図５に
示した光増幅器１０’や第２の実施形態の光増幅器２
０、または図７に示した光増幅器２０’等を設けても構
わない。
ィルタ４を備えた光増幅器１０を４つの光増幅器１００
毎に配置する構成としたが、光増幅器１０の配置はこれ
に限られるものではなく、必要に応じて適宜な間隔で光
増幅器１０を配置することができる。また、上述した第
３、４の実施形態では、光送信器Ｔｘ及び光受信器Ｒｘ
の間に、第１の実施形態の光増幅器１０を設ける場合に
ついて説明したが、この光増幅器１０に代えて、図５に
示した光増幅器１０’や第２の実施形態の光増幅器２
０、または図７に示した光増幅器２０’等を設けても構
わない。
【００４７】さらに、上述した第１〜４の実施形態で
は、ＥＤＦ１を用いた光増幅器について説明したが、本
発明はこれに限らず、エルビウム以外の希土類元素をド
ープした公知の希土類元素ドープファイバを用いて光増
幅器を構成してもよい。この場合、使用する希土類元素
ドープファイバの利得波長特性に応じて、光フィルタ４
の最大損失波長やＦＳＲを設定する。
は、ＥＤＦ１を用いた光増幅器について説明したが、本
発明はこれに限らず、エルビウム以外の希土類元素をド
ープした公知の希土類元素ドープファイバを用いて光増
幅器を構成してもよい。この場合、使用する希土類元素
ドープファイバの利得波長特性に応じて、光フィルタ４
の最大損失波長やＦＳＲを設定する。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光増幅器
は、希土類元素ドープファイバの利得波長特性に対応し
た周期的な損失波長特性を有する光フィルタを設けたこ
とによって、信号光の利得等化及び雑音光の抑圧が１つ
の光フィルタで実現される。このため、従来のように２
つの光デバイスを個別に設ける必要がなくなるので、光
増幅器の構成が簡略化されコストの低減を図ることがで
きる。また、光デバイスを設けることによる挿入損失や
偏波依存性損失が減少して、増幅特性に優れた光増幅器
を提供できる。
は、希土類元素ドープファイバの利得波長特性に対応し
た周期的な損失波長特性を有する光フィルタを設けたこ
とによって、信号光の利得等化及び雑音光の抑圧が１つ
の光フィルタで実現される。このため、従来のように２
つの光デバイスを個別に設ける必要がなくなるので、光
増幅器の構成が簡略化されコストの低減を図ることがで
きる。また、光デバイスを設けることによる挿入損失や
偏波依存性損失が減少して、増幅特性に優れた光増幅器
を提供できる。
【００４９】さらに、希土類元素ドープファイバの信号
光入射端よりも前段に光フィルタを設けることで、高出
力の光増幅器を実現でき、一方、希土類元素ドープファ
イバの信号光出射端よりも後段に光フィルタを設けるこ
とで、雑音特性に優れた光増幅器を実現できる。加え
て、光フィルタのスペクトル間隔（ＦＳＲ）の略１／２
倍に相当する波長帯域内に、波長多重信号光の各波長光
が含まれるようにすることで、光フィルタによる信号光
の利得等化をより確実に行うことができる。
光入射端よりも前段に光フィルタを設けることで、高出
力の光増幅器を実現でき、一方、希土類元素ドープファ
イバの信号光出射端よりも後段に光フィルタを設けるこ
とで、雑音特性に優れた光増幅器を実現できる。加え
て、光フィルタのスペクトル間隔（ＦＳＲ）の略１／２
倍に相当する波長帯域内に、波長多重信号光の各波長光
が含まれるようにすることで、光フィルタによる信号光
の利得等化をより確実に行うことができる。
【００５０】また、本発明の波長多重光伝送システム
は、光送信手段及び光受信手段の間に配置される複数の
光増幅器のうちの少なくとも１つが、周期的な損失波長
特性をもつ光フィルタを備えることによって、その光フ
ィルタで信号光の利得等化及び雑音光の抑圧が行われる
ようになるため、伝送特性の優れた波長多重光伝送シス
テムを低コストで実現することができる。
は、光送信手段及び光受信手段の間に配置される複数の
光増幅器のうちの少なくとも１つが、周期的な損失波長
特性をもつ光フィルタを備えることによって、その光フ
ィルタで信号光の利得等化及び雑音光の抑圧が行われる
ようになるため、伝送特性の優れた波長多重光伝送シス
テムを低コストで実現することができる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光増幅器の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】同上第１の実施形態における光フィルタの損失
波長特性及びＥＤＦの利得波長特性を示す図である。
波長特性及びＥＤＦの利得波長特性を示す図である。
【図３】同上第１の実施形態について利得ピーク波長差
が光増幅器の動作状態によって変化することを説明する
図である。
が光増幅器の動作状態によって変化することを説明する
図である。
【図４】同上第１の実施形態で用いるマッハ・ツェンダ
ー型フィルタの概略を示す図である。
ー型フィルタの概略を示す図である。
【図５】同上第１の実施形態について後方励起型とした
場合の構成例を示すブロック図である。
場合の構成例を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る光増幅器の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図７】同上第２の実施形態について後方励起型とした
場合の構成例を示すブロック図である。
場合の構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る波長多重光伝送
システムの構成を示すブロック図である。
システムの構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る波長多重光伝送
システムの構成を示すブロック図である。
システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】従来の前方励起型の光増幅器の構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図１１】従来の後方励起型の光増幅器の構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図１２】エルビウムドープファイバ増幅器の飽和領域
における利得波長特性の一例を示す図である。
における利得波長特性の一例を示す図である。
【図１３】従来の波長多重光伝送システムの構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図１４】光増幅器の動作状態を示す図である。
【図１５】エルビウムドープファイバ増幅器の非飽和領
域における利得波長特性の一例を示す図である。
域における利得波長特性の一例を示す図である。
１…エルビウムドープファイバ（ＥＤＦ） ２…励起光源 ３…合波器 ４…光フィルタ １０，１０’，２０，２０’…光増幅器 ４１…入力側光ファイバ ４２，４３…レンズ ４４…出力側光ファイバ ４５…ガラス板 ＩＮ…入力ポート ＯＵＴ…出力ポート Ｔｘ…光送信器 Ｒｘ…光受信器 Ｓ…波長多重信号光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｊ 14/00 14/02 Ｆターム(参考） 5F072 AB09 AK06 JJ20 KK07 KK08 KK30 RR01 YY17 5K002 BA05 CA02 CA10 CA13 DA02 FA01
Claims (10)
- 【請求項１】 希土類元素をドープした希土類元素ドー
プファイバと、 該希土類元素ドープファイバを励起するための励起光を
発生する励起光源と、 該励起光源で発生した励起光を前記希土類元素ドープフ
ァイバに入射させる合波部と、 を備え、波長の異なる複数の信号光を含んだ波長多重信
号光を一括して増幅する光増幅器において、 前記希土類元素ドープファイバの利得波長特性における
隣り合う利得ピーク間の波長差に基づいた所定のスペク
トル間隔で周期的に変化する損失波長特性を有し、か
つ、該損失波長特性における最大損失波長が、前記波長
の異なる複数の信号光が配置される一方の利得ピーク波
長に略一致した光フィルタを備えて構成されたことを特
徴とする光増幅器。 - 【請求項２】 前記光フィルタが、前記希土類元素ドー
プファイバの信号光入射端よりも前段に設けられたこと
を特徴とする請求項１記載の光増幅器。 - 【請求項３】 前記光フィルタが、前記希土類元素ドー
プファイバの信号光出射端よりも後段に設けられたこと
を特徴とする請求項１記載の光増幅器。 - 【請求項４】 前記光フィルタは、マッハ・ツェンダー
型フィルタ、エタロンフィルタ及び長周期ファイバグレ
ーティングフィルタのいずれか１つであることを特徴と
する請求項１〜３のいずれか１つに記載の光増幅器。 - 【請求項５】 前記波長多重信号光は、前記所定のスペ
クトル間隔の略１／２倍に相当する波長帯域内に、前記
波長の異なる複数の信号光を含むことを特徴とする請求
項１〜４のいずれか１つに記載の光増幅器。 - 【請求項６】 前記希土類元素ドープファイバは、エル
ビウムをドープしたエルビウムドープファイバであるこ
とを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の光
増幅器。 - 【請求項７】 前記光フィルタは、前記所定のスペクト
ル間隔が２４ｎｍを中心とする値に設定され、かつ、前
記最大損失波長が１５５８ｎｍを中心とする値に設定さ
れ、 前記波長多重信号光は、波長間隔を０．８ｎｍとした１
６波の信号光を含むものであることを特徴とする請求項
６記載の光増幅器。 - 【請求項８】 前記光フィルタは、前記所定のスペクト
ル間隔が２４ｎｍを中心とする値に設定され、かつ、前
記最大損失波長が１５５８ｎｍを中心とする値に設定さ
れ、 前記波長多重信号光は、波長間隔を１．６ｎｍとした８
波の信号光を含むものであることを特徴とする請求項６
記載の光増幅器。 - 【請求項９】 前記光フィルタは、前記所定のスペクト
ル間隔が１２ｎｍを中心とする値に設定され、かつ、前
記最大損失波長が１５５８ｎｍを中心とする値に設定さ
れ、 前記波長多重信号光は、波長間隔を０．８ｎｍとした８
波の信号光を含むものであることを特徴とする請求項６
記載の光増幅器。 - 【請求項１０】 波長の異なる複数の信号光を含んだ波
長多重信号光を光伝送路に送信する光送信手段と、 前記光伝送路を伝わる波長多重信号光を一括して増幅す
る複数の光増幅器と、 前記光伝送路を介して伝送される波長多重信号光を受信
する光受信手段と、 を備えて構成された波長多重光伝送システムにおいて、 前記複数の光増幅器のうちの少なくとも１つの光増幅器
が、 希土類元素をドープした希土類元素ドープファイバと、 該希土類元素ドープファイバを励起するための励起光を
発生する励起光源と、 該励起光源で発生した励起光を前記希土類元素ドープフ
ァイバに入射させる合波部と、 前記希土類元素ドープファイバの利得波長特性における
隣り合う利得ピーク間の波長差に基づいた所定のスペク
トル間隔で周期的に変化する損失波長特性を有し、か
つ、該損失波長特性における最大損失波長が、前記波長
の異なる複数の信号光が配置される一方の利得ピーク波
長に略一致した光フィルタと、 を備えたことを特徴とする波長多重光伝送システム。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10273557A JP2000106544A (ja) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | 光増幅器及び波長多重光伝送システム |
| US09/330,610 US6268955B1 (en) | 1998-09-28 | 1999-06-11 | Optical amplifier and wave length division multiplexed light transmission system |
| FR9908395A FR2784526B1 (fr) | 1998-09-28 | 1999-06-30 | Amplificateur optique et systeme de transmission de lumiere a multiplexage de longueurs d'onde |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10273557A JP2000106544A (ja) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | 光増幅器及び波長多重光伝送システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000106544A true JP2000106544A (ja) | 2000-04-11 |
Family
ID=17529476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10273557A Withdrawn JP2000106544A (ja) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | 光増幅器及び波長多重光伝送システム |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6268955B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000106544A (ja) |
| FR (1) | FR2784526B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002344052A (ja) * | 2001-05-14 | 2002-11-29 | Neotek Research Co Ltd | 光通信システムの利得固定平坦型光増幅器 |
| KR100703412B1 (ko) | 2005-02-02 | 2007-04-03 | 삼성전자주식회사 | 파장 잠김 방식의 광송신기와 그를 이용한 수동형광가입자 망 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4340355B2 (ja) * | 1999-07-06 | 2009-10-07 | 株式会社日立コミュニケーションテクノロジー | 波長利得特性シフトフィルタ、光伝送装置および光伝送方法 |
| US6856768B2 (en) * | 2000-03-03 | 2005-02-15 | At&T Corp. | Dynamic add/drop of channels in a linear-optical-amplifier-based wavelength-division-multiplexed system |
| US6646795B1 (en) * | 2000-11-20 | 2003-11-11 | Nortel Networks Limited | Optical amplifier |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3556379B2 (ja) | 1996-03-07 | 2004-08-18 | 富士通株式会社 | 光伝送システム |
| JP3670434B2 (ja) * | 1996-04-22 | 2005-07-13 | ルーセント テクノロジーズ インコーポレーテッド | 多段光ファイバ増幅器を有するシステム |
| JPH09289349A (ja) * | 1996-04-23 | 1997-11-04 | Nec Corp | 光イコライザおよびこれを用いた光増幅装置と波長多重光伝送装置 |
-
1998
- 1998-09-28 JP JP10273557A patent/JP2000106544A/ja not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-06-11 US US09/330,610 patent/US6268955B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-06-30 FR FR9908395A patent/FR2784526B1/fr not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002344052A (ja) * | 2001-05-14 | 2002-11-29 | Neotek Research Co Ltd | 光通信システムの利得固定平坦型光増幅器 |
| KR100703412B1 (ko) | 2005-02-02 | 2007-04-03 | 삼성전자주식회사 | 파장 잠김 방식의 광송신기와 그를 이용한 수동형광가입자 망 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2784526B1 (fr) | 2006-07-28 |
| FR2784526A1 (fr) | 2000-04-14 |
| US6268955B1 (en) | 2001-07-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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