JP2000353841A - 波長分割多重（ｗｄｍ）光信号の光増幅を制御するための装置および方法 - Google Patents
波長分割多重（ｗｄｍ）光信号の光増幅を制御するための装置および方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 周波数および出力パワーを独立に制御可能な
光信号源を提供することる。 【解決手段】 ＷＤＭ光信号を増幅する光増幅器ユニッ
トと共に使用するための光信号源が開示される。光信号
源は、独立に制御可能な周波数および出力パワーを有す
る。光信号源は、増幅器への入力信号の変動を補償する
ために十分に速いタイムスケールで制御されるパワー出
力を有する。また、光周波数は、光増幅器特性およびＷ
ＤＭ光信号バンドに対して予測可能な値に安定化され
る。
光信号源を提供することる。 【解決手段】 ＷＤＭ光信号を増幅する光増幅器ユニッ
トと共に使用するための光信号源が開示される。光信号
源は、独立に制御可能な周波数および出力パワーを有す
る。光信号源は、増幅器への入力信号の変動を補償する
ために十分に速いタイムスケールで制御されるパワー出
力を有する。また、光周波数は、光増幅器特性およびＷ
ＤＭ光信号バンドに対して予測可能な値に安定化され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長分割多重（Ｗ
ＤＭ）システムに係り、そのようなＷＤＭシステムにお
いて使用される光増幅器への入力信号レベルを制御する
ための方法および装置に関する。
ＤＭ）システムに係り、そのようなＷＤＭシステムにお
いて使用される光増幅器への入力信号レベルを制御する
ための方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】波長分割多重（ＷＤＭ）は、光ファイバ
送信システムの容量を増大させる手段として紹介されて
いる。ＷＤＭシステムにおいて、個別のファイバの各々
は、異なる周波数を有する多数の光信号を運ぶ。これら
の光信号が長い距離にわたって送信されるとき、光信号
の周期的再生が必要である。現在、このアプリケーショ
ンは、光増幅器、例えばエルビウムドープドファイバ増
幅器（ＥＤＦＡ）を使用してもたらされる。光増幅器
は、比較的低コストであり、かつ分離および光電的再生
の必要なしに使用される波長を増幅する能力を有すると
言う利点を有する。
送信システムの容量を増大させる手段として紹介されて
いる。ＷＤＭシステムにおいて、個別のファイバの各々
は、異なる周波数を有する多数の光信号を運ぶ。これら
の光信号が長い距離にわたって送信されるとき、光信号
の周期的再生が必要である。現在、このアプリケーショ
ンは、光増幅器、例えばエルビウムドープドファイバ増
幅器（ＥＤＦＡ）を使用してもたらされる。光増幅器
は、比較的低コストであり、かつ分離および光電的再生
の必要なしに使用される波長を増幅する能力を有すると
言う利点を有する。
【０００３】現在開発中のＷＤＭシステムは、３０個以
上のチャネル、即ち高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）と
して知られている異なる波長の変調された光信号を有す
る。これらのＤＷＤＭシステムは、特にＤＷＤＭシステ
ムの伝送パスに沿って複数の光増幅器をカスケード接続
することを考えると、所定のパラメータにおいて、非常
に限定された許容誤差を有する光増幅器を必要とする。
上のチャネル、即ち高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）と
して知られている異なる波長の変調された光信号を有す
る。これらのＤＷＤＭシステムは、特にＤＷＤＭシステ
ムの伝送パスに沿って複数の光増幅器をカスケード接続
することを考えると、所定のパラメータにおいて、非常
に限定された許容誤差を有する光増幅器を必要とする。
【０００４】これらのパラメータの中で、利得平坦性お
よび利得チルトが特に重要である。ＤＷＤＭシステムの
エージング、温度の影響、伝送パスを形成するために使
用されるファイバの異なる減衰スロープから、または誘
導ラマン散乱から、利得特性についての問題が生じう
る。光増幅器の望ましい利得および他の性能特性が、光
増幅器の入力パワーを制御することにより最適化され得
ることが知られている。
よび利得チルトが特に重要である。ＤＷＤＭシステムの
エージング、温度の影響、伝送パスを形成するために使
用されるファイバの異なる減衰スロープから、または誘
導ラマン散乱から、利得特性についての問題が生じう
る。光増幅器の望ましい利得および他の性能特性が、光
増幅器の入力パワーを制御することにより最適化され得
ることが知られている。
【０００５】入力信号レベルを光増幅器定数に維持する
通常の手段は、所定の増幅器の入力に可変パワーパイロ
ット信号を含めることである。パイロットのパワーレベ
ルは、増幅器にあたる信号の復号レベルの変動を補償す
るように調節される。例えば、増幅器に入射するいくつ
かの信号が突然止まった場合、例えば、信号が信号ノー
ドにおいてドロップされた場合、パイロットパワーは、
増幅器に対して一定の入力信号レベルを維持するように
増大される。これらの信号が突然再スタートした場合、
例えば信号が信号ノードにおいてアドされた場合、パイ
ロットパワーはこれにより減少される。この例における
変化のタイムスケールは、約１μｓである。
通常の手段は、所定の増幅器の入力に可変パワーパイロ
ット信号を含めることである。パイロットのパワーレベ
ルは、増幅器にあたる信号の復号レベルの変動を補償す
るように調節される。例えば、増幅器に入射するいくつ
かの信号が突然止まった場合、例えば、信号が信号ノー
ドにおいてドロップされた場合、パイロットパワーは、
増幅器に対して一定の入力信号レベルを維持するように
増大される。これらの信号が突然再スタートした場合、
例えば信号が信号ノードにおいてアドされた場合、パイ
ロットパワーはこれにより減少される。この例における
変化のタイムスケールは、約１μｓである。
【０００６】従来、パイロットパワーは、分布帰還型
（ＤＦＢ）半導体レーザにより提供される。レーザの光
周波数は、システムの標準シグナリングバンドの外部に
あるように、合理的な製造誤差内で特定される。通常、
周波数のガードバンドは、パイロット周波数とシグナリ
ングバンドとの間のバッファとして提供される。増幅器
特性は、特に増幅の使用可能範囲のエッヂにおいて、光
周波数と共に変化するので、パイロットとして使用され
るバンド内の増幅器特性は、しばしば実質的に変動する
ことが分かる。
（ＤＦＢ）半導体レーザにより提供される。レーザの光
周波数は、システムの標準シグナリングバンドの外部に
あるように、合理的な製造誤差内で特定される。通常、
周波数のガードバンドは、パイロット周波数とシグナリ
ングバンドとの間のバッファとして提供される。増幅器
特性は、特に増幅の使用可能範囲のエッヂにおいて、光
周波数と共に変化するので、パイロットとして使用され
るバンド内の増幅器特性は、しばしば実質的に変動する
ことが分かる。
【０００７】この変動は、ＤＦＢ光周波数の変動と共
に、光増幅器とのパワー補償エレメントとしてのＤＦＢ
レーザの動作を不確実なものとする。ＤＦＢレーザの周
波数を安定化することにより、改善された性能が得られ
る。これは、レーザを増幅器特性中の特定の点に固定
し、ＤＦＢ周波数の自然変動およびそのパワーが変動さ
せられたときのＤＦＢ周波数の変動による不確実さを低
減することになる。このスキームにおける問題は、上述
したように、ＤＦＢ周波数の安定化が、パワー補償エレ
メントとしてのその動作を妨げることである。
に、光増幅器とのパワー補償エレメントとしてのＤＦＢ
レーザの動作を不確実なものとする。ＤＦＢレーザの周
波数を安定化することにより、改善された性能が得られ
る。これは、レーザを増幅器特性中の特定の点に固定
し、ＤＦＢ周波数の自然変動およびそのパワーが変動さ
せられたときのＤＦＢ周波数の変動による不確実さを低
減することになる。このスキームにおける問題は、上述
したように、ＤＦＢ周波数の安定化が、パワー補償エレ
メントとしてのその動作を妨げることである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】望まれているものは、
周波数および出力パワーを独立に制御可能な光信号源で
ある。周波数を安定化し、かつパワーを制御可能にした
光信号源は、光増幅器とパワー補償エレメントとして働
く。パワー出力は、増幅器への入力信号の変動を補償す
るために十分速いタイムスケールで制御され得る。ま
た、光周波数は、増幅器特性およびシグナリングバンド
に対して予測可能な値において安定化されうる。この性
質をもつデバイスは、従来の手段を使用することによる
不確実さを軽減する。
周波数および出力パワーを独立に制御可能な光信号源で
ある。周波数を安定化し、かつパワーを制御可能にした
光信号源は、光増幅器とパワー補償エレメントとして働
く。パワー出力は、増幅器への入力信号の変動を補償す
るために十分速いタイムスケールで制御され得る。ま
た、光周波数は、増幅器特性およびシグナリングバンド
に対して予測可能な値において安定化されうる。この性
質をもつデバイスは、従来の手段を使用することによる
不確実さを軽減する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に従って、ＷＤＭ
光信号を増幅する光増幅器ユニットと共に使用するため
の光信号源装置および動作方法が開示される。光信号源
は、独立に制御可能な周波数および出力パワーを有す
る。光信号源は、増幅器への入力信号の変動を補償する
ために十分に速いタイムスケールで制御されるパワー出
力を有する。また、光周波数は、光増幅器特性およびＷ
ＤＭ光信号バンドに対して予想可能な値で安定化され
る。
光信号を増幅する光増幅器ユニットと共に使用するため
の光信号源装置および動作方法が開示される。光信号源
は、独立に制御可能な周波数および出力パワーを有す
る。光信号源は、増幅器への入力信号の変動を補償する
ために十分に速いタイムスケールで制御されるパワー出
力を有する。また、光周波数は、光増幅器特性およびＷ
ＤＭ光信号バンドに対して予想可能な値で安定化され
る。
【００１０】また、少なくとも１つの波長を含む受信さ
れた波長分割多重（ＷＤＭ）光信号の光増幅を制御する
ための装置が開示される。装置は、（１）受信されたＷ
ＤＭ信号およびＷＤＭ信号の波長バンドの外側にある波
長を有する振幅を調節された光パイロットトーン信号を
含む入力光信号を増幅するための光増幅器と、（２）パ
イロットトーン信号として使用するために波長を安定化
されたレーザ光信号を生成する手段と、（３）これに応
答して、制御信号を生成するために、光増幅器に入力さ
れるべき信号のパワーレベルを基準信号と比較するため
の手段と、（４）パイロットトーン信号を受信し、制御
信号に応答して、振幅を調節されたパイロットトーン信
号を生成するための信号変調器手段とを含み、振幅を調
節されたパイロットトーン信号のパワーレベルと受信さ
れたＷＤＭ信号のパワーレベルとを加えた全パワーレベ
ルが、受信されたＷＤＭ信号に含まれる少なくとも１つ
の波長の数および振幅と無関係に、振幅を調節されたパ
イロットトーン信号のパワーレベルが一定に保たれるよ
うに調節されることを特徴とする。
れた波長分割多重（ＷＤＭ）光信号の光増幅を制御する
ための装置が開示される。装置は、（１）受信されたＷ
ＤＭ信号およびＷＤＭ信号の波長バンドの外側にある波
長を有する振幅を調節された光パイロットトーン信号を
含む入力光信号を増幅するための光増幅器と、（２）パ
イロットトーン信号として使用するために波長を安定化
されたレーザ光信号を生成する手段と、（３）これに応
答して、制御信号を生成するために、光増幅器に入力さ
れるべき信号のパワーレベルを基準信号と比較するため
の手段と、（４）パイロットトーン信号を受信し、制御
信号に応答して、振幅を調節されたパイロットトーン信
号を生成するための信号変調器手段とを含み、振幅を調
節されたパイロットトーン信号のパワーレベルと受信さ
れたＷＤＭ信号のパワーレベルとを加えた全パワーレベ
ルが、受信されたＷＤＭ信号に含まれる少なくとも１つ
の波長の数および振幅と無関係に、振幅を調節されたパ
イロットトーン信号のパワーレベルが一定に保たれるよ
うに調節されることを特徴とする。
【００１１】一実施形態において、比較手段は、受信さ
れたＷＤＭ信号のみを基準信号に対して比較する。別の
実施形態において、比較手段は、受信されたＷＤＭ信号
と振幅を調節された光パイロットトーン信号との和を含
む信号を基準信号に対して比較する。他の実施形態は、
（１）波長安定化レーザ信号生成手段および信号変調器
手段がモノリシックに集積された電気吸収変調レーザ
（ＥＭＬ）の一部であり、（２）波長安定化レーザ信号
生成手段、波長スタビライザおよび信号変調器手段が１
チップ上に集積されている、（３）波長安定化レーザ信
号生成手段、波長スタビライザ、信号変調器手段がハイ
ブリッド集積チップの一部である、および（４）信号変
調器手段がＬＩＮｂＯ4 デバイスである構成を示す。
れたＷＤＭ信号のみを基準信号に対して比較する。別の
実施形態において、比較手段は、受信されたＷＤＭ信号
と振幅を調節された光パイロットトーン信号との和を含
む信号を基準信号に対して比較する。他の実施形態は、
（１）波長安定化レーザ信号生成手段および信号変調器
手段がモノリシックに集積された電気吸収変調レーザ
（ＥＭＬ）の一部であり、（２）波長安定化レーザ信号
生成手段、波長スタビライザおよび信号変調器手段が１
チップ上に集積されている、（３）波長安定化レーザ信
号生成手段、波長スタビライザ、信号変調器手段がハイ
ブリッド集積チップの一部である、および（４）信号変
調器手段がＬＩＮｂＯ4 デバイスである構成を示す。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下の説明において、異なる図面
中の同一の参照符号は、同一の構成要素を示す。また、
参照符号において、一番目の桁は、その構成要素が最初
に示される図を示す。例えば、１１０は、図１中にあ
る。
中の同一の参照符号は、同一の構成要素を示す。また、
参照符号において、一番目の桁は、その構成要素が最初
に示される図を示す。例えば、１１０は、図１中にあ
る。
【００１３】図１には、本発明の動作を説明する上で有
用な波長分割多重（ＷＤＭ）または高密度ＷＤＭ（ＤＷ
ＤＭ）光送信システムのブロック図が示されている。図
１に示されているＷＤＭシステムは、一方向のものであ
り、双方向システムは、典型的には、図１のシステムを
他の方向において複製することにより構成される。シス
テムは、送信機ノードまたはユニット１１０、複数の光
リンク１２０，１３０，…１４０，および受信機ノード
またはユニット１５２を含む受信機リンク１５０を含
む。送信機ユニット１１０は、変調された光波長信号λ
１−λ８をＷＤＭ信号に多重化するマルチプレクサ１０
１を含む。
用な波長分割多重（ＷＤＭ）または高密度ＷＤＭ（ＤＷ
ＤＭ）光送信システムのブロック図が示されている。図
１に示されているＷＤＭシステムは、一方向のものであ
り、双方向システムは、典型的には、図１のシステムを
他の方向において複製することにより構成される。シス
テムは、送信機ノードまたはユニット１１０、複数の光
リンク１２０，１３０，…１４０，および受信機ノード
またはユニット１５２を含む受信機リンク１５０を含
む。送信機ユニット１１０は、変調された光波長信号λ
１−λ８をＷＤＭ信号に多重化するマルチプレクサ１０
１を含む。
【００１４】得られるＷＤＭ信号は、リンク１２０の光
ファイバ１２１を介して送られる。光リンクの各々は、
例えば１２０は、細長い光ファイバ１２１および波長ア
ド／ドロップノード(add/drop node)１２２を含む。光
リンク１２０−１４０の各々は、本質的にゼロ利得を有
するように設計されており、即ち、波長アド／ドロップ
ノード中の利得は、リンク中の先行する光ファイバの光
信号損失を補償するように設定されている。受信機ロケ
ーション１５２において、光ファイバ１５１からの受信
されたＷＤＭ信号は、増幅されて、個々の波長信号λ１
−λ８に分離される。
ファイバ１２１を介して送られる。光リンクの各々は、
例えば１２０は、細長い光ファイバ１２１および波長ア
ド／ドロップノード(add/drop node)１２２を含む。光
リンク１２０−１４０の各々は、本質的にゼロ利得を有
するように設計されており、即ち、波長アド／ドロップ
ノード中の利得は、リンク中の先行する光ファイバの光
信号損失を補償するように設定されている。受信機ロケ
ーション１５２において、光ファイバ１５１からの受信
されたＷＤＭ信号は、増幅されて、個々の波長信号λ１
−λ８に分離される。
【００１５】波長アド／ドロップノード１２２−１４２
の各々は、同様に構成されている。例えば、波長アド／
ドロップノード１２２は、ノッチフィルタ１２３、光増
幅器ユニット１２４、アド／ドロップネットワーク１２
５、ノッチフィルタ１２６、および減衰器ユニット１２
７を含むように示されている。ＷＤＭ信号は、ファイバ
１２１を介して受信され、ノッチフィルタ１２３により
ＷＤＭ信号バンドを通過させるようにフィルタされ、か
つＷＤＭ信号バンドの外側にある他の信号を除去する。
光増幅器ユニット１２４は、ＷＤＭ信号を増幅し、アド
／ドロップネットワーク１２５は、例えば、波長λ２−
λ５をドロップし、新しい波長λ５′をアドするように
示されている。
の各々は、同様に構成されている。例えば、波長アド／
ドロップノード１２２は、ノッチフィルタ１２３、光増
幅器ユニット１２４、アド／ドロップネットワーク１２
５、ノッチフィルタ１２６、および減衰器ユニット１２
７を含むように示されている。ＷＤＭ信号は、ファイバ
１２１を介して受信され、ノッチフィルタ１２３により
ＷＤＭ信号バンドを通過させるようにフィルタされ、か
つＷＤＭ信号バンドの外側にある他の信号を除去する。
光増幅器ユニット１２４は、ＷＤＭ信号を増幅し、アド
／ドロップネットワーク１２５は、例えば、波長λ２−
λ５をドロップし、新しい波長λ５′をアドするように
示されている。
【００１６】そして、信号は、ノッチフィルタ１２６に
よりＷＤＭ信号バンドを通過させるようにフィルタさ
れ、ＷＤＭ信号バンドの外側にある他の信号およびパイ
ロットトーン信号を除去する。増幅器ユニット１２７
は、リンク損失を各リンク中のリンク利得に等化し、フ
ァイバ１３１を介してノード１２０から送信される新た
に構成されたＷＤＭ信号（即ち、λ１，λ５′，λ６−
λ８）の所望のレベルを設定するために使用される。フ
ァイバ１３１を介して送られる送信された新しいＷＤＭ
信号のレベルを制御することは、リンク１３０の次の光
ファイバセグメント１３１における所望のシステム送信
性能特性を維持することを助ける。
よりＷＤＭ信号バンドを通過させるようにフィルタさ
れ、ＷＤＭ信号バンドの外側にある他の信号およびパイ
ロットトーン信号を除去する。増幅器ユニット１２７
は、リンク損失を各リンク中のリンク利得に等化し、フ
ァイバ１３１を介してノード１２０から送信される新た
に構成されたＷＤＭ信号（即ち、λ１，λ５′，λ６−
λ８）の所望のレベルを設定するために使用される。フ
ァイバ１３１を介して送られる送信された新しいＷＤＭ
信号のレベルを制御することは、リンク１３０の次の光
ファイバセグメント１３１における所望のシステム送信
性能特性を維持することを助ける。
【００１７】新しいＷＤＭ信号は、波長アド／ドロップ
ノード１３２によりファイバ１３１を介して受信され
る。アド／ドロップノード１３２は、例えば、ノッチフ
ィルタ１３３、光増幅器ユニット１３４、アド／ドロッ
プネットワーク１３５、ノッチフィルタ１３６および減
衰器ユニット１３７を含むように示されている。アド／
ドロップノード１３２およびシステムの他のアド／ドロ
ップノードは、それぞれ、これらの異なるノード位置に
おいて異なる波長がドロップされ、またはアドされ得る
ことを除いて、アド／ドロップノード１２２について前
述した方法で動作する。
ノード１３２によりファイバ１３１を介して受信され
る。アド／ドロップノード１３２は、例えば、ノッチフ
ィルタ１３３、光増幅器ユニット１３４、アド／ドロッ
プネットワーク１３５、ノッチフィルタ１３６および減
衰器ユニット１３７を含むように示されている。アド／
ドロップノード１３２およびシステムの他のアド／ドロ
ップノードは、それぞれ、これらの異なるノード位置に
おいて異なる波長がドロップされ、またはアドされ得る
ことを除いて、アド／ドロップノード１２２について前
述した方法で動作する。
【００１８】アド／ドロップネットワークエレメント、
例えば、１２５，１３５は C. Dragone, C. A. Edwards
および R. C. Kisler による“Integration Optics NXN
Multiplexer on Silicon", IEEE Photonics Tech, Let
ters, vol. 3, no. 10, pp.896-899, Oct 1991 の論文
に示されたタイプのデバイスを使用して構成され得る。
アド／ドロップネットワークエレメントは、C. R. Gile
s 等による“ADD/DROPOPTICAL CIRCUIT FOR A WAVELENG
TH-DIVISION MULTIPLEXED NETWORK”という名称の１９
９６年１０月１５日に出願された、米国特許出願シリア
ル番号０８／７３０，２８２に示されているタイプのも
のであってもよい。
例えば、１２５，１３５は C. Dragone, C. A. Edwards
および R. C. Kisler による“Integration Optics NXN
Multiplexer on Silicon", IEEE Photonics Tech, Let
ters, vol. 3, no. 10, pp.896-899, Oct 1991 の論文
に示されたタイプのデバイスを使用して構成され得る。
アド／ドロップネットワークエレメントは、C. R. Gile
s 等による“ADD/DROPOPTICAL CIRCUIT FOR A WAVELENG
TH-DIVISION MULTIPLEXED NETWORK”という名称の１９
９６年１０月１５日に出願された、米国特許出願シリア
ル番号０８／７３０，２８２に示されているタイプのも
のであってもよい。
【００１９】前述したように、これらのＷＤＭ（または
ＤＷＤＭ）システムは、特にＷＤＭシステムの伝送パス
に沿って複数の光増幅器ユニットをカスケード接続する
ことを考慮して、非常に制限された所定のパラメータの
公差のみを有する光増幅器ユニット１２４，１３４が必
要とされている。これらのパラメータは、システムにお
いて使用される波長の数が増大するとき、よりクリティ
カルになり、これはＤＷＤＭシステムについて当てはま
る。
ＤＷＤＭ）システムは、特にＷＤＭシステムの伝送パス
に沿って複数の光増幅器ユニットをカスケード接続する
ことを考慮して、非常に制限された所定のパラメータの
公差のみを有する光増幅器ユニット１２４，１３４が必
要とされている。これらのパラメータは、システムにお
いて使用される波長の数が増大するとき、よりクリティ
カルになり、これはＤＷＤＭシステムについて当てはま
る。
【００２０】これらのパラメータのうち、利得平坦性お
よび利得チルトは特に重要である。利得特性の問題は、
ＤＷＤＭシステムのエージングから、温度の影響から、
伝送パスを形成するために使用されるファイバの異なる
減衰スロープから、または誘導ラマン散乱から起こり得
る。光増幅器の所望の利得および他の性能特性が、光増
幅器ユニットへの入力パワーを制御することにより最適
化されうることが知られている。
よび利得チルトは特に重要である。利得特性の問題は、
ＤＷＤＭシステムのエージングから、温度の影響から、
伝送パスを形成するために使用されるファイバの異なる
減衰スロープから、または誘導ラマン散乱から起こり得
る。光増幅器の所望の利得および他の性能特性が、光増
幅器ユニットへの入力パワーを制御することにより最適
化されうることが知られている。
【００２１】光増幅器ユニットに対する入力信号レベル
を一定に保つ通常の手段は、増幅器への入力の一部とし
て可変パワーパイロット信号を含めることである。図２
は、受信されたＷＤＭ信号バンド２０１の振幅特性２０
０、ガードバンド２０２、およびアド／ドロップノード
１２０におけるパイロットトーンバンド２０３を示す。
図示されているように、システムの伝送損失特性が波長
で異なるために、バンド２０１中の波長λ１−λ８は、
アド／ドロップノード１２０において異なるレベルで受
信される。
を一定に保つ通常の手段は、増幅器への入力の一部とし
て可変パワーパイロット信号を含めることである。図２
は、受信されたＷＤＭ信号バンド２０１の振幅特性２０
０、ガードバンド２０２、およびアド／ドロップノード
１２０におけるパイロットトーンバンド２０３を示す。
図示されているように、システムの伝送損失特性が波長
で異なるために、バンド２０１中の波長λ１−λ８は、
アド／ドロップノード１２０において異なるレベルで受
信される。
【００２２】パイロットトーンバンド２０３は、レーザ
パイロット信号、またはパイロットトーンが配置される
バンドである。ガードバンドは、パイロットトーン波長
とＷＤＭシグナリングバンドとの間の波長分離またはバ
ッファを提供するために使用される。ノッチフィルタ１
２３のパスバンドロールオフ領域は、ノッチフィルタ１
２３がＷＤＭ信号バンド２０１をパイロットバンド２０
３からアイソレートすることを可能にするガードバンド
内に生じる。
パイロット信号、またはパイロットトーンが配置される
バンドである。ガードバンドは、パイロットトーン波長
とＷＤＭシグナリングバンドとの間の波長分離またはバ
ッファを提供するために使用される。ノッチフィルタ１
２３のパスバンドロールオフ領域は、ノッチフィルタ１
２３がＷＤＭ信号バンド２０１をパイロットバンド２０
３からアイソレートすることを可能にするガードバンド
内に生じる。
【００２３】パイロットトーン２０５のパワーレベル
は、増幅器に当たる信号の合成レベルの変化を補償する
ように調節される。図２において、例えば、バンド２０
１中の全ての波長λ１−λ８が例えば図１中の増幅器１
３４への入力に現れる場合、パイロットトーン２０５の
レベルは非常に低い。増幅器１３４に入射するいくつか
の信号が突然止まった場合、パイロットトーンは、増幅
器への入力信号レベルを一定に維持するように増大させ
られる。
は、増幅器に当たる信号の合成レベルの変化を補償する
ように調節される。図２において、例えば、バンド２０
１中の全ての波長λ１−λ８が例えば図１中の増幅器１
３４への入力に現れる場合、パイロットトーン２０５の
レベルは非常に低い。増幅器１３４に入射するいくつか
の信号が突然止まった場合、パイロットトーンは、増幅
器への入力信号レベルを一定に維持するように増大させ
られる。
【００２４】これは、図１のシステムに対して図３にお
いて例示的に示されており、波長λ２−λ４は、信号ノ
ード１２０においてドロップされており、増幅器１３４
へのパイロットパワーは、波長λ２−λ４のドロップに
よるパワーの損失を補償するように増大させられる。こ
のように、増幅器１３４への一定の入力信号レベル（強
度）が維持される。パイロットトーンのパワー（振幅）
の範囲は、約ゼロ（全ての８個の波長が使用されている
場合、図２の２００を参照）から、典型的な波長チャネ
ルのパワー（振幅）の約８倍まで変化する可能性があ
る。波長チャネルが使用されない場合、示されない。
いて例示的に示されており、波長λ２−λ４は、信号ノ
ード１２０においてドロップされており、増幅器１３４
へのパイロットパワーは、波長λ２−λ４のドロップに
よるパワーの損失を補償するように増大させられる。こ
のように、増幅器１３４への一定の入力信号レベル（強
度）が維持される。パイロットトーンのパワー（振幅）
の範囲は、約ゼロ（全ての８個の波長が使用されている
場合、図２の２００を参照）から、典型的な波長チャネ
ルのパワー（振幅）の約８倍まで変化する可能性があ
る。波長チャネルが使用されない場合、示されない。
【００２５】このように、増幅器１３４へのパワーは、
一定に維持され、かつＷＤＭ信号チャネルパワーとパイ
ロットトーンパワーを加えたものに等しい。一例とし
て、各波長チャネルのパワーレベルが約１ｍｗであり、
パイロットトーンパワーが約０ｍｗである場合、パイロ
ットトーンパワーは、増幅器に表れない各波長チャネル
に対して１ｍｗ増大させられる。
一定に維持され、かつＷＤＭ信号チャネルパワーとパイ
ロットトーンパワーを加えたものに等しい。一例とし
て、各波長チャネルのパワーレベルが約１ｍｗであり、
パイロットトーンパワーが約０ｍｗである場合、パイロ
ットトーンパワーは、増幅器に表れない各波長チャネル
に対して１ｍｗ増大させられる。
【００２６】また、パイロットパワーは、波長チャネル
がアド／ドロップされるレートでトラックするために十
分なレートで減少／増大する必要がある。チャネルが意
図的にアドまたはドロップされる場合、または部分的な
システム故障またはケーブル切断の場合、入力パワーの
変化が生じる。増幅器に対する特性時定数は、例えば数
マイクロ秒であり得るので、パイロットトーンのパワー
レベルの変化に対する応答時間は、１μｓのオーダーで
なければならない。
がアド／ドロップされるレートでトラックするために十
分なレートで減少／増大する必要がある。チャネルが意
図的にアドまたはドロップされる場合、または部分的な
システム故障またはケーブル切断の場合、入力パワーの
変化が生じる。増幅器に対する特性時定数は、例えば数
マイクロ秒であり得るので、パイロットトーンのパワー
レベルの変化に対する応答時間は、１μｓのオーダーで
なければならない。
【００２７】図４は、図１のシステムの光増幅器ユニッ
ト（例えば、１２４，１３４）の典型的なブロック図を
示す。通常、パイロットトーン４０１は、分布帰還型
（ＤＦＢ）半導体レーザにより提供され、増幅器４０３
はエルビウムドープドファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）であ
る。カプラ４０３は、ＷＤＭ信号を得るために使用さ
れ、カプラ４０５は、レーザ４０１の信号を増幅器４０
３に結合させるために使用される。制御回路４０４は、
ＤＦＢレーザ４０１のレベルを制御する。
ト（例えば、１２４，１３４）の典型的なブロック図を
示す。通常、パイロットトーン４０１は、分布帰還型
（ＤＦＢ）半導体レーザにより提供され、増幅器４０３
はエルビウムドープドファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）であ
る。カプラ４０３は、ＷＤＭ信号を得るために使用さ
れ、カプラ４０５は、レーザ４０１の信号を増幅器４０
３に結合させるために使用される。制御回路４０４は、
ＤＦＢレーザ４０１のレベルを制御する。
【００２８】ＤＦＢレーザ４０１の光周波数は、システ
ムの標準ＷＤＭシグナリングバンド（即ち、図１の２０
１）の外側にあるように、合理的な製造誤差の範囲内に
特定される。使用され得る１つの例示的なタイプのＤＦ
Ｂが、論文“Growth and Characterization of High Yi
eld, Reliable, High-Power, High-Speed, InP/InGaAsP
Capped Mesa Buried Heterostructure Distributed Fe
edback (CMBH-DFB) Lasers," IEEE J. Quantum Electro
n., 25, no. 10, pp. 2091-2095, Oct, 1989に示されて
いる。
ムの標準ＷＤＭシグナリングバンド（即ち、図１の２０
１）の外側にあるように、合理的な製造誤差の範囲内に
特定される。使用され得る１つの例示的なタイプのＤＦ
Ｂが、論文“Growth and Characterization of High Yi
eld, Reliable, High-Power, High-Speed, InP/InGaAsP
Capped Mesa Buried Heterostructure Distributed Fe
edback (CMBH-DFB) Lasers," IEEE J. Quantum Electro
n., 25, no. 10, pp. 2091-2095, Oct, 1989に示されて
いる。
【００２９】光増幅器４０３の特性は光周波数で変化
し、特に増幅の使用可能範囲のエッヂにおいて変化する
ので、パイロットトーン４０１に使用されるバンド２０
３中の増幅器の利得特性は、しばしば実質的に変化す
る。ＤＦＢレーザ４０１の光周波数の変動と共に、光増
幅器４０２のパワー補償要素としてのＤＦＢレーザ４０
１の動作を不安定にする。
し、特に増幅の使用可能範囲のエッヂにおいて変化する
ので、パイロットトーン４０１に使用されるバンド２０
３中の増幅器の利得特性は、しばしば実質的に変化す
る。ＤＦＢレーザ４０１の光周波数の変動と共に、光増
幅器４０２のパワー補償要素としてのＤＦＢレーザ４０
１の動作を不安定にする。
【００３０】改善された性能が、ＤＦＢレーザ４０１の
周波数を安定化することにより達成され得る。これは、
増幅器特性中の特定の波長にレーザを固定し、ＤＦＢ周
波数における自然変動およびパワーが変化させられると
きのＤＦＢ周波数の変動による不安定性を減少させる。
このスキームにおける問題は、以下に説明するように、
ＤＦＢ周波数の安定化は、パワー補償要素としてのその
動作を妨げることである。
周波数を安定化することにより達成され得る。これは、
増幅器特性中の特定の波長にレーザを固定し、ＤＦＢ周
波数における自然変動およびパワーが変化させられると
きのＤＦＢ周波数の変動による不安定性を減少させる。
このスキームにおける問題は、以下に説明するように、
ＤＦＢ周波数の安定化は、パワー補償要素としてのその
動作を妨げることである。
【００３１】周波数を安定化されたパイロット源４０１
は、典型的には、光レーザ源および光周波数を安定化す
る手段からなる。最も単純な場合、周波数安定は、レー
ザデバイスを一定温度に維持することにより保証され
る。より厳しい周波数安定のために、周波数ディスクリ
ミネータ(discriminator)が、閉じたフィードバックル
ープにおいて使用される。
は、典型的には、光レーザ源および光周波数を安定化す
る手段からなる。最も単純な場合、周波数安定は、レー
ザデバイスを一定温度に維持することにより保証され
る。より厳しい周波数安定のために、周波数ディスクリ
ミネータ(discriminator)が、閉じたフィードバックル
ープにおいて使用される。
【００３２】図６において、１つの例示的な周波数を安
定化されたパイロットトーン構成が示されており、これ
は、周波数ディスクリミネータを含む波長スタビライザ
６０５からのフィードバック信号により制御されるレー
ザ６０３を含む。ディスクリミネータ６０５は、光出力
信号６０６のある部分を、所望の周波数からの光周波数
における偏差に比例する信号６０７に変換する。閉ルー
プレーザ周波数安定化スキームにおいて、周波数ディス
クリミネータからの信号は、光周波数の誤差を訂正する
ように、レーザ６０３へフィードバックされる。
定化されたパイロットトーン構成が示されており、これ
は、周波数ディスクリミネータを含む波長スタビライザ
６０５からのフィードバック信号により制御されるレー
ザ６０３を含む。ディスクリミネータ６０５は、光出力
信号６０６のある部分を、所望の周波数からの光周波数
における偏差に比例する信号６０７に変換する。閉ルー
プレーザ周波数安定化スキームにおいて、周波数ディス
クリミネータからの信号は、光周波数の誤差を訂正する
ように、レーザ６０３へフィードバックされる。
【００３３】訂正は、レーザのいずれかのパラメータを
変化させることにより達成でき、このレーザのいずれか
のパラメータは、光周波数を予測可能かつ再現可能に変
化させる。一例として、光源がＤＦＢ半導体レーザであ
る場合、レーザの温度は、光周波数に影響を与える。同
様に、デバイス電流は光周波数に影響を与える。したが
って、閉ループ周波数安定化制御下で動作する半導体レ
ーザは、ディスクリミネータによりサンプルされたその
出力のいくつかのある部分を有することになる。
変化させることにより達成でき、このレーザのいずれか
のパラメータは、光周波数を予測可能かつ再現可能に変
化させる。一例として、光源がＤＦＢ半導体レーザであ
る場合、レーザの温度は、光周波数に影響を与える。同
様に、デバイス電流は光周波数に影響を与える。したが
って、閉ループ周波数安定化制御下で動作する半導体レ
ーザは、ディスクリミネータによりサンプルされたその
出力のいくつかのある部分を有することになる。
【００３４】このディスクリミネータ出力は、サーマル
エレメントによりレーザ温度またはレーザバイアス電流
のいずれかを制御しかつ訂正するために調節されかつ使
用される。この技術は、そのようなディスクリミネータ
がこれらのシステムにおいて商業的に利用可能であるこ
とを文献で示されてきた。例えば、米国特許第５，６９
１，９８９号、１９９７年１１月２５日発行、“WAVELE
NGTH STABILIZED LASER SOURCES USING FEEDBACK FROM
VOLUME HOLOGRAMS”を参照のこと。
エレメントによりレーザ温度またはレーザバイアス電流
のいずれかを制御しかつ訂正するために調節されかつ使
用される。この技術は、そのようなディスクリミネータ
がこれらのシステムにおいて商業的に利用可能であるこ
とを文献で示されてきた。例えば、米国特許第５，６９
１，９８９号、１９９７年１１月２５日発行、“WAVELE
NGTH STABILIZED LASER SOURCES USING FEEDBACK FROM
VOLUME HOLOGRAMS”を参照のこと。
【００３５】望ましくないことに、ＤＦＢ半導体レーザ
を含む上述したシステムの１つの特徴は、温度または駆
動電流のいずれかの制御は、光周波数だけでなくレーザ
出力パワーにも影響を与えることである。レーザ温度ま
たはバイアス電流の制御により光周波数を固定するため
に、閉ループフィードバックを使用することは、レーザ
出力パワーを独立に制御することを困難にする。一例と
して、レーザ駆動電流により周波数を安定化させたＤＦ
Ｂ半導体レーザを考える。
を含む上述したシステムの１つの特徴は、温度または駆
動電流のいずれかの制御は、光周波数だけでなくレーザ
出力パワーにも影響を与えることである。レーザ温度ま
たはバイアス電流の制御により光周波数を固定するため
に、閉ループフィードバックを使用することは、レーザ
出力パワーを独立に制御することを困難にする。一例と
して、レーザ駆動電流により周波数を安定化させたＤＦ
Ｂ半導体レーザを考える。
【００３６】レーザ出力パワーが、レーザ駆動電流を変
化させることにより、Ｐ１からＰ２に変化された場合、
短いタイムスケールにおけるキャリアノードの変化とよ
り長いタイムスケールにおけるジュール加熱によるレー
ザ温度の変化の組合せ効果により変化する。光周波数の
変化は、ディスクリミネータにより記録され、その後、
周波数偏差を訂正するために駆動電流を変化させ、これ
によりＰ２から離れるように光パワーを変化させる。実
際において、閉ループは、パワー制御を妨げる。温度制
御による閉ループ安定化での半導体レーザの場合に同様
の妨害を受ける。
化させることにより、Ｐ１からＰ２に変化された場合、
短いタイムスケールにおけるキャリアノードの変化とよ
り長いタイムスケールにおけるジュール加熱によるレー
ザ温度の変化の組合せ効果により変化する。光周波数の
変化は、ディスクリミネータにより記録され、その後、
周波数偏差を訂正するために駆動電流を変化させ、これ
によりＰ２から離れるように光パワーを変化させる。実
際において、閉ループは、パワー制御を妨げる。温度制
御による閉ループ安定化での半導体レーザの場合に同様
の妨害を受ける。
【００３７】上述したように、図１の光増幅器１２４お
よび１３４は、増幅器特性が入力ＷＤＭ信号レベルの変
化するパワーレベルで一定に維持されることを補償する
ために、一定の入力パワーを必要とする。これは、シス
テムアド／ドロップノードにおける波長チャネルの迅速
に変化する追加または削除に一致するように、レーザパ
イロットトーンが迅速に変化され、かつ急なタイムスケ
ールで正確に変化されることを必要とする。これらの場
合において、上述した周波数を安定化された制御ループ
の妨害は、望ましくない。必要とされるものは、光周波
数および出力パワーの両方の独立の制御をもたらす余分
の自由度を有する光源である。
よび１３４は、増幅器特性が入力ＷＤＭ信号レベルの変
化するパワーレベルで一定に維持されることを補償する
ために、一定の入力パワーを必要とする。これは、シス
テムアド／ドロップノードにおける波長チャネルの迅速
に変化する追加または削除に一致するように、レーザパ
イロットトーンが迅速に変化され、かつ急なタイムスケ
ールで正確に変化されることを必要とする。これらの場
合において、上述した周波数を安定化された制御ループ
の妨害は、望ましくない。必要とされるものは、光周波
数および出力パワーの両方の独立の制御をもたらす余分
の自由度を有する光源である。
【００３８】図５は、本発明に従って、独立な光周波数
および出力パワーの制御の両方を有する図１のシステム
の光増幅器ユニット（例えば、１２４，１３４）のブロ
ック図を示す。増幅器ユニットは、パワー制御回路５０
４に供給される入ってくるＷＤＭ信号５００の一部をタ
ップするためのカプラ５０１を含む。光パイロットトー
ン源５０２は、独立の波長制御を有するＤＦＢ（分布フ
ィードバック）レーザ５０３および独立に制御されたパ
イロットトーン出力信号５１０を有するパワー制御回路
５０４を含む。カプラ５０５は、パイロットトーン出力
信号５１０を光増幅器５０６に結合させる。
および出力パワーの制御の両方を有する図１のシステム
の光増幅器ユニット（例えば、１２４，１３４）のブロ
ック図を示す。増幅器ユニットは、パワー制御回路５０
４に供給される入ってくるＷＤＭ信号５００の一部をタ
ップするためのカプラ５０１を含む。光パイロットトー
ン源５０２は、独立の波長制御を有するＤＦＢ（分布フ
ィードバック）レーザ５０３および独立に制御されたパ
イロットトーン出力信号５１０を有するパワー制御回路
５０４を含む。カプラ５０５は、パイロットトーン出力
信号５１０を光増幅器５０６に結合させる。
【００３９】パイロットトーン源５０２は、（１）波長
安定性および（２）出力パワー可変性の２つの基準を満
足する必要がある。波長安定性は、可能な限り小さな帯
域幅２０３が使用され、これによりＷＤＭ信号にとって
利用可能な帯域幅２０１を最適化するように必要とされ
る。パイロットトーン源５０２からの出力信号パワー５
１０の変動は、光増幅器５０６への一定のパワーレベル
を維持することができるように、入ってくるＷＤＭ信号
５００のパワーの測定された変動を補償するために、約
１マイクロ秒のオーダでなければならない。
安定性および（２）出力パワー可変性の２つの基準を満
足する必要がある。波長安定性は、可能な限り小さな帯
域幅２０３が使用され、これによりＷＤＭ信号にとって
利用可能な帯域幅２０１を最適化するように必要とされ
る。パイロットトーン源５０２からの出力信号パワー５
１０の変動は、光増幅器５０６への一定のパワーレベル
を維持することができるように、入ってくるＷＤＭ信号
５００のパワーの測定された変動を補償するために、約
１マイクロ秒のオーダでなければならない。
【００４０】光パイロットトーンユニット５０２は、モ
ノリシックに集積されたまたはハイブリットに集積され
た光源５０３および光変調器５０４のいずれかを使用し
て構成され得る。光源５０３は、波長を制御された光搬
送波（ＣＷ）出力信号を変調器５０４に提供する。変調
器５０４は、その信号を所望のレベルまで減衰させる。
そのような光源５０３の例は、モノリシックに集積され
た電気吸収変調レーザ（ＥＭＬ）およびＬｉＮｂＯ4 変
調器を備えたハイブリッド集積半導体レーザである。
ノリシックに集積されたまたはハイブリットに集積され
た光源５０３および光変調器５０４のいずれかを使用し
て構成され得る。光源５０３は、波長を制御された光搬
送波（ＣＷ）出力信号を変調器５０４に提供する。変調
器５０４は、その信号を所望のレベルまで減衰させる。
そのような光源５０３の例は、モノリシックに集積され
た電気吸収変調レーザ（ＥＭＬ）およびＬｉＮｂＯ4 変
調器を備えたハイブリッド集積半導体レーザである。
【００４１】一実施形態において、モノリシックに集積
されたＥＭＬは、米国特許第５，５４８，６０７号、１
９９７年６月８日発行“ARTICLE COMPRISING AN INTEGR
ATEDLASER/MODULATOR COMBINATION”に示されたタイプ
であってもよい。ハイブリッドの実施形態において、レ
ーザは、前述した米国特許第５，６９１，９８９号に記
載されたタイプのものでよく、ＬｉＮｂＯ4 変調器は、
米国特許第４，１５７，８６０号、１９８０年１０月１
１日発行“DUAL POLARIZATION ELECTROMAGNETIC SWITCH
AND MODULATOR”に記載されたタイプのものでよい。
されたＥＭＬは、米国特許第５，５４８，６０７号、１
９９７年６月８日発行“ARTICLE COMPRISING AN INTEGR
ATEDLASER/MODULATOR COMBINATION”に示されたタイプ
であってもよい。ハイブリッドの実施形態において、レ
ーザは、前述した米国特許第５，６９１，９８９号に記
載されたタイプのものでよく、ＬｉＮｂＯ4 変調器は、
米国特許第４，１５７，８６０号、１９８０年１０月１
１日発行“DUAL POLARIZATION ELECTROMAGNETIC SWITCH
AND MODULATOR”に記載されたタイプのものでよい。
【００４２】図５において、変調器５０４は、入ってく
るＷＤＭ信号を５００のパワーレベルを監視し、ＷＤＭ
信号５００に追加されるべきパイロットトーン信号５１
０のパワーレベルをそれから決定し、増幅器５０６への
一定のパワーを維持するものとして示されている。図６
の構成は、カプラ５０１が増幅器５０６への信号パワー
レベル（即ち、パイロット信号５１０およびＷＤＭ信号
５００の和）を監視し、それから、パイロット信号５１
０のパワーレベルをどのように調節するかを決定するよ
うに構成することもできる。
るＷＤＭ信号を５００のパワーレベルを監視し、ＷＤＭ
信号５００に追加されるべきパイロットトーン信号５１
０のパワーレベルをそれから決定し、増幅器５０６への
一定のパワーを維持するものとして示されている。図６
の構成は、カプラ５０１が増幅器５０６への信号パワー
レベル（即ち、パイロット信号５１０およびＷＤＭ信号
５００の和）を監視し、それから、パイロット信号５１
０のパワーレベルをどのように調節するかを決定するよ
うに構成することもできる。
【００４３】そのような構成、即ちカプラ５０５の後
に、カプラ５０１を設けた構成は、図６ないし８に示さ
れた実施形態において使用される。また、図６−８の実
施形態のカプラ５０１は、図５と同様に構成することが
でき（即ち、カプラ５０５の前にカプラ５０１を設け
る）、入ってくるＷＤＭ信号を５００のパワーレベルを
監視し、ＷＤＭ信号５００へ加えられるべきパイロット
トーン信号５１０のパワーレベルをそれから決定する。
に、カプラ５０１を設けた構成は、図６ないし８に示さ
れた実施形態において使用される。また、図６−８の実
施形態のカプラ５０１は、図５と同様に構成することが
でき（即ち、カプラ５０５の前にカプラ５０１を設け
る）、入ってくるＷＤＭ信号を５００のパワーレベルを
監視し、ＷＤＭ信号５００へ加えられるべきパイロット
トーン信号５１０のパワーレベルをそれから決定する。
【００４４】図６−８には、我々の要求条件を満足する
パイロットトーン源を含む光増幅器ユニット（図１の１
２４）の実施形態を示すブロック図が示されている。図
６に示されているように、パイロットトーン源５０２
は、コンパレータ回路６０１、リチウムニオブ酸塩（Li
thium Niobate）変調器（ＬＩＮｂＯ4）変調器６０２、
ＤＦＢレーザ６０３、カプラ６０４、および波長スタビ
ライザ６０５を含むように示されている。
パイロットトーン源を含む光増幅器ユニット（図１の１
２４）の実施形態を示すブロック図が示されている。図
６に示されているように、パイロットトーン源５０２
は、コンパレータ回路６０１、リチウムニオブ酸塩（Li
thium Niobate）変調器（ＬＩＮｂＯ4）変調器６０２、
ＤＦＢレーザ６０３、カプラ６０４、および波長スタビ
ライザ６０５を含むように示されている。
【００４５】カプラ６０４は、波長スタビライザ６０５
へのフィードバック信号として使用するために、ＤＦＢ
レーザ６０３からのパイロットトーン信号６０６の一部
をタップする。フィードバック信号に応答して、波長ス
タビライザ６０５は、ＤＦＢレーザ６０３から出力され
たパイロットトーン信号６０６の波長を調節するために
使用される波長訂正信号６０７を生成する。パイロット
トーン信号６０６は、変調器６０２への入力として提供
される。
へのフィードバック信号として使用するために、ＤＦＢ
レーザ６０３からのパイロットトーン信号６０６の一部
をタップする。フィードバック信号に応答して、波長ス
タビライザ６０５は、ＤＦＢレーザ６０３から出力され
たパイロットトーン信号６０６の波長を調節するために
使用される波長訂正信号６０７を生成する。パイロット
トーン信号６０６は、変調器６０２への入力として提供
される。
【００４６】コンパレータ６０１は、カプラ５０１から
出力された信号のレベルを基準信号ＲＥＦと比較する。
カプラ５０１からの信号は、受信されたＷＤＭ信号５０
０および変調器６０２からのパイロット信号５１０を含
む。カプラ５０１からの信号に応答して、コンパレータ
６０１は、変調器６０２からの出力パイロットトーンレ
ベル５１０を制御する制御信号６１０を生成する。カプ
ラ５０５は、パイロットトーン信号５１０を光増幅器５
０６に結合させる。
出力された信号のレベルを基準信号ＲＥＦと比較する。
カプラ５０１からの信号は、受信されたＷＤＭ信号５０
０および変調器６０２からのパイロット信号５１０を含
む。カプラ５０１からの信号に応答して、コンパレータ
６０１は、変調器６０２からの出力パイロットトーンレ
ベル５１０を制御する制御信号６１０を生成する。カプ
ラ５０５は、パイロットトーン信号５１０を光増幅器５
０６に結合させる。
【００４７】図７には、我々の要求条件を満足するパイ
ロットトーン源５０２を含む光増幅器ユニット１２４の
別の実施形態が示されている。この実施形態において、
光源５０２は、ＥＭＬ７１０（変調器７０２ａと共に集
積されたレーザ７０２）、カプラ７０３および波長スタ
ビライザ７０４を含むことができる。カプラ７０３は、
波長スタビライザ７０４へのフィードバック信号７０５
として使用するために、変調器７０２ａからのパイロッ
トトーン信号５１０の一部をタップする。フィードバッ
ク信号７０５に応答して、波長スタビライザ７０４は、
ＥＭＬ７１０のレーザ７０２の波長を調節するために使
用される波長訂正信号７０７を生成する。
ロットトーン源５０２を含む光増幅器ユニット１２４の
別の実施形態が示されている。この実施形態において、
光源５０２は、ＥＭＬ７１０（変調器７０２ａと共に集
積されたレーザ７０２）、カプラ７０３および波長スタ
ビライザ７０４を含むことができる。カプラ７０３は、
波長スタビライザ７０４へのフィードバック信号７０５
として使用するために、変調器７０２ａからのパイロッ
トトーン信号５１０の一部をタップする。フィードバッ
ク信号７０５に応答して、波長スタビライザ７０４は、
ＥＭＬ７１０のレーザ７０２の波長を調節するために使
用される波長訂正信号７０７を生成する。
【００４８】コンパレータ７０１は、カプラ５０１から
出力された信号のレベルを基準信号ＲＥＦと比較する。
カプラ５０１からの信号は、受信されたＷＤＭ信号５０
０および変調器６０２からのパイロット信号５１０を含
む。カプラ５０１からの信号に応答して、コンパレータ
６０１は、変調器７０２Ａからの出力パイロットトーン
レベル５１０を制御する制御信号７１１を生成する。カ
プラ５０５は、パイロットトーン信号５１０を光増幅器
５０６に結合させる。
出力された信号のレベルを基準信号ＲＥＦと比較する。
カプラ５０１からの信号は、受信されたＷＤＭ信号５０
０および変調器６０２からのパイロット信号５１０を含
む。カプラ５０１からの信号に応答して、コンパレータ
６０１は、変調器７０２Ａからの出力パイロットトーン
レベル５１０を制御する制御信号７１１を生成する。カ
プラ５０５は、パイロットトーン信号５１０を光増幅器
５０６に結合させる。
【００４９】代替的な実施形態において、波長スタビラ
イザまたは周波数ディスクリミネータ７０４は、変調器
７０２Ａから離れた出力ファセットまたはＥＭＬデバイ
ス７０２の出力ファセットからパイロットトーン７０５
を受信することができる。波長スタビライザ７０４は、
ＥＭＬ７１０のパッケージにフィットする標準タイプで
あってもよい。波長の制御は、ＥＭＬ７０１のレーザ７
０２の部分の温度の制御によるものであってもよい。
イザまたは周波数ディスクリミネータ７０４は、変調器
７０２Ａから離れた出力ファセットまたはＥＭＬデバイ
ス７０２の出力ファセットからパイロットトーン７０５
を受信することができる。波長スタビライザ７０４は、
ＥＭＬ７１０のパッケージにフィットする標準タイプで
あってもよい。波長の制御は、ＥＭＬ７０１のレーザ７
０２の部分の温度の制御によるものであってもよい。
【００５０】制御されると、ＥＭＬ７１０のレーザ７０
２の部分の温度および電流は、固定された光周波数を保
つために緩やかかつ遅い変化を除いて、一定となる。Ｅ
ＭＬ７１０の出力パワーは、変調器７０２Ａセクション
へのフィードバック電圧７１１を変化させることにより
制御され得る。パワーは、ＣＷレーザ７０２から変調器
７０２Ａへ放射されるものとほぼ等しい最大値から、変
調器７０２Ａの消光比の最大倍に等しい最小値まで変化
され得る。変調器７０２Ａは、マイクロ秒タイムスケー
ルでかなり大きな係数により信号を減衰させることがで
きる。
２の部分の温度および電流は、固定された光周波数を保
つために緩やかかつ遅い変化を除いて、一定となる。Ｅ
ＭＬ７１０の出力パワーは、変調器７０２Ａセクション
へのフィードバック電圧７１１を変化させることにより
制御され得る。パワーは、ＣＷレーザ７０２から変調器
７０２Ａへ放射されるものとほぼ等しい最大値から、変
調器７０２Ａの消光比の最大倍に等しい最小値まで変化
され得る。変調器７０２Ａは、マイクロ秒タイムスケー
ルでかなり大きな係数により信号を減衰させることがで
きる。
【００５１】図８には、ハイブリッド集積ＤＦＢレーザ
８０２、スタビライザ８０３および変調器８０４を含む
光源５０２を含む光増幅器ユニット１２４の別の実施形
態が示されている。コンパレータ８０１は、カプラ５０
１から出力される信号のレベルを基準信号ＲＥＦと比較
する。カプラ５０１からの信号は、受信されたＷＤＭ信
号５００および変調器８０４からのパイロット信号５１
０を含む。カプラ５０１からの信号に応答して、コンパ
レータ８０１は、変調器８０４からの出力パイロットト
ーンレベル５１０を制御する制御信号８１０を生成す
る。そして、カプラ５０５は、パイロットトーン信号５
１０を光増幅器５０６に結合させる。
８０２、スタビライザ８０３および変調器８０４を含む
光源５０２を含む光増幅器ユニット１２４の別の実施形
態が示されている。コンパレータ８０１は、カプラ５０
１から出力される信号のレベルを基準信号ＲＥＦと比較
する。カプラ５０１からの信号は、受信されたＷＤＭ信
号５００および変調器８０４からのパイロット信号５１
０を含む。カプラ５０１からの信号に応答して、コンパ
レータ８０１は、変調器８０４からの出力パイロットト
ーンレベル５１０を制御する制御信号８１０を生成す
る。そして、カプラ５０５は、パイロットトーン信号５
１０を光増幅器５０６に結合させる。
【００５２】ここに説明されたものは、本発明の原理の
適用の例示に過ぎない。したがって、他の構成も、本発
明の精神および範囲から離れることなしに当業者により
具現化され得る。
適用の例示に過ぎない。したがって、他の構成も、本発
明の精神および範囲から離れることなしに当業者により
具現化され得る。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
周波数および出力パワーを独立に制御可能な光信号源を
提供することができる。
周波数および出力パワーを独立に制御可能な光信号源を
提供することができる。
【図１】本発明の動作を説明する上で有用な波長分割多
重（ＷＤＭ）光伝送システムを示すブロック図。
重（ＷＤＭ）光伝送システムを示すブロック図。
【図２】図１のシステムの信号およびパイロットトーン
バンドにおけるＷＤＭ信号およびパイロットトーン振幅
の特性を示す図。
バンドにおけるＷＤＭ信号およびパイロットトーン振幅
の特性を示す図。
【図３】図１のシステムの信号およびパイロットトーン
バンドにおけるＷＤＭ信号およびパイロットトーン振幅
の特性を示す図。
バンドにおけるＷＤＭ信号およびパイロットトーン振幅
の特性を示す図。
【図４】システムの光増幅器ユニットを示すブロック
図。
図。
【図５】本発明によるシステムの光増幅器ユニットを示
すブロック図。
すブロック図。
【図６】図５の光増幅器の第１の実施形態を示すブロッ
ク図。
ク図。
【図７】図５の光増幅器の第２の実施形態を示すブロッ
ク図。
ク図。
【図８】図５の光増幅器の第３の実施形態を示すブロッ
ク図。
ク図。
１１０ 送信機ユニット １２０，１３０，１４０ 光リンク １２２，１３２，１４２ 波長アド／ドロップノード １５０ 受信器リンク １５２ 受信器ユニット ２００ 信号振幅特性 ２０１ 受信されたＷＤＭ信号バンド ２０２ ガードバンド ２０３ パイロットトーンバンド ２０５ パイロットトーン ４０１ パイロットトーン ４０２ 光増幅器 ４０３，４０５ カプラ ４０４ 制御回路 ５０１，５０５ カプラ ５０２ 光パイロットトーンユニット ５０３ 波長を制御されたレーザ ５０４ パワーを制御された変調器 １２４ 光増幅器ユニット ５０１，５０５，６０４ カプラ ５０２ パイロットトーン源 ５０６ 光増幅器 ６０１ コンパレータ回路 ６０２ ＬｉＮｂＯ4 変調器 ６０３ ＤＦＢレーザ ６０５ 波長スタビライザ ７０１ コンパレータ回路 ７０２ レーザ ７０２Ａ 変調器 ７０３ カプラ ７０４ 波長スタビライザ ８０１ コンパレータ回路 ８０３ 波長スタビライザ ８０４ 変調器
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｅ 14/02 Ｊ Ｈ０４Ｂ 10/17 Ｓ 10/16 10/14 10/06 10/04 (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 デイビッド アラン アッカーマン アメリカ合衆国、08525 ニュージャージ ー、ホープフル、イースト プロスペクト ストリート ７ (72)発明者 マティス バーガー ドイツ、90559 ブルグサン、リングスト ラッセ 20 (72)発明者 ジャンフイ ゾウ アメリカ合衆国、07728 ニュージャージ ー、フリーホールド、ケンタッキー ウェ イ 119
Claims (10)
- 【請求項１】 少なくとも１つの波長を含む受信された
波長分割多重（ＷＤＭ）光信号の光増幅を制御するため
の装置において、 受信されたＷＤＭ信号およびＷＤＭ信号の波長バンドの
外側にある波長を含む振幅を調節された光パイロットト
ーン信号を含む入力光信号を増幅するための光増幅器
と、 パイロットトーン信号として使用するための波長を安定
化されたレーザ光信号を生成するための手段と、 前記光増幅器に入力されるべき信号のパワーレベルを基
準信号と比較し、これに応答して、制御信号を生成する
ための手段と、 前記パイロットトーン信号を受信し、前記制御信号に応
答して前記振幅を調節されたパイロットトーン信号を生
成するための信号変調器手段とを有し、 前記振幅を調節されたパイロットトーン信号のパワーレ
ベルおよび前記受信されたＷＤＭ信号のパワーレベルの
和が、前記受信されたＷＤＭ信号に含まれる少なくとも
１つの波長の数および振幅と無関係に一定に保たれるよ
うに、前記振幅を調節されたパイロットトーン信号のパ
ワーレベルが調節されることを特徴とする装置。 - 【請求項２】 前記光増幅器に入力されるべき信号は、
受信されたＷＤＭ信号のみを含むことを特徴とする請求
項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記光増幅器に入力されるべき信号は、
前記受信されたＷＤＭ信号および前記振幅を調節された
光パイロットトーン信号の和を含むことを特徴とする請
求項１記載の装置。 - 【請求項４】 前記波長を安定化されたレーザ信号生成
手段は、レーザ源およびこのレーザ源の周波数を一定に
維持するための波長スタビライザを含むことを特徴とす
る請求項１記載の装置。 - 【請求項５】 前記レーザ源および前記波長スタビライ
ザは、１チップ上に一緒に集積されていることを特徴と
する請求項４記載の装置。 - 【請求項６】 前記波長を安定化されたレーザ信号生成
手段および前記信号変調器手段は、モノリシックに集積
された電気吸収変調レーザ（ＥＭＬ）の一部であること
を特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項７】 前記波長を安定化されたレーザ信号生成
手段、波長スタビライザ、および信号変調器手段は、１
チップ上に一緒に集積されていることを特徴とする請求
項１記載の装置。 - 【請求項８】 前記波長を安定化されたレーザ信号生成
手段、波長スタビライザ、および信号変調器手段は、ハ
イブリッド集積チップの一部であることを特徴とする請
求項１記載の装置。 - 【請求項９】 前記信号変調器手段は、ＬＩＮｂＯ4 デ
バイスであることを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項１０】 少なくとも１つの波長を含む受信され
た波長分割多重（ＷＤＭ）光信号の光増幅を制御する方
法において、 パイロットトーン信号として使用するための波長を安定
化されたレーザ光信号を生成するステップと、 増幅するステップにおいて増幅されるべき信号のパワー
レベルを基準信号と比較し、これに応答して、制御信号
を生成するステップと、 前記パイロットトーン信号を受信し、これに応答して振
幅を調節されたパイロットトーン信号を生成するステッ
プと、 前記受信されたＷＤＭ信号および振幅を調節された光パ
イロットトーン信号を光的に増幅するステップとを有
し、 前記振幅を調節されたパイロットトーン信号のパワーレ
ベルと前記受信されたＷＤＭ信号のパワーレベルとの和
が、前記受信されたＷＤＭ信号に含まれる少なくとも１
つの波長の数および振幅と無関係に一定に維持されるよ
うに、前記振幅を調節されたパイロットトーン信号のパ
ワーレベルが調節されることを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US29952999A | 1999-04-26 | 1999-04-26 | |
| US09/299529 | 1999-04-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000353841A true JP2000353841A (ja) | 2000-12-19 |
Family
ID=23155205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000123009A Pending JP2000353841A (ja) | 1999-04-26 | 2000-04-24 | 波長分割多重（ｗｄｍ）光信号の光増幅を制御するための装置および方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1049273A2 (ja) |
| JP (1) | JP2000353841A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6721090B2 (en) * | 2000-12-22 | 2004-04-13 | Nec Corporation | Optically amplified gain control circuit and optically amplified gain control method |
| JP2015501555A (ja) * | 2011-07-13 | 2015-01-15 | タイコ エレクトロニクス サブシー コミュニケーションズ エルエルシー | 分岐された光学ネットワークにおける障害回復のための方法およびシステム |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10938484B2 (en) * | 2018-10-05 | 2021-03-02 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Monitoring performance of optical network using low-power gaps and a pilot tone |
-
2000
- 2000-04-18 EP EP00303266A patent/EP1049273A2/en not_active Withdrawn
- 2000-04-24 JP JP2000123009A patent/JP2000353841A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6721090B2 (en) * | 2000-12-22 | 2004-04-13 | Nec Corporation | Optically amplified gain control circuit and optically amplified gain control method |
| JP2015501555A (ja) * | 2011-07-13 | 2015-01-15 | タイコ エレクトロニクス サブシー コミュニケーションズ エルエルシー | 分岐された光学ネットワークにおける障害回復のための方法およびシステム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1049273A2 (en) | 2000-11-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041025 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041102 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050426 |