JP2000516045A - 光波長分割多重ネットワーク中の過渡現象の抑制 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 波長分割多重光通信ネットワークは、トラフィック信号中の過渡的な振幅変動を抑制するようになされた一つまたは複数の半導体レーザ増幅器（１）を有する。そのような変動は、光通信ネットワーク中の一つまたは複数の点においてトラフィックャネルを付加または分岐することによって発生する。

Description

【発明の詳細な説明】 光波長分割多重ネットワーク中の過渡現象の抑制 技術分野 本発明は、従来の光波長分割多重（ＷＤＭ）通信システム中で発生する過渡現 象を抑制する方法に関する。 従来技術 Ｊ．Ｌ．Ｚｙｓｋｉｎｄ他の「Ｆａｓｔ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｉｅｎｔｓ ｉｎ ｏｐｔｉｃａｌｌｙ ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ｍｕｌｔｉ−ｗａｖｅｌｅ ｎｇｔｈ ｏｐｔｉｃａｌ ｎｅｔｗｏｒｋｓ」Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｒｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ．Ｖｏｌ．２、ＯＳＡ Ｔ ｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ Ｓｅｒｉｅｓ．ＰＤ３１−１、Ｓａｎ Ｊｏ ｓｅ．１９９６には、高度にポンピングされ、深く飽和したエルビウムドープフ ァイバ増幅器（ＥＤＦＡ）の連鎖中の出力過渡現象は、時間スケール上で個々の 増幅器の出力過渡現象よりもはるかに速く現れることが示されている。そのよう な速い出力過渡現象は、ネットワーク再構成または故障のためにチャネルが挿入 され、分岐（drop）される光 ネットワークにとって大きい問題になる。残存チャネルは、それらの出力が端末 受信機のダイナミックレンジを超えた場合、エラーバーストを受ける。そのよう なエラーバーストに対する保護は、残存チャネル出力変位を制限するために十分 速くなければならない。前に報告された研究は、マイクロ秒の時間スケールにお けるダイナミック利得制御を示している。本発明は、そのようなシステムに対し て改善された保護を与えようと試みる。 発明の開示 本発明によれば、光通信ネットワーク中の一つまたは複数の点においてトラフ ィックチャネルを挿入または分岐することによって発生するトラフィック信号中 の過渡的な振幅変動を抑制するようになされた一つまたは複数の半導体レーザ増 幅器を含む波長分割多重光通信ネットワークが提供される。 一つまたは複数の半導体レーザ増幅器が飽和状態で動作するようになされ、過 渡的な振幅変動が半導体レーザ増幅器周波数応答によって抑制されることが好ま しい。 本発明では、半導体レーザ増幅器を使用して、長い光増幅リンクからチャネル を挿入または除去することによって発生する 大きい出力変位を抑制する。この技法の時間応答は、以前に報告されたすべての 時間応答よりもほぼ一桁速い。これらのデバイスは、速い時間応答のために１０ ０個以上の光増幅器を有する大洋横断サイズ光リンクを保護するために適してい る。 図面の簡単な説明 次に、本発明の実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。 第１図は、光増幅された多重波長ネットワークの一部の概略ブロック図である 。 第２図は、光交差接続を含む光増幅された多重波長ネットワークの一部の概略 ブロック図である。 第３図は、水中ブランチングユニットの一部の概略ブロック図である。 第４図は、速い過渡現象を抑制する際の半導体レーザ増幅器の効果を検査する 実験装置を示す図である。 第５図は、過渡現象抑制制御を伴う実験装置および過渡現象抑制制御のない実 験装置の応答を示す図である。 第６図は、速い過渡現象を抑制する際の半導体レーザ増幅器の効果を示す図で ある。 詳細な説明 第１図において、飽和状態の半導体レーザ増幅器（ＳＬＡ）１は、ネットワー クの端末２中への光強度を制御する制限増幅器の働きをする。ＳＬＡ１の速いダ イナミック応答および飽和状態の強い高域通過フィルタリング特性のために、最 大数ナノ秒の光過渡現象が公称チャネル出力中に効果的に抑制される。端末２中 で順方向エラー訂正（ＦＥＣ）を使用すれば、より速い過渡現象を訂正すること ができる。ＳＬＡ１は、前置増幅器の代わりに使用され、速い光過渡現象が発生 したときに検出の前にチャネルの出力をクランプすることができる。ＳＬＡ１が 入力パワーの十分に大きい範囲に対して深い飽和状態で動作できる場合、余分の 制御回路は不要である。 第２図に示すように、より複雑な光ネットワークの場合、代替構成は、長い光 増幅リンタ４を保護するために光交差接続部３の直後に設けられたＳＬＡ５を有 する同じ構成を使用する。 適切なＳＬＡは、Ｅ−ＴＥＫ ＤＹＮＡＭＩＣＳ社製の密封半導体光増幅器で ある。 第３図において、ＳＬＡ６および７は、それぞれ水中ブランチングユニットの 分岐出力ブランチ８およびトランク出力ブラ ンチ９中に配置される。この位置において、何らかの形の保護がなければ、ネッ トワークの異なる部分中に発生する光過渡現象が長い光増幅リンク中に送られ、 それによりトラフィック品質が劣化する。分岐経路８中のＳＬＡ６は、標準のブ ランチングユニット構成中の通常の分岐増幅器を交換し、それによりリンク上の トラフィックを保護することができる。トランク増幅器１０および分岐増幅器１ １は、それぞれＳＬＡ６および７の飽和を固定する。 第４図に、出力過渡現象を抑制するＳＬＡの潜在的使用を説明するために実施 された送信実験用の装置を示す。実験に使用する八個のチャネルのうちの四つの チャネルを、数ＫＨｚで動作する音響光学変調器１２を使用して周期的に除去し 付加させた。ビットエラー率検査送信機１４からの疑似ランダムビットシーケン スデータとともに２．５Ｇｂｓ^-1の回線速度においてマッハツェンダー変調器１ ３を使用して、チャネル１（Ｔｘ１）を光学的に変調した。これは、ビットエラ ー率に対する効果を監視するチャネルを与えた（以下参照）。一連の十八個のエ ルビウムドープファイバ増幅器１５₁から１５₁₈を通過した後、固定波長光フィ ルタ１６、および着信信号の波長を追跡し、 かつそれに応じて調整する可変波長光フィルタ１７を使用して、信号を検出した 。これらのフィルタを通過した後、信号は、１０ＧＨｚ ＰＩＮ検出器２２によ って検出され、ビットエラー率検査受信機２３まで継続する。１００ＭＨｚ Ｐ ＩＮ検出器２４を有する光スプリッタ１９からのアーム１８は、光過渡現象が監 視されたサンプリングオシロスコープ２０用のトリガを与える。 第５図に、十八個の光増幅器１５₁から１５₁₈を通過した後の光過渡応答を記 録する。ｙ軸は、残存チャネルの一つにおける相対強度を表す。過渡現象制御装 置がない場合、残存信号の変化は、９ｄＢ（光出力で表せば４．５ｄＢ）を超え る。図示のように、光スプリッタ１９の直前に配置された飽和したＳＬＡ２１の 存在は、残存チャネルの強度変位を０．５ｄＢ未満にうまく制限することができ る。 立上り時間は、一個の光増幅器の後では数ミリ秒であるのに比較して十八個の 光増幅器の後では２００マイクロ秒の範囲内であることに留意されたい。Ｚｙｓ ｋｉｎｄは、１００個以上の光増幅器の場合、過渡速度は１００ナノ秒未満にな ることを報告している。そのような速い過渡現象を抑制するＳＬＡの効 果を検査するために、チャネル１上のＰＲＢＳ上に単一のパルスを重ねる第二の マッハツェンダー変調器（図示せず）を使用して、１００ナノ秒の立上り時間を 有する光過渡現象を生成した。強度変化は、チャネル事前強調の効果を考慮せず にリンクトラフィックの半分の除去または付加を表す。パルスの立上り時間は、 適した低域通過フィルタリングによって定義した。第６図に示されるオシロスコ ープトレースは、光増幅されたリンク中でチャネルを分岐または付加したときに チャネル出力の完全な回復がＳＬＡ２１によって達成されることを示している。 チャネル性能に対する過渡現象の影響を検査するために、装置中にＳＬＡ２０ がある場合およびＳＬＡ２０がない場合に約１０^-10のＢＥＲを達成する雑音を システムに加えた。速い出力変位は、過渡現象制御装置がない場合、８．４×１ ０^-11から４．２×１０^-3までのＢＥＲ劣化をもたらした。他方、ＳＬＡ２０が ある場合、ＢＥＲの測定された変化は、光過渡現象による損失がないことを暗示 する１．９×１０^-10から３．９×１０^-10であった。ＳＬＡは、深い飽和状態で 動作するとき、それらの偏光感度およびパルス応答のためにシステム性能に影響 を及ぼす。損失の程度は、ＳＬＡのタイプおよびネットワー ク中のデバイスの数に依存する。 本発明では、ＳＬＡを使用して、長い光増幅リンクからチャネルを付加または 除去することによって発生する大きい出力変位を抑制する。この技術の時間応答 は、これまでに報告されたあらゆる値よりほぼ一桁速い。これらのデバイスは、 速い時間応答のために１００個以上の光増幅器を有する大洋横断サイズ光リンク を保護するために適している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 サイアン，サリンダー・シング イギリス国、ケント・デイー・エイ・15・ ９・エイ・ズイー、シドカツプ、カンタベ リー・アベニユー・17

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．光通信ネットワーク中の一つまたは複数の点においてトラフィックチャネル を付加または分岐することによって発生するトラフィック信号中の過渡的な振幅 変動を抑制するようになされた一つまたは複数の半導体レーザ増幅器を含む波長 分割多重光通信ネットワーク。 ２．前記一つまたは複数の半導体レーザ増幅器が飽和状態で動作するようになさ れ、過渡的な振幅変動が半導体レーザ増幅器周波数応答によって抑制される請求 の範囲第１項に記載の波長分割多重光通信ネットワーク。 ３．前記一つまたは複数の半導体レーザ増幅器の少なくとも一つがネットワーク の受信局に入るトラフィック信号用の前置増幅器である請求の範囲第２項に記載 の波長分割多重光通信ネットワーク。 ４．前記一つまたは複数の半導体レーザ増幅器の少なくとも一つがネットワーク の光交差接続部のところにある請求の範囲第２項または第３項に記載の波長分割 多重光通信ネットワーク。 ５．前記一つまたは複数の半導体レーザ増幅器の少なくとも一 つが水中ブランチングユニット中にある請求の範囲第２項または第３項に記載の 波長分割多重光通信ネットワーク。 ６．ブランチングユニットがそれぞれ分岐経路および主トランク出力経路中に半 導体レーザ増幅器を含む請求の範囲第５項に記載の波長分割多重光通信ネットワ ーク。 ７．前記一つまたは複数の半導体レーザ増幅器が制限増幅器として動作するよう になされた請求の範囲第２項から第６項のいずれか一項に記載の波長分割多重光 通信ネットワーク。