JP2001068772A

JP2001068772A - 自動利得制御多波長増幅遠隔通信システム

Info

Publication number: JP2001068772A
Application number: JP2000195820A
Authority: JP
Inventors: Fausto Meli; ファウスト・メリ; Pasquale Fabrizio Di; ファブリツィオ・ディ・パスクアレ; Giovanni Sacchi; ジョヴァンニ・サッキ; Silvia Turolla; シルヴィア・テュローラ
Original assignee: Pirelli Cavi e Sistemi SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2001-03-16
Also published as: CN1285668A; BR0002950A; AU4267200A; CA2312136A1

Abstract

(57)【要約】【課題】増幅器内のチャネル数が可変でもチャネル全
てにおける利得を一定に保持する光遠隔通信システムを
提供する。【解決手段】光遠隔通信システムは、少なくとも２つ
の所定の波長を含む多波長光信号を送信可能な送信局
と、前記送信信号を光ファイバ伝送ラインに送る波長分
割マルチプレクサと、前記伝送信号を受信する受信局と
を備えている。また、このシステムは、前記送信局およ
び前記受信局間に位置し、光信号を増幅する増幅局を備
えている。この増幅局は、少なくとも１つの第１増幅部
と、少なくとも１つの第２増幅部と、利得安定化回路と
を備えている。前記増幅局は、更に、前記２つの増幅部
間に位置する減衰素子も備えている。前記利得安定化回
路は、自発放出再循環回路を備え、前記回路は、前記第
１増幅部および前記第２増幅部に共通である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に波長分割多重
化（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔ
ｉｐｌｅｘｉｎｇ）、即ち、ＷＤＭ伝送に好適な光増幅
器を含む遠隔通信システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】波長多重化、即ち、ＷＤＭ伝送では、複
数の伝送信号を互いに独立して、光ファイバからなる同
一ラインに沿って光波長のドメインにおける多重化によ
って送ることが必要である。伝送する信号はディジタル
またはアナログのいずれでもよく、その各々が他の信号
とは異なる特定の波長を有するために、互いに区別され
る。

【０００３】このＷＤＭ伝送の実現には、所定の振幅の
特定の波長帯を、異なる波長の信号各々に割り当てる必
要がある。特定の波長帯のことを以後チャネルと呼ぶ。
これ以降、信号の中心波長と呼ばれる波長値によって、
これらの信号を識別する。これらの信号は、この中心波
長値を中心とするあるスペクトル振幅を有する。中心波
長値は、特に、信号源であるレーザの特性、およびデー
タ・エレメントを信号と関連付けるために信号に行われ
る変調に依存する。レーザによって放出される信号の平
均高さにおいて測定したスペクトル振幅の典型的な値
は、変調を行なわない場合約１０ＭＨｚであり、例えば
２．５Ｇビット／ｓで外部変調を行なう場合約５ＧＨｚ
の平均高さにスペクトル振幅がある。

【０００４】シリコン・ファイバの第３伝送窓と呼ばれ
るもの、および光増幅器のパスバンド（典型的に１５２
５ないし１６２０ｎｍ、更に特定すれば約１５２９ない
し約１６０２ｎｍ）を利用して、多数のチャネル上で信
号を伝送するためには、信号自体の間の波長分割は、ナ
ノメートル単位またはその分数とすると都合がよい。

【０００５】この種の伝送では、種々のチャネルがパワ
ー・レベル、信号品質、信号対ノイズ比および二進誤り
率（ＢＥＲ）について事実上等価であると有利である。
増幅器、特に光増幅器がある場合、伝送する全てのチャ
ネルに対して事実上均一の応答を有する必要がある。加
えて、多数のチャネルを伝送するためには、増幅器が動
作可能な帯域を広く取らなければならない。

【０００６】光増幅器は、蛍光ドーパント、例えば、希
土類、特にエルビウムの特性を基本とし、これをドーパ
ントとして光ファイバのコアに導入する。その理由は、
エルビウムがポンピング光エネルギの印加によって励起
されると、シリコン系光ファイバにおける光の最小減衰
帯域に対応する波長のフィールドにおいて、大量の放出
を行なうからである。

【０００７】この大量の放出に対応する波長を有する光
信号を、励起状態に維持したエルビウム・ドープ・ファ
イバに通過させると、信号は、励起したエルビウム原子
を低いレベルに遷移させ、信号の波長において、誘導光
放出による信号の増幅が行われる。エルビウム原子が励
起状態に入るとすぐに、これらは自発的に減衰も始め、
これによってランダムな放出が発生し、「背景ノイズ」
を形成する。これは、増幅信号の誘導放出に重畳する。

【０００８】ポンピング光エネルギの「ドープ」即ちア
クティブ・ファイバへの注入によって発生する光放出
は、ドーパント物質に典型である、ある数の波長におい
て行われ、このために、ファイバの蛍光のスペクトルが
生成される。

【０００９】特定の条件、例えば、１つ以上のソースを
オンおよびオフに切り替える場合、そしてその結果可変
数のチャネルが同時にラインおよび増幅器に供給される
場合、増幅器間の光パワー値にばらつきが生じ、増幅器
の利得のばらつきを招き、伝送品質に悪影響が生ずるこ
とになる。

【００１０】”ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅ
ｒ”、１９９１年３月２８日、ｖｏｌ．２７、ｎｏ．
７、ｐｐ．５６０〜５６１において、Ｍ．Ｚｉｒｎｇｉ
ｂｌｅｔａｌ．は、光フィードバック・ループを備
えた、エルビウム・ドープ・ファイバ型光増幅器につい
て記載しており、増幅自発放出（ＡＳＥ）の一部を増幅
器の出力において抽出し、選択した波長で濾波し、減衰
させ、最終的に増幅器の入力において再度注入する。こ
れによってレーザ・ループ構成が得られ、伝送波長とは
異なる単一の波長がフィード・バックされる。

【００１１】発振（「レーザ発光」）条件を制御するに
は、選択した波長に同調させ、フィードバック・ループ
の減衰を変化させる。この状態では、レーザ・ループに
おける発振波長とは異なるいずれの波長における信号に
対する利得も、全ての光チャネルの入力パワーとは独立
である。

【００１２】本出願人は、前述のデバイスが、以下で引
用する刊行物に記載されているデバイスと共に、伝送チ
ャネルに大きな減衰を与えることを確認した。何故な
ら、それらの一部が自発放出と共に抽出され、レーザ・
ループにおいて排除され、大きな利得上の不利を招くか
らである。これは、前述の論文に記載された実験では、
４ないし８ｄＢと示されている。

【００１３】米国特許第５，０８８，０９５号（Ｍ．Ｚ
ｉｒｎｇｉｂｌ）は、利得を安定化した光ファイバ増幅
器について記載しており、その中では、希土類をドープ
しレーザで励起した光ファイバの入力ポートおよび出力
ポート間にフィードバック・ループを接続する。狭帯域
フィルタによって、ポンピングおよび信号波長とは異な
る、増幅器の自発放出の選択波長を、増幅器の出力から
その入力に渡すことが可能となる。

【００１４】米国特許第５，１２８，８００号（Ｍ．Ｚ
ｉｒｎｇｉｂｌ）は、切り替え可能な利得を有する光フ
ァイバ増幅器について記載する。増幅器の入力ポートお
よび出力ポート間にフィードバック・ループを接続し、
このループは均質に広げた非線形消散媒体（ｎｏｎ−ｌ
ｉｎｅａｒｄｉｓｓｉｐａｔｉｖｅｍｅｄｉｕｍ）
からなる。

【００１５】干渉および分離フィルタをループにおいて
用いて、デバイスのこの部分において伝送される波長を
選択することができる。米国特許第５，１５５，７８０
号（Ｍ．Ｚｉｒｎｇｉｂｌ）は、出力においてパワー信
号を供給し、これが可変パワーの入力信号に対して事実
上一定となる光制限増幅器について記載する。可変パワ
ー信号は２つの信号に分割され、第１信号は第１「順」
方向で増幅器に供給され、他方の信号は逆方向に、可飽
和アブソーバを通過した後に供給される。

【００１６】可飽和アブソーバを離れる信号は、その入
力における信号よりも、変動の幅が広いので、「逆」方
向の信号によって生ずる増幅器の飽和が、入力パワーに
は無関係に、増幅器の出力パワーを一定に維持する。

【００１７】Ｖ．Ｌ．ｄａＳｉｌｖａｅｔａｌ．
（Ｖ．Ｌ．ダ・シルバその他）名義の米国特許第５，２
３９，６０７号は、利得スペクトルを平坦化した光増幅
器について記載する。この増幅器はループ・レーザと共
に動作するように構成され、ループ内に絶縁体を接続す
ることにより、増幅する信号とは逆方向においてのみ、
ループ内での伝搬を可能とする。

【００１８】利得は、ループ内の損失によって決定され
る値にロックされる。ＩＥＥＥＰｈｏｔｏｎｉｃｓ
ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＬｅｔｔｅｒｓ，ｖｏｌ．３，
ｎｏ．５、１９９１年５月、ｐｐ．４５３〜４５５に
は、誤差信号をＡＳＥの変動によって発生し、エルビウ
ム・ドープ・ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）の出力スペク
トルの所与の波長λ_refにおいて監視する、エルビウム
・ドープ・ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）についての記載
がある。この信号を用いて、増幅器の入力において注入
する波長λ_compの補償信号の強度を変調し、これを用い
て増幅器における飽和レベルを一定に保持する。

【００１９】Ｏｈｙａ（オーヤ）名義の米国特許第５，
５９８，４９１号は、内部に光増幅器を備え、増幅器内
にあるエルビウム・ドープ・ファイバにおいて発生する
自発放出の一部を選択する選択器を有し、増幅信号の波
長よりも低い波長を有する光伝送システムについて記載
する。

【００２０】この自発放出の一部を増幅器の入力に再度
注入し、入力信号のパワーおよび波長が変動しても、増
幅器の利得を事実上一定に保持する。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】本出願人は、従来技術
によるフィードバック・ループを用いた利得安定化増幅
器においては、雑音指数の大幅な増大を伴って安定化が
行われることを確認した。即ち、本出願人は、これらの
増幅器の雑音指数は、フィードバック・ループに沿った
減衰が減少するに連れて、増大することがわかった。

【００２２】本出願人は、多段増幅器において、先に示
した従来技術による利得制御を段の１つ、例えば、出力
段に適用しても、効果的な安定化は保証できないことに
気が付いた。何故なら、チャネル間に少しでも不一致が
あると、利得制御を行なわない段において増幅されるか
らである。制御を適用する段は、全てのチャネルを安定
化するために十分なダイナミック・レンジを有してはい
ない。

【００２３】一方、各段に適用される利得制御は、増幅
器の挙動に影響を及ぼすデバイスが段間にある場合、個
々の制御対象段の較正に困難を来す可能性がある。更
に、格段のＡＳＥは、増幅器全体の雑音指数の更なる増
大を招く可能性もある。

【００２４】加えて、これらの増幅器では、循環するＡ
ＳＥの大部分をラインに伝達する場合がある。このた
め、非線形現象により、利用可能な伝送チャネルの最大
数が制限される虞れがある。特に、有効エリアが少な
く、分散度が低いライン・ファイバにおいて可能性が高
い。

【００２５】本発明によれば、各段がポンプ・レーザに
よって供給される少なくとも１本のアクティブなファイ
バを有し、段間に配された少なくとも１つの減衰素子を
有する多段増幅器において、再循環ＡＳＥの一部が前述
の減衰素子の前に位置する少なくとも１つの段および前
述の減衰素子の後にある少なくとも１つの段を通過する
単一の回路を用いることにより、増幅器の利得を全体と
して安定化できることがわかった。再循環ＡＳＥは、あ
る段と次の段との間に位置する減衰素子を通過せず、前
述のＡＳＥが伝送信号に影響を与えないようにするこ
と、および／または前述の減衰素子が前述のＡＳＥの特
性を変化させないという利点がある。

【００２６】したがって、増幅器内に可変数のチャネル
がある場合でも、チャネル全てにおける利得は事実上一
定に保持される。その理由は、ループ内を循環するＡＳ
Ｅのレベルが、存在するチャネル数に対して事実上自動
的に規制され、いずれかのチャネルがない場合に得られ
る過剰なポンプ・パワーをＡＳＥが吸収し、存在するチ
ャネルにおいて得られるポンプ・レベルを事実上全ての
条件において一定とするからである。

【００２７】加えて、制御は完全に局在化する。言い換
えると、ＡＳＥの経路の減衰を規制することによって、
制御が行われる。加えて、ＡＳＥは、完全に増幅器内に
止まる。前述のＡＳＥのかなりの残余が伝送ラインに伝
送されることはない。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様は、
光遠隔通信システムに関し、−少なくとも２つの所定の
波長を含む多波長光信号を送信可能な少なくとも１つの
送信局と、−光ファイバ伝送ラインと、−少なくとも１
つの受信局であって、前記光ファイバ・ラインが前記送
信および受信局と接続する、受信局と、前記送信局およ
び前記受信局の間に位置し、少なくとも１つの第１増幅
部と、少なくとも１つの第２増幅部と、利得安定化回路
とを備え、前記光信号を増幅する増幅局であって、前記
２つの増幅部間に位置する減衰素子も更に備える、増幅
局と、を備え、前記利得安定化回路が、自発放出再循環
回路を備え、前記回路が前記第１増幅部および前記第２
増幅部に共通であることを特徴とする。

【００２９】具体的には、前記自発放出再循環回路は、
前記減衰素子を通過しない経路を備えている。好ましく
は、前記自発放出再循環回路は、自発放出波長を選択す
るデバイスを備えている。

【００３０】具体的には、前記波長を選択するデバイス
は、前記第２増幅部の後に配置された波長選択フィルタ
である。具体的には、前記選択デバイスは、少なくとも
１対のフィルタを備え、その１つが第１増幅部の前に配
置され、１つが第２増幅部の後に配置されている。

【００３１】好ましくは、前記自発放出再循環回路は、
第１経路を備え、その中において前記自発放出を前記第
１増幅部および前記減衰素子間で抽出し、前記第２増幅
部に供給する。

【００３２】具体的には、前記自発放出再循環回路は、
前記増幅部において２つの伝達方向を有し、１つは前記
送信信号の伝達方向と同一、１つはそれと逆であり、前
記伝達方向は前記第１経路において同一である。

【００３３】加えて、前記自発放出再循環回路は、更
に、第２経路を備え、その中において、前記逆方向の前
記自発放出を、前記第２増幅部および前記減衰素子間で
抽出し、前記第１増幅部に供給する。

【００３４】具体的には、前記第１経路は、−３つのポ
ートを有する光サーキュレータであって、その第１ポー
トが前記第１増幅部の後に接続され、その第２ポート
が、前記減衰素子の前に位置する選択格子に接続され
た、光サーキュレータと、−前記減衰素子および前記光
サーキュレータの第３ポートからの信号を結合する第１
光カプラと、を備えている。

【００３５】好ましくは、前記第２経路は、−光サーキ
ュレータであって、その第１ポートが可変アッテネータ
に接続され、その第２ポートが、前記第１増幅部の前に
位置する前記フィルタに接続され、その第３ポートが前
記第１増幅部に接続された、光サーキュレータと、−前
記第２増幅部の前に位置し、前記第２増幅部の入力から
の信号の一部を、部分的に前記可変アッテネータに送
る、光スプリッタと、を備えている。

【００３６】あるいは、前記第２経路は、−前記第２増
幅部の前に位置し、前記第２増幅部の入力からの信号の
一部を、部分的に可変アッテネータに送る、光スプリッ
タと、−前記可変アッテネータからの信号を前記フィル
タに送る、第２光カプラと、を備えている。

【００３７】好ましくは、前記光カプラは、前記減衰素
子からの信号の光パワーの少なくとも６０％を結合す
る。好ましくは、前記光スプリッタは、前記光パワーの
少なくとも５％を前記可変アッテネータに送る。

【００３８】好ましくは、前記カプラは、前記可変アッ
テネータからの光パワーの少なくとも５％を前記フィル
タに結合する。好ましくは、前記自発放出波長を選択す
る前記デバイスは、前記チャネルの波長のスペクトルに
近い自発放出波長を選択する。

【００３９】本発明の別の態様は、多波長信号光増幅器
に関し、少なくとも１つの第１増幅部と、少なくとも１
つの第２増幅部と、利得安定化回路とを備え、前記増幅
局が前記２つの増幅部間に位置する減衰素子を追加的に
備え、前記利得安定化回路が、自発放出再循環回路を備
え、当該回路が前記第１増幅部および前記第２増幅部に
共通であることを特徴とする。

【００４０】本発明の更に別の態様は、光遠隔通信方法
に関し、 −互いに異なる所定の波長において少なくとも２つの光
伝送信号を発生するステップと、 −前記光信号を単一伝送ラインに多重化し、前記光伝送
信号から成る多波長光信号を形成するステップと、 −前記多波長光信号を、前記伝送ラインを通じて伝送す
るステップと、 −前記伝送ラインに沿って前記光信号を増幅するステッ
プと、 −前記光信号を、少なくとも１つの受信機を備えた受信
局に送るステップとを有し、前記光信号を増幅する前記
ステップが、 −第１増幅局において前記信号を増幅するステップと、
前記増幅光信号を減衰素子において処理するステップ
と、 −前記処理した光信号を第２増幅部において増幅するス
テップと、 −前記増幅光信号から、前記第１および第２増幅部の自
発放出の一部を抽出するステップと、前記自発放出の一
部を前記第１および第２増幅部に再循環し、この一部が
前記減衰素子を追加しないようにするステップと、から
成ることを特徴とする。

【００４１】具体的には、前記再循環ステップは、更
に、前記自発放出の一部を減衰させるステップを含む。
本発明の更に別の態様は、光増幅器の利得を安定化させ
る方法に関し、 −前記増幅器の第１増幅部において光信号を増幅するス
テップと、 −前記増幅光信号を減衰素子において処理するステップ
と、 −前記処理光信号を前記増幅器の第２増幅部において増
幅するステップとを有し、更に、 −前記増幅光信号から、前記増幅器自体の自発放出の一
部を抽出するステップと、 −前記自発放出の一部を前記第１および第２増幅部にお
いて再循環し、それが前記減衰素子を通過しないように
するステップと、を備えることを特徴とする。

【００４２】具体的には、再循環ステップは、更に、前
記自発放出の一部を減衰させるステップを含む。更なる
詳細は、添付図面を参照する以下の説明から得ることが
できよう。

【００４３】

【発明の実施の形態】図１を参照すると、光伝送システ
ムは、第１端末サイト１００、第２端末サイト２００、
２箇所の端末サイトを接続する光ファイバ・ライン３０
０ａ，３００ｂ、および前記光ファイバ・ラインに沿っ
て介挿された少なくとも１つのライン・サイト４００を
含む。

【００４４】簡略化のために、ここに記載する伝送シス
テムは単一方向とする。言い換えると、光信号は一方の
端末サイトから他方の端末サイトに伝達する。しかし、
以下の説明は、光信号が双方向に伝達する双方向システ
ムにも有効である。

【００４５】この例では、本システムは、最大１２８チ
ャネルの伝送に適しているが、チャネルの最大数は、シ
ステムが想定する構成によっては異なる場合もあり得
る。第１端末サイト１００は、複数の入力チャネル１６
０の多重化部１１０（ＭＵＸ）、およびパワー増幅部１
２０（ＴＰＡ）を備えることが好ましい。

【００４６】第２端末サイトは、前置増幅部１４０（Ｒ
ＰＡ）、および複数の出力チャネル１７０の多重分離部
（ＤＭＵＸ）を備えることが好ましい。各入力チャネル
１６０は、多重化チャネル１１０によって受信される。
以下の図２に詳細に記載するが、多重化部１１０は、チ
ャネルを、好ましくは、３つのサブバンドにグループ化
する。以降これらのサブバンドをＢＢ（青色帯域）、Ｒ
Ｂ１（赤色帯域１）、およびＲＢ２（赤色帯域２）とし
て示すことにする。同様に、光伝送システムは、前述の
３つよりも大きい数または小さい数のサブバンドへの分
割も可能である。３つのサブバンドは、パワー増幅部１
２０に、次いでライン３００に送られる。

【００４７】パワー増幅部１２０は、好ましくは、多重
化部によって互いに分離された３つのサブバンドを受信
し、これらを別個に増幅し、次いでこれらを結合して広
帯域ＷＤＭ信号（ＳＷＢ）を生成し、これを伝送ライン
３００に送り出す。ライン・サイト４００は、広帯域信
号ＷＤＭを受信し、これを再度３つのサブバンドＢＢ，
ＲＢ１，ＲＢ２に分割し、３つのサブバンドの信号を別
個に増幅し、必要に応じてこれら２つのサブバンドにい
くつかのチャネルを追加するか、あるいはいくつかのチ
ャネルを除去し、広帯域ＷＤＭ信号を再生する。

【００４８】更に多くのライン・サイト４００を、ライ
ン３００に沿って分散してもよい。各ライン・サイト４
００は、当該地点までのライン区間に応じた適当な位置
に、ＷＤＭ光信号を増幅するため、より一般的には、そ
の特性を変更するために必要であればいつでも配置する
ことができる。

【００４９】第２端末サイト２００は、広帯域信号を受
信し、前置増幅部１４０によってこれを増幅する。前記
増幅部１４０は、好ましくは、ＷＤＭ信号を再度３つの
サブバンドＢＢ，ＲＢ１，ＲＢ２に分割する。多重分離
部１５０は３つのサブバンドを受け取り、これらを単一
波長信号１７０に分割する。

【００５０】ライン・サイト４００においていくつかの
チャネルが追加されたりまたは除去される可能性もある
という事実のために、入力チャネル１６０の数は出力チ
ャネル１７０の数とは異なる場合もある。

【００５１】図３は、以下に説明する例の３つのサブバ
ンドを示す、増幅器のスペクトル放出のグラフを示す。
即ち、第１サブバンドＢＢは、好ましくは、１５２９ｎ
ｍないし１５３５ｎｍの範囲の波長を有する信号を含
み、第２サブバンドＲＢ１は、好ましくは、１５４１ｎ
ｍないし１５６１ｎｍの範囲の波長を有する信号を含
み、第３サブバンドは、好ましくは、１５７５ｎｍない
し１６０２ｎｍの範囲の波長を有する信号を含む。

【００５２】第１サブバンドには好ましくは１６チャネ
ルを割り当て、第２サブバンドには好ましくは４８チャ
ネルを割り当て、第３サブバンドには好ましくは６４チ
ャネルを割り当てる。

【００５３】合計で１２８チャネルを有するシステムに
おいて隣接するチャネルは、５０ＧＨｚの周波数間隔を
有するという利点がある。図３のグラフに見られるよう
に、曲線が事実上平坦なサブバンドＲＢ１，ＲＢ２とは
対照的に、サブバンドＢＢにおけるスペクトルは、中央
にピークを有する。その結果、このサブバンドでは、増
幅器は等化デバイスを有し、この領域におけるスペクト
ル放出曲線を平坦にすると有利である。

【００５４】図２は、第１端末サイト１００の入力部を
更に詳細に示す。このサイトは、多重化部１１０および
増幅部１２０に加えて、ライン端末部４１０（ＯＬＴ
Ｅ）、および波長変換部４２０（ＷＣＭ）を備えてい
る。

【００５５】ライン端末部４１０は、例えば、ＳＯＮＥ
Ｔ，ＡＴＭ，ＩＰまたはＳＤＨ規格の１つに準拠する端
末装置に対応し、ラインに沿って伝送されるチャネルに
対応する数の送信機／受信機を含む。ここに記載する例
では、ＯＬＴＥは、１２８個の送信機／受信機を有す
る。ＯＬＴＥは、複数のチャネルを伝送し、各々がそれ
自体の波長を有する。

【００５６】波長変換部ＷＣＭ４２０の一部をなす波長
変換器ＷＣＭ１〜ＷＣＭ１２８によって、これらの波長
を変更し、これらを遠隔通信システムに適合させること
ができる。変換器ＷＣＭ１〜ＷＣＭ１２８は、汎用波長
で信号を受信し、例えば、本出願人の名義の米国特許第
５２６７０７３号に記載されているものにしたがって、
所定の波長の信号にこれを変換することができる。

【００５７】各ＷＣＭ波長変換器は、好ましくは、光信
号を電気信号に変換するフォトダイオード、レーザ源、
およびレーザ源が発生する所定の波長の光信号を、フォ
トダイオードで変換した電気信号によって変調する、例
えば、マッハ・ゼンダー型の光電変調器を備える。

【００５８】あるいは、この変換器は、フォトダイオー
ドと、フォトダイオードの電気信号によって直接変調さ
れるレーザ・ダイオードとを備え、光信号を所定の波長
に変換するようにしてもよい。

【００５９】増幅器、リタイマ（ｒｅ−ｔｉｍｅｒ）お
よび／または信号二乗器のようなデバイスを、フォトダ
イオードおよび変調器の間、および／またはフォトダイ
オードおよび直接変調レーザの間に挿入することも可能
である。加えて、ＦＥＣ（順方向誤差補正）伝送モジュ
ールの接続を備え、このモジュールが信号の時間フレー
ムに、ラインに沿って発生した誤差を受信機が補正可能
とする情報を追加し、結果的にＢＥＲを改善する。

【００６０】別の代替案では、この変換器は、光信号を
受信し、これを対応する電気信号に変換する受信機（例
えば、前述の規格の１つに準拠する）を、レーザ源およ
びレーザ源が発生する所定の波長の光信号を、受信機か
らの電気信号を用いて変調する光電変調器と共に備え
る。

【００６１】この種の波長変換器は、本出願人によっ
て、ＷＣＭ，ＲＸＴ，ＬＥＭという品名で販売されてい
る。あらゆる場合において、第１端末サイト１００内に
ある波長変換器または光信号発生器は、システム内に連
続的に位置する増幅器の動作波長内にある対応するチャ
ネル内の波長を有する、対応の動作光信号（ｃｏｒｒｅ
ｓｐｏｎｄｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｎｇｏｐｔｉｃａｌ
ｓｉｇｎａｌ）を発生する。

【００６２】多重化部１１０は、好ましくは、３つのマ
ルチプレクサ４３０，４４０，４５０を備える。１２８
チャネルを有するシステムでは、第１マルチプレクサ４
３０は、好ましくは、最初の１６個の変換器ＷＣＭ１〜
１６からの信号を結合して第１サブバンドＢＢを形成
し、第２マルチプレクサ４４０は、変換器ＷＣＭ１７〜
６４からの信号を結合して第２サブバンドＲＢ１を形成
し、第３マルチプレクサ４５０は、変換器ＷＣＭ６５〜
１２８からの信号を結合し、第３サブバンドＲＢ２を形
成する。

【００６３】マルチプレクサ４３０，４４０，４５０
は、受動光デバイスであり、これらによって、対応する
光ファイバに沿って伝送される光信号が単一のファイバ
において重畳される。この種のデバイスは、例えば、融
解ファイバまたは平面光カプラ、マッハ・ゼンダー・デ
バイス、ＡＷＧ、偏光フィルタ、干渉フィルタ、微小光
フィルタ等で構成する。

【００６４】一例として、適切なコンバイナは、本出願
人が販売する８ＷＭまたは２４ＷＭコンバイナである。
増幅局１２０は、サブバンドの信号を増幅し、そのレベ
ルを、新たな増幅手段の前に介入する光ファイバの後続
区間を通過させるのに十分な値まで高め、終端において
十分なパワー・レベルを維持して、要求伝送品質を保証
する。前記パワー増幅器の後、バンドパス結合フィルタ
によって、帯域の信号を互いに結合し、これらを光ライ
ンの第１区間３００に注入する。光ラインは、通常、適
切な光ケーブル内に挿入された単一モード光ファイバか
ら成り、数十（または数百）キロメートル、例えば、約
１００キロメートルの長さを有する。

【００６５】前述の形式の接続に用いる光ファイバは、
分散シフト型の光ファイバとするとよい。しかしなが
ら、隣接チャネル間の相互変調の非線形効果を排除また
は低減するのが望ましい場合には、ステップ・インデッ
クス・プロファイルを有する形式の光ファイバが好まし
い。これは、分散シフト・ファイバでは、特にチャネル
間の距離が非常に短い場合には特に重要である。

【００６６】ステップ・インデックス・ファイバは、１
５５０ｎｍの領域における波長で約１７ｐｓ／ｍｍの分
散を有する。例えば、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．６５５に記載
されている、ＮＺＤとして知られているファイバを用い
れば、これよりも低い分散でありながら、前記相互変調
現象を無視できるものにするのに十分な値、例えば、
１．５ないし６ｐｓ／ｋｍを得ることができる。

【００６７】光ラインの前記第１区間３００ａの終端
に、第１ライン・サイト４００がある。これは、ファイ
バに沿った伝送中に減衰した多波長信号（またはＷＤＭ
信号）を受信し、これらを十分なレベルに増幅し、光フ
ァイバの第２区間３００ｂに供給可能とすることができ
る。その特性は、直前の区間と同様である。

【００６８】連続するライン増幅器および対応する光フ
ァイバの区間は、通常対応する区間に挿入され、第２端
末局に達するまで全要求伝送距離をカバーする。多重分
離部１５０では、前述の多重化部１１０において用いた
素子と同じ種類のものを用いることができる。これらは
逆に取り付け、出力ファイバ上に位置する対応するバン
ドパス・フィルタと結合する。

【００６９】ここに示す形式のバンドパス・フィルタ
は、例えば、Ｍｉｃｒｏｎ−Ｏｐｔｉｃｓ（マイクロン
−オプティクス社）が販売している。あるいは、この目
的に適した多重分離部１５０は、例えば、本出願人が販
売する２４ＷＤまたは８ＷＤとして知られているＡＷＧ
（アレイ導波路格子）で構成する。

【００７０】これまで説明してきた構成は、約５００ｋ
ｍの距離にわたり、例えば、チャネル当たり１０Ｇビッ
ト／ｓ以上の高速伝送に用いると、特に良い結果を得る
ことができる。

【００７１】前述のシステムでは、ライン増幅器は、多
段構成で作成すると都合が良いが、全出力光パワーが約
２２ｄＢｍの動作のために設計されている。加えて、パ
ワー増幅器１２０は、ライン増幅器と同じ構成とすると
有利である。

【００７２】前述の伝送システムの構成は、特に波長多
重化を用いた複数のチャネルにおける伝送において、そ
の一部をなすライン増幅器の特性を特に選択した波長を
送信する容量に関して特に選択した場合に、他のものに
対して悪影響を与えることなく、望ましい性能を発揮す
るのに特に適していることがわかっている。

【００７３】即ち、１５２９ないし１６０２ｎｍまたは
１５２９〜１５３５ｎｍまたは１５４２〜１５６１ｎｍ
または１５７５〜１６０２の範囲の波長帯において、カ
スケード状動作に適した増幅器がある場合に、カスケー
ド状に動作する際に種々の波長に応答してほぼ均一な
（即ち、「平坦な」）応答を有するように設計されたラ
イン増幅器を利用することによって、チャネル全てに対
して均一な挙動を確保することができる。

【００７４】増幅器の構成は、それが増幅しなければな
らない波長帯に応じて異なるものとなる。先に定義した
ような波長帯は、前述の異なる種類の増幅器で増幅す
る。本発明による増幅器は、帯域ＢＢ，ＲＢ１において
信号を増幅可能であり、図４のような構成を有すること
ができる。

【００７５】増幅器１３０は、ラインからの信号を一緒
に増幅する第１増幅部、および先に帯域ＢＢ，ＲＢ１と
して規定した２つのバンドの信号を別個に増幅する後続
増幅部を有する。

【００７６】この第１増幅部は、エルビウムをドープし
たアクティブ・ファイバ１２を有する第１増幅段１０
と、ポンピング・レーザ１４が接続されている、対応の
ダイクロイック・カプラ１３とを備えている。

【００７７】図示の例では（必ずしも必要ではない
が）、ポンピング・レーザ１４は、ファイバ１２内の信
号と平行な方向にポンピング・エネルギを供給するよう
に接続されている。

【００７８】前記第１段１０の後、光信号は、好ましく
は微小光技術で作成される帯域分割干渉フィルタ２１に
よって、最後に定義した帯域ＢＢ（「青色帯域」）およ
びＲＢ１（「赤色帯域１」）に分割される。

【００７９】帯域ＢＢのチャネルは、対応するダイクロ
イック・カプラ２３を有するアクティブ・フィルタ２２
を備えた、第２増幅段２０に送られる。カプラ２３に
は、ポンピング・レーザ２４が接続されている。光アイ
ソレータ２５が、前記ダイクロイック・カプラの出力に
配置されている。

【００８０】帯域ＲＢ１のチャネルは、対応するダイク
ロイック・カプラ３３を有するアクティブ・ファイバ３
２を備えた第３増幅段３０に送られる。カプラ３３に
は、ポンピング・レーザ１４が接続されている。

【００８１】あるいは、前記第１段１０および前記第３
段３０は、２本のアクティブ・ファイバによって共有さ
れる単一のポンピング・レーザから供給を受けてもよ
い。次に、帯域ＲＢ１の前記チャネルは、対応するダイ
クロイック・カプラ４３を有するアクティブ・ファイバ
４２を備えた第４増幅段４０によって更に増幅される。
カプラ４３には、ポンピング・レーザ４４が接続されて
いる。光アイソレータ４５が、前記第４段の出力に配置
されている。

【００８２】ポンピング・レーザ１４，２４，３４，４
４は、例えば、以下の特性を有する量子井戸型のレーザ
とすればよい。放出波長λ_p ＝９８０ｎｍ、最大出力光パワーＰ_u ＝１１０ｍＷここに示す形式のレーザは、例えば、本出願人が生産し
ている。

【００８３】あるいは、最終段は、異なる波長の複数の
ポンピング・レーザによって供給を受けてもよい。その
信号をＷＤＭカプラによって共に結合され、より大きな
ポンピング・パワーが得られるようにすることも可能で
ある。

【００８４】２つのポンピング・レーザがあり、一方が
９７６ｎｍの放出波長を有し、他方が９８５ｎｍの放出
波長を有することが好ましい。ダイクロイック・カプラ
１３，２３，３３，４３は、例えば、単一モード・ファ
イバで形成され、９８０ｎｍおよび１５２５ないし１６
０５ｎｍの波長帯であり、アクティブ・ファイバにおい
てポンピング・レーザからの信号および増幅段の入力か
らの信号を結合するような融解ファイバ・カプラとする
ことができる。

【００８５】ここに示す形式のダイクロイック・カプラ
は、公知であり、例えば、Ｅ−ＴｅｋＤｙｎａｍｉｃ
ｓＩｎｃ．（イー・テック・ダイナミックス社）が生
産し、市販している。

【００８６】多波長システムの増幅器に用いるために、
本出願人は、異なる形式のエルビウム・ドープ・アクテ
ィブ・ファイバを生産している。その詳細は、本出願人
名義の欧州特許出願第ＥＰ６７７９０２号に記載されて
いる。

【００８７】一般に、ドーパントは、伝送帯域幅におい
て光信号を増幅可能な希土類とすればよい。検討対象フ
ァイバの中で、好適なファイバの組成および光学特性を
以下の表１に纏める。

【００８８】

【表１】ここで、％ｗは、コア内の酸化物の重量百分率含有量
（平均）％ｍｏｌは、コア内の酸化物のモル百分率含有量（平
均）ＮＡは、開口数（ｎ₁ ²−ｎ₂ ²）^1/2 λ_cはカットオフ波長（ＬＰ₁₁カットオフ）である。

【００８９】これらの組成に対する分析を、走査電子顕
微鏡（ＳＥＭＨｉｔａｃｈｉ）と組み合わせたマイク
ロ・プローブによって、プリフォーム（ｐｒｅｆｏｒ
ｍ）（ファイバを引き出す前）上で行なった。

【００９０】また、直径に沿って互いに２００μｍだけ
離れた離散点において、１３００倍で分析を行なった。
前記ファイバは、気相における化学蒸着方法によって、
クオーツ・ガラス管内部で行い、合成段階中に、ファイ
バのコアのＳｉＯ₂マトリックスにおいてドーパントと
してゲルマニウムを組み込み、一方、エルビウム、アル
ミニウムおよびランタンを、「溶液内ドーピング」（ｄ
ｏｐｉｎｇｉｎｓｏｌｕｔｉｏｎ）として知られる
方法において、ファイバのコアに組み込んだ。この方法
では、プリフォームの固化以前の粒子状態にある間に、
ドーパントの塩化物の水溶液を材料と接触させてファイ
バのコアを合成した。

【００９１】溶液内ドーピング法の更なる詳細は、例え
ば、米国特許第５，２８２，０７９号に見ることができ
る。ライン増幅器は、前記第３増幅段３０と前記第４増
幅段４０との間に、減衰素子５０’を有する。更に別の
減衰素子５０が、前記第２増幅段２０の前に位置する。
これら減衰素子５０，５０’は、ライン増幅器内で異な
る機能を実行するデバイスである。

【００９２】例えば、前記減衰素子は、中間増幅局を次
の局に接続するラインのファイバ内に発生する色分散現
象を補償する分散補償器、チャネルをラインに追加する
かチャネルをラインから除去するデバイス（「追加／抜
取」サイト）、等化フィルタまたはより一般的にフィル
タ、固定または可変アッテネータ、チャネル間でデータ
を切り替えるデバイス（「相互接続」サイト）、あるい
は光アイソレータを構成することができる。一般に、増
幅器の中間段間を通過する光信号に影響を与えるような
動作を行なうデバイスから成る。

【００９３】この素子の減衰は、一般に、０．５ｄＢな
いし１ｄＢの範囲のいずれかの値を取ると考えられる。
減衰値は、チャネルが異なれば、異なるものとなる。例
えば、光アイソレータは、０．５ｄＢないし１ｄＢの範
囲の減衰を発生し、分散補償器は１０ｄＢないし１２ｄ
Ｂの範囲の減衰を発生する。

【００９４】前述のシステムでは、種々のソースから伝
送される信号は、一般に、増幅器の特定の特性によっ
て、事実上均一に増幅される。また、前述の減衰素子
は、光パワーの値の変動を発生する場合もあり、それら
を通過する光信号に影響を及ぼす。

【００９５】例えば、サイトの入力におけるチャネル数
がサイトの出力におけるチャネル数と異なる場合、チャ
ネル追加または除去動作の結果として、チャネルの全パ
ワーの変動は、例えば、追加／抜取サイトによって生ず
る場合がある。

【００９６】本発明の一態様によれば、前述のように、
利得安定化回路を増幅器（またはその同等な代替物）と
関連付ける。この回路は、前述のように、特にレーザ１
４，２４，３４，４４によってそれぞれ励起されるアク
ティブ・ファイバ１２，２，３２，４２において、増幅
器が発生する増幅自発放出（以降ＡＳＥと呼ぶ）を利用
する。ＡＳＥは、存在するチャネルのスペクトルに重畳
される。記載中の例に用いられるファイバに対するこの
自発放出のスペクトルを図１３に示す。

【００９７】この回路は、前記第１増幅段１０の前に、
第１選択反射フィルタ１６、その後段に第２選択反射フ
ィルタ１７、前記第２増幅段２０の後に第３選択反射フ
ィルタ２６、そして前記第４増幅段４０の後に第４選択
反射フィルタ４６を備えている。

【００９８】一般に、本発明の目的上、「波長λにおい
て選択反射を有するフィルタ」という用語は、波長λを
中心とする所定の波長帯内にある波長を有する放射線の
大部分を反射し、この所定帯域以外の波長を有する放射
線の大部分を透過することができる光素子を意味するも
のとする。

【００９９】ここに記載する形式の選択反射フィルタ
は、例えば、ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ、
ｖｏｌ．３０，ｎｏ．１４，０７／０７／９４，ｐｐ．
１１７２〜１１７４に発表された、Ｐ．Ｃ．Ｈｉｌｌ
ｅｔａｌ．（Ｐ．Ｃ．ヒルその他）による論文から
公知の、例えば、ブラッグ・フィルタ格子とすればよ
い。ここに示す形式のフィルタは、例えば、ＧＲＡＦ−
という名称でＰｈｏｔｏｎｅｔｉｃＳ．Ａ．（フォト
ネチックＳ．Ａ．）（フランス）によって、およびＪＤ
ＳまたはＳｕｍｉｔｏｍｏ（スミトモ）によって販売さ
れている。

【０１００】簡略化のために、選択反射フィルタのこと
を、以降選択フィルタと呼ぶことにする。即ち、記載中
の例では、これらの格子は波長λにおいて光パワーの９
９％を反射することが好ましい。

【０１０１】また、利得安定化回路は、各帯域毎に、Ａ
ＳＥに対して追加の双方向経路を備え、ＡＳＥが帯域Ｒ
Ｂ１の減衰素子５０’および帯域ＢＢの減衰素子５０を
通過せずに段間を通過可能とする。この経路は、双方の
帯域で同様であり、第１方向に、それぞれ、三ポート光
サーキュレータ５２または５２’、選択フィルタ５３ま
たは５３’、光カプラ５４または５４’、および光アイ
ソレータ５５または５５’を備えている。

【０１０２】前記三ポート光サーキュレータは、第１ポ
ート５２１または５２１’、第２ポート５２２または５
２２’および第３ポート５２３または５２３’を有する
素子である。前記第１ポートに入射する光信号は、前記
第２ポートのみから外部に送信され、前記第２ポートに
入射する光信号は、前記第３ポートのみから外部に送信
される。加えて、前記第３ポートに入射する信号は、前
記第１ポートまたは前記第２ポートのいずれからも外部
に送信されない。

【０１０３】この目的に適したサーキュレータは、例え
ば、ＰｈｏｔｏｎｉｃｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ
（フォトニクス・テクノロジ社）が製造するＨＡＬＯ−
１５５０＿＿＿Ｑ３である。

【０１０４】ＢＢまたはＲＢ１の信号は、前記第１ポー
ト５２１または５２１’に注入され、サーキュレータ５
２２または５２２’の前記第２ポートは選択フィルタ５
３または５３’に接続され、その後に減衰素子５０また
は５０’が続く。

【０１０５】前記フィルタ５３，５３’は、動作波長に
おいて光パワーの９９％を反射するブラッグ・ファイバ
格子とすることが好ましい。光アイソレータ５５または
５５’は、減衰素子の出力にある。

【０１０６】サーキュレータの前記第３ポート５２３ま
たは５２３’、および光アイソレータ５５または５５’
の出力は、光カプラ５４または５４’に接続されてい
る。光カプラ５４または５４’は、これら２つの素子か
らの信号を結合する。好ましくは、カプラ５４および５
４’の結合比は、９０／１０である。即ち、アイソレー
タ５５または５５’からの信号の９０％およびサーキュ
レータの第３ポートからの信号の１０％が、カプラ５４
または５４’の単一出力において結合される。

【０１０７】光アイソレータは、伝送信号の偏光には独
立した形式の光アイソレータであることが好ましく、３
５ｄＢより高い分離および−５０ｄＢ未満の反射率を有
することが好ましい。

【０１０８】適当なアイソレータは、例えば、前述のＥ
−ＴｅｋＤｙｎａｍｉｃｓが製造するＰＩＦＩ１５
５０である。ＡＳＥ１２３４，１２３４’の戻り経路
は、各カプラ５４または５４’の後に位置するスプリッ
タ５６または５６’、減衰レベルが変化する形式である
ことが好ましいアッテネータ５７または５７’を備えて
いる。

【０１０９】このスプリッタ５６または５６’は、所定
の分割率にしたがって、第１出力ポート５６２または５
６２’および第２出力ポート５６３または５６３’間
で、入力ポート５６１または５６２に注入される信号を
分割する。

【０１１０】好ましくは、前記スプリッタ５６’は、前
記第４増幅段４０から受信した光パワーの１０パーセン
トが前記アッテネータ５７’に送られるような分割率を
有する。

【０１１１】好ましくは、前記スプリッタ５６は、前記
第２増幅段２０からの光パワーの１０％が前記アッテネ
ータ５７に送られるような分割率を有する。アッテネー
タは、例えば、単一モード低反射アッテネータ、例え
ば、ＪＤＳｃｏｍｐａｎｙが製造するＶＡ５またはＭＶ
４７という型番である。

【０１１２】前述の形式の光アイソレータ５８または５
８’は、ＡＳＥ１２３４，１２３４’のこの戻り路に沿
って配置すると有利である。ＡＳＥの戻り方向では、前
述の帯域ＲＢ１および帯域ＢＢの経路は、互いに直列に
接続された１対の融解ファイバ・カプラ５９，５９’に
よって、ラインに再度導入される。

【０１１３】これらのカプラは、前記経路からの信号の
１０％を受信するような結合率を有することが好まし
い。増幅器は、全体として、次のように動作する。

【０１１４】増幅器の入力における多波長信号は、第１
段１０において増幅され、フィルタ２１に供給される。
フィルタ２１はＷＤＭ信号を前述の２つの帯域に分割
し、これらを２本の異なる分岐路に沿って送る。帯域Ｂ
Ｂの信号は、更に前記第２増幅段２０によって増幅さ
れ、帯域ＲＢ１の信号は前記第３増幅段３０によって、
そして更に前記第４増幅段４０によって増幅される。

【０１１５】レーザによって励起されたアクティブ・フ
ァイバは、図１３に示す自発放出スペクトルを有し、こ
れが、存在するチャネルのスペクトルに重畳される。以
下に規定する適当な条件では、アクティブ・ファイバ、
ＡＳＥの双方向追加経路、および前述の選択フィルタ
は、各帯域毎に、レーザ・ループ・システムを形成する
ことができ、ＡＳＥスペクトル以内で伝送チャネルとは
異なる波長で発振する。

【０１１６】１対のフィルタ１６，２６および１７，４
６を用いて、所定の波長で増幅器の自発放出を反射す
る。即ち、１対の格子１６，２６が帯域ＢＢの再循環Ａ
ＳＥの波長を決定し、１対の格子１７，４６が帯域ＲＢ
１の再循環ＡＳＥの波長を決定する。ここに記載する例
では、波長は、帯域ＢＢでは１５３６ｎｍ、帯域ＲＢ１
では１５４１ｎｍである。この特定的な場合、したがっ
て、ＡＳＥの波長は、帯域ＲＢ１ではチャネルの波長よ
りも低く、帯域ＢＢではチャネルの波長よりも高い。

【０１１７】一般に、ＡＳＥの波長は、増幅器の利得帯
域以内において、チャネルの帯域近くで、または必要で
あれば、チャネルの帯域以内でも選択することができ
る。利得安定化回路は、次のように動作する。

【０１１８】全伝送チャネルが増幅器の入力にある場
合、増幅段のアクティブ・ファイバに供給されるポンプ
・パワーを、信号の増幅に用い、対応するＡＳＥレベル
を比較的低く維持する。増幅段の特性、特にアクティブ
・ファイバにおけるエルビウム・ドーピング、アクティ
ブ・ファイバの長さ、および供給されるポンプ・パワー
は、この条件（全ての伝送チャネルが増幅器の入力にあ
り、チャネル毎に所定のパワー値を有する）においてラ
インの典型的な設計値で動作するように決定される。

【０１１９】即ち、約６ないし８ｄＢｍの全出力パワー
を有する第１段には５ｍ、第２段には５ｍ、第３段には
３．２ｍ、そして第４段には７ｍの長さを有するアクテ
ィブ・ファイバをこの例では用いた。

【０１２０】例えば、伝送システムの再構成または故障
のために１つ以上のチャネルをオフに切り替えると、ア
クティブ・ファイバ内の全信号パワー・レベルは低下す
る。このために、ポンプ・パワーの消費が低下し（存在
しないチャネルの増幅によってもはや吸収されない）、
その結果得られる供給ポンプ・パワーが増大し、アクテ
ィブ・フィルタにおけるＡＳＥの放出が増大する。この
過剰なパワーは、帯域ＢＢの自発放出のための１対の格
子１６，２６、および帯域ＲＢ１の自発放出のための１
７，４６によってアクティブ・ファイバに再導入され
る。これらは、格子の反射波長を有するＡＳＥの大部分
を反射する。このＡＳＥは、したがって、存在する信号
上に重畳され、そのアクティブ・ファイバにおける増幅
は、存在する伝送チャネルの増幅に使用可能なポンプ・
パワーを除去するため、これらのチャネルの利得が制限
される。

【０１２１】なかったチャネルが再度導入されると、ア
クティブ・ファイバにおけるそれらの増幅によって、使
用可能なポンプ・パワーが消費され、これに対応して、
再循環ＡＳＥのレベルが低下する。

【０１２２】したがって、アッテネータ５７，５７’の
減衰値を適切に選択してあれば、チャネル全てにおける
利得は、増幅器内のチャネル数が変動しても、事実上一
定に維持される。

【０１２３】ＢＢまたはＲＢ１のいずれの帯域内におい
ても、減衰素子５０または５０’を迂回し、段間におい
てＡＳＥの同じ部分の再循環を可能とする。したがっ
て、ＡＳＥに対するこの素子の影響はゼロとなり、一方
再循環ＡＳＥは、帯域ＢＢに対しては第１段１０および
第２段２０、帯域ＲＢ１に対しては第３段３０および第
４段４０を通過することができる。

【０１２４】前述の追加経路の第１方向では、ＡＳＥ
は、開いたサーキュレータ対５２または５２’およびフ
ィルタ５３または５３’によって、減衰素子５０または
５１を迂回する。フィルタ５３または５３’は、フィル
タ対１６，２６または１７，４６と同じ波長をそれぞれ
反射する。

【０１２５】したがって、ＡＳＥは、減衰素子５０また
は５０’を迂回し、カプラ５４または５４’を経由して
次の段の入力に再度入射する。第２方向では、ＡＳＥ
は、逆方向に同じ経路を辿ることはできない。何故な
ら、サーキュレータ５２または５２’の存在がこれを妨
げるからである。

【０１２６】代替形態では、サーキュレータ５２または
５２’は、３つのポートを有する閉じたサーキュレータ
とすることができる。言い換えると、ポート５２３また
は５２３’からの光信号の第１ポート５２１または５２
１’への通過を追加的に可能とし、ＡＳＥの同一経路Ｘ
またはＸ’を双方向に使用可能とするサーキュレータで
ある。この場合、利得規制のためのアッテネータ５７ま
たは５７’は、この経路内に配置させなければならず、
一方経路１２３４，１２３４’は省略される。

【０１２７】スプリッタ５６または５６’は、ＡＳＥの
一部を異なる経路に送出する。この経路も、減衰素子を
迂回し、カプラ５９，５９’によって、２つの帯域に共
通なＡＳＥを第１段の出力に戻す。

【０１２８】前述の経路では、可変アッテネータ５７ま
たは５７’を増幅器の利得を決定する値に適当に較正す
る。したがって、循環するＡＳＥのレベルは、前述の経
路を備えたループの結果、事実上自動的に規制され、こ
のＡＳＥは、存在するチャネル数に相関付けられた量で
循環する。ＡＳＥは、チャネルのいずれかがない場合に
得られる過剰なポンプ・パワーを吸収し、存在するチャ
ネルに、事実上あらゆる状態でも得られる一定なポンプ
・レベルを残す。

【０１２９】図５ないし図１２のグラフは、図４の構成
による増幅器がいかにチャネル数変動には不感応であ
り、したがって一定の利得を有するかを示すシミュレー
ションである。

【０１３０】図５および図６は、図４のアイソレータ２
５，４５の出力におけるパワー・スペクトルを示し、開
ループ状態、言い換えると、光経路１２３４，１２３
４’が不連続の状態における、２つの帯域ＲＢおよびＢ
Ｂに対応する。

【０１３１】図７および図８は、２つの帯域ＲＢおよび
ＢＢに全チャネルがある閉ループ状態における、これら
の帯域のパワー・スペクトルのグラフを示す。ＢＢのア
ッテネータ５７を４０ｄＢの減衰レベルに設定し、ＲＢ
のそれを３５ｄＢの減衰レベルに設定する。

【０１３２】本出願人は、種々のチャネルの増幅レベル
は、開ループ状態の利得に対しては、あまり変動を受け
ない（約１ないし１．５ｄＢ）ことに気が付いた。図９
および図１０は、図７および図８におけると同じ減衰で
あるが、帯域ＢＢにチャネルが１つ存在し（λ＝約１５
３０ｎｍ）、帯域ＲＢ１にチャネルが１つ存在する（λ
＝約１５５９ｎｍ）場合において、閉ループ状態におけ
る２つの帯域ＲＢおよびＢＢのパワー・スペクトルのグ
ラフを示す。

【０１３３】これらのチャネルの増幅レベルは、図７お
よび図８のグラフに対して、さほどの変動を生じない
（約１ｄＢ）。また、本出願人は、これらのグラフで
は、増幅器の出力におけるピークＡＳＥは、双方の帯域
のチャネルにおけるよりも著しく低いことに気が付いた
（帯域ＢＢではＡＳＥは１５３６ｎｍであり、帯域ＲＢ
１ではＡＳＥは１５４１ｎｍである）。

【０１３４】図１１は、アッテネータを前述のように設
定し、帯域ＲＢ１に４８チャネルを伝送し、帯域ＢＢで
は伝送しない場合について、閉ループ状態にある増幅器
の２つの帯域ＲＢ１およびＢＢを１つのグラフに纏めた
ものである。

【０１３５】図１２は、アッテネータを前述のように設
定し、帯域ＲＢ１ではチャネルを伝送せず、帯域ＢＢで
は１６チャネルを伝送する場合について、閉ループ状態
にある増幅器の２つの帯域ＲＢ１およびＢＢを１つのグ
ラフに纏めたものである。

【０１３６】双方の帯域に対するＡＳＥのピークは、図
１１および図１２双方において見ることができる。この
場合も、種々のチャネルの増幅レベルは事実上一定であ
ることに気が付くであろう。

【０１３７】本発明の更に別の実施形態を、先に定義し
た帯域ＲＢ２において信号を増幅する必要がある光遠隔
通信システムに適用する。あるいは、この構成はサブバ
ンドへの分割を行なわないが、帯域ＲＢ２に対応する赤
外線帯域と呼ばれる波長帯域において増幅器が動作する
システムにも適用可能である。

【０１３８】この種の実施形態を図１４に示し、第１増
幅ユニット６０および第２増幅ユニット７０を有する多
段増幅器１０００を示す。各増幅ユニットは、少なくと
も１本のアクティブ・ファイバと、このアクティブ・フ
ァイバにダイクロイック・カプラによって接続された少
なくとも１つのポンピング・レーザを備えている。

【０１３９】この増幅帯域におけるアクティブ・ファイ
バは、帯域ＢＢおよびＲＢ１におけるよりも長い。何故
なら帯域ＲＢ２におけるアクティブ・ファイバの長さに
対する利得係数は、帯域ＲＢ１およびＢＢにおけるより
も遥かに低いからである。

【０１４０】第１増幅ユニット６０は、例えば、直列に
２つの段（２本のアクティブ・ファイバ）を有し、単一
のレーザによって励起される。このレーザは、第１段に
は増幅する信号と同じ伝搬方向に供給し、第２段には逆
方向に供給する。２つの段間に光アイソレータを配し、
信号を増幅するアクティブ・ファイバに対する逆反射の
現象を防止しすると有効である。

【０１４１】第２増幅ユニット７０は、例えば、アクテ
ィブ・ファイバと、ダイクロイック・カプラによってこ
れに結合されたポンピング・レーザとを備えた増幅段を
有することができる。

【０１４２】前述のポンピング・レーザは、例えば、以
下の特性を有する量子井戸型レーザとするとよい。放出波長 λ_p＝１４８０ｎｍ、最大出力光パワーＰ_u＝１４０ｍＷここに示す形式のレーザは、例えば、Ｓｕｍｉｔｏｍｏ
が生産している。

【０１４３】この目的に適したアクティブ・ファイバ
は、ＯＬＡ１−２３０と呼ばれるエルビウム・ドープ・
アルミノシリケート・ファイバであり（開口数：０．２
３、カットオフ波長９２０ｎｍ、対象伝送帯域における
ピーク吸収度：８．４ｄＢ／ｍ）、本出願人によって生
産されている。

【０１４４】前述の実施形態におけると同様、同じ参照
番号５０で識別する減衰素子が２つの増幅ユニット間に
ある。この減衰素子は、図４に示した実施形態において
記載した素子と同一形式であり、同じ減衰特性を有す
る。即ち、この記載の残り部分では、前述の実施形態に
おいて用いたものと同じ形式で同じ機能を有する素子
は、以前に用いたのと同じ参照番号を用いて識別するこ
とにする。

【０１４５】本発明の一態様によれば、利得安定化回路
を前述のような増幅器（またはそれと同等の代替物）と
連動させる。この回路は、特にレーザによって励起され
るアクティブ・ファイバにおいて、前述のように増幅器
が発生する自発放出を利用する。ＡＳＥは、存在するチ
ャネルのスペクトルに重畳される。この自発放出のスペ
クトルを図２２に示す。

【０１４６】この回路は、前記第１増幅ユニット６０の
前に第１選択反射フィルタ６６、および前記第２増幅ユ
ニット７０の後に第２選択反射フィルタ７６を備えてい
る。また、利得安定化回路は、ＡＳＥのために追加の双
方向経路８２も備えており、前記自発放出が減衰素子５
０を通過しないことを可能とする。この経路は、三ポー
ト光サーキュレータ５２、選択フィルタ５３および光カ
プラ５４を備えている。

【０１４７】増幅する信号を、サーキュレータ５２の第
１ポート５２１に注入する。サーキュレータの第２ポー
ト５２２は、選択フィルタ５３に接続され、その後に前
記減衰素子５０がある。

【０１４８】前記フィルタ５３は、ブラッグ・ファイバ
格子であり、動作波長における光パワーの９９％を反射
することが好ましい。サーキュレータ５２３の第３ポー
トおよび減衰素子５０の出力は、光カプラ５４に接続さ
れている。光カプラ５４は、２つの素子からの信号を、
第２増幅ユニット７０に向けて結合する。好ましくは、
このカプラ５４の結合率は、減衰素子５０からの信号に
対しては７０％、サーキュレータの第３ポートからの信
号に対しては３０％である。

【０１４９】更に別の光アイソレータ５８を、前記減衰
素子５０の後に配置すると有効である。光アイソレータ
は、伝送信号の偏光には独立な形式の光アイソレータで
あることが好ましく、３５ｄＢを越える分離、および−
５０ｄＢ未満の反射率を有することが好ましい。

【０１５０】適当なアイソレータは、例えば、前述のＥ
−ＴｅｋＤｙｎａｍｉｃｓが製造するＰＩＦＩ１５５
０という型番である。また、ＡＳＥの経路は、アイソレ
ータ５８およびカプラ５４の間に配されたスプリッタ５
６も備えている。

【０１５１】このスプリッタ５６は、入力ポート５６１
において注入された信号を、第１出力ポート５６２およ
び第２出力ポート５６３間で、所定の分割率に応じて分
割する。

【０１５２】前記入力ポート５６１は、カプラ５４の入
力に結合され、前記第１出力ポート５６２は、経路８１
に接続されている。この経路８１に沿って、可変減衰レ
ベルを有する形式であることが好ましい、アッテネータ
５７が接続されている。更に、前記第３ポート５６３
は、光アイソレータ５８の出力に接続されている。

【０１５３】アッテネータは、例えば、ＪＤＳｃｏｍ
ｐａｎｙが製造する型番ＶＡ５またはＭＶ４７のよう
な、反射が少ない単一モードアッテネータであることが
好ましい。

【０１５４】好ましくは、前記スプリッタ５６は、ポー
ト５６１から受信した光パワーの２０％が前記アッテネ
ータ５７に送られるような分割率を有する。経路８１か
らの信号はアッテネータ５７を介して、光サーキュレー
タ６５によって第１ユニット６０の入力に再度注入され
る。このサーキュレータは、サーキュレータ５２と同じ
形式であり、アッテネータ５７に接続された第１ポート
６５１、フィルタ６６に接続された第２ポート６５２、
および第１増幅ユニット６０の入力に接続された第３ポ
ート６５３を有する。

【０１５５】更に別の光アイソレータ７７を、フィルタ
７６の後に配置すると有効である。増幅器は、全体とし
て、次のように動作する。増幅器の入力における多波長
信号は、第１ユニット６０において増幅され、次いで前
記第２増幅ユニット７０によって増幅される。

【０１５６】レーザによって励起されるアクティブ・フ
ァイバは、図２２に示す自発放出スペクトルを有し、こ
れが、存在するチャネルのスペクトルに重畳される。以
下に規定するような適当な条件では、アクティブ・ファ
イバ、再循環ＡＳＥのための追加経路、および前述の格
子は、ＡＳＥスペクトル内にあり、伝送チャネルの波長
とは異なる波長で発振するレーザ・ループ・システムを
形成することができる。

【０１５７】１対のフィルタ６６，７６は、好ましく
は、ブラッグ・ファイバ格子であり、所定の波長におい
て増幅器の自発放出を反射するために用いられる。即
ち、１対のフィルタ６６，７６は、ＡＳＥの波長を決定
する。ここに記載する例では、この波長は１５６１ｎｍ
である。

【０１５８】したがって、この特定的な場合では、ＡＳ
Ｅの波長はチャネルの波長よりも短い。自発放出の波長
選択は、増幅器のダイナミック・レンジに影響を及ぼ
す。何故なら、これは、伝送信号を増幅するためではな
く、自発放出を増幅するために用いられるポンピング・
レーザが供給する光パワーの量を決定するからである。

【０１５９】利得安定化回路は次のように動作する。増
幅器の入力に伝送チャネル全てがある場合、増幅段のア
クティブ・ファイバに供給されるポンプ・パワーを信号
の増幅に用い、対応するＡＳＥレベルを比較的低く維持
する。増幅段の特性、そして特にアクティブ・ファイバ
におけるドーピング、アクティブ・ファイバの長さ、お
よび供給されるポンプ・パワーは、この状態におけるラ
インの典型的な設計値で動作するように、予め決定され
ている（増幅器の入力に、伝送チャネル全てがある場
合）。

【０１６０】即ち、第１ユニット６０に対して１１０ｍ
の長さ、第２ユニット７０に対して６０ｍの長さを有す
るアクティブ・ファイバが、この例では用いられた。１
つ以上のチャネルをオフに切り替えると、アクティブ・
ファイバにおける全信号パワー・レベルは低下する。こ
のために、ポンプ・パワーの消費が減少し（もはや存在
しないチャネルの増幅によって吸収されない）、その結
果供給されるポンプ・パワーがより多く用いることがで
きるようになり、アクティブ・ファイバにおけるＡＳＥ
の放出が増大する。この過剰なパワーは、１対の格子６
６，７６によって再度アクティブ・ファイバに導入され
る。格子６６，７６は、格子の反射波長を有するＡＳＥ
の一部を反射する。したがって、このＡＳＥは、存在す
る信号に重畳され、そのアクティブ・ファイバにおける
増幅のために、存在する伝送チャネルの増幅に使用可能
なポンプ・パワーを除去するので、これらのチャネルの
利得は制限される。

【０１６１】なかったチャネルが再度導入されると、ア
クティブ・ファイバ内におけるその増幅のために、使用
可能なポンプ・パワーが消費され、これに対応して再循
環するＡＳＥのレベルが低下する。

【０１６２】したがって、チャネル全てにおける利得
は、増幅器内に存在するチャネル数が可変であっても、
事実上一定に維持される。ＡＳＥを段間で再循環可能と
するために、減衰素子５０を迂回する。したがって、こ
の素子のＡＳＥに対する影響はゼロであり、第１ユニッ
ト６０において再循環するＡＳＥは、第２ユニット７０
において再循環するＡＳＥと直接相関付けられる。

【０１６３】追加の経路では、ＡＳＥは、経路８２、サ
ーキュレータ５２およびフィルタ５３によって、減衰素
子５０を迂回する。フィルタ５３は、１対のフィルタ６
６，７６と同じ波長を反射する。

【０１６４】したがって、ＡＳＥは減衰素子５０を迂回
し、カプラ５４によって次の段の入力に再度入射する。
逆方向では、スプリッタ５６がＡＳＥを経路８１に分流
させる。経路８１も減衰素子を迂回し、サーキュレータ
６５によってＡＳＥを第１ユニット６０の入力に戻す。

【０１６５】前記経路８１では、可変アッテネータ５７
は、増幅器の利得特性を決定する値に、適当に較正され
る。循環するＡＳＥのレベルは、したがって、前述の経
路を備えたループにおいて、存在するチャネルの数に応
じて事実上自動的に規制されることになる。ＡＳＥは、
チャネルのいずれかがない場合に使用可能となる、過剰
なポンプ・パワーを吸収し、存在するチャネルに、事実
上あらゆる状態でも得られる一定なポンプ・レベルを残
す。

【０１６６】この種の増幅器は、実験用増幅器を組み付
けた検査用ベンチ上で検査済みである。図１５は、図１
４と同様である、この増幅器１０００の構成を示す。

【０１６７】入力信号は６４チャネルから成り、各々そ
れ自体の放出波長を有し、同じ数の前述の形式のインタ
ーフェース・ユニットｉ₁〜ｉ₆₄によって発生する。光
信号用マルチプレクサ８３が、これら６４個の単一波長
信号を単一の多波長信号に結合し、第１増幅ユニット６
０に送る。

【０１６８】第２増幅ユニットの出力は、光スペクトル
・アナライザ８０によって読み取られる。マルチプレク
サ８３は、適当な方法で互いに結合された平面光スプリ
ッタから成り、６４個の単一波長信号を多波長信号に多
重化するユニットである。即ち、前記マルチプレクサ
は、１ｘ３２スプリッタ、１ｘ１６スプリッタ、および
２つの１ｘ８スプリッタを備え、これらは全て平面光学
部品で作られている。

【０１６９】使用した光スペクトル・アナライザは、Ａ
ｎｒｉｔｓｕ（ＪＰ）が製造するＭＳ９７１０Ａ型であ
る。即ち、図１６は、６４チャネルが存在し、素子によ
って許される最小減衰（約２ｄＢ）に設定したアッテネ
ータ５７を備えた増幅器の出力における光スペクトルを
示す。続く図１７ないし図１９は、１５７５ｎｍ付近に
４つの伝送チャネルが存在する場合（図１７）、１５９
０ｎｍ付近に４つの伝送チャネルが存在する場合（図１
８）、および１６００ｎｍ付近に４つの伝送チャネルが
存在する場合（図１９）について、前述の条件における
増幅器の出力での光スペクトルを示す。図の比較によ
り、前記チャネルの利得は事実上一定であることが明確
に示される（前述の条件全てにおいて、１ｄＢの差があ
る）。

【０１７０】図２０は、ループ減衰Ａの異なる値に対す
る入力パワーの関数として、したがってアッテネータの
減衰値の関数として、１６０１ｎｍにおけるチャネルに
対する、図１４の増幅器の利得を表わすグラフを示す。
このグラフでは、自発放出の抽出波長は、１５６１ｎｍ
である。

【０１７１】本出願人は、ループ内における減衰、した
がってアッテネータによって導入される減衰のレベルを
変動させると、異なる入力パワー（チャネル数およびそ
れらのパワー）で、利得の安定化（種々の曲線の平坦領
域）が得られることを確認した。ループにおける減衰が
減少すると、再循環するＡＳＥの増大のために、増幅器
の利得が低い程、安定性が向上する。

【０１７２】図２１は、ｄＢ単位のループ減衰Ａのある
値、および再循環自発放出の波長、言い換えると、「レ
ーザ発光」波長の２つの値に対する入力パワーの関数と
して、１６０１ｎｍにおけるチャネルに対する図１４の
増幅器の利得を示すグラフである。

【０１７３】本出願人は、格子６６，７６，３３の選択
によって、再循環自発放出の波長を選択することによ
り、利得の安定性を向上可能であることに気が付いた。
これは、このグラフにおいて、１５６０ｎｍではなく１
５６５ｎｍで自発放出を抽出する場合に最良の安定性が
得られるからである。したがって、自発放出はチャネル
の波長に一層近づいた場合、増幅レベルが低い程、より
良い利得制御（レーザの平坦領域）が得られる。即ち、
増幅器のダイナミック・レンジは、利得が低い程拡大す
る。

【０１７４】本出願人は、本発明による増幅器利得の安
定化の度合いに影響を及ぼす更に別のパラメータは、カ
プラ５４，５６の選択であることに気が付いた。何故な
ら、カプラのポート間の光パワー分離率も、再循環ＡＳ
Ｅの量を決定し、したがって、前述のように増幅器のダ
イナミック・レンジを決定するからである。

【０１７５】加えて、ＡＳＥの再循環経路における減衰
素子をバイパスすることによって、この素子がＡＳＥの
再循環に発生させる問題を回避し、減衰素子の経年変化
および種々の動作状態による減衰の変動による、ＡＳＥ
の経路におけるレーザ発光状態の変動や、その結果とし
ての増幅器の利得変動が発生するのを防止する。

【０１７６】より一般的には、増幅器の利得を、減衰素
子の選択およびその減衰とは無関係とする。加えて、ピ
ークＡＳＥがないことにより、ＡＳＥと減衰素子におけ
る信号間のビートを防止する。

【０１７７】減衰素子の迂回により、増幅器の段数には
独立して、単一の利得安定化回路を有することが可能と
なり、したがって単一の減衰器に作用する安定度の調整
が一層容易となる。

【０１７８】また、本出願人は、実施形態の全てにおけ
る増幅器の構成によれば、減衰素子後の増幅段または複
数の増幅段は、アクティブ・ファイバにおいて双方向で
ＡＳＥを受信することに気が付いた。

【０１７９】減衰素子が、光チャネルをラインに挿入し
かつラインから光チャネルを抽出する素子である場合
（追加／抜取）、追加するチャネル数および抽出するチ
ャネル数間の差がチャネル総数の３０％を大幅に超過し
なければ、利得制御は有効であり続ける。但し、追加し
たチャネルが、抽出されていないチャネルと同じパワー
・レベルを有することが条件となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】多波長遠隔通信システムの図である。

【図２】多波長遠隔通信システムの送信局の図である。

【図３】１５２５ｎｍないし１６２０ｎｍの波長帯にお
ける光増幅局のスペクトル放出のグラフである。

【図４】本発明の一実施形態による二重帯域光増幅器の
図である。

【図５】開ループ状態で、帯域ＢＢにおいて１６チャネ
ルを伝送する場合の、図４の増幅器のスペクトル放出の
グラフである。

【図６】開ループ状態で、帯域ＲＢ１において４８チャ
ネルを伝送する場合の、図４の増幅器のスペクトル放出
のグラフである。

【図７】閉ループ状態で、帯域ＢＢにおいて１６チャネ
ルを伝送する場合の、図４の増幅器のスペクトル放出の
グラフである。

【図８】閉ループ状態で、帯域ＲＢ１において４８チャ
ネルを伝送する場合の、図４の増幅器４のスペクトル放
出のグラフである。

【図９】閉ループ状態で、帯域ＲＢ１において１チャネ
ルを伝送する場合の、図４の増幅器の出力におけるスペ
クトル放出のグラフである。

【図１０】閉ループ状態で、帯域ＢＢにおいて１チャネ
ルを伝送する場合の、図４の増幅器の出力におけるスペ
クトル放出のグラフである。

【図１１】閉ループ状態で、帯域ＲＢ１において４８チ
ャネルを伝送し、帯域ＢＢにおいてチャネルを伝送しな
い場合の、図４の増幅器の出力におけるスペクトル放出
のグラフである。

【図１２】閉ループ状態で、帯域ＲＢ１においてチャネ
ルを伝送せず、帯域ＢＢにおいて１６チャネルを伝送す
る場合の、図４の増幅器の出力におけるスペクトル放出
のグラフである。

【図１３】１５２０ｎｍないし１５７０ｎｍの波長帯に
おける、光増幅器内の自発放出のグラフである。

【図１４】本発明の更に別の実施形態による光増幅器の
図である。

【図１５】図１４の増幅器のための実験構成である。

【図１６】閉ループ状態で、６４チャネルを伝送する場
合の、図１４の増幅器の出力におけるスペクトル放出の
グラフである。

【図１７】閉ループ状態で、４チャネルを伝送する場合
の、図１４の増幅器の出力におけるスペクトル放出のグ
ラフである。

【図１８】閉ループ状態で、別の組の４チャネルを伝送
する場合の、図１４の増幅器の出力におけるスペクトル
放出のグラフである。

【図１９】閉ループ状態で、別の組の４チャネルを伝送
する場合の、図１４の増幅器の出力におけるスペクトル
放出のグラフである。

【図２０】ループ減衰値Ａおよび入力パワーの関数とし
て、１チャネルに対する図１４の増幅器の利得を示すグ
ラフである。

【図２１】ループ減衰値Ａ、入力パワー、および再循環
自発放出の波長の関数として、１チャネルに対する図１
４の増幅器の利得を示すグラフである。

【図２２】１５７０ｎｍないし１６２９ｎｍの波長帯に
おける光増幅器内の自発放出のグラフである。

【符号の説明】

１０第１増幅段１２アクティブ・ファイバ１３ダイクロイック・カプラ１４ポンピング・レーザ１６第１選択反射フィルタ１７第２選択反射フィルタ２１帯域分割干渉フィルタ２３ダイクロイック・カプラ２４ポンピング・レーザ２５光アイソレータ２６第３選択反射フィルタ３０第３増幅段３２アクティブ・ファイバ３３ダイクロイック・カプラ３４ポンピング・レーザ４０第４増幅段４２アクティブ・ファイバ４３ダイクロイック・カプラ４４ポンピング・レーザ４５光アイソレータ４６第４選択反射フィルタ５０，５０‘ 減衰素子５２，５２’ 三ポート光サーキュレータ５３，５３‘ 選択フィルタ５４，５４‘ 光カプラ５５，５５‘ 光アイソレータ５６，５６’５７，５７’ アッテネータ５８，５８’ 光アイソレータ５９，５９’融解ファイバ・カプラ６０第１増幅ユニット６６第１選択反射フィルタ７０第２増幅ユニット７６第２選択反射フィルタ７７光アイソレータ８０光スペクトル・アナライザ８１経路８２双方向経路８３光信号用マルチプレクサ１００第１端末サイト１１０多重化部（ＭＵＸ）、１２０パワー増幅部（ＴＰＡ）１４０前置増幅部（ＲＰＡ）１５０多重分離部（ＤＭＵＸ）１６０入力チャネル１７０出力チャネル２００第２端末サイト３００ａ，３００ｂ光ファイバ・ライン４００ライン・サイト４１０ライン端末部（ＯＬＴＥ）、４２０波長変換部（ＷＣＭ）４３０，４４０，４５０マルチプレクサ１０００多段増幅器１２３４，１２３４’ ＡＳＥ

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｈ０４Ｂ 10/14 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｅ 10/06 10/04 Ｈ０４Ｊ 14/00 14/02 (71)出願人 591011856 ＰｉｒｅｌｌｉＣａｖｉｅＳｉｓｔｅｍｉＳ．ｐ．Ａ (72)発明者ファブリツィオ・ディ・パスクアレイタリア国 20129 ミラノ，ヴィア・ビ・エウスタキ 20 (72)発明者ジョヴァンニ・サッキイタリア国 20126 ミラノ，ヴィアーレ・サルカ 87 (72)発明者シルヴィア・テュローライタリア国ミラノ，20052 モンツァ，ヴィア・ビアンカマーノ 14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 −少なくとも２つの所定の波長を含む多
波長光信号を送信可能な少なくとも１つの送信局と、 −光ファイバ伝送ラインと、 −少なくとも１つの受信局であって、前記光ファイバ・
ラインが前記送信および受信局と接続する、該受信局
と、前記送信局および前記受信局の間に位置し、少なくとも
１つの第１増幅部と、少なくとも１つの第２増幅部と、
利得安定化回路とを備える前記光信号を増幅する増幅局
であって、前記２つの増幅部間に位置する減衰素子も更
に備える、該増幅局と、を備える光遠隔通信システムに
おいて、前記利得安定化回路が、自発放出再循環回路を備え、前
記回路が前記第１増幅部および前記第２増幅部に共通で
あることを特徴とする光遠隔通信システム。
【請求項２】請求項１記載のシステムにおいて、前記
自発放出再循環回路は、自発放出波長を選択するデバイ
スを備えることを特徴とするシステム。
【請求項３】請求項２記載のシステムにおいて、前記
波長を選択するデバイスは、前記第２部の後に配置され
た波長選択フィルタであることを特徴とするシステム。
【請求項４】請求項３記載のシステムにおいて、前記
選択デバイスは、少なくとも１対のフィルタ（６６，７
６；１６，２６；１７，４６）を備え、その１つが前記
第１増幅部（１０；６０）の前に配置され、１つが前記
第２増幅部（２０，４０；７０）の後に配置されている
ことを特徴とするシステム。
【請求項５】請求項４記載のシステムにおいて、前記
自発放出再循環回路は、 −第１経路（８２）を備え、その中において前記自発放
出を前記第１増幅部および前記減衰素子間で抽出し、前
記第２増幅部に供給する、ことを特徴とするシステム。
【請求項６】請求項５記載のシステムにおいて、前記
自発放出再循環回路は、前記増幅部において２つの伝達
方向を有し、１つは前記送信信号の伝達方向と同一であ
り、１つは前記送信信号の伝達方向とは逆であり、前記
自発放出再循環回路は、更に、 −第２経路を備え、その中において、前記逆方向の前記
自発放出を、前記第２増幅部および前記減衰素子間で抽
出し、前記第１増幅部に供給する、ことを特徴とするシ
ステム。
【請求項７】請求項５記載のシステムにおいて、前記
第１経路は、 −３つのポートを有する光サーキュレータ（５２，５
２’）であって、その第１ポート（５２１，５２１’）
が前記第１増幅部の後に接続され、その第２ポート（５
２２，５２２’）が、前記減衰素子（５０，５０’）の
前に位置する選択格子（５３，５３’）に接続された、
光サーキュレータと、 −前記減衰素子および前記光サーキュレータの第３ポー
ト（５２３，５２３’）からの信号を結合する第１光カ
プラ（５４，５４’）と、を備えることを特徴とするシ
ステム。
【請求項８】請求項６記載のシステムにおいて、前記
第２経路は、 −光サーキュレータ（６５）であって、その第１ポート
（６５１）が可変アッテネータ（５７）に接続され、そ
の第２ポート（６５２）が、前記第１増幅部の前に位置
する前記フィルタ（６６）に接続され、その第３ポート
（６５３）が前記第１増幅部に接続された、光サーキュ
レータと、 −前記第２増幅部の前に位置し、前記第２増幅部の入力
からの信号の一部を、部分的に前記可変アッテネータ
（５７）に送る、光スプリッタ（５６）と、を備えるこ
とを特徴とするシステム。
【請求項９】請求項６記載のシステムであって、前記
第２経路は、 −前記第２増幅部の前に位置し、前記第２増幅部の入力
からの信号の一部を、部分的に可変アッテネータ（５
７，５７’）に送る、光スプリッタ（５６，５６’）
と、 −前記可変アッテネータ（５７，５７’）からの信号を
前記フィルタ（１６，１７）に送る、第２光カプラ（５
９，５９’）と、を備えることを特徴とするシステム。
【請求項１０】請求項７記載のシステムにおいて、前
記光カプラ（５４，５４’）は、前記減衰素子からの信
号の光パワーの少なくとも６０％を結合することを特徴
とするシステム。
【請求項１１】請求項８または９記載のシステムにお
いて、前記光スプリッタ（５６，５６’）は、前記光パ
ワーの少なくとも５％を前記可変アッテネータ（５７，
５７’）に送ることを特徴とするシステム。
【請求項１２】請求項９記載のシステムにおいて、前
記カプラ（５９，５９’）は、前記可変アッテネータ
（５７，５７’）からの光パワーの少なくとも５％を前
記フィルタ（１６，１７）に結合することを特徴とする
システム。
【請求項１３】請求項１記載のシステムにおいて、前
記自発放出再循環回路は、前記減衰素子を通過しない経
路を備えることを特徴とするシステム。
【請求項１４】前出の請求項のいずれか１項記載のシ
ステムにおいて、前記自発放出波長を選択する前記デバ
イスは、前記チャネルの波長のスペクトルに近い自発放
出波長を選択することを特徴とするシステム。
【請求項１５】少なくとも１つの第１増幅部と、少な
くとも１つの第２増幅部と、利得安定化回路とを備え、
前記増幅局が前記２つの増幅部間に位置する減衰素子を
追加的に備える、多波長信号光増幅器であって、前記利得安定化回路が、自発放出再循環回路を備え、該
回路が前記第１増幅部および前記第２増幅部に共通であ
ることを特徴とする多波長光増幅器。
【請求項１６】 −互いに異なる所定の波長において少
なくとも２つの光伝送信号を発生するステップと、 −前記光信号を単一伝送ラインに多重化し、前記光伝送
信号から成る多波長光信号を形成するステップと、 −前記多波長光信号を、前記伝送ラインを通じて伝送す
るステップと、 −前記伝送ラインに沿って前記光信号を増幅するステッ
プと、 −前記光信号を、少なくとも１つの受信機を備えた受信
局に送るステップとを有する光遠隔通信方法であって、前記光信号を増幅する前記ステップが、 −第１増幅局において前記信号を増幅するステップと、前記増幅光信号を減衰素子において処理するステップ
と、 −前記処理した光信号を第２増幅部において増幅するス
テップと、 −前記増幅光信号から、前記第１および第２増幅部の自
発放出の一部を抽出するステップと、前記自発放出の一部を前記第１および第２増幅部に再循
環し、この一部が前記減衰素子を通過しないようにする
ステップと、から成ることを特徴とする方法。
【請求項１７】請求項１６記載の方法において、前記
再循環ステップは、更に、前記自発放出の一部を減衰さ
せるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】光増幅器の利得を安定化させる方法で
あって、 −前記増幅器の第１増幅部において光信号を増幅するス
テップと、 −前記増幅光信号を減衰素子において処理するステップ
と、 −前記処理光信号を前記増幅器の第２増幅部において増
幅するステップとを有し、前記方法が、更に、 −前記増幅光信号から、前記増幅器自体の自発放出の一
部を抽出するステップと、 −前記自発放出の一部を前記第１および第２増幅部にお
いて再循環し、それが前記減衰素子を通過しないように
するステップと、を備えることを特徴とする方法。
【請求項１９】請求項１８記載の方法において、前記
再循環ステップが、更に、前記自発放出の一部を減衰さ
せるステップを含むことを特徴とする方法。