JP2001308791A - 可変利得等化器 - Google Patents

可変利得等化器

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JP2001308791A
JP2001308791A JP2000117410A JP2000117410A JP2001308791A JP 2001308791 A JP2001308791 A JP 2001308791A JP 2000117410 A JP2000117410 A JP 2000117410A JP 2000117410 A JP2000117410 A JP 2000117410A JP 2001308791 A JP2001308791 A JP 2001308791A
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light
wavelength
wdm signal
control light
gain
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Noboru Edakawa
登 枝川
Masatoshi Suzuki
正敏 鈴木
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KDDI Submarine Cable Systems Inc
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KDD Submarine Cable System Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 利得等化特性を変更できる可変利得等化器を
実現する。 【解決手段】 ラマン効果媒体10をWDM信号光が伝
搬する。制御光発生回路12は、ラマン効果媒体10に
ラマン増幅を発生させる利得制御光を発生する。利得制
御光は光カップラ14によりラマン増幅媒体10に導入
される。ラマン増幅されたWDM信号光は分波器16に
入射する。分波器16は、入射したWDM信号光のほと
んどを後段の光ファイバ伝送路に供給するが、一部を波
長分離器18に供給する。波長分離器18は分波器16
からのWDM信号光を各波長に分離し、受光器20−1
〜20−nは各波長光の光強度を電気信号に変換し、制
御回路22に供給する。制御回路22は、各受光器20
−1〜20−nの出力に従い、ラマン増幅後のWDM信
号光の光強度分布が所望のものになるように、制御光発
生回路12のレーザ光源12aの波長及び/又は光強度
を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、可変利得等化器に
関し、より具体的には、波長に対する利得変化を変更自
在な可変利得等化器に関する。
【0002】
【従来の技術】波長分割多重(WDM)光伝送システム
では、一般に、異なる波長の各信号光のレベルを等しく
する必要がある。通常は、中継器等に、予め各波長光の
利得を等しくなるように調節する利得等化器又は利得等
化フィルタを配備して、このような必要性に対応してい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の利得等化器は、
その製造公差及び経年劣化によって、波長に対する利得
特性が変化する。また、中継光増幅器の利得特性も同様
に、経年劣化により変化することがあるので、この変化
にも対応できる必要がある。
【0004】しかし、従来の利得等化器は、その等化特
性を事後的に変更又は調整できないので、製造公差及び
経年劣化を見越して伝送システムを設計しておく必要が
あり、しばしば、過剰な仕様になる。
【0005】本発明は、利得等化特性を変更又は調節で
きる可変利得等化器を提示することを目的とする。
【0006】本発明はまた、非常に簡単な構成で利得等
化特性を事後的に精密に変更できる可変利得等化器を提
示することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る可変利得等
化器は、WDM信号光を伝搬するラマン効果媒体と、当
該WDM信号光の波長帯から外れた波長に対する単一モ
ード利得制御光であって、その波長及び光強度の少なく
とも一方を変更自在な単一モード利得制御光を発生する
制御光発生手段と、当該制御光発生手段の出力する当該
単一モード利得制御光を当該ラマン効果媒体に導入する
制御光導入手段とからなることを特徴とする。
【0008】この単一モード利得制御光により、ラマン
効果媒体上でラマン増幅が発生する。ラマン増幅による
WDM信号光の波長に対する利得特性を、利得制御光の
波長及び/または光強度により調節できる。これによ
り、利得等化特性を事後的に精密に変更できる。特に、
石英ファイバをラマン効果媒体とする場合、WDM信号
波長と単一モード利得制御光との周波数差が400cm
−1より小さければ、そのWDM信号レベルを波長にほ
ぼ比例して直線的に制御可能であり、利得制御上の利便
性が高い。
【0009】更に、当該ラマン効果媒体を伝搬して出力
される当該WDM信号光のうちの、1以上の波長光の光
強度を検出する検出手段と、当該検出手段により検出さ
れた1以上の波長光の光強度に従い、その光強度が所望
値になるように、当該制御光発生手段の発生する当該利
得制御光の波長及び光強度の少なくとも一方を制御する
制御手段とを設けることにより、利得等化特性を所望状
態に帰還制御制御できる。即ち、所望の利得等化結果を
長期にわたり安定的に得ることができる。
【0010】更に、当該ラマン効果媒体を伝搬して出力
される当該WDM信号光を分波し、一方を光ファイバ伝
送路に供給し、残りを当該検出手段に供給する分波器を
設けることにより、その場で利得等化特性を帰還制御で
きる。
【0011】ラマン効果媒体は、ラマン効果を起こしや
すい非線形性の高い光ファイバでもよいが、光ファイバ
伝送路上の伝送用光ファイバを使用することで、コスト
を低減できる。
【0012】制御光発生手段は、WDM信号光の波長帯
より長い波長又は短い波長の利得制御光を発生する。こ
れにより、利得特性の傾斜を変更できる。また、制御光
発生手段は、WDM信号光の波長帯より長い波長の利得
制御光と短い波長の単一モード利得制御光を発生しても
よい。これにより、利得特性曲線を変更できる。
【0013】制御光発生手段が波長可変光源を具備すれ
ば、波長の変更が容易になる。
【0014】検出手段が2以上の波長光の光強度を検出
し、制御手段が、検出手段により検出された2以上の波
長光の光強度に従い、WDM信号光の光強度が所望の分
布になるように単一モード利得制御光の波長及び光強度
の少なくとも一方を制御することにより、利得特性をよ
り精密に制御できる。
【0015】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。
【0016】図1は、本発明の第1実施例の概略構成ブ
ロック図を示す。なお、本実施例は、光ファイバ伝送路
上に挿入されるものである。
【0017】10は、WDM信号光をラマン増幅するラ
マン効果媒体であり、具体的には、伝送用長距離光ファ
イバ又は強い非線形性を具備する短い光ファイバからな
り、光ファイバ伝送路からWDM信号光が入力する。
【0018】12は、ラマン効果媒体10にラマン増幅
を起こさせるCW利得制御光を発生する制御光発生回
路、14は、制御光発生回路12から出力される利得制
御光を後側からラマン効果媒体10に導入する光カップ
ラである。
【0019】16は、ラマン効果媒体10でラマン増幅
されたWDM信号光のほとんどを、後段に光ファイバ伝
送路に出力すると共に、ごく一部を各波長光の利得をモ
ニタするために分離する分波器、18は、分波器16か
らのWDM信号光を各波長(又は、WDM信号波長帯の
最短波長、最長波長及び中間波長などのように、各波長
光の光強度レベルを調べるのに必要な複数の波長)に分
離する波長分離器、20−1〜20−nは、波長分離器
18により分離された各波長光を電気信号に変換する受
光素子、22は、受光素子20−1〜20−nの出力電
気信号に従い、WDM信号波長帯での利得傾斜を算出
し、その結果に応じて制御光発生回路12(の発振波長
及び光強度)を制御する制御回路である。
【0020】利得制御光とWDM信号の波長帯との関係
を図2に示す。図2(a)は、ラマン増幅する前のWD
M信号光、同(b)はWDM信号波長帯(λ1〜λn)
より長い波長λaの利得制御光、同(c)は、同(b)
に示す利得制御光を使用したときの、ラマン増幅後のW
DM信号光と利得制御光、同(d)はWDM信号波長帯
(λ1〜λn)より短い波長λbの利得制御光、同
(e)は、同(d)に示す利得制御光を使用したとき
の、ラマン増幅後のWDM信号光と利得制御光を示す。
図2(a)〜(e)で、縦軸は光強度、横軸は波長をそ
れぞれ示す。
【0021】図2(b)に示すように、WDM信号波長
帯よりも長い波長λaの利得制御光を入力した場合、
WDM信号波長帯の長い波長側のエネルギーが、両側に
移動するようにして、WDM信号光の短い波長側の信号
光と利得制御光が増幅され、WDM信号光の長い波長側
の信号光は相対的に減衰する。この結果、図2(a)に
示すようにラマン増幅前で各波長の光強度が同じ場合、
ラマン増幅後では、WDM信号波長帯で、長い波長の利
得が短い波長の利得よりも低くなり、図2(c)に示す
ように利得特性が波長に対して傾斜する。
【0022】逆に、図2(d)に示すように、WDM信
号波長帯よりも短い波長λbの利得制御光を入力した場
合、利得制御光のエネルギーが、WDM信号波長帯の長
い波長側の信号光に、より多く移動する。この結果、図
2(a)に示すようにラマン増幅前で各波長の光強度が
同じ場合、ラマン増幅後では、長い波長の利得が短い波
長の利得よりも大きくなり、利得特性は図2(e)に示
すように、図2(c)とは逆の傾きで波長に対して傾斜
する。
【0023】どちらの場合も、利得制御光の光強度が強
いほど、利得特性の波長に対する傾斜、即ち利得傾斜
は、大きくなる。また、利得制御光の波長λa,λbが
信号波長から離れるほど、利得傾斜が大きくなる。従っ
て、利得制御光の波長と光強度を調節することで、波長
に対する利得の大きさを自在に調節できることになる。
【0024】図1に示す実施例では、WDM信号光がラ
マン効果媒体10に入射して、図1で左から右方向に伝
搬する。また、制御光発生回路12の発生する利得制御
光は、光カップラ14によりラマン効果媒体10に導入
される。ラマン効果媒体10内で、WDM信号光と利得
制御光が互いに逆方向に進行するが、その間に、図2を
参照して説明したように、ラマン増幅が起こり、WDM
信号光がラマン増幅される。
【0025】ラマン増幅されたWDM信号光は、分波器
16に入射する。分波器16は、入射したWDM信号光
のほとんどを後段の光ファイバ伝送路に供給するが、ご
く一部を波長分離器18に供給する。波長分離器18
は、分波器16からのWDM信号光を各波長(又は、W
DM信号波長帯の最短波長、最長波長及び中間波長など
のように、各波長光の光強度レベルを調べるのに必要な
複数の波長)に分離する。受光器20−1〜20−n
は、波長分離器18からの各波長光の光強度を電気信号
に変換し、制御回路22に供給する。
【0026】制御回路22は、各受光器20−1〜20
−nの出力から、ラマン増幅後のWDM信号光の各波長
の光強度を知ることができる。制御回路22は、その強
度分布が所望のものになるように、制御光発生回路12
のレーザ光源12aの波長及び/又は光強度を制御す
る。
【0027】ラマン効果媒体10でのラマン増幅の利得
特性を帰還制御する構成になっているので、利得特性を
所望の特性に長期にわたり安定的に維持できる。
【0028】制御光発生回路12に使用されるレーザ光
源12aは、例えば、DFB半導体レーザからなる。発
振波長可変式のものでもよい。半導体レーザの出力光を
エルビウム添加光ファイバ増幅器で増幅しても良い。
【0029】制御光発生回路12はまた、図3に示すよ
うに、複数の半導体レーザの出力光を合波し、合波結果
を利得制御光として出力するものであってもよい。3
0,32は、それぞれ、波長λa,λbでレーザ発振す
るDFB半導体レーザであり、その出力光は、偏波合波
器34により直交偏波で合波される。合波光が、利得制
御光として光カップラ14に出力される。このとき、半
導体レーザ30,32の発振波長は、固定でも、変更自
在であっても、どちらでもよい。発振波長を変更自在と
した方が、きめ細かい利得制御が可能になることは明ら
かである。
【0030】WDM信号波長帯の両側の波長λa,λb
の利得制御光を使用することで、利得特性曲線を複雑な
形状、例えば山なりにすることも可能になる。勿論、ラ
マン効果媒体10の組成を変更することによっても、利
得特性曲線を変更できる。
【0031】上記実施例では、ラマン効果媒体10の後
側から利得制御光をラマン効果媒体10に導入したが、
利得制御光をラマン効果媒体の前側から導入しても、ラ
マン効果媒体の両側から導入してもよい。両側から導入
する場合、一方の利得制御光の波長をWDM信号波長帯
より短いものとし、他方の利得制御光の波長をWDM信
号波長帯より長いものとしてもよい。
【0032】利得制御光の波長及び/又は光強度をその
場で帰還制御する実施例を説明したが、利得制御光の波
長及び/又は光強度を、例えば端局から遠隔制御しても
良いし、制御光発生回路12をその場でマニュアル制御
しても良い。
【0033】ラマン効果は一般的に偏光依存性を有する
ので、WDM光信号の偏光変動に対してアンテナ利得制
御を得るには、図1に示すように、利得制御光を後方か
ら導入するのが効果的である。しかし、利得制御光の偏
光度を低減するために、利得制御光の光源の出力段に高
偏波分散媒体を配置して、Lyot無偏光子を形成して
も良い。なお、利得制御光の光源がDFBレーザである
場合、低周波数で浅く直接、強度変調することで、光線
幅を広げれば、偏光度の低減に必要な偏波分散の量を低
減できる。
【0034】
【発明の効果】以上の説明から容易に理解できるよう
に、本発明によれば、波長に対する利得特性を事後的に
変更又は調節できる可変利得等化器を実現できる。ま
た、複雑な利得特性曲線も実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の概略構成ブロック図であ
る。
【図2】 本実施例におけるラマン増幅の特性を示す図
であり、(a)は、ラマン増幅する前のWDM信号光、
(b)はWDM信号波長帯より長い波長λaの利得制御
光、(c)は(b)に示す利得制御光を使用したとき
の、ラマン増幅後のWDM信号光と利得制御光、(d)
はWDM信号波長帯より短い波長λbの利得制御光、
(e)は(d)に示す利得制御光を使用したときの、ラ
マン増幅後のWDM信号光と利得制御光の強度模式図を
それぞれ示す。
【図3】 制御光発生回路12の別の構成例を示す概略
構成ブロック図である。
【符号の説明】
10:ラマン効果媒体 12:制御光発生回路 12a:レーザ光源 14:光カップラ 16:分波器 18:波長分離器 20−1〜20−n:受光素子 22:制御回路 30,32:半導体レーザ 34:偏光合波器
───────────────────────────────────────────────────── 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) H01S 3/30 H04B 9/00 J H04B 10/17 E 10/16 H04J 14/00 14/02 Fターム(参考) 2K002 AA02 AB30 AB40 BA01 CA15 DA10 EB15 HA23 5F072 AB07 AK06 HH02 JJ20 KK30 PP07 QQ07 YY17 5K002 AA06 BA04 BA05 BA13 CA01 CA13 DA02 FA01

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 WDM信号光を伝搬するラマン効果媒体
    と、 当該WDM信号光の波長帯から外れた波長に対する単一
    モード利得制御光であって、その波長及び光強度の少な
    くとも一方を変更自在な単一モード利得制御光を発生す
    る制御光発生手段と、 当該制御光発生手段の出力する当該単一モード利得制御
    光を当該ラマン効果媒体に導入する制御光導入手段とか
    らなることを特徴とする可変利得等化器。
  2. 【請求項2】 更に、 当該ラマン効果媒体を伝搬して出力される当該WDM信
    号光のうちの、1以上の波長光の光強度を検出する検出
    手段と、 当該検出手段により検出された1以上の波長光の光強度
    に従い、その光強度が所望値になるように、当該制御光
    発生手段の発生する当該単一モード利得制御光の波長及
    び光強度の少なくとも一方を制御する制御手段とを具備
    する請求項1に記載の可変利得等化器。
  3. 【請求項3】 更に、当該ラマン効果媒体を伝搬して出
    力される当該WDM信号光を分波し、一方を光ファイバ
    伝送路に供給し、残りを当該検出手段に供給する分波器
    を具備する請求項2に記載の可変利得等化器。
  4. 【請求項4】 当該ラマン効果媒体が、光ファイバ伝送
    路上の伝送用光ファイバである請求項1に記載の可変利
    得等化器。
  5. 【請求項5】 当該制御光発生手段が、当該WDM信号
    光の波長帯より長い波長の利得制御光を発生する請求項
    1に記載の可変利得等化器。
  6. 【請求項6】 当該制御光発生手段が、当該WDM信号
    光の波長帯より短い波長の利得制御光を発生する請求項
    1に記載の可変利得等化器。
  7. 【請求項7】 当該制御光発生手段が、当該WDM信号
    光の波長帯より長い波長の利得制御光と短い波長の利得
    制御光を発生する請求項1に記載の可変利得等化器。
  8. 【請求項8】 当該制御光発生手段が、波長可変光源を
    具備する請求項1に記載の可変利得等化器。
  9. 【請求項9】 当該検出手段が、当該ラマン効果媒体を
    伝搬して出力される当該WDM信号光のうちの、2以上
    の波長光の光強度を検出し、 当該制御手段が、当該検出手段により検出された2以上
    の波長光の光強度に従い、WDM信号光の光強度が所望
    の分布になるように、当該制御光発生手段の発生する当
    該利得制御光の波長及び光強度の少なくとも一方を制御
    する請求項2に記載の可変利得等化器。
  10. 【請求項10】 当該制御光発生手段が偏光度の小さい
    単一モード利得制御光を発生する請求項1に記載の可変
    利得等化器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002072262A (ja) * 2000-08-25 2002-03-12 Fujitsu Ltd 光増幅器
US7394589B2 (en) * 2000-08-31 2008-07-01 Fujitsu Limited Optical amplifier for wide band Raman amplification of wavelength division multiplexed (WDM) signal lights

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AT&T Microsoft Word - SDM_ROADM_OFC2013 PD_v3_65.doc

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