JP2001521294A - 多重波長双方向光波増幅器 - Google Patents
多重波長双方向光波増幅器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多重チャネル光伝送システムにおいて、システムのパフォーマンスを最適化する装置及びその方法を提供することである。
【解決手段】 第１の光ファイバーに結合された第１の波長分割マルチプレクサと、前記第１の波長分割マルチプレクサに結合された第１の電源管理ユニットと、第２の光ファイバーに結合された第２の波長分割マルチプレクサと、前記第２の波長分割マルチプレクサに結合された第２の電源管理ユニットと、前記第２の電源管理ユニットに結合された波長結合器と、前記波長結合器に結合された光増幅器と、前記光増幅器と前記第１の波長分割マルチプレクサと前記第２の波長分割マルチプレクサとに結合された波長スプリッターと、を備えたことを特徴とする。
Description
【０００１】
本発明は光学伝送システムに関するものである。特に、本発明は多重波長双方
向光波増幅器に関するものである。
向光波増幅器に関するものである。
【０００２】
光学伝送システムは、周波数が可視領域あるいは近赤外領域の電磁波スペクト
ルにある搬送波によってある場所から他の場所へ情報を伝送する。このような高
周波はときに光学信号、光学搬送波、あるいは光波信号と呼ばれる。
ルにある搬送波によってある場所から他の場所へ情報を伝送する。このような高
周波はときに光学信号、光学搬送波、あるいは光波信号と呼ばれる。
【０００３】 光学伝送システムは複数の光ファイバーを含んでいる。各光ファイバーは複数
のチャネルを含んでいる。チャネルは電磁波信号の特定の周波数域であり、とき
に波長と呼ばれる。光学伝送システムの一つの連係は、典型的には、送信器と、
光ファイバーと、受信器とを有する。送信機は電気信号を光学信号に変換し、そ
れを光ファイバーに送る。光ファイバーは、光学信号を受信器に伝送する。受信
器は光学信号を電気信号に再び変換する。
のチャネルを含んでいる。チャネルは電磁波信号の特定の周波数域であり、とき
に波長と呼ばれる。光学伝送システムの一つの連係は、典型的には、送信器と、
光ファイバーと、受信器とを有する。送信機は電気信号を光学信号に変換し、そ
れを光ファイバーに送る。光ファイバーは、光学信号を受信器に伝送する。受信
器は光学信号を電気信号に再び変換する。
【０００４】 同じ光ファイバーで一以上のチャネルを伝送する光学伝送システムは、多重チ
ャネルシステムと呼ばれる。同じ光ファイバーで多重チャネルを使用する目的は
、光ファイバーが提供するこれまでにない容量を利用することである。実際、各
チャネルはそれぞれに波長を有し、全波長は重なりを防止するため十分分離して
いる。
ャネルシステムと呼ばれる。同じ光ファイバーで多重チャネルを使用する目的は
、光ファイバーが提供するこれまでにない容量を利用することである。実際、各
チャネルはそれぞれに波長を有し、全波長は重なりを防止するため十分分離して
いる。
【０００５】 多重チャネルを伝送する一つの方法は、波長分割マルチプレクシングを介した
ものであり、いくつかの波長を同じ光ファイバーで伝送することである。典型的
には、４つの波長をマルチプレクサによって交互配置し、光ファイバーに送り込
み、受信器でデマルチプレクサによって分離する。波長分割デマルチプレクシン
グ構成要素は、光学格子あるいはバンドパスフィルターのような周波数選択部材
を用いて各波長を分離する。
ものであり、いくつかの波長を同じ光ファイバーで伝送することである。典型的
には、４つの波長をマルチプレクサによって交互配置し、光ファイバーに送り込
み、受信器でデマルチプレクサによって分離する。波長分割デマルチプレクシン
グ構成要素は、光学格子あるいはバンドパスフィルターのような周波数選択部材
を用いて各波長を分離する。
【０００６】 長距離を伝播する光学信号は、信号減衰と呼ばれることもあるファイバー損失
を補償するために周期的に再生する必要がある。ファイバー損失は、受信器に達
する平均信号強度を減少させる。光受信器は光学信号を正確に受け取るためにあ
る量のパワーが必要なので、光学信号の伝送距離はファイバー損失によって制限
される。
を補償するために周期的に再生する必要がある。ファイバー損失は、受信器に達
する平均信号強度を減少させる。光受信器は光学信号を正確に受け取るためにあ
る量のパワーが必要なので、光学信号の伝送距離はファイバー損失によって制限
される。
【０００７】 光学信号再生には光電子再生器を使用することがある。典型的な光電子再生器
は、入ってくる光学信号を検出する一対の受信器−送信器を使用し、その光学信
号を電気信号に変換し、その電気信号を増幅しかつ正確にし、それからその増幅
された電気信号対応する光学信号に再び変換する。しかしながら、光電子再生器
は多重チャネルシステムにしては非常に複雑でかつ高価である。さらに、光電子
再生器における電子的構成要素が伝送システムハンド幅を制限する。言い換える
と、伝送された最小の波長と最大の波長との間の差は非常に小さい。光電子再生
器が非常に簡単な光増幅器によって置き換えるときには、光増幅器のバンド幅が
光電子再生器のバンド幅よりかなり大きいので、多重チャネル光波システムがか
なり有効である。損失補償は、光学信号を電気信号に変換することなく、光学信
号を直接増幅することによって、光増幅器で実施される。いずれの場合にも、再
生は信号レベルを押し上げ、伝送欠陥を補正する。
は、入ってくる光学信号を検出する一対の受信器−送信器を使用し、その光学信
号を電気信号に変換し、その電気信号を増幅しかつ正確にし、それからその増幅
された電気信号対応する光学信号に再び変換する。しかしながら、光電子再生器
は多重チャネルシステムにしては非常に複雑でかつ高価である。さらに、光電子
再生器における電子的構成要素が伝送システムハンド幅を制限する。言い換える
と、伝送された最小の波長と最大の波長との間の差は非常に小さい。光電子再生
器が非常に簡単な光増幅器によって置き換えるときには、光増幅器のバンド幅が
光電子再生器のバンド幅よりかなり大きいので、多重チャネル光波システムがか
なり有効である。損失補償は、光学信号を電気信号に変換することなく、光学信
号を直接増幅することによって、光増幅器で実施される。いずれの場合にも、再
生は信号レベルを押し上げ、伝送欠陥を補正する。
【０００８】 多重チャネル光伝送システムの一特徴は、光ファイバーの双方向応用に関する
ものである。システムによっては、一セットのチャネルは光ファイバーにおいて
東西に伝播するのに対して、他のセットのチャネルは西東に伝播する。
ものである。システムによっては、一セットのチャネルは光ファイバーにおいて
東西に伝播するのに対して、他のセットのチャネルは西東に伝播する。
【０００９】 多重チャネル光伝送システムの他の特徴は、ノイズがシステムの長手方向に沿
った異なる点で生ずるということである。さらに詳しくは、増幅中の自発放出（
自発発光）のために、光増幅器信号発生器のゲインブロックが光学信号にノイズ
を付加することである。光増幅器は少なくとも最も弱いチャネルを増幅すること
とともに、さらなるノイズが光学信号に付加されるので、弱めのチャネルの信号
−ノイズ比が悪くなる。信号−ノイズ比は、チャネルの振幅とノイズの振幅との
比である。信号−ノイズ比は、ノイズ値と呼ばれるパラメータを介して定量化さ
れる。ノイズ値（Fn）は、SNRがチャネルに含まれるパワーを示すときに、以下 のように定義される。 Fn＝(SNR)in/(SNR)out
った異なる点で生ずるということである。さらに詳しくは、増幅中の自発放出（
自発発光）のために、光増幅器信号発生器のゲインブロックが光学信号にノイズ
を付加することである。光増幅器は少なくとも最も弱いチャネルを増幅すること
とともに、さらなるノイズが光学信号に付加されるので、弱めのチャネルの信号
−ノイズ比が悪くなる。信号−ノイズ比は、チャネルの振幅とノイズの振幅との
比である。信号−ノイズ比は、ノイズ値と呼ばれるパラメータを介して定量化さ
れる。ノイズ値（Fn）は、SNRがチャネルに含まれるパワーを示すときに、以下 のように定義される。 Fn＝(SNR)in/(SNR)out
【００１０】 従来の多重チャネル光伝送システムのさらに他の特徴は、各入力チャネルは異
なる振幅を有する信号再生器入力部に達することである。これはファイバー減衰
、ファイバー分散、及び非均一再生器間隔に起因して生ずるものである。
なる振幅を有する信号再生器入力部に達することである。これはファイバー減衰
、ファイバー分散、及び非均一再生器間隔に起因して生ずるものである。
【００１１】 ファイバー減衰は平均光強度の減少であり、散乱体による損失、ファイバーの
欠陥による損失、及び吸収による損失によるものである。レーリー散乱は、光波
の一部がファイバー表面の平坦でない領域で跳ね返り、その過程でエネルギーを
損失するときに生ずる。ファイバー欠陥は、特別なファイバーが旧来の技術を用
いて製造されたということ、及びファイバーが大きいか小さいかを問わず曲がり
を有するということから生じうる。
欠陥による損失、及び吸収による損失によるものである。レーリー散乱は、光波
の一部がファイバー表面の平坦でない領域で跳ね返り、その過程でエネルギーを
損失するときに生ずる。ファイバー欠陥は、特別なファイバーが旧来の技術を用
いて製造されたということ、及びファイバーが大きいか小さいかを問わず曲がり
を有するということから生じうる。
【００１２】 吸収による損失は、固有のものはあるいは欠陥に起因するかいずれかであり得
る。固有損失は光ファイバーの基本的な性質であり、それは光学信号のエネルギ
ーが受信器で吸収されかつ回復されないという電磁気現象によるものである。不
純物損失は、主に、水蒸気及び他の不純物の存在が固有吸収による損失と同様の
光学信号エネルギー吸収を引き起こすために生ずる。
る。固有損失は光ファイバーの基本的な性質であり、それは光学信号のエネルギ
ーが受信器で吸収されかつ回復されないという電磁気現象によるものである。不
純物損失は、主に、水蒸気及び他の不純物の存在が固有吸収による損失と同様の
光学信号エネルギー吸収を引き起こすために生ずる。
【００１３】 吸収によるファイバー減衰は異なる波長では異なるということが同様に重要で
ある。最小の減衰を示す波長は1300nmと1550nmである。1300nm、35dB/100kmで作
動する光学信号の典型的な減衰は、1550nm、20dB/100kmで作動する光学信号の減
衰よりはるかに大きい。さらに、1550nm伝送ウィンドウと呼ばれる範囲内では、
減衰は少なくとも1550nmで生じ、作動波長が1550nmから離れるほど増加する。同
じことは、1300nm伝送ウィンドウでの作動に対しても成り立つ。不幸にして、最
小の減衰を補償する波長のみにおいて作動させることは実現しそうにない。なぜ
なら、作動波長の広いバンド幅を有する目的を覆すことになるからである。
ある。最小の減衰を示す波長は1300nmと1550nmである。1300nm、35dB/100kmで作
動する光学信号の典型的な減衰は、1550nm、20dB/100kmで作動する光学信号の減
衰よりはるかに大きい。さらに、1550nm伝送ウィンドウと呼ばれる範囲内では、
減衰は少なくとも1550nmで生じ、作動波長が1550nmから離れるほど増加する。同
じことは、1300nm伝送ウィンドウでの作動に対しても成り立つ。不幸にして、最
小の減衰を補償する波長のみにおいて作動させることは実現しそうにない。なぜ
なら、作動波長の広いバンド幅を有する目的を覆すことになるからである。
【００１４】 ファイバー損失は、入力振幅を変える唯一の原因である。光ファイバーにおけ
る分散も、チャネル振幅を変える。光ファイバーはガラス、あるいはシリカから
成り、クラッディングによって囲繞された非常に細いワイヤである。クラッディ
ングはシリカワイヤのコアへ光波を反射するように設計されている。ときどき、
光波はコアとクラッディングとの間をいったりきたりよく反射し、そのため、反
射した光波は遅延し、最初の光波が達した後に伝送システムの受信器に達する。
遅延した光波は使用した光ファイバーのタイプに依存するので面倒である。多重
モード分散は、多重モードファイバーと呼ばれるものにおいて生ずる。単一モー
ドファイバーは、多重モード分散の効果を排除するが、1550nm伝送ウィンドウ内
で作動するときには色分散を導入する。ステップ形ファイバは1300nmで作動する
最小の色分散を、また、1550nmで大きな色分散を有する。分散シフト型ファイバ
ーは1550nm伝送ウィンドウ内で作動する最初色分散を示す。実用的なこととして
、全大陸に広がる光伝送システムの各リンクに対して利用される光ファイバーの
種類を補償はしない。
る分散も、チャネル振幅を変える。光ファイバーはガラス、あるいはシリカから
成り、クラッディングによって囲繞された非常に細いワイヤである。クラッディ
ングはシリカワイヤのコアへ光波を反射するように設計されている。ときどき、
光波はコアとクラッディングとの間をいったりきたりよく反射し、そのため、反
射した光波は遅延し、最初の光波が達した後に伝送システムの受信器に達する。
遅延した光波は使用した光ファイバーのタイプに依存するので面倒である。多重
モード分散は、多重モードファイバーと呼ばれるものにおいて生ずる。単一モー
ドファイバーは、多重モード分散の効果を排除するが、1550nm伝送ウィンドウ内
で作動するときには色分散を導入する。ステップ形ファイバは1300nmで作動する
最小の色分散を、また、1550nmで大きな色分散を有する。分散シフト型ファイバ
ーは1550nm伝送ウィンドウ内で作動する最初色分散を示す。実用的なこととして
、全大陸に広がる光伝送システムの各リンクに対して利用される光ファイバーの
種類を補償はしない。
【００１５】 入力増幅が変える他の原因は、非均一再生器間隔から生ずる。例えば、一チャ
ネルはシアトルから始まり、他のチャネルはニューヨークから始まってもよい。
各チャネルの最後の目的地はワシントンＤ.Ｃ.である。その場合に、シアトルか
ら始まるチャネルはニューヨークから始まるチャネルより長く伝播する。信号再
生器は出発地から目的地までのルートに沿って一様な位置とは反対に、便利な位
置に配置しているので、２つの光学チャネルが同じ信号振幅で共通の目的地に到
着することを補償することは困難である。光増幅器信号再生器の典型的なゲイン
ブロックが合成一様双方向信号を受け、弱めのチャネル最大の損失を与え、入力
増幅によってチャネルをの増幅する。
ネルはシアトルから始まり、他のチャネルはニューヨークから始まってもよい。
各チャネルの最後の目的地はワシントンＤ.Ｃ.である。その場合に、シアトルか
ら始まるチャネルはニューヨークから始まるチャネルより長く伝播する。信号再
生器は出発地から目的地までのルートに沿って一様な位置とは反対に、便利な位
置に配置しているので、２つの光学チャネルが同じ信号振幅で共通の目的地に到
着することを補償することは困難である。光増幅器信号再生器の典型的なゲイン
ブロックが合成一様双方向信号を受け、弱めのチャネル最大の損失を与え、入力
増幅によってチャネルをの増幅する。
【００１６】 従来の多重チャネル光伝送システムにおける一つの問題は、どの２つのチャネ
ル間の増幅の差も許容可能でなけらばならないことである。各波長に対して等し
い振幅を有することが望ましいことである。さらに、いかなる所定のチャネルｂ
における信号−ノイズ比も許容可能な制限内になければならないことである。こ
の条件は、等しくないチャネル振幅、等しくないチャネル増幅、及び各チャネル
におけるノイズの付加のため、従来の信号再生器を利用する際には満たされない
ものである。
ル間の増幅の差も許容可能でなけらばならないことである。各波長に対して等し
い振幅を有することが望ましいことである。さらに、いかなる所定のチャネルｂ
における信号−ノイズ比も許容可能な制限内になければならないことである。こ
の条件は、等しくないチャネル振幅、等しくないチャネル増幅、及び各チャネル
におけるノイズの付加のため、従来の信号再生器を利用する際には満たされない
ものである。
【００１７】 従来の信号再生器に関する他の問題は、設計が非常に複雑でかつ高価であり、
かつアップグレード性能がよくないことである。例えば、再生器間隔を変えるこ
となく高めのデータ率で作動するためには、設計者はシステムの装備のほとんど
を交換しなければならないだろう。これは、電子的構成要素が通常特別なシステ
ムの作動パラメータ に変えられるからである。システム能力を向上するのに必
要ならば、電子的構成要素は交換しなければならない。信号再生器のゲインブロ
ック部が光電子なものであるならば、全再生器は交換しなければならない。同様
に、双方向光学信号を使えるようにするために２つの増幅と精密化ステージ（re
finement stage）を有することは高価なことである。
かつアップグレード性能がよくないことである。例えば、再生器間隔を変えるこ
となく高めのデータ率で作動するためには、設計者はシステムの装備のほとんど
を交換しなければならないだろう。これは、電子的構成要素が通常特別なシステ
ムの作動パラメータ に変えられるからである。システム能力を向上するのに必
要ならば、電子的構成要素は交換しなければならない。信号再生器のゲインブロ
ック部が光電子なものであるならば、全再生器は交換しなければならない。同様
に、双方向光学信号を使えるようにするために２つの増幅と精密化ステージ（re
finement stage）を有することは高価なことである。
【００１８】
本発明は、多重チャネル光伝送システムにおいて、入力信号強度揺らぎと出力
信号ゲイン変化とを補償すること、及びゲインブロックステージ間の個々の波長
を小さくフィルタリングすることによって、システムのパフォーマンスを最適化
する装置及びその方法である。システムは光ファイバーで結合された２つの波長
分割マルチプレクサと、その波長分割マルチプレクサに結合された４つの電源管
理ユニットと、その電源管理ユニットに結合された波長結合器と、それらの間の
電源イコライザコンディショナーと、光増幅器の一方と波長分割マルチプレクサ
とに結合された波長スプリッターとを含んでいる。本方法は、単方向増幅及び精
密化ステージだけを使って、双方向光学信号を増幅し、精密化する段階を含んで
いる。双方向信号の増幅は、複数のゲインブロックを用いて行われる。双方向信
号の精密化は、複数の波長の振幅を制御することによって行われる。
信号ゲイン変化とを補償すること、及びゲインブロックステージ間の個々の波長
を小さくフィルタリングすることによって、システムのパフォーマンスを最適化
する装置及びその方法である。システムは光ファイバーで結合された２つの波長
分割マルチプレクサと、その波長分割マルチプレクサに結合された４つの電源管
理ユニットと、その電源管理ユニットに結合された波長結合器と、それらの間の
電源イコライザコンディショナーと、光増幅器の一方と波長分割マルチプレクサ
とに結合された波長スプリッターとを含んでいる。本方法は、単方向増幅及び精
密化ステージだけを使って、双方向光学信号を増幅し、精密化する段階を含んで
いる。双方向信号の増幅は、複数のゲインブロックを用いて行われる。双方向信
号の精密化は、複数の波長の振幅を制御することによって行われる。
【００１９】
図１は、入力波長（あるいはチャネル）とその個々の強度レベルとをモニター
し、かつ入力波長振幅を制御する多重波長双方向光増幅器１００（後の増幅器１
００）を示している。本発明は、入力強度揺らぎを補償し、それによって効果的
に増幅器１００のダイナミックレンジを改良することによって、個々の波長の等
しい出力を補償する。増幅器１００は、異なる波長の間の強度を等しくすること
によって上記を達成する。８チャネル増幅器１００は図解的な目的で図１に示し
たものである。しかしながら、本発明はいかなる数のチャネル（あるいは波長）
を予期している。
し、かつ入力波長振幅を制御する多重波長双方向光増幅器１００（後の増幅器１
００）を示している。本発明は、入力強度揺らぎを補償し、それによって効果的
に増幅器１００のダイナミックレンジを改良することによって、個々の波長の等
しい出力を補償する。増幅器１００は、異なる波長の間の強度を等しくすること
によって上記を達成する。８チャネル増幅器１００は図解的な目的で図１に示し
たものである。しかしながら、本発明はいかなる数のチャネル（あるいは波長）
を予期している。
【００２０】 増幅器１００は、単一ステージにおけう増幅及び精密化を行う。双方向光学信
号を増幅しかつ精密化する際に、本発明は２つのステージについての必要としな
い。このとき、一方のステージは東西方向に伝播する入力信号に対するものであ
り、他方のステージは西東方向に伝播する入力信号に対するものである。入力信
号のいずれのセットも、同じ精密化及び増幅ステージを使用する。
号を増幅しかつ精密化する際に、本発明は２つのステージについての必要としな
い。このとき、一方のステージは東西方向に伝播する入力信号に対するものであ
り、他方のステージは西東方向に伝播する入力信号に対するものである。入力信
号のいずれのセットも、同じ精密化及び増幅ステージを使用する。
【００２１】 増幅器１００は、いかなる強度の揺らぎをも補償するように、入力チャネルの
相対振幅をモニターし、個々の信号を制御する。光ファイバー１０２及び１０４
は、波長分割マルチプレクシング要素１１０及び１１２（それぞれ増幅器１００
の入力口及び出力口を提供する）に結合されている。波長分割マルチプレクシン
グ要素１１０及び１１２は、電源管理ユニット１２０及び１２２の入力に結合さ
れている。電源管理ユニット１２０及び１２２の出力は光結合器１３０の入力に
結合されている。光結合器１３０の出力はエビウムをドープしたファイバー増幅
器（あるいはゲインブロック）１４０の入力に結合されている。信号コンディシ
ョナー１５０の出力は、エビウムをドープしたファイバー増幅器光増幅器（ある
いはゲインブロック）１６０の入力に結合されている。ゲインブロック１６０の
出力は光スプリッター１７０の入力に結合されている。光スプリッター１７０の
出力は波長分割マルチプレクシング要素１１０及び１１２の入力に結合されてい
る。
相対振幅をモニターし、個々の信号を制御する。光ファイバー１０２及び１０４
は、波長分割マルチプレクシング要素１１０及び１１２（それぞれ増幅器１００
の入力口及び出力口を提供する）に結合されている。波長分割マルチプレクシン
グ要素１１０及び１１２は、電源管理ユニット１２０及び１２２の入力に結合さ
れている。電源管理ユニット１２０及び１２２の出力は光結合器１３０の入力に
結合されている。光結合器１３０の出力はエビウムをドープしたファイバー増幅
器（あるいはゲインブロック）１４０の入力に結合されている。信号コンディシ
ョナー１５０の出力は、エビウムをドープしたファイバー増幅器光増幅器（ある
いはゲインブロック）１６０の入力に結合されている。ゲインブロック１６０の
出力は光スプリッター１７０の入力に結合されている。光スプリッター１７０の
出力は波長分割マルチプレクシング要素１１０及び１１２の入力に結合されてい
る。
【００２２】 光ファイバー１０２及び１０４は、光学信号が２つの異なる方向に進む多重光
ネットワーク（あるいはシステム）の一部を形成する。最も簡単な形の光ファイ
バー１０２及び１０４は、屈折率がコアの屈折率より小さいクラッディングによ
って囲繞されたシリカガラスの円筒型コアから成る。実際、電子的伝送メディア
に比較すると、光ファイバー１０２及び１０４のバンド幅はかなり大きい。光フ
ァイバー１０２及び１０４の潜在的バンド幅は約20THzであり、この値は1ファイ
バーあたり312万人の品質ボイスチャネルに対して十分なものである。
ネットワーク（あるいはシステム）の一部を形成する。最も簡単な形の光ファイ
バー１０２及び１０４は、屈折率がコアの屈折率より小さいクラッディングによ
って囲繞されたシリカガラスの円筒型コアから成る。実際、電子的伝送メディア
に比較すると、光ファイバー１０２及び１０４のバンド幅はかなり大きい。光フ
ァイバー１０２及び１０４の潜在的バンド幅は約20THzであり、この値は1ファイ
バーあたり312万人の品質ボイスチャネルに対して十分なものである。
【００２３】 各光ファイバーは、（東西方向の）増幅器１００へ伝播する４つのチャネルと
（西東方向の）増幅器１００へ伝播する４つのチャネルとを伝送する。東西方向
チャネルは西東方向チャネルとは完全に異なる。東西方向チャネルは波長分割マ
ルチプレクシング要素１１０に入り、西東方向チャネルは波長分割マルチプレク
シング要素１１２に入る。
（西東方向の）増幅器１００へ伝播する４つのチャネルとを伝送する。東西方向
チャネルは西東方向チャネルとは完全に異なる。東西方向チャネルは波長分割マ
ルチプレクシング要素１１０に入り、西東方向チャネルは波長分割マルチプレク
シング要素１１２に入る。
【００２４】 波長分割マルチプレクシング要素１１０及び１１２は同様なものであり、好適
な実施形態では、回折格子のような周波数選択要素を使用する。回折格子は波長
に関数で、光を様々な成分に散乱する。波長分割マルチプレクシング要素１１０
及び１１２は、光ファイバー１０２及び１０４それぞれからの波長を分離するこ
とによって、空間的に独立な光学チャネルを形成する。波長分割マルチプレクシ
ング要素１１０及び１１２は純粋に受動的でかつ逆にすることが可能であり、そ
のため、いずれかは波長結合あるいは波長スプリッティングを実施する。欠陥と
の結合に起因した光学信号損失及び欠陥チャネル分離からのクロストークの他に
、マルチプレクシング／デマルチプレクシングの作動は個々のチャネル波長に対
して透明である。波長分割マルチプレクシング要素１１０及び１１２の特徴は、
それらが光学信号１０２及び１０４の双方向特性に対しても透明である。分離さ
れた波長１１４−１１７及び１２４−１２７は、それぞれ電源管理ユニット１２
０及び１２２を通過していく。
な実施形態では、回折格子のような周波数選択要素を使用する。回折格子は波長
に関数で、光を様々な成分に散乱する。波長分割マルチプレクシング要素１１０
及び１１２は、光ファイバー１０２及び１０４それぞれからの波長を分離するこ
とによって、空間的に独立な光学チャネルを形成する。波長分割マルチプレクシ
ング要素１１０及び１１２は純粋に受動的でかつ逆にすることが可能であり、そ
のため、いずれかは波長結合あるいは波長スプリッティングを実施する。欠陥と
の結合に起因した光学信号損失及び欠陥チャネル分離からのクロストークの他に
、マルチプレクシング／デマルチプレクシングの作動は個々のチャネル波長に対
して透明である。波長分割マルチプレクシング要素１１０及び１１２の特徴は、
それらが光学信号１０２及び１０４の双方向特性に対しても透明である。分離さ
れた波長１１４−１１７及び１２４−１２７は、それぞれ電源管理ユニット１２
０及び１２２を通過していく。
【００２５】 電源管理ユニット１２０は入力波長１１４−１１７の相対的振幅をモニターし
かつ制御する。モニター関数は、将来の応用に対する振幅の指標を提供する。制
御関数は、システムパラメータに依存する許容される差のレベル内にそれらを運
ぶ必要があるため、波長１１４−１１７の振幅を調整する。電源管理ユニット１
２０は、例えば、音響光学調整可能フィルター（acoustic optical tunable fil
ter）あるいは可変光学減衰器であってもよい。電源管理ユニット１２２は、波 長１２４−１２７に対してではあるが、電源管理ユニット１２０と同様に作用す
る。
かつ制御する。モニター関数は、将来の応用に対する振幅の指標を提供する。制
御関数は、システムパラメータに依存する許容される差のレベル内にそれらを運
ぶ必要があるため、波長１１４−１１７の振幅を調整する。電源管理ユニット１
２０は、例えば、音響光学調整可能フィルター（acoustic optical tunable fil
ter）あるいは可変光学減衰器であってもよい。電源管理ユニット１２２は、波 長１２４−１２７に対してではあるが、電源管理ユニット１２０と同様に作用す
る。
【００２６】 波長分割マルチプレクシング要素１１０及び１１２の間にそれぞれ配置した電
源管理ユニット１２０及び１２２を用いると、光結合器１３０、増幅器１００は
波長毎に等しい入力振幅を保証する。この設計は、光学信号入力のいかなる強度
揺らぎも自動的に補償する。電源管理ユニット１２０及び１２２は従来の多重チ
ャネル光波システムに関連した欠点を克服する。すなわち、電源管理ユニット１
２０及び１２２は、光学信号１０２及び１０４内の波長あるいはチャネルが異な
る振幅で共通の目的地に達するという事実を補償する。
源管理ユニット１２０及び１２２を用いると、光結合器１３０、増幅器１００は
波長毎に等しい入力振幅を保証する。この設計は、光学信号入力のいかなる強度
揺らぎも自動的に補償する。電源管理ユニット１２０及び１２２は従来の多重チ
ャネル光波システムに関連した欠点を克服する。すなわち、電源管理ユニット１
２０及び１２２は、光学信号１０２及び１０４内の波長あるいはチャネルが異な
る振幅で共通の目的地に達するという事実を補償する。
【００２７】 光結合器１３０は波長調整された波長１３４−１３７及び１４４−１４７を受
け、それらの結合して混合信号１３１を生成する。混合波１３１は８波長全てを
含み、ヒューズフィルターカプラーあるいは波長分割マルチプレクシング要素を
用いることによってのような、周知の光学結合技術によって生成する。混合波１
３１はゲインブロック１４０の入力に結合する。
け、それらの結合して混合信号１３１を生成する。混合波１３１は８波長全てを
含み、ヒューズフィルターカプラーあるいは波長分割マルチプレクシング要素を
用いることによってのような、周知の光学結合技術によって生成する。混合波１
３１はゲインブロック１４０の入力に結合する。
【００２８】 ゲインブロック１４０は光増幅器である。ゲインブロック１４０は元々の光フ
ァイバー１０２及び１０４における両方向の伝播方向を表す８つの波長全てを受
信しかつ増幅する。好適な実施形態では、ゲインブロック１４０はエルビウムド
ープファイバー増幅器である。しかしながら、ゲインブロック１４０は、混合信
号１３１に直ちに応答し、かつ増幅器１００の設計パラメータに匹敵する増幅器
であってもよい。ゲインブロック１４０は、光学的から電子的への変換の必要な
しで、各波長を直接増幅する。それは、ファイバー損失あるいはファイバー減衰
を克服するのに必要な増幅を提供する。ゲインブロック１４０は極端に広いバン
ド幅以上の高いゲインを提供する。広めのバンド幅は上述の光ファイバー１０２
及び１０４から得られるバンド幅に十分に調和する。さらに、ゲインブロック１
４０はいかなる形式（又は、極性シフトキーイングあるいは振幅シフトキーイン
グのような変調形式）の光学信号、又は透明度（transparency）と呼ばれるビッ
ト速度を許容することができる。
ァイバー１０２及び１０４における両方向の伝播方向を表す８つの波長全てを受
信しかつ増幅する。好適な実施形態では、ゲインブロック１４０はエルビウムド
ープファイバー増幅器である。しかしながら、ゲインブロック１４０は、混合信
号１３１に直ちに応答し、かつ増幅器１００の設計パラメータに匹敵する増幅器
であってもよい。ゲインブロック１４０は、光学的から電子的への変換の必要な
しで、各波長を直接増幅する。それは、ファイバー損失あるいはファイバー減衰
を克服するのに必要な増幅を提供する。ゲインブロック１４０は極端に広いバン
ド幅以上の高いゲインを提供する。広めのバンド幅は上述の光ファイバー１０２
及び１０４から得られるバンド幅に十分に調和する。さらに、ゲインブロック１
４０はいかなる形式（又は、極性シフトキーイングあるいは振幅シフトキーイン
グのような変調形式）の光学信号、又は透明度（transparency）と呼ばれるビッ
ト速度を許容することができる。
【００２９】 透明度は、システムのオペレータに対して融通性を提供するので有利である。
原理的に、システムのオペレータは、従来の光電子再生器で要求されたようなゲ
インブロックを変える必要なしで、同じシステム全体にわたる異なるビット速度
で様々な通信サービスを提供することができる。ゲインブロック１４０の出力は
、８つの波長を有する増幅されて単一方向を向いた混合信号１４１であり、ゲイ
ンブロック１６０（構成には示さず）に送られるが、信号コンディショナー１５
０に送られるのがさらに好ましい。信号コンディショナー１５０は、従来技術で
周知であり、分散補償器あるいは波長付加／取捨要素（wavelength add/drop el
ement）を使って組み込むことができる。
原理的に、システムのオペレータは、従来の光電子再生器で要求されたようなゲ
インブロックを変える必要なしで、同じシステム全体にわたる異なるビット速度
で様々な通信サービスを提供することができる。ゲインブロック１４０の出力は
、８つの波長を有する増幅されて単一方向を向いた混合信号１４１であり、ゲイ
ンブロック１６０（構成には示さず）に送られるが、信号コンディショナー１５
０に送られるのがさらに好ましい。信号コンディショナー１５０は、従来技術で
周知であり、分散補償器あるいは波長付加／取捨要素（wavelength add/drop el
ement）を使って組み込むことができる。
【００３０】 信号コンディショニングが必要ないときは、ゲインブロック１６０はゲインブ
ロック１４０から直接信号１５０を受信する。ゲインブロック１６０はゲインブ
ロック１４０に類似しており、元の光ファイバー１０２及び１０４における両方
向の伝播方向を表す８つの波長全てを増幅する同じ関係を提供する。この方式で
は、ゲインブロック１６０は、（信号振幅よりは）信号１５１の品質にかまわず
、信号１５１を増幅する。ゲインブロック１６０の出力は増幅された単一方向信
号１６１であり、元の光ファイバー１０２及び１０４の８つの波長の混合である
。
ロック１４０から直接信号１５０を受信する。ゲインブロック１６０はゲインブ
ロック１４０に類似しており、元の光ファイバー１０２及び１０４における両方
向の伝播方向を表す８つの波長全てを増幅する同じ関係を提供する。この方式で
は、ゲインブロック１６０は、（信号振幅よりは）信号１５１の品質にかまわず
、信号１５１を増幅する。ゲインブロック１６０の出力は増幅された単一方向信
号１６１であり、元の光ファイバー１０２及び１０４の８つの波長の混合である
。
【００３１】 波長スプリッター１７０は、混合単一方向信号１６１を受信し、波長分割マル
チプレクシング要素１１０及び１１２に類似の方式の成分波長（component wave
length）に分離する。特に、波長スプリッター１７０は、光ファイバー１０２に
沿って受信されかつ１１４−１１７として分離される同じ４つの波長１７２−１
７５を波長分割マルチプレクシング要素１１２に送る。同様に、波長スプリッタ
ー１７０は、光ファイバー１０４に沿って受信されかつ１２４−１２７として分
離される同じ４つの波長１７６−１７９を波長分割マルチプレクシング要素１１
２に送る。言い換えると、波長１７２−１７５は１１４−１１７と同じ波長であ
り、かつ、波長１７６−１７９は１２４−１２７と同じ波長である。しかしなが
ら、増幅器１００入力での強度揺らぎを補償するために調整されるので、振幅は
異なっている。波長１７２−１７５及び１７６−１７９はそれぞれ波長分割マル
チプレクシング要素１１０及び１１２から出て、それぞれ光ファイバー１０２及
び１０４に達する。
チプレクシング要素１１０及び１１２に類似の方式の成分波長（component wave
length）に分離する。特に、波長スプリッター１７０は、光ファイバー１０２に
沿って受信されかつ１１４−１１７として分離される同じ４つの波長１７２−１
７５を波長分割マルチプレクシング要素１１２に送る。同様に、波長スプリッタ
ー１７０は、光ファイバー１０４に沿って受信されかつ１２４−１２７として分
離される同じ４つの波長１７６−１７９を波長分割マルチプレクシング要素１１
２に送る。言い換えると、波長１７２−１７５は１１４−１１７と同じ波長であ
り、かつ、波長１７６−１７９は１２４−１２７と同じ波長である。しかしなが
ら、増幅器１００入力での強度揺らぎを補償するために調整されるので、振幅は
異なっている。波長１７２−１７５及び１７６−１７９はそれぞれ波長分割マル
チプレクシング要素１１０及び１１２から出て、それぞれ光ファイバー１０２及
び１０４に達する。
【００３２】 本発明のこの実施形態では、増幅器１００が、波長あたりの入力信号強度を測
定することによって、各波長の等しい振幅の最適な操作を可能にする。次に本発
明は、異なる波長間で強度を等しくすることによって入力波長振幅を制御する。
強度揺らぎを補償することによって、本発明は増幅器１００の有効なダイナミッ
クレンジを改良する。
定することによって、各波長の等しい振幅の最適な操作を可能にする。次に本発
明は、異なる波長間で強度を等しくすることによって入力波長振幅を制御する。
強度揺らぎを補償することによって、本発明は増幅器１００の有効なダイナミッ
クレンジを改良する。
【００３３】 強度管理ユニット１２０及び１２２の配置に関する戦略的な利点がある。強度
管理ユニット１２０及び１２２を光結合器１３０の入力部に配置することは、入
力波長間の非均一の強度分布を補償する。本発明のこの実施形態で全強度を強調
する。しかしながら、ゲインブロック１４０及び１６０がノイズを個々の波長に
導入すると、増幅器１００のノイズ値が危うくなる。それにもかかわらず、強調
された光学信号強度が非常に重要ならば、図１で示した実施形態は適切である。
管理ユニット１２０及び１２２を光結合器１３０の入力部に配置することは、入
力波長間の非均一の強度分布を補償する。本発明のこの実施形態で全強度を強調
する。しかしながら、ゲインブロック１４０及び１６０がノイズを個々の波長に
導入すると、増幅器１００のノイズ値が危うくなる。それにもかかわらず、強調
された光学信号強度が非常に重要ならば、図１で示した実施形態は適切である。
【００３４】 他の実施形態では、本発明は各波長の信号−ノイズ比を測定し、出力波長振幅
を制御する。再び、増幅器は異なる波長間で強度を等しくすることによってこれ
を達成する。
を制御する。再び、増幅器は異なる波長間で強度を等しくすることによってこれ
を達成する。
【００３５】 図２は、本発明の他の実施形態を示している。図２は、８つの波長の多重波長
双方向光波増幅器２００を示している。増幅器１００と同様に、いかなる波長数
が使用されてもよい。増幅器２００は、波長のいかなるゲインの変化をも自動的
に補償することによって各波長の信号−ノイズ比を最適化する。光ファイバー２
０２及び２０４は、増幅器２００の入力口及び出力口を提供する波長分割マルチ
プレクシング要素２１０及び２１２にそれぞれ結合する。波長分割マルチプレク
シング要素２１０及び２１２は、波長分割マルチプレクシング要素１１０及び１
１２と同等である。波長分割マルチプレクシング要素２１０及び２１２の出力は
光結合器２３０の入力に結合する。光結合器２３０の出力は、信号コンディショ
ナー２５０の入力あるいはその代わりにゲインブロック２６０に結合される。光
学スプリッター２７０の出力は電源管理ユニット２２０及び２２２に結合する。
電源管理ユニット２２０及び２２２は音響光学調整可能フィルターあるいは可変
光学減衰器であってもよい。電源管理ユニット２２０及び２２２出力は、それぞ
れ波長分割マルチプレクシング要素２１０及び２１２に結合する。
双方向光波増幅器２００を示している。増幅器１００と同様に、いかなる波長数
が使用されてもよい。増幅器２００は、波長のいかなるゲインの変化をも自動的
に補償することによって各波長の信号−ノイズ比を最適化する。光ファイバー２
０２及び２０４は、増幅器２００の入力口及び出力口を提供する波長分割マルチ
プレクシング要素２１０及び２１２にそれぞれ結合する。波長分割マルチプレク
シング要素２１０及び２１２は、波長分割マルチプレクシング要素１１０及び１
１２と同等である。波長分割マルチプレクシング要素２１０及び２１２の出力は
光結合器２３０の入力に結合する。光結合器２３０の出力は、信号コンディショ
ナー２５０の入力あるいはその代わりにゲインブロック２６０に結合される。光
学スプリッター２７０の出力は電源管理ユニット２２０及び２２２に結合する。
電源管理ユニット２２０及び２２２は音響光学調整可能フィルターあるいは可変
光学減衰器であってもよい。電源管理ユニット２２０及び２２２出力は、それぞ
れ波長分割マルチプレクシング要素２１０及び２１２に結合する。
【００３６】 上述のように、電源管理ユニットの配置に関して戦略的利点がある。電源管理
ユニット２２０及び２２２を光学スプリッター２７０の出力に配置することは、
ゲインブロック２４０及び２６０によって導入されたノイズの劣化を補償する。
しかしながら、本発明のこの実施形態で全強度を犠牲にする。これは、増幅強度
の多くは、最大の振幅を有する波長において、最弱波長の損失に注がれる。それ
にもかかわらず、ノイズ値が強度よりも大きな感心事ならば、図２に示された実
施形態が適当である。
ユニット２２０及び２２２を光学スプリッター２７０の出力に配置することは、
ゲインブロック２４０及び２６０によって導入されたノイズの劣化を補償する。
しかしながら、本発明のこの実施形態で全強度を犠牲にする。これは、増幅強度
の多くは、最大の振幅を有する波長において、最弱波長の損失に注がれる。それ
にもかかわらず、ノイズ値が強度よりも大きな感心事ならば、図２に示された実
施形態が適当である。
【００３７】 図３は本発明の他の実施形態を示している。強度イコライザー３７０は、ファ
イバーへの再伝送の前に異なる波長に付加された相対ゲインを最適化するために
、選択された波長の軽いフィルタリング（mild filtering）を実施する。例えば
、強度イコライザー３７０は、特性が外部信号あるいは可変減衰器によってダイ
ナミックに調整される音響光学調整可能フィルターの形をとる。ゲインブロック
３４０と３６０との間に強度イコライザー３７０を配置する戦略的利点は、強度
イコライザー３７０が一方で入力波長間での非均一強度分布を補償し、かつ、他
方でゲインブロック３４０によって導入されたノイズ劣化を補償する。言い換え
ると、図３で示した実施形態では、犠牲となった全強度は図１で示した実施形態
を実施することによって犠牲になった全強度より小さい。同様に、増幅器ノイズ
値は図２で示した実施形態の増幅器ノイズ値よりよい。
イバーへの再伝送の前に異なる波長に付加された相対ゲインを最適化するために
、選択された波長の軽いフィルタリング（mild filtering）を実施する。例えば
、強度イコライザー３７０は、特性が外部信号あるいは可変減衰器によってダイ
ナミックに調整される音響光学調整可能フィルターの形をとる。ゲインブロック
３４０と３６０との間に強度イコライザー３７０を配置する戦略的利点は、強度
イコライザー３７０が一方で入力波長間での非均一強度分布を補償し、かつ、他
方でゲインブロック３４０によって導入されたノイズ劣化を補償する。言い換え
ると、図３で示した実施形態では、犠牲となった全強度は図１で示した実施形態
を実施することによって犠牲になった全強度より小さい。同様に、増幅器ノイズ
値は図２で示した実施形態の増幅器ノイズ値よりよい。
【００３８】 図４は、図１及び図２で示した増幅器と図３で示した強度イコライザー３７０
との結合である多重波長双方向光波増幅器４００を示している。好適な実施形態
では、増幅器４００は単一の増幅及び精密化段階だけを使って双方向光学信号を
増幅及び精密化を行う。双方向光学信号の増幅及び精密化において、本発明は、
２つの段階（一つは東西方向に伝播する入力についての段階であり、かつ他の一
つは西東方向に伝播する入力についての段階）の必要としなくする。入力信号の
２つのセットは同じ増幅及び精密化段階を使う。
との結合である多重波長双方向光波増幅器４００を示している。好適な実施形態
では、増幅器４００は単一の増幅及び精密化段階だけを使って双方向光学信号を
増幅及び精密化を行う。双方向光学信号の増幅及び精密化において、本発明は、
２つの段階（一つは東西方向に伝播する入力についての段階であり、かつ他の一
つは西東方向に伝播する入力についての段階）の必要としなくする。入力信号の
２つのセットは同じ増幅及び精密化段階を使う。
【００３９】 電源管理ユニット４４０は一方向に沿って入力する４つの分離波長の相対振幅
をモニターする。電源管理ユニット４５０は、上記の増幅あるいは精密化を行っ
た後、同じ４つの信号の振幅をモニターする。強度イコライザー４７０はゲイン
ブロック４７２と４７４との間で軽いフィルタリングを実施する。
をモニターする。電源管理ユニット４５０は、上記の増幅あるいは精密化を行っ
た後、同じ４つの信号の振幅をモニターする。強度イコライザー４７０はゲイン
ブロック４７２と４７４との間で軽いフィルタリングを実施する。
【００４０】 電源管理ユニット４４０及び４３０は、フィードバックループを形成する駆動
器としての強度イコライザー４７０に結合したセンサーとして使用してもよい。
このフィードバックループは、単純な回路あるいはさらに、周波数応答を平坦化
するゲイン特性を自動的にかつ適応可能に調整する洗練された制御プロセッサ（
図示せず）の形をとってもよい。
器としての強度イコライザー４７０に結合したセンサーとして使用してもよい。
このフィードバックループは、単純な回路あるいはさらに、周波数応答を平坦化
するゲイン特性を自動的にかつ適応可能に調整する洗練された制御プロセッサ（
図示せず）の形をとってもよい。
【００４１】 さもなければ、コントローラ（図示せず）は、例えば、信号−ノイズ比を改善
するために、各波長に対するゲインを最適化する。このようなコントローラのさ
らなる使用は、使用していない波長を押しつぶし、他の波長の信号を劣化する無
効なあるいは失敗したチャネルを避けることになる。
するために、各波長に対するゲインを最適化する。このようなコントローラのさ
らなる使用は、使用していない波長を押しつぶし、他の波長の信号を劣化する無
効なあるいは失敗したチャネルを避けることになる。
【００４２】 電源管理ユニット４３０，４４０，４５０及び４６０と強度イコライザー３７
０とは、遠隔ネットワーク制御センターからのシステムパフォーマンスのモニタ
ー及び調整のための使用する。電源管理ユニット４５０及び４６０は、電源管理
ユニット４３０及び４４０と同様な目的を供給するが、反対方向に伝播する信号
に適用する。電源管理ユニット４３０，４４０，４５０及び４６０と強度イコラ
イザー３７０とは、音響光学調整可能フィルターあるいは可変減衰器であっても
よい。
０とは、遠隔ネットワーク制御センターからのシステムパフォーマンスのモニタ
ー及び調整のための使用する。電源管理ユニット４５０及び４６０は、電源管理
ユニット４３０及び４４０と同様な目的を供給するが、反対方向に伝播する信号
に適用する。電源管理ユニット４３０，４４０，４５０及び４６０と強度イコラ
イザー３７０とは、音響光学調整可能フィルターあるいは可変減衰器であっても
よい。
【００４３】 水平線４９７は、図４を上部及び下部に分割する。上部は原理的に双方向部で
あるとし、一方、下部は単一流れによって単に単一方向であるとしている。上部
も、光ファイバーを介して伝播する波長数を変える必要だあるときに、交換され
る比較的安価な構成要素からなる変調部である。対照的に 下部は高価な光学増幅器と光ファイバーの使用を変えるために変化する必要がな
い他の要素とを含んでいる。
あるとし、一方、下部は単一流れによって単に単一方向であるとしている。上部
も、光ファイバーを介して伝播する波長数を変える必要だあるときに、交換され
る比較的安価な構成要素からなる変調部である。対照的に 下部は高価な光学増幅器と光ファイバーの使用を変えるために変化する必要がな
い他の要素とを含んでいる。
【００４４】 図５は、本発明が、単一増幅及び精密化段階だけを用いて、双方向光学信号の
増幅及び精密化を実施する。フローチャート５００は、段階５３０へ直ちに進む
ように制御する段階５２０で始まる。段階５３０では、本発明は、入力信号強度
を測定し制御する。モニタリングは管理チャネルを介して行ってもよい。管理チ
ャネルも、エルビウムドープのファイバー増幅器についてのポンプレベルのよう
な伝送システムの物理的特性をモニターすることができる。波長の増幅に先だっ
て、個々の波長の入力振幅を測定、モニター、及び制御することによって、本発
明は増幅器の効果的なダイナミックレンジを改善する。
増幅及び精密化を実施する。フローチャート５００は、段階５３０へ直ちに進む
ように制御する段階５２０で始まる。段階５３０では、本発明は、入力信号強度
を測定し制御する。モニタリングは管理チャネルを介して行ってもよい。管理チ
ャネルも、エルビウムドープのファイバー増幅器についてのポンプレベルのよう
な伝送システムの物理的特性をモニターすることができる。波長の増幅に先だっ
て、個々の波長の入力振幅を測定、モニター、及び制御することによって、本発
明は増幅器の効果的なダイナミックレンジを改善する。
【００４５】 段階５４０において、本発明は、あるゲインブロックによる増幅の後でかつ他
のゲインブロックに波長を送る前に、個々の波長振幅をモニターし、かつ測定す
る。ゲインブロック段階の間の個々の波長を測定、モニター、及び制御すること
によって、本発明は光ファイバーへの再伝送に先立って選択された波長の軽いフ
ィルタリングを実行する。
のゲインブロックに波長を送る前に、個々の波長振幅をモニターし、かつ測定す
る。ゲインブロック段階の間の個々の波長を測定、モニター、及び制御すること
によって、本発明は光ファイバーへの再伝送に先立って選択された波長の軽いフ
ィルタリングを実行する。
【００４６】 段階５５０では、光ファイバーは、第二のゲインブロックによる増幅に従う個
々の波長の振幅の測定、モニター、及び制御を実行する。波長増幅に従う個々の
波長の出力振幅の測定、モニター、及び制御することによって、本発明は増幅器
の信号−ノイズ比を改善する。この方式では、本発明はゲインの平坦化に対する
要求を緩和する。さらなるデータは増幅器への入力上に存在するならば、制御は
段階５２０に戻る。さもなければ、フローチャート５００の作動は段階５６０に
示したように完了する。
々の波長の振幅の測定、モニター、及び制御を実行する。波長増幅に従う個々の
波長の出力振幅の測定、モニター、及び制御することによって、本発明は増幅器
の信号−ノイズ比を改善する。この方式では、本発明はゲインの平坦化に対する
要求を緩和する。さらなるデータは増幅器への入力上に存在するならば、制御は
段階５２０に戻る。さもなければ、フローチャート５００の作動は段階５６０に
示したように完了する。
【００４７】 本発明を特に好適な実施形態を参照して説明したが、形式及び詳細の様々な変
形は本発明の精神及び範囲を逸脱することなくされてもよいことは当業者には理
解されるだろう。
形は本発明の精神及び範囲を逸脱することなくされてもよいことは当業者には理
解されるだろう。
【図１】 本発明に係る強度揺らぎ補償を説明する概略図である。
【図２】 本発明に係るゲイン変動補償を説明する概略図である。
【図３】 本発明に係る軽いフィルタリングを説明する概略図である。
【図４】 本発明に係る好適な実施形態を説明する概略図である。
【図５】 本発明の作動を説明するフローチャートである。
１００，２００，４００ 多重波長双方向光増幅器 １０２，１０４ 光ファイバー １１０，１１２，２１０，２１２ 波長分割マルチプレクシング要素 １１４−１１７ 波長 １２０，１２２，４３０，４４０，４６０ 電源管理ユニット １２４−１２７ 波長 １３０，２３０ 光結合器 １３１ 混合信号 １３４−１３７ 波長 １４０ ゲインブロック １４４−１４７ 波長 １５０，２５０ 信号コンディショナー １５１ 信号 １６０，２６０，３４０，４７２，４７４ ゲインブロック １７０，２７０ 光スプリッター １７２−１７５ 波長 １７６−１７９ 波長 ３７０，４７０ 強度イコライザー
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｋ 14/02 Ｈ０４Ｂ 10/08
Claims (23)
- 【請求項１】 第１の光ファイバーに結合された第１の波長分割マルチプ レクサと、 前記第１の波長分割マルチプレクサに結合された第１の電源管理ユニットと、 第２の光ファイバーに結合された第２の波長分割マルチプレクサと、 前記第２の波長分割マルチプレクサに結合された第２の電源管理ユニットと、 前記第１及び第２の電源管理ユニットに結合された波長結合器と、 前記波長結合器に結合された光増幅器と、 前記光増幅器と前記第１の波長分割マルチプレクサと前記第２の波長分割マル
チプレクサとに結合された波長スプリッターと、を備えた多重波長双方向光波増
幅器。 - 【請求項２】 前記第１の光ファイバー及び前記第２の光ファイバーがそ れぞれ第１及び第２の光学波長を伝送し、第１のセットの光学波長は前記第１及
び第２の波長分割マルチプレクサへ伝播し、第２のセットの光学波長は前記第１
及び第２の波長分割マルチプレクサから出ていくように構成された請求項１に記
載の多重波長双方向光波増幅器。 - 【請求項３】 前記第１及び第２の波長分割マルチプレクサが回折格子を 備えた請求項１に記載の多重波長双方向光波増幅器。
- 【請求項４】 前記第１及び第２の電源管理ユニットがさらに音響光学調 整可能フィルターを備えた請求項１に記載の多重波長双方向光波増幅器。
- 【請求項５】 前記第１及び第２の電源管理ユニットが変調可能減衰器を 備えた請求項１に記載の多重波長双方向光波増幅器。
- 【請求項６】 前記第１及び第２の光増幅器がエルビニウムがドープされ たファイバー増幅器を備えた請求項１に記載の多重波長双方向光波増幅器。
- 【請求項７】 さらに、前記第１及び第２の光増幅器の間に結合された信 号コンディショナーを備え、前記信号コンディショナーが分散補償器及び波長付
加／取捨要素を備えた請求項１に記載の多重波長双方向光波増幅器。 - 【請求項８】 第１の光ファイバーに結合された第１の波長分割マルチプ レクサと、 第２の光ファイバーに結合された第２の波長分割マルチプレクサと、 前記第１及び第２の波長分割マルチプレクサにぞれぞれ結合された第１及び第
２の電源管理ユニットと、 前記第１及び第２の電源管理ユニットに結合された波長結合器と、 前記波長結合器に結合された第１の光増幅器と、 前記第１の光増幅器に結合された信号コンディショナーと、 前記信号コンディショナーに結合された第２の光増幅器と、 前記第２の光増幅器に結合された波長スプリッターと、 前記波長スプリッターと前記前記第１及び第２の波長分割マルチプレクサとに
結合された第３及び第４の電源管理ユニットと、を備えた多重波長双方向光波増
幅器。 - 【請求項９】 前記第１及び第２の光ファイバーがそれぞれ第１及び第２ の光学波長を伝送し、第１のセットの光学波長は前記第１及び第２の波長分割マ
ルチプレクサへ伝播し、第２のセットの光学波長は前記第１及び第２の波長分割
マルチプレクサから出ていくように構成された請求項８に記載の多重波長双方向
光波増幅器。 - 【請求項１０】 前記第１及び第２の波長分割マルチプレクサが回折格子 を備えた請求項８に記載の多重波長双方向光波増幅器。
- 【請求項１１】 前記第１及び第２の電源管理ユニットがさらに音響光学 調整可能フィルターを備えた請求項８に記載の多重波長双方向光波増幅器。
- 【請求項１２】 前記第１及び第２の電源管理ユニットが変調可能減衰器 を備えた請求項８に記載の多重波長双方向光波増幅器。
- 【請求項１３】 前記第１及び第２の光増幅器がエルビニウムがドープさ れたファイバー増幅器を備えた請求項８に記載の多重波長双方向光波増幅器。
- 【請求項１４】 前記信号コンディショナーが分散補償器及び波長付加／ 取捨要素を備えた請求項８に記載の多重波長双方向光波増幅器。
- 【請求項１５】 第１の光ファイバーに結合された第１の波長分割マルチ プレクサと、 第２の光ファイバーに結合された第２の波長分割マルチプレクサと、 前記第１及び第２の波長分割マルチプレクサにぞれぞれ結合された波長結合器
と、 前記波長結合器に結合された第１の光増幅器と、 前記第１の光増幅器に結合された強度イコライザーと、 前記強度イコライザーに結合された第２の光増幅器と、 前記第２の光増幅器と前記前記第１及び第２の波長分割マルチプレクサとに結
合された波長スプリッターと、を備えた多重波長双方向光波増幅器。 - 【請求項１６】 前記第１光ファイバー及び前記第２の光ファイバーがそ れぞれ第１及び第２の光学波長を伝送し、第１のセットの光学波長は前記第１及
び第２の波長分割マルチプレクサへ伝播し、第２のセットの光学波長は前記第１
及び第２の波長分割マルチプレクサから出ていくように構成された請求項１５に
記載の多重波長双方向光波増幅器。 - 【請求項１７】 前記第１及び第２の波長分割マルチプレクサが回折格子 を備えた請求項１５に記載の多重波長双方向光波増幅器。
- 【請求項１８】 前記強度イコライザがさらに音響光学調整可能フィルタ ーを備えた請求項１５に記載の多重波長双方向光波増幅器。
- 【請求項１９】 前記強度イコライザが変調可能減衰器を備えた請求項１ ５に記載の多重波長双方向光波増幅器。
- 【請求項２０】 前記第１及び第２の光増幅器がエルビニウムがドープさ れたファイバー増幅器を備えた請求項１５に記載の多重波長双方向光波増幅器。
- 【請求項２１】 単一の精密化段階だけを使って双方向光学信号を増幅す る手段と、 前記単一の精密化段階を使って双方向光学信号を精密化する手段とを備え、 前記増幅手段は、入力信号強度と入力信号波長と入力信号−ノイズ比とを測定
する測定手段と、入力信号強度と入力信号波長と入力信号−ノイズ比とをモニタ
ーするモニター手段と、複数の波長の振幅を制御する制御手段とを備えた、通信
ネットワークにおいて光学信号再生器のパフォーマンスを最適化する装置。 - 【請求項２２】 （１）単一の精密化段階だけを使って双方向光学信号を 増幅する段階と、 （２）前記双方向光学信号を精密化する段階と、 を備えた通信ネットワークにおいて光学信号再生器のパフォーマンスを最適化す
る方法。 - 【請求項２３】 前記（１）の段階が、 （ａ）入力信号強度と入力信号波長と入力信号−ノイズ比とを測定する段階と
、 （ｂ）前記入力信号強度と入力信号波長と入力信号−ノイズ比とをモニターす
る段階と、 （ｃ）複数の波長の振幅を制御する段階と、 を備えた請求項２２に記載の方法。
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