JP2002261364A - 光増幅器、それを含む光通信システム及びそれに含まれる光ファイバモジュール - Google Patents
光増幅器、それを含む光通信システム及びそれに含まれる光ファイバモジュールInfo
- Publication number
- JP2002261364A JP2002261364A JP2001151312A JP2001151312A JP2002261364A JP 2002261364 A JP2002261364 A JP 2002261364A JP 2001151312 A JP2001151312 A JP 2001151312A JP 2001151312 A JP2001151312 A JP 2001151312A JP 2002261364 A JP2002261364 A JP 2002261364A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- optical
- power
- optical fiber
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/29—Repeaters
- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
- H04B10/293—Signal power control
- H04B10/294—Signal power control in a multiwavelength system, e.g. gain equalisation
- H04B10/2942—Signal power control in a multiwavelength system, e.g. gain equalisation using automatic gain control [AGC]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/10007—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating in optical amplifiers
- H01S3/1001—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating in optical amplifiers by controlling the optical pumping
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/10007—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating in optical amplifiers
- H01S3/10015—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating in optical amplifiers by monitoring or controlling, e.g. attenuating, the input signal
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/29—Repeaters
- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
- H04B10/293—Signal power control
- H04B10/294—Signal power control in a multiwavelength system, e.g. gain equalisation
- H04B10/296—Transient power control, e.g. due to channel add/drop or rapid fluctuations in the input power
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06754—Fibre amplifiers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 制御遅延により生じる過渡的な出力信号のパ
ワー変動を効果的に抑制する構造を備えた光増幅器等を
提供する。 【解決手段】 増幅用光ファイバ(13)を備えた光増幅器
(1)は、分岐器(11a)により分離された光のパワー変動を
受光デバイス(15)を介してモニタし、励起光光源(16)か
ら出力される励起光パワーを調節する制御系(17)を備え
る。分岐器(11a)と増幅用光ファイバ(13)との間には、
遅延媒体(12)が配置されており、分岐器(11a)を通過し
た信号の増幅用光ファイバ(13)の入力端への到達時間と
制御系(17)の応答時間とのずれを縮小させることによ
り、出力信号レベルの変動が抑制される。
ワー変動を効果的に抑制する構造を備えた光増幅器等を
提供する。 【解決手段】 増幅用光ファイバ(13)を備えた光増幅器
(1)は、分岐器(11a)により分離された光のパワー変動を
受光デバイス(15)を介してモニタし、励起光光源(16)か
ら出力される励起光パワーを調節する制御系(17)を備え
る。分岐器(11a)と増幅用光ファイバ(13)との間には、
遅延媒体(12)が配置されており、分岐器(11a)を通過し
た信号の増幅用光ファイバ(13)の入力端への到達時間と
制御系(17)の応答時間とのずれを縮小させることによ
り、出力信号レベルの変動が抑制される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、波長分割多重
（WDM: Wavelength Division Multiplexing）伝送シス
テムに適用可能な光増幅器、該光増幅器を含む光通信シ
ステム、及び該光増幅器の一部を構成する光ファイバモ
ジュールに関するものである。
（WDM: Wavelength Division Multiplexing）伝送シス
テムに適用可能な光増幅器、該光増幅器を含む光通信シ
ステム、及び該光増幅器の一部を構成する光ファイバモ
ジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光通信システムとして光増幅器を
含むＷＤＭ伝送システムでは、システム全体の信頼性や
運用効率を向上させるため、多重化された信号の一部を
信号チャネル単位で分離したり、信号チャネル単位で所
定波長の信号あるいは多重化された信号を伝送路に送出
する構造として、ＯＡＤＭ（Optical Add/Drop Multipl
exer）やＯＸＣ（Optical Cross Connect）が導入され
つつある。このようなＷＤＭ伝送システムにおいて注目
されるのは、入力される信号のチャネル数変化に起因し
て生じる光増幅器内の過渡的な出力信号のパワー変動で
ある。このため、光増幅器には、１チャネル当たりの出
力信号パワー（出力信号レベル）が一定になるような制
御が要求される。
含むＷＤＭ伝送システムでは、システム全体の信頼性や
運用効率を向上させるため、多重化された信号の一部を
信号チャネル単位で分離したり、信号チャネル単位で所
定波長の信号あるいは多重化された信号を伝送路に送出
する構造として、ＯＡＤＭ（Optical Add/Drop Multipl
exer）やＯＸＣ（Optical Cross Connect）が導入され
つつある。このようなＷＤＭ伝送システムにおいて注目
されるのは、入力される信号のチャネル数変化に起因し
て生じる光増幅器内の過渡的な出力信号のパワー変動で
ある。このため、光増幅器には、１チャネル当たりの出
力信号パワー（出力信号レベル）が一定になるような制
御が要求される。
【０００３】これに対し、信号チャネル数の変動に起因
した入力信号のパワー変動による過渡的な出力信号のパ
ワー変動を抑制する手段として、利得一定制御（AGC: A
utomatic Gain Control）が試みられている。
した入力信号のパワー変動による過渡的な出力信号のパ
ワー変動を抑制する手段として、利得一定制御（AGC: A
utomatic Gain Control）が試みられている。
【０００４】なお、信号チャネル数の変動スピードが高
速になるほど、また該信号チャネルの変動に起因した利
得変動幅が大きくなるほど、ＡＧＣの応答スピードも高
速化が要求される。
速になるほど、また該信号チャネルの変動に起因した利
得変動幅が大きくなるほど、ＡＧＣの応答スピードも高
速化が要求される。
【０００５】ＡＧＣの高速化技術としては、例えばSeo
Yeon Park, et al., "Dynamic Gainand Output Power C
ontrol in a Gain-Flattened Erbium-Doped Fiber Ampl
ifier", IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, Vol. 1
0, No. 6, JUNE 1998に、入力信号のパワー（入力信号
レベル）のみを検出し、該入力信号のパワーに応じた励
起光パワーを一次式を利用して算出し、ＡＧＣを行うフ
ィードフォワード制御が提案されている。このＡＧＣ
は、従来のフィードバック制御と比較して、簡単に高速
化が達成でき、実際に開発された制御回路では６５０ｎ
ｓの応答時間が実現される。
Yeon Park, et al., "Dynamic Gainand Output Power C
ontrol in a Gain-Flattened Erbium-Doped Fiber Ampl
ifier", IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, Vol. 1
0, No. 6, JUNE 1998に、入力信号のパワー（入力信号
レベル）のみを検出し、該入力信号のパワーに応じた励
起光パワーを一次式を利用して算出し、ＡＧＣを行うフ
ィードフォワード制御が提案されている。このＡＧＣ
は、従来のフィードバック制御と比較して、簡単に高速
化が達成でき、実際に開発された制御回路では６５０ｎ
ｓの応答時間が実現される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】発明者は、従来技術に
ついて検討した結果、以下のような課題を発見した。す
なわち、従来の光増幅器では、例え入力信号のパワー変
動を検出することによりフィードフォワード制御を行っ
ても、制御回路の遅延により制御開始時間が遅れてしま
い、その結果、制御回路の遅延分だけオーバーシュート
が生じてしまう。
ついて検討した結果、以下のような課題を発見した。す
なわち、従来の光増幅器では、例え入力信号のパワー変
動を検出することによりフィードフォワード制御を行っ
ても、制御回路の遅延により制御開始時間が遅れてしま
い、その結果、制御回路の遅延分だけオーバーシュート
が生じてしまう。
【０００７】励起光光源を制御する制御回路の応答時間
がほぼゼロであれば、光増幅器の入力端近傍で入力信号
のパワー変動を検出（増幅前の変動検出）することによ
り、該入力信号のパワー変動検出とほぼ同時に該励起光
光源から出力される励起光パワーの調節ができるため、
過渡的な出力信号のパワー変動はほとんど生じない。し
かしながら、実際の制御回路はある程度の応答時間を有
する。そのため、図１３に示されたように、光増幅器の
入力端近傍で入力信号のパワー変動を検知しても（図１
３中の矢印Ａで示された時点）、実際の入力信号のパワ
ー変動が生じてから制御回路の応答時間分ｔ１だけは、
該光増幅器において過渡的な出力信号のパワー変動（動
的利得変動ＰD）が生じてしまう（A. K. Srivastava, e
t al., "EDFA Transient Response to Channel Loss in
WDM Transmission System", IEEE PHOTONICS TECHNOLO
GY LETTERS, Vol. 9, No. 3, MARCH 1997参照）。ま
た、Y. Sun et al.,"Fast power transients in WDM op
tical networks with cascaded EDFAs", ELECTRONICS L
ETTERS, 13th Feb. 1997, Vol.3 No. 4には、光増幅器
（ＥＤＦＡ）が多段接続されたシステムにおいて、過渡
的利得変動が累積することが示されている。
がほぼゼロであれば、光増幅器の入力端近傍で入力信号
のパワー変動を検出（増幅前の変動検出）することによ
り、該入力信号のパワー変動検出とほぼ同時に該励起光
光源から出力される励起光パワーの調節ができるため、
過渡的な出力信号のパワー変動はほとんど生じない。し
かしながら、実際の制御回路はある程度の応答時間を有
する。そのため、図１３に示されたように、光増幅器の
入力端近傍で入力信号のパワー変動を検知しても（図１
３中の矢印Ａで示された時点）、実際の入力信号のパワ
ー変動が生じてから制御回路の応答時間分ｔ１だけは、
該光増幅器において過渡的な出力信号のパワー変動（動
的利得変動ＰD）が生じてしまう（A. K. Srivastava, e
t al., "EDFA Transient Response to Channel Loss in
WDM Transmission System", IEEE PHOTONICS TECHNOLO
GY LETTERS, Vol. 9, No. 3, MARCH 1997参照）。ま
た、Y. Sun et al.,"Fast power transients in WDM op
tical networks with cascaded EDFAs", ELECTRONICS L
ETTERS, 13th Feb. 1997, Vol.3 No. 4には、光増幅器
（ＥＤＦＡ）が多段接続されたシステムにおいて、過渡
的利得変動が累積することが示されている。
【０００８】しかしながら、上記Srivastava文献では、
入力信号のパワー変動に対する励起光パワーの変化遅延
時間が７μｓまでしか評価されておらず、係る遅延時間
をより０に近づけた際に出力信号の過渡的なパワー変動
が十分に抑制できるかは不明である。加えて、励起光波
長による光増幅器の応答の差異については何ら言及され
ていない。
入力信号のパワー変動に対する励起光パワーの変化遅延
時間が７μｓまでしか評価されておらず、係る遅延時間
をより０に近づけた際に出力信号の過渡的なパワー変動
が十分に抑制できるかは不明である。加えて、励起光波
長による光増幅器の応答の差異については何ら言及され
ていない。
【０００９】この発明は上述のような課題を解決するた
めになされたものであり、制御遅延により生じる出力信
号の過渡的なパワー変動（利得変動）を効果的に抑制す
る構造を備えた光増幅器及びそれに含まれる光ファイバ
モジュール、該パワー変動の累積を効果的に抑制する構
造を備えた光通信システムを提供することを目的として
いる。
めになされたものであり、制御遅延により生じる出力信
号の過渡的なパワー変動（利得変動）を効果的に抑制す
る構造を備えた光増幅器及びそれに含まれる光ファイバ
モジュール、該パワー変動の累積を効果的に抑制する構
造を備えた光通信システムを提供することを目的として
いる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明に係る光増幅器
は、所定の信号波長帯域に含まれる複数チャネルの信号
を伝送するためのＷＤＭ伝送システムに適用され、該Ｗ
ＤＭ伝送システムに含まれる光伝送路中を伝搬する信号
を増幅するための光学デバイスである。
は、所定の信号波長帯域に含まれる複数チャネルの信号
を伝送するためのＷＤＭ伝送システムに適用され、該Ｗ
ＤＭ伝送システムに含まれる光伝送路中を伝搬する信号
を増幅するための光学デバイスである。
【００１１】上述の課題を解決すべく、この発明に係る
光増幅器は、少なくとも、分岐器と、受光デバイスと、
増幅用光デバイス（増幅用光ファイバ）と、励起光光源
と、遅延媒体と、制御系を備える。上記分岐器は、光伝
送路を伝搬する信号を含む光の一部を分離する。上記受
光デバイスは、分岐器により分離された光のパワー変動
（レベル変動）を検出する。上記増幅用光ファイバに
は、信号を増幅するための希土類元素等が添加された光
ファイバである。上記励起光光源は、増幅用光ファイバ
に所定波長の励起光を供給する。上記遅延媒体は、分岐
器と増幅用光ファイバとの間に配置され、該分岐器から
該増幅用光ファイバの入力端に到達するまで時間を遅延
させるための光学デバイスである。また、上記制御系
は、分岐器により分離された光のパワーを受光デバイス
を介してモニタし、該分離された光のパワー変動に追随
して励起光パワーを調節するよう励起光光源を制御す
る。
光増幅器は、少なくとも、分岐器と、受光デバイスと、
増幅用光デバイス（増幅用光ファイバ）と、励起光光源
と、遅延媒体と、制御系を備える。上記分岐器は、光伝
送路を伝搬する信号を含む光の一部を分離する。上記受
光デバイスは、分岐器により分離された光のパワー変動
（レベル変動）を検出する。上記増幅用光ファイバに
は、信号を増幅するための希土類元素等が添加された光
ファイバである。上記励起光光源は、増幅用光ファイバ
に所定波長の励起光を供給する。上記遅延媒体は、分岐
器と増幅用光ファイバとの間に配置され、該分岐器から
該増幅用光ファイバの入力端に到達するまで時間を遅延
させるための光学デバイスである。また、上記制御系
は、分岐器により分離された光のパワーを受光デバイス
を介してモニタし、該分離された光のパワー変動に追随
して励起光パワーを調節するよう励起光光源を制御す
る。
【００１２】光増幅器の入力端近傍で生じる入力信号レ
ベルの変動検出と同時に励起光パワーを意図的に変動さ
せることができれば（励起光パワーの変動量は入力信号
のパワーの変動量に応じて調整される）、出力信号の過
渡的なパワー変動を十分に抑えることが可能である。と
ころが、変動検出から励起光のパワー制御までの応答時
間をゼロにすることは現実的でない。そこで、この発明
では、上記遅延媒体を利用して増幅用光ファイバへの信
号入力に遅延を与えることにより、入力信号のパワーの
増幅前における検出を可能にする。
ベルの変動検出と同時に励起光パワーを意図的に変動さ
せることができれば（励起光パワーの変動量は入力信号
のパワーの変動量に応じて調整される）、出力信号の過
渡的なパワー変動を十分に抑えることが可能である。と
ころが、変動検出から励起光のパワー制御までの応答時
間をゼロにすることは現実的でない。そこで、この発明
では、上記遅延媒体を利用して増幅用光ファイバへの信
号入力に遅延を与えることにより、入力信号のパワーの
増幅前における検出を可能にする。
【００１３】この発明に係る光増幅器において、上記遅
延媒体は３ｄＢ以下の挿入損失を有するのが好ましい。
雑音指数の過剰な劣化を抑制しながら、信号チャネル数
の変動に起因した出力信号の過渡的あるいは動的なパワ
ー変動が効果的に抑制されるからである。
延媒体は３ｄＢ以下の挿入損失を有するのが好ましい。
雑音指数の過剰な劣化を抑制しながら、信号チャネル数
の変動に起因した出力信号の過渡的あるいは動的なパワ
ー変動が効果的に抑制されるからである。
【００１４】具体的に、上記遅延媒体により与えられる
信号遅延時間は、１μｓ以上かつ５０μｓ以下であるの
が好ましい。また、この遅延媒体は、０．２ｋｍ以上か
つ１０ｋｍ以下の長さを有するシングルモード光ファイ
バを含むのが好ましい。シングルモード光ファイバの伝
送損失は０．２ｄＢ／ｋｍ程度なので、これにより当該
光増幅器の雑音指数の劣化を最小限に抑制し、加えて、
上記増幅用光ファイバへの入力信号の到達時間を１μｓ
〜５０μｓの範囲に遅延させることができる。なお、遅
延媒体に適用される光ファイバとしては、低損失であり
かつ曲げ損失も低い純石英コアファイバが、当該光増幅
器の小型化を実現する上で好ましい。
信号遅延時間は、１μｓ以上かつ５０μｓ以下であるの
が好ましい。また、この遅延媒体は、０．２ｋｍ以上か
つ１０ｋｍ以下の長さを有するシングルモード光ファイ
バを含むのが好ましい。シングルモード光ファイバの伝
送損失は０．２ｄＢ／ｋｍ程度なので、これにより当該
光増幅器の雑音指数の劣化を最小限に抑制し、加えて、
上記増幅用光ファイバへの入力信号の到達時間を１μｓ
〜５０μｓの範囲に遅延させることができる。なお、遅
延媒体に適用される光ファイバとしては、低損失であり
かつ曲げ損失も低い純石英コアファイバが、当該光増幅
器の小型化を実現する上で好ましい。
【００１５】上記遅延媒体が長尺になる場合、該遅延媒
体自体の分散の増加を抑えるため、該遅延媒体は、分散
シフト光ファイバを含むのが好ましい。また、遅延媒体
は、シングルモード光ファイバと増幅用光ファイバとの
間に配置された分散補償光ファイバを含んでもよい。当
該光増幅器がＬバンド（１５６５ｎｍ〜１６２０ｎｍ）
において高速動作が要求される場合、当該光増幅器の分
散トレランスを改善するため、増幅用光ファイバの分散
を補償するのが好ましいからである。
体自体の分散の増加を抑えるため、該遅延媒体は、分散
シフト光ファイバを含むのが好ましい。また、遅延媒体
は、シングルモード光ファイバと増幅用光ファイバとの
間に配置された分散補償光ファイバを含んでもよい。当
該光増幅器がＬバンド（１５６５ｎｍ〜１６２０ｎｍ）
において高速動作が要求される場合、当該光増幅器の分
散トレランスを改善するため、増幅用光ファイバの分散
を補償するのが好ましいからである。
【００１６】また、発明者は、当該光増幅器の応答特性
が励起光波長に依存することを発見した。そこで、励起
光波長として０．９８μｍが適用された光増幅器の場
合、上記遅延媒体により与えられる信号遅延時間は、信
号パワー変動の検出時から前記励起光光源の制御開始時
までの上記制御系の応答時間よりも長くなければならな
い。波長０．９８μｍの励起光で励起される光増幅器で
は、入力信号のパワー変動と略同時に励起光パワーを変
化させても、出力信号の過渡的なパワー変動を十分に抑
制できないからである。なお、励起光波長として０．９
８μｍが適用された光増幅器の場合、上記遅延媒体によ
り与えられる信号遅延時間は、入力信号のパワー変動に
起因した当該光増幅器における利得の、目標利得に対す
る過渡的変動に関し、該利得のオーバーシュート量とア
ンダーシュート量とが略同一になるよう調節されるのが
好ましい。
が励起光波長に依存することを発見した。そこで、励起
光波長として０．９８μｍが適用された光増幅器の場
合、上記遅延媒体により与えられる信号遅延時間は、信
号パワー変動の検出時から前記励起光光源の制御開始時
までの上記制御系の応答時間よりも長くなければならな
い。波長０．９８μｍの励起光で励起される光増幅器で
は、入力信号のパワー変動と略同時に励起光パワーを変
化させても、出力信号の過渡的なパワー変動を十分に抑
制できないからである。なお、励起光波長として０．９
８μｍが適用された光増幅器の場合、上記遅延媒体によ
り与えられる信号遅延時間は、入力信号のパワー変動に
起因した当該光増幅器における利得の、目標利得に対す
る過渡的変動に関し、該利得のオーバーシュート量とア
ンダーシュート量とが略同一になるよう調節されるのが
好ましい。
【００１７】一方、励起光波長として１．４８μｍが適
用された場合、上記遅延媒体により与えられる信号遅延
時間は、入力信号のパワー変動検出時から励起光パワー
の制御開始時までの応答時間と略同一であるのが好まし
い。この場合、上述の励起光波長０．９８μｍと異なり
出力信号の過渡的なパワー変動を十分に抑制できるから
である。
用された場合、上記遅延媒体により与えられる信号遅延
時間は、入力信号のパワー変動検出時から励起光パワー
の制御開始時までの応答時間と略同一であるのが好まし
い。この場合、上述の励起光波長０．９８μｍと異なり
出力信号の過渡的なパワー変動を十分に抑制できるから
である。
【００１８】また、上記遅延媒体により与えられる信号
遅延時間は、上記制御系の、分岐器により分離された光
をモニタするサンプリング時間よりも長くなるよう調節
されるのが好ましい。入力信号のパワー変動に追随した
励起光パワーの調節を可能にするためである。
遅延時間は、上記制御系の、分岐器により分離された光
をモニタするサンプリング時間よりも長くなるよう調節
されるのが好ましい。入力信号のパワー変動に追随した
励起光パワーの調節を可能にするためである。
【００１９】上記制御系は、分岐器により分離された光
のパワーＰINと励起光光源から出力される励起光のパワ
ーＰPとの関係を与える一次式ＰP＝ａ・ＰIN＋ｂ（ａ、
ｂは定数）を利用してＡＧＣを行う。フィードフォワー
ド制御による高速制御を可能にするためである。しかし
ながら、図１３に示されたように、制御時間ｔ２で上述
の出力信号の過渡的なパワー変動が抑制されたとして
も、変動前と変動後とで出力信号の飽和パワーの平均値
（時間平均）が異なっている状態でＡＧＣが行われる
と、静的利得変動ＰQが生じる可能性もある。
のパワーＰINと励起光光源から出力される励起光のパワ
ーＰPとの関係を与える一次式ＰP＝ａ・ＰIN＋ｂ（ａ、
ｂは定数）を利用してＡＧＣを行う。フィードフォワー
ド制御による高速制御を可能にするためである。しかし
ながら、図１３に示されたように、制御時間ｔ２で上述
の出力信号の過渡的なパワー変動が抑制されたとして
も、変動前と変動後とで出力信号の飽和パワーの平均値
（時間平均）が異なっている状態でＡＧＣが行われる
と、静的利得変動ＰQが生じる可能性もある。
【００２０】そこで、この発明に係る光増幅器は、増幅
用光ファイバの出力端における信号波長帯域内の信号分
布をモニタするためのスペクトルアナライザをさらに備
えるのが好ましい。その際、上記制御系は、この増幅用
光ファイバの出力端における信号波長帯域内の信号分布
を検出し、ＡＧＣに利用される上記一次式中の定数ａ及
びｂを更新する。
用光ファイバの出力端における信号波長帯域内の信号分
布をモニタするためのスペクトルアナライザをさらに備
えるのが好ましい。その際、上記制御系は、この増幅用
光ファイバの出力端における信号波長帯域内の信号分布
を検出し、ＡＧＣに利用される上記一次式中の定数ａ及
びｂを更新する。
【００２１】なお、静的利得変動ＰQを効果的に抑制す
るため、上記制御系は、増幅用光ファイバの出力端にお
ける増幅光パワーＰOUTに対する分岐器により分離され
た光のパワーＰINの比で与えられる増幅率（ＰOUT／Ｐ
IN）を利用して、利得一定制御に利用される上記一次式
中の定数ａ及びｂを更新してもよい。
るため、上記制御系は、増幅用光ファイバの出力端にお
ける増幅光パワーＰOUTに対する分岐器により分離され
た光のパワーＰINの比で与えられる増幅率（ＰOUT／Ｐ
IN）を利用して、利得一定制御に利用される上記一次式
中の定数ａ及びｂを更新してもよい。
【００２２】さらに、この発明に係る光増幅器は、上記
増幅用光ファイバを通過した増幅光の一部を分離する分
岐器と、この分岐器により分離された光のパワーを検出
するための受光デバイスをさらに備えるのが好ましい。
この場合、上記制御系は、増幅用光ファイバの前後に設
けられた２つの分岐器によりそれぞれ分離された光のパ
ワーを、対応する受光デバイスを介してモニタし、これ
ら受光デバイスによる検出結果に基づいて励起光パワー
を調節するよう上記励起光光源を制御する。
増幅用光ファイバを通過した増幅光の一部を分離する分
岐器と、この分岐器により分離された光のパワーを検出
するための受光デバイスをさらに備えるのが好ましい。
この場合、上記制御系は、増幅用光ファイバの前後に設
けられた２つの分岐器によりそれぞれ分離された光のパ
ワーを、対応する受光デバイスを介してモニタし、これ
ら受光デバイスによる検出結果に基づいて励起光パワー
を調節するよう上記励起光光源を制御する。
【００２３】この発明に係る光通信システムは、少なく
ともいずれかが、上述のような構造を備えた光増幅器と
同じ構造を有する複数の光増幅器を含む。また、当該光
通信システムは、伝送路中を伝搬する多重化された信号
の一部を信号チャネル単位で分離する分岐機能、及び信
号チャネル単位で所定波長の信号あるいは多重化された
信号を伝送路中に送出する挿入機能の少なくともいずれ
かを可能にする構造、例えばＯＡＤＭやＯＸＣを備える
のが好ましい。
ともいずれかが、上述のような構造を備えた光増幅器と
同じ構造を有する複数の光増幅器を含む。また、当該光
通信システムは、伝送路中を伝搬する多重化された信号
の一部を信号チャネル単位で分離する分岐機能、及び信
号チャネル単位で所定波長の信号あるいは多重化された
信号を伝送路中に送出する挿入機能の少なくともいずれ
かを可能にする構造、例えばＯＡＤＭやＯＸＣを備える
のが好ましい。
【００２４】この発明に係る光増幅器は、当該光増幅器
の挿入損失を低減すべく、上記受光デバイス、励起光光
源、及び光伝送路それぞれに接続されるべき端子を有す
る光ファイバモジュールを含むのが好ましい。この光フ
ァイバモジュールは、光伝送路と融着接続されるべきシ
ングルモード光ファイバと、該シングルモード光ファイ
バと融着接続されるべき上記遅延媒体としての遅延ファ
イバと、該遅延ファイバと融着接続されるべき増幅用光
ファイバと、遅延ファイバに入力される前に当該光増幅
器に到達した信号を含む光の一部を分離するための第１
ファイバカプラと、増幅用光ファイバの入力端及び出力
端の少なくともいずれかから励起光を供給するための第
２ファイバカプラを備える。
の挿入損失を低減すべく、上記受光デバイス、励起光光
源、及び光伝送路それぞれに接続されるべき端子を有す
る光ファイバモジュールを含むのが好ましい。この光フ
ァイバモジュールは、光伝送路と融着接続されるべきシ
ングルモード光ファイバと、該シングルモード光ファイ
バと融着接続されるべき上記遅延媒体としての遅延ファ
イバと、該遅延ファイバと融着接続されるべき増幅用光
ファイバと、遅延ファイバに入力される前に当該光増幅
器に到達した信号を含む光の一部を分離するための第１
ファイバカプラと、増幅用光ファイバの入力端及び出力
端の少なくともいずれかから励起光を供給するための第
２ファイバカプラを備える。
【００２５】具体的に、上記シングルモード光ファイバ
は、所定の信号波長帯域に含まれる複数チャネルの信号
が伝搬する光伝送路の出力端と融着接続されるべき第１
端と該第１端と対向する第２端を有し、該光伝送路の一
部を構成する。上記遅延ファイバは、シングルモード光
ファイバの第２端と融着接続された第１端と該第１端と
対向する第２端を有する。上記増幅用光ファイバは、遅
延ファイバの第２端と融着接続された第１端と該第１端
と対向する第２端を有する。上記第１ファイバカプラ
は、シングルモード光ファイバの第２端と遅延ファイバ
の第１端との融着部分近傍に配置される。なお、上記第
２ファイバカプラは、遅延ファイバの第２端と増幅用光
ファイバの第１端との融着部分あるいは該増幅用光ファ
イバの第２端近傍に配置されるのが好ましい。
は、所定の信号波長帯域に含まれる複数チャネルの信号
が伝搬する光伝送路の出力端と融着接続されるべき第１
端と該第１端と対向する第２端を有し、該光伝送路の一
部を構成する。上記遅延ファイバは、シングルモード光
ファイバの第２端と融着接続された第１端と該第１端と
対向する第２端を有する。上記増幅用光ファイバは、遅
延ファイバの第２端と融着接続された第１端と該第１端
と対向する第２端を有する。上記第１ファイバカプラ
は、シングルモード光ファイバの第２端と遅延ファイバ
の第１端との融着部分近傍に配置される。なお、上記第
２ファイバカプラは、遅延ファイバの第２端と増幅用光
ファイバの第１端との融着部分あるいは該増幅用光ファ
イバの第２端近傍に配置されるのが好ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、この発明に係る光増幅器及
びそれに含まれる光ファイバモジュールの各実施形態に
ついて図１〜図１２を用いて説明する。なお、図面の説
明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説
明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと
必ずしも一致していない。
びそれに含まれる光ファイバモジュールの各実施形態に
ついて図１〜図１２を用いて説明する。なお、図面の説
明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説
明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと
必ずしも一致していない。
【００２７】図１は、この発明に係る光ファイバ増幅器
の第１実施形態の構成を示す図である。この図１におい
て、第１実施形態に係る光増幅器１０は、信号光の進行
方向に沿って、分岐器１１ａ、遅延媒体１２、光アイソ
レータ１４ａ、合波器１１ｂ、増幅用光ファイバ１３、
そして光アイソレータ１４ｂが順位配置され、これら光
学デバイス１１ａ、１１ｂ、１２、１３、１４ａ、１４
ｂにより光伝送路の一部が構成されている。分岐器１１
ａは、光伝送路から到達した複数チャネルの信号を含む
光の一部を分離する。遅延媒体１２は、分岐器１１ａを
通過した信号が増幅用光ファイバ１３の入力端に到達す
るのを遅延させるよう機能する。合波器１１ｂは、遅延
媒体を通過した信号とともに励起光を増幅用光ファイバ
１３の入力端側から供給する。
の第１実施形態の構成を示す図である。この図１におい
て、第１実施形態に係る光増幅器１０は、信号光の進行
方向に沿って、分岐器１１ａ、遅延媒体１２、光アイソ
レータ１４ａ、合波器１１ｂ、増幅用光ファイバ１３、
そして光アイソレータ１４ｂが順位配置され、これら光
学デバイス１１ａ、１１ｂ、１２、１３、１４ａ、１４
ｂにより光伝送路の一部が構成されている。分岐器１１
ａは、光伝送路から到達した複数チャネルの信号を含む
光の一部を分離する。遅延媒体１２は、分岐器１１ａを
通過した信号が増幅用光ファイバ１３の入力端に到達す
るのを遅延させるよう機能する。合波器１１ｂは、遅延
媒体を通過した信号とともに励起光を増幅用光ファイバ
１３の入力端側から供給する。
【００２８】さらに、当該光増幅器１０は、分岐器１ａ
により分離された光のパワーをモニタするための受光デ
バイス１５（ＰＤ）と、励起光光源１６（ＬＤ）と、該
受光デバイス１５を介して分離光のパワーをモニタしな
がら該分離光のパワー変動に追随するよう該励起光光源
１６を制御（フィードフォワード制御）する制御系１７
を備える。
により分離された光のパワーをモニタするための受光デ
バイス１５（ＰＤ）と、励起光光源１６（ＬＤ）と、該
受光デバイス１５を介して分離光のパワーをモニタしな
がら該分離光のパワー変動に追随するよう該励起光光源
１６を制御（フィードフォワード制御）する制御系１７
を備える。
【００２９】一般に、エルビウムなどが添加された増幅
用光ファイバ（EDF: Erbium-DopedFiber）を有する光増
幅器における利得係数γSは、以下の式（１）のように
近似的に表される。
用光ファイバ（EDF: Erbium-DopedFiber）を有する光増
幅器における利得係数γSは、以下の式（１）のように
近似的に表される。
【００３０】
【数１】
【００３１】上記式（１）によれば、利得係数γSを一
定にするため、すなわち光増幅器の利得を一定にするた
めには、（ＰP th・ＰS）／（ＰP・Ｐsat）を一定にすれ
ばよい。入力信号のパワーが決まると、上記式（１）よ
りＡＧＣに必要な励起光パワーが算出される。よって、
この式（１）を利用することにより、フィードフォーワ
ード制御によるＡＧＣ（入力信号のパワーのみをモニタ
して励起光パワーを調節する）が可能になる。ただし、
上記ＡＧＣに必要な励起光パワーＰPは以下の一次式
（２）で表すことができる。
定にするため、すなわち光増幅器の利得を一定にするた
めには、（ＰP th・ＰS）／（ＰP・Ｐsat）を一定にすれ
ばよい。入力信号のパワーが決まると、上記式（１）よ
りＡＧＣに必要な励起光パワーが算出される。よって、
この式（１）を利用することにより、フィードフォーワ
ード制御によるＡＧＣ（入力信号のパワーのみをモニタ
して励起光パワーを調節する）が可能になる。ただし、
上記ＡＧＣに必要な励起光パワーＰPは以下の一次式
（２）で表すことができる。
【００３２】ＰP＝ａ・ＰIN＋ｂ …（２） ここで、ＰP ：励起光パワー ＰIN：入力信号パワー ａ、ｂ：定数 フィードフォワード制御は、入力と出力を検出するフィ
ードバック制御と比較して、高速なＡＧＣを実現するこ
とが可能である。しかしながら、光増幅器の入力端にお
いて信号パワーを検出し、この検出結果に基づいて励起
光パワーを制御していたのでは、制御系の応答時間分だ
け入力信号のパワーが変動してしなうため、出力信号の
過渡的なパワー変動が生じてしまう。
ードバック制御と比較して、高速なＡＧＣを実現するこ
とが可能である。しかしながら、光増幅器の入力端にお
いて信号パワーを検出し、この検出結果に基づいて励起
光パワーを制御していたのでは、制御系の応答時間分だ
け入力信号のパワーが変動してしなうため、出力信号の
過渡的なパワー変動が生じてしまう。
【００３３】A. K. Strivastava, "EDFA Transient Res
ponse to Channel Loss in WDM Transmission System",
IEEE PHOTONICS LETTERS, Vol. 9, No. 3, MARCH 1997
では、入力信号のパワー変動に対して励起光パワーの調
節遅延が引き起こす出力信号の過渡的なパワー変動につ
いて報告されている。これにより、入力信号のパワー変
動に対する励起光パワーの変動遅延が小さいほど、出力
信号の過渡的なパワー変動を抑制できることが分かる。
理想的には、入力信号にパワー変動が生じたのと同時に
適当量だけ励起光パワーを変化させることができれば、
出力信号の過渡的なパワー変動を実質的に０に抑えるこ
とができる。この対処方法として、制御系の応答時間を
十分に高速化することも考えられるが、該制御系の応答
時間の短縮には限界がある。
ponse to Channel Loss in WDM Transmission System",
IEEE PHOTONICS LETTERS, Vol. 9, No. 3, MARCH 1997
では、入力信号のパワー変動に対して励起光パワーの調
節遅延が引き起こす出力信号の過渡的なパワー変動につ
いて報告されている。これにより、入力信号のパワー変
動に対する励起光パワーの変動遅延が小さいほど、出力
信号の過渡的なパワー変動を抑制できることが分かる。
理想的には、入力信号にパワー変動が生じたのと同時に
適当量だけ励起光パワーを変化させることができれば、
出力信号の過渡的なパワー変動を実質的に０に抑えるこ
とができる。この対処方法として、制御系の応答時間を
十分に高速化することも考えられるが、該制御系の応答
時間の短縮には限界がある。
【００３４】そこで、この発明に係る光増幅器では、入
力信号のパワー変化検出から増幅用光ファイバの入力端
において信号パワーの変動が起こるまでの間に、信号を
ある程度（少なくとも制御系の応答時間分）遅延させる
ための構造が設けられている。この構造により、増幅用
光ファイバの入力端における入力信号のパワー変動のタ
イミングと励起光パワーの変動タイミングとを一致させ
ることができ、結果として、出力信号の過渡的なパワー
変動を効果的に抑制することが可能になる。また、適当
量だけ入力信号を遅延させることにより、制御系に要求
される応答速度が緩和され、該制御系の設計が容易にな
る。
力信号のパワー変化検出から増幅用光ファイバの入力端
において信号パワーの変動が起こるまでの間に、信号を
ある程度（少なくとも制御系の応答時間分）遅延させる
ための構造が設けられている。この構造により、増幅用
光ファイバの入力端における入力信号のパワー変動のタ
イミングと励起光パワーの変動タイミングとを一致させ
ることができ、結果として、出力信号の過渡的なパワー
変動を効果的に抑制することが可能になる。また、適当
量だけ入力信号を遅延させることにより、制御系に要求
される応答速度が緩和され、該制御系の設計が容易にな
る。
【００３５】この第１実施形態に係る光増幅器１０の動
作について、図１を参照にながら説明する。光増幅器１
０では、光伝送路を伝搬してきた複数チャネルの信号を
含む光の一部が分岐器１１ａにより分離され、この分離
された光のパワー変動が受光デバイス１５により検出さ
れる。一方、分岐器１１ａを通過した残りの光は遅延媒
体１２、光アイソレータ１４ａ、合波器１１ｂを順次通
過して増幅用光ファイバ１３に到達する。制御系１７
は、分岐器１１ａを通過した光が遅延媒体１２を伝搬し
ている間に、受光デバイス１５を介して入力信号のパワ
ー変動を検出し、励起光パワーを変動させるよう励起光
光源１６を制御する。
作について、図１を参照にながら説明する。光増幅器１
０では、光伝送路を伝搬してきた複数チャネルの信号を
含む光の一部が分岐器１１ａにより分離され、この分離
された光のパワー変動が受光デバイス１５により検出さ
れる。一方、分岐器１１ａを通過した残りの光は遅延媒
体１２、光アイソレータ１４ａ、合波器１１ｂを順次通
過して増幅用光ファイバ１３に到達する。制御系１７
は、分岐器１１ａを通過した光が遅延媒体１２を伝搬し
ている間に、受光デバイス１５を介して入力信号のパワ
ー変動を検出し、励起光パワーを変動させるよう励起光
光源１６を制御する。
【００３６】以上の構成により、増幅用光ファイバ１３
の入力端においては、入力信号と励起光は、それぞれの
パワー変動が略同期した状態となる。この結果、増幅用
光ファイバ１３からは最適化された利得だけ増幅された
信号が出力され、該増幅された信号が光アイソレータ１
４ｂを介して光伝送路へ送出される。
の入力端においては、入力信号と励起光は、それぞれの
パワー変動が略同期した状態となる。この結果、増幅用
光ファイバ１３からは最適化された利得だけ増幅された
信号が出力され、該増幅された信号が光アイソレータ１
４ｂを介して光伝送路へ送出される。
【００３７】なお、当該光増幅器１０の雑音指数を改善
するためには、少なくとも増幅用光ファイバ１３の入力
端における損失を極力低くする必要がある。そのため、
増幅用光ファイバ１３の入力端側に挿入される遅延媒体
１２はできる限り小さい挿入損失を有するのが好まし
い。この点、挿入損失が３ｄＢ以下のシングルモード光
ファイバが適しており、１ｋｍ当たり約５μｓの遅延を
与えることができる。
するためには、少なくとも増幅用光ファイバ１３の入力
端における損失を極力低くする必要がある。そのため、
増幅用光ファイバ１３の入力端側に挿入される遅延媒体
１２はできる限り小さい挿入損失を有するのが好まし
い。この点、挿入損失が３ｄＢ以下のシングルモード光
ファイバが適しており、１ｋｍ当たり約５μｓの遅延を
与えることができる。
【００３８】なお、遅延媒体１２としての光ファイバ
（以下、遅延ファイバという）に波長分散が大きい光フ
ァイバが適用された場合、別途分散補償光ファイバが必
要になる。そのため、波長分散はできる限り小さい遅延
ファイバの方が、分散補償を行う光ファイバを別途挿入
する必要がなくなるため好ましい。ただし、遅延ファイ
バが長尺になる場合、該遅延ファイバ自体の分散の増加
を抑えるため、該遅延ファイバは、分散シフト光ファイ
バを含むのが好ましい。また、遅延ファイバは、シング
ルモード光ファイバと増幅用光ファイバとの間に配置さ
れた分散補償光ファイバを含んでもよい。当該光増幅器
１０がＬバンド（１５６５ｎｍ〜１６２０ｎｍ）におい
て高速動作が要求される場合、当該光増幅器１０の分散
トレランスを改善するため、増幅用光ファイバ１３の分
散を補償するのが好ましいからである。
（以下、遅延ファイバという）に波長分散が大きい光フ
ァイバが適用された場合、別途分散補償光ファイバが必
要になる。そのため、波長分散はできる限り小さい遅延
ファイバの方が、分散補償を行う光ファイバを別途挿入
する必要がなくなるため好ましい。ただし、遅延ファイ
バが長尺になる場合、該遅延ファイバ自体の分散の増加
を抑えるため、該遅延ファイバは、分散シフト光ファイ
バを含むのが好ましい。また、遅延ファイバは、シング
ルモード光ファイバと増幅用光ファイバとの間に配置さ
れた分散補償光ファイバを含んでもよい。当該光増幅器
１０がＬバンド（１５６５ｎｍ〜１６２０ｎｍ）におい
て高速動作が要求される場合、当該光増幅器１０の分散
トレランスを改善するため、増幅用光ファイバ１３の分
散を補償するのが好ましいからである。
【００３９】なお、一般に、１信号チャネル当たりの伝
送容量が１０Ｇｂｉｔ／ｓのＷＤＭ伝送システムでは、
累積分散が±１０００ｐｓ／ｎｍまで許容できる。この
ことから、５段の中継器が挿入されたＷＤＭ伝送システ
ムでは、遅延ファイバによる分散±２００ｐｓ／ｎｍ以
下が許容範囲と考えられる。なお、今後さらに、１信号
チャネル当たりの伝送容量が増加していくと、累積分散
をさらに低減する必要があるのは言うまでもない。
送容量が１０Ｇｂｉｔ／ｓのＷＤＭ伝送システムでは、
累積分散が±１０００ｐｓ／ｎｍまで許容できる。この
ことから、５段の中継器が挿入されたＷＤＭ伝送システ
ムでは、遅延ファイバによる分散±２００ｐｓ／ｎｍ以
下が許容範囲と考えられる。なお、今後さらに、１信号
チャネル当たりの伝送容量が増加していくと、累積分散
をさらに低減する必要があるのは言うまでもない。
【００４０】上述のように、この発明に係る光増幅器
は、図２に示されたように、当該光増幅器の挿入損失を
低減すべく、上記受光デバイス、励起光光源、及び光伝
送路それぞれに接続されるべき端子を有する光ファイバ
モジュールを含むのが好ましい。この図２に示された光
ファイバモジュールは、光伝送路と融着接続されるべき
シングルモード光ファイバ１００と、該シングルモード
光ファイバ１００と融着接続されるべき遅延ファイバ１
１０（図１の遅延媒体１２に相当）と、該遅延ファイバ
１１０と融着接続されるべき増幅用光ファイバ１２０
（図１の増幅用光ファイバ１３に相当）と、遅延ファイ
バ１１０に入力される前に当該光増幅器に到達した信号
を含む光の一部を分離するための第１ファイバカプラ１
５０（図１の分岐器１１ａに相当）と、増幅用光ファイ
バ１２０の入力端及び出力端の少なくともいずれかから
励起光を供給するための第２ファイバカプラ１６０（図
１の合波器１１ｂに相当）を備える。このように、図２
に示された光ファイバモジュールは、受光デバイス及び
励起光光源を接続されるべきファイバカプラ１５０、１
６０の入力端が解放されており、利用者は、当該ＷＤＭ
伝送システム全体の設計仕様に合わせて該受光デバイス
及び励起光光源を選択すればよい。
は、図２に示されたように、当該光増幅器の挿入損失を
低減すべく、上記受光デバイス、励起光光源、及び光伝
送路それぞれに接続されるべき端子を有する光ファイバ
モジュールを含むのが好ましい。この図２に示された光
ファイバモジュールは、光伝送路と融着接続されるべき
シングルモード光ファイバ１００と、該シングルモード
光ファイバ１００と融着接続されるべき遅延ファイバ１
１０（図１の遅延媒体１２に相当）と、該遅延ファイバ
１１０と融着接続されるべき増幅用光ファイバ１２０
（図１の増幅用光ファイバ１３に相当）と、遅延ファイ
バ１１０に入力される前に当該光増幅器に到達した信号
を含む光の一部を分離するための第１ファイバカプラ１
５０（図１の分岐器１１ａに相当）と、増幅用光ファイ
バ１２０の入力端及び出力端の少なくともいずれかから
励起光を供給するための第２ファイバカプラ１６０（図
１の合波器１１ｂに相当）を備える。このように、図２
に示された光ファイバモジュールは、受光デバイス及び
励起光光源を接続されるべきファイバカプラ１５０、１
６０の入力端が解放されており、利用者は、当該ＷＤＭ
伝送システム全体の設計仕様に合わせて該受光デバイス
及び励起光光源を選択すればよい。
【００４１】具体的に、図２中のシングルモード光ファ
イバ１００は、所定の信号波長帯域に含まれる複数チャ
ネルの信号が伝搬する光伝送路の出力端と融着接続され
るべき第１端と該第１端と対向する第２端を有し、該光
伝送路の一部を構成する。遅延ファイバ１１０は、シン
グルモード光ファイバ１００の第２端と融着接続された
第１端と該第１端と対向する第２端を有する。増幅用光
ファイバ１２０は、遅延ファイバ１１０の第２端と融着
接続された第１端と該第１端と対向する第２端を有す
る。第１ファイバカプラ１５０は、シングルモード光フ
ァイバ１００の第２端と遅延ファイバ１１０の第１端と
の融着部分近傍に配置される。また、第２ファイバカプ
ラ１６０は、遅延ファイバ１１０の第２端と増幅用光フ
ァイバ１２０の第１端との融着部分近傍に配置される。
なお、遅延ファイバ１１０は、上述のように、雑音指数
の劣化を最小限に抑制するため、３ｄＢ以下の挿入損失
を有する光ファイバを含むのが好ましい。また、長尺に
なる場合、遅延ファイバ１１０は、分散シフト光ファイ
バを含むのが好ましい。さらに、増幅用光ファイバ１２
０の分散を補償すべく、当該遅延ファイバ１１０は、分
散補償光ファイバを含んでもよい。
イバ１００は、所定の信号波長帯域に含まれる複数チャ
ネルの信号が伝搬する光伝送路の出力端と融着接続され
るべき第１端と該第１端と対向する第２端を有し、該光
伝送路の一部を構成する。遅延ファイバ１１０は、シン
グルモード光ファイバ１００の第２端と融着接続された
第１端と該第１端と対向する第２端を有する。増幅用光
ファイバ１２０は、遅延ファイバ１１０の第２端と融着
接続された第１端と該第１端と対向する第２端を有す
る。第１ファイバカプラ１５０は、シングルモード光フ
ァイバ１００の第２端と遅延ファイバ１１０の第１端と
の融着部分近傍に配置される。また、第２ファイバカプ
ラ１６０は、遅延ファイバ１１０の第２端と増幅用光フ
ァイバ１２０の第１端との融着部分近傍に配置される。
なお、遅延ファイバ１１０は、上述のように、雑音指数
の劣化を最小限に抑制するため、３ｄＢ以下の挿入損失
を有する光ファイバを含むのが好ましい。また、長尺に
なる場合、遅延ファイバ１１０は、分散シフト光ファイ
バを含むのが好ましい。さらに、増幅用光ファイバ１２
０の分散を補償すべく、当該遅延ファイバ１１０は、分
散補償光ファイバを含んでもよい。
【００４２】理想的には、入力信号のパワー変動と同時
に励起光パワーを調節（変動）させる必要があるため、
遅延媒体１２により信号に与えられる遅延時間は、励起
光光源１６を制御するための制御系１７（演算処理回路
を含む）の応答時間とほぼ同程度にする必要がある。特
に、入力信号のパワーを検出するサンプリング時間は、
遅延媒体１２により与えられる信号遅延時間よりも十分
速くなるよう設定される必要がある。サンプリング時間
が信号遅延時間よりも長くなると、入力信号のパワー変
動を検出するタイミング自体が遅れるため、信号に与え
た遅延の意味がなくなるからである。なお、サンプリン
グ時間は、対象となる入力信号パワーの変動スピードに
よっても決定される。
に励起光パワーを調節（変動）させる必要があるため、
遅延媒体１２により信号に与えられる遅延時間は、励起
光光源１６を制御するための制御系１７（演算処理回路
を含む）の応答時間とほぼ同程度にする必要がある。特
に、入力信号のパワーを検出するサンプリング時間は、
遅延媒体１２により与えられる信号遅延時間よりも十分
速くなるよう設定される必要がある。サンプリング時間
が信号遅延時間よりも長くなると、入力信号のパワー変
動を検出するタイミング自体が遅れるため、信号に与え
た遅延の意味がなくなるからである。なお、サンプリン
グ時間は、対象となる入力信号パワーの変動スピードに
よっても決定される。
【００４３】励起光光源１６がほぼステップ状に変化す
る場合、遅延媒体１２により与えられる信号遅延時間と
制御系１７の応答時間（変動検出から励起光光源１６の
制御までに係る時間）を同じにすればよいが、実際は多
少なりとも波形がブロードである。そのため、信号遅延
時間を制御系１７の応答時間よりも若干長めに設定して
おくことにより、過渡的な出力信号のパワー変動を効果
的に抑制することができる。
る場合、遅延媒体１２により与えられる信号遅延時間と
制御系１７の応答時間（変動検出から励起光光源１６の
制御までに係る時間）を同じにすればよいが、実際は多
少なりとも波形がブロードである。そのため、信号遅延
時間を制御系１７の応答時間よりも若干長めに設定して
おくことにより、過渡的な出力信号のパワー変動を効果
的に抑制することができる。
【００４４】上記式（１）及び式（２）によるフィード
フォワード制御（ＡＧＣ）は、入力信号のパワー変動前
後における信号の飽和パワーの平均値が同じときに、上
記式（２）を用いてＡＧＣを行うことができる。しかし
ながら、飽和パワーには波長依存性があり、信号チャネ
ル数の変動による入力信号のパワー変動が生じたとき、
変動前後の飽和パワーの平均値が常に同じになるとは限
らない（図１３参照）。飽和パワーの平均値が異なった
場合、式（２）中の定数ａ（傾き）とｂ（切片）を固定
してＡＧＣを行うと、静的利得変動ＰQが生じてしま
う。
フォワード制御（ＡＧＣ）は、入力信号のパワー変動前
後における信号の飽和パワーの平均値が同じときに、上
記式（２）を用いてＡＧＣを行うことができる。しかし
ながら、飽和パワーには波長依存性があり、信号チャネ
ル数の変動による入力信号のパワー変動が生じたとき、
変動前後の飽和パワーの平均値が常に同じになるとは限
らない（図１３参照）。飽和パワーの平均値が異なった
場合、式（２）中の定数ａ（傾き）とｂ（切片）を固定
してＡＧＣを行うと、静的利得変動ＰQが生じてしま
う。
【００４５】このような静的利得変動ＰQを抑制するた
めには、信号波長帯域内における信号波長の位置をモニ
タし、検出した信号分布によって適宜上記式（２）中の
定数ａ、ｂを調節するのが好ましい。
めには、信号波長帯域内における信号波長の位置をモニ
タし、検出した信号分布によって適宜上記式（２）中の
定数ａ、ｂを調節するのが好ましい。
【００４６】図３は、上述のような考察に基づいて完成
された、この発明に係る光増幅器の第２実施形態の構成
を示す図である。
された、この発明に係る光増幅器の第２実施形態の構成
を示す図である。
【００４７】この第２実施形態に係る光増幅器２０は、
図３に示されたように、分岐器２１ａ、遅延媒体２２、
光アイソレータ２４ａ、合波器２１ｂ、増幅用光ファイ
バ２３、光アイソレータ２４ｂ、受光デバイス２５、励
起光光源２６、及び制御系２７を備えた点において、第
１実施形態と同様の構成を有する。しかしながら、この
第２実施形態に係る光増幅器２０は、上述の静的利得変
動を抑制すべく、増幅用光ファイバ２３からの出力信号
を含む光の一部を分離するための分岐器２１ｃと、該分
岐器２１ｃにより分離された光について、信号波長帯域
内の信号分布をモニタするためのスペクトルアナライザ
２８を、さらに備えたことを特徴としている。
図３に示されたように、分岐器２１ａ、遅延媒体２２、
光アイソレータ２４ａ、合波器２１ｂ、増幅用光ファイ
バ２３、光アイソレータ２４ｂ、受光デバイス２５、励
起光光源２６、及び制御系２７を備えた点において、第
１実施形態と同様の構成を有する。しかしながら、この
第２実施形態に係る光増幅器２０は、上述の静的利得変
動を抑制すべく、増幅用光ファイバ２３からの出力信号
を含む光の一部を分離するための分岐器２１ｃと、該分
岐器２１ｃにより分離された光について、信号波長帯域
内の信号分布をモニタするためのスペクトルアナライザ
２８を、さらに備えたことを特徴としている。
【００４８】上記制御系２７は、分岐器２１ａにより分
離された光のパワーＰINと励起光光源から出力される励
起光のパワーＰPとの関係を与える上記一次式ＰP＝ａ・
ＰIN＋ｂ（ａ、ｂは定数）を利用してＡＧＣを行う。フ
ィードフォワード制御による高速制御を可能にするため
である。しかしながら、図１３に示されたように、制御
時間ｔ２で上述の過渡的な出力信号レベルの変動が抑制
されたとしても、変動前と変動後とで出力信号の飽和パ
ワーの平均値（時間平均）が異なっている状態でＡＧＣ
が行われると、静的利得変動ＰQが生じる可能性もある
ため、この第２実施形態に係る光増幅器２０では、制御
系２７が、増幅用ファイバ２３の出力端における信号波
長帯域内の信号分布をスペクトルアナライザ２８を介し
て検出し、ＡＧＣに利用される上記一次式（２）中の定
数ａ及びｂを更新することにより、静的利得変動ＰQを
効果的に抑制する。
離された光のパワーＰINと励起光光源から出力される励
起光のパワーＰPとの関係を与える上記一次式ＰP＝ａ・
ＰIN＋ｂ（ａ、ｂは定数）を利用してＡＧＣを行う。フ
ィードフォワード制御による高速制御を可能にするため
である。しかしながら、図１３に示されたように、制御
時間ｔ２で上述の過渡的な出力信号レベルの変動が抑制
されたとしても、変動前と変動後とで出力信号の飽和パ
ワーの平均値（時間平均）が異なっている状態でＡＧＣ
が行われると、静的利得変動ＰQが生じる可能性もある
ため、この第２実施形態に係る光増幅器２０では、制御
系２７が、増幅用ファイバ２３の出力端における信号波
長帯域内の信号分布をスペクトルアナライザ２８を介し
て検出し、ＡＧＣに利用される上記一次式（２）中の定
数ａ及びｂを更新することにより、静的利得変動ＰQを
効果的に抑制する。
【００４９】図４は、この発明に係る光増幅器の第３実
施形態の構成を示す図であり、この第３実施形態に係る
光増幅器３０も、第２実施形態と同様に、静的利得変動
ＰQ（図１３参照）を低減するための構成を備えたこと
を特徴とする。
施形態の構成を示す図であり、この第３実施形態に係る
光増幅器３０も、第２実施形態と同様に、静的利得変動
ＰQ（図１３参照）を低減するための構成を備えたこと
を特徴とする。
【００５０】すなわち、この第３実施形態に係る光増幅
器３０は、図４に示されたように、分岐器３１ａ、遅延
媒体３２、光アイソレータ３４ａ、合波器３１ｂ、増幅
用光ファイバ３３、光アイソレータ３４ｂ、受光デバイ
ス３５、励起光光源３６、及び制御系３７を備えた点に
おいて、第１及び第２実施形態と同様の構成を有する。
しかしながら、この第３実施形態に係る光増幅器３０
は、上述の静的利得変動を抑制すべく、増幅用光ファイ
バ３３からの出力信号を含む光の一部を分離するための
分岐器３１ｃと、該分岐器３１ｃにより分離された光の
パワーを検出するための受光デバイス３８を、さらに備
えたことを特徴としている。
器３０は、図４に示されたように、分岐器３１ａ、遅延
媒体３２、光アイソレータ３４ａ、合波器３１ｂ、増幅
用光ファイバ３３、光アイソレータ３４ｂ、受光デバイ
ス３５、励起光光源３６、及び制御系３７を備えた点に
おいて、第１及び第２実施形態と同様の構成を有する。
しかしながら、この第３実施形態に係る光増幅器３０
は、上述の静的利得変動を抑制すべく、増幅用光ファイ
バ３３からの出力信号を含む光の一部を分離するための
分岐器３１ｃと、該分岐器３１ｃにより分離された光の
パワーを検出するための受光デバイス３８を、さらに備
えたことを特徴としている。
【００５１】上記制御系３７は、増幅用光ファイバ３３
の出力端における増幅光パワーＰOU Tに対する分岐器３
１ａにより分離された光のパワーＰINの比で与えられる
増幅率（ＰOUT／ＰIN）を利用して、ＡＧＣに利用され
る上記一次式（２）中の定数ａ及びｂを更新する。
の出力端における増幅光パワーＰOU Tに対する分岐器３
１ａにより分離された光のパワーＰINの比で与えられる
増幅率（ＰOUT／ＰIN）を利用して、ＡＧＣに利用され
る上記一次式（２）中の定数ａ及びｂを更新する。
【００５２】さらに、この発明に係る光増幅器は、種々
の変形が可能である。例えば、複数段の増幅部を備えた
光増幅器はよくある。そのような構成においても各段の
増幅部直前に遅延媒体を挿入するのは、光増幅器内での
伝送損失が増大するため、雑音特性の劣化を引き起こす
ので好ましくない。
の変形が可能である。例えば、複数段の増幅部を備えた
光増幅器はよくある。そのような構成においても各段の
増幅部直前に遅延媒体を挿入するのは、光増幅器内での
伝送損失が増大するため、雑音特性の劣化を引き起こす
ので好ましくない。
【００５３】そこで、第４実施形態に係る光増幅器は、
初段の増幅部の直前にだけ遅延媒体を挿入しておき、該
遅延媒体に到達する前の信号パワーを検出し、その検出
結果に基づいて各段の増幅部ごとに励起光パワーを調節
する構造を備える。
初段の増幅部の直前にだけ遅延媒体を挿入しておき、該
遅延媒体に到達する前の信号パワーを検出し、その検出
結果に基づいて各段の増幅部ごとに励起光パワーを調節
する構造を備える。
【００５４】図５は、この発明に係る光増幅器の第４実
施形態の構成を示す図である。この図５において、第４
実施形態に係る光増幅器４０は、光伝送路中を伝搬して
きた信号の進行方向にそって、該信号を含む光の一部を
分離するための分岐器４１と、遅延媒体４２と、複数段
の増幅部４３ａ〜４３ｃ（ぞれぞれ増幅用光ファイバと
励起光光源を備える）と、受光デバイス４４と、これら
複数段の増幅部４３ａ〜４３ｃをそれぞれ制御するため
の制御系４５を備える。
施形態の構成を示す図である。この図５において、第４
実施形態に係る光増幅器４０は、光伝送路中を伝搬して
きた信号の進行方向にそって、該信号を含む光の一部を
分離するための分岐器４１と、遅延媒体４２と、複数段
の増幅部４３ａ〜４３ｃ（ぞれぞれ増幅用光ファイバと
励起光光源を備える）と、受光デバイス４４と、これら
複数段の増幅部４３ａ〜４３ｃをそれぞれ制御するため
の制御系４５を備える。
【００５５】この第４実施形態に係る光増幅器４０は、
複数段の増幅部４３ａ〜４３ｃの上流側に分岐器４１を
設け、該分岐器４１により分離された光（信号を含む）
の一部をモニタするよう構成されているので、増幅部お
のおのの直前で入力信号のパワー変動を検出する構成よ
りは、速く入力信号のパワー変動を検出することがで
き、入力信号のパワー変動に良好に追随したＡＧＣが可
能になる。また、この第４実施形態に係る光増幅器４０
は、複数段の増幅部４３ａ〜４３ｃにおける入力信号の
パワー変動検出と励起光パワーの調節（制御系４５から
各増幅部４３ａ〜４３ｃに含まれる励起光光源に対して
制御信号ＰP1〜ＰP3が出力される）の各タイミングを見
かけ上一致させるべく、分岐器４１と初段の増幅部４３
ａとの間に遅延媒体４２が設けられている。
複数段の増幅部４３ａ〜４３ｃの上流側に分岐器４１を
設け、該分岐器４１により分離された光（信号を含む）
の一部をモニタするよう構成されているので、増幅部お
のおのの直前で入力信号のパワー変動を検出する構成よ
りは、速く入力信号のパワー変動を検出することがで
き、入力信号のパワー変動に良好に追随したＡＧＣが可
能になる。また、この第４実施形態に係る光増幅器４０
は、複数段の増幅部４３ａ〜４３ｃにおける入力信号の
パワー変動検出と励起光パワーの調節（制御系４５から
各増幅部４３ａ〜４３ｃに含まれる励起光光源に対して
制御信号ＰP1〜ＰP3が出力される）の各タイミングを見
かけ上一致させるべく、分岐器４１と初段の増幅部４３
ａとの間に遅延媒体４２が設けられている。
【００５６】このように遅延媒体４２の下流側に複数段
の増幅部４３ａ〜４３ｃを備えた、第４実施形態の光増
幅器４０は、ＯＡＤＭ（Optical Add/Drop Multiplexe
r）やＯＸＣ（Optical Cross Connect）等が挿入された
ＷＤＭ伝送システムに適している。
の増幅部４３ａ〜４３ｃを備えた、第４実施形態の光増
幅器４０は、ＯＡＤＭ（Optical Add/Drop Multiplexe
r）やＯＸＣ（Optical Cross Connect）等が挿入された
ＷＤＭ伝送システムに適している。
【００５７】なお、ＯＡＤＭやＯＸＣが導入されたＷＤ
Ｍ伝送システムでは、光増幅器の入力信号のパワー変動
が信号チャネル数の変動に起因して急峻に変化するケー
スが頻繁に発生する。そのような場合、適用される光増
幅器は高速で利得を一定に維持するよう制御することが
要求される。この第４実施形態に係る光増幅器４０によ
れば、複数段の増幅部４３ａ〜４３ｃおのおのへの入力
信号のパワー変動を増幅前に検知できるとともに、過渡
的な出力信号パワーの変動を効果的に抑制することがで
きる。
Ｍ伝送システムでは、光増幅器の入力信号のパワー変動
が信号チャネル数の変動に起因して急峻に変化するケー
スが頻繁に発生する。そのような場合、適用される光増
幅器は高速で利得を一定に維持するよう制御することが
要求される。この第４実施形態に係る光増幅器４０によ
れば、複数段の増幅部４３ａ〜４３ｃおのおのへの入力
信号のパワー変動を増幅前に検知できるとともに、過渡
的な出力信号パワーの変動を効果的に抑制することがで
きる。
【００５８】さらに、この発明に係る光増幅器は、遅延
媒体に入力される信号を事前に増幅する構成を備えても
よい。
媒体に入力される信号を事前に増幅する構成を備えても
よい。
【００５９】図６は、この発明に係る光増幅器の第５実
施形態の構成を示す図である。
施形態の構成を示す図である。
【００６０】この第５実施形態に係る光増幅器５０で
は、基本的には第１実施形態と同様に、信号の進行方向
に沿って分岐器５１ａ、遅延媒体５２、光アイソレータ
５４ａ、合波器５１ｂ、増幅用光ファイバ５３、光アイ
ソレータ５４ｂが順次配置され、これらにより光伝送路
の一部が構成されている。また、分岐器５１ａにより分
離された光のパワー変動をモニタするため受光デバイス
５５、合波器５１ｂを介して増幅用光ファイバ５３へ励
起光を供給するための励起光源５６が設けられ、制御系
５７が受光デバイス５５を介して入力信号のパワー変動
を検出し、励起光光源５６を制御（ＡＧＣ）するよう構
成されている。
は、基本的には第１実施形態と同様に、信号の進行方向
に沿って分岐器５１ａ、遅延媒体５２、光アイソレータ
５４ａ、合波器５１ｂ、増幅用光ファイバ５３、光アイ
ソレータ５４ｂが順次配置され、これらにより光伝送路
の一部が構成されている。また、分岐器５１ａにより分
離された光のパワー変動をモニタするため受光デバイス
５５、合波器５１ｂを介して増幅用光ファイバ５３へ励
起光を供給するための励起光源５６が設けられ、制御系
５７が受光デバイス５５を介して入力信号のパワー変動
を検出し、励起光光源５６を制御（ＡＧＣ）するよう構
成されている。
【００６１】特に、この第５実施形態に係る光増幅器５
０では、分岐器５１ａの上流に、検出前の入力信号を増
幅するための増幅部５８（増幅用光ファイバ５８ａを含
む）が設けられたことを特徴としている。この増幅部５
８と分岐器５１ａとの間には可変減衰器及び利得等化器
のいずれかからなる光学デバイス５９が配置されてい
る。したがって、この第５実施形態に係る光増幅器５０
は、少なくとも遅延媒体５２と、該遅延媒体５２を挟む
ように配置された２つの増幅用光ファイバ５３、５８ａ
により光伝送路の一部が構成されている。
０では、分岐器５１ａの上流に、検出前の入力信号を増
幅するための増幅部５８（増幅用光ファイバ５８ａを含
む）が設けられたことを特徴としている。この増幅部５
８と分岐器５１ａとの間には可変減衰器及び利得等化器
のいずれかからなる光学デバイス５９が配置されてい
る。したがって、この第５実施形態に係る光増幅器５０
は、少なくとも遅延媒体５２と、該遅延媒体５２を挟む
ように配置された２つの増幅用光ファイバ５３、５８ａ
により光伝送路の一部が構成されている。
【００６２】以上の構成を備えた第５実施形態の光増幅
器５０によっても、入力信号のパワー変動を増幅前に検
知できるとともに、過渡的な出力信号パワーの変動を効
果的に抑制することができる。
器５０によっても、入力信号のパワー変動を増幅前に検
知できるとともに、過渡的な出力信号パワーの変動を効
果的に抑制することができる。
【００６３】さらに、発明者は、信号チャネル数の変化
に対する励起光パワーの変化遅れに起因した出力信号の
過渡的なパワー変動を、異なる励起光波長ごとに評価し
た。図７は、その実験系の構造を示す図である。
に対する励起光パワーの変化遅れに起因した出力信号の
過渡的なパワー変動を、異なる励起光波長ごとに評価し
た。図７は、その実験系の構造を示す図である。
【００６４】図７の実験系は、変動信号として８チャネ
ルの信号をそれぞれ出力する光源６２ａ、残留信号とし
て１チャネルの信号を出力する可変長光源６２ｂ、光源
６２ａからの８チャネル信号を合波する合波器６１ａ、
合波器６１ａからの合波信号を通過させるか、あるいは
遮断するためのＡＯＭ（Acousto-Optic Modulator）６
３、光源６２ａからの変動信号を減衰させるための可変
減衰器６４ａ、可変長光源６２ｂからの残留信号を減衰
させるための可変減衰器６４ｂ、変動信号と残留信号を
合波するためのファイバ・カプラ６５、ファイバ・カプ
ラ６５を通過した光を増幅するための光増幅器としての
ＥＤＦＡ６６、ＥＤＦＡ６６により増幅された信号を各
波長ごとに分離するための分波器６１ｂ、ＥＤＦＡ６６
に入力される前の信号を受光するための受光デバイス６
７ｂ、分波器６１ｂにより分離された残留信号を受光す
るための受光デバイス６１ａ、受光デバイス６７ａ、６
７ｂの各信号をモニタするオシロスコープ６８、及び制
御系６９を備える。
ルの信号をそれぞれ出力する光源６２ａ、残留信号とし
て１チャネルの信号を出力する可変長光源６２ｂ、光源
６２ａからの８チャネル信号を合波する合波器６１ａ、
合波器６１ａからの合波信号を通過させるか、あるいは
遮断するためのＡＯＭ（Acousto-Optic Modulator）６
３、光源６２ａからの変動信号を減衰させるための可変
減衰器６４ａ、可変長光源６２ｂからの残留信号を減衰
させるための可変減衰器６４ｂ、変動信号と残留信号を
合波するためのファイバ・カプラ６５、ファイバ・カプ
ラ６５を通過した光を増幅するための光増幅器としての
ＥＤＦＡ６６、ＥＤＦＡ６６により増幅された信号を各
波長ごとに分離するための分波器６１ｂ、ＥＤＦＡ６６
に入力される前の信号を受光するための受光デバイス６
７ｂ、分波器６１ｂにより分離された残留信号を受光す
るための受光デバイス６１ａ、受光デバイス６７ａ、６
７ｂの各信号をモニタするオシロスコープ６８、及び制
御系６９を備える。
【００６５】なお、制御系６９が制御するＡＯＭ６３の
変調周波数は１ｋＨｚである。また、信号チャネル数変
化による１５ｄＢの入力レベル変動（例えば、信号チャ
ネル数が３２から１に変動するような場合）が起こった
場合の、残留信号パワーの過渡応答特性を調べるため、
８チャネルの変動信号の１チャネル当たりの入力レベル
は−１０．１７ｄＢｍ／ｃｈ、残留信号の入力レベルは
−１６ｄＢｍ／ｃｈに設定されている。変動信号の各波
長は、１５３３．４ｎｍ、１５３６．６ｎｍ、１５３
９．７ｎｍ、１５４２．９ｎｍ、１５５０．１ｎｍ、１
５５３．３ｎｍ、１５５６．５ｎｍ、１５５９．７ｎｍ
である。この実験において、残留信号の波長は１５３
１．８ｎｍから１５６１．４ｎｍまで変化させた。
変調周波数は１ｋＨｚである。また、信号チャネル数変
化による１５ｄＢの入力レベル変動（例えば、信号チャ
ネル数が３２から１に変動するような場合）が起こった
場合の、残留信号パワーの過渡応答特性を調べるため、
８チャネルの変動信号の１チャネル当たりの入力レベル
は−１０．１７ｄＢｍ／ｃｈ、残留信号の入力レベルは
−１６ｄＢｍ／ｃｈに設定されている。変動信号の各波
長は、１５３３．４ｎｍ、１５３６．６ｎｍ、１５３
９．７ｎｍ、１５４２．９ｎｍ、１５５０．１ｎｍ、１
５５３．３ｎｍ、１５５６．５ｎｍ、１５５９．７ｎｍ
である。この実験において、残留信号の波長は１５３
１．８ｎｍから１５６１．４ｎｍまで変化させた。
【００６６】また、用意された光増幅器６６は、励起光
波長０．９８μｍの前方励起型ＥＤＦＡと、励起光波長
１．４８μｍの前方励起型ＥＤＦＡである。
波長０．９８μｍの前方励起型ＥＤＦＡと、励起光波長
１．４８μｍの前方励起型ＥＤＦＡである。
【００６７】励起光波長０．９８μｍの前方励起型ＥＤ
ＦＡは、図８（ａ）に示されたように、信号を含む光の
一部を分離するためのカプラ６６１（分波器）、増幅前
の信号を受光するための受光デバイス６６２、光アイソ
レータ６６３、波長０．９８μｍの励起光を供給するた
めの励起光光源６６５、信号と波長０．９８μｍの励起
光を合波するための合波器６６４、Ｅｒが添加された増
幅用光ファイバ６６６（ＥＤＦ）、光アイソレータ６６
７、利得等価器（ＧＥＱ）６６８、増幅された信号を含
む光の一部を分離するためのカプラ６６９、及びカプラ
６６９により分離された光を受光するための受光デバイ
ス６７０を備える。なお、この励起光波長０．９８μｍ
の前方励起型ＥＤＦＡは、パワーレベル−１ｄＢｍの入
力信号に対してパワーレベル＋１２．５ｄＢｍの利得が
得られるよう調節されている。
ＦＡは、図８（ａ）に示されたように、信号を含む光の
一部を分離するためのカプラ６６１（分波器）、増幅前
の信号を受光するための受光デバイス６６２、光アイソ
レータ６６３、波長０．９８μｍの励起光を供給するた
めの励起光光源６６５、信号と波長０．９８μｍの励起
光を合波するための合波器６６４、Ｅｒが添加された増
幅用光ファイバ６６６（ＥＤＦ）、光アイソレータ６６
７、利得等価器（ＧＥＱ）６６８、増幅された信号を含
む光の一部を分離するためのカプラ６６９、及びカプラ
６６９により分離された光を受光するための受光デバイ
ス６７０を備える。なお、この励起光波長０．９８μｍ
の前方励起型ＥＤＦＡは、パワーレベル−１ｄＢｍの入
力信号に対してパワーレベル＋１２．５ｄＢｍの利得が
得られるよう調節されている。
【００６８】一方、励起光波長１．４８μｍの前方励起
型ＥＤＦＡは、図８（ｂ）に示されたように、信号を含
む光の一部を分離するためのカプラ６６１（分波器）、
増幅前の信号を受光するための受光デバイス６６２、光
アイソレータ６６３、波長０．９８μｍの励起光を供給
するための励起光光源６６５、信号と波長０．９８μｍ
の励起光を合波するための合波器６６４、Ｅｒが添加さ
れた増幅用光ファイバ６６６（ＥＤＦ）、分波器６７
１、光アイソレータ６６７、利得等価器（ＧＥＱ）６６
８、増幅された信号を含むｈかりの一部を分離するため
のカプラ６６９、及びカプラ６６９により分離された光
を受光するための受光デバイス６７０を備える。なお、
この励起光波長１．４８μｍの前方励起型ＥＤＦＡは、
パワーレベル−１ｄＢｍの入力信号に対してパワーレベ
ル＋１１．４ｄＢｍの利得が得られるよう調節されてい
る。
型ＥＤＦＡは、図８（ｂ）に示されたように、信号を含
む光の一部を分離するためのカプラ６６１（分波器）、
増幅前の信号を受光するための受光デバイス６６２、光
アイソレータ６６３、波長０．９８μｍの励起光を供給
するための励起光光源６６５、信号と波長０．９８μｍ
の励起光を合波するための合波器６６４、Ｅｒが添加さ
れた増幅用光ファイバ６６６（ＥＤＦ）、分波器６７
１、光アイソレータ６６７、利得等価器（ＧＥＱ）６６
８、増幅された信号を含むｈかりの一部を分離するため
のカプラ６６９、及びカプラ６６９により分離された光
を受光するための受光デバイス６７０を備える。なお、
この励起光波長１．４８μｍの前方励起型ＥＤＦＡは、
パワーレベル−１ｄＢｍの入力信号に対してパワーレベ
ル＋１１．４ｄＢｍの利得が得られるよう調節されてい
る。
【００６９】図８（ａ）及び図８（ｂ）のＥＤＦＡ６６
いずれにおいても、制御系６９は、ＡＯＭ６３に同期し
て励起光源６６５を駆動させる。また、制御系６９は、
信号チャネル数の変化に対する励起光パワー変化の遅延
時間Δｔは、図９に示されたように、制御系６９が、Ａ
ＯＭ６３への制御信号の位相と励起光源６６５への制御
信号の位相を調節することにより変化させられる。な
お、図９（ａ）は、入力光パワーの時間応答を示し、図
９（ｂ）は、励起光パワーの時間Δｔだけ遅延した時間
応答を示すグラフである。
いずれにおいても、制御系６９は、ＡＯＭ６３に同期し
て励起光源６６５を駆動させる。また、制御系６９は、
信号チャネル数の変化に対する励起光パワー変化の遅延
時間Δｔは、図９に示されたように、制御系６９が、Ａ
ＯＭ６３への制御信号の位相と励起光源６６５への制御
信号の位相を調節することにより変化させられる。な
お、図９（ａ）は、入力光パワーの時間応答を示し、図
９（ｂ）は、励起光パワーの時間Δｔだけ遅延した時間
応答を示すグラフである。
【００７０】図１０（ａ）には、図８（ａ）に示された
励起光波長０．９８μｍの前方励起型ＥＤＦＡについ
て、波長１５５１．７ｎｍの残留信号に対する過渡応答
特性が示されている。また、図１０（ｂ）には、図８
（ｂ）に示された励起光波長１．４８μｍの前方励起型
ＥＤＦＡについて、波長１５５１．７ｎｍの残留信号に
対する過渡応答特性が示されている。なお、信号チャネ
ル数の変動に対する励起光パワー変化の遅延時間は０
（信号チャネル数の変動と同時に励起光パワーを変化さ
せた場合）である。
励起光波長０．９８μｍの前方励起型ＥＤＦＡについ
て、波長１５５１．７ｎｍの残留信号に対する過渡応答
特性が示されている。また、図１０（ｂ）には、図８
（ｂ）に示された励起光波長１．４８μｍの前方励起型
ＥＤＦＡについて、波長１５５１．７ｎｍの残留信号に
対する過渡応答特性が示されている。なお、信号チャネ
ル数の変動に対する励起光パワー変化の遅延時間は０
（信号チャネル数の変動と同時に励起光パワーを変化さ
せた場合）である。
【００７１】この測定結果から分かるように、励起光波
長０．９８μｍの前方励起型ＥＤＦＡでは０．２ｄＢの
オーバーシュートが生じているのに対し（図１０（ａ）
参照）、励起光波長１．４８μｍの前方励起型ＥＤＦＡ
では、ほとんどオーバーシュートが生じていない（図１
０（ｂ）参照）。
長０．９８μｍの前方励起型ＥＤＦＡでは０．２ｄＢの
オーバーシュートが生じているのに対し（図１０（ａ）
参照）、励起光波長１．４８μｍの前方励起型ＥＤＦＡ
では、ほとんどオーバーシュートが生じていない（図１
０（ｂ）参照）。
【００７２】また、図１１（ａ）には、図８（ａ）に示
された励起光波長０．９８μｍの前方励起型ＥＤＦＡ
の、波長１５３１．７ｎｍ〜１５６１．４ｎｍの各残留
信号に対する過渡的なパワー変動の遅延時間依存性、図
１１（ｂ）には、図８（ｂ）に示された励起光波長１．
４８μｍの前方励起型ＥＤＦＡの、波長１５３１．７ｎ
ｍ〜１５６１．４ｎｍの各残留信号に対する過渡的なパ
ワー変動の遅延時間依存性がそれぞれ示されている。な
お、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）において、横軸の遅
延時間は、マイナスのとき信号チャネル数の変動よりも
励起光パワーの変動の方が早いことを意味し、プラスの
とき信号チャネル数の変動の方が励起光パワーの変動よ
りも早いことを意味する。また、図１１（ａ）におい
て、グラフＧ１０１０は、波長１５３１．７ｎｍの残留
信号に対するパワー変動、グラフＧ１０２０は、波長１
５４１．３ｎｍの残留信号に対するパワー変動、グラフ
Ｇ１０３０は、波長１５５１．７ｎｍの残留信号に対す
るパワー変動、そしてグラフＧ１０４０は、波長１５６
１．４ｎｍの残留信号に対するパワー変動をそれぞれ示
す。図１１（ｂ）において、グラフＧ２０１０は、波長
１５３１．７ｎｍの残留信号に対するパワー変動、グラ
フＧ２０２０は、波長１５４１．３ｎｍの残留信号に対
するパワー変動、グラフＧ２０３０は、波長１５５１．
７ｎｍの残留信号に対するパワー変動、そしてグラフＧ
２０４０は、波長１５６１．４ｎｍの残留信号に対する
パワー変動をそれぞれ示す。
された励起光波長０．９８μｍの前方励起型ＥＤＦＡ
の、波長１５３１．７ｎｍ〜１５６１．４ｎｍの各残留
信号に対する過渡的なパワー変動の遅延時間依存性、図
１１（ｂ）には、図８（ｂ）に示された励起光波長１．
４８μｍの前方励起型ＥＤＦＡの、波長１５３１．７ｎ
ｍ〜１５６１．４ｎｍの各残留信号に対する過渡的なパ
ワー変動の遅延時間依存性がそれぞれ示されている。な
お、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）において、横軸の遅
延時間は、マイナスのとき信号チャネル数の変動よりも
励起光パワーの変動の方が早いことを意味し、プラスの
とき信号チャネル数の変動の方が励起光パワーの変動よ
りも早いことを意味する。また、図１１（ａ）におい
て、グラフＧ１０１０は、波長１５３１．７ｎｍの残留
信号に対するパワー変動、グラフＧ１０２０は、波長１
５４１．３ｎｍの残留信号に対するパワー変動、グラフ
Ｇ１０３０は、波長１５５１．７ｎｍの残留信号に対す
るパワー変動、そしてグラフＧ１０４０は、波長１５６
１．４ｎｍの残留信号に対するパワー変動をそれぞれ示
す。図１１（ｂ）において、グラフＧ２０１０は、波長
１５３１．７ｎｍの残留信号に対するパワー変動、グラ
フＧ２０２０は、波長１５４１．３ｎｍの残留信号に対
するパワー変動、グラフＧ２０３０は、波長１５５１．
７ｎｍの残留信号に対するパワー変動、そしてグラフＧ
２０４０は、波長１５６１．４ｎｍの残留信号に対する
パワー変動をそれぞれ示す。
【００７３】これら図１１（ａ）及び図１１（ｂ）の結
果から、遅延時間の増加に起因したパワー変動の増加
は、残留信号の波長が短くなるほど大きくなり、このよ
うな現象は励起光の波長には依存しないこと、励起光
波長１．４８μｍの前方励起型ＥＤＦＡでは、信号チャ
ネル数の変動と同時に励起光パワーを必要量変動させる
と、過渡的なパワー変動を十分に抑制することができる
こと、励起光波長０．９８μｍの前方励起型ＥＤＦＡ
では、信号チャネル数の変動と同時に励起光パワーを必
要量変動させても、過渡的なパワー変動を十分に抑制で
きないこと、そして、信号チャネル数変の検出時から
信号が遅延媒体を介して増幅用光ファイバの入力端に到
達する間での時間よりも励起光パワーの変動開始時間を
２μｓ程度早くなるよう設定された場合、過渡的なパワ
ー変動を抑制できる可能性があること、などが分かる。
果から、遅延時間の増加に起因したパワー変動の増加
は、残留信号の波長が短くなるほど大きくなり、このよ
うな現象は励起光の波長には依存しないこと、励起光
波長１．４８μｍの前方励起型ＥＤＦＡでは、信号チャ
ネル数の変動と同時に励起光パワーを必要量変動させる
と、過渡的なパワー変動を十分に抑制することができる
こと、励起光波長０．９８μｍの前方励起型ＥＤＦＡ
では、信号チャネル数の変動と同時に励起光パワーを必
要量変動させても、過渡的なパワー変動を十分に抑制で
きないこと、そして、信号チャネル数変の検出時から
信号が遅延媒体を介して増幅用光ファイバの入力端に到
達する間での時間よりも励起光パワーの変動開始時間を
２μｓ程度早くなるよう設定された場合、過渡的なパワ
ー変動を抑制できる可能性があること、などが分かる。
【００７４】上記項目は、ＥＤＦＡにおいて、信号波
長が短くなるほど過渡応答が高速になるためである。上
記項目の結果から、励起波長１．４８μｍの前方励起
型ＥＤＦＡにおいて、ＡＧＣによる制御回路の高速化が
行われれば、理想的には応答時間を０にすることで、過
渡的なパワー変動を抑制できることが分かる（ただし、
制御回路の応答時間を０にすることは現実的ではな
い）。また。上記項目及びの結果から、励起波長
０．９８μｍの前方励起型ＥＤＦＡでは、ＡＧＣにより
ＥＤＦＡの応答時間を０しても過渡的なパワー変動を抑
制することはできないが、入力信号のパワー変動を予知
して増幅用光ファイバの入力端において発生する信号チ
ャネルの変動よりも２μｓ程度早く励起光パワーを制御
することにより、過渡的なパワー変動を抑制できる可能
性があることが分かる。
長が短くなるほど過渡応答が高速になるためである。上
記項目の結果から、励起波長１．４８μｍの前方励起
型ＥＤＦＡにおいて、ＡＧＣによる制御回路の高速化が
行われれば、理想的には応答時間を０にすることで、過
渡的なパワー変動を抑制できることが分かる（ただし、
制御回路の応答時間を０にすることは現実的ではな
い）。また。上記項目及びの結果から、励起波長
０．９８μｍの前方励起型ＥＤＦＡでは、ＡＧＣにより
ＥＤＦＡの応答時間を０しても過渡的なパワー変動を抑
制することはできないが、入力信号のパワー変動を予知
して増幅用光ファイバの入力端において発生する信号チ
ャネルの変動よりも２μｓ程度早く励起光パワーを制御
することにより、過渡的なパワー変動を抑制できる可能
性があることが分かる。
【００７５】なお、以上のような励起光波長によるＥＤ
ＦＡの応答時間の差は、励起波長０．９８μｍの前方励
起型ＥＤＦＡが２準位モデルであるのに対し、励起波長
１．４８μｍの前方励起型ＥＤＦＡが３準位モデルであ
り、かつ4Ｉ11/2励起準位が約数μｓ程度の緩和時間を
もているためと考えられる。
ＦＡの応答時間の差は、励起波長０．９８μｍの前方励
起型ＥＤＦＡが２準位モデルであるのに対し、励起波長
１．４８μｍの前方励起型ＥＤＦＡが３準位モデルであ
り、かつ4Ｉ11/2励起準位が約数μｓ程度の緩和時間を
もているためと考えられる。
【００７６】上述の図１０及び図１１の結果から、励起
波長０．９８μｍの前方励起型ＥＤＦＡでは、信号チャ
ネル数の変動を信号が増幅用光ファイバの入力端に到達
する前に予知して、励起光パワーを制御する必要があ
る。
波長０．９８μｍの前方励起型ＥＤＦＡでは、信号チャ
ネル数の変動を信号が増幅用光ファイバの入力端に到達
する前に予知して、励起光パワーを制御する必要があ
る。
【００７７】そこで、この発明に係る光増幅器では、遅
延媒体を利用して信号チャネル数の変動検知から信号が
増幅用光ファイバの入力端に到達する間での時間が調節
される。図１２（ａ）は、比較例として、図４に示され
た光増幅器（ＥＤＦＡ）のうち遅延媒体３２が除去され
たＥＤＦＡの過渡応答特性を示し、図１２（ｂ）は、遅
延媒体３２として４００ｍのシングルモード光ファイバ
が適用されたＥＤＦＡの、波長１５５１．７ｎｍの残留
信号に対する過渡応答特性を示す。なお、遅延媒体３２
として適用された４００ｍのシングルモード光ファイバ
は、信号伝搬時間に約２μｓの遅延を与える。
延媒体を利用して信号チャネル数の変動検知から信号が
増幅用光ファイバの入力端に到達する間での時間が調節
される。図１２（ａ）は、比較例として、図４に示され
た光増幅器（ＥＤＦＡ）のうち遅延媒体３２が除去され
たＥＤＦＡの過渡応答特性を示し、図１２（ｂ）は、遅
延媒体３２として４００ｍのシングルモード光ファイバ
が適用されたＥＤＦＡの、波長１５５１．７ｎｍの残留
信号に対する過渡応答特性を示す。なお、遅延媒体３２
として適用された４００ｍのシングルモード光ファイバ
は、信号伝搬時間に約２μｓの遅延を与える。
【００７８】図１２（ａ）から分かるように、遅延媒体
を有さないＥＤＦＡでは、出力信号のパワー変動に約
０．２ｄＢのオーバーシュートが生じている。一方、図
１２（ｂ）から分かるように、遅延媒体として約２μｓ
の遅延を与える４００ｍのシングルモード光ファイバを
有するＥＤＦＡでは、約０．１ｄＢ程度のアンダーシュ
ートを生じているが、オーバーシュートを焼く０．１ｄ
Ｂ程度に抑制されている。これにより、遅延媒体３２と
してシングルモード光ファイバが適用されたＥＤＡで
は、過渡的なパワー変動幅は変わらないが、最大パワー
変動値が低減される。したがって、複数の光増幅器が多
段接続された光通信システムでは、過渡的なパワー変動
が累積することを考慮すると（Sun文献参照）、パワー
変動の幅は変化しなくとも最大パワー変動値が小さく抑
えられる当該光増幅器が適用される方がより、複数の光
増幅器が多段接続される光通信システムに適しているこ
とが分かる。
を有さないＥＤＦＡでは、出力信号のパワー変動に約
０．２ｄＢのオーバーシュートが生じている。一方、図
１２（ｂ）から分かるように、遅延媒体として約２μｓ
の遅延を与える４００ｍのシングルモード光ファイバを
有するＥＤＦＡでは、約０．１ｄＢ程度のアンダーシュ
ートを生じているが、オーバーシュートを焼く０．１ｄ
Ｂ程度に抑制されている。これにより、遅延媒体３２と
してシングルモード光ファイバが適用されたＥＤＡで
は、過渡的なパワー変動幅は変わらないが、最大パワー
変動値が低減される。したがって、複数の光増幅器が多
段接続された光通信システムでは、過渡的なパワー変動
が累積することを考慮すると（Sun文献参照）、パワー
変動の幅は変化しなくとも最大パワー変動値が小さく抑
えられる当該光増幅器が適用される方がより、複数の光
増幅器が多段接続される光通信システムに適しているこ
とが分かる。
【００７９】なお、遅延媒体としての光ファイバは、長
さ当たりの損失が小さい方がより好ましい。光増幅器の
雑音特性の劣化を最小限に抑制できるからである。ま
た、遅延媒体には、曲げ損失による損失増加が小さい光
ファイバが適している。曲げ損失の小さい光ファイバが
遅延媒体として適用されることにより、当該光増幅器自
体の小型化が実現できるからである。特に、遅延媒体と
して純石英コアファイバが適用されれば、低損失かつ小
型の光増幅器が実現可能になる。
さ当たりの損失が小さい方がより好ましい。光増幅器の
雑音特性の劣化を最小限に抑制できるからである。ま
た、遅延媒体には、曲げ損失による損失増加が小さい光
ファイバが適している。曲げ損失の小さい光ファイバが
遅延媒体として適用されることにより、当該光増幅器自
体の小型化が実現できるからである。特に、遅延媒体と
して純石英コアファイバが適用されれば、低損失かつ小
型の光増幅器が実現可能になる。
【００８０】また、励起波長１．４８μｍのＥＤＦＡに
おいて、信号チャネル数の変動と同時に励起光パワーを
変化させれば、いわゆる制御回路の応答時間を０にする
ことにより過渡的なパワー変動を抑制することはできる
が、実際には該制御回路の応答時間を１μｓ以下に短縮
することは非常に難しい。したがって、このような励起
波長１．４８μｍのＥＤＦＡでも、遅延媒体により相当
時間の遅延時間を信号に与えることにより効率的に出力
信号のパワー変動を抑制することができ、制御回路の応
答時間も緩和される。
おいて、信号チャネル数の変動と同時に励起光パワーを
変化させれば、いわゆる制御回路の応答時間を０にする
ことにより過渡的なパワー変動を抑制することはできる
が、実際には該制御回路の応答時間を１μｓ以下に短縮
することは非常に難しい。したがって、このような励起
波長１．４８μｍのＥＤＦＡでも、遅延媒体により相当
時間の遅延時間を信号に与えることにより効率的に出力
信号のパワー変動を抑制することができ、制御回路の応
答時間も緩和される。
【００８１】複数の光増幅器が多段接続された光通信シ
ステムでは、信号パワーの変動が累積することから、こ
のような光増幅器が多段接続された光通信システムやＯ
ＡＤＭ、ＯＸＣ等の光合分波構造を有する光通信システ
ムに、遅延媒体が増幅用光ファイバの前段に適用された
当該光増幅器が適用されれば、１段当たりの信号パワー
の変動をより小さくできる。
ステムでは、信号パワーの変動が累積することから、こ
のような光増幅器が多段接続された光通信システムやＯ
ＡＤＭ、ＯＸＣ等の光合分波構造を有する光通信システ
ムに、遅延媒体が増幅用光ファイバの前段に適用された
当該光増幅器が適用されれば、１段当たりの信号パワー
の変動をより小さくできる。
【００８２】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、入力信
号のパワー変動の検出タイミングと励起光パワーの制御
開始タイミングとのずれを縮小させるフィードフォーワ
ード制御を可能にすべく、増幅用光ファイバの上流に３
ｄＢ以下の挿入損失を有する遅延媒体を備えたので、該
入力信号のパワー変動の検出タイミングと該励起光パワ
ーの制御開始タイミングとのずれにより生じる増幅用光
ファイバから出力された増幅信号の過渡的なパワー変動
が効果的に抑制される。また、上記遅延媒体の挿入損失
は３ｄＢ以下であるため、当該光増幅器の雑音指数が改
善されるという効果がある。
号のパワー変動の検出タイミングと励起光パワーの制御
開始タイミングとのずれを縮小させるフィードフォーワ
ード制御を可能にすべく、増幅用光ファイバの上流に３
ｄＢ以下の挿入損失を有する遅延媒体を備えたので、該
入力信号のパワー変動の検出タイミングと該励起光パワ
ーの制御開始タイミングとのずれにより生じる増幅用光
ファイバから出力された増幅信号の過渡的なパワー変動
が効果的に抑制される。また、上記遅延媒体の挿入損失
は３ｄＢ以下であるため、当該光増幅器の雑音指数が改
善されるという効果がある。
【００８３】さらに、励起光波長に対応して遅延媒体に
よる遅延時間を適宜調節することにより、当該光増幅器
から出力される出力信号の過渡的なパワー変動を効果的
に抑制することができるという効果がある。
よる遅延時間を適宜調節することにより、当該光増幅器
から出力される出力信号の過渡的なパワー変動を効果的
に抑制することができるという効果がある。
【図１】この発明に係る光増幅器の第１実施形態の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図２】この発明に係る光ファイバモジュールの具体的
な構成を示す図である。
な構成を示す図である。
【図３】この発明に係る光増幅器の第２実施形態の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図４】この発明に係る光増幅器の第３実施形態の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図５】この発明に係る光増幅器の第４実施形態の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図６】この発明に係る光増幅器の第５実施形態の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図７】信号チャネル数の変化に対する励起光パワー変
化の遅れに起因した出力信号の過渡的なパワー変動量を
評価するための実験系の構造を示す図である。
化の遅れに起因した出力信号の過渡的なパワー変動量を
評価するための実験系の構造を示す図である。
【図８】図７に示された実験系に適用される光増幅器
（ＥＤＦＡ）として、波長０．９８μｍの励起光を利用
した光増幅器（ａ）と、波長１．４８μｍの励起光を利
用した光増幅器（ｂ）の各構造を示す図である。
（ＥＤＦＡ）として、波長０．９８μｍの励起光を利用
した光増幅器（ａ）と、波長１．４８μｍの励起光を利
用した光増幅器（ｂ）の各構造を示す図である。
【図９】図７に示された実験系におけるトータル入力パ
ワー（ａ）と励起光パワー（ｂ）の時間応答を示すグラ
フである。
ワー（ａ）と励起光パワー（ｂ）の時間応答を示すグラ
フである。
【図１０】図８（ａ）に示された励起光波長０．９８μ
ｍの光増幅器（ａ）と、図８（ｂ）に示された励起光波
長１．４８μｍの光増幅器（ｂ）のそれぞれについて、
波長１５５１．７ｎｍの残留信号に対する過渡応答特性
を示すグラフである。
ｍの光増幅器（ａ）と、図８（ｂ）に示された励起光波
長１．４８μｍの光増幅器（ｂ）のそれぞれについて、
波長１５５１．７ｎｍの残留信号に対する過渡応答特性
を示すグラフである。
【図１１】図８（ａ）に示された励起光波長０．９８μ
ｍの光増幅器（ａ）と、図８（ｂ）に示された励起光波
長１．４８μｍの光増幅器（ｂ）のそれぞれについて、
波長１５３１．７ｎｍ〜１５６１．４ｎｍの各残留信号
に対する過渡的なパワー変動の遅延時間依存性を示すグ
ラフである。
ｍの光増幅器（ａ）と、図８（ｂ）に示された励起光波
長１．４８μｍの光増幅器（ｂ）のそれぞれについて、
波長１５３１．７ｎｍ〜１５６１．４ｎｍの各残留信号
に対する過渡的なパワー変動の遅延時間依存性を示すグ
ラフである。
【図１２】図４に示された光増幅器に遅延媒体として４
００ｍのシングルモード光ファイバが適用されなかった
場合（ａ）と適用された場合（ｂ）のそれぞれについ
て、波長１５５１．７ｎｍの残留信号に対する過渡応答
特性を示すグラフである。
００ｍのシングルモード光ファイバが適用されなかった
場合（ａ）と適用された場合（ｂ）のそれぞれについ
て、波長１５５１．７ｎｍの残留信号に対する過渡応答
特性を示すグラフである。
【図１３】従来の光増幅器におけるＡＧＣの課題を説明
するためのグラフである。
するためのグラフである。
１０、２０、３０、４０、５０、６６…光増幅器、１
２、２２、３２、４２、５２…遅延媒体、１３、２３、
３３、４３、５３、６６６…増幅用光ファイバ、１４
ａ、２４ａ、３４ａ、４４ａ、５４ａ…分岐器、１５、
２５、３５、４５、５５…受光デバイス、１６、２６、
３６、４６、５６、６６５…励起光光源、１７、２７、
３７、４７、５７、６９…制御系、１５０、１６０…フ
ァイバカプラ。
２、２２、３２、４２、５２…遅延媒体、１３、２３、
３３、４３、５３、６６６…増幅用光ファイバ、１４
ａ、２４ａ、３４ａ、４４ａ、５４ａ…分岐器、１５、
２５、３５、４５、５５…受光デバイス、１６、２６、
３６、４６、５６、６６５…励起光光源、１７、２７、
３７、４７、５７、６９…制御系、１５０、１６０…フ
ァイバカプラ。
───────────────────────────────────────────────────── 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 14/02
Claims (20)
- 【請求項１】 所定の信号波長帯域に含まれる複数チャ
ネルの信号が伝搬する光伝送路上に配置される光増幅器
であって、 前記光伝送路中を伝搬する前記信号を含む光の一部を分
離する第１分岐器と、 前記第１分岐器により分離された光のパワーを検出する
ための第１受光デバイスと、 前記信号を増幅するための増幅用光ファイバと、 前記増幅用光ファイバに所定波長の励起光を供給する励
起光光源と、 前記第１分岐器と前記増幅用光ファイバとの間に設けら
れた遅延媒体と、 前記第１分岐器により分離された光のパワーを前記第１
受光デバイスを介してモニタし、該分離された光のパワ
ー変動に追随して励起光パワーを調節するよう前記励起
光光源を制御する制御系とを備えた光増幅器。 - 【請求項２】 前記遅延媒体は、３ｄＢ以下の挿入損失
を有することを特徴とする請求項１記載の光増幅器。 - 【請求項３】 前記遅延媒体により与えられる信号遅延
時間は、１μｓ以上かつ５０μｓ以下であることを特徴
とする請求項１記載の光増幅器。 - 【請求項４】 前記遅延媒体は、０．２ｋｍ以上かつ１
０ｋｍ以下の長さを有するシングルモード光ファイバを
含むことを特徴とする請求項１記載の光増幅器。 - 【請求項５】 前記遅延媒体は、分散シフト光ファイバ
を含むことを特徴とする請求項４記載の光増幅器。 - 【請求項６】 前記遅延媒体は、前記シングルモード光
ファイバと前記増幅用光ファイバとの間に配置された分
散補償光ファイバを含むことを特徴とする請求項４記載
の光増幅器。 - 【請求項７】 前記遅延媒体により与えられる信号遅延
時間は、パワー変動の検出時から前記励起光光源の制御
開始時までの前記制御系の応答時間よりも長いことを特
徴とする請求項１記載の光増幅器。 - 【請求項８】 前記励起光光源から供給される励起光の
波長は、０．９８μmであることを特徴とする請求項７
記載の光増幅器。 - 【請求項９】 前記遅延媒体により与えられる信号遅延
時間は、前記信号を含む光のパワー変動に起因した当該
光増幅器における利得の、目標利得に対する過渡的変動
に関し、該利得のオーバーシュート量とアンダーシュー
ト量とが略同一になるよう調節されていることを特徴と
する請求項８記載の光増幅器。 - 【請求項１０】 前記遅延媒体により与えられる信号遅
延時間は、パワー変動の検出時から前記励起光光源の制
御開始時までの前記制御系の応答時間と略同一であるこ
とを特徴とする請求項１記載の光増幅器。 - 【請求項１１】 前記励起光光源から供給される励起光
の波長は、１．４８μmであることを特徴とする請求項
１０記載の光増幅器。 - 【請求項１２】 前記遅延媒体により与えられる信号遅
延時間は、前記制御系の、前記第１分岐器により分離さ
れた光をモニタするサンプリング時間よりも長いことを
特徴とする請求項１記載の光増幅器。 - 【請求項１３】 前記制御系は、前記分岐器により分離
された光のパワーＰ INと前記励起光光源から出力される
励起光のパワーＰPとの関係を与える一次式ＰP＝ａ・Ｐ
IN＋ｂ（ａ、ｂは定数）を利用して利得一定制御を行う
ことを特徴とする請求項１記載の光増幅器。 - 【請求項１４】 前記増幅用光ファイバの出力端におけ
る前記信号波長帯域内における信号分布をモニタするた
めのスペクトルアナライザを、さらに備えたことを特徴
とする請求項１３記載の光増幅器。 - 【請求項１５】 前記制御系は、前記増幅用光ファイバ
の出力端における前記信号波長帯域内における信号分布
を検出し、利得一定制御に利用される前記一次式中の定
数ａ及びｂを更新することを特徴とする請求項１４記載
の光増幅器。 - 【請求項１６】 前記制御系は、前記増幅用光ファイバ
の出力端における光のパワーＰOUTに対する前記分岐器
により分離された光のパワーＰINの比で与えられる増幅
率（ＰOUT／ＰIN）を基づいて、利得一定制御に利用さ
れる前記一次式中の定数ａ及びｂを更新することを特徴
とする請求項１３記載の光増幅器。 - 【請求項１７】 前記増幅用光ファイバを通過した増幅
光の一部を分離する第２分岐器と、該第２分岐器により
分離された光のパワーを検出するための第２受光デバイ
スをさらに備えるとともに、 前記制御系は、前記第１及び第２分岐器によりそれぞれ
分離された光のパワーを対応する前記第１及び第２受光
デバイスを介してモニタし、これら第１及び第２受光デ
バイスによる検出結果に基づいて励起光パワーを調節す
るよう前記励起光光源を制御することを特徴とする請求
項１記載の光増幅器。 - 【請求項１８】 少なくともいずれかが、請求項１記載
の光増幅器と同じ構造を有する複数の光増幅器を含む光
通信システム。 - 【請求項１９】 伝送路中を伝搬する多重化された信号
の一部を信号チャネル単位で分離する分岐機能、及び信
号チャネル単位で所定波長の信号あるいは多重化された
信号を前記伝送路中に送出する挿入機能の少なくともい
ずれかを可能にする構造を備えた請求項１８記載の光通
信システム。 - 【請求項２０】 所定の信号波長帯域に含まれる複数チ
ャネルの信号が伝搬する光伝送路の出力端と融着接続さ
れるべき第１端と該第１端と対向する第２端を有し、該
光伝送路の一部を構成するシングルモード光ファイバ
と、 前記シングルモード光ファイバの第２端と融着接続され
た第１端と該第１端と対向する第２端を有する遅延ファ
イバと、 前記遅延ファイバの第２端と融着接続された第１端と該
第１端と対向する第２端を有する増幅用光ファイバと、 前記シングルモード光ファイバの第２端と前記遅延ファ
イバの第１端との融着部分近傍に配置された第１ファイ
バカプラと、 前記遅延ファイバの第２端と前記増幅用光ファイバの第
１端との融着部分近傍に配置された第２ファイバカプラ
とを備えた光ファイバモジュール。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001151312A JP4867082B2 (ja) | 2000-12-26 | 2001-05-21 | 光増幅器、それを含む光通信システム及びそれに含まれる光ファイバモジュール |
| CA2366039A CA2366039C (en) | 2000-12-26 | 2001-12-20 | Optical amplifier, optical communication system including the same, and optical fiber module included in the same |
| DE60104641T DE60104641T2 (de) | 2000-12-26 | 2001-12-21 | Optischer Verstärker, optisches Kommunikationssystem unter Verwendung desselben und darin enthaltenes faseroptisches Modul |
| EP01130296A EP1220382B1 (en) | 2000-12-26 | 2001-12-21 | Optical amplifier, optical communication system including the same, and optical fiber module included in the same |
| US10/025,574 US6661570B2 (en) | 2000-12-26 | 2001-12-26 | Optical amplifier, optical communication system including the same, and optical fiber module included in the same |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000395516 | 2000-12-26 | ||
| JP2000-395516 | 2000-12-26 | ||
| JP2000395516 | 2000-12-26 | ||
| JP2001151312A JP4867082B2 (ja) | 2000-12-26 | 2001-05-21 | 光増幅器、それを含む光通信システム及びそれに含まれる光ファイバモジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002261364A true JP2002261364A (ja) | 2002-09-13 |
| JP4867082B2 JP4867082B2 (ja) | 2012-02-01 |
Family
ID=26606691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001151312A Expired - Fee Related JP4867082B2 (ja) | 2000-12-26 | 2001-05-21 | 光増幅器、それを含む光通信システム及びそれに含まれる光ファイバモジュール |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1220382B1 (ja) |
| JP (1) | JP4867082B2 (ja) |
| CA (1) | CA2366039C (ja) |
| DE (1) | DE60104641T2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004040719A1 (ja) * | 2002-11-01 | 2004-05-13 | Fujitsu Limited | 光増幅器の制御装置及び制御方法 |
| JP2007027506A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光増幅装置およびその制御方法 |
| JP2007035961A (ja) * | 2005-07-27 | 2007-02-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光増幅装置およびその制御方法 |
| JP2007536573A (ja) * | 2004-05-03 | 2007-12-13 | トレックス・エンタープライゼス・コーポレーション | 軸アライメントビームを有する光クロスコネクトスイッチ |
| WO2009022409A1 (ja) * | 2007-08-14 | 2009-02-19 | Fujitsu Limited | 光増幅器 |
| JP2010226685A (ja) * | 2009-03-19 | 2010-10-07 | Trimatiz:Kk | 光強度コントローラ |
| JP2013258643A (ja) * | 2012-06-14 | 2013-12-26 | Fujitsu Ltd | 光伝送装置 |
| JP2015037113A (ja) * | 2013-08-13 | 2015-02-23 | 日本電信電話株式会社 | 光増幅器、及び光増幅方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004052883B4 (de) * | 2004-11-02 | 2019-07-04 | Xieon Networks S.À.R.L. | Verfahren zur Kompensation von Gewinnschwankungen eines mehrstufigen optischen Verstärkers sowie mehrstufiger optischer Verstärker |
| DE102005060019A1 (de) * | 2005-12-15 | 2007-06-21 | Siemens Ag | Regelbarer optischer Verstärker und Verfahren zur Regelung eines optischen Verstärkers |
| JP5679618B2 (ja) * | 2007-05-31 | 2015-03-04 | 株式会社トリマティス | 光増幅器 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0396929A (ja) * | 1989-09-08 | 1991-04-22 | Nec Corp | 光増幅方式と光増幅装置 |
| JPH08179388A (ja) * | 1994-12-27 | 1996-07-12 | Fujitsu Ltd | 光増幅装置 |
| JPH0964437A (ja) * | 1995-08-22 | 1997-03-07 | Advantest Corp | 稀土類元素添加光ファイバ増幅器 |
| JPH09200145A (ja) * | 1996-01-18 | 1997-07-31 | Nec Corp | 光送信回路および光直接増幅回路 |
| JP2001111151A (ja) * | 1999-08-25 | 2001-04-20 | Lucent Technol Inc | 光増幅器制御配置及びその制御方法 |
| JP2001352297A (ja) * | 2000-06-07 | 2001-12-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光増幅装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3295533B2 (ja) * | 1994-06-30 | 2002-06-24 | 富士通株式会社 | 光増幅器 |
| JP3379052B2 (ja) * | 1994-09-26 | 2003-02-17 | 富士通株式会社 | 波長多重光増幅装置及び光波長多重伝送システム及び光波長多重伝送方法 |
-
2001
- 2001-05-21 JP JP2001151312A patent/JP4867082B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2001-12-20 CA CA2366039A patent/CA2366039C/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-12-21 DE DE60104641T patent/DE60104641T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-12-21 EP EP01130296A patent/EP1220382B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0396929A (ja) * | 1989-09-08 | 1991-04-22 | Nec Corp | 光増幅方式と光増幅装置 |
| JPH08179388A (ja) * | 1994-12-27 | 1996-07-12 | Fujitsu Ltd | 光増幅装置 |
| JPH0964437A (ja) * | 1995-08-22 | 1997-03-07 | Advantest Corp | 稀土類元素添加光ファイバ増幅器 |
| JPH09200145A (ja) * | 1996-01-18 | 1997-07-31 | Nec Corp | 光送信回路および光直接増幅回路 |
| JP2001111151A (ja) * | 1999-08-25 | 2001-04-20 | Lucent Technol Inc | 光増幅器制御配置及びその制御方法 |
| JP2001352297A (ja) * | 2000-06-07 | 2001-12-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光増幅装置 |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7158290B2 (en) | 2002-11-01 | 2007-01-02 | Fujitsu Limited | Controlling apparatus for optical amplifier and controlling method thereof |
| US7388711B2 (en) | 2002-11-01 | 2008-06-17 | Fujitsu Limited | Controlling apparatus for optical amplifier and controlling method thereof |
| WO2004040719A1 (ja) * | 2002-11-01 | 2004-05-13 | Fujitsu Limited | 光増幅器の制御装置及び制御方法 |
| JP2007536573A (ja) * | 2004-05-03 | 2007-12-13 | トレックス・エンタープライゼス・コーポレーション | 軸アライメントビームを有する光クロスコネクトスイッチ |
| JP2007027506A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光増幅装置およびその制御方法 |
| JP4715364B2 (ja) * | 2005-07-27 | 2011-07-06 | 住友電気工業株式会社 | 光増幅装置およびその制御方法 |
| JP2007035961A (ja) * | 2005-07-27 | 2007-02-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光増幅装置およびその制御方法 |
| WO2009022409A1 (ja) * | 2007-08-14 | 2009-02-19 | Fujitsu Limited | 光増幅器 |
| US8279518B2 (en) | 2007-08-14 | 2012-10-02 | Fujitsu Limited | Optical amplifier |
| JP5163650B2 (ja) * | 2007-08-14 | 2013-03-13 | 富士通株式会社 | 光増幅器 |
| JP2010226685A (ja) * | 2009-03-19 | 2010-10-07 | Trimatiz:Kk | 光強度コントローラ |
| JP2013258643A (ja) * | 2012-06-14 | 2013-12-26 | Fujitsu Ltd | 光伝送装置 |
| JP2015037113A (ja) * | 2013-08-13 | 2015-02-23 | 日本電信電話株式会社 | 光増幅器、及び光増幅方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1220382B1 (en) | 2004-08-04 |
| EP1220382A2 (en) | 2002-07-03 |
| DE60104641T2 (de) | 2005-08-04 |
| JP4867082B2 (ja) | 2012-02-01 |
| DE60104641D1 (de) | 2004-09-09 |
| CA2366039A1 (en) | 2002-06-26 |
| CA2366039C (en) | 2011-01-18 |
| EP1220382A3 (en) | 2002-08-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7085043B2 (en) | Optical amplifier | |
| EP0859480B1 (en) | Broadband flat gain optical amplifier | |
| US6437906B1 (en) | All-optical gain controlled L-band EDFA structure with reduced four-wave mixing cross-talk | |
| JP4725951B2 (ja) | 波長多重信号光の増幅方法および光増幅器 | |
| US6661570B2 (en) | Optical amplifier, optical communication system including the same, and optical fiber module included in the same | |
| JP5245747B2 (ja) | 光増幅器および光受信モジュール | |
| US20020122242A1 (en) | Optical repeater using raman amplification, wavelength division multiplexed light transmission system, excitation light supply method and excitation light control method for raman amplification | |
| JP2002131791A (ja) | 分布型光増幅装置、光通信用の局、光通信システムおよび光ファイバケーブル | |
| JPH11103113A (ja) | 光増幅器 | |
| JP2002374024A (ja) | 光増幅器 | |
| US7609438B2 (en) | Optical amplifier | |
| US6396625B1 (en) | Optical amplifier and optical fiber module included in the same | |
| JP4549591B2 (ja) | 装置 | |
| US6091541A (en) | Multichannel 3-stage optical fiber amplifier | |
| JP2015167158A (ja) | マルチコアファイバ増幅器 | |
| JP4867082B2 (ja) | 光増幅器、それを含む光通信システム及びそれに含まれる光ファイバモジュール | |
| US8351112B2 (en) | Optical amplifier | |
| US6456428B1 (en) | Optical amplifier | |
| EP4038771B1 (en) | Optical amplifiers that support gain clamping and optionally power loading | |
| JP2001284689A (ja) | 光増幅器 | |
| JP5239223B2 (ja) | 光増幅器 | |
| JP2000040847A (ja) | 光増幅器 | |
| US6915037B2 (en) | Lossless optical divider/combiner with pump diversion for scalable optical networks | |
| JP2001144353A (ja) | 光増幅器 | |
| JP2002185065A (ja) | 光増幅器及び波長多重伝送信号光を増幅する方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080430 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101026 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101102 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101228 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110913 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110922 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111018 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111031 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141125 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |