JP2007028673A - 光増幅方法、その装置およびその装置を用いた光増幅中継システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光パワー検出回路49で検出されたトータルの光出力パワーから、補正回路51が光可変減衰器45の減衰量の補正値を求め、この補正値に基づいて、制御回路50が下流側の光伝送路30によるSRSの影響によって発生する利得波長特性の傾きを打ち消すように、光可変減衰器45の減衰量を制御することで、光伝送路30を介して次段の光増幅装置の入力端での各波長における利得を均一にし、利得波長特性の平坦化が図られる。
【選択図】 図1
Description
A=P2−P3 …(1)
で求まり、光増幅部41の利得G1は、光増幅部41の光出力パワーP2と光増幅部41の光入力パワーP1の差
G1=P2−P1 …(2)
で求まり、また、光増幅部42の利得G2は、光増幅部42の光出力パワーP4と光増幅部42の光入力パワーP3の差
G2=P4−P3 …(3)
で求まる。
G1+G2=C(一定) …(4)
となる。ここで(4)式に(2)式と(3)式を代入して、光可変減衰器45の減衰量Aを求めると、
(P2−P1)+(P4−P3)=C
(P2−P3)+(P4−P1)=C
(P2−P3)=C−(P4−P1)
となる。したがって、(1)式からAは、
A=C−(P4−P1) …(5)
で求まる。
A=20−(18−2)
=4[dB]
となる。
図1は、この発明にかかる光増幅装置の実施例1の構成を示す構成図である。この図において、図13の従来例と異なる点は、SRSの影響によって発生する利得波長特性の傾きを補正するために、光可変減衰器45の減衰量の補正値が設定されている補正回路51を設けた点である。補正回路51は、この利得波長特性の傾きを打ち消すために、光増幅部42からの光出力パワーに基づいて、この利得波長特性の傾きと逆の傾きを有する利得波長特性となる減衰量の補正値ΔLを求め、制御回路50に出力している。制御回路50は、この補正値ΔLと、光伝送路30からの光入力パワーと、光伝送路30への光出力パワーとに基づいて減衰量を求めて光可変減衰器45の減衰量Aを制御している。
G1+G2=C+ΔL …(6)
となる。ここで、(6)式に(2)式と(3)式を代入して、光可変減衰器45の減衰量Aを求めると、
(P2−P1)+(P4−P3)=C+ΔL
(P2−P3)+(P4−P1)=C+ΔL
(P2−P3)=C+ΔL−(P4−P1)
したがって、(1)式からAは、
A=C+ΔL−(P4−P1)…(7)
で求まる。
SRS(dG/dλ)=4.34・(β・P0・Leff)[dB/nm]
…(8)
ここで、P0:光伝送路30へ入射される光信号のトータル光パワー[W]
(図1では、P4に相当)
β:このトータル光パワーが入射される光伝送路30(種類)に依
存する係数[1/W・km・nm]
Leff:このトータル光パワーが入射される光伝送路の実効長[km]
となる。
OFA(dG/dλ)=−a・ΔL[dB/nm]…(9)
ここで、a:光増幅器の設計に依存する比例係数[1/nm]
ΔL:光可変減衰器の減衰量の補正値[dB]
となる。
SRS(dG/dλ)+OFA(dG/dλ)=4.34・(β・P0・Leff)−a・ΔL=0 …(10)
となる。
ΔL=4.34・(β・P0・Leff)/a …(11)
で求まる。すなわち、ΔLは、光伝送路へ入射される光信号のトータル光パワーP0と、このトータル光パワーP0が入射される光伝送路の種類に依存する係数βと、このトータル光パワーが入射される光伝送路の実効長とから求まる値である。
ΔL={4.34・(3.5×10-3・0.063・21)}/0.02=1[dB]
となる。
A=C+ΔL−(P4−P1)
=20+1−(18−2)
=5[dB]
となる。
図5は、この発明にかかる光増幅装置の実施例2の構成を示す構成図である。図において、この実施例の光増幅装置40では、前段の光増幅装置40から光伝送路30を介して制御・監視信号を受信する制御・監視信号受信回路52と、次段の光増幅装置40へ制御・監視信号を送信する制御・監視信号送信回路53とを備えている。
図7は、光増幅装置40内に3つの光増幅部41,42,60を備えた場合の一実施例を示す構成図である。この光増幅部41は、自動電流制御回路(以下、「ACC」という)によって制御され、光増幅部42,60は、ALC44,61によって制御され、多重された光信号を一括して増幅することで、光伝送路30の伝送損失を補償している。
G1+G2+G3=C+ΔL …(12)
となる。また、光増幅部41の利得G1は、(2)式で、光増幅部42の利得G2は、(3)式でそれぞれも求まっており、光増幅部60の利得G3は、光増幅部60の光出力パワーP6と光増幅部60の光入力パワーP5の差
G3=P6−P5 …(13)
で求まる。
(P2−P1)+(P4−P3)+(P6−P5)=C+ΔL
となる。そして、上記の式から光可変減衰器45の減衰量(P2−P3)は、
(P2−P3)=C+ΔL−(P4−P1)−(P6−P5)…(14)
で求まる。従って、(1)からAは、
A=C+ΔL−(P4−P1)−(P6−P5)…(15)
ΔL1=4.34・(β1・P6・Leff1)/a
ここで、P6:次段の伝送路へ入射される光信号のトータル光パワー[W]
β1:このトータル光パワーが入射される光伝送路に依存する係数[1
/(W・km・nm)]
Leff1:このトータル光パワーが入射される光伝送路の実効長[km]
a:自装置の光増幅器の設計に依存する比例係数
(単位:[1/nm])
となり、また、このDCF66に対する光可変減衰器の減衰量の補正値ΔL2は、
ΔL2=4.34・(β2・P4・Leff2)/a
ここで、P4:DCFへ入射される光信号のトータル光パワー[W]
β2:このトータル光パワーが入射されるDCFに依存する係数[1/
(W・km・nm)]
Leff2:このトータル光パワーが入射されるDCFの実効長[km]
となる。従って、この実施例における光可変減衰器の減衰量の補正値ΔLは、
ΔL=ΔL1+ΔL2
=4.34・(β1・P6・Leff1)/a+4.34・(β2・P4・Leff2)/a
=4.34・{(β1・P6・Leff1)+(β2・P4・Leff2)}/a
となる。
図8は、光増幅装置40内に3つの光増幅部41,42,60を備え、かつ上流側の光伝送路に入射された光出力パワーの情報に基づいて光可変減衰器45の減衰量を制御する場合の一実施例を示す構成図である。この光増幅装置40では、実施例2と同様に、制御・監視信号受信回路52は、上流側の光伝送路に入射された光出力パワーP06の情報を、光分波器54を介して制御・監視信号として受信し、前段の光増幅装置40と自装置間の光伝送路30で発生したSRSの影響による利得の傾きと逆の傾きを持たせるように、制御回路50によって光可変減衰器45の減衰量を制御している。また、この制御・監視信号送信回路53は、次段の光伝送路30に入射された光出力パワーを、図示しない次段の光増幅装置へ伝送している。なお、光出力パワーP06は、図5の実施例2で示した光出力パワーP01に相当する。
G1+G2+G3=C+ΔL …(16)
となる。また、光増幅部41の利得G1は、(2)式で、光増幅部42の利得G2は、(3)式で、光増幅部60の利得G3は、(13)式でそれぞれ求まっている。
(P2−P1)+(P4−P3)+(P6−P5)=C+ΔL
となる。そして、上記の式から光可変減衰器45の減衰量(P2−P3)は、
(P2−P3)=C+ΔL−(P4−P1)−(P6−P5)…(17)
で求まる。従って、(1)式から減衰量Aは、
A=C+ΔL−(P4−P1)−(P6−P5)…(18)
で求まる。
ΔL1=4.34・(β1・P06・Leff1)/a
ここで、P06:前段の伝送路へ入射される光信号のトータル光パワー[W]
β1:このトータル光パワーが入射される光伝送路に依存する係数
[1/(W・km・nm)]
Leff1:このトータル光パワーが入射される光伝送路の実効長[km]
a:自装置の光増幅器の設計に依存する比例係数
(単位:[1/nm])
となり、また、このDCF66に対する光可変減衰器の減衰量の補正値ΔL2は、
ΔL2=4.34・(β2・P4・Leff2)/a
ここで、P4:DCFへ入射される光信号のトータル光パワー[W]
β2:このトータル光パワーが入射されるDCFに依存する係数[1/
(W・km・nm)]
Leff2:このトータル光パワーが入射されるDCFの実効長[km]
となる。従って、この実施例における光可変減衰器の減衰量の補正値ΔLは、
ΔL=ΔL1+ΔL2
=4.34・(β1・P06・Leff1)/a+4.34・(β2・P4・Leff2)/a
=4.34・{(β1・P06・Leff1)+(β2・P4・Leff2)}/a
となる。
次に、図9において、前段の光増幅装置に光可変減衰器が内蔵されていない場合について説明する。光可変減衰器を用いた制御機能は、製作コストが高くなるので、通常では、いくつか置きに光可変減衰器を備えた光増幅装置を設け、製作コストの低減を図る場合がある。
G1+G2+G3=C+ΔL …(19)
となる。
(P2−P1)+(P4−P3)+(P6−P5)=C+ΔL
となる。そして、上記の式から光可変減衰器45の減衰量(P2−P3)は、
(P2−P3)=C+ΔL−(P4−P1)−(P6−P5)…(20)
で求まる。
ΔL1=4.34・(β1・P6・Leff1)/a
ここで、P6:次段の伝送路へ入射される光信号のトータル光パワー[W]
β1:このトータル光パワーが入射される光伝送路に依存する係数[1
/(W・km・nm)]
Leff1:このトータル光パワーが入射される光伝送路の実効長[km]
a:自装置の光増幅器の設計に依存する比例係数
(単位:[1/nm])
となり、また、この自装置のDCF66に対する光可変減衰器の減衰量の補正値ΔL2は、
ΔL2=4.34・(β2・P4・Leff2)/a
ここで、P4:自装置のDCFへ入射される光信号のトータル光パワー[W]
β2:このトータル光パワーが入射されるDCFに依存する係数[1/
(W・km・nm)]
Leff2:このトータル光パワーが入射されるDCFの実効長[km]
となる。
ΔL3=4.34・(β3・P06・Leff3)/a
ここで、P06:前段の伝送路へ入射される光信号のトータル光パワー[W]
β3:このトータル光パワーが入射される光伝送路に依存する係数[1
/(W・km・nm)]
Leff3:このトータル光パワーが入射される光伝送路の実効長[km]
となり、前段の光増幅装置70のDCF71に対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔL4は、
ΔL4=4.34・(β4・P04・Leff4)/a
ここで、P04:前段の光増幅装置のDCFへ入射される光信号のトータル光パワー[W]
β4:このトータル光パワーが入射されるDCFに依存する係数[1/
(W・km・nm)]
Leff4:このトータル光パワーが入射されるDCFの実効長[km]
となる。
ΔL=ΔL1+ΔL2+ΔL3+ΔL4
=4.34・(β1・P6・Leff1)/a+4.34・(β2・P4・Leff2)/a+4.34・(β3・P06・Leff3)/a+4.34・(β4・P04・Leff4)/a
=4.34・{(β1・P6・Leff1)+(β2・P4・Leff2)+(β3・P06・Leff3)+(β4・P04・Leff4)}/a
となる。
次に、上述したこの発明にかかる光増幅装置を用いた光増幅中継システムの一実施例を図10に示す。なお、この実施例では、この発明にかかる光可変減衰器が内蔵されていない光増幅装置70,71とこの発明にかかる光増幅装置40が1本の光伝送路30上に接続されているシステムが示されている。
図11は、上述したこの発明にかかる光増幅装置を用いた光増幅中継システムの他の実施例の構成を示すシステム構成図である。図において、このシステムでは、上り用および下り用の2本の光伝送路1,2を設け、各光伝送路1,2に複数の光増幅装置40,70〜73,80〜84をそれぞれ多段接続させた場合を示しており、これら光増幅装置の少なくとも1つにこの発明にかかる光増幅装置40が設けられている。
10 送信端局装置
12,55 光合波器
13 光増幅装置
20 受信端局装置
21,40,70〜73,80〜84 光ファイバ増幅装置(光増幅装置)
22,46,47,54,56,57,62,63 光分波器
41,42,60 光増幅部
45 光可変減衰器
48,49 光パワー検出回路
50 制御回路
51 補正回路
52 制御・監視信号受信回路
53 制御・監視信号送信回路
58,59,64,65 光パワー検出回路
111〜11n 各光送信器
231〜23n 光受信器
Claims (4)
- 少なくとも2つの光増幅部と少なくとも1つの減衰器と分散補償型光伝送路とが接続され光増幅装置を構成し、光伝送路を介して入力する光信号を前記光増幅部で増幅し、前記光信号の入力光パワーと前記分散補償型光伝送路に出力する光出力パワーと外部の最終出力端に接続される伝送媒体に出力する光出力パワーを検出し、該検出した光パワーに応じて前記減衰器を制御する光増幅方法において、
前記検出された前記最終出力端に接続される伝送媒体に出力する光出力パワーと、前記伝送媒体の種類に依存する係数と、前記伝送媒体の実効長と、前記光増幅装置に依存する比例係数と、前記検出された前記分散補償型光伝送路に出力する光出力パワーと、該光出力パワーが出力される前記分散補償型光伝送路に依存する係数と、前記分散補償型光伝送路の実効長と、に基づく前記減衰器の減衰量の補正値ΔLを求め、該ΔLを用いて前記減衰量を制御する制御工程を含み、
前記伝送媒体から出力する光パワーが一定に保たれることを特徴とする光増幅方法。 - 光伝送路を介して入力する光信号を増幅する少なくとも2つの光増幅部と少なくとも1つの減衰器と分散補償型光伝送路とが接続されて構成され、前記光信号の入力光パワーと前記分散補償型光伝送路に出力する光出力パワーと外部の最終出力端に接続される伝送媒体に出力する光出力パワーを検出する検出手段を有し、該検出した光パワーに応じて前記減衰器を制御する光増幅装置において、
前記検出された前記最終出力端に接続される伝送媒体に出力する光出力パワーと、前記伝送媒体の種類に依存する係数と、前記伝送媒体の実効長と、前記光増幅装置に依存する比例係数と、前記検出された前記分散補償型光伝送路に出力する光出力パワーと、該光出力パワーが出力される前記分散補償型光伝送路に依存する係数と、前記分散補償型光伝送路の実効長と、に基づく前記減衰器の減衰量の補正値ΔLを求め、該ΔLを用いて前記減衰量を制御する制御手段を備え、
前記伝送媒体から出力する光パワーが一定に保たれることを特徴とする光増幅装置。 - 光伝送路に多段接続された光増幅装置で、前記光伝送路に伝搬される光信号を増幅して中継する光増幅中継システムにおいて、
光伝送路を介して入力する光信号を増幅する少なくとも2つの光増幅部と少なくとも1つの減衰器と分散補償型光伝送路とが接続されて構成され、
前記光信号の入力光パワーと前記分散補償型光伝送路に出力する光出力パワーと外部の最終出力端に接続される伝送媒体に出力する光出力パワーを検出する検出手段と、
前記検出された前記最終出力端に接続される伝送媒体に出力する光出力パワーと、前記伝送媒体の種類に依存する係数と、前記伝送媒体の実効長と、前記光増幅装置に依存する比例係数と、前記検出された前記分散補償型光伝送路に出力する光出力パワーと、該光出力パワーが出力される前記分散補償型光伝送路に依存する係数と、前記分散補償型光伝送路の実効長と、に基づく前記減衰器の減衰量の補正値ΔLを求め、該ΔLを用いて前記減衰量を制御する制御手段と、を有する光増幅装置を少なくとも1つ備え、前記伝送媒体から出力する光パワーが一定に保たれることを特徴とする光増幅中継システム。 - 上り用と下り用の少なくとも2本の光伝送路に多段接続された光増幅装置で、前記光伝送路に伝搬される光信号を増幅して双方向の光中継を行う光増幅中継システムにおいて、
光伝送路を介して入力する光信号を増幅する少なくとも2つの光増幅部と少なくとも1つの減衰器と分散補償型光伝送路とが接続されて構成され、
前記光信号の入力光パワーと前記分散補償型光伝送路に出力する光出力パワーと外部の最終出力端に接続される伝送媒体に出力する光出力パワーを検出する検出手段と、
前記検出された前記最終出力端に接続される伝送媒体に出力する光出力パワーと、前記伝送媒体の種類に依存する係数と、前記伝送媒体の実効長と、前記光増幅装置に依存する比例係数と、前記検出された前記分散補償型光伝送路に出力する光出力パワーと、該光出力パワーが出力される前記分散補償型光伝送路に依存する係数と、前記分散補償型光伝送路の実効長と、に基づく前記減衰器の減衰量の補正値ΔLを求め、該ΔLを用いて前記減衰量を制御する制御手段と、を有する光増幅装置を少なくとも1つ備え、前記伝送媒体から出力する光パワーが一定に保たれることを特徴とする光増幅中継システム。
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