JP2009031796A - 光ファイバ増幅器の制御方法および光伝送システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】伝送路ファイバ3に前方励起光および後方励起光を供給し、双方向励起された伝送路ファイバ3を伝搬する信号光をラマン増幅する光ファイバ増幅器について、後方励起光の供給を断った状態で前方励起光パワーの変化に対する信号光出力パワーの変化の割合を求め、その割合に従って前方励起光パワーの最適化を行い、その前方励起光のパワーに応じて後方励起光のパワーを制御する。
【選択図】図7
Description
すなわち、前述の図15に示したように、希土類添加光ファイバ増幅器を用いたシステムにおいて信号光帯域の拡張のために異なるバンドに対応した希土類添加光ファイバ増幅器を増設した場合、増設前と同等の中継器を並列に追加することになるため、例えばシステム敷設後に伝送容量需要が拡大したときなどにおける帯域拡大サービスが高コストなものになってしまうという問題点がある。また、ラマン増幅器を用いたシステムにおいて励起光源の増設により信号光帯域の拡張を実現した場合にも、一般的に高出力の励起光源は高価であるため帯域拡大サービスのコスト上昇を招いてしまう。帯域拡大サービスを最小限のコストで提供するためには、多くの光伝送システムに用いられている希土類添加光ファイバ増幅器の増幅帯域を簡易に拡張できるようにすることが望まれる。
図1において、本実施形態の光伝送システムは、例えば、増幅用ファイバ11、励起光源12A,12B、増設励起光源13A,13B、合波器14A,14B,15A,15B、可変利得等化器(dynamic gain equalizer:DGEQ)16、光カプラ17、モニタ18および制御回路19を有する光増幅中継部10を備えて構成される。なお、光伝送システム全体の構成は、上述の図15(A)に示した従来の構成と同様であり、上記の光増幅中継部10が伝送路ファイバ3上の各中継器4に対応する。また、図中の点線で囲んだ部分は、従来の希土類添加光ファイバ増幅器の構成と同様の部分を示している。
励起光源12A,12Bは、増幅用ファイバ11内の希土類元素を励起可能な所要の波長帯の励起光を発生する。例えば、増幅用ファイバ11としてエルビウム添加光ファイバ(EDF)が使用される場合には、励起光源12A,12Bの各波長帯が980nm帯または1480nm帯などに設定される。
本光伝送システムでは、送信端局1(図15)から伝送路ファイバ3に送信されたWDM信号光が、伝送路ファイバ3上に複数配置された光増幅中継部10で増幅されながら受信端局2まで中継伝送される。各光増幅中継部10では、伝送路ファイバ3を伝搬したWDM信号光が合波器14Aを介して増幅用ファイバ11に送られる。増幅用ファイバ11には、励起光源12Aおよび増幅励起光源13Aからの各励起光が合波器15Aで合波された後に合波器14Aを介して前方励起光として供給されると共に、励起光源12Bおよび増幅励起光源13Bからの各励起光が合波器15Bで合波された後に合波器14Bを介して後方励起光として供給され、これらの励起光によって増幅用ファイバ11内の希土類元素(ここではエルビウム)が励起される。
例えば、本光伝送システムの敷設後に伝送容量需要が拡大して信号光の波長帯域を短波長側または長波長側に拡張することが要求された場合を想定すると、制御回路19は、図2(A)に例示した短波長側への帯域拡張のアルゴリズムまたは図2(B)に例示した長波長側への帯域拡張のアルゴリズムに従って、増幅用ファイバ11に供給する励起光パワーおよび可変利得等化器16の透過波長特性を相互に関連させて制御する。
図5は、上記他の実施形態の光伝送システムの要部構成を示すブロック図である。
上述の図2を参照して動作を説明した場合と同様に、例えば、本光伝送システムの敷設後に伝送容量需要が拡大して信号光の波長帯域を短波長側または長波長側に拡張することが要求された場合を想定すると、制御回路19は、図6(A)に例示した短波長側への帯域拡張のアルゴリズムまたは図6(B)に例示した長波長側への帯域拡張のアルゴリズムに従って、伝送路ファイバ3に供給するラマン増幅用の励起光パワー、増幅用ファイバ11に供給する励起光パワーおよび可変利得等化器16の透過波長特性を相互に関連させて制御する。
図7は、本発明による光ファイバ増幅器の制御方法を適用した光伝送システムの一実施形態の要部構成を示すブロック図である。また、図8は、上記の光伝送システム全体の構成を示す図である。
本光伝送システムでは、システムの立ち上げ時において、例えば図9のフローチャートに示すようなアルゴリズムに従って、各中継区間の伝送路ファイバ3に供給される前方励起光および後方励起光の各パワーが設定されることにより、伝送路ファイバ3上にランプロスが存在する場合でも所望のレベルダイヤに従って信号光が伝送されるようになる。
前述の図7に示した光伝送システムでは、双方向励起された伝送路ファイバ3を伝搬してラマン増幅された信号光の出力パワーをモニタ34で測定し、その結果を利用して前方および後方励起光パワーの最適化を行うようにした。本実施形態では、モニタ34に光スペクトルアナライザとしての機能を付加して、該モニタ34での測定結果を基にOSNRを計算して、そのOSNRが所望の値になるように前方および後方励起光パワーの最適化を行うようにした変形例について説明する。なお、本実施形態の光伝送システムの構成は、前述した図7および図8と同様である。このため、ここではシステムの立ち上げ時の制御動作を図12のフローチャートを参照しながら詳しく説明することにする。
前記希土類添加光ファイバに供給される励起光のパワーを調整すると共に、該励起光のパワー調整によって発生する利得波長特性の変化に応じて、前記希土類添加光ファイバを伝搬して増幅された信号光に生じる出力パワーの波長偏差を等化する可変利得等化器の透過波長特性を制御することにより、前記希土類添加光ファイバで増幅可能な信号光帯域を短波長側または長波長側に拡大することを特徴とする光ファイバ増幅器の制御方法。
前記希土類添加光ファイバがエルビウム添加光ファイバであるとき、
該エルビウム添加光ファイバに供給される励起光のパワーを予め設定された基準パワーよりも減少させ、該励起光パワーの減少量に応じて前記可変利得等化器の透過波長特性を制御することにより、前記エルビウム添加光ファイバで増幅可能な信号光帯域を長波長側に拡大することを特徴とする光ファイバ増幅器の制御方法。
前記希土類添加光ファイバがエルビウム添加光ファイバであるとき、
該エルビウム添加光ファイバに供給される励起光のパワーを予め設定された基準パワーよりも増加させ、該励起光パワーの増加量に応じて前記可変利得等化器の透過波長特性を制御することにより、前記エルビウム添加光ファイバで増幅可能な信号光帯域を短波長側に拡大することを特徴とする光ファイバ増幅器の制御方法。
前記希土類添加光ファイバの信号光入力側に接続される伝送路ファイバに励起光を供給することにより、当該伝送路ファイバを伝搬する信号光をラマン増幅し、
前記希土類添加光ファイバで増幅可能な信号光帯域の拡大に対応させて、前記伝送路ファイバに供給される励起光の波長を増設することを特徴とする光ファイバ増幅器の制御方法。
波長の異なる複数の励起光を前記伝送路ファイバに供給して信号光のラマン増幅を行い、
前記希土類添加光ファイバで増幅可能な信号光帯域の拡大に対応させて、前記伝送路ファイバに供給される複数の励起光のうちの少なくとも1つの励起光のパワーを調整することを特徴とする光ファイバ増幅器の制御方法。
前記希土類添加光ファイバに供給される励起光のパワー調整によって発生した利得の減少分を、前記伝送路ファイバに供給されるラマン増幅用励起光のパワーを増加させることで補うことを特徴とする光ファイバ増幅器の制御方法。
前記希土類添加光ファイバを伝搬して増幅された信号光に生じる出力パワーの波長偏差を等化する可変利得等化器と、
前記希土類添加光ファイバに供給される励起光のパワーを調整すると共に、該励起光のパワー調整によって発生する利得波長特性の変化に応じて前記可変利得等化器の透過波長特性を制御することにより、前記希土類添加光ファイバで増幅可能な信号光帯域を短波長側または長波長側に拡大する制御回路と、を備えて構成されたことを特徴とする光伝送システム。
前記希土類添加光ファイバがエルビウム添加光ファイバであり、
前記制御回路は、前記エルビウム添加光ファイバに供給される励起光のパワーを予め設定された基準パワーよりも減少させ、該励起光パワーの減少量に応じて前記可変利得等化器の透過波長特性を制御することにより、前記エルビウム添加光ファイバで増幅可能な信号光帯域を長波長側に拡大することを特徴とする光伝送システム。
前記希土類添加光ファイバがエルビウム添加光ファイバであり、
前記制御回路は、前記エルビウム添加光ファイバに供給される励起光のパワーを予め設定された基準パワーよりも増加させ、該励起光パワーの増加量に応じて前記可変利得等化器の透過波長特性を制御することにより、前記エルビウム添加光ファイバで増幅可能な信号光帯域を短波長側に拡大することを特徴とする光伝送システム。
前記希土類添加光ファイバの信号光入力側に接続される伝送路ファイバと、
該伝送路ファイバに励起光を供給する励起光源を有し、前記伝送路ファイバを伝搬する信号光をラマン増幅するラマン増幅器と、を備え、
前記制御回路は、前記希土類添加光ファイバで増幅可能な信号光帯域の拡大に対応させて前記ラマン増幅器の励起光源を制御し、前記伝送路ファイバに供給される励起光の波長を増設することを特徴とする光伝送システム。
前記ラマン増幅器は、波長の異なる複数の励起光を前記伝送路ファイバに供給する複数の励起光源を有し、
前記制御回路は、前記希土類添加光ファイバで増幅可能な信号光帯域の拡大に対応させて前記複数の励起光源のうちの少なくとも1つの励起光源を制御し、当該励起光源から前記伝送路ファイバに供給される励起光のパワーを調整することを特徴とする光伝送システム。
前記制御回路は、前記希土類添加光ファイバに供給される励起光のパワー調整によって発生した利得の減少分を、前記伝送路ファイバに供給されるラマン増幅用励起光のパワーを増加させることで補うことを特徴とする光伝送システム。
信号光を伝送路ファイバに入力すると共に、伝送路ファイバへの後方励起光の供給を断った状態で、伝送路ファイバに供給する前方励起光のパワーを予め設定した範囲内で変化させ、該前方励起された伝送路ファイバを伝搬してラマン増幅された信号光の出力パワーを前方励起光のパワーに対応させて測定し、
該信号光出力パワーの測定結果を基に、前方励起光パワーの変化に対する信号光出力パワーの変化の割合を求め、該求めた割合に従って、前方励起された伝送路ファイバに関して予め設定した信号光出力パワーの目標値を実現するために必要な前方励起光パワーを算出し、
該算出結果に従って、システム運用時に伝送路ファイバに供給する前方励起光のパワーを制御すると共に、該前方励起光のパワーに応じて後方励起光のパワーを制御することを特徴とする光ファイバ増幅器の制御方法。
前記後方励起光のパワーは、双方向励起された伝送路ファイバを伝搬してラマン増幅された信号光の出力パワーが予め設定した値で一定となるように制御されることを特徴とする光ファイバ増幅器の制御方法。
前記後方励起光のパワーは、双方向励起された伝送路ファイバを伝搬してラマン増幅された信号光のオンオフ利得が予め設定した値で一定となるように制御されることを特徴とする光ファイバ増幅器の制御方法。
信号光を伝送路ファイバに入力すると共に、少なくとも後方励起光を伝送路ファイバに供給して、該伝送路ファイバを伝搬してラマン増幅された信号光の出力パワーを測定し、
該測定した信号光出力パワーが、双方向励起された伝送路ファイバに関して予め設定した信号光出力パワーの目標値に到達した時点で、伝送路ファイバを伝搬した信号光の光信号対雑音比を求め、
該光信号対雑音比が所定値未満の場合に、信号光出力パワーが前記目標値で略一定となるように後方励起光のパワーを調整しながら前方励起光のパワーを増加させ、伝送路ファイバを伝搬した信号光の光信号対雑音比が所定値に到達した時点での前方励起光パワーおよび後方励起光パワーを判断し、該判断結果に従って、システム運用時に伝送路ファイバに供給する前方励起光および後方励起光の各パワーを制御することを特徴とする光ファイバ増幅器の制御方法。
信号光を伝送路ファイバに入力すると共に、伝送路ファイバへの後方励起光の供給を断った状態で、伝送路ファイバに供給する前方励起光のパワーを予め設定した範囲内で変化させ、該前方励起された伝送路ファイバを伝搬してラマン増幅された信号光の出力パワーを前方励起光のパワーに対応させて測定する測定部と、
該測定部における信号光出力パワーの測定結果を基に、前方励起光パワーの変化に対する信号光出力パワーの変化の割合を求め、該求めた割合に従って、前方励起された伝送路ファイバに関して予め設定した信号光出力パワーの目標値を実現するために必要な前方励起光パワーを算出する演算部と、
該演算部における算出結果に従って、システム運用時に伝送路ファイバに供給する前方励起光のパワーを制御すると共に、該前方励起光のパワーに応じて後方励起光のパワーを制御する制御部と、を備えて構成されたことを特徴とする光伝送システム。
前記制御部は、双方向励起された伝送路ファイバを伝搬してラマン増幅された信号光の出力パワーが予め設定した値で一定となるように、後方励起光のパワーを制御することを特徴とする光伝送システム。
前記制御部は、双方向励起された伝送路ファイバを伝搬してラマン増幅された信号光のオンオフ利得が予め設定した値で一定となるように、後方励起光のパワーを制御することを特徴とする光伝送システム。
信号光を伝送路ファイバに入力すると共に、少なくとも後方励起光を伝送路ファイバに供給して、該伝送路ファイバを伝搬してラマン増幅された信号光の出力パワーを測定する測定部と、
該測定部において測定された信号光出力パワーが、双方向励起された伝送路ファイバに関して予め設定した信号光出力パワーの目標値に到達した時点で、伝送路ファイバを伝搬した信号光の光信号対雑音比を求める演算部と、
該演算部で求められた光信号対雑音比が所定値未満の場合に、信号光出力パワーが前記目標値で略一定となるように後方励起光のパワーを調整しながら前方励起光のパワーを増加させ、伝送路ファイバを伝搬した信号光の光信号対雑音比が所定値に到達した時点での前方励起光パワーおよび後方励起光パワーを判断し、該判断結果に従って、システム運用時に伝送路ファイバに供給する前方励起光および後方励起光の各パワーを制御する制御部と、を備えて構成されたことを特徴とする光伝送システム。
2…受信端局
3…伝送路ファイバ
4…中継器
10…光増幅中継部
11…増幅用ファイバ
12A,12B…励起光源
13A,13B…増設励起光源
14A,14B,15A,15B…合波器
16…可変利得等化器
17…光カプラ
18…モニタ
19…制御回路
20…ラマン増幅器
21…ラマン増幅用励起光源
22…増設ラマン増幅用励起光源
23,24…合波器
30…双方向励起型ラマン増幅部
31A,31B…ラマン増幅用励起光源
32A,32B…合波器
33…光カプラ
34…モニタ
35…演算回路
36…制御回路
Claims (6)
- 伝送路ファイバに前方励起光および後方励起光を供給し、双方向励起された伝送路ファイバを伝搬する信号光をラマン増幅する光ファイバ増幅器の制御方法であって、
信号光を伝送路ファイバに入力すると共に、伝送路ファイバへの後方励起光の供給を断った状態で、伝送路ファイバに供給する前方励起光のパワーを予め設定した範囲内で変化させ、該前方励起された伝送路ファイバを伝搬してラマン増幅された信号光の出力パワーを前方励起光のパワーに対応させて測定し、
該信号光出力パワーの測定結果を基に、前方励起光パワーの変化に対する信号光出力パワーの変化の割合を求め、該求めた割合に従って、前方励起された伝送路ファイバに関して予め設定した信号光出力パワーの目標値を実現するために必要な前方励起光パワーを算出し、
該算出結果に従って、システム運用時に伝送路ファイバに供給する前方励起光のパワーを制御すると共に、該前方励起光のパワーに応じて後方励起光のパワーを制御することを特徴とする光ファイバ増幅器の制御方法。 - 請求項1に記載の光ファイバ増幅器の制御方法であって、
前記後方励起光のパワーは、双方向励起された伝送路ファイバを伝搬してラマン増幅された信号光の出力パワーが予め設定した値で一定となるように制御されることを特徴とする光ファイバ増幅器の制御方法。 - 請求項1に記載の光ファイバ増幅器の制御方法であって、
前記後方励起光のパワーは、双方向励起された伝送路ファイバを伝搬してラマン増幅された信号光のオンオフ利得が予め設定した値で一定となるように制御されることを特徴とする光ファイバ増幅器の制御方法。 - 伝送路ファイバに前方励起光および後方励起光を供給し、双方向励起された伝送路ファイバを伝搬する信号光をラマン増幅する光ファイバ増幅器を備えて構成された光伝送システムであって、
信号光を伝送路ファイバに入力すると共に、伝送路ファイバへの後方励起光の供給を断った状態で、伝送路ファイバに供給する前方励起光のパワーを予め設定した範囲内で変化させ、該前方励起された伝送路ファイバを伝搬してラマン増幅された信号光の出力パワーを前方励起光のパワーに対応させて測定する測定部と、
該測定部における信号光出力パワーの測定結果を基に、前方励起光パワーの変化に対する信号光出力パワーの変化の割合を求め、該求めた割合に従って、前方励起された伝送路ファイバに関して予め設定した信号光出力パワーの目標値を実現するために必要な前方励起光パワーを算出する演算部と、
該演算部における算出結果に従って、システム運用時に伝送路ファイバに供給する前方励起光のパワーを制御すると共に、該前方励起光のパワーに応じて後方励起光のパワーを制御する制御部と、を備えて構成されたことを特徴とする光伝送システム。 - 請求項4に記載の光伝送システムであって、
前記制御部は、双方向励起された伝送路ファイバを伝搬してラマン増幅された信号光の出力パワーが予め設定した値で一定となるように、後方励起光のパワーを制御することを特徴とする光伝送システム。 - 請求項4に記載の光伝送システムであって、
前記制御部は、双方向励起された伝送路ファイバを伝搬してラマン増幅された信号光のオンオフ利得が予め設定した値で一定となるように、後方励起光のパワーを制御することを特徴とする光伝送システム。
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