JP2013254975A - Burst mode erbium-doped fiber amplifier - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical amplifier for optical packet communication having excellent characteristics, where transient response is suppressed, even if traffic and rare-earth-doped fiber are small.SOLUTION: In an optical amplifier for optical packet communication using a rare-earth-doped fiber, the rare-earth-doped fiber has a diameter of 3.4 μm or more and 10 μm or less in an active region. In the optical amplifier, the non-saturation region is expanded in the amplifier operation, by reducing the numerical aperture so that the integral value of erbium ion and the mode field of light decreases in a duplicate region. The numerical aperture of the rare-earth-doped fiber is 0.2 or less, and the length of the rare-earth-doped fiber is 1-4 m.

Description

本発明は,エルビウム添加ファイバ増幅器などのバーストモード希土類添加ファイバ,及びその製造方法などに関する。   The present invention relates to a burst mode rare earth-doped fiber such as an erbium-doped fiber amplifier and a method for manufacturing the same.

実用化されている光増幅の原理は,誘導放出(もしくは誘導散乱,パラメトリック増幅)によるものである。これらは,いずれの場合も上位のエネルギー状態の電子数によって利得が得られる。光増幅によって上位の電子数が減少し,供給されるエネルギーによって回復するプロセスには,エネルギー供給の素過程および材料定数,構造定数で決まる時定数が与えられる。もっとも一般的な光増幅器であるエルビウム添加ファイバ増幅器(以下,「EDFA」とする)は,数msの時定数を持つため,ギガビット毎秒クラス以上の高速信号の増幅に好適とされている(時定数の短い半導体光増幅器等はパターン効果を生じるため,高速信号用としては改善措置が必要となる)。しかし,変調信号が連続したビット列でなく,バースト/パケットのような粒度の小さいデータ形式であった場合,EDFAの比較的長い時定数であっても波形や包絡線に過渡的な変動を生じる(E. Schulze, M. Malach, F. Raub,“All−Raman amplified links in comparison to EDFA links in case of switched traffic,“in ECOC2002, Symposium3.8.)。   The principle of optical amplification in practical use is based on stimulated emission (or stimulated scattering, parametric amplification). In either case, gain is obtained by the number of electrons in the upper energy state. A process in which the number of upper electrons is reduced by light amplification and recovered by the supplied energy is given a time constant determined by the basic process of energy supply, material constants, and structural constants. The most common optical amplifier, an erbium-doped fiber amplifier (hereinafter referred to as “EDFA”), has a time constant of several ms, and is therefore suitable for amplification of high-speed signals of the gigabit per second class or higher (time constant). (Semiconductor optical amplifiers with short circuit lengths cause pattern effects, so improvement measures are required for high-speed signals). However, if the modulation signal is not a continuous bit string but a data format with a small granularity such as a burst / packet, even if the time constant of the EDFA is relatively long, transient fluctuations occur in the waveform and envelope ( E. Schulze, M. Malach, F. Raub, “All-Raman amplified links in comparison to EDFA links in case of switched traffic,“ in ECOC 2002, Sy.

これに対して,光ループ回路等を用いた光学的手法と,自動利得制御回路(AGC)等を用いた電気的手法に大別される変動抑圧技術が多数報告されている。しかし,光学的手法は構成の複雑さや制御性の低さから実用性に乏しい(C−L. Zhao, H−Y. Tam, B−O. Guan, X. Dong, P. K. A. Wai, X. Dong, “Optical automatic gain control of EDFA using two oscillating lasers in a single feedback loop,” Optics communications 225, 157−162 (2003).)。一方で電気的手法は,比較的低速で切り替わるネットワークに関して一定の成果を挙げてきた。しかし,データ形式の粒度が小さくなり,光バースト/光パケットのような回線利用効率の高い通信方式が研究されるにつれて,電気的制御方式だけでは十分でないことがわかってきた。   On the other hand, many fluctuation suppression techniques have been reported, which are roughly divided into an optical method using an optical loop circuit or the like and an electrical method using an automatic gain control circuit (AGC) or the like. However, the optical method is not practical due to the complexity of the configuration and the low controllability (CL. Zhao, H. Tam, B. O. Guan, X. Dong, P. K. A. Wai. , X. Dong, “Optical automatic gain control of EDFA using two oscillating lasers in a single feedback loop,” Optics communications 225, 157, 157-1. On the other hand, electrical methods have achieved certain results for networks that switch at a relatively low speed. However, as the granularity of the data format has decreased and communication methods with high circuit utilization efficiency such as optical burst / optical packets have been studied, it has been found that electrical control methods alone are not sufficient.

調査文献によれば,利得変動を抑圧するための電気回路の時定数はサブマイクロ秒であり(C. Tian a EDFA pumped by 1480− and 980−nm lasers,” IEEE JLT 21(8),1728−1734(2003),H. Nakaji, Y. Nakai, M. Shigematsu and M. Nishimura, ”Superior high−speed automatic gain controlled erbium−doped fiber amplifiers,”Optical Fiber Technology 9, 25−35 (2003)),10ギガビット毎秒クラス以上の高速のペイロードを収容する光パケットの典型的な長さ(短さ)に応答できない。また,光制御法も提案されているが,抑圧が不完全であったり,方式が複雑であったり等々,種々の問題を擁しているため実用化に至っていない。   According to the research literature, the time constant of the electric circuit for suppressing the gain fluctuation is sub-microsecond (C. Tian a EDFA pumped by 1480- and 980-nm lasers, "IEEE JLT 21 (8), 1728- 1734 (2003), H. Nakaji, Y. Nakai, M. Shigematsu and M. Nishimura, “Super high-fed ri er ed” It cannot respond to the typical length (shortness) of optical packets that accommodate high-speed payloads of the gigabit per second class or higher, and an optical control method has also been proposed. Are, but is incomplete or suppression, etc. or a method is complicated, not put to practical use because of home to various problems.

また,WDM環境下での入力信号のバースト的な変化が,EDFAの過渡応答を引き起こす過程の表式が近似的に与えられている(下記非特許文献1参照)。しかしながら,このような過渡応答に対しての具体的な対策として,上記のように種々の外部回路を用いて適応的にEDFAの動作状態を制御する方法は数多く提案されているが,EDFAの過渡応答そのものを抑圧する具体的な方法は,何ら提供されていない。   Also, an approximate expression of a process in which a burst-like change of an input signal in a WDM environment causes a transient response of an EDFA is given (see Non-Patent Document 1 below). However, as specific countermeasures against such transient response, many methods for adaptively controlling the operating state of the EDFA using various external circuits as described above have been proposed. There is no specific way to suppress the response itself.

図1は,EDFAによりもたらされるパケット波形の変化例を示す図である。図1は,128ビットのプリアンブルと,3814ビットのペイロードを有する9.95328ビットであり,継続時間が約400n秒の光パケットの例を示す。図1に示されるように,光パケットは,EDFAの利得変動により波形が崩れることとなる。   FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a change in a packet waveform caused by an EDFA. FIG. 1 shows an example of an optical packet of 9.95328 bits with a 128-bit preamble and a 3814-bit payload and a duration of about 400 ns. As shown in FIG. 1, the waveform of the optical packet is broken due to the gain variation of the EDFA.

また,トラヒックが少ない場合,全てのパルスの強度が一定のまま変化しないのであれば,平均パワーが小さくなる。よって,トラヒックが減少したことを把握できる。しかし,ネットワーク制御側でパケットのラベル認識を常にしているわけではない(例えば伝送路中の光増幅:1R中継など)。その際に,一般的に用いられる方法が,平均電力のモニタである。しかしながら,平均電力をモニタするだけでは,低い平均パワーを検知したときに,トラヒックが少ないのか,それともパルス強度が低くなったのか判別できない。これまでの光通信システムでは,平均電力モニタによって制御されるEDFAは,多くの場合APC(パワー一定制御)で動作していた。このようなEDFAに対して,トラヒックが密でパルス強度が低い信号と同じ平均パワーを持つものの,トラヒックの少ない光信号が入射すると,非常に高いピークパワーを得て,非線形現象や光素子のダメージ等の問題が生ずる。一方,EDFAの利得を変更すると,他の特性(例えば利得平坦性)などが影響を受ける。さらに,光パケットは様々なパスを経由することが想定されるので,パケットごとに経験する光損失と光利得の蓄積が異なり,パルス強度も異なることとなる。   Also, when the traffic is low, the average power is small if the intensity of all pulses remains constant. Therefore, it can be understood that the traffic has decreased. However, the network control side does not always recognize the label of the packet (for example, optical amplification in the transmission path: 1R relay, etc.). At that time, a method generally used is monitoring of the average power. However, simply monitoring the average power cannot determine whether the traffic is low or the pulse intensity is low when a low average power is detected. In conventional optical communication systems, the EDFA controlled by the average power monitor is often operated by APC (constant power control). Although such an EDFA has the same average power as a signal with dense traffic and low pulse intensity, when an optical signal with low traffic is incident, it obtains a very high peak power, resulting in nonlinear phenomena and damage to optical elements. Such problems arise. On the other hand, when the gain of the EDFA is changed, other characteristics (for example, gain flatness) are affected. Furthermore, since it is assumed that the optical packet passes through various paths, the optical loss and the optical gain accumulation experienced for each packet are different, and the pulse intensity is also different.

このような場合の対策は大別して2通り想定される。1つの対処法は,適応的にEDFAのポンプ光強度を制御して利得を変える方法である。しかし,この方法では比較的大きな電流料の電流制御を用いることから応答速度が遅いという問題や,雑音指数の劣化など,多数の問題があると考えられる。もう1つの対処法として,EDFAはたとえばACC(電流一定制御)で駆動するとともに,入射する平均パワーを,それに含まれる光パルス強度を一定範囲に保つように制御される形態が想定される。この方法では,パルス光強度を適応的に制御する。一般的にはパルス強度を減衰させることになる。この方法の具体的な実現方法の一つとして,光変調器を用いるものが挙げられる。光変調器には電圧駆動のタイプが多数存在するので,光変調器を用いると光強度を高速に制御できることとなる。その場合に,入射する平均パワーが大きく変化すると(具体的には10dB以上),条長やポンプ光強度について,仕様上の入射パワーや利得に対して最適化しているEDFAの動作条件が変わることとなる。具体的にはWDMの利得平坦性が失われることとなる。WDMの利得平坦性が失われると,WDMとして欠陥があるだけでなく,過渡的な利得変動が波長帯ごとに変化するということになる。よって,特にトラヒックが少ない場合などであっても,各波長チャネルの強度を等しく増幅できる希土類添加ファイバ,及びそのような希土類添加ファイバを用いた光情報通信システムが望まれる。
Sun, Y., Zyskind, J. L., Srivastava, A. K., Zhang, L.: Analytical formula for the transient response of erbium−doped fiber amplifiers. Applied optics 38, 9 (1999) 1682−1685
There are two types of countermeasures for such cases. One countermeasure is to adaptively control the pump light intensity of the EDFA to change the gain. However, since this method uses current control of a relatively large current charge, there are many problems such as a slow response speed and noise figure degradation. As another countermeasure, it is assumed that the EDFA is driven by, for example, ACC (constant current control) and controlled so that the incident average power and the intensity of the optical pulse included therein are kept within a certain range. In this method, the pulsed light intensity is adaptively controlled. Generally, the pulse intensity is attenuated. One specific implementation of this method is to use an optical modulator. Since there are many voltage-driven types of optical modulators, the optical intensity can be controlled at high speed when the optical modulator is used. In such a case, if the incident average power changes greatly (specifically, 10 dB or more), the operating conditions of the EDFA optimized for the incident power and gain in the specifications change with respect to the length and pump light intensity. It becomes. Specifically, WDM gain flatness is lost. If the gain flatness of WDM is lost, not only is there a defect in WDM, but transient gain fluctuations change for each wavelength band. Therefore, a rare earth-doped fiber that can amplify the intensity of each wavelength channel equally, and an optical information communication system using such a rare earth-doped fiber are desired even when the traffic is particularly low.
Sun, Y., Zyskind, J. L., Srivastava, A. K., Zhang, L .: Analytical formal for the 16 p.

本発明は,過渡応答を抑圧したエルビウム添加ファイバ増幅器などの希土類添加ファイバを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a rare earth-doped fiber such as an erbium-doped fiber amplifier with suppressed transient response.

本発明は,過渡応答を抑圧したエルビウム添加ファイバ増幅器などの希土類添加ファイバを用いた光情報通信システムを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an optical information communication system using a rare earth-doped fiber such as an erbium-doped fiber amplifier with suppressed transient response.

本発明は,特にトラヒックが少ない場合などであっても,各波長チャネルの強度を等しく増幅できる希土類添加ファイバ,及びそのような希土類添加ファイバを用いた光情報通信システムを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a rare earth-doped fiber that can amplify the intensity of each wavelength channel equally even when there is particularly little traffic, and an optical information communication system using such a rare earth-doped fiber. .

本発明は,過渡応答を抑圧したエルビウム添加ファイバ増幅器などの希土類添加ファイバなどの希土類添加ファイバを含む,光情報通信システムの構築プログラムを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a construction program for an optical information communication system including a rare earth doped fiber such as a rare earth doped fiber such as an erbium doped fiber amplifier with suppressed transient response.

本発明は,活性領域を拡大した希土類添加ファイバを用いることで,過渡応答を抑圧したEDFAを得ることができ,そのようなEDFAを用いることで,光情報通信に好ましく用いることができるという知見に基づくものである。   The present invention is based on the knowledge that an EDFA with a suppressed transient response can be obtained by using a rare earth-doped fiber having an expanded active region, and that such an EDFA can be preferably used for optical information communication. Is based.

本発明は,また,利得等化フィルタをEDFAの前に設置することで,利得媒質端での光パワーや,利得変動の波長依存性を小さくし,それによって過渡応答を抑圧することができるという知見に基づくものである。   In the present invention, the gain equalization filter is installed in front of the EDFA, so that the optical power at the gain medium edge and the wavelength dependence of gain fluctuation can be reduced, thereby suppressing the transient response. Based on knowledge.

本発明は,また,プリアンプを設置することで,利得等化フィルタで生じる過剰雑音を抑制できるという知見に基づくものである。本発明は,さらに,オーバーポンピングを行うことで,希土類添加ファイバの入力パワー依存性を軽減でき,一定利得を得ることができ,その結果,利得平坦性(波長に対する利得の均一性)を維持できるという知見に基づくものである。   The present invention is also based on the knowledge that the excessive noise generated in the gain equalization filter can be suppressed by installing a preamplifier. Furthermore, the present invention can reduce the input power dependency of the rare earth-doped fiber by performing overpumping, and can obtain a constant gain. As a result, gain flatness (gain uniformity with respect to wavelength) can be maintained. It is based on the knowledge that.

本発明の第1の側面は,活性領域の直径が3.4μm以上10μm以下である希土類添加ファイバを用いた,光パケット通信用光増幅器に関する。すなわち,光パケット通信用の光増幅器では,従来出力が小さい光通信用のファイバ増幅器が用いられていた。これは,高出力用のファイバ増幅器は,高価であることのほか,大きなスペースを要すること及び容易に扱えないことなどによる。また,高出力用のファイバ増幅器は,利得変動(時間に対する利得の変化)が大きいので光パルスを用いた光情報通信用の増幅器としては向かないと考えられていた。ところが,本発明ではあえてそのような高出力用の光通信などに用いられるファイバ増幅器を光パケット通信に用いることで,利得変動を抑えることができたというものである。なお,活性領域の直径は,3.5μm以上10μm以下でも,4μm以上6μm以下でも,4μm以上5μm以下でもよく,以下同様である。   The first aspect of the present invention relates to an optical amplifier for optical packet communication using a rare earth doped fiber having an active region diameter of 3.4 μm or more and 10 μm or less. That is, an optical amplifier for optical packet communication has conventionally used a fiber amplifier for optical communication with a small output. This is because the high-power fiber amplifier is expensive, requires a large space, and cannot be handled easily. In addition, high-power fiber amplifiers are considered unsuitable as amplifiers for optical information communication using optical pulses because of large gain fluctuations (changes in gain with time). However, in the present invention, the gain fluctuation can be suppressed by using the fiber amplifier used for such high-power optical communication in the optical packet communication. The diameter of the active region may be 3.5 μm to 10 μm, 4 μm to 6 μm, 4 μm to 5 μm, and so on.

本発明の第1の側面の好ましい態様は,前記希土類添加ファイバは,希土類としてエルビウムが添加された光ファイバである上記に記載の増幅器である。   A preferred embodiment of the first aspect of the present invention is the amplifier as described above, wherein the rare earth-doped fiber is an optical fiber doped with erbium as a rare earth.

本発明の第1の側面の好ましい態様は,エルビウムイオンと光のモード場との重複領域の積分値が小さくなるように,開口数を減少させることで,増幅器動作における非飽和領域を拡大させたものに関する。具体的には,エルビウム添加ファイバの開口数が0.2以下である上記いずれかに記載の増幅器に関する。なお,好ましい開口数は,0.13以下である。たとえば,コアとクラッドとに含まれるエルビウム濃度を調整することで,開口数を制御できる。たとえば,須藤昭一著「エルビウム添加光ファイバ増幅器」オプトニクス社150頁〜152頁の1.7.2ファイバ構造依存性の欄に記載されるように,光ファイバは,一般的に開口数が高いものが高効率であると考えられていた。そして,できる限り開口数が高くなるように,エルビウム添加ファイバを設計するのが常識であった。本発明では,利得変動を抑圧するために合えて,開口数を低くしたファイバを用いたものである。開口数を減少させることでエルビウムイオンと光のモード場との重複領域の積分値が小さくなるようにすることができ,増幅器動作における非飽和領域を拡大させることができる。   In a preferred embodiment of the first aspect of the present invention, the non-saturation region in the amplifier operation is expanded by reducing the numerical aperture so that the integral value of the overlapping region of the erbium ion and the light mode field is reduced. About things. Specifically, the present invention relates to the amplifier as described above, wherein the erbium-doped fiber has a numerical aperture of 0.2 or less. A preferred numerical aperture is 0.13 or less. For example, the numerical aperture can be controlled by adjusting the concentration of erbium contained in the core and cladding. For example, the optical fiber generally has a high numerical aperture as described in the column of 1.7.2 fiber structure dependency of “Erbium-doped fiber amplifier” written by Shoichi Sudo, page 150-152 of Optonics Corporation. Things were considered highly efficient. It was common knowledge to design an erbium-doped fiber so that the numerical aperture is as high as possible. In the present invention, a fiber having a low numerical aperture is used in order to suppress gain fluctuations. By reducing the numerical aperture, the integrated value of the overlapping region between the erbium ion and the light mode field can be reduced, and the unsaturated region in the amplifier operation can be expanded.

本発明の第1の側面の好ましい態様は,前記エルビウム添加ファイバは,コアと,前記コアの周囲に存在するクラッドとを有し,前記コアに希土類としてエルビウムが添加され,前記クラッドに,前記コアに含まれるエルビウム濃度より小さな濃度でエルビウムが添加された光ファイバである,上記いずれかに記載の増幅器に関する。開口数を小さくするひとつの態様として,このような光ファイバがあげられる。   In a preferred embodiment of the first aspect of the present invention, the erbium-doped fiber has a core and a clad existing around the core, erbium is added as a rare earth to the core, and the core includes the core. The amplifier according to any one of the above, which is an optical fiber to which erbium is added at a concentration lower than the erbium concentration contained in. One embodiment of reducing the numerical aperture is such an optical fiber.

本発明の第1の側面の好ましい態様は,上記に記載の増幅器を用いた光パケット通信システムに関する。上記のようなファイバ増幅器を有するので,ヘッダ及びペイロードなどの光パケットを含む信号を,利得変動を抑えつつ増幅できる。   A preferred embodiment of the first aspect of the present invention relates to an optical packet communication system using the amplifier described above. Since the fiber amplifier as described above is included, a signal including an optical packet such as a header and a payload can be amplified while suppressing gain fluctuation.

本発明の第2の側面は,活性領域の直径が3.4μm以上10μm以下である希土類添加ファイバを用い,前記ファイバ増幅器に光パケットが入力する工程と,前記ファイバ増幅器に入力した光パケットの強度が増幅される工程と,を含む光パケット信号の強度を増幅する方法に関する。この側面に係る光増幅方法に用いられる希土類添加ファイバとして,先に説明したファイバを適宜利用することができる。特に開口数の低いエルビウム添加ファイバを好ましく用いることができる。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a step of inputting an optical packet to the fiber amplifier using a rare earth doped fiber having an active region diameter of 3.4 μm to 10 μm, and an intensity of the optical packet input to the fiber amplifier. And a method of amplifying the intensity of the optical packet signal. As the rare earth-doped fiber used in the optical amplification method according to this aspect, the fiber described above can be used as appropriate. In particular, an erbium-doped fiber having a low numerical aperture can be preferably used.

本発明の第2の側面の好ましい態様は,利得等化フィルタと,前記利得等化フィルタを透過した光が入射する活性領域の直径が3.4μm以上10μm以下である希土類添加ファイバとを含む,光パケット通信用光増幅装置に関する。   A preferred embodiment of the second aspect of the present invention includes a gain equalization filter and a rare earth-doped fiber having an active region diameter of 3.4 μm or more and 10 μm or less on which light transmitted through the gain equalization filter is incident. The present invention relates to an optical amplifying apparatus for optical packet communication.

本発明の第2の側面の好ましい態様は,プリアンプと,前記プリアンプにより増幅された光が入射する利得等化フィルタと,前記利得等化フィルタを透過した光が入射する,活性領域の直径が3.4μm以上10μm以下である希土類添加ファイバと,を含む,光パケット通信用光増幅装置に関する。   A preferred embodiment of the second aspect of the present invention is a preamplifier, a gain equalization filter on which light amplified by the preamplifier is incident, and a diameter of an active region on which light transmitted through the gain equalization filter is incident is 3 The present invention relates to an optical amplifying apparatus for optical packet communication, including a rare earth doped fiber having a size of 4 μm to 10 μm.

本発明の第3の側面は,利得等化フィルタにより,希土類添加ファイバに入射し,希土類添加ファイバを透過した波長チャネルの光強度が等しくとなるように,各波長チャネルの強度を調整する工程と,前記工程を経た光パケットが希土類添加ファイバに入射する工程と,を含む,光パケットの増幅方法に関する。   A third aspect of the present invention is a step of adjusting the intensity of each wavelength channel so that the light intensity of the wavelength channel incident on the rare earth doped fiber and transmitted through the rare earth doped fiber is equalized by the gain equalization filter. , And a step of making the optical packet that has undergone the above-described process enter a rare earth-doped fiber.

本発明の第4の側面は,活性領域の直径が3.4μm以上10μm以下である第1の希土類添加ファイバ(31)と,前記第1の希土類添加ファイバ(31)を透過した光が入射する,中間利得等化フィルタ(32)と,前記中間利得等化フィルタ(32)を透過した光が入射する,活性領域の直径が3.4μm以上10μm以下である第2の希土類添加ファイバ(33)と,を具備し,前記第1の希土類添加ファイバは,前記第2の希土類添加ファイバより長さが短く,前記中間利得等化フィルタは,前記第2の希土類添加ファイバを透過した各波長チャネルの光強度が等しくなるように,各波長チャネルの強度を調整する,光パケット通信用光増幅装置である。この側面に係る光増幅装置に用いられる希土類添加ファイバとして,先に説明したファイバを適宜利用することができる。特に開口数の低いエルビウム添加ファイバを好ましく用いることができる。   According to a fourth aspect of the present invention, the first rare earth doped fiber (31) having an active region diameter of 3.4 μm or more and 10 μm or less and light transmitted through the first rare earth doped fiber (31) are incident. , An intermediate gain equalizing filter (32), and a second rare earth doped fiber (33) having a diameter of an active region of 3.4 μm or more and 10 μm or less to which light transmitted through the intermediate gain equalizing filter (32) enters. The first rare earth doped fiber is shorter in length than the second rare earth doped fiber, and the intermediate gain equalizing filter is provided for each wavelength channel transmitted through the second rare earth doped fiber. This is an optical amplifying device for optical packet communication that adjusts the intensity of each wavelength channel so that the optical intensities are equal. As the rare earth-doped fiber used in the optical amplifying device according to this aspect, the fiber described above can be used as appropriate. In particular, an erbium-doped fiber having a low numerical aperture can be preferably used.

このように,調整された2つの希土類添加ファイバとその間に設けられた利得等化フィルタを含むことで,利得変動が小さくなり,平坦性が損なわれず(たとえば,各チャネルの強度差が1dBm以内),入力信号の許容幅が増え,そして,雑音特性も良好となる。その結果,上記の光増幅装置は,入力光に対して,トラヒックが少ない場合であっても,トラヒックが多い場合と変わらない増幅特性を与えることができることとなる。   Thus, by including two adjusted rare earth-doped fibers and a gain equalization filter provided therebetween, gain fluctuation is reduced and flatness is not impaired (for example, the intensity difference of each channel is within 1 dBm). , The allowable width of the input signal is increased, and the noise characteristic is also improved. As a result, the above-described optical amplifying device can give amplification characteristics to input light that are the same as when there is much traffic, even when there is little traffic.

2つの希土類添加ファイバは,入力信号の波長範囲,利得の大きさ,入力信号の強度,出力信号の強度などを総合的に勘案して設計される。具体的には,ある大きさの活性領域を有する希土類添加ファイバを用いる場合は,その長さを適宜調整する。前記第1の希土類添加ファイバ(31)の主な役割は,たとえば,中間利得等化フィルタ(22)による損失によって過剰な雑音が発生しないように,中間利得等化フィルタ(22)に入射する光に小さな利得を与えるというものである。一方,第2の希土類添加ファイバは,光信号を増幅することを主な役割とするものである。このため,第1の希土類添加ファイバにくらべて,第2の希土類添加ファイバによる利得が大きいことが好ましい。通常は,それらの希土類添加ファイバとして,同じか似ているものを用いるので,前記第1の希土類添加ファイバの長さは,前記第2の希土類添加ファイバの長さの半分以下であることが好ましい。   The two rare earth doped fibers are designed by comprehensively considering the wavelength range of the input signal, the magnitude of the gain, the intensity of the input signal, the intensity of the output signal, and the like. Specifically, when a rare earth-doped fiber having an active region of a certain size is used, its length is adjusted as appropriate. The main role of the first rare earth doped fiber (31) is, for example, light incident on the intermediate gain equalization filter (22) so that excessive noise is not generated due to loss by the intermediate gain equalization filter (22). Is a small gain. On the other hand, the second rare earth-doped fiber has a main role of amplifying an optical signal. For this reason, it is preferable that the gain of the second rare earth-doped fiber is larger than that of the first rare earth-doped fiber. Usually, since these same or similar rare earth-doped fibers are used, the length of the first rare earth-doped fiber is preferably not more than half the length of the second rare-earth doped fiber. .

具体的な2つの希土類添加ファイバの長さとして,前記第1の希土類添加ファイバの長さは,25cm以上75cm以下であり,前記第2の希土類添加ファイバの長さは,1m以上3m以下であるものが好ましい。実施例おいて,実際に設計し,機能を確認したように,この範囲であれば通常の光パケット通信などに好適に用いることができる。   As specific lengths of the two rare earth doped fibers, the length of the first rare earth doped fiber is 25 cm or more and 75 cm or less, and the length of the second rare earth doped fiber is 1 m or more and 3 m or less. Those are preferred. In the embodiment, as actually designed and confirmed in function, this range can be suitably used for normal optical packet communication and the like.

前記中間利得等化フィルタは,前記第2の希土類添加ファイバを透過した各波長チャネルの光強度が等しくなるように,各波長チャネルの強度を調整するものである。中間利得等化フィルタが上記のように機能するようにするためには,2つの希土類添加ファイバによる利得変動を補償するような特性を持たせればよい。これにより出力される光パルスの利得平坦性を担保できることとなる。利得等化フィルタの特性を制御することは,公知技術である。よって,2つの希土類添加ファイバによる利得特性を合わせた利得変動がわかれば,その利得変動を補償するように利得等化フィルタを設計し,製造すればよい。   The intermediate gain equalizing filter adjusts the intensity of each wavelength channel so that the light intensity of each wavelength channel transmitted through the second rare earth doped fiber becomes equal. In order for the intermediate gain equalizing filter to function as described above, it is only necessary to have a characteristic that compensates for gain fluctuations caused by two rare earth-doped fibers. As a result, the flatness of the gain of the output optical pulse can be ensured. Controlling the characteristics of the gain equalization filter is a known technique. Therefore, if a gain fluctuation combining the gain characteristics of two rare earth doped fibers is known, a gain equalization filter may be designed and manufactured to compensate for the gain fluctuation.

後述する実施例により実証されたとおり,前記第1の希土類添加ファイバに入射する光の光源として,オーバーポンピング光源を用いることで極めて良好な特性を有する光パケット通信用光増幅装置を提供できる。   As demonstrated by the examples described later, an optical amplifying device for optical packet communication having extremely good characteristics can be provided by using an overpumping light source as a light source of light incident on the first rare earth doped fiber.

具体的なオーバーポンピング光源(34)の出力パワーとして,200mW以上1W以下があげられる。   Specific output power of the overpumping light source (34) is 200 mW or more and 1 W or less.

本発明の第5の側面は,エルビウム添加ファイバ増幅器の製造方法であって,前記エルビウム添加ファイバの活性領域の直径が3.4μm以上10μm以下となるように設計するとともに,前記エルビウム添加ファイバを開口数が0.2以下とすることで開口数が0.2以下となり,Γを,波長チャネルにおけるエルビウムイオンと光のモード場との重複領域の積分値を示す係数とした場合に,Γが小さくなるように設計する工程を含む,エルビウム添加ファイバ増幅器の製造方法に関する。 A fifth aspect of the present invention is a method for manufacturing an erbium-doped fiber amplifier, wherein the erbium-doped fiber is designed so that the active region has a diameter of 3.4 μm to 10 μm, and the erbium-doped fiber is opened. numerical aperture becomes 0.2 or less by number and 0.2 or less, gamma and j, when the coefficient representing the integral value of the overlap region of the mode field of erbium ions and the light at wavelength channel, gamma j The present invention relates to a method of manufacturing an erbium-doped fiber amplifier including a step of designing so as to be small.

本発明の第6の側面は,コンピュータを,希土類添加ファイバの活性領域の断面積Sを入力する手段と,第1の係数を読み出すとともに,前記活性領域の断面積Sと前記所第1の係数とを乗算して各波長チャネルにおける内在的飽和出力PIS(λ)を求める手段と,前記各波長チャネルを透過した後の光の強度POUT(λ)を読み出すとともに,読み出したPOUT(λ)を先に求めた内在的飽和出力PIS(λ)で除算した値を,全ての波長チャネルについて求め,求めたPOUT(λ)/PIS(λ)の値を加算する手段と,所定の数及び第2の係数を読み出すとともに,前記全ての波長チャネルについてPOUT(λ)/PIS(λ)の値を加算した値と前記所定の数とを加算するとともに,加算後の値に,前記第2の係数を乗算する手段と,して機能させることにより,希土類添加ファイバの利得変動の初期値及び時間変動を求めるための,プログラムに関する。 According to a sixth aspect of the present invention, the computer inputs means for inputting the cross-sectional area S of the active region of the rare earth-doped fiber, and reads out the first coefficient, and the cross-sectional area S of the active region and the first coefficient And the means for obtaining the intrinsic saturation output P ISj ) in each wavelength channel, the light intensity P OUTj ) after passing through each wavelength channel, and the read P OUT (lambda j) a value obtained by dividing the previously obtained intrinsic saturation power P iSj), calculated for all the wavelength channels, the value of the obtained P OUT (λ j) / P iS (λ j) A means for adding, reading the predetermined number and the second coefficient, and adding the value obtained by adding the values of P OUTj ) / P ISj ) and the predetermined number for all the wavelength channels And The values after, and means for multiplying said second coefficient, by to function, for determining the initial value and the time variation of the gain variation of the rare earth-doped fiber, a program.

本発明の第6の側面は,コンピュータを用いた,光通信システムの設計用プログラムであって,少なくとも,コンピュータを,出力装置に希土類添加ファイバに関するアイコンを表示させる手段と,光通信システムの動作を求める設計画面のある位置に,前記アイコンを表示させる手段と,前記アイコンが設計画面のある位置に表示された場合に,前記希土類添加ファイバに入力した光パルスについて,あらかじめ記憶した増幅係数分を乗じた分だけ入力した光パルスの振幅を増幅させて出力する手段として機能させるプログラムに関する。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an optical communication system design program using a computer, wherein at least the computer displays an icon relating to a rare earth-doped fiber on an output device, and the operation of the optical communication system. Means for displaying the icon at a position on the design screen to be obtained, and when the icon is displayed at a position on the design screen, the optical pulse input to the rare earth-doped fiber is multiplied by a prestored amplification factor. The present invention relates to a program that functions as a means for amplifying and outputting the amplitude of an input optical pulse.

本発明の第6の側面の好ましい態様は,前記プログラムは,コンピュータを,希土類添加ファイバの活性領域の断面積Sを入力する手段と,第1の係数を読み出すとともに,前記活性領域の断面積Sと前記所第1の係数とを乗算して各波長チャネルにおける内在的飽和出力PIS(λ)を求める手段と,前記各波長チャネルを透過した後の光の強度POUT(λ)を読み出すとともに,読み出したPOUT(λ)を先に求めた内在的飽和出力PIS(λ)で除算した値を,全ての波長チャネルについて求め,求めたPOUT(λ)/PIS(λ)の値を加算する手段と,所定の数及び第2の係数を読み出すとともに,前記全ての波長チャネルについてPOUT(λ)/PIS(λ)の値を加算した値と前記所定の数とを加算するとともに,加算後の値に,前記第2の係数を乗算する手段と,して機能させることにより,希土類添加ファイバの利得変動の初期値及び時間変動を考慮した光通信システムの設計を行うための上記に記載のプログラムに関する。 In a preferred embodiment of the sixth aspect of the present invention, the program reads the computer with means for inputting the cross-sectional area S of the active region of the rare earth-doped fiber, the first coefficient, and the cross-sectional area S of the active region. And the first coefficient to obtain the intrinsic saturation output P ISj ) in each wavelength channel, and the intensity P OUTj ) of the light after passing through each wavelength channel In addition to reading, a value obtained by dividing the read P OUTj ) by the intrinsic saturation output P ISj ) obtained previously is obtained for all wavelength channels, and the obtained P OUTj ) / P IS Means for adding the value of (λ j ), a value obtained by reading the predetermined number and the second coefficient, and adding the values of P OUTj ) / P ISj ) for all the wavelength channels; Above Optical communication considering the initial value of gain variation and time variation of rare earth doped fiber by adding a constant number and functioning as a means for multiplying the value after addition by the second coefficient. The present invention relates to a program described above for designing a system.

本発明の第6の側面の好ましい態様は,コンピュータを用いた,光通信システムの設計用プログラムであって,少なくとも,コンピュータを,出力装置に前置フィルタと希土類添加ファイバとを組合わせた光パケット通信用光増幅装置に関するアイコンを表示させる手段と,光通信システムの動作を求める設計画面のある位置に,前記アイコンを表示させる手段と,前記アイコンが設計画面のある位置に表示された場合に,前記光パケット通信用光増幅装置に入力した光パルスについて,あらかじめ記憶した増幅係数分を乗じた分だけ入力した光パルスの振幅を増幅させて出力する手段と,して機能させるプログラムに関する。   A preferred embodiment of the sixth aspect of the present invention is a program for designing an optical communication system using a computer, and at least an optical packet in which a computer is combined with a prefilter and a rare earth doped fiber as an output device. Means for displaying an icon relating to an optical communication device for communication; means for displaying the icon at a position on a design screen for requesting an operation of the optical communication system; and when the icon is displayed at a position on the design screen. The present invention relates to a program that functions as means for amplifying and outputting the amplitude of an optical pulse that is input by multiplying an amplification coefficient stored in advance with respect to the optical pulse input to the optical packet communication optical amplifier.

本発明の第6の側面の好ましい態様は,上記いずれかに記載のプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体に関する。   A preferred embodiment of the sixth aspect of the present invention relates to a computer-readable information recording medium storing any of the programs described above.

本発明の第6の側面の好ましい態様は,上記いずれかに記載のプログラムを実装し,希土類添加ファイバを含む,光情報通信システムを設計するためのコンピュータに関する。   A preferred embodiment of the sixth aspect of the present invention relates to a computer for designing an optical information communication system that includes any of the above-described programs and includes a rare earth-doped fiber.

本発明によれば,過渡応答を抑圧したエルビウム添加ファイバ増幅器などの希土類添加ファイバを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a rare earth-doped fiber such as an erbium-doped fiber amplifier having a suppressed transient response.

本発明によれば,過渡応答を抑圧したエルビウム添加ファイバ増幅器などの希土類添加ファイバを用いた光情報通信システムを提供することができる。   According to the present invention, an optical information communication system using a rare earth doped fiber such as an erbium doped fiber amplifier with suppressed transient response can be provided.

本発明によれば,特にトラヒックが少ない場合であっても,各波長チャネルの強度を等しく増幅できる希土類添加ファイバ,及びそのような希土類添加ファイバを用いた光情報通信システムを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a rare earth-doped fiber that can amplify the intensity of each wavelength channel equally even when the traffic is particularly low, and an optical information communication system using such a rare earth-doped fiber.

本発明によれば,過渡応答を抑圧したエルビウム添加ファイバ増幅器などの希土類添加ファイバを含む,光情報通信システムの構築プログラムなどを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the construction program etc. of an optical information communication system including rare earth addition fibers, such as an erbium addition fiber amplifier which suppressed the transient response, can be provided.

以下,本発明を実施するための最良の形態について説明する。本発明の第1の側面は,活性領域の直径が3.4μm以上10μm以下である希土類添加ファイバを用いた,光パケット通信用光増幅器に関する。すなわち,光パケット通信用の光増幅器では,従来出力が小さい光通信用のファイバ増幅器が用いられていた。これは,高出力用のファイバ増幅器は,高価であることのほか,大きなスペースを要すること及び容易に扱えないことなどによる。また,高出力用のファイバ増幅器は,利得変動が大きいので光パルスを用いた光情報通信用の増幅器としては向かないと考えられていた。ところが,本発明ではあえてそのような高出力用の光通信などに用いられるファイバ増幅器を光パケット通信に用いることで,利得変動を抑えることができたというものである。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described. The first aspect of the present invention relates to an optical amplifier for optical packet communication using a rare earth doped fiber having an active region diameter of 3.4 μm or more and 10 μm or less. That is, an optical amplifier for optical packet communication has conventionally used a fiber amplifier for optical communication with a small output. This is because the high-power fiber amplifier is expensive, requires a large space, and cannot be handled easily. Also, high-power fiber amplifiers were considered unsuitable as optical information communication amplifiers using optical pulses because of large gain fluctuations. However, in the present invention, the gain fluctuation can be suppressed by using the fiber amplifier used for such high-power optical communication in the optical packet communication.

図14は,本発明の光パケット通信用光増幅器の概略構成を説明するための図である。図14に示されるように,光パケット通信用光増幅器は,希土類添加ファイバ(1)を含む。そして,希土類添加ファイバ(1)は,一般的には,コア(3)及びクラッド(4)を含むように構成されている。一方,通常は,コア(2)全体が活性領域(2)であるが,図14に示されるようにコア(3)のある領域が活性領域(2)であるものもある。   FIG. 14 is a diagram for explaining a schematic configuration of an optical amplifier for optical packet communication according to the present invention. As shown in FIG. 14, the optical amplifier for optical packet communication includes a rare earth doped fiber (1). The rare earth doped fiber (1) is generally configured to include a core (3) and a clad (4). On the other hand, normally, the entire core (2) is the active region (2), but as shown in FIG. 14, there is a region where the core (3) is the active region (2).

図15は,具体的な希土類添加ファイバの断面を示す図である。図15(a)は,シングルモードファイバの断面の例を示し,図15(b)は活性領域がコアと同心円状にあるものの例を示し,図15(c)は活性領域がコアとほぼ等しいものの例を示す。多くの希土類添加ファイバにおいて,図15(c)に示されるようにコアが活性領域とほぼ同一の大きさである。一方,図15(b)に示されるように,コアと活性領域とが同一でなくても構わない。   FIG. 15 is a diagram showing a cross section of a specific rare earth doped fiber. 15A shows an example of a cross section of a single mode fiber, FIG. 15B shows an example in which the active region is concentric with the core, and FIG. 15C shows the active region substantially equal to the core. Examples of things are shown. In many rare earth-doped fibers, the core has almost the same size as the active region as shown in FIG. On the other hand, as shown in FIG. 15B, the core and the active region may not be the same.

活性領域とは,ゲインエリア(Gain area)や,添加する希土類がエルビウムの場合にはアクティブエルビウムエリア(Active erbium area)ともよばれるファイバのコア内のある領域を意味する。コアは,導波のために周囲より高い比屈折率を持った領域である。ポンプ光強度が弱いところでは信号光の増幅よりも吸収の方が大きくなる。このため,通常,コアの中心付近のポンプ光強度が強い領域に重なるように活性領域が配置される。活性領域は,希土類イオンが添加された領域であり,ファイバの設計時に一意に決定されるとともに,事後においては,ポンプ光照射による自然放出光の発光によって,その領域を確認することができる。   The active region means a certain area in the core of the fiber called a gain area or an active erbium area when the rare earth to be added is erbium. The core is a region having a higher relative refractive index than the surrounding due to wave guiding. Where the pump light intensity is weak, the absorption is greater than the amplification of the signal light. For this reason, the active region is usually arranged so as to overlap with the region where the pump light intensity is high near the center of the core. The active region is a region to which rare earth ions are added, and is uniquely determined at the time of designing the fiber. After the fact, the region can be confirmed by light emission of spontaneous emission by pump light irradiation.

本発明の第1の側面の好ましい態様は,前記希土類がエルビウムである上記に記載の増幅器である。すなわち,希土類添加ファイバとして,希土類としてエルビウムが添加された光ファイバがあげられ,実施例で実証されたようにエルビウム添加ファイバ増幅器が好ましい。   A preferred embodiment of the first aspect of the present invention is the amplifier as described above, wherein the rare earth is erbium. That is, as the rare earth-doped fiber, an optical fiber doped with erbium as a rare earth can be mentioned, and an erbium-doped fiber amplifier is preferable as demonstrated in Examples.

本発明の第1の側面の好ましい態様は,前記エルビウム添加ファイバの開口数が0.2以下である上記いずれかに記載の増幅器に関する。なお,好ましい開口数は,0.13以下である。コアとクラッドとに含まれるエルビウム濃度を調整することで,開口数を制御できる。たとえば,須藤昭一著「エルビウム添加光ファイバ増幅器」オプトニクス社150頁〜152頁の1.7.2ファイバ構造依存性の欄に記載されるように,光ファイバは,一般的に開口数が高いものが高効率であると考えられていた。そして,できる限り開口数が高くなるように,エルビウム添加ファイバを設計するのが常識であった。本発明では,利得変動を抑圧するために合えて,開口数を低くしたファイバを用いたものである。開口数を減少させることでエルビウムイオンと光のモード場との重複領域の積分値が小さくなるようにすることができ,増幅器動作における非飽和領域を拡大させることができる。   A preferred embodiment of the first aspect of the present invention relates to the amplifier as described above, wherein the erbium-doped fiber has a numerical aperture of 0.2 or less. A preferred numerical aperture is 0.13 or less. The numerical aperture can be controlled by adjusting the concentration of erbium contained in the core and cladding. For example, the optical fiber generally has a high numerical aperture as described in the column of 1.7.2 fiber structure dependency of “Erbium-doped fiber amplifier” written by Shoichi Sudo, page 150-152 of Optonics Corporation. Things were considered highly efficient. It was common knowledge to design an erbium-doped fiber so that the numerical aperture is as high as possible. In the present invention, a fiber having a low numerical aperture is used in order to suppress gain fluctuations. By reducing the numerical aperture, the integrated value of the overlapping region between the erbium ion and the light mode field can be reduced, and the unsaturated region in the amplifier operation can be expanded.

本発明の第1の側面の好ましい態様は,前記エルビウム添加ファイバは,コアと,前記コアの周囲に存在するクラッドとを有し,前記コアに希土類としてエルビウムが添加され,前記クラッドに,前記コアに含まれるエルビウム濃度より小さな濃度でエルビウムが添加された光ファイバである,上記いずれかに記載の増幅器に関する。開口数を小さくするひとつの態様として,このような光ファイバがあげられる。   In a preferred embodiment of the first aspect of the present invention, the erbium-doped fiber has a core and a clad existing around the core, erbium is added as a rare earth to the core, and the core includes the core. The amplifier according to any one of the above, which is an optical fiber to which erbium is added at a concentration lower than the erbium concentration contained in. One embodiment of reducing the numerical aperture is such an optical fiber.

本発明の第1の側面の好ましい態様は,上記に記載の増幅器を用いた光パケット通信システムに関する。上記のようなファイバ増幅器を有するので,ヘッダ及びペイロードなどの光パケットを含む信号を,利得変動を抑えつつ増幅できる。この光パケット通信システムは,光パケット通信システムにおける公知の構成を適宜採用できる。そして,通常,光パケット通信システムにおけるファイバ増幅器として,本発明のファイバ増幅器を用いればよい。具体的には,光パケット通信システムは,送信機及び受信機のほかに,それらを接続するためのノード,及びそれらを接続する光ファイバを含む。そして,通信距離が長くなるに従い,徐々に光パルス強度は弱くなるので,適宜ファイバ増幅器を用いて振幅を増強する。そのような振幅を増幅するための手段として,本発明のファイバ増幅器を適宜設置すればよい。   A preferred embodiment of the first aspect of the present invention relates to an optical packet communication system using the amplifier described above. Since the fiber amplifier as described above is included, a signal including an optical packet such as a header and a payload can be amplified while suppressing gain fluctuation. This optical packet communication system can appropriately adopt a known configuration in the optical packet communication system. In general, the fiber amplifier of the present invention may be used as a fiber amplifier in an optical packet communication system. Specifically, the optical packet communication system includes a transmitter and a receiver, a node for connecting them, and an optical fiber for connecting them. And as the communication distance becomes longer, the intensity of the light pulse gradually becomes weaker, so the amplitude is appropriately increased by using a fiber amplifier. As a means for amplifying such amplitude, the fiber amplifier of the present invention may be appropriately installed.

本発明の第2の側面は,活性領域の直径が3.4μm以上10μm以下である希土類添加ファイバを用い,前記ファイバ増幅器に光パケットが入力する工程と,前記ファイバ増幅器に入力した光パケットの強度が増幅される工程と,を含む光パケット信号の強度を増幅する方法に関する。すなわち,後述する実施例により実証されたとおり,本発明のファイバ増幅器を用いれば,利得変動を抑えつつ光パケット信号を増幅することができるので好ましい。この側面に係る光増幅方法に用いられる希土類添加ファイバとして,先に説明したファイバを適宜利用することができる。特に開口数の低いエルビウム添加ファイバを好ましく用いることができる。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a step of inputting an optical packet to the fiber amplifier using a rare earth doped fiber having an active region diameter of 3.4 μm to 10 μm, and an intensity of the optical packet input to the fiber amplifier. And a method of amplifying the intensity of the optical packet signal. That is, as demonstrated by the examples described later, it is preferable to use the fiber amplifier of the present invention because the optical packet signal can be amplified while suppressing gain fluctuation. As the rare earth-doped fiber used in the optical amplification method according to this aspect, the fiber described above can be used as appropriate. In particular, an erbium-doped fiber having a low numerical aperture can be preferably used.

本発明の第2の側面の好ましい態様は,利得等化フィルタと,前記利得等化フィルタを透過した光が入射する活性領域の直径が3.4μm以上10μm以下である希土類添加ファイバとを含む,光パケット通信用光増幅装置に関する。すなわち,通常光パケットは,複数の光パルスを含んでいる。ファイバ増幅器の増幅特性は,入力光の波長によって異なる。そして,光パケットが,波長の異なる複数の光パルスを含む場合,ファイバ増幅器によって増幅される強度は,波長ごとに異なることとなる。よって,複数の波長の光パルスを含む光パケットを,ファイバ増幅器で増幅すると,増幅後の振幅が均一にならない。そこで,利得等化フィルタが用いられる。   A preferred embodiment of the second aspect of the present invention includes a gain equalization filter and a rare earth-doped fiber having an active region diameter of 3.4 μm or more and 10 μm or less on which light transmitted through the gain equalization filter is incident. The present invention relates to an optical amplifying apparatus for optical packet communication. That is, the normal optical packet includes a plurality of optical pulses. The amplification characteristics of the fiber amplifier differ depending on the wavelength of the input light. When the optical packet includes a plurality of optical pulses having different wavelengths, the intensity amplified by the fiber amplifier differs for each wavelength. Therefore, when an optical packet including optical pulses having a plurality of wavelengths is amplified by a fiber amplifier, the amplitude after amplification is not uniform. Therefore, a gain equalization filter is used.

図7は,エルビウム添加ファイバ増幅器の増加特性を示す概念図である。図7に示されるように,エルビウム添加ファイバ増幅器は,1530nm付近の増幅が最大であり,この付近での利得変動も最大となる。一方,1580nm付近では振幅の増幅はそれほど大きくない。一方,波長が1530nm付近の光信号の増幅を行うと,ノイズが多くなる。このため,本発明では,入力信号として,波長が1535nm以上1570nmの範囲の光を用いることが好ましく,より好ましくは1535nm以上1565nmの範囲の光を用いるものである。   FIG. 7 is a conceptual diagram showing an increase characteristic of an erbium-doped fiber amplifier. As shown in FIG. 7, the erbium-doped fiber amplifier has the maximum amplification in the vicinity of 1530 nm, and the gain fluctuation in the vicinity thereof is also maximum. On the other hand, the amplitude amplification is not so large in the vicinity of 1580 nm. On the other hand, when an optical signal having a wavelength near 1530 nm is amplified, noise increases. Therefore, in the present invention, it is preferable to use light having a wavelength in the range of 1535 nm to 1570 nm, more preferably light in the range of 1535 nm to 1565 nm as the input signal.

通常の光パケット通信システムでは,いったんエルビウム添加ファイバ増幅器により光パケットの振幅を増幅する。すると,光パケットに含まれる光パルスの波長によって増幅される程度が異なる。そこで,増幅され,波長ごとに利得が異なることとなった光パルスを,利得等化フィルタを用いて,利得を平準化する。光パケットに含まれる全てのチャネルを用いる場合は,そのような平準化方法でも問題が少ない。しかし,特に一部のチャネルのみを用いる場合は,後述する式(1)などで示されるとおり,大きな利得変動が生ずることとなる。そこで,本発明の好ましい態様では,あらかじめ利得等化フィルタを透過させた後に,ファイバ増幅器により振幅を増幅するものである。このようにすることで,特に一部のチャネルのみが用いられている場合であっても,利得変動を抑えることができることとなる。すなわち,利得等化フィルタを用いることで,本発明においては,過渡的利得変動の波長帯依存性を低減することができる。   In a normal optical packet communication system, the amplitude of an optical packet is once amplified by an erbium-doped fiber amplifier. Then, the degree of amplification differs depending on the wavelength of the optical pulse included in the optical packet. Therefore, the gain is equalized by using a gain equalization filter for the optical pulse that has been amplified and whose gain differs for each wavelength. When all the channels included in the optical packet are used, such a leveling method has few problems. However, especially when only a part of the channels is used, a large gain fluctuation occurs as shown in the equation (1) described later. Therefore, in a preferred embodiment of the present invention, the amplitude is amplified by a fiber amplifier after passing through a gain equalizing filter in advance. By doing so, it is possible to suppress the gain fluctuation even when only a part of the channels are used. That is, by using the gain equalization filter, in the present invention, the wavelength band dependence of the transient gain fluctuation can be reduced.

本発明の第2の側面の好ましい態様は,プリアンプと,前記プリアンプにより増幅された光が入射する利得等化フィルタと,前記利得等化フィルタを透過した光が入射する,活性領域の直径が3.4μm以上10μm以下である希土類添加ファイバと,を含む,光パケット通信用光増幅装置に関する。プリアンプとして,光通信に用いられる公知のプリアンプを適宜用いることができる。プリアンプを用いることで,本発明においては,利得等化フィルタで生じる過剰雑音を抑制することができる。   A preferred embodiment of the second aspect of the present invention is a preamplifier, a gain equalization filter on which light amplified by the preamplifier is incident, and a diameter of an active region on which light transmitted through the gain equalization filter is incident is 3 The present invention relates to an optical amplifying apparatus for optical packet communication, including a rare earth doped fiber having a size of 4 μm to 10 μm. As the preamplifier, a known preamplifier used for optical communication can be appropriately used. By using the preamplifier, in the present invention, it is possible to suppress excess noise generated in the gain equalization filter.

本発明の第3の側面は,利得等化フィルタにより,希土類添加ファイバに入射し,希土類添加ファイバを透過した波長チャネルの光強度が等しくとなるように,各波長チャネルの強度を調整する工程と,前記工程を経た光パケットが希土類添加ファイバに入射する工程と,を含む,光パケットの増幅方法に関する。   A third aspect of the present invention is a step of adjusting the intensity of each wavelength channel so that the light intensity of the wavelength channel incident on the rare earth doped fiber and transmitted through the rare earth doped fiber is equalized by the gain equalization filter. , And a step of making the optical packet that has undergone the above-described process enter a rare earth-doped fiber.

図8は,本発明の第3の側面に係る光パケットの増幅方法を説明するための概念図である。図8に示されるように,光ファイバなどの伝送路(10)を介して,光パケット(11)が伝送される。その光パケットは,複数の波長の光パルスを含む。そして,複数の波長の光パルスを含む光パケット(11)は,利得等化フィルタ(12)に入力する。しかしながら,通常であれば,利得等化フィルタは,それを通過した後の各パルスの利得が等しくなるようにされるものであるが,この実施態様における利得等化フィルタ(12)は,希土類添加ファイバに入射し,希土類添加ファイバを透過した波長チャネルの光強度が等しくとなるように設定されている。このため,利得等化フィルタを通過した光パケット(13)に含まれる各波長の光パルスの利得は均一とならない。一方,利得等化フィルタを透過した光パケット(13)が,ファイバ増幅器(14)を通過すると,ファイバ増幅器を通過した光パルス(15)の利得は均一(たとえば,各チャネルの光強度のずれが,平均強度の上下10%以内,好ましくは平均強度の上下5%以内,より好ましくは平均強度の上下3%以内)になるようにされている。   FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining an optical packet amplification method according to the third aspect of the present invention. As shown in FIG. 8, an optical packet (11) is transmitted through a transmission line (10) such as an optical fiber. The optical packet includes optical pulses having a plurality of wavelengths. The optical packet (11) including optical pulses having a plurality of wavelengths is input to the gain equalization filter (12). However, normally, the gain equalization filter is such that the gain of each pulse after passing through it is made equal, but the gain equalization filter (12) in this embodiment is rare earth added. The light intensity of the wavelength channels that enter the fiber and pass through the rare earth doped fiber is set to be equal. For this reason, the gain of the optical pulse of each wavelength included in the optical packet (13) that has passed through the gain equalization filter is not uniform. On the other hand, when the optical packet (13) that has passed through the gain equalization filter passes through the fiber amplifier (14), the gain of the optical pulse (15) that has passed through the fiber amplifier is uniform (for example, the deviation of the optical intensity of each channel). , Within 10% above and below the average intensity, preferably within 5% above and below the average intensity, more preferably within 3% above and below the average intensity).

上記のような利得等化フィルタを用いることで,ファイバ増幅器(14)を通過すると,ファイバ増幅器を通過した光パルス(15)の利得は均一となる。よって,上記のファイバ増幅器を光パケット通信に好ましく用いることができる。一方,トラヒックが少ない場合に,パケットが利得変動の影響を受けて,パケットの傾きが強調されるという問題がある。さらには,トラヒックが少ない場合に,パケットのピーク値が異常に高くなるという現象が起る。このような異常に高いピーク値は,さらなる利得変動を与えるだけでなく,光素子にダメージを与える可能性が極めて高くなるため,なんらかの手段を用いて,これを検知しファイバ増幅器への入射パワーを制限する必要がある。しかし,その結果平均パワーが極めて低い入射光の条件が生じることになる。そこで,トラヒック量が変動しても,各チャネルの光強度が変動しないファイバ増幅器が望まれる。   By using the gain equalization filter as described above, the gain of the optical pulse (15) that has passed through the fiber amplifier becomes uniform when it passes through the fiber amplifier (14). Therefore, the above fiber amplifier can be preferably used for optical packet communication. On the other hand, when the traffic is low, there is a problem that the packet is affected by the gain fluctuation and the inclination of the packet is emphasized. Furthermore, when the traffic is low, the phenomenon that the peak value of the packet becomes abnormally high occurs. Such an abnormally high peak value not only gives further gain fluctuations but also extremely increases the possibility of damaging the optical element. Therefore, this is detected by some means and the incident power to the fiber amplifier is reduced. Need to be restricted. However, as a result, an incident light condition having an extremely low average power occurs. Therefore, a fiber amplifier is desired in which the optical intensity of each channel does not vary even if the traffic volume varies.

上記の問題は,2つの希土類添加ファイバとその間に設けられた利得等化フィルタを含む装置により解決される。図10は,本発明のある側面に係る光パケット通信用光増幅装置の概略構成を示すブロック図である。すなわち,図10に示されるように,本発明の第4の側面は,活性領域の直径が3.4μm以上10μm以下である第1の希土類添加ファイバ(31)と,前記第1の希土類添加ファイバ(31)を透過した光が入射する,中間利得等化フィルタ(32)と,前記中間利得等化フィルタ(32)を透過した光が入射する,活性領域の直径が3.4μm以上10μm以下である第2の希土類添加ファイバ(33)と,を具備し,前記第1の希土類添加ファイバは,前記第2の希土類添加ファイバより長さが短く,前記中間利得等化フィルタは,前記第2の希土類添加ファイバを透過した各波長チャネルの光強度が等しくなるように,各波長チャネルの強度を調整する,光パケット通信用光増幅装置である。   The above problem is solved by an apparatus including two rare earth doped fibers and a gain equalizing filter provided therebetween. FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of an optical amplifying apparatus for optical packet communication according to an aspect of the present invention. That is, as shown in FIG. 10, the fourth aspect of the present invention is the first rare earth doped fiber (31) having an active region diameter of 3.4 μm or more and 10 μm or less, and the first rare earth doped fiber. The intermediate gain equalizing filter (32) in which the light transmitted through (31) is incident and the diameter of the active region in which the light transmitted through the intermediate gain equalizing filter (32) is incident are 3.4 μm or more and 10 μm or less. A second rare earth doped fiber (33), wherein the first rare earth doped fiber is shorter in length than the second rare earth doped fiber, and the intermediate gain equalizing filter includes the second rare earth doped fiber (33). The optical amplifying device for optical packet communication adjusts the intensity of each wavelength channel so that the light intensity of each wavelength channel transmitted through the rare earth doped fiber becomes equal.

このように,調整された2つの希土類添加ファイバとその間に設けられた利得等化フィルタを含むことで,利得変動が小さくなり,平坦性が損なわれない(たとえば,各チャネルの強度差が1dBm以内)。その結果,上記の光増幅装置は,入力光に対して,トラヒックが少ない場合であっても,トラヒックが多い場合と変わらない増幅特性を与えることができることとなる。   Thus, by including two adjusted rare earth doped fibers and a gain equalization filter provided between them, gain fluctuation is reduced and flatness is not impaired (for example, the difference in intensity of each channel is within 1 dBm). ). As a result, the above-described optical amplifying device can give amplification characteristics to input light that are the same as when there is much traffic, even when there is little traffic.

2つの希土類添加ファイバは,入力信号の波長範囲,利得の大きさ,入力信号の強度,出力信号の強度などを総合的に勘案して設計される。具体的には,ある大きさの活性領域を有する希土類添加ファイバを用いる場合は,その長さを適宜調整する。前記第1の希土類添加ファイバ(31)の主な役割は,たとえば,中間利得等化フィルタ(32)による損失によって過剰な雑音が発生しないように,中間利得等化フィルタ(32)に入射する光に小さな利得を与えるというものである。一方,第2の希土類添加ファイバは,光信号を増幅することを主な役割とするものである。このため,第1の希土類添加ファイバにくらべて,第2の希土類添加ファイバによる利得が大きいことが好ましい。通常は,それらの希土類添加ファイバとして,同じか似ているものを用いるので,前記第1の希土類添加ファイバの長さは,前記第2の希土類添加ファイバの長さの半分以下であることが好ましい。   The two rare earth doped fibers are designed by comprehensively considering the wavelength range of the input signal, the magnitude of the gain, the intensity of the input signal, the intensity of the output signal, and the like. Specifically, when a rare earth-doped fiber having an active region of a certain size is used, its length is adjusted as appropriate. The main role of the first rare-earth doped fiber (31) is, for example, light incident on the intermediate gain equalization filter (32) so that excessive noise is not generated due to loss by the intermediate gain equalization filter (32). Is a small gain. On the other hand, the second rare earth-doped fiber has a main role of amplifying an optical signal. For this reason, it is preferable that the gain of the second rare earth-doped fiber is larger than that of the first rare earth-doped fiber. Usually, since these same or similar rare earth-doped fibers are used, the length of the first rare earth-doped fiber is preferably not more than half the length of the second rare-earth doped fiber. .

具体的な2つの希土類添加ファイバの長さとして,前記第1の希土類添加ファイバの長さは,25cm以上75cm以下であり,前記第2の希土類添加ファイバの長さは,1m以上3m以下であるものが好ましい。実施例おいて,実際に設計し,機能を確認したように,この範囲であれば通常の光パケット通信などに好適に用いることができる。   As specific lengths of the two rare earth doped fibers, the length of the first rare earth doped fiber is 25 cm or more and 75 cm or less, and the length of the second rare earth doped fiber is 1 m or more and 3 m or less. Those are preferred. In the embodiment, as actually designed and confirmed in function, this range can be suitably used for normal optical packet communication and the like.

前記中間利得等化フィルタは,前記第2の希土類添加ファイバを透過した各波長チャネルの光強度が等しくなるように,各波長チャネルの強度を調整するものである。中間利得等化フィルタにおける中間とは,第2の希土類添加ファイバの間に位置するという意味である。したがって,中間利得等化フィルタとして,公知の利得等化フィルタを加工したものを適宜用いることができる。中間利得等化フィルタが上記のように機能するようにするためには,2つの希土類添加ファイバによる利得特性を合わせた利得変動を補償するような特性を持たせればよい。利得等化フィルタの特性を制御することは,公知技術である。よって,2つの希土類添加ファイバによる利得特性を合わせた利得変動がわかれば,その利得変動を補償するように利得等化フィルタを設計し,製造すればよい。   The intermediate gain equalizing filter adjusts the intensity of each wavelength channel so that the light intensity of each wavelength channel transmitted through the second rare earth doped fiber becomes equal. The intermediate in the intermediate gain equalizing filter means that it is located between the second rare earth doped fibers. Therefore, a known gain equalization filter processed as the intermediate gain equalization filter can be used as appropriate. In order for the intermediate gain equalizing filter to function as described above, it is only necessary to have a characteristic that compensates for gain fluctuations that combine the gain characteristics of the two rare earth doped fibers. Controlling the characteristics of the gain equalization filter is a known technique. Therefore, if a gain fluctuation combining the gain characteristics of two rare earth doped fibers is known, a gain equalization filter may be designed and manufactured to compensate for the gain fluctuation.

後述する実施例により実証されたとおり,前記第1の希土類添加ファイバに入射する光の光源として,オーバーポンピング光源(34)を用いることで極めて良好な特性を有する光パケット通信用光増幅装置を提供できる。オーバーポンピング光源とは,適正なポンプ強度を上回る出力の光源を意味し,通常は,想定されるポンプ強度を遥かに上回る出力の光源である。より具体的に説明すると,オーバーポンピング光源とは,通常のEDFAなどの設計手法において,EDFの活性領域,添加濃度,条長,および想定される入射信号の諸条件などから決定される,適正なポンプ光強度を遙かに上回る出力の光源であり,その大部分の光電力は光増幅に直接寄与しないものを意味する。EDFAなどの希土類添加ファイバにおけるオーバーポンピングについては,たとえば,M.Karasekら“Suppression of Dynamic Cross Saturation in Cascades of Overpumped Eribium−Doped Fiber Amplifiers”IEEE Phononic Techninology letters, Vol. 10, No. 7, July, 1998などを参照のこと。オーバーポンピング光源を用いることで,本発明においては,増幅器の入射パワー依存性を低減できることとなり,一定利得に近づくこととなる。その結果,出力パルスの利得平坦性を維持できることとなる。   As demonstrated by the examples described later, an optical amplifying apparatus for optical packet communication having extremely good characteristics is provided by using an overpumping light source (34) as a light source of light incident on the first rare earth doped fiber. it can. An over-pumping light source means a light source having an output exceeding an appropriate pump intensity, and is usually a light source having an output far exceeding an assumed pump intensity. More specifically, an overpumping light source is a proper design method such as an ordinary EDFA, which is determined from the active region of EDF, added concentration, length, and various conditions of an assumed incident signal. It is a light source whose output is much higher than the pump light intensity, and most of its optical power means that it does not directly contribute to optical amplification. For overpumping in rare-earth doped fibers such as EDFA, see, for example, M.C. Karasek et al., “Suppression of Dynamic Cross Saturation in Cascades of Overprinted Ebium-Doped Fiber Amplifiers, IEEE Phononic Technology. 10, no. 7, see July, 1998. By using an overpumping light source, in the present invention, the incident power dependency of the amplifier can be reduced, and the gain approaches a constant gain. As a result, the gain flatness of the output pulse can be maintained.

具体的なオーバーポンピング光源の出力パワーとして,200mW以上1W以下があげられる。オーバーポンピング光源の出力パワーが高いほど好ましいが,装置コストが高くなるので300mW以上600mW以下が好ましく,550mWのものなどが好ましい。   Specific output power of the overpumping light source is 200 mW or more and 1 W or less. The higher the output power of the overpumping light source, the better. However, since the cost of the apparatus becomes high, 300 mW or more and 600 mW or less are preferable, and those with 550 mW are preferable.

オーバーポンピング光源からのパルス信号がカプラを介して第1の希土類添加ファイバに入射する。すると,第1の希土類添加ファイバ(31)では,中間利得等化フィルタ(32)による損失によって過剰な雑音が発生しないように,光信号に利得が与えられる。中間利得等化フィルタ(32)は,第2の希土類添加ファイバを透過した各波長チャネルの光強度が等しくなるように,各波長チャネルの強度を調整する。具体的には,中間利得等化フィルタは,2つの希土類添加ファイバによる利得特性を合わせた利得変動を補償するような特性を持つように設計され,製造されているので,これらの利得特性を補償した光信号が出力されることとなる。中間利得等化フィルタ(32)を透過した光信号は,第2の希土類添加ファイバへと入射する。第2の希土類添加ファイバを透過した各波長チャネルの光強度は,およそ等しくなるようにされている。   A pulse signal from the overpumping light source is incident on the first rare earth doped fiber through the coupler. Then, in the first rare earth-doped fiber (31), gain is given to the optical signal so that excessive noise does not occur due to loss due to the intermediate gain equalization filter (32). The intermediate gain equalizing filter (32) adjusts the intensity of each wavelength channel so that the light intensity of each wavelength channel transmitted through the second rare earth doped fiber becomes equal. Specifically, the intermediate gain equalization filter is designed and manufactured to compensate for gain fluctuations that combine the gain characteristics of two rare earth doped fibers, so that these gain characteristics are compensated. The output optical signal is output. The optical signal that has passed through the intermediate gain equalization filter (32) enters the second rare earth doped fiber. The light intensities of the respective wavelength channels transmitted through the second rare earth doped fiber are made approximately equal.

本発明の第6の側面は,コンピュータを,希土類添加ファイバの活性領域の断面積Sを入力する手段と,第1の係数を読み出すとともに,前記活性領域の断面積Sと前記所第1の係数とを乗算して各波長チャネルにおける内在的飽和出力PIS(λ)を求める手段と,前記各波長チャネルを透過した後の光の強度POUT(λ)を読み出すとともに,読み出したPOUT(λ)を先に求めた内在的飽和出力PIS(λ)で除算した値を,全ての波長チャネルについて求め,求めたPOUT(λ)/PIS(λ)の値を加算する手段と,所定の数及び第2の係数を読み出すとともに,前記全ての波長チャネルについてPOUT(λ)/PIS(λ)の値を加算した値と前記所定の数とを加算するとともに,加算後の値に,前記第2の係数を乗算する手段と,して機能させることにより,希土類添加ファイバの利得変動の初期値及び時間変動を求めるための,プログラムに関する。 According to a sixth aspect of the present invention, the computer inputs means for inputting the cross-sectional area S of the active region of the rare earth-doped fiber, and reads out the first coefficient, and the cross-sectional area S of the active region and the first coefficient And the means for obtaining the intrinsic saturation output P ISj ) in each wavelength channel, the light intensity P OUTj ) after passing through each wavelength channel, and the read P OUT (lambda j) a value obtained by dividing the previously obtained intrinsic saturation power P iSj), calculated for all the wavelength channels, the value of the obtained P OUT (λ j) / P iS (λ j) A means for adding, reading the predetermined number and the second coefficient, and adding the value obtained by adding the values of P OUTj ) / P ISj ) and the predetermined number for all the wavelength channels And The values after, and means for multiplying said second coefficient, by to function, for determining the initial value and the time variation of the gain variation of the rare earth-doped fiber, a program.

本発明の第6の側面は,コンピュータを用いた,光通信システムの設計用プログラムであって,少なくとも,コンピュータを,出力装置に希土類添加ファイバに関するアイコンを表示させる手段と,光通信システムの動作を求める設計画面のある位置に,前記アイコンを表示させる手段と,前記アイコンが設計画面のある位置に表示された場合に,前記希土類添加ファイバに入力した光パルスについて,あらかじめ記憶した増幅係数分を乗じた分だけ入力した光パルスの振幅を増幅させて出力する手段として機能させるプログラムに関する。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an optical communication system design program using a computer, wherein at least the computer displays an icon relating to a rare earth-doped fiber on an output device, and the operation of the optical communication system. Means for displaying the icon at a position on the design screen to be obtained, and when the icon is displayed at a position on the design screen, the optical pulse input to the rare earth-doped fiber is multiplied by a prestored amplification factor. The present invention relates to a program that functions as a means for amplifying and outputting the amplitude of an input optical pulse.

図9は,本発明の第6の側面に係るプログラムを説明するための概念図である。図9に示されるように,このプログラムが実装されたコンピュータは,たとえば,モニタなどの出力装置に図9に示されるような表示を行う。すなわち,アイコンメニュー(21)には,ファイバ増幅器に関するアイコン(22)や,利得等化フィルタに関するアイコン(23)などが表示されている。そして,それらのアイコンを適宜設計画面(24)にドラックアンドドロップすることで,ドラックしたアイコンに関する装置等が設計画面に描画される。この設計画面において,ファイバ増幅器に光パルスが入力された場合,記憶装置に記憶される増幅係数が読み出されて,入力された光パルスの強度と乗算されて,出力される。なお,通常のファイバ増幅器に関するアイコンのほかに,本発明におけるファイバ増幅器に関するアイコンを別途設けるものは本発明の好ましい態様である。   FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining a program according to the sixth aspect of the present invention. As shown in FIG. 9, a computer in which this program is installed performs a display as shown in FIG. 9 on an output device such as a monitor. That is, the icon menu (21) displays an icon (22) related to the fiber amplifier, an icon (23) related to the gain equalization filter, and the like. Then, by dragging and dropping those icons onto the design screen (24) as appropriate, devices and the like related to the dragged icons are drawn on the design screen. In this design screen, when an optical pulse is input to the fiber amplifier, the amplification coefficient stored in the storage device is read out, multiplied by the intensity of the input optical pulse, and output. In addition to an icon related to a normal fiber amplifier, a separate icon related to the fiber amplifier in the present invention is a preferable aspect of the present invention.

本発明の第6の側面の好ましい態様は,前記プログラムは,コンピュータを,希土類添加ファイバの活性領域の断面積Sを入力する手段と,第1の係数を読み出すとともに,前記活性領域の断面積Sと前記所第1の係数とを乗算して各波長チャネルにおける内在的飽和出力PIS(λ)を求める手段と,前記各波長チャネルを透過した後の光の強度POUT(λ)を読み出すとともに,読み出したPOUT(λ)を先に求めた内在的飽和出力PIS(λ)で除算した値を,全ての波長チャネルについて求め,求めたPOUT(λ)/PIS(λ)の値を加算する手段と,所定の数及び第2の係数を読み出すとともに,前記全ての波長チャネルについてPOUT(λ)/PIS(λ)の値を加算した値と前記所定の数とを加算するとともに,加算後の値に,前記第2の係数を乗算する手段と,して機能させることにより,希土類添加ファイバの利得変動の初期値及び時間変動を考慮した光通信システムの設計を行うための上記に記載のプログラムに関する。 In a preferred embodiment of the sixth aspect of the present invention, the program reads the computer with means for inputting the cross-sectional area S of the active region of the rare earth-doped fiber, the first coefficient, and the cross-sectional area S of the active region. And the first coefficient to obtain the intrinsic saturation output P ISj ) in each wavelength channel, and the intensity P OUTj ) of the light after passing through each wavelength channel In addition to reading, a value obtained by dividing the read P OUTj ) by the intrinsic saturation output P ISj ) obtained previously is obtained for all wavelength channels, and the obtained P OUTj ) / P IS Means for adding the value of (λ j ), a value obtained by reading the predetermined number and the second coefficient, and adding the values of P OUTj ) / P ISj ) for all the wavelength channels; Above Optical communication considering the initial value of gain variation and time variation of rare earth doped fiber by adding a constant number and functioning as a means for multiplying the value after addition by the second coefficient. The present invention relates to a program described above for designing a system.

本発明の第6の側面の好ましい態様は,コンピュータを用いた,光通信システムの設計用プログラムであって,少なくとも,コンピュータを,出力装置に前置フィルタと希土類添加ファイバとを組合わせた光パケット通信用光増幅装置に関するアイコンを表示させる手段と,光通信システムの動作を求める設計画面のある位置に,前記アイコンを表示させる手段と,前記アイコンが設計画面のある位置に表示された場合に,前記光パケット通信用光増幅装置に入力した光パルスについて,あらかじめ記憶した増幅係数分を乗じた分だけ入力した光パルスの振幅を増幅させて出力する手段と,して機能させるプログラムに関する。   A preferred embodiment of the sixth aspect of the present invention is a program for designing an optical communication system using a computer, and at least an optical packet in which a computer is combined with a prefilter and a rare earth doped fiber as an output device. Means for displaying an icon relating to an optical communication device for communication; means for displaying the icon at a position on a design screen for requesting an operation of the optical communication system; and when the icon is displayed at a position on the design screen. The present invention relates to a program that functions as means for amplifying and outputting the amplitude of an optical pulse that is input by multiplying an amplification coefficient stored in advance with respect to the optical pulse input to the optical packet communication optical amplifier.

具体的には,たとえば,図9に示されるように,利得等化フィルタ及びファイバ増幅器がこの順で並んだ場合に,本明細書において説明したような出力特性及び利得変動を与えるものが好ましい。   Specifically, for example, as shown in FIG. 9, when the gain equalization filter and the fiber amplifier are arranged in this order, it is preferable to provide output characteristics and gain variation as described in this specification.

本発明の第6の側面の好ましい態様は,上記いずれかに記載のプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体に関する。   A preferred embodiment of the sixth aspect of the present invention relates to a computer-readable information recording medium storing any of the programs described above.

本発明の第6の側面の好ましい態様は,上記いずれかに記載のプログラムを実装し,希土類添加ファイバを含む,光情報通信システムを設計するためのコンピュータに関する。本発明のコンピュータは,たとえば,メインメモリに上記したいずれかのプログラムを格納する。そして,ポインティングデバイスなどから入力があった場合に,CPUがメインメモリに格納されたプログラムを読み出し,読み出したプログラムの指令を受けて,適宜メモリに格納された情報を読み出し,所定の演算を行い,出力する。このような動作を実現するため,制御部は,入力部,出力部,記憶部及び演算部とバスなどを介して情報の授受を行うことができるように接続されている。   A preferred embodiment of the sixth aspect of the present invention relates to a computer for designing an optical information communication system that includes any of the above-described programs and includes a rare earth-doped fiber. The computer of the present invention stores, for example, any of the above programs in the main memory. When there is an input from a pointing device or the like, the CPU reads the program stored in the main memory, receives the command of the read program, reads the information stored in the memory as appropriate, performs a predetermined calculation, Output. In order to realize such an operation, the control unit is connected to the input unit, the output unit, the storage unit, and the calculation unit so as to be able to exchange information via a bus or the like.

本発明では,公知のエルビウム添加光ファイバなどの希土類添加ファイバであって,活性領域の直径が比較的大きなものを用いることができる。希土類添加ファイバにおける希土類として,エルビウムのほかに,プラセオジウム,ツリウム,又はネオジミウムなどがあげられる。一方,光ファイバ増幅器の代表例がエルビウム添加光ファイバなので,以下ではエルビウム添加光ファイバを例として説明する。エルビウム添加光ファイバは,活性領域にゲルマニウムが10〜20重量%添加され,屈折率を高めるためのドーパントとして増幅媒体としてのエルビウムが500〜2000ppm添加されてなるもので,高利得,低雑音などの優れた特性を有する。また増幅波長帯が1.55μmにあり1.5μm帯用の光増幅器として広く用いられている。   In the present invention, a rare earth-doped fiber such as a known erbium-doped optical fiber having a relatively large active region diameter can be used. In addition to erbium, praseodymium, thulium, or neodymium can be used as the rare earth in the rare earth doped fiber. On the other hand, since a typical example of an optical fiber amplifier is an erbium-doped optical fiber, an erbium-doped optical fiber will be described below as an example. An erbium-doped optical fiber has 10 to 20% by weight of germanium added to the active region, and 500 to 2000 ppm of erbium as an amplification medium as a dopant for increasing the refractive index. Has excellent properties. Further, the amplification wavelength band is 1.55 μm, and it is widely used as an optical amplifier for 1.5 μm band.

エルビウム添加光ファイバは,活性領域とクラッドからなり,活性領域は,エルビウム,アルミニウム,ゲルマニウムを含有する石英ガラスである。   An erbium-doped optical fiber is composed of an active region and a cladding, and the active region is quartz glass containing erbium, aluminum, and germanium.

ゲルマニウムの含有量は,1.5重量%未満であり,好ましくは0.5〜1.0重量%である。これによりエルビウム添加 光ファイバの利得平坦度とエネルギー変換効率とを改善できる。ゲルマニウムの含有量が1.5重量%以上の場合,アルミニウムイオンがエルビウムクラスター形成を抑える作用を抑制するため,好ましくない。   The content of germanium is less than 1.5% by weight, preferably 0.5 to 1.0% by weight. Thereby, the gain flatness and energy conversion efficiency of the erbium-doped optical fiber can be improved. When the content of germanium is 1.5% by weight or more, aluminum ions suppress the action of suppressing erbium cluster formation, which is not preferable.

アルミニウムの含有量は,特に限定されないが,通常4重量%未満である。アルミニウムが含有されたことによって,1540〜1560nm帯での利得の波長依存性を平坦化でき,利得平坦度を改善できる。またアルミニウムイオンはエルビウムイオンに配位し,エルビウムクラスターの形成を抑えることができる。これによりエルビウムイオン間のエネルギー交換を低減でき,優れたエネルギー変換効率が実現できる。活性領域のエルビウムの含有量は,特に限定されず,目的用途により適宜決定できる。   The content of aluminum is not particularly limited, but is usually less than 4% by weight. By containing aluminum, the wavelength dependency of gain in the 1540 to 1560 nm band can be flattened, and the gain flatness can be improved. In addition, aluminum ions can coordinate to erbium ions and suppress the formation of erbium clusters. As a result, energy exchange between erbium ions can be reduced, and excellent energy conversion efficiency can be realized. The content of erbium in the active region is not particularly limited and can be appropriately determined depending on the intended use.

エルビウム添加光ファイバ増幅器などのファイバ増幅器は,MCVD法,VAD法などの化学気相蒸着法,アルミニウム化合物溶液を用いた浸漬法などの公知技術によって,所望の濃度でゲルマニウムなどの元素が添加されたファイバ用母剤を製造し,これを溶融線引きすることで製造できる。   Fiber amplifiers such as erbium-doped optical fiber amplifiers are doped with elements such as germanium at a desired concentration by known techniques such as chemical vapor deposition such as MCVD and VAD, and immersion using an aluminum compound solution. It can be manufactured by manufacturing a fiber base material and drawing it by melt drawing.

なお,本発明の技術範囲は,上記の実施形態に限定されるものではなく,本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。活性領域は,上記したようにエルビウム,アルミニウム,ゲルマニウムを所望の濃度を含有していれば,他の元素を含有していても構わない。また,例えば活性領域に,セリウム,イッテルビウム,ランタンをそれぞれ0.5〜2.0重量%含有させることにより,エルビウムイオン間の結合を更に抑えることができ,エネルギー変換効率を更に向上できる。このため特にエルビウムを高濃度に含有させた場合であっても,優れたエネルギー変換効率が実現できる。また結晶構造が安定化し,構造欠陥に伴う光損失を低減できる。   The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. As described above, the active region may contain other elements as long as it contains erbium, aluminum, and germanium in a desired concentration. In addition, for example, by containing 0.5 to 2.0% by weight of cerium, ytterbium, and lanthanum in the active region, the bond between erbium ions can be further suppressed, and the energy conversion efficiency can be further improved. Therefore, even when erbium is contained at a high concentration, excellent energy conversion efficiency can be realized. In addition, the crystal structure is stabilized and light loss due to structural defects can be reduced.

EDFAの利得をG(t)として,EDFAの利得変動G’(0)は,おおよそ以下の式(1)で与えられる(Sun, Y., Zyskind, J. L., Srivastava, A. K., Zhang, L.: Analytical formula for the transient response of erbium−doped fiber amplifiers. Applied optics 38, 9 (1999) 1682−1685)。   When the gain of the EDFA is G (t), the gain fluctuation G ′ (0) of the EDFA is approximately given by the following equation (1) (Sun, Y., Zyskind, J. L., Srivastava, A. K. , Zhang, L .: Analytical formula for the transient response of erbium-doped fiber amplifiers. Applied optics 38, 9 (1999) 1682-1685.

Figure 2013254975
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上記式(1)において,G(0)は,透過前の利得であり,G(∞)は透過後に定常状態となった際の利得である。τは,励起状態にあるエルビウムイオンの内在寿命を意味する。τは,励起光をON/OFFすることで求めることができる。なお,3つの励起レベルが存在する場合もあるけれども,ここでは,発光遷移に係るEr3+の2つのレベルの系を想定した。PIS(λ)は,各波長チャネル(λ)における内在飽和出力を意味する。hνは,光の強度を意味する。Sは,EDFにおける活性エルビウム断面積を意味する。σ及びσは,それぞれ,各波長チャネルにおける吸収及び誘導放出の断面積を意味する。σ及びσは,横方向蛍光寿命測定法など公知の分光分析により求めることができる。Γは,各波長チャネルにおけるエルビウムイオンと光のモード場との重複領域の積分値を示す係数(オーバーラップファクタ)を意味する。なお,上記の式において,信号光とポンプ光とは,同一に扱われることとなる。 In the above equation (1), G (0) is a gain before transmission, and G (∞) is a gain when a steady state is obtained after transmission. τ 0 means the intrinsic lifetime of the erbium ion in the excited state. τ 0 can be obtained by turning on / off the excitation light. Although there are cases where three excitation levels exist, a system of two levels of Er 3+ related to emission transition is assumed here. P ISj ) means the intrinsic saturation output in each wavelength channel (λ j ). hv means the intensity of light. S means the active erbium cross section in EDF. σ a and σ e mean the cross sections of absorption and stimulated emission in each wavelength channel, respectively. σ a and σ e can be determined by a known spectroscopic analysis such as a lateral fluorescence lifetime measurement method. Γ j means a coefficient (overlap factor) indicating an integral value of an overlapping region between the erbium ion and the optical mode field in each wavelength channel. In the above formula, the signal light and the pump light are handled in the same way.

G’(0)は,初期の利得変動の傾きを示す。一方,従来,活性領域の直径が大きい光ファイバは,高い出力を得る場合に用いられていた。すなわち,活性領域の直径が大きい光ファイバを用いるのは,POUTが大きい場合であるから,通常,そのような光ファイバを用いれば,必然的にPOUTが大きくなり,利得変動が大きくなる。本発明では,通常そのように高い出力用に用いられる活性領域の直径が大きい光ファイバを低出力(たとえば,出力が1mW以上1W以下,好ましくは10mW以上500mW以下,より好ましくは50mW以上400mW以下)の光パルスに用いるというものである。 G ′ (0) indicates the slope of the initial gain fluctuation. On the other hand, optical fibers having a large active region diameter have been used to obtain high output. That is, since the optical fiber having a large active region diameter is used when P OUT is large, normally, if such an optical fiber is used, P OUT inevitably increases and gain fluctuation increases. In the present invention, an optical fiber having a large active region diameter, which is usually used for such a high output, has a low output (for example, the output is 1 mW to 1 W, preferably 10 mW to 500 mW, more preferably 50 mW to 400 mW) It is used for the optical pulse of

上記式に示されるとおり,G’(0)は,初期の利得変動の傾きを示し,Sに逆比例する。よって,活性エルビウム断面積を大きくしたEDFを用いることで,利得変動を向上させることができる。また,本発明のエルビウム添加ファイバ増幅器は,従来発明の電気的制御法と組み合わせて,広い時間応答の利得変動抑圧光増幅器を構成することもできる。   As shown in the above equation, G ′ (0) indicates the slope of the initial gain fluctuation and is inversely proportional to S. Therefore, gain variation can be improved by using an EDF having a large active erbium cross section. Further, the erbium-doped fiber amplifier of the present invention can be combined with the electrical control method of the conventional invention to constitute a gain fluctuation suppressing optical amplifier having a wide time response.

上記のとおり,G’(0)を小さくするためには,PIS(λ)を大きくすればよい。このためには,Sを大きくするほか,Γを小さくしてもよい。また,非飽和領域が拡大し,かつ開口数が減少するようにバーストモードエルビウム添加ファイバ増幅器を設計してもよい。本発明の好ましい態様は,エルビウム添加ファイバの開口数が0.2以下である。なお,開口数が,0.13以下でれば,より好ましい。コアとクラッドとに含まれるエルビウム濃度を調整することで,開口数を制御できる。たとえば,コアに希土類としてエルビウムが添加されるほか,クラッドにもエルビウムが添加された光ファイバを用いればよい。すなわち,本発明では,コアに含まれるエルビウム濃度より小さな濃度でエルビウムが添加されたクラッドを有する光ファイバを用いることが好ましい。また,コアにエルビウムなどの希土類を添加せず,クラッドにのみエルビウムを添加した光ファイバを用いても良い。本発明の第5の側面は,エルビウム添加ファイバ増幅器の製造方法であって,前記エルビウム添加ファイバの開口数が0.2以下となり,Γを,波長チャネルにおけるエルビウムイオンと光のモード場との重複領域の積分値を示す係数とした場合に,Γが小さくなるように設計する工程を含む,エルビウム添加ファイバ増幅器の製造方法に関する。開口数を小さくするのと同様の方法にて,Γが小さくなるように設計することができる。 As described above, in order to reduce G ′ (0), P ISj ) may be increased. For this purpose, in addition to increasing S, Γ j may be decreased. The burst mode erbium-doped fiber amplifier may be designed so that the unsaturated region is expanded and the numerical aperture is decreased. In a preferred embodiment of the present invention, the numerical aperture of the erbium-doped fiber is 0.2 or less. It is more preferable if the numerical aperture is 0.13 or less. The numerical aperture can be controlled by adjusting the concentration of erbium contained in the core and cladding. For example, an optical fiber in which erbium is added to the cladding as well as erbium to the cladding may be used. That is, in the present invention, it is preferable to use an optical fiber having a cladding to which erbium is added at a concentration lower than the erbium concentration contained in the core. Alternatively, an optical fiber in which erbium is added only to the cladding without adding a rare earth such as erbium to the core may be used. A fifth aspect of the present invention is a method for manufacturing an erbium-doped fiber amplifier, wherein the numerical aperture of the erbium-doped fiber is 0.2 or less, and Γ j is defined as an erbium ion and a mode field of light in a wavelength channel. The present invention relates to a manufacturing method of an erbium-doped fiber amplifier including a step of designing so that Γ j is reduced when the coefficient indicates an integral value of an overlapping region. It can be designed such that Γ j is reduced by the same method as that for reducing the numerical aperture.

以下の実施例では,10G−イーサーネットフレーム入力による8波長に分割されたWDMパケットの転送を行った。図2は,本実施例におけるパケットフォーマットと,トラヒック強度とを示す概念図である。ペイロードのビットレートは,OC−192(9.95328Gbps)とし,パケットは128ビットのプレフレームと3814ビットのペイロードを含むものとし,パケットの継続時間は400n秒であった。本実施例では,2つの平均リンク利用率(LU[%]を,1秒間におけるパケットの継続時間の合計と定義した)が,33%と,0.4%のものを用いた。なお,開口数は0.18であった。   In the following embodiment, a WDM packet divided into 8 wavelengths by 10G-Ethernet frame input was transferred. FIG. 2 is a conceptual diagram showing a packet format and traffic intensity in the present embodiment. The payload bit rate was OC-192 (9.995328 Gbps), the packet included a 128-bit preframe and a 3814-bit payload, and the packet duration was 400 ns. In this embodiment, two average link utilization rates (LU [%] defined as the sum of packet durations in 1 second) of 33% and 0.4% were used. The numerical aperture was 0.18.

式(1)及び式(2)は,実装系とは異なり,あくまで近似式である。よって,残留する連続光や増幅された自然放出光(ASE)が存在する。たとえば,パケットにおけるマークの割合が50:50であることを考慮すると,LU=0.4%の場合におけるマーク“1”のビットを形成する光エネルギーの合計は全ての光エネルギーの1/50に過ぎない。残りの光エネルギーは,スペース“0”のDCコンポーネントに用いられるか,又はパケット間の空白に用いられる。そのような状況においては,有効な光パルスに用いられるエネルギーが主なものではない。一方,上記の式によれば,ビットストリームが連続的であるような高速スイッチWDMネットワークを想定しており,有効な光パルスや明瞭なASEコンポーネントによりEDFの励起エネルギーが効率的に使われることとなる。しかしながら,本実施例においては,上記の式に従うものであり,より正確で定量的な検討は将来的な問題である。   Expressions (1) and (2) are approximate expressions, unlike the mounting system. Therefore, there are residual continuous light and amplified spontaneous emission (ASE). For example, considering that the ratio of the mark in the packet is 50:50, the total of the light energy forming the bit of the mark “1” when LU = 0.4% is 1/50 of all the light energy. Not too much. The remaining light energy is used for DC components with a space “0” or used for white space between packets. In such situations, the energy used for the effective light pulse is not the main one. On the other hand, according to the above equation, a high-speed switch WDM network is assumed in which the bit stream is continuous, and the pumping energy of EDF is efficiently used by effective optical pulses and clear ASE components. Become. However, in this embodiment, the above formula is followed, and more accurate and quantitative examination is a future problem.

図3は,WDM環境におけるそれぞれの波長とタイミングにおけるパケットの様子を示す概念図である。パケット生成機は,同時に100GHz間隔の8波長のパケットを生成する(パターン1)。ここでは,比較のために相関のないWDMストリームをも観測した(パターン2)。パターン1を選択するか,パターン2を選択するかは,EDFAの過渡応答の観点から,ネットワークの構造によってきめられるものである。   FIG. 3 is a conceptual diagram showing a state of a packet at each wavelength and timing in the WDM environment. The packet generator simultaneously generates 8-wavelength packets at 100 GHz intervals (pattern 1). Here, an uncorrelated WDM stream was also observed for comparison (pattern 2). Whether to select the pattern 1 or the pattern 2 is determined by the network structure from the viewpoint of the transient response of the EDFA.

上記の式は,他の波長における光強度が利得変動に影響を与えることをも意味するので,それは,WDMにおいて,重大な問題となる。この他の波長による影響を検討するため,ここではパターン3と,パターン4についても観測した。   The above equation also means that the light intensity at other wavelengths affects gain fluctuations, which is a serious problem in WDM. In order to investigate the influence of other wavelengths, pattern 3 and pattern 4 were also observed here.

図4は,実施例における装置の概略構成図である。この装置では,5つの連続するEDFAを用いた,典型的な光パケットスイッチング(OPS)システムを想定した。このシステムは,いくつかのホップを有する他の光パケットネットワークモデルにも適用できる。最初のEDFAに入力される光の平均強度は,LUの値によって,−8〜−12dBmの間をとり,+13dBmまで増強される。そして,EDFAに入力される光は,7.6nmのバンドパスフィルタにより−3dBmまで減衰され,次のEDFAに入力される。それぞれのEDFAにより利得は16dBとなるように設定した。なお,簡単のため,以下では,λ4(1550.12nm)についてのみ観測を行った。   FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an apparatus according to the embodiment. This device assumed a typical optical packet switching (OPS) system using five consecutive EDFAs. This system can also be applied to other optical packet network models with several hops. The average intensity of the light input to the first EDFA takes between −8 to −12 dBm and is increased to +13 dBm depending on the LU value. The light input to the EDFA is attenuated to -3 dBm by a 7.6 nm band pass filter and input to the next EDFA. The gain was set to 16 dB by each EDFA. For simplicity, in the following, only λ4 (1550.12 nm) was observed.

なお,参照のため,市販されているあるEDFA(タイプA)をLUが33%,パターン1にて用いたもの,市販されているあるEDFA(タイプB)をLUが0.4%,パターン2にて用いたものをも観測した。なお,本発明のEDFA(タイプC)は,パターン3にて,活性領域の直径が4.3μmのものを用いた。   For reference, a commercially available EDFA (type A) is used with 33% LU and pattern 1, and a commercially available EDFA (type B) is LU with 0.4% and pattern 2 We also observed what was used in. As the EDFA (type C) of the present invention, a pattern 3 having an active region diameter of 4.3 μm was used.

結論として,本発明のEDFAを用いたもの(タイプC)がもっとも優れており,(タイプAがもっとも劣っていた。タイプBは,タイプCに近い性能を発揮したけれども,わずかに劣っていた。LUについて検討すると,LUが33%の場合は,タイプAのものを除いて,大きな障害はなかった。タイプAでは,わずかなノイズが観測された。一方,LUが0.4%では,多くの障害が観測された。さらに,障害は,連続するEDFAの数によっても影響されることがわかった。   In conclusion, the one using the EDFA of the present invention (type C) was the most excellent (type A was the most inferior. Type B exhibited performance close to that of type C, but was slightly inferior. When LU was examined, when the LU was 33%, there was no major failure except for the type A. A slight noise was observed with the type A. On the other hand, when the LU was 0.4%, there was a lot of noise. In addition, it was found that the failure was also affected by the number of consecutive EDFAs.

図5は,利得変動及びクロストークによって惹き起こされる障害を示すためのグラフである。図5(a)は,パターン1でタイプBのものを示し,図5(b)はパターン2でタイプAのものを示し,図5(c)はパターン3でタイプAのものを示し,図5(d)はパターン4でタイプAのものを示す。   FIG. 5 is a graph showing a failure caused by gain fluctuation and crosstalk. FIG. 5A shows a pattern 1 of type B, FIG. 5B shows a pattern 2 of type A, and FIG. 5C shows a pattern 3 of type A. 5 (d) shows a pattern 4 of type A.

図5(a)に示されるように,5つの連続するEDFAにより光パケットが利得変動を被る。そのような障害は,現在は避けようがない問題である。タイプBは,変動が少ない傾向があるけれども,全ての波長が同じタイミングの場合であっても変動の蓄積は生じている。   As shown in FIG. 5A, the optical packet is subjected to gain fluctuation by five consecutive EDFAs. Such an obstacle is an unavoidable problem at present. Type B tends to have less fluctuation, but accumulation of fluctuation occurs even when all wavelengths have the same timing.

図5(b)〜図5(d)は,タイプAを用いた良くない例を示している。図5(b)では,相関関係のなくなった他の波長によるノイズが極めて高い。図5(c)及び図5(d)では,観測対象に比べて,他のチャネルが加えられたり,なくなったりした場合に,観測対象ではなく,観測対象以外の7つのチャネルが明らかに観測されている。障害を強調するため,7つのチャネルのタイミングを同じくした。このことは,最適化されていないEDFAをWDM環境に用いると,光パケットが破損してしまうことを示している。   5 (b) to 5 (d) show bad examples using type A. FIG. In FIG. 5B, the noise due to other wavelengths that are no longer correlated is extremely high. In Fig. 5 (c) and Fig. 5 (d), when other channels are added or lost compared to the observation target, seven channels other than the observation target are clearly observed instead of the observation target. ing. To emphasize the obstacles, the timing of the seven channels was the same. This indicates that an optical packet is damaged when an unoptimized EDFA is used in a WDM environment.

本実施例における全てのケースにおいて,大きなエルビウム活性領域を有するタイプCを用いた場合に,最も良い結果を得ることができた。図6は,タイプCを用いた場合における図5の各ケースに対応したものを示すグラフである。図6(a)は,パターン1のものを示し,図6(b)はパターン2のものを示し,図6(c)はパターン3のものを示し,図6(d)はパターン4のものを示す。   In all cases in this example, the best results were obtained when using type C having a large erbium active region. FIG. 6 is a graph showing the case corresponding to each case of FIG. 6A shows the pattern 1, FIG. 6B shows the pattern 2, FIG. 6C shows the pattern 3, and FIG. 6D shows the pattern 4. Indicates.

図6(a)の結果は,図5(a)とほとんど同じであったが30%よくなっている。さらに,タイプAを用いた場合は,明らかな障害が存在したにもかかわらず,図6(b)〜図6(d)はわずかな障害が存在することを示すものの,クロストークに由来する新たな障害は見られなかった。これにより,本発明は,明らかに利得変動やクロストークの影響を改善できることが示された。   The result of FIG. 6A was almost the same as that of FIG. 5A, but 30% better. Furthermore, in the case of using Type A, although there are obvious obstacles, FIGS. 6 (b) to 6 (d) show that there are slight obstacles, but a new one derived from crosstalk. There were no major obstacles. This clearly shows that the present invention can improve the effects of gain fluctuations and crosstalk.

活性領域拡大希土類添加ファイバの特性検討
活性領域拡大希土類添加ファイバの特性を検討した。図11は,活性領域拡大希土類添加ファイバの特性を検討するために製造した活性領域拡大希土類添加ファイバの概略図である。用いたファイバ増幅器は,バーストモードで用いることができる,エルビウム添加ファイバ増幅器であった。そして,活性領域の直径は7.6μm,長さが3m−4mのものを用いた。入力信号の強度は−3dBmであった。この製造したファイバ増幅器の,トラヒックが少ない場合の特性を求めるために,コンピュータによるシミュレーションを行った。なお,開口数は0.13であった。
Study on characteristics of rare earth doped fiber with expanded active region We investigated the characteristics of rare earth doped fiber with expanded active region. FIG. 11 is a schematic view of an active region expanded rare earth doped fiber manufactured to study the characteristics of the active region expanded rare earth doped fiber. The fiber amplifier used was an erbium-doped fiber amplifier that can be used in burst mode. The active region having a diameter of 7.6 μm and a length of 3 m-4 m was used. The intensity of the input signal was −3 dBm. In order to obtain the characteristics of the manufactured fiber amplifier when the traffic is low, computer simulation was performed. The numerical aperture was 0.13.

図12は,活性領域拡大希土類添加ファイバの特性を表す図面に替わるグラフである。図12(a)は,各チャネルの信号の強度を示し,図12(b)は矩形パルスの形状を示す。図12(a)から,トラヒックが少ない場合,各チャネルの信号に利得変動の影響が見られることがわかる。また,図12(b)から,矩形パルスの形状が一部傾くことがわかる。また,図12から,小信号の増幅は,飽和領域での増幅よりも利得が高くなる傾向があることがわかる。   FIG. 12 is a graph replaced with a drawing showing the characteristics of the active region expanded rare earth doped fiber. FIG. 12A shows the signal strength of each channel, and FIG. 12B shows the shape of a rectangular pulse. From FIG. 12A, it can be seen that when there is little traffic, the signal of each channel is affected by gain fluctuation. Also, from FIG. 12B, it can be seen that the shape of the rectangular pulse is partially inclined. Further, it can be seen from FIG. 12 that amplification of small signals tends to have higher gain than amplification in the saturation region.

オーバーポンプ光源,2つの活性領域拡大希土類添加ファイバ,及び中間利得等化フィルタを含むシステムの特性検討
図10に示されるような構成のシステムを構築し,オーバーポンプ光源,2つの活性領域拡大希土類添加ファイバ,及び中間利得等化フィルタを含むシステムの特性を検討した。オーバーポンプ光源の強度は−3dBmであった。2つの活性領域拡大希土類添加ファイバはバーストモードで用いることができる,エルビウム添加ファイバ増幅器であった。そして,活性領域の直径は7.6μmであり,第1の希土類添加ファイバの長さが50cmであり,第2の希土類添加ファイバの長さが2mであった。中間利得等化フィルタは,前記第1及び第2の希土類添加ファイバによる利得変動を補償するようなフィルタ特性を有するように設計し,製造した。トラヒックが少ない場合における,この製造したシステムの特性を求めるために,コンピュータによるシミュレーションを行った。
Study of characteristics of system including overpump light source, two active region expanded rare earth doped fibers, and intermediate gain equalization filter. A system configured as shown in FIG. 10 was constructed, and the overpump light source, two active region expanded rare earth doped The characteristics of the system including fiber and intermediate gain equalization filter were studied. The intensity of the overpump light source was −3 dBm. The two active region expanded rare earth doped fibers were erbium doped fiber amplifiers that could be used in burst mode. The diameter of the active region was 7.6 μm, the length of the first rare earth doped fiber was 50 cm, and the length of the second rare earth doped fiber was 2 m. The intermediate gain equalizing filter was designed and manufactured so as to have a filter characteristic that compensates for gain variations caused by the first and second rare earth doped fibers. Computer simulation was performed to determine the characteristics of the manufactured system when there was little traffic.

図13は,オーバーポンプ光源,2つの活性領域拡大希土類添加ファイバ,及び中間利得等化フィルタを含むシステムの特性を表す図面に替わるグラフである。図13(a)は,各チャネルの信号の強度を示し,図13(b)は矩形パルスの形状を示す。図13(a)から,トラヒックが少ない場合,各チャネルの信号に与えられる利得変動の影響は少ないことがわかる。また,図13(b)から,矩形パルスの形状がほぼ矩形に維持されることがわかる。図12と図13では,スペクトルの縦軸の値が異なる。これは,オーバーポンプ及び利得等化フィルタを用いることで,静的な利得も入射光の平均パワーに依存せずに一定値に近いものが得られることを意味する。   FIG. 13 is a graph instead of a drawing showing the characteristics of a system including an overpump light source, two active region expanded rare earth doped fibers, and an intermediate gain equalization filter. FIG. 13A shows the signal intensity of each channel, and FIG. 13B shows the shape of a rectangular pulse. From FIG. 13A, it can be seen that when the traffic is small, the influence of the gain fluctuation given to the signal of each channel is small. Also, from FIG. 13B, it can be seen that the shape of the rectangular pulse is maintained almost rectangular. In FIG. 12 and FIG. 13, the value of the vertical axis of the spectrum is different. This means that by using an overpump and a gain equalization filter, a static gain can be obtained close to a constant value without depending on the average power of incident light.

開口数とオーバーラップファクタとの関係
次に,1530nm〜1580nmの光波長領域における開口数とオーバーラップファクタの関係をシミュレーションした。
図16は,開口数とオーバーラップファクタの関係を求めた図面に替わるグラフである。図16に示されるように,1530nm〜1580nmの領域においては,開口数を0.2以下とすることでオーバーラップファクタを効果的に減少させることができることがわかる。特に,開口数が0.13以下とすると急激にオーバーラップファクタを減少させることができることがわかる。
Relationship between numerical aperture and overlap factor Next, the relationship between the numerical aperture and the overlap factor in the light wavelength region of 1530 nm to 1580 nm was simulated.
FIG. 16 is a graph replaced with a drawing in which the relationship between the numerical aperture and the overlap factor is obtained. As shown in FIG. 16, in the region of 1530 nm to 1580 nm, it can be seen that the overlap factor can be effectively reduced by setting the numerical aperture to 0.2 or less. In particular, it can be seen that when the numerical aperture is 0.13 or less, the overlap factor can be drastically reduced.

本発明のエルビウム添加ファイバ増幅器は,光情報通信などの分野で利用されうる。また,本発明のエルビウム添加ファイバ増幅器は,従来発明の電気的制御法と組み合わせて,広い時間応答の利得変動抑圧光増幅器を構成することもできる。   The erbium-doped fiber amplifier of the present invention can be used in fields such as optical information communication. Further, the erbium-doped fiber amplifier of the present invention can be combined with the electrical control method of the conventional invention to constitute a gain fluctuation suppressing optical amplifier having a wide time response.

図1は,EDFAによりもたらされるパケット波形の変化例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a change in a packet waveform caused by an EDFA. 図2は,本実施例におけるパケットフォーマットと,トラヒック強度とを示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing a packet format and traffic intensity in the present embodiment. 図3は,WDM環境におけるそれぞれの波長とタイミングにおけるパケットの様子を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing a state of a packet at each wavelength and timing in the WDM environment. 図4は,実施例における装置の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an apparatus according to the embodiment. 図5は,利得変動及びクロストークによって惹き起こされる障害を示すためのグラフである。図5(a)は,パターン1でタイプBのものを示し,図5(b)はパターン2でタイプAのものを示し,図5(c)はパターン3でタイプAのものを示し,図5(d)はパターン4でタイプAのものを示す。FIG. 5 is a graph showing a failure caused by gain fluctuation and crosstalk. FIG. 5A shows a pattern 1 of type B, FIG. 5B shows a pattern 2 of type A, and FIG. 5C shows a pattern 3 of type A. 5 (d) shows a pattern 4 of type A. 図6は,タイプCを用いた場合における図5の各ケースに対応したものを示すグラフである。図6(a)は,パターン1のものを示し,図6(b)はパターン2のものを示し,図6(c)はパターン3のものを示し,図6(d)はパターン4のものを示す。FIG. 6 is a graph showing the case corresponding to each case of FIG. 6A shows the pattern 1, FIG. 6B shows the pattern 2, FIG. 6C shows the pattern 3, and FIG. 6D shows the pattern 4. Indicates. 図7は,エルビウム添加ファイバ増幅器の増加特性を示す概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram showing an increase characteristic of an erbium-doped fiber amplifier. 図8は,本発明の第3の側面に係る光パケットの増幅方法を説明するための概念図である。FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining an optical packet amplification method according to the third aspect of the present invention. 図9は,本発明の第6の側面に係るプログラムを説明するための概念図である。FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining a program according to the sixth aspect of the present invention. 図10は,本発明のある側面に係る光パケット通信用光増幅装置の概略構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of an optical amplifying apparatus for optical packet communication according to an aspect of the present invention. 図11は,活性領域拡大希土類添加ファイバの特性を検討するために製造した活性領域拡大希土類添加ファイバの概略図である。FIG. 11 is a schematic view of an active region expanded rare earth doped fiber manufactured to study the characteristics of the active region expanded rare earth doped fiber. 図12は,活性領域拡大希土類添加ファイバの特性を表す図面に替わるグラフである。図12(a)は,各チャネルの信号の強度を示し,図12(b)は矩形パルスの形状を示す。FIG. 12 is a graph replaced with a drawing showing the characteristics of the active region expanded rare earth doped fiber. FIG. 12A shows the signal strength of each channel, and FIG. 12B shows the shape of a rectangular pulse. 図13は,オーバーポンプ光源,2つの活性領域拡大希土類添加ファイバ,及び中間利得等化フィルタを含むシステムの特性を表す図面に替わるグラフである。図13(a)は,各チャネルの信号の強度を示し,図13(b)は矩形パルスの形状を示す。FIG. 13 is a graph instead of a drawing showing the characteristics of a system including an overpump light source, two active region expanded rare earth doped fibers, and an intermediate gain equalization filter. FIG. 13A shows the signal intensity of each channel, and FIG. 13B shows the shape of a rectangular pulse. 図14は,本発明の光パケット通信用光増幅器の概略構成を説明するための図である。FIG. 14 is a diagram for explaining a schematic configuration of an optical amplifier for optical packet communication according to the present invention. 図15は,具体的な希土類添加ファイバの断面を示す図である。図15(a)は,シングルモードファイバの断面の例を示し,図15(b)は活性領域がコアと同心円状にあるものの例を示し,図15(c)は活性領域がコアとほぼ等しいものの例を示す。FIG. 15 is a diagram showing a cross section of a specific rare earth doped fiber. 15A shows an example of a cross section of a single mode fiber, FIG. 15B shows an example in which the active region is concentric with the core, and FIG. 15C shows the active region substantially equal to the core. Examples of things are shown. 図16は,開口数とオーバーラップファクタの関係を求めた図面に替わるグラフである。FIG. 16 is a graph replaced with a drawing in which the relationship between the numerical aperture and the overlap factor is obtained.

1 ファイバ
2 活性領域
3 コア
4 クラッド
10 光ファイバなどの伝送路
11 光パケット
12 利得等化フィルタ
13 利得等化フィルタを通過した光パケット
14 ファイバ増幅器
15 ファイバ増幅器を通過した光パルス
21 アイコンメニュー
22 ファイバ増幅器に関するアイコン
23 利得等化フィルタに関するアイコン
24 設計画面
31 第1の希土類添加ファイバ
32 中間利得等化フィルタ
33 第2の希土類添加ファイバ
34 オーバーポンピング光源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fiber 2 Active region 3 Core 4 Cladding 10 Transmission path, such as optical fiber 11 Optical packet 12 Gain equalization filter 13 Optical packet that has passed through gain equalization filter 14 Fiber amplifier 15 Optical pulse that has passed through fiber amplifier
21 Icon Menu 22 Fiber Amplifier Icon 23 Gain Equalization Filter Icon 24 Design Screen 31 First Rare Earth Doped Fiber 32 Intermediate Gain Equalization Filter 33 Second Rare Earth Doped Fiber 34 Overpumping Light Source

Claims (9)

希土類添加ファイバを用いた光パケット通信用の光増幅器であって,
前記希土類添加ファイバは,活性領域の直径が3.4μm以上10μm以下であり,
前記光増幅器は,エルビウムイオンと光のモード場との重複領域の積分値が小さくなるように,開口数を減少させることで,増幅器動作における非飽和領域を拡大させたものであり,
前記希土類添加ファイバの開口数は,0.2以下であり,
前記希土類添加ファイバの長さは,1m以上4m以下である,
光増幅器。
An optical amplifier for optical packet communication using rare earth doped fibers,
The rare earth-doped fiber has an active region diameter of 3.4 μm to 10 μm,
The optical amplifier expands the non-saturation region in the amplifier operation by reducing the numerical aperture so that the integral value of the overlapping region of the erbium ion and the optical mode field is reduced.
The numerical aperture of the rare earth doped fiber is 0.2 or less,
The length of the rare earth doped fiber is not less than 1 m and not more than 4 m.
Optical amplifier.
前記希土類添加ファイバは,希土類としてエルビウムが添加されたエルビウム添加ファイバである,
請求項1に記載の光増幅器。
The rare earth doped fiber is an erbium doped fiber in which erbium is added as a rare earth,
The optical amplifier according to claim 1.
利得等化フィルタを,さらに含み,
前記希土類添加ファイバは,前記利得等化フィルタを透過した光が入射するものであり,
前記利得等化フィルタは,前記希土類添加ファイバを透過した各波長チャネルの光強度
が等しくなるように,各波長チャネルの強度を調整する,
請求項1又は請求項2に記載の光増幅器。
Further including a gain equalization filter;
The rare earth-doped fiber is a light incident through the gain equalizing filter,
The gain equalizing filter adjusts the intensity of each wavelength channel so that the light intensity of each wavelength channel transmitted through the rare earth-doped fiber is equal.
The optical amplifier according to claim 1 or 2.
プリアンプを,さらに含み,
前記利得等化フィルタは,プリアンプにより増幅された光が入射する,
請求項3に記載の光増幅器。
Including a preamplifier,
The gain equalizing filter receives light amplified by a preamplifier,
The optical amplifier according to claim 3.
前記プリアンプが,第1の希土類添加ファイバであり,
前記希土類添加ファイバが,第2の希土類添加ファイバであるとしたときに,
前記第1の希土類添加ファイバは,前記第2の希土類添加ファイバより長さが短い,
請求項4に記載の光増幅器。
The preamplifier is a first rare earth doped fiber;
When the rare earth doped fiber is a second rare earth doped fiber,
The first rare earth doped fiber is shorter in length than the second rare earth doped fiber.
The optical amplifier according to claim 4.
前記第1の希土類添加ファイバの長さは,前記第2の希土類添加ファイバの長さの半
分以下である,
請求項5に記載の光増幅器。
The length of the first rare earth doped fiber is not more than half of the length of the second rare earth doped fiber.
The optical amplifier according to claim 5.
前記第1の希土類添加ファイバの長さは,25cm以上75cm以下であり,
前記第2の希土類添加ファイバの長さは,1m以上3m以下である,
請求項6に記載の光増幅器。
The length of the first rare earth doped fiber is 25 cm or more and 75 cm or less,
The length of the second rare earth doped fiber is not less than 1 m and not more than 3 m.
The optical amplifier according to claim 6.
前記第1の希土類添加ファイバに入射する光の光源として,
オーバーポンピング光源を用いる,
請求項7に記載の光増幅器。
As a light source of light incident on the first rare earth doped fiber,
Using an overpumping light source,
The optical amplifier according to claim 7.
前記オーバーポンピング光源の出力パワーが,200mW以上1W以下である,
請求項8に記載の光増幅器。
The output power of the overpumping light source is 200 mW or more and 1 W or less,
The optical amplifier according to claim 8.
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04212131A (en) * 1990-01-19 1992-08-03 American Teleph & Telegr Co <Att> Erbium-doped fiber amplifier
JPH04291972A (en) * 1991-03-20 1992-10-16 Fujitsu Ltd Erbium filer for optical amplifier
JPH06216439A (en) * 1993-01-13 1994-08-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Light amplifier
JPH09138432A (en) * 1995-11-14 1997-05-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical amplifier
JPH10107352A (en) * 1996-09-30 1998-04-24 Fujikura Ltd Optical fiber amplifier
JPH1174596A (en) * 1997-06-27 1999-03-16 Lucent Technol Inc Rigid multi-wavelength optical fiber communication system
JP2000252923A (en) * 1999-03-02 2000-09-14 Fujitsu Ltd Optical amplifier for wavelength multiplexing and optical communication system
JP2001044545A (en) * 1999-07-26 2001-02-16 Fujikura Ltd Optical amplifier
JP2007053350A (en) * 2005-07-20 2007-03-01 Sumitomo Electric Ind Ltd Optical amplifier
JP2008300818A (en) * 2007-03-12 2008-12-11 National Institute Of Information & Communication Technology Burst mode erbium doped fiber amplifier

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04212131A (en) * 1990-01-19 1992-08-03 American Teleph & Telegr Co <Att> Erbium-doped fiber amplifier
JPH04291972A (en) * 1991-03-20 1992-10-16 Fujitsu Ltd Erbium filer for optical amplifier
JPH06216439A (en) * 1993-01-13 1994-08-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Light amplifier
JPH09138432A (en) * 1995-11-14 1997-05-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical amplifier
JPH10107352A (en) * 1996-09-30 1998-04-24 Fujikura Ltd Optical fiber amplifier
JPH1174596A (en) * 1997-06-27 1999-03-16 Lucent Technol Inc Rigid multi-wavelength optical fiber communication system
JP2000252923A (en) * 1999-03-02 2000-09-14 Fujitsu Ltd Optical amplifier for wavelength multiplexing and optical communication system
JP2001044545A (en) * 1999-07-26 2001-02-16 Fujikura Ltd Optical amplifier
JP2007053350A (en) * 2005-07-20 2007-03-01 Sumitomo Electric Ind Ltd Optical amplifier
JP2008300818A (en) * 2007-03-12 2008-12-11 National Institute Of Information & Communication Technology Burst mode erbium doped fiber amplifier

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