JP2550895B2 - Optical direct amplifier - Google Patents

Optical direct amplifier

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JP2550895B2
JP2550895B2 JP5284626A JP28462693A JP2550895B2 JP 2550895 B2 JP2550895 B2 JP 2550895B2 JP 5284626 A JP5284626 A JP 5284626A JP 28462693 A JP28462693 A JP 28462693A JP 2550895 B2 JP2550895 B2 JP 2550895B2
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optical
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光司 朝日
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    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00Optical multiplex systems
    • H04J14/02Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0221Power control, e.g. to keep the total optical power constant

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光信号を光のまま直接増
幅する光信号直接増幅器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical signal direct amplifier for directly amplifying an optical signal as light.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ファイバを用いた光通信システムで
は、光ファイバが有する伝送損失により、光信号の強度
が伝送距離とともに減衰する。このため、所定の距離ご
とに中継装置を置き、光信号を増幅する必要がある。現
在実用化されている中継装置では光信号を一旦電気信号
に変換し、これを増幅した後再び光信号に変換して送出
するようになっている。このため、中継装置が複雑にな
るとともに、高価なものとなっていた。
2. Description of the Related Art In an optical communication system using an optical fiber, the intensity of an optical signal is attenuated along with the transmission distance due to the transmission loss of the optical fiber. Therefore, it is necessary to place a repeater at every predetermined distance to amplify the optical signal. In a repeater currently put into practical use, an optical signal is once converted into an electric signal, amplified, and then converted again into an optical signal and transmitted. Therefore, the relay device is complicated and expensive.

【0003】そこで、最近は希土類添加ファイバを使用
して、光信号を直接増幅する光直接増幅器が注目を集め
ている。
Therefore, recently, an optical direct amplifier which directly amplifies an optical signal by using a rare earth-doped fiber has attracted attention.

【0004】図7は、従来のこのような光直接増幅器の
うち、後方励起方式による光直接増幅器の構成を示して
いる。入力光信号S1 は光信号入力端11から入射さ
れ、エルビウムドープファイバ12の信号光入力端に導
かれる。エルビウムドープファイバ12の信号光出力端
は、波長分割多重カプラ13を介して光信号出力端14
に導かれており、ここから出力光信号S2 が出力され
る。一方、励起光源駆動回路15は励起光源16に接続
され、励起光源16から出力される励起光は波長分割多
重カプラ13を介してエルビウムドープファイバ12の
信号光出力端に導かれる。また、エルビウムドープファ
イバ12の信号光出力端は波長分割多重カプラ13を介
して光信号出力端14に導かれている。この光直接増幅
器では、エルビウムドープファイバ12の信号光出力端
から入射された励起光によってエルビウムイオンが励起
状態となり、ここに光信号が入力されると誘導放出が起
こり、光信号の直接増幅がおこなわる。このように励起
光をエルビウムドープファイバの信号光出力端から入射
する方式を後方励起方式と呼んでいる。
FIG. 7 shows the structure of an optical direct amplifier of the backward pumping type among such conventional optical direct amplifiers. The input optical signal S 1 enters from the optical signal input end 11 and is guided to the signal light input end of the erbium-doped fiber 12. The signal light output end of the erbium-doped fiber 12 is connected to the optical signal output end 14 via the wavelength division multiplexing coupler 13.
The output optical signal S 2 is output from here. On the other hand, the pumping light source driving circuit 15 is connected to the pumping light source 16, and the pumping light output from the pumping light source 16 is guided to the signal light output end of the erbium-doped fiber 12 via the wavelength division multiplexing coupler 13. Further, the signal light output end of the erbium-doped fiber 12 is guided to the optical signal output end 14 via the wavelength division multiplexing coupler 13. In this optical direct amplifier, the erbium ions are excited by the excitation light incident from the signal light output end of the erbium-doped fiber 12, and when the optical signal is input to the erbium ion, stimulated emission occurs and the optical signal is directly amplified. It The method in which the pumping light is incident from the signal light output end of the erbium-doped fiber is called the backward pumping method.

【0005】図8は前方励起方式による光直接増幅器の
構成を示したものである。光信号入力端11は波長分割
多重カプラ13を介して、エルビウムドープファイバ1
2の信号光入力端につながっており、エルビウムドープ
ファイバ12の信号光出力端は光信号出力端14に導か
れている。一方、励起光源駆動回路15は励起光源16
に接続され、励起光源16から出力される励起光は波長
分割多重カプラ13を介してエルビウムドープファイバ
12の信号光入力端に導かれている。この光直接増幅器
も後方励起方式の光直接増幅器と同様に、エルビウムド
ープファイバ12に入射された励起光による誘導放出に
より光信号が直接増幅される。このように励起光をエル
ビウムドープファイバの信号光入力端から入射する方式
を前方励起方式と呼んでいる。
FIG. 8 shows the structure of an optical direct amplifier of the forward pumping type. The optical signal input terminal 11 is connected to the erbium-doped fiber 1 via the wavelength division multiplexing coupler 13.
2 is connected to the signal light input end, and the signal light output end of the erbium-doped fiber 12 is guided to the optical signal output end 14. On the other hand, the excitation light source driving circuit 15
And pumping light output from the pumping light source 16 is guided to the signal light input end of the erbium-doped fiber 12 via the wavelength division multiplexing coupler 13. This optical direct amplifier also directly amplifies an optical signal by stimulated emission by the excitation light incident on the erbium-doped fiber 12 as in the backward pumping optical direct amplifier. The method in which the pumping light is incident from the signal light input end of the erbium-doped fiber is called the forward pumping method.

【0006】このような光直接増幅器には、増幅利得の
向上や、増幅利得の安定化を図るなどの課題があり、こ
れらを改善する考案がいろいろなされている。まず、利
得の向上を図った従来技術として、励起光の中心波長を
1.530〜1.540マイクロメータとし、さらに増
幅媒体であるエルビウムドープファイバを冷却する技術
があり、このような技術を用いた光直接増幅器は、特開
平3─75732号公報に開示されている。
Such an optical direct amplifier has problems such as improvement of amplification gain and stabilization of amplification gain, and various ideas have been made to improve them. First, as a conventional technique for improving the gain, there is a technique of setting the center wavelength of pumping light to 1.530 to 1.540 micrometers and further cooling an erbium-doped fiber as an amplification medium. The conventional optical direct amplifier is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-75732.

【0007】つぎに、増幅利得の安定化を図った従来技
術としてフィードバックループを用いて自動利得制御を
行った光直接増幅器がある。このような光直接増幅器の
うち光信号の波長帯の近くにある自然放出帯における光
の強度が、増幅器の利得に依存して変化することに着目
し、増幅後における自然放出帯の光の強度を基に励起光
源に対するフィードバックループをつくり、利得の安定
化を図っているものが、特開平3─62022号公報に
開示されている。
Next, as a conventional technique for stabilizing the amplification gain, there is an optical direct amplifier in which automatic gain control is performed by using a feedback loop. Focusing on the fact that the light intensity in the spontaneous emission band near the wavelength band of the optical signal in such an optical direct amplifier changes depending on the gain of the amplifier, the intensity of the light in the spontaneous emission band after amplification A technique for stabilizing the gain by forming a feedback loop for the pumping light source based on the above is disclosed in JP-A-3-62022.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このように光直接増幅
器の増幅利得の向上や、増幅利得を安定化させる課題に
ついては、多様な技術が考案されているが、光直接増幅
器には低周波信号成分に対する利得が低いというもう一
つの問題点がある。
Although various techniques have been devised for the problems of improving the amplification gain of the optical direct amplifier and stabilizing the amplification gain as described above, a low frequency signal is used in the optical direct amplifier. There is another problem that the gain for the component is low.

【0009】図9は従来の光直接増幅器の利得周波数特
性を表わしたものである。図9の実線で表わされた特性
は図7の光り直接増幅器における入力光信号S1 に対す
る増幅後の出力光信号S2 の利得周波数特性を表わして
いる。このように、従来の光直接増幅器では数百から数
キロヘルツ以下の低周波数領域における利得が低い。こ
れは、励起状態にある希土類イオンのライフタイムが低
周波の信号周期に比べて短いため、誘導放出による信号
増幅が十分に行えないからである。このため、例えば通
信状態を監視する監視信号を光直接増幅器の低域遮断周
波数以下の周波数で伝送することができなかった。これ
を具体的に波形図で説明する。
FIG. 9 shows a gain frequency characteristic of a conventional optical direct amplifier. The characteristic represented by the solid line in FIG. 9 represents the gain frequency characteristic of the output optical signal S 2 after amplification with respect to the input optical signal S 1 in the light direct amplifier of FIG. As described above, the conventional optical direct amplifier has a low gain in the low frequency region of several hundreds to several kilohertz or less. This is because the rare earth ion in the excited state has a shorter lifetime than the signal cycle of low frequency, and thus signal amplification by stimulated emission cannot be sufficiently performed. For this reason, for example, a monitoring signal for monitoring the communication state could not be transmitted at a frequency lower than the low cutoff frequency of the optical direct amplifier. This will be specifically described with reference to a waveform diagram.

【0010】図10は高いビットレートのデジタル信号
に数キロヘルツ以下の正弦波の監視信号を重畳した光信
号の波形を表わしており、図11は図10の光信号を従
来の光直接増幅器で増幅した場合における、増幅後の光
信号の波形を表わしている。図10の光信号を従来の光
直接増幅器で増幅すると、図11に表わされた波形のよ
うに増幅後の光信号から正弦波の監視信号成分が極端に
減衰してしまう。ところで、光通信システムでは光ファ
イバの伝送損失による光信号の減衰を補うために、中継
局で光直接増幅器を用いて増幅する。従って、光直接増
幅器で増幅した後に減衰してしまうこの監視信号のよう
な低い周波数の信号は、光通信システムで使用すること
ができなかった。そこで、監視信号を伝送するために、
有効な周波数領域の一部が使用され、本来の信号を伝送
する周波数帯域が狭くなっていた。また監視信号を伝送
するために、異なる波長の光を波長多重して伝送する方
法を採ることもできるが、装置の複雑化などの問題があ
った。
FIG. 10 shows a waveform of an optical signal in which a sine wave supervisory signal of several kilohertz or less is superimposed on a high bit rate digital signal, and FIG. 11 amplifies the optical signal of FIG. 10 by a conventional optical direct amplifier. In this case, the waveform of the optical signal after amplification is shown. When the optical signal of FIG. 10 is amplified by the conventional optical direct amplifier, the monitoring signal component of the sine wave is extremely attenuated from the amplified optical signal as the waveform shown in FIG. By the way, in an optical communication system, in order to compensate for attenuation of an optical signal due to transmission loss of an optical fiber, an optical direct amplifier is used for amplification at a relay station. Therefore, a low-frequency signal such as this monitor signal that is attenuated after being amplified by the optical direct amplifier cannot be used in the optical communication system. Therefore, in order to transmit the monitoring signal,
Part of the effective frequency region was used, and the frequency band for transmitting the original signal was narrowed. Further, in order to transmit the monitoring signal, a method of wavelength-multiplexing and transmitting light of different wavelengths can be adopted, but there is a problem such as complication of the device.

【0011】そこで本発明の第1の目的は、数百から数
キロヘルツ以下の周波数帯域における利得の低下を補償
した光直接増幅器を提供することにある。
Therefore, a first object of the present invention is to provide an optical direct amplifier which compensates for a decrease in gain in a frequency band of several hundreds to several kilohertz or less.

【0012】本発明の他の目的は、通信状態を監視する
監視信号のように、振幅変調によって重畳されている重
畳信号成分を減衰させることなく、光信号を増幅できる
光直接増幅器を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide an optical direct amplifier capable of amplifying an optical signal without attenuating a superposed signal component superposed by amplitude modulation such as a monitor signal for monitoring a communication state. It is in.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、光信号を励起光によって光直接増幅する希土類添加
ファイバと、この希土類添加ファイバに励起光を注入す
る励起光源と、希土類添加ファイバによって増幅される
光信号のうちの増幅によって利得が低下する周波数域の
低周波信号成分のみを抽出する低周波信号成分抽出手段
と、この低周波信号成分抽出手段によって抽出した低周
波信号成分の希土類添加ファイバによって増幅された後
における利得がこれ以外の周波数成分の増幅後の利得と
等しくなるように励起光源から出力される励起光の低周
波信号成分の利得を他の信号成分に比べて増強させる励
起光源制御手段とを光直接増幅器に具備させる。
According to a first aspect of the present invention, a rare earth-doped fiber that directly amplifies an optical signal by pumping light, and pumping light is injected into the rare earth-doped fiber.
Amplified by a pumping light source and a rare earth-doped fiber
Low-frequency signal component extracting means for extracting only low-frequency signal components in the frequency range in which the gain of the optical signal is reduced by amplification, and the low-frequency signal component extracting means for extracting low-frequency signal components.
After the wave signal component is amplified by the rare earth doped fiber
The gain at is equal to the gain after amplification of other frequency components.
Low-frequency excitation light output from the excitation light source
Excitation that enhances the gain of the wave signal component compared to other signal components.
The light source control means is provided in the optical direct amplifier.

【0014】すなわち請求項1記載の発明では、光信号
のうちの希土類添加ファイバによる増幅の過程で利得が
低下する低周波域の信号については、予め低周波信号成
分抽出手段によって抽出しておくようにする。そして、
励起光源から励起光を希土類添加ファイバに注入する際
に、その低周波信号成分のみが増強されて、結果として
全周波数成分について希土類添加ファイバから出力され
る信号が等しい利得となるように、励起光源から出力さ
れる励起光の低周波信号成分の利得を他の信号成分に比
べて増強させるようにしている。
That is, according to the invention of claim 1, the optical signal is
Gain in the process of amplification by the rare earth-doped fiber
For low frequency signals that decrease, the low frequency signal
It should be extracted by the minute extraction means. And
When pumping pumping light from a pumping source into a rare-earth-doped fiber
In addition, only the low frequency signal component is enhanced, and as a result,
All frequency components are output from the rare earth doped fiber
Output from the pump source so that the
The gain of the low-frequency signal component of the pumping light
I'm trying to increase everything.

【0015】請求項2記載の発明では、低周波信号成分
抽出手段を、数キロヘルツより低い所定の周波数成分の
みを通過させる低域通過フィルタで構成している。
According to the second aspect of the present invention, the low frequency signal component extracting means is constituted by a low pass filter which passes only a predetermined frequency component lower than several kilohertz.

【0016】すなわち請求項2記載の発明では、希土類
添加ファイバの増幅利得が低下する数キロヘルツ以下の
信号成分のみを光信号から抽出し、この信号成分の振幅
に応じて励起光を増強している。したがって希土類添加
ファイバで増幅利得の低下する低周波成分のみに対応し
て、利得の補償を行うことができる。
That is, according to the second aspect of the present invention, only the signal component of several kilohertz or less at which the amplification gain of the rare earth-doped fiber decreases is extracted from the optical signal, and the pumping light is enhanced according to the amplitude of this signal component. . Therefore, the gain can be compensated only for the low frequency component in which the amplification gain is lowered in the rare earth-doped fiber.

【0017】[0017]

【0018】[0018]

【0019】[0019]

【0020】[0020]

【0021】[0021]

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to embodiments.

【0022】図1は本発明の一実施例における光直接増
幅器の構成を表わしたものである。本実施例の光直接増
幅器では、光信号入力端11から入力された入力光信号
1 1 を光分岐器17によって分岐し、分岐された一方
の光信号はピン・フォト・ダイオード18に入射され
る。この出力は電流電圧変換回路19、低域通過フィル
タ21および増幅器22を介して、励起光源駆動回路1
5へ入力される。励起光源駆動回路15の出力する励起
電流は励起光源16に供給され、励起光源16から出力
される励起光S1 3 は、波長分割多重カプラ13を介し
てエルビウムドープファイバ12に入射される。一方、
光分岐器17によって分岐された他方の光信号もエルビ
ウムドープファイバ12に入射され、エルビウムドープ
ファイバ12で増幅されたのち、波長分割多重カプラ1
3を介して出力光信号S1 2 は光信号出力端14に導か
れている。
FIG. 1 shows the structure of an optical direct amplifier according to an embodiment of the present invention. In the optical direct amplifier of the present embodiment, an input optical signal S 1 1 inputted from the optical signal input end 11 and branched by the optical splitter 17, One of the branched optical signal is incident on the pin photodiode 18 It This output is passed through the current-voltage conversion circuit 19, the low-pass filter 21 and the amplifier 22, and the excitation light source drive circuit 1
Input to 5. Output exciting current of the exciting light source drive circuit 15 is supplied to the excitation light source 16, the excitation light S 1 3 output from the pumping light source 16 is incident on an erbium-doped fiber 12 through a wavelength division multiplexing coupler 13. on the other hand,
The other optical signal split by the optical splitter 17 is also made incident on the erbium-doped fiber 12, amplified by the erbium-doped fiber 12, and then the wavelength division multiplexer 1
The output optical signal S 1 2 is guided to the optical signal output end 14 via the signal line 3.

【0023】図10は高いビットレートのデジタル信号
に数キロヘルツ以下の低い周波数の正弦波信号が重畳さ
れた光信号の波形を表わしている。この光信号を増幅す
る場合を例に本実施例の動作を説明する。図1におい
て、光信号入力端11から入力された光信号は、光分岐
器17によって分岐され、分岐された入力光信号の一方
はピンフォトダイオード18により電流信号に変換され
たのち、電流電圧変換回路19によって電圧信号に変換
されて低域通過フィルタ21に入力される。この低域通
過フィルタの周波数特性は、エルビウムドープファイバ
の低周波における利得の低下を補償するように与える。
FIG. 10 shows a waveform of an optical signal in which a sine wave signal having a low frequency of several kilohertz or less is superimposed on a digital signal having a high bit rate. The operation of this embodiment will be described by taking the case of amplifying this optical signal as an example. In FIG. 1, an optical signal input from an optical signal input terminal 11 is branched by an optical branching device 17, one of the branched input optical signals is converted into a current signal by a pin photodiode 18, and then converted into a current voltage. The circuit 19 converts the voltage signal into a low-pass filter 21. The frequency characteristic of this low pass filter is provided so as to compensate for the decrease in gain at low frequencies of the erbium-doped fiber.

【0024】図2はこの低域通過フィルタの特性を定め
る基準となる光直接増幅器の正規化された利得周波数特
性を表わしたものである。図2の実線で表された特性
は、励起光の強度を一定とした場合における、入力光信
号S1 1 に対する増幅後の出力光信号S1 2 の利得周波
数特性を表わしている。図3の破線で表された特性は、
低域における利得の低下を補償するに必要な励起光S
1 3 の強度の周波数特性であり、入力光信号S1 1 に対
する励起光S1 3 の強度の関係を表わしている。すなわ
ち、入力光信号の周波数が低くなるにつれて低下する増
幅利得を補償するために、励起光の強度を信号周波数の
低下に従って強めている。
FIG. 2 shows the normalized gain frequency characteristics of the optical direct amplifier which serves as a reference for defining the characteristics of the low pass filter. The characteristic represented by the solid line in FIG. 2 represents the gain frequency characteristic of the output optical signal S 1 2 after amplification with respect to the input optical signal S 1 1 when the intensity of the pumping light is constant. The characteristic represented by the broken line in FIG.
Pumping light S necessary for compensating for the decrease in gain in the low range
1 is a frequency characteristic of the third intensity, represent the relationship between the intensity of the excitation light S 1 3 with respect to the input optical signal S 1 1. That is, in order to compensate the amplification gain that decreases as the frequency of the input optical signal decreases, the intensity of the pumping light is increased as the signal frequency decreases.

【0025】このような信号周波数特性に対する励起光
強度の特性を得るために、励起光源に注入される励起電
流の量に対する励起光の強度を表わした励起電流対励起
光強度特性で、励起光強度の周波数特性を励起光源に与
える励起電流の周波数特性に変換し、この励起電流の周
波数特性と同じ周波数特性を低域通過フィルタ21に与
える。本実施例ではこのような周波数特性をもつ低域通
過フィルタを抵抗およびコンデンサとオペアンプからな
る低域通過フィルタで構成している。
In order to obtain such a characteristic of the pumping light intensity with respect to the signal frequency characteristic, the pumping light intensity is a pumping current vs. pumping light intensity characteristic showing the intensity of the pumping light with respect to the amount of the pumping current injected into the pumping light source. Is converted into the frequency characteristic of the excitation current given to the excitation light source, and the same frequency characteristic as the frequency characteristic of this excitation current is given to the low-pass filter 21. In this embodiment, the low-pass filter having such a frequency characteristic is composed of a low-pass filter including resistors and capacitors and an operational amplifier.

【0026】図3は図10の光信号を入力した場合にお
ける低域通過フィルタ21の出力信号波形を表わしてい
る。デジタル信号成分は除去され、低周波の正弦波信号
成分のみが取り出されている。
FIG. 3 shows the output signal waveform of the low pass filter 21 when the optical signal of FIG. 10 is input. The digital signal component is removed and only the low frequency sine wave signal component is extracted.

【0027】この低域通過フィルタ21の出力は、増幅
器22で増幅されたのち励起光源駆動回路15に入力さ
れる。ここで所定の直流電流に、増幅器22の出力する
信号の振幅に応じて電流量が増加された励起電流が生成
され、励起光源16に出力される。このような励起光源
駆動回路は、オペアンプを用いた加算回路やトランジス
タのベース電位を増幅器22の出力で変調する振幅変調
回路で実現される。図4は励起光源から出力される励起
光の強度の変化を表わしている。このように入力光信号
の低周波信号成分に対応して励起光の強度が変調される
こととなる。一方、光分岐器17によって分岐された他
方の入力光信号はエルビウムドープファイバ12に入力
され、励起光の強度に応じた利得で増幅され、波長分割
多重カプラ13を介して光信号出力端14より出力され
る。
The output of the low pass filter 21 is amplified by the amplifier 22 and then input to the pumping light source driving circuit 15. Here, an excitation current having a current amount increased according to the amplitude of the signal output from the amplifier 22 is generated in the predetermined DC current, and is output to the excitation light source 16. Such an excitation light source drive circuit is realized by an adder circuit using an operational amplifier or an amplitude modulation circuit that modulates the base potential of a transistor with the output of the amplifier 22. FIG. 4 shows changes in the intensity of the excitation light output from the excitation light source. In this way, the intensity of the pumping light is modulated according to the low frequency signal component of the input optical signal. On the other hand, the other input optical signal split by the optical splitter 17 is input to the erbium-doped fiber 12, amplified by a gain according to the intensity of the pumping light, and output from the optical signal output end 14 via the wavelength division multiplexing coupler 13. Is output.

【0028】図5は、図10の光信号を本実施例の光直
接増幅器で増幅した場合の出力光信号の波形を表わして
いる。このように、従来の光直接増幅器では減衰してい
た低周波の正弦波信号成分は、励起光の強度を低周波の
正弦波信号成分で増強することで、見かけ上再生されて
いる。
FIG. 5 shows the waveform of the output optical signal when the optical signal of FIG. 10 is amplified by the optical direct amplifier of this embodiment. As described above, the low-frequency sine wave signal component attenuated in the conventional optical direct amplifier is apparently reproduced by enhancing the intensity of the excitation light with the low-frequency sine wave signal component.

【0029】変形例 Modification

【0030】図6は本発明の変形例における光直接増幅
器の構成を表わしたものである。この光直接増幅器で図
1と同一の部分には同一の符号を付しており、これらの
説明を適宜省略する。この変形例では、前方励起方式に
て励起光を供給している。すなわち、入力光信号と励起
光源16から供給される励起光は波長分割多重カプラ1
3で合波されたのち、エルビウムドープファイバ12に
入力される。この変形例においても、先の実施例と同様
に入力光信号の低周波信号成分の振幅に応じて、光の強
度が増強された励起光が励起光源16から供給される。
従って、エルビウムドープファイバ12の増幅利得もこ
れに応じて増加し、低域における利得の低下が見かけ上
補償されることとなる。
FIG. 6 shows the structure of an optical direct amplifier according to a modification of the present invention. In this optical direct amplifier, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be appropriately omitted. In this modification, the pumping light is supplied by the forward pumping method. That is, the input optical signal and the pumping light supplied from the pumping light source 16 are the wavelength division multiplexing coupler 1
After being multiplexed at 3, it is input to the erbium-doped fiber 12. Also in this modification, as in the previous embodiment, the pumping light source 16 supplies pumping light whose light intensity is enhanced according to the amplitude of the low-frequency signal component of the input optical signal.
Therefore, the amplification gain of the erbium-doped fiber 12 also increases accordingly, and the decrease in gain in the low frequency range is apparently compensated.

【0031】なお、実施例では光直接増幅器の増幅媒体
としてエルビウムドープファイバを使用したが、これ以
外の希土類ドープファイバを使用することも可能であ
る。また本実施例では低域通過フィルタを使用したが、
伝送したい低周波信号成分の波長に合わせて、帯域通過
フィルタを用いてもよい。この場合、伝送したい低周波
信号成分のみに対応して励起光が増強されるので、不要
な低周波成分を除去することができる。
Although the erbium-doped fiber is used as the amplification medium of the optical direct amplifier in the embodiment, it is also possible to use other rare-earth-doped fiber. Although a low pass filter is used in this embodiment,
A bandpass filter may be used according to the wavelength of the low frequency signal component to be transmitted. In this case, since the pumping light is enhanced corresponding to only the low frequency signal component to be transmitted, unnecessary low frequency component can be removed.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の発明
によれば、入力光信号に含まれる低周波信号成分を抽
出し、この利得が他の周波数の信号成分の利得と同一と
なるように、この低周波の信号成分の励起光を他の信号
成分よりも増強して希土類添加ファイバに注入すること
にした。したがって、本来、低周波成分の利得が低下す
る希土類添加ファイバに監視信号のような低周波の信号
を他の周波数の信号と共に入力することが可能になり、
通信システムの簡略化と伝送する信号の広帯域化に寄与
することになる。
According to the invention of claim 1, wherein, as described in the foregoing, to extract the signal components of the low-frequency included in the input optical signal, the gain is the same as the gain of the signal components of other frequency
So that the pumping light of this low frequency signal component
Injecting into rare-earth-doped fiber with enhancement over its constituents
I chose Therefore, the gain of the low frequency component originally decreases.
A low-frequency signal such as a monitor signal on a rare earth-doped fiber
Can be input with signals of other frequencies,
Contributes to simplification of communication system and wide band of transmitted signal
Will be done.

【0033】また、請求項2記載の発明によれば、低周
波信号成分抽出手段を、数キロヘルツ以下を通過域とす
る低域通過フィルタとしたので、例えばこの周波数帯域
を使用する監視信号を良好に伝送することができ、監視
信号専用の伝送路を必要とせず、通信システムの簡略化
を図ることができる。
Further, according to the second aspect of the present invention, a low-frequency signal component extracting means, since the low-pass filter having a pass band of less than a few kilohertz, for example the frequency band
Can send the monitoring signal well,
Simplification of the communication system without the need for a dedicated signal transmission path
Can be achieved.

【0034】[0034]

【0035】[0035]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例における後方励起方式による
光直接増幅器の構成を表わした概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a configuration of an optical direct amplifier of a backward pumping type in an embodiment of the present invention.

【図2】光直接増幅器の正規化された利得の周波数特
性、および実施例における励起光強度の周波数特性を表
わした特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a frequency characteristic of normalized gain of an optical direct amplifier and a frequency characteristic of pumping light intensity in an example.

【図3】本実施例における低域通過フィルタの出力電圧
波形を表わした波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram showing an output voltage waveform of the low pass filter in the present embodiment.

【図4】本実施例における増強された励起光の強度を表
わした波形図である。
FIG. 4 is a waveform diagram showing the intensity of the enhanced excitation light in this example.

【図5】本実施例による光直接増幅器に図10の光信号
を入力した場合の出力光信号の波形を表わした波形図で
ある。
5 is a waveform diagram showing a waveform of an output optical signal when the optical signal of FIG. 10 is input to the optical direct amplifier according to the present embodiment.

【図6】本発明の変形例における光直接増幅器の構成を
表わした概略構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a configuration of an optical direct amplifier in a modified example of the present invention.

【図7】後方励起方式の光直接増幅器の構成を表わした
概略構成図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing the configuration of a backward pumping optical direct amplifier.

【図8】前方励起方式の光直接増幅器の構成を表わした
概略構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a configuration of a forward pumping type optical direct amplifier.

【図9】従来の光直接増幅器の正規化された利得周波数
特性の一例を表わした特性図であ0。
FIG. 9 is a characteristic diagram 0 showing an example of a normalized gain frequency characteristic of a conventional optical direct amplifier.

【図10】デジタル信号に正弦波信号が重畳された光信
号の波形の一例を表わした波形図である。
FIG. 10 is a waveform diagram showing an example of a waveform of an optical signal in which a sine wave signal is superimposed on a digital signal.

【図11】図10の光信号を従来の光直接増幅器で増幅
した場合の出力光信号の波形を表わした波形図である。
11 is a waveform diagram showing the waveform of an output optical signal when the optical signal of FIG. 10 is amplified by a conventional optical direct amplifier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 光信号入力端 12 エルビウムドープファイバ 13 波長分割多重カプラ 14 光信号出力端 15 励起光源駆動回路 16 励起光源 17 光分岐器 18 ピンフォトダイオード 19 電流電圧変換回路 21 低域通過フィルタ 22 増幅器 S1 、S1 1 入力光信号 S2 、S1 2 出力光信号 S1 3 励起光11 Optical Signal Input Terminal 12 Erbium Doped Fiber 13 Wavelength Division Multiplexing Coupler 14 Optical Signal Output Terminal 15 Excitation Light Source Driving Circuit 16 Excitation Light Source 17 Optical Divider 18 Pin Photodiode 19 Current-Voltage Conversion Circuit 21 Low-Pass Filter 22 Amplifier S 1 , S 1 1 input optical signal S 2 , S 1 2 output optical signal S 1 3 pumping light

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光信号を励起光によって光直接増幅する
希土類添加ファイバと、この希土類添加ファイバに励起光を注入する励起光源
と、 前記希土類添加ファイバによって増幅される光信号のう
ちの増幅によって利得が低下する周波数域の 低周波信号
成分のみを抽出する低周波信号成分抽出手段と、この低周波信号成分抽出手段によって抽出した低周波信
号成分の前記希土類添加ファイバによって増幅された後
における利得がこれ以外の周波数成分の増幅後の利得と
等しくなるように前記励起光源から出力される励起光の
前記低周波信号成分の利得を他の信号成分に比べて増強
させる励起光源制御手段 とを具備することを特徴とする
光直接増幅器。
1. A rare earth-doped fiber for directly amplifying an optical signal by pumping light, and a pumping light source for injecting pumping light into the rare earth-doped fiber.
And the optical signal amplified by the rare earth-doped fiber
And a low-frequency signal component extracting means for extracting only a low-frequency signal component in a frequency range in which the gain is reduced by amplification, and a low-frequency signal component extracted by the low-frequency signal component extracting means.
After being amplified by the rare earth-doped fiber of the No. component
The gain at is equal to the gain after amplification of other frequency components.
Of the excitation light output from the excitation light source so that
Enhance the gain of the low frequency signal component compared to other signal components
A pumping light source control means for controlling the optical direct amplifier.
【請求項2】 前記低周波信号成分抽出手段は、数キロ
ヘルツより低い所定の周波数成分のみを通過させる低域
通過フィルタであることを特徴とする請求項1記載の光
直接増幅器。
2. The optical direct amplifier according to claim 1, wherein the low-frequency signal component extracting means is a low-pass filter that passes only a predetermined frequency component lower than several kilohertz.
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