JP3307999B2 - 増幅光ファイバを有する接続構造 - Google Patents
増幅光ファイバを有する接続構造Info
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- JP3307999B2 JP3307999B2 JP27732692A JP27732692A JP3307999B2 JP 3307999 B2 JP3307999 B2 JP 3307999B2 JP 27732692 A JP27732692 A JP 27732692A JP 27732692 A JP27732692 A JP 27732692A JP 3307999 B2 JP3307999 B2 JP 3307999B2
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- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/29—Repeaters
- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、大陸間の接続の場合に
は典型的には3000kmを越える、非常に長距離であり得る
距離に亙っての情報伝送を可能にする接続(connection)
に係わる。本発明は、特に、増幅なしで信号が伝送され
る時に信号に悪影響を与える自然減衰を補償するための
増幅ファイバを含む光ファイバ接続に係わる。
は典型的には3000kmを越える、非常に長距離であり得る
距離に亙っての情報伝送を可能にする接続(connection)
に係わる。本発明は、特に、増幅なしで信号が伝送され
る時に信号に悪影響を与える自然減衰を補償するための
増幅ファイバを含む光ファイバ接続に係わる。
【０００２】
【従来の技術】従来のこのような増幅ファイバはエルビ
ウムによってドーピングされる。最初、このような増幅
ファイバは、その接続の全長に比べて非常に短い長さを
有するものとして実現された。その場合、増幅ファイバ
は増幅器内に局所化(lumped)されていた。
ウムによってドーピングされる。最初、このような増幅
ファイバは、その接続の全長に比べて非常に短い長さを
有するものとして実現された。その場合、増幅ファイバ
は増幅器内に局所化(lumped)されていた。
【０００３】エルビウムでドーピングされた増幅ファイ
バ(EDFA)を使用して非常に長距離の接続を実現する際に
考慮されるべき制約は、主として次の二つの現象に基づ
いている。
バ(EDFA)を使用して非常に長距離の接続を実現する際に
考慮されるべき制約は、主として次の二つの現象に基づ
いている。
【０００４】− 増幅された自然放出光(ASE) の雑音累
積。これに関しては、所与の距離の終端において特定の
（SN比に関する）性能を得るためには、増幅器の出力パ
ワー（従って、回線上の平均パワー（mean in-line pow
er））が限界値より大きいことが必要であるということ
が指摘できる。増幅器間の間隔を増大させると、その限
界値も増大する。
積。これに関しては、所与の距離の終端において特定の
（SN比に関する）性能を得るためには、増幅器の出力パ
ワー（従って、回線上の平均パワー（mean in-line pow
er））が限界値より大きいことが必要であるということ
が指摘できる。増幅器間の間隔を増大させると、その限
界値も増大する。
【０００５】− 分散効果と非線形効果。回線上の平均
パワーが増大する時には、これらの効果の故に、接続品
質の劣化が増大する。
パワーが増大する時には、これらの効果の故に、接続品
質の劣化が増大する。
【０００６】様々な接続の構成が提案されている。その
提案の一つは、局所増幅である。これは、増幅に必要と
される能動素子又は受動素子の全て（エルビウムで高濃
度ドーピングされた短い増幅ファイバと、局所ポンプ注
入装置（即ち、ポンプ波を供給するポンピングダイオー
ドと、前記ポンプ波を増幅ファイバ内に送り込むための
マルチプレクサ））を組み込んだ、局所増幅器の使用で
ある。
提案の一つは、局所増幅である。これは、増幅に必要と
される能動素子又は受動素子の全て（エルビウムで高濃
度ドーピングされた短い増幅ファイバと、局所ポンプ注
入装置（即ち、ポンプ波を供給するポンピングダイオー
ドと、前記ポンプ波を増幅ファイバ内に送り込むための
マルチプレクサ））を組み込んだ、局所増幅器の使用で
ある。
【０００７】この接続の構成は、特に、C.R. GilesとEm
manuel Desurvie による論文「連接エルビウム−ドープ
トファイバ光増幅における信号雑音の伝播(Propagation
ofnoise in concatenated erbium-doped fiber optica
l amplifiers)」(Journal of lightwave Technology, V
ol.9, No.2, 1991 年 2月) に説明されている。
manuel Desurvie による論文「連接エルビウム−ドープ
トファイバ光増幅における信号雑音の伝播(Propagation
ofnoise in concatenated erbium-doped fiber optica
l amplifiers)」(Journal of lightwave Technology, V
ol.9, No.2, 1991 年 2月) に説明されている。
【０００８】提案された別の接続構成は、分布増幅であ
る。この構成は、信号が被る損失を補償するために、僅
かしかドーピングされていないラインファイバを使用す
ることと、そのラインファイバに沿って、前記ポンピン
グダイオードと前記マルチプレクサを組み込んだポンプ
注入装置を配置することによって得られる。
る。この構成は、信号が被る損失を補償するために、僅
かしかドーピングされていないラインファイバを使用す
ることと、そのラインファイバに沿って、前記ポンピン
グダイオードと前記マルチプレクサを組み込んだポンプ
注入装置を配置することによって得られる。
【０００９】この接続構成は、特に上記の論文の中で説
明されている。
明されている。
【００１０】局所増幅の場合には、回線上の平均パワ
ー、従って分散効果と非線形効果とが過剰な不利益をも
たらさないように、約30〜50kmの短い増幅器間距離を使
用することが必要である。
ー、従って分散効果と非線形効果とが過剰な不利益をも
たらさないように、約30〜50kmの短い増幅器間距離を使
用することが必要である。
【００１１】分布増幅の構成は、雑音累積の視点から見
て、より有利である。後者の場合には、ポンプ注入装置
間の距離はファイバ内に送り込まれなければならないポ
ンプパワーによって制限される。 100kmが予想し得る最
大距離であり、相対的に大きな注入ポンプパワー（30mW
を越えるパワー）を必要とする。
て、より有利である。後者の場合には、ポンプ注入装置
間の距離はファイバ内に送り込まれなければならないポ
ンプパワーによって制限される。 100kmが予想し得る最
大距離であり、相対的に大きな注入ポンプパワー（30mW
を越えるパワー）を必要とする。
【００１２】採用可能な別の構成は、特許文献EP-A 421
675 (ATT)によって言及されている。この構成は、二つ
のポンプ注入装置の間で、エルビウムのようなドーピン
グ材料の濃度を変化させることにより、より一層ほとん
ど連続的とされた増幅を含んでいる。これらの濃度は、
非線形効果を最小化するために信号パワーをより均一に
するように選択される。連続区間の濃度は、一つのポン
プ注入装置を起点として、ポンピング光のパワーの減少
を補償するために増加するように選択される。特定の区
間が全くドーピングを含まない場合もある。
675 (ATT)によって言及されている。この構成は、二つ
のポンプ注入装置の間で、エルビウムのようなドーピン
グ材料の濃度を変化させることにより、より一層ほとん
ど連続的とされた増幅を含んでいる。これらの濃度は、
非線形効果を最小化するために信号パワーをより均一に
するように選択される。連続区間の濃度は、一つのポン
プ注入装置を起点として、ポンピング光のパワーの減少
を補償するために増加するように選択される。特定の区
間が全くドーピングを含まない場合もある。
【００１３】この構成は、上記で提案された他の構成の
欠点に匹敵し得る欠点を有する。
欠点に匹敵し得る欠点を有する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポンプ注入
装置間の間隔が局所増幅の場合よりも大きく、且つ、必
要とされるポンプパワーがそれなしでは非線形効果が過
剰に有害なものになるシステム制約条件に適合可能であ
る接続を実現することを特に目的とする。
装置間の間隔が局所増幅の場合よりも大きく、且つ、必
要とされるポンプパワーがそれなしでは非線形効果が過
剰に有害なものになるシステム制約条件に適合可能であ
る接続を実現することを特に目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この目的のために、本発
明は、接続の伝送路の少なくとも幾つかのセクション
が、ポンプ注入装置から一定の距離を置いて配置され、
自然減衰を補償することなしに信号を伝送する受動区画
と、ポンプ注入装置の付近で信号を増幅する分布増幅の
ための能動区画とを含むということを提案する。
明は、接続の伝送路の少なくとも幾つかのセクション
が、ポンプ注入装置から一定の距離を置いて配置され、
自然減衰を補償することなしに信号を伝送する受動区画
と、ポンプ注入装置の付近で信号を増幅する分布増幅の
ための能動区画とを含むということを提案する。
【００１６】本発明の実施例が添付された概略的な図面
を参照して非限定的な例として以下で更に詳細に説明さ
れる。
を参照して非限定的な例として以下で更に詳細に説明さ
れる。
【００１７】
【実施例】図１に示されるように、本発明による接続
は、後述される諸機能に関して既知の接続の諸要素と共
通した幾つかの要素を有する。
は、後述される諸機能に関して既知の接続の諸要素と共
通した幾つかの要素を有する。
【００１８】そうした共通の要素は、光ファイバで構成
された伝送路２である。このファイバは、光搬送波を案
内するためにその伝送路の長さに沿って延びて連続す
る。この搬送波は、この搬送波と共に伝送され減衰させ
られ及び／又は増幅されることが可能な伝送信号を搬送
する。これらの光ファイバの幾つかは、適切なドーピン
グ濃度にドーピングされた増幅光ファイバ６，８であ
る。そのドーピング材料は、前記搬送波と前記信号の減
衰を増幅によって補償するために、ポンプ波４によって
励起されることが可能である。このポンプ波は、搬送波
周波数とは異なったポンプ周波数を有する。
された伝送路２である。このファイバは、光搬送波を案
内するためにその伝送路の長さに沿って延びて連続す
る。この搬送波は、この搬送波と共に伝送され減衰させ
られ及び／又は増幅されることが可能な伝送信号を搬送
する。これらの光ファイバの幾つかは、適切なドーピン
グ濃度にドーピングされた増幅光ファイバ６，８であ
る。そのドーピング材料は、前記搬送波と前記信号の減
衰を増幅によって補償するために、ポンプ波４によって
励起されることが可能である。このポンプ波は、搬送波
周波数とは異なったポンプ周波数を有する。
【００１９】共通する他の要素は、前記ポンプ波の各々
一つを伝送路内に送り込むための、伝送路の長さに沿っ
て連続する局所ポンプ注入装置10，12である。これらの
注入装置は、それらの装置間において、伝送路のセクシ
ョン14の範囲を限定する。これらのセクションは長さを
有し、伝送路の長さに沿って連続する。これらのセクシ
ョンは前記光ファイバによって構成される。
一つを伝送路内に送り込むための、伝送路の長さに沿っ
て連続する局所ポンプ注入装置10，12である。これらの
注入装置は、それらの装置間において、伝送路のセクシ
ョン14の範囲を限定する。これらのセクションは長さを
有し、伝送路の長さに沿って連続する。これらのセクシ
ョンは前記光ファイバによって構成される。
【００２０】伝送路の少なくとも幾つかのセクション
は、一つの受動区画16と少なくとも一つの能動区画18，
20を各々に含む準分布増幅セクション14である。これら
の能動区画と受動区画は長さを有し、それらのセクショ
ンの長さに沿って連続する。各々の能動区画18は、増幅
ファイバによって構成され、ポンプ波４を受けるために
ポンプ注入装置10を起点として前記セクション内を延び
る。一つのセクションの能動区画18，20によって構成さ
れる区画のグループが、前記セクション長さの能動部分
を構成する前記セクション長さの一部分を占め、この能
動部分は、前記セクション長さの20％を上回り、好まし
くは35〜85％である。受動区画16は、ドーピング材料を
含まない受動光ファイバ22で構成される。この受動光フ
ァイバ22は、そのセクション内にポンプ波を注入するポ
ンプ注入装置10，12の各々から一定の距離を置いて配置
される。この受動光ファイバ22は、前記セクション長さ
の受動部分を構成する前記セクション長さの一部分を占
め、この受動部分は、前記セクション長さの10％を上回
り、好ましくは15〜65％である。場合に応じて、複数の
受動区画が一つのグループを構成することが可能であ
る。
は、一つの受動区画16と少なくとも一つの能動区画18，
20を各々に含む準分布増幅セクション14である。これら
の能動区画と受動区画は長さを有し、それらのセクショ
ンの長さに沿って連続する。各々の能動区画18は、増幅
ファイバによって構成され、ポンプ波４を受けるために
ポンプ注入装置10を起点として前記セクション内を延び
る。一つのセクションの能動区画18，20によって構成さ
れる区画のグループが、前記セクション長さの能動部分
を構成する前記セクション長さの一部分を占め、この能
動部分は、前記セクション長さの20％を上回り、好まし
くは35〜85％である。受動区画16は、ドーピング材料を
含まない受動光ファイバ22で構成される。この受動光フ
ァイバ22は、そのセクション内にポンプ波を注入するポ
ンプ注入装置10，12の各々から一定の距離を置いて配置
される。この受動光ファイバ22は、前記セクション長さ
の受動部分を構成する前記セクション長さの一部分を占
め、この受動部分は、前記セクション長さの10％を上回
り、好ましくは15〜65％である。場合に応じて、複数の
受動区画が一つのグループを構成することが可能であ
る。
【００２１】好ましくは、図示されているように、準分
布増幅セクション14の各々が、そのセクションの範囲を
限定する二つのポンプ注入装置10，12を始点としてその
セクション内に延びる、二つの能動区画18，20を有す
る。これらの二つの注入装置の各々が、二つの前記ポン
プ波４をそのセクション内に送り込む。
布増幅セクション14の各々が、そのセクションの範囲を
限定する二つのポンプ注入装置10，12を始点としてその
セクション内に延びる、二つの能動区画18，20を有す
る。これらの二つの注入装置の各々が、二つの前記ポン
プ波４をそのセクション内に送り込む。
【００２２】本発明による第２の接続は、第１の接続の
諸要素と同一の機能を果たす諸要素を含み、これらの要
素は 100が加えられた同一の照合番号を有する。
諸要素と同一の機能を果たす諸要素を含み、これらの要
素は 100が加えられた同一の照合番号を有する。
【００２３】この第２の接続も次の配置を有する。各々
の能動区画118 が、注入装置110 を起点として、局所増
幅区画130 と前記局所増幅区画よりも長く且つ前記局所
増幅区画よりもドーピング濃度が低い分布増幅区画132
とを、連続的に有する。この局所増幅区画は、従来の局
所増幅器を構成するためにポンプ注入装置110 内に組み
込まれることが可能である。
の能動区画118 が、注入装置110 を起点として、局所増
幅区画130 と前記局所増幅区画よりも長く且つ前記局所
増幅区画よりもドーピング濃度が低い分布増幅区画132
とを、連続的に有する。この局所増幅区画は、従来の局
所増幅器を構成するためにポンプ注入装置110 内に組み
込まれることが可能である。
【００２４】本発明によって提案される解決策が、前述
のより均一とされた増幅を含む構成と同様に、局所増幅
と分布増幅の間の中間であることが明らかである。本発
明の解決策は、「準分布」構成と呼ばれることが可能で
ある。この解決策は、従来よりも効果的な仕方で低ドー
ピングのファイバ区域（分布増幅の能動区域）と、非ド
ーピングのファイバ区画（「白ファイバ」と呼ばれる受
動区画）を並置し、更に、この非ドーピングのファイバ
受動区画は、場合に応じて、局所増幅の能動区画を構成
する短い長さ（100ｍ未満）のドーピングされたファイ
バ区画を伴う。
のより均一とされた増幅を含む構成と同様に、局所増幅
と分布増幅の間の中間であることが明らかである。本発
明の解決策は、「準分布」構成と呼ばれることが可能で
ある。この解決策は、従来よりも効果的な仕方で低ドー
ピングのファイバ区域（分布増幅の能動区域）と、非ド
ーピングのファイバ区画（「白ファイバ」と呼ばれる受
動区画）を並置し、更に、この非ドーピングのファイバ
受動区画は、場合に応じて、局所増幅の能動区画を構成
する短い長さ（100ｍ未満）のドーピングされたファイ
バ区画を伴う。
【図１】本発明による第１の接続の部分図である。
【図２】本発明による第２の接続の部分図である。
２、102 伝送路 ４ ポンプ波 ６、８、106 、108 増幅ファイバ 10、12、110 、112 局所ポンプ注入装置 14、114 準分布増幅セクション 16、116 受動区画 18、20、118 能動区画 22、122 受動光ファイバ 130 局所増幅区画 132 分布増幅区画
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジヨゼ・シエノア フランス国、75014・パリ、リユ・エミ ール・デユボア、22 (56)参考文献 特開 平３−139617（ＪＰ，Ａ) 米国特許5039199（ＵＳ，Ａ) ＷＡＬＫＥＲ，Ｇ．Ｒ．ｅｔ ａｌ, Ｎｏｉｓｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｆｉｂ ｒｅ ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ，ＥＬＥＣ ＴＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ，英 国，ＩＥＥ，1991年 ７月18日，Ｖｏ ｌ．27，Ｎｏ．15，ｐｐ．1390−1391 ＧＩＬＥＳ，Ｃ．Ｒ．ｅｔ ａｌ，Ｐ ｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｉｇｎ ａｌ ａｎｄ Ｎｏｉｓｅ ｉｎ Ｃｏ ｎｃａｔｅｎａｔｅｄ Ｅｒｂｉｕｍ− Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ｏｐｔｉｃａ ｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ，ＪＯＵＲＮ ＡＬ ＯＦ ＬＩＧＨＴＷＡＶＥ ＴＥ ＣＨＮＯＬＯＧＹ，米国，ＩＥＥＥ，Ｖ ｏｌ．９，Ｎｏ．２（1991），ｐｐ. 147−154 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/00 - 6/02 G02B 6/10 G02B 6/16 - 6/24 G02B 6/36 - 6/40 G02B 6/44 H01S 3/07 H01S 3/10 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ) ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ) ＩＥＥＥ／ＩＥＥ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉ ｃ Ｌｉｂｒａｒｙ
Claims (4)
- 【請求項１】 伝送路及び局所ポンプ注入装置を含んで
おり、増幅光ファイバを有する接続構造であって、 前記伝送路が光ファイバで構成され、前記ファイバが、
光搬送波を案内するために前記伝送路の長さに沿って延
びて連続し、前記搬送波が、その搬送波と共に伝送され
て減衰させられ及び／又は増幅されることが可能な伝送
信号を搬送し、前記光ファイバの幾つかが、ドーピング
材料によって一定のドーピング濃度にドーピングされた
増幅ファイバであり、前記増幅ファイバが、前記搬送波
及び前記伝送信号の減衰を増幅によって補償するために
ポンプ波によって励起されることが可能であり、前記ポ
ンプ波が、前記搬送波の周波数とは異なるポンプ周波数
を有し、更に、前 記ポンプ波の一つを前記伝送路内に各々に送り込むた
めに、前記局所ポンプ注入装置が前記伝送路の長さに沿
って順次に配置され、前記注入装置が前記伝送路のセク
ションの両端に配置されることによって、それらの注入
装置間において前記伝送路のセクションの範囲を限定
し、前記セクションの各々が、そのセクションの一方の
端部を形成し且つそのセクション内に前記ポンプ波の一
つを注入する前記ポンプ注入装置によって構成された少
なくとも一つの注入装置を有し、前記伝送路の少なくと
も幾つかのセクションが、準分布増幅セクションであ
り、該準分布セクションの各々は、前記増幅ファイバに
よって構成された能動区画のグループと、前記ドーピン
グ材料を含まない受動光ファイバで構成された受動区画
のグループとを含み、前記能動区画のグループが、前記
セクションの長さの20％を上回り且つ少なくとも一つの
能動区画を含む能動部分を占め、前記受動区画のグルー
プが、前記セクションの長さの10％を上回り且つ少なく
とも一つの受動区画を含む受動部分を占め、更に、 前記準分布増幅セクションの少なくとも一つが、そのセ
クションの一方の前記注入装置を起点として延びる一つ
の前記能動区画を含み、前記注入装置から一定の距離を
置いた一つの前記受動区画がその後に続くことを特徴と
する接続構造。 - 【請求項２】 前記能動部分が35〜85％であり、前記受
動部分が15〜65％であることを特徴とする請求項１に記
載の接続構造。 - 【請求項３】 前記準分布形増幅セクションの各々が、
そのセクションの一方の前記受動区画の両側においてそ
のセクションの二つの前記ポンプ注入装置の各々を起点
としてそのセクション内に延びる二つの前記能動区画を
有することを特徴とする請求項１に記載の接続構造。 - 【請求項４】 一つの前記セクションの前記注入装置の
一方を起点として延びる前記能動区画の各々が、前記注
入装置の一方を起点として、局所増幅区画と、前記局所
増幅区画よりも大きい長さと前記局所増幅区画よりも低
いドーピング濃度とを有する分布増幅区画とを連続して
有することを特徴とする請求項１に記載の接続構造。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9112674A FR2682547A1 (fr) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | Liaison a fibres optiques amplificatrices. |
| FR9112674 | 1991-10-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05307126A JPH05307126A (ja) | 1993-11-19 |
| JP3307999B2 true JP3307999B2 (ja) | 2002-07-29 |
Family
ID=9417915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27732692A Expired - Fee Related JP3307999B2 (ja) | 1991-10-15 | 1992-10-15 | 増幅光ファイバを有する接続構造 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5379148A (ja) |
| EP (1) | EP0539267B1 (ja) |
| JP (1) | JP3307999B2 (ja) |
| AU (1) | AU656418B2 (ja) |
| DE (1) | DE69220450T2 (ja) |
| DK (1) | DK0539267T3 (ja) |
| FR (1) | FR2682547A1 (ja) |
| NZ (1) | NZ244653A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2715481B1 (fr) * | 1994-01-26 | 1996-02-16 | Mathilde Semenkoff | Amplificateur optique à fibre optique en verre fluoré dopé et procédé de fabrication de cet amplificateur. |
| US5530709A (en) * | 1994-09-06 | 1996-06-25 | Sdl, Inc. | Double-clad upconversion fiber laser |
| US5530584A (en) * | 1994-12-16 | 1996-06-25 | National Research Council Of Canada | Control of gain and dispersion of a signal in an optical medium |
| US5923684A (en) * | 1996-09-26 | 1999-07-13 | Lucent Technologies Inc. | Fiber amplifier with multiple pass pumping |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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