JP4553609B2 - 雑音除去機能を有する光伝送システム - Google Patents
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Description
(1)入力信号光パワーおよびそのときの光増幅器の雑音指数(NF:Noise Figure)
(2)波長数
(3)光増幅器のASE帯域幅
(4)光増幅器が多段接続された場合の累積ASE
しかし、これらのパラメータに関する情報を精度良く取得して計算に基づくASE補正を実行するためには、上記のような情報を収集および通知する機構と、取得した情報を基にASE補正に必要な所要値を演算する手段とが必要になるので、システムの構成および制御が複雑になってしまうという欠点がある。
図1は、本発明に関連する光伝送システムに用いられる雑音除去ユニットの構成を示す図である。また、図2は、図1の雑音除去ユニットを用いて構成した光増幅器の一例を示す図である。さらに、図3は、図2の光増幅器を用いて構成した光伝送システムの一例を示す図である。
各フィルタ部10−1〜10−4は、例えば図4に示すように、エタロンタイプの帯域除去フィルタを応用して可変の透過特性を実現したものである。具体的には、石英などの光学結晶11の対向する平行な平面に、金属膜(または誘電体多層膜)を入射光の波長程度の膜厚で蒸着等して反射面12を形成した一般的なエタロンフィルタを使用する。このエタロンフィルタには、各反射面12から外側に距離δだけ隔てた位置に、入射光の波長に対して十分な厚さをもつ金属(または誘電体)13がそれぞれ配置される。各金属(または誘電体)13は、例えば、精密ねじ、ピエゾ素子またはMEMS技術などを応用したアクチュエータ14に固定されていて、そのアクチュエータ14の動作に応じて反射面12との間隔δを変化させることができるようになっている。アクチュエータ14は、制御電圧発生回路15から出力される制御電圧によって駆動され、この制御電圧発生回路15は、制御回路16からの出力信号に従って制御されている。制御回路16は、制御部20から送られてくる間隔δに関する情報を基にメモリ17に記憶されたデータを参照してアクチュエータ14の駆動電圧を決定し、その結果を制御電圧発生回路15に出力する。なお、このような構成のフィルタ部の透過特性については後述する。
光増幅器100(図2)は、例えば、前段増幅器部2−1および後段増幅部2−2を直列に接続した2段構成の段間に、上記の雑音除去ユニット1が配置されている。前段増幅器部2−1および後段増幅部2−2は、ここでは図示しないが希土類添加ファイバに励起光を供給することにより希土類添加ファイバを伝搬する信号光を増幅する一般的な希土類添加ファイバ増幅器が用いられる。前段増幅器部2−1と雑音除去ユニット1の間には分散/チルト補償部3が設けられており、この分散/チルト補償部3は、光増幅器100に入力される信号光に生じた波長分散や偏波分散を補償する公知の分散補償器や、前段増幅器部2−1および後段増幅部2−2の利得の波長依存性を補償する公知の利得等化器が必要に応じて配置されるものである。
まず、雑音除去ユニット1の機能および制御動作について図5乃至図7を参照しながら詳しく説明する。
雑音除去ユニット1の各フィルタ部10−1〜10−4に用いられるエタロンフィルタでは、例えば図5に示すように、外部からの光が所要の角度で入射されると、その入射光は平行な反射面12の間で繰り返し反射され、その多重反射された光の一部は一方の反射面12(ここでは、図5の実線に示すように外部から光が入射される面とは反対側の面)を透過して相互に干渉する。これにより、エタロンフィルタの透過特性は、その透過率が光の波長(または周波数)に応じて周期的に変化するようになる。図6は、一般的なエタロンフィルタの透過波長特性を例示したものである。
上記雑音除去ユニット1では、各フィルタ部10−1〜10−4が光増幅器100の増幅帯域において異なる領域をそれぞれ担うように、各々のエタロンフィルタの透過中心波長およびFSRが設計される。雑音除去ユニット1の制御部20では、スペクトル解析回路4Cから送られる波長情報に応じて、各フィルタ部10−1〜10−4の担当する波長帯域に信号光が存在するか否かが判断され、信号光が存在しない波長帯域については、それに対応するフィルタ部の透過率が最小(減衰率が最大)になるようにアクチュエータ14を制御する信号が出力される。一方、信号光が存在する波長帯域については、それに対応するフィルタ部の透過率が最大(減衰率が最小)になるようにアクチュエータ14を制御する信号が出力される。
図11は、上記一実施形態による光伝送システムに用いられる雑音除去ユニットの構成を示す図である。なお、図11の雑音除去ユニットが適用される光増幅器の構成および光伝送システム全体の構成については前述の図2および図3に示した場合と同様であるため、ここでの説明を省略する。
次に、上記のようなAOTFを用いて雑音除去を行う光伝送システムの応用例について説明する。
図12に示す雑音除去ユニット1”の特徴は、AOTF30のドロップポートから出力される光を利用して除去されたASE量をモニタし、そのモニタ結果に基づき上述した特許文献1等に記載された従来技術と同様の原理に従ってASE補正を行うようにした点である。
前記光増幅器の増幅帯域に対して信号光が存在する波長帯域の光を選択的に透過することが可能な透過特性を有し、前記光増幅器で発生する雑音光のうちの信号光が存在しない波長帯域の雑音光を除去する雑音除去手段を備えて構成されることを特徴とする光伝送システム。
前記雑音除去手段は、
前記光増幅器の増幅帯域を複数のブロックに分割した各波長帯域について可変の透過率をそれぞれ有し互いに直列に接続された複数のフィルタ部と、
運用中の信号光に関する波長情報に基づいて、信号光が存在する波長帯域に対応した前記フィルタ部の透過率を最大に制御し、かつ、信号光が存在しない波長帯域に対応した前記フィルタ部の透過率を最小に制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする光伝送システム。
前記複数のフィルタ部は、透過率を変化させることのできるエタロンフィルタをそれぞれ含むことを特徴とする光伝送システム。
前記エタロンフィルタは、入射光を多重反射させる平行な反射面と、該各反射面の外側にそれぞれ配置される金属または誘電体からなる部材と、前記各反射面に対する前記各部材の位置を可変制御するアクチュエータとを有し、該アクチュエータにより前記反射面と前記部材の間隔を調整することで透過率を変化させることを特徴とする光伝送システム。
前記雑音除去手段は、
透過波長を複数かつ独立に選択することが可能な光フィルタと、
運用中の信号光に関する波長情報に基づいて、運用中の信号光波長が透過波長として選択されるように前記光フィルタを制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする光伝送システム。
前記光フィルタは、音響光学可変フィルタであることを特徴とする光伝送システム。
前記光フィルタは、ダイナミックゲインイコライザーであることを特徴とする光伝送システム。
前記光フィルタで非選択とされ除去された光パワーを測定し、該測定結果に基づいて前記光フィルタで選択された透過光に含まれる雑音光パワーを判断し、該判断結果に応じて前記光増幅器における増幅率の補正制御を行う補正制御手段を備えたことを特徴とする光伝送システム。
前記雑音除去手段が前記光増幅器内に設けられたことを特徴とする光伝送システム。
前記光増幅器に入力される波長多重信号光のスペクトルをモニタし、該モニタ結果を
基に運用中の信号光に関する波長情報を生成して前記雑音除去手段に与える波長情報生成手段を備えたことを特徴とする光伝送システム。
前記光増幅器に波長多重信号光と伴に入力される監視制御信号チャネルをモニタし、該モニタ結果を基に運用中の信号光に関する波長情報を生成して前記雑音除去手段に与える波長情報生成手段を備えたことを特徴とする光伝送システム。
前記雑音除去手段が前記光増幅器の入力端に接続されたことを特徴とする光伝送システム。
前記光増幅器は、希土類添加ファイバ増幅器であることを特徴とする光伝送システム。
前記光増幅器が伝送路上で多段に接続され、該各光増幅器に対応させて前記雑音除去手段が配置されたことを特徴とする光伝送システム。
2−1,2−2…増幅部
4A…光カプラ
4B…光スペクトルアナライザ
4C…スペクトル解析回路
5A…分波器
5B…受光器
5C…OSC終端部
10−1〜10−4…フィルタ部
11…光学結晶
12…反射面
13…金属(または誘電体)
14…アクチュエータ
15…制御電圧発生回路
16…制御回路
17…メモリ
20,33…制御部
30…音響光学可変フィルタ
31−1〜31−n…RF発振器
32…多重化回路
40…除去ASE量モニタ部
41…差分計算部
42…ASE補正量演算部
Claims (5)
- 光増幅器を用いて波長多重信号光を増幅しながら伝送する光伝送システムにおいて、
前記光増幅器は、
増幅帯域に対して信号光が存在する波長帯域の光を選択的に透過することが可能な透過特性を有し、前記光増幅器で発生する雑音光のうちの信号光が存在しない波長帯域の雑音光を除去する雑音除去手段と、
前記光増幅器に入力される波長多重信号光のスペクトルをモニタし、該モニタ結果を基に前記波長多重信号光に含まれる信号光に関する波長情報を生成して前記雑音除去手段に与える波長情報生成手段と、を備え、
前記雑音除去手段は、
透過波長を複数かつ独立に選択することが可能な光フィルタと、
前記波長情報生成手段で生成された波長情報に基づいて、前記波長多重信号光に含まれる信号光の波長が透過波長として選択されるように前記光フィルタを制御する制御部と、を有し、
さらに、前記光フィルタで非選択とされ除去された光パワーを測定し、該測定結果に基づいて前記光フィルタで選択された透過光に含まれる雑音光パワーを判断し、該雑音光パワーによる信号光レベルの低下量を求め、該低下量に対応させて前記光増幅器における増幅率を増加させる補正制御を行う補正制御手段を備えて構成されることを特徴とする光伝送システム。 - 請求項1に記載の光伝送システムであって、
前記光フィルタは、音響光学可変フィルタであることを特徴とする光伝送システム。 - 請求項1に記載の光伝送システムであって、
前記光フィルタは、ダイナミックゲインイコライザーであることを特徴とする光伝送システム。 - 請求項1に記載の光伝送システムであって、
前記光増幅器が伝送路上で多段に接続され、該各光増幅器に対応させて前記補正制御手段が配置されたことを特徴とする光伝送システム。 - 請求項1に記載の光伝送システムであって、
前記光増幅器は、希土類添加ファイバ増幅器であることを特徴とする光伝送システム。
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