JP6202917B2 - 雑音指数を最適化したハイブリッド光学増幅器 - Google Patents
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Description
本明細書で開示する実施例は、光ファイバ遠距離通信システムに用いられる光ファイバ増幅器に関するものであり、より具体的には、ラマン−集中型ハイブリッド増幅器(hybrid Raman-lumped amplifiers)に関するものである。
〔背景技術〕
近年の光学通信システムでは、当該システムを介して伝送される波長分割多重(WDM;wavelength division multiplexed)信号チャネルを増幅するために光学増幅器が用いられている。これらの増幅器は、当該システムに含まれる様々な伝送ファイバの経路中や、システムの送信側および受信側に備えられる。
〔発明の概要〕
本明細書における以下の説明では、平均利得を符号「G」、利得傾斜を符号「T」で表し、これらの符号にラマン型を示す「R」、集中型を示す「L」、ハイブリッドを示す「H」の添字を付けて「GR」,「TR」,「GL」,「TL」,「GH」,「TH」として表す。これらの符号はパラメータを表現するために用いられる。これらのパラメータの値を示す場合には、例えば「TR値」、「GR値」、「GL値」、「TL値」、「GH値」、「TH値」というように、上記の符号の後に「値」を付けて表現する。
〔図面の簡単な説明〕
本明細書で開示する実施形態(本発明を制限するものではない)については、本明細書に添付する図面(図面リストを本欄内に示している)を参照しながら後述する。1または複数の図面において共通する構造、部材、あるいは部分については、基本的に、当該各図において同じ符号を付して説明する。図面およびその説明は、本明細書に開示する実施形態の説明および明確化のためのものであり、本発明を制限するものではない。
〔詳細な説明〕
図1は、本発明の一実施形態にかかる可変利得ハイブリッド増幅器100の概略図である。ハイブリッド増幅器100は、ファイバ伝送路102に接続されており、信号チャネル104を増幅するように設計されている。ハイブリッド増幅器100は、可変利得ラマン増幅器(RA)120、および可変利得集中型増幅器(LA)140の2つの増幅器を備えている。これら各増幅器は、平均利得および利得傾斜を調整する機能を有している。ラマン増幅器120は、励起出力106を後方励起構造でファイバ伝送路102に注入することにより、当該ファイバ伝送路を通って伝播するWDM信号チャネル104を増幅する。その後、WDM信号チャネル104は、HA100に入力され、LA140によって増幅される。ハイブリッド増幅器100の動作は、「改良型」制御ユニット160によって制御される。
入力としてGHのみを受け取るようにしてもよい。この構成は、利得傾斜の範囲を明確に定義することにより実現できる(例えば、利得傾斜を−1dBから+1dBの範囲内に規定するなど)。あるいは、上記構成は、スペクトル利得平坦度を指定することによっても実現できる(例えば、増幅器のスペクトル利得平坦度を最大値と最小値との差が2dB以下になるように指定するなど)。
〔先行技術文献〕
米国特許公報
1.米国特許6611641号明細書(2003年8月26日公開)
2.米国特許6665114号明細書(2003年12月16日公開)
3.米国特許6466362号明細書(2002年10月15日公開)
米国公開特許公報
4.米国公開特許公報20110141552号明細書(2011年6月16日公開)
Claims (18)
- 可変利得ハイブリッド増幅器の雑音指数を最適化する方法であって、
上記可変利得ハイブリッド増幅器は、平均利得GRおよび利得傾斜TRを調整可能な可変利得ラマン増幅器と、平均利得GLおよび利得傾斜TLを調整可能な可変利得集中型増幅器とを備え、当該可変利得ハイブリッド増幅器の平均利得GHを調整可能であり、上記可変利得ラマン増幅器および上記可変利得集中型増幅器のそれぞれは励起ユニットをそれぞれ備え、上記可変利得集中型増幅器は可変光学減衰器VOAを備え、
可変利得ハイブリッド増幅器の平均利得GHの要求値を取得する取得工程と、
GR+GL=GHの関係を満たし、かつ上記可変利得ハイブリッド増幅器の雑音指数が最適化されるGR値、TR値、GL値、およびTL値を算出する工程であって、雑音指数の最適化は雑音指数の最小化である、算出工程とを含むことを特徴とする方法。 - 上記TR値およびTL値を、TR+TLが可変利得ハイブリッド増幅器の動作における利得傾斜の設計上の範囲内になるように算出することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 上記取得工程において、上記可変利得ハイブリッド増幅器の利得傾斜THの要求値を取得し、
上記TR値およびTL値を、TR+TL=THを満たすように算出することを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 上記可変利得ラマン増幅器のGRおよびTRを上記算出工程で算出したGR値およびTR値に設定し、上記可変利得集中型増幅器のGLおよびTLを上記算出工程で算出した上記GL値および上記TL値に設定する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 上記算出工程において、GR値、TR値、GL値、およびTL値の組み合わせをルックアップテーブルに基づいて算出することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 上記算出工程において、GR値、TR値、GL値、およびTL値の組み合わせを演算式に基づいて算出することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 上記算出工程において少なくとも一部のGH値に対応して算出されるTL値は、上記可変利得集中型増幅器の公称利得傾斜TL0の値と異なる値であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 上記可変利得集中型増幅器はエルビウム添加ファイバ増幅器であり、上記算出工程で算出されるTL値は上記公称利得傾斜TL0の値よりも大きいことを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 上記可変利得集中型増幅器は、平均利得の設計上の最大値がGL0であり、上記可変光学減衰器VOAは減衰値Vを有し、
上記GR値、TR値、GL値、TL値、および減衰値Vを、少なくとも一部のGHに対してV<GL0−GLを満たすように設定することを特徴とする請求項4に記載の方法。 - 平均利得GRおよび利得傾斜TRを調整可能な可変利得ラマン増幅器と、平均利得GLおよび利得傾斜TLを調整可能な可変利得集中型増幅器とを備え、平均利得GHを調整可能であり、上記可変利得ラマン増幅器および上記可変利得集中型増幅器のそれぞれは励起ユニットをそれぞれ備え、上記可変利得集中型増幅器は可変光学減衰器VOAを備えている、可変利得ハイブリッド増幅器であって、
当該可変利得ハイブリッド増幅器の雑音指数を最適化するようにGR値、TR値、GL値、およびTL値を設定し、雑音指数の最適化は雑音指数の最小化である、制御ユニットを備えていることを特徴とする可変利得ハイブリッド増幅器。 - 上記制御ユニットは、
上記平均利得GHの要求値を取得する手段と、
平均利得GHが上記要求値を満たし、かつ上記可変利得ハイブリッド増幅器の雑音指数が最適化されるGR値、TR値、GL値、およびTL値を算出するロジックモジュールとを備えていることを特徴とする請求項10に記載の可変利得ハイブリッド増幅器。 - 上記TR値およびTL値を、TR+TLが可変利得ハイブリッド増幅器の動作における利得傾斜の設計上の範囲内になるように算出することを特徴とする請求項11に記載の可変利得ハイブリッド増幅器。
- 上記ロジックモジュールは、ルックアップテーブルを備えていることを特徴とする請求項11に記載の可変利得ハイブリッド増幅器。
- 上記ロジックモジュールは、演算式を用いてGR値、TR値、GL値、およびTL値を算出することを特徴とする請求項11に記載の可変利得ハイブリッド増幅器。
- 上記可変利得ハイブリッド増幅器は、利得傾斜THを調整可能であり、
上記制御ユニットは、
平均利得GHおよび利得傾斜THの要求値を取得する手段と、
GH値およびTH値が上記要求値を満足し、かつ当該可変利得ハイブリッド増幅器の雑音指数が最適化されるように、上記GH値および上記TH値に基づいてGR値、TR値、GL値、およびTL値を算出するロジックモジュールとを備えていることを特徴とする請求項10に記載の可変利得ハイブリッド増幅器。 - 上記可変利得集中型増幅器は、平均利得の設計上の最大値がGL0であり、上記可変光学減衰器VOAは減衰値Vを有し、
少なくとも一部のGHに対してV<GL0−GLを満たす値を取得することを特徴とする請求項10に記載の可変利得ハイブリッド増幅器。 - 上記可変利得集中型増幅器は、少なくとも一部のGH値に対応して算出されるTL値が、当該可変利得集中型増幅器の公称利得傾斜TL0の値と異なる値であることを特徴とする請求項10に記載の可変利得ハイブリッド増幅器。
- 上記可変利得集中型増幅器はエルビウム添加光ファイバ増幅器(EDFA)であり、少なくとも一部のGH値に対応する当該可変利得集中型増幅器のTL値が上記公称利得傾斜TL0の値よりも大きいことを特徴とする請求項17に記載の可変利得ハイブリッド増幅器。
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