JPH0462526A - Bidirectional optical fiber amplifier - Google Patents
Bidirectional optical fiber amplifierInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分舒〉
本発明ζよ、反射光を抑圧し且つ光パルス試験器の使用
可能な光ファイバ増幅器に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application> The present invention ζ relates to an optical fiber amplifier that suppresses reflected light and can be used in an optical pulse tester.
〈従来の技術〉
従来より、コア部分に希土類元素を添加した光ファイバ
は光増幅特性を有することが知られている。かかる希土
類添加光ファイバを用いた光ファイバ増幅器の基本的構
成を第４図に示す。同図に示すように、希土類添加光フ
ァイバ０１の前後には光アイソレータ０２が結合されて
おり、その入射側には光結合器０３が結合されている。<Prior Art> It has been known that optical fibers whose core portions are doped with rare earth elements have optical amplification characteristics. FIG. 4 shows the basic configuration of an optical fiber amplifier using such a rare earth-doped optical fiber. As shown in the figure, an optical isolator 02 is coupled before and after the rare earth-doped optical fiber 01, and an optical coupler 03 is coupled to the input side of the optical isolator 02.
光結合器０３の一方の入射端には励起光源０４が結合さ
れており、この光結合Ｎ０３により入力信号と励起光と
が波長多重されて希土類添加光ファイバ０１に入力され
ろようになっている。一方、希土類添加光ファイバ０１
の出力側の光アイソレータ０２の後方には光フィルタ０
５が結合されている。A pumping light source 04 is coupled to one input end of the optical coupler 03, and the input signal and the pumping light are wavelength-multiplexed by this optical coupling N03 and input into the rare earth-doped optical fiber 01. . On the other hand, rare earth doped optical fiber 01
There is an optical filter 0 behind the optical isolator 02 on the output side of the
5 are combined.
このような光増幅器では希土類添加光ファイバ０１とし
てＥｒ添加光ファイバを用いれば、１．５μｍ帯の光増
幅特性を得ることができ、光結合器０３に入射された入
力信号と励起光とが波長多重されて希土類添加光ファイ
バ０１に入力されると、希土類添加光ファイバ０１は励
起光によって反転分布状態にされ、その結果、信号光が
増幅される。そして、増幅された信号光が光フィルタ０
５を通って出射される。ここで、励起光としては通常、
０．９８μｍ帯や１，４５〜１．５μｍ帯のレーザ光を
使用する。そして、増幅された信号光には雑音成分であ
る自然放出光を含むため、これを除去する目的で光フィ
ルタ０５が設けられている。なお、希土類添加光ファイ
バ０１の前後に設けられている光アイソレータ０２は、
反射光を抑圧するためのものである。つまり、光結合器
０３、光フィルタ０５及び光コネクタなどが信号光の反
射点となり反射光が入ると光ファイバ増幅器が発振を起
こす可能性があるので、この反射光を抑圧する必要があ
るからである。In such an optical amplifier, if an Er-doped optical fiber is used as the rare earth-doped optical fiber 01, optical amplification characteristics in the 1.5 μm band can be obtained, and the input signal input to the optical coupler 03 and the pumping light have the same wavelength. When multiplexed and input into the rare earth doped optical fiber 01, the rare earth doped optical fiber 01 is brought into a population inversion state by the excitation light, and as a result, the signal light is amplified. Then, the amplified signal light is passed through the optical filter 0.
It is emitted through 5. Here, the excitation light is usually
Laser light in the 0.98 μm band or 1.45 to 1.5 μm band is used. Since the amplified signal light contains spontaneous emission light which is a noise component, an optical filter 05 is provided for the purpose of removing this. Note that the optical isolator 02 provided before and after the rare earth doped optical fiber 01 is
This is to suppress reflected light. In other words, the optical coupler 03, the optical filter 05, the optical connector, etc. become reflection points for the signal light, and if the reflected light enters, the optical fiber amplifier may cause oscillation, so it is necessary to suppress this reflected light. be.
〈発明が解決しようとする課題〉
希土類添加光ファイバ０１の増幅特性は原理的に双方向
性であるが、前述したように通常の光ファイバ増幅器の
構成では光アイソレータ０２を含むので、一方向（図中
、Ａ方向）の光増幅器としてしか使用できない。このた
め、このような光ファイバ増幅器が挿入された伝送路は
、双方向伝送路として使用するシステムには不向きであ
った。<Problems to be Solved by the Invention> The amplification characteristics of the rare earth-doped optical fiber 01 are bidirectional in principle, but as mentioned above, since the configuration of a normal optical fiber amplifier includes the optical isolator 02, the amplification characteristics are unidirectional ( It can only be used as an optical amplifier in direction A in the figure. Therefore, a transmission line in which such an optical fiber amplifier is inserted is not suitable for a system used as a bidirectional transmission line.
ところで、近年、光ファイバ増幅器を利用した光中継器
を使用して長距離伝送実験が行われている。例えば、光
ファイバ長が２０００に＋ｍを超える実験がＮＴＴより
報告されている（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍ
ｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ＣｏｎｆｅｒｒｅｎｃｅＯＦＣ
’９０ ＰＤ−２１９９０）。このようなシステムの実
用化のためには、光ファイバの障害点・光ファイバ増幅
器の故障点が正確に把握でき、迅速かつ確実に修理が行
える必要がある。光ファイバ増幅器が伝送路に挿入され
たシステムにおいて、全伝送路の状況把握を光パルス試
験語を用いて行う場合、パルス光の後方散乱光が光ファ
イバ増幅器を逆方向に通過する必要がある。しかし、従
来の光ファイバ増幅器は上述したように光アイソレータ
をもっているので、全伝送路にわたっての光パルス試験
語の使用はできないという問題がある。Incidentally, in recent years, long-distance transmission experiments have been conducted using optical repeaters that utilize optical fiber amplifiers. For example, NTT has reported an experiment in which the optical fiber length exceeds 2000 m (Optical Fiber Com.
communication conferenceOFC
'90 PD-21990). In order to put such a system into practical use, it is necessary to be able to accurately identify failure points in optical fibers and failure points in optical fiber amplifiers, and to be able to repair them quickly and reliably. In a system in which an optical fiber amplifier is inserted into a transmission line, when the status of all transmission lines is to be grasped using an optical pulse test word, the backscattered light of the pulsed light needs to pass through the optical fiber amplifier in the opposite direction. However, since the conventional optical fiber amplifier has an optical isolator as described above, there is a problem that the optical pulse test word cannot be used over the entire transmission line.
本発明はこのような事情に鑑み、反射光を抑圧し且つ光
パルス試験器の使用可能な双方向光ファイバ増幅器を提
供することを目的とする。In view of these circumstances, it is an object of the present invention to provide a bidirectional optical fiber amplifier that suppresses reflected light and can be used in an optical pulse tester.
く課題を解決するための手段〉
前記目的を達成する双方向光ファイバ増幅器は、希土類
添加光ファイバと光の入出力端子となる四つのポートを
有する光サーキュレータとを具備する光ファイバ増輻薔
であって、光サーキュレータの入出力ポートとなり得る
二組の入出力ポートの一方の組の入力側には一端側に励
起光と信号光とが結合される第一の希土類添加光ファイ
バの他端側か接続され且つ出力側には光ファイバが接続
され、−４、上記光サーキュレータの他方の組の入力側
及び出力側の何れか一方には一端に反射面を有する光フ
ァイバの他端が接続され且つ入力側及び出力側の他方に
は励起光と信号光とを結合する部分を含むと共に一端側
に反射面が接続された第二の希土類添加光ファイバの他
端側か接続されていることを特徴とし、
また、希土類添加光ファイバと光の入出力端子となる四
つのポートを有する光サーキュレータとを具備する光フ
ァイバ増幅器であって、第一の光サーキュレータの入出
力ポートとなり得ろ二組の入出力ポートの一方の組の入
力側には励起光と信号光とを含む第一の光ファイバが接
続され且つ出力側には第一の希土類添加光ファイバの一
端側が接続され、−方、上記第一の光サーキュレータの
他方の組の入力側及び出力側の何れか一方には一端に反
射面を有する第二の光ファイバの他端が接続され且つ入
力側及び出力側の他方には励起光と信号光とを結合する
部分を含むと共に一端側に反射面が接続された第二の希
土類添加光ファイバの他端側が接続されており、また、
第二の光す〒キュレータの入出力ポートとなり得る二組
の入出力ポートの一方の組の入力側には上記第一の希土
類添加光ファイバの他端側が接続され且つ出力側には第
三の光ファイバが接続され、一方、上記第二の光サーキ
ュレータの他方の組の入力側及び出力側の何れか一方に
は一端に反射面を有する第四の光ファイバが接続され且
つ入力側及び出力側の他方には励起光と信号光とを結合
する部分を含むと共に一端側に反射面が接続された第三
の希土類添加光ファイバが接続されていることを特徴と
する。A bidirectional optical fiber amplifier that achieves the above object is an optical fiber amplifier comprising a rare earth-doped optical fiber and an optical circulator having four ports serving as optical input/output terminals. The input side of one of the two sets of input/output ports that can serve as the input/output ports of the optical circulator is the other end of the first rare earth-doped optical fiber to which the pumping light and signal light are coupled at one end. -4, the other end of an optical fiber having a reflective surface at one end is connected to either the input side or the output side of the other set of the optical circulators. In addition, the other end of the second rare earth-doped optical fiber is connected to the other of the input side and the output side, which includes a part for coupling the excitation light and the signal light, and has a reflective surface connected to one end. It is also characterized by an optical fiber amplifier comprising a rare earth-doped optical fiber and an optical circulator having four ports serving as optical input/output terminals, the optical circulator having two sets of input/output ports that can serve as input/output ports of the first optical circulator. A first optical fiber containing excitation light and signal light is connected to the input side of one set of output ports, and one end side of the first rare earth-doped optical fiber is connected to the output side. The other end of a second optical fiber having a reflective surface at one end is connected to either the input side or the output side of the other set of the first optical circulator, and the other end of the second optical fiber is connected to the other of the input side and the output side. A second rare earth-doped optical fiber including a portion for coupling signal light and having a reflective surface connected to one end is connected to the other end, and
The other end of the first rare earth-doped optical fiber is connected to the input side of one of the two sets of input/output ports that can be the input/output ports of the second optical curator, and the third An optical fiber is connected to the second optical circulator, and a fourth optical fiber having a reflective surface at one end is connected to either the input side or the output side of the other set of the second optical circulator, and the input side and the output side A third rare earth-doped optical fiber is connected to the other end of the optical fiber, which includes a portion for coupling the excitation light and the signal light, and has a reflective surface connected to one end thereof.
〈作 用〉
第一の構成の双方向光ファイバ増輻蕎では、信号光と励
起光とを結合して第一の希土類添加光ファイバへ入力す
ると、信号光は増幅されて光サーキュレータの一方の入
力側のポートへ入力され、その出力側のポートから出力
される。<Operation> In the bidirectional optical fiber amplifier with the first configuration, when the signal light and the pump light are combined and input into the first rare earth-doped optical fiber, the signal light is amplified and sent to one side of the optical circulator. It is input to the input port and output from the output port.
ここで、光サーキュレータの他方の入力側のポートから
励起光を入力しないと、上述のように増幅されて出力さ
れた信号光の反射光が、上記他方の入力側から出力側へ
出力して伝搬する際に第二の希土類添加光ファイバは光
減衰器として作用し、反射光は抑圧される。Here, if pump light is not input from the other input side port of the optical circulator, the reflected light of the signal light that has been amplified and output as described above will be output from the other input side to the output side and propagate. At this time, the second rare earth-doped optical fiber acts as an optical attenuator and the reflected light is suppressed.
また、上記励起光を入力すると第二の希土類添加光ファ
イバは光増幅物として作用し、すなわち上記反射光の進
む方向へも光が伝搬される。Moreover, when the above-mentioned excitation light is inputted, the second rare earth-doped optical fiber acts as an optical amplification material, that is, the light is also propagated in the direction in which the above-mentioned reflected light travels.
一方、第二の構成の双方向光ファイバ増幅器では、第一
の光サーキュレータの一方の入力側から信号光と励起光
とを結合して入力する場合の作用は上述したものと同様
である。On the other hand, in the bidirectional optical fiber amplifier having the second configuration, the operation is similar to that described above when the signal light and the pumping light are combined and input from one input side of the first optical circulator.
また、この場合の反射光に対しては第二及び第三の希土
類添加光ファイバに励起光を入力しなければこれらは光
減衰器として作用し、反射光は抑圧される。このとき、
第一の光サーキュレータに結合された第二の希土類添加
光ファイバは第二の光サーキュレータより前での反射光
を抑圧する。逆に、第二及び第三の希土類添加光ファイ
バに励起光を入力すれば、これらは光増幅物として作用
し、すなわち上記反射光の進む方向へも光が伝搬される
。Further, in this case, if the excitation light is not input to the second and third rare earth-doped optical fibers, the reflected light will act as an optical attenuator and the reflected light will be suppressed. At this time,
A second rare earth doped optical fiber coupled to the first optical circulator suppresses reflected light before the second optical circulator. Conversely, if the excitation light is input to the second and third rare earth-doped optical fibers, these act as optical amplifiers, that is, the light is also propagated in the direction in which the reflected light travels.
く実 施 例〉 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。Example of implementation Hereinafter, the present invention will be explained based on examples.
第１図には一実施例に係る双方向光フアイバ増幅器を示
す。同図中、１ａは第一の希土類添加光ファイバ、２は
光サーキュレータである。光サーキュレータ２は２−Ａ
、２−Ｂ。FIG. 1 shows a bidirectional optical fiber amplifier according to one embodiment. In the figure, 1a is a first rare earth-doped optical fiber, and 2 is an optical circulator. Optical circulator 2 is 2-A
, 2-B.
２−Ｃ，２−Ｄの四つのポートを有するものであり、２
−Ａから２−Ｂへ、２〜Ｂから２−Ｃへ、２−Ｃから２
−Ｄへ、２−Ｄから２−Ａへと光が通過できるようにな
っている。なお、光サーキュレータ２の構成については
、例えば「光サーキュレータが持つ偏向依存性除去の試
み」電子通信学会、光・量子エレクトロニクス研究会資
料、０ＱＥ７８−１４９，１９７８、等に述べられてい
る。It has four ports, 2-C and 2-D.
-A to 2-B, 2-B to 2-C, 2-C to 2
-D, and from 2-D to 2-A, light can pass through. The configuration of the optical circulator 2 is described, for example, in "An Attempt to Eliminate Depolarization Dependency of an Optical Circulator," Institute of Electronics and Communication Engineers, Materials of the Optical and Quantum Electronics Study Group, 0QE78-149, 1978.
光サーキュレータ２の第一のポート２−Ａには第一の希
土類添加光ファイバ１ａの一端側が接続されており、そ
の他端側から信号光と励起光とが結合された状態で入力
されるようになっている。すなわち、希土類添加光ファ
イバ１ａの他端側には第一の光結合器３ａが接続されて
おり、その一方の入力端には第一の励起光ｊｉ ４ ａ
が結合されている。また、光サーキュレータ２の第二の
ポート２−Ｂには光フィルタ５が介装された第一の光フ
ァイバ６ａが結合されている。One end of the first rare earth-doped optical fiber 1a is connected to the first port 2-A of the optical circulator 2, so that signal light and excitation light are input in a combined state from the other end. It has become. That is, the first optical coupler 3a is connected to the other end of the rare earth-doped optical fiber 1a, and the first pumping light ji 4 a is connected to one input end of the first optical coupler 3a.
are combined. Further, a first optical fiber 6a with an optical filter 5 interposed therein is coupled to the second port 2-B of the optical circulator 2.
光サーキュレータ２の第三のポート２−ｃには一端が反
射面７ａとなっている第二の光ファイバ６ｂの他端が結
きされている。一方、光サーキュレータ２の第四のポー
ト２−Ｄには第二の希土類添加光ファイバ１ｂの一端側
が結合されており、その他端側には第二の光結合Ｎ３ｂ
及び反射面７ｂが設けられている。A second optical fiber 6b, one end of which is a reflective surface 7a, is connected to the third port 2-c of the optical circulator 2 at the other end. On the other hand, one end side of the second rare earth doped optical fiber 1b is coupled to the fourth port 2-D of the optical circulator 2, and the second optical coupling N3b is coupled to the other end side.
and a reflective surface 7b.
また、光結合＠３ｂの他の入力端に：よ第二の励起光源
４ｂが結合されている。なお、図中、８ｇ、８ｂは接続
点を示す。Further, a second excitation light source 4b is coupled to the other input end of the optical coupling @3b. In addition, in the figure, 8g and 8b indicate connection points.
このような光ファイバ増幅器において、接続点８ａには
長距離の伝送路光ファイバを接続し、希土類添加光ファ
イバ１ａの図中左側には接続点８ａを含めて反射点が存
在しない場合を考える。In such an optical fiber amplifier, consider a case where a long-distance transmission line optical fiber is connected to the connection point 8a, and there are no reflection points including the connection point 8a on the left side of the rare earth-doped optical fiber 1a in the figure.
ここで、図中入方向（左から右）、つまり接続点８ａか
ら接続点８ｂへのみ信号光が伝搬する場合を考える。な
お、この場合には第一の励起光源４ａのみを作動させれ
ばよい。Here, a case will be considered in which the signal light propagates only in the direction in the figure (from left to right), that is, from the connection point 8a to the connection point 8b. Note that in this case, it is sufficient to operate only the first excitation light source 4a.
接続点８ａから入力された信号光は光結合器３ａにより
励起光と波長多重されて第一の希土類添加光ファイバ１
ａに入力される。入力された波長多重光のうち、励起光
；よ第一の希土類添加光ファイバ１ａを励起し、信号光
はこの希土類添加光ファイバ１ａによって増幅される。The signal light input from the connection point 8a is wavelength-multiplexed with the excitation light by the optical coupler 3a, and then sent to the first rare earth-doped optical fiber 1.
input to a. Among the input wavelength multiplexed lights, the pumping light excites the first rare earth doped optical fiber 1a, and the signal light is amplified by this rare earth doped optical fiber 1a.
増幅された信号光は自然放出光とともに光サーキュレー
タ２のポート２−Ａに入力される。ポート２−Ａに入力
された信号光と自然放出光はポート２−Ｂに出力されて
光フィルタ５に入力される。光フィルタ５によって信号
光のみが接続点８ｂより出力されろ。光サーキュレータ
のポート２−Ａとポート２−Ｂとの間は一方向性なので
、接続点８ｂから出力された信号光が反射を受けてもポ
ート２−Ｂからポート２−Ａへの経路で戻ってくること
はない。しかし、この反射光はポート２−Ｂからポート
２−Ｃ１ポート２−Ｄ。The amplified signal light is input to the port 2-A of the optical circulator 2 together with the spontaneous emission light. The signal light and spontaneous emission light input to the port 2-A are output to the port 2-B and input to the optical filter 5. Only the signal light is outputted from the connection point 8b by the optical filter 5. Since the connection between port 2-A and port 2-B of the optical circulator is unidirectional, even if the signal light output from connection point 8b is reflected, it will return along the path from port 2-B to port 2-A. It never comes. However, this reflected light goes from port 2-B to port 2-C1 to port 2-D.
ボー１−２− Ａへの経路で伝搬する。一方、第二の励
起光＠４ｂから励起光が入射されないと、第二の希土類
添加光ファイバ１ｂζよ、図中Ｂ方向（右から左）に伝
搬する反射光に対して光減衰器として動作する。しかも
、実験によれば２０ ｄＢ以上の減衰量は容易に実現可
能である。したがって、このような状態では接続点８ｂ
の出力光で生じた反射光は接続点８ ａには出力される
ことはない。Baud 1-2- propagates along the path to A. On the other hand, when no excitation light is input from the second excitation light @4b, the second rare earth-doped optical fiber 1bζ operates as an optical attenuator for the reflected light propagating in the direction B (right to left) in the figure. . Moreover, according to experiments, an attenuation amount of 20 dB or more can be easily achieved. Therefore, in such a state, the connection point 8b
The reflected light generated by the output light is not output to the connection point 8a.
次に、接続点８ａと接続点８ｂとの双方向（図中Ａ方向
及びＢ方向）に信号光が伝搬する場合について考える。Next, a case will be considered in which signal light propagates in both directions (directions A and B in the figure) between the connection point 8a and the connection point 8b.
図中Ａ方向に伝搬する信号光の増幅過程は上記で説明し
た通りである。よって以下に図中Ｂ方向に伝搬する信号
光について考える。なお、この場合には励起光源４ｂも
作動する。The amplification process of the signal light propagating in the direction A in the figure is as explained above. Therefore, the signal light propagating in the direction B in the figure will be considered below. Note that in this case, the excitation light source 4b is also activated.
信号光は光フィルタ５を通過した後、光サーキュレータ
２のポート２−已に入力され、ポート２−Ｃに出力され
る。ポート２−Ｃに出力された信号光は反射面７ａで反
射され、ポート２−Ｄに出力される。光結合器３ｂによ
って入射された励起光源４ｂからの励起光は第二の希土
類添加光ファイバｌｂを励起し、信号光は反射面７ｂで
反射されるので第二の希土類添加光ファイバ１ｂで往復
とも増幅されて、ポート２−Ａに出力される。ポート２
−Ａに出力された信号光は励起された第一の希土類添加
光ファイバ１ａによって増幅され、接続点８ａに出力さ
れる。After the signal light passes through the optical filter 5, it is input to the port 2-C of the optical circulator 2 and output to the port 2-C. The signal light output to port 2-C is reflected by the reflecting surface 7a and output to port 2-D. The excitation light from the excitation light source 4b inputted by the optical coupler 3b excites the second rare earth-doped optical fiber 1b, and the signal light is reflected by the reflection surface 7b, so that the signal light is not transmitted back and forth through the second rare-earth doped optical fiber 1b. It is amplified and output to port 2-A. port 2
The signal light outputted to -A is amplified by the excited first rare earth-doped optical fiber 1a and outputted to the connection point 8a.
双方向に信号光を増幅する場合の問題としては、光ファ
イバ増幅器の内部もしくは入出力端あるいは、伝送路上
に存在する光コネクタ等の反射点で生じた反射光のため
に光ファイバ増幅器の動作状態が不安定になることであ
る。例えば、第１図において接続点８ａから入力された
信号光は接続点８ｂに出力されるが、その先で反射点が
存在すると反射光はポート２−Ｂからポート２−Ｃ，ボ
ー）−２−Ｄ。A problem when amplifying signal light in both directions is that the operating state of the optical fiber amplifier may be affected due to reflected light generated inside the optical fiber amplifier, at the input/output end, or at reflection points such as optical connectors on the transmission path. becomes unstable. For example, in FIG. 1, the signal light input from the connection point 8a is output to the connection point 8b, but if there is a reflection point beyond that, the reflected light is transmitted from port 2-B to port 2-C, baud)-2 -D.
ポート２−Ａと伝搬し、双方向光増幅器としての動作を
不安定にする可能性がある。しかし、この問題は二つの
励起光源４ａ、４ｂを同時に使用する場合を光ファイバ
伝送路の障害点探索のみに限定し、しかも反射点の反射
減衰量と二つの希土類添加光ファイバｌａ。It may propagate to port 2-A and make the operation of the bidirectional optical amplifier unstable. However, this problem limits the simultaneous use of the two excitation light sources 4a and 4b to only the search for fault points in the optical fiber transmission line, and moreover, the return loss of the reflection point and the two rare earth-doped optical fibers la.
１ｂの増幅利得との関係を適当に設定することにより解
決できる。例えば、第一の希土類添加光ファイバ１ａの
利得を２０ ｄＢ、接続点８ｂの先にある反射点の反射
減衰量を３０ ｄＢ、第二の希土類添加光ファイバ１ｂ
の増幅利得をＯｄＢに設定すれば、ポート２−Ｂからボ
ー）２−Ｃ，ポート２−Ｄ、ポート２−Ａへのループ利
１）は−１０ｄＢとなる。このループ利得においては、
光ファイバ増幅器の雑音が増加し伝送すべき光パルスの
信号波形が劣化するおそれはあるが、少なくとも発振等
の不安定要素は存在しない。この双方向光ファイバ増幅
器を含む光ファイバ伝送路に光パルス試験晋を用いた場
合、波形劣化が測定精度へ与える影響は、受光した後方
散乱光を平均化処理することで低減できる。この結果、
障害点探索時に波形劣化が測定精度へ与える影響は、通
常の光信号伝送系においてパルス波形劣化が伝送品質を
劣化させるよりも小さいと考えられる。This can be solved by appropriately setting the relationship with the amplification gain of 1b. For example, the gain of the first rare earth doped optical fiber 1a is 20 dB, the return loss of the reflection point beyond the connection point 8b is 30 dB, and the second rare earth doped optical fiber 1b is
If the amplification gain of port 2-B is set to OdB, the loop gain from port 2-B to port 2-C, port 2-D, and port 2-A is -10 dB. At this loop gain,
Although there is a possibility that the noise of the optical fiber amplifier increases and the signal waveform of the optical pulse to be transmitted deteriorates, at least there are no unstable factors such as oscillation. When optical pulse testing is used in an optical fiber transmission line including this bidirectional optical fiber amplifier, the influence of waveform deterioration on measurement accuracy can be reduced by averaging the received backscattered light. As a result,
It is thought that the influence of waveform deterioration on measurement accuracy when searching for a fault point is smaller than the influence of pulse waveform deterioration on transmission quality in a normal optical signal transmission system.
光ファイバ増幅器の前後に反射点が存在する場合の双方
向光ファイバ増幅器の一例を第３図に示す。同図に示す
ように、本実施例では第一の希土類添加光ファイバｌｌ
ａの前後側に光サーキュレータ１２ ａ、 １２ ｂ
を設けることにより、信号光の反射光を抑圧するように
なっている。なお、光サーキュレータ１２ｍ、１２ｂは
上述した光サーキュレータ２と同様なものであり、それ
ぞれのポート１２ ａ−Ｂ、 １２ ｂ７Ｂを入出力ポ
ートとして使用する。FIG. 3 shows an example of a bidirectional optical fiber amplifier in which reflection points exist before and after the optical fiber amplifier. As shown in the figure, in this example, the first rare earth-doped optical fiber ll
Optical circulators 12 a, 12 b are placed on the front and rear sides of a.
By providing this, reflected light of the signal light is suppressed. Note that the optical circulators 12m and 12b are similar to the optical circulator 2 described above, and use their respective ports 12a-B and 12b7B as input/output ports.
第一の光サーキュレータ１２ａのポート１２ａ−Ｂには
第一の光結合器１３ａを介装した第一の光ファイバ１６
ｍが結合されており、第一の光結合器１３ ａの他方の
入力端には第一の励起光源１４ａが結合されている。A first optical fiber 16 interposed with a first optical coupler 13a is connected to the port 12a-B of the first optical circulator 12a.
m, and a first excitation light source 14a is coupled to the other input end of the first optical coupler 13a.
そして、ポート１２ａ−Ｂに対応する出力側のボー）１
２ａ−Ｃには上記第一の希土類添加光ファイバｌｌａの
一端側が結合されている。光サーキュレータ１２ａのボ
ー）１２ａ−Ｄには第二の希土類添加光ファイバ１１ｂ
の一端側が結合されており、その他端側には第二の光結
合器１３ｂ及び反射面１７ｂが設けられている。また、
第二の光結合器１３ｂの他方の入力端には第二の励起光
源１４ｂが結合されている。光サーキュレータ１２ｍの
ボー）１２ａ−Ａには一端が反射面１７ｍとなる第二の
光ファイバ１６ｂの他端が結合されている。and baud)1 on the output side corresponding to ports 12a-B.
One end side of the first rare earth doped optical fiber lla is coupled to 2a-C. A second rare earth-doped optical fiber 11b is connected to the bows 12a-D of the optical circulator 12a.
are coupled at one end, and a second optical coupler 13b and a reflective surface 17b are provided at the other end. Also,
A second excitation light source 14b is coupled to the other input end of the second optical coupler 13b. The other end of a second optical fiber 16b, one end of which is a reflective surface 17m, is coupled to the bow 12a-A of the optical circulator 12m.
一方、上記第一の希土類添加光ファイバ１１ｍの他端側
は第二の光サーキュレータ１２ｂのボー）１２ｂ−Ａに
結合されており、この第二の光サーキュレータ１２ｂに
関しては上記実施例（第１図）と同様である。すなわち
、ポート１２ ｂ−Ｂには光フィルタ１５が介装された
第三の光ファイバ１６ｃが結合され、ボー）−１２ｂ−
Ｃには一端に反射面１７ｃが設けられた第四の光ファイ
バ１６ｄの他端が結合され、また、ポートＦ２ｂ−Ｄに
は第三の希土類添加光ファイバｌｌｃの一端側が結合さ
れその他端側には第二の光結合器１３ｃ及び反射面１７
ｄが設けられ且つ光結合器１３ｃの他の入射端には第三
の励起光源１４ｃが結合されている。なお、図中、１８
ａ、 １８ ｂは接続点を示す。On the other hand, the other end of the first rare earth-doped optical fiber 11m is coupled to the bow 12b-A of the second optical circulator 12b. ). That is, the third optical fiber 16c interposed with the optical filter 15 is coupled to the port 12b-B, and the port 12b-B
The other end of a fourth optical fiber 16d having a reflective surface 17c at one end is coupled to C, and one end of a third rare earth-doped optical fiber llc is coupled to port F2b-D, and the other end thereof is coupled to port F2b-D. are the second optical coupler 13c and the reflective surface 17
d, and a third excitation light source 14c is coupled to the other input end of the optical coupler 13c. In addition, in the figure, 18
a and 18 b indicate connection points.
ここで、上記実施例と同様に図中Ａ方向（左から右）、
つまり接続点１８ａから接続点１８ｂへのみ信号光が伝
搬する場合を考える。なお、この場合には第一の励起光
源１４ａのみを作動させればよい。Here, as in the above embodiment, in the direction A (from left to right) in the figure,
In other words, consider a case where the signal light propagates only from the connection point 18a to the connection point 18b. Note that in this case, it is sufficient to operate only the first excitation light source 14a.
信号光は光結合器１３ ａによって励起光源１４ａから
の励起光と波長多重されて第一の光サーキュレータ１２
ａのボー）−１２ａ−Ｂに入力される。入力された波長
多重光はボー）−１２ａ−Ｃに出力され、励起光は第一
の希土類添加光ファイバｌｌａを励起し、信号光はこの
希土類添加光ファイバｌｌａによって増幅される。増幅
された信号光は自然放出光とともに第二の光サーキュレ
ータ１２ｂのポート１２ｂ−Ａに入力されてポート１２
ｂ−Ｂから出力され、光フィルタ１５によって信号光の
みが接続点１８ｂから出力されろ。光サーキュレータ１
２ ａ、 １２ ｂの一方向性区間であるボー）１２
ａ−Ｂからボー）１２ａ−Ｃ及びポート１２ ｂ−Ａか
らボー）１２ｂ−Ｂの間に希土類元素添加光ファイバｌ
ｌａをはさんでいるので、ポート１２ｂ−Ｂに出力され
た信号光が反射を受けてもボー）１２ｂ−Ｂからボー）
１２ｂ−Ａ、ポート１２ａ−Ｃ。The signal light is wavelength-multiplexed with the excitation light from the excitation light source 14a by the optical coupler 13a, and then sent to the first optical circulator 12.
a's baud)-12a-B. The input wavelength multiplexed light is outputted to baud)-12a-C, the pumping light pumps the first rare earth doped optical fiber lla, and the signal light is amplified by this rare earth doped optical fiber lla. The amplified signal light is input to the port 12b-A of the second optical circulator 12b together with the spontaneous emission light, and the signal light is input to the port 12b-A of the second optical circulator 12b.
b-B, and only the signal light is outputted from the connection point 18b by the optical filter 15. Optical circulator 1
2 a, 12 b unidirectional interval Bau) 12
Rare earth element doped optical fiber l between a-B to bow) 12a-C and port 12 b-A to bow) 12b-B
Since the signal light output to port 12b-B is reflected, it will still be reflected from port 12b-B to baud).
12b-A, port 12a-C.
ボー）１２ａ−Ｂの経路で戻ってくることはない。また
、励起光源１４ｂ、１４ｃを作動しないと、第二及び第
三の希土類添加光ファイバｌｌｂ、ｌｌｃは反射光に対
して光減衰器として動作するので、ボー）１２ｂ−Ｂの
出力光、あるいは第二の光サーキュレータ１２ｂより前
、例えばボー）１２ａ−Ａで生じた反射光はポート１２
ａ−Ｈには出力されることはない。したがって、図中Ａ
方向に伝搬する信号光の増幅に関しては第１図の構成と
等価になる。(Bo) will not return via the route 12a-B. Furthermore, if the excitation light sources 14b and 14c are not activated, the second and third rare earth-doped optical fibers llb and llc operate as optical attenuators for the reflected light, so that the output light of 12b-B or the The reflected light generated at the port 12a-A before the second optical circulator 12b, e.g.
It is never output to aH. Therefore, A in the figure
Regarding the amplification of the signal light propagating in the direction, the configuration is equivalent to that shown in FIG.
次に、図中Ａ方向及びＢ方向の双方向に信号光が伝搬す
る場合について考える。Ａ方向に伝搬する信号光の増幅
過程は上記で説明した通りである。よって以下にＢ方向
に伝搬する信号光について考えろ。なお、この場合には
励起光源１４ｂ、１４ｃも作動する。Next, consider a case in which signal light propagates in both directions, A direction and B direction in the figure. The amplification process of the signal light propagating in the A direction is as explained above. Therefore, consider the signal light propagating in the B direction below. Note that in this case, the excitation light sources 14b and 14c are also activated.
信号光は光フィルタ５を通過した後、ポート１２ｂ−Ｂ
に入力され、ボー）−１２ｂ−Ｃに出力される。ポート
１２ｂ−Ｃに出力された信号光は反射面１７ｃで反射さ
れ、ポート１２ｂ−Ｄに出力される。光結合器１３ｃに
よって入射される励起光ｊｊ： １４ ｃの励起光は反
射面１７ｄで反射されるので第三の希土類添加光ファイ
バｌｌｃを励起し、信号光は反射面１７ｄで反射される
ので第三の希土類添加光ファイバｌｌｃで往復とも増幅
されて、ポート１２ｂ−Ａに出力されろ。ポート１２ｂ
−Ａに出力された信号光は第一の光サーキュレータ１２
ａのポート１２ａ−Ｂから入射された励起光によって励
起された第一の希土類添加光ファイバｌｌａによって増
幅され、ポート１２ａ−Ｃに入力される。ポート１２ａ
−Ｃに入力された信号はポート１２ ａ−Ｄに出力され
る。光結合ｇｉｔｂによって入力された励起光源１４ｂ
の励起光は第二の希土類添加光ファイバｌｌｂを励起し
、信号光は反射面１７ｂで反射されるので希土類添加光
ファイバｌｌｂで往復とも増幅されて、ポート１２ａ−
Ａに出力されろ。ボー）１２ａ−Ａに出力された信号光
は反射面１．７ ａで反射されてポート１２ａ−Ｂに出
力される。After the signal light passes through the optical filter 5, it is sent to port 12b-B.
and output to baud)-12b-C. The signal light output to port 12b-C is reflected by reflection surface 17c and output to port 12b-D. The excitation light jj: 14c incident on the optical coupler 13c is reflected by the reflection surface 17d and thus excites the third rare-earth doped optical fiber llc, and the signal light is reflected by the reflection surface 17d so as to excite the third rare-earth doped optical fiber llc. The signal is amplified in both directions by the third rare earth-doped optical fiber LLC and output to port 12b-A. Port 12b
-The signal light output to A is the first optical circulator 12
A is amplified by the first rare-earth doped optical fiber lla excited by the pumping light incident from ports 12a-B of a, and is input to ports 12a-C. Port 12a
The signal input to -C is output to ports 12a-D. Excitation light source 14b input by optical coupling gitb
The excitation light excites the second rare earth-doped optical fiber Ilb, and the signal light is reflected by the reflecting surface 17b, so it is amplified in both directions by the rare-earth doped optical fiber Ilb, and is sent to the port 12a-
Output to A. The signal light output to port 12a-A is reflected by reflection surface 1.7a and output to port 12a-B.
双方向に光信号を増幅する場合には反射光によって動作
不安定が生ずる可能性がある。When optical signals are amplified bidirectionally, reflected light may cause operational instability.
しかし、第１図の実施例と同様に三つの励起光を同時に
使用する場合を光ファイバ伝送路の障害点探索のみに限
定し、しかも反射点の反射減衰量と三つの希土類添加光
ファイバ１１ ａ、 １１ ｂ、 １１ ｃの増幅利得
との関係を適当に設定することにより解決できろ。However, as in the embodiment shown in FIG. 1, the case in which three pumping lights are used simultaneously is limited to only searching for fault points in the optical fiber transmission line, and moreover, the return loss of the reflection point and the three rare earth-doped optical fibers 11 a , 11 b, and 11 c by appropriately setting the relationship with the amplification gain.
なお、上記実施例においては、光サーキュレータ２のポ
ート２−Ｃとポート２−Ｄ１光サーキュレータ１２ａの
ポート１２ａ−Ｄとポート１２ａ−Ａ、光サーキーレー
タ１２ｂのポート１２ｂ−Ｃとボー１−１２ｂ−Ｄとを
それぞれ入れかえても動作上問題はない。In the above embodiment, port 2-C and port 2-D of optical circulator 2, port 12a-D and port 12a-A of optical circulator 12a, port 12b-C and port 1-12b-D of optical circulator 12b, There is no problem in operation even if these are replaced.
本発明の具体的な適用例を第３図に示す。A specific example of application of the present invention is shown in FIG.
１００は本発明の双方向光ファイバ増幅器（第１図、第
２図に示すもの）である。通常の信号光伝送時において
は、第３図（ａ）に示すように、全ての光ファイバ増幅
器の増幅方向が同一となるように、それぞれ１つの励起
光のみを用いた一方向性の光ファイバ増幅器として使用
する。一方、この伝送路の状況把握を光パルス試験器を
用いて行う場合を第３図ｆｂｌに示す。光パルス試験器
では光ファイバ増幅器の増幅帯域内でかつ光フィルタの
通過する波長を使用する。また、各光ファイバ増幅器で
は残りの励起光も用いた双方向性の光ファイバ増幅器と
して使用する。伝送路の構成では送信用伝送装置１１０
のかわりに、光パルス試験器１３０を接続し、測定用光
パルスを入射する。送信側から、入射された光パルスは
光ファイバによって損失をうけろとともに、光ファイバ
増幅器によって増幅をうけつつ、光ファイバ伝送路を伝
搬する。伝送路で生じた後方散乱光は再び光ファイバに
よって損失を受けろとともに、増幅を受け、光パルス試
験器に入力する。後方散乱光を解析することで、光ファ
イバ増幅器を含んだ全区間の試験が１回でできる。受信
用伝送装置１２０のかわりに、光パルス試験器１３０を
接続し、信号光の伝搬方向とは逆に測定用光パルスを入
射しても同様に光ファイバ増幅器を含んだ全区間の試験
が１回でできる。100 is a bidirectional optical fiber amplifier (shown in FIGS. 1 and 2) of the present invention. During normal signal light transmission, as shown in Figure 3(a), unidirectional optical fibers each use only one pumping light so that the amplification direction of all optical fiber amplifiers is the same. Use as an amplifier. On the other hand, FIG. 3 fbl shows a case where the situation of the transmission line is grasped using an optical pulse tester. The optical pulse tester uses a wavelength that is within the amplification band of the optical fiber amplifier and that passes through the optical filter. Furthermore, each optical fiber amplifier is used as a bidirectional optical fiber amplifier using the remaining pumping light. In the configuration of the transmission path, the transmitting device 110
Instead, the optical pulse tester 130 is connected and a measurement optical pulse is input. An optical pulse input from the transmitting side is propagated through an optical fiber transmission line while undergoing loss through the optical fiber and being amplified by an optical fiber amplifier. The backscattered light generated in the transmission path is again subjected to loss and amplification by the optical fiber, and is then input to the optical pulse tester. By analyzing backscattered light, the entire section including the optical fiber amplifier can be tested in one go. Even if an optical pulse tester 130 is connected in place of the reception transmission device 120 and a measurement optical pulse is input in the opposite direction to the propagation direction of the signal light, the entire section including the optical fiber amplifier can be tested in one step. It can be done in times.
以上のように本発明を用いることにより、光ファイバ増
幅器を含んだ伝送路であっても、光パルス試験器を利用
することができ、これを利用して全伝送路区間の試験を
行うことができろ。As described above, by using the present invention, it is possible to use an optical pulse tester even for a transmission line that includes an optical fiber amplifier, and it is possible to use this to test the entire transmission line section. You can do it.
〈発明の効果〉
以上に説明したように、本発明を用いれば、希土類添加
光ファイバの前後の少なくとも一方に光サーキュレータ
を用いる構成とすることにより、反射光を抑圧すること
ができ、しかも、光ファイバ増幅器を含む長距離伝送路
を１回の光パルス試験語の測定で、光ファイバの障害点
・光ファイバ増幅器の故障点を正確に把握でき、迅速か
つ確実に修理が行うことができる。<Effects of the Invention> As explained above, according to the present invention, reflected light can be suppressed by using an optical circulator on at least one of the front and rear sides of the rare earth-doped optical fiber. By measuring a long-distance transmission line including a fiber amplifier with a single optical pulse test word, it is possible to accurately identify the failure point of the optical fiber and the failure point of the optical fiber amplifier, and repair can be performed quickly and reliably.
第１図は一実施例に係る双方向光ファイバ増幅器を示す
構成図、第２図は他の実施例に係る双方向光ファイバ増
幅器を示す構成図、第３図は実施例の双方向光ファイバ
増幅器の使用例を示す説明図、第４図は従来技術に係る
光ファイバ増幅器を示す構成図である。
図 面 中、
１ ａ、 １ ｂ、 １１ ａ、 １１ ｂ、
１１ ｃは希土類添加光ファイバ、
２．１２ａ、１２ｂは光サーキュレータ、３ ａ、 ３
ｂ、 １３ ａ、 １３ ｂ、 １３ ｃは光
結合語、
４ａ、４ｂ、１４ａ、１４ｂ、１４ｃは励起光源、
５．１５は光フィルタ、
６ ａ、 ６ ｂ、 １６ ａ、 １６ ｂ、
１６ ｅ。
１６ｄは光ファイバ、
７ ａ、 ７ ｂ、 １７ ｍ、 １７ ｂ、
１７ ｃ。
１７ｄは反射面、
８ ａ、 ８ ｂ、 １８ ｍ、 １８ ｂは接続点で
ある。FIG. 1 is a block diagram showing a bidirectional optical fiber amplifier according to one embodiment, FIG. 2 is a block diagram showing a bidirectional optical fiber amplifier according to another embodiment, and FIG. 3 is a block diagram showing a bidirectional optical fiber amplifier according to another embodiment. An explanatory diagram showing an example of the use of the amplifier, FIG. 4 is a configuration diagram showing an optical fiber amplifier according to the prior art. In the drawing, 1a, 1b, 11a, 11b,
11c is a rare earth doped optical fiber, 2.12a and 12b are optical circulators, 3a, 3
b, 13 a, 13 b, 13 c are optical coupling words, 4 a, 4 b, 14 a, 14 b, 14 c are excitation light sources, 5.15 are optical filters, 6 a, 6 b, 16 a, 16 b,
16 e. 16d is an optical fiber, 7a, 7b, 17m, 17b,
17 c. 17d is a reflective surface, 8a, 8b, 18m, and 18b are connection points.
Claims (2)
つのポートを有する光サーキュレータとを具備する光フ
ァイバ増幅器であって、光サーキュレータの入出力ポー
トとなり得る二組の入出力ポートの一方の組の入力側に
は一端側に励起光と信号光とが結合される第一の希土類
添加光ファイバの他端側が接続され且つ出力側には光フ
ァイバが接続され、一方、上記光サーキュレータの他方
の組の入力側及び出力側の何れか一方には一端に反射面
を有する光ファイバの他端が接続され且つ入力側及び出
力側の他方には励起光と信号光とを結合する部分を含む
と共に一端側に反射面が接続された第二の希土類添加光
ファイバの他端側が接続されていることを特徴とする双
方向光ファイバ増幅器。(1) An optical fiber amplifier comprising a rare earth-doped optical fiber and an optical circulator having four ports serving as optical input/output terminals, one of the two sets of input/output ports that can serve as the input/output ports of the optical circulator. The input side of the set is connected to the other end of a first rare-earth doped optical fiber to which excitation light and signal light are coupled at one end, and the optical fiber is connected to the output side of the optical circulator. The other end of an optical fiber having a reflective surface at one end is connected to one of the input and output sides of the pair, and the other of the input and output sides includes a part that couples the excitation light and the signal light. A bidirectional optical fiber amplifier characterized in that the other end of a second rare earth-doped optical fiber is connected to one end thereof and the other end thereof is connected to a reflective surface.
つのポートを有する光サーキュレータとを具備する光フ
ァイバ増幅器であって、第一の光サーキュレータの入出
力ポートとなり得る二組の入出力ポートの一方の組の入
力側には励起光と信号光とを含む第一の光ファイバが接
続され且つ出力側には第一の希土類添加光ファイバの一
端側が接続され、一方、上記第一の光サーキュレータの
他方の組の入力側及び出力側の何れか一方には一端に反
射面を有する第二の光ファイバの他端が接続され且つ入
力側及び出力側の他方には励起光と信号光とを結合する
部分を含むと共に一端側に反射面が接続された第二の希
土類添加光ファイバの他端側が接続されており、また、
第二の光サーキュレータの入出力ポートとなり得る二組
の入出力ポートの一方の組の入力側には上記第一の希土
類添加光ファイバの他端側が接続され且つ出力側には第
三の光ファイバが接続され、一方、上記第二の光サーキ
ュレータの他方の組の入力側及び出力側の何れか一方に
は一端に反射面を有する第四の光ファイバが接続され且
つ入力側及び出力側の他方には励起光と信号光とを結合
する部分を含むと共に一端側に反射面が接続された第三
の希土類添加光ファイバが接続されていることを特徴と
する双方向光ファイバ増幅器。(2) An optical fiber amplifier comprising a rare earth-doped optical fiber and an optical circulator having four ports that serve as optical input/output terminals, two sets of input/output ports that can serve as input/output ports of the first optical circulator. A first optical fiber containing excitation light and signal light is connected to the input side of one set, and one end side of the first rare earth-doped optical fiber is connected to the output side, while the first optical fiber The other end of a second optical fiber having a reflective surface at one end is connected to either the input side or the output side of the other set of circulators, and the other end of the second optical fiber is connected to the input side or the output side of the circulator. A second rare earth-doped optical fiber is connected to the other end of the second rare earth-doped optical fiber, which includes a portion for coupling the fibers and has a reflective surface connected to one end thereof, and
The other end of the first rare earth-doped optical fiber is connected to the input side of one of the two sets of input/output ports that can be the input/output ports of the second optical circulator, and the third optical fiber is connected to the output side of the second optical circulator. On the other hand, a fourth optical fiber having a reflective surface at one end is connected to one of the input and output sides of the other set of the second optical circulators, and the other of the input and output sides of the second optical circulator is connected to one of the input and output sides. A bidirectional optical fiber amplifier, characterized in that the third rare earth-doped optical fiber is connected to the third rare earth-doped optical fiber, which includes a portion for coupling excitation light and signal light and has a reflective surface connected to one end thereof.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0462526A true JPH0462526A (en) | 1992-02-27 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5748363A (en) * | 1995-11-30 | 1998-05-05 | Fitel Inc. | Wavelength dependent crossover system for bi-directional transmission |
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1990
- 1990-07-02 JP JP2172766A patent/JP2859385B2/en not_active Expired - Fee Related
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