JPH05315691A

JPH05315691A - 光ファイバ増幅回路

Info

Publication number: JPH05315691A
Application number: JP4117228A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Osono; 和正大薗; Takeyoshi Takuma; 勇悦詫摩
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1992-05-11
Filing date: 1992-05-11
Publication date: 1993-11-26

Abstract

(57)【要約】【目的】単線伝送の１．５μｍ帯と１．３μｍ帯の波長
多重通信および双方向通信の中継に用いる光増幅回路を
提供する。【構成】波長多重通信の場合には、入力波長多重信号を
光合分波器により１．５５μｍ帯と１．５５μｍ帯の光
信号に分波して光ファイバ型増幅器により別個に増幅
し、各増幅器の出力を光合分波器により合波して送出す
る。また、双方向通信の場合には、光ケーブルの一端よ
り入力される光信号の中の例えば１．５５μｍ帯成分を
分波して対応する光ファイバ型増幅器により増幅し、そ
の出力を他の光合分波器を介して光ケーブルの他端に結
合する。同様に、光ケーブルの反対側より入力される例
えば１．３μｍ帯の光信号を逆方向に増幅して光ケーブ
ルの他端に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光増幅回路に関わり、と
くに回線中継および双方向通信用の希土類元素をドープ
した光ファイバを増幅媒体とする光増幅回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の光通信分野においては、光を直接
的に増幅する技術が注目されている。

【０００３】光の直接増幅技術は、希土類元素をドープ
した光ファイバを増幅媒体とするファイバ増幅器型と、
半導体レーザ増幅器型の２種類に大別されるが、最近で
はファイバ増幅器型の進展が著しくほぼ実用段階に達し
ようとしている。

【０００４】図５は上記ファイバ増幅器の一例である。

【０００５】光合波器２にはレーザ１からの波長１．４
８μｍまたは０．９８μｍの励起用高出力レーザ光と波
長１．５μｍの信号光が入射されて光合波される。

【０００６】光合波器２からの出力光はＥｒ添加の光フ
ァイバ３により増幅される。すなわち、上記励起用高出
力レーザ光により光ファイバ３中のＥｒイオンをエネル
ギ順位⁴Ｉ_13/2と⁴Ｉ_15/2間で反転分布状態にして信号光
を増幅し、入力狭帯域フィルタ５により励起光と自然放
出光とを遮断して信号光を取りだすようにしている。な
お、光アイソレータ４は戻り光を遮断するために挿入さ
れている。

【０００７】また、ＯＱＥ−９１−１８には１．３μｍ
帯の光増幅に関する報告がなされている（図６参照）。

【０００８】ＷＤＭカップラ１２によりチタンサファイ
ヤレ−ザ１１からの波長１．０１７μｍの励起レーザ光
と１．３μｍ帯の信号光を光合し、プラセオジウム（Ｐ
ｒ）を５００ｐｐｍドープした長さ２３ｃｍのフッカ化
ガラスの光ファイバ１３により信号光を増幅し、入力狭
帯域フィルタ１５により励起光と自然放出光とを遮断し
て信号光を取りだすようにしている。なお、光アイソレ
ータ１４は戻り光を遮断するために挿入されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、１．５μｍ帯（Ｅｒ添加の光ファイバ）や１．３μ
ｍ帯（Ｐｒドープの光ファイバ）の信号光をそれぞれ単
独に増幅できるものの、１．５μｍ帯と１．３μｍ帯の
信号光を同時に増幅することができなかった。

【００１０】このため波長多重通信や双方向通信を行な
うには１．５μｍ帯と１．３μｍ帯に対してそれぞれ専
用の伝送路と増幅器が必要になり、単線ではこれらの通
信が行なえないという問題があった。

【００１１】本発明の目的は、単線で入力される上記
１．５μｍ帯と１．３μｍ帯の信号光を分離して増幅で
きるようにして上記波長多重通信や双方向通信を可能に
する光増幅回路を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、光合波器により励起用高出力レーザ光と波長１．５
５μｍの信号光を合波し、光アイソレータを備えたＥｒ
ドープの光ファイバにより上記信号光を増幅し狭帯域フ
ィルタを介して信号光を取り出す１．５５μｍ帯用光フ
ァイバ型増幅器と、光合波器により励起用高出力レーザ
光と波長１．３μｍの信号光を合波し、光アイソレータ
を備えたＰｒドープの光ファイバにより上記信号光を増
幅し狭帯域フィルタを介して信号光を取り出す１．３μ
ｍ帯用光ファイバ型増幅器を単一の光ケーブル間に並列
に配置するようにする。

【００１３】さらに、波長多重通信の場合には、上記２
台の光ファイバ型増幅器の信号伝達方向を同方向とし、
上記光ケーブル端と上記２台の光ファイバ型増幅器の各
入力間を１．５５μｍ帯と１．３μｍ帯に分波する光合
分波器により結合し、上記２台の光ファイバ型増幅器の
各出力と光ケーブルの他端間を１．５５μｍ帯と１．３
μｍ帯を合波する光合分波器により結合するようにす
る。

【００１４】また、双方向通信の場合には、上記２台の
光ファイバ型増幅器の信号伝達方向を互いに逆方向と
し、上記光ケーブル端からの１．５５μｍ帯または１．
３μｍ帯の信号光を光合分波器により分波して対応する
光ファイバ型増幅器の入力に結合するようにする。

【００１５】

【作用】波長多重通信の場合には、光ケーブルより入力
される波長多重信号を光合分波器により分波して、１．
５５μｍ帯の光信号を１．５５μｍ帯用の光ファイバ型
増幅器に入力し、１．３μｍ帯の光信号を１．３μｍ帯
用の光ファイバ型増幅器に入力してそれぞれを増幅す
る。

【００１６】さらに、各光ファイバ型増幅器の出力光信
号を各入力間を他の光合分波器により合波して光ケーブ
ルの他端に結合し、中継動作を行なう。

【００１７】また、双方向通信の場合には、光ケーブル
の一端より入力される例えば１．５５μｍ帯の光信号を
光合分波器により分波して１．５５μｍ帯用の光ファイ
バ型増幅器に入力して増幅し、その出力を他の光合分波
器を介して光ケーブルの他端に結合する。

【００１８】同様に、光ケーブルの他端より入力される
例えば１．３μｍ帯の光信号は逆方向に増幅されて光ケ
ーブルの一端に出力される。

【００１９】

【実施例】図１は本発明による光増幅回路実施例の構成
図である。

【００２０】図１において、１．５５μｍ帯と１．３μ
ｍの多重光信号をポート３５に入射し、合分波器３３に
より１．５５μｍ帯の信号光をポート３６に分波して光
増幅器３１により増幅し、１．３μｍ帯の信号光をポー
ト３７より分波して光増幅器３２により増幅する。

【００２１】次いで、ポート３８からの１．５５μｍ帯
の信号光と同３９からの１．３μｍ帯の信号光を合分波
器３４により合波してポート３０より取り出すようにす
る。

【００２２】この結果、単一の光ファイバにより入射さ
れる１．５５μｍ帯と１．３μｍの多重光信号を分波し
て個別に増幅し、次いで両波を合波して単一の光ファイ
バに出射することができるので、１．５５μｍ帯と１．
３μｍ帯の波長多重伝送路用の中継器を提供することが
できるのである。

【００２３】合分波器３３と同３４はバルク型、光ファ
イバ型、導波路型等の何れかの構造に属し、同じ機能を
有している。

【００２４】図２は上記光ファイバ型合分波器の構造図
であり、２本のシングルモードファイバを融着、延伸し
て合分波部５を形成する。

【００２５】図３は上記光ファイバ型合分波器の分岐比
特性例である。

【００２６】ポート２１に入射された波長１．５５μｍ
帯の光信号の９８％はポート２３から出射し、残りの２
％がポート２４から出射する。また、ポート２２に入射
された波長１．３μｍ帯の光信号の９８％はポート２３
から出射し、残りの２％がポート２４から出射する。す
なわち、ポート２３から１．５５μｍ帯と１．３μｍ帯
の合波光信号が得られる。

【００２７】また、ポート２３に１．５５μｍ帯と１．
３μｍ帯の合波光信号を入射すると、ポート２１から波
長１．５５μｍ帯の光信号の９８％が出射し、ポート２
２から波長１．３μｍ帯の光信号の９８％が出射する。
すなわち、ポート２３から入射された１．５５μｍ帯と
１．３μｍ帯の光信号をそれぞれポート２１と同２２に
分岐して取り出すことができる。

【００２８】また、光増幅器３１には図５に示した１．
５５μｍ帯の光増幅器を用い、光増幅器３２には図６に
示した１．３μｍ帯の光増幅器を用いる。

【００２９】図１の回路は、１．５５μｍ帯と１．３μ
ｍ帯の多重光信号を分波して光増幅器３１と３２により
別個に増幅後、合波して取り出すので、１．５５μｍ帯
と１．３μｍ帯の波長多重伝送路用の中継器として用い
ることができる。

【００３０】図５は本発明による双方向通信用光増幅回
路実施例の構成図であり、図１と比較して二つの光ファ
イバ増幅器６１と６２の信号伝達方向が逆向きになって
いる点が異なっている。

【００３１】光ファイバ増幅器６１と６２にはそれぞれ
図１および図２に示した各アイソレータが挿入されてい
る。上記各アイソレータは不可欠なものであり、通常順
方向通過損失１〜１．５ｄＢ、逆方向通過損失３０ｄＢ
以上のものが使用され、各光ファイバ増幅器の信号通過
方向を決定する。

【００３２】ポート６５より１．５５μｍ帯と１．３μ
ｍ帯の合波信号を入射すると、合分波器６３のポート６
６には１．５５μｍ帯の光信号が分波され光ファイバ増
幅器６１により増幅され、合分波器６４のポート６０に
出力される。しかし、ポート６７に分波された１．３μ
ｍ帯の光信号は光ファイバ増幅器６２のアイソレータに
より阻止されるのでポート６０に出力されない。すなわ
ち、ポート６５から同６０に向かっては１．５５μｍ帯
の光信号のみが伝送される。

【００３３】同様に、ポート６０より１．５５μｍ帯と
１．３μｍ帯の合波信号を入射すると、合分波器６４の
ポート６９には１．３μｍ帯の光信号が分波され光ファ
イバ増幅器６２により増幅され、合分波器６３のポート
６５に出力される。しかし、ポート６８に分波された
１．５５μｍ帯の光信号は光ファイバ増幅器６１のアイ
ソレータにより阻止されるのでポート６５に出力されな
い。すなわち、ポート６０から同６５方向には１．３μ
ｍ帯の光信号のみが伝送される。

【００３４】このようにして、右向きには１．５５μｍ
帯の光信号のみを伝送し、左向きには１．３μｍ帯の光
信号のみを伝送する双方向通信用光増幅回路を提供する
ことができる。

【００３５】

【発明の効果】本発明では、単一の光ケーブルより入力
される１．５５μｍ帯と１．３μｍ帯の波長多重信号を
分波し、各帯域信号をそれぞれの光ファイバ型増幅器に
より増幅器後、合波して単一の光ケーブルに出力するの
で波長多重通信用の中継器を提供することができる。

【００３６】また、上記波長多重通信により光ケーブル
（伝送路）の伝送容量を倍増することができ、その経済
性を高めることができる。

【００３７】また、本発明により従来から光ファイバ型
増幅器を組み込んだ伝送回路では困難とされていた双方
向通信を可能にすることができ、これにより光ケーブル
（伝送路）数を低減でき、経済性を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による波長多重伝送用中継器実施例の構
成図である。

【図２】光合分波器の説明図である。

【図３】光合分波器の分岐特性図である。

【図４】本発明による双方向通信用中継器実施例の構成
図である。

【図５、６】従来の光ファイバ増幅器の構成図である。

【符号の説明】

１レーザ２光合波器３光ファイバ４光アイソレータ５狭帯域フィルタ２１〜２４ポート２５合分波部３０、３５〜３９ポート３１、３２光増幅器３３、３４合分波器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ファイバ増幅回路において、光合波器に
より励起用高出力レーザ光と波長１．５５μｍの信号光
を合波し、光アイソレータを備えたＥｒドープの光ファ
イバにより上記信号光を増幅し狭帯域フィルタを介して
信号光を取り出す１．５５μｍ帯用光ファイバ型増幅器
と、光合波器により励起用高出力レーザ光と波長１．３
μｍの信号光を合波し、光アイソレータを備えたＰｒド
ープの光ファイバにより上記信号光を増幅し狭帯域フィ
ルタを介して信号光を取り出す１．３μｍ帯用光ファイ
バ型増幅器を備え、さらに、単一の光ケーブル間に上記
１．５５μｍ帯用光ファイバ型増幅器と１．３μｍ帯用
光ファイバ型増幅器を並列に配置し、上記光ケーブル端
と上記２台の光ファイバ型増幅器間を１．５５μｍ帯と
１．３μｍ帯に分波または合波してそれぞれ結合する２
台の光合分波器を備えたことを特徴とする光ファイバ増
幅回路。