JPH06260710A - 希土類ドープファイバ光増幅器及び光増幅多中継システム - Google Patents
希土類ドープファイバ光増幅器及び光増幅多中継システムInfo
- Publication number
- JPH06260710A JPH06260710A JP5045251A JP4525193A JPH06260710A JP H06260710 A JPH06260710 A JP H06260710A JP 5045251 A JP5045251 A JP 5045251A JP 4525193 A JP4525193 A JP 4525193A JP H06260710 A JPH06260710 A JP H06260710A
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- Japan
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- signal light
- gain
- doped fiber
- optical amplifier
- rare earth
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、希土類ドープファイバ光増幅器及
びこれを用いた光増幅多中継システムに関し、ゲインチ
ルトの発生を防止して光信号の伝送品質を向上させるこ
とを目的とする。 【構成】 希土類ドープファイバ光増幅器へ入力される
入力信号光パワーＰINに信号光パワー増分ΔＰh があっ
たとき、前記希土類ドープファイバ光増幅器の利得が利
得Ｇ1 より利得減分ΔＧh だけ少ない値以上である一
方、前記入力信号光パワーＰINに信号光パワー減分ΔＰ
l があったとき、希土類ドープファイバ光増幅器の利得
が利得Ｇ1 より利得増分ΔＧl だけ多い値以下であるよ
うな入力信号光パワー−利得特性領域内の、入力信号光
パワーＰINに対して利得がＧ1 となる位置に動作点を設
定して構成したことを特徴とする。
びこれを用いた光増幅多中継システムに関し、ゲインチ
ルトの発生を防止して光信号の伝送品質を向上させるこ
とを目的とする。 【構成】 希土類ドープファイバ光増幅器へ入力される
入力信号光パワーＰINに信号光パワー増分ΔＰh があっ
たとき、前記希土類ドープファイバ光増幅器の利得が利
得Ｇ1 より利得減分ΔＧh だけ少ない値以上である一
方、前記入力信号光パワーＰINに信号光パワー減分ΔＰ
l があったとき、希土類ドープファイバ光増幅器の利得
が利得Ｇ1 より利得増分ΔＧl だけ多い値以下であるよ
うな入力信号光パワー−利得特性領域内の、入力信号光
パワーＰINに対して利得がＧ1 となる位置に動作点を設
定して構成したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、希土類ドープファイバ
光増幅器及び希土類ドープファイバ光増幅器を用いた光
増幅中継系の利得帯域の広帯域化に関する。
光増幅器及び希土類ドープファイバ光増幅器を用いた光
増幅中継系の利得帯域の広帯域化に関する。
【０００２】近年、光通信技術の分野においては、光信
号を直接増幅する光増幅器が目ざましい進展を見せてい
る。特に、希土類ドープファイバ光増幅器を用いたシス
テムの研究が活発に行われている。
号を直接増幅する光増幅器が目ざましい進展を見せてい
る。特に、希土類ドープファイバ光増幅器を用いたシス
テムの研究が活発に行われている。
【０００３】この光増幅器の長所として、波長多重信号
の一括増幅が上げられ、伝送容量の拡大を図る手段とし
て注目されている。光増幅器を多段に接続したシステム
で波長多重信号を伝送する場合には、信号を歪みなく伝
送すること等が要求されるから、信号波長に対する増幅
帯域幅の広帯域化が重要な課題となる。
の一括増幅が上げられ、伝送容量の拡大を図る手段とし
て注目されている。光増幅器を多段に接続したシステム
で波長多重信号を伝送する場合には、信号を歪みなく伝
送すること等が要求されるから、信号波長に対する増幅
帯域幅の広帯域化が重要な課題となる。
【０００４】
【従来の技術】前述のような光増幅器を多段に接続して
波長多重信号を伝送するシステムは、いまだ実用化され
ておらず、研究段階にある。
波長多重信号を伝送するシステムは、いまだ実用化され
ておらず、研究段階にある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】光増幅器には、その増
幅帯域幅が、利得波長特性により制限されるという特質
がある。従って、光増幅器を多段に接続した場合には、
段数を経る毎に光増幅器での利得対波長特性による帯域
制限の効果が顕著に現れるため、段数が進むにつれて増
幅帯域幅は順次減少して行く。
幅帯域幅が、利得波長特性により制限されるという特質
がある。従って、光増幅器を多段に接続した場合には、
段数を経る毎に光増幅器での利得対波長特性による帯域
制限の効果が顕著に現れるため、段数が進むにつれて増
幅帯域幅は順次減少して行く。
【０００６】従って、この種の光増幅器を用いて広帯域
の増幅帯域幅を有する光増幅系を構築するためには、光
増幅系全体の増幅帯域幅を広帯域化する必要がある。従
来この種の光増幅器を用いて光増幅系を構築しようとす
る場合に採られていた手段は、光増幅器単体の利得対波
長特性の改善であった。しかし、光増幅器単体の利得対
波長特性だけでは、なお構築しようとする光増幅系で必
要とする広帯域の増幅帯域幅が充分得られるものは、実
現していない。
の増幅帯域幅を有する光増幅系を構築するためには、光
増幅系全体の増幅帯域幅を広帯域化する必要がある。従
来この種の光増幅器を用いて光増幅系を構築しようとす
る場合に採られていた手段は、光増幅器単体の利得対波
長特性の改善であった。しかし、光増幅器単体の利得対
波長特性だけでは、なお構築しようとする光増幅系で必
要とする広帯域の増幅帯域幅が充分得られるものは、実
現していない。
【０００７】前述の希土類ドープファイバ光増幅器を２
個用いて光増幅系を構成した場合の例について説明す
る。その２個の希土類ドープファイバ光増幅器Ａ，Ｂの
入力信号光バワー対利得特性が図１８に示すようなもの
であったとし、それらの光増幅器の動作点が図１８に示
す点であったとすると、光増幅器Ａは飽和領域で動作
し、光増幅器Ｂは非飽和領域で動作する。飽和領域と
は、入力信号光パワーを増加させても、一定の出力パワ
ーしか得られない領域をいい、非飽和領域とは、入力光
信号の光パワーに対してほぼ一定の利得が得られる領域
をいう。
個用いて光増幅系を構成した場合の例について説明す
る。その２個の希土類ドープファイバ光増幅器Ａ，Ｂの
入力信号光バワー対利得特性が図１８に示すようなもの
であったとし、それらの光増幅器の動作点が図１８に示
す点であったとすると、光増幅器Ａは飽和領域で動作
し、光増幅器Ｂは非飽和領域で動作する。飽和領域と
は、入力信号光パワーを増加させても、一定の出力パワ
ーしか得られない領域をいい、非飽和領域とは、入力光
信号の光パワーに対してほぼ一定の利得が得られる領域
をいう。
【０００８】この２種類の希土類ドープファイバ光増幅
器を多段接続して４波多重の信号光の伝送に用いると、
受信側で得られる信号光の波長に対する光パワーの関係
は、図１９に示すようになる。図１９の(A) に示す一点
鎖線部分は、希土類ドープファイバ光増幅器で生ずるＡ
ＳＥ（Accumulated Spontenous Emission ）を示してい
る。そのＡＳＥの上に前記４波多重の信号光が重畳され
て光増幅された信号光が形成されている。ＡＳＥは、図
８に示すフィードバックなしの希土類ドープファイバ光
増幅器を構成する励起レーザ１００によって入力信号光
を励起して誘導放出が生じて光増幅をする際に生ずるＡ
ＳＥ成分と、入力信号光のない状態において励起レーザ
１００によって希土類ドープファイバが励起された後の
自然放出で生ずるＡＳＥ成分とを含む。
器を多段接続して４波多重の信号光の伝送に用いると、
受信側で得られる信号光の波長に対する光パワーの関係
は、図１９に示すようになる。図１９の(A) に示す一点
鎖線部分は、希土類ドープファイバ光増幅器で生ずるＡ
ＳＥ（Accumulated Spontenous Emission ）を示してい
る。そのＡＳＥの上に前記４波多重の信号光が重畳され
て光増幅された信号光が形成されている。ＡＳＥは、図
８に示すフィードバックなしの希土類ドープファイバ光
増幅器を構成する励起レーザ１００によって入力信号光
を励起して誘導放出が生じて光増幅をする際に生ずるＡ
ＳＥ成分と、入力信号光のない状態において励起レーザ
１００によって希土類ドープファイバが励起された後の
自然放出で生ずるＡＳＥ成分とを含む。
【０００９】図１９の(A) に示すように、前記光増幅さ
れた光信号は、その中心波長から離れる波長ほど利得が
小さくなっているが、これは、光増幅器での帯域制限効
果によるものであり、ゲインチルトと呼ばれる現象であ
る。このゲインチルトは、波長多重して信号光を伝送し
ようとしたとき、受信側で受信される光信号の各波長毎
の信号光パワー及び光ＳＮＲ（ＳＮ比）を各波長毎に異
ならしめる。つまり、光信号の伝送品質の劣化となる。
れた光信号は、その中心波長から離れる波長ほど利得が
小さくなっているが、これは、光増幅器での帯域制限効
果によるものであり、ゲインチルトと呼ばれる現象であ
る。このゲインチルトは、波長多重して信号光を伝送し
ようとしたとき、受信側で受信される光信号の各波長毎
の信号光パワー及び光ＳＮＲ（ＳＮ比）を各波長毎に異
ならしめる。つまり、光信号の伝送品質の劣化となる。
【００１０】このゲインチルトは、光伝送系を経て伝送
する波長数を変更しようとするときにも、又その変更前
後での信号光パワー及び光ＳＮＲ（ＳＮ比）〔伝送品
質〕を異ならしめるので、光信号の伝送上好ましくな
い。
する波長数を変更しようとするときにも、又その変更前
後での信号光パワー及び光ＳＮＲ（ＳＮ比）〔伝送品
質〕を異ならしめるので、光信号の伝送上好ましくな
い。
【００１１】本発明は、斯かる技術的課題に鑑みて創作
されたもので、ゲインチルトの発生を防止して光信号の
伝送品質を向上させ得る希土類ドープファイバ光増幅器
及びこれを用いた光増幅多中継システムを提供すること
をその目的とする。
されたもので、ゲインチルトの発生を防止して光信号の
伝送品質を向上させ得る希土類ドープファイバ光増幅器
及びこれを用いた光増幅多中継システムを提供すること
をその目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】図１は、請求項１に係る
発明の原理ブロック図を示す。図２は、請求項２に係る
発明の原理ブロック図を示す。図３は、請求項３に係る
発明の原理ブロック図を示す。図４は、請求項４及び請
求項５に係る発明の原理ブロック図を示す。図５は、請
求項６に係る発明の原理ブロック図を示す。図６は、請
求項７乃至請求項９に係る発明の原理ブロック図を示
す。図７は、請求項１０に係る発明の原理ブロック図を
示す。
発明の原理ブロック図を示す。図２は、請求項２に係る
発明の原理ブロック図を示す。図３は、請求項３に係る
発明の原理ブロック図を示す。図４は、請求項４及び請
求項５に係る発明の原理ブロック図を示す。図５は、請
求項６に係る発明の原理ブロック図を示す。図６は、請
求項７乃至請求項９に係る発明の原理ブロック図を示
す。図７は、請求項１０に係る発明の原理ブロック図を
示す。
【００１３】請求項１に係る発明は、図１に示すよう
に、希土類ドープファイバ光増幅器へ入力される入力信
号光パワーＰINに信号光パワー増分ΔＰh があったと
き、前記希土類ドープファイバ光増幅器の利得が利得Ｇ
1 より利得減分ΔＧh だけ少ない値以上である一方、前
記入力信号光パワーＰINに信号光パワー減分ΔＰl があ
ったとき、希土類ドープファイバ光増幅器の利得が利得
Ｇ1 より利得増分ΔＧl だけ多い値以下であるような入
力信号光パワー対利得特性領域内の、入力信号光パワー
ＰINに対して利得がＧ1 となる位置に動作点を設定して
構成したことを特徴とする。
に、希土類ドープファイバ光増幅器へ入力される入力信
号光パワーＰINに信号光パワー増分ΔＰh があったと
き、前記希土類ドープファイバ光増幅器の利得が利得Ｇ
1 より利得減分ΔＧh だけ少ない値以上である一方、前
記入力信号光パワーＰINに信号光パワー減分ΔＰl があ
ったとき、希土類ドープファイバ光増幅器の利得が利得
Ｇ1 より利得増分ΔＧl だけ多い値以下であるような入
力信号光パワー対利得特性領域内の、入力信号光パワー
ＰINに対して利得がＧ1 となる位置に動作点を設定して
構成したことを特徴とする。
【００１４】請求項２に係る発明は、図２に示すよう
に、励起パワーがＰP1に設定した状態において、希土類
ドープファイバ光増幅器へ入力される１波の信号光の入
力信号光パワーＰINに信号光パワー増分ΔＰh があった
とき、希土類ドープファイバ光増幅器の利得が利得Ｇ1
より利得減分ΔＧh だけ少ない値以上である一方、前記
入力信号光パワーＰINに信号光パワー減分ΔＰl があっ
たとき、希土類ドープファイバ光増幅器の利得が利得Ｇ
1 より利得増分ΔＧl だけ多い値以下であるような入力
信号光パワー対利得特性領域内の、入力信号光パワーＰ
INに対して利得がＧ1 となる位置に動作点を設定した状
態の希土類ドープファイバ光増幅器へ入力される１波の
信号光の入力信号光パワーＰINからＮ波の信号光の入力
信号光パワーＰN ＝ＰIN＋１０log10 Ｎ dB へ増加させ
るのに伴い、前記励起パワーをＰP2に設定したとき、希
土類ドープファイバ光増幅器へ入力されるＮ波の入力信
号光パワーＰN に入力信号光パワー増分ΔＰh があった
とき、希土類ドープファイバ光増幅器の利得が利得Ｇ1
より利得減分ΔＧh だけ少ない値以上である一方、前記
入力信号光パワーＰINに信号光パワー減分ΔＰl があっ
たとき、希土類ドープファイバ光増幅器の利得が利得Ｇ
1 より利得増分ΔＧl だけ多い値以下であるような入力
信号光パワー対利得特性領域内の、入力信号光パワーＰ
N に対して利得がＧ1 となる位置に動作点を設定して構
成したことを特徴とする。
に、励起パワーがＰP1に設定した状態において、希土類
ドープファイバ光増幅器へ入力される１波の信号光の入
力信号光パワーＰINに信号光パワー増分ΔＰh があった
とき、希土類ドープファイバ光増幅器の利得が利得Ｇ1
より利得減分ΔＧh だけ少ない値以上である一方、前記
入力信号光パワーＰINに信号光パワー減分ΔＰl があっ
たとき、希土類ドープファイバ光増幅器の利得が利得Ｇ
1 より利得増分ΔＧl だけ多い値以下であるような入力
信号光パワー対利得特性領域内の、入力信号光パワーＰ
INに対して利得がＧ1 となる位置に動作点を設定した状
態の希土類ドープファイバ光増幅器へ入力される１波の
信号光の入力信号光パワーＰINからＮ波の信号光の入力
信号光パワーＰN ＝ＰIN＋１０log10 Ｎ dB へ増加させ
るのに伴い、前記励起パワーをＰP2に設定したとき、希
土類ドープファイバ光増幅器へ入力されるＮ波の入力信
号光パワーＰN に入力信号光パワー増分ΔＰh があった
とき、希土類ドープファイバ光増幅器の利得が利得Ｇ1
より利得減分ΔＧh だけ少ない値以上である一方、前記
入力信号光パワーＰINに信号光パワー減分ΔＰl があっ
たとき、希土類ドープファイバ光増幅器の利得が利得Ｇ
1 より利得増分ΔＧl だけ多い値以下であるような入力
信号光パワー対利得特性領域内の、入力信号光パワーＰ
N に対して利得がＧ1 となる位置に動作点を設定して構
成したことを特徴とする。
【００１５】請求項３に係る発明は、図３に示すよう
に、希土類ドープファイバ２及び光信号に応答して該希
土類ドープファイバ２の励起を生じさせる励起光源４を
有する希土類ドープファイバ光増幅器において、前記希
土類ドープファイバ２の出力に接続された光カプラ６
と、該光カプラ６で分岐された波長多重信号光を濾波す
る光バンドパスフィルタ８と、該光バンドパスフィルタ
８で濾波された前記波長多重信号光の内の１つの信号光
のみの平均パワーを検出する光検出器１０とを設け、該
光検出器１０で検出された信号光を前記励起光源４へフ
ィードバックすることを特徴とする。
に、希土類ドープファイバ２及び光信号に応答して該希
土類ドープファイバ２の励起を生じさせる励起光源４を
有する希土類ドープファイバ光増幅器において、前記希
土類ドープファイバ２の出力に接続された光カプラ６
と、該光カプラ６で分岐された波長多重信号光を濾波す
る光バンドパスフィルタ８と、該光バンドパスフィルタ
８で濾波された前記波長多重信号光の内の１つの信号光
のみの平均パワーを検出する光検出器１０とを設け、該
光検出器１０で検出された信号光を前記励起光源４へフ
ィードバックすることを特徴とする。
【００１６】請求項４に係る発明は、図４に示すよう
に、希土類ドープファイバ２及び電気信号に応答して該
希土類ドープファイバ２の励起を生じさせる励起光源４
Ａを有する希土類ドープファイバ光増幅器において、前
記希土類ドープファイバ２の出力に接続された光カプラ
６と、該光カプラ６で分岐され、波長多重信号光に含ま
れる１波の信号光が自動レベル制御用低周波トーン信号
で強度変調されている波長多重信号光を電気信号として
検出する光検出器１２と、該光検出器１２から出力され
た電気信号内に含まれ、前記低周波トーン信号で強度変
調された１波の信号光の電気信号成分を濾波する電気フ
ィルタ１４とを設け、該電気フィルタ１４から出力され
た電気信号を前記励起光源４Ａへフィードバックするこ
とを特徴とする。
に、希土類ドープファイバ２及び電気信号に応答して該
希土類ドープファイバ２の励起を生じさせる励起光源４
Ａを有する希土類ドープファイバ光増幅器において、前
記希土類ドープファイバ２の出力に接続された光カプラ
６と、該光カプラ６で分岐され、波長多重信号光に含ま
れる１波の信号光が自動レベル制御用低周波トーン信号
で強度変調されている波長多重信号光を電気信号として
検出する光検出器１２と、該光検出器１２から出力され
た電気信号内に含まれ、前記低周波トーン信号で強度変
調された１波の信号光の電気信号成分を濾波する電気フ
ィルタ１４とを設け、該電気フィルタ１４から出力され
た電気信号を前記励起光源４Ａへフィードバックするこ
とを特徴とする。
【００１７】請求項５に係る発明は、図４に示すよう
に、希土類ドープファイバ２及び電気信号に応答して該
希土類ドープファイバ２の励起を生じさせる励起光源４
Ａを有する希土類ドープファイバ光増幅器において、前
記希土類ドープファイバ２の出力に接続された光カプラ
６と、該光カプラ６で分岐され、波長多重信号光に含ま
れる１波の信号光が自動レベル制御専用に用いられ、該
１波の信号光に自動レベル制御用低周波トーン信号を重
畳している波長多重信号光を電気信号として検出する光
検出器１２Ａと、該光検出器１２Ａから出力された電気
信号内に含まれ、前記低周波トーン信号を重畳している
１波の信号光の自動レベル制御信号成分を濾波する電気
フィルタ１４とを設け、該電気フィルタ１４から出力さ
れた電気信号を前記励起光源４Ａへフィードバックする
ことを特徴とする。
に、希土類ドープファイバ２及び電気信号に応答して該
希土類ドープファイバ２の励起を生じさせる励起光源４
Ａを有する希土類ドープファイバ光増幅器において、前
記希土類ドープファイバ２の出力に接続された光カプラ
６と、該光カプラ６で分岐され、波長多重信号光に含ま
れる１波の信号光が自動レベル制御専用に用いられ、該
１波の信号光に自動レベル制御用低周波トーン信号を重
畳している波長多重信号光を電気信号として検出する光
検出器１２Ａと、該光検出器１２Ａから出力された電気
信号内に含まれ、前記低周波トーン信号を重畳している
１波の信号光の自動レベル制御信号成分を濾波する電気
フィルタ１４とを設け、該電気フィルタ１４から出力さ
れた電気信号を前記励起光源４Ａへフィードバックする
ことを特徴とする。
【００１８】請求項６に係る発明は、図５に示すよう
に、希土類ドープファイバ２及び電気信号に応答して該
希土類ドープファイバ２の励起を生じさせる励起光源４
を有する希土類ドープファイバ光増幅器において、前記
希土類ドープファイバ２の出力に接続された光カプラ６
と、該光カプラ６で分岐された波長多重信号光に含まれ
る全信号光パワーを電気信号として検出する光検出器１
２Ｂと、該光検出器１２Ｂから出力された電気信号と、
外部からのレベル制御用信号とを加算する加算器１６と
を設け、該加算器１６から出力された電気信号を前記励
起光源４へフィードバックすることを特徴とする。
に、希土類ドープファイバ２及び電気信号に応答して該
希土類ドープファイバ２の励起を生じさせる励起光源４
を有する希土類ドープファイバ光増幅器において、前記
希土類ドープファイバ２の出力に接続された光カプラ６
と、該光カプラ６で分岐された波長多重信号光に含まれ
る全信号光パワーを電気信号として検出する光検出器１
２Ｂと、該光検出器１２Ｂから出力された電気信号と、
外部からのレベル制御用信号とを加算する加算器１６と
を設け、該加算器１６から出力された電気信号を前記励
起光源４へフィードバックすることを特徴とする。
【００１９】請求項７に係る発明は、図６に示すよう
に、請求項１に係る希土類ドープファイバ光増幅器を中
継器として所要数縦続接続し、各希土類ドープファイバ
光増幅器をその入力信号光パワーＰINに対して利得Ｇ1
が得られる非飽和状態で動作させ、且つ各希土類ドープ
ファイバ光増幅器への入力信号光パワーがＰINで、中継
利得がＧ1 となるように端局送信パワー及び中継間隔を
設定することを特徴とする。
に、請求項１に係る希土類ドープファイバ光増幅器を中
継器として所要数縦続接続し、各希土類ドープファイバ
光増幅器をその入力信号光パワーＰINに対して利得Ｇ1
が得られる非飽和状態で動作させ、且つ各希土類ドープ
ファイバ光増幅器への入力信号光パワーがＰINで、中継
利得がＧ1 となるように端局送信パワー及び中継間隔を
設定することを特徴とする。
【００２０】請求項８に係る発明は、図６に示すよう
に、請求項２と請求項３の特徴を備えた希土類ドープフ
ァイバ光増幅器、又は請求項２と請求項４の特徴を備え
た希土類ドープファイバ光増幅器、又は請求項２と請求
項５の特徴を備えた希土類ドープファイバ光増幅器を中
継器として所要数縦続接続し、各希土類ドープファイバ
光増幅器をその入力信号光パワーＰINに対して利得Ｇ1
が得られる非飽和状態で動作させ、且つ各希土類ドープ
ファイバ光増幅器の出力パワーをＰout ＝ＰIN＋Ｇ1 に
設定すると共に、１波の信号光の送信時の各希土類ドー
プファイバ光増幅器への入力信号光パワーがＰINで、中
継線利得がＧ1 となるように端局送信パワー及び中継線
間隔を設定することを特徴とする。
に、請求項２と請求項３の特徴を備えた希土類ドープフ
ァイバ光増幅器、又は請求項２と請求項４の特徴を備え
た希土類ドープファイバ光増幅器、又は請求項２と請求
項５の特徴を備えた希土類ドープファイバ光増幅器を中
継器として所要数縦続接続し、各希土類ドープファイバ
光増幅器をその入力信号光パワーＰINに対して利得Ｇ1
が得られる非飽和状態で動作させ、且つ各希土類ドープ
ファイバ光増幅器の出力パワーをＰout ＝ＰIN＋Ｇ1 に
設定すると共に、１波の信号光の送信時の各希土類ドー
プファイバ光増幅器への入力信号光パワーがＰINで、中
継線利得がＧ1 となるように端局送信パワー及び中継線
間隔を設定することを特徴とする。
【００２１】請求項９に係る発明は、図６に示すよう
に、請求項２と請求項６の特徴を備えた希土類ドープフ
ァイバ光増幅器を中継器として所要数縦続接続し、各希
土類ドープファイバ光増幅器をその入力信号光パワーＰ
INに対して利得Ｇ1 が得られる非飽和状態で動作させ、
且つ各希土類ドープファイバ光増幅器の出力パワーをＰ
out ＝ＰIN＋Ｇ1 に設定すると共に、１波の信号光の送
信時の各希土類ドープファイバ光増幅器への入力信号光
パワーがＰINで、中継線利得がＧ1 となるように端局送
信パワー及び中継線間隔を設定し、Ｎ波の信号光の送信
時には各希土類ドープファイバ光増幅器の出力パワーを
Ｐout ＋１０log10 Ｎ dB に設定することを特徴とす
る。
に、請求項２と請求項６の特徴を備えた希土類ドープフ
ァイバ光増幅器を中継器として所要数縦続接続し、各希
土類ドープファイバ光増幅器をその入力信号光パワーＰ
INに対して利得Ｇ1 が得られる非飽和状態で動作させ、
且つ各希土類ドープファイバ光増幅器の出力パワーをＰ
out ＝ＰIN＋Ｇ1 に設定すると共に、１波の信号光の送
信時の各希土類ドープファイバ光増幅器への入力信号光
パワーがＰINで、中継線利得がＧ1 となるように端局送
信パワー及び中継線間隔を設定し、Ｎ波の信号光の送信
時には各希土類ドープファイバ光増幅器の出力パワーを
Ｐout ＋１０log10 Ｎ dB に設定することを特徴とす
る。
【００２２】請求項１０に係る発明は、図７に示すよう
に、請求項７乃至請求項９に記載の光増幅多中継システ
ムにおいて、1530nm帯のＡＳＥを通過させず、信号光を
通過させる光フィルタ１８を各段、又は所要段数置きの
中継器に設けることを特徴とする。
に、請求項７乃至請求項９に記載の光増幅多中継システ
ムにおいて、1530nm帯のＡＳＥを通過させず、信号光を
通過させる光フィルタ１８を各段、又は所要段数置きの
中継器に設けることを特徴とする。
【００２３】
【作用】請求項１に係る発明は、前述のように、入力信
号光パワー対利得特性領域内であって、希土類ドープフ
ァイバ光増幅器へ入力される入力信号光パワーＰINに信
号光パワー増分ΔＰh があったとき、前記希土類ドープ
ファイバ光増幅器の利得が利得Ｇ1 より利得減分ΔＧh
だけ少ない値以上である一方、前記入力信号光パワーＰ
INに信号光パワー減分ΔＰl があったとき、希土類ドー
プファイバ光増幅器の利得が利得Ｇ1 より利得増分ΔＧ
l だけ多い値以下であるような位置に、入力信号光パワ
ーＰINに対して利得がＧ1 となる動作点を設定するよう
にしたので、希土類ドープファイバ光増幅器を非飽和領
域で動作させることができる。又、１波の信号光に対し
ても、又Ｎ波の信号光に対しても、所要の増幅帯域幅で
動作させることができるから、各波長の光ＳＮＲをほぼ
一定に保ち得る。
号光パワー対利得特性領域内であって、希土類ドープフ
ァイバ光増幅器へ入力される入力信号光パワーＰINに信
号光パワー増分ΔＰh があったとき、前記希土類ドープ
ファイバ光増幅器の利得が利得Ｇ1 より利得減分ΔＧh
だけ少ない値以上である一方、前記入力信号光パワーＰ
INに信号光パワー減分ΔＰl があったとき、希土類ドー
プファイバ光増幅器の利得が利得Ｇ1 より利得増分ΔＧ
l だけ多い値以下であるような位置に、入力信号光パワ
ーＰINに対して利得がＧ1 となる動作点を設定するよう
にしたので、希土類ドープファイバ光増幅器を非飽和領
域で動作させることができる。又、１波の信号光に対し
ても、又Ｎ波の信号光に対しても、所要の増幅帯域幅で
動作させることができるから、各波長の光ＳＮＲをほぼ
一定に保ち得る。
【００２４】請求項２に係る発明は、前述のように、励
起パワーをＰP1に設定した状態において、希土類ドープ
ファイバ光増幅器へ入力される１波の信号光の入力信号
光パワーＰINに信号光パワー増分ΔＰh があったとき、
希土類ドープファイバ光増幅器の利得が利得Ｇ1 より利
得減分ΔＧh だけ少ない値以上である一方、前記入力信
号光パワーＰINに信号光パワー減分ΔＰl があったと
き、希土類ドープファイバ光増幅器の利得が利得Ｇ1 よ
り利得増分ΔＧl だけ多い値以下であるような入力信号
光パワー対利得特性領域内の、入力信号光パワーＰINに
対して利得がＧ1となる位置に動作点を設定した状態の
希土類ドープファイバ光増幅器へ入力される１波の信号
光の入力信号光パワーＰINからＮ波の信号光の入力信号
光パワーＰ N ＝ＰIN＋１０log10 Ｎ dB へ増加させるの
に伴い、前記励起パワーをＰP2に設定したとき、希土類
ドープファイバ光増幅器へ入力されるＮ波の入力信号光
パワーＰN に入力信号光パワー増分ΔＰh があったと
き、希土類ドープファイバ光増幅器の利得が利得Ｇ1 よ
り利得減分ΔＧh だけ少ない値以上である一方、前記入
力信号光パワーＰINに信号光パワー減分ΔＰl があった
とき、希土類ドープファイバ光増幅器の利得が利得Ｇ1
より利得増分ΔＧl だけ多い値以下であるような入力信
号光パワー対利得特性領域内の、入力信号光パワーＰN
に対して利得がＧ 1 となる位置に動作点を設定したの
で、１波の信号光の入力信号光パワーＰINからＮ波の信
号光の入力信号光パワーＰN ＝ＰIN＋１０log10 Ｎ dB
へ増加させても、その希土類ドープファイバ光増幅器を
非飽和領域で動作させることができる。又、Ｎ波の信号
光に対しても、１波の信号光と同様に、Ｎ波の信号光で
必要な所要の増幅帯域幅で動作させることができるか
ら、各波長の光ＳＮＲをほぼ一定に保ち得る。
起パワーをＰP1に設定した状態において、希土類ドープ
ファイバ光増幅器へ入力される１波の信号光の入力信号
光パワーＰINに信号光パワー増分ΔＰh があったとき、
希土類ドープファイバ光増幅器の利得が利得Ｇ1 より利
得減分ΔＧh だけ少ない値以上である一方、前記入力信
号光パワーＰINに信号光パワー減分ΔＰl があったと
き、希土類ドープファイバ光増幅器の利得が利得Ｇ1 よ
り利得増分ΔＧl だけ多い値以下であるような入力信号
光パワー対利得特性領域内の、入力信号光パワーＰINに
対して利得がＧ1となる位置に動作点を設定した状態の
希土類ドープファイバ光増幅器へ入力される１波の信号
光の入力信号光パワーＰINからＮ波の信号光の入力信号
光パワーＰ N ＝ＰIN＋１０log10 Ｎ dB へ増加させるの
に伴い、前記励起パワーをＰP2に設定したとき、希土類
ドープファイバ光増幅器へ入力されるＮ波の入力信号光
パワーＰN に入力信号光パワー増分ΔＰh があったと
き、希土類ドープファイバ光増幅器の利得が利得Ｇ1 よ
り利得減分ΔＧh だけ少ない値以上である一方、前記入
力信号光パワーＰINに信号光パワー減分ΔＰl があった
とき、希土類ドープファイバ光増幅器の利得が利得Ｇ1
より利得増分ΔＧl だけ多い値以下であるような入力信
号光パワー対利得特性領域内の、入力信号光パワーＰN
に対して利得がＧ 1 となる位置に動作点を設定したの
で、１波の信号光の入力信号光パワーＰINからＮ波の信
号光の入力信号光パワーＰN ＝ＰIN＋１０log10 Ｎ dB
へ増加させても、その希土類ドープファイバ光増幅器を
非飽和領域で動作させることができる。又、Ｎ波の信号
光に対しても、１波の信号光と同様に、Ｎ波の信号光で
必要な所要の増幅帯域幅で動作させることができるか
ら、各波長の光ＳＮＲをほぼ一定に保ち得る。
【００２５】請求項３に係る発明は、光カプラ６、光バ
ンドパスフィルタ８、光検出器１０とから成る自動レベ
ル制御〔ＡＬＣ（Automatic Level Contorol）〕系によ
り１波の信号光の平均パワーを励起光源４へフィードバ
ックして励起光源４の希土類ドープファイバの励起状態
を制御することにより、１波の信号光の光増幅度は一定
に保つことができる。従って、希土類ドープファイバ光
増幅器の出力レベルは、一定に保たれる。
ンドパスフィルタ８、光検出器１０とから成る自動レベ
ル制御〔ＡＬＣ（Automatic Level Contorol）〕系によ
り１波の信号光の平均パワーを励起光源４へフィードバ
ックして励起光源４の希土類ドープファイバの励起状態
を制御することにより、１波の信号光の光増幅度は一定
に保つことができる。従って、希土類ドープファイバ光
増幅器の出力レベルは、一定に保たれる。
【００２６】請求項４に係る発明は、請求項３に係る発
明において用いるＡＬＣ制御信号として抽出する１波の
信号光の代わりに、１波の信号光を低周波トーン信号で
強度変調し、これを電気信号として検出してその電気信
号成分を電気フィルタ１４で濾波し、濾波した電気信号
をＡＬＣ信号として励起光源４へフィードバックするこ
とで、請求項３に係る発明と同様の効果を得る。
明において用いるＡＬＣ制御信号として抽出する１波の
信号光の代わりに、１波の信号光を低周波トーン信号で
強度変調し、これを電気信号として検出してその電気信
号成分を電気フィルタ１４で濾波し、濾波した電気信号
をＡＬＣ信号として励起光源４へフィードバックするこ
とで、請求項３に係る発明と同様の効果を得る。
【００２７】請求項５に係る発明は、請求項４に係る発
明において用いる１波の信号光をＡＬＣ信号専用として
用いることを除いて、請求項４に係る発明と同様の構成
であり、この構成の差異から効果にも、請求項４に係る
発明の効果の他に、請求項５に係る発明では、変調度を
上げることができるため、ＳＮＲを大きくすることがで
きて、制御が容易になる。
明において用いる１波の信号光をＡＬＣ信号専用として
用いることを除いて、請求項４に係る発明と同様の構成
であり、この構成の差異から効果にも、請求項４に係る
発明の効果の他に、請求項５に係る発明では、変調度を
上げることができるため、ＳＮＲを大きくすることがで
きて、制御が容易になる。
【００２８】請求項６に係る発明は、請求項３乃至請求
項５に係る発明とは異なって、ＡＬＣ信号として信号光
の全信号パワーを用いて信号光の光増幅度は一定に保
ち、希土類ドープファイバ光増幅器の出力レベルを一定
に保つほか、外部制御信号によって、光出力パワーを任
意に設定することができる。
項５に係る発明とは異なって、ＡＬＣ信号として信号光
の全信号パワーを用いて信号光の光増幅度は一定に保
ち、希土類ドープファイバ光増幅器の出力レベルを一定
に保つほか、外部制御信号によって、光出力パワーを任
意に設定することができる。
【００２９】請求項７に係る発明は、前記請求項１に係
る希土類ドープファイバ光増幅器を中継器として所要数
縦続接続し、各希土類ドープファイバ光増幅器をその入
力信号光パワーＰINに対して利得Ｇ1 が得られる非飽和
状態で動作させ、且つ各希土類ドープファイバ光増幅器
への入力信号光パワーがＰINで、中継利得がＧ1 となる
ように端局送信パワー及び中継間隔を設定するようにし
たから、１波の信号光を中継伝送する場合も、Ｎ波の信
号光を中継伝送する場合も、それぞれの信号光で必要な
所要の増幅帯域幅で各信号光を中継伝送することができ
る。
る希土類ドープファイバ光増幅器を中継器として所要数
縦続接続し、各希土類ドープファイバ光増幅器をその入
力信号光パワーＰINに対して利得Ｇ1 が得られる非飽和
状態で動作させ、且つ各希土類ドープファイバ光増幅器
への入力信号光パワーがＰINで、中継利得がＧ1 となる
ように端局送信パワー及び中継間隔を設定するようにし
たから、１波の信号光を中継伝送する場合も、Ｎ波の信
号光を中継伝送する場合も、それぞれの信号光で必要な
所要の増幅帯域幅で各信号光を中継伝送することができ
る。
【００３０】請求項８に係る発明は、請求項２及び請求
項３に係る発明を用いて構成される希土類ドープファイ
バ光増幅器を中継器として所要数縦続接続して光増幅多
中継システムを構成する場合と、請求項２及び請求項４
に係る発明を用いて構成される希土類ドープファイバ光
増幅器を中継器として所要数縦続接続して光増幅多中継
システムを構成する場合と、請求項２及び請求項５に係
る発明を用いて構成される希土類ドープファイバ光増幅
器を中継器として所要数縦続接続して光増幅多中継シス
テムを構成する場合とを含むが、いずれの光増幅多中継
システムを構成する各希土類ドープファイバ光増幅器も
その入力信号光パワーＰINに対して利得Ｇ1 が得られる
非飽和状態で動作させ、且つ各希土類ドープファイバ光
増幅器の出力パワーをＰout ＝ＰIN＋Ｇ1 に設定すると
共に、１波の信号光の送信時の各希土類ドープファイバ
光増幅器への入力信号光パワーがＰINで、中継線利得が
Ｇ 1 となるように端局送信パワー及び中継線間隔を設定
したから、信号光多重数を１波からＮ波へ変更した場合
でも、信号光当たりの光ＳＮＲを劣化させずに、送信局
から受信局へ伝送することができる。
項３に係る発明を用いて構成される希土類ドープファイ
バ光増幅器を中継器として所要数縦続接続して光増幅多
中継システムを構成する場合と、請求項２及び請求項４
に係る発明を用いて構成される希土類ドープファイバ光
増幅器を中継器として所要数縦続接続して光増幅多中継
システムを構成する場合と、請求項２及び請求項５に係
る発明を用いて構成される希土類ドープファイバ光増幅
器を中継器として所要数縦続接続して光増幅多中継シス
テムを構成する場合とを含むが、いずれの光増幅多中継
システムを構成する各希土類ドープファイバ光増幅器も
その入力信号光パワーＰINに対して利得Ｇ1 が得られる
非飽和状態で動作させ、且つ各希土類ドープファイバ光
増幅器の出力パワーをＰout ＝ＰIN＋Ｇ1 に設定すると
共に、１波の信号光の送信時の各希土類ドープファイバ
光増幅器への入力信号光パワーがＰINで、中継線利得が
Ｇ 1 となるように端局送信パワー及び中継線間隔を設定
したから、信号光多重数を１波からＮ波へ変更した場合
でも、信号光当たりの光ＳＮＲを劣化させずに、送信局
から受信局へ伝送することができる。
【００３１】請求項９に係る発明は、請求項２及び請求
項６に係る発明を用いて構成される希土類ドープファイ
バ光増幅器を中継器として所要数縦続接続して光増幅多
中継システムを構成する場合であるが、この場合にも、
請求項８に係る発明と同様に、信号光多重数を１波から
Ｎ波へ変更した場合でも、信号光当たりの光ＳＮＲを劣
化させずに、送信局から受信局へ伝送することができ
る。
項６に係る発明を用いて構成される希土類ドープファイ
バ光増幅器を中継器として所要数縦続接続して光増幅多
中継システムを構成する場合であるが、この場合にも、
請求項８に係る発明と同様に、信号光多重数を１波から
Ｎ波へ変更した場合でも、信号光当たりの光ＳＮＲを劣
化させずに、送信局から受信局へ伝送することができ
る。
【００３２】請求項１０に係る発明は、請求項７乃至請
求項９に係る発明の光増幅多中継システムにおいて生ず
るＡＳＥを光フィルタによって除くことにあり、その除
去により、その光増幅多中継システムにおける光ＳＮＲ
を向上させることができる。
求項９に係る発明の光増幅多中継システムにおいて生ず
るＡＳＥを光フィルタによって除くことにあり、その除
去により、その光増幅多中継システムにおける光ＳＮＲ
を向上させることができる。
【００３３】
【実施例】図１及び図８を用いて請求項１に係る発明の
実施例を説明する。図１に示すような信号光入力対利得
特性を有する希土類ドープファイバ光増幅器（以下、単
に光増幅器という。）において、光増幅器へ入力される
入力信号光パワーＰINに信号光パワー増分ΔＰh があっ
たとき、前記光増幅器の利得が利得Ｇ1 より利得減分Δ
Ｇh だけ少ない値以上にある一方、前記入力信号光パワ
ーＰINに信号光パワー減分ΔＰl があったとき、光増幅
器の利得が利得Ｇ1 より利得増分ΔＧl だけ多い値以下
であるような入力信号光パワー対利得特性領域内の、入
力信号光パワーＰINに対して利得がＧ1 となる位置に動
作点を設定する。
実施例を説明する。図１に示すような信号光入力対利得
特性を有する希土類ドープファイバ光増幅器（以下、単
に光増幅器という。）において、光増幅器へ入力される
入力信号光パワーＰINに信号光パワー増分ΔＰh があっ
たとき、前記光増幅器の利得が利得Ｇ1 より利得減分Δ
Ｇh だけ少ない値以上にある一方、前記入力信号光パワ
ーＰINに信号光パワー減分ΔＰl があったとき、光増幅
器の利得が利得Ｇ1 より利得増分ΔＧl だけ多い値以下
であるような入力信号光パワー対利得特性領域内の、入
力信号光パワーＰINに対して利得がＧ1 となる位置に動
作点を設定する。
【００３４】このような動作点の設定が行われる光増幅
器の入力信号光パワー対利得特性は、主に希土類ドープ
濃度、ガラス材質、ファイバ長によって異なる。その調
整として最も簡易に施行し得るのは、ファイバ長の調整
である。この光増幅器の入力信号光パワー対利得特性の
調整、又は入力信号光パワーの値によって、前記動作点
の設定は行われる。
器の入力信号光パワー対利得特性は、主に希土類ドープ
濃度、ガラス材質、ファイバ長によって異なる。その調
整として最も簡易に施行し得るのは、ファイバ長の調整
である。この光増幅器の入力信号光パワー対利得特性の
調整、又は入力信号光パワーの値によって、前記動作点
の設定は行われる。
【００３５】この動作点の設定は、前述の非飽和領域で
光増幅器を動作させることを意味する。前述のようにし
て光増幅器の動作点を所定の多重数の信号光パワー
ＰIN、例えば４波長多重の信号光に対して設定して４波
長多重の信号光を前記光増幅器で増幅したときの光スペ
クトル特性として、図１９の(B) で示すような光スペク
トル特性が得られる。この図１９の(B) で示すように、
前記光増幅器は、広帯域の増幅帯域幅で動作するので、
４波長多重の信号光は、利得の平坦な領域で増幅され、
信号光成分も、又雑音成分となるＡＳＥもほぼ一定であ
るから、光ＳＮＲは、各波長においてほぼ一定となり、
各波長での伝送品質は、ほぼ一定に保たれる。従って、
信号光の伝送品質の向上が図れる。前記の設定は、後述
するように、信号光を伝送するシステムの運用上から多
重数を増加したい（アップグレードする）場合にその増
加された多重数においても、同様の広帯域の増幅帯域幅
を光増幅器に生じさせて光ＳＮＲを各波長においてほぼ
一定にするのに役立つ。
光増幅器を動作させることを意味する。前述のようにし
て光増幅器の動作点を所定の多重数の信号光パワー
ＰIN、例えば４波長多重の信号光に対して設定して４波
長多重の信号光を前記光増幅器で増幅したときの光スペ
クトル特性として、図１９の(B) で示すような光スペク
トル特性が得られる。この図１９の(B) で示すように、
前記光増幅器は、広帯域の増幅帯域幅で動作するので、
４波長多重の信号光は、利得の平坦な領域で増幅され、
信号光成分も、又雑音成分となるＡＳＥもほぼ一定であ
るから、光ＳＮＲは、各波長においてほぼ一定となり、
各波長での伝送品質は、ほぼ一定に保たれる。従って、
信号光の伝送品質の向上が図れる。前記の設定は、後述
するように、信号光を伝送するシステムの運用上から多
重数を増加したい（アップグレードする）場合にその増
加された多重数においても、同様の広帯域の増幅帯域幅
を光増幅器に生じさせて光ＳＮＲを各波長においてほぼ
一定にするのに役立つ。
【００３６】しかし、図１９の(B) で示すように、ＡＳ
Ｅが、1.530 μm 帯において大きく成長するので、その
ＡＳＥを阻止する光フィルタを用いればよい。又、請求
項１に係る発明の光増幅器を中継器として、図１６に示
すように、所要数縦続接続することにより、請求項７に
示す光増幅多中継システムの一実施例を構成することが
できる。６０は送信局、６２は中継器、６４は受信局で
ある。その構成において、それら各中継器の入力信号光
パワーが、図１に示す入力信号光パワーP INで、中継利
得をＧ1 となるように中継間隔及び端局送信信号光パワ
ーを設定する。中継利得は、中継間隔×単位長当たりの
光ファイバ損失である。端局送信信号光パワーは、初段
の光増幅器の入力信号光パワー＋初段の光ファイバの損
失である。
Ｅが、1.530 μm 帯において大きく成長するので、その
ＡＳＥを阻止する光フィルタを用いればよい。又、請求
項１に係る発明の光増幅器を中継器として、図１６に示
すように、所要数縦続接続することにより、請求項７に
示す光増幅多中継システムの一実施例を構成することが
できる。６０は送信局、６２は中継器、６４は受信局で
ある。その構成において、それら各中継器の入力信号光
パワーが、図１に示す入力信号光パワーP INで、中継利
得をＧ1 となるように中継間隔及び端局送信信号光パワ
ーを設定する。中継利得は、中継間隔×単位長当たりの
光ファイバ損失である。端局送信信号光パワーは、初段
の光増幅器の入力信号光パワー＋初段の光ファイバの損
失である。
【００３７】前述のように設定することによって、設定
された端局送信信号光パワーと同一レベルの信号光パワ
ーを有する信号光を受信端局６４で受信し得ると共に、
波長多重時の増幅帯域幅を拡大することができる。
された端局送信信号光パワーと同一レベルの信号光パワ
ーを有する信号光を受信端局６４で受信し得ると共に、
波長多重時の増幅帯域幅を拡大することができる。
【００３８】図２及び図８を参照して請求項２に係る発
明の一実施例を説明する。この場合には、励起レーザ１
００が、希土類ドープファイバ（ＥＤＦ）１０２に対す
る励起度を変更可能に構成し得るようにして光増幅器は
構成される。
明の一実施例を説明する。この場合には、励起レーザ１
００が、希土類ドープファイバ（ＥＤＦ）１０２に対す
る励起度を変更可能に構成し得るようにして光増幅器は
構成される。
【００３９】励起パワーがＰP1であるときの入力信号光
パワー対利得特性が、図２に示すような入力信号光パワ
ー対利得特性である光増幅器において、光増幅器へ入力
される１波の入力信号光の入力信号光パワーＰINに信号
光パワー増分ΔＰh があったとき、前記光増幅器の利得
が利得Ｇ1 より利得減分ΔＧh だけ少ない値以上にある
一方、前記入力信号光パワーＰINに信号光パワー減分Δ
Ｐl があったとき、光増幅器の利得が利得Ｇ1 より利得
増分ΔＧl だけ多い値以下であるような入力信号光パワ
ー対利得特性領域内の、入力信号光パワーＰINに対して
利得がＧ1 となる位置に動作点を光増幅器に設定する。
パワー対利得特性が、図２に示すような入力信号光パワ
ー対利得特性である光増幅器において、光増幅器へ入力
される１波の入力信号光の入力信号光パワーＰINに信号
光パワー増分ΔＰh があったとき、前記光増幅器の利得
が利得Ｇ1 より利得減分ΔＧh だけ少ない値以上にある
一方、前記入力信号光パワーＰINに信号光パワー減分Δ
Ｐl があったとき、光増幅器の利得が利得Ｇ1 より利得
増分ΔＧl だけ多い値以下であるような入力信号光パワ
ー対利得特性領域内の、入力信号光パワーＰINに対して
利得がＧ1 となる位置に動作点を光増幅器に設定する。
【００４０】この動作点の設定は、請求項１に係る発明
の一実施例と同様にして行われる。そして、前記１波の
信号光の光増幅をしていた光増幅器をＮ波の信号光の光
増幅を為す光増幅器として使用しようとするときに、前
記励起パワーをＰP1からＰ P2へ増大させる。その増大さ
れた励起パワーの値ＰP2は、入力信号光の多重数を１波
からＮ波へ増大させたときの入力信号光パワーＰN ＝Ｐ
1 ＋１０log10 N dBに対する利得を前記１波の場合と同
様のＧ1 となるような値であり、しかも前記入力信号光
ＰN に対する利得Ｇ1 を与える動作点は、光増幅器へ入
力されるＮ波の入力信号光の入力信号光パワーＰN に信
号光パワー増分ΔＰh があったとき、前記光増幅器の利
得が利得Ｇ1 より利得減分ΔＧh だけ少ない値以上にあ
る一方、前記入力信号光パワーＰN に信号光パワー減分
ΔＰl があったとき、光増幅器の利得が利得Ｇ1 より利
得増分ΔＧl だけ多い値以下であるような入力信号光パ
ワー対利得特性領域内の、入力信号光パワーＰN に対し
て利得がＧ1 となる位置となるように設定して光増幅器
を構成する。
の一実施例と同様にして行われる。そして、前記１波の
信号光の光増幅をしていた光増幅器をＮ波の信号光の光
増幅を為す光増幅器として使用しようとするときに、前
記励起パワーをＰP1からＰ P2へ増大させる。その増大さ
れた励起パワーの値ＰP2は、入力信号光の多重数を１波
からＮ波へ増大させたときの入力信号光パワーＰN ＝Ｐ
1 ＋１０log10 N dBに対する利得を前記１波の場合と同
様のＧ1 となるような値であり、しかも前記入力信号光
ＰN に対する利得Ｇ1 を与える動作点は、光増幅器へ入
力されるＮ波の入力信号光の入力信号光パワーＰN に信
号光パワー増分ΔＰh があったとき、前記光増幅器の利
得が利得Ｇ1 より利得減分ΔＧh だけ少ない値以上にあ
る一方、前記入力信号光パワーＰN に信号光パワー減分
ΔＰl があったとき、光増幅器の利得が利得Ｇ1 より利
得増分ΔＧl だけ多い値以下であるような入力信号光パ
ワー対利得特性領域内の、入力信号光パワーＰN に対し
て利得がＧ1 となる位置となるように設定して光増幅器
を構成する。
【００４１】前記設定は、光増幅器による前記入力信号
光ＰN の光増幅動作を前述の非飽和領域で生じさせるこ
とを意味する。前述のように、入力信号光ＰN に対する
利得Ｇ1 を与える理由は、次の通りである。光増幅器１
段を通過した後の１波の信号光の光ＳＮＲは、次式即
ち、 で与えられる。但し、上式(1) において、Ｐ1 は光増幅
器の入力信号光パワー、ｎspは反転分布パラメータ、ｈ
νはフォトンエネルギー、Ｂはビットレートである。ｈ
はプランク定数、νは光周波数である。
光ＰN の光増幅動作を前述の非飽和領域で生じさせるこ
とを意味する。前述のように、入力信号光ＰN に対する
利得Ｇ1 を与える理由は、次の通りである。光増幅器１
段を通過した後の１波の信号光の光ＳＮＲは、次式即
ち、 で与えられる。但し、上式(1) において、Ｐ1 は光増幅
器の入力信号光パワー、ｎspは反転分布パラメータ、ｈ
νはフォトンエネルギー、Ｂはビットレートである。ｈ
はプランク定数、νは光周波数である。
【００４２】信号光の多重数を１波からＮ波へ増やし、
光増幅器をアップグレードして動作させたとする。その
ときの各波（チャネル）当たりの入力信号光パワーをＰ
s とすると、光増幅器への入力信号光パワーＰN は、Ｐ
s ＋１０log10 N となる。
光増幅器をアップグレードして動作させたとする。その
ときの各波（チャネル）当たりの入力信号光パワーをＰ
s とすると、光増幅器への入力信号光パワーＰN は、Ｐ
s ＋１０log10 N となる。
【００４３】従って、１波当たりの光ＳＮＲが変わらな
いための条件は、 となる。即ち、Ｇ1 ＝Ｇn であることが必要となるから
である。上式(2) において、Ｇn は、Ｎ波の入力信号光
に対する光増幅器の利得である。
いための条件は、 となる。即ち、Ｇ1 ＝Ｇn であることが必要となるから
である。上式(2) において、Ｇn は、Ｎ波の入力信号光
に対する光増幅器の利得である。
【００４４】この場合にも、前述の４波長多重の信号光
を前記光増幅器で増幅したときの光スペクトル特性（図
１９の(B) 参照）のような光スペクトル特性が得られ
る。このことは、又Ｎ波の入力信号光ＰN ＝Ｐ1 ＋１０
log 10N に対して、前記光増幅器を、広帯域の増幅帯域
幅で動作させるので、Ｎ波の入力信号光ＰN は、利得の
平坦な領域で増幅され、信号光成分も、又雑音成分とな
るＡＳＥもほぼ一定であるから、光ＳＮＲは、各波長に
おいてほぼ一定となり、各波長での伝送品質は、ほぼ一
定に保たれる。従って、Ｎ波の信号光の伝送品質の向上
が図れる。
を前記光増幅器で増幅したときの光スペクトル特性（図
１９の(B) 参照）のような光スペクトル特性が得られ
る。このことは、又Ｎ波の入力信号光ＰN ＝Ｐ1 ＋１０
log 10N に対して、前記光増幅器を、広帯域の増幅帯域
幅で動作させるので、Ｎ波の入力信号光ＰN は、利得の
平坦な領域で増幅され、信号光成分も、又雑音成分とな
るＡＳＥもほぼ一定であるから、光ＳＮＲは、各波長に
おいてほぼ一定となり、各波長での伝送品質は、ほぼ一
定に保たれる。従って、Ｎ波の信号光の伝送品質の向上
が図れる。
【００４５】図１０は、請求項３に係る発明の一実施例
を示す。この実施例に示す光増幅器は、ＥＤＦ１０２
と、励起光源（光レーザ）１００と、光カプラ３２と、
光バンドパスフィルタ３６と、光検出器３８とから成
る。ＥＤＦ１０２の信号光の入力端３０には、波長多重
信号光が入力される。出力端３４からは、光増幅器で光
増幅され、光カプラ３０を経た信号光が出力される。光
カプラ３２と、光バンドパスフィルタ３６と、光検出器
３８とは、自動レベル制御〔ＡＬＣ（Auotomatic Level
Control) 〕系（以下、略してＡＬＣ系という。）を構
成している。
を示す。この実施例に示す光増幅器は、ＥＤＦ１０２
と、励起光源（光レーザ）１００と、光カプラ３２と、
光バンドパスフィルタ３６と、光検出器３８とから成
る。ＥＤＦ１０２の信号光の入力端３０には、波長多重
信号光が入力される。出力端３４からは、光増幅器で光
増幅され、光カプラ３０を経た信号光が出力される。光
カプラ３２と、光バンドパスフィルタ３６と、光検出器
３８とは、自動レベル制御〔ＡＬＣ（Auotomatic Level
Control) 〕系（以下、略してＡＬＣ系という。）を構
成している。
【００４６】図１０において、ＥＤＦ１０２は、図３の
希土類ドープファイバ２に対応し、励起光源１００は、
図３の励起光源４に対応する。光カプラ３２は、図３の
光カプラ６に対応し、光バンドパスフィルタ３６は、図
３の光バンドパスフィルタ８に対応する。光検出器３８
は、図３の光検出器１０に対応する。
希土類ドープファイバ２に対応し、励起光源１００は、
図３の励起光源４に対応する。光カプラ３２は、図３の
光カプラ６に対応し、光バンドパスフィルタ３６は、図
３の光バンドパスフィルタ８に対応する。光検出器３８
は、図３の光検出器１０に対応する。
【００４７】光カプラ３２で光分岐された信号光は、光
バンドパスフィルタ３６によって該信号光のうちの１波
の信号光のみが抽出されて（図１１参照）光検出器３８
によって光増幅された１波の信号光の平均パワーを示す
電気信号値が出力される。この電気信号値は、励起光源
１００へフィードバックされて前記１波の信号光の光増
幅度を一定に保つのに用いられる。従って、前記１波の
信号光の光増幅度は一定に保され、出力端から出力され
る出力光は、常に一定レベルで出力される。
バンドパスフィルタ３６によって該信号光のうちの１波
の信号光のみが抽出されて（図１１参照）光検出器３８
によって光増幅された１波の信号光の平均パワーを示す
電気信号値が出力される。この電気信号値は、励起光源
１００へフィードバックされて前記１波の信号光の光増
幅度を一定に保つのに用いられる。従って、前記１波の
信号光の光増幅度は一定に保され、出力端から出力され
る出力光は、常に一定レベルで出力される。
【００４８】図１２は、請求項４及び請求項５に係る発
明の一実施例を示す。この実施例に示す光増幅器は、Ｅ
ＤＦ１０２と、励起光源（光レーザ）１００と、光カプ
ラ３２と、光検出器４０と、電気フィルタ４２とから成
る。１００Ａは電気信号に応答してＥＤＦ１０２中を伝
播する信号光を励起する。ＥＤＦ１０２の信号光の入力
端３０には、波長多重信号光が入力される。その波長多
重信号光のうちの１波の信号光（図１３の２００参照）
を低周波トーン信号で強度変調したのが、請求項４に係
る発明の一実施例であり、波長多重信号光のうちの１波
の信号光（図１３の２００参照）をＡＬＣ専用の制御用
信号光として用い、その信号光に低周波トーン信号光を
重畳したのが、請求項５に係る発明の一実施例である。
図１２において、ＥＤＦ１０２は、図４の希土類ドープ
ファイバ２に対応し、励起光源１００Ａは、図４の励起
光源４Ａに対応する。光カプラ３２は、図４の光カプラ
６に対応し、光検出器４０は、図４の光検出器１２，１
２Ａに対応する。電気フィルタ４２は、図４の電気フィ
ルタ１４に対応する。
明の一実施例を示す。この実施例に示す光増幅器は、Ｅ
ＤＦ１０２と、励起光源（光レーザ）１００と、光カプ
ラ３２と、光検出器４０と、電気フィルタ４２とから成
る。１００Ａは電気信号に応答してＥＤＦ１０２中を伝
播する信号光を励起する。ＥＤＦ１０２の信号光の入力
端３０には、波長多重信号光が入力される。その波長多
重信号光のうちの１波の信号光（図１３の２００参照）
を低周波トーン信号で強度変調したのが、請求項４に係
る発明の一実施例であり、波長多重信号光のうちの１波
の信号光（図１３の２００参照）をＡＬＣ専用の制御用
信号光として用い、その信号光に低周波トーン信号光を
重畳したのが、請求項５に係る発明の一実施例である。
図１２において、ＥＤＦ１０２は、図４の希土類ドープ
ファイバ２に対応し、励起光源１００Ａは、図４の励起
光源４Ａに対応する。光カプラ３２は、図４の光カプラ
６に対応し、光検出器４０は、図４の光検出器１２，１
２Ａに対応する。電気フィルタ４２は、図４の電気フィ
ルタ１４に対応する。
【００４９】光増幅器で光増幅され、光カプラ３０を経
た信号光が、出力端３４から出力される。光カプラ３２
と、光検出器３８、電気フィルタ４２とは、ＡＬＣ系を
構成している。
た信号光が、出力端３４から出力される。光カプラ３２
と、光検出器３８、電気フィルタ４２とは、ＡＬＣ系を
構成している。
【００５０】光カプラ３２で光分岐された信号光は、光
検出部４０で検出されて電気信号となり、該電気信号内
に含まれる波長多重信号光に対応する電気信号成分のう
ちのＡＬＣ専用として用いられている１波の信号光に対
応する電気信号成分が、電気フィルタ４２によって抽出
されて励起光源１００へ供給される。フィルタ４２から
出力される電気信号は、信号光の光増幅度を一定に保つ
のに用いられる。従って、信号光の光増幅度は一定に保
され、出力端から出力される出力光は、常に一定レベル
で出力される。
検出部４０で検出されて電気信号となり、該電気信号内
に含まれる波長多重信号光に対応する電気信号成分のう
ちのＡＬＣ専用として用いられている１波の信号光に対
応する電気信号成分が、電気フィルタ４２によって抽出
されて励起光源１００へ供給される。フィルタ４２から
出力される電気信号は、信号光の光増幅度を一定に保つ
のに用いられる。従って、信号光の光増幅度は一定に保
され、出力端から出力される出力光は、常に一定レベル
で出力される。
【００５１】請求項４に係る発明の方が、請求項５に係
る発明よりも、変調度を上げることができるため、より
良いＳＮＲを取ることができ、制御が容易になる。又、
請求項３に係る発明に比べると、光バンドフィルタが不
要になるという効果が得られる。
る発明よりも、変調度を上げることができるため、より
良いＳＮＲを取ることができ、制御が容易になる。又、
請求項３に係る発明に比べると、光バンドフィルタが不
要になるという効果が得られる。
【００５２】図１４は、請求項６に係る発明の一実施例
を示す。この実施例に示す光増幅器は、ＥＤＦ１０２
と、励起光源（光レーザ）１００Ａと、光カプラ３２
と、光バンドフィルタ４２1 又は４２2 と、光検出器４
６と、加算器４８とから成る。光バンドフィルタ４２1
は、ＥＦＤ１０２から出力される波長多重信号光の成分
を抽出し、光バンドフィルタ４２2 は、光カプラ３２の
分岐信号光から波長多重信号光を抽出する。光バンドフ
ィルタ４２1 は、ＥＦＤ１０２から出力される波長多重
信号光の成分を抽出し、ＥＤＦ１０２の信号光の入力端
３０には、波長多重信号光が入力される。その波長多重
信号光（図１７参照）をフィルタ４２1 又は４２2 によ
って抽出してＡＬＣに用いたものである。又、加算器４
８には、検出器４６から出力された電気信号のほかに、
外部からレベル制御用電気信号が供給される。
を示す。この実施例に示す光増幅器は、ＥＤＦ１０２
と、励起光源（光レーザ）１００Ａと、光カプラ３２
と、光バンドフィルタ４２1 又は４２2 と、光検出器４
６と、加算器４８とから成る。光バンドフィルタ４２1
は、ＥＦＤ１０２から出力される波長多重信号光の成分
を抽出し、光バンドフィルタ４２2 は、光カプラ３２の
分岐信号光から波長多重信号光を抽出する。光バンドフ
ィルタ４２1 は、ＥＦＤ１０２から出力される波長多重
信号光の成分を抽出し、ＥＤＦ１０２の信号光の入力端
３０には、波長多重信号光が入力される。その波長多重
信号光（図１７参照）をフィルタ４２1 又は４２2 によ
って抽出してＡＬＣに用いたものである。又、加算器４
８には、検出器４６から出力された電気信号のほかに、
外部からレベル制御用電気信号が供給される。
【００５３】図１４において、ＥＤＦ１０２は、図５の
希土類ドープファイバ２に対応し、励起光源１００Ａ
は、図５の励起光源４Ａに対応する。光カプラ３２は、
図５の光カプラ６に対応し、光検出器４６は、図３の光
検出器１２Ｂに対応する。加算器４８は、図３の加算器
１６に対応する。
希土類ドープファイバ２に対応し、励起光源１００Ａ
は、図５の励起光源４Ａに対応する。光カプラ３２は、
図５の光カプラ６に対応し、光検出器４６は、図３の光
検出器１２Ｂに対応する。加算器４８は、図３の加算器
１６に対応する。
【００５４】図１４の光増幅器で光増幅され、光カプラ
３２を経た信号光が、出力端３４から出力される。光カ
プラ３２と、光検出器４６、加算器４８とで、ＡＬＣ系
を構成している。
３２を経た信号光が、出力端３４から出力される。光カ
プラ３２と、光検出器４６、加算器４８とで、ＡＬＣ系
を構成している。
【００５５】このＡＬＣ系により、信号光の光増幅度を
一定に保つ電気信号成分が、励起光源１００へ供給され
るから、請求項３乃至請求項５に係る発明と同様に、こ
の発明においても、信号光の光増幅度は一定に保され、
出力端から出力される出力光は、常に一定レベルで出力
される。これに加えて、外部から供給される制御用電気
信号によって光出力パワーの設定値を任意に変更するこ
とができる。
一定に保つ電気信号成分が、励起光源１００へ供給され
るから、請求項３乃至請求項５に係る発明と同様に、こ
の発明においても、信号光の光増幅度は一定に保され、
出力端から出力される出力光は、常に一定レベルで出力
される。これに加えて、外部から供給される制御用電気
信号によって光出力パワーの設定値を任意に変更するこ
とができる。
【００５６】前述の請求項１に係る光増幅器を中継器と
して所要数縦続接続することにより（図１６）、請求項
７に係る発明の一実施例を構成することができる。その
構成において、それぞれ中継器の入力信号光パワーＰIN
に対して利得Ｇ1 が得られる非飽和状態で動作させ、且
つ各光増幅器への入力信号光パワーがＰINで、中継利得
がＧ1 となるように端局送信パワー及び中継間隔を設定
する。この設定により、１波の信号光を中継伝送する場
合も、Ｎ波の信号光を中継伝送する場合も、それぞれの
信号光で必要な所要の増幅帯域幅で各信号光を中継伝送
することができる。
して所要数縦続接続することにより（図１６）、請求項
７に係る発明の一実施例を構成することができる。その
構成において、それぞれ中継器の入力信号光パワーＰIN
に対して利得Ｇ1 が得られる非飽和状態で動作させ、且
つ各光増幅器への入力信号光パワーがＰINで、中継利得
がＧ1 となるように端局送信パワー及び中継間隔を設定
する。この設定により、１波の信号光を中継伝送する場
合も、Ｎ波の信号光を中継伝送する場合も、それぞれの
信号光で必要な所要の増幅帯域幅で各信号光を中継伝送
することができる。
【００５７】前述の請求項２及び請求項３に係る発明を
実施する光増幅器を中継器として縦続接続することによ
り（図１６参照）、請求項８に示す光増幅多中継システ
ムの一実施例を構成することができる。その構成におい
て、光増幅器としては、その非飽和状態における入力信
号光パワー（波長多重信号光のトータルパワー）ＰINに
対する利得としてＧ1 が得られるものを用い、それら各
中継器の入力信号光パワーがP1で、中継利得がＧ1 とな
るように中継間隔及び端局送信信号光パワーを設定す
る。この設定及びＡＬＣ系によって、１波の信号光出力
が一定となるようにフィードバック制御が掛かるので、
１波からＮ波に多重信号光が変わっても自動的に利得を
同じ値に制御される。従って、設定された端局送信信号
光パワーと同一レベルの信号光パワーを有する信号光を
受信端局で受信し得ると共に、信号光１波当たりの光Ｓ
ＮＲを劣化させず、しかも波長多重時の増幅帯域幅を拡
大することができる。前記光ＳＮＲの劣化を防止し得る
のは、非飽和領域で光増幅器を動作させることができ
て、ゲインチルト（利得チルト）が抑えられ、前述の設
定方式を採用することによって１波からＮ波へ多重信号
光が変更されても、光増幅器の利得に変化が生じないか
らである。
実施する光増幅器を中継器として縦続接続することによ
り（図１６参照）、請求項８に示す光増幅多中継システ
ムの一実施例を構成することができる。その構成におい
て、光増幅器としては、その非飽和状態における入力信
号光パワー（波長多重信号光のトータルパワー）ＰINに
対する利得としてＧ1 が得られるものを用い、それら各
中継器の入力信号光パワーがP1で、中継利得がＧ1 とな
るように中継間隔及び端局送信信号光パワーを設定す
る。この設定及びＡＬＣ系によって、１波の信号光出力
が一定となるようにフィードバック制御が掛かるので、
１波からＮ波に多重信号光が変わっても自動的に利得を
同じ値に制御される。従って、設定された端局送信信号
光パワーと同一レベルの信号光パワーを有する信号光を
受信端局で受信し得ると共に、信号光１波当たりの光Ｓ
ＮＲを劣化させず、しかも波長多重時の増幅帯域幅を拡
大することができる。前記光ＳＮＲの劣化を防止し得る
のは、非飽和領域で光増幅器を動作させることができ
て、ゲインチルト（利得チルト）が抑えられ、前述の設
定方式を採用することによって１波からＮ波へ多重信号
光が変更されても、光増幅器の利得に変化が生じないか
らである。
【００５８】この実施例は、ＡＬＣを掛ける１波の信号
光を光フィルタによって検出するものであり、波長間隔
に応じた狭帯域光フィルタが必要となるが、電気回路を
簡易に構成し得る。
光を光フィルタによって検出するものであり、波長間隔
に応じた狭帯域光フィルタが必要となるが、電気回路を
簡易に構成し得る。
【００５９】又、前述の請求項２及び請求項４に係る発
明を実施する光増幅器を中継器として縦続接続すること
により（図１６参照）、請求項８に係る発明（光増幅多
中継システム）の他の実施例を構成することができる。
この実施例において、各光増幅器をその入力信号光パワ
ーＰINに対して利得Ｇ1 が得られる非飽和状態で動作さ
せ、且つ各光増幅器の出力パワーをＰout ＝ＰIN＋Ｇ1
に設定すると共に、１波の信号光の送信時の各光増幅器
への入力信号光パワーがＰINで、中継利得がＧ 1 となる
ように端局送信パワー及び中継間隔を設定するようにし
て構成される。この場合の作用効果も、ほぼ前述の請求
項２及び請求項３に係る発明に係る光増幅器を用いて光
増幅多中継システムを構成したときと同様である。
明を実施する光増幅器を中継器として縦続接続すること
により（図１６参照）、請求項８に係る発明（光増幅多
中継システム）の他の実施例を構成することができる。
この実施例において、各光増幅器をその入力信号光パワ
ーＰINに対して利得Ｇ1 が得られる非飽和状態で動作さ
せ、且つ各光増幅器の出力パワーをＰout ＝ＰIN＋Ｇ1
に設定すると共に、１波の信号光の送信時の各光増幅器
への入力信号光パワーがＰINで、中継利得がＧ 1 となる
ように端局送信パワー及び中継間隔を設定するようにし
て構成される。この場合の作用効果も、ほぼ前述の請求
項２及び請求項３に係る発明に係る光増幅器を用いて光
増幅多中継システムを構成したときと同様である。
【００６０】又、前述の請求項２及び請求項５に係る発
明に係る光増幅器を中継器として縦続接続することによ
り（図１６参照）、請求項８に示す光増幅多中継システ
ムの更に他の実施例を構成することができる。この実施
例においても、各光増幅器をその入力信号光パワーＰIN
に対して利得Ｇ1 が得られる非飽和状態で動作させ、且
つ各光増幅器の出力パワーをＰout ＝ＰIN＋Ｇ1 に設定
すると共に、１波の信号光の送信時の各光増幅器への入
力信号光パワーがＰINで、中継線利得がＧ1 となるよう
に端局送信パワー及び中継間隔を設定するようにして構
成される。この場合の作用効果も、ほぼ前述の請求項２
及び請求項３に係る発明に係る光増幅器を用いて光増幅
多中継システムを構成したときと同様である。
明に係る光増幅器を中継器として縦続接続することによ
り（図１６参照）、請求項８に示す光増幅多中継システ
ムの更に他の実施例を構成することができる。この実施
例においても、各光増幅器をその入力信号光パワーＰIN
に対して利得Ｇ1 が得られる非飽和状態で動作させ、且
つ各光増幅器の出力パワーをＰout ＝ＰIN＋Ｇ1 に設定
すると共に、１波の信号光の送信時の各光増幅器への入
力信号光パワーがＰINで、中継線利得がＧ1 となるよう
に端局送信パワー及び中継間隔を設定するようにして構
成される。この場合の作用効果も、ほぼ前述の請求項２
及び請求項３に係る発明に係る光増幅器を用いて光増幅
多中継システムを構成したときと同様である。
【００６１】前述の請求項８に係る発明において、請求
項２及び請求項４に係る発明、並びに請求項２及び請求
項５に係る発明についての実施例は、重畳信号を検出す
るものであり、光フィルタの必要は無く、正確に制御で
きるが、送信側にＡＬＣ信号重畳回路が必要になり、又
中継器としての電気回路も複雑になる。又、請求項２及
び請求項４に係る発明についての実施例は、信号光への
影響からＡＬＣ信号変調度を大きくできず、中継器での
ＡＬＣ検出信号中に信号成分が漏れ込むなど光ＳＮ比が
悪くなる状態があるが、請求項２及び請求項５に係る発
明についての実施例では、ＡＬＣ重畳信号を大きくする
ことができるので、請求項２及び請求項４に係る発明に
ついての実施例のような不都合はなくなる。
項２及び請求項４に係る発明、並びに請求項２及び請求
項５に係る発明についての実施例は、重畳信号を検出す
るものであり、光フィルタの必要は無く、正確に制御で
きるが、送信側にＡＬＣ信号重畳回路が必要になり、又
中継器としての電気回路も複雑になる。又、請求項２及
び請求項４に係る発明についての実施例は、信号光への
影響からＡＬＣ信号変調度を大きくできず、中継器での
ＡＬＣ検出信号中に信号成分が漏れ込むなど光ＳＮ比が
悪くなる状態があるが、請求項２及び請求項５に係る発
明についての実施例では、ＡＬＣ重畳信号を大きくする
ことができるので、請求項２及び請求項４に係る発明に
ついての実施例のような不都合はなくなる。
【００６２】更に、前述の請求項２及び請求項６に係る
発明を実施する光増幅器を中継器として縦続接続するこ
とにより（図１６参照）、請求項９に示す光増幅多中継
システムの一実施例を構成することができる。この実施
例においては、各光増幅器をその入力信号光パワーＰIN
に対して利得Ｇ1 が得られる非飽和状態で動作させ、且
つ各光増幅器の出力パワーをＰout ＝ＰIN＋Ｇ1 に設定
すると共に、１波の信号光の送信時の各光増幅器への入
力信号光パワーがＰINで、中継利得がＧ1 となるように
端局送信パワー及び中継間隔を設定し、Ｎ波の信号光の
送信時には各光増幅器の出力パワーをＰout ＋１０log
10 Ｎ dB に設定するようにして構成される。この場合
の作用効果は、１波の信号光からN 波の信号光へグレー
ドアップした場合にも、信号光１波当たりの光ＳＮＲの
劣化を防止しつつ、波長多重時の増幅帯域幅の縮小効果
を抑えることができる。又、多重数を増やした場合に、
逐一出力レベルの変更をする必要があり、出力レベル調
整機能を必要とするが、出力レベル調整機能を設けれ
ば、ＡＬＣ系を簡易に構成し得る。
発明を実施する光増幅器を中継器として縦続接続するこ
とにより（図１６参照）、請求項９に示す光増幅多中継
システムの一実施例を構成することができる。この実施
例においては、各光増幅器をその入力信号光パワーＰIN
に対して利得Ｇ1 が得られる非飽和状態で動作させ、且
つ各光増幅器の出力パワーをＰout ＝ＰIN＋Ｇ1 に設定
すると共に、１波の信号光の送信時の各光増幅器への入
力信号光パワーがＰINで、中継利得がＧ1 となるように
端局送信パワー及び中継間隔を設定し、Ｎ波の信号光の
送信時には各光増幅器の出力パワーをＰout ＋１０log
10 Ｎ dB に設定するようにして構成される。この場合
の作用効果は、１波の信号光からN 波の信号光へグレー
ドアップした場合にも、信号光１波当たりの光ＳＮＲの
劣化を防止しつつ、波長多重時の増幅帯域幅の縮小効果
を抑えることができる。又、多重数を増やした場合に、
逐一出力レベルの変更をする必要があり、出力レベル調
整機能を必要とするが、出力レベル調整機能を設けれ
ば、ＡＬＣ系を簡易に構成し得る。
【００６３】そして、請求項７乃至請求項９に係る発明
において、希土類ドープファイバを用いて光増幅器を構
成したときに、増幅対象の信号光内に1530nm帯のASE が
成長するが、このASE を各中継器、又は何段置きかの中
継器に、1530nm帯のASE を除去し、信号光を通過させる
光フィルタを設ける。このようにうして構成される光増
幅多中継システムが、請求項１０に係る発明の一実施例
を為す。この実施例によれば、請求項７乃至請求項９に
係る発明の効果を享受し得るほか、1530nm帯のASE を信
号光の中から除去した信号光を受端端局へ伝送受信させ
ることができる。
において、希土類ドープファイバを用いて光増幅器を構
成したときに、増幅対象の信号光内に1530nm帯のASE が
成長するが、このASE を各中継器、又は何段置きかの中
継器に、1530nm帯のASE を除去し、信号光を通過させる
光フィルタを設ける。このようにうして構成される光増
幅多中継システムが、請求項１０に係る発明の一実施例
を為す。この実施例によれば、請求項７乃至請求項９に
係る発明の効果を享受し得るほか、1530nm帯のASE を信
号光の中から除去した信号光を受端端局へ伝送受信させ
ることができる。
【００６４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
増幅器のパラメータを前述のように設定することによ
り、光増幅器を非飽和領域で動作させることができる。
従って、従来の光増幅器では生じてしまう増幅帯域幅の
縮小効果を抑え得る。これによって、光増幅多中継シス
テムについて、１波からＮ波へのアップグレード前後に
おける１波当たりの伝送品質が劣化することのない光増
幅多中継システムを構築することが可能になる。
増幅器のパラメータを前述のように設定することによ
り、光増幅器を非飽和領域で動作させることができる。
従って、従来の光増幅器では生じてしまう増幅帯域幅の
縮小効果を抑え得る。これによって、光増幅多中継シス
テムについて、１波からＮ波へのアップグレード前後に
おける１波当たりの伝送品質が劣化することのない光増
幅多中継システムを構築することが可能になる。
【図１】請求項１に係る発明の原理説明図である。
【図２】請求項２に係る発明の原理説明図である。
【図３】請求項３に係る発明の原理ブロック図である。
【図４】請求項４及び請求項５に係る発明の原理ブロッ
ク図である。
ク図である。
【図５】請求項６に係る発明の原理ブロック図である。
【図６】請求項７乃至請求項９に係る原理ブロック図で
ある。
ある。
【図７】請求項１０に係る原理ブロック図である。
【図８】光増幅器の１つの構成を示す図である。
【図９】１波からＮ波へ信号光を変更した場合の動作点
の位置関係を示す図である。
の位置関係を示す図である。
【図１０】請求項３に係る発明の一実施例を示す図であ
る。
る。
【図１１】図１０に示す実施例で１波の信号光を抽出す
る状態を示す図である。
る状態を示す図である。
【図１２】請求項４及び請求項５に係る発明の一実施例
を示す図である。
を示す図である。
【図１３】図１２に示す実施例で用いるＡＬＣ信号の抽
出を説明する図である。
出を説明する図である。
【図１４】請求項６に係る発明の一実施例を示す図であ
る。
る。
【図１５】図１４に示す実施例で用いるＡＬＣ信号の抽
出を説明する図である。
出を説明する図である。
【図１６】請求項７乃至請求項１０に係る発明の一実施
例を示す図である。
例を示す図である。
【図１７】請求項１０に係る発明で用いる光フィルタの
特性を示す図である。
特性を示す図である。
【図１８】希土類ドープファイバ光増幅器の入力信号光
パワー対利得特性を示す図である。
パワー対利得特性を示す図である。
【図１９】動作点の相違による伝送後の光スペクトルを
示す図である。
示す図である。
２ 希土類ドープファイバ ４ 励起光源 ４Ａ 励起光源 ６ 光カプラ ８ 光バンドパスフィルタ １０ 光検出器 １２ 光検出器 １２Ａ 光検出器 １２Ｂ 光検出器 １４ 電気フィルタ １６ 加算器 ３０ 入力端 ３２ 光カプラ ３４ 出力端 ３６ 光バンドパスフィルタ ３８ 光検出器 ４０ 光検出器 ４２ 電気フィルタ ４４1 光フィルタ ４４2 光フィルタ ６０ 送信局 ６２ 中継器 ６４ 受信局 １００ 励起光源 １０２ 希土類ドープファイバ
Claims (10)
- 【請求項１】 希土類ドープファイバ光増幅器へ入力さ
れる入力信号光パワーＰINに信号光パワー増分ΔＰh が
あったとき、前記希土類ドープファイバ光増幅器の利得
が利得Ｇ1 より利得減分ΔＧh だけ少ない値以上である
一方、前記入力信号光パワーＰINに信号光パワー減分Δ
Ｐl があったとき、希土類ドープファイバ光増幅器の利
得が利得Ｇ1 より利得増分ΔＧl だけ多い値以下である
ような入力信号光パワー対利得特性領域内の、入力信号
光パワーＰINに対して利得がＧ 1 となる位置に動作点を
設定して構成したことを特徴とする希土類ドープファイ
バ光増幅器。 - 【請求項２】 励起パワーがＰP1に設定した状態におい
て、希土類ドープファイバ光増幅器へ入力される１波の
信号光の入力信号光パワーＰINに信号光パワー増分ΔＰ
h があったとき、希土類ドープファイバ光増幅器の利得
が利得Ｇ1 より利得減分ΔＧh だけ少ない値以上である
一方、前記入力信号光パワーＰINに信号光パワー減分Δ
Ｐl があったとき、希土類ドープファイバ光増幅器の利
得が利得Ｇ1 より利得増分ΔＧl だけ多い値以下である
ような入力信号光パワー対利得特性領域内の、入力信号
光パワーＰINに対して利得がＧ1 となる位置に動作点を
設定した状態の希土類ドープファイバ光増幅器へ入力さ
れる１波の信号光の入力信号光パワーＰINからＮ波の信
号光の入力信号光パワーＰN ＝ＰIN＋１０log10Ｎ dB
へ増加させるのに伴い、前記励起パワーをＰP2に設定し
たとき、 希土類ドープファイバ光増幅器へ入力されるＮ波の入力
信号光パワーＰN に入力信号光パワー増分ΔＰh があっ
たとき、希土類ドープファイバ光増幅器の利得が利得Ｇ
1 より利得減分ΔＧh だけ少ない値以上である一方、前
記入力信号光パワーＰINに信号光パワー減分ΔＰl があ
ったとき、希土類ドープファイバ光増幅器の利得が利得
Ｇ1 より利得増分ΔＧl だけ多い値以下であるような入
力信号光パワー対利得特性領域内の、入力信号光パワー
ＰN に対して利得がＧ1 となる位置に動作点を設定して
構成したことを特徴とする希土類ドープファイバ光増幅
器。 - 【請求項３】 希土類ドープファイバ（２）及び光信号
に応答して該希土類ドープファイバ（２）の励起を生じ
させる励起光源（４）を有する希土類ドープファイバ光
増幅器において、 前記希土類ドープファイバ（２）の出力に接続された光
カプラ（６）と、 該光カプラ（６）で分岐された波長多重信号光を濾波す
る光バンドパスフィルタ（８）と、 該光バンドパスフィルタ（８）で濾波された前記波長多
重信号光の内の１つの信号光のみの平均パワーを検出す
る光検出器（１０）とを設け、 該光検出器（１０）で検出された信号光を前記励起光源
（４）へフィードバックすることを特徴とする希土類ド
ープファイバ光増幅器。 - 【請求項４】 希土類ドープファイバ（２）及び電気信
号に応答して該希土類ドープファイバ（２）の励起を生
じさせる励起光源（４Ａ）を有する希土類ドープファイ
バ光増幅器において、 前記希土類ドープファイバ（２）の出力に接続された光
カプラ（６）と、 該光カプラ（６）で分岐され、波長多重信号光に含まれ
る１波の信号光が自動レベル制御用低周波トーン信号で
強度変調されている波長多重信号光を電気信号として検
出する光検出器（１２）と、 該光検出器（１２）から出力された電気信号内に含ま
れ、前記低周波トーン信号で強度変調された１波の信号
光の電気信号成分を濾波する電気フィルタ（１４）とを
設け、 該電気フィルタ（１４）から出力された電気信号を前記
励起光源（４Ａ）へフィードバックすることを特徴とす
る希土類ドープファイバ光増幅器。 - 【請求項５】 希土類ドープファイバ（２）及び電気信
号に応答して該希土類ドープファイバ（２）の励起を生
じさせる励起光源（４Ａ）を有する希土類ドープファイ
バ光増幅器において、 前記希土類ドープファイバ（２）の出力に接続された光
カプラ（６）と、 該光カプラ（６）で分岐され、波長多重信号光に含まれ
る１波の信号光が自動レベル制御専用に用いられ、該１
波の信号光に自動レベル制御用低周波トーン信号を重畳
している波長多重信号光を電気信号として検出する光検
出器（１２Ａ）と、 該光検出器（１２Ａ）から出力された電気信号内に含ま
れ、前記低周波トーン信号を重畳している１波の信号光
の自動レベル制御信号成分を濾波する電気フィルタ（１
４）とを設け、 該電気フィルタ（１４）から出力された電気信号を前記
励起光源（４Ａ）へフィードバックすることを特徴とす
る希土類ドープファイバ光増幅器。 - 【請求項６】 希土類ドープファイバ（２）及び電気信
号に応答して該希土類ドープファイバ（２）の励起を生
じさせる励起光源（４Ａ）を有する希土類ドープファイ
バ光増幅器において、 前記希土類ドープファイバ（２）の出力に接続された光
カプラ（６）と、 該光カプラ（６）で分岐された波長多重信号光に含まれ
る全信号光パワーを電気信号として検出する光検出器
（１２Ｂ）と、 該光検出器（１２Ｂ）から出力された電気信号と、外部
からのレベル制御用信号とを加算する加算器（１６）と
を設け、 該加算器（１６）から出力された電気信号を前記励起光
源（４Ａ）へフィードバックすることを特徴とする希土
類ドープファイバ光増幅器。 - 【請求項７】 請求項１に係る希土類ドープファイバ光
増幅器を中継器として所要数縦続接続し、各希土類ドー
プファイバ光増幅器をその入力信号光パワーＰINに対し
て利得Ｇ1 が得られる非飽和状態で動作させ、且つ各希
土類ドープファイバ光増幅器への入力信号光パワーがＰ
INで、中継利得がＧ1 となるように端局送信パワー及び
中継間隔を設定することを特徴とする光増幅多中継シス
テム。 - 【請求項８】 請求項２と請求項３の特徴を備えた希土
類ドープファイバ光増幅器、又は請求項２と請求項４の
特徴を備えた希土類ドープファイバ光増幅器、又は請求
項２と請求項５の特徴を備えた希土類ドープファイバ光
増幅器を中継器として所要数縦続接続し、各希土類ドー
プファイバ光増幅器をその入力信号光パワーＰINに対し
て利得Ｇ1 が得られる非飽和状態で動作させ、且つ各希
土類ドープファイバ光増幅器の出力パワーをＰout ＝Ｐ
IN＋Ｇ1 に設定すると共に、１波の信号光の送信時の各
希土類ドープファイバ光増幅器への入力信号光パワーが
ＰINで、中継線利得がＧ1 となるように端局送信パワー
及び中継線間隔を設定することを特徴とする光増幅多中
継システム。 - 【請求項９】 請求項２と請求項６の特徴を備えた希土
類ドープファイバ光増幅器を中継器として所要数縦続接
続し、各希土類ドープファイバ光増幅器をその入力信号
光パワーＰINに対して利得Ｇ1 が得られる非飽和状態で
動作させ、且つ各希土類ドープファイバ光増幅器の出力
パワーをＰout ＝ＰIN＋Ｇ1 に設定すると共に、１波の
信号光の送信時の各希土類ドープファイバ光増幅器への
入力信号光パワーがＰINで、中継線利得がＧ1 となるよ
うに端局送信パワー及び中継線間隔を設定し、Ｎ波の信
号光の送信時には各希土類ドープファイバ光増幅器の出
力パワーをＰout ＋１０log10 Ｎ dB に設定することを
特徴とする光増幅多中継システム。 - 【請求項１０】 請求項７乃至請求項９に記載の光増幅
多中継システムにおいて、 1530nm帯のＡＳＥを通過させず、信号光を通過させる光
フィルタ（１８）を各段、又は所要段数置きの中継器に
設けることを特徴とする光増幅多中継システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5045251A JPH06260710A (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 希土類ドープファイバ光増幅器及び光増幅多中継システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5045251A JPH06260710A (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 希土類ドープファイバ光増幅器及び光増幅多中継システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06260710A true JPH06260710A (ja) | 1994-09-16 |
Family
ID=12714059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5045251A Withdrawn JPH06260710A (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 希土類ドープファイバ光増幅器及び光増幅多中継システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06260710A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08248457A (ja) * | 1995-03-14 | 1996-09-27 | Nec Corp | 光増幅装置 |
| US5818629A (en) * | 1995-12-07 | 1998-10-06 | Fujitsu Limited | Method and apparatus for monitoring the momental wavelength of light, and an optical amplifier and an optical communication system which incorporate the method and apparatus to adjust gain tilt |
| US6721090B2 (en) | 2000-12-22 | 2004-04-13 | Nec Corporation | Optically amplified gain control circuit and optically amplified gain control method |
| WO2004114554A1 (ja) * | 2003-06-19 | 2004-12-29 | Fujitsu Limited | 光信号伝送システムにおけるルート決定方法 |
| CN113612106A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-11-05 | 南京恒高光电研究院有限公司 | 一种推挽式光放大器 |
-
1993
- 1993-03-05 JP JP5045251A patent/JPH06260710A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08248457A (ja) * | 1995-03-14 | 1996-09-27 | Nec Corp | 光増幅装置 |
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| US5909305A (en) * | 1995-12-07 | 1999-06-01 | Fujitsu Limited | Method and apparatus for monitoring the momental wavelength of light, and an optical amplifier and an optical communication system which incorporate the method and apparatus to adjust gain tilt |
| US6160659A (en) * | 1995-12-07 | 2000-12-12 | Fujitsu Limited | Method and apparatus for monitoring the momental wavelength of light, and an optical amplifier and an optical communication system which incorporate the method and apparatus to adjust gain tilt |
| US6721090B2 (en) | 2000-12-22 | 2004-04-13 | Nec Corporation | Optically amplified gain control circuit and optically amplified gain control method |
| WO2004114554A1 (ja) * | 2003-06-19 | 2004-12-29 | Fujitsu Limited | 光信号伝送システムにおけるルート決定方法 |
| US7421201B2 (en) | 2003-06-19 | 2008-09-02 | Fujitsu Limited | Route determination method used in optical signal transmission system |
| CN113612106A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-11-05 | 南京恒高光电研究院有限公司 | 一种推挽式光放大器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000509 |