JPH08204647A - 光中継伝送装置および光通信方法 - Google Patents

光中継伝送装置および光通信方法

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JPH08204647A
JPH08204647A JP7036902A JP3690295A JPH08204647A JP H08204647 A JPH08204647 A JP H08204647A JP 7036902 A JP7036902 A JP 7036902A JP 3690295 A JP3690295 A JP 3690295A JP H08204647 A JPH08204647 A JP H08204647A
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optical
wavelength
optical fiber
edf
repeater
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JP7036902A
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Tomonori Kashiwada
智徳 柏田
Masayuki Shigematsu
昌行 重松
Masayuki Nishimura
正幸 西村
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光信号の波長多重伝送において、入力信号光
レベルによらず、各波長の利得が略一定となるように多
波長一括増幅を行い、伝送損失を補償する光中継伝送装
置および光通信方法を提供することを目的とする。 【構成】 光中継伝送装置は、4個の情報信号を4波の
光信号に変換し、波長多重化する送信端局16と、光信
号を伝送する光ファイバ伝送路17と、伝送されてきた
光信号を4波の光信号に分波し、4個の情報信号に変換
する受信端局25と、光ファイバ伝送路17の途中に配
置され、増幅利得の波長依存性が異なる傾向をもつ複数
の光ファイバ増幅器が直列に接続した光中継増幅器30
とから構成され、光中継増幅器30は、All、4wt
%共添加EDF31aと、これに直列に接続したP5w
t%−Allwt%共添加EDF31bと、これらED
F31a、31bに励起光を供給する励起装置34a、
34bとから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光中継伝送装置および通
信方法に係り、特に、異なる複数の波長の光を信号光と
して伝送を行う光中継伝送装置およびそれを用いた通信
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の異なる複数の波長の光を信号光と
して伝送を行う、例えば波長多重伝送を行う光通信は、
図14に示すような光中継伝送装置を用いて行われる。
【0003】まず、送信端局100において、n個の情
報信号は、光送信器101、102、…、10nにより
それぞれ波長λ1、λ2、…、λnの光信号に変換さ
れ、更にこれらn波の光信号は、光合波器110により
波長多重化される。そしてこの波長多重化され光信号
は、光ファイバ伝送路111に送出される。
【0004】光ファイバ伝送路111の途中には、光増
幅器121、…、12nが配置されており、これらの光
増幅器121、…、12nにより、波長多重化され光信
号は一括増幅される。こうして光信号は伝送中の損失を
補償されつつ、受信端局130に伝送される。
【0005】受信端局130においては、波長多重化さ
れた光信号は、光分波器131により波長λ1、λ2、
…、λnの光信号に分波され、更にこれらn波の光信号
は、光受信器141、142、…、14nによりn個の
情報信号に変換され、抽出される。
【0006】そして近年、こうした異なる複数の波長の
光を信号光として伝送を行う光中継伝送装置に使用され
る光増幅器としては、高利得および低ノイズ性に優れて
いることから、コアに希土類元素を添加した増幅用ファ
イバを用いた光ファイバ増幅器が検討されている。特
に、波長1.55μm帯の光増幅器として、希土類元素
のErを添加した光ファイバ(EDF;Erbium-Doped F
iber)を用いたEr添加光ファイバ増幅器(EDFA;
Erbium-Doped Fiber Amplifier)が有望とされている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】異なる複数の波長の光
を信号光として伝送を行う光中継伝送装置に使用される
光増幅器は、光信号の忠実な増幅を行うために、(1)
多波長同時増幅時に、波長に対して平坦な増幅特性をも
つこと、即ち各波長の利得が一致すること、(2)増幅
器への入力信号光レベルの変動に対して、各波長間の利
得の関係が不変であることが要求される。
【0008】しかし、上記のEDFAはその増幅利得が
波長依存性を有するため、2波以上の光信号を増幅する
場合、通常、異なる波長に対して利得は平坦とはならな
い。また、各波長間の利得の関係は、EDFAへの入力
信号光レベルに依存する。
【0009】こうした問題を解決するために、 EDFAへの入力信号光パワーを設定し、受信端で各
波長の光信号パワーが等しくなるように送信端で各波長
の光信号パワーを調節することにより、波長多重伝送を
可能にする(A.R.Chraplyvy,et al.,IEEE Photonics Te
chnol.Lett.1993,5,(4),pp428-429 参照)、 EDFAへの入力信号光パワーを設定し、EDFA内
に利得平準器(gain equalizer)等を配することによ
り、波長に対する利得の平坦化を行う(H.Toba,etal.,I
EEE Photonics Technol.Lett.1993,5,(2),pp248-251参
照)、 EDFを低温状態(77K)において動作させること
により、波長に対する利得の平坦化を行う(E.L.Goldst
ein,et al.,Tech.Dig.OFC ´93,1993,Paper PD10参
照)、 EDFのホストガラスを石英ガラスの変わりにフッ化
物ガラスとすることにより、波長に対する利得の平坦化
を行う(J.F.Marcerou,et al.,Tech.Dig.ECOC ´92,Pap
er Mo A2.3およびD.Ronarc´h,et al.,Tech.Dig.Topic
Meeting on Optical Amplifiers ´93,Paper PD10 参
照)等が検討されている。
【0010】しかし、これらの方法においては、いずれ
もEDFAへの入力信号光レベルが一定であることが前
提となっており、実際の光中継伝送装置の運用時に何等
かの原因でEDFAへの入力信号光レベルが変動した場
合に、受信端で各波長の光信号パワーが等価でなくなっ
てしまう恐れがある。
【0011】このため、EDFを短尺化することによ
り、入力信号光レベルの変動に対して各波長間の利得差
を一定とすることが考えられる。即ち、図15の例えば
Al:1.4wt%共添加EDFを用いる光ファイバ増
幅器の光信号の多波長一括増幅特性を示すグラフから明
らかなように、EDFのファイバ長が短くなるにつれて
信号光波長に対する増幅利得の変化率が小さくなる傾向
にある。即ち、増幅利得の波長依存性が小さくなり、増
幅特性が平坦になる傾向にある。
【0012】しかし、EDFを短尺化すると、ファイバ
中のEr3+イオンの数が減少し、EDFAの出力が低下
するという問題が生じる。
【0013】本発明は、上記問題点を解消するためにな
されたものであり、複数の波長成分を有する光信号の伝
送において、入力信号光レベルによらず、各波長の利得
が略一定となるように多波長一括増幅を行い、伝送損失
を補償する光中継伝送装置を提供することを目的とす
る。
【0014】また、本発明は、複数の波長成分を有する
光信号の伝送において、入力信号光レベルによらず、各
波長の増幅利得が略一定となるように多波長一括増幅を
行い、伝送損失を補償する光通信方法を提供することを
目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の光中継伝
送装置は、波長多重化された光信号を伝送する光ファイ
バ伝送路中の光中継伝送装置であって、(a)複数の情
報信号を複数の波長の光信号に変換した後、複数の波長
の光信号を波長多重化する送信端局と、(b)光ファイ
バ伝送路の途中に配置され、波長多重化された光信号に
対する増幅利得の波長依存性が互いに異なる複数の光フ
ァイバ増幅器が直列に接続された中継器と、(c)中継
器により多波長一括増幅され、光ファイバ伝送路を伝送
された波長多重化された光信号を複数の波長に分波した
後、複数の波長に分波された光信号を複数の情報信号に
変換する受信端局とを備え、中継器の複数の光ファイバ
増幅器全体として、波長多重化された光信号の各波長の
増幅利得を略一定にする、ことを特徴とする。
【0016】また、本発明の第2の光中継伝送装置は、
光信号を伝送する光ファイバ伝送路中の光伝送中継装置
であって、この光中継伝送装置は、光ファイバ伝送路に
所定の順序で配置された、複数種類の前記光信号に対す
る増幅利得の波長依存性を有する複数の中継器を備え、
夫々の中継器は光信号を増幅する光ファイバ増幅器を有
するとともに、光ファイバ伝送路に配置された複数の中
継器全体として光信号の各波長の増幅利得を略一定にす
る、ことを特徴とする。
【0017】本発明の第2の光中継伝送装置では、夫々
の前記中継器は1つの光ファイバ増幅器を備える、こと
を特徴としてもよい。また、複数の中継器の有する増幅
利得の波長依存性は2種類であり、夫々の種類の波長依
存性の中継器が光ファイバ伝送路中で交互に配置され
る、ことを特徴としてもよい。
【0018】本発明の第1の光中継増幅器の光ファイバ
増幅器は、希土類元素が添加され、且つ組成が互いに
異なる複数の増幅用ファイバと、信号光を増幅するた
めの励起光を発生して複数の増幅用ファイバに供給する
励起手段と、を備えることを特徴としてもよい。
【0019】また、本発明の第2の光中継伝送装置の光
ファイバ増幅器は、希土類元素が添加された増幅用フ
ァイバと、信号光を増幅するための励起光を発生して
増幅用ファイバに供給する励起手段と、を備えることを
特徴としてもよい。
【0020】ここで、増幅用ファイバは、Alを0.
1wt%以上含有するEr添加ファイバまたはPを
0.1wt%以上含有するEr添加ファイバであること
が好適である。
【0021】また、増幅用ファイバは、AlおよびP
を含有しないEr添加ファイバまたはAlを0.1w
t%以上含有するEr添加ファイバであってもよい。
【0022】また、増幅用ファイバは、Pを0.1w
t%以上含有するEr添加ファイバまたはAlおよび
Pを含有しないEr添加ファイバであってもよい。
【0023】また、Pを0.1wt%以上含有するEr
添加ファイバは、Pの他にAlを含有していてもよい。
ここで、Pの含有量はAlの含有量の2倍以上の重量で
あることを特徴としてもよい。
【0024】本発明の第1の光通信方法は、(a)送信
端局において、複数の情報信号を複数の波長の光信号に
変換した後、前記複数の波長の光信号を波長多重化し、
(b)送信端局から送出された前記波長多重化された光
信号を、光ファイバ伝送路により伝送させ、(c)光フ
ァイバ伝送路の途中に配置された中継器において、前記
波長多重化された光信号に対する増幅利得の波長依存性
が互いに異なる複数の光ファイバ増幅器により、前記波
長多重化された光信号を順に波長依存性をもって増幅す
ると共に、前記複数の光ファイバ増幅器全体として前記
波長多重化された光信号の各波長の増幅利得を略一定に
し、(d)受信端局において、前記中継器により多波長
一括増幅され、前記光ファイバ伝送路を伝送された前記
波長多重化された光信号を複数の波長に分波した後、前
記複数の波長に分波された光信号を複数の情報信号に変
換する、ことを特徴とする。
【0025】また、本発明の第2の光通信方法は、
(a)複数の波長成分を有する光信号を光ファイバ伝送
路により伝送させ、(b)光ファイバ伝送路の途中に所
定の順序で配置された、光ファイバ増幅器を備えた中継
器であって、複数の波長成分を有する光信号に対する増
幅利得の波長依存性が互いに異なる複数の中継器によ
り、複数の波長成分を有する光信号を順に波長依存性を
もって増幅すると共に、複数の中継器全体として複数の
波長成分を有する光信号の各波長の増幅利得を略一定す
る、ことを特徴とする。
【0026】
【作用】本発明の第1の光中継伝送装置は、光ファイバ
伝送路の途中に、波長多重化された光信号に対する増幅
利得の波長依存性が互いに異なる複数の光ファイバ増幅
器からなる中継器が配置されていることにより、複数の
光ファイバ増幅器における増幅率の波長依存性が互いに
相殺されて、中継器の直列に接続された複数の光ファイ
バ増幅器全体として波長に対する平坦な増幅特性を得ら
れるため、波長多重化された光信号の各波長の増幅利得
を略一定にすることができる。また、複数の光ファイバ
増幅器は、それぞれファイバ長を調整することにより、
入力信号光レベルの変動に対する各波長間の増幅利得差
をできるだけ一定となるようにすることが可能である。
従って、光信号の波長多重伝送において、入力信号光レ
ベルによらず、各波長の利得が略一定となるように多波
長一括増幅を行い、伝送損失を補償する光中継伝送装置
を実現することができる。
【0027】また、本発明の第2の光中継伝送装置は、
光ファイバ伝送路の途中に、複数の波長成分を有する光
信号(波長多重化された光信号を含む)に対する増幅利
得の波長依存性が互いに異なる複数の光ファイバ増幅器
が所定の順序で繰り返し配置されていることにより、複
数の光ファイバ増幅器における増幅率の波長依存性が互
いに相殺されて、光ファイバ伝送路に配置された複数の
光ファイバ増幅器全体として波長に対する平坦な増幅特
性を得られるため、光信号の各波長の増幅利得を略一定
にすることができる。また、複数の光ファイバ増幅器
は、それぞれの増幅用ファイバのファイバ長を調整する
ことにより、入力信号光レベルの変動に対する各波長間
の増幅利得差をできるだけ一定となるようにすることが
可能である。従って、光信号の波長多重伝送において、
入力信号光レベルによらず、各波長の利得が略一定とな
るように多波長一括増幅を行い、伝送損失を補償する光
中継伝送装置を実現することができる。
【0028】さらに、本発明の第1の光通信方法は、波
長多重化された光信号を光ファイバ伝送路により伝送さ
せる際、光ファイバ伝送路の途中に配置された中継器に
おいて、波長多重化された光信号に対する増幅利得の波
長依存性が互いに異なる複数の光ファイバ増幅器を用い
て、波長多重化された光信号を順に波長依存性をもって
増幅すると共に、増幅率の波長依存性を互いに相殺する
ことにより、中継器の複数の光ファイバ増幅器全体とし
て波長に対する平坦な増幅特性を得られるため、波長多
重化された光信号の各波長の増幅利得を略一定にするこ
とができる。また、複数の光ファイバ増幅器のそれぞれ
の増幅用ファイバのファイバ長を調整することにより、
入力信号光レベルの変動に対する各波長間の増幅利得差
をできるだけ一定となるようにすることが可能である。
従って、光信号の波長多重伝送において、入力信号光レ
ベルによらず、各波長の利得が略一定となるように多波
長一括増幅を行い、伝送損失を補償する光通信方法を実
現することができる。
【0029】また、本発明の第2の光通信方法は、複数
の波長成分を有する光信号(波長多重化された光信号を
含む)を光ファイバ伝送路により伝送させる際、光ファ
イバ伝送路の途中に所定の順序で配置された、光信号に
対する増幅利得の波長依存性が互いに異なる複数の光フ
ァイバ増幅器を用いて、光信号を順に波長依存性をもっ
て増幅すると共に、増幅率の波長依存性を互いに相殺す
ることにより、光ファイバ伝送路に配置された複数の光
ファイバ増幅器全体として波長に対する平坦な増幅特性
を得られるため、波長多重化された光信号の各波長の増
幅利得を略一定にすることができる。また、複数の光フ
ァイバ増幅器のそれぞれの増幅用ファイバのファイバ長
を調整することにより、入力信号光レベルの変動に対す
る各波長間の増幅利得差をできるだけ一定となるように
することが可能である。従って、複数の波長成分を有す
る光信号の伝送において、入力信号光レベルによらず、
各波長の利得が略一定となるように多波長一括増幅を行
い、伝送損失を補償する光通信方法を実現することがで
きる。
【0030】
【実施例】本発明の実施例の説明に先立って、本発明の
光中継伝送装置で使用するEr添加の光増幅用ファイバ
に関して、本発明者が研究の結果として得た知見を説明
する。本発明の光中継伝送装置は、Erと共添加する元
素の種類や添加量の相違による増幅利得の波長特性が異
なることを利用して、共添加元素種または共添加元素量
の異なる複数のEr添加ファイバを直列に接続し、全体
として増幅利得の波長依存性を低減した伝送路を構築す
ることを目的としている。
【0031】本発明者は、共添加元素としてAlとPと
を選択した場合に、様々な添加量での多波長を一括して
増幅した場合の増幅利得の波長特性を実験により測定し
た。図1は、4波(波長=1543nm、1548n
m、1552nm、1558nm)を一括増幅した場合
の増幅利得の波長特性を示すグラフである。測定にあた
っては、双方向励起法を用い、励起光波長=1.47μ
m、前方励起光強度=25mW、後方励起光強度=25
mWとした。また、各Er添加ファイバの波長=1.5
5μmでの吸収ロス=α1.55,i[dB/m]と各Er添
加ファイバの長さLi[m]とについて、 α1.55,i・Li=60[dB] となるように各Er添加ファイバの長さLi[m]を調
整した。
【0032】図1(a)はP添加量=4.2wt%、A
l添加量=2.6wt%の測定結果、図1(b)はP添
加量=1.2wt%、Al添加量=0.3wt%の測定
結果、図1(c)はP添加量=5wt%、Al添加量=
1wt%の測定結果、図1(d)はP添加量=3.9w
t%、Al添加量=0.3wt%の測定結果である。図
1以外の添加量でも測定を行ったが、増幅利得の波長特
性は、β=(P添加量)/(Al添加量)の値で決定さ
れ、また、β=0〜2の範囲では略一定であることが見
出された。図2は、βの変化による図1の実験条件での
増幅ピーク波長の変化を示すグラフである。
【0033】すなわち、β>2では、βの増加によって
増幅ピーク波長が減少する傾向が確認され、1.55μ
m帯の多波長増幅では、Alのみを共添加した場合の増
幅利得の波長依存性とは逆に長波長になる程、増幅利得
が減少する傾向があることが確認された。
【0034】したがって、上記の知見に従って、共添加
元素種(特に、AlまたはP)または共添加元素量の異
なる複数のEr添加ファイバを直列に接続することによ
り、全体として増幅利得の波長依存性を平坦化すること
ができる。
【0035】以下、添付図面を参照しながら、本発明の
実施例を説明する。なお、図面の説明にあたって同一の
要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0036】(第1の実施例)本実施例の光中継伝送装
置は、本発明の第1の光中継伝送装置に属し、光信号の
波長多重伝送において、入力信号光レベルによらず、各
波長の利得が略一定となるように多波長一括増幅を行
い、伝送損失を補償する。
【0037】図3は、本実施例の光中継伝送装置の構成
図である。図3(a)は光中継伝送装置の全体構成を示
し、図3(b)はその光中継増幅器の構成を示す。
【0038】図3(a)に示すように、光中継伝送装置
は、(a)例えば4個の情報信号をそれぞれ波長1.5
5μm帯の波長λ1、λ2、λ3、λ4の光信号に変換
する光送信器11、12、13、14と、これら4波の
光信号を波長多重化する光合波器15とを有する送信端
局16と、(b)送信端局16の光合波器15から送出
された光信号を伝送する光ファイバ伝送路17と、
(c)光ファイバ伝送路17により伝送された光信号を
それぞれ波長λ1、λ2、λ3、λ4の光信号に分波す
る光分波器20と、これら分波された光信号を4個の情
報信号に変換する光受信器21、22、23、24とを
有する受信端局25と、(d)光ファイバ伝送路17の
途中に配置され、波長多重化された光信号に対する増幅
利得の波長依存性が互いに異なる傾向をもつ複数の光フ
ァイバ増幅器が直列に接続した光中継増幅器30と、か
ら構成される。
【0039】また、図3(b)に示すように、光中継増
幅器30は、Alを0.1wt%以上含有するEr添
加ファイバとして例えばAl:1.4wt%共添加ED
F31aと、EDF31aに直列に融着接続し、Pを
0.1wt%以上含有するEr添加ファイバとして例え
ばP:5wt%−Al:1wt%共添加EDF31b
と、励起光を発生する励起光源32aと、励起光源3
2aが発生した励起光を入力してEDF31aの入力側
に出力する合波器33aとを備え、EDF31aおよび
EDF31bに励起光を供給する励起装置34aと、
励起光を発生する励起光源32bと、励起光源32bが
発生した励起光を入力してEDF31bの出力側に出力
する合波器33bとを備え、EDF31aおよびEDF
31bに励起光を供給する励起装置34bと、光ファ
イバ伝送路17を伝送されてきた信号光を入力して入力
信号光の進行方向に進む光のみを透過し、合波器33a
を介してEDF31aに入力させる光アイソレータ35
aと、EDF31bから出力された信号光の進行方向
に進む光のみを透過し、光ファイバ伝送路17に送出す
る光アイソレータ35bと、から構成される。なお、E
DF31aおよびEDF31bに励起光を供給する励起
装置として、励起装置34aまたは励起装置34bのい
ずれか一方を使用して、前方励起法または後方励起法で
EDF31aおよびEDF31bを励起する構成とする
ことも可能である。
【0040】そして、EDF31a、励起装置34a、
および励起装置34bとから第1の光ファイバ増幅器3
6aが構成され、EDF31b、励起装置34a、およ
び励起装置34bとから第2の光ファイバ増幅器36b
が構成される。
【0041】次に、EDF31aを用いる第1の光ファ
イバ増幅器36aとEDF31bを用いる第2の光ファ
イバ増幅器36bのそれぞれの諸特性を説明する。な
お、ここでは、Al:1.4wt%共添加EDFを用い
る光ファイバ増幅器とP:5wt%−Al:1wt%共
添加EDFを用いる光ファイバ増幅器とについてそれぞ
れ独立に行った実験データに基づいて説明を進める。
【0042】図4は、Al:1.4wt%共添加EDF
を用いる光ファイバ増幅器とP:5wt%−Al:1w
t%共添加EDFを用いる光ファイバ増幅器の波長多重
化された光信号の多波長一括増幅特性を示すグラフであ
る。なお、この増幅利得の測定は、後方励起(backward
pumping)法を用い、励起波長1.47μm、励起パワ
ー50mW、入力信号光パワー−20dBm/chan
nel、信号光波長1540/1546/1552/1
558nm、Al:1.4wt%共添加EDF31aの
ファイバ長10/16/22m、P:5wt%−Al:
1wt%共添加EDF31bのファイバ長6/11/2
2mの条件において行った。
【0043】この図4のグラフに示されるように、波長
1.55μm帯においては、Al:1.4wt%共添加
EDFを用いる光ファイバ増幅器は、信号光波長が長波
長になるほど増幅利得が高くなる傾向にあるのに対し、
P:5wt%−Al:1wt%共添加EDFを用いる光
ファイバ増幅器は信号光波長が長波長になるほど増幅利
得が低くなる傾向にある。即ち、信号光波長に対する増
幅利得の波長依存性が逆の傾向となっている。また、A
l:1.4wt%共添加EDFを用いる光ファイバ増幅
器およびP:5wt%−Al:1wt%共添加EDFを
用いる光ファイバ増幅器のいずれも、EDFのファイバ
長が短くなるにつれて信号光波長に対する増幅利得の変
化率が小さくなる傾向にある。即ち、増幅利得の波長依
存性が小さくなり、波長1.55μm帯における増幅特
性が平坦になる傾向にある。
【0044】図5は、Al:1.4wt%共添加EDF
を用いる光ファイバ増幅器およびP:5wt%−Al:
1wt%共添加EDFを用いる光ファイバ増幅器の多重
化された光信号に対する多波長一括増幅時の出力波形を
示すグラフである。図5(a)は、Al:1.4wt%
共添加EDFを用いる光ファイバ増幅器の出力波形を示
し、図5(b)は、P:5wt%−Al:1wt%共添
加EDFを用いる光ファイバ増幅器の出力波形を示す。
なお、この出力波形の測定は、後方励起法を用い、励起
波長1.47μm、励起パワー50mW、入力信号光パ
ワー−20dBm/channel、信号光波長154
3/1548/1552/1558nm、Al:1.4
wt%共添加EDFのファイバ長22m、P:5wt%
−Al:1wt%共添加EDFのファイバ長9mの条件
において行った。
【0045】この図5のグラフに示されるように、波長
1.55μm帯においては、Al:1.4wt%共添加
EDFを用いる光ファイバ増幅器は、信号光波長が長波
長になるほど出力信号光パワーが大きくなる傾向にある
のに対し、P:5wt%−Al:1wt%共添加EDF
を用いる光ファイバ増幅器は信号光波長が長波長になる
ほど出力信号光パワーが小さくなる傾向にある。このよ
うな出力信号光パワーの波長依存性は、上記図4のグラ
フに示したAl:1.4wt%共添加EDFを用いる光
ファイバ増幅器とP:5wt%−Al:1wt%共添加
EDFを用いる光ファイバ増幅器の多波長一括増幅特性
と対応するものである。
【0046】図6は、Al:1.4wt%共添加EDF
を用いる光ファイバ増幅器とP:5wt%−Al:1w
t%共添加EDFを用いる光ファイバ増幅器の波長多重
化された光信号に対する波長間の最大利得差(各波長の
増幅利得における最大利得と最小利得との差)と入力信
号光パワーとの関係を示すグラフである。なお、この増
幅利得の測定は、上記図4の場合と同様の方法および条
件において行った。
【0047】この図6のグラフに示されるように、A
l:1.4wt%共添加EDFを用いる光ファイバ増幅
器およびP:5wt%−Al:1wt%共添加EDFを
用いる光ファイバ増幅器のいずれも、それぞれAl:
1.4wt%共添加EDFおよびP:5wt%−Al:
1wt%共添加EDFのファイバ長が短いほど入力信号
光レベルに対する波長間の最大利得差が一定となる傾向
にある。しかし、各光ファイバ増幅器の出力は、Al:
1.4wt%共添加EDFおよびP:5wt%−Al:
1wt%共添加EDF中のEr3+イオン数に依存するた
め、ファイバ長の短尺化はそれぞれ光ファイバ増幅器の
出力の低下を招くことになる。
【0048】そして以上の図4乃至図6のグラフに示す
諸特性についてのAl:1.4wt%共添加EDFを用
いる光ファイバ増幅器とP:5wt%−Al:1wt%
共添加EDFを用いる光ファイバ増幅器との関係は、上
記図3に示すAl:1.4wt%共添加EDF31aを
用いる第1の光ファイバ増幅器36aとP5wt%−A
l:1wt%共添加EDF31bを用いる第2の光ファ
イバ増幅器36bとの関係と同様と考えられる。
【0049】次に、第1および第2の光ファイバ増幅器
36a、36bが直列に接続した光中継増幅器30の諸
特性を説明する。
【0050】図7は、EDF31aを用いる第1の光フ
ァイバ増幅器36aとEDF31bを用いる第2の光フ
ァイバ増幅器36bとが直列に接続した光中継増幅器3
0の波長多重化された光信号に対する多波長一括増幅時
の出力波形を示すグラフである。なお、この出力波形の
測定は、上記図5の場合と同様の方法および条件におい
て行ったが、EDF31aのファイバ長は16m、ED
F31bのファイバ長は9mとした。
【0051】この図7のグラフに示されるように、波長
1.55μm帯において、ファイバ長16mのEDF3
1aを用いる第1の光ファイバ増幅器36aとファイバ
長9mのEDF31bを用いる第2の光ファイバ増幅器
36bとが直列に接続した光中継増幅器30は、信号光
波長が異なっても出力信号光パワーは略一定に平坦化さ
れ、出力信号光パワーの波長依存性は大幅に減少する。
【0052】図8は、ファイバ長16mのEDF31a
を用いる第1の光ファイバ増幅器36aとファイバ長9
mのEDF31bを用いる第2の光ファイバ増幅器36
bとが直列に接続した光中継増幅器30の信号光波長に
対する出力信号光パワーを示すグラフである。なお、比
較のため、EDF31aを用いる第1の光ファイバ増幅
器36aのファイバ長13/16/22mにおける出力
信号光パワーを併せて表示した。また、これらの出力信
号光パワーの測定は、上記図5の場合と同様の方法およ
び条件において行った。
【0053】この図8のグラフに示されるように、波長
1.55μm帯において、ファイバ長16mのEDF3
1aを用いる第1の光ファイバ増幅器36aとファイバ
長9mのEDF31bを用いる第2の光ファイバ増幅器
36bとが直列に接続した光中継増幅器30の出力信号
光パワーは、ファイバ長22mのEDF31aを用いる
第1の光ファイバ増幅器36aと同等の高い出力信号光
パワーとなる。また、その出力信号光パワーの信号光波
長に対する平坦度は、ファイバ長13mのEDF31a
を用いる第1の光ファイバ増幅器36aと同等の良好な
平坦度となる。
【0054】次に、上記図7および図8のグラフに示す
光中継増幅器30の諸特性に基づき、図3の光中継伝送
装置を用いた光通信方法を説明する。
【0055】まず、送信端局16において、4個の情報
信号が、光送信器11、12、13、14によりそれぞ
れ波長1.55μm帯の波長λ1、λ2、λ3、λ4の
光信号に変換される。続いて、これら4波の光信号は、
光合波器15により波長多重化された後、光ファイバ伝
送路17に送出される。
【0056】この波長多重化された光信号は光ファイバ
伝送路17を伝送されるが、その伝送損失を補償するた
め、光ファイバ伝送路17の途中に配置された光中継増
幅器30により4波長一括増幅される。
【0057】即ち、光中継増幅器30において、光ファ
イバ伝送路17を伝送されてきた信号光は、光アイソレ
ータ35aにより入力信号光の進行方向にのみ透過さ
れ、合波器33aを介して第1の光ファイバ増幅器36
aのEDF31aに入力する。また、励起装置34aの
励起光源32aにより発生した励起光が、同じく合波器
33aを介してEDF31aに入力するとともに、励起
装置34bの励起光源32bにより発生した励起光が、
合波器33bおよびEDF31bを介してEDF31a
に入力する。
【0058】従って、第1の光ファイバ増幅器36aに
おいては、励起装置34aから前方励起(forward pump
ing )法を用いて供給された励起光および励起装置34
bから後方励起法を用いて供給された励起光により、所
定のファイバ長に調整されたEDF31a内のErが励
起され、入力信号光が増幅される。即ち、EDF31a
内の励起されたErによる誘導放射により、上記図4乃
至図6に示されるような波長依存性で入力信号光が増幅
される。
【0059】この増幅された入力信号光は、続いてED
F31aに直列に融着接続した第2の光ファイバ増幅器
36bのEDF31bに入力する。また、励起装置34
aの励起光源32aにより発生した励起光が、合波器3
3aおよびEDF31aを介してEDF31bに入力す
るとともに、励起装置34bの励起光源32bにより発
生した励起光が、合波器33bを介してEDF31aに
入力する。
【0060】従って、第2の光ファイバ増幅器36bに
おいては、励起装置34aから前方励起(forward pump
ing )法を用いて供給された励起光および励起装置34
bから後方励起法を用いて供給された励起光により、所
定のファイバ長に調整されたEDF31b内のErが励
起され、入力信号光が増幅される。即ち、EDF31b
内の励起されたErによる誘導放射により、上記図4乃
至図6に示されるような波長依存性で入力信号光が増幅
される。そして第2の光ファイバ増幅器36bにより増
幅された信号光は、光アイソレータ35bによりその進
行方向にのみ透過され、出力信号光として光ファイバ伝
送路17に送出される。
【0061】この際、第1の光ファイバ増幅器36aお
よび第2の光ファイバ増幅器36bにおいて、それぞれ
の波長依存性で入力信号光が多波長一括増幅されるが、
これら第1および第2の光ファイバ増幅器36a、36
bは、上記図4乃至図6に示されるように、信号光波長
に対する増幅利得の波長依存性が異なる傾向をもってい
るため、これら第1および第2の光ファイバ増幅器36
a、36bが直列に接続した光中継増幅器30として
は、第1および第2の光ファイバ増幅器36a、36b
の波長依存性が相殺され、波長に対する増幅特性が平坦
化される。従って、上記図7のグラフに示されるよう
に、波長1.55μm帯において、信号光波長が異なっ
ても出力信号光パワーは略一定に平坦化される。
【0062】また、第1の光ファイバ増幅器36aの所
定のファイバ長のEDF31aと第2の光ファイバ増幅
器36bの所定のファイバ長のEDF31bとが直列に
融着接続して一体化しているため、ファイバ長の短尺化
による出力の低下を防止し、上記図8のグラフに示され
るように、高い出力信号光パワーが維持される。こうし
て、光中継増幅器30による多波長一括増幅において
は、波長に対する平坦で高い増幅特性が入力信号光レベ
ルによらずに得られ、伝送損失が補償される。
【0063】光中継増幅器30により多波長一括増幅さ
れ、光ファイバ伝送路17に送出された光信号は、再び
光ファイバ伝送路17を通って受信端局25に伝送され
る。受信端局25においては、伝送されてきた光信号
が、光分波器20によりそれぞれ波長λ1、λ2、λ
3、λ4の光信号に分波される。続いて、これら分波さ
れた光信号は、光受信器21、22、23、24により
4個の情報信号に変換され、抽出される。
【0064】このように本実施例によれば、増幅利得の
波長依存性が異なる傾向をもつ第1および第2の光ファ
イバ増幅器36a、36bが直列接続し、また、第1の
光ファイバ増幅器36aの所定のファイバ長に調節され
たEDF31aと第2の光ファイバ増幅器36bの所定
のファイバ長に調節されたEDF31bとが直列に融着
接続して一体化していることにより、第1および第2の
光ファイバ増幅器36a、36bの波長依存性が相殺さ
れて波長に対する増幅特性が平坦化され、また、ファイ
バ長の短尺化による出力の低下を防止して高い出力信号
光パワーが維持されるため、光中継増幅器30による多
波長一括増幅において、波長に対する平坦で高い増幅特
性が入力信号光レベルによらずに得られる。従って、光
信号の波長多重伝送において各波長間の信号光レベル差
の小さい良好な光中継伝送装置および光通信方法を実現
することができる。
【0065】なお、上記実施例においては、光ファイバ
伝送路17の途中に1台の光中継増幅器30が配置され
ている場合について説明したが、光ファイバ伝送路17
が長距離の場合、必要に応じて、複数の光中継増幅器3
0を所定の位置に多段に配置し、多段光中継伝送装置と
すればよい。
【0066】また、Pを0.1wt%以上含有するEr
添加ファイバとして例えばP:5wt%−Al:1wt
%共添加EDF31bを用いているが、このP:5wt
%−Al:1wt%共添加EDF31bの代わりに、P
のみを0.1wt%以上含有するP共添加EDFを用い
ても、同様の効果を奏することができる。
【0067】(第2の実施例)本実施例の光中継伝送装
置は、本発明の第1の光中継伝送装置に属し、光信号の
波長多重伝送において、入力信号光レベルによらず、各
波長の利得が略一定となるように多波長一括増幅を行
い、伝送損失を補償する。
【0068】図9は、本実施例の光中継伝送装置の構成
図である。図9(a)は光中継伝送装置の全体構成を示
し、図9(b)はその光中継増幅器の構成を示す。
【0069】図9(a)に示すように、本実施例の光中
継伝送装置は、(a)例えば4個の情報信号をそれぞれ
波長1.55μm帯の波長λ1、λ2、λ3、λ4の光
信号に変換する光送信器11、12、13、14と、こ
れら4波の光信号を波長多重化する光合波器15とを有
する送信端局16と、(b)送信端局16の光合波器1
5から送出された光信号を伝送する光ファイバ伝送路1
7と、(c)光ファイバ伝送路17により伝送された光
信号をそれぞれ波長λ1、λ2、λ3、λ4の光信号に
分波する光分波器20と、これら分波された光信号を4
個の情報信号に変換する光受信器21、22、23、2
4とを有する受信端局25と、(d)光ファイバ伝送路
17の途中に配置され、波長多重化された光信号に対す
る増幅利得の波長依存性が異なる傾向をもつ複数の光フ
ァイバ増幅器が直列に接続した光中継増幅器40と、か
ら構成される。
【0070】即ち、本実施例の光中継伝送装置は、上記
第1の実施例の光中継伝送装置の光中継増幅器30の代
わりに、光中継増幅器40を用いている点に特徴があ
る。
【0071】また、図9(b)に示すように、光中継増
幅器40は、AlおよびPを含有しないAl−P無添
加EDF41aと、Alを0.1wt%以上含有する
Er添加ファイバとして例えばAl1.4wt%共添加
EDF41bと、励起光を発生する励起光源42a
と、励起光源42aが発生した励起光を入力してEDF
41aの入力側に出力する合波器43aとを備え、ED
F41aおよびEDF41bに励起光を供給する励起装
置44aと、励起光を発生する励起光源42bと、励
起光源42bが発生した励起光を入力してEDF41b
の出力側に出力する合波器43bとを備え、EDF41
aおよびEDF41bに励起光を供給する励起装置44
bと、光ファイバ伝送路17を伝送されてきた信号光
を入力して入力信号光の進行方向に進む光のみを透過
し、EDF41aに入力させる光アイソレータ45a
と、EDF41bから出力された信号光の進行方向に
進む光のみを透過し、光ファイバ伝送路17に送出する
光アイソレータ45bと、から構成される。なお、ED
F41aおよびEDF41bに励起光を供給する励起装
置として、励起装置44aまたは励起装置44bのいず
れか一方を使用して、前方励起法または後方励起法でE
DF41aおよびEDF41bを励起する構成とするこ
とも可能である。
【0072】そして、EDF41a、励起装置44aお
よび励起装置44bから第1の光ファイバ増幅器46a
が構成され、また、EDF41b、励起装置44aおよ
び励起装置44bとから第2の光ファイバ増幅器46b
が構成されている。
【0073】即ち、本実施例の光中継伝送装置における
光中継増幅器40は、上記第1の実施例の光中継伝送装
置におけるAl:1.4wt%共添加EDF31aと
P:5wt%−Al:1wt%共添加EDF31bとの
組合せの代わりに、Al−P無添加EDF41aとA
l:1.4wt%共添加EDF41bとの組合せを用い
る点に特徴がある。
【0074】次に、EDF41aを用いる第1の光ファ
イバ増幅器46aとEDF41bを用いる第2の光ファ
イバ増幅器46bのそれぞれの増幅特性を説明する。な
お、ここでは、Al−P無添加EDFを用いる光ファイ
バ増幅器とAl:1.4wt%共添加EDFを用いる光
ファイバ増幅器とについてそれぞれ独立に行った実験デ
ータに基づいて説明を進める。
【0075】図10は、Al−P無添加EDFを用いる
光ファイバ増幅器とAl:1.4wt%共添加EDFを
用いる光ファイバ増幅器の波長多重化された光信号の多
波長一括増幅特性を示すグラフである。図10(a)
は、Al−P無添加EDFを用いる光ファイバ増幅器の
信号光波長に対する増幅利得を示し、図10(b)は、
Al:1.4wt%共添加EDFを用いる光ファイバ増
幅器の信号光波長に対する増幅利得を示す。なお、この
増幅利得の測定は、後方励起法を用い、励起波長1.4
7μm、励起パワー50mW、入力信号光パワー−20
dBm/channel、信号光波長1540/154
6/1552/1558nm、Al−P無添加EDFの
ファイバ長100m、Al1.4wt%共添加EDFの
ファイバ長10/16/22mの条件において行った。
【0076】この図10のグラフに示されるように、波
長1.55μm帯においては、Al−P無添加EDFを
用いる光ファイバ増幅器は、信号光波長1546nmで
最大の増幅利得を示し、それより短波長側でも長波長側
でも増幅利得が低くなる傾向にあるのに対し、Al:
1.4wt%共添加EDFを用いる光ファイバ増幅器
は、信号光波長が長波長になるほど増幅利得が高くなる
傾向にある。即ち、信号光波長に対する増幅利得の波長
依存性の傾向が異なっている。また、Al−P無添加E
DFを用いる光ファイバ増幅器およびAl:1.4wt
%共添加EDFを用いる光ファイバ増幅器のいずれも、
EDFのファイバ長が短くなるにつれて信号光波長に対
する増幅利得の変化率が小さくなる傾向にある。即ち、
増幅利得の波長依存性が小さくなり、波長1.55μm
帯における増幅特性が平坦になる傾向にある。
【0077】そしてこの図10のグラフに示す増幅特性
についてのAl−P無添加EDFを用いる光ファイバ増
幅器とAl:1.4wt%共添加EDFを用いる光ファ
イバ増幅器との関係は、上記図9に示すAl−P無添加
EDF41aを用いる第1の光ファイバ増幅器46aと
Al:1.4wt%共添加EDF41bを用いる第2の
光ファイバ増幅器46bとの関係と同様と考えられる。
【0078】従って、異なる傾向の波長依存性をもつ第
1および第2の光ファイバ増幅器46a、46bが直列
接続し、また第1の光ファイバ増幅器46aのAl−P
無添加EDF41aと第2の光ファイバ増幅器46bの
Al1.4wt%共添加EDF41bとがそれぞれ所定
のファイバ長に調節され、さらにこれらのEDF41a
とEDF41bとが直列に接続して一体化していること
により、上記第1の実施例の場合と同様に、第1および
第2の光ファイバ増幅器46a、46bの波長依存性を
相殺して波長に対する増幅特性を平坦化し、またファイ
バ長の短尺化による出力の低下を防止して高い出力信号
光パワーを維持することができる。このため、光中継増
幅器40による多波長一括増幅において、波長に対する
平坦で高い増幅特性を入力信号光レベルによらずに得る
ことが可能となる。
【0079】次に、図9の光中継伝送装置を用いた光通
信方法を説明する。
【0080】まず、送信端局16において、4個の情報
信号が、光送信器11、12、13、14によりそれぞ
れ波長1.55μm帯の波長λ1、λ2、λ3、λ4の
光信号に変換される。続いて、これら4波の光信号は、
光合波器15により波長多重化された後、光ファイバ伝
送路17に送出される。
【0081】この波長多重化された光信号は光ファイバ
伝送路17を伝送されるが、その伝送損失を補償するた
め、光ファイバ伝送路17の途中に配置された光中継増
幅器40により4波長一括増幅される。
【0082】即ち、光中継増幅器40において、光ファ
イバ伝送路17を伝送されてきた信号光は、光アイソレ
ータ45aにより入力信号光の進行方向にのみ透過さ
れ、合波器43aを介して第1の光ファイバ増幅器46
aのEDF41aに入力する。また、励起装置44aの
励起光源42aにより発生した励起光が、同じく合波器
43aを介してEDF41aに入力するとともに、励起
装置44bの励起光源42bにより発生した励起光が、
合波器43bおよびEDF41bを介してEDF41a
に入力する。
【0083】従って、第1の光ファイバ増幅器46aに
おいては、励起装置44aから前方励起法を用いて供給
された励起光および励起装置34bから後方励起法を用
いて供給された励起光により、所定のファイバ長に調整
されたEDF41a内のErが励起され、入力信号光が
増幅される。即ち、EDF41a内の励起されたErに
よる誘導放射により、上記図10のグラフに示されるよ
うな波長依存性で入力信号光が増幅される。
【0084】この増幅された入力信号光は、続いてED
F41aに直列に融着接続した第2の光ファイバ増幅器
46bのEDF41bに入力する。また、励起装置44
aの励起光源42aにより発生した励起光が、合波器4
3aおよびEDF41aを介してEDF41bに入力す
るとともに、励起装置44bの励起光源42bにより発
生した励起光が、合波器43bを介してEDF41bに
入力する。
【0085】従って、第2の光ファイバ増幅器46bに
おいては、励起装置44aから前方励起法を用いて供給
された励起光および励起装置44bから後方励起法を用
いて供給された励起光により、所定のファイバ長に調整
されたEDF41b内のErが励起され、入力信号光が
増幅される。即ち、EDF41b内の励起されたErに
よる誘導放射により、上記図10のグラフに示されるよ
うな波長依存性で入力信号光が増幅される。そして第2
の光ファイバ増幅器46bにより増幅された信号光は、
光アイソレータ45bによりその進行方向にのみ透過さ
れ、出力信号光として光ファイバ伝送路17に送出され
る。
【0086】この際、第1の光ファイバ増幅器46aお
よび第2の光ファイバ増幅器46bにおいて、それぞれ
の波長依存性で入力信号光が多波長一括増幅されるが、
これら第1および第2の光ファイバ増幅器46a、46
bは、上記図10のグラフに示されるように、信号光波
長に対する増幅利得の波長依存性が異なる傾向をもって
いるため、これら第1および第2の光ファイバ増幅器4
6a、46bが直列に接続した光中継増幅器40として
は、第1および第2の光ファイバ増幅器46a、46b
の波長依存性が相殺され、波長に対する増幅特性が平坦
化される。従って、波長1.55μm帯において、信号
光波長が異なっても出力信号光パワーは略一定に平坦化
される。
【0087】また、第1の光ファイバ増幅器46aの所
定のファイバ長のEDF41aと第2の光ファイバ増幅
器46bの所定のファイバ長のEDF41bとが直列に
接続して一体化しているため、ファイバ長の短尺化によ
る出力の低下を防止し、高い出力信号光パワーが維持さ
れる。こうして、光中継増幅器40による多波長一括増
幅においては、波長に対する平坦で高い増幅特性が入力
信号光レベルによらずに得られ、伝送損失が補償され
る。
【0088】光中継増幅器40により多波長一括増幅さ
れ、光ファイバ伝送路17に送出された光信号は、再び
光ファイバ伝送路17を通って受信端局25に伝送され
る。受信端局25においては、伝送されてきた光信号
が、光分波器20によりそれぞれ波長λ1、λ2、λ
3、λ4の光信号に分波される。続いて、これら分波さ
れた光信号は、光受信器21、22、23、24により
4個の情報信号に変換され、抽出される。
【0089】このように本実施例によれば、異なる傾向
の波長依存性をもつ第1および第2の光ファイバ増幅器
46a、46bが直列接続し、また、第1の光ファイバ
増幅器46aの所定のファイバ長に調節されたAl−P
無添加EDF41aと第2の光ファイバ増幅器46bの
所定のファイバ長に調節されたAl1.4wt%共添加
EDF41bとが直列に融着接続して一体化しているこ
とにより、第1および第2の光ファイバ増幅器46a、
46bの波長依存性が相殺されて波長に対する増幅特性
が平坦化され、また、ファイバ長の短尺化による出力の
低下を防止して高い出力信号光パワーが維持されるた
め、光中継増幅器40による多波長一括増幅において、
波長に対する平坦で高い増幅特性が入力信号光レベルに
よらずに得られる。従って、光信号の波長多重伝送にお
いて各波長間の信号光レベル差の小さい良好な光中継伝
送装置および光通信方法を実現することができる。
【0090】なお、上記実施例においては、光ファイバ
伝送路17の途中に1台の光中継増幅器40が配置され
ている場合について説明したが、光ファイバ伝送路17
が長距離の場合、必要に応じて、複数の光中継増幅器4
0を所定の位置に多段に配置し、多段光中継伝送装置と
すればよい。
【0091】(第3の実施例)本実施例の光中継伝送装
置は、本発明の第1の光中継伝送装置に属し、光信号の
波長多重伝送において、入力信号光レベルによらず、各
波長の利得が略一定となるように多波長一括増幅を行
い、伝送損失を補償する。
【0092】図11は、本実施例の光中継伝送装置の構
成図である。図11(a)は光中継伝送装置の全体構成
を示し、図11(b)はその光中継増幅器の構成を示
す。
【0093】図11(a)に示すように、光中継伝送装
置は、(a)例えば4個の情報信号をそれぞれ波長1.
55μm帯の波長λ1、λ2、λ3、λ4の光信号に変
換する光送信器11、12、13、14と、これら4波
の光信号を波長多重化する光合波器15とを有する送信
端局16と、(b)送信端局16の光合波器15から送
出された光信号を伝送する光ファイバ伝送路17と、
(c)光ファイバ伝送路17により伝送された光信号を
それぞれ波長λ1、λ2、λ3、λ4の光信号に分波す
る光分波器20と、これら分波された光信号を4個の情
報信号に変換する光受信器21、22、23、24とを
有する受信端局25と、(d)光ファイバ伝送路17の
途中に配置され、波長多重化された光信号に対する増幅
利得の波長依存性が異なる傾向をもつ複数の光ファイバ
増幅器が直列に接続した光中継増幅器50と、から構成
される。
【0094】即ち、本実施例の光中継伝送装置は、上記
第1の実施例の光中継伝送装置の光中継増幅器18の代
わりに、光中継増幅器50を用いている点に特徴があ
る。
【0095】また、図11(b)に示すように、光中継
増幅器50は、Pを0.1wt%以上含有するEr添
加ファイバとして例えばP:5wt%−Al:1wt%
共添加EDF51aと、EDF51aに直列に融着接
続し、AlおよびPを含有しないAl−P無添加EDF
51bと、励起光を発生する励起光源52と、励起光
源52が発生した励起光を入力して2方向に出力する分
波器53と、分波器53からの励起光を入力してEDF
51aの入力側に出力する合波器54aと、分波器53
からの励起光を入力してEDF51bの出力側に出力す
る合波器54bとを備え、EDF51aおよびEDF5
1bの双方に励起光を供給する励起装置55と、光フ
ァイバ伝送路17を伝送されてきた信号光を入力して入
力信号光の進行方向に進む光のみを透過し、EDF51
aに入力させる光アイソレータ56aと、EDF51
aから出力された信号光の進行方向に進む光のみを透過
し、光ファイバ伝送路17に送出する光アイソレータ5
6bと、から構成される。なお、EDF51aおよびE
DF51bに励起光を供給する励起装置として、分波器
53を使用しないとともに、合波器54aまたは合波器
54bのいずれか一方を使用して、前方励起法または後
方励起法でEDF41aおよびEDF41bを励起する
構成とすることも可能である。
【0096】そしてEDF51aと励起装置55とから
第1の光ファイバ増幅器57aが構成され、また、ED
F51bと励起装置55とから第2の光ファイバ増幅器
57bが構成されている。
【0097】即ち、本実施例の光中継伝送装置における
光中継増幅器50は、上記第1の実施例の光中継伝送装
置におけるEDF31aとEDF31bとの組合せの代
わりに、EDF51aとEDF51bとの組合せを用い
る点に特徴がある。また、1個の励起装置55を用いて
EDF51aおよびEDF51bの双方に同時に励起光
を供給する点に特徴がある。
【0098】次に、EDF51aを用いる第1の光ファ
イバ増幅器57aとEDF51bを用いる第2の光ファ
イバ増幅器57bのそれぞれの増幅特性を説明する。な
お、ここでは、P:5wt%−Al:1wt%共添加E
DFを用いる光ファイバ増幅器とAl−P無添加EDF
を用いる光ファイバ増幅器とについてそれぞれ独立に行
った実験データに基づいて説明を進める。
【0099】図12は、P:5wt%−Al:1wt%
共添加EDFを用いる光ファイバ増幅器とAl−P無添
加EDFを用いる光ファイバ増幅器の波長多重化された
光信号の多波長一括増幅特性を示すグラフである。図1
2(a)は、P:5wt%−Al:1wt%共添加ED
Fを用いる光ファイバ増幅器の信号光波長に対する増幅
利得を示し、図12(b)は、Al−P無添加EDFを
用いる光ファイバ増幅器の信号光波長に対する増幅利得
を示す。なお、この増幅利得の測定は、後方励起法を用
い、励起波長1.47μm、励起パワー50mW、入力
信号光パワー−20dBm/channel、信号光波
長1540/1546/1552/1558nm、P:
5wt%−Al:1wt%共添加EDFのファイバ長6
/11/22m、Al−P無添加EDFのファイバ長1
00mの条件において行った。
【0100】この図12のグラフに示されるように、波
長1.55μm帯においては、P:5wt%−Al:1
wt%共添加EDFを用いる光ファイバ増幅器は、信号
光波長が長波長になるほど増幅利得が低くなる傾向にあ
るのに対し、Al−P無添加EDFを用いる光ファイバ
増幅器は、信号光波長1546nmで最大の増幅利得を
示し、それより短波長側でも長波長側でも増幅利得が低
くなる傾向にある。即ち、信号光波長に対する増幅利得
の波長依存性の傾向が異なっている。また、P:5wt
%−Al:1wt%共添加EDFを用いる光ファイバ増
幅器およびAl−P無添加EDFを用いる光ファイバ増
幅器のいずれも、EDFのファイバ長が短くなるにつれ
て信号光波長に対する増幅利得の変化率が小さくなる傾
向にある。即ち、増幅利得の波長依存性が小さくなり、
波長1.55μm帯における増幅特性が平坦になる傾向
にある。
【0101】そしてこの図12のグラフに示す増幅特性
についてのP:5wt%−Al:1wt%共添加EDF
を用いる光ファイバ増幅器とAl−P無添加EDFを用
いる光ファイバ増幅器との関係は、上記図11に示す
P:5wt%−Al:1wt%共添加EDF51aを用
いる第1の光ファイバ増幅器57aとAl−P無添加E
DF51bを用いる第2の光ファイバ増幅器57bとの
関係と同様と考えられる。
【0102】従って、異なる傾向の波長依存性をもつ第
1および第2の光ファイバ増幅器57a、57bが直列
接続し、また第1の光ファイバ増幅器57aのP:5w
t%−Al:1wt%共添加EDF51aと第2の光フ
ァイバ増幅器57bのAl−P無添加EDF51bとが
それぞれ所定のファイバ長に調節され、さらにこれらの
P:5wt%−Al:1wt%共添加EDF51aとA
l−P無添加EDF51bとが直列に接続して一体化し
ていることにより、上記第1の実施例の場合と同様に、
第1および第2の光ファイバ増幅器57a、57bの波
長依存性を相殺して波長に対する増幅特性を平坦化し、
またファイバ長の短尺化による出力の低下を防止して高
い出力信号光パワーを維持することができる。このた
め、光中継増幅器50による多波長一括増幅において、
波長に対する平坦で高い増幅特性が入力信号光レベルに
よらずに得ることが可能となる。
【0103】次に、図11の光中継伝送装置を用いた光
通信方法を説明する。
【0104】まず、送信端局16において、4個の情報
信号が、光送信器11、12、13、14によりそれぞ
れ波長1.55μm帯の波長λ1、λ2、λ3、λ4の
光信号に変換される。続いて、これら4波の光信号は、
光合波器15により波長多重化された後、光ファイバ伝
送路17に送出される。
【0105】この波長多重化された光信号は光ファイバ
伝送路17を伝送されるが、その伝送損失を補償するた
め、光ファイバ伝送路17の途中に配置された光中継増
幅器50により4波長一括増幅される。
【0106】即ち、光中継増幅器50において、光ファ
イバ伝送路17を伝送されてきた信号光は、光アイソレ
ータ56aにより入力信号光の進行方向にのみ透過さ
れ、合波器54aを介して第1の光ファイバ増幅器57
aのEDF51aに入力する。また、励起装置55の励
起光源52により発生した励起光が、分波器53および
合波器54aを介してEDF51aに入力するととも
に、分波器53、合波器54b、およびEDF51bを
介してEDF51aに入力する。
【0107】従って、第1の光ファイバ増幅器57aに
おいては、励起装置55から前方励起法および後方励起
法を用いて供給された励起光により、所定のファイバ長
に調整されたEDF51a内のErが励起され、入力信
号光が増幅される。即ち、EDF51a内の励起された
Erによる誘導放射により、上記図12のグラフに示さ
れるような波長依存性で入力信号光が増幅される。
【0108】この増幅された入力信号光は、続いてED
F51aに直列に融着接続した第2の光ファイバ増幅器
57bのEDF51bに入力する。また、励起装置55
の励起光源52により発生した励起光が、分波器53、
合波器54a、およびEDF51aを介してEDF51
bに入力するとともに、分波器53および合波器54b
を介してEDF51bに入力する。
【0109】従って、第2の光ファイバ増幅器57bに
おいては、励起装置55から前方励起法および後方励起
法を用いて供給された励起光により、所定のファイバ長
に調整されたEDF51b内のErが励起され、入力信
号光が増幅される。即ち、添加EDF51b内の励起さ
れたErによる誘導放射により、上記図12のグラフに
示されるような波長依存性で入力信号光が増幅される。
そして第2の光ファイバ増幅器57bにより増幅された
信号光は、光アイソレータ56bによりその進行方向に
のみ透過され、出力信号光として光ファイバ伝送路17
に送出される。
【0110】この際、第1の光ファイバ増幅器57aお
よび第2の光ファイバ増幅器57bにおいて、それぞれ
の波長依存性で入力信号光が多波長一括増幅されるが、
これら第1および第2の光ファイバ増幅器57a、57
bは、上記図12のグラフに示されるように、信号光波
長に対する増幅利得の波長依存性が異なる傾向をもって
いるため、これら第1および第2の光ファイバ増幅器5
7a、57bが直列に接続した光中継増幅器50として
は、第1および第2の光ファイバ増幅器57a、57b
の波長依存性が相殺され、波長に対する増幅特性が平坦
化される。従って、波長1.55μm帯において、信号
光波長が異なっても出力信号光パワーは略一定に平坦化
される。
【0111】また、第1の光ファイバ増幅器57aの所
定のファイバ長のEDF51aと第2の光ファイバ増幅
器57bの所定のファイバ長のEDF51bとが直列に
融着接続して一体化しているため、ファイバ長の短尺化
による出力の低下を防止し、高い出力信号光パワーが維
持される。こうして、光中継増幅器50による多波長一
括増幅においては、波長に対する平坦で高い増幅特性が
入力信号光レベルによらずに得られ、伝送損失が補償さ
れる。
【0112】光中継増幅器50により多波長一括増幅さ
れ、光ファイバ伝送路17に送出された光信号は、再び
光ファイバ伝送路17を通って受信端局25に伝送され
る。受信端局25においては、伝送されてきた光信号
が、光分波器20によりそれぞれ波長λ1、λ2、λ
3、λ4の光信号に分波される。続いて、これら分波さ
れた光信号は、光受信器21、22、23、24により
4個の情報信号に変換され、抽出される。
【0113】このように本実施例によれば、増幅利得の
波長依存性が異なる傾向をもつ第1および第2の光ファ
イバ増幅器57a、57bが直列接続し、また、第1の
光ファイバ増幅器57aの所定のファイバ長に調節され
たEDF51aと第2の光ファイバ増幅器57bの所定
のファイバ長に調節されたEDF51bとが直列に融着
接続して一体化していることにより、第1および第2の
光ファイバ増幅器57a、57bの波長依存性が相殺さ
れて波長に対する増幅特性が平坦化され、また、ファイ
バ長の短尺化による出力の低下を防止して高い出力信号
光パワーが維持されるため、光中継増幅器50による多
波長一括増幅において、波長に対する平坦で高い増幅特
性が入力信号光レベルによらずに得られる。従って、光
信号の波長多重伝送において各波長間の信号光レベル差
の小さい良好な光中継伝送装置および光通信方法を実現
することができる。
【0114】なお、上記実施例においては、光ファイバ
伝送路17の途中に1台の光中継増幅器50が配置され
ている場合について説明したが、光ファイバ伝送路17
が長距離の場合、必要に応じて、複数の光中継増幅器5
0を所定の位置に多段に配置し、多段光中継伝送装置と
すればよい。
【0115】また、Pを0.1wt%以上含有するEr
添加ファイバとして例えばP:5wt%−Al:1wt
%共添加EDF51aを用いているが、このP:5wt
%−Al:1wt%共添加EDF51aの代わりに、P
のみを0.1wt%以上含有するP共添加EDFを用い
ても、同様の効果を奏することができる。
【0116】(第4の実施例)本実施例の光中継伝送装
置は、本発明の第2の光中継伝送装置に属し、光信号の
波長多重伝送において、入力信号光レベルによらず、各
波長の利得が略一定となるように多波長一括増幅を行
い、伝送損失を補償する。
【0117】図13は、本実施例の光中継伝送装置の構
成図である。図13(a)は光中継伝送装置の全体構成
を示し、図13(b)はその第1の光ファイバ増幅器の
構成を示し、図13(c)はその第2の光ファイバ増幅
器の構成を示す。
【0118】図13(a)に示すように、光中継伝送装
置は、(a)例えば4個の情報信号をそれぞれ波長1.
55μm帯の波長λ1、λ2、λ3、λ4の光信号に変
換した後、これら4波の光信号を波長多重化する送信端
局16と、(b)送信端局16から送出された光信号を
伝送する光ファイバ伝送路17と、(c)光ファイバ伝
送路17により伝送された光信号をそれぞれ波長λ1、
λ2、λ3、λ4の光信号に分波した後、これら分波さ
れた光信号を4個の情報信号に変換する受信端局25
と、(d)光ファイバ伝送路17の途中に交互に配置さ
れた、波長多重化された光信号に対する増幅利得の波長
依存性が異なる傾向をもつ第1の光ファイバ増幅器6
1、62、…、6nおよび第2の光ファイバ増幅器7
1、72、…、7nと、から構成される。
【0119】即ち、本実施例の光中継伝送装置は、光フ
ァイバ伝送路17の途中に、第1の光ファイバ増幅器6
1、第2の光ファイバ増幅器71、第1の光ファイバ増
幅器62、第2の光ファイバ増幅器72、…、第1の光
ファイバ増幅器6n、第2の光ファイバ増幅器7nがこ
の順序で配置されている点に特徴がある。なお、これら
第1の光ファイバ増幅器61、62、…、6nおよび第
2の光ファイバ増幅器71、72、…、7nの総数は、
光ファイバ伝送路17の長さに応じて、所望の数だけ設
置される。
【0120】また、図13(b)に示すように、第1の
光ファイバ増幅器61、62、…、6nはそれぞれ、
Alを0.1wt%以上含有するEr添加ファイバとし
て例えばAl:1.4wt%共添加EDF81と、励
起光を発生する励起光源82と、励起光源82が発生し
た励起光を入力してEDF81の入力側に出力する合波
器83とを備え、EDF81に励起光を供給する励起装
置84と、から構成される。
【0121】そして第1の光ファイバ増幅器61、6
2、…、6nのそれぞれの前後には、光ファイバ伝送路
17を伝送されてきた信号光を入力して入力信号光の進
行方向に進む光のみを透過し、合波器83を介してED
F81に入力させる光アイソレータ85aと、EDF8
1から出力された信号光の進行方向に進む光のみを透過
し、光ファイバ伝送路17に送出する光アイソレータ8
5bとが設置されている。
【0122】また、図13(c)に示すように、第2の
光ファイバ増幅器71、72、…、7nはそれぞれ、
Pを0.1wt%以上含有するEr添加ファイバとして
例えばP:5wt%−Al:1wt%共添加EDF91
と、励起光を発生する励起光源92と、励起光源92
が発生した励起光を入力してEDF91の入力側に出力
する合波器93とを備え、EDF91に励起光を供給す
る励起装置94と、から構成される。
【0123】そして第2の光ファイバ増幅器71、7
2、…、7nのそれぞれの前後には、光ファイバ伝送路
17を伝送されてきた信号光を入力して入力信号光の進
行方向に進む光のみを透過し、合波器93を介してED
F91に入力させる光アイソレータ95aと、EDF9
1から出力された信号光の進行方向に進む光のみを透過
し、光ファイバ伝送路17に送出する光アイソレータ9
5bとが設置されている。
【0124】また、これらEDF81を用いる第1の光
ファイバ増幅器61、62、…、6nとEDF91を用
いる第2の光ファイバ増幅器71、72、…、7nのそ
れぞれの増幅特性および出力特性は、上記第1の実施例
において既に説明したように、上記図4および図5のグ
ラフに示す増幅特性および出力特性と同様である。
【0125】即ち、波長1.55μm帯において、ED
F81を用いる第1の光ファイバ増幅器61、62、
…、6nは、信号光波長が長波長になるほど増幅利得が
高くなるのに対し、EDF91を用いる第2の光ファイ
バ増幅器71、72、…、7nは、信号光波長が長波長
になるほど増幅利得が低くなり、信号光波長に対する増
幅利得の波長依存性が逆の傾向となっている。
【0126】また、EDF81を用いる第1の光ファイ
バ増幅器61、62、…、6nおよびEDF91を用い
る第2の光ファイバ増幅器71、72、…、7nのいず
れも、ファイバ長が短くなるにつれて信号光波長に対す
る増幅利得の変化率が小さくなり、即ち増幅利得の波長
依存性が小さくなり、波長1.55μm帯における増幅
特性が平坦になる傾向にある。
【0127】さらに、波長1.55μm帯において、E
DF81を用いる第1の光ファイバ増幅器61、62、
…、6nは、信号光波長が長波長になるほど出力信号光
パワーが大きくなるのに対し、EDF91を用いる第2
の光ファイバ増幅器71、72、…、7nは、信号光波
長が長波長になるほど出力信号光パワーが小さくなり、
信号光波長に対する出力信号光パワーの波長依存性が逆
の傾向となっている。
【0128】従って、異なる傾向の波長依存性をもつ第
1の光ファイバ増幅器61、62、…、6nおよび第2
の光ファイバ増幅器71、72、…、7nが交互に配置
され、EDF81とEDF91とがそれぞれ所定のファ
イバ長に調節されることにより、第1の光ファイバ増幅
器61と第2の光ファイバ増幅器71、第1の光ファイ
バ増幅器62と第2の光ファイバ増幅器72、…、第1
の光ファイバ増幅器6nと第2の光ファイバ増幅器7n
の波長依存性を相殺して、波長に対する増幅特性および
出力特性を平坦化することができる。このため、交互に
配置された第1の光ファイバ増幅器61、第2の光ファ
イバ増幅器71、第1の光ファイバ増幅器62、第2の
光ファイバ増幅器72、…、第1の光ファイバ増幅器6
n、第2の光ファイバ増幅器7nの全体として、波長に
対する平坦な増幅特性を入力信号光レベルによらずに得
ることができる。
【0129】次に、図13の光中継伝送装置を用いた光
通信方法を説明する。
【0130】まず、送信端局16において、4個の情報
信号が、それぞれ波長1.55μm帯の波長λ1、λ
2、λ3、λ4の光信号に変換され、続いてこれら4波
の光信号は、光合波器15により波長多重化された後、
光ファイバ伝送路17に送出される。
【0131】この波長多重化された光信号は光ファイバ
伝送路17を伝送されるが、その伝送損失を補償するた
め、光ファイバ伝送路17の途中に増幅利得の波長依存
性が異なる傾向をもつ第1の光ファイバ増幅器と第2の
光ファイバ増幅器とが交互に配置されている第1の光フ
ァイバ増幅器61、第2の光ファイバ増幅器71、第1
の光ファイバ増幅器62、第2の光ファイバ増幅器7
2、…、第1の光ファイバ増幅器6n、第2の光ファイ
バ増幅器7nによりそれぞれ4波長一括増幅される。
【0132】例えば第1の光ファイバ増幅器61におい
て、光ファイバ伝送路17を伝送されてきた信号光は、
光アイソレータ85aにより入力信号光の進行方向にの
み透過され、合波器83を介して第1の光ファイバ増幅
器61のEDF81に入力する。また、励起光が、励起
装置84の励起光源82により発生し、同じく合波器8
3を介してEDF81に入力する。
【0133】従って、第1の光ファイバ増幅器61にお
いては、励起装置84から前方励起法を用いて供給され
た励起光により、所定のファイバ長に調整されたEDF
81内のErが励起され、入力信号光が増幅される。即
ち、EDF81内の励起されたErによる誘導放射によ
り、上記図4および図5のグラフに示されるような波長
依存性で入力信号光が増幅され、出力される。
【0134】この第1の光ファイバ増幅器61により増
幅された入力信号光は、出力信号光として再び光ファイ
バ伝送路17に送出されるが、次いで、第2の光ファイ
バ増幅器71に入力する。即ち、信号光は、光アイソレ
ータ95aにより入力信号光の進行方向にのみ透過さ
れ、合波器93を介して第2の光ファイバ増幅器71の
EDF91に入力する。また、励起光が、励起装置94
の励起光源92により発生し、同じく合波器93を介し
てEDF91に入力する。
【0135】従って、第2の光ファイバ増幅器71にお
いては、励起装置94から前方励起法を用いて供給され
た励起光により、所定のファイバ長に調整されたEDF
91内のErが励起され、入力信号光が増幅される。即
ち、EDF91内の励起されたErによる誘導放射によ
り、上記図4および図5のグラフに示されるような波長
依存性で入力信号光が増幅され、出力される。そして第
2の光ファイバ増幅器71により増幅された信号光は、
光アイソレータ95bによりその進行方向にのみ透過さ
れ、出力信号光として光ファイバ伝送路17に送出され
る。
【0136】この際、第1の光ファイバ増幅器61およ
び第2の光ファイバ増幅器71においてはそれぞれの波
長依存性で入力信号光が多波長一括増幅されるが、これ
ら第1および第2の光ファイバ増幅器61、71は、上
記図4および図5のグラフに示されるように、信号光波
長に対する増幅利得および出力信号光パワーの波長依存
性が異なる傾向をもっているため、これら第1の光ファ
イバ増幅器61と第2の光ファイバ増幅器71とを1組
として考えると、その全体としては、第1および第2の
光ファイバ増幅器61、71の波長依存性が相殺され、
波長に対する増幅特性および出力特性が平坦化される。
【0137】このような第1の光ファイバ増幅器61と
第2の光ファイバ増幅器71との関係は、第1の光ファ
イバ増幅器62と第2の光ファイバ増幅器72、…、第
1の光ファイバ増幅器6nと第2の光ファイバ増幅器7
nとにおいても同様である。従って、第1の光ファイバ
増幅器と第2の光ファイバ増幅器とが交互に配置された
第1の光ファイバ増幅器61、第2の光ファイバ増幅器
71、第1の光ファイバ増幅器62、第2の光ファイバ
増幅器72、…、第1の光ファイバ増幅器6n、第2の
光ファイバ増幅器7nの全体としては、波長に対する平
坦な増幅特性が入力信号光レベルによらずに得られ、伝
送損失が補償される。
【0138】このようにして光ファイバ伝送路17を伝
送された光信号は、受信端局25に達する。そして受信
端局25においては、伝送されてきた光信号が、それぞ
れ波長λ1、λ2、λ3、λ4の光信号に分波され、続
いてこれら分波された光信号は、4個の情報信号に変換
され、抽出される。
【0139】このように本実施例によれば、異なる傾向
の波長依存性をもつ第1の光ファイバ増幅器61、6
2、…、6nおよび第2の光ファイバ増幅器71、7
2、…、7nが交互に配置されていることにより、第1
の光ファイバ増幅器と第2の光ファイバ増幅器との波長
依存性が相殺されて波長に対する増幅特性および出力特
性が平坦化されるため、波長多重化された光信号の多波
長一括増幅において、波長に対する平坦な増幅特性およ
び出力特性が入力信号光レベルによらずに得られる。従
って、光信号の波長多重伝送において各波長間の信号光
レベル差の小さい良好な光中継伝送装置および光通信方
法を実現することができる。
【0140】なお、上記実施例においては、交互に配置
する増幅利得の波長依存性が異なる傾向をもつ第1およ
び第2の光ファイバ増幅器として、EDF81を用いる
第1の光ファイバ増幅器61、62、…、6nおよびE
DF91を用いる第2の光ファイバ増幅器71、72、
…、7nを採用したが、この組合せに限定されない。こ
の組合せの他、AlおよびPを含有しないAl−P無添
加EDFを用いる第1の光ファイバ増幅器およびAlを
0.1wt%以上含有するEr添加ファイバとして例え
ばAl:1.4wt%共添加EDFを用いる第2の光フ
ァイバ増幅器の組合せでもよいし、また、Pを0.1w
t%以上含有するEr添加ファイバとして例えばP:5
wt%−Al:1wt%共添加EDFを用いる第1の光
ファイバ増幅器およびAl−P無添加EDFを用いる第
2の光ファイバ増幅器の組合せでもよい。
【0141】さらに、増幅利得の波長依存性が異なる傾
向をもつ2種類の光ファイバ増幅器の組合せにも限定さ
れない。例えばAl:1.4wt%共添加EDFを用い
る第1の光ファイバ増幅器と、P:5wt%−Al:1
wt%共添加EDFを用いる第2の光ファイバ増幅器
と、Al−P無添加EDFを用いる第3の光ファイバ増
幅器とをこの順序で繰り返し配置してもよい。
【0142】また、Pを0.1wt%以上含有するEr
添加ファイバとして例えばP:5wt%−Al:1wt
%共添加EDF91を用いているが、このP:5wt%
−Al:1wt%共添加EDF91の代わりに、Pのみ
を0.1wt%以上含有するP共添加EDFを用いて
も、同様の効果を奏することができる。
【0143】さらに、上記実施例においては、各光ファ
イバ増幅器における励起法として、全て前方励起法を用
いているが、これに限定されず、後方励起法を用いても
よいし、双方励起(bidirectional pumping )法を用い
てもよい。
【0144】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
光中継伝送装置によれば、波長多重化された光信号の各
波長に対する増幅率が異なる複数の光ファイバ増幅器が
直列に接続された中継器を使用することにより、中継器
の直列に接続された複数の光ファイバ増幅器が全体とし
て光信号の各波長の増幅利得を略一定にするため、光信
号の波長多重伝送において各波長間の信号光レベル差の
小さい良好な光中継伝送装置を実現することができる。
【0145】また、本発明の光中継伝送装置によれば、
複数の波長成分を有する光信号の各波長に対する増幅率
が異なる複数の光ファイバ増幅器が所定の順序で配置さ
れることにより、繰り返し配置された複数の光ファイバ
増幅器が全体として光信号の各波長の増幅利得を略一定
にするため、光信号の伝送において各波長間の信号光レ
ベル差の小さい良好な光中継伝送装置を実現することが
できる。
【0146】さらに、本発明の光通信方法によれば、光
ファイバ伝送路の途中に配置された中継器において、波
長多重化された光信号の各波長に対する増幅率が異なる
複数の光ファイバ増幅器により、光信号を順に波長依存
性をもって増幅すると共に、中継器の直列に接続された
複数の光ファイバ増幅器全体として光信号の各波長の増
幅利得を略一定にするため、光信号の波長多重伝送にお
いて各波長間の信号光レベル差の小さい良好な光通信方
法を実現することができる。
【0147】また、本発明の光通信方法によれば、光フ
ァイバ伝送路の途中に所定の順序で配置された、複数の
波長成分を有する光信号の各波長に対する増幅率が異な
る複数の光ファイバ増幅器により、光信号を順に波長依
存性をもって増幅すると共に、繰り返し配置された複数
の光ファイバ増幅器全体として光信号の各波長の増幅利
得を略一定にするため、光信号の伝送において各波長間
の信号光レベル差の小さい良好な光通信方法を実現する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】4波(波長=1543nm、1548nm、1
552nm、1558nm)を一括増幅した場合の増幅
利得の波長特性を示すグラフである。
【図2】(P添加量)/(Al添加量)の変化による増
幅ピーク波長の変化を示すグラフである。
【図3】本発明の第1の実施例の光中継伝送装置の構成
図であり、図3(a)は光中継伝送装置の全体構成を示
し、図3(b)はその光中継増幅器の構成を示す。
【図4】Al:1.4wt%共添加EDFを用いる光フ
ァイバ増幅器とP:5wt%−Al:1wt%共添加E
DFを用いる光ファイバ増幅器の波長多重化された光信
号の多波長一括増幅特性を示すグラフである。
【図5】Al:1.4wt%共添加EDFを用いる光フ
ァイバ増幅器およびP:5wt%−Al:1wt%共添
加EDFを用いる光ファイバ増幅器の多重化された光信
号に対する多波長一括増幅時の出力波形を示すグラフで
ある。
【図6】Al:1.4wt%共添加EDFを用いる光フ
ァイバ増幅器およびP:5wt%−Al:1wt%共添
加EDFを用いる光ファイバ増幅器の波長多重化された
光信号に対する波長間の最大利得差と入力信号光パワー
との関係を示すグラフである。
【図7】第1の実施例の光中継増幅器の多重化された光
信号に対する多波長一括増幅時の出力波形を示すグラフ
である。
【図8】第1の実施例の光中継増幅器の信号光波長に対
する出力信号光パワーを示すグラフである。
【図9】本発明の第2の実施例の光中継伝送装置の構成
図であり、図9(a)は光中継伝送装置の全体構成を示
し、図9(b)はその光中継増幅器の構成を示す。
【図10】Al−P無添加EDFを用いる光ファイバ増
幅器とAl:1.4wt%共添加EDFを用いる光ファ
イバ増幅器の波長多重化された光信号の多波長一括増幅
特性を示すグラフである。
【図11】本発明の第3の実施例の光中継伝送装置の構
成図であり、図11(a)は光中継伝送装置の全体構成
を示し、図11(b)はその光中継増幅器の構成を示
す。
【図12】P:5wt%−Al:1wt%共添加EDF
を用いる光ファイバ増幅器とAl−P無添加EDFを用
いる光ファイバ増幅器の波長多重化された光信号の多波
長一括増幅特性を示すグラフである。
【図13】本発明の第4の実施例の光中継伝送装置の構
成図であり、図13(a)は光中継伝送装置の全体構成
を示し、図13(b)はその第1の光ファイバ増幅器の
構成を示し、図13(c)はその第2の光ファイバ増幅
器の構成を示す。
【図14】従来の光中継伝送装置の構成図である。
【図15】Al:1.4wt%共添加EDFを用いる光
ファイバ増幅器の波長多重化された光信号の多波長一括
増幅特性を示すグラフである。
【符号の説明】
11、12、13、14…光送信器、15…光合波器、
16…送信端局、17…光ファイバ伝送路、20…光分
波器、21、22、23、24…光受信器、25…受信
端局、30、40、50…光中継増幅器、31a、41
b、81…Al1.4wt%共添加EDF、31b、5
1a、91…P5wt%−Al1wt%共添加EDF、
32a、32b、42a、42b、52、82、92…
励起光源、33a、33b、43a、43b、54a、
54b、83、93…合波器、34a、34b、44
a、44b、55、84、94…励起装置、35a、3
5b、45a、45b、56a、56b、85a、85
b、95a、95b…光アイソレータ、36a、46
a、57a、61、62、…、6n…第1の光ファイバ
増幅器、36b、46b、57b、71、72、…、7
n…第2の光ファイバ増幅器、41a、51b…Al−
P無添加EDF、53…分波器。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 波長多重化された光信号を伝送する光フ
    ァイバ伝送路中の光中継伝送装置であって、 複数の情報信号を複数の波長の光信号に変換した後、前
    記複数の波長の光信号を波長多重化する送信端局と、 前記光ファイバ伝送路の途中に配置され、前記波長多重
    化された光信号に対する増幅利得の波長依存性が互いに
    異なる複数の光ファイバ増幅器が直列に接続された中継
    器と、 前記中継器により多波長一括増幅され、前記光ファイバ
    伝送路を伝送された前記波長多重化された光信号を複数
    の波長に分波した後、前記複数の波長に分波された光信
    号を複数の情報信号に変換する受信端局と、 を備え、 前記中継器の前記複数の光ファイバ増幅器全体として、
    前記波長多重化された光信号の各波長の増幅利得を略一
    定にする、ことを特徴とする光中継伝送装置。
  2. 【請求項2】 光信号を伝送する光ファイバ伝送路中の
    光伝送中継装置であって、 前記光中継伝送装置は、前記光ファイバ伝送路に所定の
    順序で配置された、複数種類の前記光信号に対する増幅
    利得の波長依存性を有する複数の中継器を備え、 夫々の前記中継器は前記光信号を増幅する光ファイバ増
    幅器を有するとともに、前記光ファイバ伝送路に配置さ
    れた前記複数の中継器全体として前記光信号の各波長の
    増幅利得を略一定にする、ことを特徴とする光中継伝送
    装置。
  3. 【請求項3】 夫々の前記中継器は1つの光ファイバ増
    幅器を備える、ことを特徴とする請求項2記載の光中継
    伝送装置。
  4. 【請求項4】 前記複数の中継器の有する増幅利得の波
    長依存性は2種類であり、夫々の種類の波長依存性の中
    継器が前記光ファイバ伝送路中で交互に配置される、こ
    とを特徴とする請求項2記載の光中継伝送装置。
  5. 【請求項5】 前記光ファイバ増幅器は、 希土類元素が添加され、且つ組成が互いに異なる複数の
    増幅用ファイバと、 信号光を増幅するための励起光を発生して前記複数の増
    幅用ファイバに供給する励起手段と、 を備える、ことを特徴とする請求項1記載の光中継伝送
    装置。
  6. 【請求項6】 前記光ファイバ増幅器は、 希土類元素が添加された、少なくとも1種の増幅用ファ
    イバと、 信号光を増幅するための励起光を発生して前記増幅用フ
    ァイバに供給する励起手段と、 を備える、ことを特徴とする請求項2記載の光中継伝送
    装置。
  7. 【請求項7】 前記増幅用ファイバは、Alを0.1w
    t%以上含有するEr添加ファイバまたはPを0.1w
    t%以上含有するEr添加ファイバである、ことを特徴
    とする請求項5または6記載の光中継伝送装置。
  8. 【請求項8】 前記増幅用ファイバは、AlおよびPを
    含有しないEr添加ファイバまたはAlを0.1wt%
    以上含有するEr添加ファイバである、ことを特徴とす
    る請求項5または6記載の光中継伝送装置。
  9. 【請求項9】 前記増幅用ファイバは、Pを0.1wt
    %以上含有するEr添加ファイバまたはAlおよびPを
    含有しないEr添加ファイバである、ことを特徴とする
    請求項5または6記載の光中継伝送装置。
  10. 【請求項10】 前記Pを0.1wt%以上含有するE
    r添加ファイバは、Pの他にAlを含有している、こと
    を特徴とする請求項7又は9記載の光中継伝送装置。
  11. 【請求項11】 Pの重量含有量はAlの重量含有量の
    2倍以上である、ことを特徴とする請求項10記載の光
    中継伝送装置。
  12. 【請求項12】 光中継伝送装置に使用される光ファイ
    バであって、ErとAlとAlの含有量の2倍以上の重
    量のPとを含有することを特徴とする光ファイバ。
  13. 【請求項13】 送信端局において、複数の情報信号を
    複数の波長の光信号に変換した後、前記複数の波長の光
    信号を波長多重化し、 前記送信端局から送出された前記波長多重化された光信
    号を、光ファイバ伝送路により伝送させ、 前記光ファイバ伝送路の途中に配置された中継器におい
    て、前記波長多重化された光信号に対する増幅利得の波
    長依存性が互いに異なる複数の光ファイバ増幅器によ
    り、前記波長多重化された光信号を順に波長依存性をも
    って増幅すると共に、前記複数の光ファイバ増幅器全体
    として前記波長多重化された光信号の各波長の増幅利得
    を略一定にし、 受信端局において、前記中継器により多波長一括増幅さ
    れ、前記光ファイバ伝送路を伝送された前記波長多重化
    された光信号を複数の波長に分波した後、前記複数の波
    長に分波された光信号を複数の情報信号に変換する、 ことを特徴とする光通信方法。
  14. 【請求項14】 複数の波長成分を有する光信号を光フ
    ァイバ伝送路により伝送させ、 前記光ファイバ伝送路の途中に所定の順序で配置され
    た、光ファイバ増幅器を備えた中継器であって、前記複
    数の波長成分を有する光信号に対する増幅利得の波長依
    存性が互いに異なる複数の中継器により、前記複数の波
    長成分を有する光信号を順に波長依存性をもって増幅す
    ると共に、前記複数の中継器全体として前記複数の波長
    成分を有する光信号の各波長の増幅利得を略一定する、 ことを特徴とする光通信方法。
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