JPH0868723A - 光増幅器評価装置 - Google Patents

光増幅器評価装置

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JPH0868723A
JPH0868723A JP22607894A JP22607894A JPH0868723A JP H0868723 A JPH0868723 A JP H0868723A JP 22607894 A JP22607894 A JP 22607894A JP 22607894 A JP22607894 A JP 22607894A JP H0868723 A JPH0868723 A JP H0868723A
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JP
Japan
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optical
spectrum
light
analyzer
amplifier
Prior art date
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Pending
Application number
JP22607894A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoichi Fukada
陽一 深田
Yasutaka Ichihashi
保孝 市橋
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】光増幅中伝送用光増幅器の利得最大波長,利得
帯域および雑音指数を簡易な手法で高精度に測定するた
めの光増幅器評価装置を提供する。 【構成】被測定の光増幅器を含む光周回伝送路内に光ス
イッチを設け、これを開放、ならびにその光増幅器の緩
和時間よりも短い時間の遮断を行った場合に得られる光
増幅器出力スペクトラムから、該光増幅器の利得スペク
トラム、ならびに雑音指数スペクトラムを算出すること
を特徴とする構成を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光増幅中継伝送用光増
幅器の利得最大波長,利得帯域および雑音指数の測定装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】光増幅中継伝送系では、信号光波長が中
継用光増幅器の利得最大波長から離調するに従い、中継
伝送後の信号光電力および信号対雑音比が劣化する。従
って、光増幅中継伝送系では、信号光波長および増幅器
利得最大波長を一致させることが重要である。一方、光
増幅器の主要構成要素である利得媒体の利得最大波長
は、一般に、利得,出力光電力等に依存して変化する。
従って、信号光波長と光増幅器利得最大波長を一致させ
る為の技術が必要である。このための技術には、2方式
が存在する。
【0003】第1の方式は、図3に本方式による光増幅
器構成の概念図を示すように、利得媒体12の後段に狭
帯域の光バンドパスフィルタ13を設けて出力端14に
とり出すようにし、この透過中心波長を信号光波長と一
致させる方式である。この場合、光増幅器の利得最大波
長は、利得媒体12の利得スペクトラムと、光バンドパ
スフィルタ13の透過スペクトラムの積で決定される。
利得媒体12の利得スペクトラムに比べ、光バンドパス
フィルタ13の透過スペクトラムが十分狭帯域であれ
ば、光増幅器の利得最大波長は光バンドパスフィルタ1
3の透過特性のみに依存するようになる。すなわち光増
幅器の利得最大波長は、光バンドパスフィルタ13の透
過最大波長に常に一致するようになる。従って、本方式
では利得最大波長が入力端11からの入力光の電力等に
依存しない光増幅器を提供することが可能となる。ただ
し、本方式では、光増幅器の利得帯域幅が光バンドパス
フィルタ13によって狭帯域化される。従って、本方式
によって提供される光増幅器は、波長多重のような広帯
域な利得帯域特性の要求される伝送にはそぐわない。
【0004】第2の方式は、図4に本方式による光増幅
器構成の概念図を示すように、予め光増幅器の利得,出
力端23への出力光電力を規定し、この条件下で光増幅
媒体22よりなる光増幅器の利得最大波長と一致するよ
うに、入力端21からの信号光の波長を決定するもので
ある。本方式では、光増幅器内に狭帯域バンドパスフィ
ルタが挿入されていないため、利得帯域特性を広帯域化
することが可能となる。従って、本方式では、波長多重
等の広帯域な利得帯域特性が要求される伝送に適した光
増幅器を提供することができる。
【0005】ところで、前述の通り、光増幅器内の増幅
媒体22の利得最大波長は利得,出力光電力依存性があ
るため、この第2の方式では光増幅器の利得最大波長を
実験的に測定し、これを信号光の中心波長とすることが
必要である。利得最大波長の測定方法は以下の通りであ
る。図5は、本方式における光増幅器の利得最大波長測
定法の概念図である。被測定光増幅器31は、光減衰器
33,方向性結合器32と共に光周回伝送路34内に配
置されている。周回光の一部は方向性結合器32により
光周回伝送路34より抽出され、そのスペクトラムは光
スペクトラムアナライザ35により観測される。ここ
で、被測定光増幅器31の出力信号光電力は、敷設すべ
き光増幅中継伝送系の光増幅器出力設定値と同一にして
おく。また、光周回伝送路34の損失も、光増幅中継伝
送系の中継損失と同一とする。被測定光増幅器31の内
部では常に自然放出光が発生しているが、これは被測定
光増幅器31から出力された後に、光周回伝送路34を
経て、再び被測定光増幅器31に入力される。この自然
放出光は被測定光増幅器31によって増幅され、また被
測定光増幅器31内部で新たに発生した自然放出光が重
畳され、出力される。被測定光増幅器31の利得は波長
依存性を持っているため、周回数が増加するにつれて、
自然放出光のスペクトラムは先鋭化する。被測定光増幅
器31の雑音指数に波長依存性がない場合には、周回光
スペクトラムのピーク波長は、被測定光増幅器31の利
得最大波長に一致する。この手順を経て、光増幅中継伝
送系における最適信号光波長が決定される。
【0006】また、図6は図5に示された測定系を更に
発展させたものの概念図である。本測定系では、図5で
示される測定系に、以下の構成,機能を付加している。
すなわち、光周回伝送路44内に光スイッチ46を設
け、光スペクトラムアナライザ45にはゲート測定機能
を付加し、また、光スイッチ46の開閉と光スペクトラ
ムアナライザ45のゲート測定とを指示する制御器47
を設けている。また、41は被測定光増幅器、42は方
向性結合器、43は光減衰器である。本測定系における
制御器47の出力制御信号は図7に示されるものであ
る。すなわち、図6で示される測定系において、被測定
光増幅器41の動作状態が安定するまで光スイッチ46
を遮断しておく。この時、被測定増幅器41への光入力
はない。次に光スイッチ46を開放すると、被測定光増
幅器41から出力される自然放出光が周回した後に被測
定光増幅器41へ入力される。周回数が増加するに従
い、被測定光増幅器41の出力光のスペクトラムが変化
する。ここで、光が1周回するのに要する時間をτとす
る。光スイッチ46を開放してからnτ〜(n+1)τ
の時間内に光スペクトラムアナライザ45の測定ゲート
をt1 だけ開けば、被測定光増幅器41をn周回した光
のスペクトラムを観測することが可能となる。この測定
系は、被測定光増幅器41の利得最大波長の測定という
実用上の問題解決の手段である他に、被測定光増幅器4
1の出力光のスペクトラムの時間的な変化を観測すると
いう学術的な問題解決の手段としても有用である(B.M.
Destieux, M.Suyama, T.Chikama,"Self-Filtering Char
acteristics of Concatenated Erbium-Doped Fiber Amp
lifiers,"OAA'93,MA5-1 参照)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図5および図
6に示される測定法には以下の欠点が存在する。第1
に、本測定法では、被測定光増幅器31,41の利得帯
域幅の測定が不可能である。第2に、被測定光増幅器3
1,41の雑音指数の測定が不可能である。第3に、被
測定光増幅器31,41の雑音指数に波長依存性がある
場合には、周回光スペクトラムのピーク波長と、被測定
光増幅器31,41の利得最大波長が一致しない。
【0008】本発明は、光増幅中伝送用光増幅器の利得
最大波長,利得帯域および雑音指数を簡易な手法で高精
度に測定するための光増幅器評価装置を提供することを
目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明による光増幅器評価装置は、被測定の光増幅
器を含む光周回伝送路内に光スイッチを設け、これを開
放、ならびにその光増幅器の緩和時間よりも短い時間の
遮断を行った場合に得られる光増幅器出力スペクトラム
から、該光増幅器の利得スペクトラム、ならびに雑音指
数スペクトラムを算出することを特徴とする構成を有し
ている。
【0010】
【作用】被測定光増幅器,方向性結合器,光減衰器なら
びに光スイッチから構成される光周回伝送路において、
光スイッチ開放時の該光増幅器出力光のスペクトラムA
1 (v)は以下の方程式を満たす。
【数1】 A1 (v) =G(v) ・L・A1(v)+hv・G(v) ・F(v) (1) ただし、L,hはそれぞれ光周回伝送路の損失ならびに
プランク定数である。vは周波数であり、光波長λおよ
び光速Cを用い、v=C/λと表される。また、G
(v),F(v)はそれぞれ光増幅器の利得スペクトラ
ムならびに雑音指数スペクトラムであり、光増幅器の特
性パラメータとして評価すべき量である。
【0011】次に光スイッチを遮断した時の該光増幅器
出力のスペクトラムA0 (v)は
【数2】 A0 (v) =hv・G(v) ・F(v) (2) で表される。光スイッチ開放時および遮断時の光増幅器
出力光は、方向性結合器により光周回伝送路から抽出し
た後、光スペクトラムアナライザによって測定される。
この時得られるスペクトラムA1 (v),A0 (v)を
用い、G(v),F(v)は以下のように表される。
【数3】 G(v) =(1/L)・{1−A0(v)/A1(v)} (3)
【数4】 F(v) =(L/hv) ・{A1(v)・A0(v)}/{A1(v)−A0(v)} (4) なお、光増幅器入力光が遮断されてから光増幅器の緩和
現象が生ずる程度の時間が経過すると、G(v)および
F(v)が変化する。このため、A0 (v)を測定する
際には、光スイッチ遮断時間が光増幅器緩和時間よりも
十分短い時間であることが要請される。
【0012】
【実施例】図1は本発明による光増幅器評価装置の実施
例構成を示すブロック図である。本構成例では、光周回
伝送路64内に被測定光増幅器61,方向性結合器6
2,光減衰器63および光スイッチ66が、上記の順に
配置されている。また、方向性結合器62により光周回
伝送路64から取り出された光は、ゲート測定機能付き
光スペクトラムアナライザ65により光スペクトラムが
観測され、更に後段に接続された解析器68により解析
される。また、光スイッチ66とゲート測定機能付き光
スペクトラムアナライザ65の動作は、制御器67によ
り制御されている。光周回伝送路64の損失が、実際、
増幅器が敷設され中継伝送系の中継損失と同一になるよ
うに減衰器63の減衰量を設定する。
【0013】まず、光スイッチ66開放時の被測定光増
幅器61の出力光のスペクトラムA1 (v)の測定が行
われる。この時、制御器67からの信号により、光スイ
ッチ66は継続的に開放している。また、制御器67か
らの信号により、ゲート測定機能付き光スペクトラムア
ナライザ65も連続的に光スペクトラム測定を行ってい
る。この時に測定された光スペクトラムをA1 (v)と
して、解析器68に蓄積する。
【0014】次に、光スイッチ66を被測定光増幅器6
1の緩和時間より十分短い時間tcだけ遮断した時に、
被測定光増幅器61から出力される光のスペクトラムA
0(v)の測定が行われる。この時の制御器67の出力
信号のタイムチャートは、図2に示す通りである。すな
わち、制御器67は、始めに光スイッチ66の開放と、
ゲート測定機能付き光スペクトラムアナライザ65の測
定機能を指示している。それから、制御器67は、光ス
イッチ66に遮断を指示し、またこの遮断時間tc 内に
ゲート測定機能付き光スペクトラムアナライザ65にゲ
ート測定を時間t2 だけ指示する。この時の光スイッチ
66の遮断時間tc は、被測定光増幅器61の緩和時間
より十分短い時間となっている。この後再び、制御器6
7は、光スイッチ66の開放と、ゲート測定機能付き光
スペクトラムアナライザ65の測定機能を指示する。上
記の操作を繰り返すことによって得られたスペクトラム
0 (v)もまた、解析器68に蓄積される。最後に、
解析器68は前記の式(3),(4)を用いて、被測定
光増幅器61の利得最大波長,利得帯域および雑音指数
を算出する。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明を用いる
と、光増幅中継伝送用光増幅器の利得最大波長,利得帯
域および雑音指数を簡易な手法で高精度に測定すること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】光増幅器評価装置の実施例構成を示すブロック
図である。
【図2】光増幅器評価装置の実施例における制御器出力
信号を示すタイムチャートである。
【図3】信号光波長と光増幅器利得最大波長を一致させ
るための第1の従来方式に基づく光増幅器構成の概念図
である。
【図4】信号光波長と光増幅器利得最大波長を一致させ
る為の第2の従来方式に基づく光増幅器構成の概念図で
ある。
【図5】第2の方式における光増幅器の利得最大波長測
定法の概念図である。
【図6】第2の方式における光増幅器の利得最大波長測
定法の概念図である。
【図7】図6で示される光増幅器の利得最大波長測定法
における光スイッチおよびゲート測定機能付きスペクト
ラムアナライザの動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
11 光増幅器入力端 12 光増幅媒体 13 狭帯域光バンドパスフィルタ 14 光増幅器出力端 21 光増幅器入力端 22 光増幅媒体 23 光増幅器出力端 31 被測定光増幅器 32 方向性結合器 33 光減衰器 34 光周回伝送路 35 光スペクトラムアナライザ 41 被測定光増幅器 42 方向性結合器 43 光減衰器 44 光周回伝送路 45 ゲート機能付き光スペクトラムアナライザ 46 光スイッチ 47 制御器 61 被測定光増幅器 62 方向性結合器 63 光減衰器 64 光周回伝送路 65 ゲート機能付き光スペクトラムアナライザ 66 光スイッチ 67 制御器 68 解析器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定光増幅器を含む光周回伝送路のル
    ープ内に、 光減衰器と、 光スイッチと、 前記被測定光増幅器の出力端と前記光スイッチの入力端
    の間に配置された光分岐手段とを有し、 また、前記光周回伝送路のループ外に、 前記方向性結合器から取り出した周回光を測定するゲー
    ト測定機能付き光スペクトラムアナライザと、 前記光スイッチと前記ゲート測定機能付き光スペクトラ
    ムアナライザの動作を制御する制御器を有する光増幅器
    評価装置において、 前記ゲート機能付き光スペクトラムアナライザにより測
    定された光スペクトラムを解析するための解析器をさら
    に備え、 前記制御器の指示により、前記光スイッチの開放時にお
    ける前記被測定光増幅器の出力光の第1のスペクトラム
    が前記ゲート測定機能付き光スペクトラムアナライザに
    より測定され、 次に、前記制御器の指示により、前記光スイッチを前記
    被測定光増幅器の緩和時間よりも十分短い時間だけ遮断
    し、この遮断時間における前記被測定光増幅器の出力光
    の第2のスペクトラムが前記ゲート測定機能付き光スペ
    クトラムアナライザにより測定され、 前記の第1の光スペクトラムと前記第2の光スペクトラ
    ムが前記解析器により比較演算されて、 前記被測定光増幅器の利得最大波長,利得帯域幅,及び
    雑音指数の評価測定結果が得られるように構成されたこ
    とを特徴とする光増幅器評価装置。
JP22607894A 1994-08-29 1994-08-29 光増幅器評価装置 Pending JPH0868723A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6721089B1 (en) * 2001-11-04 2004-04-13 Ciena Corporation Method and apparatus for expanding the dynamic range of optical amplifiers

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6721089B1 (en) * 2001-11-04 2004-04-13 Ciena Corporation Method and apparatus for expanding the dynamic range of optical amplifiers

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