JPH09244079A - 利得等化器及び光伝送システム - Google Patents
利得等化器及び光伝送システムInfo
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Abstract
光増幅器の波長に対する利得特性を広い波長帯域にわた
り等化できる利得等化器を提供する。 【解決手段】 複数の波長に対して利得ピークを有する
光増幅器の利得特性を等化するための利得等化器であっ
て、前記光増幅器に接続され、前記利得ピーク間の波長
差に基づいて定まる波長を基本周期とする透過特性を有
する複数の周期的光フィルタを有する。
Description
伝送システムに関し、特に、光通信システム等に用いら
れる光増幅中継器の利得特性を等化するための利得等化
器及び光伝送システムに関するものである。
を増大するために、ビットレートを増加してきた。さら
に、伝送距離を増大するために、中継器の数を増加して
きた。しかしながら、10Gbit/s以上の容量が必
要なシステムでは、高速の電子回路が必要であるが、そ
のような回路のコストは高く、信頼性も低い。
ムでは、数10段中継する必要があり、且つ非常に高い
信頼性を要求される。このような場合には、ビットレー
トを増加するよりも、複数の異なる波長の光信号を多重
化して伝送する方法が採用されている。この方法では、
中継器における光増幅器において、波長多重光信号が一
括増幅されて伝送される。
送すると、中継器における光増幅器の波長帯域に対する
非平坦な利得特性(ゲインチルト)によって、各波長の
光信号の光SNRに偏差が生じる。光SNRの偏差が生
じると、多段中継の間に、低SNRの光信号がさらに劣
化する。従って、利得平坦な(等しいSNRの)信号帯
域を常に確保する必要がある。
般的に光信号を光のまま増幅する光ファイバ増幅器が使
用されている。さらに、光ファイバ増幅器としては、E
r(エルビウム)添加光ファイバ増幅器(Erbium
−doped optical fiber ampl
ifier:EDFA)が広く使用されている。このE
DFAは、外部から励起(ポンピング)光を供給するこ
とによって、入力光を増幅する機能を有している。光信
号を光のまま増幅する光増幅器は、高速の電子回路が不
要であり、高利得、高出力、信号速度の依存性が低いと
いう優れた特性を有している。
バ母材の組成に基づく利得波長特性を有し、長距離光伝
送で用いられる1.5〜1.6μmの波長帯域で完全に
平坦な利得波長特性ではない。この波長帯域において
は、中継器の数が増加すると、波長依存性が増大し、各
波長間でSNRの偏差が増加する。
を複数中継した場合の、光スペクトル波形を示す。
(A)は、中継器を10段中継した場合、(B)は、中
継器を60段中継した場合である。ただし、Al低濃度
(1Wt%以下)EDFが使用され、4波長の光信号が
多重化された場合を示している。
の中継の場合、光SNRの偏差は小さく問題は小さい
が、60段の中継の場合は、さらに、その偏差は増加
し、SNRが十分な信号と不十分な信号が存在し問題で
ある。従って、10中継以上の多段接続を行なう場合
は、各光信号の利得偏差を補償する必要があることがわ
かる。
つかの方法が提案されている。例えば、(1)Al低濃
度(1%Wt以下)の従来型EDFとファブリペローエ
タロン光フィルタを用いて信号帯域を確保した報告(池
田他、“エタロンフィルタによる光増幅器の利得平坦
化”,1995年秋季電子情報通信学会通信ソサイエテ
ィ大会,B−759)、(2)Al低濃度EDFとファ
イバグレーティングフィルタを用い利得を平坦化して2
0波6300km伝送を実現した報告(N.S.Bergano et
al.,"100Gb/s WDM Transmission of Twenty 5Gb/s NRZ
Data Channels Over Transoceanic Distances Using a
Gain Flattened Amplifier Chain",Th.A.3.1,ECOC‘9
5)、(3)Mach−Zehnder型利得等化器とA
l低濃度光増幅器を用いて利得等化した報告(Kazuhiro
Oda et al.,"16-Channel×10-Gbit/s Optical FDM Tra
nsmission Over a 1000km Conventional Single-Mode F
iberEmploying Dispersion-Compensating Fiber and Ga
in Equalization ”、信号帯域は1550〜1560nmの10nm、
利得等化器の負の傾斜の部分に信号を配置している)で
ある。
た従来の増幅特性の補償方法には次のような問題点があ
る。上述の従来例では、基本的にEDFAの増幅特性の
1つの利得のピーク、或は正または負の利得傾斜の比較
的狭い帯域において、増幅特性が補償されている。即
ち、それらの帯域に対して、EDFAの増幅特性と逆特
性の透過特性をもつ光部品を用いることによって増幅特
性が平坦化され、波長多重光信号がその帯域において伝
送される。この場合、増幅特性の利得のピーク部分及び
利得傾斜の部分の帯域は限られており、上記の方法で
は、それらの帯域以上に信号帯域を拡大することは難し
かった。
m帯〜1.56μm帯の数10nmに渡って完全に平坦
な利得増幅特性をもつEDFAを開発することも難し
い。本発明の目的は、上記の問題点を鑑みて、光増幅器
を用いた光伝送システムにおいて、光増幅器の波長に対
する利得特性を広い波長帯域にわたり等化できる利得等
化器を提供する。
に本発明では、下記の手段を講じたことを特徴とするも
のである。請求項1記載の発明装置では、複数の波長に
対して利得ピークを有する光増幅器の利得特性を等化す
るための利得等化器であって、前記光増幅器に接続さ
れ、前記利得ピーク間の波長差に基づいて定まる波長を
周期とする透過特性を有する複数の周期的光フィルタを
有することを特徴とする。
載の利得等化器において、前記複数の周期的光フィルタ
は、前記利得ピーク間の波長差に基づいて定まる基本波
長を周期とする透過特性を有する第1の周期的光フィル
タと、前記基本波長の1/2n (nは自然数)の波長を
周期とする透過特性を有する少なくとも1つの第2の周
期的光フィルタとを有することを特徴とする。
載の利得等化器において、前記光増幅器が、所定の信号
帯域で2つの波長において利得ピークを示す利得特性を
有する光ファイバ増幅器で構成されている場合、前記周
期的光フィルタは、前記利得ピーク間の波長差に基づい
て定まる基本波長を周期とする透過特性を有する第1の
周期的光フィルタと、前記基本波長の1/2の波長を周
期とする透過特性を有する第2の周期的光フィルタとで
構成されることを特徴とする。
載の利得等化器において、前記光増幅器が、所定の信号
帯域で実質的に同じ波長間隔の3つの波長において第
1、第2及び第3の利得ピークを示す利得特性を有する
光ファイバ増幅器で構成されている場合、前記周期的光
フィルタは、前記第1及び第3の利得ピーク間の波長差
に基づいて定まる基本波長を周期とする透過特性を有す
る第1の周期的光フィルタと、前記基本波長の1/2の
波長を周期とする透過特性を有する第2の周期的光フィ
ルタと、前記基本波長の1/4の波長を周期とする透過
特性を有する第3の周期的光フィルタとで構成されるこ
とを特徴とする。
至4のうちいずれか1項記載の利得等化器において、前
記周期的光フィルタは、ファブリペローエタロンフィル
タで形成されていることを特徴とする。
載の利得等化器において、前記複数の周期的光フィルタ
は、縦列状に配置されていることを特徴とする。請求項
7記載の発明装置では、請求項2記載の利得等化器にお
いて、前記複数の周期的光フィルタは、分波光パスに並
列に接続され、入力光は入力段において、光強度的に当
分割された後、それぞれの前記周期的光フィルタを通過
後、再び合波されて出力されることを特徴とする。
載の利得等化器において、前記複数の周期的光フィルタ
の各々に対して位相補償器を有し、結合される前記分波
された光信号の位相が調整されることを特徴とする。
至5のうちいずれか1項記載の利得等化器において、前
記光増幅器の利得特性の前記利得ピークのうち少なくと
も1つを遮断する遮断光フィルタを有することを特徴と
する。
記載の利得等化器において、前記遮断光フィルタは、ノ
ッチフィルタで構成されることを特徴とする。請求項1
1記載の発明装置では、請求項1乃至5のうちいずれか
1項記載の利得等化器において、端局からのコマンドを
受信するコマンド受信部をさらに有し、端局からのコマ
ンドに基づいて前記周期的光フィルタの透過特性の周
期、位相及び阻止量が調整されることを特徴とする。
域において複数の光信号を波長多重した波長多重光信号
を伝送するための光伝送システムであって、前記所定の
帯域において複数の波長に対して利得ピークを有する利
得特性を示す少なくとも1つの光ファイバ増幅器と、前
記光ファイバ増幅器に接続され、前記利得ピーク間の波
長差に基づいて定まる波長を周期とする透過特性を有す
る複数の周期的光フィルタを有し、前記光ファイバ増幅
器の利得特性を前記所定の帯域において等化するための
利得等化器とを有することを特徴とする。
2記載の光伝送システムにおいて、前記複数の周期的光
フィルタは、前記利得ピーク間の波長差に基づいて定ま
る基本波長を周期とする透過特性を有する第1の周期的
光フィルタと、前記基本波長の1/2n (nは自然数)
の波長を周期とする透過特性を有する少なくとも1つの
第2の周期的光フィルタとを有することを特徴とする。
3記載の光伝送システムにおいて、前記複数の周期的光
フィルタは、縦列状に配置されていることを特徴とす
る。請求項15記載の発明装置では、請求項13記載の
光伝送システムにおいて、前記利得等化器は、伝送路に
複数分散して縦列状に配置されていることを特徴とす
る。
3記載の光伝送システムにおいて、前記複数の周期的光
フィルタは、分波光パスに並列に接続され、入力光は入
力段において、光強度的に当分割された後、それぞれの
前記周期的光フィルタを通過後、再び合波されて出力さ
れることを特徴とする。
3乃至16のうちいずれか1項記載の光伝送システムに
おいて、前記周期的光フィルタは、端局からのコマンド
を受信するコマンド受信部をさらに有し、端局からのコ
マンドに基づいて、出力における波長多重光信号の各チ
ャネルの光信号対雑音比が実質的に等しくなるように前
記周期的光フィルタの透過特性の周期、位相及び阻止量
が調整されることを特徴とする。
る。請求項1乃至5のうちいずれか1項記載の利得等化
器、及び請求項12又は13記載の光伝送システムにお
いては、基本となる周期的光フィルタの透過特性は、光
増幅器の利得ピーク間の波長差に基づいて定まる波長を
基本周期として持ち、その他の複数の周期的光フィルタ
は、その基本周期の1/2n (nは自然数)の長さの周
期を有する。それらの複数の周期的光フィルタの透過特
性を合成することによって、光増幅器の利得特性と逆の
特性を形成することができる。従って、この利得等化器
によって、光増幅器の利得特性を等化でき、これによ
り、広帯域な信号伝送帯域を実現することができる。
期的光フィルタが図3に示されるようなファブリペロー
エタロンフィルタで構成されており、所望の波長周期の
透過特性が実現可能である。請求項6記載の利得等化器
及び請求項14記載の光伝送システムにおいては、複数
の周期的光フィルタは、縦列状に配置されている。従っ
て、簡易な構成によって、複数の利得ピークを有する光
増幅器の利得特性を、広帯域に等化することができる。
は、複数の利得等化器が、伝送路に複数の中継器を通過
した後に分散して縦列状に配置されている。従って、こ
の場合には、1つの利得等化器が複数の光増幅器による
利得偏差を等化する。請求項7又は8記載の利得等化器
及び請求項16記載の光伝送システムにおいては、波長
多重光信号は複数の波長多重光信号に分波され、それぞ
れが周期的光フィルタを通過した後再び結合される。こ
のように、複数の周期的光フィルタを並列に接続するこ
とによっても、複数の周期的光フィルタの透過特性を合
成することができる。従って、このように構成された利
得等化器においても、複数の利得ピークを有する光増幅
器の利得特性を、広帯域に等化することができる。
ては、光増幅器の利得特性の利得ピークのうち少なくと
も1つが遮断光フィルタによって遮断される。この遮断
光フィルタは、特定の帯域のASE(自然的に発生する
雑音レベル)光が大きくなるシステムに対し有効であ
り、光SNRの劣化を抑圧できる。
端局からのコマンドに基づいて周期的光フィルタの透過
特性の周期、位相及び阻止量が調整される。従って、経
年変化によって光増幅器の利得特性が変化した場合や、
光増幅器が故障した場合等に、利得等化器の透過特性を
適切に調節できる。
は、出力における波長多重光信号の各チャネルの光信号
対雑音比が実質的に等しくなるように調整できる。
器の原理について図1及び図2を用いて説明する。図1
は、本発明に係わる原理に基づく利得等化器の構成例で
ある。図2は、本発明に係わる利得等化器の原理を説明
するための図である。
Al高濃度EDFA10で増幅され、利得等化器である
光フィルタ20を介して出力される。Al高濃度EDF
A10内の光信号は、励起LD12から供給されるエネ
ルギーによって増幅される。出力端子に供給される光信
号は、光検出器14でモニタされ、そのモニタ値を基に
励起LD制御コントローラ16は、光信号の出力パワー
を一定にするように励起LD12の出力エネルギーを調
整する。
幅特性は、図2の最上段の図に示されている。後で詳細
に述べるが、Al高濃度EDFAの場合、増幅特性に3
つのピークが存在する。また、これらのピークのレベル
は異なり、波長間隔は実質的に同じである。
た複数の光フィルタ20−1、20−2、20−3を有
しており、Al高濃度EDFA10の増幅特性を広帯域
に亘り等化する。光フィルタ20−1、20−2、20
−3の各々は、ファブリペローエタロンフィルタ(Fa
bry−Perot etalon filter)で
構成されている。
の基本構造を示す。ファブリペローエタロンフィルタ
は、スペーサー層が高反射多層膜によって挟まれるよう
にして構成されている。この2つの高反射多層膜は、共
振条件が入射光の入射角θ及びスペーサー層の厚さLで
決定される共振器を構成する。入射光の波長が共振器の
共振条件を満足するとき、入射光の透過率は最大とな
る。このフィルタでは、入射角θ及びスペーサ層の厚さ
Lが決定されると、周期的な波長において透過率が最大
となる。従って、スペーサ層の厚さL等を調節してフィ
ルタを形成することによって、フィルタの透過特性を所
定の波長の間隔で周期的に変化させることができる。
増幅特性は、注目する帯域において周期性を有する。従
って、フーリエ変換の原理によって、周期関数に実質的
に分解することができる。よって、複数の周期関数を合
成することによって、Al高濃度EDFAの増幅特性と
逆の特性を形成することができる。
の周期で変化するように構成されている。基本波長は、
Al高濃度EDFAの増幅特性のピーク間(この場合
は、ピーク1とピーク2)の波長差に基づいて決定され
る。フィルタ20−2は、透過特性が基本波長の1/2
の周期で変化するように構成されている。さらに、フィ
ルタ20−3は、透過特性が基本波長の1/3の周期で
変化するように構成されている。これらの透過特性は、
図2の中段に示されている。周期波形の振幅が、フィル
タの阻止量に相当する。
直列に接続することによって、図2に示すように、Al
高濃度EDFAの増幅特性と実質的に逆の特性が合成波
形として形成される。そして、図2の最下段に示すよう
に、この合成波形によって、Al高濃度EDFAの増幅
特性は3つのピークを有する広帯域において等化でき
る。
する増幅特性は、周期、位相、振幅(阻止量)の異なる
透過特性をもつ複数の光フィルタを適切に合成すること
によって広帯域に等化することができる。なお、図1で
は、本発明に係わる利得等化器20は、EDFA10の
後段に設けられている。しかし、本発明に係わる利得等
化器は、EDFAの前段に挿入することも可能である。
の関係を示す。Al濃度が1Wt%以下の低濃度状態か
ら徐々に高くしていくと、ピーク2で示される1555
μm帯の利得帯域が短波長側に広がる。Al濃度が約4
Wt%以上の高濃度状態になると1.545μm帯の利
得帯域が隆起し、ピーク3が発生する。
FAの増幅特性(波長に対する利得特性)を、図6に、
Al高濃度(1Wt%以上)EDFAの増幅特性(波長
に対する利得特性)を示す。図6に示すAl高濃度ED
FAの利得特性は、図5に示すAl低濃度EDFAの利
得特性に比べて、1.54μm帯域の利得の極小値が小
さく、利得特性が比較的平坦である。しかし、Al高濃
度EDFAの利得特性は、1.54μm帯と1.555
μm帯との間に第3の利得ピーク有している。従って、
Al高濃度EDFAは広帯域な伝送特性を実現できる可
能性は有しているが、この光増幅器を多段中継した場合
には信号帯域にリプルが発生する。図7は、20段のA
l高濃度EDFAの波長多重光信号の伝送特性(計算
値)を示す。この図に示される利得偏差は、本発明に係
わる利得等化器によって抑圧可能である。
利得特性、及び図6に示すAl高濃度EDFAの利得特
性の利得等化動作について詳細に説明する。Al低濃度
EDFAの利得特性は、図5に示すように2つのピーク
を有している。この場合、本発明に係わる利得等化器
は、基本周期及び基本周期/2の周期関数を有する2つ
のファブリペローエタロンフィルタで構成することがで
きる。
ファブリペローエタロンフィルタを直列に接続した場合
の利得等化器(GEQ)の透過特性(一点鎖線で示す)
及び等化結果(Total gain)を示す。また、
図8には、動作を理解し易くするため、図5に示すAl
低濃度EDFAのみの利得特性(EDFA gain)
が併せて表示されている。この図において1533〜1
560nmの帯域における透過特性は、Al低濃度ED
FAの利得特性の実質的に逆の特性に近似でき、利得等
化器として利用できる。この時のファブリペローエタロ
ンフィルタの透過率T(λ)の近似式は以下のように示
される。
gainは、利得等化器の透過特性によって等化され
る。この等化結果Total gainから、2種類
(基本周期、基本周期/2)の周期的光フィルタを組み
合わせることにより、Al低濃度EDFAの利得特性を
約15nmの広い帯域において平坦化できる。
示すように3つのピークを有している。この場合、本発
明に係わる利得等化器は、基本周期、基本周期/2、基
本周期/4の周期関数を有する3つのファブリペローエ
タロンフィルタで構成することができる。
及び14nmのファブリペローエタロンフィルタを直列
に接続した場合の透過特性(一点鎖線で示す)及び等化
結果(Total gain)を示す。また、図9に
は、動作を理解し易くするため、図6に示すAl高濃度
EDFAの利得特性(EDFA gain)が併せて表
示されている。この図において1533〜1560nm
の帯域における透過特性は、Al高濃度EDFAの利得
特性の実質的に逆の特性に近似でき、利得等化器として
利用できる。この時のファブリペローエタロンフィルタ
の透過率T(λ)の近似式は以下のように示される。
gainは、利得等化器(GEQ)の透過特性によって
等化される。この等化結果Total gainから、
3種類(基本周期、基本周期/2、基本周期/4)の周
期的光フィルタを組み合わせることにより、Al高濃度
EDFAの利得特性を約30nmの広い帯域において平
坦化できる。従来の利得等化器では、EDFAの利得特
性の1つのピークに対して動作し、平坦化された帯域は
10nm程度である。従って、本発明に係わる利得等化
器は、従来の利得等化器に比べてより広い平坦化された
利得帯域を有することができる。
を等化するための本発明に係わる利得等化器の第1の構
成例を示す図である。この第1の構成例は、図1に示す
構成例と実質的に同じである。同じ機能を有する要素に
は同じ参照番号を付している。図10において、実線
は、光フィルタ20がEDFA10の前段に設けられた
場合、点線は、光フィルタ20がEDFA10の後段に
設けられた場合を示す。光フィルタ20は、図1に示す
構成例と同様に、直列に接続された周期的光フィルタ2
0−1、20−2、20−3から構成される。
の異なる複数の光フィルタを縦列に接続することによっ
て、複数のピークを有するEDFAの増幅特性を、広帯
域に平坦化することができる。図11は、Al高濃度E
DFAの増幅特性を等化するための本発明に係わる利得
等化器の第2の構成例を示す図である。本構成例では、
入力された光信号が3つの光信号に分割され、それぞれ
実質的に同じ利得特性を有するAl高濃度EDFA10
−1、10−2、10−3で増幅される。さらに、増幅
された光信号は、それぞれ周期的光フィルタ20−1、
20−2、20−3で濾波されて、出力側において合成
される。この場合、適切な合成を行うため、合成される
光信号の位相が位相補償器30−1、30−2、30−
3で調整される。光信号の合成は、光カプラを用いて容
易に行なえる。
の異なる複数の光フィルタを並列に接続することによっ
ても、複数の光フィルタの透過特性を合成することがで
きる。従って、このように構成された利得等化器におい
ても、複数のピークを有するEDFAの増幅特性を、広
帯域に平坦化することができる。
20−1、20−2、20−3は、励起LD制御コント
ローラ10によって制御可能であり、その周期、位相、
振幅(阻止量)等のパラメータを調節できる。これらの
調整は、図3のファブリペローエタロンフィルタの構造
において、入射角を調整したり、スペーサ層の厚さLを
機械的に調整することによって行うことができる。ま
た、予めスペーサ層をその厚さが場所によって変化する
ように構成し、入射位置をスライドさせることによって
も上記の調整を行うことができる。経年変化によってE
DFAの利得特性が変化した場合や、EDFAが故障し
た場合等に、それらのパラメータは調節される。
を等化するための本発明に係わる利得等化器の第3の構
成例を示す図である。EDFAの励起状態を示す指標と
して、励起状態にあるエルビウム・イオン濃度と全エル
ビウム・イオン濃度との比であるインバージョンパラメ
ータが知られている。また、EFDAでは、光信号が入
力されない場合でも、自然的に光が放出され、これは一
般的にASE(amplified spontane
ous emission)と呼ばれる。
0.6以下の場合を飽和状態、0.6以上の場合を非飽
和状態と呼ぶことにする。今、EDF自体が有する増幅
特性の性能を議論すると、Al低濃度EDFAは飽和状
態でも非飽和状態においても、信号帯域の定量的な指標
であるASE3dB帯域幅はそれほど変わらず、約10
nm程度である。一方、Al高濃度EDFAは、飽和状
態に比べ非飽和動作の方が明らかにASE3dB帯域が
広くなる。
い増幅帯域が必要な場合には、非飽和領域で動作させら
れたAl高濃度EDFAを使用するのが効果的である。
しかしながら、非飽和領域動作のAl高濃度EDFAが
多段接続されると、1.53μm帯ASEが大きく成長
し、大きなゲインチルトが発生する。従って、非飽和領
域で動作するAl高濃度EDFAを使用する場合には、
1.53μm帯のASEを除去する必要がある。
帯の光パワーを最も強く増幅させようとするが、この帯
域の光パワーがもともと小さければ光SNRの劣化は小
さくなる。図12に示す第3の構成例では、1.53μ
m帯域阻止フィルタ40が、光フィルタ20及び出力と
の間に設置されている。この1.53μm帯遮断フィル
タは、利得等化のためだけでなく、むしろ次段の光増幅
器での光SNRの劣化を抑圧する効果の方が大きい。
化器が配置された光伝送システムの構成例を示す。図1
3に示す光伝送システムの構成例では、縦続接続されて
いるn個の光増幅器50−1〜50−nの間に、異なる
波長周期の透過特性を有する光フィルタ20−1、20
−2、20−3が、適当な中継間隔をおいて配置されて
いる。本光伝送システムは、複数の光増幅器を中継した
後の波長多重光信号の等化を異なる周期の光フィルタで
一括して行うことができる。
は、縦続接続されているn個の光増幅器50−1〜50
−nの間に、周期の異なる光フィルタが直接縦列接続さ
れた光フィルタ20−1、20−2、20−3で構成さ
れる利得等化器20♯1〜20♯3が、適当な中継間隔
をおいて配置されている。本光伝送システムは、全伝送
システムの途中で各チャネルの光SNRを等化する必要
がある場合(例えば、途中でBU(Branching
Unit)が置かれて伝送路が分岐、挿入される場合
等)に有用である。
は、縦続接続されているn個の光増幅器50−1〜50
−nの間に、それぞれが図11に示すように並列接続さ
れた光フィルタ20−1、20−2、20−3で構成さ
れる利得等化器60♯1〜60♯3が、適当な中継間隔
をおいて配置されている。本光伝送システムは、複数の
光増幅器を中継した後の波長多重光信号の等化を異なる
周期の光フィルタで一括して行うことができる。
化器の周期、位相、振幅(阻止量)は、端局からのコマ
ンドによってシステム全体の光SNRが均等になるよう
に調整される。これらの調整は、図3のファブリペロー
エタロンフィルタの構造において、入射角を調整した
り、スペーサ層の厚さLを機械的に調整することによっ
て行うことができる。また、予めスペーサ層をその厚さ
が場所によって変化するように構成し、入射位置をスラ
イドさせることによっても上記の調整を行うことができ
る。
本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、本
発明の範囲内で改良及び変形が可能であることは言うま
でもない。
示す効果を有する。請求項1乃至5のうちいずれか1項
記載の利得等化器、及び請求項12又は13記載の光伝
送システムにおいては、基本となる周期的光フィルタの
透過特性は、光増幅器の利得ピーク間の波長差に基づい
て定まる波長を基本周期として持ち、その他の複数の周
期的光フィルタは、その基本周期の1/2n (nは自然
数)の長さの周期を有する。それらの複数の周期的光フ
ィルタの透過特性を合成することによって、光増幅器の
利得特性と逆の特性を形成することができる。従って、
この利得等化器によって、光増幅器の利得特性を等化で
き、これにより、広帯域な信号伝送帯域を実現すること
ができる。
期的光フィルタが図3に示されるようなファブリペロー
エタロンフィルタで構成されており、所望の波長周期の
透過特性が実現可能である。請求項6記載の利得等化器
及び請求項14記載の光伝送システムにおいては、複数
の周期的光フィルタは、縦列状に配置されている。従っ
て、簡易な構成によって、複数の利得ピークを有する光
増幅器の利得特性を、広帯域に等化することができる。
は、複数の利得等化器が、伝送路に複数の中継器を通過
した後に分散して縦列状に配置されている。従って、こ
の場合には、1つの利得等化器が複数の光増幅器による
利得偏差を等化する。請求項7又は8記載の利得等化器
及び請求項16記載の光伝送システムにおいては、波長
多重光信号は複数の波長多重光信号に分波され、それぞ
れが周期的光フィルタを通過した後再び結合される。こ
のように、複数の周期的光フィルタを並列に接続するこ
とによっても、複数の周期的光フィルタの透過特性を合
成することができる。従って、このように構成された利
得等化器においても、複数の利得ピークを有する光増幅
器の利得特性を、広帯域に等化することができる。
ては、光増幅器の利得特性の利得ピークのうち少なくと
も1つが遮断光フィルタによって遮断される。この遮断
光フィルタは、特定の帯域のASE(自然的に発生する
雑音レベル)光が大きくなるシステムに対し有効であ
り、光SNRの劣化を抑圧できる。
端局からのコマンドに基づいて周期的光フィルタの透過
特性の周期、位相及び阻止量が調整される。従って、経
年変化によって光増幅器の利得特性が変化した場合や、
光増幅器が故障した場合等に、利得等化器の透過特性を
適切に調節できる。
は、出力における波長多重光信号の各チャネルの光信号
対雑音比が実質的に等しくなるように調整できる。
例。
めの図。
利得特性)。
利得特性)。
の伝送特性(計算値)。
ーエタロンフィルタを直列に接続した場合の利得等化器
(GEQ)の透過特性及び等化結果(Total ga
in)。
のファブリペローエタロンフィルタを直列に接続した場
合の利得等化器(GEQ)の透過特性及び等化結果(T
otal gain)。
めの本発明に係わる利得等化器の第1の構成例を示す
図。
めの本発明に係わる利得等化器の第2の構成例を示す
図。
めの本発明に係わる利得等化器の第3の構成例を示す
図。
送システムの構成例。
送システムの構成例。
送システムの構成例。
た場合の、光スペクトル波形。(A)は、中継器を10
段中継した場合、(B)は、中継器を60段中継した場
合。
Claims (17)
- 【請求項1】 複数の波長に対して利得ピークを有する
光増幅器の利得特性を等化するための利得等化器であっ
て、 前記光増幅器に接続され、前記利得ピーク間の波長差に
基づいて定まる波長を基本周期とする透過特性を有する
複数の周期的光フィルタを有することを特徴とする利得
等化器。 - 【請求項2】 前記複数の周期的光フィルタは、前記利
得ピーク間の波長差に基づいて定まる基本波長を周期と
する透過特性を有する第1の周期的光フィルタと、前記
基本波長の1/2n (nは自然数)の波長を周期とする
透過特性を有する少なくとも1つの第2の周期的光フィ
ルタとを有することを特徴とする請求項1記載の利得等
化器。 - 【請求項3】 前記光増幅器が、所定の信号帯域で2つ
の波長において利得ピークを示す利得特性を有する光フ
ァイバ増幅器で構成されている場合、前記周期的光フィ
ルタは、前記利得ピーク間の波長差に基づいて定まる基
本波長を周期とする透過特性を有する第1の周期的光フ
ィルタと、前記基本波長の1/2の波長を周期とする透
過特性を有する第2の周期的光フィルタとで構成される
ことを特徴とする請求項2記載の利得等化器。 - 【請求項4】 前記光増幅器が、所定の信号帯域で実質
的に同じ波長間隔の3つの波長において第1、第2及び
第3の利得ピークを示す利得特性を有する光ファイバ増
幅器で構成されている場合、前記周期的光フィルタは、
前記第1及び第3の利得ピーク間の波長差に基づいて定
まる基本波長を周期とする透過特性を有する第1の周期
的光フィルタと、前記基本波長の1/2の波長を周期と
する透過特性を有する第2の周期的光フィルタと、前記
基本波長の1/4の波長を周期とする透過特性を有する
第3の周期的光フィルタとで構成されることを特徴とす
る請求項2記載の利得等化器。 - 【請求項5】 前記周期的光フィルタは、ファブリペロ
ーエタロンフィルタで形成されていることを特徴とする
請求項1乃至4のうちいずれか1項記載の利得等化器。 - 【請求項6】 前記複数の周期的光フィルタは、縦列状
に配置されていることを特徴とする請求項2記載の利得
等化器。 - 【請求項7】 前記複数の周期的光フィルタは、分波光
パスに並列に接続され、入力光は入力段において、光強
度的に当分割された後、それぞれの前記周期的光フィル
タを通過後、再び合波されて出力されることを特徴とす
る請求項2記載の利得等化器。 - 【請求項8】 前記複数の周期的光フィルタの各々に対
して位相補償器を有し、結合される前記分波された光信
号の位相が調整されることを特徴とする請求項7記載の
利得等化器。 - 【請求項9】 前記光増幅器の利得特性の前記利得ピー
クのうち少なくとも1つを遮断する遮断光フィルタを有
することを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか1
項記載の利得等化器。 - 【請求項10】 前記遮断光フィルタは、ノッチフィル
タで構成されることを特徴とする請求項9記載の利得等
化器。 - 【請求項11】 端局からのコマンドを受信するコマン
ド受信部をさらに有し、端局からのコマンドに基づいて
前記周期的光フィルタの透過特性の周期、位相及び阻止
量が調整されることを特徴とする請求項1乃至5のうち
いずれか1項記載の利得等化器。 - 【請求項12】 所定の帯域において複数の光信号を波
長多重した波長多重光信号を伝送するための光伝送シス
テムであって、 前記所定の帯域において複数の波長に対して利得ピーク
を有する利得特性を示す少なくとも1つの光ファイバ増
幅器と、 前記光ファイバ増幅器に接続され、前記利得ピーク間の
波長差に基づいて定まる波長を周期とする透過特性を有
する複数の周期的光フィルタを有し、前記光ファイバ増
幅器の利得特性を前記所定の帯域において等化するため
の利得等化器とを有することを特徴とする光伝送システ
ム。 - 【請求項13】 前記複数の周期的光フィルタは、前記
利得ピーク間の波長差に基づいて定まる基本波長を周期
とする透過特性を有する第1の周期的光フィルタと、前
記基本波長の1/2n (nは自然数)の波長を周期とす
る透過特性を有する少なくとも1つの第2の周期的光フ
ィルタとを有することを特徴とする請求項12記載の光
伝送システム。 - 【請求項14】 前記複数の周期的光フィルタは、縦列
状に配置されていることを特徴とする請求項13記載の
光伝送システム。 - 【請求項15】 前記利得等化器は、伝送路に複数分散
して縦列状に配置されていることを特徴とする請求項1
3記載の光伝送システム。 - 【請求項16】 前記複数の周期的光フィルタは、分波
光パスに並列に接続され、入力光は入力段において、光
強度的に当分割された後、それぞれの前記周期的光フィ
ルタを通過後、再び合波されて出力されることを特徴と
する請求項13記載の光伝送システム。 - 【請求項17】 前記周期的光フィルタは、端局からの
コマンドを受信するコマンド受信部をさらに有し、端局
からのコマンドに基づいて、出力における波長多重光信
号の各チャネルの光信号対雑音比が実質的に等しくなる
ように前記周期的光フィルタの透過特性の周期、位相及
び阻止量が調整されることを特徴とする請求項13乃至
16のうちいずれか1項記載の光伝送システム。
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