JPH09326759A

JPH09326759A - 光波長多重システムにおける光分波装置

Info

Publication number: JPH09326759A
Application number: JP8165193A
Authority: JP
Inventors: Toshio Kawasawa; 俊夫川澤; Tomohiro Otani; 朋広大谷; Koji Goto; 光司後藤; Masato Tanaka; 正人田中
Original assignee: Kokusai Denshin Denwa KK
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 1996-06-05
Filing date: 1996-06-05
Publication date: 1997-12-16
Anticipated expiration: 2016-06-05
Also published as: JP3436457B2

Abstract

(57)【要約】【課題】効率的に分散補償および損失補償をすること
ができ、かつ光増幅器等の能動デバイスを減らすことの
できる光波長多重システムにおける光分波装置を提供す
ることにある。【解決手段】分波装置４は、光サーキュレータと光フ
ァイバグレーティングの組により構成された光フィルタ
手段が、複数個直列に接続されている。該光フィルタ手
段間の予め定められた位置に、分散等化ファイバ３１〜
３５が接続され、また分散等化ファイバ３２の後段に光
増幅器１０が接続されている。光波長多重信号が分波装
置４に入力すると、各波長の光信号は前記光フィルタ装
置によって抽出される。また、短波長の光信号は前記分
散等化ファイバ３１〜３５によって累積的に分散補償さ
れる。また、前記光増幅器１０は１個で済み、該分波装
置４に使用する能動デバイスの数を低減することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は光波長多重システ
ムにおける光分波装置に関し、特に、効率的に、分散補
償および損失補償を行えるようにすることにより、能動
デバイスの使用個数を減らし、信頼性と経済性を改善し
た光波長多重システムにおける光分波装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の、光波長多重システムにおいて
は、合波された光波長多重信号を分波するために、光フ
ァイバカプラを使用したものが多用されていた。その一
例を、図６を参照して説明する。伝送用光ファイバ８１
を通って伝送されてきた光波長多重信号（１５５５．１
ｎｍ〜１５６０．０ｎｍ）は、例えば１００ｋｍの長さ
の等化ファイバ８２により分散補償され、また、光増幅
器８３により増幅されて、例えば光波長多重受信端局の
分波器８５に入力する。この分波器８５は３ｄＢカプラ
８６ａ〜８６ｇと、光フィルタ８７ａ〜８７ｈと、各光
フィルタ８７ａ〜８７ｈの出力側に接続された各光増幅
器とから構成されている。該光フィルタ８７ａ〜８７ｈ
は、光波長多重信号より各光信号を抽出する。短波長の
光信号ほど分散を受けやすいので、この例では、１５５
５．１ｎｍ〜１５５７．９ｎｍの波長の光信号にのみ、
等化ファイバ８８ａ〜８８ｅが適用される。該等化ファ
イバ８８ａ〜８８ｅは２０〜１００ｋｍ程度の長さを有
し、これにより光信号の減衰が生ずるので、これを補償
するために、光増幅器８９ａ〜８９ｅが挿入されてい
る。

【０００３】いま、該光波長多重信号から例えば１５５
５．１ｎｍの信号を分波することを考えると、前記光増
幅器８３で増幅された光波長多重信号は、３ｄＢカプラ
８６ａ、８６ｂおよび８６ｄにより、それぞれ光信号の
パワーが４ｄＢずつ減衰され、さらに光フィルタ８７ａ
により３ｄＢ減衰され、その後光増幅器により増幅され
る。次いで、等化ファイバ８８ａにより例えば２０ｄＢ
減衰され（等化ファイバ８８ａが１００ｋｍの場合）、
光増幅器８９ａにより１２ｄＢ増幅されて、例えばモニ
タ装置へ送られる。一方、長波長側の１５６０．０ｎｍ
の光信号に着目すると、前記光増幅器８３で増幅された
光波長多重信号は、３ｄＢカプラ８６ａ、８６ｃおよび
８６ｇにより、それぞれ光信号のパワーが４ｄＢ（結合
損失３ｄＢ＋接続損失１ｄＢ）ずつ減衰され、光フィル
タ８７ｈにより３ｄＢ減衰され、光増幅器により増幅さ
れて、例えば前記モニタ装置へ送られる。

【０００４】以上のように、従来の分波装置において
は、分波後に光信号レベルを補償する光増幅器が、合計
で１１個必要になる。また、短波長の光信号の波長分散
を補償するための分散等化ファイバを個別に挿入する必
要が生じると共に、該分散等化光ファイバ８８ａ〜８８
ｅの全長が３００ｋｍにもなっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
分波装置においては、光増幅器が多数個使用されている
が、該光増幅器は能動デバイスであるため、動作におい
て信頼性が低いという問題また該光増幅器は高価である
ので経済性が悪いという問題があった。

【０００６】この問題を解決するために、本出願人によ
って、図５に示されているような分波装置が提案され
た。この分波装置は、前記３ｄＢカプラ８６ａ〜８６ｇ
と、光フィルタ８７ａ〜８７ｈと、各光フィルタ８７ａ
〜８７ｈの出力側に接続された各光増幅器とからなる分
波器８５に代えて、導波路グレーティング（ＡＷＧ：Ar
rayed Waveguide Grating ）９１を用いた点に特徴があ
る。該導波路グレーティング９１は、入力してくる光波
長多重信号を分波する機能を有し、その挿入損失が例え
ば−９ｄＢと小さいという特徴を有している。

【０００７】しかしながら、この分波装置は、光増幅器
を３個必要とし、前記した従来技術の信頼性と経済性の
問題点は小さくなっているものの、その改善はまだ十分
でないという問題があった。また、前記伝送用光ファイ
バ８１を通って伝送されてくる光波長多重信号の数を増
やそうとした場合には、導波路グレーティング９１をこ
れに適応する新たな導波路グレーティングに取り替える
必要があり、光波長多重信号数の増加に簡単に対応でき
ないという問題があった。また、等化ファイバ８８とし
て５組の等化ファイバが使用されており、全長で３００
ｋｍ程度になるという問題もあった。

【０００８】この発明の目的は、前記した従来装置の問
題点を除去し、効率的に分散補償および損失補償をする
ことができ、かつ光増幅器等の能動デバイスを減らすこ
とのできる光波長多重システムにおける光分波装置を提
供することにある。また、他の目的は、光波長多重信号
数の増加に簡単に対応できる光分波装置を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、光波長多重システムにおける光分波装
置において、光波長多重信号に含まれる複数波長の光信
号を分波するために直列に接続された複数個の光フィル
タ手段と、前記光信号の分散補償を行うために、前記光
フィルタ手段間の予め定められた位置に挿入された分散
等化ファイバと、前記分散等化ファイバによって減衰さ
れた光信号の損失補償を行うために、前記光フィルタ手
段間の予め定められた位置に挿入された光増幅器とを具
備した点に特徴がある。また、本発明は、光波長多重シ
ステムにおける光分波装置において、光波長多重信号を
分岐する分岐装置と、一方の分岐に直列に接続された長
波長側の複数個の光フィルタ手段と、他方の分岐に直列
に接続された分散等化ファイバ、光増幅器および短波長
側の複数個の光フィルタ手段とを具備した点に他の特徴
がある。

【００１０】本発明によれば、光フィルタ手段の直列接
続回路に光増幅器を挿入したので、使用する光増幅器の
個数を低減することができる。また、分散等化ファイバ
による分散補償は累積されるので、分散等化ファイバの
全長を従来のものより大幅に短縮することができる。ま
た、光波長多重信号の数を増加しようとする場合には、
該分波装置に増加する波長の光信号と対応する新たな光
フィルタ手段を直列に追加すればよく、光波長多重信号
数の増加に簡単に対処することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を詳細に説明する。図１は、本発明の分波装置の一実施
形態のブロック図を示す。図において、１は伝送用光フ
ァイバ、２は例えば１００ｋｍの長さの等化ファイバ、
３は光増幅器、４は分波装置である。該光増幅器３は図
２に示されているように、Ｅｒドープトファイバ３ａ、
ポンプレーザダイオード３ｂ、ＷＤＭカプラ３ｃおよび
アイソレータ３ｄから構成されている。

【００１２】前記分波装置４は、図示されているよう
に、１５６０．０ｎｍの光信号を分波する光サーキュレ
ータ１１と光ファイバグレーティング２１、１５５９．
３ｎｍの光信号を分波する光サーキュレータ１２と光フ
ァイバグレーティング２２、１５５８．６ｎｍの光信号
を分波する光サーキュレータ１３と光ファイバグレーテ
ィング２３、等化後１５５７．９ｎｍの光信号を分波す
る等化ファイバ３１と光サーキュレータ１４と光ファイ
バグレーティング２４、等化ファイバ３２、光増幅器１
０、１５５７．２ｎｍの光信号を分波する光サーキュレ
ータ１５と光ファイバグレーティング２５、等化後１５
５６．５ｎｍの光信号を分波する等化ファイバ３３と光
サーキュレータ１６と光ファイバグレーティング２６、
等化後１５５５．８ｎｍの光信号を分波する等化ファイ
バ３４と光サーキュレータ１７と光ファイバグレーティ
ング２７、および等化ファイバ３５とから構成されてい
る。

【００１３】前記光ファイバグレーティング２１〜２７
は、それぞれ、１５６０．０ｎｍ、１５５９．３ｎｍ、
１５５８．６ｎｍ、１５５７．９ｎｍ、１５５７．２ｎ
ｍ、１５５６．５ｎｍ、および１５５５．８ｎｍの光信
号を反射し、他の波長の光信号は通過させる機能を有し
ている。また、これらは通過する光信号を約３ｄＢだけ
減衰する作用をする。

【００１４】また、前記等化ファイバ３１、３２、３
３、３４、３５は、それぞれ、例えば２０ｋｍの長さを
有している。したがって、該等化ファイバ３１〜３５の
全長は１００ｋｍであるが、１５５７．９ｎｍの波長の
光信号は２０ｋｍの長さの等化ファイバで分散補償さ
れ、１５５７．２ｎｍの波長の光信号は４０ｋｍの長さ
の等化ファイバで分散補償され、１５５６．５ｎｍの波
長の光信号は６０ｋｍの長さの等化ファイバで分散補償
され、１５５５．８ｎｍの波長の光信号は８０ｋｍの長
さの等化ファイバで分散補償され、１５５５．１ｎｍの
波長の光信号は１００ｋｍの長さの等化ファイバで分散
補償されることになる。

【００１５】いま、１５５５．１ｎｍ〜１５６０．０ｎ
ｍの光信号を含む光波長多重信号が伝送用光ファイバ１
を通って入力してくると、該光波長多重信号は等化ファ
イバ２によって等化され、該伝送用光ファイバ１中で発
生した分散が補償される。該等化ファイバ２は１００ｋ
ｍ程度の長さを有しているので、該等化ファイバ２によ
って減衰された信号は光増幅器３によって増幅されて、
分波装置４に入る。

【００１６】分波装置４では、前記光波長多重信号は光
サーキュレータ１１を通って光ファイバグレーティング
２１に入力する。前記のように、光ファイバグレーティ
ング２１は１５６０．０ｎｍの光信号を反射し、他の波
長の光信号は通すので、該光ファイバグレーティング２
１によって反射された１５６０．０ｎｍの光信号が再び
光サーキュレータ１１に入り、その一出力端子から取り
出される。

【００１７】該光ファイバグレーティング２１を通過し
た光波長多重信号は光サーキュレータ１２を通って光フ
ァイバグレーティング２２に入力する。前記のように、
光ファイバグレーティング２２は１５５９．３ｎｍの光
信号を反射し、他の波長の光信号は通すので、該光ファ
イバグレーティング２２によって反射された１５５９．
３ｎｍの光信号が再び光サーキュレータ１２に入り、そ
の一出力端子から取り出される。

【００１８】以下同様にして、光サーキュレータ１３、
１４、１５、１６、１７の各々から、１５５８．６ｎ
ｍ、１５５７．９ｎｍ、１５５７．２ｎｍ、１５５６．
５ｎｍ、１５５５．８ｎｍの光信号が取り出される。最
後の光ファイバグレーティング２７を通過した光信号の
波長は１５５５．１ｎｍだけであるから、等化ファイバ
３５による等化後、そのまま取り出される。

【００１９】以上のように、この実施形態によれば、光
ファイバグレーティング２１、２２、…、２７による光
信号の減衰が例えば３ｄＢと小さいので、分波装置４に
一個の光増幅器を挿入するだけでよくなる。この結果、
従来装置に比べて光増幅器の個数を大幅に削減でき、装
置の信頼性と経済性を改善することができる。また、本
実施形態によれば、光波長多重信号の数を増加しようと
する場合には、該分波装置４に増加する波長の光信号と
対応する新たな光サーキュレータと光ファイバグレーテ
ィングを直列に追加すればよく、光波長多重信号数の増
加に簡単に対処することができる。さらに、等化ファイ
バ３１〜３５が直列的に挿入されているので、短波長の
光信号になるほど等化量が累積されることになり、全長
の短い等化ファイバを用いて、短波長の光信号を等化す
ることができるようになる。

【００２０】次に、本発明の第２の実施形態を、図３を
参照して説明する。図において、１〜３は、図１と同一
または同等物を示す。４０は３ｄＢカプラ、４１は等化
ブロックである。該等化ブロック４１は等化ファイバ４
２と増幅器４３とから構成されている。長波長側分波器
は、光サーキュレータ５１〜５４と、光ファイバグレー
ティング５５〜５８と、光終端器５９とから構成されて
いる。一方、短波長側分波器は、光サーキュレータ６１
〜６４と、光ファイバグレーティング６５〜６８と、光
終端器６９とから構成されている。

【００２１】前記光ファイバグレーティング５５〜５８
は、それぞれ、１５５７．９ｎｍ、１５５８．６ｎｍ、
１５５９．３ｎｍ、１５６０．０ｎｍの波長の光信号を
反射し、これ以外の波長の光信号は通過させる。一方、
前記光ファイバグレーティング６５〜６８は、それぞ
れ、１５５５．１ｎｍ、１５５５．８ｎｍ、１５５６．
５ｎｍ、１５５７．２ｎｍの波長の光信号を反射し、こ
れ以外の波長の光信号は通過させる。

【００２２】本実施形態において、前記光増幅器３によ
って増幅された光波長多重信号は、３ｄＢカプラ４０に
よって１／２のパワーに分岐された後、前記長波長側分
波器と短波長側分波器に入る。長波長側分波器では、前
記光サーキュレータ５１と光ファイバグレーティング５
５とにより１５５７．９ｎｍの波長の光信号を分波し、
光サーキュレータ５２と光ファイバグレーティング５６
とにより１５５８．６ｎｍの波長の光信号を分波し、光
サーキュレータ５３と光ファイバグレーティング５７と
により１５５９．３ｎｍの波長の光信号を分波し、光サ
ーキュレータ５４と光ファイバグレーティング５８とに
より１５６０．０ｎｍの波長の光信号を分波する。該光
ファイバグレーティング５８を通過した他の波長の光信
号は、光終端器５９により吸収される。

【００２３】一方、前記３ｄＢカプラ４０によって分岐
された他方の光波長多重信号は、等化ブロック４１に入
り、等化ファイバ４２により分散等化され、その後光増
幅器４３により増幅された後、前記短波長側の分波器に
入射する。そして、光サーキュレータ６１〜６４と、光
ファイバグレーティング６５〜６８の作用により、１５
５５．１ｎｍ〜１５５７．２ｎｍの波長の光信号が分波
される。

【００２４】この第２の実施形態によれば、分波装置に
挿入する光増幅器は一個で済み、また、等化ファイバも
一個で済ますことができる。また、等化ファイバ４２と
光増幅器４３が等化ブロック４１としてまとめられてい
るので、コンパクトに装置を構築することができる。さ
らに、光波長多重信号の数を増加しようとする場合に
は、長波長側分波器あるいは短波長側分波器に、新たな
光サーキュレータと光ファイバグレーティングを直列に
追加すればよく、該光波長多重信号数の増加に簡単に対
処することができる。

【００２５】なお、前記第２の実施形態においては、短
波長側の光信号を一個の等化ファイバ４２で等化した
が、本発明はこれに限定されず、図４に示されているよ
うに、各段の光ファイバグレーティングの後段に、長さ
の短い等化ファイバ７１、７２、７３を挿入するように
してもよい。また、図３と図４で示した第２の実施形態
において、長波長側分波器と短波長側分波器のそれぞれ
の中において、光フィルタ手段の配列を順不同にし、抽
出される光信号の波長が順不同になるようにしてもよ
い。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１〜５の発明によれば、光波長多重信号に含まれる複数
波長の光信号を抽出するための複数個のフィルタを直列
に接続し、その中に光増幅器を接続するようにしたの
で、光増幅器の個数を減らすことができるようになり、
分波装置の信頼性を改善できると共に、装置の制作に要
する費用を低減することができる。

【００２７】また、光波長多重信号の数を増加しようと
する場合には、該分波装置に増加する波長の光信号と対
応する新たなフィルタを直列に追加すればよく、光波長
多重信号数の増加に簡単に対処することができる。さら
に、前記直列に接続された複数個のフィルタ間の予め定
められた位置に等化ファイバを挿入するようにしたの
で、短波長の光信号になるほど等化量が累積されること
になり、分波装置に使用する等化ファイバの全長を短く
することができる。

【００２８】また、請求項６、７の発明によれば、等化
ファイバと光増幅器とを１箇所に設置できるので、前記
の効果に加えて、分波装置をコンパクトに構成および配
置できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の分波装置の構成図であ
る。

【図２】光増幅器の位置具体例を示す構成図である。

【図３】本発明の第２の実施形態の分波装置の構成図
である。

【図４】該第２の実施形態の分波装置の変形例を示す
構成図である。

【図５】本出願により提案された分波装置の構成図で
ある。

【図６】従来の分波装置の一例を示す構成図である。

【符号の説明】

１…伝送用光ファイバ、２…等化ファイバ、３…光増幅
器、４…分波装置、１０…光増幅器、１１〜１７、５１
〜５４、６１〜６４…光サーキュレータ、２１〜２７、
５５〜５８、６５〜６８、７１〜７３…光ファイバグレ
ーティング、３１〜３５…等化ファイバ、４０…３ｄＢ
カプラ、４１…等化ブロック、４２…等化ファイバ、４
３…光増幅器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中正人東京都新宿区西新宿２丁目３番２号国際電信電話株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光波長多重システムにおける光分波装置
において、光波長多重信号に含まれる複数波長の光信号を分波する
ために直列に接続された複数個の光フィルタ手段と、前記光信号の分散補償を行うために、前記光フィルタ手
段間の予め定められた位置に挿入された分散等化ファイ
バと、前記分散等化ファイバによって減衰された光信号の損失
補償を行うために、前記光フィルタ手段間の予め定めら
れた位置に挿入された光増幅器とを具備したことを特徴
とする光波長多重システムにおける光分波装置。
【請求項２】請求項１記載の光波長多重システムにお
ける光分波装置において、前記光フィルタ手段は、光サーキュレータと光ファイバ
グレーティングとから構成され、分波する光信号は該光
ファイバグレーティングで反射させ該光サーキュレータ
を介して抽出し、分波しない光信号は該光ファイバグレ
ーティングを透過させることを特徴とする光波長多重シ
ステムにおける光分波装置。
【請求項３】請求項１記載の光波長多重システムにお
ける光分波装置において、前記複数個の光フィルタ手段は、分波する光信号波長が
長波長から短波長に向けて、順次接続されていることを
特徴とする光波長多重システムにおける光分波装置。
【請求項４】請求項１記載の光波長多重システムにお
ける光分波装置において、前記分散等化ファイバは、短波長側の光フィルタ手段間
に挿入されていることを特徴とする光波長多重システム
における光分波装置。
【請求項５】請求項１記載の光波長多重システムにお
ける光分波装置において、前記光増幅器は、前記光フィルタ手段間の予め定められ
た位置の一か所にのみ挿入されていることを特徴とする
光波長多重システムにおける光分波装置。
【請求項６】光波長多重システムにおける光分波装置
において、光波長多重信号を分岐する分岐装置と、一方の分岐に直列に接続された長波長側の複数個の光フ
ィルタ手段と、他方の分岐に直列に接続された分散等化ファイバ、光増
幅器および短波長側の複数個の光フィルタ手段とを具備
したことを特徴とする光波長多重システムにおける光分
波装置。
【請求項７】光波長多重システムにおける光分波装置
において、光波長多重信号を分岐する分岐装置と、一方の分岐に直列に接続された長波長側の複数個の光フ
ィルタ手段と、他方の分岐に直列に接続された光増幅器および短波長側
の複数個の光フィルタ手段と、該短波長側の複数個の光フィルタ手段間の予め定められ
た箇所に挿入された分散等化ファイバとを具備したこと
を特徴とする光波長多重システムにおける光分波装置。