JPH0996843A - 光中継伝送装置及び光通信方法 - Google Patents

光中継伝送装置及び光通信方法

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JPH0996843A
JPH0996843A JP7252442A JP25244295A JPH0996843A JP H0996843 A JPH0996843 A JP H0996843A JP 7252442 A JP7252442 A JP 7252442A JP 25244295 A JP25244295 A JP 25244295A JP H0996843 A JPH0996843 A JP H0996843A
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JP
Japan
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optical
wavelength
light
optical fiber
transmission device
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Pending
Application number
JP7252442A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomonori Kashiwada
智徳 柏田
Masayuki Shigematsu
昌行 重松
Yoshiyuki Suetsugu
義行 末次
Takatoshi Kato
孝利 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なる波長の光を信号光として伝送を行なう
光中継伝送装置に使用される光ファイバ増幅器は、通
常、異なる波長に対して利得は平坦とはならない。さら
に、このような増幅器によって多段に増幅されると、波
長間の利得差が蓄積し、受信端局では各波長の信号は等
価でなくなってしまう。 【解決手段】 光ファイバ伝送路3の間に増幅用ファイ
バを備えた光ファイバ増幅器1を導入して多段に光を中
継伝送する装置において、光ファイバ増幅器1には使用
帯域内における異なる2つの波長λaとλbとの間で波
長に対する増幅率が単調増加あるいは単調減少する特性
を与えたこと、また、光ファイバ伝送路1の中間にスペ
クトラム反転器2を配置し、中継伝送の前半と後半で夫
々の信号光の増幅率を変えることによって解決した。

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及び光通
信方法に係わり、特に、異なる複数の波長の信号光を忠
実に伝送することができる光中継伝送装置及びこれを用
いた通信方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の異なる複数の波長の光を信号光と
して伝送を行なう、例えば光多重中継方法として、図7
に示すような光中継伝送装置を用いて行なわれる。ま
ず、送信端局4において、n個の情報信号は、光送信器
により夫々波長λ1、λ2 、・・・λnの信号光に変換
され、光ファイバ伝送路に送出される。 光ファイバ伝
送路3の途中には、光ファイバ増幅器1が配置されてお
り、これらの光ファイバ増幅器1により各光信号は一括
増幅される。受信端局5においては、n波の光信号は光
受信器によりn個の情報信号に変換され、抽出される。
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
なう光中継伝送装置に使用される光増幅器としては、高
利得及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 Fiber)を
用いた光ファイバ増幅器(EDFA;Erbium−D
oped Fiber Amplifier)が有望と
されている。
【0003】
【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な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なうために、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が要求される。
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。 さ
らに、このような増幅器によって多段に増幅されると、
波長間の利得差が蓄積し、受信端局では各波長の信号は
等価でなくなってしまう。そこで本発明は、かかる問題
点を解決して異なる複数の波長の信号光を忠実に伝送す
ることができる光中継伝送装置及び光通信方法を提供す
ることを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる光中継伝
送装置は、光ファイバ伝送路の間に増幅用ファイバを備
えた光ファイバ増幅器を導入して多段に光を中継伝送す
る装置において、前記光ファイバ増幅器は使用帯域内に
おける異なる2つの波長λaとλbとの間で波長に対す
る増幅率が単調増加あるいは単調減少する特性を有し、
前記光ファイバ伝送路の中間にスペクトラム反転器を備
えたことを特徴とする。
【0005】また、本発明に係わる光通信方法は、光フ
ァイバ増幅器を備えた光ファイバ伝送路に異なる複数の
波長の信号光を伝送させる工程と、前記信号光を使用帯
域内における異なる2つの波長λaとλbとの間で波長
に対する増幅率が単調増加あるいは単調減少する特性を
有する前記光ファイバ増幅器によって増幅する工程と、
その後、前記光ファイバ伝送路の中間に配置されたスペ
クトラム反転器によって前記信号光の波長変換を行う工
程と、しかる後、前記波長変換された信号光を光ファイ
バ増幅器によって増幅する工程とを有することを特徴と
する。
【0006】
【作用】上記の構成によれば、本発明に係わる光中継伝
送装置に使用される光ファイバ増幅器の増幅率は波長依
存性がある。しかし、光ファイバ増幅器の増幅率は波長
に対して単調増加あるいは単調減少する特性を有するこ
と、また光ファイバ伝送路の中間に配置されたスペクト
ラム反転器は、前記信号光の波長変換を行なうので増幅
率の前半と後半では反対の特性を示すことになる。従っ
て、光中継伝送路全体の増幅率は各波長について平坦な
特性とすることができる。
【0007】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一
符号を付し、重複する説明を省略する。図1は本実施例
の光中継伝送装置に係わる構成を示す概略図である。図
において、送信端局4と受信端局5の間に光ファイバ伝
送路3が設けられ、その間に増幅用ファイバを備えた光
ファイバ増幅器1を導入して多段に光を中継伝送する装
置であって、光ファイバ増幅器1は使用帯域内における
異なる2つの波長λaとλbとの間で波長に対する増幅
率が単調増加あるいは単調減少する特性を有し、光ファ
イバ伝送路の中間にスペクトラム反転器2を備えてい
る。
【0008】光ファイバ伝送路3は波長1.55μmに
おいて、伝送損失の小さい石英系のシングルモード型光
ファイバ、あるいは零分散光ファイバが用いられる。送
信端局4はn個の情報信号を光送信器6により夫々波長
λ1 、λ2 、・・・λnの信号光に変換し、光合波器7
を介して光ファイバ伝送路3に送出する。受信端局5に
おいては、光ファイバ伝送路3を伝送してきたn波の光
信号は光分波器8によって分波され、光受信器9により
n個の情報信号に変換して抽出する。
【0009】図2は光ファイバ増幅器1の構成を示す図
であり、光ファイバ伝送路3によって減衰したn個の信
号光を一括増幅する。信号光10を第1の端子から入力
するとともにレーザダイオード11によって発生した励
起光を第2の端子から入力して、第3の端子から出力す
る結合器12を有し、信号光10−1を増幅する増幅用
ファイバ12−1を備えている。
【0010】図3は増幅用ファイバ12−1のコアに希
土類元素Er(エルビュウム)とその他にAl(アルミ
ニウム)を1wt%添加したEDFを用いた光ファイバ
増幅器の一括増幅特性を示す。Alを添加することによ
って信号波長λ1 、λ2 、λ3 、λ4 に対する増幅率を
単調増加特性とするためである。
【0011】スペクトラム反転器2は第1の波長光と第
2の波長光とを非線形媒質に入力する第1及び第2の入
力端と、非線形光学効果により第3の波長光を発生し、
第3の波長光を出力する出力端を備え、図2に示した結
合器12の増幅用ファイバ12−1の替わりに非線形媒
質を用いて構成することができる。非線形媒質としては
一般にSiO2 系光ファイバが用いられ、コアにGeを
多く添加する程、非線形現象が起こりやすい。
【0012】また、第1の光周波数υ1 、第2の光周波
数υ2 及び第3の光周波数υ3 の間には υ3 =2υ2 −υ1 の関係がある。ここで、第2の光の光周波数を励起光と
して選択する。さらに、SiO2 系光ファイバの零分散
光周波数が第2の光周波数と等しく選択することが好ま
しい。励起光を零分散光周波数に選択することによって
非線形媒質の励起効率を向上することができるからであ
る。また、使用できる光周波数の帯域の観点から、第2
の光の波長は(λa+λb)/2であることが最適であ
る。また、レーザダイオード11と結合器12の間に光
ファイバ増幅器1を配することにより励起光のパワーを
向上することができる。スペクトラム反転器は非線形媒
質の後に第1及び第2の光周波数を遮断し、第3の光周
波数を透過させる光フィルタを備えている。
【0013】次に、上記実施例の構成において、光の中
継作用について説明する。 信号波長:1543/1548/1552/1557n
m 送信端局の信号出力パワー:−20dBm/ch 励起波長:1550nm 励起パワー:50mW であり、送信端局4からスペクトラム反転器2までの信
号波長は1543/1548nmであり、この信号光は
スペクトラム反転器2によって1552/1557nm
の波長の信号光に変換され、受信端局5へ伝送される。
【0014】ここで、送信端局4からスペクトラム反転
器2までの間の増幅率は、図3に示すように波長λ1 は
波長λ2 より増幅率が小さい。従って、光ファイバ増幅
器1によって増幅を重ねる毎にその差は大きくなる。し
かし、スペクトラム反転器2から受信端局5までの間の
増幅率は、スペクトラム反転器2によって波長λ1 の信
号光は波長λ4 近傍、波長λ2 の信号光は波長λ3 の信
号光に変換されるので、波長λ1 の信号光に対応する波
長λ4 が波長λ2 の信号光に対応する波長λ3の増幅率
より大きくなる。その結果、全体としては波長依存性の
少ない増幅利得を得ることができる。前半と後半の波長
関係を逆にしても上記と同じ効果が得られる。
【0015】次に、光ファイバ結合器に用いられる増幅
器用ファイバについて説明する。図4は増幅用ファイバ
12−1のコアに希土類元素Erの他にP(燐)を4.
4wt%とAlを1.2wt%添加したEDFの一括増
幅特性を示す。Pを添加することによって波長に対する
増幅率が単調減少する特性を有する。この特性を有する
増幅用ファイバ12−1を用いた光ファイバ増幅器につ
いても、上記と同じ効果が得られる。
【0016】図5は増幅用ファイバ12−1のコアに希
土類元素Erの他にPと若干のAl添加しその割合を変
えた場合の一括増幅特性を示す。信号光及び励起光の条
件は実施例1と同じである。同図(a)から同図(d)
へ進むにしたがってPに対するAlの割合を小さくし
た。同図(a)に示すように、Alの割合が大きい場合
はAlの性質による波長に対する増幅率は単調増加の傾
向を示すが、Alの割合が小さくなると波長に対する増
幅率は単調減少の傾向を示すようになる。
【0017】実用上、使用可能のP/Alの範囲は図6
に示すように下限は2である。Al多すぎると単調減少
の特性を示さなくなる。Alは零でも不可能ではない
が、製造上は若干あったほうが好ましい。また、Erの
他にAlあるいはPを単独で添加する場合は、いずれの
場合も0.1wt%添加することによって単調増加ある
いは単調減少の特性を得ることができる。
【0018】次に、本発明の光中継伝送装置を用いた光
通信方法について説明する。この方法は、光ファイバ増
幅器を備えた光ファイバ伝送路に異なる複数の波長の信
号光を伝送させる工程と、前記信号光を使用帯域内にお
ける異なる2つの波長λaとλbとの間で波長に対する
増幅率が単調増加あるいは単調減少する特性を有する前
記光ファイバ増幅器によって増幅する工程と、その後、
前記光ファイバ伝送路の中間に配置されたスペクトラム
反転器によって前記信号光の波長変換を行う工程と、し
かる後、前記波長変換された信号光を光ファイバ増幅器
によって増幅する工程とを有する。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる光
中継伝送装置に使用される光ファイバ増幅器の増幅率は
波長依存性がある。しかし、光ファイバ増幅器の増幅率
は波長に対して単調増加あるいは単調減少する特性を有
すること、また光ファイバ伝送路の中間に配置されたス
ペクトラム反転器は、前記信号光の波長変換を行なうの
で増幅率の前半と後半では反対の特性を示すことにな
る。従って、光中継伝送路全体の増幅率は各波長につい
て平坦な特性とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係わる光中継伝送装置の構成を示す
概略図である。
【図2】本実施例に適用される光ファイバ増幅器の構成
を示す図である。
【図3】本実施例の増幅用ファイバを用いた増幅特性を
示す図である。
【図4】他の増幅用ファイバを用いた増幅特性を示す図
である。
【図5】増幅用ファイバに添加されるドーパントと増幅
特性を示す図である。
【図6】増幅用ファイバに添加されるP/Alと増幅特
性を示す図である。
【図7】従来の光中継伝送装置の構成を示す概略図であ
る。
【符号の説明】
1:光ファイバ増幅器 2:スペクトラム反転器 3:光ファイバ伝送路 4:送信端局 5:受信端局 6:光送信器 7:光合波器 8:光分波器 9:光受信器 10、10−1:信号光 11:レーザダイオード 12:結合器 12−1:増幅用ファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 孝利 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ファイバ伝送路の間に増幅用ファイバ
    を備えた光ファイバ増幅器を導入して多段に光を中継伝
    送する装置において、 前記光ファイバ増幅器は使用帯域内における異なる2つ
    の波長λaとλbとの間で波長に対する増幅率が単調増
    加あるいは単調減少する特性を有し、前記光ファイバ伝
    送路の中間にスペクトラム反転器を備えたことを特徴と
    する光中継伝送装置。
  2. 【請求項2】 増幅用ファイバがAlを0.1wt%以
    上含むEr添加ファイバであることを特徴とする請求項
    1に記載の光中継伝送装置。
  3. 【請求項3】 増幅用ファイバがPを0.1wt%以上
    含むEr添加ファイバであることを特徴とする請求項1
    に記載の光中継伝送装置。
  4. 【請求項4】 Pの他にAlを含むことを特徴とする請
    求項3に記載の光中継伝送装置。
  5. 【請求項5】 Pの含有量はAlの含有量の2倍以上で
    あることを特徴とする請求項4に記載の光中継伝送装
    置。
  6. 【請求項6】 スペクトラム反転器は第1の光と第2の
    光とを非線形媒質に入力する第1及び第2の入力端を備
    え、また非線形光学効果により第3の光を発生し、第3
    の光を出力する出力端を備えたことを特徴とする請求項
    1に記載の光中継伝送装置。
  7. 【請求項7】 非線形媒質が光ファイバであり、第1の
    光周波数υ1 、第2の光周波数υ2 及び第3の光周波数
    υ3 の間には υ3 =2υ2 −υ1 の関係があり、かつ該第2の光は励起光であることを特
    徴とする請求項6に記載の光中継伝送装置。
  8. 【請求項8】 第2の光は前記光ファイバの零分散光の
    光周波数であることを特徴とする請求項6に記載の光中
    継伝送装置。
  9. 【請求項9】 第2の光の波長は(λa+λb)/2と
    一致することを特徴とする請求項6に記載の光中継伝送
    装置。
  10. 【請求項10】 非線形媒質から出力された第3の光の
    光路中に第3の光のみを選択的に透過する波長光フィル
    タを備えることを特徴とする請求項6に記載の光中継伝
    送装置。
  11. 【請求項11】 波長λaと波長(λa+λb)/2と
    の間に少なくとも2以上の波長の光を信号光とすること
    を特徴とする請求項1に記載の光中継伝送装置。
  12. 【請求項12】 波長λbと波長(λa+λb)/2と
    の間に少なくとも2以上の波長の光を信号光とすること
    を特徴とする請求項1に記載の光中継伝送装置。
  13. 【請求項13】 波長λaと波長λbが1540〜15
    65nmの間にあることを特徴とする請求項11又は1
    2に記載の光中継伝送装置。
  14. 【請求項14】 光ファイバ増幅器を備えた光ファイバ
    伝送路に異なる複数の波長の信号光を伝送させる工程
    と、前記信号光を使用帯域内における異なる2つの波長
    λaとλbとの間で波長に対する増幅率が単調増加ある
    いは単調減少する特性を有する前記光ファイバ増幅器に
    よって増幅する工程と、その後、前記光ファイバ伝送路
    の中間に配置されたスペクトラム反転器によって前記信
    号光の波長変換を行う工程と、しかる後、前記波長変換
    された信号光を光ファイバ増幅器によって増幅する工程
    とを有することを特徴とする光通信方法。
JP7252442A 1995-09-29 1995-09-29 光中継伝送装置及び光通信方法 Pending JPH0996843A (ja)

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Cited By (4)

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