JPH1041572A - 特に海底遠隔通信路による通信システムの中継器のための二つの光増幅器を有する装置 - Google Patents

特に海底遠隔通信路による通信システムの中継器のための二つの光増幅器を有する装置

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JPH1041572A
JPH1041572A JP9101676A JP10167697A JPH1041572A JP H1041572 A JPH1041572 A JP H1041572A JP 9101676 A JP9101676 A JP 9101676A JP 10167697 A JP10167697 A JP 10167697A JP H1041572 A JPH1041572 A JP H1041572A
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pumping
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energy
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ジエラール・ブレ
Bernard Gherardi
ベルナール・ゲラルデイ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 既知の回線を単純化し、特に構成要素数を少
なくして信頼性を向上させた装置を提供する。 【解決手段】 各増幅器が、ポンピング発生装置と、光
ファイバなどの能動媒質と、能動媒質内で使われないポ
ンピングエネルギーを他方の増幅器内に再注入するため
にこのエネルギーを回収する手段とを含む二つの光増幅
器を有する装置。回収手段は、各増幅器内でポンピング
の主エネルギーの注入方向とは逆の方向に再注入が行わ
れるようになっている手段である。各増幅器は例えば、
使われないポンピングエネルギー用の出力と、他方の増
幅器から回収されたポンピングエネルギーの再注入用の
入力とになる回収端子を含む。単一導波路は、双方の増
幅器の回収端子間で光学的接続を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路遠隔通信
システム内の特に信号中継器のための二つの光増幅器を
有する回線に関する。
【０００２】
【従来の技術】特に海底通信路で電話信号またはデジタ
ルデータを伝送するための長距離の場合には、光導波路
による信号の伝送が使われることが多い。
【０００３】この種の伝送はノイズの影響を比較的受け
ず、ほとんど信号を減衰しない。
【０００４】しかしながら減衰が全く無いというわけで
はない。従って伝送システムのところどころに、光信号
を増幅するための中継器を設置する。各中継器は通常、
一方が「往」方向の信号を増幅し他方が「復」方向の信
号を増幅する一対の光増幅器を含む。
【０００５】伝送用として最も一般的に使用される光フ
ァイバは、例えばゲルマニウムドープシリカ光ファイバ
であり、その伝送係数は約１５５０ナノメートル（ｎ
ｍ）の波長で最良となる。このような伝送システム内に
は、能動媒質（milieu actif）としてエルビウムドープ
ファイバと、１４７５ｎｍの波長で発振するポンピング
レーザ（「ポンプ(pompe)」）とを含む光増幅器を設け
る。
【０００６】ポンプはファイバの電子を励起するための
ものであり、所望の光信号の光増幅効果が得られるの
は、この光信号の作用により電子が非励起状態に復帰す
る時である。
【０００７】ポンプの出力が高ければ高いほど増幅器の
出力レベルも高い。光送信の場合、通信路上の中継器の
数を減らす目的から、ポンプの出力を最大にするのが有
利である。
【０００８】一対の光増幅器の出力レベルを向上させる
ために、一方の増幅器において使われないポンプのエネ
ルギーを他方の増幅器内に注入し、この注入の効果を受
ける増幅器に結合されたポンプのエネルギーにこの回収
エネルギーを付加する方法（特願平４−０２３５２８号
公報）が知られている。実際、能動媒質、すなわち電子
を励起する媒質は通常、ポンプのエネルギーの約２０％
を使っていない。この非使用光エネルギーは増幅器のフ
ァイバによって伝送され、増幅器の出力側に出現する。
他方の増幅器のポンピング出力を上げるのに使われるの
は、増幅器の出力側で回収されるこのエネルギーであ
る。
【０００９】従ってエネルギーを回収することにより、
各増幅器についてポンピング出力が約２０％向上し、そ
れにより各増幅器の出力レベルが２０から２５％向上す
る。
【００１０】既知の回線（montage）においては、ある
増幅器の出力側で回収されるエネルギーは、他方の増幅
器の主ポンプの光エネルギーと同方向でこの他方の増幅
器内に注入される。各増幅器の同一の入力側は、主ポン
プ信号と回収ポンピングエネルギーとを受け取る。
【００１１】従って既知の回線においては、各増幅器に
ついて、ポンプ用の入力と、回収エネルギー用の入力
と、増幅器のポンピング入力に接続された出力とを有す
る加算器と同様の構成要素を設ける。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、この回線を
単純化し、特に構成要素数を少なくして信頼性を向上さ
せることを目的とする。
【００１３】海底接続中継器の場合、このような中継器
にアクセスすることは実質上不可能であり、構造が簡単
であって構成要素数が少なければ少ないほど信頼性は高
くなることから、信頼性は不可欠な特性である。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、ある増幅器の
出力側で回収されるポンピングエネルギーが、他方の増
幅器のポンプの主エネルギーの注入方向とは逆の方向に
この他方の増幅器内に再注入されることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】好ましい実施の形態では、各増幅
器は、回収ポンピングエネルギーの出力と、他方の増幅
器から回収されたポンピングエネルギーの注入用の入力
という二つの機能をもつ回収端子を有する。
【００１６】このような状態において、双方の増幅器の
回収端子間に単一の接続が設けられ、それにより回線が
きわめて簡単になる。この接続内には、特性をポンピン
グ波長に中心を合わせた双方向帯域通過フィルタを設け
ることが好ましい。
【００１７】本発明はその実施の形態の如何に関わら
ず、出力を最適化し、ポンピングにより信号にもたらさ
れるノイズを最小限に抑えるという長所を有する。出力
の最適化はエネルギーの回収によるものであり、ノイズ
の最小化は、混合すなわち増幅器内の「順方向」および
「逆方向」ポンピングの結果である。「順方向」ポンピ
ングとは、有効光信号の方向と同じ方向に行われるポン
ピングエネルギーの注入をいう。「逆方向」ポンピング
とは、有効信号の伝播方向とは反対の方向に行われるポ
ンピングエネルギーの注入をいう。
【００１８】本発明の他の特徴および長所は、添付の図
面を参照して行う実施の形態のうちのいくつかについて
の説明から明らかになろう。
【００１９】図を参照して以下に説明する例は、海底通
信路による電話信号またはデジタルデータの伝送設備の
ための中継器である。
【００２０】伝送は双方向に行われる。従って往方向に
光導波路１１を設け、復方向に光導波路１２を設ける。
【００２１】中継器は、各方向について、光増幅器を含
む。従って、往方向の信号を増幅するために増幅器１３
が設けられ、復方向の信号を増幅するために増幅器１４
が設けられる。
【００２２】二つの増幅器１３および１４は同一の構造
を有する。ここでは、往方向の増幅器１３について説明
するに留めることにする。
【００２３】増幅器１３の能動媒質はエルビウムドープ
シリカ光ファイバ１５から成る。光導波路１１およびフ
ァイバ１５は、約１５３０から１５８０ｎｍの波長を伝
送する。光増幅器１３は、１５５８ｎｍの波長に対して
最大利得を有する。
【００２４】増幅器１３は、ファイバ１５の上流側で
は、伝送すべき光信号のための入力部１７と、１４７５
ｎｍに等しい波長の単数または複数のレーザから出され
るポンピングエネルギーを受け取るための入力部１８と
を有するマルチプレクサ１６を含む。
【００２５】ファイバ１５の下流側では増幅器１３は、
例えば、１５５８ｎｍに等しいあるいは近い波長を有す
る増幅された光信号のための出力部２１と、ポンピング
波長すなわち１４７５ｎｍのための出力部２２など、二
つの出力を有するマルチプレクサ／デマルチプレクサ
（multiplexeur/demultiplexeur）２０を含む。
【００２６】さらに、出力２１の下流側の導波路１１上
にはアイソレータ（isolateur）２３を設ける。
【００２７】増幅器１３の構成要素に対応する復方向の
光増幅器１４の構成要素には同一の符号を付し、さらに
添字１を加えた。
【００２８】各端子２２および２２1は、１４７５ｎｍ
の波長の信号のための出力となること、および、後述す
るように、他方の光増幅器から回収された同一波長の光
信号用の入力となるという二つの機能を有する。
【００２９】本発明の大きな特徴によれば、端子２２お
よび２２1は、１４７５ｎｍのポンピング波長に中心を
合わせた光帯域通過フィルタ３１を含む光接続部３０に
より相互に接続される。双方向フィルタ３１の横に見え
る線図は、波長の変化に応じたこのフィルタの伝送曲線
３２を示す。このフィルタの通過域３１の幅は約２０ｎ
ｍである。例においては、このフィルタは干渉プレート
（lame interferentielle）から成る。
【００３０】光ポンピングは、それぞれが１４７５ｎｍ
の波長で発振するレーザである二つのポンプ３５および
３６を使用して行われる。
【００３１】ポンプ３５の出力側は、アイソレータ３８
を介してカプラ３７の第一入力３７1に接続される。
【００３２】同様に、ポンプ３６の出力側は、別のアイ
ソレータ３９を介してカプラ３７の第二入力３７2に接
続される。
【００３３】カプラ３７は二つの出力３７3および３７4
を有する。出力３７3は、増幅器１３のマルチプレクサ
１６の入力側１８に接続される。カプラ３７の出力３７
4は、光増幅器１４のマルチプレクサ１６1の入力側１８
1に接続される。
【００３４】カプラ３７は４０／６０型である。すなわ
ち、出力３７3には、出力がポンプ３５の出力の６０％
であってポンプ３６の出力の４０％である信号が現れ
る。反対に、出力３７4には、ポンプ３５の出力Ｐ1の４
０％とポンプ３６の出力Ｐ2の６０％との和に等しい出
力のポンピング信号が現れる。
【００３５】ポンプ３５は、増幅器１３の出力側の出力
に対応する光信号を受け取る制御入力部３５1を含む。
この目的のため、アイソレータ２３の下流側に、アイソ
レータ２３の出力エネルギーの約４％を入力側３５1に
伝える採取（prelevement）カプラ４０を設ける。
【００３６】同様に、ポンプ３６は、増幅器１４の出力
側を示す信号を表す光信号を受け取る制御入力部３６1
を含む。この目的のため、アイソレータ２３1の下流側
に別のカプラ４０1を設ける。
【００３７】ポンプ３５および３６の入力側３５1およ
び３６1上の信号により、各増幅器上の出力信号を一定
に保つことができる。この種の制御は従来のものである
のでこれ以上詳細な説明は行わないことにする。
【００３８】実施の形態では、マルチプレクサ／デマル
チプレクサ２０および２０1は干渉プレート４５を含
む。このプレートは、自明のように、選択された波長を
分離することができる単数または複数の層が上に堆積さ
れたガラス板から成る。
【００３９】図２において、伝送される光信号は、１５
５８ｎｍの波長を横に記載した矢印で示してある。同様
に、（回収されるまたは入力される）ポンピング信号
は、１４７５ｎｍの波長を横に記載した矢印で示してあ
る。
【００４０】図２において、プレート４５が有効信号１
５５８を左から右に送信しているのがわかる。ファイバ
１５（図１）内に散逸されないポンピング信号はプレー
ト４５の左面４５1上に到達し、そこから導波路３０に
向けて再度送られる。同様に、デマルチプレクサ２０1
の出力２２1上で回収されるポンピング信号は、光導波
路３０により面４５1上に送られ、そこから、右から左
に向かって、ファイバ１５に戻る。
【００４１】ポンピングに関しては中継器は、全体とし
て以下のように動作する。
【００４２】入力側１８に印加されるレーザ束のエネル
ギーの約８０％は、ファイバ１５内で電子を励起するの
に使われ、残る２０％は同一のファイバによって伝送さ
れ、出力側２２上で回収される。出力側２２は、増幅器
１４内で逆方向に使用されるポンピング信号をマルチプ
レクサ２０1の入力側２２1に印加する。
【００４３】同様に、増幅器１４内の端子２２1上で回
収されるポンピング信号（この増幅器１４内では使われ
ない信号）は、この同一の増幅器内で逆方向ポンピング
を行うために増幅器１３の端子２２上に印加される。
【００４４】このようにして各光増幅器は、入力部１８
または１８1を介して順方向ポンピングエネルギーを、
また入力部２２または２２1を介して逆方向ポンピング
エネルギーを受け取る。双方向のこのポンピングエネル
ギーの供給は、情報を送信する有効信号へのポンピング
によってもたらされるノイズの軽減に好適である。事
実、ドープファイバに沿ったポンピングエネルギーの分
布が良好であればあるほどノイズは少なく、逆方向ポン
ピングを順方向ポンピングに組み合わせることにより、
このポンピングエネルギーの分布が向上する。
【００４５】リンク（liaison）３０を有する中継器の
回線によりエネルギーを回収することによって得られる
ポンプの出力の向上により、各増幅器について、約２０
ｎｍの波長領域に関して顕著な平坦部５１（図３）を有
する波長に応じた利得曲線が得られる。この平坦部５１
は、光導波路によって複数の波長が伝送される設備の場
合有利である。
【００４６】図３は、波長λをナノメートル単位で横軸
に示し縦軸に利得Ｇを示した線図である。曲線５２は３
０ｍＷ程度のポンプの全出力に相当する。曲線５３は６
０ｍＷ程度のポンプの出力に相当し、曲線５４は８０ｍ
Ｗ程度のポンプの全出力に相当する平坦部５１を示す。
【００４７】比較的高いポンプ出力を使用する場合、１
５３２ｎｍの波長で利得５５のピークを得る。このピー
クは（図示しない）フィルタによって取り除かれる。
【００４８】図を参照して説明してきた回線はきわめて
簡単であり、海底中継器の場合重要な特性である信頼性
にとっては好適である。
【００４９】ポンプ３５および３６は非偏光信号を発す
る。
【００５０】変形の実施の形態では、干渉プレート式カ
プラまたはデマルチプレクサの代わりに融着引抜き（fu
sion-etirage）型カプラを使用する。
【００５１】説明した実施態様では、光増幅器１３およ
び１４は反対方向に信号を伝送する。本発明はこの配置
に限定されるものではない。変形の実施の形態では、信
号は同一方向に伝送される。
【００５２】同様に本発明は、主ポンピングが順方向で
あり再注入ポンピングが逆方向であることに限定されな
い。例えば、逆方向の主ポンピングと順方向再注入ポン
ピングなどの逆の製作を行うことも可能である。
【００５３】本発明は一般的に、各増幅器が、ポンピン
グ発生装置と、ファイバなどの能動媒質と、能動媒質内
で使われないポンピングエネルギーを他方の増幅器内に
再注入するためにこのエネルギーを回収する手段とを含
む二つの光増幅器を有する装置であって、回収手段が、
再注入がポンプの主エネルギーの注入方向とは逆の方向
に行われるようになっていることを特徴とする装置に関
する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による中継器の略図である。
【図２】図１の中継器を構成するマルチプレクサの動作
を説明する略図である。
【図３】図１の中継器の増幅器の利得の曲線を示す線図
である。
【符号の説明】 １３、１４ 光増幅器 １５、１５1 能動媒質 ２０、２０1、３０、３１ 回収手段 ２２、２２1 回収端子 ３１ 帯域通過フィルタ ３５、３６ ポンピング発生装置

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 各増幅器が、ポンピング発生装置（３
    ５、３６）と、光ファイバなどの能動媒質（１５、１５
    1）と、該能動媒質内で使われないポンピングエネルギ
    ーを他方の増幅器（１４、１３）内に再注入するために
    前記エネルギーを回収する手段とを含む二つの光増幅器
    （１３、１４）を有する装置であって、前記回収する手
    段（２０、２０1、３０、３１）が、前記各増幅器内で
    再注入がポンピングの主エネルギーの注入方向とは逆の
    方向に行われるようになっている手段であることを特徴
    とする装置。
  2. 【請求項２】 主ポンピング信号が、各光増幅器（１
    ３、１４）内において、増幅すべき光信号と同じ方向を
    有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 ある光増幅器（１３）がある方向に光信
    号を伝送し、他方の光増幅器（１４）が前記方向の反対
    方向に光信号を伝送することを特徴とする請求項１また
    は２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 各増幅器が、使われないポンピングエネ
    ルギー用の出力と、他方の増幅器から回収されたポンピ
    ングエネルギーの再注入用の入力とになる回収端子（２
    ２、２２1）を含むことを特徴とする請求項１から３の
    いずれか一項に記載の装置。
  5. 【請求項５】 双方の増幅器（１３、１４）の回収端子
    （２２、２２1）間で光学的接続を行う導波路（３０）
    を含むことを特徴とする請求項４に記載の装置。
  6. 【請求項６】 双方の増幅器の回収端子間の接続内に、
    ポンピング波長に中心を合わせた帯域通過フィルタ（３
    １）を含むことを特徴とする請求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 回収手段が、増幅すべき信号の波長から
    ポンピング波長を分離するための干渉プレート（４５）
    を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項
    に記載の装置。
  8. 【請求項８】 各増幅器（１３、１４）の能動媒質（１
    ５、１５1）がエルビウムドープファイバを含むことを
    特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の装
    置。
  9. 【請求項９】 各増幅器が一定出力を送出するように各
    ポンピング発生装置（３５、３６）が制御されることを
    特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の装
    置。
  10. 【請求項１０】 各増幅器について一つ、都合二つの出
    力（３７3、３７4）を有するカプラ（３７）に接続され
    た二つのポンピング発生装置（３５、３６）を含み、各
    出力が、前記二つのポンピング発生装置（３５、３６）
    によって供給されるエネルギーに比例するポンピングエ
    ネルギーを送出することを特徴とする請求項１から９の
    いずれか一項に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 特に海底通信路による光信号の遠隔地
    伝送用中継器への請求項１から１０のいずれか一項に記
    載の装置の応用。
JP9101676A 1996-04-18 1997-04-18 特に海底遠隔通信路による通信システムの中継器のための二つの光増幅器を有する装置 Pending JPH1041572A (ja)

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FR9604869 1996-04-18
FR9604869A FR2747868B1 (fr) 1996-04-18 1996-04-18 Montage a deux amplificateurs optiques, notamment pour repeteur d'un systeme de telecommunication par voie sous-marine

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Publication Number Publication Date
JPH1041572A true JPH1041572A (ja) 1998-02-13

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ID=9491340

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9101676A Pending JPH1041572A (ja) 1996-04-18 1997-04-18 特に海底遠隔通信路による通信システムの中継器のための二つの光増幅器を有する装置

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US (1) US5801878A (ja)
EP (1) EP0802641A1 (ja)
JP (1) JPH1041572A (ja)
CA (1) CA2203028A1 (ja)
FR (1) FR2747868B1 (ja)

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