JPH11112427A - 光信号送信回路および光チャネル帯域割り当て方法 - Google Patents
光信号送信回路および光チャネル帯域割り当て方法Info
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- JPH11112427A JPH11112427A JP10205015A JP20501598A JPH11112427A JP H11112427 A JPH11112427 A JP H11112427A JP 10205015 A JP10205015 A JP 10205015A JP 20501598 A JP20501598 A JP 20501598A JP H11112427 A JPH11112427 A JP H11112427A
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/29—Repeaters
- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
- H04B10/297—Bidirectional amplification
- H04B10/2972—Each direction being amplified separately
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- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
- H04B10/2543—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to fibre non-linearities, e.g. Kerr effect
- H04B10/2563—Four-wave mixing [FWM]
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- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 隣接する１つのチャネルペアを、互いに排他
的に少なくとも１つのアップリンクとダウンリンク方向
に割り当て、各双方向光ファイバで４波長混合の影響を
緩和する。 【解決手段】 サーキュレータ（６０と６２）は、光フ
ァイバ（１６と１８）上で、複数の隣接チャネルを含む
広帯域信号を受信し、インタリーブされたチャネルの間
を充分に隔離する。サーキュレータは、フィルタ（６４
と６６）を介して、広帯域信号を選択的に経路指定し、
少なくとも１つのチャネルを隔離する。チャネルに対応
する濾波信号は、フィルタから出力され、ミラー（６８
と７０）でフィルタに反射される。このようにして、チ
ャネルは、第２の濾波プロセスによって処理され、チャ
ネルの隔離を促進する。この第２の濾波プロセスに引き
続き、チャネルは、図６に示されるように、サーキュレ
ータを介して光ファイバに再び挿入される。
的に少なくとも１つのアップリンクとダウンリンク方向
に割り当て、各双方向光ファイバで４波長混合の影響を
緩和する。 【解決手段】 サーキュレータ（６０と６２）は、光フ
ァイバ（１６と１８）上で、複数の隣接チャネルを含む
広帯域信号を受信し、インタリーブされたチャネルの間
を充分に隔離する。サーキュレータは、フィルタ（６４
と６６）を介して、広帯域信号を選択的に経路指定し、
少なくとも１つのチャネルを隔離する。チャネルに対応
する濾波信号は、フィルタから出力され、ミラー（６８
と７０）でフィルタに反射される。このようにして、チ
ャネルは、第２の濾波プロセスによって処理され、チャ
ネルの隔離を促進する。この第２の濾波プロセスに引き
続き、チャネルは、図６に示されるように、サーキュレ
ータを介して光ファイバに再び挿入される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に、光信号
送信方法およびその光信号増幅器回路に関するものであ
り、より詳細には、特に、しかしこれに限られる訳では
ないが、双方向波長分割多重（ＷＤＭ）増幅器回路およ
び光送信用チャネル割り当て方法に適用可能なものであ
る。
送信方法およびその光信号増幅器回路に関するものであ
り、より詳細には、特に、しかしこれに限られる訳では
ないが、双方向波長分割多重（ＷＤＭ）増幅器回路およ
び光送信用チャネル割り当て方法に適用可能なものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバの送信容量を増加させる１つ
の方法に、波長分割多重（ＷＤＭ）チャネルの使用があ
る。実際には、光増幅器は、ＷＤＭ動作に最適な設計に
なっていた。例えば、一方向システムでは、すべてのＷ
ＤＭチャネルは、送信ファイバを介して同方向に送信さ
れる。一方、双方向送信装置は、一方向に運ばれるファ
イバ内のいくつかのチャネルと、反対方向に運ばれる他
のチャネルを有する。後者の装置は、特に、信頼性のた
めに必要な冗長な送信端末の数に関して、多くの有利な
点がある。このように、現在では、光増幅設計は、双方
向送信用に最適化されている。
の方法に、波長分割多重（ＷＤＭ）チャネルの使用があ
る。実際には、光増幅器は、ＷＤＭ動作に最適な設計に
なっていた。例えば、一方向システムでは、すべてのＷ
ＤＭチャネルは、送信ファイバを介して同方向に送信さ
れる。一方、双方向送信装置は、一方向に運ばれるファ
イバ内のいくつかのチャネルと、反対方向に運ばれる他
のチャネルを有する。後者の装置は、特に、信頼性のた
めに必要な冗長な送信端末の数に関して、多くの有利な
点がある。このように、現在では、光増幅設計は、双方
向送信用に最適化されている。
【０００３】双方向送信の１つの特定のメカニズムは、
使用チャネルを、各方向毎に区分された動作帯域に分割
することによって最適化される。これらの帯域はとき
に、「青」と「赤」の帯域と呼ばれることがあり、チャ
ネルの数を変更できる。例えば、青い帯域は、波長領域
１５２７から１５４０ナノメータ（ｎｍ）のチャネルを
有する。一方、赤の帯域は、波長領域１５４５ｎｍから
１５６０ｎｍのチャネルを有する。各チャネルは（レー
ザで生成された）キャリア周波数によるデータ変調によ
って情報を送信する。光システムにおいて、典型的な変
調技術は、振幅変調、位相変調および周波数シフトキー
イング（ＦＳＫ）である。
使用チャネルを、各方向毎に区分された動作帯域に分割
することによって最適化される。これらの帯域はとき
に、「青」と「赤」の帯域と呼ばれることがあり、チャ
ネルの数を変更できる。例えば、青い帯域は、波長領域
１５２７から１５４０ナノメータ（ｎｍ）のチャネルを
有する。一方、赤の帯域は、波長領域１５４５ｎｍから
１５６０ｎｍのチャネルを有する。各チャネルは（レー
ザで生成された）キャリア周波数によるデータ変調によ
って情報を送信する。光システムにおいて、典型的な変
調技術は、振幅変調、位相変調および周波数シフトキー
イング（ＦＳＫ）である。
【０００４】ＷＤＭチャネル割り当ては、典型的には、
国際電気通信連合（ＩＴＵ）の標準波長グリッドに基づ
いており、従って、特定の最小チャネル間隔になる。特
に、現在のＩＴＵ標準は、１００ギガヘルツ（ＧＨ）の
チャネル間隔を必要とし、この１００ギガヘルツのチャ
ネル間隔を複数用いて、可能なチャネルの組み合わせを
つくる。実際には、レーザ光分解能による制約を考慮す
ると、各帯域は、１００ギガヘルツ間隔を有する１６の
チャネル、すなわち、全部で３２のチャネルを支持でき
る。
国際電気通信連合（ＩＴＵ）の標準波長グリッドに基づ
いており、従って、特定の最小チャネル間隔になる。特
に、現在のＩＴＵ標準は、１００ギガヘルツ（ＧＨ）の
チャネル間隔を必要とし、この１００ギガヘルツのチャ
ネル間隔を複数用いて、可能なチャネルの組み合わせを
つくる。実際には、レーザ光分解能による制約を考慮す
ると、各帯域は、１００ギガヘルツ間隔を有する１６の
チャネル、すなわち、全部で３２のチャネルを支持でき
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、チャネ
ル間隔が減少すると、各チャネルは、マルチチャネル動
作のために大きなレベルの劣化が生じる。特に、高周波
によって、特定のチャネル内のデータに、深刻で有害な
影響を与えることになる。さらに、光送信システムにお
いて、密度の高いチャネルは、「４波長混合」として知
られる相互変調積が現れる。基本的には、相互変調積に
よる劣化は、隣接する光チャネル上、またはその付近で
重畳される各側波帯から生じ、各側波帯は、隣接するチ
ャネル間の間隔に従って生成される。従って、チャネル
分離を増加すると、送信された信号の完全性は向上する
が、それによって、送信容量が増大する。
ル間隔が減少すると、各チャネルは、マルチチャネル動
作のために大きなレベルの劣化が生じる。特に、高周波
によって、特定のチャネル内のデータに、深刻で有害な
影響を与えることになる。さらに、光送信システムにお
いて、密度の高いチャネルは、「４波長混合」として知
られる相互変調積が現れる。基本的には、相互変調積に
よる劣化は、隣接する光チャネル上、またはその付近で
重畳される各側波帯から生じ、各側波帯は、隣接するチ
ャネル間の間隔に従って生成される。従って、チャネル
分離を増加すると、送信された信号の完全性は向上する
が、それによって、送信容量が増大する。
【０００６】相互変調積から生じるチャネル劣化を減少
させる一方で、双方向増幅器中で同じ全数チャネルを維
持する１つの方法は、隣接するチャネルが反対方向に伝
播するインタリーブ・チャネル方法を採用することであ
る。実際、これは、一方向の隣接チャネル間のチャネル
間隔が２倍になって、隣接する共伝播チャネルへの影響
が減少する。この装置の他の利点は、チャネルが使用で
きない「空白帯域」の分布によって生じる。特に、区分
できる帯域がアップリンクまたはダウンリンク送信用に
割り当てられるデュアル帯域システムに関して、データ
の崩壊を避けるために、その帯域は是非とも分離され
（隔離され）なければならない。悪いことに、いかなる
減衰システム（例えば、フィルタのような）において
も、隔離は実際の減衰装置の動作パラメータに依存す
る。
させる一方で、双方向増幅器中で同じ全数チャネルを維
持する１つの方法は、隣接するチャネルが反対方向に伝
播するインタリーブ・チャネル方法を採用することであ
る。実際、これは、一方向の隣接チャネル間のチャネル
間隔が２倍になって、隣接する共伝播チャネルへの影響
が減少する。この装置の他の利点は、チャネルが使用で
きない「空白帯域」の分布によって生じる。特に、区分
できる帯域がアップリンクまたはダウンリンク送信用に
割り当てられるデュアル帯域システムに関して、データ
の崩壊を避けるために、その帯域は是非とも分離され
（隔離され）なければならない。悪いことに、いかなる
減衰システム（例えば、フィルタのような）において
も、隔離は実際の減衰装置の動作パラメータに依存す
る。
【０００７】光システム中の特定のフィルタの場合にお
いては、フィルタは、徐々に立ち上がり徐々に立ち下が
る応答曲線を有する。従って、最小減衰区間は、分離し
たチャネル帯域間に、フィルタ応答特性の立ち上がりま
たは立ち下がり波形から潜在的に生じる重複を必ず除外
する幅で、存在しなければならない。言い換えれば、波
長（「ロール・オフ」と呼ばれる）に対する減衰の増加
率は、チャネル帯域間で濾波によって達成され、通信情
報に用ることのできない帯域の一部をなす。これは、
「空白帯域」の重複領域である。インタリーブされた場
合には、一方向のチャネル間隔は倍になり、そのため、
フィルタ端は、空白帯域によってチャネルスロットが失
われる程度に鋭くなる。実際には、空白帯域は動作帯域
全体に渡って分布されるので、光システムは使用可能な
チャネルの全体数を増加できる。
いては、フィルタは、徐々に立ち上がり徐々に立ち下が
る応答曲線を有する。従って、最小減衰区間は、分離し
たチャネル帯域間に、フィルタ応答特性の立ち上がりま
たは立ち下がり波形から潜在的に生じる重複を必ず除外
する幅で、存在しなければならない。言い換えれば、波
長（「ロール・オフ」と呼ばれる）に対する減衰の増加
率は、チャネル帯域間で濾波によって達成され、通信情
報に用ることのできない帯域の一部をなす。これは、
「空白帯域」の重複領域である。インタリーブされた場
合には、一方向のチャネル間隔は倍になり、そのため、
フィルタ端は、空白帯域によってチャネルスロットが失
われる程度に鋭くなる。実際には、空白帯域は動作帯域
全体に渡って分布されるので、光システムは使用可能な
チャネルの全体数を増加できる。
【０００８】光送信システムのインタリービングは望ま
しいと考えられているが、適切な光増幅器を用いる場合
の問題として、このようなインタリーブされた装置の導
入が阻止される点がある。特に、現在では、適切な光増
幅器の設計は、複雑で高価である。従って、光増幅器の
構成を改善することによって、インタリーブされた光送
信システムは、さらに普及することになる。このような
システムは、情報転送標準、品質、レートを改善でき
る。
しいと考えられているが、適切な光増幅器を用いる場合
の問題として、このようなインタリーブされた装置の導
入が阻止される点がある。特に、現在では、適切な光増
幅器の設計は、複雑で高価である。従って、光増幅器の
構成を改善することによって、インタリーブされた光送
信システムは、さらに普及することになる。このような
システムは、情報転送標準、品質、レートを改善でき
る。
【０００９】ヨーロッパ特許公開公報０６８０１６８
は、時間周波数コード・スライスを用いてスペクトル効
率を最適化するシステムと方法を記載している。より詳
しくは、周波数と時間ドメイン内で多様な速度のユーザ
のスケジューリングを介して、このシステムと方法は、
使用スペクトルを割り当てそれを用いる。
は、時間周波数コード・スライスを用いてスペクトル効
率を最適化するシステムと方法を記載している。より詳
しくは、周波数と時間ドメイン内で多様な速度のユーザ
のスケジューリングを介して、このシステムと方法は、
使用スペクトルを割り当てそれを用いる。
【００１０】ヨーロッパ特許公開公報０６６８６７５
は、多重チャネル光ファイバ通信システムについて記載
している。このシステムにおいて、波長分割多重チャネ
ルは、単純にチャネルとチャネル間に間隔を有し、チャ
ネル・キャリアとの４波長混合積が実質的に同時発生す
ることを防ぐ。
は、多重チャネル光ファイバ通信システムについて記載
している。このシステムにおいて、波長分割多重チャネ
ルは、単純にチャネルとチャネル間に間隔を有し、チャ
ネル・キャリアとの４波長混合積が実質的に同時発生す
ることを防ぐ。
【００１１】米国特許５，３９０，０４３は、異なる波
長で多重光チャネルを送信するための光チャネルがブロ
ックにグループ化された光ヘテロダイン通信システムに
ついて記載する。ブロック化された光チャネル間の間隔
は、チャネル帯域と等しいかまたは、幾分大きい。一
方、ブロック間の間隔は、光信号がローカル発振器とヘ
テロダインされるとき、隣接ブロックと選択された光チ
ャネルとの干渉は、所定レベルを越えない。
長で多重光チャネルを送信するための光チャネルがブロ
ックにグループ化された光ヘテロダイン通信システムに
ついて記載する。ブロック化された光チャネル間の間隔
は、チャネル帯域と等しいかまたは、幾分大きい。一
方、ブロック間の間隔は、光信号がローカル発振器とヘ
テロダインされるとき、隣接ブロックと選択された光チ
ャネルとの干渉は、所定レベルを越えない。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の一側面によれ
ば、本発明は、隣接波長を有する光チャネルの帯域を、
双方向通信用光ファイバのアップリンクとダウンリンク
の少なくとも１つに割り当て、アップリンクとダウンリ
ンク各４波長混合を減少させる方法において：アップリ
ンクとダウンリンクへのチャネル割り当ては互いに排他
的であり、各アップリンクとダウンリンクは、少なくと
も１つのチャネルペアに隣接していない波長を有する少
なくとも１つの他の光チャネルを含むように構成され
る。
ば、本発明は、隣接波長を有する光チャネルの帯域を、
双方向通信用光ファイバのアップリンクとダウンリンク
の少なくとも１つに割り当て、アップリンクとダウンリ
ンク各４波長混合を減少させる方法において：アップリ
ンクとダウンリンクへのチャネル割り当ては互いに排他
的であり、各アップリンクとダウンリンクは、少なくと
も１つのチャネルペアに隣接していない波長を有する少
なくとも１つの他の光チャネルを含むように構成され
る。
【００１３】好ましくは、アップリンクとダウンリンク
中の光チャネルは、２つの隣接光チャネルより少ない間
隔で分離される。一方、アップリンクとダウンリンクの
少なくとも１つは、少なくとも２つの隣接チャネルペア
を含み、この少なくとも２つの隣接チャネルペアは、２
つの隣接光チャネルより少なく分離されるように構成さ
れる。
中の光チャネルは、２つの隣接光チャネルより少ない間
隔で分離される。一方、アップリンクとダウンリンクの
少なくとも１つは、少なくとも２つの隣接チャネルペア
を含み、この少なくとも２つの隣接チャネルペアは、２
つの隣接光チャネルより少なく分離されるように構成さ
れる。
【００１４】本発明の他の側面によれば、本発明は、隣
接波長を有する多数の光チャネル上で、双方向通信を行
い、多数の光チャネルはアップリンクとダウンリンク間
に分布され、少なくともアップリンクとダウンリンクの
うちの１つ中に隣接波長を有する少なくとも１つのチャ
ネルペアを有する光ファイバにおいて：アップリンクと
ダウンリンクに割り当てられたチャネルは互いに排他的
であり、アップリンクとダウンリンクの各々は、少なく
とも１つのチャネルペアに隣接しない波長を有する少な
くとも１つの他の光チャネルを含み、それによって、ア
ップリンクとダウンリンクの各々の４波長混合を減少さ
せるように構成される。
接波長を有する多数の光チャネル上で、双方向通信を行
い、多数の光チャネルはアップリンクとダウンリンク間
に分布され、少なくともアップリンクとダウンリンクの
うちの１つ中に隣接波長を有する少なくとも１つのチャ
ネルペアを有する光ファイバにおいて：アップリンクと
ダウンリンクに割り当てられたチャネルは互いに排他的
であり、アップリンクとダウンリンクの各々は、少なく
とも１つのチャネルペアに隣接しない波長を有する少な
くとも１つの他の光チャネルを含み、それによって、ア
ップリンクとダウンリンクの各々の４波長混合を減少さ
せるように構成される。
【００１５】光ファイバは、実際には、光通信システム
と同様な複数の光ファイバのうちの１つであってもよ
い。
と同様な複数の光ファイバのうちの１つであってもよ
い。
【００１６】本発明のさらに他の側面によれば、本発明
は、光フィバを介してデータの双方向転送を行い、デー
タは、隣接波長を有する多数の光チャネルの光ファイバ
中でアップリンクとダウンリンクの方向に運ばれ、多数
の光チャネルは、アップリンクとダウンリンク方向に分
布される双方向データ転送方法において：隣接波長を有
する少なくとも１つのチャネルペアを、少なくともアッ
プリンクとダウンリンクの１つに割り当て、ここで、ア
ップリンクとダウンリンクの方向に割り当てられたチャ
ネルは、互いに排他的であり、アップリンクとダウンリ
ンクの各方向は、少なくとも１つのチャネルペアに隣接
しない波長を有する少なくとも１つの他の光チャネルを
含み、それによって、アップリンクとダウンリンクの各
方向の４波長混合を減少させ；チャネルを変調し、アッ
プリンクとダウンリンクの方向にデータの同時転送を行
うステップを含むように構成される。
は、光フィバを介してデータの双方向転送を行い、デー
タは、隣接波長を有する多数の光チャネルの光ファイバ
中でアップリンクとダウンリンクの方向に運ばれ、多数
の光チャネルは、アップリンクとダウンリンク方向に分
布される双方向データ転送方法において：隣接波長を有
する少なくとも１つのチャネルペアを、少なくともアッ
プリンクとダウンリンクの１つに割り当て、ここで、ア
ップリンクとダウンリンクの方向に割り当てられたチャ
ネルは、互いに排他的であり、アップリンクとダウンリ
ンクの各方向は、少なくとも１つのチャネルペアに隣接
しない波長を有する少なくとも１つの他の光チャネルを
含み、それによって、アップリンクとダウンリンクの各
方向の４波長混合を減少させ；チャネルを変調し、アッ
プリンクとダウンリンクの方向にデータの同時転送を行
うステップを含むように構成される。
【００１７】本発明のさらに他の側面によれば、本発明
は、複数のチャネルを有する広帯域光信号に応答する光
信号送信回路において：広帯域光信号を受信し、出力信
号を供給する方向性カプラと；方向性カプラからの出力
信号から、少なくとも１つの濾波された出力上で少なく
とも１つのチャネルを隔離するフィルタと；少なくとも
１つの濾波された出力に結合され、その少なくとも１つ
の濾波された出力をフィルタに反射させる反射器とを含
み；そのフィルタは、少なくとも１つの濾波された出力
が、少なくとも１つのチャネルの隔離を改善する第２の
フィルタとしても動作するように構成される。
は、複数のチャネルを有する広帯域光信号に応答する光
信号送信回路において：広帯域光信号を受信し、出力信
号を供給する方向性カプラと；方向性カプラからの出力
信号から、少なくとも１つの濾波された出力上で少なく
とも１つのチャネルを隔離するフィルタと；少なくとも
１つの濾波された出力に結合され、その少なくとも１つ
の濾波された出力をフィルタに反射させる反射器とを含
み；そのフィルタは、少なくとも１つの濾波された出力
が、少なくとも１つのチャネルの隔離を改善する第２の
フィルタとしても動作するように構成される。
【００１８】本発明の他の側面によれば、本発明は、少
なくとも１つの光チャネルをフィルタに加え、複数のチ
ャネルを有する広帯域光信号から少なくとも１つのチャ
ネルを隔離する方法において：広帯域光信号を濾波し、
少なくとも１つのチャネルを含む濾波された出力信号を
生成し；濾波された出力信号をフィルタで再濾波し、少
なくとも１つのチャネルをさらに隔離するように構成さ
れる。
なくとも１つの光チャネルをフィルタに加え、複数のチ
ャネルを有する広帯域光信号から少なくとも１つのチャ
ネルを隔離する方法において：広帯域光信号を濾波し、
少なくとも１つのチャネルを含む濾波された出力信号を
生成し；濾波された出力信号をフィルタで再濾波し、少
なくとも１つのチャネルをさらに隔離するように構成さ
れる。
【００１９】
実施の形態１．本発明の実施の形態１では、双方向光送
信において、識別された数個のチャネル割り当て構成を
有し、その構成は、一般的に、従来の単一のインタリー
ブ構造によって生じる干渉を減少させる。ここで、隣接
する以外の他のキャリア周波数は、アップリンクまたは
ダウンリンク通信パスに割り当てられる。従来のインタ
リーブ構造は、下記の表１において、構成Ａとして表示
される。この表１中のチャネル割り当て構成において、
下線が引かれたイタリックの数字で示されるチャネル番
号は、すべて一方向チャネルであり、このため、これら
のチャネルは、各々、アップリンクか、ダウンリンクの
どちらかに（互いに排他的に）割り当てられる。例え
ば、構成Ａにおいて、チャネル番号１＋２ｎ（ここで、
ｎは０または正の整数）は、すべてダウンリンクに割り
当てられる。一方、チャネル番号２＋２ｎ（ここで、ｎ
は０または正の整数）は、すべてアップリンクに割り当
てられる。これらのチャネル割り当ては、任意に、アッ
プリンク用をダウンリンクに逆にすることができる。
信において、識別された数個のチャネル割り当て構成を
有し、その構成は、一般的に、従来の単一のインタリー
ブ構造によって生じる干渉を減少させる。ここで、隣接
する以外の他のキャリア周波数は、アップリンクまたは
ダウンリンク通信パスに割り当てられる。従来のインタ
リーブ構造は、下記の表１において、構成Ａとして表示
される。この表１中のチャネル割り当て構成において、
下線が引かれたイタリックの数字で示されるチャネル番
号は、すべて一方向チャネルであり、このため、これら
のチャネルは、各々、アップリンクか、ダウンリンクの
どちらかに（互いに排他的に）割り当てられる。例え
ば、構成Ａにおいて、チャネル番号１＋２ｎ（ここで、
ｎは０または正の整数）は、すべてダウンリンクに割り
当てられる。一方、チャネル番号２＋２ｎ（ここで、ｎ
は０または正の整数）は、すべてアップリンクに割り当
てられる。これらのチャネル割り当ては、任意に、アッ
プリンク用をダウンリンクに逆にすることができる。
【００２０】
【表１】
【００２１】表１は、１６チャネルのシステムを示して
いる。構成Ｂから構成Ｅまでのチャネル割り当てにおけ
るパターンは、表１から分かるように、より多いチャネ
ルを含むシステムに拡大でき、またより少ないチャネル
を含むシステムに縮小できる。チャネルは均等に置かれ
るが、すべての場合において、チャネル番号が増加する
と、チャネル・キャリヤの波長が増加する。さらに、ア
ップリンクおよびダウンリンクは同数のチャネルを含む
と考えられるため、このことは問題にはならない。さら
に、ファイバ設計パラメータのラムダゼロ（λ0）は、
より長い波長において、大きなチャネル数を超えて置か
れるものと仮定する。４波長混合の効率または有効性
は、λ0に関する各チャネルの相対位置に依存する。非
コーヒレントの組み合わせからの減少した相互変調積
は、λ0から離れたところで発生する。
いる。構成Ｂから構成Ｅまでのチャネル割り当てにおけ
るパターンは、表１から分かるように、より多いチャネ
ルを含むシステムに拡大でき、またより少ないチャネル
を含むシステムに縮小できる。チャネルは均等に置かれ
るが、すべての場合において、チャネル番号が増加する
と、チャネル・キャリヤの波長が増加する。さらに、ア
ップリンクおよびダウンリンクは同数のチャネルを含む
と考えられるため、このことは問題にはならない。さら
に、ファイバ設計パラメータのラムダゼロ（λ0）は、
より長い波長において、大きなチャネル数を超えて置か
れるものと仮定する。４波長混合の効率または有効性
は、λ0に関する各チャネルの相対位置に依存する。非
コーヒレントの組み合わせからの減少した相互変調積
は、λ0から離れたところで発生する。
【００２２】表１のＢ，Ｃ，ＤおよびＥの構成の場合、
それらの個々のチャネル割り当て構成は、少なくとも隣
接（使用中のスペクトル）チャネルペアを介して、相互
に排他的なアップリンクとダウンリンク中のチャネル
と、減少した４波長混合を生じるように配置される。さ
らに、チャネル間隔は、アップリンクまたはダウンリン
クのどちらかの各連続チャネルにおける２つの隣接チャ
ネルより少ない。また、第３に、方向が同様のチャネル
の隣接連続ペア間では少なくとも２つの隣接チャネル分
だけ分離している。これは、表１の構成ＢとＣにおい
て、最も良く表わされている。
それらの個々のチャネル割り当て構成は、少なくとも隣
接（使用中のスペクトル）チャネルペアを介して、相互
に排他的なアップリンクとダウンリンク中のチャネル
と、減少した４波長混合を生じるように配置される。さ
らに、チャネル間隔は、アップリンクまたはダウンリン
クのどちらかの各連続チャネルにおける２つの隣接チャ
ネルより少ない。また、第３に、方向が同様のチャネル
の隣接連続ペア間では少なくとも２つの隣接チャネル分
だけ分離している。これは、表１の構成ＢとＣにおい
て、最も良く表わされている。
【００２３】一般的に、表１のチャネル割り当て構成に
関して、相互変調積の測波帯は、均一間隔チャネル上
に、連続的に重畳されることはない。なぜなら、チャネ
ル分離中の変化によって、４波長混合現象が減少するか
らである。
関して、相互変調積の測波帯は、均一間隔チャネル上
に、連続的に重畳されることはない。なぜなら、チャネ
ル分離中の変化によって、４波長混合現象が減少するか
らである。
【００２４】図１は、従来の光増幅器回路１０のブロッ
ク図である。特に、光増幅器回路１０は、サーキュレー
タ１２，１４、ＷＤＭスプリッタまたはそれと等価な装
置を含む。このＷＤＭスプリッタまたはそれと等価な装
置（以後、「方向性カプラ」という）は、入力信号を隔
離した後、入力信号を、特定の方向（送信パス１６また
は１８）に経路指定する。
ク図である。特に、光増幅器回路１０は、サーキュレー
タ１２，１４、ＷＤＭスプリッタまたはそれと等価な装
置を含む。このＷＤＭスプリッタまたはそれと等価な装
置（以後、「方向性カプラ」という）は、入力信号を隔
離した後、入力信号を、特定の方向（送信パス１６また
は１８）に経路指定する。
【００２５】図１から分かるように、サーキュレータ１
２と１４は方向分岐動作を行い、入力データ信号の双方
向成分間を隔離する一方、双方向信号を分離する。言い
換えれば、サーキュレータ１２と１４は、光チャネル上
の通信トラフィックを、所定のパスに沿って方向付け、
回路の接合部において、第１のパス１６（アップリン
ク）が、第２のパス１８（ダウンリンク）と合併した
り、相互に干渉が生じたりするのを防止するように動作
する。
２と１４は方向分岐動作を行い、入力データ信号の双方
向成分間を隔離する一方、双方向信号を分離する。言い
換えれば、サーキュレータ１２と１４は、光チャネル上
の通信トラフィックを、所定のパスに沿って方向付け、
回路の接合部において、第１のパス１６（アップリン
ク）が、第２のパス１８（ダウンリンク）と合併した
り、相互に干渉が生じたりするのを防止するように動作
する。
【００２６】光増幅器回路１０は、さらに、分離増幅モ
ジュール２０および２２を含む。分離増幅モジュール２
０と２２は、典型的に、各方向１６、１８ごとに、２段
の増幅ステージを有する。さらに、分離方向性帯域を隔
離し正確に増幅するためには、送信パスの反対方向の不
要な光チャネルを減衰するためのフィルタ２４と２６を
含まれなければならない。従って、これらのフィルタ２
４と２６は、選択的バンドパスモードで動作する必要が
あり、典型的には、櫛形フィルタ等であり、不要波長
（チャネル）を除去する。例えば、通常のインタリーブ
されたチャネル割り当て構成Ａ（表１）の場合は、櫛形
フィルタは、他のチャネルに関連するキャリヤ周波数を
選択する。送信パス１６と１８の両方を考えると、各フ
ィルタ２４、２６上で、明らかに、櫛形フィルタは逆に
なるが、補完関係がある。
ジュール２０および２２を含む。分離増幅モジュール２
０と２２は、典型的に、各方向１６、１８ごとに、２段
の増幅ステージを有する。さらに、分離方向性帯域を隔
離し正確に増幅するためには、送信パスの反対方向の不
要な光チャネルを減衰するためのフィルタ２４と２６を
含まれなければならない。従って、これらのフィルタ２
４と２６は、選択的バンドパスモードで動作する必要が
あり、典型的には、櫛形フィルタ等であり、不要波長
（チャネル）を除去する。例えば、通常のインタリーブ
されたチャネル割り当て構成Ａ（表１）の場合は、櫛形
フィルタは、他のチャネルに関連するキャリヤ周波数を
選択する。送信パス１６と１８の両方を考えると、各フ
ィルタ２４、２６上で、明らかに、櫛形フィルタは逆に
なるが、補完関係がある。
【００２７】増幅機能としては、典型的に、エルビウム
・ウインドウ波形を有する広帯域増幅ブロックが用いら
れる。一方、フィルタは、光を一方向に伝播させるよう
に構成される。例えば、フィルタは、さらに、典型的に
は、ローカル送信／反射特性を示す多重層光誘電体フィ
ルタ、導波管装置、または透過型(transmissive)ブラッ
グ格子によって実現される。
・ウインドウ波形を有する広帯域増幅ブロックが用いら
れる。一方、フィルタは、光を一方向に伝播させるよう
に構成される。例えば、フィルタは、さらに、典型的に
は、ローカル送信／反射特性を示す多重層光誘電体フィ
ルタ、導波管装置、または透過型(transmissive)ブラッ
グ格子によって実現される。
【００２８】しかしながら、図１のフィルタ２４と２６
は、光増幅器回路１０の各送信パス１６と１８中の多く
の場所に設けることができる。図中の点線で表わされた
フィルタ２４と２６はこのことを意味している。特に、
フィルタは、増幅モジュールの前に、増幅ステージ間
（おそらくは、交点）、または直列に連結された増幅器
ペアの第２段の増幅器の後に置かれる。しかしながら、
各々の異なる位置は、光増幅器回路の性能に異なる影響
を与える。特に、増幅が第１の増幅モジュールの前に置
かれると、増幅されるノイズから生じる増幅器ノイズの
性能に直接影響を与える。これは明らかに望ましくない
ことである。フィルタ２４と２６を増幅ステージ間に置
くと、最大性能が得られる。一方、フィルタ２４と２６
を、直列に連結された増幅ステージの第２の増幅器の後
に置くと、光増幅器回路１０から得られる最大出力パワ
ーに影響を及ぼす。後者の場合は、特に、回路設計にモ
デジュラの使用を考えた場合に好都合である。この場
合、２つの単一方向の増幅器は、アドオン・サーキュレ
ータ／フィルタを組み合わせて、図１の双方向の光増幅
器回路を形成する。
は、光増幅器回路１０の各送信パス１６と１８中の多く
の場所に設けることができる。図中の点線で表わされた
フィルタ２４と２６はこのことを意味している。特に、
フィルタは、増幅モジュールの前に、増幅ステージ間
（おそらくは、交点）、または直列に連結された増幅器
ペアの第２段の増幅器の後に置かれる。しかしながら、
各々の異なる位置は、光増幅器回路の性能に異なる影響
を与える。特に、増幅が第１の増幅モジュールの前に置
かれると、増幅されるノイズから生じる増幅器ノイズの
性能に直接影響を与える。これは明らかに望ましくない
ことである。フィルタ２４と２６を増幅ステージ間に置
くと、最大性能が得られる。一方、フィルタ２４と２６
を、直列に連結された増幅ステージの第２の増幅器の後
に置くと、光増幅器回路１０から得られる最大出力パワ
ーに影響を及ぼす。後者の場合は、特に、回路設計にモ
デジュラの使用を考えた場合に好都合である。この場
合、２つの単一方向の増幅器は、アドオン・サーキュレ
ータ／フィルタを組み合わせて、図１の双方向の光増幅
器回路を形成する。
【００２９】図１の光増幅器回路に対して適切で必須の
濾波量を供給することは、設計上の重要な鍵となる。こ
の点で、櫛形フィルタの規格は、２つの制限を考慮に入
れなければならない。すなわち、２つの櫛形フィルタ間
の重複領域における発振を防ぐ必要性と、多重パス干渉
の逆影響（通常は、往復で５０デシベル（ｄＢ））を十
分に制限するために阻止チャネル中で必要な隔離とであ
る。
濾波量を供給することは、設計上の重要な鍵となる。こ
の点で、櫛形フィルタの規格は、２つの制限を考慮に入
れなければならない。すなわち、２つの櫛形フィルタ間
の重複領域における発振を防ぐ必要性と、多重パス干渉
の逆影響（通常は、往復で５０デシベル（ｄＢ））を十
分に制限するために阻止チャネル中で必要な隔離とであ
る。
【００３０】図２は、エルビウム・ウインドウが、増幅
（ゲイン）が波長λによってどのように変化するかを説
明する典型的なエルビウム・ウインドウ波形２９を示
す。特に、ウインドウの約１５％で放物線状にかなり早
く最大ゲインまで上昇した後は、約３０％までは放物線
状に降下し、その後は残りのエルビウム・ウインドウの
大部分においてほぼ単一なゲインとなる。その後、ゲイ
ンは次第に小さくなる。
（ゲイン）が波長λによってどのように変化するかを説
明する典型的なエルビウム・ウインドウ波形２９を示
す。特に、ウインドウの約１５％で放物線状にかなり早
く最大ゲインまで上昇した後は、約３０％までは放物線
状に降下し、その後は残りのエルビウム・ウインドウの
大部分においてほぼ単一なゲインとなる。その後、ゲイ
ンは次第に小さくなる。
【００３１】図３は、図１の光増幅器回路中の発振と多
重パス干渉の経路を示す図である。図３は、光コネクタ
ペア３０，３２はサーキュレータ１２，１４に結合さ
れ、光増幅回路１０の端部を形成するが、見かけ上、図
１と構成と対応している。光コネクタペア３０，３２
は、典型的には、それぞれ、ベルコア標準に従って構成
される送信ファイバと光増幅回路間で最大反射レベル、
たとえば−２４ｄＢ、を示す。従って、光チャネル３４
が、光コネクタペアの第１の光コネクタ３２に入力する
と仮定すると、光チャネル３４は、サーキュレータ１
４、伝送パス１８，一連の増幅モジュール２２，サーキ
ュレータ１２を通過し、一対の光コネクタの第２の光コ
ネクタ３０で反射され、伝送パス１６を反対方向に通過
する。同様に、光チャネル３４は光コネクタ３０で反射
され反射信号３６となり、サーキュレータ１２、伝送パ
ス１６，一連の増幅モジュール２０，サーキュレータ１
４を通過し、光コネクタペアの第１の光コネクタ３２で
反射され、第２の反射信号３８となる。
重パス干渉の経路を示す図である。図３は、光コネクタ
ペア３０，３２はサーキュレータ１２，１４に結合さ
れ、光増幅回路１０の端部を形成するが、見かけ上、図
１と構成と対応している。光コネクタペア３０，３２
は、典型的には、それぞれ、ベルコア標準に従って構成
される送信ファイバと光増幅回路間で最大反射レベル、
たとえば−２４ｄＢ、を示す。従って、光チャネル３４
が、光コネクタペアの第１の光コネクタ３２に入力する
と仮定すると、光チャネル３４は、サーキュレータ１
４、伝送パス１８，一連の増幅モジュール２２，サーキ
ュレータ１２を通過し、一対の光コネクタの第２の光コ
ネクタ３０で反射され、伝送パス１６を反対方向に通過
する。同様に、光チャネル３４は光コネクタ３０で反射
され反射信号３６となり、サーキュレータ１２、伝送パ
ス１６，一連の増幅モジュール２０，サーキュレータ１
４を通過し、光コネクタペアの第１の光コネクタ３２で
反射され、第２の反射信号３８となる。
【００３２】図４は、本発明の好ましい実施の形態にお
ける双方向ＷＤＭ増幅器の動作要求を満たす一般的なフ
ィルタ特性を示す。このフィルタ特性（波長に対する損
失）は、誇張して表示されている。さらに、２つのフィ
ルタ特性が実際に示され、それらの各パス帯域は、重畳
されたフィルタの結合特性を示す。言い換えれば、アッ
プリンクのフィルタ特性４０は、ダウンリンクにおける
第２のフィルタ特性４４の阻止バンドに相当するパスバ
ンド４２を有する。第１のフィルタ特性４０と第２のフ
ィルタ特性４４間の第１の交点４８および第２の交点４
９は、発振するために最も好ましい位置（すなわち、巡
回パスにおいて、回路全体が充分なゲインを提供する位
置）を表す。第１のレベル４３で示される交点のレベル
は、第２のフィルタ特性４４の阻止バンド４６と第１と
第２のフィルタ特性の交点間の損失差に相当する。好ま
しい実施の形態に対して、第１のレベル４３は、安定し
た動作のためには、−５デシベルのレベルを有するもの
と考えられる。第２のフィルタの阻止バンド４６と、第
１のフィルタ特性のパスバンド間の損失差に相当する第
２のレベル４５は、光増幅器回路内の多重パスの影響を
なくすために必要な隔離レベルに関するものである。
ける双方向ＷＤＭ増幅器の動作要求を満たす一般的なフ
ィルタ特性を示す。このフィルタ特性（波長に対する損
失）は、誇張して表示されている。さらに、２つのフィ
ルタ特性が実際に示され、それらの各パス帯域は、重畳
されたフィルタの結合特性を示す。言い換えれば、アッ
プリンクのフィルタ特性４０は、ダウンリンクにおける
第２のフィルタ特性４４の阻止バンドに相当するパスバ
ンド４２を有する。第１のフィルタ特性４０と第２のフ
ィルタ特性４４間の第１の交点４８および第２の交点４
９は、発振するために最も好ましい位置（すなわち、巡
回パスにおいて、回路全体が充分なゲインを提供する位
置）を表す。第１のレベル４３で示される交点のレベル
は、第２のフィルタ特性４４の阻止バンド４６と第１と
第２のフィルタ特性の交点間の損失差に相当する。好ま
しい実施の形態に対して、第１のレベル４３は、安定し
た動作のためには、−５デシベルのレベルを有するもの
と考えられる。第２のフィルタの阻止バンド４６と、第
１のフィルタ特性のパスバンド間の損失差に相当する第
２のレベル４５は、光増幅器回路内の多重パスの影響を
なくすために必要な隔離レベルに関するものである。
【００３３】反射器と増幅器から成る光回路での発振
は、最高ゲインの点、すなわち、図４の交点４８と４９
の点で、最も発生しやすい。特に、発振が起こる場合に
は、図３に示した反射器の間の巡回パスは、キャビティ
として作用し、それによって、サーキュレータはレーザ
として作用する。その結果、スプリアス電力は、周波数
スペクトル中に分布され、データを崩壊させる。多重パ
ス干渉は、光回路を介して異なるパスを通った同一信号
の組み合わせによって生じる。
は、最高ゲインの点、すなわち、図４の交点４８と４９
の点で、最も発生しやすい。特に、発振が起こる場合に
は、図３に示した反射器の間の巡回パスは、キャビティ
として作用し、それによって、サーキュレータはレーザ
として作用する。その結果、スプリアス電力は、周波数
スペクトル中に分布され、データを崩壊させる。多重パ
ス干渉は、光回路を介して異なるパスを通った同一信号
の組み合わせによって生じる。
【００３４】本発明の光増幅器回路の動作特性は、入力
ステージと増幅モジュールへの出力ステージにおいて各
方向毎に３５デシベルのゲインと−２４デシベルの反射
率の要件を満たさなければならない。よって、発振を避
けるために、図４のフィルタ特性の交点４８と４９は、
以下の計算を満たす必要がある。 ３５ｄＢ＋３５ｄＢ＋（−２４ｄＢ）＋（−２４ｄＢ）
−（第１レベル４３）＜−５ｄＢ これより、フィルタ特性の第１レベル４３＞２７ｄＢが
必要である。多重パス干渉の受け許容レベル、すなわち
１％、を達成するためには、以下の計算が満足される必
要がある。 ３５ｄＢ＋３５ｄＢ＋（−２４ｄＢ）＋（−２４ｄＢ）
−（第２レベル４５）＜−５０ｄＢ これより、フィルタ特性の第２レベル４５＞７２ｄＢが
必要である。現在の技術は、今までこの隔離性能を満た
すことはできなかった。しかし、ブラッグ格子の縦続接
続またはフィルタを介する２重パスによって、ファイバ
ベースのブラッグ格子装置の損失を十分に改善すること
によって本発明のメカニズムは解明される。
ステージと増幅モジュールへの出力ステージにおいて各
方向毎に３５デシベルのゲインと−２４デシベルの反射
率の要件を満たさなければならない。よって、発振を避
けるために、図４のフィルタ特性の交点４８と４９は、
以下の計算を満たす必要がある。 ３５ｄＢ＋３５ｄＢ＋（−２４ｄＢ）＋（−２４ｄＢ）
−（第１レベル４３）＜−５ｄＢ これより、フィルタ特性の第１レベル４３＞２７ｄＢが
必要である。多重パス干渉の受け許容レベル、すなわち
１％、を達成するためには、以下の計算が満足される必
要がある。 ３５ｄＢ＋３５ｄＢ＋（−２４ｄＢ）＋（−２４ｄＢ）
−（第２レベル４５）＜−５０ｄＢ これより、フィルタ特性の第２レベル４５＞７２ｄＢが
必要である。現在の技術は、今までこの隔離性能を満た
すことはできなかった。しかし、ブラッグ格子の縦続接
続またはフィルタを介する２重パスによって、ファイバ
ベースのブラッグ格子装置の損失を十分に改善すること
によって本発明のメカニズムは解明される。
【００３５】図５は、ファイバベースのブラッグ格子５
０を示す図である。ブラッグ格子は、感光性光ファイバ
５２から成り、この感光性光ファイバ５２は、入力信号
５４を受信するように構成される。ブラッグ格子は種々
の方法で形成できるが、高屈折率ステップ５６（ファイ
バ５２の屈折率より比較的高い屈折率）を感光性光ファ
イバ５２を介して等距離間隔で直列に置くことによって
も形成できる。これらの高屈折率ステップ５６は、高輝
度光線、典型的には、紫外線波長（例えば、２００ｎｍ
までの）の光線によって照射される。屈折率ステップの
間隔は、格子の屈折特性または送信特性を決定する。ブ
ラッグ回析格子の屈折率ステップの数は同じ幅にするこ
とができる。
０を示す図である。ブラッグ格子は、感光性光ファイバ
５２から成り、この感光性光ファイバ５２は、入力信号
５４を受信するように構成される。ブラッグ格子は種々
の方法で形成できるが、高屈折率ステップ５６（ファイ
バ５２の屈折率より比較的高い屈折率）を感光性光ファ
イバ５２を介して等距離間隔で直列に置くことによって
も形成できる。これらの高屈折率ステップ５６は、高輝
度光線、典型的には、紫外線波長（例えば、２００ｎｍ
までの）の光線によって照射される。屈折率ステップの
間隔は、格子の屈折特性または送信特性を決定する。ブ
ラッグ回析格子の屈折率ステップの数は同じ幅にするこ
とができる。
【００３６】本発明によると、フィルタの２重パスは、
図６に示される回路によって達成できる。図６は、光増
幅器回路を示す図である。この回路は、先に図１で示し
た回路とほぼ同じである。よって、図６において、図１
と共通の要素には、共通の番号を付す。しかしながら、
フィルタ２４と２６は、増幅モジュールと直列には接続
されていないが、４ポート・サーキュレータ６０と６２
を介して置かれる。さらに、送信パス１６と１８におい
て、各櫛形送信フィルタ６４と６６は広帯域ミラー６８
と７０と直列に結合され、４ポート・サーキュレータ６
０と６２にそれぞれ結合され、そのフィルタを介して２
重パスが形成される。従って、特定の伝送パスからの４
ポート・サーキュレータの入力に印加される信号（また
はチャネル）は、適切な櫛形送信フィルタを介して濾波
され、関連する広帯域ミラーから反射され、櫛形送信フ
ィルタで２度濾波されて隔離を高め、４ポート・サーキ
ュレータによって送信パスに再び挿入される。
図６に示される回路によって達成できる。図６は、光増
幅器回路を示す図である。この回路は、先に図１で示し
た回路とほぼ同じである。よって、図６において、図１
と共通の要素には、共通の番号を付す。しかしながら、
フィルタ２４と２６は、増幅モジュールと直列には接続
されていないが、４ポート・サーキュレータ６０と６２
を介して置かれる。さらに、送信パス１６と１８におい
て、各櫛形送信フィルタ６４と６６は広帯域ミラー６８
と７０と直列に結合され、４ポート・サーキュレータ６
０と６２にそれぞれ結合され、そのフィルタを介して２
重パスが形成される。従って、特定の伝送パスからの４
ポート・サーキュレータの入力に印加される信号（また
はチャネル）は、適切な櫛形送信フィルタを介して濾波
され、関連する広帯域ミラーから反射され、櫛形送信フ
ィルタで２度濾波されて隔離を高め、４ポート・サーキ
ュレータによって送信パスに再び挿入される。
【００３７】実施の形態２．図７は、図６の回路を変形
して構成される本発明の実施の形態２の光送信回路を示
す図である。この場合、４ポート・サーキュレータは、
図１の基本設計における追加のサーキュレータとして動
作する。この４ポート・サーキュレータは、アップリン
ク送信パスとダウンリンク送信パスの各増幅ステージ間
に挿入される。この場合、増幅ステージは分離された回
路要素として認識され、その増幅ステージはかなりの距
離をおいて置かれ、異なるファイバ上に設置されてもよ
い。４ポート・サーキュレータを介した信号の経路指定
は、図６で説明されたメカニズムと全く同一のものであ
る。
して構成される本発明の実施の形態２の光送信回路を示
す図である。この場合、４ポート・サーキュレータは、
図１の基本設計における追加のサーキュレータとして動
作する。この４ポート・サーキュレータは、アップリン
ク送信パスとダウンリンク送信パスの各増幅ステージ間
に挿入される。この場合、増幅ステージは分離された回
路要素として認識され、その増幅ステージはかなりの距
離をおいて置かれ、異なるファイバ上に設置されてもよ
い。４ポート・サーキュレータを介した信号の経路指定
は、図６で説明されたメカニズムと全く同一のものであ
る。
【００３８】実施の形態３．図８は、本発明の実施の形
態３の光送信回路を示す図である。図８において、ＷＤ
Ｍデマルチプレクサは、波長選択反射器と結合し、各櫛
形送信フィルタと置換される。図１と図７の一般的な構
造において、図７の各櫛形送信フィルタ６４、６６は、
それぞれアレー導波管（ＡＷＧ）ＷＤＭデマルチプレク
サ／マルチプレクサ８０と８２および反射器８４と８６
に置き換えられる。アレー導波管（ＡＷＧ）ＷＤＭデマ
ルチプレクサ／マルチプレクサ８０と８２および反射器
８４と８６は、それぞれ複数の並列ファイバ・ブラッグ
格子８８，９０，９２，９４，９６として動作する。従
って、ＷＤＭデマルチプレクサ／マルチプレクサ８０と
８２に対する広帯域入力９８と１００（適切なサーキュ
レータ６０と６２によって供給され、隣接チャネルλ1
からλnを含む）は、波長に基づいて、選択された個々
のチャネルに分離される。その後、個々のチャネルは、
対応の波長依存ファイバ・ブラッグ格子（または、等価
反射器）に加えられ、そこで反射され、ＷＤＭデマルチ
プレクサ／マルチプレクサ８０と８２を逆進する。この
ように、各チャネルは、対応のＡＷＧ・ＷＤＭ８０と８
２において選択され、ＡＷＧ・ＷＤＭ８０と８２を通過
することによって、隔離に必要なレベルが与えられる。
その後、選択された複数のチャネルは再結合され広帯域
信号として１つのファイバ中に加えられる。
態３の光送信回路を示す図である。図８において、ＷＤ
Ｍデマルチプレクサは、波長選択反射器と結合し、各櫛
形送信フィルタと置換される。図１と図７の一般的な構
造において、図７の各櫛形送信フィルタ６４、６６は、
それぞれアレー導波管（ＡＷＧ）ＷＤＭデマルチプレク
サ／マルチプレクサ８０と８２および反射器８４と８６
に置き換えられる。アレー導波管（ＡＷＧ）ＷＤＭデマ
ルチプレクサ／マルチプレクサ８０と８２および反射器
８４と８６は、それぞれ複数の並列ファイバ・ブラッグ
格子８８，９０，９２，９４，９６として動作する。従
って、ＷＤＭデマルチプレクサ／マルチプレクサ８０と
８２に対する広帯域入力９８と１００（適切なサーキュ
レータ６０と６２によって供給され、隣接チャネルλ1
からλnを含む）は、波長に基づいて、選択された個々
のチャネルに分離される。その後、個々のチャネルは、
対応の波長依存ファイバ・ブラッグ格子（または、等価
反射器）に加えられ、そこで反射され、ＷＤＭデマルチ
プレクサ／マルチプレクサ８０と８２を逆進する。この
ように、各チャネルは、対応のＡＷＧ・ＷＤＭ８０と８
２において選択され、ＡＷＧ・ＷＤＭ８０と８２を通過
することによって、隔離に必要なレベルが与えられる。
その後、選択された複数のチャネルは再結合され広帯域
信号として１つのファイバ中に加えられる。
【００３９】櫛形送信フィルタ、ＷＤＭのマルチプレク
サおよび波長選択反射器に対して、他の技術を用いるこ
とができる。図６と図８で説明された特定の実施の形態
に関しては、説明と図を簡潔にするために、フィルタは
増幅器との相対的な位置に挿入されるように示されてい
る。各場合に、フィルタは、図１で示され詳細に説明さ
れるように、各増幅モジュールの前後か、または中間に
配置される。
サおよび波長選択反射器に対して、他の技術を用いるこ
とができる。図６と図８で説明された特定の実施の形態
に関しては、説明と図を簡潔にするために、フィルタは
増幅器との相対的な位置に挿入されるように示されてい
る。各場合に、フィルタは、図１で示され詳細に説明さ
れるように、各増幅モジュールの前後か、または中間に
配置される。
【００４０】本発明は、４波長混合の影響を減少させる
ための光チャネル割り当て構成を示し、インタリーブさ
れた光チャネルをある程度隔離できる光増幅器回路を実
現する。それによって、実用的な双方向のＷＤＭ増幅器
を比較的低コストで製造できる。この割り当て構成は、
各チャネルでキャリヤ変調が必要な双方向データ転送に
適用できる。
ための光チャネル割り当て構成を示し、インタリーブさ
れた光チャネルをある程度隔離できる光増幅器回路を実
現する。それによって、実用的な双方向のＷＤＭ増幅器
を比較的低コストで製造できる。この割り当て構成は、
各チャネルでキャリヤ変調が必要な双方向データ転送に
適用できる。
【００４１】もちろん、上述の説明は一例として挙げら
れたものであり、詳細な変形が本発明の範囲においてな
されてもよい。例えば、図６と図７のフィルタは、導波
管装置や、誘電体フィルタまたは透過型ブラッグ格子に
よって実現できるが、これらすべてが、シングルパス設
計における減衰仕様を満たすことはできないので、上述
のように、櫛形フィルタの２重のパスが必要となる。単
一透過型ブラッグ格子または、誘電体フィルタは、直列
櫛形フィルタとノッチ・フィルタとの組み合わせによっ
ても実現できる。このような組み合わせによって、不要
波信号の阻止を充分に高いレベルまで高め、双方向ＷＤ
Ｍ増幅器を実現できる。
れたものであり、詳細な変形が本発明の範囲においてな
されてもよい。例えば、図６と図７のフィルタは、導波
管装置や、誘電体フィルタまたは透過型ブラッグ格子に
よって実現できるが、これらすべてが、シングルパス設
計における減衰仕様を満たすことはできないので、上述
のように、櫛形フィルタの２重のパスが必要となる。単
一透過型ブラッグ格子または、誘電体フィルタは、直列
櫛形フィルタとノッチ・フィルタとの組み合わせによっ
ても実現できる。このような組み合わせによって、不要
波信号の阻止を充分に高いレベルまで高め、双方向ＷＤ
Ｍ増幅器を実現できる。
【００４２】
【発明の効果】本発明のチャネル割り当て方法によれ
ば、光ファイバの容量は、チャネルを選択的に除外し、
隣接するチャネルペアを分離すことによって、準最適化
される。ここで、少なくとも１つのアップリンクとダウ
ンリンクにシーケンシャル・ベースでに割り当てられた
相互に排他的なチャネルペアを有するという概念が適用
される。本発明は、通信システムにおいて、チャネルの
各ペア間の周波数分離をできるだけ小さくし、隣接する
チャネルの干渉を避ける一方で、限定される帯域をでき
るだけ最大に使用できる。
ば、光ファイバの容量は、チャネルを選択的に除外し、
隣接するチャネルペアを分離すことによって、準最適化
される。ここで、少なくとも１つのアップリンクとダウ
ンリンクにシーケンシャル・ベースでに割り当てられた
相互に排他的なチャネルペアを有するという概念が適用
される。本発明は、通信システムにおいて、チャネルの
各ペア間の周波数分離をできるだけ小さくし、隣接する
チャネルの干渉を避ける一方で、限定される帯域をでき
るだけ最大に使用できる。
【図１】 従来の光増幅器の構成を示す図である。
【図２】 エルビウム・ウインドウの典型的な波形を示
す図である。
す図である。
【図３】 図１の光増幅器回路中の発振と多重パス干渉
の経路を示す図である。
の経路を示す図である。
【図４】 本発明の好ましい実施の形態における双方向
ＷＤＭ増幅器装置の動作条件を満たす一般的なフィルタ
特性を示す図である。
ＷＤＭ増幅器装置の動作条件を満たす一般的なフィルタ
特性を示す図である。
【図５】 従来のファイバ・ベースのブラッグ格子を示
す図である。
す図である。
【図６】 光フィルタの２重パスが達成される本発明の
好ましい実施の形態を示すブロック図である。
好ましい実施の形態を示すブロック図である。
【図７】光フィルタの２重パスが達成される本発明の他
の好ましい他の実施の形態を示すブロック図である。
の好ましい他の実施の形態を示すブロック図である。
【図８】光フィルタの２重パスが達成される本発明のさ
らに他の好ましい実施の形態を示すブロック図である。
らに他の好ましい実施の形態を示すブロック図である。
１０…光増幅器回路 １２，１４…サーキュレータ １６，１８…送信パス ２０，２２…分離増幅モジュール ２４，２６…フィルタ ３０，３２…光コネクタ ４２…パスバンド ４６…阻止バンド ４８，４９…交点 ５０…ブラッグ格子 ５２…感光性光ファイバ ５４…入力信号 ５６…高屈折率ステップ ６０，６２…４ポート・サーキュレータ ６４，６６…櫛形送信フィルタ ６８，７０…広帯域ミラー ８０，８２…アレー導波管（ＡＷＧ）ＷＤＭデマルチプ
レクサ／マルチプレクサ ８４，８６…反射器 ８８，９０，９２，９４，９６…ブラッグ格子 ９８，１００…広帯域入力
レクサ／マルチプレクサ ８４，８６…反射器 ８８，９０，９２，９４，９６…ブラッグ格子 ９８，１００…広帯域入力
フロントページの続き (71)出願人 390023157 ＴＨＥ ＷＯＲＬＤ ＴＲＡＤＥ ＣＥＮ ＴＲＥ ＯＦ ＭＯＮＴＲＥＡＬ，ＭＯＮ ＴＲＥＡＬ，ＱＵＥＢＥＣ Ｈ２Ｙ３Ｙ ４，ＣＡＮＡＤＡ (72)発明者 フィオナ・デイビス イギリス国，シーエム23 ４エイチキュ ウ，ハートフォードシャー，ビショップス ストートフォード，バイランズ クロー ズ ６ (72)発明者 ロバート・キーズ カナダ国，ケー２エム ２エル９，オンタ リオ，カナタ，メドウブリーズ ドライブ 73 (72)発明者 ケバン・ジョーンズ イギリス国，ティーキュー９ ７ユーユ ー，デボン，トットネス，アッシュプリン グトン，ホーリー ビラズ ６ (72)発明者 ニゲル・エドワード・ジョリー イギリス国，シーエム19 ５エヌユー，エ セックス，ハーロー，ハイハムズ 42 (72)発明者 モーリス・オスリバン カナダ国，ケイ１ワイ ０エス５，オンタ リオ，オタワ，ジュリアン アベニュー 24
Claims (20)
- 【請求項１】 隣接波長を有する光チャネルの帯域を、
双方向通信用光ファイバのアップリンクとダウンリンク
の少なくとも１つに割り当て、アップリンクとダウンリ
ンク中の各４波長混合を減少させる方法において：アッ
プリンクとダウンリンクへのチャネル割り当ては互いに
排他的であり、各アップリンクとダウンリンクは、前記
の少なくとも１つのチャネルペアに隣接していない波長
を有する、少なくとも１つの他の光チャネルを含むこと
を特徴とする光チャネル帯域割り当て方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の光チャネル帯域割り当て
方法において：アップリンクとダウンリンク中の光チャ
ネルは、２つの隣接光チャネルより少ない間隔で分離さ
れることを特徴とする光チャネル帯域割り当て方法。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の光チャネル帯域
割り当て方法において：アップリンクとダウンリンクの
少なくとも１つは、少なくとも２つの隣接チャネルペア
を含み、この少なくとも２つの隣接チャネルペアは、２
つの隣接光チャネルより少なく分離されることを特徴と
する光チャネル帯域割り当て方法。 - 【請求項４】 請求項１，２または３のいずれかに記載
の光チャネル帯域割り当て方法において：各光チャネル
は、共通の帯域を有することを特徴とする光チャネル帯
域割り当て方法。 - 【請求項５】 請求項１から４のいずれかに記載の光チ
ャネル帯域割り当て方法において：相互変調は４波長混
合であることを特徴とする光チャネル帯域割り当て方
法。 - 【請求項６】 請求項１から５のいずれかに記載の光チ
ャネル帯域割り当て方法において：アップリンクとダウ
ンリンク間のチャネル割り当ては連続していることを特
徴とする光チャネル帯域割り当て方法。 - 【請求項７】 請求項１から６のいずれかに記載の光チ
ャネル帯域割り当て方法において：チャネルペアは互い
に隣接しているが、隣接周波数スペクトルを有しないこ
とを特徴とする光チャネル帯域割り当て方法。 - 【請求項８】 複数のチャネルを有する広帯域光信号に
応答する光信号送信回路において：広帯域光信号を受信
し、出力信号を供給する方向性カプラと；前記方向性カ
プラの出力信号から、少なくとも１つの濾波された出力
上で少なくとも１つのチャネルを隔離するフィルタと；
前記の少なくとも１つの濾波された出力に結合され、そ
の少なくとも１つの濾波された出力を前記フィルタに反
射させる反射器とを含み；前記フィルタは、少なくとも
１つの濾波された出力が、少なくとも１つのチャネルの
隔離を改善する第２のフィルタとしても動作することを
特徴とする光信号送信回路。 - 【請求項９】 請求項８記載の光信号送信回路におい
て：複数のチャネル中に第１のサブセットチャネルを有
するアップリンク上および複数のチャネル中に第２のサ
ブセットチャネルを含むダウンリンク上で情報の双方向
転送を行い、前記第１のサブセットと前記第２のサブセ
ットは、互いに排他的チャネルを有することを特徴とす
る光信号送信回路。 - 【請求項１０】 請求項９記載の光信号送信回路におい
て：２つの光ファイバによって相互接続された２つの方
向性カプラを含み、第１の光ファイバはアップリンク用
に用いられ、第２の光ファイバはダウンリンク用に用い
られ、各方向性カプラはフィルタと反射器に結合される
ことを特徴とする光信号送信回路。 - 【請求項１１】 請求項１０記載の光信号送信回路にお
いて：アップリンク内および２つの方向性カプラ間に結
合された第１の増幅モジュールと；ダウンリンク内およ
び２つの方向性カプラ間に結合された第２の増幅モジュ
ールとをさらに含むことを特徴とする光信号送信回路。 - 【請求項１２】 請求項１０記載の光信号送信回路にお
いて：アップリンクとダウンリンク内にそれぞれ結合さ
れた第３と第４の方向性カプラをさらに含み、第３の方
向性カプラは第１の増幅モジュール内に接続され、第４
の方向性カプラは第２の増幅モジュール内に接続され、
アップリンク中のフィルタは第３の方向性カプラに結合
され、ダウンリンク中のフィルタは第４の方向性カプラ
に結合されることを特徴とする光信号送信回路。 - 【請求項１３】 請求項９乃至１２のいずれかに記載の
光信号送信回路において：第１のサブセットと第２のサ
ブセットは、請求項１乃至７記載の方法に基づいて割り
当てられたチャネルを有することを特徴とする光信号送
信回路。 - 【請求項１４】 請求項８乃至１３のいずれかに記載の
光信号送信回路において：フィルタは、導波管装置、誘
電体フィルタまたは透過型ブラッグ格子の中の１つであ
ることを特徴とする回路。 - 【請求項１５】 請求項１１記載の光信号送信回路にお
いて：アップリンク中のフィルタは第１の増幅モジュー
ルの後方で光信号送信回路に結合され、ダウンリンク中
のフィルタは、第２の増幅モジュールの後方で光信号送
信回路に結合されることを特徴とする光信号送信回路。 - 【請求項１６】 フィルタに加えられた複数のチャネル
を有する広帯域光信号から少なくとも１つのチャネルを
隔離する方法において：前記広帯域光信号を濾波し、少
なくとも１つのチャネルを含む出力信号を生成し；前記
の濾波された出力信号をフィルタで再濾波し、少なくと
も１つのチャネルをさらに隔離することを特徴とする光
信号隔離方法。 - 【請求項１７】 請求項１６記載の方法において：前記
の再濾波のステップの前に、濾波された出力信号を反射
させフィルタに戻すステップをさらに含むことを特徴と
する光信号隔離方法。 - 【請求項１８】 請求項１６または１７記載の光信号隔
離方法において：少なくとも１つのチャネルは、アップ
リンクおよびダウンリンク中で双方向通信を行う光ファ
イバ中でデータ送信を行い、少なくとも１つのチャネル
は、アップリンクとダウンリンクのうちの１つだけに関
することを特徴とする光信号隔離方法。 - 【請求項１９】 隣接波長を有する多数の光チャネル上
で、双方向通信を行い、前記多数の光チャネルはアップ
リンクとダウンリンク間に分布され、少なくともアップ
リンクとダウンリンクのうちの１つ中に隣接波長を有す
る少なくとも１つのチャネルペアを有する光ファイバに
おいて：アップリンクとダウンリンクに割り当てられた
チャネルは互いに排他的であり、アップリンクとダウン
リンクの各々は、前記の少なくとも１つのチャネルペア
に隣接しない波長を有する少なくとも１つの他の光チャ
ネルを含み、それによって、アップリンクとダウンリン
ク中の各４波長混合を減少させることを特徴とする光フ
ァイバ。 - 【請求項２０】 光フィバを介してデータの双方向転送
を行い、データは、隣接波長を有する多数の光チャネル
の光ファイバ中でアップリンクとダウンリンクの方向に
運ばれ、多数の光チャネルがアップリンクとダウンリン
ク方向に分布される双方向データ転送方法において：隣
接波長を有する少なくとも１つのチャネルペアを、少な
くともアップリンクとダウンリンクの１つに割り当て、
ここで、アップリンクとダウンリンクの方向に割り当て
られたチャネルは、互いに排他的であり、アップリンク
とダウンリンクの各方向は、前記の少なくとも１つのチ
ャネルペアに隣接しない波長を有する少なくとも１つの
他の光チャネルを含み、それによって、アップリンクと
ダウンリンク中の各方向の４波長混合を減少させ；チャ
ネルを変調し、アップリンクとダウンリンクの方向にデ
ータの同時転送を行うステップを含むことを特徴とする
双方向データ転送方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9715268.0 | 1997-07-18 | ||
| GB9715268A GB2327546A (en) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | Optical frequency channel assignment plan and filtering technique to support it |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11112427A true JPH11112427A (ja) | 1999-04-23 |
Family
ID=10816142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10205015A Pending JPH11112427A (ja) | 1997-07-18 | 1998-07-21 | 光信号送信回路および光チャネル帯域割り当て方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6751414B1 (ja) |
| EP (1) | EP0892512A3 (ja) |
| JP (1) | JPH11112427A (ja) |
| GB (1) | GB2327546A (ja) |
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- 1998-07-21 JP JP10205015A patent/JPH11112427A/ja active Pending
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