JPH11224967A - 利得等化のための方法並びに該方法の実施に使用する装置及びシステム - Google Patents

利得等化のための方法並びに該方法の実施に使用する装置及びシステム

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JPH11224967A
JPH11224967A JP10023536A JP2353698A JPH11224967A JP H11224967 A JPH11224967 A JP H11224967A JP 10023536 A JP10023536 A JP 10023536A JP 2353698 A JP2353698 A JP 2353698A JP H11224967 A JPH11224967 A JP H11224967A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は利得等化のための方法並びに該方法
の実施に使用する装置及びシステムに関し、システム状
態の変化に伴う等化誤差の変動を抑圧することができる
利得等化方法の提供を主な課題としている。 【解決手段】 波長に対して非線形に変化する利得を有
する光増幅器を提供し、波長に対して実質的に線形に変
化する利得が得られるように固定利得等化器３４により
利得等化し、その後、波長に対して実質的に変化しない
利得が得られるように可変利得等化器４０により利得等
化するようにして構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、利得等化のための
方法並びに該方法の実施に使用する装置及びシステムに
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、低損失（例えば０．２ｄＢ／ｋ
ｍ）な光ファイバの製造技術及び使用技術が確立され、
光ファイバを伝送路とする光通信システムが実用化され
ている。また、光ファイバにおける損失を補償して長距
離の伝送を可能にするために、信号光を増幅するための
光増幅器の使用が提案され或いは実用化されている。
【０００３】従来知られている光増幅器は、増幅される
べき信号光が供給される光増幅媒体と、光増幅媒体が信
号光の波長を含む利得帯域を提供するように光増幅媒体
をポンピング（励起）する手段とを備えている。例え
ば、エルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）は、
光増幅媒体としてのエルビウムドープファイバ（ＥＤ
Ｆ）と、予め定められた波長を有するポンプ光をＥＤＦ
に供給するためのポンプ光源とを備えている。０．９８
μｍ帯或いは１．４８μｍ帯の波長を有するポンプ光を
用いることによって、波長１．５５μｍ帯を含む利得帯
域が得られる。また、半導体チップを光増幅媒体として
用いる光増幅器も知られている。この場合、半導体チッ
プに電流を注入することによってポンピングが行われ
る。
【０００４】一方、光ファイバによる伝送容量を増大さ
せるための技術として、波長分割多重（ＷＤＭ）があ
る。ＷＤＭが適用されるシステムにおいては、異なる波
長を有する複数の光キャリアが用いられる。各光キャリ
アを独立に変調することによって得られた複数の光信号
が光マルチプレクサにより波長分割多重され、その結果
得られたＷＤＭ信号光が光ファイバ伝送路に送出され
る。受信側では、受けたＷＤＭ信号光が光デマルチプレ
クサによって個々の光信号に分離され、各光信号に基づ
いて伝送データが再生される。従って、ＷＤＭを適用す
ることによって、当該多重数に応じて一本の光ファイバ
における伝送容量を増大させることができる。
【０００５】ＷＤＭが適用されるシステムに光増幅器を
組み入れる場合、利得傾斜（ゲインチルト）或いは利得
偏差で代表される利得の波長特性によって伝送距離が制
限される。例えば、ＥＤＦＡにおいては、波長１．５５
μｍの近傍で利得傾斜が生じ、この利得傾斜はＥＤＦＡ
への信号光のトータル入力パワー及びポンプ光のパワー
に従って変化することが知られている。
【０００６】光増幅器の利得の波長特性に対する対策と
して、利得等化法が知られている。これを図１乃至図３
により説明する。図１は、ＷＤＭが適用される従来の光
通信システムの例を示すブロック図である。複数の光送
信機（ＯＳ）２（＃１，…，＃Ｎ）から出力された波長
が異なる光信号は、光マルチプレクサ４において波長分
割多重される。波長分割多重の結果得られたＷＤＭ信号
光は光伝送路６に送出される。
【０００７】光伝送路６は、光ファイバ伝送路７の途中
に損失補償用の複数の光増幅器８と１つ以上の利得等化
器１０を設けて構成されている。各利得等化器１０は光
フィルタによって提供され得る。
【０００８】光伝送路６により送られてきたＷＤＭ信号
光は、光デマルチプレクサ１２によって波長に従って個
々の光信号に分離され、光受信機（ＯＲ）１４（＃１
…，＃Ｎ）に供給される。
【０００９】図２を参照すると、図１のシステムにおい
て光マルチプレクサ４から光伝送路６に送出されるＷＤ
Ｍ信号光のスペクトルの例が示されている。縦軸は光パ
ワー、横軸は波長を表している。ここでは、光送信機２
（＃１，…，＃Ｎ）はそれぞれ波長（λ1 ，…，λN ）
の光信号を出力するものとしている。プリエンファシス
を考慮しなければ、一般的には、各チャネルの光信号の
光パワーは等しい。この例では、ＷＤＭ信号光の帯域
は、符号１６で示されるように、λ1 〜λN の波長範囲
によって定義される。
【００１０】図１のシステムにおいて、各光増幅器８が
ＷＤＭ信号光の帯域１６において利得の波長特性を有し
ていると、利得傾斜又は利得偏差が光伝送路６の全長に
渡って累積し、信号電力或いは信号対雑音比（光ＳＮ
Ｒ）のチャネル間偏差が生じてしまう。
【００１１】利得等化法では、各利得等化器１０の損失
の波長特性を、多段接続された光増幅器８の総利得の波
長特性が相殺されるように設定する。これを図３により
具体的に説明する。図３において、符号１８で示される
破線は、多段接続された光増幅器８の総利得の波長特性
であり、符号２０で示される実線は、利得等化器１０に
おける損失の波長特性を示している。図示された例で
は、ＷＤＭ信号光の帯域１６において、総利得の波長特
性が損失の波長特性によって相殺されており、これによ
り光伝送路６の全体における利得等化がなされている。
【００１２】各光増幅器８としてＥＤＦＡが用いられる
場合、その利得の波長特性は、一般的には、波長軸に対
して非対称形である。これに対して、各利得等化器１０
の構成要素（エレメント）として用いられ得る１つの光
フィルタの損失の波長特性は対称形である。従って、各
利得等化器１０が１つの光フィルタだけを含む場合に
は、累積した光増幅器８の非対称な利得の波長特性を補
償することは不可能である。光フィルタとしては、誘電
体多層膜フィルタ、エタロンフィルタ及びマッハツェン
ダフィルタ等が知られており、これらは精度良く作製す
ることができ且つ信頼性が保証されている。
【００１３】尚、関連する従来技術として、光増幅器の
非対称な利得の波長特性を補償するために、損失の波長
特性が異なる２つ以上の光フィルタを組み合わせて利得
等化器を構成することが提案されている。これにより、
与えられたＷＤＭ信号光の帯域において利得の波長特性
が高精度に損失の波長特性によって相殺される。
【００１４】利得等化法の付加的な詳細については、下
記の文献〔１〕を、また、複数光フィルタの組み合わせ
については文献〔２〕、〔３〕及び〔４〕を参照された
い。 〔１〕 N. S. Bergano et al., “Wavelength divisio
n multiplexing in long-haul transmission system
s”, JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL.14,NO.6,
JUNE 1996, pp1229-1308 〔２〕 K. Oda et al., “128channel,480km FSK-DD
transmission experiment using 0.98μｍ pumped erbi
umdoped fibre amplifiers and a tunable gainequalis
er ”, ELECTRONICS LETTERS, 9th June 1994, Vol.30,
No.12, pp982-983 〔３〕 T. Naito et al.,“85-Gb/s WDM transmission
experiment over 7931km using gain equalization to
compensate for asymmetry in EDFA gain characteris
tics ”, First Optoelectronics and Communications
Conference(OECC'96) Technical Digest, July 1996, P
D1-2 〔４〕 T. Oguma et al., “Optical gain equalizer
for optical fiber amplifier”, 1996年電子情報通信
学会通信ソサイエティ大会、B-1093(pp578)
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】光増幅器の利得の波長
特性は、光増幅器のポンピング状態や信号光の入力パワ
ー等の動作条件によって変化する。例えば、海底光増幅
中継システムでは、経時劣化による光ファイバ損失の増
加や修理のためのケーブル割り入れ等により、光増幅器
への入力パワーが変化する場合がある。このようにシス
テム状態が変化した場合には、光増幅器の動作条件が変
化するため、利得の波長特性も変化することとなる。ま
た、光増幅器の製造ばらつきにより、利得の波長特性が
設計値からずれることもある。
【００１６】従来のように、損失の波長特性が固定され
ている光フィルタを用いた利得等化法では、システム状
態が変わり、光増幅器の利得の波長特性が例えば図４に
示されるように符号１８で示される特性から符号１８′
で示される特性に変化した場合に、光増幅器の利得の波
長特性と光フィルタの損失の波長特性が一致しなくなる
ため、等化誤差が生じる。この等化誤差はシステム状態
によって変動し、その量が大きくなると、信号電力或い
は光ＳＮＲのチャネル間偏差が生じ、あるチャネルでは
その伝送品質が著しく損なわれることになる。
【００１７】このような点に鑑み、損失の波長特性が可
変である可変利得等化器を用いる方法が提案されてい
る。可変利得等化器としては、マッハツェンダ型の帯域
阻止光フィルタを用いたものが提案されている。
【００１８】しかし、従来の可変利得等化器では、等化
誤差の変動に対して任意の損失の波長特性を得ることが
できないので、システム状態の変化に伴う等化誤差の変
動を十分に抑圧することができないという問題があっ
た。
【００１９】よって、本発明の目的は、システム状態の
変化に伴う等化誤差の変動を抑圧することができる利得
等化のための方法を提供することにある。本発明の他の
目的は、そのような方法の実施に使用する新規な装置
（利得等化器）及びシステムを提供することにある。
【００２０】本発明の更に他の目的は以下の説明から明
らかになる。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の側面によ
ると、利得等化のための方法が提供される。先ず、波長
に対して非線形に変化する利得を有する光増幅器を含む
光伝送路が提供される（ステップ（ａ））。次いで、波
長に対して実質的に線形に変化する利得が得られるよう
に光伝送路が利得等化される（ステップ（ｂ））。そし
て、波長に対して実質的に変化しない利得が得られるよ
うに光伝送路が利得等化される（ステップ（ｃ））。
【００２２】この方法によると、波長に対して実質的に
線形に変化する利得が得られるように利得等化するステ
ップ（ｂ）の後に、波長に対して実質的に変化しない利
得が得られるように利得等化するようにしているので、
システム状態の変化に伴う等化誤差の変動を容易に抑圧
することができる。
【００２３】望ましくは、ステップ（ｂ）は、利得又は
損失の波長特性が一定である固定利得等化器を用いるス
テップを含む。望ましくは、ステップ（ｃ）は、利得又
は損失の波長特性が可変である可変利得等化器を用いる
ステップを含む。この場合、例えば、利得傾斜が検出さ
れ、検出された利得傾斜がフラットになるように可変利
得等化器が制御される。
【００２４】尚、この出願において、「利得（又は損
失）が波長に対して実質的に線形に変化する」というの
は、縦軸を利得（又は損失）の対数表示（例えばｄＢ表
示）とし、横軸を波長（又は周波数）の真数表示とした
ときに、これらの間に直線的な関係が得られることをい
う。
【００２５】本発明の第２の側面によると、光ファイバ
スパンと、第１の利得等化器と、第２の利得等化器とを
備えたシステムが提供される。光ファイバスパンはイン
ライン光増幅器を含む。インライン光増幅器は、例え
ば、波長に対して非線形に変化する利得を有する。第１
の利得等化器は、波長に対して実質的に線形に変化する
利得が得られるように光ファイバスパンを利得等化す
る。第２の利得等化器は、波長に対して実質的に変化し
ない利得が得られるように光ファイバスパンを利得等化
する。
【００２６】本発明の第３の側面によると、各々インラ
イン光増幅器を含む複数の区間からなる光ファイバスパ
ンを備えたシステムが提供される。複数の区間の各々
は、当該区間における利得の波長特性を概略的に補償す
るための第１の利得等化器と、光ファイバスパンの状態
に従って生じる等化誤差の変動を補償するための第２の
利得等化器とを備えている。
【００２７】本発明の第４の側面によると、利得の波長
特性を有する光ファイバスパンに適用される可変利得等
化器が提供される。可変利得等化器は、各々光ファイバ
スパンの一部となり得る少なくとも２つの光路を切り換
えるための少なくとも２つの光スイッチと、少なくとも
２つの光路に設けられ互いに異なる損失の波長特性を有
する少なくとも２つの光フィルタとを備えている。
【００２８】本発明の第５の側面によると、利得等化の
ための他の方法が提供される。まず、光増幅器を含む光
伝送路が提供される。次いで、波長に対して実質的に線
形に変化する利得が得られるように、光増幅器に供給さ
れる光の波長が制限される。例えば、光増幅器にＷＤＭ
信号光が供給される場合には、ＷＤＭ信号光の帯域が制
限される。そして、波長に対して実質的に変化しない利
得が得られるように光伝送路が利得等化される。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の望ましい実施の形
態を詳細に説明する。図５は本発明による光通信システ
ムの第１実施形態を示すブロック図である。このシステ
ムは、光送信装置２２と、光受信装置２４と、装置２２
及び２４間に敷設される光ファイバスパン２６とを備え
ている。
【００３０】光ファイバスパン２６は、カスケード接続
された複数の区間２８を含む。光送信装置２２は、異な
る波長の光信号を出力する複数の光送信機２（＃１，
…，＃Ｎ）と、これらの光信号を波長分割多重して波長
分割多重信号光（ＷＤＭ信号光）を得るための光マルチ
プレクサ４とを備えている。得られたＷＤＭ信号光は光
ファイバスパン２６へ供給される。
【００３１】光受信装置２４は、光ファイバスパン２６
からのＷＤＭ信号光を波長に従って分離して個々のチャ
ネルの光信号を得るための光デマルチプレクサ１２と、
これらの光信号を受けるための複数の光受信機１４（＃
１，…，＃Ｎ）とを備えている。
【００３２】図６は各区間の第１実施形態を示すブロッ
ク図である。区間２８は、光ファイバ３０と、光ファイ
バ３０の途中に設けられる複数の光中継器３２と、光フ
ァイバ３０の途中に設けられる固定利得等化器３４と、
光ファイバ３０の途中に設けられる可変利得等化ユニッ
ト３６とを備えている。
【００３３】各光中継器３２はインライン型の光増幅器
３８を含んでいる。光増幅器３８としては例えば後述す
る可変利得等化器としても使用可能なエルビウムドープ
ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）を採用可能である。
【００３４】可変利得等化ユニット３６は、利得又は損
失の波長特性が可変である可変利得等化器４０を含んで
いる。可変利得等化器ユニット３６は、望ましくは、可
変利得等化器４０の制御を容易にするために、区間２８
の信号光伝搬方向の最も下流側に設けられている。
【００３５】ここでは、固定利得等化器３４は隣り合う
２つの光中継器３２の間の光ファイバ３０に１つ設けら
れている。固定利得等化器３４としては、誘電体多層膜
フィルタ、エタロンフィルタ、マッハツェンダフィル
タ、ファイバグレーティングフィルタ或いはこれらの組
み合わせを用いることができる。
【００３６】本発明のある側面によると、固定利得等化
器３４は、波長に対して実質的に線形に変化する利得が
得られるように区間２８を利得等化し、可変利得等化ユ
ニット３６は、波長に対して実質的に変化しない利得が
得られるように区間２８を利得等化する。
【００３７】本発明の他の側面によると、固定利得等化
器３４は、区間２８における利得の波長特性を概略的に
補償し、可変利得等化ユニット３６は、区間２８又は光
ファイバスパン２６（図５参照）の状態に従って生じる
等化誤差の変動を補償する。尚、区間２８の利得は、光
ファイバの損失を含めて考えてもよい。
【００３８】例えば、波長は予め定められた帯域によっ
て限定される。各光増幅器３８が通常のＥＤＦＡである
場合には、予め定められた帯域は概略１５４０ｎｍ乃至
１５６５ｎｍの範囲によって定義され得る。
【００３９】図６の実施形態において、固定利得等化器
３４による利得等化の後に残留する等化誤差と可変利得
等化ユニット３６の利得の波長特性との一致を容易にす
るためには、固定利得等化器３４の損失の波長特性を適
切に設計することが望ましい。その具体的手法を以下に
説明する。
【００４０】図７は、区間２８の利得の波長特性の変化
を説明するための図である。区間２８の利得の波長特性
は、光ファイバスパン２６の状態（例えば光ファイバ３
０の損失の増減）に対して、ｇ（λ）［ｄｂ］とｆ
（λ）［ｄｂ］との間で変化すると仮定する。ここで、
ｇ（λ）は、長波長側の利得が最大となり短波長側の利
得が最小となる波長特性を表しており、ｆ（λ）は、短
波長側の利得が最大となり長波長側の利得が最小となる
波長特性を表している。
【００４１】ｇ（λ）とｆ（λ）の差は、図８に示され
るように、波長λに対してほぼ直線的な関係を示す。即
ち、 ｇ（λ）−ｆ（λ）≒ｃλ ・・・・・・（１） と近似することが可能である。ここで、右辺の波長に依
存しない定数項は省略してある。（１）式のような特性
はシステムに特有なものではなく、通常のＥＤＦＡを用
いたシステムで一般的に得られる特性である。
【００４２】固定利得等化器３４の損失の波長特性Ｌ
（λ）［ｄｂ］は、（２）式を満足するように設計す
る。 Ｌ（λ）＝（ｇ（λ）＋ｆ（λ））／２＋ａλ＋ｂ ・・・・・・（２） 固定利得等化器３４の損失の波長特性がこのように設計
されると、ｇ（λ）及びｆ（λ）に対するそれぞれの等
化誤差Δｇ（λ）及びΔｆ（λ）は次のようになる。
【００４３】 Δｇ（λ）＝ｇ（λ）−Ｌ（λ） ＝（ｇ（λ）−ｆ（λ））／２−ａλ−ｂ ＝（ｃ／２−ａ）λ−ｂ ・・・・・・（３） Δｆ（λ）＝ｆ（λ）−Ｌ（λ） ＝（ｆ（λ）−ｇ（λ））／２−ａλ−ｂ ＝（−ｃ／２−ａ）λ−ｂ ・・・・・・（４） （３）式及び（４）式より、等化誤差は波長に対して実
質的に線形的となり、等化誤差の傾斜は係数ａに依存す
ることがわかる。係数ａは、可変利得等化ユニット３６
の特性に合わせて決定される量である。また、係数ｂ
は、固定利得等化器３４のオフセット損失であり、利得
偏差には直接関係しない量である。
【００４４】図９及び図１０は等化誤差の波長特性の例
を示すグラフである。図９ではａ＝０ｄＢ／ｎｍであ
り、等化誤差の波長特性の傾斜は正の値と負の値との間
で変化し得る。
【００４５】また、図１０ではａ＝０．２ｄＢ／ｎｍで
あり、等化誤差の波長特性の傾斜は０と正の値との間で
変化し得る。このように、等化誤差の波長特性が実質的
に波長に対して線形的である場合、波長に対して実質的
に線形に変化する利得又は損失を有している可変利得等
化器４０を可変利得等化ユニット３６の構成要素として
用いることができる。即ち、可変利得等化器４０の利得
の傾斜をＳａとし、等化誤差の傾斜をＳｅとするとき
に、Ｓａ＝−Ｓｅとなるような制御を行うことによっ
て、光ファイバスパン２６の利得傾斜が常にフラットに
なる。
【００４６】図１１の（Ａ）は可変利得等化器４０の第
１実施形態を示すブロック図である。ここでは、可変利
得等化器４０は、光増幅器４２と、光増幅器４２の光入
力を制限するための可変光アッテネータ４４とを含む。
可変光アッテネータ４４による減衰は、制御端子４６に
供給される制御信号により調節される。
【００４７】一般的に、光増幅器４２においては、その
光入力のレベルによって動作状態が変わり、光増幅器４
２の利得の波長特性が変化する。従って、制御信号に基
づいて可変光アッテネータ４４の減衰を制御することに
よって、光増幅器４２の利得の波長特性を制御すること
ができる。
【００４８】可変光アッテネータ４４としては、減衰を
電気的に制御可能な磁気光学効果を応用したものを採用
することができる。図１１の（Ａ）に示される実施形態
では、可変光アッテネータ４４が光増幅器４２の入力側
に設けられているので、アッテネータ４４の損失により
光増幅器４２の雑音指数（ＮＦ）が増加（劣化）するか
も知れない。これを避けるためには、図１１の（Ｂ）に
示されるように、アッテネータ４４の入力側にもう１つ
の光増幅器４２′を付加的に設けて可変利得等化器４０
を改良すると良い。光増幅器４２′によりアッテネータ
４４の損失が補償されるので、光増幅器４２の入力レベ
ルが高くなり、雑音指数が減少する（良好になる）。
【００４９】図１２は可変利得等化器４０の第２実施形
態を示すブロック図である。ここでは、可変利得等化器
４０は、エルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）４８と、
ＥＤＦ４８にポンプ光を供給するためのＷＤＭカプラ５
０及びレーザダイオード（ＬＤ）５２とを含んでいる。
ＥＤＦの第１端には増幅すべき信号光が供給され、ポン
プ光はＷＤＭカプラ５０を介してＥＤＦ４８にその第２
端から供給される。ポンプ光によりポンピングされてい
るＥＤＦ４８に信号光が供給されると、信号光は増幅さ
れ、増幅された信号光は、ＷＤＭカプラ５０及び光アイ
ソレータ５４をこの順に通って出力される。
【００５０】ＥＤＦ４８で生じる利得の波長特性は、制
御端子５６に供給される制御信号に従って、レーザダイ
オード５２の駆動電流が調節されることにより変化させ
られる。
【００５１】ＥＤＦ４８として高濃度にＡｌを添加した
ＥＤＦを用いることによって、概略１５４０ｎｍ乃至１
５６５ｎｍの範囲によって定義される帯域で、波長の利
得特性が波長に対して実質的に線形的となる。
【００５２】図１３を参照すると、図１２に示される可
変利得等化器４０の利得の波長特性の変化が示されてい
る。波長１５４８，１５５１，１５５４及び１５５７ｎ
ｍの４チャネルのＷＤＭ信号光を同じ入力パワー（−３
５ｄＢｍ／ｃｈ）で、ポンピングされているＥＤＦ４８
に入力したときの出力光のスペクトルが示されている。
縦軸は出力パワー（ｄＢｍ）であり、横軸は波長（ｎ
ｍ）である。
【００５３】Ａで示されるスペクトルはポンプ光のパワ
ーが比較的大きいときに対応しており、概略１．５４乃
至１．５６μｍの帯域において負の利得傾斜が生じてい
る。即ち、波長が長くなるに従って利得が減少する利得
傾斜であり、利得（Ｇ）の波長（λ）による微分は負で
ある（ｄＧ／ｄλ＜０）。
【００５４】Ｃで示されるスペクトルはポンプ光のパワ
ーが比較的小さいときに対応しており、概略１．５４乃
至１．５６μｍの帯域において正の利得傾斜が生じてい
る。即ち、波長が長くなるに従って利得が増大する利得
傾斜であり、利得の波長微分は正である（ｄＧ／ｄλ＞
０）。
【００５５】Ｂで示されるスペクトルは、概略１．５４
乃至１．５６μｍの帯域において利得傾斜を生じさせな
い或いは利得傾斜がフラットになるための最適なポンプ
光パワーに対応しており、利得の波長微分は０である
（ｄＧ／ｄλ＝０）。
【００５６】何れのスペクトルも、ＡＳＥ（増幅された
自然放出光）のスペクトルに各チャネルの光信号に対応
する４つの鋭いスペクトルが重畳された形状を有してい
る。尚、ＡＳＥのスペクトルには小信号に対するＥＤＦ
４８の利得の波長特性が依存することが知られている。
【００５７】可変利得等化器４０として、マッハツェン
ダ型光フィルタ及びＡＯＴＦ（アコースティック・オプ
ティカル・チューナブル・フィルタ）等の可変光フィル
タを用いることもできる。
【００５８】図１４は可変光フィルタの損失の波長特性
の例を示す図である。ここでは、損失の波長特性は、符
号５８及び６０で示される範囲で可変であり、即ち帯域
阻止特性が得られている。従って、符号６２及び６４で
示されるような損失が実質的に波長に対して線形的に変
化する範囲でこの可変光フィルタを用いることによっ
て、固定利得等化器３４による利得等化で残留した等化
誤差を補償することができる。
【００５９】図１５の（Ａ）及び（Ｂ）を参照すると、
それぞれ可変利得等化器４０の第３及び第４実施形態が
示されている。各実施形態では、複屈折板ＢＰ及び可変
ファラデー回転子ＦＲは、第１の偏光子Ｐ１と第２の偏
光子Ｐ２との間に設けられる。第１の偏光子Ｐ１は、透
過する偏光の偏光軸を決定する透過軸Ｐ１Ａを有してお
り、第２の偏光子Ｐ２は、透過する偏光の偏光軸を決定
する透過軸Ｐ２Ａを有している。複屈折板ＢＰは、透過
する直交２偏光成分間に与えられる位相差を決定する光
学軸（Ｃ１軸及びＣ２軸あるいはその何れか一方）を有
している。可変ファラデー回転子ＦＲは、透過する偏光
に可変のファラデー回転角を与える。そして、複屈折板
ＢＰ及び可変ファラデー回転子ＦＲの配列順序と光学軸
（例えばＣ１軸）並びに透過軸Ｐ１Ａ及びＰ２Ａの相対
的位置関係とは、透過率の波長特性を与える特性曲線の
形状がファラデー回転角の変化に従って透過率の軸の方
向に変化するように設定される。
【００６０】図１５の（Ａ）に示される第３実施形態で
は、入力光は、光路ＯＰに沿って第１の偏光子Ｐ１、複
屈折板ＢＰ、可変ファラデー回転子ＦＲ及び第２の偏光
子Ｐ２をこの順に通過する。
【００６１】図１５の（Ｂ）に示される第４実施形態で
は、入力光は、光路ＯＰに沿って第１の偏光子Ｐ１、可
変ファラデー回転子ＦＲ、複屈折板ＢＰ及び第２の偏光
子Ｐ２をこの順に通過する。
【００６２】図１６は図１５の（Ａ）及び（Ｂ）に示さ
れる可変利得等化器４０の各実施形態における部材間の
位置関係を示す図である。ここでは、直交三次元座標系
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）において、Ｚ軸は光路ＯＰに平行である
とし、Ｙ軸は第１の偏光子Ｐ１の透過軸Ｐ１Ａに平行で
あるとする。また、φ、θ及びδを次のように定義す
る。
【００６３】φ：複屈折板ＢＰのＣ１軸と第１の偏光子
Ｐ１の透過軸Ｐ１Ａ（Ｙ軸）とがなす角。符号は、Ｙ軸
からＣ１軸に向かって回転するときに右回りとなる角を
正とする。
【００６４】θ：複屈折板ＢＰのＣ１軸と第２の偏光子
Ｐ２の透過軸Ｐ２Ａとがなす角。符号は、透過軸Ｐ２Ａ
からＣ１軸に向かって回転するときに右回りとなる角を
正とする。
【００６５】δ：第１の偏光子Ｐ１の透過軸Ｐ１Ａ（Ｙ
軸）と第２の偏光子Ｐ２の透過軸Ｐ２Ａとがなす角。符
号は、Ｙ軸から透過軸Ｐ２Ａに向かって回転するときに
右回りとなる角を正とする。
【００６６】従って、φ＝θ＋δとなる。また、ファラ
デー回転子ＦＲによって与えられるファラデー回転角α
の符号は、Ｘ軸からＹ軸に向かって回転するときに左回
りとなる角を正とする。
【００６７】尚、図１６において、符号ＰＳで表される
楕円（円を含む）及び直線の群は、α＝０であるとした
ときにおける複屈折板ＢＰの出力における偏光状態の波
長依存性を表している。
【００６８】可変利得等化器４０の透過光強度に波長依
存性を持たせるためには、「 sin(2φ) sin(2θ) が常
に０である」という条件を避ける必要がある。このた
め、図１５の（Ａ）に示される第３実施形態のようにフ
ァラデー回転子ＦＲを用いて角θを実質的に変化させる
場合には、φ≠ｎπ／２（ｎは整数）とする。また、図
１５の（Ｂ）に示される第４実施形態のように、ファラ
デー回転子ＦＲを用いて角φを実質的に変化させる場合
には、θ≠ｎπ／２（ｎは整数）とする。
【００６９】光学理論によれば、光の偏光状態及び光素
子がその通過光に及ぼす作用は、１×２行列で表される
ジョーンズベクトル（Ｊｏｎｅｓ Ｖｅｃｔｏｒ）及び
２×２行列で表されるジョーンズマトリックス（Ｊｏｎ
ｅｓ Ｍａｔｒｉｘ）により表現される。また、各通過
点における光電力は、ジョーンズベクトルの２成分の二
乗和で表される。ジョーンズベクトル及びジョーンズマ
トリックスを用いた行列計算により、可変利得等化器４
０の透過率（電力透過率）を計算可能である。
【００７０】図１７は、図１５の（Ａ）に示される第３
実施形態における透過率の波長特性を計算した結果を表
している。ここでは、φ＝π／４，δ＝０とし、ファラ
デー回転角αを変化させている。縦軸は透過率（ｄ
Ｂ）、横軸はＦＳＲで規格化された相対波長を表してい
る。ここでは、波長特性を与える特性曲線の形状が、相
対波長が０．２５及び−０．２５である点を不動点とし
て、ファラデー回転角αに従って透過率の軸（縦軸）の
方向に変化していることが明らかである。
【００７１】φ＝π／４とした場合には、−δ＜α＜π
／２−δの範囲（π／２の範囲）で、又は、φ＝−π／
４とした場合には、−δ＞α＞−π／２−δの範囲（π
／２の範囲）でファラデー回転角αを変化されば、透過
率の波長特性が取り得る全ての状態を実現することがで
きる。
【００７２】また、この関係により、δ＝０、即ち透過
軸Ｐ１Ａ及びＰ２Ａを互いに平行にすると、変化させる
ファラデー回転角αの符号は正負どちらか一方だけを選
べばよいことがわかる。従って、δ＝０とすることによ
り、０＜α＜π／２又は０＞α＞−π／２となり、ファ
ラデー回転角αを一方向だけに与える可変ファラデー回
転子を用いることができるようになり、ファラデー回転
子ＦＲの構成を簡単にすることができる。このことは、
図１５の（Ｂ）に示される第３実施形態においても同様
である。
【００７３】これとは逆に、ファラデー回転角αを両方
向に与えることができる可変ファラデー回転子を用いれ
ば、δ＝φと設定することにより、α＝０のときに透過
率が波長によらず一定になる。例えば、可変利得等化器
４０をシステムに組み込んだ場合において、制御オフと
なりα＝０となったときに、透過率が波長によらず一定
となっていることが望ましい場合がある。また、このと
きには−π／４＜α＜π＜４となるため、ファラデー回
転角αの絶対値はπ／４より小さくなり、磁気光学効果
を応用した可変ファラデー回転子等が用いられている場
合に、ファラデー回転角αを最大値に設定しているとき
の消費電力を低減することが可能になる。図１５の
（Ｂ）に示される第４実施形態においても同様の議論が
成り立ち、その場合には、δ＝θとすればよい。図１７
のような特性を有する可変利得等化器４０は、可変の損
失傾斜を有している。ここで、「損失傾斜」は、透過率
を対数表示で表したときの透過率の波長特性を与える特
性曲線が直線的であるときに、その傾きを指す。
【００７４】図１７に示される特性を有する可変利得等
化器４０を用いる場合には、例えば、次のように使用波
長帯域を選ぶことによって、波長帯域内の損失の平均値
（以下、「平均損失」と称する。）を一定に保つことが
可能になる。即ち、最大損失又は最小損失が得られる幾
つかの波長のうち、隣り合う２つの波長の中心値を使用
波長帯域の中心波長に選び、且つ、使用波長帯域の帯域
幅をＦＳＲ（フリースペクトルレンジ）の１／２よりも
小さく設定する。ＦＳＲは透過率の波長特性における波
長周期を表す。
【００７５】図１８は、図１７に示されるグラフにおい
て各々最大損失又は最小損失が得られるＡ点及びＢ点の
中心値を与えるＣ点を使用波長帯域の中心波長とし、Ｆ
ＳＲの１／５を使用波長帯域として選んだ例である。損
失傾斜が可変である特性が得られていることがわかる。
また、この例では、ファラデー回転角αを変化させても
平均損失は変化しないことがわかる。尚、図１８のグラ
フにおいては、各特性曲線が直線的であることを明らか
にするために、完全な直線が破線で示されている。
【００７６】図１９は本発明に適用可能な光スペクトル
モニタ６６の構成例を示すブロック図である。光スペク
トルモニタ６６は可変利得等化ユニット３６の構成要素
として用いることができる。
【００７７】光スペクトルモニタ６６は、光ファイバス
パン２６から分岐ビームを分岐するための光分岐回路６
８と、分岐ビームを互いに異なる帯域に含まれる第１及
び第２の光ビームに分けるための波長選択光フィルタ７
０と、第１及び第２の光ビームのパワーをそれぞれ検出
するためのフォトディテクタ（ＰＤ）７２及び７４とを
備えている。
【００７８】フォトディテクタ７２及び７４の出力信号
は電気回路（又は制御回路）７６に供給される。第１の
光ビームは、図２０に符号７８で示されるような、長波
長側の信号を含む帯域を有しており、第２の光ビーム
は、同図に符号８０で示されるような、短波長側の信号
を含む帯域を有している。
【００７９】従って、フォトディテクタ７２の出力信号
には帯域７８における光パワーＰｌが反映され、フォト
ディテクタ７４の出力信号には帯域８０における光パワ
ーＰｓが反映される。
【００８０】例えば、電気回路７６の出力信号に（Ｐｌ
−Ｐｓ）が反映されるようにすることによって、この出
力信号を用いて可変利得等化器４０のフィードバック制
御を行うことができる。
【００８１】即ち、帯域７８における光パワーと帯域８
０における光パワーとがバランスするように、可変利得
等化器４０における利得又は損失の波長特性が制御され
るのである。
【００８２】このように、光ファイバスパン２６におけ
る利得傾斜を検出し、検出された利得傾斜が実質的にフ
ラットになるように可変利得等化器４０を制御すること
によって、システム状態の変化に伴う等化誤差の変動を
抑圧することができるようになる。
【００８３】尚、特開平９−１５９５２６号に開示され
ている方法に準じて光スペクトルモニタを構成してもよ
い。図２１は各区間の第２実施形態を示すブロック図で
ある。図６の第１実施形態では光ファイバ３０の途中に
１台だけ固定利得等化器３４が設けられているのと対比
して、この実施形態では、複数の固定利得等化器３４が
用いられている。各利得等化器３４は光中継器３２内に
設けられている。
【００８４】図６の第１実施形態では、固定利得等化器
３４は、区間２８に含まれる全ての光増幅器３８の利得
の波長特性とその区間２８の光ファイバ３０の損失の波
長特性とを概略的に補償しているのに対して、図２１の
第２実施形態では、各固定利得等化器３４は、当該光中
継器３２に含まれる１台の光増幅器３８の利得の波長特
性とその光増幅器３８に接続される伝送路（光ファイバ
３０の一部）の損失の波長特性とを概略的に補償すれば
よいので、各固定利得等化器３４の設計が容易になる。
【００８５】図２２は各区間の第３実施形態を示すブロ
ック図である。この実施形態は、１台の固定利得等化器
３４が可変利得等化ユニット３６に含まれている点で特
徴づけられる。この実施形態によると、区間２８に含ま
れる全ての光増幅器３８の利得の波長特性の累積を測定
により容易に求めることができるので、最も下流側に位
置する可変利得等化ユニット３６内において固定利得等
化器３４の利得又は損失の波長特性を容易に設計するこ
とができる。
【００８６】尚、必要に応じて、図６の第１実施形態と
図２１の第２実施形態と図２２の第３実施形態とを組み
合わせてもよい。図５に示されるシステムでは、光ファ
イバスパン２６に含まれる全ての区間２８に可変利得等
化ユニット３６が設けられているとしたが、受信装置２
４に最も近い区間２８については、可変利得等化ユニッ
ト３６を省略してもよい。光受信装置２４において光フ
ァイバスパン２６で残留した利得の波長特性を補償する
ことができるからである。
【００８７】図２３は本発明による光通信システムの第
２実施形態を示すブロック図である。光ファイバスパン
２６の両端には第１の端局８２と第２の端局８３とが接
続されている。端局８２及び８３はそれぞれ図５に示さ
れるような光送信装置２２及び光受信装置２４を含んで
いる。
【００８８】第１の端局８２は、監視信号（ＳＶ信号）
を光ファイバスパン２６へ送出するために、光送信装置
２２に接続される監視制御端末８４を有している。ま
た、各可変利得等化ユニット３６は、ＳＶ信号を受ける
ためのＳＶ受信機８６を有している。各可変利得等化ユ
ニット３６にあっては、ＳＶ信号により自動制御及び遠
隔制御が可能である。
【００８９】さらに、この実施形態では、双方向伝送を
可能にするために、端局８２及び８３間にはもう１つの
光ファイバスパン２６′が敷設されている。端局８３は
光ファイバスパン２６′の一端に接続される光送信装置
２２′を有しており、端局８２は光ファイバスパン２
６′の他端に接続される光受信装置２４′を有してい
る。光ファイバスパン２６′は、それぞれ光ファイバ３
０、光中継器３２及び可変利得等化器４０に対応する光
ファイバ３０′、光中継器３２′及び可変利得等化器４
０′を含む。光ファイバスパン２６′の効果的な利用に
ついては後述する。
【００９０】この実施形態によると、ＳＶ受信機８６が
受けたＳＶ信号に従って可変利得等化器４０の動作をオ
ン／オフすることができ、或いは、ＳＶ受信機８６が受
けたＳＶ信号に基づいて可変利得等化器４０の制御を行
うことができる。
【００９１】ＳＶ信号は光送信装置２２から光受信装置
２４へ送られる主信号に重畳されてもよいし、光送信装
置２２から光受信装置２４へ送られるＷＤＭ信号光の専
用チャネルの光信号を用いてＳＶ信号の伝送を行っても
よい。
【００９２】図２４の（Ａ）及び（Ｂ）は可変利得等化
ユニット３６の第１及び第２実施形態を示すブロック図
である。図２４の（Ａ）に示される実施形態は、例え
ば、ＷＤＭ信号光の専用チャネルを用いてＳＶ信号を伝
送するシステムに適用可能である。専用チャネルの光信
号はＷＤＭカプラ８８により抽出され、抽出された光信
号に基づいてＳＶ受信機８６がＳＶ信号を再生する。可
変利得等化器４０の下流側には例えば図１９に示される
光スペクトルモニタ６６が設けられている。
【００９３】従って，ＳＶ受信機８６において得られた
ＳＶ信号に基づいて、制御回路７６による可変利得等化
器４０のフィードバック制御のオン／オフを行うことが
できる。また、フィードバックした後、可変利得等化器
４０の特性を強制的に設定することもできる。これらの
機能は、例えば、光ファイバスパン２６についてのシス
テム調整時に必要である。
【００９４】図２４の（Ｂ）に示される実施形態は、Ｓ
Ｖ信号を主信号に重畳するシステムに適用可能である。
前述のように、制御回路７６は、フォトディテクタ７２
及び７４の出力信号の差が０又は一定になるように可変
利得等化器４０を制御している。ここでは、ＳＶ受信機
８６は、フォトディテクタ７２及び７４の出力信号の和
に基づいてＳＶ信号を再生する。そして、制御回路７６
による可変利得等化器４０のフィードバック制御が、Ｓ
Ｖ受信機８６において得られたＳＶ信号に基づいてオン
／オフされる。
【００９５】図２４の（Ａ）に示される実施形態では、
ＳＶ受信機８６がＳＶ信号を再生するために図示しない
フォトディテクタを別途必要とするのに対して、図２４
の（Ｂ）に示される実施形態では、そのようなフォトデ
ィテクタ及びＷＤＭカプラ８８が不要である。
【００９６】図２５は可変利得等化ユニット３６の第３
実施形態を示すブロック図である。ここでは、ＳＶ受信
機８６において得られたＳＶ信号に基づいて、制御回路
７６が直接可変利得等化器４０の利得又は損失の波長特
性を制御している。可変利得等化器４０の波長特性の制
御は、例えば、受信側で得られた光スペクトルを基に行
うことができる。この実施形態によると、光スペクトル
モニタ６６が不要になるので、可変利得等化ユニット３
６の構成を簡単にすることができる。
【００９７】図２４の（Ａ）又は（Ｂ）に示される実施
形態と図２５に示される実施形態とを組み合わせて本発
明を実施しても良い。そうすることによって、例えば、
通常は図２４の（Ａ）又は（Ｂ）に示される実施形態に
よりフィードバック制御を行い、異常時には図２５に示
される実施形態により外部からのＳＶ信号によって強制
制御を行う等も可能である。
【００９８】図２６は可変利得等化ユニット３６の第４
実施形態を示すブロック図である。ここでは、可変利得
等化器４０は、各々光ファイバスパン２６の一部となり
得る２つの光路を切り換えるための２つの光スイッチ９
０（＃１及び＃２）と、上記２つの光路に設けられ互い
に異なる損失の波長特性を有する２つの光フィルタ９２
（＃１及び＃２）とを備えている。
【００９９】具体的には、光スイッチ９０（＃１）は１
×２光スイッチであり、光スイッチ９０（＃２）は２×
１光スイッチである。光スイッチ９０（＃１）の入力ポ
ートは入力側に配置され、光スイッチ９０（＃１）の２
つの出力ポートと光スイッチ９０（＃２）の２つの入力
ポートとの間にそれぞれ光フィルタ９２（＃１及び＃
２）が設けられ、光スイッチ９０（＃２）の出力ポート
は出力側に配置される。
【０１００】そして、ＳＶ受信機８６において得られた
ＳＶ信号に基づいて、制御回路７６が光スイッチ９０
（＃１及び＃２）を制御し、それにより、２つの光路の
うちの何れか一方が選択されるようになっている。
【０１０１】各光スイッチとしては、磁気光学効果を用
いた光スイッチを用いることができる。図２７を参照す
ると、図２６に示される光フィルタ９２（＃１及び＃
２）の損失の波長特性の例が示されている。ここでは、
光フィルタ９２（＃１及び＃２）のうちの一方は、符号
９４で示されるように、傾斜が正である損失の波長特性
を有しており、他方は、符号９６で示されるように、傾
斜が負である損失の波長特性を有している。
【０１０２】図２６に示される実施形態によっても、固
定利得等化器３４による利得等化で残留した等化誤差の
波長特性を補償して、光ファイバスパン２６についての
利得傾斜をフラットにすることができる。
【０１０３】図２８の（Ａ）及び（Ｂ）は可変利得等化
ユニット３６の第５及び第６実施形態の主要部を示すブ
ロック図である。第５及び第６実施形態の各々では、可
変利得等化器４０の構成が図示されている。
【０１０４】図２８の（Ａ）は、図２６の第４実施形態
と対比して、２つの光路がＮ（Ｎは２より大きい整数）
の光路に拡張されている点で特徴づけられる。即ち、１
×Ｎ光スイッチ９０（＃１）′とＮ×１光スイッチ９０
（＃２）′との間に光フィルタ９２（＃１，…，＃Ｎ）
が並列に設けられているのである。
【０１０５】光フィルタ９２（＃１，…，＃Ｎ）は互い
に異なる損失の波長特性を有している。従って、図２６
に示される第４実施形態と対比して、等化誤差の補償を
木目細かに行うことができる。
【０１０６】図２８の（Ｂ）に示される実施形態は、図
２６の第４実施形態と対比して、光フィルタ９２（＃１
及び＃２）と光スイッチ９０（＃２）との間に２×２光
スイッチ９０（＃３）と２つの光フィルタ９２（＃３及
び＃４）とを付加的に設けている点で特徴づけられる。
【０１０７】この実施形態によると、光フィルタ９２
（＃１及び＃３）がカスケード接続された状態と、光フ
ィルタ９２（＃１及び＃４）がカスケード接続された状
態と、光フィルタ９２（＃２及び＃３）がカスケード接
続された状態と、光フィルタ９２（＃２及び＃４）がカ
スケード接続された状態とを切り換えることができるの
で、図２８の（Ａ）に示される第５実施形態におけるの
と同じように利得誤差を木目細やかに補償することがで
きる。
【０１０８】図２９は本発明による光通信システムの第
３実施形態を示すブロック図である。ここでは、第２の
端局８３で光ファイバスパン２６における利得傾斜を検
出するために、光ファイバスパン２６から送られてきた
ＷＤＭ信号光から分岐ビームを得るための光分岐回路９
８と、分岐ビームに基づいて光ファイバスパン２６の利
得傾斜を検出するための光スペクトルモニタ又は光スペ
クトルアナライザ１００とが設けられている。検出され
た利得傾斜に関する情報は光スペクトルモニタ１００か
ら監視制御端末８４′へ送られ、監視制御端末８４′に
より光送信装置２２′が動作することによって、検出さ
れた利得傾斜に関する情報を含むＳＶ信号が光ファイバ
スパン２６′により第１の端局８２へ送られる。第１の
端局８２では、送られてきたＳＶ信号が光受信装置２
４′により再生され、再生されたＳＶ信号は監視制御端
末８４に供給される。
【０１０９】従って、第２の端局８３で検出された利得
傾斜がフラットになるようなフィードバック制御を各可
変利得等化ユニット３６について行うことができる。即
ち、第１の端局８２から各可変利得等化ユニット３６に
送られるＳＶ信号を制御信号として用い、その制御信号
に基づいて各可変利得等化器４０を制御するのである。
【０１１０】この実施形態によっても、各可変利得等化
ユニット３６において、各可変利得等化器４０が制御信
号により制御されることによって、光ファイバスパン２
６についての利得傾斜をフラットにすることができる。
【０１１１】図３０は本発明による光通信システムの第
４実施形態を示すブロック図である。ここでは、光ファ
イバスパン２６における利得傾斜が第２の端局８３にお
いて検出されるのは図２９の第３実施形態と同じである
が、検出された利得傾斜に関する情報を光ファイバスパ
ン２６′により直接各可変利得等化ユニット３６へ送る
ようにしている。即ち、第２の端局８３から各可変利得
等化ユニット３６へ送られるＳＶ信号を制御信号として
用い、その制御信号を各可変利得等化ユニット３６が受
けるために、光ファイバスパン２６′に付随して各可変
利得等化ユニット３６にはＳＶ受信機８６′が設けられ
ている。
【０１１２】従って、ＳＶ受信機８６′が受けた制御信
号に基づいて各可変利得等化器４０を制御することによ
って、光ファイバスパン２６についての利得傾斜をフラ
ットにすることができる。
【０１１３】尚、第１の端局８２についても第２の端局
８３と同じように構成して、光ファイバスパン２６に付
随して各可変利得等化ユニット３６に設けられるＳＶ受
信機８６を用いて各可変利得等化器４０′を制御して、
光ファイバスパン２６′についての利得傾斜をフラット
にするようにしてもよい。
【０１１４】図３１は本発明による方法の他の実施形態
を説明するための図である。これまでの実施形態では、
固定利得等化器３４を用いて実質的に線形に変化する利
得が得られるようにしているが、固定利得等化器３４を
省略して本発明を実施することもできる。例えば、各光
増幅器３８の利得の波長特性が、図３１に符号１０２で
示される特性と符号１０４で示される特性との間で変化
し得る場合、符号１０６で示される帯域内においては、
常に、波長に対して実質的に線形に変化する利得が得ら
れる。従って、各光増幅器３８に供給される光の波長を
帯域１０６内に制限することによって、固定利得等化器
３４を省略することができる。
【０１１５】例えば、各光増幅器３８がＥＤＦＡである
場合には、ＥＤＦＡに供給される増幅すべき信号光の波
長は概略１５４０ｎｍ乃至１５６５ｎｍの範囲内に制限
される。このような波長の制限は、例えば、図５に示さ
れる光送信機２（＃１，…，＃Ｎ）から出力される光信
号の波長の適切な設定又は制御により可能である。
【０１１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
システム状態の変化に伴う等化誤差の変動を抑圧するこ
とが可能な利得等化のための方法並びに該方法の実施に
使用する装置及びシステムの提供が可能になるという効
果が生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はＷＤＭ（波長分割多重）が適用される光
通信システム（従来技術）の例を示すブロック図であ
る。
【図２】図２は図１に示されるシステムにおけるＷＤＭ
信号光のスペクトルの例を示す図である。
【図３】図３は利得等化法（従来技術）の説明図であ
る。
【図４】図４は従来の利得等化法の問題点の説明図であ
る。
【図５】図５は本発明による光通信システムの第１実施
形態を示すブロック図である。
【図６】図６は各区間の第１実施形態を示すブロック図
である。
【図７】図７は利得の波長特性の変化を説明するための
グラフである。
【図８】図８はｇ（λ）−ｆ（λ）の波長特性を示すグ
ラフである。
【図９】図９は等化誤差の波長特性の例を示すグラフで
ある。
【図１０】図１０は等化誤差の波長特性の他の例を示す
グラフである。
【図１１】図１１は可変利得等化器の第１実施形態を示
すブロック図である。
【図１２】図１２は可変利得等化器の第２実施形態を示
すブロック図である。
【図１３】図１３は図１２に示される可変利得等化器の
利得の波長特性の変化を説明するための図である。
【図１４】図１４は可変光フィルタの損失の波長特性の
例を示す図である。
【図１５】図１５の（Ａ）及び（Ｂ）は可変利得等化器
の第３及び第４実施形態を示す図である。
【図１６】図１６は図１５の（Ａ）及び（Ｂ）に示され
る可変利得等化器の各実施形態における部材間の位置関
係を示す図である。
【図１７】図１７は透過率の波長特性の例を示すグラフ
である。
【図１８】図１８は透過率の波長特性の他の例を示すグ
ラフである。
【図１９】図１９は光スペクトルモニタの例を示すブロ
ック図である。
【図２０】図２０は図１９に示される光スペクトルモニ
タの動作を説明するための図である。
【図２１】図２１は各区間の第２実施形態を示すブロッ
ク図である。
【図２２】図２２は各区間の第３実施形態を示すブロッ
ク図である。
【図２３】図２３は本発明による光通信システムの第２
実施形態を示すブロック図である。
【図２４】図２４の（Ａ）及び（Ｂ）は可変利得等化ユ
ニットの第１及び第２実施形態を示すブロック図であ
る。
【図２５】図２５は可変利得等化ユニットの第３実施形
態を示すブロック図である。
【図２６】図２６は可変利得等化ユニットの第４実施形
態を示すブロック図である。
【図２７】図２７は図２６に示される２つの光フィルタ
の損失の波長特性の例を示す図である。
【図２８】図２８の（Ａ）及び（Ｂ）は可変利得等化ユ
ニットの第５及び第６実施形態の主要部を示すブロック
図である。
【図２９】図２９は本発明による光通信システムの第３
実施形態を示すブロック図である。
【図３０】図３０は本発明による光通信システムの第４
実施形態を示すブロック図である。
【図３１】図３１は本発明による方法の他の実施形態を
説明するための図である。
【符号の説明】
２ 光送信機 ４ 光マルチプレクサ １２ 光デマルチプレクサ １４ 光受信機 ２２ 光送信装置 ２４ 光受信装置 ２６ 光ファイバスパン ２８ 区間 ３２ 光中継器 ３４ 固定利得等化器 ３６ 可変等化ユニット ３８ 光増幅器 ４０ 可変利得等化器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/16 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｍ 10/02 10/18

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 利得等化のための方法であって、 （ａ）波長に対して非線形に変化する利得を有する光増
    幅器を含む光伝送路を提供するステップと、 （ｂ）波長に対して実質的に線形に変化する利得が得ら
    れるように上記光伝送路を利得等化するステップと、 （ｃ）上記ステップ（ｂ）の後、波長に対して実質的に
    変化しない利得が得られるように上記光伝送路を利得等
    化するステップとを備えた方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法であって、 上記ステップ（ｂ）は利得又は損失の波長特性が一定で
    ある固定利得等化器を用いるステップを含む方法。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の方法であって、 上記ステップ（ｃ）は利得又は損失の波長特性が可変で
    ある可変利得等化器を用いるステップを含む方法。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の方法であって、 上記ステップ（ｃ）は、利得傾斜を検出するステップ
    と、検出された利得傾斜がフラットになるように上記可
    変利得等化器を制御するステップとを更に含む方法。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載の方法であって、 上記波長は予め定められた帯域によって限定される方
    法。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の方法であって、 上記光増幅器はエルビウムドープファイバ増幅器であ
    り、 上記予め定められた帯域は概略１５４０ｎｍ乃至１５６
    ５ｎｍの範囲によって定義される方法。
  7. 【請求項７】 インライン光増幅器を含む光ファイバス
    パンと、 波長に対して実質的に線形に変化する利得が得られるよ
    うに上記光ファイバスパンを利得等化する第１の利得等
    化器と、 波長に対して実質的に変化しない利得が得られるように
    上記光ファイバスパンを利得等化する第２の利得等化器
    とを備えたシステム。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載のシステムであって、 上記第１の利得等化器は利得又は損失の波長特性が一定
    である固定利得等化器であり、 上記第２の利得等化器は、利得又は損失の波長特性が可
    変である可変利得等化器と、上記光ファイバスパンにお
    ける利得傾斜を検出する手段と、該検出された利得傾斜
    が実質的にフラットになるように上記可変利得等化器を
    制御する手段とを備えているシステム。
  9. 【請求項９】 請求項７に記載のシステムであって、 上記波長は予め定められた帯域によって限定されるシス
    テム。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載のシステムであって、 上記インライン光増幅器はエルビウムドープファイバ増
    幅器であり、 上記予め定められた帯域は概略１５４０ｎｍ乃至１５６
    ５ｎｍの範囲によって定義されるシステム。
  11. 【請求項１１】 請求項７に記載のシステムであって、 上記光ファイバスパンの利得の波長特性がｇ（λ）［ｄ
    ｂ］及びｆ（λ）［ｄｂ］の間で変化するときに、上記
    第１の利得等化器の利得又は損失の波長特性Ｌ（λ）
    ［ｄｂ］は、ａ及びｂを定数として、実質的に、 Ｌ（λ）＝（ｇ（λ）＋ｆ（λ））／２＋ａλ＋ｂ で与えられるシステム。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載のシステムであっ
    て、 上記第２の利得等化器は波長に対して実質的に線形に変
    化する利得又は損失を有しているシステム。
  13. 【請求項１３】 請求項７に記載のシステムであって、 上記第２の利得等化器は、光増幅器と、該光増幅器の光
    入力を制限するための可変光アッテネータとを含むシス
    テム。
  14. 【請求項１４】 請求項７に記載のシステムであって、 上記第２の利得等化器は、エルビウムドープファイバ
    と、該エルビウムドープファイバにポンプ光を供給する
    ためのポンプ光源とを含み、 上記ポンプ光のパワーに従って上記エルビウムドープフ
    ァイバで生じる利得の波長特性が変化させられるシステ
    ム。
  15. 【請求項１５】 請求項７に記載のシステムであって、 上記第２の利得等化器は、利得又は損失の波長特性が可
    変である可変利得等化器と、上記光ファイバスパンにお
    ける利得傾斜を検出するスペクトルモニタと、該検出さ
    れた利得傾斜がフラットになるように上記可変利得等化
    器を制御する手段とを含み、 上記スペクトルモニタは、互いに異なる帯域に含まれる
    第１及び第２の光ビームを抽出するための光フィルタ
    と、上記第１及び第２の光ビームのパワーを検出するた
    めの手段とを含むシステム。
  16. 【請求項１６】 請求項７に記載のシステムであって、 上記第２の利得等化器は、少なくとも２つの光路を切り
    換えるための少なくとも２つの光スイッチと、上記少な
    くとも２つの光路に設けられ互いに異なる損失の波長特
    性を有する少なくとも２つの光フィルタとを含むステッ
    プ。
  17. 【請求項１７】 請求項７に記載のシステムであって、 上記光ファイバスパンの両端に接続される第１及び第２
    の端局を更に備えたシステム。
  18. 【請求項１８】 請求項１７に記載のシステムであっ
    て、 上記第１の端局は監視信号を上記光ファイバスパンへ送
    出する手段を含み、上記第２の利得等化器は、利得又は
    損失の波長特性が可変である可変利得等化器と、上記監
    視信号を受ける手段とを含むシステム。
  19. 【請求項１９】 請求項１８に記載のシステムであっ
    て、 上記第２の利得等化器は、上記受けた監視信号に従って
    上記可変利得等化器の動作をオン／オフする手段を更に
    含むシステム。
  20. 【請求項２０】 請求項１８に記載のシステムであっ
    て、 上記第２の利得等化器は、上記受けた監視信号に基づい
    て上記可変利得等化器を制御する手段を更に含むシステ
    ム。
  21. 【請求項２１】 請求項１８に記載のシステムであっ
    て、 上記第２の端局は、上記光ファイバスパンにおける利得
    傾斜を検出するための手段と、該検出された利得傾斜に
    関する情報を上記第１の端局へ送る手段とを含み、 上記第１の端局は、上記情報に基づいて上記監視信号を
    生成する手段を更に含み、 上記第２の利得等化器は、上記受けた監視信号に従って
    上記利得傾斜がフラットになるように上記可変利得等化
    器を制御する手段を更に含むシステム。
  22. 【請求項２２】 請求項１７に記載のシステムであっ
    て、 上記第２の端局は、上記光ファイバスパンにおける利得
    傾斜を検出するための手段と、該検出された利得傾斜に
    関する情報を上記第２の利得等化器へ送る手段とを含
    み、 上記第２の利得等化器は、利得又は損失の波長特性が可
    変である可変利得等化器と、上記情報を受けるための手
    段と、上記受けた情報に従って上記利得傾斜がフラット
    になるように上記可変利得等化器を制御する手段とを含
    むシステム。
  23. 【請求項２３】 請求項７に記載のシステムであって、 上記第２の利得等化器は、第１及び第２の偏光子と、該
    第１及び第２の偏光子の間に設けられる複屈折素子及び
    可変ファラデー回転子とを含むシステム。
  24. 【請求項２４】 利得の波長特性を有する光ファイバス
    パンに適用される可変利得等化器であって、 各々上記光ファイバスパンの一部となり得る少なくとも
    ２つの光路を切り換えるための少なくとも２つの光スイ
    ッチと、 上記少なくとも２つの光路に設けられ互いに異なる損失
    の波長特性を有する少なくとも２つの光フィルタとを備
    えた可変利得等化器。
  25. 【請求項２５】 各々インライン光増幅器を含む複数の
    区間からなる光ファイバスパンを備えたシステムであっ
    て、 上記複数の区間の各々は、 当該区間における利得の波長特性を概略的に補償するた
    めの第１の利得等化器と、 上記光ファイバスパンの状態に従って生じる等化誤差の
    変動を補償するための第２の利得等化器とを備えている
    システム。
  26. 【請求項２６】 請求項２５に記載のシステムであっ
    て、 上記各第２の利得等化器は当該区間の最も下流側に設け
    られているシステム。
  27. 【請求項２７】 請求項２５に記載のシステムであっ
    て、 上記各区間の利得の波長特性がｇ（λ）［ｄｂ］及びｆ
    （λ）［ｄｂ］の間で変化するときに、 上記各第１の利得等化器の利得又は損失の波長特性Ｌ
    （λ）［ｄｂ］は、ａ及びｂを定数として、実質的に、 Ｌ（λ）＝（ｇ（λ）＋ｆ（λ））／２＋ａλ＋ｂ で与えられるシステム。
  28. 【請求項２８】 請求項２７に記載のシステムであっ
    て、 上記第２の利得等化器は波長に対して実質的に線形に変
    化する利得又は損失を有しているシステム。
  29. 【請求項２９】 請求項２５に記載のシステムであっ
    て、 上記各第１の利得等化器は利得又は損失の波長特性が一
    定である固定利得等化器であり、 上記各第２の利得等化器は、利得又は損失の波長特性が
    可変である可変利得等化器と、上記各区間における利得
    傾斜を検出する手段と、該検出された利得傾斜が実質的
    にフラットになるように上記可変利得等化器を制御する
    手段とを備えているシステム。
  30. 【請求項３０】 請求項２９に記載のシステムであっ
    て、 上記可変利得等化器は、第１及び第２の偏光子と、該第
    １及び第２の偏光子の間に設けられる複屈折素子及び可
    変ファラデー回転子とを備えているシステム。
  31. 【請求項３１】 利得等化のための方法であって、 （ａ）光増幅器を含む光伝送路を提供するステップと、 （ｂ）波長に対して実質的に線形に変化する利得が得ら
    れるように、上記光増幅器に供給される光の波長を制限
    するステップと、 （ｃ）上記ステップ（ｂ）の後、波長に対して実質的に
    変化しない利得が得られるように上記光伝送路を利得等
    化するステップとを備えた方法。
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