JPWO2020171103A1 - 光増幅器、及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
上記マルチコア光ファイバの上記複数のコアへの入力光の光パワーをモニタする入力光パワーモニタと、
上記マルチコア光ファイバを通過した媒体通過後の上記複数のコアからの出力光の光パワーをモニタする出力光パワーモニタと、
上記複数のコアのうちコア間のクロストーク量をモニタするクロストークモニタと、
上記モニタされた入力光の光パワー、上記モニタされた出力光の光パワー、及び上記モニタされた上記コア間のクロストーク量を元に、上記複数のコアへの入力光に重畳される励起光の励起光パワーを制御するコントローラと、を含む。
上記マルチ光コアファイバの上記複数のコアへの入力光の光パワーをモニタし、
上記マルチ光コアファイバを通過した媒体通過後の上記複数のコアからの出力光の光パワーをモニタし、
上記複数のコアのうちコア間のクロストーク量をモニタし、
上記モニタされた入力光の光パワー、上記モニタされた出力光の光パワー、及び上記モニタされた上記コア間のクロストーク量を元に、上記複数のコアへの入力光に重畳される励起光の励起光パワーを制御する。
初めに、本発明の第1実施形態について説明する。図6は、本発明が適用される光通信ネットワークの一例を示す構成図である。図6のネットワーク100は、ノード101と、クライアント(図示せず)からのパス設定要求を受け付けて経路探索を行い、経路探索の結果に基づき各ノード101に切り替え等の指示を行うネットワーク管理システムの一例としてのNMS102と、を含んで構成される。
次に、図8、図9及び図10を用いて本実施形態の光増幅器の動作について説明する。図10は、図9の光増幅器の利得を設定するための動作を示すフローチャートである。
本実施形態の光増幅器によれば、各コアへの入力光パワー、利得媒体通過後の出力光パワー、励起残留光パワーから得られるクロストーク量から、各コアに注入する励起光パワーを制御している。これにより、コア間のクロストークが大きいマルチコア光ファイバ増幅器においても、安定的な増幅を行うことができる。これにより、各コア間で利得が同一となるように制御することができる。
次に、本発明の第2実施形態による光増幅器について、説明する。図11に本発明の第2実施形態の光増幅器の一例としてマルチコア光ファイバ増幅器を示す。図11は第1実施形態と同様に、結合型マルチコア光ファイバ増幅器であり、特に結合型マルチコア・エルビウムドープ光ファイバ増幅器(結合型MC−EDFA)である。図11の結合型MC−EDFAは、上述した第1実施形態と同様に、それぞれのコアを個別に励起してコア内の光信号を増幅するコア個別励起が可能な構造である。第1実施形態と同様な要素には同じ参照番号を付して、その詳細な説明は省略することとする。
図11の結合型MC−EDFAは第1実施形態と同様に、利得媒体である結合型MC−EDF301、シングルモード光ファイバの一例としてのSMF302と結合型MC−EDF301とを接続する変換媒体(FI303、FO304)を含む。さらに図11の結合型MC−EDFAは第1実施形態と同様に、波長980nmあるいは1480nmのシングルモード励起光源であるSM−LD305、及びSM−LD305を結合型MC−EDF301に結合するための波長分割多重カプラの一例としてのWDMカプラ306を含む。さらに図11の結合型MC−EDFAは第1実施形態と同様に、入力側に配置される入力光パワーモニタ307a、及び出力側に配置される出力光パワーモニタ307b、結合型MC−EDF301の出力側に配置されるクロストークモニタ308、及びFO304からの出力の一部をクロストークモニタ308に分岐するWDMカプラ309を含む。
次に、図11を用いて本実施形態の光増幅器の動作について説明する。まず、図11の光増幅器による増幅動作について説明する。第1実施形態と同様に結合型MCFの光伝送路(図示せず)を一旦SMF302に変換し、WDMカプラ306でそれぞれのSMFの主信号にSM−LD305からの励起光を重畳した後、再度FI303により結合型MC−EDF301に変換する。結合型MC−EDF301を通過する間に、SM−LD305からの光パワーが主信号に移動することにより主信号は増幅され、主信号の利得を得ることができる。
本実施形態の光増幅器によれば第1実施形態と同様に、各コアへの入力光パワー、利得媒体通過後の出力光パワー、励起残留光パワーから得られるクロストーク量から、各コアに注入する励起光パワーを制御している。これにより、コア間のクロストークが大きいマルチコア光ファイバ増幅器においても、安定的な増幅を行うことができる。これにより、各コア間で利得が同一となるように制御することができる。
次に、本発明の第3実施形態による光増幅器について、説明する。図12に本発明の第3実施形態の光増幅器の一例としてマルチコア光ファイバ増幅器を示す。図12は結合型マルチコア光ファイバ増幅器であり、特に結合型マルチコア・エルビウムドープ光ファイバ増幅器(結合型MC−EDFA)である。図12の結合型MC−EDFAは、上述した第1実施形態や第2実施形態と同様に、それぞれのコアを個別に励起してコア内の光信号を増幅するコア個別励起が可能な構造である。第1実施形態や第2実施形態と同様な要素には同じ参照番号を付して、その詳細な説明は省略することとする。なお本実施形態では、第1実施形態や第2実施形態と比べて簡便な設定方法を提案する。
図12の結合型MC−EDFAは第1実施形態や第2実施形態と同様に、利得媒体である結合型MC−EDF301、シングルモード光ファイバの一例としてのSMF302と結合型MC−EDF301とを接続する変換媒体(FI303、FO304)を含む。さらに図12の結合型MC−EDFAは第1実施形態や第2実施形態と同様に、波長980nmあるいは1480nmのシングルモード励起光源であるSM−LD305、及びSM−LD305を結合型MC−EDF301に結合するための波長分割多重カプラの一例としてのWDMカプラ306を含む。さらに図12の結合型MC−EDFAは第1実施形態や第2実施形態と同様に、入力側に配置される入力光パワーモニタ307a、及び出力側に配置される出力光パワーモニタ307bを含む。さらに図12の結合型MC−EDFAは第1実施形態や第2実施形態と同様に、結合型MC−EDF301の出力側に配置されるクロストークモニタ308、及びFO304からの出力の一部をクロストークモニタ308に分岐するWDMカプラ309を含む。
次に、図12、図13を用いて本実施形態の光増幅器の動作について説明する。図13は、図12の光増幅器の利得を設定するための動作を示すフローチャートである。
本実施形態の光増幅器によれば第1実施形態や第2実施形態と同様に、各コアへの入力光パワー、利得媒体通過後の出力光パワー、励起残留光パワーから得られるクロストーク量から、各コアに注入する励起光パワーを制御している。これにより、コア間のクロストークが大きいマルチコア光ファイバ増幅器においても、安定的な増幅を行うことができる。これにより、各コア間で利得が同一となるように制御することができる。
次に、本発明の第4実施形態による光通信ネットワークについて、図14を参照して詳細に説明する。図14は、第4実施形態の光通信ネットワークの構成図である。
次に、図14、図15を用いて本実施形態の光通信ネットワークの動作、特にノードへトランスポンダを増設する場合の動作について説明する。図15は、本実施形態の光通信ネットワークの設定のための動作を示すフローチャートである。NMS102が、トランスポンダを増設する必要のあるノード101に対して、増設する台数、波長、変調フォーマット等の設定情報を通知する(S31)。次に、設定情報が通知されたノード101は、通知された設定情報に基づきトランスポンダを立ち上げる(S32)。なお、送信が開始された増設トランスポンダの信号は、伝送路に設置された結合型MC−EDFA401により増幅され、光損失が補償される。言い換えると、結合型MC−EDFA401において利得が補償される(S33)。次に、ネットワークのノードのうち受信ノードにおいて、送信された信号の品質を確認する(S34)。信号品質の確認の結果、所定の信号品質が満たされていれば、送信ノードのトランスポンダと受信ノードのトランスポンダとの間で、光通信ネットワークは本信号の通信を開始する(S35)。
本実施形態の光通信ネットワークによれば、ノード101間を結ぶ伝送路に挿入された光増幅器に、上述した第1実施形態乃至第3実施形態の結合型MC−EDFAを採用している。
次に、本発明の上位概念の実施形態による光増幅器について、図16を参照して説明する。図16は、上位概念の実施形態の光増幅器の構成図である。本実施形態の光増幅器は、上述した詳細な実施形態と同様に、複数のコアを有するマルチコア光ファイバを利得媒体351に用いた光増幅器である。図16の光増幅器は、入力光パワーモニタ352と、出力光パワーモニタ353と、クロストークモニタ354と、コントローラ355とを含む。入力光パワーモニタ352は、マルチコア光ファイバの複数のコアへの入力光の光パワーをモニタする。出力光パワーモニタ353は、マルチコア光ファイバを通過した利得媒体351通過後の上記複数のコアからの出力光の光パワーをモニタする。クロストークモニタ354は、上記複数のコアのうちコア間のクロストーク量をモニタする。コントローラ355は、上記モニタされた入力光の光パワー、上記モニタされた出力光の光パワー、及び上記モニタされた上記コア間のクロストーク量を元に、上記複数のコアへの入力光に重畳される励起光の励起光パワーを制御する。
以上、いくつかの実施形態を本発明の好ましい実施形態として説明したが、本発明はこれらの実施形態に限られるものではない。
(付記1)複数のコアを有するマルチコア光ファイバを利得媒体に用いた光増幅器であって、
前記マルチコア光ファイバの前記複数のコアへの入力光の光パワーをモニタする入力光パワーモニタと、
前記マルチコア光ファイバを通過した媒体通過後の前記複数のコアからの出力光の光パワーをモニタする出力光パワーモニタと、
前記複数のコアのうちコア間のクロストーク量をモニタするクロストークモニタと、
前記モニタされた入力光の光パワー、前記モニタされた出力光の光パワー、及び前記モニタされた前記コア間のクロストーク量を元に、前記複数のコアへの入力光に重畳される励起光の励起光パワーを制御するコントローラと、を含む光増幅器。
(付記2)前記クロストークモニタは、前記複数のコアからの出力光の主信号と分離された残留励起光パワーから励起光のクロストーク量を測定し、前記コア間のクロストーク量をモニタする、付記1に記載の光増幅器。
(付記3)前記複数のコアへの入力光に前記励起光を重畳するカプラをさらに含む、付記1又は付記2に記載の光増幅器。
(付記4)前記コントローラは、光増幅器の利得、利得係数及び前記励起光の励起光パワーの関係に基づいて、前記励起光の励起光パワーを制御する、付記1乃至付記3のいずれか一つに記載の光増幅器。
(付記5)前記利得係数及び前記励起光の励起光パワーを表にしたポンプテーブルをさらに含み、
前記コントローラは前記ポンプテーブルを参照して前記励起光の励起光パワーを制御する、付記4に記載の光増幅器。
(付記6)前記複数のコアからの出力光の余剰利得をカットするイコライザをさらに含む、付記1乃至付記5のいずれか一つに記載の光増幅器。
(付記7)前記コントローラは、前記コア間のクロストーク量が実質的に同一になるように、かつ光増幅器の最小利得が所望の利得以上となるように、前記複数のコアへの入力光に重畳される励起光の励起光パワーを制御する、付記1乃至付記6のいずれか一つに記載の光増幅器。
(付記8)前記クロストークモニタは、各コアで波長が異なる励起光源の波長差を認識して前記クロストーク量を測定する、付記1乃至付記7のいずれか一つに記載の光増幅器。
(付記9)前記クロストークモニタは、異なる周波数の信号を重畳した励起光源の周波数差を認識して前記クロストーク量を測定する、付記1乃至付記7のいずれか一つに記載の光増幅器。
(付記10)ノードとなる光通信機器と、前記光通信機器間を接続する光伝送路と、前記光通信機器を制御するネットワーク管理システムと、前記光伝送路に挿入されて光信号を増幅する付記1乃至付記9のいずれか一つに記載の光増幅器と、を含む光通信ネットワーク。
(付記11)複数のコアを有するマルチコア光ファイバを利得媒体に用いた光増幅器の制御方法であって、
前記マルチコア光ファイバの前記複数のコアへの入力光の光パワーをモニタし、
前記マルチコア光ファイバを通過した媒体通過後の前記複数のコアからの出力光の光パワーをモニタし、
前記複数のコアのうちコア間のクロストーク量をモニタし、
前記モニタされた入力光の光パワー、前記モニタされた出力光の光パワー、及び前記モニタされた前記コア間のクロストーク量を元に、前記複数のコアへの入力光に重畳される励起光の励起光パワーを制御する、光増幅器の制御方法。
(付記12)前記複数のコアからの出力光の主信号と分離された残留励起光パワーから励起光のクロストーク量を測定することによって、前記コア間のクロストーク量をモニタする、付記11に記載の光増幅器の制御方法。
(付記13)光増幅器の利得、利得係数及び前記励起光の励起光パワーの関係に基づいて、前記励起光の励起光パワーを制御する、付記11又は付記12に記載の光増幅器の制御方法。
(付記14)前記利得係数及び前記励起光の励起光パワーを表にしたポンプテーブルを参照して、前記励起光の励起光パワーを制御する、付記13に記載の光増幅器の制御方法。
(付記15)前記複数のコアからの出力光の余剰利得をカットする、付記11乃至付記14のいずれか一つに記載の光増幅器の制御方法。
(付記16)前記コア間のクロストーク量が実質的に同一になるように、かつ光増幅器の最小利得が所望の利得以上となるように、前記複数のコアへの入力光に重畳される励起光の励起光パワーを制御する、付記11乃至付記15のいずれか一つに記載の光増幅器の制御方法。
(付記17)各コアで波長が異なる励起光源の波長差を認識して、前記クロストーク量を測定する、付記11乃至付記16のいずれか一つに記載の光増幅器の制御方法。
(付記18)異なる周波数の信号を重畳した励起光源の周波数差を認識して、前記クロストーク量を測定する、付記11乃至付記16のいずれか一つに記載の光増幅器の制御方法。
(付記19)ノードとなる光通信機器、前記光通信機器間を接続する光伝送路、前記光通信機器を制御するネットワーク管理システム、及び前記光伝送路に挿入されて光信号を増幅する付記1乃至付記9のいずれか一つに記載の光増幅器を含む光通信ネットワークの制御方法であって、
前記ノードとなる光通信機器のうち送信ノードとなる光通信機器への機器増設の後に、
前記モニタされた入力光の光パワー、前記モニタされた出力光の光パワー、及び前記モニタされた前記コア間のクロストーク量を元に、前記複数のコアへの入力光に重畳される励起光の励起光パワーを制御することにより、前記光増幅器の利得を制御し、
前記送信ノードとなる光通信機器から前記光伝送路を経由して受信ノードとなる光通信機器へ信号光を送出し、前記受信ノードとなる光通信機器で信号品質を確認し、
前記送信ノードとなる光通信機器と前記受信ノードとなる光通信機器との間の通信を開始する、光通信ネットワークの制御方法。
102 NMS
201 光伝送路
202 分岐・挿入ポート
203 光伝送路の損失を補償する光スイッチ
204 トランスポンダ側ポート
205 マルチキャスト光スイッチ
206 トランスポンダ
207 ノードコントローラ
208 光増幅器
301 結合型MC−EDF
302 SMF
303 FI
304 FO
305 SM−LD
306、309 WDMカプラ
307a 入力光パワーモニタ
307b 出力光パワーモニタ
308 クロストークモニタ
310,310a コントローラ
311 ポンプテーブル
312 イコライザ
401 結合型MC-EDFA
Claims (19)
- 複数のコアを有するマルチコア光ファイバを利得媒体に用いた光増幅器であって、
前記マルチコア光ファイバの前記複数のコアへの入力光の光パワーをモニタする入力光パワーモニタと、
前記マルチコア光ファイバを通過した媒体通過後の前記複数のコアからの出力光の光パワーをモニタする出力光パワーモニタと、
前記複数のコアのうちコア間のクロストーク量をモニタするクロストークモニタと、
前記モニタされた入力光の光パワー、前記モニタされた出力光の光パワー、及び前記モニタされた前記コア間のクロストーク量を元に、前記複数のコアへの入力光に重畳される励起光の励起光パワーを制御するコントローラと、を含む光増幅器。 - 前記クロストークモニタは、前記複数のコアからの出力光の主信号と分離された残留励起光パワーから励起光のクロストーク量を測定し、前記コア間のクロストーク量をモニタする、請求項1に記載の光増幅器。
- 前記複数のコアへの入力光に前記励起光を重畳するカプラをさらに含む、請求項1又は請求項2に記載の光増幅器。
- 前記コントローラは、光増幅器の利得、利得係数及び前記励起光の励起光パワーの関係に基づいて、前記励起光の励起光パワーを制御する、請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の光増幅器。
- 前記利得係数及び前記励起光の励起光パワーを表にしたポンプテーブルをさらに含み、
前記コントローラは前記ポンプテーブルを参照して前記励起光の励起光パワーを制御する、請求項4に記載の光増幅器。 - 前記複数のコアからの出力光の余剰利得をカットするイコライザをさらに含む、請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の光増幅器。
- 前記コントローラは、前記コア間のクロストーク量が実質的に同一になるように、かつ光増幅器の最小利得が所望の利得以上となるように、前記複数のコアへの入力光に重畳される励起光の励起光パワーを制御する、請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の光増幅器。
- 前記クロストークモニタは、各コアで波長が異なる励起光源の波長差を認識して前記クロストーク量を測定する、請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の光増幅器。
- 前記クロストークモニタは、異なる周波数の信号を重畳した励起光源の周波数差を認識して前記クロストーク量を測定する、請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の光増幅器。
- ノードとなる光通信機器と、前記光通信機器間を接続する光伝送路と、前記光通信機器を制御するネットワーク管理システムと、前記光伝送路に挿入されて光信号を増幅する請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載の光増幅器と、を含む光通信ネットワーク。
- 複数のコアを有するマルチコア光ファイバを利得媒体に用いた光増幅器の制御方法であって、
前記マルチコア光ファイバの前記複数のコアへの入力光の光パワーをモニタし、
前記マルチコア光ファイバを通過した媒体通過後の前記複数のコアからの出力光の光パワーをモニタし、
前記複数のコアのうちコア間のクロストーク量をモニタし、
前記モニタされた入力光の光パワー、前記モニタされた出力光の光パワー、及び前記モニタされた前記コア間のクロストーク量を元に、前記複数のコアへの入力光に重畳される励起光の励起光パワーを制御する、光増幅器の制御方法。 - 前記複数のコアからの出力光の主信号と分離された残留励起光パワーから励起光のクロストーク量を測定することによって、前記コア間のクロストーク量をモニタする、請求項11に記載の光増幅器の制御方法。
- 光増幅器の利得、利得係数及び前記励起光の励起光パワーの関係に基づいて、前記励起光の励起光パワーを制御する、請求項11又は請求項12に記載の光増幅器の制御方法。
- 前記利得係数及び前記励起光の励起光パワーを表にしたポンプテーブルを参照して、前記励起光の励起光パワーを制御する、請求項13に記載の光増幅器の制御方法。
- 前記複数のコアからの出力光の余剰利得をカットする、請求項11乃至請求項14のいずれか一項に記載の光増幅器の制御方法。
- 前記コア間のクロストーク量が実質的に同一になるように、かつ光増幅器の最小利得が所望の利得以上となるように、前記複数のコアへの入力光に重畳される励起光の励起光パワーを制御する、請求項11乃至請求項15のいずれか一項に記載の光増幅器の制御方法。
- 各コアで波長が異なる励起光源の波長差を認識して、前記クロストーク量を測定する、請求項11乃至請求項16のいずれか一項に記載の光増幅器の制御方法。
- 異なる周波数の信号を重畳した励起光源の周波数差を認識して、前記クロストーク量を測定する、請求項11乃至請求項16のいずれか一項に記載の光増幅器の制御方法。
- ノードとなる光通信機器、前記光通信機器間を接続する光伝送路、前記光通信機器を制御するネットワーク管理システム、及び前記光伝送路に挿入されて光信号を増幅する請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載の光増幅器を含む光通信ネットワークの制御方法であって、
前記ノードとなる光通信機器のうち送信ノードとなる光通信機器への機器増設の後に、
前記モニタされた入力光の光パワー、前記モニタされた出力光の光パワー、及び前記モニタされた前記コア間のクロストーク量を元に、前記複数のコアへの入力光に重畳される励起光の励起光パワーを制御することにより、前記光増幅器の利得を制御し、
前記送信ノードとなる光通信機器から前記光伝送路を経由して受信ノードとなる光通信機器へ信号光を送出し、前記受信ノードとなる光通信機器で信号品質を確認し、
前記送信ノードとなる光通信機器と前記受信ノードとなる光通信機器との間の通信を開始する、光通信ネットワークの制御方法。
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