WO2001010063A1 - Repetiteur d'amplification optique et systeme d'emission et de repetition d'amplification optique - Google Patents

Repetiteur d'amplification optique et systeme d'emission et de repetition d'amplification optique Download PDF

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WO2001010063A1
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optical
repeater
gain
control signal
output
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PCT/JP2000/004946
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Kuniaki Motoshima
Katsuhiro Shimizu
Junichi Nakagawa
Naoki Suzuki
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Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
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    • H04B10/294—Signal power control in a multiwavelength system, e.g. gain equalisation
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    • H04J14/0221—Power control, e.g. to keep the total optical power constant
    • H04J14/02216—Power control, e.g. to keep the total optical power constant by gain equalization
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    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2210/00—Indexing scheme relating to optical transmission systems
    • H04B2210/25—Distortion or dispersion compensation
    • H04B2210/258—Distortion or dispersion compensation treating each wavelength or wavelength band separately

Definitions

  • the present invention relates to an optical amplifying repeater using an optical amplifier using an optical fiber to which a laser active substance such as a rare earth element or a transition metal is added as a repeater, and an optical amplifying repeater using the optical amplifying repeater It relates to a transmission system. Scenic kr
  • the optical fiber amplifier does not depend on the transmission speed, the repeater can be simplified, the capacity can be increased by wavelength multiplexing, etc. It is expected to be a key component that increases the flexibility of optical communication systems.
  • drastic economy can be achieved by using an optical fiber amplifier capable of batch amplification of multiple wavelengths as a repeater.
  • optical amplification repeaters of this type include those shown in, for example, Optical Amplifiers and third Application, pp. 280 to 283, 1998. It is a block diagram showing an amplification repeater.
  • 1 and 4 are fixed gain optical amplifiers that collectively amplify optical signals of people 1 to ⁇
  • 3 is a variable optical attenuator
  • 7 is an optical power bra that extracts a part of output power
  • 6 is Optical attenuator control circuit for controlling the variable optical attenuator
  • 501, 506 are optical amplifiers using erbium-doped fibers, etc.
  • 502, 507 are pump light sources
  • Reference numerals 508 and 509 denote optical power blurs for extracting a part of the power of the input light
  • 505 and 510 denote excitation light source control circuits for controlling an excitation light source.
  • the input wavelength-division multiplexed signals 1 to ⁇ are amplified by a fixed gain optical amplifier 1 with a predetermined gain of G0, and then subjected to a predetermined attenuation by a variable optical attenuator 3 to obtain a fixed gain optical amplifier.
  • the signal is amplified again with the predetermined gain G 1, and is output after passing through the optical power blur 77.
  • Part of the output signal extracted by the optical power bra 7 7 is optically attenuated. Detected by the detector control circuit 6.
  • the optical variable attenuator control circuit 6 controls the amount of attenuation of the optical variable attenuator 3 so that a part of the output signal extracted by the optical power blur 77 has a predetermined value.
  • the total output of the optical amplification repeater is maintained at a constant value. If the number of wavelengths is constant, the output for each wavelength is kept constant, and ideal operation is possible.
  • the input and output powers of the fixed gain amplifier 1 are monitored by optical power blurs 503 and 504, and the pumping light source 505 controls the pumping light source 102 so that the ratio of the input and output powers becomes constant. As a result, the gain of the fixed gain amplifier 1 becomes constant.
  • the operation of fixed gain amplifier 4 is the same.
  • FIG. 13 is a block diagram showing another conventional optical amplification repeater shown in, for example, Optical Amplifiers and Their Applications, MD1, 1998.
  • This optical amplifying repeater amplifies the optical signals of persons 1 to n and controls the optical repeater gain based on the monitoring information sent from the terminal equipment by the monitoring light person s.
  • reference numeral 11 denotes an optical filter for separating optical signals 1 to In from the monitoring signal s
  • reference numeral 17 denotes a monitoring light receiver.
  • the input wavelength-division multiplexed signals 1 to n are amplified by a fixed gain optical amplifier 1 with a predetermined gain of G0, then subjected to a predetermined attenuation by a variable optical attenuator 3, and then fixed gain optical amplifiers.
  • the signal is amplified again with the predetermined gain G 1, and is output after passing through the optical power blur 77.
  • a part of the output signal extracted by the optical power blur 77 is detected by the optical attenuator control circuit 6.
  • the optical variable attenuator control circuit 6 controls the amount of attenuation of the optical variable attenuator 3 so that a part of the output signal extracted by the optical power blur 77 has a predetermined value.
  • the total output of the optical amplification repeater is maintained at a constant value. If the number of wavelengths is constant, the output for each wavelength will be kept constant, and ideal operation will be possible.
  • the information on the number of wavelengths is included in the monitoring information transmitted from the terminal equipment by the monitoring light source s, is received by the monitoring light receiver 17, and is input to the optical variable attenuator control circuit 6.
  • the optical variable attenuator control circuit 6 In the conventional optical amplification repeater having such a configuration, a part of the output of the optical amplifier is extracted by the optical power bra 77 as described above, and the optical variable attenuator 3 is controlled so that the power becomes constant. I was As a result, very cumbersome procedures are needed for increasing or decreasing the number of wavelengths.
  • the total output depends on the number of wavelengths. It is necessary to notify the optical attenuator control circuit 6 of the value to be taken by the optical power extracted from the optical power blur 77 in advance. Therefore, for example, if one of the wavelength-multiplexed input signals 1 to n is not output due to a failure of the transmitter, the above notification procedure cannot be made in time, and the power of other wavelengths fluctuates. And affect communication quality.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and has an optical amplification repeater that does not affect the communication quality even if the power of another wavelength fluctuates. It is an object of the present invention to obtain an optical amplification repeater transmission system having a constant gain regardless of the gain. Disclosure of the invention
  • An optical amplification repeater comprises: an input terminal for inputting a plurality of wavelength-multiplexed optical signals; a first fixed gain optical amplifier for amplifying a plurality of optical signals input from the input terminal by a predetermined gain; An optical variable attenuator that attenuates the optical signal amplified by the first fixed gain optical amplifier by a predetermined value; an optical demultiplexer that splits the optical signal from the optical variable attenuator into a plurality of wavelengths; Fixed gain optical amplifiers l to n, which amplify a plurality of wavelength-division-multiplexed optical signals from the optical filter by a predetermined gain, and one of the outputs of fixed gain optical amplifiers 1 to n, and a specific monitor light A monitoring optical demultiplexer that extracts a part of the signal, an optical multiplexer that combines the outputs of the fixed gain optical amplifiers l to n and outputs an optical signal, and detects the output power of the monitoring optical demultiplexer and detect
  • the optical amplification repeater is an input terminal for inputting a plurality of wavelength-multiplexed optical signals, and a first fixed gain optical amplifier for amplifying the plurality of optical signals input from the input terminal by a predetermined gain.
  • an optical demultiplexer connected to the output of the first fixed gain optical amplifier for demultiplexing and outputting a plurality of wavelengths, and optical variable attenuators 1 to n for attenuating the output of the optical demultiplexer by a predetermined value
  • the output of the fixed gain optical amplifiers l to n which are connected to the outputs of the fixed gain optical amplifiers 1 to n and extract a part of the specific monitor light l to n, and the outputs of the fixed gain optical amplifiers l to n Detects the output power of the optical multiplexer that outputs the optical signal and the output power of the monitoring optical demultiplexers 1 to n, and attenuates the optical attenuator so that the detected value becomes constant And an optical attenuator control circuit for controlling the quantity.
  • the first fixed gain optical amplifier includes an optical fiber as a transmission line, a pump light source that generates an induced Raman amplification effect in a wavelength band of a plurality of wavelength-multiplexed optical signals in the optical fiber, and a pump light source. It has an output and an optical coupler for multiplexing a plurality of wavelength-multiplexed optical signals.
  • the first fixed gain optical amplifier is composed of an optical fiber doped with a rare earth or a transition metal, and a pump that generates an amplification effect by stimulated emission in a wavelength band of a plurality of wavelength-multiplexed optical signals in the optical fiber.
  • An optical fiber that has a light source and an optical coupler that multiplexes a plurality of optical signals wavelength-multiplexed with the output of the pump light source and that is doped with a rare earth or transition metal operates in an unsaturated region.
  • the fixed gain optical amplifiers l to n each include an optical fiber doped with a rare earth or a transition metal, and an optical amplification unit including an excitation light source that excites the rare earth or the transition metal to generate a stimulated emission action.
  • a compensating light source that generates compensating light having a wavelength within the amplification wavelength band of the amplifying unit, a compensating optical multiplexer that combines a plurality of optical signals wavelength-multiplexed with the compensating light, and a compensating light at the output of the optical amplifying unit
  • the compensation optical demultiplexer that demultiplexes a plurality of wavelength-multiplexed optical signals and the power of the compensation light output from the compensation optical demultiplexer and the compensation light power at the output of the compensation light source are determined in advance.
  • a compensating light control circuit for controlling the output power of the compensating light source so that the reference value is obtained.
  • the fixed gain optical amplifiers l to n are composed of an optical fiber doped with a rare earth or a transition metal, an optical amplification unit composed of an excitation light source that excites the rare earth or the transition metal to generate a stimulated emission function, and an optical amplification unit.
  • a compensating light control circuit for controlling the output power of the compensating light source so that the spontaneous emission light power output from the unit becomes a predetermined reference value.
  • the fixed gain optical amplifiers l to n insert the variable optical attenuators 1 ′ to ⁇ ′ into the inputs or outputs of the fixed gain optical amplifiers l to n, and determine the attenuation of the variable optical attenuators 1, to ⁇ ′. It has a means to change according to the ambient temperature.
  • an optical amplifying repeater transmission system includes: a plurality of transmitters for transmitting optical signals of different wavelengths for transmitting information; a receiver for receiving optical signals of a plurality of wavelengths; Multiple optical repeaters installed between the receiver and the receiver to amplify multiple optical signals
  • an optical amplifying repeater transmission system composed of optical fibers connecting between a transmitter and an optical repeater, between optical repeaters, and between an optical repeater and a receiver, a plurality of optical signals are transmitted.
  • Control signal superimposing means for superimposing a control signal of a specific frequency on one, and control signal level detection that is connected to the output of the optical repeater and extracts part of the output of the optical repeater to detect the power of the control signal Means for controlling the gain of the optical repeater so that the control signal level detected by the control signal level detecting means is constant.
  • an optical amplifying repeater transmission system includes: a plurality of transmitters for transmitting optical signals of different wavelengths for transmitting information; a receiver for receiving optical signals of a plurality of wavelengths; Between the transmitter and the optical repeater, between the optical repeaters, and between the optical repeater and the receiver. And a control signal generating means for modulating one of a plurality of optical signals with a control signal of a specific frequency, and an optical repeater connected to an output of the optical repeater. Control signal level detecting means for detecting a part of the output of the optical repeater to detect the power of the control signal, and controlling the gain of the optical repeater so that the control signal level detected by the control signal level detecting means is constant. With optical repeater gain control means .
  • an optical amplifying repeater transmission system includes: a plurality of transmitters for transmitting optical signals of different wavelengths for transmitting information; a receiver for receiving optical signals of a plurality of wavelengths; Between the transmitter and the optical repeater, between the optical repeaters, and between the optical repeater and the receiver.
  • a control signal superimposing means for superimposing a control signal of a specific frequency on one of a plurality of optical signals, and an optical repeater connected to an output of the optical repeater.
  • Control signal level detecting means for detecting a part of the output of the optical repeater to detect the power of the control signal, and controlling the gain of the optical repeater so that the control signal level detected by the control signal level detecting means is constant.
  • Optical repeater gain control means and control Monitoring signal transmitting means for transmitting the transmission light level of the signal to the optical repeater; receiving the monitoring signal transmitted by the monitoring signal transmission means; and controlling the optical repeater gain control when the transmission light level of the control signal is normal. Activate the means and the transmission light level of the control signal is abnormal In this case, there is provided monitoring control means for maintaining the gain without operating the optical repeater gain control means.
  • the optical amplification relay transmission system includes a plurality of transmitters for transmitting optical signals of different wavelengths for transmitting information, a receiver for receiving optical signals of a plurality of wavelengths, and a transmitter.
  • a plurality of optical repeaters installed between the receivers and amplifying a plurality of optical signals, between the transmitter and the optical repeaters, between the plurality of optical repeaters, and between the optical repeaters and the receiver.
  • a control signal generating means for modulating one of a plurality of optical signals with a control signal of a specific frequency
  • an optical repeater connected to an output of the optical repeater.
  • Control signal level detection means for extracting a part of the output to detect the power of the control signal; and light for controlling the gain of the optical repeater so that the control signal level detected by the control signal level detection means is constant.
  • Repeater gain control means and control Monitoring signal transmitting means for transmitting the transmission light level of the signal to the optical repeater; receiving the monitoring signal transmitted by the monitoring signal transmission means; and controlling the optical repeater gain control when the transmission light level of the control signal is normal.
  • Monitoring means for operating the means and maintaining the gain without operating the optical repeater gain control means when the transmission light level of the control signal is abnormal.
  • the optical repeater gain control means includes an optical variable attenuator and a means for controlling the optical variable attenuator.
  • the frequency of the control signal is 100 kHz or higher.
  • the optical amplifying repeater according to the present invention is an optical amplifying repeater that amplifies a plurality of wavelength-multiplexed optical signals.
  • a first fixed gain optical amplifier for amplifying a plurality of input wavelength-multiplexed optical signals by a predetermined gain, and extracting a part of power of a control wavelength contained in an output of the first fixed gain optical amplifier
  • a control optical demultiplexer, an optical variable attenuator that attenuates the output of the first fixed gain optical amplifier by a predetermined value, and the output power of the control optical demultiplexer is detected, and the detected value becomes a constant value.
  • An optical attenuator control circuit that controls the amount of attenuation of the optical attenuator, and a second fixed circuit that is connected to the output of the optical variable attenuator and amplifies a plurality of input wavelength-multiplexed optical signals by a predetermined gain. And a gain optical amplifier. Furthermore, an output disconnection circuit for stopping the amplification function of the second fixed gain optical amplifier when detecting that the output of the control optical demultiplexer has disappeared is further provided.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the optical amplification repeater according to the first embodiment
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the optical amplification repeater according to the second embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the optical amplification repeater according to the third embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of an optical amplification repeater according to a fifth embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of an optical amplification repeater according to a sixth embodiment.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of an optical amplification repeater according to a seventh embodiment.
  • Figure 7 is a diagram showing the energy level of the doped fiber
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of an optical amplification relay transmission system according to an eighth embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of an optical amplification relay transmission system according to a ninth embodiment.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of an optical amplifying repeater according to Embodiment 13;
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a conventional optical amplifying repeater;
  • FIG. 13 is a block diagram showing another conventional optical amplification repeater. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of the optical amplification repeater according to the first embodiment.
  • 1 is a first fixed gain optical amplifier
  • 2 is an optical demultiplexer
  • 3 is an optical variable attenuator
  • 4a to 4b are fixed gain optical amplifiers 1 to n
  • 5 is a supervisory optical demultiplexer
  • 6 is a variable attenuator control circuit
  • 7 is an optical multiplexer.
  • a first fixed-gain optical amplifier 1 is an optical signal that is divided into a plurality of n bands and wavelength-multiplexed.
  • the first band is 1530-156 nm
  • the second band The system which divides the code into two bands of 1570 to 160 nm and transmits 32 waves each is in the stage of practical use.
  • An erbium-doped fiber amplifier or the like can be applied as the first fixed gain optical amplifier 1.
  • optical signals of the first to n-th bands which have been collectively amplified, are appropriately attenuated by the optical variable attenuator 3 in accordance with the attenuation of the optical fiber connected before the optical amplifying repeater, and then the After being demultiplexed into each band by the demultiplexer 2 and amplified by the fixed gain optical amplifiers l to n having a high fixed gain in each band, they are multiplexed by the optical multiplexer 7 and output to the transmission line.
  • the monitoring optical demultiplexer 5 extracts a specific monitoring light, for example, a part of the optical power of 1 n, and outputs it to the variable attenuator control circuit 6.
  • the variable attenuator control circuit 6 controls the attenuation of the optical variable attenuator 3 so that the optical power of the person In becomes constant.
  • the above operation determines the gain of the optical amplification repeater at a specific wavelength. If an almost homogenous medium such as a semiconductor amplifier or an optical fino doped with a rare earth element is used as an optical amplification medium, other wavelengths can be used. Is also fixed. Therefore, an optical amplifier repeater having a gain that does not depend on the change in the number of wavelengths can be obtained.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of the optical amplification repeater according to the second embodiment.
  • 1 is a first fixed gain optical amplifier
  • 2 is an optical demultiplexer
  • 3a to 3b are optical variable attenuators l to n
  • 4a to 4b are fixed gain optical amplifiers l to ri.
  • 5a to 5b are monitoring optical demultiplexers 1 to n
  • 6a to 6b are variable attenuator control circuits l to n
  • 7 are optical multiplexers.
  • the first fixed gain optical amplifier 1 is composed of a plurality of n-band optical signals 11 to 1 In (first band) and wavelength-division multiplexed optical signals 11 1 to 2 n. (2nd band) ⁇ ⁇ ⁇ 1 ⁇ person nn (nth band) is amplified by a predetermined gain.
  • the optical signals of the first to n-th bands which have been collectively amplified, are appropriately attenuated by the optical variable attenuators 3a to 3b, and then demultiplexed into each band by the optical demultiplexer 2.
  • the variable optical attenuators 3a to 3b are used to compensate for a change from a specified value of the loss of the optical fiber connected before the optical amplification relay device.
  • the attenuation of the optical variable attenuators 3a to 3b is set to D [dB].
  • band 1 band 1 ⁇ !
  • the attenuation to be set by the variable optical attenuators 3 a to 3 b differs due to the wavelength dependence of the loss of the optical fiber connected before the optical amplification repeater. Occurs.
  • the variable optical attenuators 3a to 3b are arranged for each band.
  • the monitoring optical demultiplexers 5a to 5b extract specific monitoring light, for example, a part of the optical power of ⁇ 1 ⁇ to person ⁇ ⁇ , and output them to the variable attenuator control circuits 6a to 6b.
  • the variable attenuator control circuits 6a to 6b control the attenuation of the optical variable attenuators 3a to 3b such that the optical power of 1 ⁇ to ⁇ ⁇ becomes constant, respectively.
  • the above operation determines the gain of the optical amplifying repeater in a specific band from 1 n to nn of the monitoring light wavelength, so that a semiconductor amplifier or an optical fiber doped with a rare earth element is used as an optical amplifying medium. If a nearly homogeneous medium is used, the gain at other wavelengths will also be fixed. Therefore, an optical amplification repeater having a gain that does not depend on fluctuations in the number of wavelengths can be obtained.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an optical amplification repeater according to a third embodiment.
  • 8 is an optical fiber
  • 9 is an optical coupler
  • 10 is an excitation light source.
  • the same or corresponding parts as those of the optical amplifying repeater of FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the pumping light source 10 according to the third embodiment sends pumping light to the optical fiber 8 via the optical coupler 9 to generate a stimulated Raman amplification function.
  • the induction Raman amplifier is less likely to cause gain saturation and can operate almost linearly up to an output power almost equal to the pump light power. It is an optimal amplification medium for a fixed gain amplifier. Thereby, an ideal operation as the first fixed gain amplifier 1 becomes possible.
  • the operation of the other parts in the figure is the same as in the second embodiment.
  • Example 4 is a block diagram illustrating a configuration of an optical amplification repeater according to a third embodiment.
  • the configuration of the optical amplifying repeater of the present embodiment is the same as that of the third embodiment, and the description is omitted. However, the excitation light source 10 is different.
  • the optical fiber 8 doped with a rare earth or transition metal generates an amplifying effect by stimulated emission in the optical fiber in a wavelength band of a plurality of wavelength-multiplexed optical signals, and operates sufficiently in an unsaturated region.
  • a high-output excitation light source 10 is used.
  • the optical coupler 7 multiplexes the output of the pump light source 10 and the plurality of wavelength-multiplexed optical signals. Therefore, by using a pump light source having a sufficiently high output, a constant gain can be obtained irrespective of the number of wavelengths of the input signal light and the loss difference of the transmission line.
  • Embodiment 5 Embodiment 5.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of an optical amplification repeater according to a fifth embodiment. Specifically, a configuration example of the fixed gain optical amplifiers l to n is shown.
  • 61 is an optical isolator
  • 62 is an optical power blur as a compensating optical multiplexer
  • 63 is an optical fiber doped with rare earth or transition metal (hereinafter abbreviated as doped fiber)
  • 64 is an optical fiber.
  • a coupler, 650 is an optical filter as a compensating light demultiplexer for extracting compensating light
  • 66 is a photodetector
  • 67 is a compensating light control circuit
  • 68 is a compensating light source
  • 69 is compensation.
  • An optical monitor element, 70 is a compensation light source drive circuit
  • 71 is an excitation light source
  • 72 is an excitation light monitor element
  • 73 is an excitation light source drive circuit.
  • the doped fiber 63, the optical coupler 64, and the excitation light source 71 constitute an optical amplification unit. Next, the operation will be described. Doped fibers, which are most commonly used as fixed gain optical amplifiers l to n, are liable to gain saturation and require some additional circuits to be used as fixed gain amplifiers. Doped fiber 6 3
  • a constant excitation light at 1 is supplied via an optical coupler 64.
  • the output of the pump light source is monitored by the pump light monitoring element 72 and the pump light is monitored so that the value becomes constant. This can be easily achieved by the light source driving circuit 73 controlling the drive current level.
  • the compensating light output from the compensating light source 68 is input to the doping fiber 63 via the optical power bra.
  • the optical filter 65 extracts the amplified compensation light output from the doped fiber 63 and inputs the same to the photodetector 66.
  • the output of the photodetector 66 is input to the compensation light control circuit 67, and the compensation light source driving circuit 70 is controlled so that the ratio of the monitor value of the excitation light monitor element 69 to the monitor value of the photodetector 66 becomes constant. Control.
  • the gains of the fixed gain optical amplifiers l to n at the compensation light wavelength become constant, and if the doped fiber 1 has a homogeneous characteristic, a constant gain is obtained in all the amplification wavelength bands. can get.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of an optical amplification repeater according to a sixth embodiment. Specifically, a configuration example of the fixed gain optical amplifiers l to n is shown.
  • reference numeral 651 denotes a light filter for extracting spontaneous emission light of a doping fiber in a predetermined wavelength band.
  • the same or corresponding parts as those in the optical amplifying repeater of FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the optical filter 651 extracts the spontaneous emission light of the doped fiber 63 in a predetermined wavelength band and outputs the light to the photodetector 66.
  • the compensation light control circuit 67 controls the compensation light drive circuit 70 so that the output of the photodetector 66 becomes constant.
  • the gain of the doped fiber 63 is proportional to the spontaneous emission light power, so that a constant gain can be obtained regardless of the number of signal wavelengths input to the doped fiber 63.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of an optical amplification repeater according to a seventh embodiment. Specifically, a configuration example of the fixed gain optical amplifiers l to n is shown. In Fig. 6, 77 is a variable attenuator
  • Reference numeral 78 denotes a variable attenuator setting circuit.
  • the same or corresponding parts as those in the optical amplifying repeater of FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • FIG. 7 is a diagram showing an energy level of a doped fiber.
  • the temperature characteristics of the gain of the doped fiber 63 will be described.
  • the gain of a doped fiber is proportional to the density difference between the upper and ground levels where laser transitions occur. In general, the upper level and the ground level where the laser transition occurs are divided into fine sub-levels due to the Stark effect.
  • the temperature characteristics of the gain at the longest wave are considered.
  • the gain at the longest wave is determined by the density difference between the lowest energy sub-level of the upper level and the highest energy sub-level of the ground level. Since the density distribution between sublevels is determined by the Bolman distribution, the gain at the longest wave is low when the temperature is high, and it is high when the temperature is low. Therefore, the gain wavelength characteristic of the longest wave in the gain band has a remarkable temperature characteristic.
  • variable attenuator setting circuit 78 controls the value of the variable attenuator 77 to be small at high temperatures and large at low temperatures.
  • the gain of the dove fiber 63 in the longest wave is small at high temperatures and large at low temperatures, so that the gain wavelength characteristic in the longest wave region can be kept almost constant, and the absolute value of the gain can be kept constant.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an optical amplification relay transmission system according to an eighth embodiment.
  • 101 a, 10 lb are terminal stations
  • 102 a, 102 b are optical repeaters
  • 103 a to 103 c are optical fibers 104 to 106
  • Transmitter 107 is a multiplexer
  • 108 is a remote monitoring control circuit as control signal generation means or control signal superimposition generation means
  • 112 114 are fixed gain optical amplifiers
  • 113 is variable
  • An optical attenuator 115 is an optical filter as a control signal level detecting means
  • 116 is an optical variable attenuator control circuit as an optical repeater gain control means
  • 123 is a duplexer
  • 122 4 to 1 26 are receivers.
  • the information to be transmitted to 6 is converted into optical signals ⁇ 1 to I n, wavelength-multiplexed by the multiplexer 107 and transmitted to the optical fiber 103 a.
  • the remote monitoring and control circuit 108
  • the optical repeater 102a After the signal is amplified by the fixed gain optical amplifier 1 1 2 with the predetermined GO gain, it is attenuated at the predetermined ratio L by the variable optical attenuator 1 13, and again by the fixed gain optical amplifier 1 1 4 by the predetermined gain G. Amplify with 1.
  • the attenuation L is determined as follows. That is, the optical filter 115 extracts a part of the wavelength n from the amplified wavelength-division multiplexed signal, and is received by the optical variable attenuator control circuit 116.
  • the variable optical attenuator control circuit 116 controls the amount of attenuation L of the variable optical attenuator 113 so that the power of the frequency fs included in a part of the wavelength becomes constant. As a result, the repeater gain at wavelength n is constant regardless of the number of wavelengths.
  • optical amplification media used for amplifying wavelength-division multiplexed light include, for example, optical fiber amplifiers doped with rare earth elements, semiconductor optical amplifiers, etc., which have homogenous characteristics, and the gain is fixed at a certain wavelength. Then, the gain is fixed at other wavelengths. Thereby, a constant amplification characteristic independent of the number of wavelengths is realized.
  • the remote monitoring control circuit 108 as a control signal generating means generates the control signal by modulating the light intensity of the transmitter 106 at a specific frequency fs.
  • the remote monitoring control circuit 108 may generate a control signal by superimposing a control signal of a specific frequency on one of the plurality of optical signals (control signal superimposing means)
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of an optical amplification relay transmission system according to a ninth embodiment.
  • reference numeral 108 denotes a remote monitoring control circuit as control signal generation means, control signal superimposition generation means, or monitoring signal transmission means; 109, an optical multiplexer; 111, an optical power blur; 1 is an optical demultiplexer, 1 18 is a supervisory control circuit as supervisory control means, 1 19 is a supervisory optical transmitter, 1 20 is a multiplexer, 1 2 1 is a duplexer, 1 2 6 is remote It is a supervisory control circuit.
  • the remote monitoring control circuit 108 not only modulates the optical output intensity of the transmitter 106 at the frequency fs, but also modulates the power of the wavelength n contained in the wavelength multiplexed signal branched by the optical power blur 110. Measure and output the monitoring light s with the information of the wavelength person n. That is, the remote monitoring control circuit according to the present embodiment includes a control signal generating unit, It functions as a signal superimposition generating unit and a monitoring signal transmitting unit.
  • the multiplexer 109 multiplexes the optical signal input 1 to person n and the monitoring light person s with low loss.
  • the monitoring light As is extracted by the demultiplexer 111, and is output to the monitoring control circuit 118 after being received by the monitoring light receiver.
  • the supervisory control circuit 118 controls the operation of the gain control system consisting of the optical variable attenuator 113 and the optical variable attenuator control circuit 116 based on the monitoring light input s output from the remote supervisory control circuit 108. I do. That is, when the power of the wavelength n is normal, the gain control system is operated, and when it is abnormal, the operation of the gain control system is maintained and the attenuation of the optical variable attenuator 113 is kept constant. This prevents the gain of the optical repeater 102a from being set to an erroneous value when the power of the wavelength n decreases due to aging or the like.
  • Example 10 Example 10.
  • the frequency f s at which the remote monitoring control circuit 108 modulates the optical output intensity of the transmitter 106 needs to be set high enough not to induce the gain modulation of the fixed gain optical amplifiers 112, 114. That is, in the rare earth-doped optical fiber generally used as an optical amplifying medium, considering erbium used as a laser medium, the photon lifetime is 10 ms, and it is sufficient to set the frequency f O to several tens KHz or more. is there. Therefore, if the frequency fs is set to ⁇ ⁇ ⁇ or higher, the gain modulation of the fixed gain optical amplifiers 112 and 114 is not induced, and stable amplification characteristics can be obtained.
  • Example 1 1.
  • the control when the power of the wavelength; n falls into an abnormal state is described as the control light of the optical repeater gain control.
  • the control light of the optical repeater gain control For example, if the power of the wavelength n is momentarily interrupted for some reason, However, it is necessary to notify the instantaneous interruption state before the wavelength person n who has instantaneously interrupted the optical repeaters 101a and 10lb arrives at the monitoring optical person s.
  • 3c has a different group velocity depending on the wavelength. For example, 1.3 m light has 1.55
  • the monitoring light Propagates 2.2 ns per kilometer faster than / m light. Therefore, by setting the monitoring light to a shorter wavelength than the 1.55 m light normally used as signal light, for example, 1.3 m light, the monitoring light can be cut off even if the power of wavelength n is interrupted for some reason.
  • the operation state of the gain control system can be controlled by the person s. Example 1 2.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of an optical amplification repeater according to Embodiment 12.
  • reference numeral 603 denotes a control optical demultiplexer that demultiplexes a part of the power of the control light for controlling the gain of the optical amplification repeater.
  • the input wavelength multiplexed signals 1 to n are amplified by the first fixed gain optical amplifier 1 with a predetermined gain of GO, and then input to the control optical demultiplexer 603.
  • the control optical demultiplexer 603 a part of the power of the control light c is extracted, and most of the light of other wavelengths and the power of the control light c are transmitted to the variable optical attenuator 3 with low loss. Entered.
  • the variable attenuator control circuit 6 controls the attenuation of the variable optical attenuator 3 so that the power output from the control optical demultiplexer 63 is constant.
  • the wavelength multiplexed signals 1 to n output from the variable optical attenuator 3 are amplified by a second fixed gain optical amplifier 4 with a constant G1 gain and output.
  • the gain of the optical amplification repeater at a specific wavelength is determined. If an almost homogenous medium such as a semiconductor amplifier or an optical fiber doped with a rare earth element is used as an optical amplification medium, other wavelengths can be obtained.
  • the gain at is also fixed. Therefore, an optical amplification repeater having a gain that does not depend on the change in the number of wavelengths can be obtained.
  • the supervisory control circuit 17 has a function of stopping the amplifying operation of the first fixed gain optical amplifier 1 and the second fixed gain optical amplifier 4 when the received signal power becomes equal to or less than a certain value. Suppresses the optical surge that occurs when the signal recovers.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating the configuration of the optical amplification repeater according to the thirteenth embodiment.
  • reference numeral 26 denotes an optical attenuator control circuit that also functions as an output disconnection circuit.
  • the variable attenuator control circuit 26 also has a function of controlling the amplifying operation of the second fixed gain optical amplifier 4.
  • variable attenuator control circuit 26 controls the attenuation of the variable optical attenuator 3 so that the power output from the control optical demultiplexer 63 becomes constant.
  • the amplifying operation of the second fixed gain optical amplifier 4 is stopped (output disconnection circuit). With this function, it is possible to prevent the output of the second fixed gain optical amplifier 4 from abnormally increasing even when the control light stops for some reason.
  • An optical amplification repeater comprises: an input terminal for inputting a plurality of wavelength-multiplexed optical signals; a first fixed gain optical amplifier for amplifying a plurality of optical signals input from the input terminal by a predetermined gain; An optical variable attenuator that attenuates the optical signal amplified by the first fixed gain optical amplifier by a predetermined value; an optical demultiplexer that splits the optical signal from the optical variable attenuator into a plurality of wavelengths; A specific monitoring light is connected to one of the fixed gain optical amplifiers l to n, which amplifies a plurality of wavelength-demultiplexed optical signals from the optical filter by a predetermined gain, and the outputs of the fixed gain optical amplifiers l to n.
  • a monitoring optical demultiplexer that extracts a part of the signal, an optical multiplexer that combines the outputs of the fixed gain optical amplifiers l to n and outputs an optical signal, and detects the output power of the monitoring optical demultiplexer and detects the detection.
  • An optical attenuator control circuit for controlling the amount of attenuation of the optical attenuator so that the value becomes a constant value. Therefore, it is possible to obtain an optical amplification repeater having a gain that does not depend on a change in the number of wavelengths. That is, it is possible to obtain an optical amplifying repeater that does not affect the communication quality even if the power of other wavelengths fluctuates.
  • a tone signal of a specific frequency is superimposed on the monitoring light in order to increase the gain control accuracy, and the tone signal is extracted by the optical attenuator control circuit into the electric filter, and the noise is reduced.
  • a method that eliminates the effects of the above can also be applied.
  • the optical amplification repeater is an input terminal for inputting a plurality of wavelength-multiplexed optical signals, and a first fixed gain optical amplifier for amplifying the plurality of optical signals input from the input terminal by a predetermined gain.
  • an optical demultiplexer connected to the output of the first fixed gain optical amplifier for demultiplexing and outputting a plurality of wavelengths, and optical variable attenuators 1 to n for attenuating the output of the optical demultiplexer by a predetermined value
  • Fixed gain optical amplifiers 1 to n that amplify a plurality of wavelength-multiplexed optical signals from the variable optical attenuators 1 to n by a predetermined gain, and connected to the outputs of the fixed gain optical amplifiers 1 to n.
  • a monitoring optical demultiplexer 1 to n for extracting a part of the monitoring light 1 to n; an optical multiplexer for multiplexing the outputs of the fixed gain optical amplifiers l to n to output an optical signal;
  • Optical attenuator control circuits 1 to n for detecting the output power of the optical filters 1 to n and controlling the attenuation of the optical attenuators so that the detected values become constant. Therefore, since the gain of the optical amplification repeater is determined for the monitoring light wavelengths 1 n to nn in a specific band, the optical amplification medium is substantially homogenous, such as a semiconductor amplifier or an optical fiber doped with a rare earth element. If a simple medium is used, the gain at other wavelengths is fixed, and an optical amplifier repeater having a gain that does not depend on the change in the number of wavelengths can be obtained.
  • the first fixed gain optical amplifier includes an optical fiber as a transmission line, a pump light source that generates an induced Raman amplification effect in a wavelength band of a plurality of wavelength-multiplexed optical signals in the optical fiber, and a pump light source. It has an output and an optical coupler for multiplexing a plurality of wavelength-multiplexed optical signals. Therefore, the pump light source that generates the stimulated Raman amplification effect is less likely to cause gain saturation than a semiconductor amplifier or an optical fiber doped with a rare earth element, and has a substantially linear output power almost equal to the pump light power. It is capable of operation and is the optimal amplification medium as the first fixed gain amplifier. Thereby, an ideal operation as the first fixed gain amplifier 1 is possible.
  • the first fixed gain optical amplifier is composed of an optical fiber doped with a rare earth or a transition metal, and a pump that generates an amplification effect by stimulated emission in a wavelength band of a plurality of wavelength-multiplexed optical signals in the optical fiber.
  • An optical fiber that has a light source and an optical coupler that multiplexes a plurality of optical signals wavelength-multiplexed with the output of the pump light source and that is doped with a rare earth or transition metal operates in an unsaturated region. Therefore, by using a pumping light source having a sufficiently high output, a constant gain can be obtained irrespective of the number of wavelengths of the input signal light and the loss difference of the transmission line.
  • the fixed gain optical amplifiers l to n each include an optical fiber doped with a rare earth or a transition metal, and an optical amplification unit including an excitation light source that excites the rare earth or the transition metal to generate a stimulated emission effect.
  • a compensating light source that generates compensating light having a wavelength within the amplification wavelength band of the optical amplifying unit, a compensating optical multiplexer that combines a plurality of optical signals multiplexed with the compensating light, and compensation at the output of the optical amplifying unit
  • a compensating optical demultiplexer that demultiplexes a plurality of optical signals wavelength-multiplexed with light, and a power of the compensating light output from the compensating optical demultiplexer.
  • a compensating light control circuit for controlling the output power of the compensating light source so that the ratio of the compensating light source output to the compensating light power becomes a predetermined reference value. for that reason,
  • the gains of the fixed gain optical amplifiers l to n at the compensation light wavelength become constant, and when the doped fiber 1 has homogeneous characteristics, a constant gain can be obtained in all the amplification wavelength bands.
  • the fixed gain optical amplifiers l to n include an optical fiber doped with a rare earth or a transition metal, an optical amplification unit including an excitation light source that excites the rare earth or the transition metal to generate a stimulated emission effect, and an optical amplifier unit.
  • a compensating light control circuit for controlling the output power of the compensating light source so that the spontaneous emission light power output from the amplification unit becomes a predetermined reference value. Therefore, since the gain of the optical fiber is proportional to the spontaneous emission light power, a constant gain can be obtained regardless of the number of signal wavelengths input to the optical fiber.
  • Fixed gain optical amplifiers l to n are fixed gain optical amplifiers 1 to! !
  • the optical variable attenuators 1 'to ⁇ ' are inserted at the input or output of the optical variable attenuator, and the means for changing the attenuation of the variable optical attenuators 1 to ⁇ 'according to the ambient temperature is provided. Therefore, the gain of the optical fiber in the longest wave is small at high temperatures and large at low temperatures, so that the gain wavelength characteristic in the longest wave region can be kept almost constant, and the absolute value of the gain can be kept constant.
  • the optical amplification relay transmission system includes a plurality of transmitters for transmitting optical signals of different wavelengths for transmitting information, a receiver for receiving optical signals of a plurality of wavelengths, and a transmitter.
  • a plurality of optical repeaters installed between the receivers and amplifying a plurality of optical signals, between the transmitter and the optical repeaters, between the plurality of optical repeaters, and between the optical repeaters and the receiver.
  • a control signal superimposing means for superimposing a control signal of a specific frequency on one of a plurality of optical signals, and an optical repeater connected to an output of the optical repeater.
  • Control signal level detection means for extracting a part of the output to detect the power of the control signal; and light for controlling the gain of the optical repeater so that the control signal level detected by the control signal level detection means is constant.
  • repeater gain control means With repeater gain control means . Therefore, it is possible to obtain an optical amplification repeater transmission system having a constant gain regardless of the input signal power or the number of input signal wavelengths.
  • an optical amplifying repeater transmission system includes: a plurality of transmitters for transmitting optical signals of different wavelengths for transmitting information; a receiver for receiving optical signals of a plurality of wavelengths; A plurality of optical repeaters installed between the optical repeater and the receiver, for amplifying a plurality of optical signals, between the transmitter and the optical repeater, between the plurality of optical repeaters, and between the optical repeater and the receiver.
  • an optical amplifying repeater transmission system composed of optical fibers connecting between optical signals, a control signal generating means for modulating one of a plurality of optical signals with a control signal of a specific frequency; Control signal level detection means for extracting a part of the output of the repeater to detect the power of the control signal, and adjusting the gain of the optical repeater so that the control signal level detected by the control signal level detection means is constant. And an optical repeater gain control means for controlling. Therefore, it is possible to obtain an optical amplification repeater transmission system having a constant gain regardless of the input signal power or the number of input signal wavelengths.
  • an optical amplifying repeater transmission system includes: a plurality of transmitters for transmitting optical signals of different wavelengths for transmitting information; a receiver for receiving optical signals of a plurality of wavelengths; Between the transmitter and the optical repeater, between the optical repeaters, and between the optical repeater and the receiver.
  • a control signal superimposing means for superimposing a control signal of a specific frequency on one of a plurality of optical signals, and an optical repeater connected to an output of the optical repeater.
  • Control signal level detecting means for detecting a part of the output of the optical repeater to detect the power of the control signal, and controlling the gain of the optical repeater so that the control signal level detected by the control signal level detecting means is constant.
  • an optical amplifying repeater transmission system includes: a plurality of transmitters for transmitting optical signals of different wavelengths for transmitting information; a receiver for receiving optical signals of a plurality of wavelengths; Between the transmitter and the optical repeater, between the optical repeaters, and between the optical repeater and the receiver.
  • optical amplification repeater transmission system composed of optical fibers connecting A control signal generating means for modulating one of the signals with a control signal of a specific frequency, and a control signal connected to the output of the optical repeater for extracting a part of the output of the optical repeater and detecting the power of the control signal Level detection means, optical repeater gain control means for controlling the gain of the optical repeater so that the control signal level detected by the control signal level detection means is constant, and optical repeater for controlling the transmission light level of the control signal.
  • the optical repeater gain control means includes an optical variable attenuator and a means for controlling the optical variable attenuator. Therefore, it is possible to obtain an optical amplification repeater transmission system having a fixed gain regardless of the input signal power or the number of input signal wavelengths with a simple configuration.
  • the frequency of the control signal is 100 kHz or higher. Therefore, a stable amplification characteristic can be obtained without inducing the gain modulation of the fixed gain optical amplifier.
  • the wavelength of the monitoring signal is shorter than the wavelengths transmitted from the plurality of transmitters. Therefore, even if the power of the wavelength input n is momentarily interrupted for some reason, the operation state of the gain control system can be controlled by the monitoring light input s.
  • the optical amplification repeater is an optical amplification repeater for amplifying a plurality of wavelength-multiplexed optical signals, wherein the first amplifies a plurality of input wavelength-multiplexed optical signals by a predetermined gain.
  • Variable optical attenuator that attenuates, optical attenuator control circuit that detects the output power of the control optical demultiplexer, and controls the attenuation of the optical attenuator so that the detected value becomes a constant value, and optical variable attenuator And a second fixed-gain optical amplifier connected to the output of the amplifier and amplifying a plurality of input wavelength-multiplexed optical signals by a predetermined gain. for that reason, An optical amplification repeater having a gain that does not depend on a change in the number of wavelengths can be obtained. Furthermore, an output disconnection circuit for stopping the amplification function of the second fixed gain optical amplifier when detecting that the output of the control optical demultiplexer has disappeared is further provided. Therefore, even when the control light is stopped for some reason, it is possible to prevent the output of the second fixed gain optical amplifier 4 from abnormally increasing.

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Description

明 細 書 光増幅中継装置及び光増幅中継伝送システム 技術分野
本発明は、 希土類元素または遷移金属等のレーザー活性物質を添加した光ファ ィバを用いた光増幅器を中継器として使用した光増幅中継装置、 及び該光増幅中 継装置を用いた光増幅中継伝送システムに関するものである。 景技 kr
光ファイバ増幅器は、 従来の 3 R (Reshaping, Retiming, Regenerating)機能 を有する光中継器と比較して、 伝送速度に依存しない、 中継器の簡素化が可能、 波長多重による大容量化が可能などの望ましい特徴を有しており、 光通信システ ムの柔軟性を高めるキーコンポーネントとして期待されている。 特に波長多重技 術を用いた光ネッ トワークにおいては、 多波長一括増幅の可能な光ファイバ増幅 器を中継器として用いることにより、 飛躍的な経済化が可能となる。
従来のこの種の光増幅中継装置としては、 例えば Optical Amplifiers and th eir Application, pp.280~pp.283, 1998に示されたものがあり、 図 1 2は上記 文献に示された従来の光増幅中継装置を示すプロック図である。
図 1 2において、 1、 4は人 1〜λ ηの光信号を一括増幅する固定利得光増幅 器、 3は可変光減衰器、 7 7は出力電力の一部を取り出す光力ブラ、 6は光可変 減衰器を制御する光減衰器制御回路、 5 0 1、 5 0 6はエルビウムドープフアイ バ等を用いた光増幅器、 5 0 2、 5 0 7は励起光源、 5 0 3、 5 0 4、 5 0 8、 5 0 9は入力される光の一部の電力を取り出す光力ブラ、 5 0 5、 5 1 0は励起 光源を制御する励起光源制御回路である。
次に、 動作について説明する。 入力された波長多重信号え 1〜人 ηは、 固定利 得光増幅器 1で所定の G 0の利得で増幅された後、 可変光減衰器 3で所定の減衰 を受けた後、 固定利得光増幅器 4で再度所定の利得 G 1で増幅され、 光力ブラ 7 7を通過して出力される。 光力ブラ 7 7で取り出された出力信号の一部は光減衰 器制御回路 6で検出される。 光可変減衰器制御回路 6は、 光力ブラ 7 7で取り出 された出力信号の一部が所定値となるよう光可変減衰器 3の減衰量を制御する。 これにより光増幅中継装置のトータル出力は一定値に保たれる。 波長数が一定の 場合、 各波長毎の出力を一定に保たれることになり、 理想的な動作が可能となる 次に、 固定利得増幅器 1の動作について詳述する。 固定利得増幅器 1の入出力 パワーは光力ブラ 5 0 3、 5 0 4でモニタされており、 励起光源 5 0 5は入出力 パワーの比が一定となるよう励起光源 1 0 2を制御する。 これにより固定利得増 幅器 1の利得は一定となる。 固定利得増幅器 4の動作も同様である。
—方、 図 1 3は例えば Optical Amplifiers and Their Applications, MD1, 1998 に示された従来の他の光増幅中継装置を示すブロック図である。 この光増 幅中継装置は、 人 1〜人 nの光信号の増幅を行うとともに、 監視光人 sで端局装 置から送出された監視情報をもとに光中継器利得の制御を行う。 図 1 3において 、 1 1はえ 1〜 I nの光信号と監視信号え sの分離を行う光フィル夕、 1 7は監 視光受信器である。
次に、 動作について説明する。 入力された波長多重信号人 1〜人 n は、 固定 利得光増幅器 1で所定の G 0の利得で増幅された後、 可変光減衰器 3で所定の減 衰を受けた後、 固定利得光増幅器 4で再度所定の利得 G 1で増幅され、 光力ブラ 7 7を通過して出力される。 光力ブラ 7 7で取り出された出力信号の一部は光減 衰器制御回路 6で検出される。 光可変減衰器制御回路 6は、 光力ブラ 7 7で取り 出された出力信号の一部が所定値となるよう光可変減衰器 3の減衰量を制御する 。 これにより光増幅中継装置のトータル出力は一定値に保たれる。 波長数が一定 の場合、 各波長毎の出力を一定に保たれることになり、 理想的な動作が可能とな る。 波長数の情報は監視光人 sで端局装置から送出された監視情報に含まれてお り、 監視光受信器 1 7で受信されて光可変減衰器制御回路 6に入力される。 このような構成の従来の光増幅中継装置は、 上述の通り光力ブラ 7 7により ト 一夕ル出力の一部を取り出して、 その電力が一定となるよう光可変減衰器 3を制 御していた。 その結果として、 波長数の増減に対して非常に面倒な手順が必要で ある。 即ち、 トータル出力は波長数に依存するため、 波長数に変更が有る場合に はあらかじめ光力ブラ 7 7から取り出される光電力が取るべき値を光減衰器制御 回路 6に通知する必要が有る。 従って、 例えば波長多重された入1〜え n の内 1 つの光信号が送信器の故障等で出力されなくなると上記のような通知手順が間に 合わなくなり、 他の波長の電力が変動を受けると通信品質に影響を与える。 この発明は、 上述のような課題を解決するためになされたもので、 他の波長の 電力が変動しても通話品質に影響を与えない光増幅中継装置、 及び入力信号電力 あるいは入力信号波長数によらず一定の利得を有する光増幅中継伝送システムを 得ることを目的とする。 発明の開示
この発明に係る光増幅中継装置は、 波長多重された複数の光信号を入力する入 力端子と、 入力端子から入力した複数の光信号を所定の利得だけ増幅する第 1の 固定利得光増幅器と、 第 1の固定利得光増幅器が増幅した光信号を所定値だけ減 衰させる光可変減衰器と、 光可変減衰器からの光信号を複数の波長に分波する光 分波器と、 光分波器からの波長分波された複数の光信号を所定の利得だけ増幅す る固定利得光増幅器 l〜nと、 固定利得光増幅器 1 ~ nの出力のいずれかに接続 され、 特定の監視光の一部を抽出する監視光分波器と、 固定利得光増幅器 l〜n の出力を合波し光信号を出力する光合波器と、 監視光分波器の出力電力を検出し 、 その検出値が一定値となるよう光減衰器の減衰量を制御する光減衰器制御回路 とを有する。
また、 この発明に係る光増幅中継装置は、 波長多重された複数の光信号を入力 する入力端子と、 入力端子から入力した複数の光信号を所定の利得だけ増幅する 第 1の固定利得光増幅器と、 第 1の固定利得光増幅器の出力に接続され、 複数の 波長を分波して出力する光分波器と、 光分波器の出力を所定値だけ減衰させる光 可変減衰器 1〜nと、 光可変減衰器 1〜nからの波長多重された複数の光信号を 所定の利得だけ増幅する固定利得光増幅器 1〜！！と、 固定利得光増幅器 1〜nの 出力に接続され、 特定の監視光 l ~ nの一部を抽出する監視光分波器 l〜nと、 固定利得光増幅器 l ~ nの出力を合波し光信号を出力する光合波器と、 監視光分 波器 1〜 nの出力電力を検出し、 その検出値が一定値となるよう光減衰器の減衰 量を制御する光減衰器制御回路 l〜nとを有する。
また、 第 1の固定利得光増幅器は、 伝送路としての光ファイバと、 光ファイバ に、 波長多重された複数の光信号の波長帯において誘導ラマン増幅作用を発生さ せる励起光源と、 励起光源の出力と波長多重された複数の光信号を合波する光結 合器とを有する。
また、 第 1の固定利得光増幅器は、 希土類または遷移金属を添加された光ファ ィバと、 光ファイバに、 波長多重された複数の光信号の波長帯において誘導放出 による増幅作用を発生させる励起光源と、 励起光源の出力と波長多重された複数 の光信号を合波する光結合器とを有し、 希土類または遷移金属を添加された光フ アイバは、 非飽和領域において動作する。
また、 固定利得光増幅器 l〜nは、 希土類または遷移金属を添加された光ファ ィバ、 及び希土類または遷移金属を励起して誘導放出作用を発生させる励起光源 をからなる光増幅ュニットと、 光増幅ュニットの増幅波長帯域内に波長を有する 補償光を発生する補償光源と、 補償光と波長多重された複数の光信号を合波する 補償光合波器と、 光増幅ュニッ トの出力における補償光と波長多重された複数の 光信号を分波する補償光分波器と、 補償光分波器から出力される補償光の電力と 、 補償光源の出力における補償光電力との比が、 あらかじめ決められた基準値と なるよう補償光源の出力電力を制御する補償光制御回路とを有する。
また、 固定利得光増幅器 l〜nは、 希土類または遷移金属を添加された光ファ ィバ、 及び希土類または遷移金属を励起して誘導放出作用を発生させる励起光源 からなる光増幅ュニットと、 光増幅ュニッ卜から出力される自然放出光電力があ らかじめ決められた基準値となるよう補償光源の出力電力を制御する補償光制御 回路とを有する。
また、 固定利得光増幅器 l〜nは、 固定利得光増幅器 l〜nの入力または出力 に光可変減衰器 1 ' 〜η ' を挿入し、 光可変減衰器 1， 〜η ' の減衰量を、 周囲 温度により変化させる手段を有する。
また、 この発明に係る光増幅中継伝送システムは、 情報を伝送するそれそれ異 なる波長の光信号を送信する複数の送信器と、 複数の波長の光信号を受信する受 信器と、 送信器と受信器の間に設置され、 複数の光信号を増幅する複数の光中継 器と、 送信器と光中継器との間、 複数の光中継器相互間及び光中継器と受信器と の間を結ぶ光ファイバで構成される光増幅中継伝送システムにおいて、 複数の光 信号の一つに特定の周波数の制御信号を重畳する制御信号重畳手段と、 光中継器 の出力に接続され、 光中継器の出力の一部を取り出して制御信号の電力を検出す る制御信号レベル検出手段と、 制御信号レベル検出手段により検出された制御信 号レベルが一定となるよう、 光中継器の利得を制御する光中継器利得制御手段と を有する。
また、 この発明に係る光増幅中継伝送システムは、 情報を伝送するそれそれ異 なる波長の光信号を送信する複数の送信器と、 複数の波長の光信号を受信する受 信器と、 送信器と受信器の間に設置され、 複数の光信号を増幅する複数の光中継 器と、 送信器と光中継器との間、 複数の光中継器相互間及び光中継器と受信器と の間を結ぶ光ファイバで構成される光増幅中継伝送システムにおいて、 複数の光 信号の一つを特定の周波数の制御信号で変調する制御信号発生手段と、 光中継器 の出力に接続され、 光中継器の出力の一部を取り出して制御信号の電力を検出す る制御信号レベル検出手段と、 制御信号レベル検出手段により検出された制御信 号レベルが一定となるよう、 光中継器の利得を制御する光中継器利得制御手段と を有する。
また、 この発明に係る光増幅中継伝送システムは、 情報を伝送するそれそれ異 なる波長の光信号を送信する複数の送信器と、 複数の波長の光信号を受信する受 信器と、 送信器と受信器の間に設置され、 複数の光信号を増幅する複数の光中継 器と、 送信器と光中継器との間、 複数の光中継器相互間及び光中継器と受信器と の間を結ぶ光ファイバで構成される光増幅中継伝送システムにおいて、 複数の光 信号の一つに特定の周波数の制御信号を重畳する制御信号重畳手段と、 光中継器 の出力に接続され、 光中継器の出力の一部を取り出して制御信号の電力を検出す る制御信号レベル検出手段と、 制御信号レベル検出手段により検出された制御信 号レベルが一定となるよう、 光中継器の利得を制御する光中継器利得制御手段と 、 制御信号の送信光レベルを光中継器に伝達する監視信号送信手段と、 監視信号 送信手段により送出された監視信号を受信し、 制御信号の送信光レベルが正常で ある場合には光中継器利得制御手段を動作させ、 制御信号の送信光レベルが異常 である場合には光中継器利得制御手段を動作させず、 利得を保持させる監視制御 手段とを有する。
また、 この発明に係る光増幅中継伝送システムは、 情報を伝送するそれぞれ異 なる波長の光信号を送信する複数の送信器と、 複数の波長の光信号を受信する受 信器と、 送信器と受信器の間に設置され、 複数の光信号を増幅する複数の光中継 器と、 送信器と光中継器との間、 複数の光中継器相互間及び光中継器と受信器と の間を結ぶ光ファイバで構成される光増幅中継伝送システムにおいて、 複数の光 信号の一つを特定の周波数の制御信号で変調する制御信号発生手段と、 光中継器 の出力に接続され、 光中継器の出力の一部を取り出して制御信号の電力を検出す る制御信号レベル検出手段と、 制御信号レベル検出手段により検出された制御信 号レベルが一定となるよう、 光中継器の利得を制御する光中継器利得制御手段と 、 制御信号の送信光レベルを光中継器に伝達する監視信号送信手段と、 監視信号 送信手段により送出された監視信号を受信し、 制御信号の送信光レベルが正常で ある場合には光中継器利得制御手段を動作させ、 制御信号の送信光レベルが異常 である場合には光中継器利得制御手段を動作させず、 利得を保持させる監視制御 手段とを有する。
また、 光中継器利得制御手段は、 光可変減衰器、 及び光可変減衰器を制御する 手段からなる。
また、 制御信号の周波数は、 1 0 0 k H z以上である。
また、 監視信号の波長は、 複数の送信器から送出される波長より短波長である また、 この発明に係る光増幅中継装置は、 波長多重された複数の光信号を増幅 する光増幅中継装置において、 入力される波長多重された複数の光信号を所定の 利得だけ増幅する第 1の固定利得光増幅器と、 第 1の固定利得光増幅器の出力に 含まれる制御波長の電力の一部を抽出する制御光分波器と、 第 1の固定利得光増 幅器の出力を所定値だけ減衰させる光可変減衰器と、 制御光分波器の出力電力を 検出し、 その検出値が一定値となるよう光減衰器の減衰量を制御する光減衰器制 御回路と、 光可変減衰器の出力に接続され、 入力される波長多重された複数の光 信号を所定の利得だけ増幅する第 2の固定利得光増幅器とを有する。 さらに、 制御光分波器の出力が消失したことを検出した場合に、 第 2の固定利 得光増幅器の増幅機能を停止させる出力断回路をさらに有する。 図面の簡単な説明
図 1は実施例 1による光増幅中継装置の構成を示すプロック図、
図 2は実施例 2による光増幅中継装置の構成を示すプロック図、
図 3は実施例 3による光増幅中継装置の構成を示すプロック図、
図 4は実施例 5による光増幅中継装置の構成を示すブロック図、
図 5は実施例 6による光増幅中継装置の構成を示すプロック図、
図 6は実施例 7による光増幅中継装置の構成を示すプロック図、
図 7はドープファイバのエネルギー準位を示す図、
図 8は実施例 8による光増幅中継伝送システムの構成を示すブロック図、 図 9は実施例 9による光増幅中継伝送システムの構成を示すブロック図、 図 1 0は実施例 1 2による光増幅中継装置の構成を示すブロック図、 図 1 1は実施例 1 3による光増幅中継装置の構成を示すブロック図、 図 1 2は従来の光増幅中継装置を示すブロック図、
図 1 3は従来の他の光増幅中継装置を示すプロック図である。 発明を実施するための最良の形態
実施例 1 .
図 1は実施例 1による光増幅中継装置の構成を示すプロック図である。 図 1に おいて、 1は第 1の固定利得光増幅器、 2は光分波器、 3は光可変減衰器、 4 a 〜 4 bは固定利得光増幅器 1〜 n、 5は監視光分波器、 6は可変減衰器制御回路 、 7は光合波器である。
次に、 動作について説明する。 図 1において第 1の固定利得光増幅 1は、 複数 の n個のバンドに分割して波長多重された光信号え 1 1〜人 1 n (第 1のバンド
) 、 人2 1〜久 2 n (第 2のバンド） · · · · λ η 1〜 L n n (第 nのバンド） を所定の利得だけ増幅する。
現在の技術では、 例えば第 1のバンドを 1 5 3 0〜 1 5 6 0 n m、 第 2のバン ドを 1 5 7 0〜 1 6 0 0 n mの二つのバンドに分割し、 それそれ 3 2波の伝送を 行うシステムが実用化の段階にある。 第 1の固定利得光増幅 1としてエルビウム をドープしたファイバ増幅器等が適用可能である。 一括増幅された第 1〜第 nの バンドの光信号は、 光増幅中継装置の前に接続された光ファイバの減衰量に合わ せて光可変減衰器 3で適当な減衰を受けた後、 光分波器 2で各バンドに分波され 、 各バンドで高い固定利得を有する固定利得光増幅器 l〜nで増幅された後、 光 合波器 7で合波され伝送路へ出力される。
監視光分波器 5は、 特定の監視光、 例えばえ 1 nの光電力の一部を抽出して可 変減衰器制御回路 6へ出力する。 可変減衰器制御回路 6は、 人 I nの光電力が一 定となるよう、 光可変減衰器 3の減衰量を制御する。 以上の動作により、 特定の 波長における光増幅中継装置の利得が決定されるため、 光増幅媒体として半導体 増幅器や希土類元素を添加した光ファイノ 等のほぼホモジーニアスな媒体を用い れば、 他の波長における利得も固定される。 従って、 波長数の変動に依存しない 利得を持つ光増幅中継装置が得られる。 さらに、 利得の制御精度を高めるため、 監視光に特定周波数のトーン信号を重畳しておき、 可変減衰器制御回路 6でトー ン信号を電気フィル夕に抽出し、 雑音の影響を除去する方式も適用できる。 実施例 2 .
図 2は実施例 2による光増幅中継装置の構成を示すブロック図である。 図 2に おいて、 1は第 1の固定利得光増幅器、 2は光分波器、 3 a〜 3 bは光可変減衰 器 l〜n、 4 a〜4 bは固定利得光増幅器 l〜ri、 5 a〜 5 bは監視光分波器 1 〜n、 6 a〜6 bは可変減衰器制御回路 l〜n、 7は光合波器である。
次に、 動作について説明する。 図 2において第 1の固定利得光増幅 1は、 複数 の n個のバンドに分割して波長多重された光信号え 1 1〜え I n (第 1のバンド ) 、 人 2 1〜人 2 n (第 2のバンド） · · · · λ η 1〜人 n n (第 nのバンド） を所定の利得だけ増幅する。
一括増幅された第 1〜第 nのバンドの光信号は、 光可変減衰器 3 a〜 3 bで適 当な減衰を受けた後、.光分波器 2で各バンドに分波され、 各バンドで高い固定利 得を有する固定利得光増幅器 1〜 nで増幅された後、 光合波器 7で合波され伝送 路へ出力される。 光可変減衰器 3 a〜3 bは実施例 1で説明した通り、 光増幅中 継装置の前に接続される光ファイバの損失の規定値からの変化分を補償するため に用いる。
即ち、 光増幅中継装置の前に接続される光ファイバの損失が規定値より D [ d B ] 小さい時には光可変減衰器 3 a〜3 bの減衰量を D [ d B ] に設定する。 し かしながら、 バンド 1〜！!の波長域が広い場合には、 光増幅中継装置の前に接続 される光ファイバの損失の波長依存性のため、 光可変減衰器 3 a〜3 bの設定さ れるべき減衰量が異なる場合が発生する。 このような場合に対応するため、 実施 例 2では、 バンド毎に光可変減衰器 3 a〜3 b配置する。
監視光分波器 5 a〜5 bは特定の監視光、 例えば λ 1 η〜人 η ηの光電力の一 部を抽出して可変減衰器制御回路 6 a〜6 bへ出力する。 可変減衰器制御回路 6 a〜6 bはそれそれ人 1 η〜λ η ηの光電力の光電力が一定となるよう、 光可変 減衰器 3 a〜 3 bの減衰量を制御する。 以上の動作により、 特定のバンドにおけ る監視光波長え 1 n〜人 n nでの光増幅中継装置の利得が決定されるため、 光増 幅媒体として半導体増幅器や希土類元素を添加した光ファイバ等のほぼホモジ一 二ァスな媒体を用いれば、 他の波長における利得も固定される。 従って、 波長数 の変動に依存しない利得を持つ光増幅中継装置が得られる。 実施例 3 .
図 3は実施例 3による光増幅中継装置の構成を示すブロック図である。 図 3に おいて、 8は光フアイノ^ 9は光結合器、 1 0は励起光源である。 図 2の光増幅 中継装置と同一または相当部分には同一符号を付し、 その説明を省略する。 次に、 動作について説明する。 実施例 3による励起光源 1 0は光結合器 9を介 して光ファイバ 8に励起光を送出し、 誘導ラマン増幅機能を発生させる。 誘導ラ マン増幅器は、 半導体増幅器や希土類元素を添加した光フアイバと比較して利得 飽和が発生しにく く、 ほぼ励起光電力と等しい出力電力までほぼリニアな動作が 可能であり、 第 1の固定利得増幅器としては最適の増幅媒体である。 これにより 、 第 1の固定利得増幅器 1として理想的な動作が可能となる。 図中の他の部分の 動作は実施例 2と同様である。 実施例 4 .
本実施例の光増幅中継装置は構成は実施例 3と同じで説明を省略宇する。 ただ し、 励起光源 1 0が異なる。
次に、 動作を説明する。 希土類または遷移金属を添加された光ファイバ 8は、 前記光ファイバに、 波長多重された複数の光信号の波長帯において、 誘導放出に よる増幅作用を発生させ、 非飽和領域において動作するよう充分に高出力な励起 光源 1 0を用いている。 光結合器 7は、 前記励起光源 1 0の出力と前記波長多重 された複数の光信号を合波する。 従って、 励起光源 1 0として充分高出力のもの を用いることにより、 入力信号光の波長数、 伝送路の損失差によらず一定の利得 が得られる。 実施例 5 .
図 4は実施例 5による光増幅中継装置の構成を示すブロック図である。 具体的 には、 固定利得光増幅器 l〜nの構成例を示す。 図 4において、 6 1は光ァイソ レー夕、 6 2は補償光合波器としての光力ブラ、 6 3は希土類または遷移金属を 添加された光ファイバ （以下ドープファイバと略す） 、 6 4は光結合器、 6 5 0 は補償光を抜き去るための補償光分波器としての光フィル夕、 6 6は光検出器、 6 7は補償光制御回路、 6 8は補償光源、 6 9は補償光モニタ素子、 7 0は補償 光源駆動回路、 7 1は励起光源、 7 2は励起光モニタ素子、 7 3は励起光源駆動 回路である。
尚、 ドープファイバ 6 3 , 光結合器 6 4及び励起光源 7 1は、 光増幅ユニット を構成している。 次に、 動作について説明する。 固定利得光増幅器 l〜nとして最も一般的に適 用されるドープファイバは、 利得飽和が発生しやすく、 固定利得増幅器として使 用するには何らかの付属回路が必要である。 ドープファイバ 6 3は、 励起光源 7
1で一定の励起光を光結合器 6 4を介して供給されている。 励起光一定動作は、 励起光モニタ素子 7 2で励起光源の出力をモニタし、 その値が一定となるよう励 起光源駆動回路 7 3が駆動電流レベルを制御することにより容易に達成できる。 補償光源 6 8から出力される補償光は、 光力ブラ 6 2を介してド一プファイバ 6 3へ入力される。 光フィルタ 6 5 0は、 ドープファイバ 6 3から出力される増 幅された補償光を抜き去り、 光検出器 6 6へ入力する。 光検出器 6 6の出力は補 償光制御回路 6 7へ入力され、 励起光モニタ素子 6 9のモニタ値と光検出器 6 6 のモニタ値の比が一定となるよう補償光源駆動回 7 0を制御する。 以上の動作に より、 補償光波長における固定利得光増幅器 l〜nの利得は一定となり、 ド一プ ファイバ 1がホモジーニアスな特性を持つ場合には、 すべての増幅波長帯域で一 定の利得が得られる。 実施例 6 .
図 5は実施例 6による光増幅中継装置の構成を示すプロック図である。 具体的 には固定利得光増幅器 l〜nの構成例を示す。 図 5において、 6 5 1は所定の波 長帯におけるド一プファイバの自然放出光を抜き取る光フィル夕である。 図 4の 光増幅中継装置と同一または相当部分には同一符号を付し、 その説明を省略する 次に、 動作について説明する。 光フィルタ 6 5 1は、 本実施例では所定の波長 帯における ドープファイバ 6 3の自然放出光を抜き取って光検出器 6 6へ出力す る。 補償光制御回路 6 7は、 本実施例では光検出器 6 6の出力が一定となるよう 補償光駆動回路 7 0を制御する。 一般にド一プファイバ 6 3の利得は自然放出光 電力に比例するため、 ドープファイバ 6 3に入力される信号波長数によらず一定 の利得が得られる。 実施例 7 .
図 6は実施例 7による光増幅中継装置の構成を示すプロック図である。 具体的 には固定利得光増幅器 l ~ nの構成例を示す。 図 6において、 7 7は可変減衰器
、 7 8は可変減衰器設定回路を示す。 図 4の光増幅中継装置と同一または相当部 分には同一符号を付し、 その説明を省略する。
図 7はド一プファイバのエネルギー準位を示す図である。 まず、 図 7を用いて 、 ド一プファイバ 6 3の利得の温度特性について説明する。 ドープファイバの利 得はレーザ遷移の起こる上準位と基底準位の密度差に比例する。 また、 レーザ遷 移の起こる上準位と基底準位はシュタルク効果により細かいサブレベルに分かれ ているのが一般的である。
図 7において最長波における利得の温度特性を考察する。 最長波における利得 は上準位の最もエネルギーの低いサブレベルと基底準位の最もエネルギーの高い サブレベルの密度差で決定される。 サブレベル間の密度分布はボルッマン分布で 決定されるため、 温度が高い場合には最長波における利得は低く、 温度が低い場 合には高くなる。 従って、 利得帯域の最長波の利得波長特性は温度特性が顕著に なる。
これを補償するため、 図 6において、 可変減衰器設定回路 7 8は高温で可変減 衰器 7 7の値を小さく、 低温で大きくなるよう制御する。 これにより、 最長波に おけるドーブファイバ 6 3の利得は高温で小さく、 低温で大きくなり、 最長波領 域での利得波長特性はほぼ一定に維持でき、 なおかつ利得の絶対値も一定に保持 できる。 実施例 8 .
図 8は実施例 8による光増幅中継伝送システムの構成を示すブロック図である 。 図 8において、 1 0 1 a、 1 0 l bは端局、 1 0 2 a、 1 0 2 bは光中継器、 1 0 3 a〜 1 0 3 cは光フ 1 0 4〜 1 0 6は送信器、 1 0 7は合波器、 1 0 8は制御信号発生手段あるいは制御信号重畳発生手段としての遠隔監視制御 回路、 1 1 2、 1 1 4は固定利得光増幅器、 1 1 3は可変光減衰器、 1 1 5は制 御信号レベル検出手段としての光フィル夕、 1 1 6は光中継器利得制御手段とし ての光可変減衰器制御回路、 1 2 3は分波器、 1 2 4〜 1 2 6は受信器である。 次に、 動作について説明する。 端局 1 0 1 aでは、 複数の送信器 1 0 4〜1 0
6に伝送すべき情報が光信号 λ 1〜 I n に変換され、 合波器 1 0 7で波長多重 されて光フ ^; 1 0 3 aに送出される。 遠隔監視制御回路 1 0 8は、 送信器 1
0 6の光強度を特定の周波数 f sで変調する。 変調度は、 情報伝送に影響を与え ないよう、 通常数％以下に設定される。 光中継器 1 0 2 aは、 受信した波長多重 信号を固定利得光増幅器 1 1 2で所定の G Oの利得で増幅した後、 可変光減衰器 1 1 3で所定の割合 Lで減衰をさせ、 固定利得光増幅器 1 1 4で再度所定の利得 G 1で増幅する。
減衰量 Lは、 以下のように決定される。 即ち、 光フィル夕 1 1 5は増幅された 波長多重信号の中の波長え nの一部を取り出して光可変減衰器制御回路 1 1 6で 受信される。 光可変減衰器制御回路 1 1 6は、 波長え]! の一部に含まれる周波 数: f sの電力が一定となるように光可変減衰器 1 1 3の減衰量 Lを制御する。 こ れにより波長え n における中継器利得は波長数によらず一定となる。 一般に波 長多重光の増幅に使用される光増幅媒体は、 例えば希土類元素を添加した光ファ ィバ増幅器、 半導体光増幅器等はホモジーニアスな特性を有しており、 ある波長 で利得が固定されれば、 他の波長でも利得が固定される。 これにより、 波長数に よらない一定な増幅特性が実現される。
尚、 本実施例においては、 制御信号発生手段としての遠隔監視制御回路 1 0 8 は、 送信器 1 0 6の光強度を特定の周波数 f sで変調することにより、 制御信号 を発生させているが、 遠隔監視制御回路 1 0 8は、 複数の光信号の一つに特定の 周波数の制御信号を重畳して制御信号を発生させても良い （制御信号重畳手段）
実施例 9 .
図 9は実施例 9による光増幅中継伝送システムの構成を示すプロック図である 。 図 9において、 1 0 8は制御信号発生手段， 制御信号重畳発生手段あるいは監 視信号送信手段としての遠隔監視制御回路、 1 0 9は光合波器、 1 1 1 0は光力 ブラ、 1 1 1は光分波器、 1 1 8は監視制御手段としての監視制御回路、 1 1 9 は監視光送信器、 1 2 0は合波器、 1 2 1は分波器、 1 2 6は遠隔監視制御回路 である。
次に、 動作について説明する。 遠隔監視制御回路 1 0 8は、 送信器 1 0 6の光 出力強度を周波数 f sで変調するのみならず、 光力ブラ 1 1 0で分岐された波長 多重信号に含まれる波長人 nの電力を計測し、 監視光え sに波長人 nの情報をの せて出力する。 即ち、 本実施例の遠隔監視制御回路は、 制御信号発生手段， 制御 信号重畳発生手段及び監視信号送信手段として機能する。 合波器 109は光信号 入 1〜人 n と監視光人 sを低損失に合波する。 光中継器 102 aでは分波器 1 1 1で監視光 Asを抽出し、 監視光受信器で受信した後監視制御回路 1 18へ出 力する。 監視制御回路 1 18は遠隔監視制御回路 108から出力された監視光入 sの情報をもとに、 光可変減衰器 1 13と光可変減衰器制御回路 1 16からなる 利得制御系の動作を制御する。 即ち、 波長え nの電力が正常である場合には利得 制御系の動作させ、 異常な場合には利得制御系の動作を保持して光可変減衰器 1 13の減衰量を一定に保つ。 これにより経時劣化等で波長え nの電力が低下した 場合に光中継器 102 aの利得が誤った値に設定されることを防ぐ。 実施例 10.
遠隔監視制御回路 108が送信器 106の光出力強度を変調する周波数 f sは 、 固定利得光増幅器 1 12、 1 14の利得変調を誘発しない程度に高く設定する 必要が有る。 即ち、 一般に光増幅媒体として使用される希土類添加光ファイバで は、 レーザ媒質として使用されるエルビウムを考えると、 光子寿命は 10msで あり、 周波数 f Oは、 数 10 KHz以上に設定すれば充分である。 従って周波数 f sを Ι Ο ΟΚΗ ζ以上に設定すれば固定利得光増幅器 1 12、 1 14の利得変 調は誘発されず、 安定な増幅特性が得られる。 実施例 1 1.
実施例 10では、 光中継器利得制御の制御光として波長; nの電力が異常状態 に陥つた時の対応を述べたが、 例えばなんらかの理由で波長人 nの電力が瞬断し た場合には、 その瞬断状況を監視光人 sで光中継器 10 1 a、 10 l bに瞬断し た波長人 nが到着する前に通知する必要が有る。 通常光ファイバ 103 a〜l 0
3 cは波長によりことなる群速度を有しており、 例えば 1. 3 m光は 1. 55
/ m光よりキロメーター当たり 2. 2 ns早く伝搬する。 従って、 監視光を通常 信号光として使用される 1. 55〃m光より短波長、 例えば 1. 3 m光とする ことにより、 なんらかの理由で波長え nの電力が瞬断した場合にも監視光人 sに より利得制御系の動作状態を制御することが可能となる。 実施例 1 2 .
図 1 0は実施例 1 2による光増幅中継装置の構成を示すブロック図である。 図 1 0において、 6 0 3は光増幅中継装置の利得を制御する制御光の電力の一部を 分波する制御光分波器である。
次に、 動作について説明する。 入力された波長多重信号人 1〜人 nは、 第 1の 固定利得光増幅器 1で所定の G Oの利得で増幅された後、 制御光分波器 6 0 3へ 入力される。 制御光分波器 6 0 3では、 制御光え cの電力の一部が抽出され、 そ の他の波長の光及び制御光え cの電力の大部分は低損失で可変光減衰器 3に入力 される。 可変減衰器制御回路 6は、 制御光分波器 6 0 3から出力される電力が一 定となるように可変光減衰器 3の減衰量を制御する。 可変光減衰器 3から出力さ れた波長多重信号え 1〜人 nは第 2の固定利得光増幅器 4で一定の G 1の利得で 増幅されて出力される。 以上の動作により、 特定の波長における光増幅中継装置 の利得が決定されるため、 光増幅媒体として半導体増幅器や希土類元素を添加し た光ファイバ等のほぼホモジーニアスな媒体を用いれば、 他の波長における利得 も固定される。 従って、 波長数の変動に依存しない利得を持つ光増幅中継装置が 得られる。
次に監視制御回路 1 7の役割について説明する。 監視制御回路 1 7は、 受信さ れる信号電力が一定値以下のなった場合に第 1の固定利得光増幅器 1及び第 2の 固定利得光増幅器 4の増幅作用を停止させる機能を有し、 受信信号が回復した場 合に発生する光サージを抑圧する。 実施例 1 3 .
図 1 1は実施例 1 3による光増幅中継装置の構成を示すブロック図である。 図 1 1において、 2 6は出力断回路としても機能する光減衰器制御回路である。 本 実施例では可変減衰器制御回路 2 6が第 2の固定利得光増幅器 4の増幅作用を制 御する機能も具備させている。
動作について説明する。 本実施例においては、 可変減衰器制御回路 2 6は制御 光分波器 6 0 3から出力される電力が一定となるように可変光減衰器 3の減衰量 を制御すると共に、 制御光分波器 6 0 3から出力される電力が一定値以下となつ た場合には第 2の固定利得光増幅器 4の増幅作用を停止させる （出力断回路） 。 この機能により、 制御光がなんらかの原因で停止した場合にも第 2の固定利得光 増幅器 4の出力が異常に増加することを防ぐことが可能となる。 産業上の利用の可能性
この発明に係る光増幅中継装置は、 波長多重された複数の光信号を入力する入 力端子と、 入力端子から入力した複数の光信号を所定の利得だけ増幅する第 1の 固定利得光増幅器と、 第 1の固定利得光増幅器が増幅した光信号を所定値だけ減 衰させる光可変減衰器と、 光可変減衰器からの光信号を複数の波長に分波する光 分波器と、 光分波器からの波長分波された複数の光信号を所定の利得だけ増幅す る固定利得光増幅器 l〜nと、 固定利得光増幅器 l〜nの出力のいずれかに接続 され、 特定の監視光の一部を抽出する監視光分波器と、 固定利得光増幅器 l〜n の出力を合波し光信号を出力する光合波器と、 監視光分波器の出力電力を検出し 、 その検出値が一定値となるよう光減衰器の減衰量を制御する光減衰器制御回路 とを有する。 そのため、 波長数の変動に依存しない利得を持つ光増幅中継装置を 得ることができる。 即ち、 他の波長の電力が変動しても通話品質に影響を与えな い光増幅中継装置を得ることができる。 そして、 この光増幅中継装置においては 、 利得の制御精度を高めるため、 監視光に特定周波数のトーン信号を重畳してお き、 光減衰器制御回路でトーン信号を電気フィル夕に抽出し、 雑音の影響を除去 する方式も適用できる。
また、 この発明に係る光増幅中継装置は、 波長多重された複数の光信号を入力 する入力端子と、 入力端子から入力した複数の光信号を所定の利得だけ増幅する 第 1の固定利得光増幅器と、 第 1の固定利得光増幅器の出力に接続され、 複数の 波長を分波して出力する光分波器と、 光分波器の出力を所定値だけ減衰させる光 可変減衰器 1〜nと、 光可変減衰器 1〜nからの波長多重された複数の光信号を 所定の利得だけ増幅する固定利得光増幅器 1〜nと、 固定利得光増幅器 1〜nの 出力に接続され、 特定の監視光 1〜nの一部を抽出する監視光分波器 1〜nと、 固定利得光増幅器 l〜nの出力を合波し光信号を出力する光合波器と、 監視光分 波器 1〜 nの出力電力を検出し、 その検出値が一定値となるよう光減衰器の減衰 量を制御する光減衰器制御回路 l〜nとを有する。 そのため、 特定のバンドにお ける監視光波長え 1 n〜え n nでの光増幅中継装置の利得が決定されるため、 光 増幅媒体として半導体増幅器や希土類元素を添加した光ファイバ等のほぼホモジ 一二ァスな媒体を用いれば、 他の波長における利得も固定され、 さらに波長数の 変動に依存しない利得を持つ光増幅中継装置を得ることができる。
また、 第 1の固定利得光増幅器は、 伝送路としての光ファイバと、 光ファイバ に、 波長多重された複数の光信号の波長帯において誘導ラマン増幅作用を発生さ せる励起光源と、 励起光源の出力と波長多重された複数の光信号を合波する光結 合器とを有する。 そのため、 誘導ラマン増幅作用を発生させる励起光源は、 半導 体増幅器や希土類元素を添加した光ファイバと比較して利得飽和が発生しにく く 、 ほぼ励起光電力と等しい出力電力までほぼリニアな動作が可能であり、 第 1の 固定利得増幅器としては最適の増幅媒体である。 これにより、 第 1の固定利得増 幅器 1として理想的な動作が可能となる。
また、 第 1の固定利得光増幅器は、 希土類または遷移金属を添加された光ファ ィバと、 光ファイバに、 波長多重された複数の光信号の波長帯において誘導放出 による増幅作用を発生させる励起光源と、 励起光源の出力と波長多重された複数 の光信号を合波する光結合器とを有し、 希土類または遷移金属を添加された光フ アイバは、 非飽和領域において動作する。 そのため、 励起光源として充分高出力 のものを用いることにより、 入力信号光の波長数、 伝送路の損失差によらず一定 の利得が得られる。
また、 固定利得光増幅器 l〜nは、 希土類または遷移金属を添加された光ファ ィバ、 及び希土類または遷移金属を励起して誘導放出作用を発生させる励起光源 をからなる光増幅ュニッ 卜と、 光増幅ュニッ卜の増幅波長帯域内に波長を有する 補償光を発生する補償光源と、 補償光と波長多重された複数の光信号を合波する 補償光合波器と、 光増幅ュニットの出力における補償光と波長多重された複数の 光信号を分波する補償光分波器と、 補償光分波器から出力される補償光の電力と
、 補償光源の出力における補償光電力との比が、 あらかじめ決められた基準値と なるよう補償光源の出力電力を制御する補償光制御回路とを有する。 そのため、 補償光波長における固定利得光増幅器 l〜nの利得は一定となり、 ドープフアイ バ 1がホモジーニアスな特性を持つ場合には、 すべての増幅波長帯域で一定の利 得を得ることができる。
また、 固定利得光増幅器 l〜nは、 希土類または遷移金属を添加された光ファ ィバ、 及び希土類または遷移金属を励起して誘導放出作用を発生させる励起光源 からなる光増幅ュニッ卜と、 光増幅ュニッ卜から出力される自然放出光電力があ らかじめ決められた基準値となるよう補償光源の出力電力を制御する補償光制御 回路とを有する。 そのため、 光ファイバの利得は自然放出光電力に比例するため 、 光ファイバに入力される信号波長数によらず一定の利得が得られる。
また、 固定利得光増幅器 l〜nは、 固定利得光増幅器 1〜！！の入力または出力 に光可変減衰器 1 ' 〜η ' を挿入し、 光可変減衰器 1， ~ η ' の減衰量を、 周囲 温度により変化させる手段を有する。 そのため、 最長波における光ファイバの利 得は高温で小さく、 低温で大きくなり、 最長波領域での利得波長特性はほぼ一定 に維持でき、 なおかつ利得の絶対値も一定に保持できる。
また、 この発明に係る光増幅中継伝送システムは、 情報を伝送するそれぞれ異 なる波長の光信号を送信する複数の送信器と、 複数の波長の光信号を受信する受 信器と、 送信器と受信器の間に設置され、 複数の光信号を増幅する複数の光中継 器と、 送信器と光中継器との間、 複数の光中継器相互間及び光中継器と受信器と の間を結ぶ光ファイバで構成される光増幅中継伝送システムにおいて、 複数の光 信号の一つに特定の周波数の制御信号を重畳する制御信号重畳手段と、 光中継器 の出力に接続され、 光中継器の出力の一部を取り出して制御信号の電力を検出す る制御信号レベル検出手段と、 制御信号レベル検出手段により検出された制御信 号レベルが一定となるよう、 光中継器の利得を制御する光中継器利得制御手段と を有する。 そのため、 入力信号電力あるいは入力信号波長数によらず一定の利得 を有する光増幅中継伝送システムを得ることができる。
また、 この発明に係る光増幅中継伝送システムは、 情報を伝送するそれそれ異 なる波長の光信号を送信する複数の送信器と、 複数の波長の光信号を受信する受 信器と、 送信器と受信器の間に設置され、 複数の光信号を増幅する複数の光中継 器と、 送信器と光中継器との間、 複数の光中継器相互間及び光中継器と受信器と の間を結ぶ光ファイバで構成される光増幅中継伝送システムにおいて、 複数の光 信号の一つを特定の周波数の制御信号で変調する制御信号発生手段と、 光中継器 の出力に接続され、 光中継器の出力の一部を取り出して制御信号の電力を検出す る制御信号レベル検出手段と、 制御信号レベル検出手段により検出された制御信 号レベルが一定となるよう、 光中継器の利得を制御する光中継器利得制御手段と を有する。 そのため、 入力信号電力あるいは入力信号波長数によらず一定の利得 を有する光増幅中継伝送システムを得ることができる。
また、 この発明に係る光増幅中継伝送システムは、 情報を伝送するそれそれ異 なる波長の光信号を送信する複数の送信器と、 複数の波長の光信号を受信する受 信器と、 送信器と受信器の間に設置され、 複数の光信号を増幅する複数の光中継 器と、 送信器と光中継器との間、 複数の光中継器相互間及び光中継器と受信器と の間を結ぶ光ファイバで構成される光増幅中継伝送システムにおいて、 複数の光 信号の一つに特定の周波数の制御信号を重畳する制御信号重畳手段と、 光中継器 の出力に接続され、 光中継器の出力の一部を取り出して制御信号の電力を検出す る制御信号レベル検出手段と、 制御信号レベル検出手段により検出された制御信 号レベルが一定となるよう、 光中継器の利得を制御する光中継器利得制御手段と 、 制御信号の送信光レベルを光中継器に伝達する監視信号送信手段と、 監視信号 送信手段により送出された監視信号を受信し、 制御信号の送信光レベルが正常で ある場合には光中継器利得制御手段を動作させ、 制御信号の送信光レベルが異常 である場合には光中継器利得制御手段を動作させず、 利得を保持させる監視制御 手段とを有する。 そのため、 波長え nの電力が正常である場合には利得制御系の 動作させ、 異常な場合には利得制御系の動作を保持して光可変減衰器の減衰量を 一定に保つ。 これにより経時劣化等で波長え nの電力が低下した場合に光中継器 の利得が誤った値に設定されることを防く、ことができる。
また、 この発明に係る光増幅中継伝送システムは、 情報を伝送するそれそれ異 なる波長の光信号を送信する複数の送信器と、 複数の波長の光信号を受信する受 信器と、 送信器と受信器の間に設置され、 複数の光信号を増幅する複数の光中継 器と、 送信器と光中継器との間、 複数の光中継器相互間及び光中継器と受信器と の間を結ぶ光ファイバで構成される光増幅中継伝送システムにおいて、 複数の光 信号の一つを特定の周波数の制御信号で変調する制御信号発生手段と、 光中継器 の出力に接続され、 光中継器の出力の一部を取り出して制御信号の電力を検出す る制御信号レベル検出手段と、 制御信号レベル検出手段により検出された制御信 号レベルが一定となるよう、 光中継器の利得を制御する光中継器利得制御手段と 、 制御信号の送信光レベルを光中継器に伝達する監視信号送信手段と、 監視信号 送信手段により送出された監視信号を受信し、 制御信号の送信光レベルが正常で ある場合には光中継器利得制御手段を動作させ、 制御信号の送信光レベルが異常 である場合には光中継器利得制御手段を動作させず、 利得を保持させる監視制御 手段とを有する。 そのため、 波長え nの電力が正常である場合には利得制御系の 動作させ、 異常な場合には利得制御系の動作を保持して光可変減衰器の減衰量を 一定に保つ。 これにより経時劣化等で波長; I nの電力が低下した場合に光中継器 の利得が誤つた値に設定されることを防ぐことができる。
また、 光中継器利得制御手段は、 光可変減衰器、 及び光可変減衰器を制御する 手段からなる。 そのため、 簡単な構成で入力信号電力あるいは入力信号波長数に よらず一定の利得を有する光増幅中継伝送システムを得ることができる。
また、 制御信号の周波数は、 1 0 0 k H z以上である。 そのため、 固定利得光 増幅器の利得変調が誘発されることがなく、 安定な増幅特性を得ることができる ο
また、 監視信号の波長は、 複数の送信器から送出される波長より短波長である 。 そのため、 なんらかの理由で波長入 nの電力が瞬断した場合にも監視光入 sに より利得制御系の動作状態を制御することが可能となる。
また、 この発明に係る光増幅中継装置は、 波長多重された複数の光信号を増幅 する光増幅中継装置において、 入力される波長多重された複数の光信号を所定の 利得だけ増幅する第 1の固定利得光増幅器と、 第 1の固定利得光増幅器の出力に 含まれる制御波長の電力の一部を抽出する制御光分波器と、 第 1の固定利得光増 幅器の出力を所定値だけ減衰させる光可変減衰器と、 制御光分波器の出力電力を 検出し、 その検出値が一定値となるよう光減衰器の減衰量を制御する光減衰器制 御回路と、 光可変減衰器の出力に接続され、 入力される波長多重された複数の光 信号を所定の利得だけ増幅する第 2の固定利得光増幅器とを有する。 そのため、 波長数の変動に依存しない利得を持つ光増幅中継装置を得ることができる。 さらに、 制御光分波器の出力が消失したことを検出した場合に、 第 2の固定利 得光増幅器の増幅機能を停止させる出力断回路をさらに有する。 そのため、 制御 光がなんらかの原因で停止した場合にも第 2の固定利得光増幅器 4の出力が異常 に増加することを防ぐことが可能となる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 波長多重された複数の光信号を入力する入力端子と、
前記入力端子から入力した複数の光信号を所定の利得だけ増幅する第 1の固定 利得光増幅器と、
前記第 1の固定利得光増幅器が増幅した光信号を所定値だけ減衰させる光可変 減衰器と、
前記光可変減衰器からの光信号を複数の波長に分波する光分波器と、 前記光分波器からの波長分波された複数の光信号を所定の利得だけ増幅する固 定利得光増幅器 l〜nと、
前記固定利得光増幅器 1〜nの出力のいずれかに接続され、 特定の監視光の一 部を抽出する監視光分波器と、
前記固定利得光増幅器 1〜nの出力を合波し光信号を出力する光合波器と、 前記監視光分波器の出力電力を検出し、 その検出値が一定値となるよう前記光 減衰器の減衰量を制御する光減衰器制御回路と
を有することを特徴とする光増幅中継装置。
2 . 波長多重された複数の光信号を入力する入力端子と、
前記入力端子から入力した複数の光信号を所定の利得だけ増幅する第 1の固定 利得光増幅器と、
前記第 1の固定利得光増幅器の出力に接続され、 前記複数の波長を分波して出 力する光分波器と、
前記光分波器の出力を所定値だけ減衰させる光可変減衰器 1〜nと、 前記光可変減衰器 1〜 nからの波長多重された複数の光信号を所定の利得だけ 増幅する固定利得光増幅器 1 ~ nと、
前記固定利得光増幅器 1 ~ nの出力に接続され、 特定の監視光 1〜nの一部を 抽出する監視光分波器 1〜nと、
前記固定利得光増幅器 l〜nの出力を合波し光信号を出力する光合波器と、 前記監視光分波器 1〜 nの出力電力を検出し、 その検出値が一定値となるよう 前記光減衰器の減衰量を制御する光減衰器制御回路 1 ~ nと を有することを特徴とする光増幅中継装置。
3 . 前記第 1の固定利得光増幅器は、
伝送路としての光ファイバと、
前記光ファイバに、 波長多重された複数の光信号の波長帯において誘導ラマン 増幅作用を発生させる励起光源と、
前記励起光源の出力と前記波長多重された複数の光信号を合波する光結合器と を有することを特徴とする請求項 1または 2に記載の光増幅中継装置。
4 . 前記第 1の固定利得光増幅器は、
希土類または遷移金属を添加された光ファイバと、
前記光ファイバに、 波長多重された複数の光信号の波長帯において誘導放出に よる増幅作用を発生させる励起光源と、
前記励起光源の出力と前記波長多重された複数の光信号を合波する光結合器と を有し、 前記希土類または遷移金属を添加された光ファイバは、 非飽和領域にお いて動作する
ことを特徴とする請求項 1または 2に記載の光増幅中継装置。
5 . 前記固定利得光増幅器 1〜nは、
希土類または遷移金属を添加された光ファイノ 及び該希土類または遷移金属 を励起して誘導放出作用を発生させる励起光源をからなる光増幅ュニッ 卜と、 前記光増幅ュニットの増幅波長帯域内に波長を有する補償光を発生する補償光 源と、
前記補償光と前記波長多重された複数の光信号を合波する補償光合波器と、 前記光増幅ュニットの出力における補償光と波長多重された複数の光信号を分 波する補償光分波器と、
前記補償光分波器から出力される補償光の電力と、 前記補償光源の出力におけ る補償光電力との比が、 あらかじめ決められた基準値となるよう前記補償光源の 出力電力を制御する補償光制御回路と
を有することを特徴とする請求項 1から 4のいずれかに記載の光増幅中継装置
6 . 前記固定利得光増幅器 1〜nは、
希土類または遷移金属を添加された光ファイバ、 及び該希土類または遷移金属 を励起して誘導放出作用を発生させる励起光源からなる光増幅ュニッ トと、 前記光増幅ュニッ 卜から出力される自然放出光電力があらかじめ決められた基 準値となるよう前記補償光源の出力電力を制御する補償光制御回路と
を有することを特徴とする請求項 1から 4のいずれかに記載の光増幅中継装置
7 . 前記固定利得光増幅器 1〜 nは、
前記固定利得光増幅器 l〜nの入力または出力に光可変減衰器 1 ' 〜： Q ' を挿 入し、 前記光可変減衰器 1 ' 〜η ' の減衰量を、 周囲温度により変化させる手段 を有することを特徴とする請求項 5または 6に記載の光増幅中継装置。
8 . 情報を伝送するそれそれ異なる波長の光信号を送信する複数の送信器と、 前記複数の波長の光信号を受信する受信器と、
前記送信器と前記受信器の間に設置され、 前記複数の光信号を増幅する複数の 光中継器と、
前記送信器と光中継器との間、 前記複数の光中継器相互間及び前記光中継器と 受信器との間を結ぶ光ファイバで構成される光増幅中継伝送システムにおいて、 前記複数の光信号の一つに特定の周波数の制御信号を重畳する制御信号重畳手 段と、
前記光中継器の出力に接続され、 前記光中継器の出力の一部を取り出して制御 信号の電力を検出する制御信号レベル検出手段と、
前記制御信号レベル検出手段により検出された制御信号レベルが一定となるよ う、 前記光中継器の利得を制御する光中継器利得制御手段と を有することを特徴とする光増幅中継伝送システム。
9 . 情報を伝送するそれそれ異なる波長の光信号を送信する複数の送信器と、 前記複数の波長の光信号を受信する受信器と、
前記送信器と前記受信器の間に設置され、 前記複数の光信号を増幅する複数の 光中継器と、
前記送信器と光中継器との間、 前記複数の光中継器相互間及び前記光中継器と 受信器との間を結ぶ光ファイバで構成される光増幅中継伝送システムにおいて、 前記複数の光信号の一つを特定の周波数の制御信号で変調する制御信号発生手 段と、
前記光中継器の出力に接続され、 前記光中継器の出力の一部を取り出して制御 信号の電力を検出する制御信号レベル検出手段と、
前記制御信号レベル検出手段により検出された制御信号レベルが一定となるよ う、 前記光中継器の利得を制御する光中継器利得制御手段と
を有することを特徴とする光増幅中継伝送システム。
1 0 . 情報を伝送するそれそれ異なる波長の光信号を送信する複数の送信器と 前記複数の波長の光信号を受信する受信器と、
前記送信器と前記受信器の間に設置され、 前記複数の光信号を増幅する複数の 光中継器と、
前記送信器と光中継器との間、 前記複数の光中継器相互間及び前記光中継器と 受信器との間を結ぶ光ファイバで構成される光増幅中継伝送システムにおいて、 前記複数の光信号の一つに特定の周波数の制御信号を重畳する制御信号重畳手 段と、
前記光中継器の出力に接続され、 前記光中継器の出力の一部を取り出して制御 信号の電力を検出する制御信号レベル検出手段と、
前記制御信号レベル検出手段により検出された制御信号レベルが一定となるよ う、 前記光中継器の利得を制御する光中継器利得制御手段と、 前記制御信号の送信光レベルを前記光中継器に伝達する監視信号送信手段と、 前記監視信号送信手段により送出された監視信号を受信し、 前記制御信号の送 信光レベルが正常である場合には前記光中継器利得制御手段を動作させ、 前記制 御信号の送信光レベルが異常である場合には前記光中継器利得制御手段を動作さ せず、 利得を保持させる監視制御手段と
を有することを特徴とする光増幅中継伝送システム。
1 1 . 情報を伝送するそれそれ異なる波長の光信号を送信する複数の送信器と 前記複数の波長の光信号を受信する受信器と、
前記送信器と前記受信器の間に設置され、 前記複数の光信号を増幅する複数の 光中継器と、
前記送信器と光中継器との間、 前記複数の光中継器相互間及び前記光中継器と 受信器との間を結ぶ光ファイバで構成される光増幅中継伝送システムにおいて、 前記複数の光信号の一つを特定の周波数の制御信号で変調する制御信号発生手 段と、
前記光中継器の出力に接続され、 前記光中継器の出力の一部を取り出して制御 信号の電力を検出する制御信号レベル検出手段と、
前記制御信号レベル検出手段により検出された制御信号レベルが一定となるよ う、 前記光中継器の利得を制御する光中継器利得制御手段と、
前記制御信号の送信光レベルを前記光中継器に伝達する監視信号送信手段と、 前記監視信号送信手段により送出された監視信号を受信し、 前記制御信号の送 信光レベルが正常である場合には前記光中継器利得制御手段を動作させ、 前記制 御信号の送信光レベルが異常である場合には前記光中継器利得制御手段を動作さ せず、 利得を保持させる監視制御手段と
を有することを特徴とする光増幅中継伝送システム。
1 2 . 前記光中継器利得制御手段は、 光可変減衰器、 及び前記光可変減衰器を 制御する手段からなる ことを特徴とする請求項 8から 1 1のいずれかに記載の光増幅中継伝送システ ム。
1 3 . 前記制御信号の周波数は、 1 0 0 k H z以上である
ことを特徴とする請求項 8から 1 2のいずれかに記載の光増幅中継伝送システ ム。
1 4 . 前記監視信号の波長は、 前記複数の送信器から送出される波長より短波 長である
ことを特徴とする請求項 1 0から 1 3のいずれかに記載の光増幅中継伝送シス テム。
1 5 . 波長多重された複数の光信号を増幅する光増幅中継装置において、 入力 される波長多重された複数の光信号を所定の利得だけ増幅する第 1の固定利得光 増幅器と、
前記第 1の固定利得光増幅器の出力に含まれる制御波長の電力の一部を抽出す る制御光分波器と、
前記第 1の固定利得光増幅器の出力を所定値だけ減衰させる光可変減衰器と、 前記制御光分波器の出力電力を検出し、 その検出値が一定値となるよう前記光 減衰器の減衰量を制御する光減衰器制御回路と、
前記光可変減衰器の出力に接続され、 入力される波長多重された複数の光信号 を所定の利得だけ増幅する第 2の固定利得光増幅器と
を有することを特徴とする光増幅中継装置。
1 6 . 前記制御光分波器の出力が消失したことを検出した場合に、 前記第 2の 固定利得光増幅器の増幅機能を停止させる出力断回路をさらに有する
ことを特徴とする請求項 1 5に光増幅中継装置。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007281608A (ja) * 2006-04-03 2007-10-25 Mitsubishi Electric Corp 光伝送システム、端局装置及び中継装置
US7372622B2 (en) 2001-12-20 2008-05-13 Fujitsu Limited Optical transmission system, optical repeater, and optical transmission method
JP2008135640A (ja) * 2006-11-29 2008-06-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ゲインクランプ型光増幅器
JP2008166719A (ja) * 2006-12-28 2008-07-17 General Instrument Corp パッシブ光ネットワークにおいて使用される半導体光増幅器を制御する方法および装置
JP2010074678A (ja) * 2008-09-19 2010-04-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光伝送装置、及び光伝送ネットワークシステム
JP2014007511A (ja) * 2012-06-22 2014-01-16 Fujitsu Telecom Networks Ltd 光伝送システム
JP2017208714A (ja) * 2016-05-18 2017-11-24 富士通株式会社 光伝送制御装置及び光信号波長決定方法
JPWO2019065354A1 (ja) * 2017-09-29 2020-11-05 日本電気株式会社 光増幅装置および光増幅方法
JP2021535610A (ja) * 2018-08-30 2021-12-16 オーエフエス ファイテル，エルエルシー 広ゲイン帯域幅ｃバンド光ファイバ増幅器

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3527671B2 (ja) * 1999-04-23 2004-05-17 富士通株式会社 ラマン増幅による光伝送パワーの波長特性制御方法、並びに、それを用いた波長多重光通信システムおよび光増幅器
US7170673B2 (en) * 1999-07-30 2007-01-30 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Optical amplifying repeater apparatus and optical amplifying/repeating transmission system
US7200161B2 (en) * 2001-01-22 2007-04-03 The Boeing Company Side-pumped solid-state disk laser for high-average power
US6625193B2 (en) * 2001-01-22 2003-09-23 The Boeing Company Side-pumped active mirror solid-state laser for high-average power
JP4128356B2 (ja) * 2001-12-28 2008-07-30 富士通株式会社 光デバイスの制御装置
GB0200177D0 (en) 2002-01-04 2002-02-20 Marconi Comm Ltd Noise reduction in optical communications networks
JP3994275B2 (ja) * 2002-07-22 2007-10-17 日本電気株式会社 光直接増幅器
US7206366B2 (en) * 2002-08-07 2007-04-17 Broadcom Corporation System and method for programmably adjusting gain and frequency response in a 10-GigaBit ethernet/fibre channel system
CA2501888C (en) * 2003-03-14 2014-05-27 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical node device, network control device, maintenance-staff device, optical network, and 3r relay implementation node decision method
US7440180B2 (en) * 2004-02-13 2008-10-21 Tang Yin S Integration of rare-earth doped amplifiers into semiconductor structures and uses of same
JP4654649B2 (ja) * 2004-10-07 2011-03-23 ソニー株式会社 量子暗号通信方法、および量子暗号通信装置、並びに量子暗号通信システム
KR100592880B1 (ko) * 2004-12-10 2006-06-26 한국전자통신연구원 병렬 구조 라만 광증폭기
US7446933B2 (en) * 2005-06-23 2008-11-04 At&T Corp Multi-band hybrid SOA-Raman amplifier for CWDM
US8064771B2 (en) * 2005-06-30 2011-11-22 Infinera Corporation Active control loop for power control of optical channel groups
JP4783648B2 (ja) * 2006-02-28 2011-09-28 富士通株式会社 中継装置及び中継方法
JP4724226B2 (ja) * 2006-05-25 2011-07-13 三菱電機株式会社 光中継装置および光中継伝送システム
JP5175459B2 (ja) * 2006-08-23 2013-04-03 日本電気株式会社 光受信機、光受信装置及び光信号受信方法
JP5223638B2 (ja) * 2008-12-05 2013-06-26 住友電気工業株式会社 光受信モジュールの制御方法
US8290376B2 (en) * 2008-12-05 2012-10-16 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical receiver for the WDM system and the method for controlling the same
US9667312B2 (en) * 2015-01-13 2017-05-30 Hughes Network Systems, Llc Radio based automatic level control for linear radio calibration
US11522629B2 (en) * 2021-01-21 2022-12-06 Ciena Corporation Channelized optical amplifiers and amplifier arrays

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0621897A (ja) * 1992-07-01 1994-01-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 波長多重光増幅中継伝送システムおよび光増幅中継器
JPH07240717A (ja) * 1994-02-25 1995-09-12 Oki Electric Ind Co Ltd 光増幅器
JPH09219696A (ja) * 1996-02-14 1997-08-19 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光増幅装置
JPH09238107A (ja) * 1996-02-23 1997-09-09 Lucent Technol Inc 光通信網動作方法
JPH1013357A (ja) * 1996-06-24 1998-01-16 Nec Corp 光増幅器
JPH10126341A (ja) * 1996-10-21 1998-05-15 Fujitsu Ltd 光送信機及び光ネットワークシステム
JPH1174595A (ja) * 1997-08-27 1999-03-16 Hitachi Cable Ltd 光ファイバ増幅器
JPH11174383A (ja) * 1997-12-17 1999-07-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光アイソレータ回路及び光増幅器
JP2000078081A (ja) * 1998-09-03 2000-03-14 Fujitsu Ltd 波長分散補償機能を備えた光増幅器及び光通信システム、並びに波長多重信号光の波長分散補償方法

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2716882B2 (ja) * 1991-06-19 1998-02-18 沖電気工業株式会社 光増幅中継器の監視方式
US5455704A (en) * 1991-11-08 1995-10-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Optical-fiber light amplifier
US5500756A (en) * 1992-02-28 1996-03-19 Hitachi, Ltd. Optical fiber transmission system and supervision method of the same
JPH05292033A (ja) * 1992-04-07 1993-11-05 Fujitsu Ltd 光伝送路の監視制御システム
JPH062197A (ja) 1992-06-15 1994-01-11 Kawasaki Steel Corp 攪拌槽
JPH06132895A (ja) * 1992-10-20 1994-05-13 Hitachi Ltd 光パワー変化補償回路及び光伝送装置
US5280383A (en) * 1992-12-02 1994-01-18 At&T Bell Laboratories Dual-stage low power optical amplifier
GB9305977D0 (en) * 1993-03-23 1993-05-12 Northern Telecom Ltd Transmission system incorporating optical amplifiers
JP3247919B2 (ja) 1993-07-19 2002-01-21 三菱電機株式会社 光増幅装置
GB2280561B (en) * 1993-07-31 1997-03-26 Northern Telecom Ltd Optical transmission system
JP3012760B2 (ja) * 1993-10-25 2000-02-28 三菱電機株式会社 光増幅器及び分配システム及びローカル・エリア・ネットワーク及び利得制御方法
US5392154A (en) * 1994-03-30 1995-02-21 Bell Communications Research, Inc. Self-regulating multiwavelength optical amplifier module for scalable lightwave communications systems
JPH08264871A (ja) * 1995-03-20 1996-10-11 Fujitsu Ltd 多波長一括光増幅装置
JPH08278523A (ja) * 1995-04-05 1996-10-22 Hitachi Ltd 光増幅装置
US6195480B1 (en) * 1997-08-06 2001-02-27 Hitachi, Ltd. Optical transmission device and optical transmission system employing the same
DE19532485A1 (de) * 1995-09-02 1997-03-06 Bosch Gmbh Robert Einrichtung mit optischem Faserverstärker
JP3363003B2 (ja) * 1995-10-03 2003-01-07 株式会社日立製作所 光増幅装置及び光増幅装置を用いた光伝送システム
JP3739453B2 (ja) * 1995-11-29 2006-01-25 富士通株式会社 光増幅器及び該光増幅器を備えた光通信システム
JP3730299B2 (ja) * 1996-02-07 2005-12-21 富士通株式会社 光等化増幅器および光等化増幅方法
US6025947A (en) * 1996-05-02 2000-02-15 Fujitsu Limited Controller which controls a variable optical attenuator to control the power level of a wavelength-multiplexed optical signal when the number of channels are varied
US6400498B1 (en) * 1997-05-29 2002-06-04 Nec Corporation Optical signal repeating and amplifying device and optical level adjusting device
JPH1146030A (ja) * 1997-05-29 1999-02-16 Nec Corp 光信号中継増幅装置及び光レベル調整装置
JPH10341206A (ja) * 1997-06-06 1998-12-22 Nec Corp 波長多重伝送装置
US6335823B2 (en) * 1997-10-17 2002-01-01 Fujitsu Limited Optical amplifier for use in optical communications equipment
JP3522509B2 (ja) * 1997-10-17 2004-04-26 富士通株式会社 光伝送装置及び光通信システム
US6008934A (en) * 1997-11-07 1999-12-28 Lucent Technologies Inc. Shared-pump multi-fiber optical amplifier
JP3829962B2 (ja) * 1998-01-22 2006-10-04 富士通株式会社 光アッテネータ並びに該光アッテネータを備えたシステム、光増幅器及び端局装置
US6151160A (en) * 1998-10-05 2000-11-21 Tyco Submarine Systems Ltd. Broadband Raman pre-amplifier for wavelength division multiplexed optical communication systems
US6275329B1 (en) * 1999-05-10 2001-08-14 Oni Systems Corp. Method and apparatus for amplification of an optical signal
US6307668B1 (en) * 1999-10-04 2001-10-23 Optigain, Inc. Ultra-wide bandwidth fiber based optical amplifier
US6292290B1 (en) * 1999-12-20 2001-09-18 Nortel Networks Limited Methods and apparatus for adjusting power in an optical signal, for providing a seamless optical ring and for providing a bidirectional equalized amplifier

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0621897A (ja) * 1992-07-01 1994-01-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 波長多重光増幅中継伝送システムおよび光増幅中継器
JPH07240717A (ja) * 1994-02-25 1995-09-12 Oki Electric Ind Co Ltd 光増幅器
JPH09219696A (ja) * 1996-02-14 1997-08-19 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光増幅装置
JPH09238107A (ja) * 1996-02-23 1997-09-09 Lucent Technol Inc 光通信網動作方法
JPH1013357A (ja) * 1996-06-24 1998-01-16 Nec Corp 光増幅器
JPH10126341A (ja) * 1996-10-21 1998-05-15 Fujitsu Ltd 光送信機及び光ネットワークシステム
JPH1174595A (ja) * 1997-08-27 1999-03-16 Hitachi Cable Ltd 光ファイバ増幅器
JPH11174383A (ja) * 1997-12-17 1999-07-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光アイソレータ回路及び光増幅器
JP2000078081A (ja) * 1998-09-03 2000-03-14 Fujitsu Ltd 波長分散補償機能を備えた光増幅器及び光通信システム、並びに波長多重信号光の波長分散補償方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JU HAN LEE, WON JAE LEE, NAMKYOO PARK: "Comparative study on temperature-dependent multichannel gain and noise figure distortion for 1.48- and 0.98-mm pumped EDFA's", IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, vol. 10, no. 12, December 1998 (1998-12-01), pages 1721 - 1723, XP002932642 *
See also references of EP1120925A4 *
SUGAYA ET AL.: "Hacho taju er dope fiber hikari zoufukuki no kouseihou no kentou", TECHNICAL RESEARCH REPORT OF THE INSTITUTE OF ELECTRONICS, INFORMATION AND COMMUNICATION ENGINEERS, OCS95-36, vol. 95, no. 185, pages 21 - 26, XP002960362 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7372622B2 (en) 2001-12-20 2008-05-13 Fujitsu Limited Optical transmission system, optical repeater, and optical transmission method
JP2007281608A (ja) * 2006-04-03 2007-10-25 Mitsubishi Electric Corp 光伝送システム、端局装置及び中継装置
JP2008135640A (ja) * 2006-11-29 2008-06-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ゲインクランプ型光増幅器
JP4605662B2 (ja) * 2006-11-29 2011-01-05 日本電信電話株式会社 ゲインクランプ型光増幅器
JP2008166719A (ja) * 2006-12-28 2008-07-17 General Instrument Corp パッシブ光ネットワークにおいて使用される半導体光増幅器を制御する方法および装置
JP2010074678A (ja) * 2008-09-19 2010-04-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光伝送装置、及び光伝送ネットワークシステム
JP2014007511A (ja) * 2012-06-22 2014-01-16 Fujitsu Telecom Networks Ltd 光伝送システム
JP2017208714A (ja) * 2016-05-18 2017-11-24 富士通株式会社 光伝送制御装置及び光信号波長決定方法
JPWO2019065354A1 (ja) * 2017-09-29 2020-11-05 日本電気株式会社 光増幅装置および光増幅方法
US11095388B2 (en) 2017-09-29 2021-08-17 Nec Corporation Optical amplification device and light amplification method
JP2021535610A (ja) * 2018-08-30 2021-12-16 オーエフエス ファイテル，エルエルシー 広ゲイン帯域幅ｃバンド光ファイバ増幅器
JP7387721B2 (ja) 2018-08-30 2023-11-28 オーエフエス ファイテル，エルエルシー 広ゲイン帯域幅ｃバンド光ファイバ増幅器

Also Published As

Publication number Publication date
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US20030021010A1 (en) 2003-01-30
DE60036774T2 (de) 2008-07-24

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