JP2000078081A - 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 - Google Patents
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Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】広帯域の波長多重信号光に対する波長分散を補
償可能にする簡易な構成の光増幅器及び光通信システム
を提供し、また、非線形光学効果の発生確率を低減する
波長多重信号光の波長分散補償方法を提供する。 【解決手段】本光増幅器は、光伝送路から送られる波長
多重信号光をＷＤＭカプラ１で１．５５μｍ帯及び１．
５８μｍ帯に分波して各波長帯用の光ファイバ増幅部
２，３に送る。そして、各可変光減衰器２２，３２を通
過した各波長帯の信号光をＷＤＭカプラ１０で一旦合波
してＤＣＦ１１に送り、各波長帯に対する分散補償を一
括して補償する。さらに、ＤＣＦ１１を通過した信号光
をＷＤＭカプラ１２で再び分波し、各波長帯の光ファイ
バ増幅器２４，３４で増幅した後に、ＷＤＭカプラ４及
び光カプラ１３を介して光伝送路に送出する。
償可能にする簡易な構成の光増幅器及び光通信システム
を提供し、また、非線形光学効果の発生確率を低減する
波長多重信号光の波長分散補償方法を提供する。 【解決手段】本光増幅器は、光伝送路から送られる波長
多重信号光をＷＤＭカプラ１で１．５５μｍ帯及び１．
５８μｍ帯に分波して各波長帯用の光ファイバ増幅部
２，３に送る。そして、各可変光減衰器２２，３２を通
過した各波長帯の信号光をＷＤＭカプラ１０で一旦合波
してＤＣＦ１１に送り、各波長帯に対する分散補償を一
括して補償する。さらに、ＤＣＦ１１を通過した信号光
をＷＤＭカプラ１２で再び分波し、各波長帯の光ファイ
バ増幅器２４，３４で増幅した後に、ＷＤＭカプラ４及
び光カプラ１３を介して光伝送路に送出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長の異なる複数
の信号光が多重された波長多重信号光を増幅する光増幅
器、及び複数の光増幅中継器を介して波長多重信号光を
多中継伝送する光通信システム、並びに波長多重信号光
の波長分散を分散補償ファイバを用いて補償する波長多
重信号光の波長分散補償方法に関し、特に、広帯域の波
長多重信号光に対する波長分散を補償可能にする波長分
散機能を備えた光増幅器及び光通信システム、並びに非
線形光学効果の発生を抑えた波長多重信号光の波長分散
補償方法に関する。
の信号光が多重された波長多重信号光を増幅する光増幅
器、及び複数の光増幅中継器を介して波長多重信号光を
多中継伝送する光通信システム、並びに波長多重信号光
の波長分散を分散補償ファイバを用いて補償する波長多
重信号光の波長分散補償方法に関し、特に、広帯域の波
長多重信号光に対する波長分散を補償可能にする波長分
散機能を備えた光増幅器及び光通信システム、並びに非
線形光学効果の発生を抑えた波長多重信号光の波長分散
補償方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、波長多重（ＷＤＭ）光通信システ
ムの研究開発が精力的に進められており、多重する波長
数は増加の一途を辿っている。これに伴い、信号帯域も
ますます広がりつつある。また、光増幅器を線形中継器
として使用する光増幅中継伝送方式を適用したＷＤＭ光
通信システムの開発も進められている。
ムの研究開発が精力的に進められており、多重する波長
数は増加の一途を辿っている。これに伴い、信号帯域も
ますます広がりつつある。また、光増幅器を線形中継器
として使用する光増幅中継伝送方式を適用したＷＤＭ光
通信システムの開発も進められている。
【０００３】このようなＷＤＭ光増幅中継伝送システム
においては、複数の波長成分を含んだ、例えば１．５３
〜１．５６μｍの波長帯（以下、１．５５μｍ帯とす
る）の信号光を光増幅器で一括して増幅することがで
き、簡素な構成で大容量かつ長距離の光伝送が可能であ
る。さらに、光増幅器の帯域拡張性に着目し、例えば、
１．５７〜１．６０μｍの長波長帯（以下、１．５８μ
ｍ帯とする）を新たな伝送帯域とするシステムも提案さ
れている。
においては、複数の波長成分を含んだ、例えば１．５３
〜１．５６μｍの波長帯（以下、１．５５μｍ帯とす
る）の信号光を光増幅器で一括して増幅することがで
き、簡素な構成で大容量かつ長距離の光伝送が可能であ
る。さらに、光増幅器の帯域拡張性に着目し、例えば、
１．５７〜１．６０μｍの長波長帯（以下、１．５８μ
ｍ帯とする）を新たな伝送帯域とするシステムも提案さ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な光通信システムにおいて、例えば、波長が１．３μｍ
付近で零分散となる単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）等
で構成される光伝送路を用いて、１．５５μｍ帯の信号
光を長距離伝送するような場合、光伝送路の波長分散特
性により、高速の伝送速度で信号光を伝送すると波形が
歪んでしまうという問題がある。
な光通信システムにおいて、例えば、波長が１．３μｍ
付近で零分散となる単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）等
で構成される光伝送路を用いて、１．５５μｍ帯の信号
光を長距離伝送するような場合、光伝送路の波長分散特
性により、高速の伝送速度で信号光を伝送すると波形が
歪んでしまうという問題がある。
【０００５】一般的な１．３μｍ零分散ＳＭＦは、１．
５５μｍ付近で約１８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度の波長分散
がある。例えば、１．５５μｍの信号光を５０ｋｍ伝送
した場合には、９００ｐｓ／ｎｍ（＝１８［ｐｓ／ｎｍ
／ｋｍ］×５０［ｋｍ］）の波長分散が累積することに
なる。これは、一般に１次の分散と呼ばれ、波長幅１ｎ
ｍ当たり９００ｐｓの遅延差が生じることを意味する。
５５μｍ付近で約１８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度の波長分散
がある。例えば、１．５５μｍの信号光を５０ｋｍ伝送
した場合には、９００ｐｓ／ｎｍ（＝１８［ｐｓ／ｎｍ
／ｋｍ］×５０［ｋｍ］）の波長分散が累積することに
なる。これは、一般に１次の分散と呼ばれ、波長幅１ｎ
ｍ当たり９００ｐｓの遅延差が生じることを意味する。
【０００６】この遅延差が伝送特性に影響を及ぼすか否
かは、信号光のタイムスロットに関係する。即ち、信号
光のタイムスロットが波長分散による遅延差よりも十分
に長い場合には伝送波形への影響は小さいが、タイムス
ロットが遅延差に近くなると波長分散の影響が大きくな
って波形が歪むようになる。一般に、１波あたりの信号
光の伝送速度がおよそ２．５Ｇｂ／ｓを超えるようにな
ると、波長分散の補償が必要になると考えられている。
例えば、信号光の伝送速度が１０Ｇｂ／ｓの場合には、
タイムスロットが１００ｐｓとなり、上記の場合の９０
０ｐｓ／ｎｍの波長分散は伝送特性に非常に大きな影響
を及ぼすことになる。
かは、信号光のタイムスロットに関係する。即ち、信号
光のタイムスロットが波長分散による遅延差よりも十分
に長い場合には伝送波形への影響は小さいが、タイムス
ロットが遅延差に近くなると波長分散の影響が大きくな
って波形が歪むようになる。一般に、１波あたりの信号
光の伝送速度がおよそ２．５Ｇｂ／ｓを超えるようにな
ると、波長分散の補償が必要になると考えられている。
例えば、信号光の伝送速度が１０Ｇｂ／ｓの場合には、
タイムスロットが１００ｐｓとなり、上記の場合の９０
０ｐｓ／ｎｍの波長分散は伝送特性に非常に大きな影響
を及ぼすことになる。
【０００７】光ファイバ伝送路の波長分散特性を補償す
るには、伝送路とは逆の波長分散特性をもつ分散補償器
に信号光を通せばよい。９００ｐｓ／ｎｍの波長分散を
補償する場合には、−９００ｐｓ／ｎｍの波長分散を有
する分散補償器を使用することになる。このような分散
補償器としては、例えば、分散補償ファイバ（ＤＣＦ）
などが広く用いられている。
るには、伝送路とは逆の波長分散特性をもつ分散補償器
に信号光を通せばよい。９００ｐｓ／ｎｍの波長分散を
補償する場合には、−９００ｐｓ／ｎｍの波長分散を有
する分散補償器を使用することになる。このような分散
補償器としては、例えば、分散補償ファイバ（ＤＣＦ）
などが広く用いられている。
【０００８】しかしながら、上記のように１．５５μｍ
での波長分散を基準として補償を行う場合、信号光の波
長帯域が広くなると、１．５５μｍからの波長のずれが
大きいほど補償誤差が増大するようになる。即ち、図１
１に示すように、１．３μｍ零分散ＳＭＦの波長分散特
性が波長に対して傾きを持つため、例えば、１．５３μ
ｍの信号光に対する波長分散は１８−ΔS ｐｓ／ｎｍ／
ｋｍとなり、１．５８μｍの信号光に対する波長分散は
１８＋Δl ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなる。従って、５０ｋｍ
伝送を行った場合には、上記−９００ｐｓ／ｎｍの補償
量を有する分散補償器を使用しても、１．５３μｍの信
号光に対してはΔS ×５０ｐｓ／ｎｍ分が過補償とな
り、１．５８μｍの信号光に対してはΔl ×５０ｐｓ／
ｎｍ分が未補償となる。このように光ファイバ伝送路の
波長分散特性が波長に対して傾きをもつために発生する
波長分散を一般に２次の分散と呼び、信号光の波長数が
多くなったり波長帯域が広くなると、１次のみならず２
次の分散の補償を行うことが必要となる。
での波長分散を基準として補償を行う場合、信号光の波
長帯域が広くなると、１．５５μｍからの波長のずれが
大きいほど補償誤差が増大するようになる。即ち、図１
１に示すように、１．３μｍ零分散ＳＭＦの波長分散特
性が波長に対して傾きを持つため、例えば、１．５３μ
ｍの信号光に対する波長分散は１８−ΔS ｐｓ／ｎｍ／
ｋｍとなり、１．５８μｍの信号光に対する波長分散は
１８＋Δl ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなる。従って、５０ｋｍ
伝送を行った場合には、上記−９００ｐｓ／ｎｍの補償
量を有する分散補償器を使用しても、１．５３μｍの信
号光に対してはΔS ×５０ｐｓ／ｎｍ分が過補償とな
り、１．５８μｍの信号光に対してはΔl ×５０ｐｓ／
ｎｍ分が未補償となる。このように光ファイバ伝送路の
波長分散特性が波長に対して傾きをもつために発生する
波長分散を一般に２次の分散と呼び、信号光の波長数が
多くなったり波長帯域が広くなると、１次のみならず２
次の分散の補償を行うことが必要となる。
【０００９】上述したように、波長多重信号光の帯域と
して１．５５μｍ帯や１．５８μｍ帯を使用し、１波の
伝送速度が２．５Ｇｂ／ｓを超えるような高速のＷＤＭ
光増幅中継伝送システムが要望されており、このような
システムの実現には、１次及び２次の波長分散の補償を
如何にして効率的に行うかが重要な課題となる。また、
上記のような広い波長帯域における波長分散補償を一括
して行うようなときには、大きなパワーの信号光が分散
補償器に送られることが考えられるため、例えば相互位
相変調（ＸＰＭ）や４光波混合（ＦＷＭ）等の非線形光
学効果が発生し易くなって伝送特性が劣化するおそれが
ある。
して１．５５μｍ帯や１．５８μｍ帯を使用し、１波の
伝送速度が２．５Ｇｂ／ｓを超えるような高速のＷＤＭ
光増幅中継伝送システムが要望されており、このような
システムの実現には、１次及び２次の波長分散の補償を
如何にして効率的に行うかが重要な課題となる。また、
上記のような広い波長帯域における波長分散補償を一括
して行うようなときには、大きなパワーの信号光が分散
補償器に送られることが考えられるため、例えば相互位
相変調（ＸＰＭ）や４光波混合（ＦＷＭ）等の非線形光
学効果が発生し易くなって伝送特性が劣化するおそれが
ある。
【００１０】本発明は上記の点に着目してなされたもの
で、広帯域の波長多重信号光に対する波長分散を補償可
能にする簡易な構成の光増幅器及び光通信システムを提
供することを目的とする。また、非線形光学効果の発生
確率を低減する波長多重信号光の波長分散補償方法を提
供することを目的とする。
で、広帯域の波長多重信号光に対する波長分散を補償可
能にする簡易な構成の光増幅器及び光通信システムを提
供することを目的とする。また、非線形光学効果の発生
確率を低減する波長多重信号光の波長分散補償方法を提
供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】このため本発明の波長分
散補償機能を備えた光増幅器の１つの態様としては、光
波長に応じて複数の波長帯域に分波し、複数の光増幅手
段により前記分波した各波長帯域の光をそれぞれ増幅
し、該増幅した光を合波する構成の光増幅器であって、
波長分散を補償する波長分散補償手段と、前記各光増幅
手段内の各々の波長帯域の光を一旦取り出し合波して前
記波長分散補償手段に入力するとともに、前記波長分散
補償手段から出力される光を前記各波長帯域に分波して
前記各光増幅手段に戻す光合分波手段と、を備えて構成
されるものである。
散補償機能を備えた光増幅器の１つの態様としては、光
波長に応じて複数の波長帯域に分波し、複数の光増幅手
段により前記分波した各波長帯域の光をそれぞれ増幅
し、該増幅した光を合波する構成の光増幅器であって、
波長分散を補償する波長分散補償手段と、前記各光増幅
手段内の各々の波長帯域の光を一旦取り出し合波して前
記波長分散補償手段に入力するとともに、前記波長分散
補償手段から出力される光を前記各波長帯域に分波して
前記各光増幅手段に戻す光合分波手段と、を備えて構成
されるものである。
【００１２】かかる構成によれば、光伝送路等から送ら
れてきた波長多重光は、複数の波長帯域に分波された後
に各光増幅手段に送られて各波長帯域毎に増幅される。
この光増幅の際に、各波長帯域の光が光増幅手段から一
旦取り出され合波されて波長分散補償手段に送られ、各
波長帯域に対する波長分散が補償された後に、再び各波
長帯域に分波されて各光増幅手段に戻される。これによ
り波長分散補償の施された光が各光増幅手段から出力さ
れ、それぞれの光を合波した波長多重光が光伝送路等に
送出される。従って、波長分散補償機能を備えた光増幅
器が簡易な構成により実現されるようになる。
れてきた波長多重光は、複数の波長帯域に分波された後
に各光増幅手段に送られて各波長帯域毎に増幅される。
この光増幅の際に、各波長帯域の光が光増幅手段から一
旦取り出され合波されて波長分散補償手段に送られ、各
波長帯域に対する波長分散が補償された後に、再び各波
長帯域に分波されて各光増幅手段に戻される。これによ
り波長分散補償の施された光が各光増幅手段から出力さ
れ、それぞれの光を合波した波長多重光が光伝送路等に
送出される。従って、波長分散補償機能を備えた光増幅
器が簡易な構成により実現されるようになる。
【００１３】また、上記の光増幅器について、前記各光
増幅手段は、直列に接続された前段光増幅部及び後段光
増幅部を備え、前記光合分波手段は、前記各光増幅手段
の前段光増幅部及び後段光増幅部の間から信号光を取り
出すようにするのが好ましい。このような構成とするこ
とで、適当なパワーの信号光が波長分散補償手段に入力
されるため、非線形光学効果の発生や光ＳＮ比の劣化が
抑制されるようになる。
増幅手段は、直列に接続された前段光増幅部及び後段光
増幅部を備え、前記光合分波手段は、前記各光増幅手段
の前段光増幅部及び後段光増幅部の間から信号光を取り
出すようにするのが好ましい。このような構成とするこ
とで、適当なパワーの信号光が波長分散補償手段に入力
されるため、非線形光学効果の発生や光ＳＮ比の劣化が
抑制されるようになる。
【００１４】さらに、前記各光増幅手段の具体的な構成
としては、前記光増幅手段の前記前段光増幅部と前記光
合分波手段との間に、可変光減衰器を設けるようにする
のがよい。また、前記可変光減衰器は、前記後段光増幅
部から出力される光のパワーが一定レベルになるように
光減衰量が制御され、前記前段光増幅部及び前記後段光
増幅部は、利得が一定になるように制御されるようにす
るのが好ましい。
としては、前記光増幅手段の前記前段光増幅部と前記光
合分波手段との間に、可変光減衰器を設けるようにする
のがよい。また、前記可変光減衰器は、前記後段光増幅
部から出力される光のパワーが一定レベルになるように
光減衰量が制御され、前記前段光増幅部及び前記後段光
増幅部は、利得が一定になるように制御されるようにす
るのが好ましい。
【００１５】加えて、上述した光増幅器については、前
記波長分散補償手段が、分散補償ファイバであり、前記
光合分波手段は、前記分散補償ファイバの両端部にそれ
ぞれ接続される２つの光合分波器を有し、前記各光増幅
手段から一旦取り出した光のうちの隣り合う波長帯域の
光が、異なる前記光合分波器を介して前記分散補償ファ
イバにそれぞれ入力されるようにするのが好ましい。ま
た、前記各光合分波器は光サーキュレータとしてもよ
い。
記波長分散補償手段が、分散補償ファイバであり、前記
光合分波手段は、前記分散補償ファイバの両端部にそれ
ぞれ接続される２つの光合分波器を有し、前記各光増幅
手段から一旦取り出した光のうちの隣り合う波長帯域の
光が、異なる前記光合分波器を介して前記分散補償ファ
イバにそれぞれ入力されるようにするのが好ましい。ま
た、前記各光合分波器は光サーキュレータとしてもよ
い。
【００１６】かかる構成によれば、隣り合う波長帯域の
信号光が、異なる光合分波器を介して分散補償ファイバ
の各端部からそれぞれ入力され、分散補償ファイバ内を
互いに異なる方向に伝搬されるようになる。これによ
り、分散補償ファイバの特定の部分に大きなパワーの信
号光が集中するようなことがなくなるとともに、隣り合
う波長帯域の光の伝搬方向が対向するようになるため、
分散補償ファイバ内での非線形光学効果の発生確率がよ
り低くなる。
信号光が、異なる光合分波器を介して分散補償ファイバ
の各端部からそれぞれ入力され、分散補償ファイバ内を
互いに異なる方向に伝搬されるようになる。これによ
り、分散補償ファイバの特定の部分に大きなパワーの信
号光が集中するようなことがなくなるとともに、隣り合
う波長帯域の光の伝搬方向が対向するようになるため、
分散補償ファイバ内での非線形光学効果の発生確率がよ
り低くなる。
【００１７】また、本発明の波長分散補償機能を備えた
光増幅器の他の態様としては、光波長に応じて複数の波
長帯域に分波し、複数の光増幅手段により前記分波した
各波長帯域の光をそれぞれ増幅し、該増幅した光を合波
する構成の光増幅器であって、予め設定した波長に対す
る分散量を基準として、波長分散を補償する第１波長分
散補償手段と、前記各光増幅手段に送られた各々の波長
帯域の光を一旦取り出し合波して前記第１波長分散補償
手段に入力するとともに、前記第１波長分散補償手段か
ら出力される光を前記各波長帯域に分波して前記各光増
幅手段に戻す光合分波手段と、前記第１波長分散補償手
段で補償されなかった波長分散を各波長帯域毎に個別に
補償する第２波長分散補償手段と、を備えて構成される
ものである。
光増幅器の他の態様としては、光波長に応じて複数の波
長帯域に分波し、複数の光増幅手段により前記分波した
各波長帯域の光をそれぞれ増幅し、該増幅した光を合波
する構成の光増幅器であって、予め設定した波長に対す
る分散量を基準として、波長分散を補償する第１波長分
散補償手段と、前記各光増幅手段に送られた各々の波長
帯域の光を一旦取り出し合波して前記第１波長分散補償
手段に入力するとともに、前記第１波長分散補償手段か
ら出力される光を前記各波長帯域に分波して前記各光増
幅手段に戻す光合分波手段と、前記第１波長分散補償手
段で補償されなかった波長分散を各波長帯域毎に個別に
補償する第２波長分散補償手段と、を備えて構成される
ものである。
【００１８】かかる構成によれば、１つの波長分散補償
手段で各波長帯域に対する波長分散を補償できない場合
には、予め設定した波長に対する分散量を基準として波
長分散を補償する第１波長分散補償手段を設けるととも
に、該第１波長分散補償手段で補償しきれなかった波長
分散を各波長帯域毎に個別に補償する第２波長分散補償
手段を設けるようにする。これにより各波長帯域に対し
て波長分散補償を施すことが可能な光増幅器が比較的簡
易な構成により実現される。
手段で各波長帯域に対する波長分散を補償できない場合
には、予め設定した波長に対する分散量を基準として波
長分散を補償する第１波長分散補償手段を設けるととも
に、該第１波長分散補償手段で補償しきれなかった波長
分散を各波長帯域毎に個別に補償する第２波長分散補償
手段を設けるようにする。これにより各波長帯域に対し
て波長分散補償を施すことが可能な光増幅器が比較的簡
易な構成により実現される。
【００１９】本発明の光通信システムの１つの態様とし
ては、光伝送路を介して直列に接続された複数の光増幅
中継器を用いて波長多重信号光を多中継伝送する光通信
システムにおいて、前記複数の光増幅中継器は、光波長
に応じて複数の波長帯域に分波し、複数の光増幅手段に
より前記分波した各波長帯域の光をそれぞれ増幅し、該
増幅した光を合波する構成の光増幅器であって、それら
複数の光増幅中継器は第１と第２の構成を有し、前記第
１の構成の光増幅中継器は、予め設定した波長に対する
分散量を基準として前記波長多重信号光の波長分散を補
償する１つの波長分散補償手段と、前記各光増幅手段に
送られた各々の波長帯域の光を一旦取り出し合波して前
記波長分散補償手段に入力するとともに、前記波長分散
補償手段から出力される光を前記各波長帯域に分波して
前記各光増幅手段に戻す光合分波手段と、を備え、前記
第２の構成の光増幅中継器は、前記波長分散補償手段で
補償されなかった波長分散を各波長帯域毎に個別に補償
可能な波長分散補償手段を備えるようにしたものであ
る。特に、前記第１の構成の光増幅中継器と前記第２の
構成の光増幅中継器とが、１つおきに交互に配置される
ようにするのが好ましい。
ては、光伝送路を介して直列に接続された複数の光増幅
中継器を用いて波長多重信号光を多中継伝送する光通信
システムにおいて、前記複数の光増幅中継器は、光波長
に応じて複数の波長帯域に分波し、複数の光増幅手段に
より前記分波した各波長帯域の光をそれぞれ増幅し、該
増幅した光を合波する構成の光増幅器であって、それら
複数の光増幅中継器は第１と第２の構成を有し、前記第
１の構成の光増幅中継器は、予め設定した波長に対する
分散量を基準として前記波長多重信号光の波長分散を補
償する１つの波長分散補償手段と、前記各光増幅手段に
送られた各々の波長帯域の光を一旦取り出し合波して前
記波長分散補償手段に入力するとともに、前記波長分散
補償手段から出力される光を前記各波長帯域に分波して
前記各光増幅手段に戻す光合分波手段と、を備え、前記
第２の構成の光増幅中継器は、前記波長分散補償手段で
補償されなかった波長分散を各波長帯域毎に個別に補償
可能な波長分散補償手段を備えるようにしたものであ
る。特に、前記第１の構成の光増幅中継器と前記第２の
構成の光増幅中継器とが、１つおきに交互に配置される
ようにするのが好ましい。
【００２０】かかる構成によれば、複数の光増幅中継器
を介して多中継伝送される波長多重信号光が、第１の構
成の光増幅中継器を通過する際には、１つの波長分散補
償手段により光伝送路の波長分散特性が補償される。こ
こでの波長分散補償は、予め設定した波長に対する分散
量を基準としており、各波長帯域すべてについて十分な
分散補償は行われない。このため、波長多重信号光が第
２の構成の光増幅中継器を通過する際に、補償しきれな
かった波長分散を各波長帯域毎に個別に補償するように
する。これにより、複数の光増幅中継器全体として光伝
送路の波長分散特性が補償可能となる。従って、第１の
構成の光増幅中継器は簡易な構成となるため、波長分散
機能を備えた光通信システムの実現が容易なものとな
る。
を介して多中継伝送される波長多重信号光が、第１の構
成の光増幅中継器を通過する際には、１つの波長分散補
償手段により光伝送路の波長分散特性が補償される。こ
こでの波長分散補償は、予め設定した波長に対する分散
量を基準としており、各波長帯域すべてについて十分な
分散補償は行われない。このため、波長多重信号光が第
２の構成の光増幅中継器を通過する際に、補償しきれな
かった波長分散を各波長帯域毎に個別に補償するように
する。これにより、複数の光増幅中継器全体として光伝
送路の波長分散特性が補償可能となる。従って、第１の
構成の光増幅中継器は簡易な構成となるため、波長分散
機能を備えた光通信システムの実現が容易なものとな
る。
【００２１】また、本発明の波長分散補償方法は、波長
多重信号光の波長分散を分散補償ファイバを用いて補償
する波長多重信号光の波長分散補償方法において、前記
波長多重信号光を波長に応じて複数の波長帯域に分波
し、該分波した光のうちの隣り合う波長帯域の光を、前
記分散補償ファイバの異なる端部からそれぞれ入力し、
前記分散補償ファイバの各端部からそれぞれ出力される
各波長帯域の光を合波してなるものである。
多重信号光の波長分散を分散補償ファイバを用いて補償
する波長多重信号光の波長分散補償方法において、前記
波長多重信号光を波長に応じて複数の波長帯域に分波
し、該分波した光のうちの隣り合う波長帯域の光を、前
記分散補償ファイバの異なる端部からそれぞれ入力し、
前記分散補償ファイバの各端部からそれぞれ出力される
各波長帯域の光を合波してなるものである。
【００２２】かかる方法によれば、隣り合う波長帯域の
光が、分散補償ファイバの異なる端部からそれぞれ入力
され、分散補償ファイバ内を互いに異なる方向に伝搬さ
れるようになる。これにより、分散補償ファイバの特定
の部分に大きなパワーの光が集中するようなことがなく
なるとともに、隣り合う波長帯域の光の伝搬方向が対向
するようになるため、分散補償ファイバ内での非線形光
学効果の発生確率がより低くなる。
光が、分散補償ファイバの異なる端部からそれぞれ入力
され、分散補償ファイバ内を互いに異なる方向に伝搬さ
れるようになる。これにより、分散補償ファイバの特定
の部分に大きなパワーの光が集中するようなことがなく
なるとともに、隣り合う波長帯域の光の伝搬方向が対向
するようになるため、分散補償ファイバ内での非線形光
学効果の発生確率がより低くなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。まず最初に、例えば１．５５μｍ
帯（１．５３〜１．５６μｍ）及び１．５８μｍ帯
（１．５７〜１．６０μｍ）を波長帯域とする波長多重
信号光の増幅を行う光増幅器として考えられている基本
構成について説明する。
に基づいて説明する。まず最初に、例えば１．５５μｍ
帯（１．５３〜１．５６μｍ）及び１．５８μｍ帯
（１．５７〜１．６０μｍ）を波長帯域とする波長多重
信号光の増幅を行う光増幅器として考えられている基本
構成について説明する。
【００２４】一般に使用されている光増幅器、特に、光
ファイバ増幅器では、上記のような６０ｎｍを超える広
い帯域にわたって等しい利得を得ることは難しい。そこ
で、例えば波長帯域を１．５５μｍ帯及び１．５８μｍ
帯の２つに分割し、それぞれの帯域で等しい利得が得ら
れる光ファイバ増幅器を用いる構成が考えられている。
このような光増幅器の基本構成を図１のブロック図に示
す。
ファイバ増幅器では、上記のような６０ｎｍを超える広
い帯域にわたって等しい利得を得ることは難しい。そこ
で、例えば波長帯域を１．５５μｍ帯及び１．５８μｍ
帯の２つに分割し、それぞれの帯域で等しい利得が得ら
れる光ファイバ増幅器を用いる構成が考えられている。
このような光増幅器の基本構成を図１のブロック図に示
す。
【００２５】図１の光増幅器では、１本の光ファイバか
ら送られてくる波長多重信号光が、ＷＤＭカプラ１で
１．５５μｍ帯の光と１．５８μｍ帯の光に分波され
る。そして、１．５５μｍ帯及び１．５８μｍ帯の各波
長多重信号光は、１．５５μｍ帯用光ファイバ増幅部２
及び１．５８μｍ帯用光ファイバ増幅部３にそれぞれ送
られて各波長成分がほぼ等しい利得で増幅される。光フ
ァイバ増幅器２，３で増幅された各々の波長多重信号光
は、ＷＤＭカプラ４で合波されて１本の光ファイバに出
力される。
ら送られてくる波長多重信号光が、ＷＤＭカプラ１で
１．５５μｍ帯の光と１．５８μｍ帯の光に分波され
る。そして、１．５５μｍ帯及び１．５８μｍ帯の各波
長多重信号光は、１．５５μｍ帯用光ファイバ増幅部２
及び１．５８μｍ帯用光ファイバ増幅部３にそれぞれ送
られて各波長成分がほぼ等しい利得で増幅される。光フ
ァイバ増幅器２，３で増幅された各々の波長多重信号光
は、ＷＤＭカプラ４で合波されて１本の光ファイバに出
力される。
【００２６】以下に示す本発明の各実施形態に係る光増
幅器は、上記のような基本構成を有する光増幅器につい
て適用されるものであり、１波あたりについて２．５Ｇ
ｂ／ｓを超える伝送速度、例えば１０Ｇｂ／ｓで伝送さ
れる波長多重信号光の増幅処理を行う場合に、光増幅器
内で波長分散補償を行えるようにしたものである。図２
は、本発明の第１の実施形態に係る光増幅器の構成を示
すブロック図である。ただし、第１の実施形態では、
１．３μｍ零分散ＳＭＦの１．５５μｍ帯及び１．５８
μｍ帯に対する波長分散特性を一括して補償可能な２次
分散補償型の分散補償ファイバ（ＤＣＦ）の使用を前提
とする。
幅器は、上記のような基本構成を有する光増幅器につい
て適用されるものであり、１波あたりについて２．５Ｇ
ｂ／ｓを超える伝送速度、例えば１０Ｇｂ／ｓで伝送さ
れる波長多重信号光の増幅処理を行う場合に、光増幅器
内で波長分散補償を行えるようにしたものである。図２
は、本発明の第１の実施形態に係る光増幅器の構成を示
すブロック図である。ただし、第１の実施形態では、
１．３μｍ零分散ＳＭＦの１．５５μｍ帯及び１．５８
μｍ帯に対する波長分散特性を一括して補償可能な２次
分散補償型の分散補償ファイバ（ＤＣＦ）の使用を前提
とする。
【００２７】図２において、本光増幅器は、上述した基
本構成について、１．５５μｍ帯用光ファイバ増幅部２
及び１．５８μｍ帯用光ファイバ増幅部３をそれぞれ２
段増幅型の構成とし、後段光増幅部に送られる前の各波
長帯の信号光を取り出してＷＤＭカプラ１０で一旦合波
した後にＤＣＦ１１に送り、ＤＣＦ１１を通過した信号
光をＷＤＭカプラ１２で１．５５μｍ帯及び１．５８μ
ｍ帯に再び分波して、各光ファイバ増幅部２，３の後段
光増幅部に戻すようにしたものである。従って、ここで
は、各光ファイバ増幅部２，３が光増幅手段として機能
し、ＤＣＦ１１が波長分散補償手段として機能し、ＷＤ
Ｍカプラ１０，１２が光合分波手段として機能する。
本構成について、１．５５μｍ帯用光ファイバ増幅部２
及び１．５８μｍ帯用光ファイバ増幅部３をそれぞれ２
段増幅型の構成とし、後段光増幅部に送られる前の各波
長帯の信号光を取り出してＷＤＭカプラ１０で一旦合波
した後にＤＣＦ１１に送り、ＤＣＦ１１を通過した信号
光をＷＤＭカプラ１２で１．５５μｍ帯及び１．５８μ
ｍ帯に再び分波して、各光ファイバ増幅部２，３の後段
光増幅部に戻すようにしたものである。従って、ここで
は、各光ファイバ増幅部２，３が光増幅手段として機能
し、ＤＣＦ１１が波長分散補償手段として機能し、ＷＤ
Ｍカプラ１０，１２が光合分波手段として機能する。
【００２８】１．５５μｍ帯用光ファイバ増幅部２の構
成は、例えば、前段光増幅部としての光ファイバ増幅器
２０と、後段光増幅部としての光ファイバ増幅器２４
と、各光ファイバ増幅器２０，２４の間に設けられた可
変光減衰器（ＡＴＴ）２２とを備えるものとする。ま
た、それぞれの光ファイバ増幅器２０，２４には、増幅
利得を一定に制御する自動利得制御（ＡＧＣ）回路２
１，２５が設けられ、さらに、ＡＴＴ２２には、後段の
光ファイバ増幅器２４から出力される信号光のパワーレ
ベルが一定になるように可変減衰量を制御する自動レベ
ル制御（ＡＬＣ）回路２３が設けられている。各光ファ
イバ増幅器２０，２４は、例えば図示しないが、０．９
８μｍ帯や１．４８μｍ帯の励起光により励起状態とさ
れたエルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）に１．５５μ
ｍ帯の信号光を送ることで、１．５５μｍ帯の各波長光
をほぼ等しい利得で増幅するものである。
成は、例えば、前段光増幅部としての光ファイバ増幅器
２０と、後段光増幅部としての光ファイバ増幅器２４
と、各光ファイバ増幅器２０，２４の間に設けられた可
変光減衰器（ＡＴＴ）２２とを備えるものとする。ま
た、それぞれの光ファイバ増幅器２０，２４には、増幅
利得を一定に制御する自動利得制御（ＡＧＣ）回路２
１，２５が設けられ、さらに、ＡＴＴ２２には、後段の
光ファイバ増幅器２４から出力される信号光のパワーレ
ベルが一定になるように可変減衰量を制御する自動レベ
ル制御（ＡＬＣ）回路２３が設けられている。各光ファ
イバ増幅器２０，２４は、例えば図示しないが、０．９
８μｍ帯や１．４８μｍ帯の励起光により励起状態とさ
れたエルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）に１．５５μ
ｍ帯の信号光を送ることで、１．５５μｍ帯の各波長光
をほぼ等しい利得で増幅するものである。
【００２９】なお、上記の構成は、例えば、本出願人の
先願である特開平８−２４８４５５号公報等に記載され
た光ファイバ増幅器の構成と同様であり、ここでの具体
的な説明は省略する。１．５８μｍ帯用光ファイバ増幅
部３の構成も、１．５５μｍ帯用光ファイバ増幅部２の
構成と同様に、ＡＧＣ回路３１，３５を備えた光ファイ
バ増幅器３０，３４と、ＡＬＣ回路３３を備えた可変光
減衰器（ＡＴＴ）３２とを備えるものとする。ただし、
各光ファイバ増幅器３０，３４には、公知の１．５８μ
ｍ帯用光ファイバ増幅器を用いており、１．５８μｍ帯
で光増幅作用が生じるように、例えば、１．５５μｍ帯
の光ファイバ増幅器と比べてＥＤＦ長を長くしてある等
の違いがある。
先願である特開平８−２４８４５５号公報等に記載され
た光ファイバ増幅器の構成と同様であり、ここでの具体
的な説明は省略する。１．５８μｍ帯用光ファイバ増幅
部３の構成も、１．５５μｍ帯用光ファイバ増幅部２の
構成と同様に、ＡＧＣ回路３１，３５を備えた光ファイ
バ増幅器３０，３４と、ＡＬＣ回路３３を備えた可変光
減衰器（ＡＴＴ）３２とを備えるものとする。ただし、
各光ファイバ増幅器３０，３４には、公知の１．５８μ
ｍ帯用光ファイバ増幅器を用いており、１．５８μｍ帯
で光増幅作用が生じるように、例えば、１．５５μｍ帯
の光ファイバ増幅器と比べてＥＤＦ長を長くしてある等
の違いがある。
【００３０】１．５８μｍ帯用光ファイバ増幅器の動作
原理を簡単に説明すると、１．４８μｍ帯または０．９
８μｍ帯の励起光によりＥＤＦ内のエルビウム原子が励
起され、ＥＤＦの前半部分で１．５５μｍ帯自然放出光
（ＡＳＥ）が発生する。この１．５５μｍ帯ＡＳＥがＥ
ＤＦの後半部分において再吸収されることにより１．５
８μｍ帯の誘導放出が生じる。この１．５８μｍ帯の誘
導放出断面積は１．５５μｍ帯のものに比べて小さく、
また十分に大きな１．５５μｍ帯ＡＳＥを発生させる必
要があるため、例えば、ＥＤＦのファイバ長を長くする
などして１．５８μｍ帯の光増幅を実現させている。
原理を簡単に説明すると、１．４８μｍ帯または０．９
８μｍ帯の励起光によりＥＤＦ内のエルビウム原子が励
起され、ＥＤＦの前半部分で１．５５μｍ帯自然放出光
（ＡＳＥ）が発生する。この１．５５μｍ帯ＡＳＥがＥ
ＤＦの後半部分において再吸収されることにより１．５
８μｍ帯の誘導放出が生じる。この１．５８μｍ帯の誘
導放出断面積は１．５５μｍ帯のものに比べて小さく、
また十分に大きな１．５５μｍ帯ＡＳＥを発生させる必
要があるため、例えば、ＥＤＦのファイバ長を長くする
などして１．５８μｍ帯の光増幅を実現させている。
【００３１】各ＷＤＭカプラ１０，１２は、ＷＤＭカプ
ラ１，４と同様に、１．５５μｍ帯及び１．５８μｍ帯
の光が所定のポートに入力されると、それらの光を合波
して１つのポートから出力し、これとは逆に、１．５５
μｍ帯及び１．５８μｍ帯が合波された光が入力される
と、その光を１．５５μｍ帯の光と１．５８μｍ帯の光
とに分波して所定のポートから出力するものである。
ラ１，４と同様に、１．５５μｍ帯及び１．５８μｍ帯
の光が所定のポートに入力されると、それらの光を合波
して１つのポートから出力し、これとは逆に、１．５５
μｍ帯及び１．５８μｍ帯が合波された光が入力される
と、その光を１．５５μｍ帯の光と１．５８μｍ帯の光
とに分波して所定のポートから出力するものである。
【００３２】ＤＣＦ１１は、前述したように、１．５５
μｍ帯及び１．５８μｍ帯を含む広帯域な２次分散補償
型の分散補償ファイバとする。具体的には、上述の図１
１に示した１．３μｍ零分散ＳＭＦの波長分散特性とは
対称的な、負の符号及び負の傾きの波長分散特性を有す
る分散補償ファイバを用いる。このＤＣＦ１１は、ＳＭ
Ｆに比べて損失が大きく、ここでは、例えば長さが１０
ｋｍ前後で１０ｄＢ程度の損失があるものとする。
μｍ帯及び１．５８μｍ帯を含む広帯域な２次分散補償
型の分散補償ファイバとする。具体的には、上述の図１
１に示した１．３μｍ零分散ＳＭＦの波長分散特性とは
対称的な、負の符号及び負の傾きの波長分散特性を有す
る分散補償ファイバを用いる。このＤＣＦ１１は、ＳＭ
Ｆに比べて損失が大きく、ここでは、例えば長さが１０
ｋｍ前後で１０ｄＢ程度の損失があるものとする。
【００３３】また、本実施形態では、出力側のＷＤＭカ
プラ４の後段に、光カプラ１３が設けてある。この光カ
プラ１３は、本光増幅器の出力光となるＷＤＭカプラ４
で合波された波長多重信号光の一部を、例えば１０：１
の分岐比等で取り出してモニタ光を得るためのものであ
る。なお、図２では、１．５５μｍ帯用の光増幅器の入
力及び出力をコネクタインターフェースであるとしてい
る。このようにすると、単に１．５５μｍ帯用光増幅器
の入出力を入れ換えるだけで、後述する図３に示すよう
な双方向光増幅器が実現できる。これは本構成では１．
５５μｍ帯，１．５８μｍ帯の両者ともに可変光減衰器
によりＡＬＣを実現しているために可能となる。即ち、
光増幅器を設定するポイントの入力側と出力側のスパン
ロスが異なっていても、可変光減衰器がスパンロスの変
動を吸収するので、単方向、双方向の選択が可能となる
のである。
プラ４の後段に、光カプラ１３が設けてある。この光カ
プラ１３は、本光増幅器の出力光となるＷＤＭカプラ４
で合波された波長多重信号光の一部を、例えば１０：１
の分岐比等で取り出してモニタ光を得るためのものであ
る。なお、図２では、１．５５μｍ帯用の光増幅器の入
力及び出力をコネクタインターフェースであるとしてい
る。このようにすると、単に１．５５μｍ帯用光増幅器
の入出力を入れ換えるだけで、後述する図３に示すよう
な双方向光増幅器が実現できる。これは本構成では１．
５５μｍ帯，１．５８μｍ帯の両者ともに可変光減衰器
によりＡＬＣを実現しているために可能となる。即ち、
光増幅器を設定するポイントの入力側と出力側のスパン
ロスが異なっていても、可変光減衰器がスパンロスの変
動を吸収するので、単方向、双方向の選択が可能となる
のである。
【００３４】次に、本実施形態の動作について説明す
る。まず、１．３μｍ零分散ＳＭＦ内を伝送されてきた
波長多重信号光が本光増幅器のＷＤＭカプラ１に入射さ
れると、その波長多重信号光が波長帯に応じて分波さ
れ、１．５５μｍ帯の信号光成分が１．５５μｍ帯用光
ファイバ増幅部２に送られ、１．５８μｍ帯の信号光成
分が１．５８μｍ帯用光ファイバ増幅部３に送られる。
ここで、波長多重信号光の具体的な一例を挙げると、
１．５５μｍ帯の信号光としては、１５３５ｎｍから１
５６５ｎｍまでの波長帯に３２波の信号光が多重され、
１．５８μｍ帯の信号光としては、１５７５ｎｍから１
６０５ｎｍまでの波長帯に３２波の信号光が多重された
ものなどとすることができる。なお、本発明の波長多重
信号光はこれに限られるものではない。
る。まず、１．３μｍ零分散ＳＭＦ内を伝送されてきた
波長多重信号光が本光増幅器のＷＤＭカプラ１に入射さ
れると、その波長多重信号光が波長帯に応じて分波さ
れ、１．５５μｍ帯の信号光成分が１．５５μｍ帯用光
ファイバ増幅部２に送られ、１．５８μｍ帯の信号光成
分が１．５８μｍ帯用光ファイバ増幅部３に送られる。
ここで、波長多重信号光の具体的な一例を挙げると、
１．５５μｍ帯の信号光としては、１５３５ｎｍから１
５６５ｎｍまでの波長帯に３２波の信号光が多重され、
１．５８μｍ帯の信号光としては、１５７５ｎｍから１
６０５ｎｍまでの波長帯に３２波の信号光が多重された
ものなどとすることができる。なお、本発明の波長多重
信号光はこれに限られるものではない。
【００３５】１．５５μｍ帯用光ファイバ増幅部２に入
力された信号光は、最初に光ファイバ増幅器２０で所定
のレベルまで増幅される。この光ファイバ増幅器２０で
は、ＡＧＣ回路２１により利得が一定に制御されている
ため、広い入力レンジで利得の波長特性が一定となる。
そして、光ファイバ増幅器２０から出力された信号光
は、可変光減衰器２２に送られＡＬＣ回路２３によって
制御された光減衰量に応じて減衰される。可変光減衰器
２２を通った信号光はＷＤＭカプラ１０に送られる。
力された信号光は、最初に光ファイバ増幅器２０で所定
のレベルまで増幅される。この光ファイバ増幅器２０で
は、ＡＧＣ回路２１により利得が一定に制御されている
ため、広い入力レンジで利得の波長特性が一定となる。
そして、光ファイバ増幅器２０から出力された信号光
は、可変光減衰器２２に送られＡＬＣ回路２３によって
制御された光減衰量に応じて減衰される。可変光減衰器
２２を通った信号光はＷＤＭカプラ１０に送られる。
【００３６】また、１．５８μｍ帯用光ファイバ増幅部
３に入力された信号光も、１．５５μｍ帯の信号光と同
様にして、光ファイバ増幅器３０で所定のレベルまで増
幅され、可変光減衰器３２で減衰されて、ＷＤＭカプラ
１０に送られる。ＷＤＭカプラ１０では、各可変光減衰
器２２，３２から送られてくる各波長帯の信号光が合波
されて、ＤＣＦ１１に送られる。合波された信号光は、
ＤＣＦ１１を通過することで、１．５５μｍ帯及び１．
５８μｍ帯に対する１次及び２次の波長分散が一括して
補償される。この際、信号光は、ＤＣＦ１１の損失を受
けて、出力時のパワーが入力時のパワーに比べて約１０
ｄＢ程度小さくなる。そして、ＤＣＦ１１から出力され
た信号光は、ＷＤＭカプラ１２で１．５５μｍ帯と１．
５８μｍ帯とに再び分波されて、各波長帯の後段の光フ
ァイバ増幅器２４，３４にそれぞれ送られる。
３に入力された信号光も、１．５５μｍ帯の信号光と同
様にして、光ファイバ増幅器３０で所定のレベルまで増
幅され、可変光減衰器３２で減衰されて、ＷＤＭカプラ
１０に送られる。ＷＤＭカプラ１０では、各可変光減衰
器２２，３２から送られてくる各波長帯の信号光が合波
されて、ＤＣＦ１１に送られる。合波された信号光は、
ＤＣＦ１１を通過することで、１．５５μｍ帯及び１．
５８μｍ帯に対する１次及び２次の波長分散が一括して
補償される。この際、信号光は、ＤＣＦ１１の損失を受
けて、出力時のパワーが入力時のパワーに比べて約１０
ｄＢ程度小さくなる。そして、ＤＣＦ１１から出力され
た信号光は、ＷＤＭカプラ１２で１．５５μｍ帯と１．
５８μｍ帯とに再び分波されて、各波長帯の後段の光フ
ァイバ増幅器２４，３４にそれぞれ送られる。
【００３７】各光ファイバ増幅器２４，３４では、対応
する波長帯の信号光が所定のレベルまで一定の利得で増
幅される。増幅された各信号光の一部はＡＬＣ回路２
３，３３に戻されて、各光ファイバ増幅部２，３の出力
光レベルを一定にする制御が行われる。そして、各々の
光ファイバ増幅部２，３から出力される一定レベルに制
御された信号光は、ＷＤＭカプラ４にそれぞれ送られ
る。
する波長帯の信号光が所定のレベルまで一定の利得で増
幅される。増幅された各信号光の一部はＡＬＣ回路２
３，３３に戻されて、各光ファイバ増幅部２，３の出力
光レベルを一定にする制御が行われる。そして、各々の
光ファイバ増幅部２，３から出力される一定レベルに制
御された信号光は、ＷＤＭカプラ４にそれぞれ送られ
る。
【００３８】ＷＤＭカプラ４では、増幅及び波長分散補
償の施された１．５５μｍ帯及び１．５８μｍ帯の信号
光を合波して光カプラ１３に送る。光カプラ１３では、
ＷＤＭカプラ４からの波長多重信号光を本光増幅器の出
力光として出射するとともに、その一部をモニタ光とし
て分岐する。このモニタ光は、例えば、本光増幅器から
出力される波長多重信号光のスペクトルを監視して、各
波長帯の信号光パワーがほぼ等しくなるように各光ファ
イバ増幅部２，３の動作状態を調整するためなどに利用
可能である。これは、例えば、本光増幅器が増設性を具
備し、波長多重数の増加に伴って１．５８μｍ帯用光フ
ァイバ増幅部３を増設するような場合に、接続状態の確
認や動作状態の調整を可能にする手段として特に有用で
ある。或いは、モニタ光から各波長光を抽出してそれぞ
れの信号波形を監視すれば、波長分散補償が有効に行わ
れているか否かを確認する手段としても利用可能であ
る。
償の施された１．５５μｍ帯及び１．５８μｍ帯の信号
光を合波して光カプラ１３に送る。光カプラ１３では、
ＷＤＭカプラ４からの波長多重信号光を本光増幅器の出
力光として出射するとともに、その一部をモニタ光とし
て分岐する。このモニタ光は、例えば、本光増幅器から
出力される波長多重信号光のスペクトルを監視して、各
波長帯の信号光パワーがほぼ等しくなるように各光ファ
イバ増幅部２，３の動作状態を調整するためなどに利用
可能である。これは、例えば、本光増幅器が増設性を具
備し、波長多重数の増加に伴って１．５８μｍ帯用光フ
ァイバ増幅部３を増設するような場合に、接続状態の確
認や動作状態の調整を可能にする手段として特に有用で
ある。或いは、モニタ光から各波長光を抽出してそれぞ
れの信号波形を監視すれば、波長分散補償が有効に行わ
れているか否かを確認する手段としても利用可能であ
る。
【００３９】上述したように第１の実施形態によれば、
高速に伝送される波長多重信号光を２つの波長帯域に分
割して増幅を行う光増幅器について、それぞれの波長帯
に対する波長分散を一括して補償可能なＤＣＦを光増幅
器内に内蔵させたことにより、波長分散補償機能を備え
た光増幅器を簡易な構成により実現することができる。
これは、例えば１．５５μｍ帯及び１．５８μｍ帯毎に
それぞれＤＣＦを設ける場合と比べると、高価なＤＣＦ
の数を減らすことができるため、波長分散補償機能を備
えた光増幅器の低価格化を可能にするものであるなお、
第１の実施形態では、各波長帯の光ファイバ増幅器２
４，３４に入力される前の各信号光と取り出してＤＣＦ
１１に送る構成としたが、本発明はこれに限らず、例え
ば、各光ファイバ増幅器２４，３４から出力される信号
光など各光ファイバ増幅部２，３の任意の位置における
信号光を取り出してＤＣＦ１１に送る構成とすることも
可能である。ただし、非線形光学効果の影響や雑音特性
等を考慮すると、第１の実施形態の構成のように、前段
光増幅部と後段光増幅部との間の信号光を取り出すよう
にするのが最適である。即ち、後段光増幅部で増幅され
た各信号光を取り出す場合には、非常に大きなパワーの
信号光がコア径の小さいＤＣＦに入力されることになる
ため、非線形光学効果の発生する確率が高くなってしま
う。一方、前段光増幅部で増幅される前の各信号光を取
り出す場合には、比較的小さなパワーの信号光が損失の
大きなＤＣＦに入力されることになるため、光ＳＮ比が
劣化してしまう。従って、前段光増幅部で増幅された
後、後段光増幅部で増幅される前の信号光をＤＣＦに送
るのが好ましいのである。
高速に伝送される波長多重信号光を２つの波長帯域に分
割して増幅を行う光増幅器について、それぞれの波長帯
に対する波長分散を一括して補償可能なＤＣＦを光増幅
器内に内蔵させたことにより、波長分散補償機能を備え
た光増幅器を簡易な構成により実現することができる。
これは、例えば１．５５μｍ帯及び１．５８μｍ帯毎に
それぞれＤＣＦを設ける場合と比べると、高価なＤＣＦ
の数を減らすことができるため、波長分散補償機能を備
えた光増幅器の低価格化を可能にするものであるなお、
第１の実施形態では、各波長帯の光ファイバ増幅器２
４，３４に入力される前の各信号光と取り出してＤＣＦ
１１に送る構成としたが、本発明はこれに限らず、例え
ば、各光ファイバ増幅器２４，３４から出力される信号
光など各光ファイバ増幅部２，３の任意の位置における
信号光を取り出してＤＣＦ１１に送る構成とすることも
可能である。ただし、非線形光学効果の影響や雑音特性
等を考慮すると、第１の実施形態の構成のように、前段
光増幅部と後段光増幅部との間の信号光を取り出すよう
にするのが最適である。即ち、後段光増幅部で増幅され
た各信号光を取り出す場合には、非常に大きなパワーの
信号光がコア径の小さいＤＣＦに入力されることになる
ため、非線形光学効果の発生する確率が高くなってしま
う。一方、前段光増幅部で増幅される前の各信号光を取
り出す場合には、比較的小さなパワーの信号光が損失の
大きなＤＣＦに入力されることになるため、光ＳＮ比が
劣化してしまう。従って、前段光増幅部で増幅された
後、後段光増幅部で増幅される前の信号光をＤＣＦに送
るのが好ましいのである。
【００４０】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。上述した第１の実施形態では、１．５５μｍ帯
及び１．５８μｍ帯の各信号光が同一方向に伝送される
ものとしたが、第２の実施形態では、各波長帯の信号光
が対向して双方向に伝送される場合について考える。図
３は、第２の実施形態の光増幅器の構成を示すブロック
図である。
明する。上述した第１の実施形態では、１．５５μｍ帯
及び１．５８μｍ帯の各信号光が同一方向に伝送される
ものとしたが、第２の実施形態では、各波長帯の信号光
が対向して双方向に伝送される場合について考える。図
３は、第２の実施形態の光増幅器の構成を示すブロック
図である。
【００４１】図３において、本光増幅器の構成が第１の
実施形態の構成と異なる部分は、１．５５μｍ帯信号光
の伝送方向が逆方向（図で右から左）となったのに合わ
せて、１．５５μｍ帯用光ファイバ増幅部２の各構成の
配置を反転させた部分である。これ以外の構成は、第１
の実施形態の構成と同様である。かかる構成の光増幅器
では、１．５５μｍ帯の信号光が、ＷＤＭカプラ４を介
して１．５５μｍ帯用光ファイバ増幅部２に送られる。
また、１．５８μｍ帯の信号光が、ＷＤＭカプラ１を介
して１．５８μｍ帯用光ファイバ増幅部３に送られる。
そして、各波長帯の信号光は、第１の実施形態の場合と
同様に、光ファイバ増幅器２０，３０でそれぞれ増幅さ
れ、可変光減衰器２２，３２でそれぞれ減衰される。可
変光減衰器２２から出力された１．５５μｍ帯信号光
は、ＷＤＭカプラ１２を介してＤＣＦ１１の図で右側の
ポートから入力される。一方、可変光減衰器３２から出
力された１．５８μｍ帯信号光は、ＷＤＭカプラ１０を
介してＤＣＦ１１の図で左側のポートから入力される。
ＤＣＦ１１に入力された各波長帯の信号光は、ＤＣＦ１
１内を互いに異なる方向に伝搬することで波長分散補償
が施される。
実施形態の構成と異なる部分は、１．５５μｍ帯信号光
の伝送方向が逆方向（図で右から左）となったのに合わ
せて、１．５５μｍ帯用光ファイバ増幅部２の各構成の
配置を反転させた部分である。これ以外の構成は、第１
の実施形態の構成と同様である。かかる構成の光増幅器
では、１．５５μｍ帯の信号光が、ＷＤＭカプラ４を介
して１．５５μｍ帯用光ファイバ増幅部２に送られる。
また、１．５８μｍ帯の信号光が、ＷＤＭカプラ１を介
して１．５８μｍ帯用光ファイバ増幅部３に送られる。
そして、各波長帯の信号光は、第１の実施形態の場合と
同様に、光ファイバ増幅器２０，３０でそれぞれ増幅さ
れ、可変光減衰器２２，３２でそれぞれ減衰される。可
変光減衰器２２から出力された１．５５μｍ帯信号光
は、ＷＤＭカプラ１２を介してＤＣＦ１１の図で右側の
ポートから入力される。一方、可変光減衰器３２から出
力された１．５８μｍ帯信号光は、ＷＤＭカプラ１０を
介してＤＣＦ１１の図で左側のポートから入力される。
ＤＣＦ１１に入力された各波長帯の信号光は、ＤＣＦ１
１内を互いに異なる方向に伝搬することで波長分散補償
が施される。
【００４２】ここで、第１の実施形態の作用と異なる点
は、ＤＣＦ１１内で非線形光学効果が発生する確率が低
く抑えられるという点である。即ち、ＤＣＦ１１での損
失が１０ｄＢ程度と大きいため、ＤＣＦ１１内を伝搬す
る各信号光のパワーは、例えば図４に示すように変化す
る。従って、入力される各信号光のパワーがたとえ大き
くなっても、ＤＣＦ１１内の特定の部分に大きな光パワ
ーが集中するようなことがなくなる。また、ＤＣＦ１１
内の各信号光の伝搬方向が逆方向にもなる。これらの相
乗効果により、非線形光学効果が発生し難くなるのであ
る。
は、ＤＣＦ１１内で非線形光学効果が発生する確率が低
く抑えられるという点である。即ち、ＤＣＦ１１での損
失が１０ｄＢ程度と大きいため、ＤＣＦ１１内を伝搬す
る各信号光のパワーは、例えば図４に示すように変化す
る。従って、入力される各信号光のパワーがたとえ大き
くなっても、ＤＣＦ１１内の特定の部分に大きな光パワ
ーが集中するようなことがなくなる。また、ＤＣＦ１１
内の各信号光の伝搬方向が逆方向にもなる。これらの相
乗効果により、非線形光学効果が発生し難くなるのであ
る。
【００４３】ＤＣＦ１１を通過した各波長帯の信号光
は、ＷＤＭカプラ１０，１２を介して対応する波長帯の
各光ファイバ増幅器２４，３４に送られて、所定のレベ
ルまで増幅される。そして、光ファイバ増幅器２４から
出力された１．５５μｍ帯信号光は、ＷＤＭカプラ１を
介して外部のＳＭＦに出力され、一方、ファイバ増幅器
３４から出力された１．５８μｍ帯信号光は、ＷＤＭカ
プラ４を介して外部のＳＭＦに出力される。
は、ＷＤＭカプラ１０，１２を介して対応する波長帯の
各光ファイバ増幅器２４，３４に送られて、所定のレベ
ルまで増幅される。そして、光ファイバ増幅器２４から
出力された１．５５μｍ帯信号光は、ＷＤＭカプラ１を
介して外部のＳＭＦに出力され、一方、ファイバ増幅器
３４から出力された１．５８μｍ帯信号光は、ＷＤＭカ
プラ４を介して外部のＳＭＦに出力される。
【００４４】上述したように第２の実施形態によれば、
２つの波長帯の信号光が双方向に伝送される場合につい
ても、第１の実施形態の場合と同様にして、波長分散補
償機能を備えた光増幅器を簡易な構成により実現するこ
とができる。加えて、各波長帯の信号光がＤＣＦの異な
るポートから入力されるようになるため、ＤＣＦにおけ
る非線形光学効果の発生確率を低減することができ、よ
り安定した伝送特性を得ることが可能となる。
２つの波長帯の信号光が双方向に伝送される場合につい
ても、第１の実施形態の場合と同様にして、波長分散補
償機能を備えた光増幅器を簡易な構成により実現するこ
とができる。加えて、各波長帯の信号光がＤＣＦの異な
るポートから入力されるようになるため、ＤＣＦにおけ
る非線形光学効果の発生確率を低減することができ、よ
り安定した伝送特性を得ることが可能となる。
【００４５】なお、上記第２の実施形態では、ＷＤＭカ
プラ１０，１２を介して各波長帯の信号光をＤＣＦ１１
に入出射させる構成としたが、本発明はこれに限らず、
例えば図５に示すように、ＷＤＭカプラ１０，１２に代
えて光サーキュレータ１４，１５を用いることも可能で
ある。各光サーキュレータ１４，１５は、３つの端子ｔ
1 ，ｔ2 ，ｔ3 を有し、各端子間において、順方向のｔ
1 →ｔ2 、ｔ2 →ｔ3、ｔ3 →ｔ1 の方向に進む光は低
損失で、逆方向に進む光は高損失となる公知の光回路素
子である。
プラ１０，１２を介して各波長帯の信号光をＤＣＦ１１
に入出射させる構成としたが、本発明はこれに限らず、
例えば図５に示すように、ＷＤＭカプラ１０，１２に代
えて光サーキュレータ１４，１５を用いることも可能で
ある。各光サーキュレータ１４，１５は、３つの端子ｔ
1 ，ｔ2 ，ｔ3 を有し、各端子間において、順方向のｔ
1 →ｔ2 、ｔ2 →ｔ3、ｔ3 →ｔ1 の方向に進む光は低
損失で、逆方向に進む光は高損失となる公知の光回路素
子である。
【００４６】次に、本発明の第３の実施形態について説
明する。第３の実施形態は、第１の実施形態の光増幅器
の改良例であって、２つの波長帯の伝送方向が同一方向
である場合に、ＤＣＦ１１での非線形光学効果の発生を
低減させたものである。図６は、第３の実施形態の光増
幅器の構成を示すブロック図である。
明する。第３の実施形態は、第１の実施形態の光増幅器
の改良例であって、２つの波長帯の伝送方向が同一方向
である場合に、ＤＣＦ１１での非線形光学効果の発生を
低減させたものである。図６は、第３の実施形態の光増
幅器の構成を示すブロック図である。
【００４７】図６において、本光増幅器は、第１の実施
形態の光増幅器について、１．５５μｍ帯用光ファイバ
増幅器２の可変光減衰器２２から出力される信号光が、
ＷＤＭカプラ１２を介してＤＣＦ１１に入力され、ＤＣ
Ｆ１１を通過した１．５５μｍ帯の信号光がＷＤＭカプ
ラ１０を介して光ファイバ増幅器２４に送られるよう
に、それぞれの接続を変更したものである。
形態の光増幅器について、１．５５μｍ帯用光ファイバ
増幅器２の可変光減衰器２２から出力される信号光が、
ＷＤＭカプラ１２を介してＤＣＦ１１に入力され、ＤＣ
Ｆ１１を通過した１．５５μｍ帯の信号光がＷＤＭカプ
ラ１０を介して光ファイバ増幅器２４に送られるよう
に、それぞれの接続を変更したものである。
【００４８】かかる構成の光増幅器では、第２の実施形
態の場合と同様に、各波長帯の光可変減衰器２２，３２
から出力された信号光が、それぞれＤＣＦ１１の異なる
ポートから入力され、ＤＣＦ１１内を互いに逆方向に伝
搬するようになる。これにより、ＤＣＦ１１への各入力
光パワーがたとえ大きくなっても、大きな光パワーが一
方のポート付近に集中するようなことがなく、また、各
信号光の伝搬方向が逆向きとなるため、非線形光学効果
が発生し難くなる。
態の場合と同様に、各波長帯の光可変減衰器２２，３２
から出力された信号光が、それぞれＤＣＦ１１の異なる
ポートから入力され、ＤＣＦ１１内を互いに逆方向に伝
搬するようになる。これにより、ＤＣＦ１１への各入力
光パワーがたとえ大きくなっても、大きな光パワーが一
方のポート付近に集中するようなことがなく、また、各
信号光の伝搬方向が逆向きとなるため、非線形光学効果
が発生し難くなる。
【００４９】このように第３の実施形態によれば、各波
長帯の伝送方向が同一方向であっても、ＤＣＦ１１内の
伝搬方向だけは対向させるようにしたことで、非線形光
学効果の発生確率を低減することができ、より安定した
伝送特性を得ることが可能となる。なお、上記第３の実
施形態では、ＷＤＭカプラ１０，１２を介して各波長帯
の信号光をＤＣＦ１１に入出射させる構成としたが、上
述したように、ＷＤＭカプラ１０，１２に代えて光サー
キュレータ１４，１５を用いてもよい。この場合の構成
を図７のブロック図に示す。
長帯の伝送方向が同一方向であっても、ＤＣＦ１１内の
伝搬方向だけは対向させるようにしたことで、非線形光
学効果の発生確率を低減することができ、より安定した
伝送特性を得ることが可能となる。なお、上記第３の実
施形態では、ＷＤＭカプラ１０，１２を介して各波長帯
の信号光をＤＣＦ１１に入出射させる構成としたが、上
述したように、ＷＤＭカプラ１０，１２に代えて光サー
キュレータ１４，１５を用いてもよい。この場合の構成
を図７のブロック図に示す。
【００５０】次に、本発明の第４の実施形態について説
明する。上述した第１〜第３の実施形態においては、各
波長帯に対する波長分散を一括して補償可能なＤＣＦの
使用を前提としていた。以下の第４、５の実施形態にお
いては、このような広い帯域について１次及び２次の波
長分散を補償できるＤＣＦが使用できない状況を想定
し、第４の実施形態では、１つの光増幅器内部で全帯域
に対する波長分散補償を可能にする場合を考える。
明する。上述した第１〜第３の実施形態においては、各
波長帯に対する波長分散を一括して補償可能なＤＣＦの
使用を前提としていた。以下の第４、５の実施形態にお
いては、このような広い帯域について１次及び２次の波
長分散を補償できるＤＣＦが使用できない状況を想定
し、第４の実施形態では、１つの光増幅器内部で全帯域
に対する波長分散補償を可能にする場合を考える。
【００５１】図８は、第４の実施形態の光増幅器の構成
を示すブロック図である。図８に示す光増幅器は、例え
ば、第１の実施形態の光増幅器について、ＤＣＦ１１に
代えて、１．５８μｍ帯に対する補償量が不足するＤＣ
Ｆ１１’（第１波長分散補償手段）を用いる場合に、可
変光減衰器３２とＷＤＭカプラ１０との間にＤＣＦ１
１”（第２波長分散補償手段）を設けたものである。上
記以外の構成は、第１の実施形態の構成と同様である。
を示すブロック図である。図８に示す光増幅器は、例え
ば、第１の実施形態の光増幅器について、ＤＣＦ１１に
代えて、１．５８μｍ帯に対する補償量が不足するＤＣ
Ｆ１１’（第１波長分散補償手段）を用いる場合に、可
変光減衰器３２とＷＤＭカプラ１０との間にＤＣＦ１
１”（第２波長分散補償手段）を設けたものである。上
記以外の構成は、第１の実施形態の構成と同様である。
【００５２】ＤＣＦ１１’は、例えば、１．５５μｍ帯
の予め設定した波長に対する分散量を基準として補償量
が設定されており、１．５５μｍ帯に対する１次及び２
次の波長分散補償については可能であるが、１．５８μ
ｍ帯に対する波長分散補償を十分に行うことができず未
補償分が生じるようなものとする。ＤＣＦ１１”は、そ
の補償量がＤＣＦ１１’の未補償分に対応させて調整さ
れたものである。従って、１．５８μｍ帯の信号光は、
ＤＣＦ１１”及び１１’をそれぞれ通過させることで、
１次及び２次の波長分散が補償されるようになる。
の予め設定した波長に対する分散量を基準として補償量
が設定されており、１．５５μｍ帯に対する１次及び２
次の波長分散補償については可能であるが、１．５８μ
ｍ帯に対する波長分散補償を十分に行うことができず未
補償分が生じるようなものとする。ＤＣＦ１１”は、そ
の補償量がＤＣＦ１１’の未補償分に対応させて調整さ
れたものである。従って、１．５８μｍ帯の信号光は、
ＤＣＦ１１”及び１１’をそれぞれ通過させることで、
１次及び２次の波長分散が補償されるようになる。
【００５３】このように、全波長帯域に対する分散補償
を１つのＤＣＦで一括して行うことができない場合、２
つのＤＣＦ１１’，１１”を設けることで比較的簡易な
構成の１つの光増幅器により全波長帯域に対する分散補
償を行うことができる。なお、上記第４の実施形態で
は、可変光減衰器３２とＷＤＭカプラ１０との間にＤＣ
Ｆ１１”を設けるようにしたが、ＤＣＦ１１”の配置は
これに限らず、例えばＷＤＭカプラ１２と光ファイバ増
幅器３４との間などとしてもよい。
を１つのＤＣＦで一括して行うことができない場合、２
つのＤＣＦ１１’，１１”を設けることで比較的簡易な
構成の１つの光増幅器により全波長帯域に対する分散補
償を行うことができる。なお、上記第４の実施形態で
は、可変光減衰器３２とＷＤＭカプラ１０との間にＤＣ
Ｆ１１”を設けるようにしたが、ＤＣＦ１１”の配置は
これに限らず、例えばＷＤＭカプラ１２と光ファイバ増
幅器３４との間などとしてもよい。
【００５４】次に、本発明の第５の実施形態について説
明する。第５の実施形態では、ＳＭＦを介して直列に接
続された複数の光増幅中継器により、全波長帯域に対す
る波長分散補償を可能にする光通信システムを考える。
図９は、第５の実施形態に係る光通信システムの概略構
成を示す図である。図９において、本光通信システム
は、例えば、１．５５μｍ帯及び１．５８μｍ帯に配置
された波長の異なるＮ波の信号光を発生する光送信器Ｔ
ｘ１〜ＴｘＮから送信された信号光をマルチプレクサ
（ＭＵＸ）で多重して１本のＳＭＦに出力し、該波長多
重信号光をｎ個の光増幅中継器ＡＭＰ１〜ＡＭＰｎで順
次増幅しながら伝送した後に、デマルチプレクサ（ＤＭ
ＵＸ）で各波長毎に分波して対応する光受信器Ｒｘ１〜
ＲｘＮで受信する構成である。
明する。第５の実施形態では、ＳＭＦを介して直列に接
続された複数の光増幅中継器により、全波長帯域に対す
る波長分散補償を可能にする光通信システムを考える。
図９は、第５の実施形態に係る光通信システムの概略構
成を示す図である。図９において、本光通信システム
は、例えば、１．５５μｍ帯及び１．５８μｍ帯に配置
された波長の異なるＮ波の信号光を発生する光送信器Ｔ
ｘ１〜ＴｘＮから送信された信号光をマルチプレクサ
（ＭＵＸ）で多重して１本のＳＭＦに出力し、該波長多
重信号光をｎ個の光増幅中継器ＡＭＰ１〜ＡＭＰｎで順
次増幅しながら伝送した後に、デマルチプレクサ（ＤＭ
ＵＸ）で各波長毎に分波して対応する光受信器Ｒｘ１〜
ＲｘＮで受信する構成である。
【００５５】この光通信システムで用いられる光増幅中
継器ＡＭＰ１〜ＡＭＰｎのうちの、例えば奇数番目の光
増幅器ＡＭＰ１，ＡＭＰ３，…（第１の構成の光増幅中
継器）は、上述した第１の実施形態の構成（図２参照）
と同様とする。ただし、これら光増幅中継器ＡＭＰ１，
ＡＭＰ３，…に用いられる各ＤＣＦ１１は、各波長帯に
対する波長分散を一括して補償できるだけの十分に広い
帯域を有していないため、未補償または過補償が生じる
ものとする。
継器ＡＭＰ１〜ＡＭＰｎのうちの、例えば奇数番目の光
増幅器ＡＭＰ１，ＡＭＰ３，…（第１の構成の光増幅中
継器）は、上述した第１の実施形態の構成（図２参照）
と同様とする。ただし、これら光増幅中継器ＡＭＰ１，
ＡＭＰ３，…に用いられる各ＤＣＦ１１は、各波長帯に
対する波長分散を一括して補償できるだけの十分に広い
帯域を有していないため、未補償または過補償が生じる
ものとする。
【００５６】一方、補正用光増幅中継器としての偶数番
目の光増幅中継器ＡＭＰ２，ＡＭＰ４，…（第２の構成
の光増幅中継器）は、例えば図１０に示すような構成と
する。図１０において、偶数番目の光増幅中継器ＡＭＰ
２，ＡＭＰ４，…は、１．５５μm 帯及び１．５８μm
帯のそれぞれについて、各可変光減衰器２２，３２から
出力された信号光をＤＣＦ１６，１７をそれぞれ介して
各光ファイバ増幅器２４，３４に送る構成とする。各Ｄ
ＣＦ１６，１７は、前段のＳＭＦにおける波長分散及び
前段の光増幅中継器で補償できなかった波長分散とを各
波長帯毎に個別に補償するために設けられたものであ
る。
目の光増幅中継器ＡＭＰ２，ＡＭＰ４，…（第２の構成
の光増幅中継器）は、例えば図１０に示すような構成と
する。図１０において、偶数番目の光増幅中継器ＡＭＰ
２，ＡＭＰ４，…は、１．５５μm 帯及び１．５８μm
帯のそれぞれについて、各可変光減衰器２２，３２から
出力された信号光をＤＣＦ１６，１７をそれぞれ介して
各光ファイバ増幅器２４，３４に送る構成とする。各Ｄ
ＣＦ１６，１７は、前段のＳＭＦにおける波長分散及び
前段の光増幅中継器で補償できなかった波長分散とを各
波長帯毎に個別に補償するために設けられたものであ
る。
【００５７】各ＤＣＦの具体的な設定例を挙げると、奇
数番目の光増幅中継器ＡＭＰ１，ＡＭＰ３，…に用いる
ＤＣＦについて、使用波長帯のほぼ中心となる１．５７
μｍ前後の波長に対する分散量を基準としたものとする
と、１．５５μｍ帯に対しては過補償が生じ、１．５８
μｍ帯に対しては未補償が生じる。この場合には、偶数
番目の光増幅中継器ＡＭＰ２，ＡＭＰ４，…に用いる
１．５５μｍ帯用ＤＣＦ１６として、過補償分に対応し
た正の波長分散を有するものを用い、１．５８μｍ帯用
ＤＣＦ１７として、未補償分に対応した負の波長分散を
有するものを用いるようにする。
数番目の光増幅中継器ＡＭＰ１，ＡＭＰ３，…に用いる
ＤＣＦについて、使用波長帯のほぼ中心となる１．５７
μｍ前後の波長に対する分散量を基準としたものとする
と、１．５５μｍ帯に対しては過補償が生じ、１．５８
μｍ帯に対しては未補償が生じる。この場合には、偶数
番目の光増幅中継器ＡＭＰ２，ＡＭＰ４，…に用いる
１．５５μｍ帯用ＤＣＦ１６として、過補償分に対応し
た正の波長分散を有するものを用い、１．５８μｍ帯用
ＤＣＦ１７として、未補償分に対応した負の波長分散を
有するものを用いるようにする。
【００５８】或いは、奇数番目の光増幅中継器ＡＭＰ
１，ＡＭＰ３，…に用いるＤＣＦについて、１．５３μ
ｍ前後の波長に対する分散量を基準としたものとする
と、１．５５μｍ帯及び１．５８μｍ帯に対してそれぞ
れ未補償が生じる。この場合には、偶数番目の光増幅中
継器ＡＭＰ２，ＡＭＰ４，…に用いる各ＤＣＦ１６，１
７として、各波長帯に対する未補償分にそれぞれ対応し
た負の波長分散を有するものを用いるようにする。
１，ＡＭＰ３，…に用いるＤＣＦについて、１．５３μ
ｍ前後の波長に対する分散量を基準としたものとする
と、１．５５μｍ帯及び１．５８μｍ帯に対してそれぞ
れ未補償が生じる。この場合には、偶数番目の光増幅中
継器ＡＭＰ２，ＡＭＰ４，…に用いる各ＤＣＦ１６，１
７として、各波長帯に対する未補償分にそれぞれ対応し
た負の波長分散を有するものを用いるようにする。
【００５９】このような光通信システムでは、奇数番目
の光増幅中継器ＡＭＰ１，ＡＭＰ３，…については、単
一のＤＣＦを用いた比較的簡易な構成とすることがで
き、それら奇数番目の光増幅中継器ＡＭＰ１，ＡＭＰ
３，…で補償できなかった波長分散は、各波長帯毎にＤ
ＣＦを設けた偶数番目の光増幅中継器ＡＭＰ２，ＡＭＰ
４，…で補償されるようになる。従って、光通信システ
ム全体として、より少ない数のＤＣＦで広い帯域に対す
る分散補償を行うことができ、高速かつ広帯域で伝送特
性に優れた光通信システムが低コストで実現可能とな
る。
の光増幅中継器ＡＭＰ１，ＡＭＰ３，…については、単
一のＤＣＦを用いた比較的簡易な構成とすることがで
き、それら奇数番目の光増幅中継器ＡＭＰ１，ＡＭＰ
３，…で補償できなかった波長分散は、各波長帯毎にＤ
ＣＦを設けた偶数番目の光増幅中継器ＡＭＰ２，ＡＭＰ
４，…で補償されるようになる。従って、光通信システ
ム全体として、より少ない数のＤＣＦで広い帯域に対す
る分散補償を行うことができ、高速かつ広帯域で伝送特
性に優れた光通信システムが低コストで実現可能とな
る。
【００６０】なお、上記第５の実施形態では、複数の光
増幅中継器について、単一のＤＣＦでは補償しきれなか
った波長分散を補うための光増幅中継器を１つおきに配
置する構成としたが、本発明はこれに限らず、複数の光
増幅中継器のうちの少なくとも１つの光増幅中継器が、
補償しきれなかった波長分散をまとめて補うようにして
もよい。ただし、波長分散の影響による波形歪みは分布
定数的に発生するので、上記実施形態のように分散補償
をこまめに行うようにした方が、より優れた伝送特性を
得ることができる。
増幅中継器について、単一のＤＣＦでは補償しきれなか
った波長分散を補うための光増幅中継器を１つおきに配
置する構成としたが、本発明はこれに限らず、複数の光
増幅中継器のうちの少なくとも１つの光増幅中継器が、
補償しきれなかった波長分散をまとめて補うようにして
もよい。ただし、波長分散の影響による波形歪みは分布
定数的に発生するので、上記実施形態のように分散補償
をこまめに行うようにした方が、より優れた伝送特性を
得ることができる。
【００６１】また、上述した第１〜５の実施形態では、
波長多重信号光を１．５５μｍ帯及び１．５８μｍ帯の
２つの波長帯域に分波する場合を説明したが、本発明は
これに限らず、上記以外の波長帯や３以上の波長帯域に
波長多重信号光を分波するようにしても構わない。ここ
で、図２、３、５〜８及び１０に示した各々の光ファイ
バ増幅器及びＡＧＣ回路の具体的な構成例を、図１２の
ブロック図を用いて説明しておく。
波長多重信号光を１．５５μｍ帯及び１．５８μｍ帯の
２つの波長帯域に分波する場合を説明したが、本発明は
これに限らず、上記以外の波長帯や３以上の波長帯域に
波長多重信号光を分波するようにしても構わない。ここ
で、図２、３、５〜８及び１０に示した各々の光ファイ
バ増幅器及びＡＧＣ回路の具体的な構成例を、図１２の
ブロック図を用いて説明しておく。
【００６２】図１２において、左方から入力された各波
長帯域の光は、第１の分岐カプラにより分岐され、第１
フォトダイオード（ＰＤ）で受光されて、入力光レベル
がＡＧＣ制御回路で検出される。一方、エルビウムドー
プファイバ（ＥＤＦ）に送られ増幅された光は、第２の
分岐カプラにより分岐され、第２ＰＤで受光されて、出
力光レベルがＡＧＣ制御回路で検出される。
長帯域の光は、第１の分岐カプラにより分岐され、第１
フォトダイオード（ＰＤ）で受光されて、入力光レベル
がＡＧＣ制御回路で検出される。一方、エルビウムドー
プファイバ（ＥＤＦ）に送られ増幅された光は、第２の
分岐カプラにより分岐され、第２ＰＤで受光されて、出
力光レベルがＡＧＣ制御回路で検出される。
【００６３】ＡＧＣ制御回路は、第１ＰＤ及び第２ＰＤ
で受光された光レベルを基に、光ファイバ増幅器のゲイ
ンを所定のゲイン（通常は一定のゲイン）になるよう
に、ＥＤＦを励起するための励起光源である第１レーザ
ダイオード（ＬＤ）及び第２ＬＤの光出力レベルを制御
する。第１ＬＤ及び第２ＬＤからの出力は、第１のＷＤ
Ｍカプラ及び第２のＷＤＭカプラによりＥＤＦにそれぞ
れ入力される。
で受光された光レベルを基に、光ファイバ増幅器のゲイ
ンを所定のゲイン（通常は一定のゲイン）になるよう
に、ＥＤＦを励起するための励起光源である第１レーザ
ダイオード（ＬＤ）及び第２ＬＤの光出力レベルを制御
する。第１ＬＤ及び第２ＬＤからの出力は、第１のＷＤ
Ｍカプラ及び第２のＷＤＭカプラによりＥＤＦにそれぞ
れ入力される。
【００６４】第１の分岐カプラと第１のＷＤＭカプラの
間及び第２のＷＤＭカプラと第２の分岐カプラの間に
は、光アイソレータ（ＩＳＯ）がそれぞれ設けられてい
る。第１ＬＤ、第２ＬＤとしては、０．９８μｍ帯のレ
ーザ及び１．４８μｍ帯のレーザをそれぞれ使用するこ
とができるが、望ましくは、第１ＬＤに０．９８μｍ帯
のレーザを使用し、第２ＬＤに１．４８μｍ帯のレーザ
を使用するのが良い。
間及び第２のＷＤＭカプラと第２の分岐カプラの間に
は、光アイソレータ（ＩＳＯ）がそれぞれ設けられてい
る。第１ＬＤ、第２ＬＤとしては、０．９８μｍ帯のレ
ーザ及び１．４８μｍ帯のレーザをそれぞれ使用するこ
とができるが、望ましくは、第１ＬＤに０．９８μｍ帯
のレーザを使用し、第２ＬＤに１．４８μｍ帯のレーザ
を使用するのが良い。
【００６５】また、図２、３、５〜８及び１０の可変光
減衰器は、電気的制御により光減衰量を可変にするもの
がよく、例えば、磁気光学結晶のファラデー回転角を制
御して減衰量を可変にする光減衰器を利用することが望
ましい。
減衰器は、電気的制御により光減衰量を可変にするもの
がよく、例えば、磁気光学結晶のファラデー回転角を制
御して減衰量を可変にする光減衰器を利用することが望
ましい。
【００６６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の波長分散
補償機能を備えた光増幅器によれば、広帯域光を複数の
波長帯域に分波して増幅を行う光増幅器について、それ
ぞれの波長帯域に対する波長分散を補償可能な波長分散
補償手段を光増幅器内に内蔵させたことにより、波長分
散補償機能を備えた光増幅器を簡易な構成により実現す
ることができる。加えて、隣り合う波長帯域の光を分散
補償ファイバの異なる端部から入力して、分散補償ファ
イバ内の各波長帯域の光の伝搬方向が逆向きになるよう
にしたことで、分散補償ファイバ内における非線形光学
効果の発生が低減され、伝送特性の安定化を図ることが
可能となる。
補償機能を備えた光増幅器によれば、広帯域光を複数の
波長帯域に分波して増幅を行う光増幅器について、それ
ぞれの波長帯域に対する波長分散を補償可能な波長分散
補償手段を光増幅器内に内蔵させたことにより、波長分
散補償機能を備えた光増幅器を簡易な構成により実現す
ることができる。加えて、隣り合う波長帯域の光を分散
補償ファイバの異なる端部から入力して、分散補償ファ
イバ内の各波長帯域の光の伝搬方向が逆向きになるよう
にしたことで、分散補償ファイバ内における非線形光学
効果の発生が低減され、伝送特性の安定化を図ることが
可能となる。
【００６７】また、各波長帯域に対する波長分散を１つ
の波長分散補償手段で補償しきれない場合には、その補
償できなかった波長分散を各波長帯毎に個別に補う第２
波長分散補償手段を設けることで、すべての波長帯域に
対する分散補償を１つの光増幅器内で行うことが可能で
ある。本発明の光通信システムによれば、複数の光増幅
中継器のうちの第１の構成の光増幅中継器については、
１つの波長分散補償手段を用いた比較的簡易な構成とす
ることができ、それらの光増幅中継器で補償できなかっ
た波長分散については、第２の構成の光増幅中継器にお
いて各波長帯毎に個別に補償を行うようにしたことで、
複数の光増幅中継器全体として各波長帯域に対する分散
補償を行うことができる。従って、波長分散補償機能を
備えた光通信システムの低コスト化を図ることができ
る。
の波長分散補償手段で補償しきれない場合には、その補
償できなかった波長分散を各波長帯毎に個別に補う第２
波長分散補償手段を設けることで、すべての波長帯域に
対する分散補償を１つの光増幅器内で行うことが可能で
ある。本発明の光通信システムによれば、複数の光増幅
中継器のうちの第１の構成の光増幅中継器については、
１つの波長分散補償手段を用いた比較的簡易な構成とす
ることができ、それらの光増幅中継器で補償できなかっ
た波長分散については、第２の構成の光増幅中継器にお
いて各波長帯毎に個別に補償を行うようにしたことで、
複数の光増幅中継器全体として各波長帯域に対する分散
補償を行うことができる。従って、波長分散補償機能を
備えた光通信システムの低コスト化を図ることができ
る。
【００６８】本発明の波長多重信号光の波長分散補償方
法によれば、隣り合う波長帯域の信号光を分散補償ファ
イバの異なる端部から入力して、分散補償ファイバ内の
各信号光の伝搬方向が逆向きになるようにしたことで、
分散補償ファイバでの非線形光学効果の発生確率を低減
させることができ、安定した伝送特性を得ることが可能
となる。
法によれば、隣り合う波長帯域の信号光を分散補償ファ
イバの異なる端部から入力して、分散補償ファイバ内の
各信号光の伝搬方向が逆向きになるようにしたことで、
分散補償ファイバでの非線形光学効果の発生確率を低減
させることができ、安定した伝送特性を得ることが可能
となる。
【図１】１．５５μｍ帯及び１．５８μｍ帯の波長多重
信号光を増幅する光増幅器の基本構成を示す図である。
信号光を増幅する光増幅器の基本構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光増幅器の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る光増幅器の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図４】同上第２の実施形態における各波長帯の信号光
パワーのＤＣＦ内での変化の様子を示す図である。
パワーのＤＣＦ内での変化の様子を示す図である。
【図５】同上第２の実施形態に関して、光サーキュレー
タを使用した場合の構成例を示す図である。
タを使用した場合の構成例を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る光増幅器の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図７】同上第３の実施形態に関して、光サーキュレー
タを使用した場合の構成例を示す図である。
タを使用した場合の構成例を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る光増幅器の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図９】本発明の第５の実施形態に係る光通信システム
の概略構成を示すブロック図である。
の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】同上第５の実施形態に用いる偶数番目の光増
幅中継器の構成を示すブロック図である。
幅中継器の構成を示すブロック図である。
【図１１】１．３μｍ零分散ＳＭＦの波長分散特性を示
す図である。
す図である。
【図１２】光ファイバ増幅器とＡＧＣ回路の具体的な構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
１，４，１０，１２…ＷＤＭカプラ ２…１．５５μｍ帯用光ファイバ増幅部 ３…１．５８μｍ帯用光ファイバ増幅部 １１，１１’，１１”，１６，１７…分散補償ファイバ
（ＤＣＦ） １３…光カプラ １４，１５…光サーキュレータ ２０，２４，３０，３４…光ファイバ増幅器 ２１，２５，３１，３５…ＡＧＣ回路 ２２，３２…可変光減衰器（ＡＴＴ） ２３，３３…ＡＬＣ回路
（ＤＣＦ） １３…光カプラ １４，１５…光サーキュレータ ２０，２４，３０，３４…光ファイバ増幅器 ２１，２５，３１，３５…ＡＧＣ回路 ２２，３２…可変光減衰器（ＡＴＴ） ２３，３３…ＡＬＣ回路
Claims (10)
- 【請求項１】光波長に応じて複数の波長帯域に分波し、
複数の光増幅手段により前記分波した各波長帯域の光を
それぞれ増幅し、該増幅した光を合波する構成の光増幅
器であって、 波長分散を補償する波長分散補償手段と、 前記各光増幅手段内の各々の波長帯域の光を一旦取り出
し合波して前記波長分散補償手段に入力するとともに、
前記波長分散補償手段から出力される光を前記各波長帯
域に分波して前記各光増幅手段に戻す光合分波手段と、 を備えて構成されたことを特徴とする波長分散補償機能
を備えた光増幅器。 - 【請求項２】前記各光増幅手段は、直列に接続された前
段光増幅部及び後段光増幅部を備え、 前記光合分波手段は、前記各光増幅手段の前段光増幅部
及び後段光増幅部の間から光を取り出すことを特徴とす
る請求項１記載の波長分散補償機能を備えた光増幅器。 - 【請求項３】前記光増幅手段の前記前段光増幅部と前記
光合分波手段との間に、可変光減衰器を設けたことを特
徴とする請求項２記載の波長分散補償機能を備えた光増
幅器。 - 【請求項４】前記可変光減衰器は、前記後段光増幅部か
ら出力される光のパワーが一定レベルになるように光減
衰量が制御され、 前記前段光増幅部及び前記後段光増幅部は、利得が一定
になるように制御されることを特徴とする請求項３記載
の波長分散補償機能を備えた光増幅器。 - 【請求項５】前記波長分散補償手段が、分散補償ファイ
バであり、 前記光合分波手段は、前記分散補償ファイバの両端部に
それぞれ接続される２つの光合分波器を有し、前記各光
増幅手段から一旦取り出した光のうちの隣り合う波長帯
域の光が、異なる前記光合分波器を介して前記分散補償
ファイバにそれぞれ入力されることを特徴とする請求項
１〜４のいずれか１つに記載の波長分散補償機能を備え
た光増幅器。 - 【請求項６】前記各光合分波器が、光サーキュレータで
あることを特徴とする請求項５記載の波長分散補償機能
を備えた光増幅器。 - 【請求項７】光波長に応じて複数の波長帯域に分波し、
複数の光増幅手段により前記分波した各波長帯域の光を
それぞれ増幅し、該増幅した光を合波する構成の光増幅
器であって、 予め設定した波長に対する分散量を基準として、波長分
散を補償する第１波長分散補償手段と、 前記各光増幅手段に送られた各々の波長帯域の光を一旦
取り出し合波して前記第１波長分散補償手段に入力する
とともに、前記第１波長分散補償手段から出力される光
を前記各波長帯域に分波して前記各光増幅手段に戻す光
合分波手段と、 前記第１波長分散補償手段で補償されなかった波長分散
を各波長帯域毎に個別に補償する第２波長分散補償手段
と、 を備えて構成されたことを特徴とする波長分散補償機能
を備えた光増幅器。 - 【請求項８】光伝送路を介して直列に接続された複数の
光増幅中継器を用いて波長多重信号光を多中継伝送する
光通信システムにおいて、 前記複数の光増幅中継器は、光波長に応じて複数の波長
帯域に分波し、複数の光増幅手段により前記分波した各
波長帯域の光をそれぞれ増幅し、該増幅した光を合波す
る構成の光増幅器であって、それら複数の光増幅中継器
は第１と第２の構成を有し、 前記第１の構成の光増幅中継器は、予め設定した波長に
対する分散量を基準として前記波長多重信号光の波長分
散を補償する１つの波長分散補償手段と、前記各光増幅
手段に送られた各々の波長帯域の光を一旦取り出し合波
して前記波長分散補償手段に入力するとともに、前記波
長分散補償手段から出力される光を前記各波長帯域に分
波して前記各光増幅手段に戻す光合分波手段と、を備
え、 前記第２の構成の光増幅中継器は、前記波長分散補償手
段で補償されなかった波長分散を各波長帯域毎に個別に
補償可能な波長分散補償手段を備えたことを特徴とする
光通信システム。 - 【請求項９】前記第１の構成の光増幅中継器と前記第２
の構成の光増幅中継器とが、１つおきに交互に配置され
たことを特徴とする請求項８記載の光通信システム。 - 【請求項１０】波長多重信号光の波長分散を分散補償フ
ァイバを用いて補償する波長多重信号光の波長分散補償
方法において、 前記波長多重信号光を波長に応じて複数の波長帯域に分
波し、 該分波した光のうちの隣り合う波長帯域の光を、前記分
散補償ファイバの異なる端部からそれぞれ入力し、 前記分散補償ファイバの各端部からそれぞれ出力される
各波長帯域の光を合波してなることを特徴とする波長多
重信号光の波長分散補償方法。
Priority Applications (4)
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