JPH1168703A - 波長多重光増幅伝送システム及び光増幅器 - Google Patents
波長多重光増幅伝送システム及び光増幅器Info
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- JPH1168703A JPH1168703A JP9216853A JP21685397A JPH1168703A JP H1168703 A JPH1168703 A JP H1168703A JP 9216853 A JP9216853 A JP 9216853A JP 21685397 A JP21685397 A JP 21685397A JP H1168703 A JPH1168703 A JP H1168703A
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/29—Repeaters
- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
- H04B10/293—Signal power control
- H04B10/294—Signal power control in a multiwavelength system, e.g. gain equalisation
- H04B10/2941—Signal power control in a multiwavelength system, e.g. gain equalisation using an equalising unit, e.g. a filter
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 広い信号波長帯域を持ち、容易に形成できる
波長多重光増幅伝送システムを提供する。 【解決手段】 光増幅器２１として高濃度Ａｌ添加ＥＤ
ＦＡを用いることによって、伝送系１３の光フィルタ
（等化器）２２を除く部分に、信号波長帯域とすべき目
標波長範囲内に利得ピークを持ち、当該範囲内における
その利得ピークを軸とした対称性が悪い利得波長特性を
持たせる。そして、光フィルタ２２として、目標波長範
囲内に損失が最大となる損失最大波長があり、その目標
波長範囲内において損失最大波長からの隔たりが大きく
なるに従い損失が単調に減少する損失波長特性を持つ光
フィルタであって、損失波長特性を加算した特性が、前
記した利得波長特性と相対的に値が一致する損失波長特
性が与えられた光フィルタを備える。
波長多重光増幅伝送システムを提供する。 【解決手段】 光増幅器２１として高濃度Ａｌ添加ＥＤ
ＦＡを用いることによって、伝送系１３の光フィルタ
（等化器）２２を除く部分に、信号波長帯域とすべき目
標波長範囲内に利得ピークを持ち、当該範囲内における
その利得ピークを軸とした対称性が悪い利得波長特性を
持たせる。そして、光フィルタ２２として、目標波長範
囲内に損失が最大となる損失最大波長があり、その目標
波長範囲内において損失最大波長からの隔たりが大きく
なるに従い損失が単調に減少する損失波長特性を持つ光
フィルタであって、損失波長特性を加算した特性が、前
記した利得波長特性と相対的に値が一致する損失波長特
性が与えられた光フィルタを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長の異なる複数
の光信号が、光増幅器によって中継、伝送される波長多
重光増幅伝送システムと、そのような波長多重光増幅伝
送システムで用いられる光増幅器に関する。
の光信号が、光増幅器によって中継、伝送される波長多
重光増幅伝送システムと、そのような波長多重光増幅伝
送システムで用いられる光増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】光信号を用いた通信システムの１つに、
波長の異なる複数の光信号が多重化されて伝送されるシ
ステムであって、光信号の中継が光増幅器を用いて行わ
れるシステム（以下、波長多重光増幅伝送システムと表
記する）がある。
波長の異なる複数の光信号が多重化されて伝送されるシ
ステムであって、光信号の中継が光増幅器を用いて行わ
れるシステム（以下、波長多重光増幅伝送システムと表
記する）がある。
【０００３】波長多重光増幅伝送システムを構築する
際、光受信端局は、レベルが所定範囲にある光信号のみ
を、通信情報として取り扱うように構成される（任意の
レベルの信号が通信情報として認識されるように光受信
端局を構成することは出来ない）。このため、光受信端
局に入力される光信号（伝送系から出力される光信号）
には、そのレベルが所定範囲内になければならないとい
う条件が課せられる。そして、伝送系から出力される光
信号のレベルは、その光信号の、伝送系に入力された時
点でのレベルとその光信号に対する伝送系の利得によっ
て定まるので、結局、波長多重光増幅伝送システムに用
いる伝送系は、利得が波長に依存しないものであること
が望まれることになる。
際、光受信端局は、レベルが所定範囲にある光信号のみ
を、通信情報として取り扱うように構成される（任意の
レベルの信号が通信情報として認識されるように光受信
端局を構成することは出来ない）。このため、光受信端
局に入力される光信号（伝送系から出力される光信号）
には、そのレベルが所定範囲内になければならないとい
う条件が課せられる。そして、伝送系から出力される光
信号のレベルは、その光信号の、伝送系に入力された時
点でのレベルとその光信号に対する伝送系の利得によっ
て定まるので、結局、波長多重光増幅伝送システムに用
いる伝送系は、利得が波長に依存しないものであること
が望まれることになる。
【０００４】しかしながら、エルビウムドープファイバ
アンプ（Erbium-doped Fiber Amplifier：EDFA）に代表
される伝送系を構成するために使用されている光増幅器
は、図８に示したように、利得が波長に応じて変化する
利得波長特性を持つ。従って、光増幅器と光ファイバだ
けで伝送系が構成されていた場合、その伝送系も、利得
が波長に応じて変化する利得波長特性を示すことにな
る。また、その利得波長特性は、伝送系に設けられる光
増幅器の数が多いほど、利得の波長依存性が高いものと
なる。
アンプ（Erbium-doped Fiber Amplifier：EDFA）に代表
される伝送系を構成するために使用されている光増幅器
は、図８に示したように、利得が波長に応じて変化する
利得波長特性を持つ。従って、光増幅器と光ファイバだ
けで伝送系が構成されていた場合、その伝送系も、利得
が波長に応じて変化する利得波長特性を示すことにな
る。また、その利得波長特性は、伝送系に設けられる光
増幅器の数が多いほど、利得の波長依存性が高いものと
なる。
【０００５】このため、光増幅器と光ファイバだけで構
成された伝送系を備えた波長多重光増幅伝送システム
は、多重化できる光信号数が少ない（信号波長帯域が狭
い）、信号波長帯域を狭くすることなく伝送距離を伸ば
せない、等の問題を持つシステムとなっていた。
成された伝送系を備えた波長多重光増幅伝送システム
は、多重化できる光信号数が少ない（信号波長帯域が狭
い）、信号波長帯域を狭くすることなく伝送距離を伸ば
せない、等の問題を持つシステムとなっていた。
【０００６】伝送系の利得が波長に依存するために生ず
る、このような問題を解消するために、波長多重光増幅
伝送システムでは、光フィルタの一種である利得等化器
を伝送系内に挿入することによって、伝送系（光増幅
器）の利得が波長に依存しないようにすること（利得等
化）が行われている。すなわち、伝送系が持つ利得波長
特性と同形状の損失波長特性を有する利得等化器を伝送
系に挿入することによって伝送系の利得を一定すること
が行われている。
る、このような問題を解消するために、波長多重光増幅
伝送システムでは、光フィルタの一種である利得等化器
を伝送系内に挿入することによって、伝送系（光増幅
器）の利得が波長に依存しないようにすること（利得等
化）が行われている。すなわち、伝送系が持つ利得波長
特性と同形状の損失波長特性を有する利得等化器を伝送
系に挿入することによって伝送系の利得を一定すること
が行われている。
【０００７】以下、利得等化器に要求される特性、従来
の利得等化器の構成方法（設計方法）を具体的に説明す
る。図９に、利得等化器が用いられた波長多重光増幅伝
送システムの概略構成を示す。図示したように、利得等
化は、通常、複数（一般的には、５〜１０）の光増幅器
３１を含む区間毎に１個の利得等化器３２を設けること
によって行われる。すなわち、各利得等化器は、対応す
る区間内に含まれる光増幅器３１と光ファイバとを、利
得等化器３２を介さずに接続することによって得られる
構成（以下、等化対象部と表記する）の利得波長特性
と、形状が一致する（相対値が等しい）波長領域を有す
る損失波長特性を持つように設計、製造される。
の利得等化器の構成方法（設計方法）を具体的に説明す
る。図９に、利得等化器が用いられた波長多重光増幅伝
送システムの概略構成を示す。図示したように、利得等
化は、通常、複数（一般的には、５〜１０）の光増幅器
３１を含む区間毎に１個の利得等化器３２を設けること
によって行われる。すなわち、各利得等化器は、対応す
る区間内に含まれる光増幅器３１と光ファイバとを、利
得等化器３２を介さずに接続することによって得られる
構成（以下、等化対象部と表記する）の利得波長特性
と、形状が一致する（相対値が等しい）波長領域を有す
る損失波長特性を持つように設計、製造される。
【０００８】利得等化器を備える波長多重光増幅伝送シ
ステムでは、上記波長領域が信号波長帯域として使用さ
れることになるので、当然、利得等化器は、等化対象部
の利得波長特性と、広い波長範囲で形状が一致する損失
波長特性を持つように設計される必要がある。しかしな
がら、形状が一致する波長範囲の幅が同じであっても、
その位置が異なる場合、利得等化後の光信号のレベルが
異なることになる。例えば、等化対象部の利得波長特性
と利得等化器の損失波長特性との対応関係が、図１０
（ａ）に示したものである場合、利得等化後の光信号
は、形状が一致している波長範囲の下限における利得Ｇ
ａに応じたレベルを有することになる。これに対して、
等化対象部の利得波長特性と利得等化器の損失波長特性
との対応関係が、図１０（ｂ）に示したものである場
合、信号波長帯域として使用できる波長範囲の幅は、図
１０（ａ）に示した場合と同じになるが、利得等化後の
光信号は、利得Ｇａよりも大きな利得Ｇｂに応じたレベ
ルを有することになる。
ステムでは、上記波長領域が信号波長帯域として使用さ
れることになるので、当然、利得等化器は、等化対象部
の利得波長特性と、広い波長範囲で形状が一致する損失
波長特性を持つように設計される必要がある。しかしな
がら、形状が一致する波長範囲の幅が同じであっても、
その位置が異なる場合、利得等化後の光信号のレベルが
異なることになる。例えば、等化対象部の利得波長特性
と利得等化器の損失波長特性との対応関係が、図１０
（ａ）に示したものである場合、利得等化後の光信号
は、形状が一致している波長範囲の下限における利得Ｇ
ａに応じたレベルを有することになる。これに対して、
等化対象部の利得波長特性と利得等化器の損失波長特性
との対応関係が、図１０（ｂ）に示したものである場
合、信号波長帯域として使用できる波長範囲の幅は、図
１０（ａ）に示した場合と同じになるが、利得等化後の
光信号は、利得Ｇａよりも大きな利得Ｇｂに応じたレベ
ルを有することになる。
【０００９】利得等化後の光信号のレベルは、中継距離
を定めるパラメータの１つであるので、高い方が好まし
い。すなわち、等化器損失△Ｌｍａｘは小さい方が望ま
しい。また、利得等化後の光信号のレベルが同じである
場合には、信号波長帯域として使用できる波長範囲が広
い方が良いことも当然である。このため、利得等化器に
は、等化対象部の利得がある値以上の波長範囲全域にお
いて、利得波長特性と形状が一致する損失波長特性を持
つものことが望まれる。
を定めるパラメータの１つであるので、高い方が好まし
い。すなわち、等化器損失△Ｌｍａｘは小さい方が望ま
しい。また、利得等化後の光信号のレベルが同じである
場合には、信号波長帯域として使用できる波長範囲が広
い方が良いことも当然である。このため、利得等化器に
は、等化対象部の利得がある値以上の波長範囲全域にお
いて、利得波長特性と形状が一致する損失波長特性を持
つものことが望まれる。
【００１０】なお、図１０（ａ）、（ｂ）に示したよう
な、目的とする利得波長特性に対して、損失が“０”と
なる波長まで形状が等しい損失波長特性を持つ利得等化
器が製造されることはない。実際の利得等化器の損失波
長特性は、図１１に示したように、損失がある値
（Ｌ0；過剰損失と呼ばれる）以上となる部分でのみ、
目的とする利得波長特性に形状（相対値）が一致するこ
とになる。すなわち、利得等化後の光信号のレベルは、
実際には、信号波長帯域の下限波長における利得Ｇａで
はなく、それより過剰損失Ｌ0分小さい利得Ｇａ′に応
じたレベルを有することになる。このため、利得等化器
には、この過剰損失ができるだけ小さいことも望まれ
る。
な、目的とする利得波長特性に対して、損失が“０”と
なる波長まで形状が等しい損失波長特性を持つ利得等化
器が製造されることはない。実際の利得等化器の損失波
長特性は、図１１に示したように、損失がある値
（Ｌ0；過剰損失と呼ばれる）以上となる部分でのみ、
目的とする利得波長特性に形状（相対値）が一致するこ
とになる。すなわち、利得等化後の光信号のレベルは、
実際には、信号波長帯域の下限波長における利得Ｇａで
はなく、それより過剰損失Ｌ0分小さい利得Ｇａ′に応
じたレベルを有することになる。このため、利得等化器
には、この過剰損失ができるだけ小さいことも望まれ
る。
【００１１】以下、従来の、利得等化器の製造（設計）
方法を説明する。さて、通常の光フィルタ（精度良く作
製でき、信頼性が保証されている光フィルタ：例えば、
誘電体多層膜フィルタ、エタロンフィルタ、マッハツェ
ンダフィルタ）は、対称性が高い利得波長特性を持って
いる。このため、１個の光フィルタで利得等化器を構成
した場合、等化対象部（光増幅器）が持つ非対称な利得
波長特性を広い波長範囲で補償することはできず、図１
１に示してあるような状況が発生していた。
方法を説明する。さて、通常の光フィルタ（精度良く作
製でき、信頼性が保証されている光フィルタ：例えば、
誘電体多層膜フィルタ、エタロンフィルタ、マッハツェ
ンダフィルタ）は、対称性が高い利得波長特性を持って
いる。このため、１個の光フィルタで利得等化器を構成
した場合、等化対象部（光増幅器）が持つ非対称な利得
波長特性を広い波長範囲で補償することはできず、図１
１に示してあるような状況が発生していた。
【００１２】そこで、目的とする利得波長特性により近
い形状の損失波長特性を持つ利得等化器を得るために、
従来より、周期性を有する損失波長特性を持つ光フィル
タを複数個組み合わせるといったことが行われている。
い形状の損失波長特性を持つ利得等化器を得るために、
従来より、周期性を有する損失波長特性を持つ光フィル
タを複数個組み合わせるといったことが行われている。
【００１３】例えば、"First Optoelectrics and Commu
nications Conference Tecnical Digest, July 1996, M
akuhari Messe"の第４頁から記載されている技術では、
図１２に示したように、FSR(隣接する２つの損失最大波
長の差)が、それぞれ、６ｎｍ、２５ｎｍである２つの
マッハツェンダフィルタを組み合わせることによって利
得等化器を形成している。また、"ELECTRONISC LETTERS
9th June 1994 Vol.30 No 12"のp.982〜983、特開平４
−１４７１１４号公報にも、複数のマッハチェンダフィ
ルタを組み合わせて利得等化器を形成している技術が開
示されている。
nications Conference Tecnical Digest, July 1996, M
akuhari Messe"の第４頁から記載されている技術では、
図１２に示したように、FSR(隣接する２つの損失最大波
長の差)が、それぞれ、６ｎｍ、２５ｎｍである２つの
マッハツェンダフィルタを組み合わせることによって利
得等化器を形成している。また、"ELECTRONISC LETTERS
9th June 1994 Vol.30 No 12"のp.982〜983、特開平４
−１４７１１４号公報にも、複数のマッハチェンダフィ
ルタを組み合わせて利得等化器を形成している技術が開
示されている。
【００１４】さらに、1996年電子情報通信学会通信ソサ
イエティ大会予稿集の第５７８頁には、等化対象である
ＥＤＦＡの利得波長特性をフーリエ変換により周期の異
なる２つの正弦波に展開し、それら２つの正弦波に応じ
た損失波長特性を持つ２つのエタロンフィルタを組み合
わせることによって利得等化器を形成している技術が開
示されている。
イエティ大会予稿集の第５７８頁には、等化対象である
ＥＤＦＡの利得波長特性をフーリエ変換により周期の異
なる２つの正弦波に展開し、それら２つの正弦波に応じ
た損失波長特性を持つ２つのエタロンフィルタを組み合
わせることによって利得等化器を形成している技術が開
示されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】周知のように、任意の
形状の関数は、周期性を有する幾つかの関数の和によっ
て表し得る。従って、従来のように、周期性を示す損失
波長特性を持つ光フィルタを組み合わせれば、どのよう
な形状の損失波長特性を持つ利得等化器をも製造するこ
とができる。しかしながら、組み合わされるべき光フィ
ルタの数を増やす程、一般には、過剰損失が大きくなっ
てしまう。このため、従来のような、周期性を示す損失
波長特性を有する光フィルタを組み合わせて形成された
利得等化器を用いて等化が行える波長範囲（すなわち、
信号波長帯域）は、せいぜい、１５ｎｍ程度であった。
形状の関数は、周期性を有する幾つかの関数の和によっ
て表し得る。従って、従来のように、周期性を示す損失
波長特性を持つ光フィルタを組み合わせれば、どのよう
な形状の損失波長特性を持つ利得等化器をも製造するこ
とができる。しかしながら、組み合わされるべき光フィ
ルタの数を増やす程、一般には、過剰損失が大きくなっ
てしまう。このため、従来のような、周期性を示す損失
波長特性を有する光フィルタを組み合わせて形成された
利得等化器を用いて等化が行える波長範囲（すなわち、
信号波長帯域）は、せいぜい、１５ｎｍ程度であった。
【００１６】そこで、本発明の課題は、従来よりも、広
い信号波長帯域を有し、かつ、製造が容易な波長多重光
増幅伝送システムを提供することにある。また、本発明
の他の課題は、そのような波長多重光増幅伝送システム
を実現できる光増幅器を提供することにある。
い信号波長帯域を有し、かつ、製造が容易な波長多重光
増幅伝送システムを提供することにある。また、本発明
の他の課題は、そのような波長多重光増幅伝送システム
を実現できる光増幅器を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の態様では、長が互いに異なる複数の
光信号を多重化して送信するための光送信端局と、複数
の光増幅器と複数の光フィルタとそれらを縦列接続する
伝送路と、前記伝送路を介して前記送信局が送信した前
記複数の光信号を受信する光受信端局とを備える波長多
重光増幅伝送システムを構成するに際して、複数の光増
幅器として、前記複数の光信号の全ての波長が含まれる
波長範囲に利得が最大となる利得最大波長値があり、か
つ、該波長範囲において前記利得最大波長値からの隔た
りが大きくなるに従い利得が単調に減少する利得波長特
性であって、前記利得最大波長値を軸とした利得波長特
性が非対称な利得波長特性を有するものを用いる。ま
た、前記複数の光フィルタのそれぞれとして、該波長範
囲内に損失最大波長値を有し、かつ、該波長範囲におい
て前記損失最大波長値からの隔たりが大きくなるに従い
損失が単調に減少する損失波長特性を有するものを用い
るとともに、少なくとも２つの異なる損失波長特性を有
する前記複数の光フィルタの損失波長特性を加算するこ
とによって得られる損失波長特性と前記複数の光増幅器
の利得波長特性とが該波長範囲において相対的に値が一
致するようにしておく。
に、本発明の第１の態様では、長が互いに異なる複数の
光信号を多重化して送信するための光送信端局と、複数
の光増幅器と複数の光フィルタとそれらを縦列接続する
伝送路と、前記伝送路を介して前記送信局が送信した前
記複数の光信号を受信する光受信端局とを備える波長多
重光増幅伝送システムを構成するに際して、複数の光増
幅器として、前記複数の光信号の全ての波長が含まれる
波長範囲に利得が最大となる利得最大波長値があり、か
つ、該波長範囲において前記利得最大波長値からの隔た
りが大きくなるに従い利得が単調に減少する利得波長特
性であって、前記利得最大波長値を軸とした利得波長特
性が非対称な利得波長特性を有するものを用いる。ま
た、前記複数の光フィルタのそれぞれとして、該波長範
囲内に損失最大波長値を有し、かつ、該波長範囲におい
て前記損失最大波長値からの隔たりが大きくなるに従い
損失が単調に減少する損失波長特性を有するものを用い
るとともに、少なくとも２つの異なる損失波長特性を有
する前記複数の光フィルタの損失波長特性を加算するこ
とによって得られる損失波長特性と前記複数の光増幅器
の利得波長特性とが該波長範囲において相対的に値が一
致するようにしておく。
【００１８】このような構成を採用すれば、良好な利得
等化が行える損失波長特性の組み合わせ、すなわち、過
剰損失が少ない状態で広い波長範囲にわたり利得等化が
行える光フィルタの組み合わせを容易に見い出すことが
出来ることになるので、広い信号波長帯域を有する波長
多重光増幅伝送システムを、従来よりも、簡単に実現で
きる。
等化が行える損失波長特性の組み合わせ、すなわち、過
剰損失が少ない状態で広い波長範囲にわたり利得等化が
行える光フィルタの組み合わせを容易に見い出すことが
出来ることになるので、広い信号波長帯域を有する波長
多重光増幅伝送システムを、従来よりも、簡単に実現で
きる。
【００１９】本発明の第２の態様では、波長が互いに異
なる複数の光信号を多重化して送信するための光送信端
局と、複数の光増幅器と複数の利得等化器とそれらを縦
列接続する伝送路と、該伝送路を介して前記光送信端局
が送信した前記複数の光信号を受信する光受信端局を備
える波長多重光増幅伝送システムを実現するに際して、
複数の光増幅器として、前記複数の光信号の総ての波長
が含まれる波長領域に利得が最大となる利得最大波長値
があり、かつ、該波長範囲において前記利得最大波長値
からの隔たりが大きくなるに従い利得が単調に減少する
利得波長特性であって、前記利得最大波長値を軸とした
利得波長特性が非対称な利得波長特性を有するものを用
いる。また、前記複数の利得等化器のそれぞれは、前記
複数の光増幅器のなかの所定数の光増幅器で構成される
ブロックの利得等化を行うものとされる。また、各利得
等化器は、それぞれ、該波長範囲内に損失最大波長特性
を有し、かつ、該波長範囲において前記損失最大波長値
からの隔たりが大きくなるに従い損失が単調に減少する
損失波長特性を有する複数の光フィルタであって、少な
くとも２つの異なる損失波長特性を有する前記複数の光
フィルタの損失波長特性を加算することによって得られ
る損失波長特性と前記ブロックの利得波長特性とが該波
長範囲において相対的に一致している複数の光フィルタ
を組み合わせて構成する。
なる複数の光信号を多重化して送信するための光送信端
局と、複数の光増幅器と複数の利得等化器とそれらを縦
列接続する伝送路と、該伝送路を介して前記光送信端局
が送信した前記複数の光信号を受信する光受信端局を備
える波長多重光増幅伝送システムを実現するに際して、
複数の光増幅器として、前記複数の光信号の総ての波長
が含まれる波長領域に利得が最大となる利得最大波長値
があり、かつ、該波長範囲において前記利得最大波長値
からの隔たりが大きくなるに従い利得が単調に減少する
利得波長特性であって、前記利得最大波長値を軸とした
利得波長特性が非対称な利得波長特性を有するものを用
いる。また、前記複数の利得等化器のそれぞれは、前記
複数の光増幅器のなかの所定数の光増幅器で構成される
ブロックの利得等化を行うものとされる。また、各利得
等化器は、それぞれ、該波長範囲内に損失最大波長特性
を有し、かつ、該波長範囲において前記損失最大波長値
からの隔たりが大きくなるに従い損失が単調に減少する
損失波長特性を有する複数の光フィルタであって、少な
くとも２つの異なる損失波長特性を有する前記複数の光
フィルタの損失波長特性を加算することによって得られ
る損失波長特性と前記ブロックの利得波長特性とが該波
長範囲において相対的に一致している複数の光フィルタ
を組み合わせて構成する。
【００２０】すなわち、本発明の第２の態様では、ブロ
ックごとに利得等化が行われるように、波長多重光増幅
伝送システムを構成する。この構成を採用すれば、大量
の光増幅器を含む伝送系を備えた、優れた性能を有する
波長多重光増幅伝送システムを、容易に製造できること
になる。
ックごとに利得等化が行われるように、波長多重光増幅
伝送システムを構成する。この構成を採用すれば、大量
の光増幅器を含む伝送系を備えた、優れた性能を有する
波長多重光増幅伝送システムを、容易に製造できること
になる。
【００２１】また、本発明では、波長多重光増幅伝送シ
ステムを構築するのに使用される、波長多重された複数
の光信号を増幅する光増幅器を、前記光増幅器の光増幅
部として、前記複数の光信号の総ての波長が含まれる波
長領域に利得が最大となる利得最大波長値があり、か
つ、該波長範囲において前記利得最大波長値からの隔た
りが大きくなるに従い利得が単調に減少する利得波長特
性であって、前記利得最大波長値を軸とした利得波長特
性が非対称な利得波長特性を有するものを用い、前記光
増幅器の利得等化部として、それぞれ、該波長範囲内に
損失最大波長値を有し、かつ、該波長範囲において前記
損失最大波長値からの隔たりが大きくなるに従い損失が
単調に減少する損失波長特性を有する複数の光フィルタ
であって、少なくとも２つの異なる損失波長特性を有す
る前記複数の光フィルタの損失波長特性を加算すること
によって得られる損失波長特性と前記光増幅部の利得波
長特性とが該波長範囲において相対的に一致している光
フィルタを組み合わせたものを用いる。
ステムを構築するのに使用される、波長多重された複数
の光信号を増幅する光増幅器を、前記光増幅器の光増幅
部として、前記複数の光信号の総ての波長が含まれる波
長領域に利得が最大となる利得最大波長値があり、か
つ、該波長範囲において前記利得最大波長値からの隔た
りが大きくなるに従い利得が単調に減少する利得波長特
性であって、前記利得最大波長値を軸とした利得波長特
性が非対称な利得波長特性を有するものを用い、前記光
増幅器の利得等化部として、それぞれ、該波長範囲内に
損失最大波長値を有し、かつ、該波長範囲において前記
損失最大波長値からの隔たりが大きくなるに従い損失が
単調に減少する損失波長特性を有する複数の光フィルタ
であって、少なくとも２つの異なる損失波長特性を有す
る前記複数の光フィルタの損失波長特性を加算すること
によって得られる損失波長特性と前記光増幅部の利得波
長特性とが該波長範囲において相対的に一致している光
フィルタを組み合わせたものを用いる。
【００２２】このような構成を採用すれば、良好な利得
等化が行える損失波長特性の組み合わせ、すなわち、過
剰損失が少ない状態で広い波長範囲にわたり利得等化が
行える光フィルタの組み合わせを容易に見い出すことが
出来るので、広い波長範囲の利得等化が行える光増幅器
を実現でき、その結果として、広い信号波長帯域を有す
る波長多重光増幅伝送システムを、従来よりも、簡単に
実現できることになる。
等化が行える損失波長特性の組み合わせ、すなわち、過
剰損失が少ない状態で広い波長範囲にわたり利得等化が
行える光フィルタの組み合わせを容易に見い出すことが
出来るので、広い波長範囲の利得等化が行える光増幅器
を実現でき、その結果として、広い信号波長帯域を有す
る波長多重光増幅伝送システムを、従来よりも、簡単に
実現できることになる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。 ＜第１実施形態＞図１に、本発明の第１実施形態による
波長多重光増幅伝送システムの概略構成を示す。図示し
たように、第１実施形態の波長多重光増幅伝送システム
は、光送信端局１１と光受信端局１２と伝送系１３とを
備える。
面を参照して説明する。 ＜第１実施形態＞図１に、本発明の第１実施形態による
波長多重光増幅伝送システムの概略構成を示す。図示し
たように、第１実施形態の波長多重光増幅伝送システム
は、光送信端局１１と光受信端局１２と伝送系１３とを
備える。
【００２４】光送信端局１１は、それぞれ、チャネル１
〜Ｎに対応づけられたＮ個の光送信機１５を含む。各光
送信器１５は、対応するチャネル用に割り当てられた波
長の、同レベルの光信号を出力する。その結果、光送信
端局１１からは、図２に示したように、各送信機１５か
ら出力された光信号を多重化した信号光が出力される。
〜Ｎに対応づけられたＮ個の光送信機１５を含む。各光
送信器１５は、対応するチャネル用に割り当てられた波
長の、同レベルの光信号を出力する。その結果、光送信
端局１１からは、図２に示したように、各送信機１５か
ら出力された光信号を多重化した信号光が出力される。
【００２５】図１に示したように、光受信端局１２は、
チャネル１〜Ｎ用の光信号を受信するためのＮ個の光受
信機１６を含む。また、伝送系１３は、複数の光増幅器
２１と複数の等化器２２とそれらの間を接続する伝送路
（光ファイバ）から構成される。光増幅器２１として
は、等化器２２を除いた伝送系１３の構成要素を縦列接
続した構造（等化対象部と表記する）の利得波長特性
を、信号波長帯域内に利得が最大となる利得最大波長が
あり、かつ、信号波長帯域を含む第１波長範囲において
利得最大波長からの隔たりが大きくなるに従い利得が単
調に減少する利得波長特性であって、利得最大波長を軸
とした対称性が、従来の利得等化器の等化対象部よりも
悪い利得波長特性とすることが出来る利得波長特性を持
つものが使用される。
チャネル１〜Ｎ用の光信号を受信するためのＮ個の光受
信機１６を含む。また、伝送系１３は、複数の光増幅器
２１と複数の等化器２２とそれらの間を接続する伝送路
（光ファイバ）から構成される。光増幅器２１として
は、等化器２２を除いた伝送系１３の構成要素を縦列接
続した構造（等化対象部と表記する）の利得波長特性
を、信号波長帯域内に利得が最大となる利得最大波長が
あり、かつ、信号波長帯域を含む第１波長範囲において
利得最大波長からの隔たりが大きくなるに従い利得が単
調に減少する利得波長特性であって、利得最大波長を軸
とした対称性が、従来の利得等化器の等化対象部よりも
悪い利得波長特性とすることが出来る利得波長特性を持
つものが使用される。
【００２６】なお、信号波長帯域内に利得が最大となる
利得最大波長があり、かつ、信号波長帯域を含む第１波
長範囲において利得最大波長からの隔たりが大きくなる
に従い利得が単調に減少する利得波長特性とは、第１波
長範囲の下限波長から利得最大波長までは利得が単調に
増加し、利得最大波長において利得が最大となり、その
後、信号波長帯域の上限波長までは利得が単調に減少す
る利得波長特性を意味する。以下、説明の便宜上、同じ
利得波長特性を、第１波長範囲内で単峰性を示す利得波
長特性とも表記する。
利得最大波長があり、かつ、信号波長帯域を含む第１波
長範囲において利得最大波長からの隔たりが大きくなる
に従い利得が単調に減少する利得波長特性とは、第１波
長範囲の下限波長から利得最大波長までは利得が単調に
増加し、利得最大波長において利得が最大となり、その
後、信号波長帯域の上限波長までは利得が単調に減少す
る利得波長特性を意味する。以下、説明の便宜上、同じ
利得波長特性を、第１波長範囲内で単峰性を示す利得波
長特性とも表記する。
【００２７】等化対象部に、上記のような利得波長特性
（第１波長範囲内で単峰性を示し、対称性が悪い利得波
長特性）を持たせることは、例えば、１５５８ｎｍ近傍
に利得ピークを有するＥＤＦＡを各光増幅器２１として
用いることによって実現できる。ＥＤＦＡの利得波長特
性は、ＥＤＦ長、ドーパントの種類、ドーパント濃度、
励起パワー、利得、ＥＤＦＡの動作状態などに依存する
ため、１５５８ｎｍ近傍に利得ピークを有するＥＤＦＡ
は、これらを調整することによって実現することができ
る。
（第１波長範囲内で単峰性を示し、対称性が悪い利得波
長特性）を持たせることは、例えば、１５５８ｎｍ近傍
に利得ピークを有するＥＤＦＡを各光増幅器２１として
用いることによって実現できる。ＥＤＦＡの利得波長特
性は、ＥＤＦ長、ドーパントの種類、ドーパント濃度、
励起パワー、利得、ＥＤＦＡの動作状態などに依存する
ため、１５５８ｎｍ近傍に利得ピークを有するＥＤＦＡ
は、これらを調整することによって実現することができ
る。
【００２８】等化器２２は、それぞれ、幾つかの（少な
くとも１つの）光フィルタから構成される。各光フィル
タとしては、第２波長範囲内に損失が最大となる損失最
大波長があり、かつ、第２波長範囲において損失最大波
長からの隔たりが大きくなるに従い損失が単調に減少す
る損失波長特性を有する光フィルタが用いられる。換言
すれば、少なくとも上記第２波長範囲における損失波長
特性には周期性が認められない光フィルタ（第２波長範
囲内で損失波長特性が単峰性を示す光フィルタ）が用い
られる。
くとも１つの）光フィルタから構成される。各光フィル
タとしては、第２波長範囲内に損失が最大となる損失最
大波長があり、かつ、第２波長範囲において損失最大波
長からの隔たりが大きくなるに従い損失が単調に減少す
る損失波長特性を有する光フィルタが用いられる。換言
すれば、少なくとも上記第２波長範囲における損失波長
特性には周期性が認められない光フィルタ（第２波長範
囲内で損失波長特性が単峰性を示す光フィルタ）が用い
られる。
【００２９】そのような光フィルタとしては、さまざま
なものがあるが、信頼性、製造精度から考えると、誘電
体多層膜光フィルタ、エタロンフィルタを用いることが
望ましい。
なものがあるが、信頼性、製造精度から考えると、誘電
体多層膜光フィルタ、エタロンフィルタを用いることが
望ましい。
【００３０】なお、第２波長範囲は、等化対象部が単峰
性を示す範囲である第１波長範囲内に含まれる範囲であ
り、等化対象部の利得が等しくなる２波長によってその
上限波長と下限波長が定められる。より具体的には、利
得等化のために許容する損失に基づき、この第２波長範
囲を定めるために用いる等化対象部の利得を決定し、そ
の後、第２波長範囲が定められる。
性を示す範囲である第１波長範囲内に含まれる範囲であ
り、等化対象部の利得が等しくなる２波長によってその
上限波長と下限波長が定められる。より具体的には、利
得等化のために許容する損失に基づき、この第２波長範
囲を定めるために用いる等化対象部の利得を決定し、そ
の後、第２波長範囲が定められる。
【００３１】伝送系１３を構成するために用いられる光
フィルタの数、各光フィルタの損失波長特性は、損失波
長特性が第２波長範囲内で単峰性を示す光フィルタを用
いるといった条件下、各光フィルタの損失波長特性の加
算結果と等化対象部の利得波長特性とが、第２波長範囲
内において相対的な値が一致するように、定められる。
フィルタの数、各光フィルタの損失波長特性は、損失波
長特性が第２波長範囲内で単峰性を示す光フィルタを用
いるといった条件下、各光フィルタの損失波長特性の加
算結果と等化対象部の利得波長特性とが、第２波長範囲
内において相対的な値が一致するように、定められる。
【００３２】このような手順で、定められたデータ（光
フィルタの数、各光フィルタの損失波長特性）に基づき
製造された複数の光フィルタを、複数の伝送路上に分散
して配置することによって、第１実施形態の波長多重光
増幅伝送システムは構築される。
フィルタの数、各光フィルタの損失波長特性）に基づき
製造された複数の光フィルタを、複数の伝送路上に分散
して配置することによって、第１実施形態の波長多重光
増幅伝送システムは構築される。
【００３３】＜第２実施形態＞図３に、本発明の第２実
施形態による波長多重光増幅伝送システムの概略構成を
示す。図示したように、第２実施形態の波長多重光増幅
伝送システムは、光送信端局１１と光受信端局１２と伝
送系１４を備える。光送信端局１１、光受信端局１２
は、それぞれ、第１実施形態の波長多重光増幅伝送シス
テムが備えている光送信端局１１、光受信端局１２と同
じものである。
施形態による波長多重光増幅伝送システムの概略構成を
示す。図示したように、第２実施形態の波長多重光増幅
伝送システムは、光送信端局１１と光受信端局１２と伝
送系１４を備える。光送信端局１１、光受信端局１２
は、それぞれ、第１実施形態の波長多重光増幅伝送シス
テムが備えている光送信端局１１、光受信端局１２と同
じものである。
【００３４】伝送系１４は、複数の光増幅器２１とＭ個
の利得等化器２４と複数の伝送路から構成される。ま
た、Ｍ個の利得等化器２４は、それぞれ、複数の光フィ
ルタ２５から構成される。
の利得等化器２４と複数の伝送路から構成される。ま
た、Ｍ個の利得等化器２４は、それぞれ、複数の光フィ
ルタ２５から構成される。
【００３５】第２実施形態の波長多重光増幅伝送システ
ムでは、伝送系１４が、それぞれ、１個の利得等化器２
４とＫ（通常、５〜１０）個の光増幅器２１を含むＭ個
のブロック２６に分類されている。
ムでは、伝送系１４が、それぞれ、１個の利得等化器２
４とＫ（通常、５〜１０）個の光増幅器２１を含むＭ個
のブロック２６に分類されている。
【００３６】各ブロック２６の構成が異なる伝送系１４
を実現する際には、ブロック２６毎に、第１実施形態と
同様の手順で、そのブロック２６内の利得等化器２４を
構成するために用いる光フィルタ２５の数、各光フィル
タ２５の損失波長特性が求められる。すなわち、信号波
長帯域とすべきものとして定めた所定波長範囲（第２波
長領域）内で損失波長特性が単峰性を示す光フィルタだ
けを用いるといった条件下、各ブロック２６内の利得等
化器２４に使用する光フィルタ２５の数、各光フィルタ
２５に与えるべき損失波長特性が求められる。そして、
求めた損失波長特性を持つように製造した光フィルタ２
５を組み合わせることによって各ブロック２６用の利得
等化器２４が構成され、各利得等化器２４を対応するブ
ロック２６内にに組み込むことによって伝送系１３が構
成される。
を実現する際には、ブロック２６毎に、第１実施形態と
同様の手順で、そのブロック２６内の利得等化器２４を
構成するために用いる光フィルタ２５の数、各光フィル
タ２５の損失波長特性が求められる。すなわち、信号波
長帯域とすべきものとして定めた所定波長範囲（第２波
長領域）内で損失波長特性が単峰性を示す光フィルタだ
けを用いるといった条件下、各ブロック２６内の利得等
化器２４に使用する光フィルタ２５の数、各光フィルタ
２５に与えるべき損失波長特性が求められる。そして、
求めた損失波長特性を持つように製造した光フィルタ２
５を組み合わせることによって各ブロック２６用の利得
等化器２４が構成され、各利得等化器２４を対応するブ
ロック２６内にに組み込むことによって伝送系１３が構
成される。
【００３７】また、各ブロック２６の構成が等しい伝送
系１４を実現する際には、ある１つのブロック２６に対
して、利得等化器２４を構成するために用いる光フィル
タ２５の数、各光フィルタ２５の損失波長特性が求めら
れ、その結果に基づき、各ブロック２６内に同じ構成の
利得等化器２４が組み込まれる。
系１４を実現する際には、ある１つのブロック２６に対
して、利得等化器２４を構成するために用いる光フィル
タ２５の数、各光フィルタ２５の損失波長特性が求めら
れ、その結果に基づき、各ブロック２６内に同じ構成の
利得等化器２４が組み込まれる。
【００３８】
【実施例】次に、図３に示した波長多重光増幅伝送シス
テムの実施例についての説明を行う。
テムの実施例についての説明を行う。
【００３９】実施例の波長多重光増幅伝送システムは、
光増幅器２１として、高濃度Ａｌ添加ＥＤＦＡを用い、
７台の光増幅器２１（Ｋ＝７）が各ブロック２６に含ま
れるようにしたシステムである。
光増幅器２１として、高濃度Ａｌ添加ＥＤＦＡを用い、
７台の光増幅器２１（Ｋ＝７）が各ブロック２６に含ま
れるようにしたシステムである。
【００４０】高濃度Ａｌ添加ＥＤＦＡは、利得ピーク波
長がおよそ１５５８ｎｍにある、利得波長特性における
利得ピーク波長を軸とした対称性が、一般的に用いられ
ている低濃度Ａｌ添加ＥＤＦＡのそれよりも悪いＥＤＦ
Ａになっている。このため、各ブロック２６内の利得等
化器２２を除く部分（利得等化器２２の等化対象部）の
利得波長特性も、図４に示してあるように、利得ピーク
波長を軸とした対称性が、従来の利得等化器の等化対象
部の損失波長特性（図５）についての対象性よりも悪い
ものとなっている。
長がおよそ１５５８ｎｍにある、利得波長特性における
利得ピーク波長を軸とした対称性が、一般的に用いられ
ている低濃度Ａｌ添加ＥＤＦＡのそれよりも悪いＥＤＦ
Ａになっている。このため、各ブロック２６内の利得等
化器２２を除く部分（利得等化器２２の等化対象部）の
利得波長特性も、図４に示してあるように、利得ピーク
波長を軸とした対称性が、従来の利得等化器の等化対象
部の損失波長特性（図５）についての対象性よりも悪い
ものとなっている。
【００４１】このように、利得等化器２２の等化対象部
の利得波長特性を、従来とは異なる形状を有するものに
設定した後、利得等化器２２の設計（利得等化器２２に
設ける光フィルタ２５の数、各光フィルタ２５の損失波
長特性の決定）が行われた。
の利得波長特性を、従来とは異なる形状を有するものに
設定した後、利得等化器２２の設計（利得等化器２２に
設ける光フィルタ２５の数、各光フィルタ２５の損失波
長特性の決定）が行われた。
【００４２】以下、その手順を詳細に説明する。現在、
知られている光フィルタには、誘電体多層膜フィルタ、
エタロンフィルタ、マッハツェンダフィルタ、導波路型
フィルタ、ファイバグレーティングなどがある。等化器
２２を構成するための光フィルタ２５には、経時変
化、温度変化が少ないこと（信頼性が保証されているこ
と）、損失波長特性に関して高い製造精度が得られる
こと（設計した損失波長特性を持つように製造できるこ
と）、などが要求される。上記した各種光フィルタのう
ち、、の条件を満たす光フィルタは、誘電体多層膜
フィルタとエタロンフィルタであると考えられる。この
ため、本実施例では、誘電体多層膜フィルタとエタロン
フィルタとを組み合わせて利得等化器２４を構成するこ
とにした。
知られている光フィルタには、誘電体多層膜フィルタ、
エタロンフィルタ、マッハツェンダフィルタ、導波路型
フィルタ、ファイバグレーティングなどがある。等化器
２２を構成するための光フィルタ２５には、経時変
化、温度変化が少ないこと（信頼性が保証されているこ
と）、損失波長特性に関して高い製造精度が得られる
こと（設計した損失波長特性を持つように製造できるこ
と）、などが要求される。上記した各種光フィルタのう
ち、、の条件を満たす光フィルタは、誘電体多層膜
フィルタとエタロンフィルタであると考えられる。この
ため、本実施例では、誘電体多層膜フィルタとエタロン
フィルタとを組み合わせて利得等化器２４を構成するこ
とにした。
【００４３】誘電体多層膜フィルタとエタロンフィルタ
とを組み合わせて構成される利得等化器の損失波長特性
は、組み合わせる誘電体多層膜フィルタ、エタロンフィ
ルタ、それぞれの損失波長特性の総和となる。すなわ
ち、利得等化器の損失波長特性を示す関数Ｌｇ(λ)は、
次式で表される。
とを組み合わせて構成される利得等化器の損失波長特性
は、組み合わせる誘電体多層膜フィルタ、エタロンフィ
ルタ、それぞれの損失波長特性の総和となる。すなわ
ち、利得等化器の損失波長特性を示す関数Ｌｇ(λ)は、
次式で表される。
【００４４】 Ｌｇ(λ)＝ΣＬｄ(λ)＋ΣＬｅ(λ) …(1) Ｌｄ(λ)：誘電体多層膜フィルタの損失波長特性を表す
関数 Ｌｅ(λ)：エタロンフィルタの損失波長特性を表す関数 また、エタロンフィルタの損失波長特性を示す関数Ｌｅ
(λ)［単位：ｄＢ］は、次式で表せることが知られてい
る。
関数 Ｌｅ(λ)：エタロンフィルタの損失波長特性を表す関数 また、エタロンフィルタの損失波長特性を示す関数Ｌｅ
(λ)［単位：ｄＢ］は、次式で表せることが知られてい
る。
【００４５】 Ｌｅ(λ)＝10log10［1＋(10(Le/10)−1)cos2{π(λ−λm)/FSR｝］ …(2) なお、（２）式において、λmeは最大損失波長、Ｌe
［ｄＢ］は最大最小損失差、FSR(Free Spectral Range)
は、隣接する２つの最大損失波長間の波長差である。ま
た、実施例では、エタロンフィルタを単峰性の帯域阻止
光フィルタとして用いているので、FSRの値には、利得
等化が行われるべき波長帯域Ｂの幅よりも大きいという
制限が課せられている。
［ｄＢ］は最大最小損失差、FSR(Free Spectral Range)
は、隣接する２つの最大損失波長間の波長差である。ま
た、実施例では、エタロンフィルタを単峰性の帯域阻止
光フィルタとして用いているので、FSRの値には、利得
等化が行われるべき波長帯域Ｂの幅よりも大きいという
制限が課せられている。
【００４６】そして、誘電体多層膜を用いた帯域阻止光
フィルタ（シングルキャビティ型）の損失波長特性を表
す関数Ｌｅ(λ)［単位：ｄＢ］は、次式で表される。 Ｌｄ(λ)＝-10log10［1＋(10(-Ld/10)−1)／(１＋４((λmd−λ)/W)2)］…(3) （３）式において、λmdは最大損失波長、Ｌd［ｄＢ］
は最大最小損失差、Ｗは阻止帯域幅を表すパラメータで
ある。
フィルタ（シングルキャビティ型）の損失波長特性を表
す関数Ｌｅ(λ)［単位：ｄＢ］は、次式で表される。 Ｌｄ(λ)＝-10log10［1＋(10(-Ld/10)−1)／(１＋４((λmd−λ)/W)2)］…(3) （３）式において、λmdは最大損失波長、Ｌd［ｄＢ］
は最大最小損失差、Ｗは阻止帯域幅を表すパラメータで
ある。
【００４７】（１）〜（３）式から明らかなように、誘
電体多層膜フィルタとエタロンフィルタとを組み合わせ
て構成される等化器の損失波長特性関数Ｌｇ(λ)は、使
用する光フィルタの数に応じた数のパラメータ（両者を
１つずつ用いる場合には、λme、Ｌe、FSR、λmd、Ｌ
d、Ｗの６個）を含む波長λの関数となる。この関数で
表される波長λにおける損失と、同じ波長における，利
得等化器２４を除いた、ブロック２６内の構成要素（光
増幅器、伝送路）の総合的な利得との差が、ある波長範
囲内の各λに対して一定値となるように各パラメータの
値を決定してやれば、当該波長範囲内の各波長に対する
利得の等化が行える利得等化器２２が製造できることに
なる。このようなパラメータの値の決定は、さまざまな
手順によって行えるが、本実施例では、以下に記す手順
によって各パラメータの値を定めている。
電体多層膜フィルタとエタロンフィルタとを組み合わせ
て構成される等化器の損失波長特性関数Ｌｇ(λ)は、使
用する光フィルタの数に応じた数のパラメータ（両者を
１つずつ用いる場合には、λme、Ｌe、FSR、λmd、Ｌ
d、Ｗの６個）を含む波長λの関数となる。この関数で
表される波長λにおける損失と、同じ波長における，利
得等化器２４を除いた、ブロック２６内の構成要素（光
増幅器、伝送路）の総合的な利得との差が、ある波長範
囲内の各λに対して一定値となるように各パラメータの
値を決定してやれば、当該波長範囲内の各波長に対する
利得の等化が行える利得等化器２２が製造できることに
なる。このようなパラメータの値の決定は、さまざまな
手順によって行えるが、本実施例では、以下に記す手順
によって各パラメータの値を定めている。
【００４８】まず、利得等化器２４を除いた、ブロック
２６内の構成要素からなる部分（利得等化対象）の総合
的な利得波長特性の実測データを基に、利得等化対象の
利得偏差波長特性（図４）を求める。本実施例では、等
化器損失を７ｄＢ許容することとし、利得偏差ΔＧ(λ)
を、波長λにおける利得から、最大利得より７ｄＢ小さ
い利得を減じた値としている。すなわち、最大利得より
７ｄＢ小さい利得が得られる２波長λｓ、λe（λｓ＜
λe）で、利得偏差△Ｇ（λ）が“０”となるようにし
ている。
２６内の構成要素からなる部分（利得等化対象）の総合
的な利得波長特性の実測データを基に、利得等化対象の
利得偏差波長特性（図４）を求める。本実施例では、等
化器損失を７ｄＢ許容することとし、利得偏差ΔＧ(λ)
を、波長λにおける利得から、最大利得より７ｄＢ小さ
い利得を減じた値としている。すなわち、最大利得より
７ｄＢ小さい利得が得られる２波長λｓ、λe（λｓ＜
λe）で、利得偏差△Ｇ（λ）が“０”となるようにし
ている。
【００４９】次いで、計算機解析を行い、λの値がλｓ
〜λeの範囲（図４における波長範囲Ｂ）で、ΔＧ(λ)
＋Ｌ0とＬｇ(λ)が同じ（極めて近い）値を取るよう
に、各パラメータの値とＬ0の値を求めた。ここで、Ｌ0
は、過剰損失量を示すパラメータであり、波長領域Ｂ内
のより広い範囲で、Ｌｇ(λ)をΔＧ(λ)＋Ｌ0に一致さ
せるパラメータを得られるようにするために導入されて
いる。既に説明したように、過剰損失は小さい方が好ま
しいので、本実施例では、Ｌ0の値を小さくでき、光フ
ィルタ数が少なくて済むパラメータを求めるといった条
件で、フィッティングを行っている。
〜λeの範囲（図４における波長範囲Ｂ）で、ΔＧ(λ)
＋Ｌ0とＬｇ(λ)が同じ（極めて近い）値を取るよう
に、各パラメータの値とＬ0の値を求めた。ここで、Ｌ0
は、過剰損失量を示すパラメータであり、波長領域Ｂ内
のより広い範囲で、Ｌｇ(λ)をΔＧ(λ)＋Ｌ0に一致さ
せるパラメータを得られるようにするために導入されて
いる。既に説明したように、過剰損失は小さい方が好ま
しいので、本実施例では、Ｌ0の値を小さくでき、光フ
ィルタ数が少なくて済むパラメータを求めるといった条
件で、フィッティングを行っている。
【００５０】その結果、図６に示してある損失波長特性
を有する１つのエタロンフィルタと２つの誘電体多層膜
フィルタを用いると、同図に示してあるように、過剰損
失が約１ｄＢであり、およそ２０ｎｍの幅の波長範囲の
利得を等化できることが分かった。
を有する１つのエタロンフィルタと２つの誘電体多層膜
フィルタを用いると、同図に示してあるように、過剰損
失が約１ｄＢであり、およそ２０ｎｍの幅の波長範囲の
利得を等化できることが分かった。
【００５１】実施例の波長多重光増幅伝送システムは、
このようにして得られた損失波長特性を有する製造され
た、１つのエタロンフィルタと２つの誘電体多層膜フィ
ルタを、光フィルタ２５として用いて構築されている。
このようにして得られた損失波長特性を有する製造され
た、１つのエタロンフィルタと２つの誘電体多層膜フィ
ルタを、光フィルタ２５として用いて構築されている。
【００５２】ここで、本実施例のように、等化されるべ
き部分の利得波長特性を、等化対称波長範囲内で単峰性
を示し、かつ、対称性の悪いものとしておくとともに、
損失波長特性が等化対象波長範囲内で単峰性を示す光フ
ィルタのみを組み合わせて利得等化器を設計すると、良
好な結果が得られる理由を簡単に説明しておく。
き部分の利得波長特性を、等化対称波長範囲内で単峰性
を示し、かつ、対称性の悪いものとしておくとともに、
損失波長特性が等化対象波長範囲内で単峰性を示す光フ
ィルタのみを組み合わせて利得等化器を設計すると、良
好な結果が得られる理由を簡単に説明しておく。
【００５３】図４に示した利得波長特性を有する等化対
象部に対する、周期的光フィルタだけを用いた利得等化
器を設計する場合を考える。この場合、やり方はいろい
ろあるが、通常、図７（ａ）に示したような損失波長特
性を有する光フィルタ（第１の光フィルタ）が含まれ、
他の光フィルタ群によって、第１の光フィルタに不足し
ている損失（補償されずに残った損失；残存損失）が補
償されることになる。しかしながら、補償対象である利
得波長特性の対称性を悪くしてあるため、残留損失波長
特性は、周期的光フィルタによって補償しにくい形状と
なっている。たとえば、周期的光フィルタを用いて、図
７（ａ）に示してある残留損失波長特性を補償しようと
した場合、図７（ｂ）に示したように、補償されている
のだかどうかが分からない状況も生じうる。実際には、
多くの周期的光フィルタの組み合わせにより、利得等化
が行える状態が達成できるのであるが、多くの光フィル
タを用いたのでは、残留損失が大きくなってしまう。
象部に対する、周期的光フィルタだけを用いた利得等化
器を設計する場合を考える。この場合、やり方はいろい
ろあるが、通常、図７（ａ）に示したような損失波長特
性を有する光フィルタ（第１の光フィルタ）が含まれ、
他の光フィルタ群によって、第１の光フィルタに不足し
ている損失（補償されずに残った損失；残存損失）が補
償されることになる。しかしながら、補償対象である利
得波長特性の対称性を悪くしてあるため、残留損失波長
特性は、周期的光フィルタによって補償しにくい形状と
なっている。たとえば、周期的光フィルタを用いて、図
７（ａ）に示してある残留損失波長特性を補償しようと
した場合、図７（ｂ）に示したように、補償されている
のだかどうかが分からない状況も生じうる。実際には、
多くの周期的光フィルタの組み合わせにより、利得等化
が行える状態が達成できるのであるが、多くの光フィル
タを用いたのでは、残留損失が大きくなってしまう。
【００５４】このように、従来の方法では、非対称な利
得波長特性を補償しにくいものであったのに対し、本実
施例の方法では、周期的光フィルタではなく、等化対象
波長範囲内で単峰性を示す損失波長特性を有する光フィ
ルタを用いるので、図６に示したように、非対称な利得
波長特性を簡単に、過剰損失が少ない状態で補償するこ
とが出来る。換言すれば、本構成を採用すれば、広い波
長範囲で利得等化が行える利得等化器を確実に得ること
ができるので、広い信号波長帯域を有する波長多重光増
幅伝送システムを、簡単に実現できることになる。
得波長特性を補償しにくいものであったのに対し、本実
施例の方法では、周期的光フィルタではなく、等化対象
波長範囲内で単峰性を示す損失波長特性を有する光フィ
ルタを用いるので、図６に示したように、非対称な利得
波長特性を簡単に、過剰損失が少ない状態で補償するこ
とが出来る。換言すれば、本構成を採用すれば、広い波
長範囲で利得等化が行える利得等化器を確実に得ること
ができるので、広い信号波長帯域を有する波長多重光増
幅伝送システムを、簡単に実現できることになる。
【００５５】
【発明の効果】本発明によれば、従来よりも、広い信号
波長帯域を有する波長多重光増幅伝送システムを容易に
構築できる。
波長帯域を有する波長多重光増幅伝送システムを容易に
構築できる。
【図１】本発明の第１実施形態の波長多重光増幅伝送シ
ステムの概略構成図である。
ステムの概略構成図である。
【図２】第１実施形態の波長多重光増幅伝送システムの
伝送系中を伝送される送信信号光スペクトルを例示した
図である。
伝送系中を伝送される送信信号光スペクトルを例示した
図である。
【図３】本発明の第２実施形態の波長多重光増幅伝送シ
ステムの概略構成図である。
ステムの概略構成図である。
【図４】本発明の実施例を説明するための高濃度ＡＬ添
加ＥＤＦＡを含む等化対象部の利得波長特性図である。
加ＥＤＦＡを含む等化対象部の利得波長特性図である。
【図５】低濃度ＡＬ添加ＥＤＦＡを含む等化対象部の利
得波長特性図である。
得波長特性図である。
【図６】本発明の実施例の利得等化器の構成、性能を示
す図である。
す図である。
【図７】本発明と従来技術の差異を説明するため用いた
損失波長特性図である。
損失波長特性図である。
【図８】ＥＤＦＡの利得波長特性の説明図である。
【図９】従来の利得等化器を備えた波長多重光増幅伝送
システムのブロック図である。
システムのブロック図である。
【図１０】利得等化器に要求される特性の説明図であ
る。
る。
【図１１】利得等化器の過剰損失の説明図である。
【図１２】マッハツェンダフィルタを組み合わせた利得
等化器の損失波長特性図である。
等化器の損失波長特性図である。
１１ 光送信端局 １２ 光受信端局 １３、１４ 伝送系 １５ 光送信器 １６ 光受信器 ２１、３１ 光増幅器 ２２ 等化器 ２４、３２ 利得等化器 ２５ 光フィルタ ２６ ブロック
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/16
Claims (6)
- 【請求項１】 波長が互いに異なる複数の光信号を多重
化して送信するための光送信端局と、 複数の光増幅器と複数の光フィルタとそれらを縦列接続
する伝送路と、 前記伝送路を介して前記送信局が送信した前記複数の光
信号を受信する光受信端局とを備え、 前記複数の光増幅器は、前記複数の光信号の全ての波長
が含まれる波長範囲に利得が最大となる利得最大波長値
があり、かつ、前記波長範囲において前記利得最大波長
値からの隔たりが大きくなるに従い利得が単調に減少す
る利得波長特性であって、前記利得最大波長値を軸とし
た利得波長特性が非対称な利得波長特性を有し、 前記複数の光フィルタのそれぞれは、前記波長範囲内に
損失最大波長値を有し、かつ、前記波長範囲において前
記損失最大波長値からの隔たりが大きくなるに従い損失
が単調に減少する損失波長特性を有し、 少なくとも２つの異なる損失波長特性を有する前記複数
の光フィルタの損失波長特性を加算することによって得
られる損失波長特性と前記複数の光増幅器の利得波長特
性とが前記波長範囲において相対的に値が一致している
ことを特徴とする波長多重光増幅伝送システム。 - 【請求項２】 波長が互いに異なる複数の光信号を多重
化して送信するための光送信端局と、 複数の光増幅器と複数の利得等化器とそれらを縦列接続
する伝送路と、 該伝送路を介して前記光送信端局が送信した前記複数の
光信号を受信する光受信端局を備え、 前記複数の光増幅器は、前記複数の光信号の総ての波長
が含まれる波長領域に利得が最大となる利得最大波長値
があり、かつ、前記波長範囲において前記利得最大波長
値からの隔たりが大きくなるに従い利得が単調に減少す
る利得波長特性であって、前記利得最大波長値を軸とし
た利得波長特性が非対称な利得波長特性を有し、 前記複数の利得等化器のそれぞれは前記複数の光増幅器
の所定数のブロックの利得等化を行い、かつ、前記利得
等化器は複数の光フィルタで構成され、前記光フィルタ
のそれぞれは前記波長範囲内に損失最大波長特性を有
し、かつ、前記波長範囲において前記損失最大波長値か
らの隔たりが大きくなるに従い損失が単調に減少する損
失波長特性を有し、 少なくとも２つの異なる損失波長特性を有する前記複数
の光フィルタの損失波長特性を加算することによって得
られる損失波長特性と前記ブロックの利得波長特性とが
前記波長範囲において相対的に一致していることを特徴
とする波長多重光増幅伝送システム。 - 【請求項３】 前記複数の光増幅器のそれぞれが、利得
ピーク波長が１５５８nm近傍にあるエルビウムドープフ
ァイバアンプであることを特徴とする請求項１または請
求項２記載の波長多重光増幅伝送システム。 - 【請求項４】 前記複数の光フィルタの少なくとも１つ
が、誘電体多層膜フィルタであることを特徴とする請求
項１ないし請求項３のいずれかに記載の波長多重光増幅
伝送システム。 - 【請求項５】 前記複数の光フィルタのそれぞれが、エ
タロンフィルタあるいは誘電体多層膜フィルタであるこ
とを特徴とする請求項４記載の波長多重光増幅伝送シス
テム。 - 【請求項６】 波長多重された複数の光信号を増幅する
光増幅器に於いて、 前記光増幅器の光増幅部は、前記複数の光信号の総ての
波長が含まれる波長領域に利得が最大となる利得最大波
長値があり、かつ、前記波長範囲において前記利得最大
波長値からの隔たりが大きくなるに従い利得が単調に減
少する利得波長特性であって、前記利得最大波長値を軸
とした利得波長特性が非対称な利得波長特性を有し、 前記光増幅器の利得等化部は複数の光フィルタで構成さ
れ、前記光フィルタのそれぞれは前記波長範囲内に損失
最大波長値を有し、かつ、前記波長範囲において前記損
失最大波長値からの隔たりが大きくなるに従い損失が単
調に減少する損失波長特性を有し、 少なくとも２つの異なる損失波長特性を有する前記複数
の光フィルタの損失波長特性を加算することによって得
られる損失波長特性と前記光増幅部の利得波長特性とが
前記波長範囲において相対的に一致している構成とした
ことを特徴とする光増幅器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21685397A JP3769359B2 (ja) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | 波長多重光増幅伝送システム及び光増幅器 |
| US09/007,655 US6222655B1 (en) | 1997-08-11 | 1998-01-15 | Wavelength division multiplex optical amplification transmission system and optical amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21685397A JP3769359B2 (ja) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | 波長多重光増幅伝送システム及び光増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1168703A true JPH1168703A (ja) | 1999-03-09 |
| JP3769359B2 JP3769359B2 (ja) | 2006-04-26 |
Family
ID=16694939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21685397A Expired - Fee Related JP3769359B2 (ja) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | 波長多重光増幅伝送システム及び光増幅器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6222655B1 (ja) |
| JP (1) | JP3769359B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000002291A1 (en) * | 1998-07-07 | 2000-01-13 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical gain equalizer, and optical amplifier and wavelength-division multiplex transmitter both comprising the optical gain equalizer |
| JP2000199880A (ja) * | 1998-11-05 | 2000-07-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長等化装置 |
| JP2010205903A (ja) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 利得平坦化されたカスケード型光ファイバ増幅器、該増幅器の利得等化器を設計する装置、および、該増幅器の利得等化器を設計する方法 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11275020A (ja) * | 1998-03-19 | 1999-10-08 | Fujitsu Ltd | 波長多重光伝送システム及び波長多重光伝送システムに使用される光デバイス用損失差補償器の設計方法並びに波長多重光伝送システムの構築方法 |
| CA2325730A1 (en) * | 1998-03-31 | 1999-10-07 | Michael J. Yadlowsky | Improved performance gain flattened edfa |
| US6411417B1 (en) * | 1998-09-22 | 2002-06-25 | Nortel Networks Limited | Optical equalizer |
| JP2000354005A (ja) * | 1999-06-11 | 2000-12-19 | Fujitsu Ltd | 利得等化方法、光増幅装置および光伝送システム |
| US6483957B1 (en) | 2001-01-29 | 2002-11-19 | 3M Innovative Properties Company | MEMS-based polarization mode dispersion compensator |
| JP2003069116A (ja) * | 2001-08-22 | 2003-03-07 | Fujitsu Ltd | 光増幅器及び利得偏差補償方法 |
| AU2003235979A1 (en) * | 2002-05-09 | 2003-11-11 | Nikon Corporation | Optical filter module and light amplifier using the module |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04147114A (ja) | 1990-10-09 | 1992-05-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光レベル等化方法 |
| US5530583A (en) * | 1993-11-18 | 1996-06-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical signal amplification apparatus and an optical fiber transmission system using the same |
| US5563733A (en) * | 1994-08-25 | 1996-10-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical fiber amplifier and optical fiber transmission system |
| CA2155693C (en) * | 1994-08-25 | 1999-12-14 | Daniel A. Fishman | Performance monitoring and fault location in optical transmission systems |
| JPH0918416A (ja) * | 1995-06-28 | 1997-01-17 | Hitachi Ltd | 光増幅器 |
| JPH09116492A (ja) * | 1995-10-18 | 1997-05-02 | Nec Corp | 波長多重光増幅中継伝送方法およびその装置 |
| JPH09191303A (ja) * | 1996-01-09 | 1997-07-22 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 光伝送路 |
| JPH09289349A (ja) * | 1996-04-23 | 1997-11-04 | Nec Corp | 光イコライザおよびこれを用いた光増幅装置と波長多重光伝送装置 |
| CA2206945A1 (en) * | 1996-06-03 | 1997-12-03 | Tadashi Koga | Optical receiver board, optical wavelength-tuning filter module used foroptical receiver board, and actuator for optical wavelength-tuning filter module |
| JP3512050B2 (ja) * | 1996-06-11 | 2004-03-29 | 住友電気工業株式会社 | 光フィルタおよび光伝送システム |
-
1997
- 1997-08-11 JP JP21685397A patent/JP3769359B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-01-15 US US09/007,655 patent/US6222655B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000002291A1 (en) * | 1998-07-07 | 2000-01-13 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical gain equalizer, and optical amplifier and wavelength-division multiplex transmitter both comprising the optical gain equalizer |
| JP2000199880A (ja) * | 1998-11-05 | 2000-07-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長等化装置 |
| JP2010205903A (ja) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 利得平坦化されたカスケード型光ファイバ増幅器、該増幅器の利得等化器を設計する装置、および、該増幅器の利得等化器を設計する方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3769359B2 (ja) | 2006-04-26 |
| US6222655B1 (en) | 2001-04-24 |
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