JP2005130507A - 反射型利得固定半導体光増幅器を含む光信号伝送装置及びこれを用いた光通信システム - Google Patents

反射型利得固定半導体光増幅器を含む光信号伝送装置及びこれを用いた光通信システム Download PDF

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Abstract

【課題】 非干渉性光源が有する強度雑音を効果的に抑制して変調速度及び光出力を改善できる反射型利得固定半導体光増幅器を含む光信号伝送装置等を提供する。
【解決手段】 光信号伝送装置１００は、光源１０１と、外部注入光を入力されて利得飽和領域で出力光の強度が一定の利得固定された光信号を出力する反射型利得固定半導体光増幅器１０４〜１０５と、光源１０１によって生成された光をスペクトラム分割して反射型利得固定半導体光増幅器１０４〜１０５の注入光として供給し、反射型利得固定半導体光増幅器１０４〜１０５によって利得固定された光信号を多重化する波長分割多重化装置１０３と、光源１０１によって生成された光を波長分割多重化装置１０３に入力して、波長分割多重化装置１０３によって多重化された光信号を送信リンク５００に出力する循環器１０２を含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、波長分割多重方式(Wavelength Division Multiplexing:ＷＤＭ)光通信に関し、特に、反射型利得固定半導体光増幅器を含む光信号伝送装置及びこれを用いた光通信システムに関する。
一般的に、波長分割多重方式受動型光加入者網(passive optical network:ＰＯＮ)は、各加入者端末に割り当てられた固有の波長を使用して、超高速広帯域通信サービスを提供する。従って、この方式の光加入者網（ＷＤＭ−ＰＯＮ)では、通信の秘密を確実に保障でき、各加入者が要求する別途の通信サービス又は通信容量の拡大を容易に実現でき、さらには、新しい加入者に付与される固有の波長を追加することで、加入者の数を容易に拡大することができる。しかしながら、このような長所にもかかわらず、波長分割多重方式の受動型光加入者網は、未だ実用化されていない。これは、中央基地局(central office:ＣＯ)と各加入者端末で、特定発振波長の光源と光源の波長とを安定化するための付加的な波長安定化回路が必要とされ、これにより加入者に高い経済的負担が要求されるからである。したがって、波長分割多重方式の受動型光加入者網を実現するためには、経済的な波長分割多重方式光源を開発する必要がある。
このような波長分割多重方式光源としては、分散帰還レーザーアレイ(distributed feedback laser array:ＤＦＢ laser array)、多波長レーザー(multi-frequency laser:ＭＦＬ)、スペクトラム分割方式光源(spectrum-sliced light source)、非干渉性光に波長ロックされたファブリ・ペローレーザー(mode-locked Fabry-Perot laser with incoherent light)など、多くのものが提案された。
しかしながら、分散帰還レーザーアレイと多波長レーザーは、製作過程が複雑であり、加えて、波長分割多重方式のために光源の正確な波長選択性と波長安定化が必須となり、高価な素子である。
最近、活発に研究されているスペクトラム分割方式光源は、広い帯域幅の光信号を光学フィルター(optical filter)又は導波路型回折格子(wave guide grating router:ＷＧＲ)を使用してスペクトラム分割することで、多くの数の波長分割されたチャンネルらを提供することができる。したがって、スペクトラム分割方式光源では、特定発振波長の光源を必要とせず、また、波長安定化のための装置も必要でない。このようなスペクトラム分割方式光源としては、発光ダイオード(light emitting diode:ＬＥＤ)、超発光ダイオード(super luminescent diode:ＳＬＤ)、ファブリ・ペローレーザー(Fabry-Perot laser:ＦＰ laser)、光ファイバ増幅器光源(fiber amplifier light source)、極超短光パルス光源などが提案された。
しかしながら、スペクトラム分割方式光源として提案された発光ダイオードと超発光ダイオードは、光帯域幅が広くて低価であるが、変調帯域幅と出力が低いので、下り信号に比べて変調速度が低い上り信号のための光源として好適である。また、ファブリ・ペローレーザーは、低価の高出力素子ではあるが、帯域幅が狭くて多くの数の波長分割されたチャンネルらを提供することができないし、スペクトラム分割された信号を高速で変調して送る場合に、モード分割雑音(mode partition noise)による性能低下が深刻であるという短所がある。さらに、極超短パルス光源は、光源のスペクトラム帯域が非常に広くて干渉性(coherent)があるが、発振されるスペクトラムの安定度が低く、また、パルスの幅が数ｐｓに過ぎないため、実現が困難である。
これらの光源に加えて、スペクトラム分割方式光ファイバ増幅器光源(spectrum-sliced fiber amplifier light source)が提案された。この光源は、光ファイバ増幅器で生成される自然放出光(amplified spontaneous emission light:ＡＳＥ light)をスペクトラム分割して、多くの数の波長分割された高出力チャンネルらを提供するものである。しかしながら、スペクトラム分割方式光源は、各チャンネルが相互に異なるデータを送信するために、LiNbO３変調器のような高価な外部変調器を別に使わなければならない。
一方、非干渉性光に波長ロックされたファブリ・ペローレーザーは、発光ダイオード又は光ファイバ増幅器光源のような非干渉性光源で生成される広い帯域幅の光信号を、光学フィルター又は導波路型回折格子を使用してスペクトラム分割した後に、偏向器(isolator)が装着されないファブリ・ペローレーザーに注入して、出力される波長ロックされた信号を送信に使用する。一定出力以上のスペクトラム分割された信号がファブリ・ペローレーザーに注入される場合に、ファブリ・ペローレーザーは、注入されるスペクトラム分割された信号の波長と一致する波長のみを生成して出力する。このような非干渉性光に波長ロックされたファブリ・ペローレーザーは、ファブリ・ペローレーザーをデータ信号によって直接変調することで、より経済的にデータを送信することができる。
しかしながら、ファブリ・ペローレーザーでは、分割された非干渉性光がファブリ・ペローモードと一致しない場合に、波長ロック現象が解消される。よって、ファブリ・ペローレーザーを光送信機として使用する場合、温度などの周りの環境の変化に対しても安定した送信特性を維持するためには、非干渉性光源の中心波長とファブリ・ペローモードを常に一致させるか、または一定の波長間隔を維持させなければならない制約が伴う。
従来の他の技術としては、反射型半導体光増幅器(reflective semiconductor optical amplifier：Ｒ−ＳＯＡ)が提案された。反射型半導体光増幅器を使用する場合には、利得特性が波長によって急激に変化しない長所を有しており、分割された光源とモードを一致させなければならない問題はない。また、意図的に分割された光源の入力強度を大きくすることによる増幅器の利得飽和特性を利用して、非干渉性光源が有する強度雑音を抑制することで、より高い変調速度を得ることができる。
しかしながら、反射型半導体光増幅器の場合は、利得強度による利得飽和現象が緩やかに生じることから、利得飽和によって強度雑音を抑制するのに限界を有している。
上記背景に鑑みて、本発明の目的は、非干渉性光源が有する強度雑音を効果的に抑制して変調速度及び光出力を改善することができる反射型利得固定半導体光増幅器を含む光信号伝送装置及びこれを用いた光通信システムを提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明の反射型利得固定半導体光増幅器を含む光信号伝送装置は、光源と、外部注入光を入力されて利得飽和領域で出力光の強度が一定の利得固定された光信号を出力する反射型利得固定半導体光増幅器と、前記光源によって生成された光をスペクトラム分割して前記反射型利得固定半導体光増幅器の注入光として供給し、前記反射型利得固定半導体光増幅器によって利得固定された光信号を多重化する波長分割多重化装置と、を備えることを特徴とする。
また、前記目的を達成するために本発明は、波長分割多重方式の光通信システムであって、
該当波長の非干渉性光によって、利得飽和領域で出力光の強度が一定の利得固定された、相互に異なる波長を有する複数の下りチャンネルを生成する下り反射型利得固定半導体光増幅器を含み、前記複数の下りチャンネルを多重化して下り送信し、受信された上り光信号を逆多重化して検出する中央基地局と、前記中央基地局から受信した下り光信号を逆多重化して複数の下りチャンネルを出力し、受信された複数の上りチャンネルを多重化して前記中央基地局に送信する地域基地局と、該当波長の非干渉性光によって、利得飽和領域で出力光の強度が一定の利得固定された、相互に異なる波長を有する複数の上りチャンネルを生成する上り反射型利得固定半導体光増幅器を含み、前記複数の上りチャンネルを地域基地局に送信し、前記地域基地局から送信される複数の下りチャンネルを検出する複数の加入者装置と、を含むことを特徴とする。
本発明によれば、反射型利得固定半導体光増幅器の利得飽和特性を活用して、非干渉性光による信号の強度雑音を効果的に抑制することができる。よって、スペクトラム分割された光源を使用する波長分割多重送信方式で高い変調速度及び光出力を得ることができる。
以下、本発明の好適な実施形態について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。下記説明において、本発明の要旨のみを明瞭にするために公知の機能又は構成についての詳細な説明は省略する。なお、図面中、同一の構成要素及び部分には、可能な限り同一の符号及び番号を共通使用するものとする。
図１は本発明の望ましい実施形態による利得固定半導体光増幅器を用いた光信号伝送装置の構成を示した図である。本実施形態の光信号伝送装置１００は、波長分割多重化された光信号を光送信リンク５００に出力する機能を遂行するものであって、自然放出光源(ＡＳＥ source)１０１と、光サーキュレータ１０２と、１xＮ導波路型回折格子(ＡＷＧ)１０３と、Ｎ個の反射型利得固定半導体光増幅器１０４（１０４ａ，１０４ｂ，・・・，１０４ｎ）と、を含んで構成される。
自然放出光源(Amplified Spontaneous Emission)１０１は、広い波長帯域を有する光源であって、反射型利得固定半導体光増幅器１０４ａ〜１０４ｎに注入される光を生成して出力する。
循環器としての光サーキュレータ１０２は、第１乃至第３のポートを具備しており、自然放出光源１０１からの光を導波路型回折格子１０３に送信し、また、導波路型回折格子１０３により多重化された光信号を送信リンク５００に出力する。
導波路型回折格子１０３は、光サーキュレータ１０２と反射型利得固定半導体光増幅器１０４ａ〜１０４ｎとの間に配置され、一つの多重化ポートとＮ個の逆多重化ポートを具備する。この導波路型回折格子１０３は、光サーキュレータ１０２を通じて多重化ポートに入力される自然放出光(ＡＳＥ)をスペクトラム分割して反射型利得固定半導体光増幅器１０４ａ〜１０４ｎに出力し、また、反射型利得固定半導体光増幅器１０４ａ〜１０４ｎによって出力される利得固定光信号を多重化して出力する機能を遂行する。
Ｎ個の反射型利得固定半導体光増幅器１０４（１０４ａ〜１０４ｎ）は、導波路型回折格子１０３のＮ個の逆多重化ポートにそれぞれ一つずつ連結されて、利得飽和領域で出力光の強度が一定の利得固定された光信号を出力する。
本実施形態の反射型利得固定半導体光増幅器１０４の動作を詳しく説明する前に、一般的なファブリ・ペローレーザーと半導体光増幅器の波長ロック現象及び非干渉性光源の強度雑音について説明する。
図２は、一般的なファブリ・ペローレーザーの波長ロック（mode-lock）現象を説明するための図である。図２で、２１はファブリ・ペローレーザー２０の波長ロック前の出力光のスペクトラムを示し、２２はファブリ・ペローレーザー２０に入力される外部非干渉光のスペクトラムを示し、２３は入力される外部非干渉光に波長ロックされたファブリ・ペローレーザーの出力光のスペクトラムを示す。
図２を参照すれば、ファブリ・ペローレーザー(ＦＰ-ＬＤ)２０においては、単一波長を出力する分散帰還レーザーとは異なり、レーザーダイオードの共振波長と構成物質の利得特性によって、一つの波長を中心に一定波長間隔で位置する複数の発振モードらが現われる(２１)。このとき、外部から干渉光又は非干渉光２２がファブリ・ペローレーザー(ＦＰ-ＬＤ)２０に入力されると、注入光の波長と一致しない発振モードらは抑制されて、注入光の波長と一致する発振モードのみが増幅されて出力される(２３参照)。
一般に、広帯域光源は強度雑音を有しており、このような強度雑音は、波長分割逆多重化器によってスペクトラム分割された光源の強度が時間によって変化することを意味する。この光源の強度雑音は、光源がファブリ・ペローレーザーを通過しながら光信号を生成するとき、特に、信号の１レベルをブロードにして、これにより変調速度及び送信速度に制約を与えることになる。
図３は反射型半導体光増幅器の波長ロック現象を説明するための図である。図３で、３１は反射型半導体光増幅器(Ｒ−ＳＯＡ)３０の波長ロック前の出力光のスペクトラムを示し、３２は外部から反射型半導体光増幅器３０に入力される非干渉光のスペクトラムを示し、３３は入力される外部の非干渉光に波長ロックされた反射型半導体光増幅器の出力光のスペクトラムを示す。
一般的に光増幅器の場合、入力光の強度が小さい場合は入力信号の強度によって利得を与える線形増幅器として作用するが、入力光の強度が充分に大きい場合には利得飽和現象が現われる非線形性を示す。図４に示したように、反射型半導体光増幅器の利得特性は、低い入力光の強度では入力光の強度に比例して利得を有する線形的な特性を示し、入力光の強度が特定の値以上に増加すると、利得値が徐々に減少する特性を示す。このような特性を活用して、強度雑音が有る光源の平均光強度を図４でのように利得飽和領域に位置するようにして、時間による変動が最大振幅Ａの大きさを有して振動する入力光源からの光を光増幅器に注入させれば、出力される光の時間による振幅変動は、利得飽和特性によってＢの大きさにまで減る。利得飽和駆動条件での半導体光増幅器による光源の振幅変動の減少は、図５に示したように、変調された信号の強度雑音が抑制されることを意味する。
しかしながら、反射型半導体光増幅器では、入力される光強度の増加による利得飽和現象が緩やかに（smoothly）生じるために、利得飽和による強度雑音抑制効果には限界がある。
次に、図１に示した本発明の実施形態の反射型利得固定半導体光増幅器１０４の動作特性を説明する。図６は本発明に従う反射型利得固定半導体光増幅器の利得飽和現象による強度雑音抑制効果を示した図であり、図７は反射型利得固定半導体光増幅器を光送信機として使用した場合の入出力光信号を示したものである。
図６に示すように、反射型利得固定半導体光増幅器は、半導体光増幅器とは異なり、特定の値の入力光強度までは利得が増加する線形性を維持し、利得飽和が生じ始めると急激に利得が減少する、という特性を有する。すなわち、利得飽和が生じれば、入力光の強度が変化しても、増幅された出力光の強度はほとんど変わらないで一定に出力される特性を有する。したがって、図７に示したように、時間による強度の変化を有する入力光の最小強度を利得飽和領域より大きくすれば、増幅された出力光の強度は時間による変化がほとんど無く、このような特性は非干渉性光源の強度雑音の抑制において非常に効果的である。
再び図１を参照すれば、自然放出光源(ＡＳＥ)１０１によって放出される広い波長帯域を有する広帯域光は、光サーキュレータ１０２の第１ポート及び第２ポートを通じて導波路型回折格子１０３に入力される。この広帯域光は、導波路型回折格子１０３によってスペクトラム分割された後に、Ｎ個の逆多重化ポートに一対一で接続された反射型利得固定半導体光増幅器１０４ａ〜１０４ｎのそれぞれに入力される。利得固定半導体光増幅器１０４ａ〜１０４ｎは、スペクトラム分割された非干渉性光を入力し、利得飽和領域で、入力光の強度に関わらず出力光の強度が一定の、利得固定された光信号を出力する。
この利得固定された光信号は、導波路型回折格子１０３によって多重化された後に、光サーキュレータ１０２を通じて送信リンク５００に送信される。ここで、反射型利得固定半導体光増幅器は、利得を固定させるために、利得の中心で単一波長の発振波長を誘導している。さらに、光信号の１レベルでは所望の信号波長のみが存在して、０レベルである場合には発振波長が存在するようになり、この増幅器から出力される信号は、１レベル或いは０レベルの信号にかかわらず、光強度の全体の変化がほとんど無くなる。
ここで、利得固定半導体光増幅器を光送信機として使用する場合には、発振波長によって、完全には信号を生成することができないように見える。しかしながら、利得固定半導体光増幅器から出た光が導波路型回折格子に注入されると、所望の信号に該当する波長のみが通過されて、発振波長は通過することができないので、別途の波長フィルターを使用しないとしても、信号の特性に全く問題はない。
一方、反射型利得固定半導体光増幅器は、一般的な利得固定半導体光増幅器の一側面を高反射コーティングして実現することができるが、このとき、高反射コーティングは光送信システムで使用するのに必要な波長領域で高い反射率の特徴を有していなければならない。
図８は、本発明による利得固定半導体光増幅器を含む光信号伝送装置を使って構築した光通信システムの構成を示したものである。図８を参照すれば、本実施形態の受動型光加入者網は、中央基地局２００と、地域基地局３００と、Ｎ個の加入者装置(ＯＮＵ:Optical Network Unit)４１０〜４２０とが、送信光ファイバによって連結された構成となっている。
中央基地局２００は、下り広帯域光源２０１と、上り広帯域光源２０２と、光分波/合波器２０３と、多重化/逆多重化器２０４と、Ｎ個の波長選択結合器２０５〜２０６と、Ｎ個の下り反射型利得固定半導体光増幅器２０７〜２０８と、Ｎ個の光検出器２０９〜２１０と、を含んで構成される。
下り広帯域光源２０１と上り広帯域光源２０２は、広い波長帯域の下り広帯域光と上り広帯域光とをそれぞれ出力するものであり、かかる光源としては、エルビウム添加光ファイバ増幅器、半導体光増幅器、発光ダイオード、または超発光ダイオードなどのような非干渉性光源を使用することができる。
光分波/合波器２０３は、地域基地局３００から受信された上り光信号を多重化/逆多重化器２０４に出力して、多重化/逆多重化器２０４から受信された下り光信号を地域基地局３００に出力する。また、光分波/合波器２０３は、下り広帯域光源２０１及び上り広帯域光源２０２のそれぞれと接続されることで、下り広帯域光を多重化/逆多重化器２０４に出力して、上り広帯域光を地域基地局３００の多重化/逆多重化器３０１に出力する。
多重化/逆多重化器２０４は、光分波/合波器２０３から受信された下り広帯域光と上り光信号を逆多重化させて、該当する波長選択結合器（２０５・・・２０６）に出力する。すなわち、多重化/逆多重化器２０４は、下り広帯域光を、相互に異なる波長を有するＮ個の非干渉性光らへとスペクトラム分割し、上り光信号を、相互に異なる波長を有する複数の上りチャンネルらへと逆多重化させる。また、多重化/逆多重化器２０４は、下りチャンネルらを多重化する。
Ｎ個の波長選択結合器２０５〜２０６は、それぞれ、下り反射型利得固定半導体光増幅器２０７〜２０８に対して、該当（対応する）波長の非干渉性光を出力し、また、上りチャンネルを光検出器２０９〜２１０に出力する。
Ｎ個の下り反射型利得固定半導体光増幅器２０７乃至２０８は、それぞれスペクトラム分割された非干渉性光を入力されて、利得固定された光信号を出力する。ここでは、入力光の最小強度が利得飽和領域より大きくなるように設定される。
Ｎ個の光検出器２０９乃至２１０は、それぞれ上りチャンネルを検出する。
地域基地局３００は、多重化/逆多重化器３０１を有しており、中央基地局２００の上り広帯域光源２０２から出力された上り広帯域光をスペクトラム分割して、該当する加入者装置４１０〜４２０に出力する。また、地域基地局３００の多重化/逆多重化器３０１は、加入者装置４１０乃至４２０のそれぞれから受信されたＮ個の上りチャンネルらを多重化させて中央基地局２００に出力する。さらに、多重化/逆多重化器３０１は、中央基地局２００から受信された下り光信号をＮ個の相互に異なる波長を有する下りチャンネルらに逆多重化して、該当の加入者装置４１０〜４２０に出力する。
Ｎ個の加入者装置４１０〜４２０は、それぞれ、波長選択結合器４１１〜４２１と、上り反射型利得固定半導体光増幅器４１２〜４２２と、光検出器４１３〜４２３と、を有して構成される。
Ｎ個の波長選択結合器４１１〜４２１は、それぞれ、該当波長の非干渉性光を上り反射型利得固定半導体光増幅器４１２〜４２２に出力し、下りチャンネルを光検出器４１３〜４２３に出力する。
Ｎ個の上り反射型利得固定半導体光増幅器４１２〜４２２は、それぞれ、スペクトラム分割された非干渉性光を入力して、利得固定光信号を出力する。
Ｎ個の光検出器４１３〜４２３は、それぞれ、下りチャンネルを検出する。
上述した構成を有する本発明の反射型利得固定半導体光増幅器を用いた波長分割多重方式の受動型光加入者網の動作は、次の通りである。
図８を参照すると、先ず、下り送信が行われる場合には、中央基地局２００の下り広帯域光源２０１から出力された広い波長帯域の下り広帯域光は、光分波/合波器２０３を経由して多重化/逆多重化器２０４に入力される。この広帯域光は、多重化/逆多重化器２０４によって、相互に異なる波長を有するＮ個の非干渉性光らへとスペクトラム分割されて、それぞれの波長選択結合器２０５〜２０６を通じて下り反射型利得固定半導体光増幅器２０７〜２０８に入力される。Ｎ個の利得固定半導体光増幅器２０７〜２０８は、それぞれ、スペクトラム分割された非干渉性光を入力し、この入力光の強度に関わらず、利得が固定された下りチャンネルを出力する。かかる下りチャンネルらは、波長選択結合器２０５〜２０６を通じて多重化/逆多重化器２０４に入力され、多重化/逆多重化器２０４によって多重化された後に、光分波/合波器２０３を通じて地域基地局３００に送信される。
地域基地局３００に送信された多重化された下り光信号は、多重化/逆多重化器３０１によって相互に異なる波長を有するＮ個のチャンネルらへと逆多重化された後に、それぞれの波長選択結合器４１１〜４２１を通じて光検出器４１３〜４２３に入力されて、光検出器４１３〜４２３によって電気信号として検出される。
これに対して、上り送信時には、中央基地局２００の上り広帯域光源２０１によって出力された広い波長帯域の上り広帯域光は、光分波/合波器２０３を通じて地域基地局３００の多重化/逆多重化器３０１に入力される。
この広帯域光は、多重化/逆多重化器３０１によって相互に異なる波長を有するＮ個の非干渉性光らへとスペクトラム分割された後に、それぞれの波長選択結合器４１１〜４２１を通じて上り反射型利得固定半導体光増幅器４１２〜４２２に入力される。Ｎ個の利得固定半導体光増幅器４１２〜４２２は、それぞれ、スペクトラム分割された非干渉性光を入力され、利得が固定された上りチャンネルを出力する。かかる上りチャンネルらは、波長選択結合器４１１〜４２１を通じて多重化/逆多重化器３０１に入力され、多重化/逆多重化器３０１によって多重化された後に、中央基地局２００に送信される。中央基地局２００に送信された多重化された上り光信号は、光分波/合波器２０３を通じて多重化/逆多重化器２０４に送信されて、多重化/逆多重化器２０４によって相互に異なる波長を有するＮ個のチャンネルらに逆多重化された後に、それぞれの波長選択結合器２０５〜２０６を通じて光検出器２０９〜２１０に入力されて、光検出器２０９〜２１０によって電気信号として検出される。
以上、本発明の詳細について具体的な実施形態に基づき説明してきたが、本発明の範囲を逸脱しない限り、各種の変形が可能なのは明らかである。従って、本発明の範囲は、上記実施形態に限るものでなく、特許請求の範囲及び該範囲と均等なものにより定められるべきである。
本発明の望ましい実施形態による利得固定半導体光増幅器を用いた光信号伝送装置の構成を示した図である。 一般的なファブリ・ペローレーザーの波長ロック現象を説明するための図である。 半導体光増幅器の波長ロック現象を説明するための図である。 反射型半導体光増幅器の利得飽和現象による強度雑音抑制効果を説明するための図である。 反射型半導体光増幅器を使用した光送信機の入/出力光信号の特性を示した図である。 本発明による反射型利得固定半導体光増幅器の利得飽和現象による強度雑音効果を説明するための図である。 本発明による反射型利得固定半導体光増幅器を使用した光送信機の入/出力光信号の特性を示した図である。 本発明による利得固定半導体光増幅器を含む光信号伝送装置を使って構築した光通信システムの構成を示した図である。
符号の説明
１００ 光信号伝送装置
１０１ 自然放出光源
１０４（１０４ａ〜１０４ｎ） 反射型利得固定半導体光増幅器
１０２ 光サーキュレータ（循環器）
１０３ 波長分割多重化装置
５００ 送信リンク
２００ 中央基地局
２０７〜２０８ 下り反射型利得固定半導体光増幅器
３００ 地域基地局
４１０〜４２０ 加入者装置
４１２〜４２２ 上り反射型利得固定半導体光増幅器

Claims (11)

  1. 光源と、
    外部注入光を入力されて利得飽和領域で出力光の強度が一定の利得固定された光信号を出力する反射型利得固定半導体光増幅器と、
    前記光源によって生成された光をスペクトラム分割して前記反射型利得固定半導体光増幅器の注入光として供給し、前記反射型利得固定半導体光増幅器によって利得固定された光信号を多重化する波長分割多重化装置と、
    を備えることを特徴とする反射型利得固定半導体光増幅器を含む光信号伝送装置。
  2. 前記光源によって生成された光を前記波長分割多重化装置に入力して、前記波長分割多重化装置によって多重化された光信号を送信リンクに出力する循環器をさらに備える請求項１に記載の反射型利得固定半導体光増幅器を含む光信号伝送装置。
  3. 前記光源は、非干渉性光源である請求項２に記載の反射型利得固定半導体光増幅器を含む光信号伝送装置。
  4. 前記非干渉性光源は、エルビウム添加光ファイバ増幅器、半導体光増幅器、発光ダイオードまたは超発光ダイオードの内のいずれか一を備える請求項３に記載の反射型利得固定半導体光増幅器を含む光信号伝送装置。
  5. 前記波長分割多重化装置は、１xＮ導波路型回折格子を含む請求項１に記載の反射型利得固定半導体光増幅器を含む光信号伝送装置。
  6. 波長分割多重方式の光通信システムであって、
    該当波長の非干渉性光によって、利得飽和領域で出力光の強度が一定の利得固定された、相互に異なる波長を有する複数の下りチャンネルを生成する下り反射型利得固定半導体光増幅器を含み、前記複数の下りチャンネルを多重化して下り送信し、受信された上り光信号を逆多重化して検出する中央基地局と、
    前記中央基地局から受信した下り光信号を逆多重化して複数の下りチャンネルを出力し、受信された複数の上りチャンネルを多重化して前記中央基地局に送信する地域基地局と、
    該当波長の非干渉性光によって、利得飽和領域で出力光の強度が一定の利得固定された、相互に異なる波長を有する複数の上りチャンネルを生成する上り反射型利得固定半導体光増幅器を含み、前記複数の上りチャンネルを地域基地局に送信し、前記地域基地局から送信される複数の下りチャンネルを検出する複数の加入者装置と、
    を含むことを特徴とする光通信システム。
  7. 前記中央基地局と、前記地域基地局と、前記複数の加入者装置とが、送信光ファイバによって連結される請求項６に記載の光通信システム。
  8. 前記中央基地局は、
    前記下り反射型利得固定半導体光増幅器に非干渉性光を供給する下り広帯域光源と、
    前記上り反射型利得固定半導体光増幅器に非干渉性光を供給する上り広帯域光源と、
    前記下り広帯域光をスペクトラム分割し、前記上り光信号を複数のチャンネルに逆多重化し、前記複数の下りチャンネルを多重化する第１の多重化/逆多重化器と、
    前記上り広帯域光及び下り光信号を前記地域基地局に出力し、前記地域基地局から受信した上り光信号を前記多重化/逆多重化器に出力する光分波/合波器と、
    それぞれ前記第１の多重化/逆多重化器と接続されることで、逆多重化された該当波長の上りチャンネルを検出する複数の光検出器と、を含む請求項６に記載の光通信システム。
  9. 前記中央基地局は、
    それぞれ前記第１の多重化/逆多重化器から該当波長の上りチャンネル及び非干渉性光を受信して、上りチャンネルをそれぞれの光検出器に出力し、非干渉性光をそれぞれの下り反射型利得固定半導体光増幅器に出力し、前記それぞれの下り反射型利得固定半導体光増幅器によって出力された下りチャンネルを前記第１の多重化/逆多重化器に出力する複数の波長選択結合器をさらに含む請求項８に記載の光通信システム。
  10. 前記地域基地局は、
    前記中央基地局から送信される下り光信号を複数の下りチャンネルに逆多重化して該当する加入者装置に出力し、前記加入者装置から受信された複数の上りチャンネルを多重化して前記中央基地局に出力し、前記上り広帯域光をスペクトラム分割して該当する加入者装置に出力する第２の多重化/逆多重化器を含む請求項６又は８に記載の光通信システム。
  11. 前記各加入者装置は、
    下りチャンネルを検出する光検出器と、
    前記地域基地局から受信された下りチャンネルを前記光検出器に出力し、前記地域基地局から受信されたスペクトラム分割された非干渉性光を前記上り反射型利得固定半導体光増幅器に出力し、前記上り反射型利得固定半導体光増幅器で生成された前記上りチャンネルを前記地域基地局に送信する波長選択結合器と、をさらに含む請求項６に記載の光通信システム。
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