JP3129368B2 - Optical signal transmission method and relay amplifier - Google Patents
Optical signal transmission method and relay amplifierInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光通信システムにおい
て、中継増幅器を介して複数の光伝送路を多段に接続し
た光通信路における光信号伝送方法および中継増幅器に
関する。より詳細には、中継増幅器の増幅ピーク波長が
信号光の伝送波長に一致するように調整可能な光信号伝
送方法および中継増幅器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical signal transmission method and a relay amplifier in an optical communication system in which a plurality of optical transmission lines are connected in multiple stages via a relay amplifier in an optical communication system. More specifically, the present invention relates to an optical signal transmission method and a relay amplifier that can be adjusted so that the amplification peak wavelength of the relay amplifier matches the transmission wavelength of the signal light.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、光通信システムの長距離伝送化に
伴い、光ファイバ等の光伝送路における光損失を補償す
るために、中継増幅器の役割が重要性を増している。こ
の中継増幅器としては、コアに希土類元素を活性物質と
して添加した増幅用光ファイバを有する光ファイバ増幅
器が多く用いられている。そして、光ファイバ増幅器の
後段に光減衰器を敷設する構成が周知である。2. Description of the Related Art In recent years, the role of a relay amplifier has been increasing in importance for compensating for optical loss in an optical transmission line such as an optical fiber with the long-distance transmission of an optical communication system. As this relay amplifier, an optical fiber amplifier having an amplification optical fiber in which a core is doped with a rare earth element as an active material is often used. A configuration in which an optical attenuator is laid downstream of an optical fiber amplifier is well known.
【０００３】このような中継増幅器は、光ファイバ増幅
器で所定の増幅率よりも大きい増幅率で信号光を増幅
し、光減衰器で信号光を減衰して所定の増幅率で出力す
る。これにより、光ファイバ増幅器の増幅率が比較的大
きい値に維持される、すなわち、増幅用光ファイバ中の
活性物質を励起する励起光のパワーが比較的高い値に保
持されるので、活性物質における反転分布の低下を防止
する。そのため、増幅用光ファイバの雑音指数が、信号
光の出力パワーに対して比較的低い値で安定する。In such a relay amplifier, an optical fiber amplifier amplifies signal light at an amplification factor larger than a predetermined amplification factor, and attenuates the signal light with an optical attenuator and outputs the signal light at a predetermined amplification factor. As a result, the amplification factor of the optical fiber amplifier is maintained at a relatively large value, that is, the power of the excitation light for exciting the active material in the amplification optical fiber is maintained at a relatively high value. Prevents the population inversion from decreasing. Therefore, the noise figure of the amplification optical fiber is stabilized at a relatively low value with respect to the output power of the signal light.
【０００４】なお、このような先行技術に関しては、文
献１、"Societe des Electriciens et des Electronien
s(SEE),2nd International Conference on Otical Fibe
r Submarine Telecommunication Systems,S14 Poster S
ession <1>,pp.168-169,1993",文献２、"United States
Patent,No.5187610"などに詳細に記載されている。[0004] With regard to such prior art, reference 1, "Societe des Electriciens et des Electronien"
s (SEE), 2nd International Conference on Otical Fibe
r Submarine Telecommunication Systems, S14 Poster S
ession <1>, pp.168-169,1993 ", Reference 2," United States
Patent, No. 5187610 "and the like.
【０００５】そして、この中継増幅器では、信号光が多
段増幅される際、信号光の伝送波長で光強度のピークを
有する信号成分に、比較的広い波長幅に分布した雑音成
分が増幅利得に比例して付加される。ここで、伝送波長
が中継増幅器の増幅ピーク波長にほぼ一致した値を有す
るとき、その信号成分が中継損失と同じかより大きい増
幅率で増幅されていれば、信号成分は雑音成分に対して
十分な強度比を保つことができるので、これを弁別する
ことが容易である。一方、伝送波長が増幅ピーク波長よ
り大きく隔たった値を有し、その信号成分が中継損失よ
り小さい増幅率で増幅されているとき、その信号成分は
雑音成分に対して十分な強度比を保つことができないの
で、信号成分が雑音成分に埋もれてしまい、二つの成分
を弁別することが困難である。In this relay amplifier, when the signal light is multi-stage amplified, a noise component distributed over a relatively wide wavelength width is proportional to the amplification gain in a signal component having a light intensity peak at a transmission wavelength of the signal light. Is added. Here, when the transmission wavelength has a value substantially coincident with the amplification peak wavelength of the relay amplifier, if the signal component is amplified with an amplification factor equal to or larger than the relay loss, the signal component is sufficiently reduced with respect to the noise component. Since it is possible to maintain a high intensity ratio, it is easy to discriminate this. On the other hand, when the transmission wavelength has a value greatly separated from the amplification peak wavelength and the signal component is amplified at an amplification factor smaller than the relay loss, the signal component must maintain a sufficient intensity ratio with respect to the noise component. Therefore, the signal component is buried in the noise component, and it is difficult to discriminate the two components.
【０００６】したがって、このような中継増幅器を介し
て複数の光伝送路を多段に接続し、信号光を増幅中継す
る光通信路では、決定された信号光の伝送波長に対し、
中継増幅器の増幅ピーク波長が一致するように設定され
ている。Therefore, a plurality of optical transmission lines are connected in multiple stages via such a relay amplifier, and in an optical communication line for amplifying and repeating signal light, the transmission wavelength of the determined signal light is
The amplification peak wavelengths of the relay amplifiers are set to match.
【０００７】また、文献３、「Over IMDD 2-channel WD
M Transmission Experiments at 5Gbit/s Using 138 In
-line Er-doped Fiber Amplifiers」、ＯＦＣ９３ Ｐ
Ｄ３、第２１頁〜第２４頁、（１９９３年２月）には、
波長多重技術を採用して、Ｅｒドープ光ファイバ増幅器
を含んだ中継増幅器を用いて複数の信号波長を伝送して
いる。伝送波長は１５５７ｎｍ、１５５９ｎｍであり、
このような光ファイバ増幅器が増幅する伝送波長領域、
つまり中継増幅器の増幅ピーク波長は、これらの伝送波
長を含むように決定される。中継増幅器を使用すれば、
これらの伝送信号波長を共に増幅して長距離伝送が可能
になる。[0007] Reference 3, "Over IMDD 2-channel WD"
M Transmission Experiments at 5Gbit / s Using 138 In
-line Er-doped Fiber Amplifiers ", OFC93P
D3, pages 21-24, (February 1993)
A plurality of signal wavelengths are transmitted using a relay amplifier including an Er-doped optical fiber amplifier by employing a wavelength multiplexing technique. The transmission wavelengths are 1557 nm and 1559 nm,
The transmission wavelength region where such an optical fiber amplifier amplifies,
That is, the amplification peak wavelength of the relay amplifier is determined to include these transmission wavelengths. If you use a relay amplifier,
By amplifying these transmission signal wavelengths together, long-distance transmission becomes possible.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】一般に、中継増幅器の
増幅ピーク波長は、前段の中継増幅器との中継間隔、す
なわち信号光の中継損失に対応して決定されているとい
う関係が周知である。In general, it is well known that the amplification peak wavelength of a relay amplifier is determined in accordance with the relay interval with a preceding relay amplifier, that is, the relay loss of signal light.
【０００９】図５に、中継増幅器における増幅用光ファ
イバの材料組成が異なる場合の、中継損失と増幅ピーク
波長との関係を示す。コアに共添加したＡｌ濃度がそれ
ぞれ３ｗｔ％、０．４ｗｔ％、０．０５ｗｔ％及び０ｗ
ｔ％である４種類の増幅用光ファイバにおいて、中継損
失が増大するにつれて増幅ピーク波長が低減している。
図６に、中継増幅器における増幅用光ファイバのファイ
バ長が異なる場合の、中継損失と増幅ピーク波長との関
係を示す。ファイバ長がそれぞれ２５ｍ、１８ｍ及び１
５ｍである３種類の増幅用光ファイバにおいて、中継損
失が増大するにつれて増幅ピーク波長が低減している。
したがって、増幅用光ファイバの材料組成やファイバ長
を変化させることにより、中継損失に対する増幅ピーク
波長を調整することが可能である。FIG. 5 shows the relationship between the relay loss and the amplification peak wavelength when the material composition of the amplification optical fiber in the relay amplifier is different. The Al concentration co-added to the core is 3 wt%, 0.4 wt%, 0.05 wt% and 0 w, respectively.
In the four types of amplification optical fibers having t%, the amplification peak wavelength decreases as the relay loss increases.
FIG. 6 shows the relationship between the relay loss and the amplification peak wavelength when the fiber length of the amplification optical fiber in the relay amplifier is different. Fiber lengths of 25m, 18m and 1 respectively
In three types of amplification optical fibers having a length of 5 m, the amplification peak wavelength decreases as the relay loss increases.
Therefore, it is possible to adjust the amplification peak wavelength with respect to the relay loss by changing the material composition and the fiber length of the amplification optical fiber.
【００１０】なお、このような知見に関しては、文献"I
EEE/LEOS OSA,Optical Amplifiers and their Applicat
ions, TechnicalDigest S.vol.13,pp.82-85,1991"など
に詳細に記載されている。[0010] Regarding such findings, see the literature "I
EEE / LEOS OSA, Optical Amplifiers and their Applicat
ions, TechnicalDigest S.vol.13, pp.82-85, 1991 ".
【００１１】しかしながら、文献１から文献３に記載さ
れている場合においては、増幅用光ファイバのファイバ
長が過大に長くなると、雑音指数が増大するなどの雑音
特性の劣化が起こる。また、増幅用光ファイバの材料組
成やファイバ長を変更すると、信号光の零分散波長が変
化して伝送波長と一致しなくなることもある。そのた
め、光伝送路を光ファイバ等で敷設した後、信号光の伝
送波長を変更したい場合に、中継増幅器の増幅ピーク波
長がその伝送波長に一致するように調整することが困難
である。したがって、文献１から文献３の上記従来の光
通信路では、信号光の伝送波長を変更した場合、その伝
送特性が劣化してしまうという問題が生じる。However, in the cases described in Documents 1 to 3, if the fiber length of the amplification optical fiber is excessively long, noise characteristics such as an increase in noise figure are deteriorated. Further, when the material composition or the fiber length of the amplification optical fiber is changed, the zero-dispersion wavelength of the signal light may change and may not coincide with the transmission wavelength. Therefore, when it is desired to change the transmission wavelength of the signal light after laying the optical transmission line with an optical fiber or the like, it is difficult to adjust the amplification peak wavelength of the relay amplifier to match the transmission wavelength. Therefore, in the above-mentioned conventional optical communication paths of Documents 1 to 3, when the transmission wavelength of the signal light is changed, there is a problem that the transmission characteristics are deteriorated.
【００１２】そこで、本発明は、上記の問題点を解決
し、光伝送路を敷設して光通信システムが稼働した後、
変更された信号光の伝送波長に中継増幅器の増幅ピーク
波長が一致するように調整可能である光信号伝送方法お
よび中継増幅器を提供することを目的とする。Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, and after laying an optical transmission line and operating an optical communication system,
It is an object of the present invention to provide an optical signal transmission method and a relay amplifier that can be adjusted so that the amplification peak wavelength of the relay amplifier matches the changed transmission wavelength of the signal light.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明の光信号伝送方法
は、可変光減衰器からの光信号を受ける光ファイバ増幅
器で信号光を増幅する光信号伝送方法であって、可変光
減衰器の減衰量を調節し、光ファイバ増幅器の増幅ピー
ク波長が伝送される信号光の波長と同じになるように調
整する。An optical signal transmission method according to the present invention is an optical signal transmission method for amplifying signal light with an optical fiber amplifier receiving an optical signal from a variable optical attenuator. The attenuation is adjusted so that the amplification peak wavelength of the optical fiber amplifier becomes the same as the wavelength of the signal light to be transmitted.
【００１４】本発明の光信号伝送方法は、前段光ファイ
バ増幅器で光信号を増幅し、この増幅された光信号を受
ける可変光減衰器からの光信号を後段光ファイバ増幅器
で増幅する光信号伝送方法であって、前段光ファイバ増
幅器と後段光ファイバ増幅器との間の中継損失を可変光
減衰器の減衰量により調節し、後段光ファイバ増幅器の
増幅ピーク波長を伝送される信号光の波長と同じになる
ように調整する。In the optical signal transmission method according to the present invention, an optical signal is amplified by a pre-stage optical fiber amplifier, and an optical signal from a variable optical attenuator receiving the amplified optical signal is amplified by a post-stage optical fiber amplifier. A method of adjusting a relay loss between a front-end optical fiber amplifier and a rear-end optical fiber amplifier by an attenuation amount of a variable optical attenuator, and setting an amplification peak wavelength of the rear-end optical fiber amplifier to be equal to a wavelength of signal light to be transmitted. Adjust so that
【００１５】また、本発明の光信号伝送方法では、前段
光ファイバ増幅器および可変光減衰器は、中継増幅器を
構成するようにしてもよい。In the optical signal transmission method of the present invention, the pre-stage optical fiber amplifier and the variable optical attenuator may constitute a relay amplifier.
【００１６】更に、本発明の光信号伝送方法では、可変
光減衰器および後段光ファイバ増幅器は、中継増幅器を
構成するようにしてもよい。Further, in the optical signal transmission method of the present invention, the variable optical attenuator and the post-stage optical fiber amplifier may constitute a relay amplifier.
【００１７】本発明の中継増幅器は、光ファイバ増幅器
と、この光ファイバ増幅器の入力に接続された可変光減
衰器とを備えた中継増幅器であって、可変光減衰器は、
光ファイバ増幅器の増幅ピーク波長と、伝送される信号
光の波長とが同じになるように、可変光減衰器における
減衰量を調整するための減衰量可変手段を有する。A relay amplifier according to the present invention is a relay amplifier including an optical fiber amplifier and a variable optical attenuator connected to an input of the optical fiber amplifier, wherein the variable optical attenuator comprises:
There is provided an attenuation variable means for adjusting the amount of attenuation in the variable optical attenuator so that the amplification peak wavelength of the optical fiber amplifier is equal to the wavelength of the transmitted signal light.
【００１８】本発明の中継増幅器は、光ファイバ増幅器
と、この光ファイバ増幅器の出力に接続された可変光減
衰器とを備えた中継増幅器であって、可変光減衰器は、
この可変光減衰器が出力する信号光を受ける光ファイバ
増幅器の増幅ピーク波長と、前記信号光の波長とが同じ
になるように、可変光減衰器における減衰量を調整する
ための減衰量可変手段を有する。A repeater amplifier according to the present invention is a repeater amplifier including an optical fiber amplifier and a variable optical attenuator connected to an output of the optical fiber amplifier.
Attenuating amount varying means for adjusting the amount of attenuation in the variable optical attenuator so that the amplification peak wavelength of the optical fiber amplifier receiving the signal light output from the variable optical attenuator is equal to the wavelength of the signal light. Having.
【００１９】[0019]
【作用】本発明によれば、前段の光伝送路から中継増幅
器に入力した信号光は、光ファイバ増幅器で増幅された
後に、可変光減衰器であらかじめ設定された所定の減衰
を受けて出力され、後段の光伝送路を介して後段の中継
増幅器に入力する。一般に、前段の光伝送路における信
号光の中継損失に対応し、中継増幅器の増幅ピーク波長
が決定されるという関係がある。According to the present invention, the signal light input to the repeater amplifier from the optical transmission line at the preceding stage is amplified by the optical fiber amplifier and then output after receiving a predetermined attenuation set in advance by the variable optical attenuator. , Via the optical transmission line at the subsequent stage to the relay amplifier at the subsequent stage. Generally, there is a relation that the amplification peak wavelength of the relay amplifier is determined according to the relay loss of the signal light in the optical transmission line at the preceding stage.
【００２０】本発明では、可変光減衰器の減衰量は、後
段の光伝送路における信号光の損失量と合わせて信号光
の中継損失を調整し、後段の中継増幅器の増幅ピーク波
長が信号光の伝送波長に一致するように設定されてい
る。そのため、後段の中継増幅器で信号光は雑音成分に
対して信号成分が十分弁別できる状態に増幅される。In the present invention, the amount of attenuation of the variable optical attenuator is adjusted in accordance with the amount of signal light loss in the subsequent optical transmission line to adjust the signal light relay loss. Is set to match the transmission wavelength. Therefore, the signal light is amplified by the relay amplifier at the subsequent stage so that the signal component can be sufficiently discriminated from the noise component.
【００２１】したがって、このような中継増幅が多段に
実行されることにより、信号光は良好な雑音特性を有し
て増幅される。なお、中継増幅器における信号光の減衰
量が可変であることにより、信号光の伝送波長が変更さ
れても、これに対応して後段の中継増幅器の増幅ピーク
波長を調整することができるので、信号光の伝送特性は
良好に保持される。Accordingly, by performing such relay amplification in multiple stages, the signal light is amplified with good noise characteristics. Since the attenuation of the signal light in the repeater amplifier is variable, even if the transmission wavelength of the signal light is changed, the amplification peak wavelength of the subsequent repeater amplifier can be adjusted accordingly. The light transmission characteristics are well maintained.
【００２２】また、本発明によれば、前段の光伝送路か
ら中継増幅器に入力した信号光は、可変光減衰器であら
かじめ設定された所定の減衰を受けた後、光ファイバ増
幅器で増幅されて後段の光伝送路に出力される。この可
変光減衰器の減衰量は、前段の光伝送路における信号光
の損失量と合わせて信号光の中継損失を調整し、光ファ
イバ増幅器の増幅ピーク波長が信号光の伝送波長に一致
するように設定されている。Further, according to the present invention, the signal light input from the optical transmission line at the preceding stage to the repeater amplifier is subjected to a predetermined attenuation set in advance by the variable optical attenuator, and then amplified by the optical fiber amplifier. The signal is output to the subsequent optical transmission line. The amount of attenuation of the variable optical attenuator is adjusted in accordance with the amount of signal light loss in the optical transmission line at the preceding stage to adjust the relay loss of the signal light so that the amplification peak wavelength of the optical fiber amplifier matches the transmission wavelength of the signal light. Is set to
【００２３】したがって、このような中継増幅が多段に
実行されることにより、信号光は良好な雑音特性を有し
て増幅される。なお、中継増幅器における信号光の減衰
量が可変であることにより、信号光の伝送波長が変更さ
れても、これに対応して光ファイバ増幅器の増幅ピーク
波長を調整することができるので、信号光の伝送特性は
良好に保持される。Therefore, by performing such relay amplification in multiple stages, the signal light is amplified with good noise characteristics. Since the attenuation of the signal light in the repeater amplifier is variable, even if the transmission wavelength of the signal light is changed, the amplification peak wavelength of the optical fiber amplifier can be adjusted correspondingly. The transmission characteristics of are well maintained.
【００２４】[0024]
【実施例】以下、本発明に係る実施例の構成及び作用に
ついて、図１ないし図８を参照して説明する。なお、図
面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複
する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の
ものと必ずしも一致していない。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The construction and operation of an embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIGS. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description. Also, the dimensional ratios in the drawings do not always match those described.
【００２５】図１に、本発明の光通信路に係る第１実施
例の構成を示す。この光通信路では、送信器１０と受信
器２０との間に敷設した伝送光ファイバ４０1 〜４０N
を、中継増幅器３０2 〜３０N 、可変光減衰器７０1 及
び光ファイバ増幅器５０N+1がＮ段に接続している。FIG. 1 shows the configuration of a first embodiment of the optical communication path according to the present invention. In this optical communication path, transmission optical fibers 40 1 to 40 N laid between the transmitter 10 and the receiver 20
The relay amplifier 30 2 to 30 N, the variable optical attenuator 70 1 and the optical fiber amplifier 50 N + 1 is connected to the N stages.
【００２６】送信器１０は通常のレーザダイオード（Ｌ
Ｄ）であり、波長１．５μｍ帯の伝送波長λS で信号光
を発生する。可変光減衰器７０1 は後述する可変光減衰
器７０2 〜７０N と同一の構成を有し、発光素子からの
信号光を減衰量Ａ1 で減衰して初段の伝送用光ファイバ
４０1 に出力する。The transmitter 10 is a conventional laser diode (L
D), and a signal light is generated at a transmission wavelength λ S in the 1.5 μm band. Variable optical attenuator 70 1 has a variable optical attenuator 70 2 to 70 N same configuration as described later, the transmission optical fiber 40 1 in the first stage of the signal light is attenuated by the attenuation amount A 1 of the light emitting element Output.
【００２７】伝送用光ファイバ４０1 〜４０N はそれぞ
れ通常の石英系光ファイバであり、波長１．５μｍ帯で
最低となる伝送損失を有し、前段の中継増幅器３０M か
らの信号光に損失量Ｌ0 〜ＬN をそれぞれ与え、後段の
中継増幅器３０M+1 に伝送する。中継増幅器３０2 〜３
０N は後述する構成を有し、波長１．５μｍ帯の伝送波
長λS に一致した増幅ピーク波長λP を有し、前段の伝
送用光ファイバ４０M-1 からの信号光を増幅率Ｇ2 〜Ｇ
N で増幅して後段の伝送用光ファイバ４０M に出力す
る。Each of the transmission optical fibers 40 1 to 40 N is a normal silica-based optical fiber, has the lowest transmission loss in the wavelength band of 1.5 μm, and has a loss in the signal light from the relay amplifier 30 M in the preceding stage. The quantities L 0 to L N are respectively given and transmitted to the subsequent relay amplifier 30 M + 1 . Relay amplifier 30 2-3
0 N has a configuration described later, has an amplification peak wavelength λ P coincident with the transmission wavelength λ S of the 1.5 μm band, and converts the signal light from the transmission optical fiber 40 M-1 at the preceding stage into an amplification factor G 2 to G
It is amplified by N and outputs the transmission optical fiber 40 M in the subsequent stage.
【００２８】光ファイバ増幅器５０N+1 は後述する光フ
ァイバ増幅器５０2 〜５０N と同一の構成を有し、最後
段の伝送用光ファイバ４０N からの信号光を増幅率Ｇ
N+1 で増幅して出力する。受信器２０は通常のフォトダ
イオード（ＰＤ）であり、光ファイバ増幅器５０N+1 か
らの信号光を検出する。The optical fiber amplifier 50 N + 1 has the same configuration as the optical fiber amplifiers 50 2 to 50 N to be described later, and converts the signal light from the last transmission optical fiber 40 N into an amplification factor G.
Amplify and output by N + 1 . The receiver 20 is a normal photodiode (PD), and detects the signal light from the optical fiber amplifier 50N + 1 .
【００２９】図２に、中継増幅器３０2 〜３０N の構成
を示す。中継増幅器３０M では、光ファイバ増幅器５０
M の出力端に可変光減衰器７０M が接続されている。光
ファイバ増幅器５０M は、前段の伝送用光ファイバ４０
M-1 からの信号光を増幅率ＧM よりも大きい増幅率Ｇ´
M で増幅し、可変光減衰器７０M に出力する。可変光減
衰器７０M は、光ファイバ増幅器５０M からの信号光を
減衰量ＡM で減衰し、結局中継増幅器３０M としては増
幅率ＧM で後段の伝送用光ファイバ４０M に出力する。[0029] FIG. 2 shows a configuration of a relay amplifier 30 2 to 30 N. In the relay amplifier 30 M , the optical fiber amplifier 50
A variable optical attenuator 70M is connected to the output terminal of M. The optical fiber amplifier 50 M is connected to the transmission optical fiber 40 in the preceding stage.
Large amplification factor G'than the gain G M signal light from M-1
Amplified by M, and outputs to the variable optical attenuator 70 M. Variable optical attenuator 70 M is a signal light from the optical fiber amplifier 50 M attenuated by attenuation A M, eventually as a line amplifier 30 M outputs the transmission optical fiber 40 M in the subsequent stage in the amplification factor G M.
【００３０】図３に、光ファイバ増幅器５０2 〜５０Ｎ
N の構成を示す。光ファイバ増幅器５０M では、信号光
が光合波器５４から光アイソレータ５５、増幅用光ファ
イバ５７、光アイソレータ５６及び光フィルタ５８を経
て光分岐器５９に至る増幅用経路が構成されている。ま
た、励起光が励起光源５３から光合波器５４に至る分岐
経路と、信号光の一部が光分岐器５９から光検出器６０
に至る分岐経路がそれぞれ構成されている。さらに、光
検出器６０、制御回路５１、駆動電源５２及び励起光源
５３の間を電気的に接続する配線が施されている。FIG. 3 shows optical fiber amplifiers 50 2 to 50 N.
The configuration of N is shown. In the optical fiber amplifier 50 M, the signal light is an optical isolator 55 from the optical multiplexer 54, the amplification optical fiber 57, the amplification path to the optical splitter 59 through the optical isolator 56 and optical filter 58 is constituted. Further, a branch path of the pump light from the pump light source 53 to the optical multiplexer 54 and a part of the signal light
Are respectively configured. Further, wiring for electrically connecting the photodetector 60, the control circuit 51, the driving power source 52, and the excitation light source 53 is provided.
【００３１】励起光源５３は通常のＬＤであり、駆動電
源５２からの駆動電流に対応した光強度を有する波長
１．４８μｍの励起光を発生し、これを光合波器５４に
出力する。光合波器５４は溶融延伸型の２対１波長多重
分割ファイバカプラであり、前段の伝送用光ファイバ４
０M-1 からの信号光と励起光源５３からの励起光を合波
して光アイソレータ５５に出力する。光アイソレータ５
５は偏波無依存型光アイソレータであり、光合波器５４
からの信号光と励起光を増幅用光ファイバ５７に向う一
方向のみに出力する。The excitation light source 53 is a normal LD, generates excitation light having a light intensity corresponding to the drive current from the drive power supply 52 and having a wavelength of 1.48 μm, and outputs this to the optical multiplexer 54. The optical multiplexer 54 is a melt-drawing type two-to-one wavelength division multiplexing fiber coupler.
The signal light from 0 M−1 and the pump light from the pump light source 53 are combined and output to the optical isolator 55. Optical isolator 5
Reference numeral 5 denotes a polarization independent optical isolator.
And the pumping light are output only in one direction toward the amplification optical fiber 57.
【００３２】増幅用光ファイバ５７はそのコアに微量の
エルビウム（Ｅｒ）イオンが活性物質として添加したＥ
ｒ添加石英系光ファイバ（ＥＤＦ）であり、光アイソレ
ータ５５からの励起光で励起したＥｒイオンの誘導放出
によって光アイソレータ５５からの信号光を増幅し、光
アイソレータ５６に出力する。光アイソレータ５６は偏
波無依存型光アイソレータであり、増幅用光ファイバ５
７からの信号光を光フィルタ５８に向う一方向のみに出
力する。光フィルタ５８は、通常のバンドパスフィルタ
であり、信号光の伝送波長λS と一致した透過中心波長
を有し、光アイソレータ５６からの信号光から雑音成分
と励起光成分を除去する。The amplification optical fiber 57 has a core in which a small amount of erbium (Er) ions are added as an active substance.
An r-doped quartz optical fiber (EDF) that amplifies the signal light from the optical isolator 55 by stimulated emission of Er ions excited by the excitation light from the optical isolator 55 and outputs the amplified signal light to the optical isolator 56. The optical isolator 56 is a polarization independent optical isolator, and
7 is output in only one direction toward the optical filter 58. The optical filter 58 is a normal band-pass filter, has a transmission center wavelength that matches the transmission wavelength λ S of the signal light, and removes a noise component and an excitation light component from the signal light from the optical isolator 56.
【００３３】光分岐器５９は溶融延伸型の１対２分岐フ
ァイバカプラであり、光フィルタ５８からの信号光を分
岐比ａ：（１−ａ）で光検出器６０と可変光減衰器７０
M に分岐して出力する。光検出器６０は通常のＰＤであ
り、光分岐器５９からの信号光を検出し、その光強度に
対応した測定信号に光電変換して出力する。制御回路５
１は、光検出器６０からの測定信号に基づいて制御信号
を出力する。駆動電源５２は、制御回路５１からの制御
信号に対応した電流値を有する駆動電流を出力する。The optical splitter 59 is a one-to-two branching fiber coupler of a melt-stretching type.
Branch to M and output. The photodetector 60 is a normal PD, detects signal light from the optical splitter 59, photoelectrically converts the signal light into a measurement signal corresponding to the light intensity, and outputs the measurement signal. Control circuit 5
1 outputs a control signal based on the measurement signal from the photodetector 60. The drive power supply 52 outputs a drive current having a current value corresponding to a control signal from the control circuit 51.
【００３４】図４に、可変光減衰器７０1 〜７０N の構
成を示す。可変光減衰器７０M では、信号光がコリメー
タレンズ７１から減衰量可変部７３を経てコリメータ７
２に至る減衰用経路が構成されている。コリメータレン
ズ７１は、光ファイバ増幅器５０M から発散して入力し
た信号光を平行光として出力する。減衰量可変部７３で
は、回転する２枚のＮＤ（Neutral Density ）フィルタ
７４，７５が信号光の光束に対して傾けて、例えばハの
字型に配置されており、各回転角により減衰量が連続的
に変化する。この減衰量可変部７３は、コリメータレン
ズ７１からの信号光の一部をＮＤフィルタ７４，７５で
外部に反射することにより、信号光を減衰してコリメー
タレンズ７２に出力する。コリメータレンズ７２は、減
衰量可変部７３から平行光として入力した信号光を収束
し、伝送用光ファイバ７０M に出力する。FIG. 4 shows the configuration of the variable optical attenuators 70 1 to 70 N. In the variable optical attenuator 70 M , the signal light is transmitted from the collimator lens 71 to the collimator 7 through the attenuation variable section 73.
2 is formed. The collimator lens 71, and outputs the signal light inputted diverge from the optical fiber amplifier 50 M as parallel light. In the attenuation amount changing unit 73, two rotating ND (Neutral Density) filters 74 and 75 are arranged in a slanted manner with respect to the light flux of the signal light, for example, in a C-shape. It changes continuously. The attenuation variable section 73 attenuates the signal light by reflecting a part of the signal light from the collimator lens 71 to the outside by the ND filters 74 and 75, and outputs the signal light to the collimator lens 72. The collimator lens 72 converges the signal light entered as parallel light from the attenuation amount varying sections 73, and outputs the transmission optical fiber 70 M.
【００３５】なお、伝送用光ファイバ４０1 〜４０N に
おける損失量Ｌ1 〜ＬN がそれぞれ最低値となるよう
に、送信器１０の発光素子から発生する信号光の伝送波
長λSが設定されている。また、伝送用光ファイバ４０
1 〜４０N における損失量Ｌ1〜ＬN がそれぞれ補償さ
れるように、中継増幅器３０2 〜３０N 及び光ファイバ
増幅器７０N+1 における増幅率Ｇ2 〜ＧN+1 がそれぞれ
設定されている。[0035] As in loss L 1 ~L N in the transmission optical fiber 40 1 to 40 N is the minimum value, respectively, the transmission wavelength lambda S of the signal light generated from the light emitting element of the transmitter 10 is set ing. The transmission optical fiber 40
1-40 As loss L 1 ~L N in N is compensated respectively, the amplification factor G 2 ~G N + 1 in the line amplifier 30 2 to 30 N and the optical fiber amplifier 70 N + 1 is set, respectively I have.
【００３６】また、光ファイバ増幅器５０2 〜５０N+1
における増幅ピーク波長λP が信号光の伝送波長λS に
それぞれ一致するように、伝送用光ファイバ４０1 〜４
０Nにおける損失量Ｌ1 〜ＬN と合わせた中継損失を調
節するために、可変光減衰器７０1 〜７０N における減
衰量Ａ1 〜ＡN がそれぞれ設定されている。また、可変
光減衰器７０1 〜７０N-1 における減衰量Ａ1 〜ＡN-1
に対応し、光ファイバ増幅器５０2 〜５０N の増幅用光
ファイバ５７に入力される励起光のパワーが中継増幅器
３０2 〜３０N における増幅率Ｇ2 〜ＧN の実現に必要
な値よりもそれぞれ十分大きくなるように、光ファイバ
増幅器５０2 〜５０N における増幅率Ｇ´2 〜Ｇ´N が
それぞれ設定されている。The optical fiber amplifiers 50 2 to 50 N + 1
As amplify the peak wavelength lambda P matches each transmission wavelength lambda S of the signal light in the transmission optical fiber 40 1-4
In order to adjust the span loss combined with loss L 1 ~L N at 0 N, attenuation in the variable optical attenuator 70 1 ~70 N A 1 ~A N are set. Further, attenuation in the variable optical attenuator 70 1 ~70 N-1 A 1 ~A N-1
And the power of the pump light input to the amplifying optical fiber 57 of the optical fiber amplifiers 50 2 to 50 N is larger than the value required for realizing the amplification factors G 2 to G N in the relay amplifiers 30 2 to 30 N. as each large enough, the amplification factor G'2 ~G' N in the optical fiber amplifier 50 2 to 50 N are set.
【００３７】さらに、光ファイバ増幅器５０2 〜５０
N+1 における増幅用光ファイバ５７のファイバ長が長い
ほど、可変光減衰器７０1 〜７０N における減衰量Ａ0
〜ＡNにより調節できる中継損失のマージンが拡張され
るので、そのファイバ長は信号光の雑音特性を劣化させ
ない範囲でできるだけ長く設定することが望ましい。Further, the optical fiber amplifiers 50 2 to 50
As the fiber length of the amplification optical fiber 57 at N + 1 becomes longer, the attenuation A 0 in the variable optical attenuators 70 1 to 70 N becomes larger.
Since the margin of span loss can be adjusted by to A N is expanded, the fiber length is preferably set as long as possible within a range that does not degrade the noise characteristics of the signal light.
【００３８】次に、上記第１実施例の作用について説明
する。Next, the operation of the first embodiment will be described.
【００３９】中継増幅器３０M の光ファイバ増幅器５０
M では、駆動電源５２が制御回路５１からの制御信号に
対応した電流値を有する駆動電流を出力し、励起光源５
３が駆動電源５２からの駆動電流に対応した光強度を有
する励起光を出力する。励起光源５３から出力した励起
光は、光合波器５４、光アイソレータ５５を介して増幅
用光ファイバ５７に入力し、そのコアに添加した活性物
質のＥｒイオンを励起する。増幅用光ファイバ５７から
出力した励起光は、光アイソレータ５５を介して光フィ
ルタに入力し、吸収または反射によって増幅用経路から
除去される。The optical fiber amplifier 50 of the relay amplifier 30 M
In M , the driving power supply 52 outputs a driving current having a current value corresponding to the control signal from the control circuit 51, and the excitation light source 5
Reference numeral 3 outputs excitation light having a light intensity corresponding to the drive current from the drive power supply 52. The excitation light output from the excitation light source 53 is input to the amplification optical fiber 57 via the optical multiplexer 54 and the optical isolator 55, and excites the active substance Er ions added to the core. The pumping light output from the amplification optical fiber 57 enters the optical filter via the optical isolator 55, and is removed from the amplification path by absorption or reflection.
【００４０】この状態で、前段の伝送用光ファイバ４０
M-1 からの信号光は、光合波器５４、光アイソレータ５
５を介して増幅用光ファイバ５７に入力し、そのコアで
励起したＥｒイオンの誘導放出により、励起光のパワー
に対応した増幅率Ｇ´M でそれぞれ増幅される。増幅用
光ファイバ５７から出力した励起光は、光アイソレータ
５５を介して光フィルタ５８に入力して雑音光が除去さ
れる。光フィルタ５８から出力した信号光は、光分岐器
５９で分岐比ａ：（１−ａ）で光検出器６０と可変光減
衰器７０M に分岐して出力される。光検出器６０が光分
岐器５９で分岐した一方の信号光を検出し、その光強度
に対応した測定信号を出力する。制御回路５１は、光検
出器６０からの測定信号に基づいて制御信号を出力し、
励起光源５３から出力する励起光の光強度が一定になる
ように帰還制御を実行する。In this state, the transmission optical fiber 40 of the previous stage is
The signal light from M-1 is supplied to the optical multiplexer 54 and the optical isolator 5
The light is input to the amplification optical fiber 57 through the core 5 and is stimulated by the Er ions excited by the core to be amplified at amplification factors G ′ M corresponding to the power of the excitation light. The pump light output from the amplification optical fiber 57 is input to the optical filter 58 via the optical isolator 55 to remove noise light. A signal light outputted from the optical filter 58, branching ratio in the optical splitter 59 a: is (1-a) with branches to a photodetector 60 the variable optical attenuator 70 M output. The photodetector 60 detects one of the signal lights branched by the optical splitter 59 and outputs a measurement signal corresponding to the light intensity. The control circuit 51 outputs a control signal based on the measurement signal from the photodetector 60,
The feedback control is performed so that the light intensity of the excitation light output from the excitation light source 53 is constant.
【００４１】中継増幅器３０M の可変光減衰器７０M で
は、光ファイバ増幅器５０M から発散して入力した信号
光がコリメータレンズ７１で平行光となる。コリメータ
レンズ７１からの信号光は、減衰量可変部７３の二つの
ＮＤフィルタ７４，７５で一部が外部に反射され、それ
ぞれの回転角に対応した減衰量ＡM で減衰される。減衰
量可変部７３から平行光として出力した信号光は、コリ
メータレンズ７２で収束されて後段の伝送用光ファイバ
４０M に出力される。In the variable optical attenuator 70 M of the relay amplifier 30 M , the signal light diverged and input from the optical fiber amplifier 50 M is converted into parallel light by the collimator lens 71. Signal light from the collimator lens 71, a part of two ND filters 74 and 75 of the attenuation variable portion 73 is reflected to the outside, it is attenuated by the attenuation A M which correspond to the respective rotational angles. The signal light output as parallel light from the attenuation amount varying section 73 is converged by the collimator lens 72 is output to the transmission optical fiber 40 M in the subsequent stage.
【００４２】このような中継増幅器３０2 〜３０N を利
用した光通信路では、伝送波長λSの信号光が送信器１
０で発生し、可変光減衰器７０1 により減衰量Ａ1 で減
衰して出力され、伝送用光ファイバ４０1 により損失量
Ｌ1 を損失して伝送される。中継増幅器３０2 に入力し
た信号光は、光ファイバ増幅器５０2 で増幅率Ｇ´2で
増幅される。ここで、損失量Ｌ1 に対応して減衰量Ａ1
を変化させることにより、光ファイバ増幅器５０2 の増
幅ピーク波長λP が信号光の伝送波長λS に一致するよ
うに、中継損失が調整されている。そのため、雑音成分
に対して信号成分が十分弁別できるように、信号光が増
幅される。したがって、光ファイバ増幅器が増幅する伝
送波長領域において、雑音に対して信号成分を弁別して
増幅可能となる。In an optical communication path using such relay amplifiers 30 2 to 30 N , the signal light having the transmission wavelength λ S is transmitted by the transmitter 1.
0, is attenuated by the variable optical attenuator 70 1 with the amount of attenuation A 1 , is output, and is transmitted by the transmission optical fiber 40 1 with the loss L 1 being lost. Signal light input to the relay amplifier 30 2 is amplified by the amplification factor G'2 the optical fiber amplifier 50 2. Here, the attenuation in response to loss L 1 weight A 1
By varying the, so that amplification peak wavelength lambda P of the optical fiber amplifier 50 2 is identical to the transmission wavelength lambda S of the signal light, a relay loss is adjusted. Therefore, the signal light is amplified so that the signal component can be sufficiently distinguished from the noise component. Therefore, in the transmission wavelength region where the optical fiber amplifier amplifies, the signal component can be distinguished from noise and amplified.
【００４３】この増幅された信号光は、可変光減衰器７
０2 により減衰量Ａ2 で減衰して中継増幅器３０2 から
出力され、伝送用光ファイバ４０2 により損失量Ｌ2 で
損失して伝送される。ただし、中継増幅器３０2 では、
信号光は増幅率Ｇ´2 で増幅された後に減衰量Ａ2 で減
衰され、結果として増幅率Ｇ2 で増幅される。中継増幅
器３０3 に入力した信号光は、光ファイバ増幅器５０3
で増幅率Ｇ´3 で増幅される。ここで、損失量Ｌ2 に対
応して減衰量Ａ2 を変化させることにより、光ファイバ
増幅器５０3 の増幅ピーク波長λP が信号光の伝送波長
λS に一致するように、中継損失が調整されている。そ
のため、雑音成分に対して信号成分が十分弁別できるよ
うに、信号光が増幅される。The amplified signal light is supplied to a variable optical attenuator 7.
0 2 The attenuated by the attenuation A 2 is outputted from the relay amplifier 30 2 is transmitted to loss loss L 2 by transmission optical fiber 40 2. However, the relay amplifier 30 2,
Signal light is attenuated by the attenuation amount A 2 after being amplified by the amplification factor G'2, it is amplified by the gain G 2 as a result. Signal light input to the relay amplifier 30 3, an optical fiber amplifier 50 3
In it is amplified by the amplification factor G'3. Here, by changing the amount of attenuation A 2 corresponds to the loss L 2, so that amplification peak wavelength lambda P of the optical fiber amplifier 50 3 coincides with the transmission wavelength lambda S of the signal light, a relay loss adjustment Have been. Therefore, the signal light is amplified so that the signal component can be sufficiently distinguished from the noise component.
【００４４】この増幅された信号光は、可変光減衰器７
０3 により減衰量Ａ3 で減衰して中継増幅器３０3 から
出力され、伝送用光ファイバ４０3 により損失量Ｌ3 で
損失で損失して伝送される。ただし、中継増幅器３０3
では、信号光は増幅率Ｇ´3で増幅された後に減衰量Ａ
3 で減衰され、結果として増幅率Ｇ3 で増幅される。The amplified signal light is supplied to a variable optical attenuator 7.
0 3 attenuated at the attenuation A 3 is output from the relay amplifier 30 3 by and transmitted by loss loss loss L 3 by the transmission optical fiber 40 3. However, the relay amplifier 30 3
In the attenuation after the signal light is amplified by the amplification factor G'3 A
Is attenuated by 3, it is amplified by the gain G 3 as a result.
【００４５】以下、このような中継増幅が、多段に実行
される。そして、中継増幅器３０Nに入力した信号光
は、光ファイバ増幅器５０N で増幅率Ｇ´N で増幅され
る。ここで、伝送用光ファイバ４０N-1 の損失量ＬN-1
に対応して可変光減衰器７０N-1 の減衰量ＡN-1 を変化
させることにより、光ファイバ増幅器５０N の増幅ピー
ク波長λP が信号光の伝送波長λS に一致するように、
中継損失が調整されている。そのため、雑音成分に対し
て信号成分が十分弁別できるように、信号光が増幅され
る。Hereinafter, such relay amplification is performed in multiple stages. Then, signal light input to the relay amplifier 30 N is amplified by an amplification factor G'N optical fiber amplifiers 50 N. Here, the transmission optical fiber 40 N-1 loss L N-1
By changing the amount of attenuation A N-1 of the variable optical attenuator 70 N-1 in accordance with the following equation, the amplification peak wavelength λ P of the optical fiber amplifier 50 N matches the transmission wavelength λ S of the signal light.
Relay loss has been adjusted. Therefore, the signal light is amplified so that the signal component can be sufficiently distinguished from the noise component.
【００４６】この増幅された信号光は、可変光減衰器７
０N により減衰量ＡN で減衰して中継増幅器３０N から
出力され、伝送用光ファイバ４０N により損失量ＬN で
損失して伝送される。ただし、中継増幅器３０N では、
信号光は増幅率Ｇ´N で増幅された後に減衰量ＡN で減
衰され、結果として増幅率ＧN で増幅される。光ファイ
バ増幅器５０N+1 に入力した信号光は、増幅率ＧN+1 で
増幅される。ここで、損失量ＬN に対応して減衰量ＡN
を変化させることにより、光ファイバ増幅器５０N+1 の
増幅ピーク波長λP が信号光の伝送波長λS に一致する
ように、中継損失が調整されている。そのため、雑音成
分に対して信号成分が十分弁別できるように、信号光が
増幅される。この増幅された信号光は、受信器２０に入
力して検出される。したがって、光ファイバ増幅器が増
幅する伝送波長領域において、光信号が伝送可能にな
る。The amplified signal light is supplied to a variable optical attenuator 7.
0 N The attenuated by the attenuation A N output from the relay amplifier 30 N, is transmitted by loss loss L N by transmission optical fibers 40 N. However, in the relay amplifier 30 N ,
Signal light is attenuated by the attenuation amount A N after being amplified by the amplification factor G'N, it is amplified by the amplification factor G N as the result. The signal light input to the optical fiber amplifier 50 N + 1 is amplified at an amplification factor G N + 1 . Here, in response to loss of L N attenuation A N
, The relay loss is adjusted so that the amplification peak wavelength λ P of the optical fiber amplifier 50 N + 1 matches the transmission wavelength λ S of the signal light. Therefore, the signal light is amplified so that the signal component can be sufficiently distinguished from the noise component. The amplified signal light is input to the receiver 20 and detected. Therefore, an optical signal can be transmitted in a transmission wavelength region where the optical fiber amplifier amplifies.
【００４７】図５及び図６に、光ファイバ増幅器５０2
〜５０N+1 における中継損失と増幅ピーク波長との関係
を示す。このような光通信システムにおいて、信号光の
伝送波長λS が１５６０μｍに、伝送用光ファイバ４０
1 〜４０N の損失量Ｌ1 〜ＬN がそれぞれ１０ｄＢ、可
変光減衰器７０1 〜７０N の減衰量Ａ1 〜ＡN がそれぞ
れ０ｄＢに設定されている場合、図５及び図６では増幅
ピーク波長λP が伝送波長λS に一致している。FIGS. 5 and 6 show an optical fiber amplifier 50 2
5 shows the relationship between the relay loss and the amplification peak wavelength at ５０50 N + 1 . In such an optical communication system, the transmission wavelength λ S of the signal light is set to 1560 μm, and the transmission optical fiber 40
1 to 40 N loss L 1 ~L N is 10dB each, if the variable optical attenuator 70 1 to 70 N of the attenuation A 1 to A N is set to 0dB, respectively, amplify 5 and 6 The peak wavelength λ P matches the transmission wavelength λ S.
【００４８】ここで、伝送波長λS を１５５８μｍに変
更すると、増幅ピーク波長λP が１５６０μｍのままで
あり、信号光の伝送特性が劣化してしまう。そこで、可
変光減衰器７０1 〜７０N の減衰量Ａ1 〜ＡN を５ｄＢ
にそれぞれ設定することにより、図５及び図６によれば
増幅ピーク波長λP が伝送波長λS に一致させることが
できるので、信号光は良好な雑音特性を有して増幅され
ている。Here, if the transmission wavelength λ S is changed to 1558 μm, the amplification peak wavelength λ P remains at 1560 μm, and the signal light transmission characteristics deteriorate. Therefore, the attenuation amounts A 1 to A N of the variable optical attenuators 70 1 to 70 N are set to 5 dB.
5 and FIG. 6, the amplification peak wavelength λ P can be matched with the transmission wavelength λ S according to FIGS. 5 and 6, so that the signal light is amplified with good noise characteristics.
【００４９】したがって、信号光の伝送波長λS が変更
されても、これに対応して光ファイバ増幅器５０2 〜５
０N+1 の増幅ピーク波長λP を調整することができるの
で、信号光の伝送特性は良好に保持される。すなわち、
光ファイバが増幅する伝送波長領域において、光信号が
伝送可能になる。Therefore, even if the transmission wavelength λ S of the signal light is changed, the optical fiber amplifiers 50 2 to 50 5 are correspondingly changed.
Since the amplification peak wavelength λ P of 0 N + 1 can be adjusted, the transmission characteristics of the signal light are favorably maintained. That is,
An optical signal can be transmitted in a transmission wavelength region where the optical fiber amplifies.
【００５０】図７に、本発明の光通信路に係る第２実施
例の構成を示す。この光通信路では、送信器１０と受信
器２０との間に敷設した伝送光ファイバ４０1 〜４０N
を、中継増幅器３０1 〜３０N がＮ段に接続している。
ここでは、中継増幅器３０1〜３０N を除いて、送信器
１０、伝送用光ファイバ４０1 〜４０N 及び受信器２０
の内部は、上記第１実施例と同様に構成されている。FIG. 7 shows the configuration of an optical communication path according to a second embodiment of the present invention. In this optical communication path, transmission optical fibers 40 1 to 40 N laid between the transmitter 10 and the receiver 20
The relay amplifier 30 1 to 30 N is connected to the N stages.
Here, except for the relay amplifier 30 1 to 30 N, the transmitter 10, the transmission optical fiber 40 1 to 40 N and a receiver 20
Is configured in the same manner as in the first embodiment.
【００５１】図８に、中継増幅器３０1 〜３０N の構成
を示す。中継増幅器３０M では、可変光減衰器７０M の
出力端に光ファイバ増幅器５０M が接続されている。可
変光減衰器７０M は、前段の伝送用光ファイバ４０M か
らの信号光を減衰量ＡM で減衰し、光ファイバ増幅器５
０M に出力する。光ファイバ増幅器５０M は、可変光減
衰器７０M からの信号光を増幅率ＧM で増幅し、後段の
伝送用光ファイバ４０M+1 に出力する。ここでは、可変
光減衰器７０1 〜７０N 及び光ファイバ増幅器５０1 〜
５０N の内部は、上記第１実施例と同様に構成されてい
る。[0051] FIG. 8 shows a configuration of a relay amplifier 30 1 to 30 N. In the relay amplifier 30 M, the optical fiber amplifier 50 M is connected to the output terminal of the variable optical attenuator 70 M. The variable optical attenuator 70 M attenuates the signal light from the transmission optical fiber 40 M at the preceding stage by an attenuation amount A M , and
And outputs it to 0 M. The optical fiber amplifier 50 M amplifies the signal light from the variable optical attenuator 70 M at an amplification factor G M and outputs the amplified signal light to the transmission optical fiber 40 M + 1 at the subsequent stage. Here, the variable optical attenuators 70 1 to 70 N and the optical fiber amplifiers 50 1 to 50 N
Internal 50 N is configured similarly to the first embodiment.
【００５２】なお、光ファイバ増幅器５０1 〜５０N に
おける増幅ピーク波長λP が信号光の伝送波長λS にそ
れぞれ一致するように、伝送用光ファイバ４０1 〜４０
N における損失量Ｌ1 〜ＬN と合わせた中継損失を調節
するために、可変光減衰器７０1 〜７０N における減衰
量Ａ1 〜ＡN がそれぞれ設定されている。The transmission optical fibers 40 1 to 40 N are so arranged that the amplification peak wavelengths λ P in the optical fiber amplifiers 50 1 to 50 N respectively match the transmission wavelengths λ S of the signal light.
In order to adjust the relay loss together with the loss amounts L 1 to L N in N, the attenuation amounts A 1 to A N in the variable optical attenuators 70 1 to 70 N are set, respectively.
【００５３】次に、上記第２実施例の作用について説明
する。Next, the operation of the second embodiment will be described.
【００５４】中継増幅器３０M の可変光減衰器７０M で
は、前段の伝送用光ファイバ４０Mから発散して入力し
た信号光がコリメータレンズ７１で平行光となる。コリ
メータレンズ７１からの信号光は、減衰量可変部７３の
二つのＮＤフィルタ７４，７５で一部が外部に反射さ
れ、それぞれの回転角に対応した減衰量ＡM で減衰され
る。減衰量可変部７３から平行光として出力した信号光
は、コリメータレンズ７２で収束されて光ファイバ増幅
器５０M に出力される。In the variable optical attenuator 70 M of the relay amplifier 30 M , the signal light diverged and input from the transmission optical fiber 40 M at the preceding stage is converted into parallel light by the collimator lens 71. Signal light from the collimator lens 71, a part of two ND filters 74 and 75 of the attenuation variable portion 73 is reflected to the outside, it is attenuated by the attenuation A M which correspond to the respective rotational angles. The signal light output as parallel light from the attenuation amount varying section 73 is converged by the collimator lens 72 is output to the optical fiber amplifier 50 M.
【００５５】中継増幅器３０M の光ファイバ増幅器５０
M では、駆動電源５２が制御回路５１からの制御信号に
対応した電流値を有する駆動電流を出力し、励起光源５
３が駆動電源５２からの駆動電流に対応した光強度を有
する励起光を出力する。励起光源５３から出力した励起
光は、光合波器５４、光アイソレータ５５を介して増幅
用光ファイバ５７に入力し、そのコアに添加した活性物
質のＥｒイオンを励起する。増幅用光ファイバ５７から
出力した励起光は、光アイソレータ５５を介して光フィ
ルタに入力し、吸収または反射によって増幅用経路から
除去される。The optical fiber amplifier 50 of the relay amplifier 30 M
In M , the driving power supply 52 outputs a driving current having a current value corresponding to the control signal from the control circuit 51, and the excitation light source 5
Reference numeral 3 outputs excitation light having a light intensity corresponding to the drive current from the drive power supply 52. The excitation light output from the excitation light source 53 is input to the amplification optical fiber 57 via the optical multiplexer 54 and the optical isolator 55, and excites the active substance Er ions added to the core. The pumping light output from the amplification optical fiber 57 enters the optical filter via the optical isolator 55, and is removed from the amplification path by absorption or reflection.
【００５６】この状態で、可変光減衰器７０M からの信
号光は、光合波器５４、光アイソレータ５５を介して増
幅用光ファイバ５７に入力し、そのコアで励起したＥｒ
イオンの誘導放出により、励起光のパワーに対応した増
幅率Ｇ´M でそれぞれ増幅される。増幅用光ファイバ５
７から出力した励起光は、光アイソレータ５５を介して
光フィルタ５８に入力して雑音光が除去される。光フィ
ルタ５８から出力した信号光は、光分岐器５９で分岐比
ａ：（１−ａ）で光検出器６０と後段の伝送用光ファイ
バ４０M+1 に分岐して出力される。光検出器６０が光分
岐器５９で分岐した一方の信号光を検出し、その光強度
に対応した測定信号を出力する。制御回路５１は、光検
出器６０からの測定信号に基づいて制御信号を出力し、
励起光源５３から出力する励起光の光強度が一定になる
ように帰還制御を実行する。In this state, the signal light from the variable optical attenuator 70 M is input to the amplifying optical fiber 57 via the optical multiplexer 54 and the optical isolator 55, and the Er pumped by its core.
Due to the stimulated emission of the ions, they are amplified at amplification rates G ′ M corresponding to the power of the excitation light. Optical fiber for amplification 5
The pumping light output from 7 is input to the optical filter 58 via the optical isolator 55 to remove noise light. The signal light output from the optical filter 58 is split by the optical splitter 59 at the split ratio a: (1-a) to the photodetector 60 and the transmission optical fiber 40 M + 1 at the subsequent stage and output. The photodetector 60 detects one of the signal lights branched by the optical splitter 59 and outputs a measurement signal corresponding to the light intensity. The control circuit 51 outputs a control signal based on the measurement signal from the photodetector 60,
The feedback control is performed so that the light intensity of the excitation light output from the excitation light source 53 is constant.
【００５７】このような中継増幅器３０1 〜３０N を利
用した光通信路では、伝送波長λSの信号光が送信器１
０で発生し、伝送用光ファイバ４０1 により損失量Ｌ1
で損失して伝送される。中継増幅器３０1 に入力した信
号光は、可変光減衰器７０1により減衰量Ａ1 で減衰さ
れ後、光ファイバ増幅器５０1 で増幅率Ｇ1 で増幅され
る。ここで、損失量Ｌ1 に対応して減衰量Ａ1 を変化さ
せることにより、光ファイバ増幅器５０1 の増幅ピーク
波長λP が信号光の伝送波長λS に一致するように、中
継損失が調整されている。そのため、雑音成分に対して
信号成分が十分弁別できるように、信号光が増幅され
る。In the optical communication path using such relay amplifiers 30 1 to 30 N , the signal light having the transmission wavelength λ S is transmitted by the transmitter 1.
Occurs in 0, the loss by the transmission optical fiber 40 1 amount L 1
Is lost and transmitted. Signal light input to the relay amplifier 30 1, after being attenuated by the attenuation amount A 1 by the variable optical attenuator 70 1, it is amplified by the amplification factor G 1 in the optical fiber amplifier 50 1. Here, by changing the attenuation amount A 1 corresponds to the loss L 1, so that amplification peak wavelength lambda P of the optical fiber amplifier 50 1 is equal to the transmission wavelength lambda S of the signal light, a relay loss adjustment Have been. Therefore, the signal light is amplified so that the signal component can be sufficiently distinguished from the noise component.
【００５８】中継増幅器３０1 から増幅して出力された
信号光は、伝送用光ファイバ４０2により損失量Ｌ2 で
損失して伝送される。中継増幅器３０2 に入力した信号
光は、可変光減衰器７０2 により減衰量Ａ2 で減衰され
た後、光ファイバ増幅器５０2 で増幅率Ｇ2 で増幅され
る。ここで、損失量Ｌ2 に対応して減衰量Ａ2 を変化さ
せることにより、光ファイバ増幅器５０2 の増幅ピーク
波長λP が信号光の伝送波長λS に一致するように、中
継損失が調整されている。そのため、雑音成分に対して
信号成分が十分弁別できるように、信号光が増幅され
る。したがって、光ファイバ増幅器が増幅する伝送波長
領域において、雑音に対して信号成分を弁別して増幅可
能となる。[0058] The signal light output is amplified from the relay amplifier 30 1 is transmitted by loss loss L 2 by transmission optical fiber 40 2. Signal light input to the relay amplifier 30 2, after being attenuated by the attenuation amount A 2 by the variable optical attenuator 70 2, it is amplified by the amplification factor G 2 in the optical fiber amplifier 50 2. Here, by changing the amount of attenuation A 2 corresponds to the loss L 2, so that amplification peak wavelength lambda P of the optical fiber amplifier 50 2 is identical to the transmission wavelength lambda S of the signal light, a relay loss adjustment Have been. Therefore, the signal light is amplified so that the signal component can be sufficiently distinguished from the noise component. Therefore, in the transmission wavelength region where the optical fiber amplifier amplifies, the signal component can be distinguished from noise and amplified.
【００５９】以下、このような中継増幅が、多段に実行
される。そして、中継増幅器３０Nに入力した信号光
は、可変光減衰器７０N により減衰量ＡN で減衰された
後、光ファイバ増幅器５０N で増幅率ＧN で増幅され
る。ここで、伝送用光ファイバ４０N の損失量ＬN に対
応して減衰量ＡN を変化させることにより、光ファイバ
増幅器５０N の増幅ピーク波長λP が信号光の伝送波長
λS に一致するように、中継損失が調整されている。そ
のため、雑音成分に対して信号成分が十分弁別できるよ
うに、信号光が増幅される。Hereinafter, such relay amplification is performed in multiple stages. Then, signal light input to the relay amplifier 30 N, after being attenuated by the attenuation amount A N by the variable optical attenuator 70 N, it is amplified by the amplification factor G N in the optical fiber amplifier 50 N. Here, by changing the attenuation A N in accordance with the loss L N of the transmission optical fiber 40 N , the amplification peak wavelength λ P of the optical fiber amplifier 50 N matches the transmission wavelength λ S of the signal light. Thus, the relay loss is adjusted. Therefore, the signal light is amplified so that the signal component can be sufficiently distinguished from the noise component.
【００６０】したがって、信号光の伝送波長λS が変更
されても、これに対応して光ファイバ増幅器５０1 〜５
０N の増幅ピーク波長λP を調整することができるの
で、信号光の伝送特性は良好に保持される。すなわち、
光ファイバが増幅する伝送波長領域において、光信号が
伝送可能になる。[0060] Therefore, even when the transmission wavelength lambda S of the signal light is changed, the optical fiber amplifier 50 1-5 Correspondingly
Since the amplification peak wavelength λ P of 0 N can be adjusted, the transmission characteristics of the signal light are well maintained. That is,
An optical signal can be transmitted in a transmission wavelength region where the optical fiber amplifies.
【００６１】なお、本発明は上記諸実施例に限られるも
のではなく、種々の変形が可能である。It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible.
【００６２】例えば、上記諸実施例では、光ファイバ増
幅器の増幅用光ファイバとしてＥｒ添加光ファイバを用
いているが、これを通常の石英系光ファイバに置換する
と共に、励起光源としてＮｄ：ＹＡＧレーザ等を用いる
ことにより、光ファイバ増幅器をラマン増幅器として用
いても、同様な作用効果が得られる。For example, in the above embodiments, an Er-doped optical fiber is used as an amplifying optical fiber of an optical fiber amplifier, but this is replaced with a normal silica-based optical fiber, and an Nd: YAG laser is used as an excitation light source. The same operation and effect can be obtained by using an optical fiber amplifier as a Raman amplifier.
【００６３】また、上記諸実施例では、可変光減衰器の
減衰量可変手段としてＮＤフィルタを用いているが、光
学濃度がニュートラル、すなわち、減衰量に波長依存性
がほとんどないものを用いればよい。In the above embodiments, the ND filter is used as the attenuation variable means of the variable optical attenuator. However, the optical density is neutral, that is, the attenuation has little wavelength dependence. .
【００６４】また、上記諸実施例では、二つの中継増幅
器間の光伝送路として光ファイバを用いているが、光導
波路等による伝送や空間伝搬で置換されてもよい。In the above embodiments, the optical fiber is used as the optical transmission line between the two relay amplifiers. However, the optical fiber may be replaced by transmission through an optical waveguide or the like or space propagation.
【００６５】[0065]
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、中継増幅器における信号光の減衰量が、前段ま
たは後段の光伝送路における信号光の損失量と合わせて
信号光の中継損失を調整し、中継増幅器の増幅ピーク波
長が信号光の伝送波長に一致するように設定されてい
る。そのため、このような中継増幅が多段に実行される
ことにより、信号光は良好な雑音特性を有して増幅され
る。As described above in detail, according to the present invention, the signal light attenuation in the repeater amplifier is adjusted in accordance with the signal light loss in the upstream or downstream optical transmission line. The loss is adjusted so that the amplification peak wavelength of the relay amplifier matches the transmission wavelength of the signal light. Therefore, by performing such relay amplification in multiple stages, the signal light is amplified with good noise characteristics.
【００６６】また、信号光の伝送波長が変更されても、
中継増幅器における信号光の減衰量が可変であることに
より、信号光は中継増幅器で良好な雑音特性で増幅され
るので、信号光の伝送特性は良好に保持される。Further, even if the transmission wavelength of the signal light is changed,
Since the amount of attenuation of the signal light in the repeater amplifier is variable, the signal light is amplified with good noise characteristics in the repeater amplifier, so that the transmission characteristics of the signal light can be well maintained.
【図１】本発明の光通信路に係る第１実施例を示す構成
図である。FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a first embodiment of an optical communication path according to the present invention.
【図２】図１に示す光通信路における中継増幅器を示す
構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing a relay amplifier in the optical communication path shown in FIG.
【図３】図２に示す中継増幅器における光ファイバ増幅
器を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing an optical fiber amplifier in the relay amplifier shown in FIG. 2;
【図４】図２に示す中継増幅器における可変光減衰器を
示す構成図である。4 is a configuration diagram showing a variable optical attenuator in the relay amplifier shown in FIG.
【図５】中継増幅器における増幅用光ファイバの材料組
成が異なる場合の、中継損失と増幅ピーク波長との関係
を示すプロット図である。FIG. 5 is a plot diagram showing a relationship between a relay loss and an amplification peak wavelength when a material composition of an amplification optical fiber in a relay amplifier is different.
【図６】中継増幅器における増幅用光ファイバのファイ
バ長が異なる場合の、中継損失と増幅ピーク波長との関
係を示すプロット図である。FIG. 6 is a plot diagram showing a relationship between a relay loss and an amplification peak wavelength when the fiber length of an amplification optical fiber in a relay amplifier is different.
【図７】本発明の光通信路に係る第２実施例を示す構成
図である。FIG. 7 is a configuration diagram showing a second embodiment according to the optical communication path of the present invention.
【図８】図７に示す光通信路における中継増幅器を示す
構成図である。8 is a configuration diagram illustrating a relay amplifier in the optical communication path illustrated in FIG. 7;
１０…送信器、２０…受信器、３０1 〜３０N …中継増
幅器、４０1 〜４０N…伝送用光ファイバ、５０1 〜５
０N …光ファイバ増幅器、５１…制御回路、５２…駆動
電源、５３…励起光源、５４…光合波器、５５，５６…
光アイソレータ、５７…増幅用光ファイバ、５８…光フ
ィルタ、５９…光分岐器、６０…光検出器、７０1 〜７
０N …可変光減衰器、７１，７２…コリメータレンズ、
７３…減衰量可変部、７４，７５…ＮＤフィルタ。10 ... transmitter, 20 ... receiver, 30 1 to 30 N ... relay amplifier, 40 1 to 40 N ... optical fiber for transmission, 50 1-5
0 N : optical fiber amplifier, 51: control circuit, 52: drive power supply, 53: excitation light source, 54: optical multiplexer, 55, 56 ...
Optical isolator, 57: amplification optical fiber, 58: optical filter, 59: optical splitter, 60: photodetector, 70 1 to 7
0 N ... variable optical attenuator, 71, 72 ... collimator lens,
73 ... Attenuation variable section, 74, 75 ... ND filter.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/16 10/18 (56)参考文献 特開 平５−343788（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−257186（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−259990（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−265061（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−161929（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−264532（ＪＰ，Ａ) Ｋ．Ｋｉｋｕｓｈｉｍａ，Ｈ．Ｙｏｓ ｈｉｎａｇａ，Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ Ｄｕｅ ｔｏ Ｇａｉｎ Ｔｉｌｔ ｏ ｆ Ｅｒｂｉｕｍ−Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂ ｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ，ＩＥＥＥ ＰＨＴＯＮＩＣＳ ＴＥＣＮＯＬＯＧ Ｙ ＬＥＴＴＥＲＳ，ＶＯＬ．３，Ｎ Ｏ．10 ＯＣＴＯＢＥＲ 1991，Ｐ945 −947 Ｊ−Ｐ．ＢＬＯＮＤＥＬ，Ｊ−Ｆ．Ｍ ＡＲＣＥＲＯＵ，Ｊ．ＡＵＧＥ，Ｈ．Ｆ ＥＶＲＩＥＲ，Ｐ．ＢＯＵＳＳＥＬＥ Ｔ，Ａ．ＤＵＲＳＩＮ，Ｅｒｂｉｕｍ− Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉｆ ｉｅｒ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｂｅｈａｖ ｉｏｒ Ｉｎ Ｔｒａｎｓｏｃｅａｎｉ ｃ Ｌｉｎｋｓ，ＩＥＥＥ／ＬＥＯＳ ＯＳＡ，Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆ ｉｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ Ａｐｐ ｌｉｃｆａｔｉｏｎｓ，ｏＯＰＴＩＣＡ Ｌ ＳＯＣＩＥＴＹ ＯＦ ＡＭＥＲＩ ＣＡ，ＭＡＹ 1992，ｐ82−85 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 10/00 - 10/28 H04J 14/00 - 14/08 G02F 1/35 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI H04B 10/16 10/18 (56) References JP-A-5-343788 (JP, A) JP-A 5-257186 (JP, A) JP-A-5-259990 (JP, A) JP-A-5-2655061 (JP, A) JP-A-4-161929 (JP, A) JP-A-4-264532 (JP, A) Kikushima, H .; Yoshihina, Distortion Due to Gain Tilt of Erbium-Doped Fiber Amplifiers, IEEE PHTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 3, NO. 10 OCTOBER 1991, P945-947 JP. BLONDEL, J-F. M ARCEROU, J. et al. AUGE, H .; F EVRIER, P.S. BOUSSELE T, A. DURSIN, Erbium-Doped Fiber Amplifier Spectral Behavior In Transoceanic Links, IEEE / LEOS OSA, Optical Amplifiers, and ICP .Cl. 7 , DB name) H04B 10/00-10/28 H04J 14/00-14/08 G02F 1/35
Claims (6)
ァイバ増幅器で信号光を増幅する光信号伝送方法であっ
て、 前記可変光減衰器の減衰量を調節し、前記光ファイバ増
幅器の増幅ピーク波長が伝送される信号光の波長と同じ
になるように調整することを特徴とする光信号伝送方
法。1. An optical signal transmission method for amplifying signal light with an optical fiber amplifier receiving an optical signal from a variable optical attenuator, comprising: adjusting an amount of attenuation of the variable optical attenuator to amplify the optical fiber amplifier. An optical signal transmission method, wherein a peak wavelength is adjusted to be equal to a wavelength of a signal light to be transmitted.
し、この増幅された光信号を受ける可変光減衰器からの
光信号を後段光ファイバ増幅器で増幅する光信号伝送方
法であって、 前記前段光ファイバ増幅器と前記後段光ファイバ増幅器
との間の中継損失を前記可変光減衰器の減衰量により調
節し、前記後段光ファイバ増幅器の増幅ピーク波長を伝
送される信号光の波長と同じになるように調整すること
を特徴とする光信号伝送方法。2. An optical signal transmission method comprising: amplifying an optical signal by a pre-stage optical fiber amplifier; and amplifying, by a post-stage optical fiber amplifier, an optical signal from a variable optical attenuator receiving the amplified optical signal. The relay loss between the optical fiber amplifier and the post-stage optical fiber amplifier is adjusted by the attenuation of the variable optical attenuator so that the amplification peak wavelength of the post-stage optical fiber amplifier becomes the same as the wavelength of the transmitted signal light. An optical signal transmission method, characterized in that:
変光減衰器は、中継増幅器を構成することを特徴とする
請求項２に光信号伝送方法。3. The optical signal transmission method according to claim 2, wherein said pre-stage optical fiber amplifier and said variable optical attenuator constitute a relay amplifier.
イバ増幅器は、中継増幅器を構成することを特徴とする
請求項２に光信号伝送方法。4. The optical signal transmission method according to claim 2, wherein said variable optical attenuator and said post-stage optical fiber amplifier constitute a repeater amplifier.
幅器の入力に接続された可変光減衰器とを備えた中継増
幅器であって、 前記可変光減衰器は、前記光ファイバ増幅器の増幅ピー
ク波長と、伝送される信号光の波長とが同じになるよう
に、前記可変光減衰器における減衰量を調整するための
減衰量可変手段を有することを特徴とする中継増幅器。5. A relay amplifier comprising: an optical fiber amplifier; and a variable optical attenuator connected to an input of the optical fiber amplifier, wherein the variable optical attenuator has an amplification peak wavelength of the optical fiber amplifier. A repeater amplifier having attenuation variable means for adjusting the amount of attenuation in the variable optical attenuator so that the wavelength of the transmitted signal light becomes the same.
幅器の出力に接続された可変光減衰器とを備えた中継増
幅器であって、 前記可変光減衰器は、この可変光減衰器が出力する信号
光を受ける光ファイバ増幅器の増幅ピーク波長と、前記
信号光の波長とが同じになるように、前記可変光減衰器
における減衰量を調整するための減衰量可変手段を有す
ることを特徴とする中継増幅器。6. A relay amplifier comprising: an optical fiber amplifier; and a variable optical attenuator connected to an output of the optical fiber amplifier, wherein the variable optical attenuator includes a signal output by the variable optical attenuator. A relay having attenuation amount adjusting means for adjusting an attenuation amount in the variable optical attenuator so that an amplification peak wavelength of the optical fiber amplifier receiving the light is equal to a wavelength of the signal light. amplifier.
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