JPH02291531A

JPH02291531A - 光伝送路切替器

Info

Publication number: JPH02291531A
Application number: JP1111821A
Authority: JP
Inventors: Koichi Aoyama; 青山　耕一; Koichi Sano; 浩一佐野
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1989-04-28
Publication date: 1990-12-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、光ファイバを用いる種々のシステムにおいて
、２本の光ファイバ伝送路間で切り替えを行なう光伝送
路切替器に関するものである。

（従来の技術）第２図は、従来の光伝送路切替器を説明するための図で
ある。第２図において、１は伝送路切替部で、手動切り
替えの光コネクタや光スイッチ等により構成される。２
，３，４．５は光ファイバで、それぞれ伝送路Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄに接続されている。また。図中の実線矢印は、光
信号の流れを示している。

このような構成において、伝送路Ａに伝送路Ｃを、また
伝送路Ｂに伝送路Ｄを接続する時には、第２図の（ａ）
に示すように、伝送路切替部１にて、光ファイバ２と光
ファイバ３を、光ファイバ４と光ファイバ５とを接続す
る。

一方、伝送路Ａに伝送路Ｄを、また伝送路Ｂに伝送路Ｃ
を接続する時は、第２図の（ｂ）に示すように、伝送路
切替部１にて、光ファイバ２と光ファイバ５を、光ファ
イバ４と光ファイバ３とを接続する。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記構成において、伝送路切替部１が手
動切り替えの光コネクタにて構成されている場合、故障
復旧の迅速性に欠けるとともに、切り替えに時間を要す
るという欠点があった。

一方、伝送路切替部１が光スイッチにて構成されている
場合には、現状では挿入損失が大きいという問題がある
。

また、予備伝送路に切り替えるに際し、伝送路切替部１
等による光損失を補償するために、光ファイバ２，３，
４．５に光増幅器を配置することが考えられる。この光
増幅器の代表的なものとしては、半導体レ〜ザを用いた
光増幅器がある。

しかしながら、この半導体レーザを用いた光増幅器は、 ■増幅特性が入射光の偏波状態に依存する、■温度変動
に対して特性の変動が大きい、という欠点を有している
。

特に、現在の光通信システムでは、主に伝送路に偏波依
存性のないＩＪμｍ零分散単一モード光ファイバ（カッ
トオフ波長１．１μｍ以上）もしくは１．５μｍ零分散
単一モード光ファイバ（カットオフ波長０．６μｍ以上
）が用いられており、半導体レーザ型の光増幅器におい
ては、上記■の欠点のために、伝送路途中に挿入するこ
とは困難であった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたしのであり、そ
の目的は、短時間に伝送路の切り替えを行なえるととも
に、光損失を補償できる低損失な光伝送路切替器を提供
することにある。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明では、入射される励起
光強度に応じて光信号をオン／オフする希土類元素添加
光ファイバ増幅器が挿入された２本の光伝送路と、これ
ら２本の先伝送路の各希土類元素添加光ファイバ増幅器
への人力の一部を分岐して、他の光伝送路の希土類元素
添加光ファイバ増幅器の出力側とを接続し、かっ、その
途中に入射される励起光強度に応じて光信号をオン／オ
フする希土類元素添加光ファイバ増幅器が挿入された２
本の光伝送路とを備え、かつ、前記各希土類元素添加光
ファイバ増幅器の入出力側に、カットオフ波長が０．６
μｍ以上の偏波依存性のない単一モード光ファイバをそ
れぞれ接続した。

（作　用）本発明によれば、例えば、分岐光信号が伝搬される光伝
送路を介さないで、光信号をそのまま伝送する場合には
、分岐光信号が伝搬される光伝送路に挿入された希土類
元素添加光ファイバ増幅器には、励起光が入射されず、
そのまま光信号を伝搬させる光伝送路に挿入された希土
類元素添加光ファイバ増幅器には、励起光が入射される
。

励起光が入射された希土類元素添加光ファイバ増幅器は
励起状態、即ち、オン状態となる。この状態時に、希土
類元素添加光ファイバ増幅器に光信号が入射されると、
励起光による励起されたエネルギーの一部が光信号に変
換され、光信号は増幅作用を受ける。

増幅された光信号は、当該希土類元素添加光ファイバ増
幅器から出射され、次段の光伝送路に伝送される。

これに対して、励起光が入射されない希土類元素添加光
ファイバ増幅器は、非励起状態、即ち、オフ状態となる
。この状態時に、光信号が、各光ファイバ増幅器にそれ
ぞれ人射されても、光信号は光ファイバ増幅器にて吸収
され、その強度が減衰されてほとんど出射されない。

一方、一の伝送路を伝搬された光信号を、分岐され光信
号を伝搬させる光伝送路を介して他の光伝送路に伝送す
る場合には、上記の場合とは逆に、分岐光信号が伝搬さ
れる光伝送路に挿入された希土類元素添加光ファイバ増
幅器に、励起光を入射させ、そのまま光信号が伝搬され
る光伝送路に挿入された希土類元素添加光ファイバ増幅
器には、励起光を入射させない。

このようにして、接続すべき伝送路同士の接続が行われ
る。

（実施例）第１図は、本発明に係る光伝送路切替器の一実施例を示
す構成図である。第１図において、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは伝
送路、１０，１１．１２．１３は伝送路接続用光ファイ
バで、例えば、偏波依存性のないカットオフ波長が０．
６μｍ以上で波長１．５μｍ近傍に零分散波長を有する
単一モード光ファイバからなる。また、これらの光ファ
イバ１０．１１，１２．１３を伝搬される光信号は、例
えば、発振波長１．５５μｍの半導体レーザー光が用い
られる。

１４０　，　１４１は光信号を２分岐する光分岐回路で
ある。光分岐回路１４０は、光ファイバ１０ａを伝搬さ
れた光信号を一の入射端に入射し、二つの出射端より分
岐した光信号を光ファイバ１０ｂ及び光ファイバ１２ａ
にそれぞれ出射する。同様に、光分岐回路１４１は、光
ファイバｌｌａを伝搬された光信号を一の入射端に入射
し、二つの出射端より分岐した光信号を光ファイバｌｌ
ｂ及び光ファイバ１３ａにそれぞれ出射する。

１５０　，　１５１　，　１５２　，　１５３は励起光
源で、例えば発振波長１．４８μｍの半導体レーザから
なり、励起光を所定の強度で出射する。

１Ｂ０　．　ｌｆ３１　，　１６２　，　ｌθ３は励起
光用光ファイバで、励起光源１５０　，　１５１　，　
１５２　，　１５３から出射された励起光が伝搬される
。

１７０　，　１７１　，　１７２　．　１７３は光結合
器で、光分岐回路１４０及び１４１にて分岐された光信
号と励起光源１５０　，　１５１　，　１５２　，　１
５３による励起光とをそれぞれ合波する。

１１！０　．　１８１　．　１８２　．　１８３は希土
類元素添加光ファイバ増幅器（以下、光ファイバ増幅器
という）で、光ファイバに希土類元素、例えばエルビウ
ム（Ｅｒ”’）を所定の濃度で添加して構成されている
。

これら光ファイバ増幅器１８０　，　１８１　，　１８
２　，１８３は、入力端は光結合器１７０　，　１７１
　，　１７２　，１７３の合波光出射側に光ファイバ１
０ｃ，ｌｉｅ，１２ｃ，１３ｃを介してそれぞれ接続さ
れ、出力端には光ファイバ１０ｄ，ｌｌｄ，１２ｄ，１
３ｄの一端がそれぞれ接続されており、励起光が所定の
強度で入射されていると、光信号を所定の利得（〜２　
５　ｄ　Ｂ）をもって増幅する。一方、励起光が所定の
強度以下で入射されているか、あるいは入射されていな
いと、光ファイバ増幅器１８０〜１８３は吸収媒体とな
って光信号を減衰させる。その増幅特性は、入射光の偏
波状態に依存せず、かつ、温度変動に対して特性が安定
している。また、その長さは１００ｍ以下（数ｍ〜数十
ｍ）に設定される。

なお、利得のある波長或は、光ファイバに添加した希土
類元素がＥｒ３＋の場合、光信号の波長は１。５３〜１
．５６μｍ（励起光の波長は、〜１．４８μｍ）に制限
される（文献：　Ｋ．ｌｌａｇｌｍｏｔＯ、　ｅｔ．　
　ａ！．　　’Ａ　　２１２　　ｋｍ　　Ｎｏｎ−ｒｅ
ｐｅａｔｅｄ　　Ｔｒａｎｓｓｌｓｓｌｏｎ　　Ｅｘｐ
ｅｒｌａ＋ｃｎｔ　　ａｔ　　ｌ．８Ｇｂ／ｓ　　ｕｓ
１ｎｇ　　ＬＤ　　Ｐｕａ＋ｐｅｄＥｒ”−Ｄｏｐｅｄ
　　Ｆｉｂｅｒ　　Ａｍｐｌｌｆｌｅｒｓ　　Ｉｎ　　
ａｎ　　ＩＭ／Ｄｌｒｅｃｔ−Ｄｃｔｅｃｔｌｏｎ　　
Ｓｙｓｔｅｍ　　　．ＯＦＣ’　　８９．Ｐｏｓｔ　　
Ｄｅａｄｌ１ｎｅ　　Ｐａｐｃｒ．　Ｉｌｏｕｓｔｏｎ
．　Ｆｅｂ．１９８９．　　参照）。

１９０　，　１９１　，　１９２　．　１９３は励起光
除去用光フィルタで、光ファイバ１０ｄと１０ｅ間、光
ファイバｌｉｄと１１ｅ間、光ファイバ１２ｃと１２ｄ
間並びに光ファイバ１３ｃと１３ｄ間にそれぞれ挿入さ
れており、各光ファイバ増幅器ＩＨ　，　１８１　，１
８２　，　１８３の出射光のうち、光信号は透過させ、
励起光は遮断する。

２００　，　２０１は光結合器で、一の入射端に光ファ
イバ１０ｅ及びｌｉｅの他端が、残りの入射端に光ファ
イバ１２ｄ，１３ｄの一端がそれぞれ接続され、出射端
には光ファイバ１０ｆ，ｌｌｆがそれぞれ接続されてい
る。光結合器２００は、光ファイバ１０ｅ．１３ｄを伝
搬された光信号を光ファイバ１０ｆに、光結合器２０１
は、光ファイバ１１ｅ，１２ｄを伝搬された光信号を光
ファイバ１１ｆにそれぞれ結合させる。

次に、上記構成による動作を第３図の（ａ）及び（ｂ）
に基づいて説明する。

まず、伝送路ＡとＣ１伝送路ＢとＤを接続する場合につ
いて第３図の（ａ）により説明する。

この場合には、励起光ｉａｉＷ　１５０及び１５１が駆
動され、一方、励起光源１５２及び１５３は駆動されな
い。

これにより、励起光源１５０及び１５１から励起光が出
射される。これらの励起光は、光ファイバＩＧＯ　，　
ｔａｉｌ　，光結合器１７０　，　１７１並びに光ファ
イバ１０ｃ，１０ｄ，ｌｉｅ，ｌｉｄを介して光ファイ
バ増幅器１８０　，　１８１にそれぞれ入射される。

励起光の入射に伴い、光ファイバ増幅器１８０，１８１
は励起状態、即ち、オン状態となる。この状態時に、各
光ファイバ増幅器１８０　，　１８１に光信号が入射さ
れると、励起光による励起されたエネルギーの一部が光
信号に変換され、光信号は増幅作用を受ける。

増幅された光信号は、当該光ファイバ増幅器１８０　，
　１８１から出射される。これらの増幅された光信号は
、光ファイバ１０ｄ，ｌｉｄを介して光フィルタ１９０
　，　　１９１に入射される。光フィルタ１９０　，　
１９１は、光信号を透過させ、励起光を遮断する。

これにより、伝送路Ａ及び伝送路Ｂをそれぞれ伝送され
た光信号が、増幅された後、光ファイバ１０ｅ，ｌｉｅ
，光結合器２００　．　２０１並びに光ファイバ１０ｆ
，ｌｌｆを介して伝送路Ｃ及び伝送路Ｄそれぞれ送出さ
れる。

これに対して、励起光源１５２及び１５３からは、励起
光が出射されない。従って、励起光は、光ファイバ増幅
器１８２　，　　１８３に入射されない。これにより、
光ファイバ増幅器１８２　，　１８３は非励起状態、即
ち、オフ状態となる。この状態時に、伝送路Ａ及び伝送
路Ｂを介して伝送された光信号が、各光ファイバ増幅器
１８２　，　１８３にそれぞれ入射されると、光信号は
光ファイバ増幅器１８２　，　１８３にて吸収され、そ
の強度が減衰されてほとんど出射されない。

これにより、伝送路Ａを伝送された光信号は、伝送路Ｄ
に伝送されない。同様に、伝送路Ｂを伝送された光信号
は、伝送路Ｃに伝送されない。

また、伝送路ＡとＤ１伝送路ＢとＣを接続する場合には
、励起光源１５２及び１５３が駆動され、方、励起光源
１５０及び１５１は駆動されない。

これにより、励起光源１５２及び１５３から励起光が出
射される。これらの励起光は、光ファイバ１８２　，　
１８３　、光結合器１７２　．　１７３並びに光ファイ
バ１２ｂ，１３ｂを介して光ファイバ増幅器１Ｂ２、１
８３にそれぞれ入射される。励起光の入射に伴い、光フ
ァイバ増幅器１８２　，　１８３は励起状態、即ち、オ
ン状態となる。

これにより、伝送路Ａを伝送された光信号は、伝送路Ｄ
に伝送される。同様に、伝送路Ｂを伝送された光信号は
、伝送路Ｃに伝送される。

これに対して、励起光源１５０及び１５１からは、励起
光は出射されない。従って、励起光は、光ファイバ増幅
器１８０　，　ｔｉｌｌに入射されない。これにより、
光ファイバ増幅器１８０　，　１８１は非励起状態、即
ち、オフ状態となる。

これにより、伝送路Ａを伝送された光信号は、伝送路Ｃ
に伝送されない。同様に、伝送路Ｂを伝送された光信号
は、伝送路Ｄに伝送されない。

以上のように、本実施例によれば、伝送路Ａ，Ｂと伝送
路Ｃ，Ｄとを接続するための光ファイバ１０．１１，１
２．１３の各々に、励起光の入射状態に応じて光信号の
オン／オフを行なう希土類元素添加光ファイバ増幅器１
８０　，　１８１　，　１８２　，１８３をそれぞれ挿
入したので、短時間に伝送路の切り替えを行なえるとと
もに、光損失を補償しｉリる低損失な光伝送路切替器を
実現している。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、入射される励起
光強度に応じて光信号をオン／オフする希土類元素添加
光ファイバ増幅器を挿入された２本の光伝送路と、これ
ら２本の光伝送路の各希土類元素添加光ファイバ増幅器
への入力の一郎を分岐して、他の光伝送路の希土類元素
添加光ファイバ増幅器の出力側とを接続し、かつ、その
途中に入射される励起光強度に応じて光信号をオン／オ
フする希土類元素添加光ファイバ増幅器が挿入された２
本の光伝送路とを備え、かつ、前記各希土類元素添加光
ファイバ増幅器の入出力側に、カットオフ波長が０．６
μｍ以上の偏波依存性のない単一モード光ファイバをそ
れぞれ接続したので、短時間に、しかも低損失に伝送路
の切り替えを行なえる光伝送路切替器を提供できる利点
がある。

また、現在の光通信システムにおいて主に用いられてい
る偏波依存性のない１．３μｍ零分散単一モード光ファ
イバ（カットオフ波長１．１μｍ以上）もしくは１．５
μｍ零分散単一モード光ファイバ（カットオフ波長０．
８μｍ以上）の光伝送路でも、安定な特性の光伝送路切
替器を実現できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光伝送路切替器の一実施例を示す
構成図、第２図は従来の光伝送路切替器を説明するため
の図、第３図（ａ）．（ｂ）は本発明に係る光伝送路切
替器の動作を説明するための図である。図中、１０、１１、１２、１３・・・伝送路接続用光フ
ァイバ、１４０　．　１４１・・・光分岐回路、１５０
，１５１　，　１５２　，　１５３・・・励起光源、Ｌ
Ｈ　，　１Ｂ１　，　ｌＧ２　，１６３・・・励起光用
光ファイバ、１７０　，　１７１　，　１７２　，１７
３　，　２００　，　．２０１・・・光結合器、１８０
　，　１８１　，　１８２　，１８３・・・希土類元素
添加光ファイバ増幅器、■９０，１９１　，　１９２　
，　１９３・・・励起光除去用光フィルタ。伝送路切替部（ａ）（ｂ）従来例の説明図第２図

Claims

【特許請求の範囲】　入射される励起光強度に応じて光信号をオン／オフす
る希土類元素添加光ファイバ増幅器が挿入された２本の
光伝送路と、これら２本の光伝送路の各希土類元素添加光ファイバ増
幅器への入力の一部を分岐して、他の光伝送路の希土類
元素添加光ファイバ増幅器の出力側とを接続し、かつ、
その途中に、入射される励起光強度に応じて光信号をオ
ン／オフする希土類元素添加光ファイバ増幅器が挿入さ
れた２本の光伝送路とを備え、かつ、前記各希土類元素添加光ファイバ増幅器の入出力
側に、カットオフ波長が０．６μｍ以上の偏波依存性の
ない単一モード光ファイバをそれぞれ接続したことを特徴とする光伝送路切替器。