JPH0462528A

JPH0462528A - 双方向光増幅器

Info

Publication number: JPH0462528A
Application number: JP2174684A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Sato; 良明佐藤; Shigeto Nishi; 成人西; Koichi Aoyama; 青山　耕一
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1990-07-02
Filing date: 1990-07-02
Publication date: 1992-02-27
Anticipated expiration: 2014-02-24
Also published as: JP2862145B2

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Ｊこの発明は、光フアイバ中を伝搬する光信号を増幅する
双方向光増幅器に関する。

「従来の技術」従来、光ファイバのコア部分に希土類元素を添加させる
と、光増幅特性を有するようになることが知られている
。第３図に希土類元素添加光ファイバを用いた光フアイ
バ増幅器の構成を示す。この図において、ｌは希土類元
素としてＥｒが添加された希土類元素添加光ファイバで
あり、１゜５μ■帯の光増幅特性を有する。２は当該フ
ァイバ１の前後に設置され、反射光成分を抑圧する光ア
イソレータである。３は信号光から雑音成分である自然
放出光を除去する光フィルタである。４は入力信号光と
励起光とを波長多重させる光合波器である。５は励起光
を出力する励起光源である。

このような構成によれば、信号光と励起光とは、光合波
器４により波長多重されて希土類元素添加光ファイバ１
に入力される。当該ファイバｌは、励起光によって反転
分布状態にされ、この結果、信号光が増幅される。

ところで、励起光は通常、０．９８μｍ帯や１゜４５〜
１．５μｍ帯のレーザ光であり、増幅された信号光は雑
音成分である自然放出光を含む。そこで、これを除去す
るために光フィルタ３が設けられている。また、伶土類
元素添加光ファイバｌの前後には、光コネクタ、光合波
器、光フィルタ等があり、これらが信号光の反射点にな
ると、この光フアイバ増幅器は発振を起こす可能性があ
る。

このため、光アイソレータ２を希土類元素添加光ファイ
バ１の両端に設置して反射光を抑圧している。

「発明が解決しようとする課題」ところで、上述した光フアイバ増幅器において、希土類
元素添加光ファイバｌは原理的に双方向性の伝送路であ
るが、通常の光フアイバ増幅器の構成は、上述した光ア
イソレータ２を含むので、方向の光増幅器としてしか使
用することができない。このため、光フアイバ増幅器が
介挿された伝送路は、双方向伝送路として使用するシス
テムには不向きになるという欠点があった。

また、近年では、光フアイバ増幅器を利用した光中継器
を用いた長距離伝送実験が行われている。

例えば、光ファイバ長が２０００Ｋｍ＋を超える実験が
ＮＴＴより報告（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｆｉｂｅｒ　Ｃｏｎ
＋ｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｃｏｎｒｅｒｒｅｎｃｅ　Ｏ
ＦＣ’９０　ＰＤ−２１９９０）されている。

このようなシステムの実用化のためには、光ファイバの
障害点や、光フアイバ増幅器の故障点が正確に把握でき
、迅速かつ確実に修理を行うことが必要とされる。そこ
で、光フアイバ増幅器が伝送路に介挿されたシステムに
おいて、光パルス試験器を用いて全伝送路の状況把握を
行う際には、パルス光の後方散乱光が光フアイバ増幅器
を逆方向に通過する必要がある。

しかしながら、上述した従来の光フアイバ増幅器にあっ
ては、光アイソレータが具備されているので、一方向伝
送路となってしまい、光パルス試験器による全伝送路の
状況把握を行うことができないという欠点があった。

この発明は上述した事情に鑑みてなされたｔので、反射
光を抑圧しつつ、双方向伝送可能な双方向光増幅器を提
供することを目的としている。

「課題を解決するための手段」この発明は、先人出力端子となる第１乃至第４の端子を
有し、第１の端子より入力された光を第２の端子から出
力し、前記第２の端子より入力された光を第３の端子か
ら出力し、前記第３の端子より入力された光を第４の端
子から出力し、前記第４の端子より入力された光を前記
第１の端子から出力する光サーキュレータと、各一端に
反射面が形成され、各他端がそれぞれ前記第２および第
４の端子に接続されてなり、光増幅特性を有する第１お
よび第２の光ファイバと、前記第１および第３の端子に
それぞれ接続され、前記第１および第２の先ファイバを
各々励起させる第１および第２の励起光源とを具備する
ことを特徴としている。

「作用」上記構成によれば、光サーキュレータの第１の端子に信
号光が入力された場合には、第１の励起光源が第１の光
ファイバを励起し、この第１の光ファイバによって増幅
された信号光が第３の端子から出力される。一方、光サ
ーキュレータの第３の端子に信号光が人力された場合に
は、第２の励起光源が第２の光ファイバを励起し、この
第２の光ファイバによって増幅された信号光が第１の端
子から出力される。

「実施例」以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。第１図はこの発明による一実施例の構成を示すブロ
ック図である。この図において、ｌ　ａ、　１　ｂはそ
れぞれ希土類元素添加光ファイバである。３は光フィル
タ、４は光合波器、５　ａ、　５　ｂは励起光源である
。６は光サーキュレータであり、Ａ　、Ｂ　、Ｃ、Ｄの
４つの入出力ボートを持つ。（この光サーキュレータ６
の構成については、文献；松本・左膝、”光サーキュレ
ータが持つ偏向依存性除去の試み“、電子通信学会　光
・量子エレクトロニクス研究会資料、０ＱＥ７８−１４
９．１９７８に述べられている）。この光サーキュレー
、タロは、ボート八からボートＢへ、ボートＢからボー
トＣへ、ボ−トＣからボートＤへ、ボートＤからボート
八へとそれぞれ光が通過することができるようになって
いる。７　ａ、　７　ｂは反射点であり、上述した希土
類元素添加光ファイバＩ　ａ、　Ｉ　ｂの各一端に反射
処理を施したものである。そして、この発明による双方
向光フアイバ増幅器は、この光サーキュレータ６のボー
トＡ、Ｃを入出力ボートとして使用し、ボートＥｌ、Ｄ
には一端に反射処理が施された希土類元素添加光ファイ
バｌが接続されている。

このような構成において、いま、ボートＡからのみ信号
光と励起光とが入力される場合を考える。

まず、この２つの光は、光合波器４を介して波長多重さ
れ、光サーキュレータ６に供給される。そして、この光
サーキュレータ６を介してボートＢに出力された波長多
重光の内、励起光は反射点７ａで反射されるので、６土
類元素添加光ファイバ１ａを双方向から励起する。一方
、信号光のこの反射点７ａで反射されるので、該ファイ
バ！ａで往復とも増幅される。このように１、光サーキ
ュレータ６の一方向性区間であるボートＡ−Ｂ間、ボー
トＢ−Ｃ間で希土類元素添加光ファイバ】ａをはさんで
いるので、ボートＣに出力された信号光が反射を受けて
もボートＣ−Ｂ−Ａの経路で戻って来ることはない。

しかしながら、この反射光は、ボートＣ−Ｄ−Ａの経路
を介して伝搬する。そこで、この場合には、励起光源５
ｂをＯＦＦとし、希土類元素添加光ファイバＩｂを励起
しない状態にすれば、当該ファイバｌｂは反射光に対し
て光減衰器として作動する。しかも、実験によれば、２
０ｄ１３以上の減衰量が容易に実現可能である。このよ
うな状態では、ボートＣの出力光で生じた反射光はボー
トＡには出力されず、ボートＡから見れば光アイソレー
タが介挿されたものと等価になる。また、ボートＣから
のみ信号光と励起光とが入力された場合には、上述の場
合と同様にして増幅された信号光がボートＡに出力され
る。このような構成によれば、励起光源５　ａ、　５　
ｂを相互に切り換えるだけで双方向に増幅できる光フア
イバ増幅器が実現される。

以上の構成において、双方向から同時に信号光と励起光
とを入射した場合には、次のような問題がある。すなわ
ち、光フアイバ増幅器の内部、もしくは入出力端、或い
は伝送路上に存在する光コネクタ等の反射点で生じた反
射光により光フアイバ増幅器の動作状態が不安定になる
ことである。

例えば、第１図において、ボートＡから入力された信号
光はボートＣに出力されるが、反射点か存在すると、反
射光はボー）Ｃ−＋Ｄ→Ａ−Ｂの経路を取って伝搬する
。これにより、双方向光増幅器としての動作を不安定に
する可能性がある。しかし、この問題は、２つの励起光
を同時に入射する場合を光フアイバ伝送路の障害点探索
時にのみ用いるよう限定し、しかも反射点の反射減衰量
と光フアイバ増幅器の利得との関係を適当に設定するこ
とで解決できる。例えば、希土類元素添加光ファイバＩ
ａの利得を３０ｄＢ、反射点の反射減衰量を３０ｄＢ、
希土類元素添加光ファイバ１ｂの利得を２０ｄＢに設定
すれば、ボートＢ−Ｃ−＋Ｄ→Ａ→Ｂのループ利得は一
１０ｄＢとなる。このループ利得においては、光フアイ
バ増幅器の雑音が増加し、伝送すべき光パルスの信号波
形が劣化する恐れはあるが、少なくとも発振等の不安定
要素は存在しなくなる。こうした双方向光フアイバ増幅
器を含む光フアイバ伝送路に前述した光パルス試験器を
用いた場合、この波形劣化が測定精度に与える影響は、
受光した後方散乱光を平均化処理することで低パするこ
とかできる。この結果、障害点探索時における波形劣化
か測定精度に与える影響は、通常の光信号伝送系でのパ
ルス波形劣化が伝送品質に与える影響よりも小さいと考
えられる。

次に、本発明を適用した光フアイバ伝送路における障害
点探索について説明する。第２図（ａ）は、この発明に
よる双方向光ファイバ増幅器が複数段接続された通常の
伝送路の構成を示す図である。

図において、１１は信号光を送信する送信用伝送装置、
！２は信号光を受信する受信用伝送装置である。通常の
信号光伝送においては、全ての双方向光フアイバ増幅器
１ｏの増幅方向が同一となるように、それぞれ１つの励
起光源を。Ｎ状態にして使用する。

一方、このような伝送路の状況把握、すなわち、障害点
探索を行う場合には、同図（ｂ）に示すように送信用伝
送装置１１に替えて光パルス試験器１３を接続する。こ
の光パルス試験器１３では、双方向光フアイバ増幅器の
増幅帯域内であって、光フィルタを通過する波長の試験
パルス光を用いる。

ざらに、それぞれの双方向光フアイバ増幅器１０では、
２つの励起光源を共にＯＮ状態に設定する。

そして、光パルス試験器１３から送信された試験パルス
光は、光ファイバによって損失を受けると共に、各双方
向光フアイバ増幅器１０によって増幅されつつ、光フア
イバ伝送路を伝搬する。ここで、伝送路で生じた後方散
乱光は、再び光ファイバによって損失を受けると共に、
増幅されて光パルス試験器１３に入力する。このように
して得られた後方散乱光の解析により、光フアイバ増幅
器を含んだ全伝送路区間の試験が１度に行うことができ
る。さらに、受信用伝送装置１２のかわりに、光パルス
試験器１３を接続し、信号光の伝搬方向とは逆に試験パ
ルス光を入射しても上述した試験が同様に行うことがで
きる。

以上のように、本発明による双方向光フアイバ増幅器を
用いた伝送路であれば、光フアイバ増幅器を含んだ伝送
路であっても、光パルス試験器１３を利用して全伝送路
区間の状況を把握する試験を行うことができる。

「発明の効果」以上説明したように、この発明によれば、光サーキュレ
ータの第１の端子に信号光が入力された場合には、第１
の励起光源が第１の光ファイバを励起し、この第１の光
ファイバによって増幅された信号光が第３の端子から出
力され、一方、光サーキュレータの第３の端子に信号光
が入力された場合には、第２の励起光源が第２の光ファ
イバを励起し、この第２の光ファイバによって増幅され
た信号光が第１の端子から出力されるので、反射光を抑
圧しつつ、双方向伝送することができる。

また、この発明による双方向光増幅器が介挿された伝送
路に光パルス試験器を適用すれば、光ファイ゛・）易障
害点や、光フ・イバ増幅器の故障点など伝送路の状況を
一回の測定で把握でき、この結果、故障点を迅速かつ確
実に修理することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図は伝送路の障害点探索を説明するための図、第３
図は従来の光フアイバ増幅器の構成例を示すブロック図
である。１　ａ、　１　ｂ・・・・・・怜土類元素添加光ファイ
バ（第１および第２の光ファイバ）、５　ａ、　５　ｂ・・・・・・励起光源（第１および第
２の励起光源）６・・・・・・光サーキュレータ。７ｂ：反射、９、　　５ｂ；Ｊ〃起光源第　１　図　本
光８月にＪる問う四元フフイハ“１曽輻益第３図　光フ
フイバ増幅巴の構成

Claims

【特許請求の範囲】光入出力端子となる第１乃至第４の端子を有し、第１の
端子より入力された光を第２の端子から出力し、前記第
２の端子より入力された光を第３の端子から出力し、前
記第３の端子より入力された光を第４の端子から出力し
、前記第４の端子より入力された光を前記第１の端子か
ら出力する光サーキュレータと、各一端に反射面が形成され、各他端がそれぞれ前記第２
および第４の端子に接続されてなり、光増幅特性を有す
る第１および第２の光ファイバと、前記第１および第３
の端子にそれぞれ接続され、前記第１および第２の光フ
ァイバをそれぞれ励起させる第１および第２の励起光源
と、を具備することを特徴とする双方向光増幅器。