JPH07212316A - 双方向光増幅装置 - Google Patents

双方向光増幅装置

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JPH07212316A
JPH07212316A JP6001763A JP176394A JPH07212316A JP H07212316 A JPH07212316 A JP H07212316A JP 6001763 A JP6001763 A JP 6001763A JP 176394 A JP176394 A JP 176394A JP H07212316 A JPH07212316 A JP H07212316A
Authority
JP
Japan
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terminal
optical
demultiplexer
optical multiplexer
wavelength
Prior art date
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Pending
Application number
JP6001763A
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English (en)
Inventor
Yasushi Inoue
恭 井上
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 一つの光導波路を用いて異なる波長を上り信
号および下り信号に割り当てることにより双方向光伝送
を行う中継器に利用するものであって、中継器に設ける
光増幅器を双方向共通に1個にする。 【構成】 1個の光増幅器3の入力回路および出力回路
に、それぞれ波長別に異なる経路の合波および分波を行
う四端子光合分波器1,2を1個づつ用いて、光信号経
路を図示のように形成する。 【効果】 中継器の内部に能動回路を1個とすることが
できるから、装置が小型になるとともに、電力供給を小
さくでき、全体として経済化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光通信に利用する。本発
明は、方向別に異なる波長を利用して一つの光伝送路
(光ファイバ)に双方向の光信号が伝送される波長多重
双方向光通信方式の増幅装置として利用する。
【0002】
【従来の技術】一つの光伝送路に方向別に異なる波長を
用いて双方向光信号を多重する方法は、双方向光伝送路
を一つの光ファイバにより実現する最も単純な方法であ
り、これまでにも広く利用されている。今後も、通信網
から端末に対して一つの光ファイバが導入され、通信網
と端末との間で双方向通信を実現する方式として広く利
用されるものと考えられている。この方式では、光ファ
イバの区間が長くなるとその途中に増幅装置を挿入して
増幅を行うことが必要になる。
【0003】このための従来例光増幅装置は図5に示す
ような構成である。すなわち、上り側光伝送路に接続す
る端子4と下り側光伝送路に接続する端子5との間に図
5に示すような装置が挿入され、それぞれ光フィルタ回
路11および12により、上り方向の波長(λ1 )と下
り方向の波長(λ2 )とを分別して、それぞれ別の光増
幅器13および14により増幅を行い、この増幅器13
および14の各出力信号をそれぞれ光フィルタ回路12
および11により合波する構成である。ここで、上り側
および下り側は便宜的な呼び名であって、例えば網側を
上部とし端末側を下部とすると、端末から網への方向は
上り方向となり、網から端末への方向は下り方向とな
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような光増幅装置
では、能動回路となる光増幅器13および14が2個必
要となる。一般に、光フィルタ回路11または12のよ
うな受動回路は信頼性が高くまた安価に提供することが
できるが、能動回路はエネルギ源となる電力供給回路を
必要とし、熱放散のための回路を必要とするなど、おの
ずと部品数が大きくなるとともに、高い温度で動作する
ことから信頼性が低くなる。また、能動回路は受動回路
に比べて高価にならざるを得ない。
【0005】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、能動回路の数を小さくして、装置信頼性を向
上するとともに、経済的な装置を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、波長多重され
た双方向の信号を一つの中継装置の中では一つの増幅器
により共通に増幅することを特徴とする。
【0007】本発明はこのために、四端子光回路である
光合分波回路を2個使用する。
【0008】すなわち本発明は、四つの端子(a,b,
c,d)を備えた光合分波器(1、2)を2個備え、こ
の光合分波器(1、2)はそれぞれ、第一波長(λ1
については第一端子(a)と第三端子(c)および第二
端子(b)と第四端子(d)がそれぞれ導通し、第二波
長(λ2 )については第一端子(a)と第四端子(d)
および第二端子(b)と第三端子(c)がそれぞれ導通
する光回路である。ここで「導通する」とはそれぞれの
端子間に可逆的に光信号が通じていることを意味し、必
ずしもその端子間に伝達される信号の損失がほとんどな
いことを意味するものではない。
【0009】第一の光合分波器(1)の第三端子(c)
に入力端子が接続され第二の光合分波器(2)の第一端
子(a)に出力端子が接続された一つの光増幅器(3)
を備え、第一の光合分波器(1)の第二端子(b)が第
二の光合分波器(2)の第二端子(b)と接続され、第
一の光合分波器(1)の第四端子(d)が第二の光合分
波器(2)の第四端子(d)と接続され、第一の光合分
波器(1)の第一端子(a)が一方向光伝送路の入出力
端子(4)となり、第二の光合分波器(2)の第三端子
(c)が他方向光伝送路の入出力端子(5)となること
を特徴とする。
【0010】上述のような光合分波器は、マッハツエン
ダ回路を含む光四端子回路により実現することができ
る。またそれ以外にも、第一端子(a)と第三端子
(c)および第二端子(b)と第四端子(d)をそれぞ
れ結合する二本の光導波路と、この二本の光導波路をそ
の途中で結合する方向性結合器とを含む回路により実現
することができる。
【0011】上述のような双方向光増幅装置は、上り方
向および下り方向の信号がそれぞれ複数の波長であり、
これらが多重された双方向伝送方式についても一つの増
幅器により実現することができる。これは、光合分波器
の周期的な波長特性を利用することにより簡単な構成に
より実現することができる。すなわち、前記第一波長は
複数の波長であり、この波長を短い方から順にλ1 、λ
3 、λ5 、……とし、第二波長は複数の波長であり、こ
の波長を短い方から順にλ2 、λ4 、λ6 、……とする
とき、これらの波長λ1 、λ2 、λ3 、λ4 、λ5 、λ
6 、……は等間隔の周期的な波長とすることができる。
【0012】
【作用】このような構成により、一つの増幅器(3)に
より双方向の光信号を増幅することができる。この一つ
の増幅器(3)を通過し増幅される光信号は、上り方向
の波長および下り方向の波長(λ1 およびλ2 )をとも
に含むが、その間で相互干渉が生じることはなく、また
増幅器(3)の出力側の信号が入力側に帰還されるよう
な結合は生じることがない。
【0013】光合分波器を、マッハツエンダ回路を含む
光四端子回路により実現する場合には、その回路構成が
単純化される。マッハツエンダ回路による光合分波器は
波長特性が周期的になるから、複数の周期的な波長を組
み合わせて多重する方式にも有用である。また方向性結
合器を利用する場合にも光合分波器の構成は単純化され
る。これも、複数の周期的な波長を組み合わせて多重す
る方式に有用である。
【0014】
【実施例】図1は本発明実施例装置のブロック構成図で
ある。この図で、端子4は下部側の光伝送路に接続さ
れ、端子5は上部側の光伝送路に接続される。この伝送
路には上り方向の光信号(波長λ1 )と下り方向の光信
号(波長λ2 )とが波長多重されている。すなわち、双
方向波長多重方式である。
【0015】ここで本発明の特徴とするところは、二つ
の光合分波器1および2と、一つの光増幅器3とを利用
することにある。すなわち、この光合分波器(1または
2)は、図2に示すように、四つの端子(a,b,c,
d)を備え、第一波長(λ1)については第一端子
(a)と第三端子(c)および第二端子(b)と第四端
子(d)がそれぞれ導通し、第二波長(λ2 )について
は第一端子(a)と第四端子(d)および第二端子
(b)と第三端子(c)がそれぞれ導通する光回路であ
る。ここで「導通する」とは可逆的に光信号が通じてい
ることを意味し、必ずしも信号損失が小さいことを意味
するものではない。光合波回路1または2の各信号通路
に信号損失があっても増幅器利得により十分カバーする
ことができる。
【0016】本発明の装置は、第一の光合分波器1の第
三端子(c)に入力端子が接続され第二の光合分波器2
の第一端子(a)に出力端子が接続された一つの光増幅
器3を備え、第一の光合分波器1の第二端子(b)が第
二の光合分波器2の第二端子(b)と接続され、第一の
光合分波器1の第四端子(d)が第二の光合分波器2の
第四端子(d)と接続され、第一の光合分波器1の第一
端子(a)が下部側光伝送路の入出力端子4となり、第
二の光合分波器(2)の第三端子(c)が上部側光伝送
路の入出力端子5となる。
【0017】このように構成された装置の動作を説明す
ると、端子4に到来する波長λ1 の光信号は、光合分波
器1を端子aから端子cに通過し、光増幅器3で増幅さ
れて光合分波器2の端子aから端子cに通過して端子5
に送出される。一方、端子5に到来する波長λ2 の光信
号は、光合分波器2を端子cから端子bに通過し、さら
に光合分波器1を端子bから端子cに通過し、光増幅器
3で増幅され、その出力信号は光合分波器2を端子aか
ら端子dに通過し、さらに光合分波器1を端子dから端
子aに通過して端子4に送出される。
【0018】次に、このような光合分波器の構成例を説
明する。図3はマッハツエンダ回路を含む光四端子回路
により実現する場合のブロック構成図である。端子aか
ら端子cに至る1本の光導波路と、端子bから端子dに
至るもう1本の光導波路を備え、その途中で2個の方向
性結合器21および22によりこの2本の光導波路に伝
播される光信号を相互に結合する。ここで、方向性結合
器21と同22との間の二つの光導波路の長さL1 およ
びL2 は異なる。
【0019】このような構成では、端子aから入力され
た光は方向性結合器21により二つに分岐され、長さの
異なる二つの経路長L1 およびL2 の光導波路を通過し
て、方向性結合器22により合波されると、合波される
際に干渉が起こるので、経路長L1 およびL2 により伝
播位相差に依存して端子cまたは端子dにその出力信号
が送出される。伝播位相差は波長に依存するから端子c
と端子dのいずれに出力されるかは波長に依存すること
になる。
【0020】図4はこの性質を説明する図であって、横
軸に波長をとり縦軸に透過率をとると、端子aから端子
cへの透過率は実線で表すようになる。端子bから端子
dへの透過率も等しく実線のとおりである。端子aから
端子d、または端子bから端子cへの透過率は破線のと
おりになる。図4に示す波長λ1 およびλ2 にそれぞれ
の方向の波長を選ぶと、本発明の装置を実現することが
できる。
【0021】図5は光合分波器の別の構成例であって、
単なる方向性結合器を用いた例である。この例では、二
つの導波路が隣接して形成され、端子aからの光信号が
隣接部で周期的に他方の導波路に乗り移りあるいは戻る
ように構成される。この隣接部の導波路間隔および長さ
が適当であると、ある波長の光は端子cへ、別の波長の
光は端子dへ、さらに別の波長の光は端子bへ出力する
ように構成することができる。この光合分波器では波長
の設定にあまり自由度がないので、利用する波長に制約
を受けることになる。
【0022】上記説明では、下り方向の光信号について
は波長λ1 が一波であり、上り方向の光信号については
波長λ2 が一波であるとしたが、図3または図5に示す
光合分波器の構成では、波長の広い範囲にわたって図6
に示すような透過率特性がある。これを利用して、図6
に示すように波長λ1 〜λ6 を設定すると、図7に示す
ように下り方向については波長λ1 、λ3 、λ5 、……
を利用することができるし、上り方向については波長λ
2 、λ4 、λ6 、……を利用することができる。このよ
うに構成すると、複数の波長について多重された双方向
光信号を一つの増幅器で増幅することができる装置が得
られる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば一
つの光導波路を用いて波長多重により双方向の光信号を
伝送する光通信方式で、その中継増幅装置が一つの増幅
器により実現することができる。本発明により、能動回
路の数が小さくなるから発熱部品の数が少なくなり、装
置信頼性を向上することができる。また、能動回路の数
が小さいから、供給する電力も小さくなる。総じて経済
的な装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例装置のブロック構成図。
【図2】本発明実施例装置に利用する光合分波器のブロ
ック構成図。
【図3】本発明実施例装置に利用する光合分波器の一例
を示す構成図。
【図4】本発明実施例装置に利用する光合分波器の特性
の一例を示す図。
【図5】本発明実施例装置に利用する光合分波器の別の
一例を示す構成図。
【図6】本発明実施例装置に利用する光合分波器の特性
を波長の広い範囲にわたり示す図。
【図7】双方向の信号として複数の波長の異なる光信号
を多重する場合の説明図。
【図8】従来例方式のブロック構成図。
【符号の説明】
1、2 光合分波器 3 光増幅器 4 下部側伝送路に接続される端子 5 上部側伝送路に接続される端子 11、12 光フィルタ回路 13、14 光増幅器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 10/02

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 四つの端子(a,b,c,d)を備えた
    光合分波器(1、2)を2個備え、 この光合分波器(1、2)はそれぞれ、第一波長
    (λ1 )については第一端子(a)と第三端子(c)お
    よび第二端子(b)と第四端子(d)がそれぞれ導通
    し、第二波長(λ2 )については第一端子(a)と第四
    端子(d)および第二端子(b)と第三端子(c)がそ
    れぞれ導通する光回路であり、 第一の光合分波器(1)の第三端子(c)に入力端子が
    接続され第二の光合分波器(2)の第一端子(a)に出
    力端子が接続された一つの光増幅器(3)を備え、 第一の光合分波器(1)の第二端子(b)が第二の光合
    分波器(2)の第二端子(b)と接続され、 第一の光合分波器(1)の第四端子(d)が第二の光合
    分波器(2)の第四端子(d)と接続され、 第一の光合分波器(1)の第一端子(a)が一方向光伝
    送路の入出力端子(4)となり、第二の光合分波器
    (2)の第三端子(c)が他方向光伝送路の入出力端子
    (5)となることを特徴とする双方向光増幅装置。
  2. 【請求項2】 前記光合分波器は、マッハツエンダ回路
    を含む光四端子回路である請求項1記載の双方向光増幅
    装置。
  3. 【請求項3】 前記光合分波器は、第一端子(a)と第
    三端子(c)および第二端子(b)と第四端子(d)を
    それぞれ結合する二本の光導波路と、この二本の光導波
    路をその途中で結合する方向性結合器とを含む請求項1
    記載の双方向光増幅装置。
  4. 【請求項4】 前記第一波長は複数の波長であり、この
    波長を短い方から順にλ1 、λ3 、λ5 、……とし、第
    二波長は複数の波長であり、この波長を短い方から順に
    λ2 、λ4 、λ6 、……とするとき、これらの波長
    λ1 、λ2 、λ3 、λ4 、λ5 、λ6 、……は等間隔の
    周期的な波長である請求項1記載の双方向光増幅装置。
JP6001763A 1994-01-12 1994-01-12 双方向光増幅装置 Pending JPH07212316A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6313933B1 (en) 1997-05-15 2001-11-06 Nec Corporation Bidirectional wavelength division multiplex transmission apparatus
KR20020004674A (ko) * 2000-07-07 2002-01-16 정홍기 5파장 광중계기
KR100330411B1 (ko) * 2000-02-07 2002-03-27 윤덕용 하나의 도파관열 격자 다중화기를 사용하는 파장교대방식양방향 애드/드롭 광증폭기 모듈
US6999653B2 (en) * 2000-08-12 2006-02-14 Korea Advanced Institute Of Science & Technology 4-port wavelength selective router
US7158698B2 (en) 2003-03-19 2007-01-02 Nec Corporation Module for amplifying signal light with remote excitation-light and optical-fiber communication system including the same

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