JPH1032360A - 光増幅装置および光伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 偏波変動により変動を生じない光分岐装置に
より安定した光増幅シシテム、光分岐システム、光伝送
システムおよび光中継伝送装置を提供する。 【解決手段】 光受動部品あるいは光分岐器１０の前段
に偏光固定器８を設置する。さらに必要な場合には、偏
波固定器８と光受動部品あるいは光分岐器１０の間に偏
波保持部９を設置する。この構成によれば、偏波が固定
されているため光分岐器において偏波に依存する一定の
損失は発生するが損失変動や分岐比変動は発生しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光伝送装置に係
り、特に高精度かつ安定度の高い光出力を得る光増幅器
および光伝送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信システムの構築が通信末端の加入
者対応へと進み、大容量化が要求されるにつれ、光を分
岐して配送する形態が広く必要となっている。

【０００３】また、光通信システムの信頼性向上のた
め、光を一部分岐してモニタし、所望の光が配送されて
いるかを監視制御する方式が多くとられている。

【０００４】分岐を利用した監視制御の一例として、特
開平７−１６２３６８号公報において、次のような技術
が提案されている。図１に、この技術の光ファイバ増幅
器の構成を示す。符号１６は光増幅ファイバ、符号１７
と符号１９とは光カプラ、符号１８は広帯域フィルタ、
符号２０は信号光モニタ部、符号２１は駆動制御部、符
号２２は励起レーザダイオード（以下、励起ＬＤと記
載）、符号２３は狭帯域フィルタである。

【０００５】この技術では、光増幅ファイバ１６の後方
から光増幅ファイバ１６に入力される励起ＬＤ２２の出
力光（波長は例えば１.４８μｍとする）により、光増
幅ファイバが励起される。この光増幅ファイバの前方か
ら例えば波長が１.５５μｍの光信号を入力すると、該
光信号による誘導放出光によって光信号を増幅して出力
する。出力信号光のスペクトル幅を例えば０.３ｎｍと
したとき、通過帯域幅が２〜３ｎｍの広帯域フィルタ１
８を通すことにより、雑音成分が除去され光カプラ１９
を通過して出力する。光カプラ１９は出力信号光の一部
を分岐して通過帯域幅が１ｎｍ以下の狭帯域光フィルタ
２３を通過させ、信号光波長のみを信号光モニタ部２０
に入力し、直流信号に変換後、この直流信号レベルと所
定の基準レベルとの差信号により、励起ＬＤ２２の発光
量を駆動制御部２１が調整して、光増幅ファイバ１６の
出力信号光パワーを一定に保つように制御している。

【０００６】上述した従来の技術において使用されてい
る広帯域光フィルタ、狭帯域光フィルタ、光カプラ等の
光受動部品は、入力される光の偏波状態に依存して挿入
損失が変わる偏波依存性を有している。

【０００７】一方、入力される光の偏波状態は、伝送フ
ァイバの振動、曲がり、局所的な圧力、あるいは光学部
品の振動、それらの環境温度変化等様々な要因によって
変動する。

【０００８】光受動部品のうち、広帯域光フィルタや狭
帯域光フィルタあるいは光カプラ等は構造的理由から偏
波依存性が大きい。特に光カプラおよび狭帯域光フィル
タは、これらを介してフィードバック制御が行われるこ
とにより、光カプラ自体の偏波依存性および狭帯域光フ
ィルタの偏波依存性が、フィードバック系の誤差要因と
なり、結果的に光カプラを通過する光の出力を一定に保
つことができない。従って信頼性の高い安定した制御を
行うことが困難である。

【０００９】また、従来、光カプラによって光パワーを
モニタし、例えば出力パワーを一定に制御するとき、光
カプラ自体が持つ偏波依存性により光カプラのモニタポ
ートと信号ポートの分岐比や挿入損失に互いに異なる変
動が生じる。これが光出力制御誤差となったり、光出力
変動を生じさせる要因となっていた。

【００１０】また、通常出力パワーを一定に制御するた
めに用いられる光カプラでは、光パワー出力を減らさな
いように、分岐比が例えば１：９や、１：１９のように
大きな光カプラを用いる。しかし、偏波依存性による光
カプラの出力変動は分岐比の小さい側のポートでより大
きな影響を受けてしまう。分岐比の小さいポートで光パ
ワーをモニタし、出力を一定制御する際には、この出力
変動をそのまま基準となる光量の変動とみなすため、光
出力制御誤差の原因となる。光カプラ前段で発生した光
量の変動は、光カプラの光パワーモニタでフィードバッ
クすることにより抑圧可能である。しかし、光カプラ自
体の偏波依存性に起因する光量変動は抑圧できず、むし
ろ光出力制御誤差の主要因は、光カプラの偏波依存性に
依存するといっても過言ではない。

【００１１】また、特開平４−１５６０４号公報では、
送信側で直線偏光をかけた信号光が伝送路で回転しても
受信側の偏波制御器が回転に見合った調整をしてチュー
ニングする構成を述べている。本公知例では、偏波状態
が伝送路で変化することを記述しているが、信号光の増
幅に関する記述が見当たらない。また、発明の目的、効
果も異なるものである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第一の目的
は、遍波依存性による光量変動を抑圧可能で高精度かつ
安定度の高い光出力を得る光分岐装置、光増幅システ
ム、光伝送システムおよび光中継伝送装置を提供するこ
とにある。

【００１３】一方、通信末端の加入者対応として光を多
数に分岐して配送する場合、光分岐器のポート毎に偏波
依存性が異なるため、偏波状態によって光分岐器の分岐
比や挿入損失が変動するため、当初一定に分配していた
光信号レベルがポート毎に変動するという問題がある。
本発明の第二の目的は、上述した光分岐器のポート毎に
偏波依存性が異なるため、偏波状態によって光分岐器の
分岐比や挿入損失が変動するという問題を解決し、光信
号レベルを一定に保った光分岐装置、光分岐システムお
よび光伝送システムを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記目的達成のために、
本発明は光受動部品あるいは光分岐器の前段に偏光固定
器を設置する。さらに必要な場合には、偏波固定器と光
受動部品あるいは光分岐器の間に偏波保持部を設置す
る。

【００１５】この構成によれば、偏波が固定されている
ため光分岐器において偏波に依存する一定の損失は発生
するが損失変動や分岐比変動は発生しない。

【００１６】そしてこの構成のため、遍波依存性による
光量変動を抑圧可能で高精度かつ安定度の高い光出力を
得る光分岐装置、光増幅システム、光中継伝送装置を得
ることができる。またこの構成により、光信号レベルを
一定に保った光分岐装置、光分岐システムおよび光伝送
システムを得ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例１ないし実施例３を参照して説明する。

【００１８】（実施例１）まず、図２および図３を用い
て実施例１を説明する。図２は、本発明をその実施の形
態である光増幅システムに適用した実施例である。ま
た、図３は、偏波固定器の具体的な構成である。図２で
符号１は光増幅器、符号２は光分岐装置、符号３は光検
出器、符号４は制御装置である。また、光増幅器１は、
光合波器５、励起光源６及び希土類添加光ファイバ７よ
り構成されている。光増幅器１では、波長１５５７ｎｍ
の入力信号光を受け入れ、光合波器５を通過して希土類
添加光ファイバ７に入力する。ここで、希土類添加光フ
ァイバ７として、エルビウム添加光ファイバを用いてい
る。励起光源６としては、９８０ｎｍの半導体レーザを
用い、光合波器５によって入力光と励起光源６よりの励
起光とを合波する構成となっている。光増幅器１よりの
出力光は、光分岐装置２に入力される。光分岐装置２
は、偏波固定器８と、偏波保持器９、および光分岐器１
０とから構成されており、偏波固定器８を通過した光は
偏波状態が固定された後、出力され、偏波保持器９によ
って偏波保持したまま、偏波保持器９よりの光を一部分
岐する光分岐器１０としての光カプラによって大部分の
光は出力信号光として配送される。

【００１９】本実施例では、分岐した一部の光を、光検
出器３によってモニタし、モニタ信号より制御装置４に
よって励起光源６の励起光量を制御することにより、光
分岐装置２よりの出力光が一定になるよう制御してい
る。

【００２０】偏波固定器８’の具体的構成を図３に示
す。偏波固定器８’は、例えば偏波保持光ファイバ１１
からなっている。偏波保持光ファイバ１１は、数十ｍの
長さを有しており、光がこの中を通過することにより、
特定の直線偏波のみが通過するため、偏波状態が固定さ
れた光を取り出すことが可能となる。偏波保持ファイバ
１１はｘ偏波、ｙ偏波の両方を透過させることもできる
ため、この場合、エネルギロスがないという特徴があ
る。この偏波保持ファイバ１１を用いれば、偏波固定器
８と、偏波保持手段９を共用でき、構成が簡単となる。

【００２１】なお、偏波固定器８の他の例として偏光子
を用いてもよい。偏光子はある特定の偏波を有する光だ
けを通過させる素子であり、偏波状態一定の光を取り出
すことが可能となる。偏光子を用いた場合、光エネルギ
ーは半減するが、希土類添加光ファイバ後段における損
失はＳ／Ｎ劣化等の光増幅装置全体としての特性にほと
んど影響を与えない。また、光受信アンプ等高利得を要
する光増幅装置においては、励起光源の光パワーを微増
させるだけで、利得の減少を補うことが容易に可能であ
る。

【００２２】また、偏波固定器８はある特定の偏波状態
に固定できるものであれば、偏波状態がどのような形態
のものであってもかまわない。例えば、光をランダム状
態に固定する偏波解消素子を用いても良い。

【００２３】偏波保持器９はあくまでも偏波固定器８よ
りの光の偏波状態を維持するものであって、偏波固定器
８と光分岐器１０との間に偏波の変化要因がない場合、
ごく短距離の場合、偏波をランダム状態に固定する場合
には省いてもよい。また、偏波固定器８と光分岐器１０
とを光無線伝送する場合にも省いてもよい。

【００２４】本発明の光分岐装置２を使用することによ
って、光の偏波状態は固定された後、分岐される。この
ため、偏波状態によって光分岐器１０の分岐比や挿入損
失が変動することがなくなり、常に一定の挿入損失ある
いは分岐比を維持することが可能となる。このため光の
偏波に依存しない光分岐を行うことが可能となる。結果
として高精度かつ安定度の高い光出力を有する光増幅シ
ステムを実現することが可能である。

【００２５】なお、光分岐器１０として用いた光カプラ
の替わりに光分岐フィルタを用いてもよい。

【００２６】（実施例２）以下、図４および図５を用い
て実施例２を説明する。図４は、本発明の他の実施の形
態である光伝送システムの実施例である。また、図５は
光分岐システムの具体的な構成である。図４において、
符号１２は光送信部、符号１３は伝送ファイバ、符号１
４は光分岐システム、符号１５(１)、１５(２)、１５
(３)…１５(ｎ)は、光受信部であって、光送信部１２よ
りの光信号を光分岐システム１４によって多分岐し、光
受信部１５へ多分岐配送する光伝送システムとなってい
る。分岐数ｎはいくつであってもよいが、本実施例で
は、分岐数１６、分岐出力を１５分岐とした。

【００２７】入力光を１６分岐することによって光パワ
ーの減衰を生じる。その減衰度は約−１３．０ｄＢであ
る。従って光増幅器１によってその減衰を補い、分岐配
送しようとするものである。

【００２８】光分岐部１４への光パワーと偏波状態とは
時間的に変動している。したがって、光入力が光合波器
５と希土類添加光ファイバ７とを通過する間に、光入力
変動、光合波器５と希土類添加光ファイバ７との偏波依
存性による変動、希土類添加光ファイバ７の利得変動な
どによって偏波固定器８の前段では光パワーが時間的に
変動する。ただし、本発明の偏波固定器８を通過するこ
とによって、偏波状態は固定されて出力される。このた
め偏波状態によって光分岐器１１の分岐比や挿入損失が
変動することがなくなる。１６分岐された光のうち、一
つの分岐端子（Ｐ１６）からの光をモニタし、光増幅器
１内部の励起光源６の励起光を制御装置４によってフィ
ードバック制御することによって、光入力変動、光合波
器５と希土類添加光ファイバ７との偏波依存性による変
動、希土類添加光ファイバ７の利得変動は、抑圧するこ
とができる。さらに本発明の偏波固定器８を通過するこ
とによって、光分岐器１０のすべてのポートの挿入損失
はそれぞれ一定に保たれる。したがって、ただ一つのポ
ートからの光をモニタすることでも、他のすべてのポー
トを代表することが可能となって、すべての分岐端子か
らの変動を抑圧することができる。

【００２９】この構成とすることによって、簡単な構成
で、１６分岐端子のすべての光を高精度に配送する光分
岐システムを実現可能である。

【００３０】（実施例３）以下、図６を用いて実施例３
を説明する。図６は、本発明の他の実施の形態である光
伝送システムの実施例である図６において、符号１２は
光送信部、符号１５は光受信部、符号１３は伝送ファイ
バ、符号２４は光中継増幅部である。光送信部１２と光
受信部１５との間の伝送距離が長くなると伝送ファイバ
１３での光信号強度を増幅する必要が生まれ、本実施例
では光中継増幅部２４を設けている。なお、本実施例で
は、光送信部１２と光受信部１５の間に光中継増幅器２
４は１台のみであるが、光中継増幅部２４は伝送路の中
に複数あっても構わない。

【００３１】光伝送システムでは、偏波状態の変化の原
因となる光ファイバの揺れ、環境温度変化等は、長距離
にわたって敷設された伝送光ファイバによって生じると
ころが大きい。本実施例によれば、こうした偏波状態の
変動による光量変動を抑圧可能で高精度かつ安定度の高
い光出力の光中継増幅部２４を得ることができる。そし
てその結果、長距離にわたって光伝送可能な光伝送シス
テムを得ることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、遍波依
存性による光量変動を抑圧可能で高精度かつ安定度の高
い光出力を得る光分岐装置、光増幅システム、光伝送シ
ステムおよび光中継伝送装置を得ることができる。また
本発明によれば、光信号レベルを一定に保った光分岐装
置、光分岐システムおよび光伝送システムを得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の光増幅システムの構成を示すブロック
図。

【図２】 本発明の実施例１の光増幅システムの構成を
示すブロック図。

【図３】 実施例１に用いた偏波固定器の構成を示すブ
ロック図。

【図４】 本発明の実施例２の光伝送システムの構成を
示すブロック図。

【図５】 実施例２に用いた光分岐システムの構成を示
すブロック図。

【図６】 本発明の実施例３の光伝送システム構成を示
すブロック図。

【符号の説明】

１…光増幅器、２…光分岐装置、３…光検出器、４…制
御装置、５…光合波器、６…励起光源、７…希土類添加
光ファイバ、８…偏波固定器、９…偏波保持器、１０…
光分岐器、１１…偏波保持光ファイバ、１２…光送信
部、１３…伝送ファイバ、１４…光分岐システム、１５
…光受信部、１６…光増幅ファイバ、１７、１９…光カ
プラ、１８…広帯域フィルタ、２０…信号光モニタ部、
２１…駆動制御部、２２…励起ＬＤ、２３…狭帯域フィ
ルタ、２４…光中継増幅部。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光信号を増幅する光増幅器と、前記光増
   幅器からの光信号に対して光学的に作用する光学部品と
   を含み、前記光増幅器からの光信号は偏波状態が変動す
   る光信号であり、上記光学部品は偏波依存性を有する光
   学部品である光増幅装置において、 上記光増幅器の出力と上記光学部品の入力との間に偏波
   状態維持手段を挿入したことを特徴とする光増幅装置。
2. 【請求項２】 光信号を増幅する光増幅器と、前記光増
   幅器からの光信号に対して光学的に作用する光学部品と
   を含み、前記光増幅器からの光信号は偏波状態が変動す
   る光信号であり、上記光学部品は偏波依存性を有する光
   学部品である光増幅装置において、 上記光増幅器の出力と上記光学部品の入力との間に偏波
   状態維持手段を挿入し、さらに、上記光学部品の出力に
   より上記光増幅器の利得を制御するフィードバック制御
   回路を設けたことを特徴とする光増幅装置。
3. 【請求項３】 偏波状態維持手段が、偏波固定器である
   ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の光増幅
   装置。
4. 【請求項４】偏波状態維持手段が、偏波固定器とこの偏
   波固定器の後に接続された偏波保持器とからなることを
   特徴とする請求項１または請求項２記載の光増幅装置。
5. 【請求項５】 偏波状態維持手段が、偏波解消素子であ
   ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光増
   幅装置。
6. 【請求項６】 伝送すべき光信号を生成する光伝送信号
   源と、上記光伝送信号源からの光信号を増幅する光増幅
   器と、前記光増幅器からの光信号に対して光学的に作用
   する光学部品とを含み、上記光伝送信号源からの光信号
   は偏波状態が変動する光信号であり、上記光学部品は偏
   波依存性を有する光学部品である光伝送装置において、 上記光増幅器の出力と上記光学部品の入力との間に偏波
   状態維持手段を挿入したことを特徴とする光伝送装置。
7. 【請求項７】 伝送すべき光信号を生成する光伝送信号
   源と、上記光伝送信号源からの光信号を増幅する光増幅
   器と、前記光増幅器からの光信号に対して光学的に作用
   する光学部品とを含み、上記光伝送信号源からの光信号
   は偏波状態が変動する光信号であり、上記光学部品は偏
   波依存性を有する光学部品である光伝送装置において、 上記光増幅器の出力と上記光学部品の入力との間に偏波
   状態維持手段を挿入し、さらに、上記光学部品の出力に
   より上記光増幅器の利得を制御するフィードバック制御
   回路を設けたことを特徴とする光伝送装置。
8. 【請求項８】 第１の伝送路から伝送された光信号を増
   幅する光増幅器と、前記光増幅器からの光信号に対して
   光学的に作用する光学部品とを含み、前記第１の伝走路
   からの光信号は偏波状態が変動する光信号であり、上記
   光学部品は偏波依存性を有する光学部品である光伝送装
   置において、 前記光増幅器の出力と前記光学部品の入力との間に偏波
   状態維持手段を挿入し、さらに、上記光学部品の出力に
   より上記光増幅器の利得を制御するフィードバック制御
   回路を設け、前記光学部品の他の出力を第２の伝送路に
   接続して構成することを特徴とする光伝送装置。
9. 【請求項９】 偏波状態維持手段が、偏波固定器である
   ことを特徴とする請求項６ないし請求項８記載の光伝送
   装置。
10. 【請求項１０】偏波状態維持手段が、偏波固定器とこの
    偏波固定器の後に接続された偏波保持器とからなること
    を特徴とする請求項６ないし請求項８記載の光伝送装
    置。
11. 【請求項１１】 偏波状態維持手段が、偏波解消素子で
    あることを特徴とする請求項６ないし請求項８記載の光
    伝送装置。