JPH03269522A

JPH03269522A - 波長多重光伝送路増幅装置

Info

Publication number: JPH03269522A
Application number: JP2070289A
Authority: JP
Inventors: Ryozo Yamauchi; 良三山内; Akira Wada; 朗和田; Taiichiro Tanaka; 大一郎田中
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1990-03-20
Filing date: 1990-03-20
Publication date: 1991-12-02

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〕この発明は、例えば双方向波長多重光通信などに使用さ
れる波長多重光伝送路増幅装置に関する。

〔従来の技術〕

双方向波長多重光通信は、例えば第４図に示すように１
本の光ファイバ（光伝送路）１に波長の異なる光（λ１
．λ、）をそれぞれ対向する方向から入射して双方向に
通信を行うものである。この例では、一方の端局には、
波長λ１の光を送信する光送信器ＴＸ（λ、）２と、波
長λ、の光を受信する光受信器ＲＸ（λ、）３と、波長
λ１の光と波長λ、の光を分波、合波する分波合波素子
４とが設けられており、他方の端局には波長λ。

の光を送信する光送信器ＴＸ（λ、）５と、波長λ、の
光を受信する光受信器ＲＸ（λ、）６と、同様の分波合
波素子７とが設けられている。一方の端局の光送信器Ｔ
Ｘ（λｌ）ｔからの光（λ、）は分波合波素子４を経て
光ファイバｌを他方の端局に向けて伝送され、他方の端
局の分波合波素子７を経て光受信器ＲＸ（λ、）で受信
される。また逆に他方の端局の光送信器ＴＸ（λ、）５
からの光（λ、）は分波合波素子７を経て先ファイバを
一方の端局に向けて伝送され、一方の端局の分波合波素
子４を経て光受信器ＲＸ（λ、）３で受信され、１本の
光フアイバ１内に２つの波長λλ、の光が逆方向に伝送
されるようになっている。

このような双方向波長多重光通信にあっては、通常の光
通信と同様にその伝送距離が増加すると、光ファイバの
伝送損失によって信号レベルが減衰低下する。このため
、長距離伝送には光中継器を設ける必要がある。

一般の光中継器は光信号を一旦電気信号に変換して増幅
し、この電気信号を再び光信号に変換するものである。

したがって、このタイプの光中継器を上述の双方向波長
多重光通信に適用した場合、波長の数に対応する数の光
中継器が必要となって装置が高価となるとともに信頼性
においても不安がある。

一方、光を直接増幅する光増幅においては、かかる不都
合は解決される。現在光増幅には光半導体を用いた半導
体光増幅器と、エルビウムなとの希土類元素添加ファイ
バを用いたファイバ光増幅器か知られている。

しかし、半導体増幅器もファイバ増幅器もその増幅可能
な波長帯域が狭く、１本の光ファイバに複数の波長の光
が伝送される波長多重通信には、使用することかできな
かった。

〔発明か解決しようとする課題〕

よって、この発明の課題は、波長多重光通信のための光
伝送線路において、光増幅による増幅を行えるようにす
ることにある。

Ｃ課題を解決するための手段〕かかる課題は、複数の波長の光が伝送される主光伝送路
に、２個の合波分波素子を直列に配して、これら合波分
波素子間に波長の数に相当する複数の副伝送路を設け、
これらの副伝送路のそれぞれに上記複数の波長の光をそ
れぞれ１つづつ伝送するようにし、かつこれら副伝送路
にその伝送光を光増幅する光増幅器を設けることで解決
される。

以下、この発明の詳細な説明する。

第１図は、この発明の波長多重光伝送路増幅装置（以下
、増幅装置と略記する。）の基本的な例を示すものであ
る。

光ファイバからなる主光伝送路１１には波長の異なるｎ
個の光（波長λ１．λ、・　・・λｎ）が伝送されてい
る。この光伝送路１】には、第１の合波分波素子１２と
第２の合波分波素子１３とか直列に挿入されている。こ
れらの合波分波素子１２゜１３はともに１個の１次ポー
トＰＰと、ｎ個の２次ポートＳＰ、、ＳＰｌ・・・・・
ＳＰｎを有するもので、各素子１２．１３の１次ポー）
ＰＰはそれぞれ主光伝送路１１をなす光ファイバに接続
されている。

また、各素子１２．１３の２次ボートｓｐ、、ｓＰ、・
・・・・ＳＰｎはそれぞれ他方の素子１２．１３の同一
番号の２次ボートＳＰ、、ＳＰｌ・・・・ＳＰｎにｎ個
の副伝送路１４．１４・・・・・・をなす０本の光ファ
イバによって接続されている。これにより、各副伝送路
１４．１４・・・・・・には、それぞれ波長の異なる光
が伝送されるようになっており、第１の副伝送路Ｉ４に
は波長λ１の光が、第２の副伝送路１４には波長λ、の
光が、第ｎの副伝送路１４には波長λｎの光が伝送され
るように構成されている。

また、これらの各副伝送路１４．１４・・　には、光増
幅器１５．１５　　・か設けられ、各副伝送路１４．１
４・・・・に伝送される光を増幅するようになっている
。この光増幅器１５は、それか設けられた副伝送路１４
に伝送される光の波長に合致した増幅波長域を有するも
のか遭択され、具体的には増幅波長域が１．３μｍＬｙ
）ＩｎＧａＡｓＰ系半導体光増幅器や、エルビウムなと
の希土類元素添加石英ガラスからなるコアを有する／ン
グルモード光ファイバを使用した増幅波長域が１．５５
μｍのファイバ光増幅器などが用いられる。

このような増幅装置においては、主光伝送路１１に伝送
されるｎ個の波長の光が一方向に伝送される一方向波長
多重通信であれば、第１の合波分波素子１２が分波器も
しくは合波器として機能し、第２の合波分波素子１３が
合波器もしくは分岐器として機能する。また、ｎ個の波
長の光のうち２以上のいずれかか双方向に伝送される双
方向波長多重通信であれば、第１および第２の合波分波
素子１２．１３はいずれも合波分波器として機能する。

そして、各副伝送路１４．１４・・に設置される各光増
幅器１５．１５・・・はそれぞれの伝送光の伝送方向に
一致した増幅方向性を有するように構成される。

このような増幅装置にあっては、各副伝送路１４．１４
・・に伝送される光の波長に合った増幅波長域の光増幅
器１５．１５・・で各波長の光が増幅されるので、各伝
送光に十分な増幅利得が与えられ、波長多重通信におい
て長距離伝送が可能となる。

第２図は、この発明の増幅装置の他の例を示すもので、
この例では二つの波長の光としてえよ−１，３μｍ、λ
ｔ”１．５５μｍを使用し、双方向通信するものである
。また、この例での合波分波素子には、シングルモード
型光ファイバを用いた第１および第２の波長多重型光カ
ブラ１６．１７が用いられている。この波長多重型光カ
ブラ１６１７は、第３図に示すような出射特性を有して
おり、ボート■からボート■への光結合はλ１＝１．３
μｍで１００％となり、ボート■からボート■への光結
合はえ、＝１°５５μｍで１００％となっている。よっ
て、λ、＝１．３μｍの光はボート■とボート■との間
で双方向に伝送され、λ、＝１．５５μｍの光はボート
■とボート■との間で双方向に伝送される。

また、この例では、１．３μｍ用の副伝送路１４に設け
られた光増幅器１５には、１．３μｍの光を増幅するＩ
ｎＧａＡｓＰ系半導体光増幅器１８が用いられており、
この半導体光増幅器１８の入力側および出力側にはそれ
ぞれ集光用レンズ１９．１９とアイソレータ２０，２０
が設けられている。一方、１．５５μｍ用の副伝送路１
４に設けられた光増幅器には１．５５μｍの光を増幅す
ルエルビウム添加シングルモードファイバを用イた光フ
アイバ型増幅器２１が用いられている。この光フアイバ
型増幅器２１は、コアにエルビウムが添加されたシング
ルモードファイバ２２と、この／ングルモードファイバ
２２の一端に接続された１　４８μｍ−１，５５μｍｌ
長多重型０ポンプ光入力用カブラ２３と、ポンプ光とな
る波長１４８μｍのレーザ光を発振するレーザ光源２４
とからなるもので、レーザ光源２４からの波長１４８μ
ｍのポンプ光は、ポンプ光入力用カブラ２３のボート■
からボート■に伝送され、ボート■からシングルモード
ファイバ２２にポンプ光として入力される。また、副伝
送路１４を伝送される１、５５μｍの光は、ポンプ光入
力用カブラ２３のボート■からボート■に伝送され、ボ
ート■からシングルモードファイバ２２に信号光として
人力され、ここで光増幅される。

波長１．３μｍの光は、第２図中左側から主光伝送路１
１を伝送され、第１の波長多重型光カブラ１６を経て一
方の副伝送路１４に送られ、半導体光増幅器１８で増幅
されたのち、第２の波長多重型光カブラ１７を経て主光
伝送路１１に戻され右方向に伝送される。また、波長１
．５５μｍの光は第２図中右側から主光伝送路１１を伝
送され、第２の波長多重型光カブラ１７を経て他方の副
伝送路１４に送られ、ポンプ光入力用カブラ２３を経て
エルビウム添加シングルモードファイバ２２に送られ、
ここで光増幅されたのち、第１の波長多重型光カブラ１
６を経て主光伝送路１１に戻され、左方向に伝送される
。

この増幅装置では、半導体光増幅器１８および光フアイ
バ型増幅器２１かいずれもその増幅に関しての方向性か
ないため、どの方向から信号光が入力しても反対側に増
幅された信号光が出力される。この特性は、いわゆる０
ＴＤＲ（オプチカルタイム　ドメイン　リフラクトメト
リー、光パルス試験）を用いて光伝送路の損失状況を測
定する場合にも利用できる。例えば、試験光パルスが第
２図中左方から入射すると試験光は増幅されて右方に出
射する。伝送路中で散乱した光が後方散乱光として右方
から戻ってくると、この後方散乱光は同様に増幅され、
左方へ出力される。この際、試験光パルスの波長が１．
３μｍの場合は、１゜３μｍ用の半導体光増幅器１８を
通過して増幅され、１．５５μｍの場合は１．５５μｍ
用の光フアイバ型光増幅Ｍ２１を通過して増幅される。

〔実施例〕

第２図に示した増幅装置を作成した。主伝送路１１には
径１２５μｍのシングルモード光ファイバを使用し、副
伝送路１４および各先部分間の接続にも同様のシングル
モード光ファイバを使用した。ＩｎＧａＡｓＰ系半導体
光増幅器１８の利得は１２ｄＢで、該光増幅器１８の入
出力端部には反射に伴う増幅度の動作不安定を避けるた
めの無反射コーティングが施しである。エルビウム添加
シングルモードファイバ２２としては、エルビウム添加
量が５００ｐｐｍものを使用し、またポンプ光用のレー
ザ光源２４には１．４８μｍで出力約５０ｍＷの半導体
レーザを使用した。

この増幅装置によって、約３０ｋｍの中継距離で双方向
波長多重通信を行うことができた。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の増幅装置は複数の波長
の光が伝送される主光伝送路に、２個の合波分波素子を
直列に配して、これら合波分波素子間に波長の数に相当
する複数の副伝送路を設け、これらの副伝送路のそれぞ
れに上記複数の波長の光をそれぞれ】つつつ伝送するよ
うにし、かつこれら副伝送路にその伝送光を光増幅する
光増幅器を設けたものであるので、波長多重光通信にお
いて設備装置か簡単て、信頼性の高い光増幅を適用する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はいずれもこの発明の増幅装置の例
を示す該略構成図、第３図はこの発明の増幅装置に用い
られる合波分波素子としての波長多重型光カブラの出射
特性を示すグラフ、第４図は従来の双方向波長多重光通
信の具体例を示す説明図である。１１・・・・主光伝送路、１２　・・・・第１の合波分
波素子、１３・・・第２の合波分波素子、１４・・・・
副伝送器、１５・・・光増幅器、１６・・・・・第１の
波長多重型光カブラ、１７・・・第２の波長多重型光カ
ブラ、１８・・・・・半導体光増幅器、２１イバ型増幅
器。光ファ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の波長の光が伝送される主光伝送路に、２個
の合波分波素子を直列に配して、これら合波分波素子間
に波長の数に相当する複数の副伝送路を設け、これらの
副伝送路のそれぞれに上記複数の波長の光をそれぞれ１
つづつ伝送するようにし、かつこれら副伝送路にその伝
送光を光増幅する光増幅器を設けたことを特徴とする波
長多重光伝送路増幅装置。
（２）合波分波素子が波長多重型光ファイバカプラであ
る請求項（１）記載の波長多重光伝送路増幅装置。
（３）双方向波長多重光通信を行うものである請求項（
１）または（２）記載の波長多重光伝送路増幅装置。