JP4588257B2 - ラマン増幅を用いる光増幅システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラマン増幅を用いる光増幅システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一本の光ファイバ中を異なる波長の多数の光信号が伝送される波長多重技術（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）が大容量化の技術として注目されている。さらに、かかる波長多重技術を用いたＷＤＭ伝送システムにおいて、１スパン区間（対向するノード間）の長距離化のためにラマン増幅が導入されてきている。
【０００３】
ここで、ラマン増幅とは、光ファイバー中の非線形効果の一つである誘導ラマン散乱現象を利用して信号光を増幅する技術である。光ファイバー中に信号光とそれよりもラマンシフト量だけ波長の短い励起光を入力することにより、光ファイバー内で信号光が増幅される。
【０００４】
すなわち、信号光よりもラマンシフト量だけ波長の短い励起光により、光ファイバー中に双極子を形成させる。そして、信号光が通過する際に励起光の固有振動数分のエネルギーが失われた後で、基底順位に戻る際に信号光と同じ波長の光を放出することにより光増幅が行われる。
【０００５】
かかるラマン増幅を用いたシステム例を図1に示す。図１では、伝送路３で繋がれた１スパン間のそれぞれのノード（端局ノード及び中継器ノードを含む）に置かれる光増幅システム中の光増幅器（光ＡＭＰ）１，２を示している。
【０００６】
一般に光増幅器１、２は、端局ノードの送信器に置かれる場合はパワーアンプの機能を果たすポストアンプに分類され、端局ノードの受信器に置かれる場合は微弱の信号を増幅する機能を果たすプリアンプに分類される。さらに、回線の中間即ち、中継器ノードに置かれる場合はインラインアンプと分類される。
【０００７】
図１Ａのシステムでは、ラマン励起光源４が光増幅器１側に置かれ、主信号光の伝搬方向と同じ方向で光伝送路３に送出される。この方式を前方向励起と呼ぶ。図１Ｂのシステムでは、ラマン励起光源５が光増幅器２側に置かれ、主信号光の伝搬方向と逆方向にラマン励起光が光伝送路３に送出される。この方式を後方向励起と呼ぶ。さらに、図１Ｃに示すシステムでは、ラマン励起光源４、５がそれぞれ、光増幅器１、２側に置かれ、主信号光の伝搬方向と同じ方向及び逆方向にラマン励起光が光伝送路３に送出される。この方式を双方向励起と呼ぶ。
【０００８】
ここで、上記の３つの励起方式のうち、後方励起（図１Ｂ）と双方向励起（図１Ｃ）では主信号光が伝播する方向と逆にラマン励起光が入射される。かかる場合、上流の光増幅器１において、その出力部側からラマン励起光が入射することになる。
【０００９】
通常、光増幅器においては、出力部からコネクタを通して接続される光伝送路３に０dBm〜+２０dBmにも及ぶパワーのレーザ光が出力される。このために装置を扱う人間の安全を考慮して、光増幅器の出力部のコネクタが抜けた場合はその部分でのフレネル反射を検出して光増幅器出力を低下させる機能(Laser Safety機能)を有している。
【００１０】
しかし、上記の通り後方励起（図１Ｂ）と双方向励起（図１Ｃ）では光増幅器１の出力部側から、ラマン励起光が入射することになる。したがって、コネクタが抜けていない場合には、下流からのラマン励起光の入力により光増幅器では、コネクタが抜けた場合のフレネル反射光と誤認識して光増幅器出力を低減する制御が働くことになる。かかる不都合を回避するために、通常運用時には上記のLaser Safety機能はマスク（停止）される。
【００１１】
かかる通常運用時におけるLaser Safety機能のマスク処理は、対向の回線（伝送路）を利用して次にように制御される。
【００１２】
図２は、かかるLaser Safety機能のマスク処理を説明する図であり、対向する光増幅システムＡ，Ｂが対向する伝送路３０，３１を有する光伝送路３で接続されている。
【００１３】
光増幅システムＡ，Ｂが、先に説明した端局ノードであると想定すると光増幅器１、１０はポストアンプに、光増幅器２、２０はプリアンプに相当する。また、光増幅システムＡ，Ｂが先に説明した中継ノードである場合、光増幅器１，２，１０，２０は、インラインアンプに相当する。
【００１４】
光増幅システムＡ，Ｂ間は、下り方向（光増幅器１から光増幅器２に向かう方向）に向かう伝送路３０と、上り方向（光増幅器１０から光増幅器２０に向かう方向）に向かう伝送路３１により接続されている。そして、上記のLaser Safety機能のマスク処理は、次の手順により制御される。
【００１５】
Ｓ１：光伝送路３（下り方向伝送路３０）に異常がない場合、信号が疎通していることの確認が下流の光増幅器２側で行われる。
【００１６】
Ｓ２：この信号が疎通していることの確認が当該光増幅システムＢの対向する上り方向の伝送路３１側の光増幅器１０に情報伝達される。
【００１７】
Ｓ３：さらに、光増幅器１０から当該確認情報を上り方向伝送路３１を通して、光増幅システムＡの下流側の光増幅器２０にＳＶ（監視）信号を用いて送信する。
【００１８】
Ｓ４：光増幅システムＡの光増幅器２０で前記の確認情報を受信すると、対向回線側の光増幅器１に情報伝達する。
【００１９】
Ｓ５：これにより、光増幅器１に対し、Laser Safety機能をマスクするように制御が行われる。
【００２０】
さらに、かかる図２に示すシステムにおいて、対向伝送路３１が異常となる場合について図３により手順を考察する。
【００２１】
Ｓ１０：対向伝送路３１が断となると、
Ｓ１１：光増幅システムＡの光増幅器２０において、ＳＶ（監視）信号の断が検出される。
【００２２】
Ｓ１２：このＳＶ（監視）信号が断である情報が光増幅器１側に伝達される。
【００２３】
Ｓ１３：これにより、光増幅器１のLaser Safety機能のマスク処理が解除され、光増幅器１は、継続的に光送出を行うように制御される。しかし、かかる場合は、Laser Safety機能のマスク処理の解除により光増幅器１は、下流側（光増幅器２側）からラマン励起光をコネクタ外れ時の反射光とみなし出力が低下される。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、図２に示したようにLaser Safety機能のマスク処理は、複雑である。
また、図３において対向伝送路に異常があると上流へ情報を伝達することができないために、光増幅器１に対し無制御状態となってしまう。
【００２５】
このため、対象アンプ部のコネクタ抜けにより、高出力パワーの信号光が送出され続けることになりオペレータ等に対し危険を及ぼすおそれが生じる。これを防止するためにLaser Safety機能のマスクの解除が行われる。しかし、一方、ラマン励起光の入力を、コネクタ外れによるフレネル反射光と誤認識して安全光レベルまで増幅器出力を下げてしまうという問題が生じる。
【００２６】
これにより、結果的に対向伝送路側の異常により、問題のない伝送路の信号伝送にも影響を与えてしまうことになる。
【００２７】
したがって、ラマン励起のない光伝送システムとラマン励起のある光伝送システムに対し、ハードウエアの基本的な構成を変えなくてはならない。これは、結果的光伝送システムにコストアップにつながる。さらに光伝送システムの順次の拡張を想定し、初期導入時はラマン励起なしで構成した場合であって、将来波長数が増えた際にラマン励起光源を増設しようとする場合には大きな障壁となる。
【００２８】
したがって、本発明の目的はかかる不都合を解消する光増幅システムを提供することにある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の課題を解決する本発明に従う光増幅システムは、好ましい態様として、ラマン励起光が送出される光伝送路にコネクタを通して接続される光増幅システムであって、光主信号を増幅する光増幅器と、
前記コネクタ外れ時のコネクタ端面からの反射光を検知する受光素子と、
前記受光素子による反射光の検知により、前記光増幅器の出力パワーを低減制御する回路と、
前記光増幅器と前記コネクタとの間に挿入される前記ラマン励起光を阻止する阻止フィルタとを
有して構成したことを特徴とする。
【００３０】
また、上記本発明の課題を解決する本発明に従う光増幅システムの好ましい態様として、ラマン励起光が送出される光伝送路にコネクタを通して接続され、
光主信号を増幅する光増幅器と、
ラマン励起光を出力するラマン励起光源と、
前記光増幅器により増幅された光主信号と前記ラマン励起光を合波して、前記伝送路に送出する合波器と、
前記コネクタ外れ時のコネクタ端面からの反射光を検知する受光素子と、
前記受光素子による反射光の検知により、前記光増幅器の出力パワーを低減制御する回路と、
前記光増幅器と前記コネクタとの間に挿入される前記ラマン励起光を阻止する阻止フィルタとを
有して構成したことを特徴とする。
【００３１】
上記本発明の課題を解決する本発明に従う光伝送システムは、好ましい態様として、
ラマン励起光が送出される光伝送路を通して接続される送信側及び受信側光増幅システムを有し、
前記送信側光増幅システムは、
前記光伝送路に接続されるコネクタと、
それぞれ異なる波長帯域の波長多重信号を増幅する一対の光増幅器と、
前記一対の光増幅器の出力を合波し、前記コネクタを通して光伝送路に出力するカプラーと、
前記カプラーと前記コネクタの間に挿入された、前記異なる波長帯域の波長多重信号に対する励起光の波長帯域を阻止する阻止フィルタとを
有して構成されたことを特徴とする。
【００３２】
また、上記本発明の課題を解決する本発明に従う光伝送システムは、好ましい態様として、
それぞれ異なる波長帯域に対応するラマン励起光が送出される光伝送路を通して接続される送信側及び受信側光増幅システムを有し、
前記送信側光増幅システムは、
前記光伝送路に接続されるコネクタと、
それぞれ異なる波長帯域の波長多重信号を増幅する一対の光増幅器と、
前記一対の光増幅器の内、前記異なる波長帯域の内、波長の短い波長帯域の波長多重信号を増幅する光増幅器の出力側に挿入された阻止フィルタと、
前記阻止フィルタの出力と、前記異なる波長帯域の内、波長の長い波長帯域の波長多重信号を増幅する光増幅器の出力を合波し、前記コネクタを通して光伝送路に出力するカプラーとを有し、
前記カプラーは、更に前記異なる波長帯域毎に分波する機能を有し、前記阻止フィルタは、前記それぞれ異なる波長帯域に対応するラマン励起光を阻止する帯域を有することを特徴とする。
【００３３】
さらに、上記本発明の課題を解決する本発明に従う光中継器の好ましい態様として、ラマン励起光が送出される光伝送路に接続される光中継器であって、
前記光伝送路に接続されるコネクタと、
それぞれ異なる波長帯域の波長多重信号を増幅する一対の光増幅器と、
前記一対の光増幅器の出力を合波し、前記コネクタを通して光伝送路に出力するカプラーと、
前記カプラーと前記コネクタの間に挿入された、前記異なる波長帯域の波長多重信号に対する励起光の波長帯域を阻止する阻止フィルタとを
有して構成される。
【００３４】
また、上記本発明の課題を解決する本発明に従う光中継器の好ましい態様として、ラマン励起光が送出される光伝送路に接続される光中継器であって、
前記光伝送路に接続されるコネクタと、
それぞれ異なる波長帯域の波長多重信号を増幅する一対の光増幅器と、
前記一対の光増幅器の内、前記異なる波長帯域の内、波長の短い波長帯域の波長多重信号を増幅する光増幅器の出力側に挿入された阻止フィルタと、
前記阻止フィルタの出力と、前記異なる波長帯域の内、波長の長い波長帯域の波長多重信号を増幅する光増幅器の出力とを合波して、前記コネクタを通して光伝送路に出力するカプラーとを有し、
前記カプラーは、更に前記異なる波長帯域毎に分波する機能を有し、前記阻止フィルタは、前記それぞれ異なる波長帯域に対応するラマン励起光を阻止する帯域を有することを特徴とする。
【００３５】
本発明の更なる特徴は、以下の図面に従い説明される実施の形態から明らかとなる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、図面にしたがい本発明の実施の形態を説明する。
【００３７】
図４は、本発明に従う光増幅システムの実施の形態例ブロック図である。なお、図４においては、本発明の特徴の説明を簡単化するために、光増幅システムを端局に使用する場合のポストアンプ部のみを、或いは光増幅システムを光中継器に使用する場合の出力側のアンプ部のみを概略図示している。
【００３８】
図４において、光増幅器１００は、Ｅｒ等の希土類元素のドープされた光ファイバにより構成される。光増幅器１００により、入力される光主信号が増幅され、カプラー１０１及び、本発明の特徴として挿入される阻止フィルタ１０２を通してコネクタ１０３に接続される光伝送路３に送出される。
【００３９】
ここで、本発明の特徴として挿入される阻止フィルタ１０２は、対向する光増幅システムから送られるラマン励起光を阻止し、主信号光を通過する帯域特性を有している。カプラー１０１において分岐される光信号が受光素子１０４により検知され、演算回路１０５により光増幅器１００の出力レベルが制御される。
【００４０】
ラマン励起光は阻止フィルタ１０２により阻止されるので、通常時は、カプラー１０１において分岐され、受光素子１０４に入力する光信号は存在しない。一方、コネクタ１０３の外れ時において、コネクタ開放端面からフレネル反射される反射光が、カプラー１０１において分岐され、受光素子１０４に入力される。
【００４１】
したがって、受光素子１０４は、コネクタ１０３の反射光により、コネクタ１０３の外れを検知することができる。そして、受光素子１０４により、コネクタ１０３の外れが検知された時、Laser Safety機能が働き、演算回路１０５により光増幅器１００の出力を安全光レベルに低減することが出来る。
【００４２】
ここで、本発明の特徴として挿入されるラマン励起光の阻止フィルタ１０２に要求される減衰量を図５に基づき考察する。図５において、伝送路ロスが２０ｄＢ／１００Ｋｍであって、上流側光増幅器１と下流側光増幅器２間の伝送路距離が１００Ｋｍ〜２００Ｋｍである場合を想定する。
【００４３】
下流側光増幅器２に置かれるラマン励起光源５の出力パワーが、スパンロス２０ｄＢ（伝送路距離１００Ｋｍ）の時、＋２０ｄＢｍ、スパンロス４０ｄＢ（伝送路距離２００Ｋｍ）の時、＋３０ｄＢｍとすると、光増幅器１へのラマン励起光の到達レベルは、−１０〜０ｄＢｍとなる。
【００４４】
一方、光増幅器１からの主信号光の出力最小値は、一波のみの時０〜＋７ｄＢｍである。これに対し、コネクタ外れにより反射される光信号は、出力パワーから２０ｄＢ減衰され、受光素子１０４での反射検出の最小値は−２０〜−１３ｄＢｍである。
【００４５】
したがって、ラマン励起光到達レベルの最大値と反射検出の最小値の差は０ｄＢｍ−（−２０ｄＢｍ）＝２０ｄＢｍであり、これが阻止フィルタ１０２に要求される減衰量である。
【００４６】
上記のラマン光阻止フィルタ１０２は、種々の方法で得ることが可能である。
いくつかの例を以下に説明する。
【００４７】
図６は、本発明の特徴とする阻止フィルタ１０２を反射フィルタで構成した実施例ブロック図である。
【００４８】
この実施例では、１５５０ｎｍ帯の波長を有する主信号に対し、１４５０ｎｍ帯の励起光を選択的に反射する光学的反射膜を基板ガラス上に形成し、これをカプラ１０１とコネクタ１０３との間に付加する構成である。
【００４９】
光学的反射膜は、例えば、ＴｉＯ3とＳｉＯ2を交互に蒸着して形成される多重干渉膜により得られる。
【００５０】
光学的反射膜で構成される阻止フィルタ１０２は、光増幅器１の出力側から入力される１４５０ｎｍ帯の励起光を反射し、それ以外の波長帯の光信号は通過する。したがって、コネクタ１０３外れ時に、コネクタの開放端からフレネル反射される１５５０ｎｍ帯の光信号が、阻止フィルタ１０２を通過し、反射光検出用受光素子により検出される。この検出出力により光増幅器１の出力パワーが制御される。
【００５１】
図７は、本発明の特徴として挿入される阻止フィルタ１０２をファイバーグレーティングで構成する実施例である。ファイバーグレーティングは、ファイバーの側面に回析格子を形成したり、ファイバーのコアに高強度の光で干渉縞を形成し、光損傷によりコアにグレーティング（格子）を形成する方法により得られる。
【００５２】
ファイバーグレーティングによる場合も、図６の実施例と同様に、光増幅器１の出力側から入力される１４５０ｎｍ帯の励起光を反射し、それ以外の波長帯の光信号は通過する。
【００５３】
図８は、本発明の特徴とする阻止フィルタ１０２を減衰膜フィルタで構成する実施例である。反射検出用受光素子１０４に入射するラマン励起光レベルを下げれば良く、更にコネクタ１０３端面におけるラマン励起光レベルと、光主信号のレベルは大きいので、大きな減衰量を有する減衰膜を用いることにより等価的に、ラマン励起光に対する減衰フィルタを構成することが可能である。
【００５４】
ここで、阻止フィルタ１０２を上記の図６に示す反射膜或いは図８に示す減衰膜で形成する場合、阻止フィルタ１０２をカプラ１０１とコネクタ１０３の間に置かずに、コネクタ１０３と一体に形成することも可能である。すなわち、反射膜、減衰膜をコネクタ端面に張り付けて形成することが可能である。
【００５５】
図９は、本発明の特徴とする阻止フィルタ１０２として、分離フィルタを用いる例である。誘電体多層膜を複数層に形成し、４５°の角度を持って配置したものである。これにより、光増幅器１の出力側から入力されるラマン励起光は誘電体多層膜面で垂直方向に反射させ、コネクタ外れ時の反射光は誘電体多層膜面を直進通過させて受光素子１０４に導くように構成する。
【００５６】
図１０は、阻止フィルタ１０２として導波路型フィルタを用いる例である。金属Ｓｉ基板上に気相成長法により石英系ガラスを堆積し、フォトリソグラフィを用い導波路を作成したもの等である。光増幅器１の出力側から入力されるラマン励起光が受光素子１０４に入力しないように導波路の方向が設定される。
【００５７】
ここで、上記各実施例では専ら後方励起方式を用いる例について説明した。しかし、本発明の適用はこれに限られず、双方向励起方式においても主信号と逆方向のラマン励起光が存在するために上記各実施例と同等の構成で同様の効果が得られる。
【００５８】
また、同様に主信号と同方向にラマン励起光が伝播する前方励起方式においても本発明の適用が可能である。図１１において、前方励起方式における受光素子１０４での検出レベルを考察する。
【００５９】
図１１において、合波器１０６は、ラマン励起光源４からのラマン励起光を反射して光伝送路３に出力する。一方、光増幅器１からの光主信号は合波器１０６を通過して光伝送路３に送出される。
【００６０】
ここで、合波器１０６のアイソレーションを５０ｄＢｍと想定し、ラマン励起光源４からのラマン励起光の出力レベルを＋３０ｄＢｍとする。したがって、ラマン励起光源４の出力であるラマン励起光が合波器１０６に入力すると、光増幅器１側に向かう漏れ量は−２０ｄＢｍである。
【００６１】
これは、受光素子１０４の検出レベル（−２０ｄＢｍ）の範囲にある。このために、受光素子１０４において、漏れラマン励起光を検出してしまう可能性がある。
【００６２】
したがって、図１１に示す如き前方励起方式において、本発明を適用して図１２に示すように阻止フィルタ１０２を挿入する。この阻止フィルタ１０２は、先に説明した図６乃至図１０の形態例と同様のいずれかの形態によって形成が可能である。
【００６３】
図１２において、ラマン励起光の漏れ量（―２０ｄＢｍ）は、阻止フィルタ１０２で阻止される。したがって、受光素子１０４が漏れ励起光レベルを検出することが避けられる。そして、漏れ励起光を検知してコネクタ１０３外れと擬似認識し、光増幅器１の出力レベルを低減制御することになるのを回避することが出来る。
【００６４】
ここで、上記実施の形態において、本発明により挿入されるラマン励起光を阻止する阻止フィルタの挿入位置をコネクタ１０３とカプラー１０１の間に置く例を専ら説明した。本発明の適用はかかる場合に限定されない。以下に本発明の他の適用例を説明する。
【００６５】
図１３は、本発明を冗長系に適用するシステム例である。また、以降の図においては、カプラー１０１，受光素子１０４及び演算回路１０５等は、図示省略されている。
【００６６】
図１３において、特徴として光増幅システムＡ、Ｂが現用及び予備用の冗長伝送路３０により接続されている。なお、冗長伝送路３０として、光増幅システムＡから光増幅システムＢに向かう方向の構成のみを示し、光増幅システムＢから光増幅システムＡに向かう冗長伝送路で接続される構成は簡単化のために図示省略されている。
【００６７】
光増幅システムＡ及び光増幅システムＢのそれぞれは、光切替スイッチ１１０，１１１を有している。
【００６８】
光切替スイッチ１１０，１１１により通常運用時は、光増幅システムＡのコネクタ１０３−１と光増幅システムＢのコネクタ１０３−３を繋ぐ現用伝送路に信号が疎通するように接続設定されている。
【００６９】
そして、通常運用系の保守時等において、光切替スイッチ１１０，１１１により光増幅システムＡのコネクタ１０３−２と光増幅システムＢのコネクタ１０３−４を繋ぐ予備用伝送路に信号が疎通するように接続設定される。
【００７０】
かかる図１３に示すシステムにおいて、本発明により挿入されるラマン励起光阻止フィルタ１０２は、光増幅システムＡの光切替スイッチ１１０の前段に配置される。これにより阻止フィルタ１０２は、現用／予備の冗長伝送路に対し、共通化することが可能である。
【００７１】
ここで、上記実施の形態例の説明では、波長多重された一つの帯域の光信号を前提にしているが、本発明は波長多重された複数帯域の光信号を扱う光増幅システムに適用することも可能である。
【００７２】
図１４は、Ｃ-band、Ｌ-bandの波長多重信号を伝送するシステムに本発明を適用する例である。光増幅システムＡにおいて、Ｃ-bandの波長多重信号は光増幅器１-１により増幅され、Ｌ-bandの波長多重信号は光増幅器１-２により増幅されて、カプラー１１２に入力され、ここで合波される。
【００７３】
カプラー１１２の後段に本発明の特徴として、Ｃ-band、Ｌ-bandの通過帯域を有する帯域通過フィルタ若しくは、ローパスフィルタである阻止フィルタ１０２が配置される。
【００７４】
図１５は、Ｃ-band、Ｌ-band及び、これらに対するラマン励起光の波長スペクトラムを示す図である。Ｃ-bandは１５３０−１５６０ｎｍの波長帯域であり、Ｌ-bandは１５７０−１６００ｎｍの波長帯域を有する。Ｃ-bandの帯域の中心波長に対して１１０ｎｍ波長の短い１４２０〜１４５０ｎｍのラマン励起光が使用される。さらにＬ-bandの帯域の中心波長に対して１１０ｎｍ波長の短い１４６０〜１４９０ｎｍのラマン励起光が使用される。
【００７５】
したがって、図１４における阻止フィルタ１０２は、１５３０−１６００ｎｍ帯域を通過帯域とする帯域フィルタ特性或いは、１４９０ｎｍ以下の波長の信号に対し減衰量が大きいローパスフィルタ特性を有している。
【００７６】
これにより、光増幅システムＢにおいて、それぞれ１４５０ｎｍ付近及び１４８５ｎｍ付近の波長のラマン励起光源５−１，５−２からのラマン励起光がカプラ１１４で合波され光増幅システムＡに向けて送り出される。
【００７７】
したがって、ラマン励起光が光増幅システムＡのコネクタ１０３−１を通して入力するが、阻止フィルタ１０２で阻止され、図１４において図示省略されている受光素子には入力されない。一方、Ｃ-band帯域の光主信号及びＬ-band帯域の光主信号は、カプラー１１２で合波され、阻止フィルタ１０２を通して伝送路３に送出される。受信側の光増幅システムＢにおいて、受信される波長多重信号は、分波器１１３でＣ-band帯域及びＬ-band帯域の光主信号にそれぞれ分波されて対応する光増幅器２−１，２−２に入力し、検出可能レベルに増幅される。
【００７８】
ここで、光増幅システムＡにおいて、コネクタ１０３−１が外れた場合は、コネクタ１０３−１の端面でフレネル反射を生じ、これは阻止フィルタ１０２を経由して、受光素子に入力する。これにより、コネクタ外れが検知可能であり、光増幅器１−１，１−２の出力パワーが低減される。
【００７９】
図１６は、図１４の構成において、阻止フィルタ１０２の挿入位置を異ならした構成例であり、阻止フィルタ１０２が、カプラー１１２とＣ-band帯域用の光増幅器１−１との間に挿入されている。この実施の形態例は、Ｃ-band帯域及びＬ-band帯域の光主信号を合波するカプラー１１２は、逆方向に分波特性を有する。
【００８０】
すなわち、カプラー１１２はローパス機能とハイパス機能を有し、図１７に示すように、ローパス機能により伝送路３から入力される信号のＬ-band帯域を通過し光増幅器１−２側に出力し、ハイパス機能によりＣ-band帯域以上の波長の信号を光増幅器１−１側に出力する。
【００８１】
したがって、光増幅器１−２側には、ラマン励起光は出力されない。これに対し、光増幅器１−１側へは、Ｃ-band及びＬ-band用のラマン励起光が入力される。これにより、阻止フィルタ１０２に要求される帯域特性は、１４９０ｎｍの波長以下の信号の通過を阻止するローパス機能を有するように設定されることが必要である。
【００８２】
ここで、図１４及び図１６の実施の形態例では、光増幅システムＡ、Ｂとして端局を想定しているが、本発明の適用はこれに限定されない。光増幅システムＡ、Ｂを端局とする時、光増幅システムＡ、Ｂを繋ぐ伝送路３上に配置される光中継器に置いても適用が可能である。
【００８３】
図１８，図１９はそれぞれ図１４及び図１６に対応して、阻止フィルタ１１２の配置を光中継器に適用した実施の形態例である。
【００８４】
図１８において、インラインアンプとして機能する光増幅器１−１，１−２からのＣ-band及びＬ-bandの波長帯域の光信号を合波するカプラー１１２の後段に阻止フィルタ１１２が配置されている。一方、図１９において、インラインアンプとして機能する光増幅器１−１とカプラー１１２の間に３の阻止フィルタ１１２が配置されている。それぞれの実施の形態例における阻止フィルタ１１２の帯域特性は、図１４及び図１６の実施の形態例に付いて説明したと同様である。
【００８５】
なお、上記図１４，図１６、図１８，図１９に実施の形態例において、Ｃ-band及びＬ-bandの波長帯域の２チャンネルの光主信号を対象に説明したが、本発明の適用はこれに限定されない。すなわち、Ｏ-band（1300nm付近）、Ｅ-band(1400nm付近)、Ｓ-band(1500nm付近)、Ｌ-band（1600nm付近）、Ｕ-band(1650nm付近)などにも同様に適用できるものである。
【００８６】
（付記１）
ラマン励起光が送出される光伝送路にコネクタを通して接続される光増幅システムであって、
光主信号を増幅する光増幅器と、
前記コネクタ外れ時のコネクタ端面からの反射光を検知する受光素子と、
前記受光素子による反射光の検知により、前記光増幅器の出力パワーを低減制御する回路と、
前記光増幅器と前記コネクタとの間に挿入される前記ラマン励起光を阻止する阻止フィルタとを
有して構成したことを特徴とする光増幅システム。
（付記２）
ラマン励起光が送出される光伝送路にコネクタを通して接続される光増幅システムであって、
光主信号を増幅する光増幅器と、
ラマン励起光を出力するラマン励起光源と、
前記光増幅器により増幅された光主信号と前記ラマン励起光を合波して、前記伝送路に送出する合波器と、
前記コネクタ外れ時のコネクタ端面からの反射光を検知する受光素子と、
前記受光素子による反射光の検知により、前記光増幅器の出力パワーを低減制御する回路と、
前記光増幅器と前記コネクタとの間に挿入される前記ラマン励起光を阻止する阻止フィルタとを
有して構成したことを特徴とする光増幅システム。
（付記３）付記１又は２において、
前記阻止フィルタを前記ラマン励起光波長帯域を反射する反射膜で構成したことを特徴とする光増幅システム。
【００８７】
（付記４）付記３において、
前記反射膜を前記コネクタ端面に張り付け、前記阻止フィルタを前記コネクタと一体に構成したことを特徴とする光増幅システム。
【００８８】
（付記５）付記１又は２において、
前記阻止フィルタを前記ラマン励起光波長帯域を反射するファイバーグレーティングで構成したことを特徴とする光増幅システム。
【００８９】
（付記６）付記１又は２において、
前記阻止フィルタを前記ラマン励起光波長帯域を減衰する減衰膜で構成したことを特徴とする光増幅システム。
【００９０】
（付記７）付記１又は２において、
前記阻止フィルタを前記ラマン励起光波長帯域と前記光主信号波長を分離する波長分離フィルタで構成したことを特徴とする光増幅システム。
【００９１】
（付記８）付記１又は２において、
前記阻止フィルタを前記ラマン励起光波長帯域と前記光主信号波長の方路を分離する導波路型フィルタで構成したことを特徴とする光増幅システム。
【００９２】
（付記９）
ラマン励起光が送出される、現用及び予備用の一対の光伝送路を通して接続される送信側及び受信側光増幅システムを有し、
前記送信側光増幅システムは、
送信する光主信号を増幅する光増幅器と、
前記一対の光伝送路のそれぞれに接続される一対のコネクタと、
前記一対のコネクタのうち現用側の光伝送路に接続されるコネクタ側に切替え、前記光増幅器で増幅された光主信号を出力する光スイッチと、
前記光増幅器と、前記光スイッチの間に前記ラマン励起光を阻止する阻止フィルタとを
有して構成されたことを特徴とする光伝送システム。
【００９３】
（付記１０）
ラマン励起光が送出される光伝送路を通して接続される送信側及び受信側光増幅システムを有し、
前記送信側光増幅システムは、
前記光伝送路に接続されるコネクタと、
それぞれ異なる波長帯域の波長多重信号を増幅する一対の光増幅器と、
前記一対の光増幅器の出力を合波し、前記コネクタを通して光伝送路に出力するカプラーと、
前記カプラーと前記コネクタの間に挿入された、前記異なる波長帯域の波長多重信号に対する励起光の波長帯域を阻止する阻止フィルタとを
有して構成されたことを特徴とする光伝送システム。
（付記１１）
それぞれ異なる波長帯域に対応するラマン励起光が送出される光伝送路を通して接続される送信側及び受信側光増幅システムを有し、
前記送信側光増幅システムは、
前記光伝送路に接続されるコネクタと、
それぞれ異なる波長帯域の波長多重信号を増幅する一対の光増幅器と、
前記一対の光増幅器の内、前記異なる波長帯域の内、波長の短い波長帯域の波長多重信号を増幅する光増幅器の出力側に挿入された阻止フィルタと、
前記阻止フィルタの出力と、前記異なる波長帯域の内、波長の長い波長帯域の波長多重信号を増幅する光増幅器の出力を合波し、前記コネクタを通して光伝送路に出力するカプラーとを有し、
前記カプラーは、更に前記異なる波長帯域毎に分波する機能を有し、前記阻止フィルタは、前記それぞれ異なる波長帯域に対応するラマン励起光を阻止する帯域を有することを特徴とした光伝送システム。
（付記１２）
ラマン励起光が送出される光伝送路に接続される光中継器であって、
前記光伝送路に接続されるコネクタと、
それぞれ異なる波長帯域の波長多重信号を増幅する一対の光増幅器と、
前記一対の光増幅器の出力を合波し、前記コネクタを通して光伝送路に出力するカプラーと、
前記カプラーと前記コネクタの間に挿入された、前記異なる波長帯域の波長多重信号に対する励起光の波長帯域を阻止する阻止フィルタとを
有して構成されたことを特徴とする光中継器。
（付記１３）
ラマン励起光が送出される光伝送路に接続される光中継器であって、
前記光伝送路に接続されるコネクタと、
それぞれ異なる波長帯域の波長多重信号を増幅する一対の光増幅器と、
前記一対の光増幅器の内、前記異なる波長帯域の内、波長の短い波長帯域の波長多重信号を増幅する光増幅器の出力側に挿入された阻止フィルタと、
前記阻止フィルタの出力と、前記異なる波長帯域の内、波長の長い波長帯域の波長多重信号を増幅する光増幅器の出力とを合波して、前記コネクタを通して光伝送路に出力するカプラーとを有し、
前記カプラーは、更に前記異なる波長帯域毎に分波する機能を有し、前記阻止フィルタは、前記それぞれ異なる波長帯域に対応するラマン励起光を阻止する帯域を有することを特徴とした光中継器。
【００９４】
【発明の効果】
上記に図面に従い実施の形態を説明した様に、本発明により、ラマン励起光の侵入を防止でき、コネクタ外れ時の反射光の検出による出力低下(Laser Safety)機能を維持させることが可能である。
【００９５】
さらに、本発明の適用により、光伝送システムの順次の拡張を想定し、初期導入時はラマン励起なしで構成した場合であっても、将来波長数が増えた際のラマン励起光源の増設に容易に対応することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ラマン増幅を用いたシステム例を示す図である。
【図２】 Laser Safety機能のマスク処理を説明する図である。
【図３】図２に示すシステムにおいて、対向伝送路３１が異常となる場合について手順を考察する図である。
【図４】本発明に従う光増幅システムの実施の形態例ブロック図である。
【図５】本発明の特徴として挿入されるラマン励起光の阻止フィルタ１０２に要求される減衰量を考察する図である。
【図６】本発明の特徴とする阻止フィルタ１０４を反射フィルタで構成した実施例ブロック図である。
【図７】本発明の特徴として挿入される阻止フィルタ１０４をファイバーグレーティングで構成する実施例である。
【図８】本発明の特徴とする阻止フィルタ１０４を減衰膜フィルタで構成する実施例である。
【図９】本発明の特徴とする阻止フィルタ１０４として、分離フィルタを用いる例である。
【図１０】阻止フィルタ１０２として導波路型フィルタを用いる例である。
【図１１】前方励起方式における受光素子１０４での検出レベルを考察する図である。
【図１２】図１１に示す前方励起方式において、本発明を適用して阻止フィルタ１０２を挿入する図である。
【図１３】本発明を冗長系に適用するシステム例である。
【図１４】Ｃ-band、Ｌ-bandの波長多重信号を伝送するシステムに本発明を適用する例である。
【図１５】Ｃ-band、Ｌ-band及び、これらに対するラマン励起光の波長スペクトラムを示す図である。
【図１６】図１４の構成において、阻止フィルタ１０２の挿入位置を異ならした構成例である。
【図１７】図１６におけるカプラー１１２のローパス機能とハイパス機能を説明する図である。
【図１８】図１４に対応して、阻止フィルタ１１２の配置を光中継器に適用した実施の形態例である。
【図１９】図１６に対応して、阻止フィルタ１１２の配置を光中継器に適用した実施の形態例である。
【符号の説明】
１，２，１０，２０ 光増幅器
３（３０，３１） 光伝送路
４，５ラマン励起光源
１０１ カプラー
１０２ 阻止フィルタ
１０３ コネクタ
１０４ 受光素子
１０５ 演算回路
１０６ 合波器
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラマン増幅を用いる光増幅システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一本の光ファイバ中を異なる波長の多数の光信号が伝送される波長多重技術（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）が大容量化の技術として注目されている。さらに、かかる波長多重技術を用いたＷＤＭ伝送システムにおいて、１スパン区間（対向するノード間）の長距離化のためにラマン増幅が導入されてきている。
【０００３】
ここで、ラマン増幅とは、光ファイバー中の非線形効果の一つである誘導ラマン散乱現象を利用して信号光を増幅する技術である。光ファイバー中に信号光とそれよりもラマンシフト量だけ波長の短い励起光を入力することにより、光ファイバー内で信号光が増幅される。
【０００４】
すなわち、信号光よりもラマンシフト量だけ波長の短い励起光により、光ファイバー中に双極子を形成させる。そして、信号光が通過する際に励起光の固有振動数分のエネルギーが失われた後で、基底順位に戻る際に信号光と同じ波長の光を放出することにより光増幅が行われる。
【０００５】
かかるラマン増幅を用いたシステム例を図1に示す。図１では、伝送路３で繋がれた１スパン間のそれぞれのノード（端局ノード及び中継器ノードを含む）に置かれる光増幅システム中の光増幅器（光ＡＭＰ）１，２を示している。
【０００６】
一般に光増幅器１、２は、端局ノードの送信器に置かれる場合はパワーアンプの機能を果たすポストアンプに分類され、端局ノードの受信器に置かれる場合は微弱の信号を増幅する機能を果たすプリアンプに分類される。さらに、回線の中間即ち、中継器ノードに置かれる場合はインラインアンプと分類される。
【０００７】
図１Ａのシステムでは、ラマン励起光源４が光増幅器１側に置かれ、主信号光の伝搬方向と同じ方向で光伝送路３に送出される。この方式を前方向励起と呼ぶ。図１Ｂのシステムでは、ラマン励起光源５が光増幅器２側に置かれ、主信号光の伝搬方向と逆方向にラマン励起光が光伝送路３に送出される。この方式を後方向励起と呼ぶ。さらに、図１Ｃに示すシステムでは、ラマン励起光源４、５がそれぞれ、光増幅器１、２側に置かれ、主信号光の伝搬方向と同じ方向及び逆方向にラマン励起光が光伝送路３に送出される。この方式を双方向励起と呼ぶ。
【０００８】
ここで、上記の３つの励起方式のうち、後方励起（図１Ｂ）と双方向励起（図１Ｃ）では主信号光が伝播する方向と逆にラマン励起光が入射される。かかる場合、上流の光増幅器１において、その出力部側からラマン励起光が入射することになる。
【０００９】
通常、光増幅器においては、出力部からコネクタを通して接続される光伝送路３に０dBm〜+２０dBmにも及ぶパワーのレーザ光が出力される。このために装置を扱う人間の安全を考慮して、光増幅器の出力部のコネクタが抜けた場合はその部分でのフレネル反射を検出して光増幅器出力を低下させる機能(Laser Safety機能)を有している。
【００１０】
しかし、上記の通り後方励起（図１Ｂ）と双方向励起（図１Ｃ）では光増幅器１の出力部側から、ラマン励起光が入射することになる。したがって、コネクタが抜けていない場合には、下流からのラマン励起光の入力により光増幅器では、コネクタが抜けた場合のフレネル反射光と誤認識して光増幅器出力を低減する制御が働くことになる。かかる不都合を回避するために、通常運用時には上記のLaser Safety機能はマスク（停止）される。
【００１１】
かかる通常運用時におけるLaser Safety機能のマスク処理は、対向の回線（伝送路）を利用して次にように制御される。
【００１２】
図２は、かかるLaser Safety機能のマスク処理を説明する図であり、対向する光増幅システムＡ，Ｂが対向する伝送路３０，３１を有する光伝送路３で接続されている。
【００１３】
光増幅システムＡ，Ｂが、先に説明した端局ノードであると想定すると光増幅器１、１０はポストアンプに、光増幅器２、２０はプリアンプに相当する。また、光増幅システムＡ，Ｂが先に説明した中継ノードである場合、光増幅器１，２，１０，２０は、インラインアンプに相当する。
【００１４】
光増幅システムＡ，Ｂ間は、下り方向（光増幅器１から光増幅器２に向かう方向）に向かう伝送路３０と、上り方向（光増幅器１０から光増幅器２０に向かう方向）に向かう伝送路３１により接続されている。そして、上記のLaser Safety機能のマスク処理は、次の手順により制御される。
【００１５】
Ｓ１：光伝送路３（下り方向伝送路３０）に異常がない場合、信号が疎通していることの確認が下流の光増幅器２側で行われる。
【００１６】
Ｓ２：この信号が疎通していることの確認が当該光増幅システムＢの対向する上り方向の伝送路３１側の光増幅器１０に情報伝達される。
【００１７】
Ｓ３：さらに、光増幅器１０から当該確認情報を上り方向伝送路３１を通して、光増幅システムＡの下流側の光増幅器２０にＳＶ（監視）信号を用いて送信する。
【００１８】
Ｓ４：光増幅システムＡの光増幅器２０で前記の確認情報を受信すると、対向回線側の光増幅器１に情報伝達する。
【００１９】
Ｓ５：これにより、光増幅器１に対し、Laser Safety機能をマスクするように制御が行われる。
【００２０】
さらに、かかる図２に示すシステムにおいて、対向伝送路３１が異常となる場合について図３により手順を考察する。
【００２１】
Ｓ１０：対向伝送路３１が断となると、
Ｓ１１：光増幅システムＡの光増幅器２０において、ＳＶ（監視）信号の断が検出される。
【００２２】
Ｓ１２：このＳＶ（監視）信号が断である情報が光増幅器１側に伝達される。
【００２３】
Ｓ１３：これにより、光増幅器１のLaser Safety機能のマスク処理が解除され、光増幅器１は、継続的に光送出を行うように制御される。しかし、かかる場合は、Laser Safety機能のマスク処理の解除により光増幅器１は、下流側（光増幅器２側）からラマン励起光をコネクタ外れ時の反射光とみなし出力が低下される。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、図２に示したようにLaser Safety機能のマスク処理は、複雑である。
また、図３において対向伝送路に異常があると上流へ情報を伝達することができないために、光増幅器１に対し無制御状態となってしまう。
【００２５】
このため、対象アンプ部のコネクタ抜けにより、高出力パワーの信号光が送出され続けることになりオペレータ等に対し危険を及ぼすおそれが生じる。これを防止するためにLaser Safety機能のマスクの解除が行われる。しかし、一方、ラマン励起光の入力を、コネクタ外れによるフレネル反射光と誤認識して安全光レベルまで増幅器出力を下げてしまうという問題が生じる。
【００２６】
これにより、結果的に対向伝送路側の異常により、問題のない伝送路の信号伝送にも影響を与えてしまうことになる。
【００２７】
したがって、ラマン励起のない光伝送システムとラマン励起のある光伝送システムに対し、ハードウエアの基本的な構成を変えなくてはならない。これは、結果的光伝送システムにコストアップにつながる。さらに光伝送システムの順次の拡張を想定し、初期導入時はラマン励起なしで構成した場合であって、将来波長数が増えた際にラマン励起光源を増設しようとする場合には大きな障壁となる。
【００２８】
したがって、本発明の目的はかかる不都合を解消する光増幅システムを提供することにある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の課題を解決する本発明に従う光増幅システムは、好ましい態様として、ラマン励起光が送出される光伝送路にコネクタを通して接続される光増幅システムであって、光主信号を増幅する光増幅器と、
前記コネクタ外れ時のコネクタ端面からの反射光を検知する受光素子と、
前記受光素子による反射光の検知により、前記光増幅器の出力パワーを低減制御する回路と、
前記光増幅器と前記コネクタとの間に挿入される前記ラマン励起光を阻止する阻止フィルタとを
有して構成したことを特徴とする。
【００３０】
また、上記本発明の課題を解決する本発明に従う光増幅システムの好ましい態様として、ラマン励起光が送出される光伝送路にコネクタを通して接続され、
光主信号を増幅する光増幅器と、
ラマン励起光を出力するラマン励起光源と、
前記光増幅器により増幅された光主信号と前記ラマン励起光を合波して、前記伝送路に送出する合波器と、
前記コネクタ外れ時のコネクタ端面からの反射光を検知する受光素子と、
前記受光素子による反射光の検知により、前記光増幅器の出力パワーを低減制御する回路と、
前記光増幅器と前記コネクタとの間に挿入される前記ラマン励起光を阻止する阻止フィルタとを
有して構成したことを特徴とする。
【００３１】
上記本発明の課題を解決する本発明に従う光伝送システムは、好ましい態様として、
ラマン励起光が送出される光伝送路を通して接続される送信側及び受信側光増幅システムを有し、
前記送信側光増幅システムは、
前記光伝送路に接続されるコネクタと、
それぞれ異なる波長帯域の波長多重信号を増幅する一対の光増幅器と、
前記一対の光増幅器の出力を合波し、前記コネクタを通して光伝送路に出力するカプラーと、
前記カプラーと前記コネクタの間に挿入された、前記異なる波長帯域の波長多重信号に対する励起光の波長帯域を阻止する阻止フィルタとを
有して構成されたことを特徴とする。
【００３２】
また、上記本発明の課題を解決する本発明に従う光伝送システムは、好ましい態様として、
それぞれ異なる波長帯域に対応するラマン励起光が送出される光伝送路を通して接続される送信側及び受信側光増幅システムを有し、
前記送信側光増幅システムは、
前記光伝送路に接続されるコネクタと、
それぞれ異なる波長帯域の波長多重信号を増幅する一対の光増幅器と、
前記一対の光増幅器の内、前記異なる波長帯域の内、波長の短い波長帯域の波長多重信号を増幅する光増幅器の出力側に挿入された阻止フィルタと、
前記阻止フィルタの出力と、前記異なる波長帯域の内、波長の長い波長帯域の波長多重信号を増幅する光増幅器の出力を合波し、前記コネクタを通して光伝送路に出力するカプラーとを有し、
前記カプラーは、更に前記異なる波長帯域毎に分波する機能を有し、前記阻止フィルタは、前記それぞれ異なる波長帯域に対応するラマン励起光を阻止する帯域を有することを特徴とする。
【００３３】
さらに、上記本発明の課題を解決する本発明に従う光中継器の好ましい態様として、ラマン励起光が送出される光伝送路に接続される光中継器であって、
前記光伝送路に接続されるコネクタと、
それぞれ異なる波長帯域の波長多重信号を増幅する一対の光増幅器と、
前記一対の光増幅器の出力を合波し、前記コネクタを通して光伝送路に出力するカプラーと、
前記カプラーと前記コネクタの間に挿入された、前記異なる波長帯域の波長多重信号に対する励起光の波長帯域を阻止する阻止フィルタとを
有して構成される。
【００３４】
また、上記本発明の課題を解決する本発明に従う光中継器の好ましい態様として、ラマン励起光が送出される光伝送路に接続される光中継器であって、
前記光伝送路に接続されるコネクタと、
それぞれ異なる波長帯域の波長多重信号を増幅する一対の光増幅器と、
前記一対の光増幅器の内、前記異なる波長帯域の内、波長の短い波長帯域の波長多重信号を増幅する光増幅器の出力側に挿入された阻止フィルタと、
前記阻止フィルタの出力と、前記異なる波長帯域の内、波長の長い波長帯域の波長多重信号を増幅する光増幅器の出力とを合波して、前記コネクタを通して光伝送路に出力するカプラーとを有し、
前記カプラーは、更に前記異なる波長帯域毎に分波する機能を有し、前記阻止フィルタは、前記それぞれ異なる波長帯域に対応するラマン励起光を阻止する帯域を有することを特徴とする。
【００３５】
本発明の更なる特徴は、以下の図面に従い説明される実施の形態から明らかとなる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、図面にしたがい本発明の実施の形態を説明する。
【００３７】
図４は、本発明に従う光増幅システムの実施の形態例ブロック図である。なお、図４においては、本発明の特徴の説明を簡単化するために、光増幅システムを端局に使用する場合のポストアンプ部のみを、或いは光増幅システムを光中継器に使用する場合の出力側のアンプ部のみを概略図示している。
【００３８】
図４において、光増幅器１００は、Ｅｒ等の希土類元素のドープされた光ファイバにより構成される。光増幅器１００により、入力される光主信号が増幅され、カプラー１０１及び、本発明の特徴として挿入される阻止フィルタ１０２を通してコネクタ１０３に接続される光伝送路３に送出される。
【００３９】
ここで、本発明の特徴として挿入される阻止フィルタ１０２は、対向する光増幅システムから送られるラマン励起光を阻止し、主信号光を通過する帯域特性を有している。カプラー１０１において分岐される光信号が受光素子１０４により検知され、演算回路１０５により光増幅器１００の出力レベルが制御される。
【００４０】
ラマン励起光は阻止フィルタ１０２により阻止されるので、通常時は、カプラー１０１において分岐され、受光素子１０４に入力する光信号は存在しない。一方、コネクタ１０３の外れ時において、コネクタ開放端面からフレネル反射される反射光が、カプラー１０１において分岐され、受光素子１０４に入力される。
【００４１】
したがって、受光素子１０４は、コネクタ１０３の反射光により、コネクタ１０３の外れを検知することができる。そして、受光素子１０４により、コネクタ１０３の外れが検知された時、Laser Safety機能が働き、演算回路１０５により光増幅器１００の出力を安全光レベルに低減することが出来る。
【００４２】
ここで、本発明の特徴として挿入されるラマン励起光の阻止フィルタ１０２に要求される減衰量を図５に基づき考察する。図５において、伝送路ロスが２０ｄＢ／１００Ｋｍであって、上流側光増幅器１と下流側光増幅器２間の伝送路距離が１００Ｋｍ〜２００Ｋｍである場合を想定する。
【００４３】
下流側光増幅器２に置かれるラマン励起光源５の出力パワーが、スパンロス２０ｄＢ（伝送路距離１００Ｋｍ）の時、＋２０ｄＢｍ、スパンロス４０ｄＢ（伝送路距離２００Ｋｍ）の時、＋３０ｄＢｍとすると、光増幅器１へのラマン励起光の到達レベルは、−１０〜０ｄＢｍとなる。
【００４４】
一方、光増幅器１からの主信号光の出力最小値は、一波のみの時０〜＋７ｄＢｍである。これに対し、コネクタ外れにより反射される光信号は、出力パワーから２０ｄＢ減衰され、受光素子１０４での反射検出の最小値は−２０〜−１３ｄＢｍである。
【００４５】
したがって、ラマン励起光到達レベルの最大値と反射検出の最小値の差は０ｄＢｍ−（−２０ｄＢｍ）＝２０ｄＢｍであり、これが阻止フィルタ１０２に要求される減衰量である。
【００４６】
上記のラマン光阻止フィルタ１０２は、種々の方法で得ることが可能である。
いくつかの例を以下に説明する。
【００４７】
図６は、本発明の特徴とする阻止フィルタ１０２を反射フィルタで構成した実施例ブロック図である。
【００４８】
この実施例では、１５５０ｎｍ帯の波長を有する主信号に対し、１４５０ｎｍ帯の励起光を選択的に反射する光学的反射膜を基板ガラス上に形成し、これをカプラ１０１とコネクタ１０３との間に付加する構成である。
【００４９】
光学的反射膜は、例えば、ＴｉＯ3とＳｉＯ2を交互に蒸着して形成される多重干渉膜により得られる。
【００５０】
光学的反射膜で構成される阻止フィルタ１０２は、光増幅器１の出力側から入力される１４５０ｎｍ帯の励起光を反射し、それ以外の波長帯の光信号は通過する。したがって、コネクタ１０３外れ時に、コネクタの開放端からフレネル反射される１５５０ｎｍ帯の光信号が、阻止フィルタ１０２を通過し、反射光検出用受光素子により検出される。この検出出力により光増幅器１の出力パワーが制御される。
【００５１】
図７は、本発明の特徴として挿入される阻止フィルタ１０２をファイバーグレーティングで構成する実施例である。ファイバーグレーティングは、ファイバーの側面に回析格子を形成したり、ファイバーのコアに高強度の光で干渉縞を形成し、光損傷によりコアにグレーティング（格子）を形成する方法により得られる。
【００５２】
ファイバーグレーティングによる場合も、図６の実施例と同様に、光増幅器１の出力側から入力される１４５０ｎｍ帯の励起光を反射し、それ以外の波長帯の光信号は通過する。
【００５３】
図８は、本発明の特徴とする阻止フィルタ１０２を減衰膜フィルタで構成する実施例である。反射検出用受光素子１０４に入射するラマン励起光レベルを下げれば良く、更にコネクタ１０３端面におけるラマン励起光レベルと、光主信号のレベルは大きいので、大きな減衰量を有する減衰膜を用いることにより等価的に、ラマン励起光に対する減衰フィルタを構成することが可能である。
【００５４】
ここで、阻止フィルタ１０２を上記の図６に示す反射膜或いは図８に示す減衰膜で形成する場合、阻止フィルタ１０２をカプラ１０１とコネクタ１０３の間に置かずに、コネクタ１０３と一体に形成することも可能である。すなわち、反射膜、減衰膜をコネクタ端面に張り付けて形成することが可能である。
【００５５】
図９は、本発明の特徴とする阻止フィルタ１０２として、分離フィルタを用いる例である。誘電体多層膜を複数層に形成し、４５°の角度を持って配置したものである。これにより、光増幅器１の出力側から入力されるラマン励起光は誘電体多層膜面で垂直方向に反射させ、コネクタ外れ時の反射光は誘電体多層膜面を直進通過させて受光素子１０４に導くように構成する。
【００５６】
図１０は、阻止フィルタ１０２として導波路型フィルタを用いる例である。金属Ｓｉ基板上に気相成長法により石英系ガラスを堆積し、フォトリソグラフィを用い導波路を作成したもの等である。光増幅器１の出力側から入力されるラマン励起光が受光素子１０４に入力しないように導波路の方向が設定される。
【００５７】
ここで、上記各実施例では専ら後方励起方式を用いる例について説明した。しかし、本発明の適用はこれに限られず、双方向励起方式においても主信号と逆方向のラマン励起光が存在するために上記各実施例と同等の構成で同様の効果が得られる。
【００５８】
また、同様に主信号と同方向にラマン励起光が伝播する前方励起方式においても本発明の適用が可能である。図１１において、前方励起方式における受光素子１０４での検出レベルを考察する。
【００５９】
図１１において、合波器１０６は、ラマン励起光源４からのラマン励起光を反射して光伝送路３に出力する。一方、光増幅器１からの光主信号は合波器１０６を通過して光伝送路３に送出される。
【００６０】
ここで、合波器１０６のアイソレーションを５０ｄＢｍと想定し、ラマン励起光源４からのラマン励起光の出力レベルを＋３０ｄＢｍとする。したがって、ラマン励起光源４の出力であるラマン励起光が合波器１０６に入力すると、光増幅器１側に向かう漏れ量は−２０ｄＢｍである。
【００６１】
これは、受光素子１０４の検出レベル（−２０ｄＢｍ）の範囲にある。このために、受光素子１０４において、漏れラマン励起光を検出してしまう可能性がある。
【００６２】
したがって、図１１に示す如き前方励起方式において、本発明を適用して図１２に示すように阻止フィルタ１０２を挿入する。この阻止フィルタ１０２は、先に説明した図６乃至図１０の形態例と同様のいずれかの形態によって形成が可能である。
【００６３】
図１２において、ラマン励起光の漏れ量（―２０ｄＢｍ）は、阻止フィルタ１０２で阻止される。したがって、受光素子１０４が漏れ励起光レベルを検出することが避けられる。そして、漏れ励起光を検知してコネクタ１０３外れと擬似認識し、光増幅器１の出力レベルを低減制御することになるのを回避することが出来る。
【００６４】
ここで、上記実施の形態において、本発明により挿入されるラマン励起光を阻止する阻止フィルタの挿入位置をコネクタ１０３とカプラー１０１の間に置く例を専ら説明した。本発明の適用はかかる場合に限定されない。以下に本発明の他の適用例を説明する。
【００６５】
図１３は、本発明を冗長系に適用するシステム例である。また、以降の図においては、カプラー１０１，受光素子１０４及び演算回路１０５等は、図示省略されている。
【００６６】
図１３において、特徴として光増幅システムＡ、Ｂが現用及び予備用の冗長伝送路３０により接続されている。なお、冗長伝送路３０として、光増幅システムＡから光増幅システムＢに向かう方向の構成のみを示し、光増幅システムＢから光増幅システムＡに向かう冗長伝送路で接続される構成は簡単化のために図示省略されている。
【００６７】
光増幅システムＡ及び光増幅システムＢのそれぞれは、光切替スイッチ１１０，１１１を有している。
【００６８】
光切替スイッチ１１０，１１１により通常運用時は、光増幅システムＡのコネクタ１０３−１と光増幅システムＢのコネクタ１０３−３を繋ぐ現用伝送路に信号が疎通するように接続設定されている。
【００６９】
そして、通常運用系の保守時等において、光切替スイッチ１１０，１１１により光増幅システムＡのコネクタ１０３−２と光増幅システムＢのコネクタ１０３−４を繋ぐ予備用伝送路に信号が疎通するように接続設定される。
【００７０】
かかる図１３に示すシステムにおいて、本発明により挿入されるラマン励起光阻止フィルタ１０２は、光増幅システムＡの光切替スイッチ１１０の前段に配置される。これにより阻止フィルタ１０２は、現用／予備の冗長伝送路に対し、共通化することが可能である。
【００７１】
ここで、上記実施の形態例の説明では、波長多重された一つの帯域の光信号を前提にしているが、本発明は波長多重された複数帯域の光信号を扱う光増幅システムに適用することも可能である。
【００７２】
図１４は、Ｃ-band、Ｌ-bandの波長多重信号を伝送するシステムに本発明を適用する例である。光増幅システムＡにおいて、Ｃ-bandの波長多重信号は光増幅器１-１により増幅され、Ｌ-bandの波長多重信号は光増幅器１-２により増幅されて、カプラー１１２に入力され、ここで合波される。
【００７３】
カプラー１１２の後段に本発明の特徴として、Ｃ-band、Ｌ-bandの通過帯域を有する帯域通過フィルタ若しくは、ローパスフィルタである阻止フィルタ１０２が配置される。
【００７４】
図１５は、Ｃ-band、Ｌ-band及び、これらに対するラマン励起光の波長スペクトラムを示す図である。Ｃ-bandは１５３０−１５６０ｎｍの波長帯域であり、Ｌ-bandは１５７０−１６００ｎｍの波長帯域を有する。Ｃ-bandの帯域の中心波長に対して１１０ｎｍ波長の短い１４２０〜１４５０ｎｍのラマン励起光が使用される。さらにＬ-bandの帯域の中心波長に対して１１０ｎｍ波長の短い１４６０〜１４９０ｎｍのラマン励起光が使用される。
【００７５】
したがって、図１４における阻止フィルタ１０２は、１５３０−１６００ｎｍ帯域を通過帯域とする帯域フィルタ特性或いは、１４９０ｎｍ以下の波長の信号に対し減衰量が大きいローパスフィルタ特性を有している。
【００７６】
これにより、光増幅システムＢにおいて、それぞれ１４５０ｎｍ付近及び１４８５ｎｍ付近の波長のラマン励起光源５−１，５−２からのラマン励起光がカプラ１１４で合波され光増幅システムＡに向けて送り出される。
【００７７】
したがって、ラマン励起光が光増幅システムＡのコネクタ１０３−１を通して入力するが、阻止フィルタ１０２で阻止され、図１４において図示省略されている受光素子には入力されない。一方、Ｃ-band帯域の光主信号及びＬ-band帯域の光主信号は、カプラー１１２で合波され、阻止フィルタ１０２を通して伝送路３に送出される。受信側の光増幅システムＢにおいて、受信される波長多重信号は、分波器１１３でＣ-band帯域及びＬ-band帯域の光主信号にそれぞれ分波されて対応する光増幅器２−１，２−２に入力し、検出可能レベルに増幅される。
【００７８】
ここで、光増幅システムＡにおいて、コネクタ１０３−１が外れた場合は、コネクタ１０３−１の端面でフレネル反射を生じ、これは阻止フィルタ１０２を経由して、受光素子に入力する。これにより、コネクタ外れが検知可能であり、光増幅器１−１，１−２の出力パワーが低減される。
【００７９】
図１６は、図１４の構成において、阻止フィルタ１０２の挿入位置を異ならした構成例であり、阻止フィルタ１０２が、カプラー１１２とＣ-band帯域用の光増幅器１−１との間に挿入されている。この実施の形態例は、Ｃ-band帯域及びＬ-band帯域の光主信号を合波するカプラー１１２は、逆方向に分波特性を有する。
【００８０】
すなわち、カプラー１１２はローパス機能とハイパス機能を有し、図１７に示すように、ローパス機能により伝送路３から入力される信号のＬ-band帯域を通過し光増幅器１−２側に出力し、ハイパス機能によりＣ-band帯域以上の波長の信号を光増幅器１−１側に出力する。
【００８１】
したがって、光増幅器１−２側には、ラマン励起光は出力されない。これに対し、光増幅器１−１側へは、Ｃ-band及びＬ-band用のラマン励起光が入力される。これにより、阻止フィルタ１０２に要求される帯域特性は、１４９０ｎｍの波長以下の信号の通過を阻止するローパス機能を有するように設定されることが必要である。
【００８２】
ここで、図１４及び図１６の実施の形態例では、光増幅システムＡ、Ｂとして端局を想定しているが、本発明の適用はこれに限定されない。光増幅システムＡ、Ｂを端局とする時、光増幅システムＡ、Ｂを繋ぐ伝送路３上に配置される光中継器に置いても適用が可能である。
【００８３】
図１８，図１９はそれぞれ図１４及び図１６に対応して、阻止フィルタ１１２の配置を光中継器に適用した実施の形態例である。
【００８４】
図１８において、インラインアンプとして機能する光増幅器１−１，１−２からのＣ-band及びＬ-bandの波長帯域の光信号を合波するカプラー１１２の後段に阻止フィルタ１１２が配置されている。一方、図１９において、インラインアンプとして機能する光増幅器１−１とカプラー１１２の間に３の阻止フィルタ１１２が配置されている。それぞれの実施の形態例における阻止フィルタ１１２の帯域特性は、図１４及び図１６の実施の形態例に付いて説明したと同様である。
【００８５】
なお、上記図１４，図１６、図１８，図１９に実施の形態例において、Ｃ-band及びＬ-bandの波長帯域の２チャンネルの光主信号を対象に説明したが、本発明の適用はこれに限定されない。すなわち、Ｏ-band（1300nm付近）、Ｅ-band(1400nm付近)、Ｓ-band(1500nm付近)、Ｌ-band（1600nm付近）、Ｕ-band(1650nm付近)などにも同様に適用できるものである。
【００８６】
（付記１）
ラマン励起光が送出される光伝送路にコネクタを通して接続される光増幅システムであって、
光主信号を増幅する光増幅器と、
前記コネクタ外れ時のコネクタ端面からの反射光を検知する受光素子と、
前記受光素子による反射光の検知により、前記光増幅器の出力パワーを低減制御する回路と、
前記光増幅器と前記コネクタとの間に挿入される前記ラマン励起光を阻止する阻止フィルタとを
有して構成したことを特徴とする光増幅システム。
（付記２）
ラマン励起光が送出される光伝送路にコネクタを通して接続される光増幅システムであって、
光主信号を増幅する光増幅器と、
ラマン励起光を出力するラマン励起光源と、
前記光増幅器により増幅された光主信号と前記ラマン励起光を合波して、前記伝送路に送出する合波器と、
前記コネクタ外れ時のコネクタ端面からの反射光を検知する受光素子と、
前記受光素子による反射光の検知により、前記光増幅器の出力パワーを低減制御する回路と、
前記光増幅器と前記コネクタとの間に挿入される前記ラマン励起光を阻止する阻止フィルタとを
有して構成したことを特徴とする光増幅システム。
（付記３）付記１又は２において、
前記阻止フィルタを前記ラマン励起光波長帯域を反射する反射膜で構成したことを特徴とする光増幅システム。
【００８７】
（付記４）付記３において、
前記反射膜を前記コネクタ端面に張り付け、前記阻止フィルタを前記コネクタと一体に構成したことを特徴とする光増幅システム。
【００８８】
（付記５）付記１又は２において、
前記阻止フィルタを前記ラマン励起光波長帯域を反射するファイバーグレーティングで構成したことを特徴とする光増幅システム。
【００８９】
（付記６）付記１又は２において、
前記阻止フィルタを前記ラマン励起光波長帯域を減衰する減衰膜で構成したことを特徴とする光増幅システム。
【００９０】
（付記７）付記１又は２において、
前記阻止フィルタを前記ラマン励起光波長帯域と前記光主信号波長を分離する波長分離フィルタで構成したことを特徴とする光増幅システム。
【００９１】
（付記８）付記１又は２において、
前記阻止フィルタを前記ラマン励起光波長帯域と前記光主信号波長の方路を分離する導波路型フィルタで構成したことを特徴とする光増幅システム。
【００９２】
（付記９）
ラマン励起光が送出される、現用及び予備用の一対の光伝送路を通して接続される送信側及び受信側光増幅システムを有し、
前記送信側光増幅システムは、
送信する光主信号を増幅する光増幅器と、
前記一対の光伝送路のそれぞれに接続される一対のコネクタと、
前記一対のコネクタのうち現用側の光伝送路に接続されるコネクタ側に切替え、前記光増幅器で増幅された光主信号を出力する光スイッチと、
前記光増幅器と、前記光スイッチの間に前記ラマン励起光を阻止する阻止フィルタとを
有して構成されたことを特徴とする光伝送システム。
【００９３】
（付記１０）
ラマン励起光が送出される光伝送路を通して接続される送信側及び受信側光増幅システムを有し、
前記送信側光増幅システムは、
前記光伝送路に接続されるコネクタと、
それぞれ異なる波長帯域の波長多重信号を増幅する一対の光増幅器と、
前記一対の光増幅器の出力を合波し、前記コネクタを通して光伝送路に出力するカプラーと、
前記カプラーと前記コネクタの間に挿入された、前記異なる波長帯域の波長多重信号に対する励起光の波長帯域を阻止する阻止フィルタとを
有して構成されたことを特徴とする光伝送システム。
（付記１１）
それぞれ異なる波長帯域に対応するラマン励起光が送出される光伝送路を通して接続される送信側及び受信側光増幅システムを有し、
前記送信側光増幅システムは、
前記光伝送路に接続されるコネクタと、
それぞれ異なる波長帯域の波長多重信号を増幅する一対の光増幅器と、
前記一対の光増幅器の内、前記異なる波長帯域の内、波長の短い波長帯域の波長多重信号を増幅する光増幅器の出力側に挿入された阻止フィルタと、
前記阻止フィルタの出力と、前記異なる波長帯域の内、波長の長い波長帯域の波長多重信号を増幅する光増幅器の出力を合波し、前記コネクタを通して光伝送路に出力するカプラーとを有し、
前記カプラーは、更に前記異なる波長帯域毎に分波する機能を有し、前記阻止フィルタは、前記それぞれ異なる波長帯域に対応するラマン励起光を阻止する帯域を有することを特徴とした光伝送システム。
（付記１２）
ラマン励起光が送出される光伝送路に接続される光中継器であって、
前記光伝送路に接続されるコネクタと、
それぞれ異なる波長帯域の波長多重信号を増幅する一対の光増幅器と、
前記一対の光増幅器の出力を合波し、前記コネクタを通して光伝送路に出力するカプラーと、
前記カプラーと前記コネクタの間に挿入された、前記異なる波長帯域の波長多重信号に対する励起光の波長帯域を阻止する阻止フィルタとを
有して構成されたことを特徴とする光中継器。
（付記１３）
ラマン励起光が送出される光伝送路に接続される光中継器であって、
前記光伝送路に接続されるコネクタと、
それぞれ異なる波長帯域の波長多重信号を増幅する一対の光増幅器と、
前記一対の光増幅器の内、前記異なる波長帯域の内、波長の短い波長帯域の波長多重信号を増幅する光増幅器の出力側に挿入された阻止フィルタと、
前記阻止フィルタの出力と、前記異なる波長帯域の内、波長の長い波長帯域の波長多重信号を増幅する光増幅器の出力とを合波して、前記コネクタを通して光伝送路に出力するカプラーとを有し、
前記カプラーは、更に前記異なる波長帯域毎に分波する機能を有し、前記阻止フィルタは、前記それぞれ異なる波長帯域に対応するラマン励起光を阻止する帯域を有することを特徴とした光中継器。
【００９４】
【発明の効果】
上記に図面に従い実施の形態を説明した様に、本発明により、ラマン励起光の侵入を防止でき、コネクタ外れ時の反射光の検出による出力低下(Laser Safety)機能を維持させることが可能である。
【００９５】
さらに、本発明の適用により、光伝送システムの順次の拡張を想定し、初期導入時はラマン励起なしで構成した場合であっても、将来波長数が増えた際のラマン励起光源の増設に容易に対応することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ラマン増幅を用いたシステム例を示す図である。
【図２】 Laser Safety機能のマスク処理を説明する図である。
【図３】図２に示すシステムにおいて、対向伝送路３１が異常となる場合について手順を考察する図である。
【図４】本発明に従う光増幅システムの実施の形態例ブロック図である。
【図５】本発明の特徴として挿入されるラマン励起光の阻止フィルタ１０２に要求される減衰量を考察する図である。
【図６】本発明の特徴とする阻止フィルタ１０４を反射フィルタで構成した実施例ブロック図である。
【図７】本発明の特徴として挿入される阻止フィルタ１０４をファイバーグレーティングで構成する実施例である。
【図８】本発明の特徴とする阻止フィルタ１０４を減衰膜フィルタで構成する実施例である。
【図９】本発明の特徴とする阻止フィルタ１０４として、分離フィルタを用いる例である。
【図１０】阻止フィルタ１０２として導波路型フィルタを用いる例である。
【図１１】前方励起方式における受光素子１０４での検出レベルを考察する図である。
【図１２】図１１に示す前方励起方式において、本発明を適用して阻止フィルタ１０２を挿入する図である。
【図１３】本発明を冗長系に適用するシステム例である。
【図１４】Ｃ-band、Ｌ-bandの波長多重信号を伝送するシステムに本発明を適用する例である。
【図１５】Ｃ-band、Ｌ-band及び、これらに対するラマン励起光の波長スペクトラムを示す図である。
【図１６】図１４の構成において、阻止フィルタ１０２の挿入位置を異ならした構成例である。
【図１７】図１６におけるカプラー１１２のローパス機能とハイパス機能を説明する図である。
【図１８】図１４に対応して、阻止フィルタ１１２の配置を光中継器に適用した実施の形態例である。
【図１９】図１６に対応して、阻止フィルタ１１２の配置を光中継器に適用した実施の形態例である。
【符号の説明】
１，２，１０，２０ 光増幅器
３（３０，３１） 光伝送路
４，５ラマン励起光源
１０１ カプラー
１０２ 阻止フィルタ
１０３ コネクタ
１０４ 受光素子
１０５ 演算回路
１０６ 合波器
Claims (3)
- ラマン励起光が送出される光伝送路を通して接続される送信側及び受信側光増幅システムを有し、
前記送信側光増幅システムは、
前記光伝送路に接続されるコネクタと、
それぞれ異なる波長帯域の波長多重信号を増幅する一対の光増幅器と、
前記一対の光増幅器の出力を合波し、前記コネクタを通して光伝送路に出力するカプラーと、
前記カプラーと前記コネクタの間に挿入された、前記異なる波長帯域の波長多重信号に対する励起光の波長帯域を阻止する阻止フィルタとを
有して構成されたことを特徴とする光伝送システム。 - それぞれ異なる波長帯域に対応するラマン励起光が送出される光伝送路を通して接続される送信側及び受信側光増幅システムを有し、
前記送信側光増幅システムは、
前記光伝送路に接続されるコネクタと、
それぞれ異なる波長帯域の波長多重信号を増幅する一対の光増幅器と、
前記一対の光増幅器の内、前記異なる波長帯域の内、波長の短い波長帯域の波長多重信号を増幅する光増幅器の出力側に挿入された阻止フィルタと、
前記阻止フィルタの出力と、前記異なる波長帯域の内、波長の長い波長帯域の波長多重信号を増幅する光増幅器の出力を合波し、前記コネクタを通して光伝送路に出力するカプラーとを有し、
前記カプラーは、更に前記異なる波長帯域毎に分波する機能を有し、前記阻止フィルタは、前記それぞれ異なる波長帯域に対応するラマン励起光を阻止する帯域を有することを特徴とした光伝送システム。 - ラマン励起光が送出される光伝送路に接続される光中継器であって、
前記光伝送路に接続されるコネクタと、
それぞれ異なる波長帯域の波長多重信号を増幅する一対の光増幅器と、
前記一対の光増幅器の出力を合波し、前記コネクタを通して光伝送路に出力するカプラーと、
前記カプラーと前記コネクタの間に挿入された、前記異なる波長帯域の波長多重信号に対する励起光の波長帯域を阻止する阻止フィルタとを
有して構成されたことを特徴とする光中継器。
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