JPH02291505A

JPH02291505A - 光信号分配方式

Info

Publication number: JPH02291505A
Application number: JP1111819A
Authority: JP
Inventors: Koichi Aoyama; 青山　耕一; Shinichi Aoyanagi; 慎一青柳
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1989-04-28
Publication date: 1990-12-03

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）本発明は、光ファイバを用いる種々のシステムにおいて
、光ファイバ中を伝搬する光信号を分配する光信号分配
方式に関するものである。

（従来の技術）第２図は、従来の光信号分配方式を採用した光ファイバ
伝送系の基本構成を示す図である。第２図において、１
は光送信器、２は複数のボートに配置され、光信号の一
部を分岐する光分岐回路、３は各ボートに配置された光
受信器、４は伝送路用光ファイバ、５は光分岐回路２で
分岐された一方の分岐光信号を光受信器３に入射させる
光ファイバである。

このような構成においては、光送信器１から送出された
光信号は、光ファイバ４を伝搬し、各ボートにおける光
分岐回路２を通過する毎に、その一部が分岐される。分
岐された光信号は、光ファイバ５を伝搬した後、光受信
器３にて受信される。

このように、光分岐回路２を、伝送路用先ファイバ４の
途中に多段に接続することにより、光信号の分配を行な
うことができる。

しかし、この構成では、光分岐回路２を通過する毎に、
主光信号電力より光受信器３の受光レベル相当分が失わ
れるために、分配できるボート数に著しい制限が生じる
。

この問題を解決し、分配可能なポート数を増大させるた
めに、光分岐回路２で受けた光損失を補償する方法を挙
げることができる。この光分岐回路２による光損失を補
償する良好な手段は、光分岐回路２の分岐光出射側に光
増幅器を配置することである。この光増幅器の代表的な
ものとしては、半導体レーザを用いた光増幅器がある。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記半導体レーザを用いた光増幅器は、 ■増幅特性が入射光の偏波状態に依存する、■温度変動
に対して特性の変動が大きい、という欠点を有している
。

特に、現在の光通信システムでは、主に伝送路に偏波依
存性のない１．３μｍ零分散単一モード光ファイバ（カ
ットオフ波長１．１μｍ以上）もしくは１．５μｍ零分
散単一モード光ファイバ（カットオフ波長０．８μｍ以
上）が用いられており、半導体レーザ型の光増幅器にお
いては、上記■の欠点のために、伝送路中に挿入するこ
とは困難であった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は、伝送路中への挿入を容易に行なえ、しかも光
分岐回路にて受ける光損失を補償でき、分配数を増大さ
せることのできる光信号分配方式を提供することにある
。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、請求項（１）では、光ファイ
バを伝搬する光信号を光分岐回路にて分岐し、前記光分
岐回路にて分岐された少なくとも一の分岐光信号を、カ
ットオフ波長が０．６μｍ以上の偏波依存性のない単一
モード光ファイバにて伝搬させた後、希土類元素添加光
ファイバ増幅器にて、入射される励起光強度に応じて増
幅するようにした。

また、請求項（２）では、光信号と励起光とを波長多重
して光ファイバを伝搬させるようにした。

（作　用）請求項（１）によれば、光ファイバを伝搬された光信号
は、光分岐回路に到達する。光分岐回路は、入射した光
信号を所定の分岐比をもって分岐する。

光分岐回路による一の分岐光信号は、カットオフ波長が
０．６μｍ以上の偏波依存性のない光ファイバを伝搬さ
れて、希土類元素添加光ファイバ増幅器に入射される。

希土類元素添加光ファイバ増幅器には、励起光が入射さ
れて励起状態となり、これにより、エルルギ一の一部が
入射された光信号に変換され、光信号は所定の利得をも
って増幅される。

この増幅作用を受けた光信号は、分配先の光受信器ある
いは次段の伝送路用光ファイバに送出される。

また、請求項（２）によれば、光信号に励起光が波長多
重され、この波長多重光が光ファイバを伝搬され、光分
岐回路に到達する。光分岐回路は入射した光信号を所定
の分岐比をもって分岐する。

光分岐回路による一の分岐波長多重光は、カットオフ波
長が０．６μｍ以上の偏波依存性のない光ファイバを伝
搬されて、希土類元素添加光ファイバ増幅器に入射され
る。希土類元素添加光ファイバ増幅器９は、入射した分
岐波長多重光のうち、励起光の入射に伴い励起状態とな
り、これにより、エルルギ一の一部が光信号に変換され
、光信号は所定の利得をもって増幅される。

この増幅作用を受けた光信号は、分配先の先受信器ある
いは次段の伝送路用光ファイバに送出される。

（実施例）第１図は、本発明に係る光信号分配方式を採用した光フ
ァイバ伝送系の第１の実施例を示す構成図であって、基
本構成を示す第２図と同一構成部分は同一符号をもって
表す。即ち、１は光送信器で、例えば、発振波長１．５
５μｍの半導体レーザーを備え、光信号を後記する伝送
路用光ファイバ４に送出する。２は光分岐回路で、複数
の各ポートに配置され、光信号の一部を分岐する。３は
各ボートに配置された光受信器、４は伝送路用光ファイ
バで、例えば偏波依存性がな＜、シかもカットオフ波長
が０．６μｍ以上で波長１．５μｍ近傍に零分散波長を
有する単一モード光ファイバからなる。

５　（ａ，ｂ）は光ファイバで、光分岐回路２で分岐さ
れ、後記する希土類元素添加光ファイバ９で増幅された
光信号を光受信器３に入射させる。

６は励起光源で、例えば発振波長１．４８μｍの半導体
レーザからなり、励起光を所定の強度で出射する。

７は励起先用光ファイバで、励起光源６から出射された
励起光が伝搬される。

８は光結合器で、光分岐回路２にて分岐された一の分岐
光信号と励起光源６による励起光とを合波する。

９は希土類元素添加光ファイバ増幅器（以下、光ファイ
バ増幅器と０う）で、光ファイバに希土類元素、例えば
エルビウム（Ｅｒ３”）を所定の濃度で添加して構成さ
れている。

この光ファイバ増幅器９は、入力端が光結合器８の合波
光出射側に後記する光ファイバ１０ｂを介して接続され
、出力端が光ファイバ５ａの一端に接続されており、励
起光が所定の強度で入射されていると、光信号を所定の
利得（〜２　５　ｄ　Ｂ）をもって増幅する。その増幅
特性は、入射光の偏波状態に依存せず、かつ、温度変動
に対して特性が安定している。また、その長さは１００
ｍ以下（数ｍ〜数十ｍ）に設定される。

なお、利得のある波長或は、光ファイバに添加した希土
類元素がＥｒ３＋の場合、光信号の波長は１．５３〜１
．５６μｍ（励起光の波長は、〜１．４８μｍ）に制限
される（文献：　Ｋ．Ｈａｇｌａ＋ｏｔｏ．　　ｅｔ．
　　ａｌ．　　　“Ａ　　２１２　　ｋｍ　　Ｎｏｎ−
ｒｅｐｅａｔｅｄ　　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓ１ｏｎ　　Ｅ
ｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　　ａｔ　　ｌ．８Ｇｂ／ｓ　　ｕ
ｓｉｎｇ　　ＬＤ　　ＰｕｍｐｅｄＥｒ”−Ｄｏｐｅｄ
　Ｆｉｂｅｒ　Ａ＋＊ｐｌｌｒ１ｅｒｓ　Ｉｎ　ａｎ　
ＩＭ／Ｄｌｒｅｃｔ一Ｄｅｔｅｃｔｌｏｎ　Ｓｙｓｔｅ
ｍ　　．ＯＦＣ’　　８９．Ｐｏｓｔ　Ｄｅａｄｌｌｎ
ｅ　Ｐａｐｅｒ．　Ｈｏｕｓｔｏｎ．　Ｆｅｂ．１９８
９、参照）。

１０　（ａ，ｂ）は光ファイバで、前記伝送路用光ファ
イバ４と同様に、例えば、偏波依存性がな＜、シかもカ
ットオフ波長が０．８μｍ以上で波長１．５μｍ近傍に
零分散波長を有する単一モード光ファイバからなる。光
ファイバ１０ａは、光分岐回路２の一方の分岐光信号出
射側と光結合器８の一の入射端とを、光ファイバ１０ｂ
は、光結合器８の合波光出射側と光ファイバ増幅器９の
入力側とをそれぞれ接続している。

１１は励起光除去用光フィルタで、光ファイバ５ａと５
ｂ間に挿入されており、光ファイバ増幅器９の出力光の
うち、光信号は透過させ、励起光は遮断する。

次に、上記構成による動作を説明する。

光送信器１から送出された光信号は、光ファイバ４を伝
搬され、光分岐回路２に到達する。光分岐回路２は入射
した光信号を所定の分岐比をもって２分岐し、次段の光
ファイバ４及び光ファイバ１０ａにそれぞれ出射する。

光ファイバ１０ａに出射された分岐光信号は、光ファイ
バ１０ａを伝搬されて光結合器８の一の入射端に入射さ
れる。また、光結合器８の他の入射端には、励起光源６
による励起光が光ファイバ７を介して入射され、分岐光
信号と励起光とが合波される。次いで、この合波光は、
光ファイバ１０ｂを介して光ファイバ増幅器９に入射さ
れる。

光ファイバ増幅器９は、入射された合波光のうち、励起
光の入射に伴い励起状態となる。これにより、エルルギ
一の一部が光信号に変換され、光信号は所定の利得をも
って増幅される。

次に、増幅作用を受けた光信号並びに励起光は、光ファ
イバ５ａを介して光フィルタ１１に入射される。光フィ
ルタ１１は、光信号はそのまま透過され、励起光は遮断
する。光フィルタ１１を透過した光信号は、光ファイバ
５ｂを介して光受信器３にて受信される。

一方、光ファイバ４に出射された主光信号は、光ファイ
バ４を伝搬された後、次段の光分岐回路２に入射され、
上記したと同様の作用を受ける。

このようにして、各ボートにおいて光信号の分配が行な
われる。

以上のように、本第１の実施例によれば、先分岐回路２
にて分岐された光信号を、偏波依存性のない光ファイバ
１０ａ，１０ｂを伝搬させ、かつ、分岐光信号に励起光
を合波させた後、この合波光を励起光の入射により励起
状態となる希土類元素添加光ファイバ増幅器９に入射さ
せて、分岐光信号を増幅してから光受信器３にて受信す
るようにしたので、光分岐回路２による光分岐損失を補
償することができる。従って、光分岐回路２の分岐比を
適切に設定（光ファイバ４側に多くの電力を分岐）する
ことにより、主光信号の分岐損失の小さい光ファイバ伝
送系を実現できる。その結果、分配可能なボート数の増
大を図ることができる。

なお、光ファイバ増幅器９の出力側の光ファイバ５ａ，
５ｂは、増幅された光信号を光受信器３に導くものであ
り、入力側の光ファイバ１０ａ，１０ｂと構造パラメー
タが異なったり、偏波依存性を有するものであっても良
い。

第３図は、本発明に係る光信号分配方式を採用した光フ
ァイバ伝送系の第２の実施例を示す構成図である。本第
２の実施例と前記第１の実施例の異なる点は、第１の実
施例では、光ファイバ増幅器９を光信号の分配側に配置
したのに対して、本第２の実施例においては、主光信号
の伝送路用光ファイバ４に挿入したことにある。また、
これに伴い、前記第１の実施例と同様に、光ファイバ増
幅器９の入力側には、光結合器８及び励起光源６と光フ
ァイバ７を配置し、出力側には光信号のみを透過させる
励起光除去用光フィルタ１１を配置している。

本第２の実施例において、光分岐回路２は光信号の分配
側に多くの電力が分岐されるように設計される。このよ
うな構成においても、前記第１の実施例と同様の効果を
得ることができる。

また、前記第１及び第２の実施例において、励起光源を
、光ファイバ増幅器９の数に対応した数だけ配置するこ
となく、別の場所に配置し、光信号と波長多重して伝送
させてもよい。この場合、励起光源６、光結合器８並び
に励起光用光ファイバ７の数を削減できる利点がある。

但し、励起光が伝送路用光ファイバ４や光分岐回路２並
びに光ファイバ増幅器９にて光損失を受けるため、光フ
ァイバ増幅器９の数に制約を受ける。

（発明の効果）以上説明したように、請求項（１）によれば、光ファイ
バを伝搬する光信号を光分岐回路にて分岐し、前記光分
岐回路にて分岐された少なくとも一の分岐光信号を、カ
ットオフ波長が０．６μｍ以上の偏波依存性のない単一
モード光ファイバにて伝搬させた後、希土類元素添加光
ファイバ増幅器にて、入射される励起光強度に応じて増
幅するようにし、また、請求項（２）では、光信号と励
起光とを波長多重して光ファイバを伝搬させるようにし
たので、光分岐回路で生じた光損失を補償できる。

従って、分配可能なボート数の増大を図れる光信号分配
方式を提供できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光信号分配方式を採用した光ファ
イバ伝送系の第１の実施例を示す構成図、第２図は従来
の光信号分配方式を採用した光ファイバ伝送系の基本構
成を示す図、第３図は本発明に係る光信号分配方式を採
用した光ファイバ伝送系の第２の実施例を示す構成図で
ある。図中、１・・・光送信器、２・・・光分岐回路、３・・
・光受信器、４・・・偏波依存性のない伝送路用光ファ
イバ、６・・・励起光源、７・・・励起光用光ファイバ
、８・・・光結合器、９・・・希土類元素添加光ファイ
バ増幅器、１０・・・偏波依存性のない単一モード光フ
ァイバ、１１・・・励起光除去用光フィルタ。特許出願人　　日本電信電話株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光ファイバを伝搬する光信号を光分岐回路にて分
岐し、前記光分岐回路にて分岐された少なくとも一の分岐光信
号を、カットオフ波長が０．６μｍ以上の偏波依存性の
ない単一モード光ファイバにて伝搬させた後、希土類元素添加光ファイバ増幅器にて、入射される励起
光強度に応じて増幅するようにしたことを特徴とする光
信号分配方式。
（２）光信号と励起光とを波長多重して光ファイバを伝
搬させるようにした請求項（１）記載の光信号分配方式
。