(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上りと下りに共用され、双方向に光信号が伝送される光伝送路の途中に直列的に配設され、部分的に上り用の経路と下り用の経路を形成する第１及び第２のサーキュレータと、
前記上り用の経路又は前記下り用の経路の少なくとも一方に挿入され、通過するＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）信号の全チャネルのスペクトル特性を均一にする利得等化モジュールを備え、
前記利得等化モジュールは前記ＷＤＭ信号の各波長を選別し或いは反射させる光学素子からなることを特徴とする双方向伝送用利得等化器。
【請求項２】
前記利得等化モジュールは、前記第１の経路及び前記第２の経路のそれぞれに挿入されていることを特徴とする請求項１記載の双方向伝送用利得等化器。
【請求項３】
前記利得等化モジュールは、一方が光アッテネータであることを特徴とする請求項２記載の双方向伝送用利得等化器。
【請求項４】
前記利得等化モジュールは、光アッテネータが接続されていることを特徴とする請求項１記載の双方向伝送用利得等化器。
【請求項５】
上りと下りに共用され、双方向に光信号が伝送される光伝送路の途中に直列的に配設され、部分的に上り用の経路と下り用の経路を形成する第１及び第２の光カプラと、
前記上り用の経路又は前記下り用の経路の少なくとも一方に挿入され、通過するＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）信号の全チャネルのスペクトル特性を均一にする利得等化モジュールと、
前記上り用の経路に挿入された第１の光アイソレータと、
前記下り用の経路に挿入された第２の光アイソレータを備え、
前記利得等化モジュールは前記ＷＤＭ信号の各波長を選別し或いは反射させる光学素子からなることを特徴とする双方向伝送用利得等化器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、双方向伝送用利得等化器に関し、特に、上りと下りに共用される１本の伝送路における上りと下りのＷＤＭ信号の各チャネルの特性を同一にするための双方向伝送用利得等化器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバを用いて双方向伝送による光通信を行う場合、従来、上り用と下り用に専用の光ファイバを布線して行っていた。しかし、１本の光ファイバを上りと下りに共用できれば、本数を低減できることになる。そこで、１本の光ファイバを上りと下りに共用して双方向伝送を行うことが考えられる。この場合に問題となるのは、中継器や監視回路の設置である。１本の光ファイバを上りと下りに共用した場合、光信号の流れに方向性があるため、１本の光ファイバの中に単純に中継器や監視回路を設置することはできない。
【０００３】
これを解決するため、特開平４−２９１５２５号公報に開示された双方向中継装置では、伝送路内に入力光を２つに分波／合波する第１，第２の光合分波器を設け、この第１，第２の光合分波器により形成された上り用と下り用の各分岐路内に中継器と光アイソレータを直列接続した回路を挿入し、上りと下りの夫々に中継器を挿入できるようにしている。また、特開平４−２３６２８号公報に開示された光中継器においては、特開平４−２９１５２５号公報に示された中継器に代えて光増幅器が用いられている。以上の構成により、１本の光ファイバにより双方向伝送が可能になる。
【０００４】
また、特開平６−２６８６００号公報に開示された双方向中継器は、伝送路内に入力光を２つに分波／合波する第１，第２の方向性結合器を設け、この第１，第２の方向性結合器により形成された上り用と下り用の各分岐路内に光増幅器を挿入し、上りと下りの夫々で光増幅器が機能するようにし、簡略な構成による双方向中継器を達成し、また、光中継器の近傍及び内部で発生した障害を識別できるようにしている。さらに、特許第３０５２５９８号では、特開平６−２６８６００号公報の双方向中継器における第１，第２の方向性結合器に代えて光サーキュレータを用い、また、光増幅器を半導体レーザモジュールによる構成にし、発振や信号歪みによる光信号の伝送劣化を防止している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の双方向伝送用機器によると、光伝送路内に複数の光中継器が設けられているとき、これらをＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：波長多重）信号が通過する過程で、水平なスペクトルで入力されても光中継器の特性が影響し、出力スペクトルの特性は図６のようになる。
【０００６】
最初の光中継器に水平なスペクトルが入力されても、例えば、５〜１０個の光中継器を通過した後では、図６に示すように、ＷＤＭの内波長毎に光強度が異なる特性になる。これは、光増幅器を構成する光ファイバ（ＥＤＦ：エルビウム・ドープ・ファイバ）の損失等が波長によって異なるために生じる。ＷＤＭ信号の全チャネルの特性を同一にするためには、光中継器の数台目おきに（数台目の段階で特性の劣化が顕著になるため）スペクトルを水平に戻す必要がある。しかし、上記従来技術では、通過信号に対して光増幅を行うのみであり、ＷＤＭ信号のスペクトル特性を改善することはできない。
【０００７】
本発明の目的は、中継器におけるＷＤＭ信号の全チャネルの特性を同じにすることが可能な双方向伝送用利得等化器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、第１の特徴として、上りと下りに共用され、双方向に光信号が伝送される光伝送路の途中に直列的に配設され、部分的に上り用の経路と下り用の経路を形成する第１及び第２のサーキュレータと、前記上り用の経路又は前記下り用の経路の少なくとも一方に挿入され、通過するＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）信号の全チャネルのスペクトル特性を均一にする利得等化モジュールを備え、前記利得等化モジュールは前記ＷＤＭ信号の各波長を選別し或いは反射させる光学素子からなることを特徴とする双方向伝送用利得等化器提供する。
【０００９】
この構成によれば、光伝送路の途中に直列的に配設された第１及び第２のサーキュレータの間に形成された上り用の経路又は下り用の経路の少なくとも一方に挿入された利得等価器により、ＷＤＭ信号の全チャネルのスペクトルを水平に戻し、光中継器で劣化したチャネル特性を入力時の状態に回復させる。したがって、同一ファイバを用いた系における光中継器の出力スペクトルがチャネル間に光強度差を生じる場合でも、ＷＤＭ信号の全チャネルの特性を同じにすることが可能になる。
【００１０】
さらに、本発明は、上記の目的を達成するため、第２の特徴として、上りと下りに共用され、双方向に光信号が伝送される光伝送路の途中に直列的に配設され、部分的に上り用の経路と下り用の経路を形成する第１及び第２の光カプラと、前記上り用の経路又は前記下り用の経路の少なくとも一方に挿入され、通過するＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）信号の全チャネルのスペクトル特性を均一にする利得等化モジュールと、前記上り用の経路に挿入された第１の光アイソレータと、前記下り用の経路に挿入された第２の光アイソレータを備え、前記利得等化モジュールは前記ＷＤＭ信号の各波長を選別し或いは反射させる光学素子からなることを特徴とする双方向伝送用利得等化器を提供する。
【００１１】
この構成によれば、光伝送路の途中に直列的に配設された第１及び第２の光カプラの間に形成された上り用の経路と下り用の経路のそれぞれに設けられた第１，第２の光アイソレータは光信号が逆方向から進入して来るのを防止し、上り用及び下り用に専用の経路を形成する。さらに、上り用の経路と下り用の経路の少なくとも一方に挿入された利得等価器により、ＷＤＭ信号の全チャネルのスペクトルを水平に戻し、光中継器で劣化したチャネル特性を入力時の状態に回復させる。したがって、同一ファイバを用いた系における光中継器の出力スペクトルがチャネル間に光強度差を生じる場合でも、ＷＤＭ信号の全チャネルの特性を同じにすることが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を基に説明する。
図１は、本発明の双方向伝送用利得等化器を示す。
光ファイバ１ａ，１ｂの端部には、光サーキュレータ２，３が接続されている。光サーキュレータ２，３は同一構成であり、共に１つの入・出力ポートを備えるほか、各１つの入力ポートと出力ポートを備えている。光サーキュレータ２の出力ポートと光サーキュレータ３の入力ポートとの間に接続された光ファイバ４には利得等化回路部としての利得等化モジュール５が挿入され、光サーキュレータ２の入力ポートと光サーキュレータ３の出力ポートとの間に接続された光ファイバ６には利得等化モジュール７が挿入されている。利得等化モジュール５と利得等化モジュール７は同一の構成及び仕様であるが、図６の特性とは逆の特性（ＷＤＭ信号の波長毎に光強度が異なる特性）を持つように設定されている。このような特性に変化させる処理を、以下においては利得等化という。利得等化モジュール５，７の構成は、ＷＤＭ信号の各波長を選別し或いは反射させる光フィルタや光グレーティングを用いて構成され、必要に応じて光増幅器や光減衰器を含む構成になっている。
【００１３】
次に、図１の構成の双方向伝送用利得等化器の動作について説明する。まず、上り側から信号が入力された場合について説明する。上り側からの信号Ｓｕ  （ＷＤＭ信号）は光サーキュレータ２に入光し、この光サーキュレータ２から光ファイバ４を介して利得等化モジュール５に入光する。この利得等化モジュール５によって、図６の特性図において全チャネルのスペクトルが同一になるように利得等化が行われる。利得等化されたＷＤＭ信号は、光ファイバ４を介して光サーキュレータ３に入光し、更に光ファイバ１ｂに出力され、下り側へ伝送される。
【００１４】
次に、下り側から信号が入力された場合について説明する。下り側からの信号Ｓｄ  （ＷＤＭ信号）は、光ファイバ１ｂから光サーキュレータ３に入光し、この光サーキュレータ３から光ファイバ６を介して利得等化モジュール７に入光する。この利得等化モジュール７によって所定の利得等化が行われた後、信号Ｓｄ  は光ファイバ６を介して光サーキュレータ２に入光し、さらに光ファイバ１ａに出力されることにより、上り側に伝送される。
【００１５】
以上の構成による本発明の双方向伝送用利得等化器は、１本の伝送路（光ファイバ）において、上り側と下り側のそれぞれに対して独立に利得等化を施すことができ、ＷＤＭ信号のスペクトル不揃いを補正することができる。そして、本発明の双方向伝送用利得等化器は、中継器に設けることも、必要に応じて伝送路の任意の場所に設置することができる。
【００１６】
図２は本発明の双方向伝送用利得等化器の変形例を示す。図１においては、利得等化モジュールを上り側と下り側のそれぞれに設けたが、図２の（ａ）のように上り側のみに設けることも、図２の（ｂ）のように下り側のみに設けることも可能である。
【００１７】
図３は、本発明の双方向伝送用利得等化器の第１の適用例を示す。
図１に示した双方向伝送用利得等化器１０の下り側の光ファイバ１ｂ内には、双方向伝送用光中継器２０が配設されている。また、双方向伝送用利得等化器１０においては、利得等化モジュール５と直列に光ＡＴＴ（光アッテネータ）８が接続されている。
【００１８】
図３において、上り側からのＷＤＭ信号ＳＷＤＭ  が規定の入力パワーよりも小さかった場合、双方向伝送用光中継器２０から出力される出力パワーは、規定値よりも小さくなり、ＷＤＭ信号ＳＷＤＭ  に傾きが生じる。そこで、利得等化モジュール５を通過したＷＤＭ信号ＳＷＤＭ  に対して光ＡＴＴ８による減衰量を小さくし、光サーキュレータ２を介して双方向伝送用光中継器２０に入力されるＷＤＭ信号ＳＷＤＭ  の信号レベルを大きくする。
【００１９】
また、上り側からのＷＤＭ信号ＳＷＤＭ  が規定の入力パワーよりも大きかった場合、双方向伝送用光中継器２０から出力される出力パワーは、規定値よりも大きくなり、同様にＷＤＭ信号ＳＷＤＭ  に傾きが生じる。そこで、利得等化モジュール５を通過したＷＤＭ信号ＳＷＤＭ  に対して光ＡＴＴ８による減衰量を大きくし、光サーキュレータ２を介して双方向伝送用光中継器２０に入力されるＷＤＭ信号ＳＷＤＭ  の信号レベルを小さくする。
【００２０】
このように、光ＡＴＴ８の減衰量を調整することによって、双方向伝送用光中継器２０に入力されるパワーを規定のパワーにすることが可能になり、双方向伝送用光中継器２０から出力されるＷＤＭ信号ＳＷＤＭ  の傾きを補正することができる。
【００２１】
図３の構成においては、光ＡＴＴ８を利得等化モジュール５側に設けたが、利得等化モジュール７側に設けてもよい。また、利得等化モジュール５と利得等化モジュール７のそれぞれに設けてもよい。さらに、双方向伝送用光中継器２０は、光ファイバ１ａ側に設けてもよいし、利得等化モジュール５，７の両方に設けてもよい。
【００２２】
図４は本発明の双方向伝送用利得等化器の第２の適用例を示す。
図４は、図３の構成から利得等化モジュール５を除去した構成となっている。図３と同様に、双方向伝送用光中継器２０は、双方向伝送用利得等化器１０の下り側の光ファイバ１ｂ内に配設されている。この場合も、図３と同様に、光サーキュレータ２に入光されたＷＤＭ信号ＳＷＤＭ  の入力パワーが双方向伝送用光中継器２０にとって過大または過少のとき、光ＡＴＴ８を調整し、双方向伝送用光中継器２０の出力パワーが最適になるようにする。これにより、双方向伝送用光中継器２０から出力されるＷＤＭ信号ＳＷＤＭ  の傾きを補正することができる。なお、光ＡＴＴ８は、図２の（ａ）の光ファイバ６内に設けてもよい。
【００２３】
図５は、本発明の他の実施の形態を示す。
本実施の形態は、図１の光サーキュレータ２，３に代えて光カプラ１１，１２を用い、利得等化モジュール５と光カプラ１２の間に光アイソレータ１３を接続し、利得等化モジュール７と光カプラ１１の間に光アイソレータ１４を接続した構成としている。光アイソレータ１３及び１４は、光信号を一方向にのみ通過させ、逆方向からの光信号は遮断する。この構成によれば、光サーキュレータを用いることなく、上りと下りの双方向の利得等化器を構成することができる。
【００２４】
なお、図５においては、図２と同様に、利得等化モジュールは光ファイバ４と６のいずれか一方のみに設けてる構成でもよい。また、図３に示した光ＡＴＴ８を利得等化モジュール５または７の少なくとも一方に接続することも、図４に示した光ＡＴＴ８を利得等化モジュール５または７に置き換えることも可能である。この場合の効果は、図３及び図４で説明した通りである。
【００２５】
図５において、上り側からの信号Ｓｕ  は光カプラ１１を介して利得等化モジュール５に入光する。この利得等化モジュール５で利得等化が施された信号Ｓｕ  は、光アイソレータ１３を通過し、光カプラ１２に入光した後、光ファイバ１ｂへ送出される。一方、下り側からの信号Ｓｄ  は光カプラ１２を介して利得等化モジュール７に入光する。この利得等化モジュール７で利得等化が施された信号Ｓｄ  は、光アイソレータ１４を通過し、光カプラ１１に入光した後、光ファイバ１ａへ送出される。
【００２６】
このように、図５の構成においても、１本の伝送路（光ファイバ）における上り側と下り側のそれぞれに対して独立に利得等化を施すことができ、ＷＤＭ信号の傾きを補正することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上より明らかなように、本発明の双方向伝送用利得等化器によれば、光伝送路の途中に直列的に第１，第２のサーキュレータを配設し、両者間に形成された上り用の経路又は下り用の経路の少なくとも一方に利得等化回路部を挿入し、これを通過するＷＤＭ信号の全チャネルのスペクトルを水平に戻す構成にしたので、同一光ファイバを用いて上り信号と下り信号を伝送する双方向伝送におけるＷＤＭ信号の全チャネルのスペクトル特性を同じにすることが可能になる。
【００２８】
また、本発明の他の双方向伝送用利得等化器によれば、光伝送路の途中に直列的に第１，第２の光カプラを配設し、両者間に形成された上り用の経路又は下り用の経路の少なくとも一方に光アイソレータを介して利得等化回路部を挿入し、これを通過するＷＤＭ信号の全チャネルのスペクトルを水平に戻す構成にしたので、同一光ファイバを用いて上り信号と下り信号を伝送する双方向伝送におけるＷＤＭ信号の全チャネルのスペクトル特性を同じにすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の双方向伝送用利得等化器を示すブロック図である。
【図２】本発明の双方向伝送用利得等化器の変形例を示すブロック図である。
【図３】本発明の双方向伝送用利得等化器の第１の適用例を示すブロック図である。
【図４】本発明の双方向伝送用利得等化器の第２の適用例を示すブロック図である。
【図５】本発明の他の実施の形態を示すブロック図である。
【図６】複数の光中継器を通過した後のＷＤＭ信号の出力スペクトルの特性図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，４，６  光ファイバ
２，３  光サーキュレータ
５，７  利得等化モジュール
８  光ＡＴＴ
１１，１２  光カプラ
１３，１４  光アイソレータ
２０  双方向伝送用光中継器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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