(57)【要約】  励起光を出力する光源の故障に対する冗長構成を簡易な構成で実現できる光中継器、光中継器の製造方法及び光信号の中継方法を提供する。光源（Ｓ１〜Ｓ３）は、光（Ｌ１〜Ｌ３）を出力する。光増幅部（Ａ１〜Ａ３）は、励起光（Ｌ４〜Ｌ６）を用いて光信号（ＳＩＧ１〜ＳＩＧ３）を増幅する。光分配部（１０）は、光源（Ｓ１〜Ｓ３）から出力される光（Ｌ１〜Ｌ３）のそれぞれを２つの分岐光に分岐し、異なる２つの光源からの光を分岐した分岐光を光増幅器（Ａ１〜Ａ３）のそれぞれが励起光（Ｌ４〜Ｌ６）として受け取るように分岐光を分配する。
2019176205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出力する３つ以上の光源と、
入力される励起光を用いて光信号を増幅する３つ以上の光増幅部と、
前記３つ以上の光源のそれぞれから出力される前記光を２つの分岐光に分岐し、異なる２つの前記光源からの前記光を分岐した前記分岐光を前記３つ以上の光増幅器のそれぞれが前記励起光として受け取るように前記分岐光を分配する光分配部と、を備える、
光中継器。
【請求項２】
前記光分配部は、
前記３つ以上の光源が出力した前記光のそれぞれを前記２つの分岐光に分岐する３つ以上の分波器と、
異なる２つの前記分波器が出力する前記分岐光を合波して得られた前記励起光を、前記３つ以上の光増幅部のいずれかに出力する３つ以上の合波器と、を備える、
請求項１に記載の光中継器。
【請求項３】
前記分波器は、入力される光を同じ比率又は異なる比率で前記２つの分岐光に分岐するＹ分岐として構成され、
前記合波器は、異なる２つの前記分波器が出力する前記分岐光を合波して前記励起光を出力するＹ分岐として構成される、
請求項２に記載の光中継器。
【請求項４】
前記３つ以上の光源のそれぞれは、複数の発光素子を備え、
前記光増幅部のそれぞれは、入力される励起光を用いて光信号を増幅する複数の光増幅器を備え、
前記分波器は、前記複数の発光素子のそれぞれが出力する光が前記２つの分岐光のそれぞれに含まれるように、前記複数の発光素子が出力する前記光を同じ比率又は異なる比率で分岐するカプラとして構成され、
前記合波器は、異なる２つの前記分波器が出力する前記分岐光を合波し、合波した光を同じ比率又は異なる比率で複数の励起光に分岐して、前記複数の励起光を前記光増幅部のいずれかの前記複数の光増幅器のそれぞれへ出力するカプラとして構成される、
請求項２に記載の光中継器。
【請求項５】
前記３つ以上の光源を制御する制御部を更に備え、
前記３つ以上の光源の一部が故障して光の出力が停止した場合、前記制御部は、前記３つ以上の光増幅部が受け取る前記励起光の光強度を所望の範囲内に収めるため、前記３つ以上の光源のうちで故障していないものが出力する光の光強度を調整する、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光中継器。
【請求項６】
光を出力する３つ以上の光源を配置し、
入力される励起光を用いて光信号を増幅する３つ以上の光増幅部を配置し、
前記３つ以上の光源のそれぞれから出力される前記光を２つの分岐光に分岐し、異なる２つの前記光源からの前記光を分岐した前記分岐光を前記３つ以上の光増幅器のそれぞれが前記励起光として受け取るように前記分岐光を分配する光分配部を、前記３つ以上の光源と前記３つ以上の光増幅部との間に配置する、
光中継器の製造方法。
【請求項７】
３つ以上の光源のそれぞれから出力される光を２つの分岐光に分岐し、
異なる２つの前記光源からの前記光を分岐した前記分岐光を、入力される励起光を用いて光信号を増幅する３つ以上の光増幅器のそれぞれが前記励起光として受け取るように、前記分岐光を前記３つ以上の光増幅部に分配する、
光信号の中継方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光中継器、光中継器の製造方法及び光信号の中継方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
海底光ケーブルシステムなどの光通信システムでは、光信号の減衰を補償するため、１以上の光中継器が伝送路に挿入される。光中継器は、光信号を増幅する光増幅器を有する。このような光増幅器として、光信号を直接的に増幅することができるエルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ：Erbium Doped Fiber Amplifier）が用いられる。【０００３】
ＥＤＦＡを有するファイバ形光増幅装置（特許文献１）が提案されている。このファイバ形光増幅装置では、８つのＥｒ（エルビウム）ドープファイバ（ＥＤＦ：Erbium Doped Fiber）部に対して、８つの励起用光源が設けられている。各励起用光源から出力された励起光は、ファイバカプラで８等分されて、８つのＥＤＦ部に分配される。本構成では、１つの励起用光源から出力した光は、２入力２出力の分配器を３回通過することで、８つのＥＤＦ部に分配される。つまり、このファイバ形光増幅装置では、各ＥＤＦ部が各励起用光源から出力された励起光を１／８ずつ受け取るという冗長構成が採用されている。【０００４】
これにより、励起用光源が故障して励起光の出力が停止した場合でも、ＥＤＦ部が受け取る励起光のレベル低下を抑制し、故障していない励起用光源の出力を制御してＥＤＦ部が受け取る励起光のレベルを復帰させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−２３４７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述のファイバ形光増幅装置には、以下に示す問題点が有る。このファイバ形光増幅装置では、励起用光源が出力した励起光をＥＤＦ部の数だけ等分するため、ファイバカプラに設けられる分配器の数が多く、かつ、分配器間を光配線で接続する必要がある。そのため、分配器間を接続する複雑な配線構成が必要となり、配線作業も繁雑なものとなる。特に、ＥＤＦ部の数が増加すると励起用光源から出力された光が通過すべき分配器の数が増加するため、配線構成は更に複雑化してしまう。また、このファイバ形光増幅装置は、１つの励起用光源の故障が全てのＥＤＦ部に影響してしまうという顕著な欠点も有する。【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みて成されたものであり、本発明は、励起光を出力する光源の故障に対する冗長構成を簡易な構成で実現できる光中継器、光中継器の製造方法及び光信号の中継方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様である光中継器は、光を出力する３つ以上の光源と、入力される励起光を用いて光信号を増幅する３つ以上の光増幅部と、前記３つ以上の光源のそれぞれから出力される前記光を２つの分岐光に分岐し、異なる２つの前記光源からの前記光を分岐した前記分岐光を前記３つ以上の光増幅器のそれぞれが前記励起光として受け取るように前記分岐光を分配する光分配部と、を有するものである。【０００９】
本発明の一態様である光中継器の製造方法は、光を出力する３つ以上の光源を配置し、入力される励起光を用いて光信号を増幅する３つ以上の光増幅部を配置し、前記３つ以上の光源のそれぞれから出力される前記光を２つの分岐光に分岐し、異なる２つの前記光源からの前記光を分岐した前記分岐光を前記３つ以上の光増幅器のそれぞれが前記励起光として受け取るように前記分岐光を分配する光分配部を、前記３つ以上の光源と前記３つ以上の光増幅部との間に配置するものである。【００１０】
本発明の一態様である光信号の中継方法は、３つ以上の光源のそれぞれから出力される前記光を２つの分岐光に分岐し、異なる２つの前記光源からの前記光を分岐した前記分岐光を、入力される励起光を用いて光信号を増幅する３つ以上の光増幅器のそれぞれが前記励起光として受け取るように、前記分岐光を前記３つ以上の光増幅部に分配するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、励起光を出力する光源の故障に対する冗長構成を簡易な構成で実現できる光中継器、光中継器の製造方法及び光信号の中継方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１にかかる光中継器の構成を模式的に示す図である。
【図２】実施の形態１にかかる光中継器の構成をより詳細に示す図である。
【図３】実施の形態１にかかる光中継器における光の強度を模式的に示す図である。
【図４】実施の形態１にかかる光中継器の光源が故障した例を示す図である。
【図５】ｎ（ｎは、４以上の整数）個の光源とｎ個の光増幅器を有する光中継器を示す図である。
【図６】光分配部の光ファイバの配線の変更例を示す図である。
【図７】実施の形態２にかかる光中継器の構成を模式的に示す図である。
【図８】実施の形態２にかかる光中継器における光の強度を模式的に示す図である。
【図９】実施の形態２にかかる光中継器の光源の発光素子が故障した例を示す図である。
【図１０】実施の形態３にかかる光中継器の構成を模式的に示す図である。
【図１１】実施の形態３にかかる光中継器の構成を模式的に示す図である。
【図１２】実施の形態４にかかる光中継器の構成を模式的に示す図である。
【図１３】光中継器の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。
【００１４】
実施の形態１
実施の形態１にかかる光中継器について説明する。図１に、実施の形態１にかかる光中継器１００の構成を模式的に示す。光中継器１００は、光源Ｓ１〜Ｓ３、光分配部１０及び光増幅部Ａ１〜Ａ３を有する。
【００１５】
光源Ｓ１〜Ｓ３は、光ファイバＦ１〜Ｆ３を介して、それぞれ光Ｌ１〜Ｌ３を光分配部１０へ出力する。
【００１６】
光分配部１０は、光Ｌ１〜Ｌ３を光増幅部Ａ１〜Ａ３へ分配する光分配回路として構成される。光分配部１０は、光Ｌ１〜Ｌ３のそれぞれを２つの分岐光に分岐する。具体的には、光Ｌ１は、分岐光Ｌ１１と分岐光Ｌ１２とに分岐される。光Ｌ２は、分岐光Ｌ２１と分岐光Ｌ２２とに分岐される。光Ｌ３は、分岐光Ｌ３１と分岐光Ｌ３２とに分岐される。
【００１７】
光分配部１０は、光増幅部Ａ１〜Ａ３のそれぞれが、異なる光源から出力された２つの分岐光を受け取るように、分岐光Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ３１及びＬ３２を分配する。具体的には、光分配部１０は、分岐光Ｌ１１と分岐光Ｌ２１とを合波した励起光Ｌ４を、光ファイバＦ４を介して光増幅部Ａ１へ出力する。光分配部１０は、分岐光Ｌ１２と分岐光Ｌ３１とを合波した励起光Ｌ５を、光ファイバＦ５を介して光増幅部Ａ２へ出力する。光分配部１０は、分岐光Ｌ２２と分岐光Ｌ３２とを合波した励起光Ｌ６を、光ファイバＦ６を介して光増幅部Ａ３へ出力する。
【００１８】
光増幅部Ａ１〜Ａ３は、それぞれ励起光Ｌ４〜Ｌ６を用いて、光信号ＳＩＧ１〜ＳＩＧ３を直接的に増幅する光増幅器として構成される。光増幅部Ａ１〜Ａ３は、エルビウム添加ファイバ（ＥＤＦ：Erbium Doped Fiber）１〜３が設けられた、エルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ：Erbium Doped Fiber Amplifier）を有するものとして構成される。励起光Ｌ４〜Ｌ６がそれぞれ光増幅部Ａ１〜Ａ３のＥＤＦ１〜３に入力されることで、ＥＤＦ１〜３が励起される。そして、光信号ＳＩＧ１〜ＳＩＧ３が励起状態のＥＤＦ１〜３に入射することで、光信号ＳＩＧ１〜ＳＩＧ３が増幅される。
【００１９】
以下、光分配部１０について説明する。図２に、実施の形態１にかかる光中継器１００の構成をより詳細に示す。光分配部１０は、分波器Ｄ１〜Ｄ３及び合波器Ｍ１〜Ｍ３を有する。
【００２０】
分波器Ｄ１〜Ｄ３は、入力された光を２つの光に分岐するＹ分岐として構成される。合波器Ｍ１〜Ｍ３は、入力される２つの光を合波するＹ分岐として構成される。
【００２１】
光源Ｓ１と分波器Ｄ１の入力ポートとの間は、光ファイバＦ１で接続される。光源Ｓ２と分波器Ｄ２の入力ポートとの間は、光ファイバＦ２で接続される。光源Ｓ３と分波器Ｄ３の入力ポートとの間は、光ファイバＦ３で接続される。
【００２２】
分波器Ｄ１の一方の出力ポートと合波器Ｍ１の一方の入力ポートとは、光ファイバＦ１１で接続される。分波器Ｄ１の他方の出力ポートと合波器Ｍ２の一方の入力ポートとは、光ファイバＦ１２で接続される。分波器Ｄ２の一方の出力ポートと合波器Ｍ１の他方の入力ポートとは、光ファイバＦ２１で接続される。分波器Ｄ２の他方の出力ポートと合波器Ｍ３の一方の入力ポートとは、光ファイバＦ２２で接続される。分波器Ｄ３の一方の出力ポートと合波器Ｍ２の他方の入力ポートとは、光ファイバＦ３１で接続される。分波器Ｄ３の他方の出力ポートと合波器Ｍ３の他方の入力ポートとは、光ファイバＦ３２で接続される。
【００２３】
合波器Ｍ１の出力ポートと光増幅部Ａ１の入力ポートとは、光ファイバＦ４で接続される。合波器Ｍ２の出力ポートと光増幅部Ａ２の入力ポートとは、光ファイバＦ５で接続される。合波器Ｍ３の出力ポートと光増幅部Ａ３の入力ポートとは、光ファイバＦ６で接続される。
【００２４】
次いで、光分配部１０における光の伝送経路について説明する。分波器Ｄ１は、光Ｌ１を分岐光Ｌ１１と分岐光Ｌ１２とに分岐する。分岐光Ｌ１１は、光ファイバＦ１１を介して、合波器Ｍ１へ出力される。分岐光Ｌ１２は、光ファイバＦ１２を介して、合波器Ｍ２へ出力される。分波器Ｄ２は、光Ｌ２を分岐光Ｌ２１と分岐光Ｌ２２とに分岐する。分岐光Ｌ２１は、光ファイバＦ２１を介して、合波器Ｍ１へ出力される。分岐光Ｌ２２は、光ファイバＦ２２を介して、合波器Ｍ３へ出力される。分波器Ｄ３は、光Ｌ３を分岐光Ｌ３１と分岐光Ｌ３２とに分岐する。分岐光Ｌ３１は、光ファイバＦ３１を介して、合波器Ｍ２へ出力される。分岐光Ｌ３２は、光ファイバＦ３２を介して、合波器Ｍ３へ出力される。
【００２５】
合波器Ｍ１は、分岐光Ｌ１１と分岐光Ｌ２１とを合波し、光ファイバＦ４を介して、励起光Ｌ４を光増幅部Ａ１へ出力する。合波器Ｍ２は、分岐光Ｌ１２と分岐光Ｌ３１とを合波し、光ファイバＦ５を介して、励起光Ｌ５を光増幅部Ａ２へ出力する。合波器Ｍ３は、分岐光Ｌ２２と分岐光Ｌ３２とを合波し、光ファイバＦ６を介して、励起光Ｌ６を光増幅部Ａ３へ出力する。
【００２６】
光Ｌ１〜Ｌ３の光強度が同じであり、かつ、分波器Ｄ１〜Ｄ３がそれぞれ光Ｌ１〜Ｌ３を同じ比率で分岐する場合、励起光Ｌ４〜Ｌ６は同じ光強度となる。図３に、実施の形態１にかかる光中継器１００における光の強度を模式的に示す。光Ｌ１〜Ｌ３の光強度が「１００」であり、分波器Ｄ１が光Ｌ１を同じ比率で分岐する場合、分岐光Ｌ１１及びＬ１２の光強度は「５０」となる。同様に、分岐光Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ３１及びＬ３２の光強度も「５０」となる。したがって、２つの分岐光を合波した励起光Ｌ４〜Ｌ６の光強度は「１００」となる。
【００２７】
次に、光中継器１００で光源が故障した場合について検討する。図４に、実施の形態１にかかる光中継器１００の光源Ｓ１が故障した例を示す。光源Ｓ１が故障して光Ｌ１の出力が停止すると、分岐光Ｌ２１のみが励起光Ｌ４として光増幅部Ａ１へ出力されるので、励起光Ｌ４の光強度は「５０」となる。また、分岐光Ｌ３１のみが励起光Ｌ５として光増幅部Ａ２へ出力されるので、励起光Ｌ５の光強度は「５０」となる。励起光Ｌ６の光強度は、「１００」のままとなる。
【００２８】
このように、光中継器１００では、光増幅部が２つの異なる光源からの光を励起光として受け取る冗長構成をとっているため、光源が１つ故障しても、励起光の光強度は低下するものの、光増幅部への励起光の出力が途絶えることはない。よって、本構成によれば、光源が故障しても光信号の中継を継続することができる光中継器を提供することができる。
【００２９】
上記では、光中継器が３つの光源と３つの光増幅器を有する例について説明したが、光源の数と光増幅部の数は３つに限られない。すなわち、光中継部は２又は４以上の光源と２又は４以上の光増幅器とを有してもよい。図５に、ｎ（ｎは、４以上の整数）個の光源とｎ個の光増幅部を有する光中継器１０１を示す。
【００３０】
光中継器１０１は、光源Ｓ１〜Ｓｎ、光分配部１１及び光増幅部Ａ１〜Ａｎを有する。光分配部１１は、分波器Ｄ１〜Ｄｎ及び合波器Ｍ１〜Ｍｎを有する。光分配部１１は、光分配部１０と同様に、光源Ｓ１〜Ｓｎが出力した光を２つの分岐光に分岐し、光増幅部Ａ１〜Ａｎのそれぞれが、異なる光源から出力された２つの分岐光を受け取るように、分岐光を分配する。
【００３１】
よって、光中継器１０１でも、光中継器１００と同様に、光増幅部が２つの異なる光源からの光を励起光として受け取る冗長構成をとっているため、光源が故障しても光信号の中継を継続することができる。
【００３２】
本構成では、特許文献１とは異なり、光増幅部の数が増えても光源から出力される光が通過すべき分波器及び合波器の合計数は２つのままで、増えることはない。そのため、複雑な光配線を行わずに済む。よって、光配線の複雑化を考慮することなく光源及び光増幅部の数を選択でき、必要に応じた柔軟な設計が可能となる。また、分波器及び合波器の数を抑えることで、これらによる光の損失を抑制することができる。その結果、特許文献１などの構成と比較して、光源から出力される光をより効率的に励起光として利用することができる。
【００３３】
また、本実施の形態にかかる光中継器は、１つの光源が故障しても光増幅部の一部にしか影響しないので、光源の故障に対する光信号の中継への影響を軽減することが可能となる。
【００３４】
なお、図２に示した光分配部１０における光ファイバの配線は、一例に過ぎない。光増幅部Ａ１〜Ａ３のそれぞれが異なる２つの光源からの光が合波された励起光を受け取れるならば、適宜光分配部での光ファイバの配線を変更してもよい。図６に、光分配部の光ファイバの配線の変更例を示す。
【００３５】
図６に示した光中継器１０２の光分配部１２では、光ファイバＦ１１は、分波器Ｄ１の出力ポートと合波器Ｍ３の入力ポートとを接続している。光ファイバＦ３２は、分波器Ｄ３の出力ポートと合波器Ｍ１の入力ポートとを接続している。その結果、励起光Ｌ４は、分岐光Ｌ２１と分岐光Ｌ３２とを含む光となり、励起光Ｌ６は分岐光Ｌ１１と分岐光Ｌ２２とを含む光となっている。
【００３６】
このように、光中継器の用途に応じて、適宜光ファイバの配線を柔軟に変更した設計を行うことも可能である。
【００３７】
実施の形態２
実施の形態２にかかる光中継器について説明する。図７に、実施の形態２にかかる光中継器２００の構成を模式的に示す。光中継器２００は、光源ＳＤ１〜ＳＤ３、光分配部２０及び光増幅部ＡＤ１〜ＡＤ３を有する。光源ＳＤ１〜ＳＤ３は、それぞれ光中継器１００の光源Ｓ１〜Ｓ３に対応する。光増幅部ＡＤ１〜ＡＤ３は、それぞれ光中継器１００の光増幅部Ａ１〜Ａ３に対応する。
【００３８】
光分配部２０は、カプラＣ１〜Ｃ６を有する。カプラＣ１〜Ｃ３は、それぞれ光分配部１０の分波器Ｄ１〜Ｄ３に対応する。カプラＣ４〜Ｃ６は、それぞれ光分配部１０の合波器Ｍ１〜Ｍ３に対応する。
【００３９】
カプラＣ１〜Ｃ６は、２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有する。第１及び第２の入力ポートに入力された光のそれぞれは、２つの分岐光に分岐される。第１の入力ポートに入力されて分岐された分岐光の一方と、第２の入力ポートに入力されて分岐された分岐光の一方とは合波されて、第１の出力ポートから出力される。第１の入力ポートに入力されて分岐された分岐光の他方と、第２の入力ポートに入力されて分岐された分岐光の他方とは合波されて、第２の出力ポートから出力される。
【００４０】
光源ＳＤ１〜ＳＤ３は、それぞれ２つの発光素子を有する。具体的には、光源ＳＤ１は発光素子ＬＤ１１及びＬＤ１２を有する。光源ＳＤ２は発光素子ＬＤ２１及びＬＤ２２を有する。光源ＳＤ３は発光素子ＬＤ３１及びＬＤ３２を有する。各発光素子は、例えば半導体レーザなどの素子を用いることができる。
【００４１】
発光素子ＬＤ１１は、光ファイバＦＡ１を介して、光ＬＡ１をカプラＣ１の一方の入力ポートへ出力する。発光素子ＬＤ１２は、光ファイバＦＢ１を介して、光ＬＢ１をカプラＣ１の他方の入力ポートへ出力する。カプラＣ１は、光ＬＡ１を分岐光ＬＡ１１及びＬＡ１２に分岐し、光ＬＢ１を分岐光ＬＢ１１及びＬＢ１２に分岐する。カプラＣ１は、分岐光ＬＡ１１及びＬＢ１１を合波し、かつ、分岐光ＬＡ１２及びＬＢ１２を合波する。合波された分岐光ＬＡ１１及びＬＢ１１は、カプラＣ１の一方の出力ポートからカプラＣ４の一方の入力ポートへ出力される。合波された分岐光ＬＡ１２及びＬＢ１２は、カプラＣ１の他方の出力ポートからカプラＣ５の一方の入力ポートへ出力される。
【００４２】
発光素子ＬＤ２１は、光ファイバＦＡ２を介して、光ＬＡ２をカプラＣ２の一方の入力ポートへ出力する。発光素子ＬＤ２２は、光ファイバＦＢ２を介して、光ＬＢ２をカプラＣ２の他方の入力ポートへ出力する。カプラＣ２は、光ＬＡ２を分岐光ＬＡ２１及びＬＡ２２に分岐し、光ＬＢ２を分岐光ＬＢ２１及びＬＢ２２に分岐する。カプラＣ２は、分岐光ＬＡ２１及びＬＢ２１を合波し、かつ、分岐光ＬＡ２２及びＬＢ２２を合波する。合波された分岐光ＬＡ２１及びＬＢ２１は、カプラＣ２の一方の出力ポートからカプラＣ４の他方の入力ポートへ出力される。合波された分岐光ＬＡ２２及びＬＢ２２は、カプラＣ２の他方の出力ポートからカプラＣ６の一方の入力ポートへ出力される。
【００４３】
発光素子ＬＤ３１は、光ファイバＦＡ３を介して、光ＬＡ３をカプラＣ３の一方の入力ポートへ出力する。発光素子ＬＤ３２は、光ファイバＦＢ３を介して、光ＬＢ３をカプラＣ３の他方の入力ポートへ出力する。カプラＣ３は、光ＬＡ３を分岐光ＬＡ３１及びＬＡ３２に分岐し、光ＬＢ３を分岐光ＬＢ３１及びＬＢ３２に分岐する。カプラＣ３は、分岐光ＬＡ３１及びＬＢ３１を合波し、かつ、分岐光ＬＡ３２及びＬＢ３２を合波する。合波された分岐光ＬＡ３１及びＬＢ３１は、カプラＣ３の一方の出力ポートからカプラＣ５の他方の入力ポートへ出力される。合波された分岐光ＬＡ３２及びＬＢ３２は、カプラＣ３の他方の出力ポートからカプラＣ６の他方の入力ポートへ出力される。
【００４４】
カプラＣ４〜Ｃ６は、上述したように、入力された光を分岐し、分岐した光を合波する。その結果、カプラＣ４の出力ポートの一方からは、分岐光ＬＡ１１、ＬＢ１１、ＬＡ２１及びＬＢ２１を合波した励起光ＬＡ４が出力される。カプラＣ４の出力ポートの他方からは、分岐光ＬＡ１１、ＬＢ１１、ＬＡ２１及びＬＢ２１を合波した励起光ＬＢ４が出力される。
【００４５】
カプラＣ５の出力ポートの一方からは、分岐光ＬＡ１２、ＬＢ１２、ＬＡ３１及びＬＢ３１を合波した励起光ＬＡ５が出力される。カプラＣ５の出力ポートの他方からは、分岐光ＬＡ１２、ＬＢ１２、ＬＡ３１及びＬＢ３１を合波した励起光ＬＢ５が出力される。
【００４６】
カプラＣ６の出力ポートの一方からは、分岐光ＬＡ２２、ＬＢ２２、ＬＡ３２及びＬＢ３２を合波した励起光ＬＡ６が出力される。カプラＣ６の出力ポートの他方からは、分岐光ＬＡ２２、ＬＢ２２、ＬＡ３２及びＬＢ３２を合波した励起光ＬＢ６が出力される。
【００４７】
光増幅部ＡＤ１〜ＡＤ３は、それぞれ２つの光増幅器を有する。具体的には、光増幅部ＡＤ１は、ＥＤＦを含む２つの光増幅器Ａ１１及びＡ１２を有する。光増幅部ＡＤ２は、ＥＤＦを含む２つの光増幅器Ａ２１及びＡ２２を有する。光増幅部ＡＤ３は、ＥＤＦを含む２つの光増幅器Ａ３１及びＡ３２を有する。
【００４８】
励起光ＬＡ４は光増幅部ＡＤ１の光増幅器Ａ１１に入力され、励起光ＬＢ４は光増幅部ＡＤ１の光増幅器Ａ１２に入力される。励起光ＬＡ５は光増幅部ＡＤ２の光増幅器Ａ２１に入力され、励起光ＬＢ５は光増幅部ＡＤ２の光増幅器Ａ２２に入力される。励起光ＬＡ６は光増幅部ＡＤ３の光増幅器Ａ３１に入力され、励起光ＬＢ６は光増幅部ＡＤ３の光増幅器Ａ３２に入力される。
【００４９】
以上のように、本構成では、光源が２つの発光素子を有する場合でも、各発光素子から出力された光を分岐して、分岐した光のそれぞれを異なるカプラへ出力することが可能である。結果として、実施の形態１と同様に、１つの光源から出力された光は分岐され、分岐された光はそれぞれ異なる光増幅部へ出力されることが理解できる。
【００５０】
一般に、光通信では、しばしば上りの光信号と下りの光信号とをペアとして取り扱う。よって、光中継器は、上り用の光ファイバと下り用の光ファイバからなるファイバペアを伝送される光信号を増幅することとなる。この場合、１つのファイバペアに対して、本実施の形態にかかる光増幅部を１つ割り当てることで、ファイバペア単位での運用に容易に対応することが可能となる。なお、ファイバペアについては、通信の方向だけではなく、頻用する帯域のペア（例えば、ＣバンドとＬバンド）などに対応するものであってもよい。
【００５１】
発光素子のそれぞれが出力する光の光強度が同じであり、かつ、カプラＣ１〜Ｃ６が同じ比率で光を分岐する場合、カプラＣ４〜Ｃ６が出力する励起光の光強度は同じとなる。図８に、実施の形態２にかかる光中継器２００における光の強度を模式的に示す。光ＬＡ１〜ＬＡ３及びＬＢ１〜ＬＢ３の光強度が「１００」である場合、カプラＣ１〜Ｃ３で分岐された分岐光のそれぞれの光強度は「５０」となる。よって、カプラＣ１〜Ｃ３の各出力ポートから出力される光のそれぞれの光強度は「１００」となる。
【００５２】
カプラＣ４〜Ｃ６で分岐された光のそれぞれの光強度は「５０」となる。よって、カプラＣ４〜Ｃ６の各出力ポートから出力される励起光ＬＡ４〜ＬＡ６及びＬＢ４〜ＬＢ６の光強度は「１００」となる。したがって、励起光ＬＡ４〜ＬＡ６及びＬＢ４〜ＬＢ６の光強度は同じになる。
【００５３】
次に、光中継器２００で光源が故障した場合について検討する。図９に、実施の形態２にかかる光中継器２００の光源ＳＤ１の発光素子ＬＤ１２が故障した例を示す。発光素子ＬＤ１２が故障して光ＬＢ１の出力が停止すると、光ＬＢ１の光強度は「０」となる。そのため、カプラＣ１からカプラＣ４へは光強度が「５０」の分岐光ＬＡ１１だけが出力され、カプラＣ１からカプラＣ５へは光強度が「５０」の分岐光ＬＡ１２だけが出力される。
【００５４】
カプラＣ４は、分岐光ＬＡ１１を光強度が「２５」の２つの光に分岐する。カプラＣ５は、分岐光ＬＡ１２を光強度が「２５」の２つの光に分岐する。その結果、励起光ＬＡ４、ＬＢ４、ＬＡ５及びＬＢ５の光強度は「７５」となる。
【００５５】
以上、本構成では、１つの光源に含まれる２つの発光素子の一方が故障した場合、励起光の光強度が３／４に低下するものの、光増幅部に励起光を継続して出力することができる。
【００５６】
なお、本構成では、１つの光源に含まれる２つの発光素子の一方が更に故障した場合、励起光の光強度が１／２に低下するものの、この場合でも光増幅部に励起光を継続して出力することができる。また、本構成では、他の光源に含まれる２つの発光素子の一方が更に故障すると、励起光の光強度が１／２に低下する場合があるものの、この場合でも光増幅部に励起光を継続して出力することができる。更に、２つの光源に含まれる４つの発光素子のうち３つの発光素子が故障すると励起光の光強度が１／４に低下する場合があるものの、この場合でも光増幅部に励起光を継続して出力することができる。
【００５７】
なお、光源に設けられる発光素子の数は２個に限られるものではなく、３個以上であってもより。また、発光素子の数に応じて、対応するカプラの入力ポートの数を適宜変更してよい。
【００５８】
すなわち、光源に複数の発光素子を設けることで、光源で故障が発生した場合でも、励起光が途絶えるおそれを、より軽減することができる。
【００５９】
実施の形態３
実施の形態３にかかる光中継器について説明する。上述の実施の形態では、分波器Ｄ１〜Ｄ３とカプラＣ１〜Ｃ６とは入力された光を同じ比率で分岐し、励起光は同じ光強度を有するものとして説明した。しかし、用途によっては、光増幅部が使用する励起光の光強度が異なることも考え得る。本実施の形態では、光増幅部が使用する励起光の光強度が異なる場合に対応できる光中継器について説明する。
【００６０】
図１０に、実施の形態３にかかる光中継器３００の構成を模式的に示す。光中継器３００は、実施の形態１にかかる光中継器１００の光分配部１０を光分配部３０に置換した構成を有する。本実施の形態では、光増幅部Ａ１に入力される励起光Ｌ４に要求される光強度を「１２０」とする。光増幅部Ａ２に入力される励起光Ｌ５に要求される光強度を「８０」とする。また、光増幅部Ａ３に入力される励起光Ｌ６に要求される光強度を「１００」とする。
【００６１】
光分配部３０は、分波器Ｄ１〜Ｄ３での光の分岐比率が光分配部１０とは異なることを除き、光分配部１０と同様の構成を有する。
【００６２】
分波器Ｄ１は、光Ｌ１を異なる比率で分岐する。この例では、分波器Ｄ１は、光強度が「１００」の光Ｌ１を、光強度が「６０」の分岐光Ｌ１１と光強度が「４０」の分岐光Ｌ１２とに分岐する。
【００６３】
分波器Ｄ２は、光Ｌ２を異なる比率で分岐する。この例では、分波器Ｄ２は、光強度が「１００」の光Ｌ２を、光強度が「６０」の分岐光Ｌ２１と光強度が「４０」の分岐光Ｌ２２とに分岐する。
【００６４】
分波器Ｄ３は、光Ｌ３を異なる比率で分岐する。この例では、分波器Ｄ６は、光強度が「１００」の光Ｌ３を、光強度が「４０」の分岐光Ｌ３１と光強度が「６０」の分岐光Ｌ３２とに分岐する。
【００６５】
よって、励起光Ｌ４の光強度は「１２０」、励起光Ｌ５の光強度は「８０」、励起光Ｌ６の光強度は「１００」となる。したがって、図１０に示す光中継器３００によれば、分波器の光の分岐比を変更するのみで、光分配部の部品数を増やすことなく励起光の光強度を容易に所望の値とすることができる。
【００６６】
また、光源から出力される光の光強度を変更することで、励起光の光強度を変更することも可能である。図１１に、実施の形態３にかかる光中継器３０１の構成を模式的に示す。光中継器３０１の構成は、光源Ｓ１〜Ｓ３が出力する光の光強度が異なる他は、光中継器１００と同様である。ここで、励起光Ｌ４〜Ｌ６に要求される光強度は、それぞれ「１２０」、「９０」及び「９０」であるものとする。
【００６７】
本実施の形態では、光Ｌ１の光強度は「１２０」、光Ｌ２の光強度は「１２０」、光Ｌ３の光強度は「６０」である。
【００６８】
よって、分岐光Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ２１及びＬ２２の光強度は「６０」となる。分岐光Ｌ３１及びＬ３２の光強度は「３０」となる。
【００６９】
その結果、励起光Ｌ４の光強度は「１２０」、励起光Ｌ５の光強度は「９０」、励起光Ｌ６の光強度は「９０」となる。したがって、図１１に示す光中継器３０１によれば、光源が出力する光の光強度を変更するのみで、部品数を増やすことなく励起光の光強度を容易に所望の値とすることができる。
【００７０】
例えば、増幅される信号光の帯域が異なる場合、帯域に応じた励起光の光強度の設定が必要な場合がある。Ｃバンド（１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍ）の光信号とＬバンド（１５６５ｎｍ〜１６２５ｎｍ）と光信号が増幅される例について説明する。一般に、Ｌバンドの光信号を増幅する光増幅部は、Ｃバンドの光信号を増幅する光増幅部と比べ、より高強度の励起光を必要とする。この場合、図１０及び１１に示すように、光増幅部に与える励起光の強度を設定することで、異なる帯域の光信号の増幅に対応することができる。なお、上記のＣバンド及びＬバンドの増幅は一例に過ぎない。すなわち、Ｃバンド及びＬバンドを含む複数の異なる帯域の光信号の増幅に適宜対応できることは、勿論である。
【００７１】
なお、分波器の光の分岐比の変更と、光源が出力する光の光強度の変更を組み合わせて励起光の光強度を設定してもよいことは、いうまでもない。また、実施の形態２では分波器及び合波器としてカプラを用いているが、励起光に要求される光強度に応じてカプラの光分岐比を変更してもよいことは、言うまでもない。
【００７２】
実施の形態４
実施の形態４にかかる光中継器について説明する。ここでは、上述の実施の形態にかかる光中継器の実装について説明する。図１２に、実施の形態４にかかる光中継器４００の構成を模式的に示す。光中継器４００では、円筒形状の筐体４０の内部に、円柱形状のモジュールが筐体４０の長手方向（図１２のＺ方向）に配列される。なお、図１２では、筐体４０内部のモジュールを表示するため、筐体４０の一部を除去している。この例では、図１２に示すように、筐体４０の内部にモジュール４１〜４４が配列されている。
【００７３】
モジュール４１〜４４は、光信号の中継に使用する光源、光分配部及び光増幅部が実装される。
【００７４】
この例では、図２に示した光源Ｓ１及びＳ２、分波器Ｄ１及びＤ２、光増幅部Ａ１及びＡ２は、モジュール４２に実装される。よって、光ファイバＦ１、Ｆ２、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ１１、Ｆ１２及びＦ２１は、モジュール４２内に収容される。
【００７５】
図２に示した光源Ｓ３、分波器Ｄ３及び光増幅部Ａ３は、モジュール４３に実装される。よって、光ファイバＦ３、Ｆ６及びＦ３２は、モジュール４３内に収容される。
【００７６】
この場合、光ファイバＦ２２は、モジュール４２内の分波器Ｄ２とモジュール４３内の合波器Ｍ３とを接続するように、モジュール４２とモジュール４３とにわたって配線される。光ファイバＦ３１は、モジュール４３内の分波器Ｄ３とモジュール４２内の合波器Ｍ２とを接続するように、モジュール４２とモジュール４３とにわたって配線される。例えば、図１２に示すように、モジュール４２及び４２の側面には、光ファイバをガイドする溝５０が設けられる。光ファイバＦ２２及びＦ３１は、溝５０に収容される。
【００７７】
以上説明したように、例えば図２に示した光中継器１００を構成する部品が異なるモジュールに分散して実装されたとしても、モジュール間で光ファイバを配線することで、光中継器を構成できることが理解できる。なお、実施の形態２及び３にかかる光中継器を構成する部品が異なるモジュールに分散して実装された場合でも、同様であることは言うまでもない。
【００７８】
なお、上記の筐体の形状は例示に過ぎず、円筒形状以外の他の形状としてもよい。また、筐体の長手方向にモジュールが配列されているが、モジュールの配置はこの例に限られない。
【００７９】
その他の実施の形態
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施の形態では、光中継器に設けられた複数の部品が光ファイバで接続されるものとして説明したが、これは例示に過ぎない。光中継器に設けられた複数の部品を接続する光ファイバの一部又は全部は、光ファイバ以外の光導波路であってもよい。
【００８０】
実施の形態２では、光源が２つの発光素子を有しているが、３以上の発光素子を有していてもよい。この場合、１つの光源と接続されるカプラは、複数の発光素子のそれぞれが出力する光を同じ比率又は異なる比率で２つに分岐光に分岐してもよい。また、励起光に要求される光強度に応じて、複数の発光素子が出力する光の光強度は、同じでもよいし、異なっていてもよい。
【００８１】
実施の形態２では、光増幅部が２つの光増幅器を有しているが、３以上の発光素子を有していてもよい。この場合、１つの光増幅部と接続されるカプラは、合波された光を同じ比率又は異なる比率で分岐し、分岐した光をそれぞれ複数の光増幅器へ出力してもよい。
【００８２】
なお、上述の実施の形態で説明した光源と光増幅部とを配置し、かつ、光分配部を配置することで、上述の実施の形態にかかる光中継器を製造する方法を実現できることは、勿論である。また、光中継器を適用して光信号を増幅することで、光信号の中継する方法が実現されることは、勿論である。
【００８３】
上述の実施の形態にかかる光中継器において光源が故障した場合、励起光の光強度を維持するため、故障していない光源が出力する光の光強度を、許容される範囲内で増大させてもよい。この場合、光中継器に制御部を設け、制御部が光源の故障を検知し、故障していない光源を制御してもよい。これにより、励起光Ｌ１〜Ｌ３の光強度を所望の範囲内に収めることが可能である。
【００８４】
図１３に、上述の実施の形態にかかる光中継器の変形例を示す。図１３に示す光中継器は、実施の形態１にかかる光中継器１００に制御部６０を追加した構成を有する。制御部６０は、故障検出信号ＤＥＴを受け取り、光源の故障発生を検出できる。制御部６０は、故障検出結果に応じて、制御信号ＣＯＮ１〜ＣＯＮ３により、光源Ｓ１〜Ｓ３のうちで故障していないものから出力される光の光強度のそれぞれを制御することができる。故障検出信号ＤＥＴは、光源の故障発生を判定する判定部から制御部６０に与えてもよい。この判定部は、光中継器の内部に設けられてもよいし、外部に設けられてもよい。また、光源が故障を検出し、光源から制御部６０に故障検出信号ＤＥＴを出力してもよい。
【００８５】
上記では、ＥＤＦを有する光増幅器及び光増幅部について説明したが、光増幅器及び光増幅部はＥＤＦ以外の他の希土類添加ファイバを有していてもよい。
【００８６】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００８７】
この出願は、２０１８年３月１３日に出願された日本出願特願２０１８−４５４１７を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【００８８】
１〜３  ＥＤＦ
６０  制御部
１０、１１、１２、２０、３０  光分配部
４０  筐体
４１〜４４  モジュール
５０  溝
１００、１０１、１０２、１０３、２００、３００、３０１、４００  光中継器
Ａ１〜Ａ３、ＡＤ１〜ＡＤ３  光増幅部
Ａ１１、Ａ１２、Ａ２１、Ａ２２、Ａ３１、Ａ３２  光増幅器
Ｃ１〜Ｃ６  カプラ
Ｄ１〜Ｄ６  分波器
Ｆ１〜Ｆ６  光ファイバ
Ｆ１１、Ｆ１２、Ｆ２１、Ｆ２２、Ｆ３１、Ｆ３２、ＦＡ１〜ＦＡ３、ＦＢ１〜ＦＢ３  光ファイバ
Ｌ１〜Ｌ３、ＬＡ１〜ＬＡ３、ＬＢ１〜ＬＢ３  光
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ３１、Ｌ３２、ＬＡ１１、ＬＡ１２、ＬＡ２１、ＬＡ２２、ＬＡ３１、ＬＡ３２、ＬＢ１１、ＬＢ１２、ＬＢ２１、ＬＢ２２、ＬＢ３１、ＬＢ３２  分岐光
Ｌ４〜Ｌ６、ＬＡ４〜ＬＡ６、ＬＢ４〜ＬＢ６  励起光
ＬＤ１１、ＬＤ１２、ＬＤ２１、ＬＤ２２、ＬＤ３１、ＬＤ３２  発光素子
ＳＩＧ１〜ＳＩＧ３  光信号
【図１】
2019176205.tif 000003
【図２】
2019176205.tif 000004
【図３】
2019176205.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019176205.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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