(57)【要約】【課題】変調された励起光で希土類添加ファイバを励起しても伝送特性の劣化を防ぐことができる光直接増幅器を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る光直接増幅器３０２は、複数の変調光を合波することで光強度を平滑化した励起光を出力する励起光源部３２と、励起光源部３２からの励起光で励起される希土類添加ファイバ１３と、を備える。光直接増幅器３０２は、複数の変調光を合波して光強度を平滑化した励起光で希土類添加ファイバ１３を励起する光直接増幅方法を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の変調光を合波することで光強度を平滑化した励起光を出力する励起光源部と、
前記励起光源部からの励起光で励起される希土類添加ファイバと、
を備える光直接増幅器。
【請求項２】
前記励起光源部は、
複数の前記変調光を合波して前記励起光を出力する合波器と、
前記合波器で前記変調光を合波したときに、前記励起光が平滑化するように前記変調光を変調して前記合波器に出力する複数の変調光源と、
を有することを特徴とする請求項１に記載される光直接増幅器。
【請求項３】
前記変調光源は、前記合波器で合波したときに全ての前記変調光の変調成分が相殺されるような変調成分を重畳した前記変調光をそれぞれ出力することを特徴とする請求項２に記載される光直接増幅器。
【請求項４】
前記変調光源は、２つであり、互いに逆相となる変調成分を重畳した前記変調光をそれぞれ出力することを特徴とする請求項２に記載される光直接増幅器。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の光直接増幅器と、
前記光直接増幅器が所定間隔で配置される光伝送路と、
を含む光伝送システム。
【請求項６】
複数の変調光を合波して光強度を平滑化した励起光で希土類添加ファイバを励起する光直接増幅方法。
【請求項７】
複数の前記変調光を合波して前記励起光を出力する合波手順と、
前記合波手順で前記変調光を合波したときに、前記励起光が平滑化するように複数の前記変調光を変調する変調手順と、
を有することを特徴とする請求項６に記載される光直接増幅方法。
【請求項８】
前記変調手順で、前記合波手順で合波したときに全ての前記変調光の変調成分が相殺されるような変調成分を重畳した前記変調光を出力することを特徴とする請求項７に記載される光直接増幅方法。
【請求項９】
前記変調光が２つであり、前記変調手順で、互いに逆相となる変調成分を重畳した前記変調光を出力することを特徴とする請求項７に記載される光直接増幅方法。
【請求項１０】
請求項６から９のいずれかに記載される光直接増幅方法で、所定光路長毎に信号光を増幅する光伝送方法。
【請求項１１】
複数の変調光を合波して光強度を平滑化した励起光で希土類添加ファイバを励起する光直接増幅方法をコンピュータに実行させる光直接増幅プログラム。
【請求項１２】
合波器に、複数の前記変調光を合波させて前記励起光を出力させる合波手順と、
複数の変調光源に、前記合波手順で前記変調光を合波したときに、前記励起光が平滑化するような前記変調光を出力させる変調手順と、
を有することを特徴とする光直接増幅方法をコンピュータに実行させる請求項１１に記載の光直接増幅プログラム。
【請求項１３】
前記変調手順で、前記変調光源それぞれに、前記合波手順で合波したときに全ての前記変調光の変調成分が相殺されるような変調成分を重畳した前記変調光を出力させることを特徴とする光直接増幅方法をコンピュータに実行させる請求項１２に記載の光直接増幅プログラム。
【請求項１４】
前記変調光が２つであり、前記変調手順で、前記変調光源それぞれに、互いに逆相となる変調成分を重畳した前記変調光を出力させることを特徴とする光直接増幅方法をコンピュータに実行させる請求項１２に記載の光直接増幅プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を直接増幅する光直接増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
波長数分割多重（ＷＤＭ）光伝送系用光直接増幅器においては、多重する波長数の増加に伴い１ｃｈから最大ｃｈまで広範囲な入力に対応する必要があり、また伝送路の損失変化などのレベル変化の要因に対応して動作する必要などから、状況により３０ｄＢ以上もの入力ダイナミックレンジに対応して動作することが要求される。
【０００３】
また、長距離システムやＲＯＡＤＭ（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）システムの導入などから多段中継の伝送特性が要求されるようになってきている。このため、光直接増幅器には低雑音指数と高い出力光安定性が要求される。
【０００４】
広い入力ダイナミックレンジに対応するため、光直接増幅器の出力パワーを制御するため励起ＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）は低出力から高出力まで安定に動作することが必要となるが、大出力の励起ＬＤでは低出力パワー時の出力パワーが不安定になる傾向がある。特に低雑音指数化のために使用される９８０ｎｍ帯の励起ＬＤの場合、高い波長精度が要求されるためにファイバグレーティングを用いた外部共振器を採用していることが一般的であり、低出力時に不安定になりやすい傾向にある。これを解決するために励起ＬＤに変調を重畳する方法が特許文献１及び２に記載される。
【０００５】
特許文献１の光中継器の監視制御システムは、光中継器が、光伝送路上のラマン増幅媒体に波長の異なる複数の励起光を供給する励起光供給部を有し、以下のように動作する。励起光供給部は、ラマン増幅媒体に供給される複数の励起光のうちで、波長多重信号光に含まれる長波長側の光信号のラマン増幅を可能にする励起光に対して変調をかける励起光変調部を光中継器に設け、励起光変調部で変調された励起光によってラマン増幅された長波長側の光信号に含まれる変調成分により、監視制御命令に対する応答信号を返信する。
【０００６】
引用文献２のラマン増幅器は、ＷＤＭ信号を伝搬する伝送媒体と、互いに周波数の異なる複数の励起光を生成する励起光源と、上記複数の励起光をそれぞれ変調する変調手段と、上記変調手段により変調された複数の励起光を上記伝送媒体に導く光ガイド手段、を備える。ラマン増幅器の変調手段は以下のように動作する。変調手段は、周波数差が実質的にラマンシフト周波数になっている励起光どうしの間でエネルギーの受け渡しが行われないように複数の励起光を変調する。
【０００７】
一方、光直接増幅器には上述したラマン増幅器の他に希土類添加ファイバを備える光直接増幅器もある。図１は、関連する光直接増幅器３０１を説明する構成図である。光直接増幅器３０１は、特許文献１や２に記載される変調された励起光で希土類添加ファイバを励起している。具体的には、光直接増幅器３０１は、次のように動作する。変調光源１５は、光直接増幅器の出力レベルを調整する制御部１６からの制御信号、及び変調信号を重畳する変調部１７からの信号が入力される。励起光源部３１は、この構成で変調光源１５の出力パワーが低いレベルにおいても安定動作を実現している。光直接増幅器３０１は、合波器１２で入力ポート１１に入力された信号光に変調光源１５からの励起光を合波して希土類添加ファイバ１３に結合する。希土類添加ファイバ１３は信号光を増幅して出力ポート１４から出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１２４８８９号公報
【特許文献２】特開２００４−１７０５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１のような構成で、上述したような変調された励起光で希土類添加ファイバ１３を励起した場合、希土類添加ファイバ１３の励起状態が変化するため、増幅される主信号光にも励起光の変調が一部重畳されることになる。例えば、希土類添加ファイバを備える光直接増幅器の増幅特性は、励起光の変調に対して高域遮断特性を持つため、１００％変調をかけた場合にはＭＨｚ程度の変調に対して一般的に数％程度の信号光変調が重畳される。このため、変調された励起光で希土類添加ファイバを励起する光直接増幅器は、光直接増幅器を多段に接続する光伝送システムにおいて伝送特性を劣化させる要因となっていた。
【００１０】
すなわち、上述したような変調された励起光で希土類添加ファイバを励起する光直接増幅器は広範囲の入力ダイナミックレンジにわたって安定した出力動作を行うことが困難という問題点があった。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、上述した課題である広範囲の入力ダイナミックレンジにわたって安定した出力動作を行う光直接増幅器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明に係る光直接増幅器は、複数の変調光を合波することで光強度を平滑化した励起光を出力する励起光源部と、前記励起光源部からの励起光で励起される希土類添加ファイバと、を備える。
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明に係る光伝送システムは、前記光直接増幅器と、前記光直接増幅器が所定間隔で配置される光伝送路と、を含む。
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明に係る光直接増幅方法は、複数の変調光を合波して光強度を平滑化した励起光で希土類添加ファイバを励起する。
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明に係る光伝送方法は、前記光直接増幅方法で、所定光路長毎に信号光を増幅する。
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明に係る光直接増幅プログラムは、複数の変調光を合波して光強度を平滑化した励起光で希土類添加ファイバを励起する光直接増幅方法をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、広範囲の入力ダイナミックレンジにわたって安定した出力動作を行う光直接増幅器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】関連する光直接増幅器を説明するブロック図である。
【図２】本発明に係る光直接増幅器を説明するブロック図である。
【図３】本発明に係る光直接増幅方法を説明するフローチャートである。
【図４】本発明に係る光伝送システムを説明するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２０】
（実施形態１）
図２は、本実施形態の光直接増幅器３０２を説明する構成図である。光直接増幅器３０２は、複数の変調光を合波することで光強度を平滑化した励起光を出力する励起光源部３２と、励起光源部３２からの励起光で励起される希土類添加ファイバ１３と、を備える。図３は、光直接増幅器３０２の光直接増幅方法を説明するフローチャートである。光直接増幅器３０２は、複数の変調光を合波して光強度を平滑化した励起光で希土類添加ファイバ１３を励起する光直接増幅方法を行う。具体的には、光直接増幅器３０２は、複数の変調光を合波することで光強度を平滑化した励起光を出力する光強度平滑化ステップＳ０１と、励起光で希土類添加ファイバ１３を励起するファイバ励起ステップＳ０２と、を順に行う。
【００２１】
例えば、励起光源部３２と接続するコンピュータ（不図示）に光直接増幅プログラムを実行させることで前記光直接増幅方法を実現してもよい。光直接増幅プログラムは、複数の変調光を合波して光強度を平滑化した励起光で希土類添加ファイバを励起する光直接増幅方法をコンピュータに実行させる。
【００２２】
希土類添加ファイバ１３は、例えば、エルビウム添加光ファイバ（ＥＤＦ）である。励起光源部３２は、複数の変調光を合波して前記励起光を出力する合波器２１と、合波器２１で変調光を合波したときに、励起光が平滑化するように変調光を変調して合波器２１に出力する複数の変調光源（１５、２５）と、を有する。変調光源（１５、２５）は、例えば、レーザダイオード（ＬＤ）である。変調光源（１５、２５）は、出力光を変調することで低出力でも安定発振することができる。合波器２１は、例えば、カプラである。合波器２１は、変調光源（１５、２５）の出力光を合波し励起光として合波器１２へ出力する。合波器１２は、例えば、ＷＤＭカプラである。合波器１２は、入力ポート１１からの信号光と合波器２１からの励起光を合波して希土類添加ファイバ１３に入力する。
【００２３】
光直接増幅器３０２は、複数の変調光を合波して励起光を出力する合波手順Ｓ１２と、合波手順Ｓ１２で変調光を合波したときに、励起光が平滑化するように複数の変調光を変調する変調手順Ｓ１１と、を実施する。
【００２４】
例えば、励起光源部３２と接続するコンピュータに光直接増幅プログラムを実行させる場合、コンピュータは合波器２１に合波手順Ｓ１２をさせ、変調部（１７，２７）に、変調手順Ｓ１１をさせてもよい。具体的には、コンピュータは、光直接増幅器の出力レベルを調整するため制御部１６に制御信号を変調光源（１５、２５）へ出力させる。また、コンピュータは次のように変調制御部２９を制御することになる。
【００２５】
変調手順Ｓ１１で、変調制御部２９は、変調光源（１５、２５）が出力する変調光が互いに逆相であるように、変調光源（１５、２５）に変調信号を入力する。変調光が逆相であるため、合波手順Ｓ１２で合波部２１が２つの変調光を合波したとき、変調光の変調成分が相殺され、励起光の光強度は平滑化されて一定になる。このため、光直接増幅器３０２は、励起光の変調を信号光に重畳することなく、信号光を直接増幅することができる。
【００２６】
光直接増幅器３０２は、低出力でも安定発振することができる変調光源（１５、２５）を備え、さらに変調光源（１５、２５）からの変調光を合波した励起光の光強度は平滑化されているため、広帯域の入力レンジにわたって安定な信号光の増幅を実現できる。すなわち、光直接増幅器３０２は、入力ダイナミックレンジが広く、励起光の光強度を高出力から低出力まで安定に制御でき、かつ光伝送路の伝送特性にも影響を与えない信号光出力が得られる。
【００２７】
図２では、変調光源は２つであるが、３つ以上であってもよい。変調光源が３つ以上の場合、変調手順Ｓ１１で、変調制御部２９は、合波器２１で合波したときに全ての変調光の変調成分が相殺されるような変調成分を重畳した変調光を出力するように、それぞれの変調光源に変調信号を入力する。
【００２８】
例えば、変調制御部２９は、合波する変調光の数に応じて変調光のデューティ比を変えるように変調信号を変調光源に入力してもよい。具体的には、合波する変調光の数が４つであれば変調光のデューティ比を２５％とし、合波する変調光の数が５つであれば変調光のデューティ比を２０％とする。変調光を合波した励起光の光強度を一定にするために、変調制御部２９はそれぞれの変調光の光強度が強い時間をずらした変調信号を変調光源に入力する。
【００２９】
本光直接増幅器は、変調光源が３つ以上であっても励起光の光強度を平滑化して一定にすることができ、広帯域の入力レンジにわたって安定な信号光の増幅を実現できる。
【００３０】
（実施形態２）
図４は、本実施形態の光伝送システム４０２を説明する構成図である。光伝送システム４０２は、光直接増幅器３０２と、光直接増幅器３０２が所定間隔で配置される光伝送路３３０と、を含む。光伝送システム４０２は、光伝送路の両端に送信局３１０及び受信局３２０を接続する。
【００３１】
光伝送システム４０２は、光伝送路３３０の所定長毎に光直接増幅器３０２を挿入している。光伝送システム４０２は、送信局３１０からの信号光を光直接増幅器３０２で所定光路長毎に信号光を増幅しながら受信局３２０へ伝送する。
【００３２】
実施形態１で説明したように、光直接増幅器３０２は、伝送特性にも影響を与えない信号光出力が得られるため、これを多段で使用する光伝送システム４０２は、伝送特性の劣化を抑えることができる。
【符号の説明】
【００３３】
１１：入力ポート
１２、２１：合波器
１３：希土類添加ファイバ
１４：出力ポート
１５、２５：変調光源
１６：制御部
１７、２７：変調部
２９：変調制御部
３１、３２：励起光源部
３０１、３０２：光直接増幅器
３１０：送信局
３２０：受信局
３３０：光伝送路
４０２：光伝送システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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