(57)【要約】 【課題】  縦続接続された多数の光ファイバ増幅器で発生する累積ＡＳＥ雑音を確実に抑圧し、安価かつ高品質な光ファイバ伝送システムを提供する。【解決手段】  信号光を増幅する複数の光ファイバ増幅器１２がＮ段に縦続接続された光ファイバ伝送システムであって、希土類を添加した光ファイバを用いて構成された複数の光ファイバ増幅器１２と、強度変調された信号光を出射する光源１１と、Ｎ段の伝送経路中の一又は複数の所定位置にて信号光を複数の経路に分岐する光分岐部１４と、信号光の波長を通過させ各光ファイバ増幅器で発生する自然放出光に基づく雑音成分のピーク波長が通過帯域外となる特性を有する光フィルタ１５と、Ｎ段目の光ファイバ増幅器１２から出力される信号光を受信する光受信器１６を備え、光フィルタ１５はＮ段の伝送経路中のＭ（Ｍ：Ｎ−３以上でＮ−１以下の整数）段目の光ファイバ増幅器１２の出力側に挿入される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光を増幅する複数の光ファイバ増幅器がＮ（Ｎ：４以上の整数）段に縦続接続された光ファイバ伝送システムであって、
希土類を添加した光ファイバを用いて構成された前記複数の光ファイバ増幅器と、
強度変調された前記信号光を出射する光源と、
前記Ｎ段の伝送経路中の一又は複数の所定位置にて前記信号光を複数の経路に分岐する光分岐部と、
前記信号光の波長を通過させ、前記各光ファイバ増幅器で発生する自然放出光に基づく雑音成分のピーク波長が通過帯域外となる特性を有する光フィルタと、
Ｎ段目の前記光ファイバ増幅器から出力される信号光を受信する光受信器と、
を備え、前記光フィルタは、前記Ｎ段の伝送経路中のＭ（Ｍ：Ｎ−３以上でＮ−１以下の整数）段目の前記光ファイバ増幅器の出力側に挿入されることを特徴とする光ファイバ伝送システム。
【請求項２】
前記各光ファイバ増幅器は、エルビウム添加光ファイバを用いて構成されることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ伝送システム。
【請求項３】
前記信号光は、略１５５０ｎｍの波長を有することを特徴とする請求項２に記載の光ファイバ伝送システム。
【請求項４】
前記光フィルタは、１５６０ｎｍ付近の波長を遮断する特性を有することを特徴とする請求項３に記載の光ファイバ伝送システム。
【請求項５】
前記信号光は、アナログ信号により強度変調されることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ伝送システム。
【請求項６】
前記アナログ信号は、ＣＡＴＶシステムで利用されるアナログ映像信号であり、前記光受信器は、前記ＣＡＴＶシステムの加入者宅に設置されることを特徴とする請求項５に記載の光ファイバ伝送システム。
【請求項７】
前記Ｎは６であり、前記Ｍは３であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の光ファイバ伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強度変調された信号光を増幅する複数の光ファイバ増幅器が縦続接続された光ファイバ伝送システムに関し、特に、エルビウム等の希土類を添加した光ファバを用いて構成された複数の光ファイバ増幅器が縦続接続された光ファイバ伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、希土類の１種であるエルビウムを添加した光ファイバを用いて信号光を増幅するエルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ：Erbium-Doped Fiber Amplifier）の普及が進んでいる。このＥＤＦＡは、光ファイバの低損失帯域である１．５μｍの波長帯域で信号光を増幅し、高利得かつ低雑音であるため、光ファイバ伝送システムの光ファイバ増幅器として広く用いられている。特に、ＣＡＴＶシステム等において加入者宅にアナログ映像信号で強度変調された信号光を伝送するような用途では、信号光の長距離伝送かつ多分配を実現し、良好なＣＮＲ（Carrier Noise Ratio）を確保することが求められるため、ＥＤＦＡを用いた光ファイバ伝送システムの必要性が高くなっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ＥＤＦＡ等の光ファイバ増幅器を縦続接続した場合、光ファイバ増幅器の内部で発生した自然放出光（ＡＳＥ：Amplified Spontaneous Emission）に基づく雑音成分が累積した累積ＡＳＥ雑音のレベルが増大し、信号光に対する雑音成分となって伝送品質を劣化させる。光ファイバ増幅器の利得の波長特性は、波長１５３６ｎｍ及び１５５２ｎｍを中心とした急峻なピークを有し、ＣＡＴＶシステムにおいては、励起パワーを最大に消費し得る１５６０ｎｍが信号光波長として選択されることが多い。このとき、累積ＡＳＥ雑音は、信号光に比べて相対的に低いレベルとなり抑制することができる。
【０００４】
一方、一般に光通信の分野では、信号光の波長として１５５０ｎｍ付近が広く用いられている。よって、波長１５５０ｎｍの信号光を用いて、上述のＣＡＴＶシステム等のアナログ信号を用いる光ファイバ伝送システムを構築すれば、汎用性の高い部品を使うことができるので、低コスト化を実現することができる。
【特許文献１】特許第３３３６１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、波長１５５０ｎｍの信号光を用いる場合には、光ファイバ増幅器の励起パワーは信号光に限らず、累積ＡＳＥ雑音の増幅にもかなり消費されてしまい、波長１５６０ｎｍ付近で過剰な累積ＡＳＥ雑音が発生する。そのため、長距離伝送かつ多分配可能に構成される光ファイバ伝送では、信号光に対する雑音成分の強度が相対的に大きくなって信号光の伝送品質を劣化させる要因となる。特に、アナログ信号を用いる光ファイバ伝送システムでは、雑音を抑制して高いＣＮＲを確保することが要求されているが、累積ＡＳＥ雑音のレベルが大きくなると所望のＣＮＲを確保できず、伝送品質の著しい劣化を招く恐れがある。
【０００６】
一方、各光ファイバ増幅器の出力側に狭帯域の光フィルタを挿入し、信号光を通過させる一方、不要な累積ＡＳＥ雑音を除去する構成を採用することも考えられるが、かかる構成では高価な光フィルタを光ファイバ増幅器の個数分だけ設置する必要があり、システム全体のコスト上昇が避けられない。また、最終段の光増幅器の出力側にのみ光フィルタを挿入しても雑音成分は抑圧できるが、この場合でもＣＡＴＶシステムの分野では信号光を多数に分岐して加入者宅に伝送することになり、膨大な数の加入者宅に光フィルタを設置する必要があるため、コスト低減は困難である。
【０００７】
そこで、本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、強度変調された信号光を伝送する光伝送システムにおいて、縦続接続された多数の光ファイバ増幅器で発生する累積ＡＳＥ雑音を確実に抑圧するとともに、システム全体のコスト上昇を回避し、長距離伝送かつ多分配を実現可能な光ファイバ伝送システムを安価かつ高品質に構築することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の光ファイバ伝送システムは、信号光を増幅する複数の光ファイバ増幅器がＮ（Ｎ：４以上の整数）段に縦続接続された光ファイバ伝送システムであって、希土類を添加した光ファイバを用いて構成された前記複数の光ファイバ増幅器と、強度変調された前記信号光を出射する光源と、前記Ｎ段の伝送経路中の一又は複数の所定位置にて前記信号光を複数の経路に分岐する光分岐部と、前記信号光の波長を通過させ、前記各光ファイバ増幅器で発生する自然放出光に基づく雑音成分のピーク波長が通過帯域外となる特性を有する光フィルタと、Ｎ段目の前記光ファイバ増幅器から出力される信号光を受信する光受信器とを備え、前記光フィルタは、前記Ｎ段の伝送経路中のＭ（Ｍ：Ｎ−３以上でＮ−１以下の整数）段目の前記光ファイバ増幅器の出力側に挿入されることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、光ファイバ伝送システムにおいては、強度変調された信号光が光源から出射され、希土類を添加した光ファイバを用いたＮ段構成の光ファイバ増幅器を介して順次伝送され、所定位置で複数の経路に分岐されつつ最終段で光受信器により受信される。そして、伝送経路の途中に設けた光フィルタにより、信号光を通過させる一方、自然放出光による雑音成分を抑圧することができる。このとき、Ｍ（整数）とＮ（Ｎ−３以上でＮ−１以下の整数）の関係から、光フィルタの挿入位置よりも後段側では、最大３段分の光増幅器が縦続接続されるだけであり、自然放出光により雑音成分は信号光に対して大きいレベルで累積されることを回避でき、信号光の伝送品質を高く保つことができる。また、光フィルタを最終段には挿入せずに、しかも所定の１段に挿入する構成としたので、伝送経路で分岐を繰り返して多数の光受信器に信号光を伝送する場合であっても、光フィルタの設置個数を比較的少なくすることができ、システム全体のコスト上昇を避けることができる。
【００１０】
請求項２に記載の光ファイバ伝送システムは、請求項１に記載の光ファイバ伝送システムにおいて、前記各光ファイバ増幅器は、エルビウム添加光ファイバを用いて構成されることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、上述の発明の作用に加えて、エルビウム添加光ファイバを用いた光ファイバ増幅器を縦続接続する構成では、その増幅帯域特性に応じて自然放出光による雑音成分が問題となるにも関わらず、上述の光フィルタの挿入位置により信号光の伝送品質を良好に保つことができる。
【００１２】
請求項３に記載の光ファイバ伝送システムは、請求項２に記載の光ファイバ伝送システムにおいて、前記信号光は、略１５５０ｎｍの波長を有することを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、上述の発明の作用に加えて、略１５５０ｎｍの波長を有する信号光を用いるようにしたので、信号光の伝送品質を保ちつつ、光通信の分野で汎用性が高く安価な光部品を用いることができ、システム全体を低コストで構築することができる。
【００１４】
請求項４に記載の光ファイバ伝送システムは、請求項３に記載の光ファイバ伝送システムにおいて、前記光フィルタは、１５６０ｎｍ付近の波長を遮断する特性を有することを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、上述の発明の作用に加えて、略１５５０ｎｍの波長を有する信号光を用いるとともに、１５６０ｎｍ付近の波長を遮断する特性を有する光フィルタを用いるので、エルビウム添加光ファイバを用いた光ファイバ増幅器で自然放出光による雑音成分が顕著に大きくなる１５６０ｎｍ付近の波長を確実に遮断し、信号光の良好な伝送品質を保つことができる。
【００１６】
請求項５に記載の光ファイバ伝送システムは、請求項１に記載の光ファイバ伝送システムにおいて、前記信号光は、アナログ信号により強度変調されることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、光ファイバ伝送システムでは、アナログ信号により強度変調された信号光を伝送するので、自然放出光による雑音成分に起因するＣＮＲの劣化を有効に防止し、高品質なアナログ信号を伝送することができる。
【００１８】
請求項６に記載の光ファイバ伝送システムは、請求項５に記載の光ファイバ伝送システムにおいて、前記アナログ信号は、ＣＡＴＶシステムで利用されるアナログ映像信号であり、前記光受信器は、前記ＣＡＴＶシステムの加入者宅に設置されることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、光ファイバ伝送システムはＣＡＴＶシステムに組み込まれ、アナログ映像信号により強度変調された信号光を加入社宅の光受信器にて受信可能に構成したので、ＣＮＲの劣化を有効に防止して高品質なアナログ映像信号を加入者宅に伝送することができる。
【００２０】
請求項７に記載の光ファイバ伝送システムは、請求項５又は請求項６に記載の光ファイバ伝送システムにおいて、前記Ｎは６であり、前記Ｍは３であることを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、６段構成の光ファイバ伝送システムのうち、３段目の光ファイバ増幅器の出力側に光フィルタを挿入する構成としたので、アナログ信号を用いる光ファイバ伝送システムの一般的な構成に対し、ＣＮＲを劣化させることなく良好な伝送品質を保つことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、希土類を添加した複数の光ファイバ増幅器をＮ段に縦続接続し、そのうちＭ段目の光ファイバ増幅器の出力側に光フィルタを挿入し、この光フィルタの特性と挿入位置に基づき自然放出光に基づく雑音成分が光受信器で抑圧されるように構成したので、多数の光ファイバ増幅器で発生する自然放出光に基づく雑音成分を確実に抑圧することができる。一方、光ファイバ伝送システムを長距離伝送かつ多分配可能に構成する場合であっても、設置すべき光フィルタの個数が必要以上に多くなることがなく、システム全体のコスト上昇を回避して安価かつ高品質な光ファイバ伝送システムを構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、図１〜図７を参照しながら説明する。本実施形態では、複数のエルビウム添加光ファイバ増幅器を縦続接続した多段の光ファイバ伝送システムに対して本発明を適用する場合を説明する。
【００２４】
図１は、本実施形態に係る光ファイバ伝送システムの構成を示す図である。図１に示す光ファイバ伝送システムは、外部変調型光送信器１１と、複数の光ファイバ増幅器１２と、複数のアッテネータ１３と、複数の光分岐部１４と、光フィルタ１５と、光受信器１６とを含んで多段に構成されている。図１においては、Ｎ段に縦続接続される光ファイバ増幅器１２は、それぞれ光ファイバ増幅器１２（１）〜１２（Ｎ）と表記して初段からＮ段目までの接続順をカッコ内に示すとともに、各段の光ファイバ増幅器１２に付随するアッテネータ１３及び光分岐部１４にも同様の接続順をカッコ内に示している。
【００２５】
以上の構成において、外部変調型光送信器１１は、波長１５５０ｎｍの信号光を出射する光源を備え、外部から印加される所望のアナログ信号によって光源を変調し、強度変調された信号光を送信する。例えば、ＣＡＴＶシステムにおけるアナログ映像信号を外部変調型光送信器１１に印加することができる。また、外部変調型光送信器１１の出力側には、信号光のレベルを最適に調整するためのアッテネータ１３が接続され、入力された信号光を所定量だけ減衰させて出力する。
【００２６】
光ファイバ増幅器１２としては、エルビウムを添加した光ファイバを用いて信号光を増幅させる構成を備えたエルビウム添加光ファイバ増幅器を用いている。このエルビウム添加光ファイバ増幅器は、励起光によりエルビウム添加光ファイバ内の電子を基底状態から励起させ、光ファイバ内に反転分布が生じた領域に信号光を通すことにより、信号光を所定のレベルに増幅させるものである。
【００２７】
ここで、エルビウム添加光ファイバ増幅器の増幅帯域特性は、波長１５３６ｎｍ及び１５５２ｎｍを中心とした急峻なピークを有する。本実施形態のように信号光の波長を１５５０ｎｍ付近に選択する場合、光ファイバ増幅器１２の光出力においては波長１５６０ｎｍ付近に累積ＡＳＥ雑音のピークが現れる。そのため、複数の光ファイバ増幅器１２を多段に縦続接続すると、累積ＡＳＥ雑音のレベルの増大によりＲＩＮ（Relative Intensity Noise）が劣化する。その結果、最終的にＣＮＲの劣化につながり、高品質な信号光の伝送に支障を来たすため、後述するように光フィルタ１５を挿入する必要がある。
【００２８】
各々の光ファイバ増幅器１２に入力された信号光は、所定のゲインで増幅された後、アッテネータ１３に入力されて最適なレベルに調整される。各々のアッテネータ１３の減衰量は、光ファイバ増幅器１２のゲインや光分岐部１４の分岐数等に応じて適宜に設定すればよい。光分岐部１４は、アッテネータ１３の出力側に接続され、入力された信号光を所定数に分岐して、それぞれの分岐光を異なる伝送経路に出力する。なお、それぞれの光分岐部１４における分岐数は、分岐光のパワーを必要な大きさだけ確保し得る範囲に制約される。
【００２９】
図１においては、最終段を除いた初段からＮ−１段の光ファイバ増幅器１２の後段側に光分岐部１４が設けられている場合を示しているが、これに限らず、一又は複数の所定位置にのみ光分岐部１４を設ける構成としてもよい。通常、光分岐部１４の設置位置や設置個数は、光ファイバ伝送システムにおける伝送経路の形態に依存して適切に定められる。
【００３０】
光分岐部１４で複数に分岐された信号光は、光ファイバ等により構成される伝送経路を経由して、それぞれ後段の光ファイバ増幅器１２に入力される。その結果、本実施形態の構成において、初段の光ファイバ増幅器１２（１）、アッテネータ１３（１）、光分岐部１４（１）から最終段の光ファイバ増幅器１２（Ｎ）及びアッテネータ１３（Ｎ）を経て光受信器１６に至るまで順次接続された光ファイバ伝送システムが構築されることになる。
【００３１】
このように、本実施形態に係る光ファイバ伝送システムにおいては、光ファイバ増幅器１２をＮ段に縦続接続することにより、例えば、多数の加入者宅に設置された光受信器１６に所望の信号光を伝送することができる。各々の光受信器１６では、受信された信号光を復調することにより、外部変調器型光送信器１１に印加された所望のアナログ信号を抽出することができる。例えば、ＣＡＴＶシステムに本発明を適用した場合は、各加入者宅に所望のアナログ映像信号を光ファイバ伝送システムを経由して配信することができる。なお、光受信器１６の設置個数や設置箇所に応じて、光ファイバ伝送システムにおける段数Ｎや各光分岐部１４の分岐数を最適に構成することが望ましい。
【００３２】
図１においては、Ｎ段構成のうちのＮ−３段目の光ファイバ増幅器１２（Ｎ−３）の出力側に光フィルタ１５を挿入して光ファイバ伝送システムを構成している。すなわち、本実施形態では、伝送経路の特定の一段にのみ光フィルタ１５を挿入する構成とし、その挿入位置が、最終段光ファイバ増幅器１２（Ｎ）から前段側に向かって４番目の光ファイバ増幅器１２（Ｎ−３）に出力側に設定される。かかる構成の目的は、光フィルタ１５の設置個数を抑えるとともに、ＣＮＲの劣化等を防止して伝送品質を確保することにあるが、詳しくは後述する。
【００３３】
なお、図１では、１個の光フィルタ１５を示しているが、実際には光分岐部１４で多数の伝送経路に分岐されるので、光ファイバ伝送システム全体では複数の光フィルタ１５が挿入されることになる。一般に、光ファイバ伝送システムの後段にいくほど分岐数が増加するので、コスト低減の観点から雑音等が許容される範囲内で極力前段側に光フィルタ１５を挿入することが望ましい。
【００３４】
図２は、光フィルタ１５の特性の一例を示す図である。図２に示す例では、光フィルタ１５は、波長１５５０．６〜１５５１．２ｎｍの範囲で、ほぼ透過率１００％で信号光を通過させ、その範囲外では透過率が急峻に小さくなる狭帯域の波長特性を有している。これにより、光フィルタ１５によって、累積ＡＳＥ雑音等の通過帯域外の成分を除去することができる。本実施形態に係る光ファイバ伝送システムでは、光受信器１６における所望のＣＮＲを確保するための条件として、図２に示すような特性を持つ光フィルタ１５の挿入位置をＮ段構成のうちの少なくともＮ−３段目の光ファイバ増幅器１２（Ｎ−３）以降とすることが必要となる。
【００３５】
次に、本実施形態に係る光ファイバ伝送システムにおいて、上述の光フィルタ１５の最適な挿入位置についての検証結果を説明する。図３は、かかる検証を行うために、Ｎ＝６とした６段構成で構築された光ファイバ伝送システムの構成を示す図である。ここでは、光フィルタ１５の挿入位置を適宜に可変することにより、最適な挿入位置の検証を行った。
【００３６】
図３に示す光ファイバ伝送システムは、図１の構成に対応して、外部変調型光送信器１１、アッテネータ１３に続いて、１〜６段目の光ファイバ増幅器１２（１）〜１２（６）及びアッテネータ１３（１）〜１３（６）が順次接続され、最後に光受信器１６が接続されている。そして、光フィルタ１５の挿入位置としては、７箇所の位置Ｐ０〜Ｐ６が設定されている。それぞれ、外部変調型光送信器１１の出力側の位置Ｐ０と、各光ファイバ増幅器１２（１）〜１２（６）の出力側の位置Ｐ１〜Ｐ６を、選択的に挿入位置に設定して検証を行うものとする。
【００３７】
なお、図３においては、検証の簡素化のために光分岐部１４を設けない構成としている。この場合、各アッテネータ１３によって各光ファイバ増幅器１２への入力レベルを適切に調整すれば、光フィルタ１５の最適な挿入位置は、光分岐部１４の有無に関わらず検証することができる。例えば、各アッテネータ１３の具体的な調整としては、各々の光ファイバ増幅器１２における入力パワーが＋７ｄＢｍとなり、光受信器１６における入力パワーが０ｄＢｍとなるようにすればよい。
【００３８】
図４は、多段の光ファイバ伝送システムを構成する場合に縦続接続の段数と信号光の劣化との関係を判別するため、図３の構成において光フィルタ１５を設けない状態で縦続接続の段数を１段から６段まで変化させたときの光受信器１６におけるＣＮＲを示す図である。図４では、実験により得られる実測値と、実験に用いた条件に従って求めた理論値を比較して示している。なお、本実施形態では光受信器１６において確保すべき目標ＣＮＲは４６ｄＢとしているが、光ファイバ伝送システムの状況や要求仕様に応じて適切な目標ＣＮＲを設定することができる。
【００３９】
図４に示すように、ＣＮＲの計算値は、縦続接続の段数を増加させた場合でも目標ＣＮＲを維持しているのに対し、ＣＮＲの実測値は、縦続接続の段数の増加に伴い急激に劣化することがわかる。縦続接続の段数が増加すると、上述したように累積ＡＳＥ雑音が大きくなるが、その影響がＣＮＲの実測値の劣化を引き起こす一方、ＣＮＲの計算値には累積ＲＳＥ雑音が反映されていないため、図４に示すような特性となる。図４の結果からは、縦続接続が５段以上になると目標ＣＮＲを下回り、所望の品質を確保することができなくなる。
【００４０】
ここで、図５は、図４の場合と同様の条件の下、各段の光ファイバ増幅器１２から出力される光強度の波長特性を示す図である。図５に示すように、波長１５５０ｎｍに信号光の成分が現れるとともに、波長１５６０ｎｍを中心として累積ＡＳＥ雑音の成分が分布していることがわかる。そして、１段目から６段目にかけて段数が増加するほど、累積ＡＳＥ雑音の成分が大きくなることがわかる。このとき、本来の信号光の成分の大きさは段数によらず概ね一定に保たれるので、縦続接続の後段にいくほど信号光に対する累積ＡＳＥ雑音が相対的に増大することになる。これにより、上述のＲＩＮが劣化する結果、図４に示すようにＣＮＲが劣化するものであり、その劣化の度合は縦続接続の段数とともに大きくなる。
【００４１】
次に図６は、光フィルタ１５の挿入位置を変化させたときの光受信器１６におけるＣＮＲを示す図である。図６では、図３の構成において位置Ｐ０から位置Ｐ６までの範囲で１個の光フィルタ１５の挿入位置を推移させ、それぞれの状態で光受信器１６におけるＣＮＲの実測値をプロットしている。図６に示すように、光フィルタ１５の挿入位置が後段になるほどＣＮＲが良好になる傾向があり、位置Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２では目標ＣＮＲを満たしていないが、それ以降の位置Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６では目標ＣＮＲを満たすことがわかる。
【００４２】
光フィルタ１５の挿入位置が縦続接続の比較的後段に設定されている場合には、発生した累積ＡＳＥ雑音が十分に抑圧されることになる。ここで、図７を用いて、累積ＡＳＥ雑音の除去に対する光フィルタ１５の効果に関し、光フィルタ１５を最終段の位置Ｐ６に挿入する場合を例にとって説明する。図７（ａ）は、図３の光ファイバ伝送システムにおいて光フィルタ１５を設けない状態での光受信器１６における光スペクトルを示す図である。また、図７（ｂ）は、図３の光ファイバ伝送システムの位置Ｐ６に光フィルタ１５を挿入した状態での光受信器１６における光スペクトルを示す図である。
【００４３】
図７(ａ)に示す光スペクトルは、上述の図５における６段目に光フィルタ１５を挿入した場合の光強度の変化と一致し、波長１５５０ｎｍの信号光の成分に加えて、波長１５６０ｎｍ付近に累積ＡＳＥ雑音の成分が現れている。一方、図７（ｂ）に示す光スペクトルは、図２に示すような光フィルタ１５の特性を反映して、波長１５６０ｎｍ付近の累積ＡＳＥ雑音の成分が除去されるとともに、波長１５５０ｎｍの信号光の成分が残存している。このように、光フィルタ１５の作用によって、本来の信号光の成分を抽出し、不要な累積ＡＳＥ雑音の成分を除去することができる。
【００４４】
一方、光フィルタ１５の挿入位置が比較的前段に設定されている場合には、光フィルタ１５により累積ＡＳＥ雑音が除去されたとしても、光フィルタ１５の挿入位置よりも後段側で発生する累積ＡＳＥ雑音が無視できなくなる。図３の構成の場合、目標ＣＮＲ４６ｄＢを保つためには、光フィルタ１５の挿入位置を３段目の位置Ｐ３以降に設定する必要がある。すなわち、光フィルタ１５の後段側で縦続接続される光ファイバ増幅器１２が３個以内であることが、累積ＡＳＥ雑音の影響によるＣＮＲの劣化を防止するための条件となる。
【００４５】
ここで、図６の結果に基づき、Ｎ段構成の光ファイバ伝送システムについての光フィルタ１５の挿入位置を考える。６段構成を一般化してＮ段構成として考えた場合であっても、上述したように光フィルタ１５の後段側で発生する累積ＡＳＥ雑音が問題となるので、光フィルタ１５の挿入位置がＮ−３段目又はそれ以降の何れかの光ファイバ増幅器１２の出力側に設定することが条件となる。このとき、光フィルタ１５の挿入位置の前段側では、縦続接続された多数の光ファイバ増幅器１２からの累積ＡＳＥ雑音のレベルが大きくなる場合であっても、図２に示すような特性を有する光フィルタ１５を挿入することにより、累積ＡＳＥ雑音を十分小さいレベルに抑えることができる。
【００４６】
ただし、光フィルタ１５の挿入位置を最終段の光ファイバ増幅器１２の出力側に設定すると、累積ＡＳＥ雑音を除去できたとしても、光受信器１５の個数分だけの光フィルタ１５を設ける必要がある。特に、多数の分岐を繰り返して伝送経路が構成される場合、高価な光フィルタ１５を多数設けることになると光ファイバ伝送システム全体のコスト上昇につながるので、光フィルタ１５の挿入位置として最終段の光ファイバ増幅器１２の出力側は好ましくない。従って、光フィルタ１５の挿入位置は、累積ＡＳＥ雑音を抑制可能な範囲でなるべく前段側（図３の例では、位置Ｐ３）に設定することが、コスト低減の観点から望ましい。
【００４７】
以上説明した本実施形態は、例えば、ＣＡＴＶシステムなど、特に雑音除去に関しての要求が厳しいアナログ信号を用いる光ファイバ伝送システムに対して有効であるが、ディジタル信号を用いる光ファイバ伝送システムに対しても雑音除去の要求が厳しい用途であれば、本発明を有効に適用することができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、光ファイバ増幅器１２としてエルビウム添加光ファイバ増幅器を用いる場合を説明したが、希土類を添加した光ファイバを用いて構成される光ファイバ増幅器を用いる場合に対して広く本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本実施形態に係る光ファイバ伝送システムの構成を示す図である。
【図２】光フィルタの特性の一例を示す図である。
【図３】本実施形態に係る光ファイバ伝送システムにおける光フィルタの最適な挿入位置の検証を行うために、６段構成で構築された光ファイバ伝送システムの構成を示す図である。
【図４】多段の光ファイバ伝送システムを構成する場合、図３に構成において光フィルタを設けない状態で縦続接続の段数を１段から６段まで変化させたときの光受信器におけるＣＮＲを示す図である。
【図５】図４の場合と同様の条件の下、各段の光ファイバ増幅器から出力される光強度の波長特性を示す図である。
【図６】図３の構成において光フィルタの挿入位置を変化させたときの光受信器におけるＣＮＲを示す図である。
【図７】累積ＡＳＥ雑音の除去に対する光フィルタの効果に関し、光フィルタを最終段の位置に挿入する場合を例にとって説明する図である。
【符号の説明】
【００５０】
１１…外部変調型光送信器
１２…光ファイバ増幅器
１３…アッテネータ
１４…光分岐部
１５…光フィルタ
１６…光受信器
【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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【図７】
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