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公開番号2024106323
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-07
出願番号2024006141
出願日2024-01-18
発明の名称光信号増幅
出願人富士通株式会社
代理人個人,個人
主分類H04B 10/291 20130101AFI20240731BHJP(電気通信技術)
要約【課題】光増幅器、信号増幅方法、及び光増幅器設計方法を提供する。
【解決手段】光増幅器は、エルビウムドープファイバと、該エルビウムドープファイバに結合された光カプラとを含み得る。一部の実施形態において、エルビウムドープファイバの長さは、当該光増幅器によって適用される増幅利得に合わせて選択され得る。光カプラが、1つ以上の光データ信号と光ポンプからの光ポンプ信号とをエルビウムドープファイバ上に多重化することで、エルビウムドープファイバが光データ信号の第1の連続した範囲の波長を増幅することができるようにする。当該光増幅器は更に、エルビウムドープファイバに結合され、第2の連続した範囲の波長を減衰させるように構成されたフィルタ、を含み得る。一部の実施形態において、第2の連続した範囲は、第1の連続した範囲よりも小さく且つ第1の連続した範囲内に位置し得る。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
光増幅器であって
第１端及び第２端を含み、第１の連続した範囲の波長の光信号を増幅するように構成されたエルビウムドープファイバであり、当該エルビウムドープファイバの長さは、当該光増幅器によって適用される増幅利得に合わせて選択される、エルビウムドープファイバと、
光ポンプ信号を出力するように構成された光ポンプと、
前記光ポンプと前記エルビウムドープファイバの前記第１端とに結合された光カプラであり、１つ以上の光データ信号及び前記光ポンプ信号を前記エルビウムドープファイバ上に多重化するように構成された光カプラと、
前記エルビウムドープファイバの前記第２端に結合されたフィルタであり、当該フィルタは、第２の連続した範囲の波長を減衰させるように構成され、該第２の連続した範囲は、前記第１の連続した範囲よりも小さく且つ前記第１の連続した範囲内に位置する、フィルタと、
を有する光増幅器。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記第１の連続した範囲の波長は、光伝送帯域のＳバンド、Ｃバンド、及びＬバンド内の波長を含む、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項３】
前記第２の連続した範囲は、光伝送帯域のＣバンド内の波長を含む、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項４】
当該光増幅器によって増幅される前記光信号は、光伝送のＳバンド内の波長を有する第１の光信号と、光伝送のＬバンド内の波長を有する第２の光信号とを含む、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項５】
Ｓバンド内の波長を有する前記第１の光信号及びＬバンド内の波長を有する前記第２の光信号は、同時に当該光増幅器を通り抜けて両方とも当該光増幅器によって増幅される、請求項４に記載の光増幅器。
【請求項６】
前記第１の連続した範囲の波長の光信号を増幅するように構成された第２のエルビウムドープファイバであり、当該第２のエルビウムドープファイバの長さは、当該光増幅器によって適用される前記増幅利得に合わせて選択される、第２のエルビウムドープファイバと、
第２の光ポンプ信号を出力するように構成された第２の光ポンプと、
前記フィルタと前記第２のエルビウムドープファイバとの間に結合され、前記光信号及び前記第２の光ポンプ信号を前記第２のエルビウムドープファイバ上に多重化するように構成された第２の光カプラと、
前記第２のエルビウムドープファイバに結合された第２のフィルタであり、前記第２の連続した範囲の波長を減衰させるように構成された第２のフィルタと、
を更に有する請求項１に記載の光増幅器。
【請求項７】
当該光増幅器は更に、前記光カプラと前記エルビウムドープファイバの前記第１端との間に結合されたアイソレータを有し、該アイソレータは、前記エルビウムドープファイバから前記光カプラに光信号が入ることを防止するように構成される、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項８】
当該光増幅器は更に、前記エルビウムドープファイバの前記第２端と前記フィルタとの間に結合されたポンプリフレクタを有し、該ポンプリフレクタは、前記光ポンプ信号を前記エルビウムドープファイバへと向け戻すように構成される、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項９】
光信号及び光ポンプ信号を取得し、
光カプラにより、前記光信号及び前記光ポンプ信号を、前記光信号の第１の連続した範囲の波長を増幅するように構成されたエルビウムドープファイバ上に多重化し、該エルビウムドープファイバの長さは所望の増幅利得に合わせて選択され、
前記光信号及び前記光ポンプ信号を前記エルビウムドープファイバ上に多重化した後に、前記光信号の第２の連続した範囲の波長を減衰させ、該第２の連続した範囲は、前記第１の連続した範囲よりも小さく且つ前記第１の連続した範囲内に位置する、
ことを有する信号増幅方法。
【請求項１０】
第１の波長範囲内の第１の光信号及び第２の波長範囲内の第２の光信号に対する利得要件を取得し、第３の波長範囲が前記第１の波長範囲と前記第２の波長範囲とを分離し、
前記第１の波長範囲及び前記第２の波長範囲の光信号に対してエルビウムドープファイバ増幅器が適用する利得範囲を取得し、該利得範囲は、前記エルビウムドープファイバ増幅器内のエルビウムドープファイバの長さに依存し、
前記第３の波長範囲を減衰させるように構成されたフィルタを選択し、
前記利得要件に基づいて、カスケード接続するエルビウムドープファイバ増幅器の数及びフィルタの数と、前記カスケード接続されるエルビウムドープファイバ増幅器の各々内のエルビウムドープファイバの長さとを決定し、前記エルビウムドープファイバ増幅器の前記数と前記フィルタの前記数とが同じであり、前記フィルタの各々が前記エルビウムドープファイバ増幅器のうちの１つの後に配置される、
ことを有する光増幅器設計方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示で説明される実施形態は光信号増幅に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
光ネットワークは、光信号を用いて送信器と受信器との間でデータを伝送することができる。光信号は光ファイバに沿って伝送され得る。光信号が光ファイバを進むにつれて、光信号のパワーレベルが低下し得る。従って、光通信における光ファイバの損失を補償するために光増幅器が使用され得る。
【０００３】
本開示にて特許請求される事項は、上述などの環境でのみ問題を解決したり動作したりする実施形態に限定されるものではない。むしろ、この背景技術の説明は、本開示にて記載される実施形態が実施され得る技術領域の一例を示すために提供されているに過ぎないものである。
【発明の概要】
【０００４】
一実施形態例において、光増幅器は、エルビウムドープファイバと、該エルビウムドープファイバに結合された光カプラとを含み得る。一部の実施形態において、エルビウムドープファイバの長さは、当該光増幅器によって適用される増幅利得に合わせて選択され得る。光カプラが、１つ以上の光データ信号と光ポンプからの光ポンプ信号とをエルビウムドープファイバ上に多重化することで、エルビウムドープファイバが光データ信号の第１の連続した範囲の波長を増幅することができるようにする。当該光増幅器は更に、エルビウムドープファイバに結合され、第２の連続した範囲の波長を減衰させるように構成されたフィルタ、を含み得る。一部の実施形態において、第２の連続した範囲は、第１の連続した範囲よりも小さく且つ第１の連続した範囲内に位置し得る。
【０００５】
実施形態の目的及び利点は、少なくとも請求項中に具体的に指し示される要素、機構及び組み合わせによって実現・達成されることになる。
【０００６】
以上の概略説明及び以下の詳細説明はどちらも、例として与えられ、説明的なものであり、特許請求される発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
以下の図を含む添付図面の使用を通じて実施形態例を更に具体的且つ詳細に記載及び説明する。
光増幅器の一例のブロック図を示している。
単一段光増幅器の利得カーブの一例を示している。
フィルタの損失カーブの一例を示している。
フィルタを適用した後の単一段光増幅器の利得カーブの一例を示している。
ファイバ長と増幅利得との間の関係を示している。
光信号増幅の方法の一例のフローチャートを示している。
光増幅器を設計する方法の一例のフローチャートを示している。
光信号増幅に使用され得るシステムの一例を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
光ネットワークにおけるファイバ損失を補償するために、光ネットワーク内で光増幅器が使用され得る。光増幅器の１つのタイプは光ファイバ増幅器を含み得る。光ファイバ増幅器は、光信号が光ファイバを通り抜けるときに光信号に利得が適用されることをもたらし得る材料でドープされ、それによって光信号を増幅し得る。一例として、光ファイバ増幅器で使用され得る材料はエルビウム又は他の材料とし得る。
【０００９】
一部の状況において、光ファイバ増幅器は、光信号の異なる波長に対して変化する利得効果を持ち得る。例えば、光ファイバ増幅器は、第１の波長範囲に対して第１の閾値を上回る利得を適用するとともに、第１の波長範囲外の第２の波長範囲に対して第１の閾値を下回る利得を適用することがある。例えば、光ファイバ増幅器は、１５２０ｎｍから１５６５ｎｍの範囲であるコンベンショナルバンド（Ｃバンド）において第１の閾値を上回る利得を適用するとともに、それぞれ１４９５ｎｍから１５２０ｎｍの範囲及び１５６５ｎｍから１６００ｎｍの範囲である短波長バンド（Ｓバンド）及び長波長バンド（Ｌバンド）において第１の閾値を下回る利得を適用することがある。
【００１０】
一部の状況において、システムが第１の波長範囲を完全に利用することができ、従って、他の波長への拡張が望まれることがある。しかし、光ファイバ増幅器によって他の波長に適用される利得がシステムにとって十分でないことがある。例えば、光ファイバ増幅器において、他の波長に適用される利得が限られたものであって、第１の波長範囲内の雑音に適用される利得を所与とすると、光ファイバ増幅器が他の波長に対して信号対雑音比を改善できないことがある。従って、システムのためのソリューションとして光ファイバ増幅器は効果的でないことがある。
（【００１１】以降は省略されています）

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