JP2001267668A - 波長分割多重化システム用光ファイバ増幅器の一時過渡現象抑制装置 - Google Patents

波長分割多重化システム用光ファイバ増幅器の一時過渡現象抑制装置

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JP2001267668A JP2001025537A JP2001025537A JP2001267668A JP 2001267668 A JP2001267668 A JP 2001267668A JP 2001025537 A JP2001025537 A JP 2001025537A JP 2001025537 A JP2001025537 A JP 2001025537A JP 2001267668 A JP2001267668 A JP 2001267668A
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    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/102—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
    • H01S3/1022—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation by controlling the optical pumping
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings

Abstract

(57)【要約】 【課題】 波長分割多重化システム用光ファイバ増幅器
の一時過渡現象抑制装置を提供する。 【解決手段】 入力された光信号を光電変換して出力す
る入力感知部１００と、前記入力感知部の出力を所定時
間だけホールディングした後にチャネル数変化量に比例
するパルス形態に出力する一時過渡抑制部２００と、予
め設定された基準電圧と前記一時過渡抑制部から出力さ
れたパルスの大きさを比較してチャネル数変化時にトリ
ガ信号を出力する電圧比較部３００と、ポンプ指示信号
の入力に応答してポンプレーザダイオードに駆動電圧を
供給するポンプレーザダイオード駆動部４００と、前記
トリガ信号の入力に応答して変化されたチャネル数に該
当するポンプ指示信号を出力する制御器５００とを含
む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は波長分割多重化シス
テム(Wavelength Division Multiplexing System)を適
用した光通信に関するもので、特に、光ファイバ増幅器
でチャネル数の変化による残余チャネルの一時過渡現象
(Transient effect)を抑制する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバを利用した超高速、大容量の
情報伝送のため、一つの光ファイバに相異なる波長を有
した多数チャネルの光信号を同時に伝送する波長分割多
重化システムが適用されている。
【０００３】前記波長分割多重化システムは光電変換を
伴わない光信号を増幅させるために光ファイバ増幅器(O
ptical fiber amplifier)を備える。前記光ファイバ増
幅器はエルビウム(Erbium)イオンのような希土類元素が
添加された光ファイバの増幅作用を利用して光信号を増
幅させる手段として、米国特許番号第５、２１８、６０
８号、第５、２４５、６９０号及び第５、４６７、２１
８号などに詳細に開示されている。このような光ファイ
バ増幅器を備えた波長分割多重化システムの維持及び保
守のためには、任意の区間に伝送されるチャネル数、各
チャネルの出力強さ及び信号対雑音比(Signal-to-Noise
Ratio、SNR)をモニタリングすることが必須的である。
【０００４】一方、光ファイバ増幅器を備えた波長分割
多重化システムにおいて、チャネルのオン／オフ(On/Of
f)、またはチャネルのアッド／ドロップ(Add/Drop)時、
光ファイバ増幅器で発生する残余チャネルの一時過渡現
象は、光信号の伝送品質を低下させるだけでなく、安定
的なシステム運営を妨害する重要な要因になる。例え
ば、１６チャネルを伝送する波長分割多重化システムで
急に８チャネルを伝送するようになるチャネルドロップ
が発生する場合、光ファイバ増幅器では１６チャネルに
適合した出力制御をしていたうち、８チャネル光信号が
入力されることにより入力信号が急に減少されるので、
１６チャネルの全体出力パワーを一定に維持するため
に、チャネル当たり出力を増加させチャネル別出力が基
準より大きくなる。これによって、前記光ファイバ増幅
器では瞬間的に出力にオーバーシュート(Overshoot)、
またはアンダーシュート(Undershoot)のような一時過渡
現象が発生するようになる。
【０００５】上述した一時過渡現象を抑制するための方
法には、光ファイバ増幅器の光学的な構造を変更する光
学的な方法とポンプレーザダイオードの光強度を調節す
る方法などがある。前記光学的な方法は一時過渡現象の
みを抑制するのには効果的であるが、光ファイバ増幅器
の構造が複雑化され、光ファイバ増幅器が位置する地点
での条件によって動作パラメータのチューニングが難し
いであるとの問題点があった。また、ポンプレーザダイ
オードの光強度を調節する方法は、単一チャネル、また
は少数チャネルに対する一時過渡現象の抑制は可能であ
るが、多数のチャネル変化が生じる場合には効果的に対
処できないとの問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、チャネルオン／オフ、またはチャネルアッド／ドロ
ップによる一時過渡現象を抑制して光信号の伝送品質低
下を防止するための波長分割多重化システム用光ファイ
バ増幅器の一時過渡現象抑制装置を提供することにあ
る。
【０００７】本発明の他の目的は、多数のチャネル変化
があっても、変更されたチャネル数によって光ファイバ
増幅器に対する適切な利得制御をできるようにする波長
分割多重化システム用光ファイバ増幅器の一時過渡現象
抑制装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は入力された光信号を光電変換して出
力する入力感知部と、前記入力感知部の出力を所定時間
だけホールディングした後、チャネル数変化量に比例す
るパルス形態に出力する一時過渡抑制部と、予め設定さ
れた基準電圧と前記一時過渡抑制部から出力されたパル
スの大きさとを比較してチャネル数の変化時にトリガ信
号を出力する電圧比較部と、ポンプ指示信号の入力に応
答してポンプレーザダイオードに駆動電圧を供給するポ
ンプレーザダイオード駆動部と、前記トリガ信号の入力
に応答して変化されたチャネル数に該当するポンプ指示
信号を出力する制御器とからなることを特徴とする波長
分割多重化システム用光ファイバ増幅器の一時過渡現象
抑制装置を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に従う好適な実施形
態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記
の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にする目的
で、関連した公知機能又は構成に関する具体的な説明は
省略する。
【００１０】図１は、本発明の望ましい実施形態による
波長分割多重化システム用光ファイバ増幅器の一時過渡
現象抑制装置を示した構成図である。
【００１１】図１に示したように本発明の望ましい実施
形態による波長分割多重化システム用光ファイバ増幅器
の一時過渡現象抑制装置は、入力感知部１００と、一時
過渡抑制部２００と、電圧比較部３００と、ポンプレー
ザダイオード駆動部４００と、制御器５００とからな
る。
【００１２】１．入力感知部 前記入力感知部１００は、光ファイバ増幅器に入力され
た光信号を光電変換して出力する。前記入力感知部１０
０は、入力タブ(Input tab)１１０、フォトダイオード
(Photo diode)１２０及び増幅器(Amplifier)１３０を含
む。
【００１３】前記入力タブ１１０は、光ファイバ増幅器
に入力される光信号を所定比率だけ分離する。前記フォ
トダイオード１２０は、前記入力タブ１１０を通じて入
射された光信号を電気信号に変換して出力する。前記増
幅器１３０は、前記フォトダイオード１２０で光電変化
され出力された電気信号を増幅して出力する。
【００１４】２．一時過渡抑制部 前記一時過渡抑制部２００は、前記入力感知部１００の
出力を所定時間だけホールディングした後、チャネル数
変化量に比例するパルス形態に出力する。前記一時過渡
抑制部２００は、低域周波数通過フィルタ(Low frequen
cy pass filter)２１０、差動増幅器(Differential amp
lifier)２２０及びピーク電圧ホルダ(Peak voltage hol
der)２３０を含む。
【００１５】前記低域周波数通過フィルタ２１０は、前
記入力感知部１００から出力された電気信号を遅延させ
出力する。前記低域周波数通過フィルタ２１０は急激な
チャネル数変化により入力された電気信号が急変する場
合、時間遅延された状態に出力され、前記フォトダイオ
ード１２０出力との時間差が生じるようにする。
【００１６】前記差動増幅器２２０は、前記入力感知部
から出力された電気信号と低域周波数通過フィルタ２１
０から出力された電気信号の電圧差に比例する大きさの
パルスを出力する。チャネル数の急激な変化が生じる前
には前記フォトダイオード１２０の出力と低域周波数通
過フィルタ２１０を通過した出力間の差がほとんどない
ので、前記差動増幅器２２０の出力はゼロに近接な状態
を維持する。一方、チャネル数が急激に変化した場合、
前記低域周波数通過フィルタ２１０の時間遅延に基づい
て前記フォトダイオード１２０の出力と低域周波数通過
フィルタ２１０を通過した出力の間に差が発生し、これ
によって前記差動増幅器２２０の出力はチャネル数の変
化量に比例する大きさのパルスに示される。
【００１７】前記ピーク電圧ホルダ２３０は、前記差動
増幅器２２０から出力されたパルスを所定時間だけホー
ルディングした後に出力する。前記ピーク電圧ホルダ２
３０は少なくとも制御器５００が反応して制御を開始す
る前までの時間だけ一時過渡現象を抑制する機能をし、
この時の抑制維持時間は制御器５００の処理性能に従っ
て調節することができる。
【００１８】３．電圧比較部 前記電圧比較部３００は、予め設定された基準電圧と前
記一時過渡抑制部２００から出力されたパルスの大きさ
を比較して、チャネル数変化時にトリガ信号を出力す
る。前記電圧比較部３００は、第１電圧比較器３１０、
第２電圧比較器３２０及び論理和ゲート３３０を含む。
【００１９】前記第１電圧比較器３１０は、オーバーシ
ュートに対比して入力されたパルスの大きさを予め設定
された正の基準電圧と比較して出力する。前記第２電圧
比較器３２０は、アンダーシュートに対比して入力され
たパルスの大きさを予め設定された負の基準電圧と比較
して出力する。前記正の基準電圧及び負の基準電圧はそ
れぞれ光ファイバ増幅器に入力可能な一つのチャネルの
最小の光強度と同一の電圧値に設定する。
【００２０】前記論理和ゲート３３０は、前記第１電圧
比較器３１０と第２電圧比較器３２０の中、一つの以上
でトリガオン信号が出力される場合、トリガ信号を出力
することにより、制御器５００にチャネル数変動がある
ことを知らせる。
【００２１】４．ポンプレーザダイオード駆動部 前記ポンプレーザダイオード駆動部４００は、制御器５
００から出力されたポンプ指示信号の入力に応答して光
ファイバ増幅器のポンプレーザダイオードに駆動電圧を
供給する。
【００２２】５．制御器 前記制御器５００は、電圧比較部３００からトリガ信号
が入力されると、変化されたチャネル数に該当するポン
プ指示信号をポンプレーザダイオード駆動部４００に出
力する。前記制御器５００は、チャネル数感知が完了さ
れ制御準備が完了されると、前記ピーク電圧ホルダ２３
０の放電に会わせて変更されたチャネル数に該当するポ
ンプ指示信号を出力することにより利得制御を遂行す
る。前記制御器５００は一時過渡現象が発生しても、正
常的な利得制御の遂行前まで一時過渡抑制部２００が抑
制維持をすることにより、オーバーシュート及びアンダ
ーシュートのような一時過渡現象を防ぐことができる。
【００２３】図２は本発明の望ましい実施形態による一
時過渡現象抑制装置の波形図である。円内に表示された
１番から７番までは図１に示された各該当番号の出力信
号を示しており、急激なチャネル数の増加が発生した場
合に、本発明の一時過渡現象抑制装置が一時過渡現象を
抑制する過程を示している。また、前記７番の下には本
発明の特徴に従って抑制制御を遂行した場合とそうでな
い場合を比較しているが、抑制制御が遂行された場合に
は、±１dB以下で残余チャネルのオーバーシュート及び
アンダーシュートが抑制されていることを示す。
【００２４】
【発明の効果】以上から述べてきたように、本発明の実
施形態に従う波長分割多重化システム用光ファイバ増幅
器の一時過渡現象抑制装置は、チャネルオン／オフやチ
ャネルアッド／ドロップによりチャネル数の急激な変化
があっても、これを感知してそれに従う適切な出力制御
がなされるので、一時過渡現象による光伝送品質低下を
防ぐことができる効果がある。
【００２５】また、本発明の実施形態による波長分割多
重化システム用光ファイバ増幅器の一時過渡現象抑制装
置は、比較的簡単な回路の使用に残余チャネルに対する
一時過渡現象を防ぐことができるので、小型化及び低価
格化を実現することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の望ましい実施形態による波長分割多
重化システム用光ファイバ増幅器の一時過渡現象抑制装
置を示した構成図である。
【図２】 本発明の望ましい実施形態による一時過渡現
象抑制装置の波形図である。
【符号の説明】
１００ 入力感知部 １１０ 入力タブ １２０ フォトダイオード １３０ 増幅器 ２００ 抑制部 ２１０ 低域周波数通過フィルタ ２２０ 差動増幅器 ２３０ ピーク電圧ホルダ ３００ 電圧比較部 ３１０ 第１電圧比較器 ３２０ 第２電圧比較器 ３３０ 論理和ゲート ４００ ポンプレーザダイオード駆動部 ５００ 制御器
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/04 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｊ Ｈ０４Ｊ 14/00 14/02 Ｈ０４Ｂ 10/17 10/16

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光ファイバ増幅器を備えた波長分割多重
    化システムにおいて、 入力された光信号を光電変換して出力する入力感知部
    と、 前記入力感知部の出力を所定時間だけホールディングし
    た後、チャネル数変化量に比例するパルス形態に出力す
    る一時過渡抑制部と、 予め設定された基準電圧と前記一時過渡抑制部から出力
    されたパルスの大きさを比較して、チャネル数の変化時
    にトリガ信号を出力する電圧比較部と、 ポンプ指示信号の入力に応答してポンプレーザダイオー
    ドに駆動電圧を供給するポンプレーザダイオード駆動部
    と、 前記トリガ信号の入力に応答して変化されたチャネル数
    に該当するポンプ指示信号を出力する制御器と、からな
    ることを特徴とする波長分割多重化システム用光ファイ
    バ増幅器の一時過渡現象抑制装置。
  2. 【請求項２】 前記入力感知部は、 光ファイバ増幅器に入力される光信号を所定比率だけ分
    離する入力タブと、 前記入力タブを通じて入射された光信号を電気信号に変
    換するフォトダイオードと、 前記フォトダイオードから出力された電気信号を増幅し
    て出力する増幅器と、からなる請求項１に記載の波長分
    割多重化システム用光ファイバ増幅器の一時過渡現象抑
    制装置。
  3. 【請求項３】 前記一時過渡抑制部は、 前記入力感知部から出力された電気信号を遅延させ出力
    する低域周波数通過フィルタと、 前記入力感知部から出力された電気信号と低域周波数通
    過フィルタから出力された電気信号の電圧差に比例する
    大きさのパルスを出力する差動増幅器と、 前記差動増幅器から出力されたパルスを所定時間だけホ
    ールディングした後に出力するピーク電圧ホルダと、か
    らなる請求項１に記載の波長分割多重化システム用光フ
    ァイバ増幅器の一時過渡現象抑制装置。
  4. 【請求項４】 前記電圧比較部は、 入力されたパルスの大きさを予め設定された正の基準電
    圧と比較して出力する第１電圧比較器と、 入力されたパルスの大きさを予め設定された負の基準電
    圧と比較して出力する第２電圧比較器と、 前記第１電圧比較器と第２電圧比較器中の一つ以上でト
    リガオン信号が出力される場合、トリガ信号を出力する
    論理和ゲートと、からなる請求項１に記載の波長分割多
    重化システム用光ファイバ増幅器の一時過渡現象抑制装
    置。
  5. 【請求項５】 前記正の基準電圧と負の基準電圧値は、
    光ファイバ増幅器に入力可能な一つのチャネルの最小の
    光強度と同一の電圧値に設定する請求項４に記載の波長
    分割多重化システム用光ファイバ増幅器の一時過渡現象
    抑制装置。
  6. 【請求項６】 光ファイバ増幅器を備えた波長分割多重
    化システムにおいて、 前記光ファイバ増幅器に入力される光信号を所定比率だ
    け分離する入力タブと、 前記入力タブを通じて入射された光信号を電気信号に変
    換するフォトダイオードと、 前記フォトダイオードから出力された電気信号を増幅し
    て出力する増幅器と、 前記増幅器から出力された電気信号を遅延させ出力する
    低域周波数通過フィルタと、 前記増幅器から出力された電気信号と低域周波数通過フ
    ィルタから出力された電気信号の電圧差に比例する大き
    さのパルスを出力する差動増幅器と、 前記差動増幅器から出力されたパルスを所定時間だけホ
    ールディングした後に出力するピーク電圧ホルダと、 前記差動増幅器から出力されたパルスの大きさを予め設
    定された正の基準電圧と比較して出力する第１電圧比較
    器と、 前記差動増幅器から出力されたパルスの大きさを予め設
    定された負の基準電圧と比較して出力する第２電圧比較
    器と、 前記第１電圧比較器と第２電圧比較器中の一つ以上でト
    リガオン信号が出力される場合、トリガ信号を出力する
    論理和ゲートと、 ポンプ指示信号の入力に応答してポンプレーザダイオー
    ドに駆動電圧を供給するポンプレーザダイオード駆動部
    と、 前記トリガ信号の入力に応答して変化されたチャネル数
    に該当するポンプ指示信号を出力する制御器と、からな
    ることを特徴とする波長分割多重化システム用光ファイ
    バ増幅器の一時過渡現象抑制装置。
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