JP2002118316A - エルビウム添加光ファイバ増幅器の利得制御装置及び方法 - Google Patents
エルビウム添加光ファイバ増幅器の利得制御装置及び方法Info
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Abstract
号の強度に対応できるエルビウム添加光ファイバ増幅器
の利得制御装置及び方法を提供する。 【解決手段】 利得制御装置は、エルビウムイオンを励
起させるポンピング光を出力し、ポンピング光の一部を
検出してポンピング光の電力を示すポンピング光感知信
号を出力するポンピング光源と、光ファイバ増幅器に入
力される光信号の一部を検出して、入力光信号の電力を
示す入力光感知信号を出力する光検出部と、ルックアッ
プテーブルから基準電力を読み出し、その基準電力を示
す基準信号を出力する制御部と、ポンピング光感知信号
及び基準信号を基にしてポンピング光の電力と基準電力
とを比較し、その電力の差を補償する電力補償信号を出
力する自動利得制御回路と、入力された電力補償信号に
よってポンピング光源に供給されるバイアス電流のレベ
ルを調節するポンピング光源駆動部と、を含む。
Description
ファイバ増幅器(erbium doped fiber amplifier)に関
し、特に、エルビウム添加光ファイバ増幅器の利得制御
装置及び方法に関する。
て、チャネル間の利得平坦化及び雑音指数(noise figur
e)の問題の解決するために、入力チャネルの数の変化や
入力光の強度の変化に従って各チャネルの利得を自動で
一定に維持させる利得制御装置が要求されてきた。光学
素子を利用した利得制御方法は効果的であるが、エルビ
ウム添加光ファイバ増幅器の構造の複雑性及びエルビウ
ム添加光ファイバ増幅器の位置による多様な条件のため
に、動作パラメータ(operating parameter)をチューニ
ング(tuning)することが困難であるという問題点があ
る。これに対して、ポンピング光源(pumping light sou
rce)に供給されるバイアス電流(bias current)の制御を
通してポンピング光の強度を調節する方法は、その具現
は容易であるが、光信号のチャネルの数が多様に変化す
る波長分割多重システムにおいては、単純なアナログ回
路を利用して、多様な光信号の強度を基にしてポンピン
グ光源を制御することは困難であるという問題点があ
る。また、前記利得制御装置は、チャネルの数の増加/
減少による出力光信号の一時過渡現象を抑制する機能も
備えるべきであるという問題点がある。
分割多重システムに適合で、多様な光信号の強度に対応
できるエルビウム添加光ファイバ増幅器の利得制御装置
及び方法を提供することにある。
渡現象を抑制する機能を備えるエルビウム添加光ファイ
バ増幅器の利得制御装置及び方法を提供することにあ
る。
に、本発明によるエルビウムイオンの誘導放出を利用し
て入力光信号を増幅するエルビウム添加光ファイバ増幅
器の利得制御装置は、前記エルビウムイオンを励起させ
るポンピング光を出力し、前記ポンピング光の一部を検
出して前記ポンピング光の電力を示すポンピング光感知
信号を出力するポンピング光源と、前記光ファイバ増幅
器に入力される光信号の一部を検出して、前記入力光信
号の電力を示す入力光感知信号を出力する光検出部と、
ルックアップテーブルから前記入力光感知信号が示す光
信号電力に対応する基準電力を読み出し、前記読み出さ
れた基準電力を示す基準信号を出力する制御部と、入力
された前記ポンピング光感知信号及び基準信号を基にし
て前記ポンピング光の電力と前記基準電力とを比較し、
その電力の差を補償するための電力補償信号を出力する
自動利得制御回路と、前記入力された電力補償信号によ
って前記ポンピング光源に供給されるバイアス電流のレ
ベルを調節するポンピング光源駆動部と、を含む。
用して入力光信号を増幅し、前記エルビウムイオンを励
起させるポンピング光を出力するポンピング光源と、前
記ポンピング光源にバイアス電流を印加するポンピング
光源駆動部と、を含むエルビウム添加光ファイバ増幅器
の利得制御方法は、前記エルビウム添加光ファイバ増幅
器に入力される光信号の電力から前記光信号のチャネル
の数を把握する過程と、前記把握された光信号のチャネ
ルの数が予め設定された基準チャネルの数と相違する場
合、そのチャネルの数の差を補償するための一時過渡抑
制信号を前記ポンピング光源駆動部に出力する過程と、
前記入力光信号の電力に対応する基準電力をルックアッ
プテーブルから読み出す過程と、前記読み出された基準
電力と前記ポンピング光の電力とを比較してその電力の
差を導出する過程と、前記電力の差を補償するための電
力補償信号を前記ポンピング光源駆動部に出力する過程
と、を含む。
形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。下記説明
において、本発明の要旨を明確にするために関連した公
知機能または構成に対する具体的な説明は省略する。
ルビウム添加光ファイバ増幅器の利得制御装置を示す。
前記利得制御装置は、ポンピング光源110、光検出部
120、一時過渡抑制部130、アナログ/ディジタル
変換部180、ルックアップテーブル140、制御部1
50、ディジタル/アナログ変換部190、自動利得制
御回路160、及びポンピング光源駆動部170から構
成される。
イオンを励起させるポンピング光を出力し、前記ポンピ
ング光の一部を検出して前記ポンピング光の電力を示す
ポンピング光感知信号112を出力する。例えば、前記
ポンピング光源110は、ポンピング光を出力するレー
ザダイオード(laser diode)と、前記入力されたポンピ
ング光のうち、一部はそのまま透過させ、残りは反射さ
せるビームスプリッター(beam splitter)と、前記反射
された光の強度を検出するフォトダイオード(photodiod
e)と、から構成することができる。
加光ファイバ増幅器に入力される光信号の一部を検出し
て前記光信号の電力を示す入力光感知信号122及び1
24を出力する。例えば、前記光検出部120は、前記
入力された前記光信号のうち、一部はそのまま透過さ
せ、残りは反射させるビームスプリッターと、前記反射
された光の強度を検出するフォトダイオードと、から構
成することができる。
感知信号122から前記光信号のチャネルの数を算出
し、前記光信号のチャネルの数が予め設定された基準チ
ャネルの数と相違する場合、そのチャネルの数の差を補
償するための一時過渡抑制信号132を出力する。
は、前記入力光感知信号124をディジタル信号に変換
して出力する。
記エルビウム添加光ファイバ増幅器に入力できる光信号
の多様な電力に対する線形的データが貯蔵されている。
つまり、前記エルビウム添加光ファイバ増幅器に入力で
きる光信号の最大電力値及び最小電力値に対するポンピ
ング光の最小電力値と最大電力値とを連結する直線に沿
ってポンピング光の電力に関するデータが貯蔵されてい
る。
に貯蔵されるデータを示すグラフである。図2は、前記
ポンピング光源110に供給されるバイアス電流172
に対する入力光信号のチャネルの数及び前記エルビウム
添加光ファイバ増幅器の利得を示す。実線210は、前
記ポンピング光源110またはエルビウム添加光ファイ
バ増幅器の特性を示すグラフであり、点線220は、前
記ルックアップテーブル140に貯蔵されたデータを示
すグラフである。また、前記エルビウム添加光ファイバ
増幅器の利得グラフは、1545nm波長のチャネルに
対する利得グラフである。図示のように、前記ポンピン
グ光源110またはエルビウム添加光ファイバ増幅器の
特性グラフは、前記バイアス電流172が増加するにつ
れて、大きく変動されずに緩慢に増加することが分か
る。本発明は、前記のような点を利用して、前記ポンピ
ング光源110またはエルビウム添加光ファイバ増幅器
の特性グラフを直線に近似することである。
ーブル140から前記入力光感知信号124が示す光信
号の電力に対応する基準電力を読み出し、前記読み出さ
れた基準電力を示す基準信号152を出力する。
は、前記基準信号152をアナログ信号に変換して出力
する。
ピング光感知信号112及び基準信号152からポンピ
ング光電力と基準電力とを比較して、その電力の差を補
償するための電力補償信号162を出力する。つまり、
前記自動利得制御回路160は、基準電力を基準にした
ポンピング光の電力の誤差を、フィードバック過程、つ
まり、前記ポンピング光源110からの現在電力が前記
現在電力の以後の前記ポンピング光源110からの電力
に影響を与える過程を通して補償する。
電力補償信号162によって前記ポンピング光源110
に供給されるバイアス電流172のレベルを調節する。
する図である。図3の上側のグラフは、前記入力光信号
のチャネル数が増加する場合、一時過渡抑制信号132
及び電力補償信号162が発生することを示す。前記一
時過渡抑制信号132は、チャネルの増加が感知される
と同時に出力されているが、前記電力補償信号162
は、制御部150が動作する過程で発生する時間遅延
(T1)及び自動利得制御回路160の設定による時間遅
延(T2)によって、前記一時過渡抑制信号132より遅
く出力されることが分かる。図3の下側には、前記一時
過渡抑制信号132及び電力補償信号162によるポン
ピング光の電力の変化を示す。前記一時過渡抑制信号1
32に即時に反応して、前記ポンピング光の電力がチャ
ネルの増加と同時に急上昇してから減少し、前記電力補
償信号162の印加と共に安定化することが分かる。つ
まり、前記一時過渡抑制信号132は、チャネルの増加
及び減少の時にエルビウム添加光ファイバ増幅器の出力
に現れる一時過渡現象を抑制する機能を遂行する。ま
た、前記電力補償信号162は、前記エルビウム添加光
ファイバ増幅器の出力を安定化する機能を遂行する。
ルビウム添加光ファイバ増幅器の利得制御方法を示す。
前記エルビウム添加光ファイバ増幅器の利得制御方法
は、チャネル数の比較過程410と、一時過渡現象の抑
制過程420と、基準電力の読み出し過程430と、基
準電力とポンピング光電力とを比較する過程440と、
電力の差を補償する過程450と、から構成される。
ビウム添加光ファイバ増幅器に入力された光信号の電力
から前記光信号のチャネルの数を導出し、前記光信号の
チャネルの数と予め設定された基準チャネルの数とを比
較する過程である。
信号のチャネルの数が予め設定された基準チャネルの数
と相違する場合、そのチャネルの数の差を補償するため
の一時過渡抑制信号をポンピング光源駆動部に出力する
過程である。前記ポンピング光源駆動部は、前記一時過
渡抑制信号によってポンピング光源に供給されるバイア
ス電流のレベルを調節する。つまり、前記入力光信号の
チャネルの数が前記基準チャネルの数より多い場合は、
バイアス電流のレベルを高めにし、前記入力光信号のチ
ャネルの数が前記基準チャネル数より少ない場合は、バ
イアス電流のレベルを低めにすることである。
記入力光信号の電力に対応する基準電力をルックアップ
テーブルから読み出す過程である。前記ルックアップテ
ーブルに貯蔵されたデータは線形的データであって、入
力できる光信号電力の最大値及び最小値にそれぞれ対応
する前記ポンピング光電力の最小値と最大値とを連結す
る直線に沿ってデータが貯蔵されている。
を比較する過程440は、前記読み出された基準電力と
前記ポンピング光源から出力されるポンピング光の電力
とを比較し、その電力の差を導出する過程である。
力の差を補償するための電力補償信号を前記ポンピング
光源駆動部に出力する過程である。これによって、前記
ポンピング光の電力は一定の電力レベルに安定化する。
な実施形態に挙げて説明してきたが、本発明の範囲内で
様々な変形が可能であるということは勿論である。従っ
て、本発明の範囲は前記実施形態によって限られるべき
ではなく、特許請求の範囲とそれに均等なものによって
定められるべきである。
ビウム添加光ファイバ増幅器の利得制御装置及び方法
は、ルックアップテーブルを利用することによって多様
な光信号の強度に対応することができるという利点があ
る。
ァイバ増幅器の利得制御装置及び方法は、一時過渡抑制
信号を利用して前記エルビウム添加光ファイバ増幅器の
出力に現れる一時過渡現象を抑制することができるとい
う利点がある。
加光ファイバ増幅器の利得制御装置を示す図である。
図である。
である。
加光ファイバ増幅器の利得制御方法を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 エルビウムイオンの誘導放出を利用して
入力光信号を増幅するエルビウム添加光ファイバ増幅器
の利得制御装置において、 前記エルビウムイオンを励起させるポンピング光を出力
し、前記ポンピング光の一部を検出して前記ポンピング
光の電力を示すポンピング光感知信号を出力するポンピ
ング光源と、 前記光ファイバ増幅器に入力される光信号の一部を検出
して、前記入力光信号の電力を示す入力光感知信号を出
力する光検出部と、 ルックアップテーブルから前記入力光感知信号が示す光
信号電力に対応する基準電力を読み出し、前記読み出さ
れた基準電力を示す基準信号を出力する制御部と、 入力された前記ポンピング光感知信号及び基準信号を基
にして前記ポンピング光の電力と前記基準電力とを比較
し、その電力の差を補償するための電力補償信号を出力
する自動利得制御回路と、 前記入力された電力補償信号によって前記ポンピング光
源に供給されるバイアス電流のレベルを調節するポンピ
ング光源駆動部と、 を含むことを特徴とするエルビウム添加光ファイバ増幅
器の利得制御装置。 - 【請求項2】 前記入力光感知信号から前記光信号のチ
ャネルの数を算出し、前記算出された光信号のチャネル
の数が予め設定された基準チャネルの数と相違する場
合、そのチャネルの数の差を補償するための一時過渡抑
制信号を出力する一時過渡抑制部をさらに備えることを
特徴とする請求項1記載のエルビウム添加光ファイバ増
幅器の利得制御装置。 - 【請求項3】 前記入力光感知信号をディジタル信号に
変換して前記制御部に出力するアナログ/ディジタル変
換部と、 前記基準信号をアナログ信号に変換して前記自動利得制
御回路に出力するディジタル/アナログ変換部と、をさ
らに備えることを特徴とする請求項1記載のエルビウム
添加光ファイバ増幅器の利得制御装置。 - 【請求項4】 前記ルックアップテーブルには、前記光
信号電力の最大値及び最小値にそれぞれ対応するポンピ
ング光の電力の最小値と最大値とを連結する直線に沿っ
てポンピング光の電力に関するデータが貯蔵されている
ことを特徴とする請求項1記載のエルビウム添加光ファ
イバ増幅器の利得制御装置。 - 【請求項5】 エルビウムイオンの誘導放出を利用して
入力光信号を増幅し、前記エルビウムイオンを励起させ
るポンピング光を出力するポンピング光源と、前記ポン
ピング光源にバイアス電流を引加するポンピング光源駆
動部と、を含むエルビウム添加光ファイバ増幅器の利得
制御方法において、 前記エルビウム添加光ファイバ増幅器に入力される光信
号の電力から前記光信号のチャネルの数を把握する過程
と、 前記把握された光信号のチャネルの数が予め設定された
基準チャネルの数と相違する場合、そのチャネルの数の
差を補償するための一時過渡抑制信号を前記ポンピング
光源駆動部に出力する過程と、 前記入力光信号の電力に対応する基準電力をルックアッ
プテーブルから読み出す過程と、 前記読み出された基準電力と前記ポンピング光の電力と
を比較してその電力の差を導出する過程と、 前記電力の差を補償するための電力補償信号を前記ポン
ピング光源駆動部に出力する過程と、 を含むことを特徴とするエルビウム添加光ファイバ増幅
器の利得制御方法。
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