JP2003051632A - Optical amplifier - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重による光
伝送方式を採用したシステムに適用して好適な光増幅装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical amplifier suitable for application to a system adopting an optical transmission system by wavelength division multiplexing.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、光増幅装置を中継器として用いる
光伝送システムの研究・実用化が盛んである。特に、イ
ンターネットを中心としたマルチメディアサービスに対
応するために、波長の異なる複数の信号光を多重化する
ＷＤＭ（Wavelength DivisionMultiplex）による広帯
域化および大容量化が有効である。このＷＤＭ技術を用
いた光通信システムにおいては、伝送距離を拡大するた
めに全ての信号光を一括して増幅する光中継増幅器の果
たす役割が非常に大きい。2. Description of the Related Art In recent years, research and practical application of an optical transmission system using an optical amplifier as a repeater have been actively conducted. In particular, in order to support multimedia services centered on the Internet, it is effective to increase the bandwidth and capacity by WDM (Wavelength Division Multiplex) that multiplexes a plurality of signal lights having different wavelengths. In an optical communication system using this WDM technology, an optical repeater amplifier that amplifies all the signal lights collectively in order to extend the transmission distance plays a very important role.
【０００３】この光増幅装置を構成するための光増幅媒
体として、希土類を添加した光ファイバが有効であり、
現在研究並びに実用化が進められている。特にエルビウ
ム添加ファイバ（Erbium-Doped Fiber：以下ＥＤＦと
いう）は、光ファイバが低損失となる波長の広い範囲
（１５３０〜１６１０ｎｍ）で増幅作用を持つため、光
ファイバ通信システムに広く利用されている。As an optical amplifying medium for constructing this optical amplifying device, an optical fiber doped with rare earth is effective,
Currently, research and practical application are in progress. In particular, Erbium-Doped Fiber (hereinafter referred to as EDF) is widely used in optical fiber communication systems because it has an amplifying function in a wide wavelength range (1530 to 1610 nm) where the optical fiber has low loss.
【０００４】従来、ＥＤＦを用いた光増幅器（Erbium-D
oped Fiber Optical Amplifier：以下ＥＤＦＡとい
う）はＣバンド（波長範囲１５３０〜１５６０ｎｍ）と
呼ばれている波長帯域で実用化されているが、近年、さ
らなる波長帯域の拡大のため、Ｌバンド（波長範囲１５
７０〜１６１０ｎｍ）でも実用化が進められている。Conventionally, an optical amplifier using an EDF (Erbium-D
The oped fiber optical amplifier (hereinafter referred to as EDFA) has been put into practical use in a wavelength band called C band (wavelength range 1530 to 1560 nm), but in recent years, due to further expansion of the wavelength band, L band (wavelength range 15).
70 to 1610 nm) is being put to practical use.
【０００５】このような光増幅媒体に信号光の波長帯域
で増幅作用を持たせるためには、光増幅媒体に信号光よ
り短い波長の励起光を信号光と共に入射する。そして、
信号光と励起光を効率よく光増幅媒体に入射させるた
め、光増幅媒体の端にＷＤＭ光カプラを接続する。ま
た、光ファイバ通信システムにおいて複数の光増幅装置
を中継器として用いる場合、伝送設計の観点から各光増
幅装置直後の信号光の出力パワーが一定であることが望
ましい。In order to give such an optical amplifying medium an amplifying action in the wavelength band of the signal light, pumping light having a shorter wavelength than the signal light is incident on the optical amplifying medium together with the signal light. And
A WDM optical coupler is connected to the end of the optical amplification medium so that the signal light and the pumping light are efficiently incident on the optical amplification medium. Further, when a plurality of optical amplifiers are used as repeaters in an optical fiber communication system, it is desirable that the output power of the signal light immediately after each optical amplifier is constant from the viewpoint of transmission design.
【０００６】このため、最も簡単には光増幅媒体の出力
パワーを測定し、その測定値から求めたＷＤＭ信号光の
合計出力パワーが一定となるよう励起光のパワーを調整
する出力一定制御が知られている。このような制御機能
の設計にはＥＤＦＡの持つ周波数応答特性の把握が必要
である。文献アイイーイーイー・ホトニクス・テクノロ
ジー・レターズ（IEEE Photonics Technology Lette
rs） 10, 11, 1551(1998)によれば、ＬバンドＥＤＦ
Ａでは励起光源からの光がＣバンドの増幅された自然放
出光（ＡＳＥ：Amplified Spontaneous Emission）を
生じ、さらにこのＡＳＥがＬバンドを励起する二段階の
励起過程の存在が指摘されている。このためＬバンドで
はＣバンドＥＤＦＡと周波数応答特性が異なる可能性が
考えられる。For this reason, the simplest known output constant control is to measure the output power of the optical amplification medium and adjust the pump light power so that the total output power of the WDM signal light obtained from the measured value is constant. Has been. To design such a control function, it is necessary to understand the frequency response characteristics of the EDFA. Literature IEEE Photonics Technology Lette
rs) 10, 11, 1551 (1998), L-band EDF
In A, it is pointed out that the light from the excitation light source produces amplified spontaneous emission (ASE) in the C band, and that the ASE excites the L band in a two-step excitation process. Therefore, it is possible that the L band has different frequency response characteristics from the C band EDFA.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ＬバンドＥＤＦＡの周
波数応答特性を測定した結果、後方励起光を変調した場
合にはＣバンドＥＤＦＡと同じ一次遅れ要素を示す伝達
関数で表されるが（図１）、前方励起光を変調した場合
にはＣバンドＥＤＦＡと異なり、伝達関数に変曲点が現
れる場合があることを発見した（図２）。制御系の設計
という観点からすると、ゲイン曲線にこのような変曲点
がある場合、安定して大きなループゲインを確保するこ
とが難しくなる場合がある。As a result of measuring the frequency response characteristic of the L-band EDFA, when the backward pumping light is modulated, it is expressed by a transfer function having the same first-order lag element as that of the C-band EDFA (see FIG. 1). ), It was discovered that when the forward excitation light is modulated, an inflection point may appear in the transfer function, unlike the C-band EDFA (FIG. 2). From the viewpoint of designing the control system, it may be difficult to stably secure a large loop gain when the gain curve has such an inflection point.
【０００８】本発明の目的は、高価な光部品を用いるこ
となく、部品数の少ない簡易な構成で、ＬバンドＥＤＦ
Ａにおける好適な制御方式を提供することである。特
に、部品数の少ない簡易な構成で、波長多重された信号
を分離後の受信器において各信号光の光パワーを等しく
することを可能にする。An object of the present invention is to use an L-band EDF with a simple structure having a small number of parts without using expensive optical parts.
It is to provide a suitable control method in A. In particular, it is possible to equalize the optical power of each signal light in the receiver after separating the wavelength-multiplexed signal with a simple configuration having a small number of parts.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明による光増幅装置
では、ＥＤＦＡの出力制御において、前方励起光パワー
と後方励起光パワーを独立した制御コントローラで調整
し、チャネル数（波長多重された信号光の数）に応じ
て、制御コントローラのパラメータの設定を変更するこ
とを特徴とする。In the optical amplifying device according to the present invention, in the output control of the EDFA, the forward pumping light power and the backward pumping light power are adjusted by independent controllers, and the number of channels (wavelength multiplexed signal light) is adjusted. It is characterized in that the parameter setting of the control controller is changed according to the number of.
【００１０】上記制御パラメータの設定方法については
次のように行う。チャネル数が多い場合には前方励起光
の調整をなるべく行わず、後方励起光の調整によりＥＤ
ＦＡの出力制御を行う方が好ましいので、前方励起光の
制御コントローラの比例ゲインを小さくとり、後方励起
光の制御コントローラの比例ゲインを大きく設定する。The setting method of the control parameters is as follows. When the number of channels is large, the forward pumping light is not adjusted as much as possible, but the backward pumping light is adjusted to adjust the ED.
Since it is preferable to control the output of the FA, the proportional gain of the controller for the front pumping light is set small, and the proportional gain of the controller for the rear pumping light is set large.
【００１１】チャネル数が少ない場合には、後方励起光
のパワーをゼロとしても所望の出力パワーよりも大きく
なってしまう場合があるので、この場合には前方励起光
の調整も行って制御する。すなわち前方励起光の制御コ
ントローラの比例ゲインを大きくとり、後方励起光の制
御コントローラの比例ゲインを小さくとって（実質ゼロ
となる）ＥＤＦＡの出力制御を行う。さらに、前方励起
光を調整する場合は、ＥＤＦＡの持つ周波数応答関数を
考慮して、チャネル数に応じた最適な位相補償を行い、
変曲点の影響が少なくなるようにして制御を行う。な
お、チャネル数の代わりに、設定する信号光の出力パワ
ーの大きさに応じて制御パラメータを変更するとして
も、実質的に同等の制御を行うことが可能であり、制御
特性を改善することができる。When the number of channels is small, the output power of the backward pumping light may become larger than the desired output power even if the power of the backward pumping light is set to zero. Therefore, in this case, the forward pumping light is adjusted and controlled. That is, the proportional gain of the controller for the front pumping light is set large, and the proportional gain of the controller for the rear pumping light is set small to control the output of the EDFA (which becomes substantially zero). Furthermore, when adjusting the forward pumping light, the frequency response function of the EDFA is taken into consideration, and optimal phase compensation according to the number of channels is performed.
Control is performed so that the influence of the inflection point is reduced. Even if the control parameter is changed according to the magnitude of the output power of the signal light to be set instead of the number of channels, substantially the same control can be performed and the control characteristic can be improved. it can.
【００１２】具体的に、本発明の第１の光増幅装置は、
波長多重された信号光と励起光を同時に入射させ上記信
号光を増幅する光増幅媒体と、上記励起光を発生する光
源と、上記光増幅媒体から出力される信号光のパワーを
モニタする検出器と、上記検出器で検出された信号光の
パワーが一定になるように上記励起光を調整する制御コ
ントローラを有し、上記波長多重された信号光の数によ
って制御コントローラの制御パラメータを変えることを
特徴とする。Specifically, the first optical amplifying device of the present invention is
An optical amplification medium that simultaneously inputs wavelength-multiplexed signal light and pumping light to amplify the signal light, a light source that generates the pumping light, and a detector that monitors the power of the signal light output from the optical amplification medium. And a control controller for adjusting the pumping light so that the power of the signal light detected by the detector becomes constant, and changing the control parameter of the control controller according to the number of the wavelength-multiplexed signal lights. Characterize.
【００１３】本発明の第２の光増幅装置は、波長多重さ
れた信号光と励起光を同時に入射させ上記信号光を増幅
する光増幅媒体と、上記励起光を発生する光源と、上記
光増幅媒体から出力される信号光のパワーをモニタする
検出器と、上記検出器で検出された信号光のパワーが一
定になるように上記励起光を調整する制御コントローラ
を有し、上記制御コントローラが比例要素と積分要素と
微分要素を有し、上記波長多重された信号光の数によっ
て上記各要素の比例ゲインと積分時間と微分時間を変え
ることを特徴とする。A second optical amplifying device of the present invention is an optical amplifying medium for simultaneously injecting wavelength-multiplexed signal light and pumping light to amplify the signal light, a light source for generating the pumping light, and the optical amplifier. A detector that monitors the power of the signal light output from the medium, and a controller that adjusts the excitation light so that the power of the signal light detected by the detector is constant, and the controller is proportional It has an element, an integration element, and a differentiation element, and is characterized in that the proportional gain, the integration time, and the differentiation time of each of the elements are changed depending on the number of the wavelength-multiplexed signal lights.
【００１４】本発明の第３の光増幅装置は、波長多重さ
れた信号光と励起光を同時に入射させ上記信号光を増幅
する光増幅媒体と、光増幅媒体を上記信号光と同方向に
進む前方励起光を発生する光源と、光増幅媒体を上記信
号光と逆方向に進む後方励起光を発生する光源と、上記
光増幅媒体から出力される信号光のパワーをモニタする
検出器と、上記検出器で検出された信号光のパワーが一
定になるように前方励起光を調整する第１の制御コント
ローラと後方励起光を調整する第２の制御コントローラ
を有し、第１の制御コントローラが比例要素と積分要素
と微分要素を有し、上記波長多重された信号光の数によ
って第１の制御コントローラの有する各要素の比例ゲイ
ンと積分時間と微分時間を変えることを特徴とする。さ
らに、上記比例ゲインが上記信号光の数に対して非増加
の関数であることを特徴とする。In a third optical amplifying device of the present invention, an optical amplifying medium for simultaneously injecting wavelength-multiplexed signal light and pumping light and amplifying the signal light, and the optical amplifying medium travel in the same direction as the signal light. A light source that generates forward pumping light, a light source that generates backward pumping light that travels in the optical amplification medium in the opposite direction to the signal light, a detector that monitors the power of the signal light output from the optical amplification medium, and It has a first controller for adjusting the forward pumping light and a second controller for adjusting the backward pumping light so that the power of the signal light detected by the detector is constant, and the first controller is proportional It is characterized in that it has an element, an integration element, and a differentiation element, and changes the proportional gain, the integration time, and the differentiation time of each element of the first control controller according to the number of wavelength-multiplexed signal lights. Further, the proportional gain is a non-increasing function with respect to the number of signal lights.
【００１５】本発明の第４の光増幅装置は、波長多重さ
れた信号光と励起光を同時に入射させ上記信号光を増幅
する光増幅媒体と、光増幅媒体を上記信号光と同方向に
進む前方励起光を発生する光源と、光増幅媒体を上記信
号光と逆方向に進む後方励起光を発生する光源と、上記
光増幅媒体から出力される信号光のパワーをモニタする
検出器と、上記検出器で検出された信号光のパワーが一
定になるように前方励起光を調整する第１の制御コント
ローラと後方励起光を調整する第２の制御コントローラ
を有し、２つの制御コントローラが各々比例要素と積分
要素と微分要素を有し、上記波長多重された信号光の数
によって第１と第２の制御コントローラの有する各要素
の比例ゲインと積分時間と微分時間を変えることを特徴
とする。さらに、上記第１の比例ゲインが上記信号光の
数に対して非増加の関数であり、上記第２の比例ゲイン
が上記信号光の数に対して非減少の関数であることを特
徴とする。In a fourth optical amplifying apparatus of the present invention, an optical amplifying medium for simultaneously injecting wavelength-multiplexed signal light and pumping light and amplifying the signal light, and the optical amplifying medium travel in the same direction as the signal light. A light source that generates forward pumping light, a light source that generates backward pumping light that travels in the optical amplification medium in the opposite direction to the signal light, a detector that monitors the power of the signal light output from the optical amplification medium, and It has a first controller that adjusts the forward pumping light and a second controller that adjusts the backward pumping light so that the power of the signal light detected by the detector becomes constant, and the two controllers are proportional to each other. It is characterized in that it has an element, an integral element, and a differential element, and changes the proportional gain, the integral time, and the differential time of each element of the first and second controllers according to the number of the wavelength-multiplexed signal lights. Further, the first proportional gain is a non-increasing function with respect to the number of signal lights, and the second proportional gain is a non-decreasing function with respect to the number of signal lights. .
【００１６】本発明の第５の光増幅装置は、波長多重さ
れた信号光と励起光を同時に入射させ上記信号光を増幅
する光増幅媒体と、光増幅媒体を上記信号光と同方向に
進む前方励起光を発生する複数の光源と、光増幅媒体を
上記信号光と逆方向に進む後方励起光を発生する光源
と、上記光増幅媒体から出力される信号光のパワーをモ
ニタする検出器と、上記検出器で検出された信号光のパ
ワーが一定になるように複数の前方励起光源を調整する
複数の制御コントローラと後方励起光源を調整する後方
励起光源制御コントローラを有し、複数の制御コントロ
ーラが各々比例要素と積分要素と微分要素を有し、上記
波長多重された信号光の数によって、各制御コントロー
ラの有する各要素の比例ゲインと積分時間と微分時間を
独立に変えることを特徴とする。In a fifth optical amplifying device of the present invention, an optical amplifying medium for injecting wavelength-multiplexed signal light and pumping light at the same time to amplify the signal light, and the optical amplifying medium travel in the same direction as the signal light. A plurality of light sources that generate forward pumping light, a light source that generates backward pumping light that travels through the optical amplification medium in the opposite direction to the signal light, and a detector that monitors the power of the signal light output from the optical amplification medium. , A plurality of control controllers having a plurality of control controllers for adjusting a plurality of front pumping light sources so that the power of the signal light detected by the detector is constant and a rear pumping light source control controller for adjusting a rear pumping light source, Has a proportional element, an integral element, and a derivative element, respectively, and the proportional gain, the integral time, and the derivative time of each element of each controller are independently changed according to the number of wavelength-multiplexed signal lights. And butterflies.
【００１７】本発明の第６の光増幅装置は、波長多重さ
れた信号光と励起光を同時に入射させ上記信号光を増幅
する光増幅媒体と、光増幅媒体を上記信号光と同方向に
進む前方励起光を発生する光源と、光増幅媒体を上記信
号光と逆方向に進む後方励起光を発生する光源と、上記
光増幅媒体から出力される信号光のパワーをモニタする
検出器と、上記検出器で検出された信号光のパワーが一
定になるように前方励起光を調整する第１の制御コント
ローラと後方励起光を調整する第２の制御コントローラ
を有し、２つの制御コントローラが各々第１、および第
２の比例要素を有し、波長多重された信号光の数と対応
する第１の比例要素の比例ゲインと第２の比例要素の比
例ゲインを示すテーブルを有し、上記信号光の数に応じ
て上記テーブルの値に従って第１の比例ゲインと第２の
比例ゲインを変更することを特徴とする。さらに、上記
第１の比例ゲインが上記信号光の数に対して非増加の関
数であり、上記第２の比例ゲインが上記信号光の数に対
して非減少の関数であることを特徴とする。In a sixth optical amplifying apparatus of the present invention, an optical amplifying medium for simultaneously injecting wavelength-multiplexed signal light and pumping light and amplifying the signal light, and the optical amplifying medium travel in the same direction as the signal light. A light source that generates forward pumping light, a light source that generates backward pumping light that travels in the optical amplification medium in the opposite direction to the signal light, a detector that monitors the power of the signal light output from the optical amplification medium, and It has a first controller for adjusting the forward pumping light and a second controller for adjusting the backward pumping light so that the power of the signal light detected by the detector is constant, and each of the two controller is a first controller. 1 and a second proportional element, and a table showing the proportional gain of the first proportional element and the proportional gain of the second proportional element corresponding to the number of signal lights wavelength-multiplexed, Depending on the number of And changes a first proportional gain and a second proportional gain according to. Further, the first proportional gain is a non-increasing function with respect to the number of signal lights, and the second proportional gain is a non-decreasing function with respect to the number of signal lights. .
【００１８】本発明の第７の光増幅装置は、波長多重さ
れた信号光と励起光を同時に入射させ上記信号光を増幅
する光増幅媒体と、光増幅媒体を上記信号光と同方向に
進む前方励起光を発生する複数の光源と、光増幅媒体を
上記信号光と逆方向に進む後方励起光を発生する光源
と、上記光増幅媒体から出力される信号光のパワーをモ
ニタする検出器と、上記検出器で検出された信号光のパ
ワーが一定になるように複数の前方励起光源を調整する
複数の前方励起光源制御コントローラと後方励起光を調
整する後方励起光源制御コントローラを有し、複数の前
方励起光源制御コントローラおよび後方励起光源制御コ
ントローラが各々比例要素を有し、波長多重された信号
光の数と対応する各々の比例要素の比例ゲインを示すテ
ーブルを有し、上記信号光の数に応じて上記テーブルの
値に従って各々の比例ゲインを変更することを特徴とす
る。なお、上記の第１から第７の発明において、チャネ
ル数の代わりに、設定する信号光の出力パワーの大きさ
に応じて制御パラメータを変更するとしても、実質的に
同等の制御を行うことが可能である。In a seventh optical amplifying device of the present invention, an optical amplifying medium for simultaneously injecting wavelength-multiplexed signal light and pumping light and amplifying the signal light, and the optical amplifying medium travel in the same direction as the signal light. A plurality of light sources that generate forward pumping light, a light source that generates backward pumping light that travels through the optical amplification medium in the opposite direction to the signal light, and a detector that monitors the power of the signal light output from the optical amplification medium. A plurality of front pump light source control controllers that adjust a plurality of front pump light sources so that the power of the signal light detected by the detector becomes constant, and a rear pump light source control controller that adjusts the rear pump light, The forward pump light source controller and the backward pump light source controller each have a proportional element, and have a table showing the proportional gain of each proportional element corresponding to the number of wavelength-multiplexed signal lights, And changes the proportional gain of each according to the value of the table according to the number of issue light. In the first to seventh inventions described above, substantially the same control can be performed even if the control parameter is changed according to the magnitude of the output power of the signal light to be set instead of the number of channels. It is possible.
【００１９】本発明の上述の各光増幅装置により、Ｌバ
ンドＥＤＦＡの出力制御において制御系を安定にする、
あるいは制定時間を短くするといった制御系の特性を改
善することが可能となる。特に、本発明は、わずかな電
気部品の追加によって実現可能であり、高価な光部品を
用いずに簡易な構成で実現することができる。The above-mentioned optical amplifiers of the present invention stabilize the control system in the output control of the L-band EDFA.
Alternatively, it is possible to improve the characteristics of the control system such as shortening the establishment time. In particular, the present invention can be realized by adding a few electric components, and can be realized with a simple configuration without using expensive optical components.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて詳細に説明する。図１および図２は、本発明に関
わる希土類添加ファイバの性質を表す図である。希土類
添加ファイバの両側から励起光を与える双方向励起とし
た場合に、図１は後方励起光のみを変調した場合の周波
数応答特性、図２は前方励起光のみを変調した場合の周
波数応答特性を示したものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. 1 and 2 are diagrams showing the properties of the rare earth-doped fiber according to the present invention. FIG. 1 shows frequency response characteristics when only backward pumping light is modulated, and FIG. 2 shows frequency response characteristics when only forward pumping light is modulated, when bidirectional pumping is performed in which pumping light is supplied from both sides of the rare earth-doped fiber. It is shown.
【００２１】実験には希土類添加ファイバとしてエルビ
ウム添加ファイバ（ＥＤＦ）を用いた。ＥＤＦはエルビ
ウム濃度が４００ｐｐｍで、共添加物としてＡＬ２Ｏ３
を加えており、その濃度は１１０００ｐｐｍのものとし
た。ＥＤＦの長さは３００ｍとした。ＥＤＦの両側には
ＷＤＭ光カプラを介して励起用半導体レーザを接続し、
双方向から励起を行った。入力信号光の波長は１５７９
ｎｍとし、入力信号光パワーを−２２ｄＢｍとした。励
起光源は発振波長１４８０ｎｍ帯のファブリぺロー・レ
ーザダイオード（ＬＤ）を用いた。この時、励起光の変
調度は１５％とし、前方励起光は、図１においては１７
０ｍＷ、図２においては１１２ｍＷ（ＤＣ成分）とし、
後方励起光は９１ｍＷとした。In the experiment, an erbium-doped fiber (EDF) was used as a rare earth-doped fiber. EDF has an erbium concentration of 400 ppm and is a co-additive of AL 2 O 3
Was added, and the concentration was set to 11,000 ppm. The length of the EDF was 300 m. A pumping semiconductor laser is connected to both sides of the EDF via a WDM optical coupler,
Excitation was performed from both directions. The wavelength of the input signal light is 1579
nm and the input signal light power was -22 dBm. As the excitation light source, a Fabry-Perot laser diode (LD) with an oscillation wavelength of 1480 nm band was used. At this time, the modulation degree of the excitation light is 15%, and the forward excitation light is 17% in FIG.
0 mW, 112 mW (DC component) in FIG. 2,
The backward excitation light was 91 mW.
【００２２】この図では、励起光源の駆動電流源および
ＬＤの周波数応答特性をあらかじめ差し引き、ＥＤＦの
応答特性のみを示してある。また、前方励起光変調時に
は、ＥＤＦの長さが３００ｍであるため、図中の位相の
曲線は遅延を除いて示してある。また、この測定におい
てはＡＳＥによる周波数応答特性の影響を除くための、
中心波長を信号光にあわせた半値全幅の４ｎｍの光バン
ドパスフィルタをＥＤＦＡ出力に設置して測定を行っ
た。In this figure, the frequency response characteristics of the driving current source of the pumping light source and the LD are subtracted in advance, and only the response characteristics of the EDF are shown. Further, since the EDF has a length of 300 m during the forward pumping light modulation, the phase curve in the figure is shown without the delay. In addition, in this measurement, in order to remove the influence of the frequency response characteristic due to ASE,
An optical bandpass filter having a full width at half maximum of 4 nm in which the center wavelength was adjusted to the signal light was installed at the output of the EDFA for measurement.
【００２３】図１に示したように、ＬバンドＥＤＦＡに
おいて後方励起光変調時の周波数応答関数は一次遅れ要
素を表す伝達関数となる。しかし、図２に示したよう
に、前方励起光変調時のＥＤＦＡの周波数応答特性は、
単純な一次遅れ要素だけでは表せないことがわかる。こ
こで、図１、図２のゲイン曲線は、最大値で規格化（最
大値＝０ｄＢ）してある。図１の後方励起光変調時では
周波数が高くなるにつれゲイン曲線は減衰し、位相曲線
も単調に０°から−９０°へと減少している。しかし、
それに対し図２の前方励起光変調時では周波数が高くな
るにつれゲイン曲線は徐々に下がっていくが、１０３Ｈ
ｚを超えたあたりでゆるやかに盛り上がりそこから減
少、すなわち２つの変曲点を持ったカーブを描いてい
る。これに対応して位相曲線も単調に０°から−９０°
へと減少せずに１０３Ｈｚ近傍で極大値を持つ。このよ
うな前方励起光および後方励起光変調時の周波数応答特
性を考慮した好適な制御方法を有する光増幅装置につい
て説明する。As shown in FIG. 1, in the L-band EDFA, the frequency response function at the time of backward pumping light modulation is a transfer function representing a first-order lag element. However, as shown in FIG. 2, the frequency response characteristic of the EDFA during forward pump light modulation is
It can be seen that it cannot be expressed only by a simple first-order lag element. Here, the gain curves in FIGS. 1 and 2 are standardized with the maximum value (maximum value = 0 dB). In the backward pumping light modulation of FIG. 1, the gain curve is attenuated as the frequency is increased, and the phase curve is also monotonically decreased from 0 ° to −90 °. But,
It contrast gain curve as the frequency becomes higher than at the forward pumping light modulation 2 gradually decreases, 10 3 H
It gradually rises around z and decreases from there, that is, a curve with two inflection points is drawn. Corresponding to this, the phase curve also monotonically changes from 0 ° to -90 °.
It has a maximum value in the vicinity of 10 3 Hz without decreasing. An optical amplifying device having a suitable control method in consideration of such frequency response characteristics at the time of modulating the forward pumping light and the backward pumping light will be described.
【００２４】本発明の第１の実施例の光増幅装置を図３
に示す。本実施例は、入力ポート１０から入力された信
号光に前方励起光を合波するＷＤＭ光カプラ３１と、Ｗ
ＤＭ信号光を増幅する希土類添加ファイバ２０と、希土
類添加ファイバ２０の出力側に接続され後方励起光を合
波するＷＤＭ光カプラ３０と、前方励起光を発する光源
である励起ＬＤ４１と、後方励起光を発する光源である
励起ＬＤ４０と、励起ＬＤ４０、４１を駆動するための
励起光源駆動電流源５０、５１と、励起光パワーを制御
する励起光パワー制御部２００、２０１と、監視制御信
号処理部３００と、希土類添加ファイバ２０の出力光の
大部分を出力ポート１１に出力し、一部分を分離して取
り出すタップカプラ１００と、タップカプラ１００から
の分離された出力光から希土類添加ファイバ２０の出力
光パワーを検出する光検出部１１０とによって構成され
る。FIG. 3 shows the optical amplifying device of the first embodiment of the present invention.
Shown in. In the present embodiment, a WDM optical coupler 31 that multiplexes the forward pumping light with the signal light input from the input port 10;
A rare earth-doped fiber 20 that amplifies the DM signal light, a WDM optical coupler 30 that is connected to the output side of the rare earth-doped fiber 20 and combines backward pumping light, a pumping LD 41 that is a light source that emits forward pumping light, and a backward pumping light. Pumping LD 40 that is a light source that emits light, pumping light source driving current sources 50 and 51 for driving the pumping LDs 40 and 41, pumping light power control units 200 and 201 that control pumping light power, and monitoring control signal processing unit 300. And a tap coupler 100 that outputs most of the output light of the rare earth-doped fiber 20 to the output port 11 and separates and extracts a part of the output light, and the output light power of the rare earth-doped fiber 20 from the separated output light from the tap coupler 100. And a light detection unit 110 for detecting
【００２５】上記励起光パワーを制御する励起光パワー
制御部２００、２０１は、さらに比例要素２１０、２１
１と、積分要素２２０、２２１と、微分要素２３０、２
３１とから構成される。ただし、比例要素、積分要素、
微分要素の順番はこの通りでなくても構わない。The pumping light power control units 200 and 201 for controlling the pumping light power further include proportional elements 210 and 21.
1, integral elements 220 and 221, and differential elements 230 and 2
31 and 31. However, proportional element, integral element,
The order of the differentiating elements does not have to be this order.
【００２６】励起ＬＤ４１、４２は、多くの場合ファブ
リペロー共振器を伴って構成される。光検出器１１０
は、タップカプラ１００から分離された出力光を取り込
み、光パワーに応じた大きさの電流を出力光パワーのモ
ニタ量として出力する。この出力光パワーのモニタ量が
励起光パワー制御部２００、２０１に出力される。The pumping LDs 41, 42 are often constructed with Fabry-Perot resonators. Photo detector 110
Captures the output light separated from the tap coupler 100 and outputs a current having a magnitude corresponding to the optical power as a monitor amount of the output optical power. The monitor amount of the output light power is output to the pumping light power control units 200 and 201.
【００２７】さらに、本発明による光増幅装置はチャネ
ル数（波長多重数）を識別するための監視制御信号処理
部３００を有する。監視制御信号処理部３００に波長多
重数を認識させる方法としては、信号光とは別の波長を
持つ監視制御信号によって伝達させる方法がある。ある
いは、保守者等がネットワーク管理ソフト（オペレーシ
ョンシステム）を用いて入力するという方法であっても
構わない。あるいは、入力された信号光を波長毎に掃引
してモニタし、ピーク数を数えるといった方法でも構わ
ない。Further, the optical amplifier apparatus according to the present invention has a supervisory control signal processing section 300 for identifying the number of channels (wavelength multiplex number). As a method of causing the supervisory control signal processing unit 300 to recognize the wavelength division number, there is a method of transmitting the supervisory control signal having a wavelength different from the signal light. Alternatively, a method in which a maintenance person or the like uses the network management software (operation system) to input may be used. Alternatively, the input signal light may be swept for each wavelength and monitored, and the number of peaks may be counted.
【００２８】監視制御信号処理部３００は、このように
して得られたチャネル数情報を用いて励起光パワー制御
部２００、２０１の比例要素、積分要素、微分要素の各
制御パラメータをチャネル数に応じて最適な値を与える
よう変更する。チャネル数と最適な制御パラメータとの
関係は、あらかじめ測定により求めておき、テーブルに
記録しておく。そしてこのテーブルの値に従い、監視制
御信号処理部３００は、励起光パワー制御部２００、２
０１の比例要素、積分要素、微分要素が持つ制御パラメ
ータである比例ゲイン、積分時間、微分時間をチャネル
数に応じて変更する。The supervisory control signal processor 300 uses the channel number information thus obtained to set the control parameters of the proportional element, integral element and derivative element of the pumping light power controllers 200 and 201 according to the number of channels. Change to give the optimum value. The relationship between the number of channels and the optimum control parameter is obtained by measurement in advance and recorded in a table. Then, according to the values in this table, the supervisory control signal processing unit 300 causes the pumping light power control units 200, 2 to
The proportional gain, integral time, and derivative time, which are the control parameters of the proportional element, integral element, and derivative element of 01, are changed according to the number of channels.
【００２９】励起光パワー制御部２００、２０１にある
比例要素、積分要素、微分要素の一例を図１２、１３、
１４に各々示す。図１２に示した例では、比例要素は差
動増幅部４００と電位付与部４１０と２つの抵抗から構
成される。ここで、電位付与部によって与えられる電位
をＶｒｅｆ，入力電位をＶｉ，出力電位をＶｏとし、２
つの抵抗の値をＲ１，Ｒ２とすると、伝達関数Ｇｐは数
１で表される。Examples of the proportional element, integral element, and derivative element in the pumping light power control units 200 and 201 are shown in FIGS.
14 respectively. In the example shown in FIG. 12, the proportional element includes a differential amplifier 400, a potential applying unit 410, and two resistors. Here, the potential given by the potential applying unit is V ref , the input potential is V i , the output potential is V o, and 2
The transfer function G p is expressed by Equation 1 , where R 1 and R 2 are the resistance values.
【００３０】[0030]
【数１】
このように比例要素のゲインは−（Ｒ２／Ｒ１）とな
る。ここで負の符号がつくことで、Ｖｉが所望の設定値
Ｖｒｅｆより大きい場合には励起光源のパワーを下げる
方向に、ＶｉがＶｒｅｆより小さい場合には励起光源の
パワーを上げる方向に制御することを示している。[Equation 1] Thus, the gain of the proportional element is − (R 2 / R 1 ). Here By negative sign attached, for lowering the power of the excitation light source when V i is larger than the desired set value V ref, the direction V i is to increase the power of the excitation light source when V ref is smaller than It shows that it controls.
【００３１】次に、図１３に示した例では、積分要素は
差動増幅部４００とコンデンサーと２つの抵抗から構成
される。同様に、伝達関数は次の数２で与えられる。Next, in the example shown in FIG. 13, the integration element is composed of a differential amplifier 400, a capacitor and two resistors. Similarly, the transfer function is given by the following equation 2.
【００３２】[0032]
【数２】
図１４に示した例では、微分要素は差動増幅部４００と
コンデンサーと２つの抵抗から構成される。同様に、伝
達関数は数３で与えられる。[Equation 2] In the example shown in FIG. 14, the differential element is composed of a differential amplifier 400, a capacitor, and two resistors. Similarly, the transfer function is given by Equation 3.
【００３３】[0033]
【数３】
これら３つの要素を組み合わせることで、数４で与えら
れる伝達関数ＧＰＩＤを持つＰＩＤ（Proportion Inte
gration Differential）コントローラを実現すること
ができる。ここで、数４中の各パラメータＫｐは比例ゲ
イン、ＴＩは積分時間、Ｔｄは微分時間を示す。[Equation 3] By combining these three elements, PID having a transfer function G PID given by the number 4 (Proportion Inte
It is possible to realize a gration differential controller. Here, each parameter K p in the equation 4 is a proportional gain, T I is an integration time, and T d is a differentiation time.
【００３４】[0034]
【数４】
以上の例では、比例要素、積分要素、微分要素、各々に
ついて作動増幅部を用いた構成であったが、簡単にはＰ
ＩＤコントローラを一つの差動増幅部によって構成する
ことも可能である。その例を図１５に示す。この構成で
は、制御パラメータＫｐ，ＴＩ，Ｔｄと図中のＲ１，Ｒ
２，ＣＩ，ＣＤの関係は、数５のように対応させること
が可能である。[Equation 4] In the above example, the proportional amplification element, the integral element, and the differential element each have the configuration using the operation amplification section.
It is also possible to configure the ID controller with one differential amplifier. An example thereof is shown in FIG. In this configuration, the control parameters K p , T I and T d and R 1 and R in the figure are used.
The relationship between 2 , C I and C D can be made to correspond to each other as shown in Formula 5.
【００３５】[0035]
【数５】
次に、前側励起光の伝達関数を考慮したＰＩＤ制御を考
え、ＰＩＤコントローラのパラメータ最適化を行う。本
発明の第１の実施例である図３に示す構成では、チャネ
ル数に応じて前方励起光を制御する場合に最適なＰＩＤ
パラメータ（Ｋ ｐ，ＴＩ，ＴＤ）を与える仕組みとなっ
ている。[Equation 5]
Next, consider PID control that considers the transfer function of the front pumping light.
E, the parameters of the PID controller are optimized. Book
In the configuration shown in FIG. 3, which is the first embodiment of the invention, the channel is
Optimal PID when controlling forward pumping light according to the number of
Parameter (K p, TI, TD) Is a mechanism to give
ing.
【００３６】ここで、最適なＰＩＤパラメータを求める
ためのモデルを図５に示す。ここでは、制御対象とし
て、励起ＬＤおよびその駆動電流源の伝達関数Ｇ
ＬＤ（ｓ）、ＥＤＦＡの伝達関数ＧＥＤＦＡ（ｓ）を考
える。伝達関数ＧＬＤ（ｓ）とＧＥＤ ＦＡ（ｓ）の積、
ＧＬＤ（ｓ）・ＧＥＤＦＡ（ｓ）が、制御対象を表す伝
達関数である。また、簡単のためにここではＧ
ＬＤ（ｓ）＝１とする。Here, a model for obtaining the optimum PID parameter is shown in FIG. Here, the transfer function G of the pump LD and its drive current source is controlled.
Consider LD (s), the transfer function G EDFA (s) of the EDFA . The product of the transfer function G LD (s) and G ED FA (s),
G LD (s) · G EDFA (s) is a transfer function representing the controlled object. Also, for simplicity, here is G
LD (s) = 1.
【００３７】前方励起光変調時の伝達関数Ｇ
ＥＤＦＡ（ｓ）の周波数応答特性のゲイン成分を図６
に、位相成分を図７に示す。図２の実験結果ではＥＤＦ
長３００ｍ分の遅延を考慮し、その分の遅延を除いて周
波数応答特性を示したが、図６、図７ではＥＤＦ長によ
る遅延を考慮して示してある。制御系のモデルとして
は、図５に示すように制御対象の出力をモニタし、その
値が目標値と一致するよう制御ループとコントローラを
設ける。ここで、コントローラの伝達関数をＧｃ（ｓ）
とする。まず、比例制御、すなわち、Ｇｃ（ｓ）がＰ要
素のみでコントローラの伝達関数が次の数６で表される
場合を考える。Transfer function G during forward excitation light modulation
The gain component of the frequency response characteristic of EDFA (s) is shown in FIG.
7 shows the phase component. In the experimental result of FIG. 2, the EDF is
Although the frequency response characteristic is shown by considering the delay of 300 m in length and excluding the delay, the delay due to the EDF length is taken into consideration in FIGS. 6 and 7. As a model of the control system, as shown in FIG. 5, the output of the controlled object is monitored, and a control loop and a controller are provided so that the value of the output of the controlled object matches the target value. Where the transfer function of the controller is G c (s)
And First, consider the proportional control, that is, the case where G c (s) is only the P element and the transfer function of the controller is expressed by the following equation 6.
【００３８】[0038]
【数６】
Ｐ制御では、一巡伝達関数Ｇｃ（ｓ）・ＧＬＤ（ｓ）・
ＧＥＤＦＡ（ｓ）の周波数応答特性は、ゲイン成分は比
例ゲインＫｐだけ縦軸方向にシフトし、位相成分は変化
しない。制御特性をよくするためには、オフセット（目
標値と制御による収束値との偏差）を減らす必要があ
る。このためには、比例ゲインをなるべく大きくとる必
要がある。しかし、比例ゲインを大きくとりすぎると位
相が１８０°の時のループゲイン（一巡伝達関数のゲイ
ン）が１より大きくなり（ｄＢ表記で正の値）、発振が
生じる。[Equation 6] In P control, the open loop transfer function G c (s) · G LD (s) ·
In the frequency response characteristic of G EDFA (s), the gain component shifts in the vertical axis direction by the proportional gain K p , and the phase component does not change. In order to improve the control characteristics, it is necessary to reduce the offset (deviation between the target value and the convergence value due to control). For this purpose, it is necessary to make the proportional gain as large as possible. However, if the proportional gain is set too large, the loop gain (gain of the open loop transfer function) when the phase is 180 ° becomes larger than 1 (a positive value in dB notation), and oscillation occurs.
【００３９】このような不安定性を引き起こさないため
にＰ制御では比例ゲインの大きさが制限されてしまうの
でオフセットを十分小さくすることができなくなる。発
振を生じない範囲で最大の比例ゲインＫｐをとった場合
について一巡伝達関数の周波数応答特性のゲイン成分と
位相成分を各々図６、図７に示す。ただし、Ｐ制御では
位相の周波数応答特性は変化しない。In order to prevent such instability, the magnitude of the proportional gain is limited in P control, so that the offset cannot be made sufficiently small. The gain component and the phase component of the frequency response characteristic of the open loop transfer function are shown in FIGS. 6 and 7, respectively, when the maximum proportional gain K p is taken within the range where oscillation does not occur. However, the P control does not change the frequency response characteristic of the phase.
【００４０】次に、ＰＩＤ制御を行う場合について説明
する。ここでは、コントローラの各パラメータＫｐ，Ｔ
Ｉ，Ｔｄの値を決定するためのアルゴリズムとして、限
界感度法を用いた。Next, the case of performing PID control will be described. Here, each parameter K p , T of the controller
The limiting sensitivity method was used as an algorithm for determining the values of I and T d .
【００４１】限界感度法とは制御対象の周波数応答関数
において位相が１８０°となるときのゲインを求め、そ
の逆数（限界感度Ｋｌ）および周期（限界周期Ｔｌ）を
もとにＰＩＤパラメータを求める方法である。上記Ｋｌ
およびＴｌと最適なＰＩＤパラメータとの関係は、次の
数７で表される。In the critical sensitivity method, the gain when the phase is 180 ° in the frequency response function of the controlled object is obtained, and the PID parameter is set based on the reciprocal (critical sensitivity K l ) and period (critical period T l ). It is a method of seeking. Kl above
The relationship between T 1 and T 1 and the optimum PID parameter is expressed by the following Expression 7.
【００４２】[0042]
【数７】
このようにしてＰＩＤパラメータの目安が求められる。
そして、その近傍でＫ ｐ，ＴＩ，Ｔｄの値を少しずつ変
えながらステップ応答を数値計算する。そして、評価関
数Ｉｅが小さくなるようＫｐ，ＴＩ，Ｔｄを調整し、そ
れぞれ行き過ぎを許容する場合、行き過ぎをしない場合
のパラメータ最適化を行った。ただし、ここでの評価関
数とは、数８で定義される関数であり、ｅは目標値から
の偏差を表す。このようにして決定したＰＩＤパラメー
タによる一巡伝達関数の周波数応答特性のゲイン曲線と
位相曲線を各々図６、図７に示す。[Equation 7]
In this way, the standard of the PID parameter is obtained.
And K near it p, TI, TdChange the value of
Numerically calculate the step response. And the evaluation function
Number IeK becomes smallerp, TI, TdAdjust the
When allowing too much in each case, when not doing too much
Parameters were optimized. However, the evaluation function here
The number is a function defined by Equation 8, and e is a target value
Represents the deviation of. PID parameters determined in this way
And the gain curve of the frequency response characteristic of the open loop transfer function
The phase curves are shown in FIGS. 6 and 7, respectively.
【００４３】[0043]
【数８】
次に、Ｐ制御およびＰＩＤ制御を行った場合の制御系に
おけるステップ応答を数値計算によって求めた結果を図
１６に示す。Ｐ制御では発振を起こさない範囲でＫｐを
最大にすることで、オフセットを小さく、かつ制御が収
束する時間を短くすることができる。しかし、図１６に
示したように前方励起光変調時の伝達関数Ｇ
ＥＤＦＡ（ｓ）では、発振を起こさないようにするとＫ
ｐをあまり大きくとれないため、オフセットが残ってし
まう。このように、前方励起光による制御を行う場合で
も、位相補償（ＴＩ，ＴＤの値最適化）により“行過ぎ
有”、“行過ぎ無”どちらの場合においても、制御特性
が改善、具体的には、オフセットを小さく抑え、制定時
間を短縮することが可能となる。[Equation 8] Next, FIG. 16 shows a result of numerically calculating the step response in the control system when the P control and the PID control are performed. In P control, by maximizing K p in a range where oscillation does not occur, it is possible to reduce the offset and shorten the control convergence time. However, as shown in FIG. 16, the transfer function G during forward pump light modulation
In EDFA (s), K
Since p cannot be set so large, an offset remains. As described above, even when the control by the forward pumping light is performed, the control characteristics are improved by the phase compensation (optimization of the values of T I and T D ) in both cases of “overshoot” and “no overshoot”. Specifically, it is possible to suppress the offset to be small and shorten the establishment time.
【００４４】ＥＤＦＡにおいては、入力条件や所望の出
力パワーに応じて伝達関数の次定数が変化することが知
られている。よって、チャネル数（波長多重数）に応じ
て最適なＫｐ，ＴＩ，ＴＤを変えることで、精度よく制
定時間の短い制御を行うことが可能となる。ここで、後
方励起光を調整する場合について述べておくと、伝達関
数は単純な一次遅れ要素であるため、励起用ＬＤ、それ
を駆動する電流源やコントローラに用いるオペアンプ等
の影響を考えなければ、Ｋｐをいくら大きくしても発振
は起きない。よって、Ｐ制御のみでオフセットを小さ
く、かつ制御が収束する時間を短くすることができる。In the EDFA, it is known that the order constant of the transfer function changes depending on the input condition and the desired output power. Therefore, by changing the optimum K p , T I , and T D according to the number of channels (the number of wavelength division multiplexing), it is possible to perform the control with a short establishment time accurately. Here, the case of adjusting the backward pumping light will be described. Since the transfer function is a simple first-order lag element, the effects of the pumping LD, the current source that drives the pumping LD, the operational amplifier used in the controller, and the like must be considered. , K p does not cause oscillation. Therefore, it is possible to reduce the offset only by the P control and shorten the time for the control to converge.
【００４５】次に、本発明による第１の実施例を簡略化
した第２の実施例の構成について、図４を用いて説明す
る。この例では、後方励起光の制御は、積分要素、微分
要素を省略しＰ制御のみにより行う。前述したように後
方励起光変調時は、単純な一次遅れ要素となるので、他
に制御系を不安定にする要因が無ければＰ制御のみで十
分な特性が得られる。よって、前方励起光はＰＩＤ制御
とし、チャネル数に応じて制御パラメータを変更する構
成とした例である。Next, the configuration of the second embodiment, which is a simplified version of the first embodiment of the present invention, will be described with reference to FIG. In this example, the backward excitation light is controlled by omitting the integral element and the differential element and performing only P control. As described above, when the backward pumping light is modulated, it becomes a simple first-order lag element. Therefore, if there are no other factors that destabilize the control system, sufficient characteristics can be obtained only by P control. Therefore, in this example, the forward pumping light is PID-controlled and the control parameter is changed according to the number of channels.
【００４６】次に本発明による第１の実施例を簡略化し
た第３の実施例の構成について、図８を用いて説明す
る。この実施例では、積分要素、微分要素については省
略して示してある。前方励起光の制御を行う比例要素２
１１は、減衰部４２１と、加算部４３１と、電位付与部
４４１から構成される。Next, the configuration of the third embodiment, which is a simplified version of the first embodiment of the present invention, will be described with reference to FIG. In this embodiment, the integral element and the differential element are omitted. Proportional element 2 for controlling forward excitation light
11 includes an attenuator 421, an adder 431, and a potential applying unit 441.
【００４７】監視制御信号処理部３００からのチャネル
数情報に応じ、減衰部４２１と電位付与部４４１は次の
ように設定される。大きな出力パワーが要求される、す
なわちチャネル数が多いときは、後方励起光の調整を主
に行うことで出力一定制御を行う。このとき、減衰部４
２１の大きさをａ１とすると（０≦ａ１＜１）、制御信
号はａ１に減少され、前方励起光パワーの変化分を小さ
くすることができる。光増幅装置の雑音指数を劣化させ
ないためには、ある程度の前方励起光パワーが必要であ
る。このために必要な前方励起光パワーは、電位付与部
４４１を設けることで与える。例えば、電位付与部４４
１に与える電位を１−ａ１として与えれば、チャネル数
が変化しても励起ＬＤに与えられる電流が最大定格を越
えないようにして制御することが可能となる。The attenuator 421 and the potential applying unit 441 are set as follows according to the channel number information from the supervisory control signal processing unit 300. When large output power is required, that is, when the number of channels is large, the output constant control is performed by mainly adjusting the backward pumping light. At this time, the damping unit 4
When the size of 21 is a 1 (0 ≦ a 1 <1), the control signal is reduced to a 1 and the change amount of the forward pumping light power can be reduced. In order not to deteriorate the noise figure of the optical amplifier, a certain level of forward pumping light power is required. The forward pumping light power necessary for this purpose is provided by providing the potential applying section 441. For example, the potential applying unit 44
If the potential given to 1 is given as 1-a 1 , it becomes possible to control so that the current given to the excitation LD does not exceed the maximum rating even if the number of channels changes.
【００４８】次に、小さな出力パワーが要求される、す
なわちチャネル数が少ないときは後方励起光パワーをゼ
ロにしても出力が目標値よりも大きくなってしまい、出
力一定制御を行えない場合が生じるかもしれない。この
時の減衰部４２１の大きさをａ１より大きなａ２とする
と（０≦ａ１＜ａ２≦１）、差動増幅部４００からの制
御信号はａ１に減少されるが、この場合の前方励起光パ
ワーの変化分はチャネル数が多いときよりも大きくする
ことができる。光増幅装置の雑音指数を劣化させないた
めには、ある程度の前方励起光パワーが必要である。こ
のために必要な前方励起光パワーは、電位付与部４４１
の電位を例えば、１−ａ２として与えることで実現でき
る。この時、制御ループが発振を生じず、かつオフセッ
トを制御系の設計において許容できる範囲で小さくでき
るのであれば、さらなる簡略化のためには積分要素、微
分要素を省いても構わない。Next, when a small output power is required, that is, when the number of channels is small, the output becomes larger than the target value even if the backward pumping light power is zero, and the output constant control may not be performed. It may be. If the size of the attenuator 421 at this time is a 2 larger than a 1 (0 ≦ a 1 <a 2 ≦ 1), the control signal from the differential amplifier 400 is reduced to a 1 , but in this case The change amount of the forward pumping light power can be made larger than that when the number of channels is large. In order not to deteriorate the noise figure of the optical amplifier, a certain level of forward pumping light power is required. The forward pumping light power required for this purpose is the potential applying unit 441.
It can be realized by applying the potential of 1 as, for example, 1-a 2 . At this time, if the control loop does not oscillate and the offset can be reduced within the allowable range in the design of the control system, the integral element and the differential element may be omitted for further simplification.
【００４９】また、本発明による第３の実施例の拡張と
して、ＥＤＦＡを多段に接続した場合においても適用が
可能である。図９に本発明による第４の実施例を示す。
本実施例ではＥＤＦＡが２段に配置され、前段ＥＤＦＡ
の前方励起光パワーが比例要素２１２で制御され、後段
ＥＤＦＡの前方励起光パワーが比例要素２１１で、後方
励起光パワーが比例要素２１０で制御される例を示して
ある。本実施例においても、第３の実施例と同様に、チ
ャネル数が多いときは励起ＬＤ４０を主に調整すること
で制御を行い、チャネル数が減少した場合には励起ＬＤ
４１を調整し、さらにチャネル数が減少した場合には励
起ＬＤ４２を調整することで、所望の出力パワーとなる
よう制御する。Further, as an extension of the third embodiment according to the present invention, it can be applied even when EDFAs are connected in multiple stages. FIG. 9 shows a fourth embodiment according to the present invention.
In this embodiment, the EDFAs are arranged in two stages,
The forward pumping light power is controlled by the proportional element 212, the forward pumping light power of the latter-stage EDFA is controlled by the proportional element 211, and the backward pumping light power is controlled by the proportional element 210. Also in this embodiment, as in the case of the third embodiment, control is performed mainly by adjusting the pump LD 40 when the number of channels is large, and when the number of channels is reduced, the pump LD is reduced.
41 is adjusted, and when the number of channels is further reduced, the pump LD 42 is adjusted to control the output power to a desired value.
【００５０】次に本発明による第１の実施例を簡略化し
た第５の実施例の構成について図１０を用いて説明す
る。この図では、積分要素、微分要素については省略し
て示してある。前方励起光の制御を行う比例要素２１１
は、スイッチ部４５１と、積算部４６１と、電位付与部
４７１から構成される。また、後方励起光のための駆動
電流源５０と比例要素２１０の間にもスイッチ部４５０
を設ける。Next, the configuration of the fifth embodiment, which is a simplified version of the first embodiment of the present invention, will be described with reference to FIG. In this figure, the integral element and the differential element are omitted. Proportional element 211 for controlling forward excitation light
Is composed of a switch unit 451, an integrating unit 461, and a potential applying unit 471. In addition, the switch unit 450 is provided between the drive current source 50 for the backward excitation light and the proportional element 210.
To provide.
【００５１】監視制御信号処理部３００からのチャネル
数情報に応じ、スイッチ部４５０、４５１と電位付与部
４７１は次のように設定される。大きな出力パワーが要
求される、すなわちチャネル数が多いときは、後方励起
光の調整を主に行うことで出力一定制御を行う。このと
き、スイッチ部４５０はオン、スイッチ部４５１はオフ
として、後方励起光を調整し、前方励起光パワーを変化
させないようにする。光増幅装置の雑音指数を劣化させ
ないため、また所望の出力を得るためには、ある程度の
前方励起光パワーが必要である。このために必要な前方
励起光パワーは、電位付与部４７１によって与える。The switch units 450 and 451 and the potential applying unit 471 are set as follows according to the channel number information from the supervisory control signal processing unit 300. When large output power is required, that is, when the number of channels is large, the output constant control is performed by mainly adjusting the backward pumping light. At this time, the switch unit 450 is turned on and the switch unit 451 is turned off so that the backward pumping light is adjusted and the forward pumping light power is not changed. In order to prevent the noise figure of the optical amplifier from deteriorating and to obtain a desired output, a certain level of forward pumping light power is required. The forward pumping light power required for this purpose is given by the potential giving section 471.
【００５２】次に、小さな出力パワーが要求される、す
なわちチャネル数が少ないときは後方励起光パワーをゼ
ロにしても出力が目標値よりも大きく、出力一定制御を
行えない場合が生じる。このとき、スイッチ部４５０は
オフ、スイッチ部４５１はオンとして後方励起光パワー
をゼロとし、前方励起光パワーを調整することで出力一
定制御を実現する。同様に、光増幅装置の雑音指数を劣
化させないため、また所望の出力を得るための前方励起
光パワーは、電位付与部４７１を設定することで与える
ことができる。この時、制御ループが発振を生じず、か
つオフセットを制御系の設計において許容できる範囲で
小さくできるのであれば、さらなる簡略化のためには積
分要素、微分要素を省いても構わない。Next, when a small output power is required, that is, when the number of channels is small, even if the backward pumping light power is zero, the output is larger than the target value and the output constant control cannot be performed. At this time, the switch unit 450 is turned off and the switch unit 451 is turned on to set the backward pumping light power to zero, and the forward pumping light power is adjusted to realize constant output control. Similarly, the forward pumping light power for not deteriorating the noise figure of the optical amplifier and for obtaining a desired output can be given by setting the potential applying unit 471. At this time, if the control loop does not oscillate and the offset can be reduced within the allowable range in the design of the control system, the integral element and the differential element may be omitted for further simplification.
【００５３】また、本発明による第５の実施例の拡張と
して、ＥＤＦＡを多段に接続した場合においても、適用
が可能である。図１１に本発明による第６の実施例を示
す。この例ではＥＤＦＡが二段に配置され、前段ＥＤＦ
Ａの前方励起光パワーが比例要素２１２で制御され、後
段ＥＤＦＡの前方励起光パワーが比例要素２１１で、後
方励起光パワーが比例要素２１０で制御される例を示し
てある。Further, as an extension of the fifth embodiment of the present invention, it can be applied even when EDFAs are connected in multiple stages. FIG. 11 shows a sixth embodiment according to the present invention. In this example, the EDFAs are arranged in two stages,
An example is shown in which the forward pumping light power of A is controlled by the proportional element 212, the forward pumping light power of the latter-stage EDFA is controlled by the proportional element 211, and the backward pumping light power of the latter EDFA is controlled by the proportional element 210.
【００５４】本実施例においても、第５の実施例と同様
にチャネル数が多いときはスイッチ部４５０をオン、４
５１と４５２をオフとして励起ＬＤ４０を調整すること
で制御を行う。そして、電位付与部４７１と４７２を所
望の雑音指数と出力パワーを得られるように最適な値を
設定する。次に、チャネル数が減少した場合にはスイッ
チ部４５１をオン、４５０と４５２をオフとし、電位付
与部４７１と４７２を所望の雑音指数と出力パワーを得
られるように最適な値を設定する。そして、励起ＬＤ４
１を調整することで、所望の出力パワーとなるよう制御
することが可能となる。さらにチャネル数が減少した場
合には、スイッチ部４５２をオン、４５０と４５１をオ
フとして、さらに電位付与部４７１と４７２を所望の雑
音指数と出力パワーを得られるように最適な値を設定す
る。そして、励起ＬＤ４２を調整することで、所望の出
力パワーとなるよう制御することが可能となる。Also in this embodiment, as in the fifth embodiment, when the number of channels is large, the switch unit 450 is turned on, 4
Control is performed by turning off 51 and 452 and adjusting the pumping LD 40. Then, the potential applying units 471 and 472 are set to optimum values so that a desired noise figure and output power can be obtained. Next, when the number of channels decreases, the switch unit 451 is turned on, 450 and 452 are turned off, and the potential applying units 471 and 472 are set to optimum values so that desired noise figure and output power can be obtained. And the excitation LD4
By adjusting 1, it becomes possible to control to obtain a desired output power. When the number of channels further decreases, the switch unit 452 is turned on, 450 and 451 are turned off, and the potential applying units 471 and 472 are set to optimal values so that desired noise figure and output power can be obtained. Then, by adjusting the pumping LD 42, it becomes possible to control so as to obtain a desired output power.
【００５５】以上のようにして本発明の実施の形態にお
いて、光増幅装置の雑音指数や最大出力等の光増幅特性
を劣化することなく、さらに高価な光部品を追加するこ
となしに、オペアンプ等の安価でコンパクトな電気回路
で構成することが可能であり、制御性に優れた光増幅装
置を提供するが可能である。As described above, in the embodiment of the present invention, the operational amplifier and the like are added without deteriorating the optical amplification characteristics such as the noise figure and the maximum output of the optical amplifying device, and without adding expensive optical parts. It is possible to provide an optical amplifying device that is excellent in controllability and can be configured with an inexpensive and compact electric circuit.
【００５６】[0056]
【発明の効果】本発明の上述の各光増幅装置により、希
土類添加ファイバ光増幅装置、特にＬバンドＥＤＦＡの
出力制御において、光増幅装置の雑音指数や最大出力等
の光増幅特性を劣化することなく、制御系を安定にす
る、あるいは制定時間を短くするといった制御系の特性
を改善することが可能となる。特に、本発明は、わずか
な電気部品の追加によって実現可能であり、高価な光部
品を用いずに簡易な構成で実現することができる。さら
に、本発明の光増幅装置を用いることで、伝送特性の優
れた簡易で安価な光通信システムを構築することができ
る。According to the above-described optical amplifiers of the present invention, in the output control of a rare earth-doped fiber optical amplifier, particularly an L-band EDFA, the optical amplification characteristics such as noise figure and maximum output of the optical amplifier are deteriorated. Instead, it is possible to improve the characteristics of the control system such as stabilizing the control system or shortening the establishment time. In particular, the present invention can be realized by adding a few electric components, and can be realized with a simple configuration without using expensive optical components. Furthermore, by using the optical amplifier of the present invention, a simple and inexpensive optical communication system having excellent transmission characteristics can be constructed.
【図１】希土類添加ファイバの後方励起光のみを変調し
た場合の周波数応答特性図。FIG. 1 is a frequency response characteristic diagram when only backward pumping light of a rare earth-doped fiber is modulated.
【図２】希土類添加ファイバの前方励起光のみを変調し
た場合の周波数応答特性図。FIG. 2 is a frequency response characteristic diagram when only forward pumping light of a rare earth-doped fiber is modulated.
【図３】本発明の第１の実施例の光増幅装置を示すブロ
ック図。FIG. 3 is a block diagram showing an optical amplifying device of a first embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第２の実施例の光増幅装置を示すブロ
ック図。FIG. 4 is a block diagram showing an optical amplifier device according to a second embodiment of the present invention.
【図５】本発明に係る光増幅装置の制御系のモデルを示
すブロック図。FIG. 5 is a block diagram showing a model of a control system of the optical amplifier according to the present invention.
【図６】本発明に係る光増幅装置の周波数応答のゲイン
成分を示す特性図。FIG. 6 is a characteristic diagram showing a gain component of a frequency response of the optical amplifier device according to the present invention.
【図７】本発明に係る光増幅装置の周波数応答の位相成
分を示す特性図。FIG. 7 is a characteristic diagram showing a phase component of a frequency response of the optical amplifier device according to the present invention.
【図８】本発明の第３の実施例の光増幅装置を示すブロ
ック図。FIG. 8 is a block diagram showing an optical amplifier device according to a third embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第４の実施例の光増幅装置を示すブロ
ック図。FIG. 9 is a block diagram showing an optical amplifier device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の第５の実施例の光増幅装置を示すブ
ロック図。FIG. 10 is a block diagram showing an optical amplifier device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図１１】本発明の第６の実施例の光増幅装置を示すブ
ロック図。FIG. 11 is a block diagram showing an optical amplifier device according to a sixth embodiment of the present invention.
【図１２】本発明に係る光増幅装置の比例要素部の構成
例を示す回路図。FIG. 12 is a circuit diagram showing a configuration example of a proportional element portion of the optical amplifier device according to the present invention.
【図１３】本発明に係る光増幅装置の積分要素部の構成
例を示す回路図。FIG. 13 is a circuit diagram showing a configuration example of an integrating element section of the optical amplifier device according to the present invention.
【図１４】本発明に係る光増幅装置の微分要素部の構成
例を示す回路図。FIG. 14 is a circuit diagram showing a configuration example of a differentiating element section of the optical amplifying device according to the present invention.
【図１５】本発明に係る光増幅装置の励起光パワー制御
部の構成例を示す回路図。FIG. 15 is a circuit diagram showing a configuration example of a pumping light power control unit of the optical amplifier device according to the present invention.
【図１６】本発明に係る光増幅装置の効果を示すステッ
プ応答を説明するための特性図。FIG. 16 is a characteristic diagram for explaining a step response showing an effect of the optical amplifier according to the present invention.
１０…入力ポート、１１…出力ポート、２０、２１…希
土類添加ファイバ、３０〜３２…ＷＤＭ光カプラ、４０
〜４２…励起レーザダイオード、５０〜５２…励起光源
駆動電流源、１００，１０１…タップカプラ、１１０…
光検出器、２００，２０１…制御コントローラ、２１０
〜２１２…比例要素、２２０，２２１…積分要素、２３
０，２３１…微分要素、３００…監視制御信号処理部、
４００…差動増幅部、４１０、４４１、４４２、４７
１、４７２…電位付与部、４２１、４２２…減衰部、４
３１、４３２…加算部、４５０〜４５２…スイッチ部、
４６１〜４６３…積算部。10 ... Input port, 11 ... Output port, 20, 21 ... Rare earth doped fiber, 30-32 ... WDM optical coupler, 40
-42 ... Excitation laser diode, 50-52 ... Excitation light source drive current source, 100, 101 ... Tap coupler, 110 ...
Photodetector, 200, 201 ... Control controller, 210
~ 212 ... proportional element, 220, 221 ... integral element, 23
0, 231 ... Differential element, 300 ... Supervisory control signal processing unit,
400 ... Differential amplification section 410, 441, 442, 47
1, 472 ... Potential applying unit, 421, 422 ... Attenuating unit, 4
31, 432 ... Adder, 450-452 ... Switch,
461 to 463 ... Integration unit.
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０４Ｊ 14/02 (72)発明者 中野 博文 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所通信事業部内 (72)発明者 宇田 哲也 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所通信事業部内 Ｆターム(参考） 5F072 AB09 AK06 GG09 HH03 HH06 JJ05 PP07 RR01 YY17 5K002 AA06 BA04 BA13 CA09 CA13 DA02 FA01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H04J 14/02 (72) Inventor Hirofumi Nakano 216 Totsuka-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Hitachi Ltd. In-house (72) Inventor Tetsuya Uda 216 Totsuka-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa F-Term (Reference), Hitachi, Ltd. Communications Business Division, Ltd.
Claims (20)
射させ上記信号光を増幅する光増幅媒体と、上記励起光
を発生する光源と、上記光増幅媒体から出力される信号
光のパワーをモニタする検出器と、上記検出器で検出さ
れた信号光のパワーが一定になるように上記励起光を調
整する制御コントローラを有し、上記波長多重された信
号光の数によって制御コントローラの制御パラメータを
変えることを特徴とする光増幅装置。1. An optical amplification medium for simultaneously injecting wavelength-multiplexed signal light and pumping light to amplify the signal light, a light source for generating the pumping light, and power of the signal light output from the optical amplification medium. And a controller for adjusting the pumping light so that the power of the signal light detected by the detector is constant, and the controller is controlled by the number of the wavelength-multiplexed signal lights. An optical amplifying device characterized by changing parameters.
射させ上記信号光を増幅する光増幅媒体と、上記励起光
を発生する光源と、上記光増幅媒体から出力される信号
光のパワーをモニタする検出器と、上記検出器で検出さ
れた信号光のパワーが一定になるように上記励起光を調
整する制御コントローラを有し、上記制御コントローラ
が比例要素と積分要素と微分要素を有し、上記波長多重
された信号光の数によって上記各要素の比例ゲインと積
分時間と微分時間を変えることを特徴とする光増幅装
置。2. An optical amplification medium for simultaneously injecting wavelength-multiplexed signal light and pumping light to amplify the signal light, a light source for generating the pumping light, and power of signal light output from the optical amplification medium. And a controller that adjusts the excitation light so that the power of the signal light detected by the detector is constant, and the controller has a proportional element, an integral element, and a derivative element. An optical amplifying device, characterized in that the proportional gain, the integration time, and the differentiation time of each element are changed according to the number of the wavelength-multiplexed signal lights.
射させ上記信号光を増幅する光増幅媒体と、光増幅媒体
を上記信号光と同方向に進む前方励起光を発生する光源
と、光増幅媒体を上記信号光と逆方向に進む後方励起光
を発生する光源と、上記光増幅媒体から出力される信号
光のパワーをモニタする検出器と、上記検出器で検出さ
れた信号光のパワーが一定になるように前方励起光を調
整する第１の制御コントローラと後方励起光を調整する
第２の制御コントローラを有し、第１の制御コントロー
ラが比例要素と積分要素と微分要素を有し、上記波長多
重された信号光の数によって第１の制御コントローラの
有する各要素の比例ゲインと積分時間と微分時間を変え
ることを特徴とする光増幅装置。3. An optical amplification medium for simultaneously injecting wavelength-multiplexed signal light and pumping light to amplify the signal light, and a light source for generating forward pumping light traveling in the same direction as the signal light through the optical amplification medium. A light source that generates backward pumping light that travels through the optical amplification medium in the opposite direction to the signal light, a detector that monitors the power of the signal light output from the optical amplification medium, and a detector that detects the signal light detected by the detector. It has a first controller for adjusting the forward pumping light and a second controller for adjusting the backward pumping light so that the power becomes constant, and the first controller has a proportional element, an integral element and a derivative element. An optical amplifying device, characterized in that the proportional gain, the integration time, and the differentiation time of each element of the first controller are changed according to the number of the wavelength-multiplexed signal lights.
非増加の関数であることを特徴とする請求項３記載の光
増幅装置。4. The optical amplifying device according to claim 3, wherein the proportional gain is a non-increasing function with respect to the number of the signal lights.
射させ上記信号光を増幅する光増幅媒体と、光増幅媒体
を上記信号光と同方向に進む前方励起光を発生する光源
と、光増幅媒体を上記信号光と逆方向に進む後方励起光
を発生する光源と、上記光増幅媒体から出力される信号
光のパワーをモニタする検出器と、上記検出器で検出さ
れた信号光のパワーが一定になるように前方励起光を調
整する第１の制御コントローラと後方励起光を調整する
第２の制御コントローラを有し、２つの制御コントロー
ラが各々比例要素と積分要素と微分要素を有し、上記波
長多重された信号光の数によって第１と第２の制御コン
トローラの有する各要素の比例ゲインと積分時間と微分
時間を変えることを特徴とする光増幅装置。5. An optical amplification medium for simultaneously injecting wavelength-multiplexed signal light and pumping light to amplify the signal light, and a light source for generating forward pumping light traveling in the same direction as the signal light through the optical amplification medium. A light source that generates backward pumping light that travels through the optical amplification medium in the opposite direction to the signal light, a detector that monitors the power of the signal light output from the optical amplification medium, and a detector that detects the signal light detected by the detector. A first controller that adjusts the forward pumping light so that the power is constant and a second controller that adjusts the backward pumping light are provided, and the two controllers each have a proportional element, an integral element, and a derivative element. An optical amplifying device is characterized in that the proportional gain, the integral time and the derivative time of each element of the first and second controllers are changed according to the number of the wavelength-multiplexed signal lights.
対して非増加の関数であり、上記第２の比例ゲインが上
記信号光の数に対して非減少の関数であることを特徴と
する請求項５記載の光増幅装置。6. The first proportional gain is a non-increasing function with respect to the number of signal lights, and the second proportional gain is a non-decreasing function with respect to the number of signal lights. The optical amplification device according to claim 5, which is characterized in that.
射させ上記信号光を増幅する光増幅媒体と、光増幅媒体
を上記信号光と同方向に進む前方励起光を発生する複数
の光源と、光増幅媒体を上記信号光と逆方向に進む後方
励起光を発生する光源と、上記光増幅媒体から出力され
る信号光のパワーをモニタする検出器と、上記検出器で
検出された信号光のパワーが一定になるように複数の前
方励起光源を調整する複数の制御コントローラと後方励
起光源を調整する後方励起光源制御コントローラを有
し、複数の制御コントローラが各々比例要素と積分要素
と微分要素を有し、上記波長多重された信号光の数によ
って、各制御コントローラの有する各要素の比例ゲイン
と積分時間と微分時間を独立に変えることを特徴とする
光増幅装置。7. An optical amplification medium for simultaneously injecting wavelength-multiplexed signal light and pumping light to amplify the signal light, and a plurality of light sources for generating forward pumping light traveling in the same direction as the signal light through the optical amplification medium. A light source that generates backward pumping light that travels in the optical amplification medium in the opposite direction to the signal light, a detector that monitors the power of the signal light output from the optical amplification medium, and a signal detected by the detector. It has a plurality of control controllers that adjust a plurality of forward pump light sources so that the power of light is constant and a backward pump light source control controller that adjusts a backward pump light source, and each of the plurality of controllers has a proportional element, an integral element, and a derivative. An optical amplifying device having elements, wherein the proportional gain, the integration time, and the differentiation time of each element of each control controller are independently changed according to the number of wavelength-multiplexed signal lights.
射させ上記信号光を増幅する光増幅媒体と、光増幅媒体
を上記信号光と同方向に進む前方励起光を発生する光源
と、光増幅媒体を上記信号光と逆方向に進む後方励起光
を発生する光源と、上記光増幅媒体から出力される信号
光のパワーをモニタする検出器と、上記検出器で検出さ
れた信号光のパワーが一定になるように前方励起光を調
整する第１の制御コントローラと後方励起光を調整する
第２の制御コントローラを有し、２つの制御コントロー
ラが各々第１、および第２の比例要素を有し、波長多重
された信号光の数と対応する第１の比例要素の比例ゲイ
ンと第２の比例要素の比例ゲインを示すテーブルを有
し、上記信号光の数に応じて上記テーブルの値に従って
第１の比例ゲインと第２の比例ゲインを変更することを
特徴とする光増幅装置。8. An optical amplification medium for simultaneously injecting wavelength-multiplexed signal light and pumping light to amplify the signal light, and a light source for generating forward pumping light traveling through the optical amplification medium in the same direction as the signal light. A light source that generates backward pumping light that travels through the optical amplification medium in the opposite direction to the signal light, a detector that monitors the power of the signal light output from the optical amplification medium, and a detector that detects the signal light detected by the detector. It has a first controller that adjusts the forward pumping light and a second controller that adjusts the backward pumping light so that the power is constant, and the two controllers have first and second proportional elements, respectively. And a table showing the proportional gain of the first proportional element and the proportional gain of the second proportional element corresponding to the number of wavelength-multiplexed signal lights, and the value of the table according to the number of the signal lights. According to the first proportional gain and Optical amplifying device and changes the second proportional gain.
対して非増加の関数であり、上記第２の比例ゲインが上
記信号光の数に対して非減少の関数であることを特徴と
する請求項８記載の光増幅装置。9. The first proportional gain is a non-increasing function with respect to the number of signal lights, and the second proportional gain is a non-decreasing function with respect to the number of signal lights. The optical amplification device according to claim 8, which is characterized in that.
入射させ上記信号光を増幅する光増幅媒体と、光増幅媒
体を上記信号光と同方向に進む前方励起光を発生する複
数の光源と、光増幅媒体を上記信号光と逆方向に進む後
方励起光を発生する光源と、上記光増幅媒体から出力さ
れる信号光のパワーをモニタする検出器と、上記検出器
で検出された信号光のパワーが一定になるように複数の
前方励起光源を調整する複数の前方励起光源制御コント
ローラと後方励起光を調整する後方励起光源制御コント
ローラを有し、複数の前方励起光源制御コントローラお
よび後方励起光源制御コントローラが各々比例要素を有
し、波長多重された信号光の数と対応する各々の比例要
素の比例ゲインを示すテーブルを有し、上記信号光の数
に応じて上記テーブルの値に従って各々の比例ゲインを
変更することを特徴とする光増幅装置。10. An optical amplification medium for simultaneously injecting wavelength-multiplexed signal light and pumping light to amplify the signal light, and a plurality of light sources for generating forward pumping light traveling in the same direction as the signal light through the optical amplification medium. A light source that generates backward pumping light that travels in the optical amplification medium in the opposite direction to the signal light, a detector that monitors the power of the signal light output from the optical amplification medium, and a signal detected by the detector. A plurality of front pump light source control controllers that adjust a plurality of front pump light sources so that the light power is constant and a rear pump light source control controller that adjusts the rear pump light are provided. Each light source controller has a proportional element, and has a table showing the proportional gain of each proportional element corresponding to the number of wavelength-multiplexed signal lights, and the table according to the number of the signal lights. Optical amplifying device and changes the proportional gain of each according to the value of Le.
入射させ上記信号光を増幅する光増幅媒体と、上記励起
光を発生する光源と、上記光増幅媒体から出力される信
号光のパワーをモニタする検出器と、上記検出器で検出
された信号光のパワーが一定になるように上記励起光を
調整する制御コントローラを有し、上記設定する信号光
の出力パワーの大きさによって制御コントローラの制御
パラメータを変えることを特徴とする光増幅装置。11. An optical amplification medium for simultaneously injecting wavelength-multiplexed signal light and pumping light to amplify the signal light, a light source for generating the pumping light, and power of signal light output from the optical amplification medium. And a controller for adjusting the pumping light so that the power of the signal light detected by the detector is constant, and the controller is controlled according to the magnitude of the output power of the signal light to be set. An optical amplifying device characterized by changing the control parameter of.
入射させ上記信号光を増幅する光増幅媒体と、上記励起
光を発生する光源と、上記光増幅媒体から出力される信
号光のパワーをモニタする検出器と、上記検出器で検出
された信号光のパワーが一定になるように上記励起光を
調整する制御コントローラを有し、上記制御コントロー
ラが比例要素と積分要素と微分要素を有し、上記設定す
る信号光の出力パワーの大きさによって上記各要素の比
例ゲインと積分時間と微分時間を変えることを特徴とす
る光増幅装置。12. An optical amplification medium for simultaneously injecting wavelength-multiplexed signal light and pumping light to amplify the signal light, a light source for generating the pumping light, and power of signal light output from the optical amplification medium. And a controller that adjusts the excitation light so that the power of the signal light detected by the detector is constant, and the controller has a proportional element, an integral element, and a derivative element. An optical amplifying device, characterized in that the proportional gain, the integration time, and the differentiation time of each element are changed according to the magnitude of the output power of the signal light set as described above.
入射させ上記信号光を増幅する光増幅媒体と、光増幅媒
体を上記信号光と同方向に進む前方励起光を発生する光
源と、光増幅媒体を上記信号光と逆方向に進む後方励起
光を発生する光源と、上記光増幅媒体から出力される信
号光のパワーをモニタする検出器と、上記検出器で検出
された信号光のパワーが一定になるように前方励起光を
調整する第１の制御コントローラと後方励起光を調整す
る第２の制御コントローラを有し、第１の制御コントロ
ーラが比例要素と積分要素と微分要素を有し、上記設定
する信号光の出力パワーの大きさによって第１の制御コ
ントローラの有する各要素の比例ゲインと積分時間と微
分時間を変えることを特徴とする光増幅装置。13. An optical amplification medium for simultaneously injecting wavelength-multiplexed signal light and pumping light to amplify the signal light, and a light source for generating forward pumping light traveling in the same direction as the signal light through the optical amplification medium. A light source that generates backward pumping light that travels through the optical amplification medium in the opposite direction to the signal light, a detector that monitors the power of the signal light output from the optical amplification medium, and a detector that detects the signal light detected by the detector. It has a first controller for adjusting the forward pumping light and a second controller for adjusting the backward pumping light so that the power becomes constant, and the first controller has a proportional element, an integral element and a derivative element. An optical amplifying device is characterized in that the proportional gain, the integration time, and the differentiation time of each element of the first controller are changed according to the magnitude of the output power of the signal light set as described above.
出力パワーに対して非増加の関数であることを特徴とし
て請求項１３記載の光増幅装置。14. The optical amplifying device according to claim 13, wherein the proportional gain is a non-increasing function with respect to the set output power of the signal light.
入射させ上記信号光を増幅する光増幅媒体と、光増幅媒
体を上記信号光と同方向に進む前方励起光を発生する光
源と、光増幅媒体を上記信号光と逆方向に進む後方励起
光を発生する光源と、上記光増幅媒体から出力される信
号光のパワーをモニタする検出器と、上記検出器で検出
された信号光のパワーが一定になるように前方励起光を
調整する第１の制御コントローラと後方励起光を調整す
る第２の制御コントローラを有し、２つの制御コントロ
ーラが各々比例要素と積分要素と微分要素を有し、上記
設定する信号光の出力パワーの大きさによって第１と第
２の制御コントローラの有する各要素の比例ゲインと積
分時間と微分時間を変えることを特徴とする光増幅装
置。15. An optical amplifying medium for simultaneously injecting wavelength-multiplexed signal light and pumping light to amplify the signal light, and a light source for generating forward pumping light traveling in the same direction as the signal light through the optical amplifying medium. A light source that generates backward pumping light that travels through the optical amplification medium in the opposite direction to the signal light, a detector that monitors the power of the signal light output from the optical amplification medium, and a detector that detects the signal light detected by the detector. A first controller that adjusts the forward pumping light so that the power is constant and a second controller that adjusts the backward pumping light are provided, and the two controllers each have a proportional element, an integral element, and a derivative element. An optical amplifying device is characterized in that the proportional gain, the integration time, and the differentiation time of each element of the first and second control controllers are changed according to the magnitude of the output power of the signal light set above.
号光の出力パワーに対して非増加の関数であり、上記第
２の比例ゲインが上記設定する信号光の出力パワーに対
して非減少の関数であることを特徴とする請求項１５記
載の光増幅装置。16. The first proportional gain is a non-increasing function with respect to the set output power of the signal light, and the second proportional gain is non-decreasing with respect to the set output power of the signal light. 16. The optical amplifying device according to claim 15, which is a function of
入射させ上記信号光を増幅する光増幅媒体と、光増幅媒
体を上記信号光と同方向に進む前方励起光を発生する複
数の光源と、光増幅媒体を上記信号光と逆方向に進む後
方励起光を発生する光源と、上記光増幅媒体から出力さ
れる信号光のパワーをモニタする検出器と、上記検出器
で検出された信号光のパワーが一定になるように複数の
前方励起光源を調整する複数の制御コントローラと後方
励起光源を調整する後方励起光源制御コントローラを有
し、複数の制御コントローラが各々比例要素と積分要素
と微分要素を有し、設定する信号光の出力パワーの大き
さによって各制御コントローラの有する各要素の比例ゲ
インと積分時間と微分時間を独立に変えることを特徴と
する光増幅装置。17. An optical amplification medium for simultaneously injecting wavelength-multiplexed signal light and pumping light to amplify the signal light, and a plurality of light sources for generating forward pumping light traveling in the same direction as the signal light through the optical amplification medium. A light source that generates backward pumping light that travels in the optical amplification medium in the opposite direction to the signal light, a detector that monitors the power of the signal light output from the optical amplification medium, and a signal detected by the detector. It has a plurality of control controllers that adjust a plurality of forward pump light sources so that the power of light is constant and a backward pump light source control controller that adjusts a backward pump light source, and each of the plurality of controllers has a proportional element, an integral element, and a derivative. An optical amplifying device having elements, wherein the proportional gain, the integration time, and the differentiation time of each element of each controller are independently changed according to the magnitude of the output power of the signal light to be set.
入射させ上記信号光を増幅する光増幅媒体と、光増幅媒
体を上記信号光と同方向に進む前方励起光を発生する光
源と、光増幅媒体を上記信号光と逆方向に進む後方励起
光を発生する光源と、上記光増幅媒体から出力される信
号光のパワーをモニタする検出器と、上記検出器で検出
された信号光のパワーが一定になるように前方励起光を
調整する第１の制御コントローラと後方励起光を調整す
る第２の制御コントローラを有し、２つの制御コントロ
ーラが各々第１、および第２の比例要素を有し、設定す
る信号光の出力パワーの大きさに対応する第１の比例要
素の比例ゲインと第２の比例要素の比例ゲインを示すテ
ーブルを有し、設定する信号光の出力パワーの大きさに
よって上記テーブルの値に従って第１の比例ゲインと第
２の比例ゲインを変更することを特徴とする光増幅装
置。18. An optical amplification medium for simultaneously injecting wavelength-multiplexed signal light and pumping light to amplify the signal light, and a light source for generating forward pumping light traveling through the optical amplification medium in the same direction as the signal light. A light source that generates backward pumping light that travels in the optical amplification medium in the opposite direction to the signal light, a detector that monitors the power of the signal light that is output from the optical amplification medium, and a signal light that is detected by the detector. It has a first controller that adjusts the forward pumping light and a second controller that adjusts the backward pumping light so that the power is constant, and the two controllers each have first and second proportional elements. And a table showing the proportional gain of the first proportional element and the proportional gain of the second proportional element corresponding to the magnitude of the output power of the signal light to be set, and the magnitude of the output power of the signal light to be set By the above According a value first proportional gain and an optical amplifying device and changes the second proportional gain.
号光の出力パワーに対して非増加の関数であり、上記第
２の比例ゲインが上記設定する信号光の出力パワーに対
して非減少の関数であることを特徴とする請求項１８記
載の光増幅装置。19. The first proportional gain is a non-increasing function with respect to the set output power of the signal light, and the second proportional gain is non-decreasing with respect to the set output power of the signal light. 19. The optical amplifying device according to claim 18, which is a function of
入射させ上記信号光を増幅する光増幅媒体と、光増幅媒
体を上記信号光と同方向に進む前方励起光を発生する複
数の光源と、光増幅媒体を上記信号光と逆方向に進む後
方励起光を発生する光源と、上記光増幅媒体から出力さ
れる信号光のパワーをモニタする検出器と、上記検出器
で検出された信号光のパワーが一定になるように複数の
前方励起光源を調整する複数の前方励起光源制御コント
ローラと後方励起光を調整する後方励起光源制御コント
ローラを有し、複数の前方励起光源制御コントローラお
よび後方励起光源制御コントローラが各々比例要素を有
し、設定する信号光の出力パワーの大きさと対応する各
々の比例要素の比例ゲインを示すテーブルを有し、上記
設定する信号光の出力パワーの大きさに応じて上記テー
ブルの値に従って各々の比例ゲインを変更することを特
徴とする光増幅装置。20. An optical amplification medium for simultaneously injecting wavelength-multiplexed signal light and pumping light to amplify the signal light, and a plurality of light sources for generating forward pumping light traveling through the optical amplification medium in the same direction as the signal light. A light source that generates backward pumping light that travels in the optical amplification medium in the opposite direction to the signal light, a detector that monitors the power of the signal light output from the optical amplification medium, and a signal detected by the detector. A plurality of forward pump light source control controllers that adjust a plurality of forward pump light sources so that the power of light is constant and a backward pump light source control controller that adjusts the backward pump light are provided. Each of the light source control controllers has a proportional element, and has a table showing the proportional gain of each proportional element corresponding to the magnitude of the output power of the signal light to be set. Optical amplifying device and changes the proportional gain of each according to the value of the table according to the magnitude of the force power.
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