JP2003531498A - 光増幅器の性能を制御する方法 - Google Patents

光増幅器の性能を制御する方法

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Abstract

(57)【要約】 光増幅器（１０）の利得制御モードでＡＳＥを補償する新しい回路（図１Ａ）が開示される。該回路（図１Ａ）は利得媒質（２０）、励起光源（２２）、入力ポート（２４）出力ポート（２６）、２つの光タップ（２８及び３０）、第１の検出器（３２）、及び第２の検出器（３４）を含む。図１Ｂは２つの光検出器の出力から制御信号を抽出する新しい方法をさらに開示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は光増幅器に関する。さらに具体的には自動利得、励起電力または電流
、及び出力制御方法、及び光増幅器のＡＳＥ補償に関する。
【０００２】
【背景技術】
近年、光増幅器モジュールがかなりの変貌を遂げている。より多量のデータ転
送を行いたいという需要が増加して波長分割多重（ＷＤＭ）技術が開発され、増
加したチャネル数（即ち、同じ所定の波長時間帯域内にある多数のより狭波長域
）によって１つのファイバ上でより多くのデータが伝送されることが可能になっ
た。このＷＤＭ技術は、入力信号電力が一定のときに出力電力にばらつきがあっ
たり（例えば、増幅器の経年変化または増幅器でのひずみによる）、入力信号が
低周波数で変調されるときなどに異なるチャネル間でクロストークがあるなどの
好ましくない影響を受ける。低周波数とは１０ｋＨｚまでの周波数である。この
低周波数変調は、例えばチャネルのアッドまたはドロップ、あるいはある波長で
突然起こる信号損失などによって現れ得る。これらの好ましくない影響は、残存
チャネルの電力過渡（即ち、出力光信号電力の変動）に消極的な影響を有し、信
号伝送におけるお粗末な性能という結果を生じ、誤り符号率（ＢＥＲ）の増加に
表される。
【０００３】 クロストークや他の原因（ファイバの破損、チャネルのアッドまたはドロップ
など）による好ましくない出力信号電力変動及び電力過渡を最小限に抑えるため
に、一般的には、光ファイバ増幅器の出力信号電力または利得のいずれかを制御
するメカニズムを導入する。利得とは、光信号入力電力に対する光信号出力電力
の割合である。
【０００４】 光増幅器の出力信号電力または利得を制御する２つの公知のアプローチがある
。第１のアプローチは、電子的フィードバック／フィードフォワードアプローチ
として公知であり、電子回路を利用して光増幅器内で生成されたクロストークに
よって引き起こされる電力過渡を制御する。より具体的には、増幅器利得または
電力が、例えば抵抗器やキャパシタの値を変更するといった電子部品のアナログ
同調で制御される。このアプローチによって、通信会社などのユーザは、増幅器
利得または増幅器出力電力の両方でなくどちらか片方を制御して、与えられた光
増幅器の電力過渡を最小に抑えることができる。このアプローチは、信号電力が
小さいときには利得制御の精度も限定する。結局、このアプローチはＡＳＥ（増
幅された自然放出光）などの増幅器雑音を補償しない。
【０００５】 第２のアプローチは、光フィードバック制御アプローチとして公知であり、光
部品だけを利用して光ファイバ増幅器の電力過渡を制御する。このアプローチが
、上記に説明した全て電子で賄うアプローチよりさらに柔軟性がないのは、電力
または利得制御要求の変更が光部品の変更を必要とするからである。
【０００６】
【発明の概要】
本発明は請求項に示される。本発明の１つの実施例によれば、光増幅器の利得
を制御している間の利得制御モードでＡＳＥを補償する方法であって、該方法は
以下の行程を含む。（ｉ）入力及び出力電力電子回路ＤＣオフセット値を得る行
程と、（ｉｉ）電力設定値＝０．０及び利得設定値＝所望の利得、を選択する行
程と、（ｉｉｉ）信号入力値を表すデジタル値を得ると共に、入力電力電子回路
ＤＣオフセットを減じて修正入力電力値を生成する行程と、（ｉｖ）信号出力値
を表すデジタル値を得ると共に、出力電力電子回路ＤＣを減じて修正出力電力値
を生成する行程と、（ｖ）ルックアップテーブルまたは公式のいずれかを利用し
て修正入力電力値のＡＳＥ量を得ると共に、修正入力電力値からＡＳＥ量を減じ
てＡＳＥ修正出力電力値を生成する行程と、（ｖｉ）利得設定値に獲得したＡＳ
Ｅ修正入力電力値を掛けてＡＳＥ修正出力電力値からこれを減じるか、またはＡ
ＳＥ修正入力電力を割るかして、利得制御エラー信号を得る行程と、（ｖｉｉ）
任意の数から利得制御エラー信号を減じて制御装置入力信号を生成する行程と、
（ｖｉｉｉ）制御装置入力信号を制御アルゴリズムによって少なくとも１つの励
起制御信号のデジタル表現に変換する行程と、（ｘｉ）前記少なくとも１つの励
起制御信号の前記デジタル表現を少なくとも１つの対応するアナログ励起制御信
号に変換する行程と、（ｘ）少なくとも１つのアナログ励起制御信号を駆動回路
経由で少なくとも１つの励起に供給する行程。
【０００７】 本発明をより完全に理解するために、その目的及び利点について以下の明細書
及び添付図面が参照される。本発明の別の特徴及び利点は続く詳細な説明に示さ
れる。 前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明の双方は単に本発明の模範例であっ
て、請求されているように本発明の本質及び特性を理解する概要を提供すること
を意図したものであるということが理解されるべきである。添付図面は本発明の
更なる理解を与えるために含まれ、本明細書に組み込まれて一部を成す。図面は
本発明の様々な特徴及び実施例を説明し、明細書本文とともに本発明の原理及び
動作を説明するのに役立つ。
【０００８】
【実施形態】
図１Ａ及び１Ｂは改善された光ファイバ増幅器１０の実施例を示す。この光フ
ァイバ増幅器１０は、希土類添加ファイバなどの光利得媒質２０と、光利得媒質
２０へカプラ２２Ｂ経由で接続された励起駆動ユニット２２Ａにより駆動される
レーザダイオードなどの少なくとも１つの励起光源とから成る光システム１５を
含む。光システムは、利得媒質２０に入射する光信号のための入力ポート２４、
出力信号のための出力ポート２６、及び２つの光タップ２８及び３０をさらに含
む。タップ２８は入力光信号タップ２８であって第１の光検出器３２に接続され
る。タップ２８は、入力ポート２４の下流であるが利得媒質２０の前に設置され
るか、あるいは入力ポート２４またはカプラ２２Ｂの一部である。タップ３０は
出力光信号タップであって第２の光検出器３４に接続される。タップ３０は利得
媒質２０の下流で出力ポート２６の前に設置される。あるいは、タップ３０は出
力ポート２６の一部である。本実施例において、光検出器３２及び３４は光ダイ
オードである。図１Ｂを参照すると、本実施例において、光増幅器１０の入力信
号タップ２８及び出力信号タップ３０の双方が同じ比率α（α＝０．０２）を有
する。この比率αは、タップの直前の光信号総計で割ったタップへ送られる光信
号電力で定義される。しかしながら、入力タップ及び出力タップは異なるα値に
よって特徴付けられる。例えば、入力タップに入る総計信号が弱いとき、光検出
器３２でより良い検出を行うためにより大きなα比率を入力タップ２８が要求す
る。このように、総入力光信号電力Ｐin及び総出力電力Ｐoutの所定の一部はそ
のα比率に従ってタップ２８及び３０へと送られる。増幅器１０は他の光部品も
含む。これらの部品は、例えば絶縁装置、減衰器、光分割カプラ、光マルチプレ
クサ、デマルチプレクサ、及びフィルタなどである。
【０００９】 増幅器１０は電子制御装置４０をさらに含む。電子制御装置４０は、入力及び
出力信号の光電力レベルに関する情報を受信して励起光源２２を（例えばレーザ
ダイオードの駆動電流を制御することによって）制御する。本実施例においては
、電子制御装置４０は、光検出器３２及び３４からの信号をそれぞれ電気信号に
変換する入力及び出力信号変換器４２及び４３、及び光検出器３２、３４によっ
て与えられた電気信号を増幅するトランスインピーダンス増幅器４４、４５など
の電気信号増幅器を含む。電子制御装置４０は、少なくとも１つのアナログ−デ
ジタル（Ａ−ｔｏ−Ｄ）変換器４６をさらに含み、増幅された電気信号をデジタ
ル信号に変換する。電子制御装置４０は、デジタル信号を新しい一組のデジタル
信号に加工・処理するデジタル信号処理ユニットなどの少なくとも１つの信号処
理ユニット４８、及び新しい一組のデジタル信号を新しい一組の電気信号に変換
するデジタル−電気信号変換器５０も含む。励起光源２２によって生成される励
起電力のレベルはこの新しい一組の電気信号が決定する。本発明の１つの実施例
によれば、増幅器１０の信号生成ユニット４８はユーザインタフェース５５に接
続され、ユーザが増幅器制御モードを選択し設定することを可能にする。ユーザ
は、適切な制御モードを設定することによって、信号処理ユニット４８に命令し
てＤＣオフセット較正における変化を制御し、増幅器出力電力値、または光雑音
（ＡＳＥ）補償などの所望の増幅器利得値を設定する。ＤＣオフセット較正とは
、電子または光装置によって持ち込まれる定誤差または雑音信号（例えば暗電流
）を補償するプロセスである。本発明の本実施例は、フィードバック・ループを
利用して光ファイバ増幅器１０の自動利得・出力電力制御を提供する。フィード
フォワード・ループは、必要であればフィードバック・ループに加えて利用され
電力過渡を改善する。開示された制御方法は、以下に説明される独特の制御アル
ゴリズム１００を利用している。本実施例の制御アルゴリズム１００は比例積分
（ＰＩ）制御法則に基づき、制御装置４０のデジタル信号処理ユニット４８で実
行される。他の制御法則も利用される。ユーザが選択しユーザインタフェース５
５を通して設定される制御モード及びタップ２８及び３０によって与えられる光
電力レベルに関するデータに基づいて、アルゴリズム１００は励起光源２２の出
力電力を制御し、次に増幅器出力光電力Ｐoutを制御する。さらに具体的には、
制御装置４０は、信号処理ユニット４８及び制御アルゴリズム１００を通して、
１つ以上の励起駆動ユニット２２Ａに命令して１つ以上の励起レーザ光源２２を
駆動し、励起レーザ光源２２によって与えられる光電力を増減する。上記に説明
したように、この光電力は、利得媒質２０に相当する希土類添加増幅ファイバの
希土類イオン（例えばエルビウム）のエネルギー準位を励起するために使用され
る。よって、励起レーザ光源２２は、設定された波長で光利得媒質ファイバ２０
に適切なレベルの光電力を注入して増幅器を制御する。増幅器制御には、増幅器
利得、出力電力、温度、レーザダイオード過電流、及びＡＳＥ（増幅された自然
放出光）の制御が含まれる。エンドユーザは制御モードを選択するメニューを与
えられる。以下は増幅器１０及びアルゴリズム１００のより詳細な説明である。
【００１０】 上記に説明したように、タップ２８、３０によって送られた光信号は、検出器
３２、３４で検出され、電流などの電気信号を与えられる。これらの検出器３２
、３４によって与えられる電気信号の振幅はこれらの検出器への光電力入射の振
幅に一致する。よって、これらの電気信号は、光増幅器１０の総入力光信号電力
Ｐin及び総出力電力Ｐoutに一致する。アナログ−デジタル変換器４６は、アナ
ログ（即ち、電気）信号をこの信号のデジタル（即ち、数値）表現に変換するの
で、標準的なコンピュータまたはプロセッサが使用できる。アナログ−デジタル
変換器４６は少なくとも１２ビット変換機能を有し良好なダイナミックレンジ（
即ち、３０ｄＢより大（１０００：１））を実現できることが望ましい。本実施
例のデジタル信号処理ユニット４８は、高周波数レート（即ち、１ＭＨｚまたは
より高いサンプリング周波数で）でアナログ−デジタル変換器４６によって与え
られるデジタルデータの離散サンプルを取得し、デジタル信号処理ユニット４８
のアルゴリズム１００がこのデータを処理する。高サンプリング速度がアナログ
電力信号の周波数特性を維持するために必要とされる。サンプリングレートが低
いと信号に関する情報の一部を損失する。
【００１１】 高周波数レートで制御アルゴリズム１００を処理するために、デジタル信号処
理ユニット４８が十分な速度及び計算能力を有して、すべての制御計算、及びア
ラーム処理と低信号電力、低出力信号、入力信号損失、高温、低温、またはレー
ザダイオード過電流などの問題状況の監視といった付加信号処理とを行えること
が望ましい。
【００１２】 より具体的には、入力信号電力、出力信号電力（及び増幅器の温度またはその
部品、レーザダイオード電流、出力信号のスペクトル特性など随意に）及び監視
が必要な他のパラメータが定期的に測定される（約５μｓ毎かより高速であって
、１μｓ毎またはより高速が望ましい）。信号処理ユニット４８はこれらのパラ
メータの最小及び最大許容値を有する表を含むメモリ４８Ａを具備する。デジタ
ル信号処理ユニットのソフトウェア４８Ｂの監視とは、現状に対応するデジタル
データと表にしたパラメータ値とを比較し、データの状態が許容範囲外にあると
思われるときは信号処理ユニット４８内でアラームフラッグをたて、いくつかの
データバスを用いて中央監視区域６０に警告信号を送出することである。アラー
ムフラッグに応答して、信号処理ユニット４８は、励起を止めて（起こり得る破
損から増幅器を保護するために）増幅器を停止し、レーザダイオードに送られる
電流量を減じるか、あるいは冷却器または抵抗加熱器などの１つ以上の温度調整
器６５を用いて増幅器または増幅器の個々の要素の温度を調整する。さらに、デ
ジタル信号処理ユニット４８が入力信号の損失を検出すると、信号処理ユニット
４８は励起を停止し、復旧信号を待って、励起を作動させて増幅器を起動する。
このことによって、入力信号を搬送する情報を欠くときに増幅する雑音が回避さ
れる。結局、フィルタ、グレーティングやカプラなど様々な増幅器の部品の温度
は、信号処理ユニット４８及び加熱器／冷却器６５によって与えられた温度を制
御する１つ以上の加熱器／冷却器駆動装置６５Ａによっても調整され、利得スペ
クトルのダイナミックチューニングを提供して増幅器の経年化、変化した環境条
件または他の摂動を補償する。利用される加熱器／冷却器６５はコイルヒータ、
レーザ励起加熱器／冷却器、または必要であれば他の装置である。
【００１３】 本実施例においては、固定デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）（整数演算）が
、信号処理ユニット４８としてその高速性、低コスト及び小型ゆえに利用されて
いる。かかるＤＳＰプロセッサの例としてはモトローラ５６３０ｘシリーズプロ
セッサが挙げられ、該プロセッサは２４ビット単精度変換を有し高速（即ち、少
なくとも１００ＭＨｚの速度）で作動する。最近モトローラから発表された３０
０MHｚで動作するＤＳＰプロセッサは、さらなる計算能力を提供し、より複雑な
制御アルゴリズム及びより反応の早い増幅器を可能にするだろう。しかしながら
、他の信号処理ユニット４８では、例えば浮動小数点ＤＳＰ、結合プログラム可
能論理回路（ＣＰＬＤ）、フィールドプログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ
）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラまたはそれらの組み合わせなど
を含むだろう。制御装置４０の計算能力を高めるために、複数個の信号制御ユニ
ット４８も利用される。
【００１４】 Ｐout（ｋ）及びＰin（ｋ）としてアナログ−デジタル変換器からのデジタル
出力を示す。Ｐout（ｋ）はスケールされた総出力電力信号Ｐout（ｔ）の計測値
を示し、Ｐin（ｋ）はスケールされた総入力電力信号Ｐin（ｔ）の測定値である
。本実施例においては、出力及び入力電力は可能な数値範囲内でそれらを正しく
表すためにスケールされる。値Ｐout（ｋ）及びＰin（ｋ）は電子部品側３９か
らは少なくとも１２ビット変換で表され、それらがデジタルプロセッサ側４１に
入ると、ゼロを付け足され（より多くの数字で表される数値を生成するために１
２桁の数字の前か後にゼロを付け足すことによる）て、より高変換（上記したモ
トローラＤＳＰ５６３０ｘプロセッサに対しては２４ビット）になる。
【００１５】 デジタル制御信号に関するこの点から、ｕ（ｋ）はいくつかの標準制御法則を
用いて計算される。上記したように、この実施例においては、次の形式の比例積
分（ＰＩ）制御装置が使用される。
【００１６】
【数１】
【００１７】 但し、ｕ（ｔ）は電流または電力を表しレーザ励起を制御する。ＫpはＰＩ制御
装置の比例定数である。ＫiはＰＩ制御装置の積分定数である。ｅ（ｔ）はエラ
ー信号、即ちそれぞれ設定値ＧspまたはＰspとして与えられた増幅器の利得また
は出力電力の所望の値の間の差異を表す。増幅器が利得または電力モードで動作
しているときのエラー信号は、
【００１８】
【数２】
【００１９】 等式（１）がｈ秒のサンプル間隔での離散形式に変換されなければならないの
は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）４８によってデジタル的に実行されるか
らである。バイリニア変換によって得られた等式（１）のＺ空間の離散伝達関数
は、
【００２０】
【数３】
【００２１】 であって、Ｕ（ｚ-1）が周波数領域における制御関数の複合形である。上記等式
（３）は異なる等式で表し得る。
【００２２】
【数４】
【００２３】 但し、変数ｋが電流サンプリングタイミングであるｔ＝ｋｈを表し、ｈは電流サ
ンプリング間隔である。下記に示されたアルゴリズムによって、ＰＩ制御装置で
の利得／出力電力制御の実行が説明される。他の多くの制御アルゴリズムも使用
さる得る。以下は模範的アルゴリズム１００の説明である。
【００２４】 アルゴリズム１００は以下の行程を含む。 １．制御モードを選択する（利得または電力または一定励起電力） ２．サンプリング間隔ｈ及び制御パラメータＫp及びＫiを設定する。標準的なサ
ンプリング間隔は約１μ秒であり、制御装置パラメータの選択は増幅器のタイプ
に依存する。 ３．制御モードが利得のとき、以下の参照値を設定する。 Ｇsp≠０ 及び Ｐsp＝０ ５に進む。 ４．制御モードが電力であるとき、以下の参照値を設定する。 Ｇsp＝０ 及び Ｐsp≠０ ５．サンプリング時間ｔで （ｉ）入力及び出力光電力に対するアナログ値をＡＤ変換器によってデジタ ル形式に変換する。 （ｉｉ）入力信号Ｐin（ｋ）に利得設定値Ｇspを掛ける。 （ｉｉｉ）エラー信号ｅ（ｋ）を計算する。 ｅ（ｋ）＝Ｐsp−ｅ'（ｋ）、但しｅ'（ｋ）＝ＧSPＰIN（ｔ）−ＰOUT
（ｔ）である場合、 （ｉｖ）エラー信号関数として制御信号ｕ（ｋ）を計算する。 ｕ（ｋ）＝ｕ（ｋ−１）＋（Ｋp＋Ｋiｈ）ｅ（ｋ）−Ｋpｅ（ｋ−１）
６．制御信号をデジタル−アナログ（Ｄ−ｔｏ−Ａ）変換器でアナログ形式
ｕ（ｋ）→ｕ（ｔ）に変換する。この信号が、電気電流を光電力Ｐp（ｔ）に変
換して励起レーザを制御する。 ７．サンプリング間隔ｈが終わるのを待ってｔ＋１→ｔに設定し行程５に戻る。 入力及び出力電力電子回路ＤＣオフセットに対する値を得る行程は、増幅器製
造プロセスの間に、通常は一度だけ行われるということに注意が必要である。
【００２５】制御装置性能の説明 図２Ａ−２Ｄ、３Ａ−３Ｄ、及び４Ａ―４Ｄは制御装置４０の閉ループ性能を示
す。（閉ループは制御アルゴリズムが所定の位置にあってフィードバック制御を
与えることを意味する。）より具体的に言うと、図２Ａ−２Ｄ及び３Ａ−３Ｄに
は利得制御モードでの増幅器１０の性能が示され、一方図４Ａ−４Ｄには出力電
力制御モードでの増幅器１０の性能が示される。
【００２６】 図２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃは、それぞれ入力信号Ｐs、出力信号Ｐout（ｔ）、及
び励起レーザ制御信号Ｐp（ｔ）の動作を示す。図２Ｄは利得Ｇspの設定値の変
化及び動作利得Ｇ（ｔ）において結果として生ずる変化を示す。図２Ａ−２Ｄは
、入力電力Ｐinが一定の間に、ユーザがＧsp変化に対する値を設定したとき、励
起レーザ光源２２によって供給された光電力Ｐp（ｔ）が増幅器１０の動作利得
Ｇ（ｔ）を変化させるために変化する。図２Ｃも増幅器１０の出力電力Ｐoutが
励起電力Ｐp（ｔ）における変化に応じて変化したことを示す。図２Ｄは、この
実施例において、利得値Ｇ（ｔ）が３．５×１０-3秒でその設定された利得値レ
ベルに達したことを示す。
【００２７】 図３Ａ−３Ｄは図２Ａ−２Ｄに類似していて、入力信号Ｐsはいくつかの入力
チャネルの低下（図３Ａ参照）をシミュレートして変化し、一方、設定値利得Ｇsp は２０ｄｂ（図３Ｄ参照）で一定であるということだけが異なる。図３Ｄは、
利得Ｇ（ｔ）は入力信号Ｐsが低下するとすぐに低下するが、制御装置４０によ
って約０．５×１０-3秒で設定値に戻されることを示す。図３Ｃは、このことが
、励起レーザ光源２２によって供給される光励起電力Ｐp（ｔ）が素早く増加す
ることによって行われるということを示す。
【００２８】 図４Ｄは、出力信号Ｐspの設定値がｔ＝２．５ｍｓのとき２０ｍＷから４０ｍ
Ｗに変化することを示す。この時、制御装置４０は、励起電力Ｐout（ｔ＝２．
５ｍｓ）を約７０ｍＷ（図４Ｃ参照）に増加させ、増幅器出力電力Ｐout（ｔ）
を０．５ｍ秒未満で２０ｍＷから４０ｍＷに生成する。結果として、エラー信号
ｅ（ｋ）は、図４Ｂに示されたように、低下してゼロになる。図４Ａは、入力信
号Ｐs（ｔ）がｔ＝４ｍｓで低下することを示す。これは出力電力Ｐoにおける低
下及びエラー信号ｅ（ｋ）における対応する増加に対応する。図４Ｃ及び４Ｄは
，入力信号Ｐs（ｔ）の変化によって引き起こされた出力電力における外乱が励
起電力Ｐpにおける増加によってすぐに排除されることを示す。
【００２９】 改善された光増幅器及び光増幅器の自動電子制御の簡易な新しい方法が開示さ
れた。改善された方法は、デジタルプロセッサ及び単純な制御アルゴリズムの性
能を利用して、（１）利得制御モードまたは（２）出力電力制御モードを実現す
る。それは利得または出力電力に対する参照値を設定する性能及び制御アルゴリ
ズムの選択に柔軟性を有する。改善された増幅器は、必要物及びデジタル信号プ
ロセッサの速度に制約される古典的な比例積分制御よりも複雑な制御法則を利用
し得る。この制御方法は装置の遠隔制御が要求される通信システムで使用される
のに適している。
【００３０】 本発明は請求項及びその相当物に定義されるような本発明の変化例及び適用例
を対象とすることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 光ファイバ増幅器１０を概略的に示す。
【図１Ｂ】 図１Ａの増幅器の制御装置のより詳細なブロック図である。
【図２Ａ】 入力信号が一定の時の図１Ａ及び１Ｂの増幅器の閉ループ利得制御
モード性能を示す。
【図２Ｂ】 入力信号が一定の時の図１Ａ及び１Ｂの増幅器の閉ループ利得制御
モード性能を示す。
【図２Ｃ】 入力信号が一定の時の図１Ａ及び１Ｂの増幅器の閉ループ利得制御
モード性能を示す。
【図２Ｄ】 入力信号が一定の時の図１Ａ及び１Ｂの増幅器の閉ループ利得制御
モード性能を示す。
【図３Ａ】 入力信号が低下した時の図１Ａ及び１Ｂの増幅器の閉ループ利得制
御モード性能を示す。
【図３Ｂ】 入力信号が低下した時の図１Ａ及び１Ｂの増幅器の閉ループ利得制
御モード性能を示す。
【図３Ｃ】 入力信号が低下した時の図１Ａ及び１Ｂの増幅器の閉ループ利得制
御モード性能を示す。
【図３Ｄ】 入力信号が低下した時の図１Ａ及び１Ｂの増幅器の閉ループ利得制
御モード性能を示す。
【図４Ａ】 図１Ａ及び１Ｂに示された増幅器の閉ループ電力制御モード性能を
示す。
【図４Ｂ】 図１Ａ及び１Ｂに示された増幅器の閉ループ電力制御モード性能を
示す。
【図４Ｃ】 図１Ａ及び１Ｂに示された増幅器の閉ループ電力制御モード性能を
示す。
【図４Ｄ】 図１Ａ及び１Ｂに示された増幅器の閉ループ電力制御モード性能を
示す。
───────────────────────────────────────────────────── 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 10/14 10/18 Ｈ０４Ｊ 14/00 14/02 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＡＥ，Ａ Ｇ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5F072 AB07 AK06 HH02 HH03 HH08 HH09 JJ05 MM20 PP07 TT12 TT13 TT15 TT22 TT25 TT29 TT30 YY17 5K102 AA01 AD01 KA15 KA39 MB06 MC12 MD01 MH13 MH14 MH16 MH22 PH12 RD26

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光増幅器の性能を制御する方法であって、前記方法が、 （ｉ）入力及び出力電力電子回路ＤＣオフセット値を得る行程と、 （ｉｉ）少なくとも２つの制御モードのうちの所望のモードを設定する行程と
    、 （ｉｉｉ）必要な設定値を選択する行程と、 （ｉｖ）必要な値を得ると共に、対応するＤＣオフセットを減じて修正値を生
    成する行程と、 （ｖ）前記修正値を利用して制御エラー信号を得る行程と、 （ｖｉ）任意の数から前記制御エラー信号を減じて制御装置入力信号を生成す
    る行程と、 （ｖｉｉ）前記制御装置入力信号を制御アルゴリズムによって少なくとも１つ
    の制御信号のデジタル表現に変換する行程と、 （ｖｉｉｉ）前記少なくとも１つの制御信号の前記デジタル表現を少なくとも
    １つの対応するアナログ制御信号に変換する行程と、 （ｉｘ）前記少なくとも１つの対応するアナログ制御信号を駆動回路経由で少
    なくとも１つの増幅器部品に供給する行程と、 を含む方法。
  2. 【請求項２】 前記制御信号が励起制御信号であり、前記増幅器部品が励起光源
    であることを特徴とする請求項１記載の光増幅器の性能を制御する方法。
  3. 【請求項３】 光増幅器の利得を制御する方法であって、前記方法が、 （ｉ）入力及び出力電力電子回路ＤＣオフセットデジタル値を得る行程と、 （ｉｉ）制御モードが利得制御のとき、電力設定値＝０．０及び利得設定値＝
    所望の利得、を選択する行程と、 （ｉｉｉ）信号入力値を表すデジタル値を得ると共に、前記入力電力電子回路
    ＤＣオフセットを減じて修正入力電力値を生成する行程と、 （ｉｖ）信号出力値を表す値を得ると共に、前記出力電力電子回路ＤＣオフセ
    ットを減じて修正出力電力値を生成する行程と、 （ｖ）前記利得設定値に前記修正入力電力値を掛け、この積から前記修正出力
    電力値を減じて利得制御エラー信号を生成する行程と、 （ｖｉ）任意の数から前記利得制御エラー信号を減じて制御装置入力信号を生
    成する行程と、 （ｖｉｉ）制御アルゴリズムによって前記制御装置入力信号を少なくとも１つ
    の励起制御信号のデジタル表現に変換する行程と、 （ｖｉｉｉ）前記少なくとも１つの励起制御信号の前記デジタル表現を少なく
    とも１つの対応するアナログ励起制御信号に変換する行程と、 （ｉｘ）前記少なくとも１つのアナログ励起制御信号を励起駆動回路経由で少
    なくとも１つの励起に供給する行程と、 を含む方法。
  4. 【請求項４】 光増幅器の利得を制御する方法であって、前記方法が、 （ｉ）入力及び出力電力電子回路ＤＣオフセット値を得る行程と、 （ｉｉ）制御モードが利得制御のとき、電力設定値＝０．０及び利得設定値＝
    所望の利得、を選択する行程と、 （ｉｉｉ）信号入力値を表すデジタル値を得ると共に、前記出力電力電子回路
    ＤＣオフセットを減じて修正入力電力値を生成する行程と、 （ｉｖ）信号出力値を表すデジタル値を得ると共に、前記出力電力電子回路Ｄ
    Ｃオフセットを減じて修正出力電力値を生成する行程と、 （ｖ）前記修正出力電力値を利得設定値で割って、これから前記修正入力電力
    を減じて利得制御エラー信号を得る行程と、 （ｖｉ）任意の数から前記利得制御エラー信号を減じて制御装置入力信号を生
    成する行程と、 （ｖｉｉ）前記制御装置入力信号を制御アルゴリズムによって少なくとも１つ
    の励起制御信号のデジタル表現に変換する行程と、 （ｖｉｉｉ）前記少なくとも１つの励起制御信号の前記デジタル表現を少なく
    とも１つの対応するアナログ励起制御信号に変換する行程と、 （ｉｘ）前記少なくとも１つのアナログ励起制御信号を励起駆動回路経由で少
    なくとも１つの励起に供給する行程と、 を含む方法。
  5. 【請求項５】 光増幅器の利得を制御する方法であって、前記方法が、 （ｉ）入力及び出力電力電子回路ＤＣオフセット値を得る行程と、 （ｉｉ）少なくとも２つの制御モードのうちの所望のモードを設定し、前記２
    つの制御モードが利得制御及び出力電力制御である行程と、 （ｉｉｉ）制御モードが利得制御のとき、電力設定値＝０．０及び利得設定値
    ＝所望の利得、を選択する行程と、 （ｉｖ）信号入力値を表すデジタル値を得ると共に、前記入力電力電子回路Ｄ
    Ｃオフセットを減じて修正入力電力値を生成する行程と、 （ｖ）信号出力値を表すデジタル値を得ると共に、前記出力電力電子回路ＤＣ
    オフセットを減じて修正出力電力値を生成する行程と、 （ｖｉ）前記利得設定値に前記修正入力電力値を掛けてこれを修正出力電力値
    から減じるか、あるいは前記修正出力電力値を利得設定値で割ってこれから前記
    修正入力電力を減じるかして、利得制御エラー信号を生成する行程と、 （ｖｉｉ）任意の数から前記利得制御エラー信号を減じて制御装置入力信号を
    生成する行程と、 （ｖｉｉｉ）前記制御装置入力信号を制御アルゴリズムによって少なくとも１
    つの励起制御信号のデジタル表現に変換する行程と、 （ｉｘ）前記少なくとも１つの励起制御信号の前記デジタル表現を少なくとも
    １つの対応するアナログ励起制御信号に変換する行程と、 （ｘ）前記少なくとも１つのアナログ励起制御信号を励起駆動回路経由で少な
    くとも１つの励起に供給する行程と、 を含む方法。
  6. 【請求項６】 励起電流制御をさらに含む請求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】 増幅器の出力電力を制御する方法であって、前記方法が、 （ｉ）出力電力電子回路ＤＣオフセット値を得る行程と、 （ｉｉ）少なくとも２つの制御モードうちの所望のモードを設定し前記２つの
    制御モードのうちの１つが出力電力制御であることを特徴とする行程と、 （ｉｉｉ）制御モードが出力電力制御のとき、出力電力設定値＝所望の電力及
    び利得設定値＝０．０、を選択する行程と、 （ｉｖ）信号出力値を表すデジタル値を得ると共に、出力電力電子回路ＤＣオ
    フセットを減じて修正出力電力値を生成する行程と、 （ｖ）前記修正出力電力を出力電力設定値から減じて制御装置入力信号を生成
    する行程と、 （ｖｉ）前記制御装置入力信号を制御アルゴリズムによって少なくとも１つの
    励起制御信号のデジタル表現に変換する行程と、 （ｖｉｉ）前記少なくとも１つの励起制御信号の前記デジタル表現を変換する
    行程と、 （ｖｉｉｉ）前記少なくとも１つのアナログ励起制御信号を励起駆動回路経由
    で少なくとも１つの励起に供給する行程と、 を含む方法。
  8. 【請求項８】 励起電流光電力を制御する方法であって、 （ｉ）励起及び電子回路ＤＣオフセットに給電される電流値を得る行程と、 （ｉｉ）少なくとも２つの制御モードのうちの所望のモードを設定し、前記２
    つの制御モードのうちの１つが励起電流制御であること特徴とする行程と、 （ｉｉｉ）制御モードが励起電流制御のとき、励起電流設定値＝所望の励起電
    流及び励起電力設定値＝０．０、を選択する行程と、 （ｉｖ）励起電流値を表すデジタル値を得ると共に、前記電子回路ＤＣオフセ
    ットを減じて修正励起電流値を生成する行程と、 （ｖ）前記修正励起電流値を励起電流設定値から減じ、制御装置入力信号を生
    成する行程と、 （ｖｉｉ）前記制御装置入力信号を制御アルゴリズムによって少なくとも１つ
    の励起制御信号のデジタル表現に変換する行程と、 （ｖｉｉｉ）少なくとも１つのアナログ励起制御信号の前記デジタル表現を少
    なくとも１つの対応するアナログ励起制御信号に変換する行程と、 （ｉｘ）前記少なくとも１つのアナログ励起制御信号を駆動回路経由で少なく
    とも１つの励起に供給する行程と、 を含む方法。
  9. 【請求項９】 励起光電力を制御する方法であって、 （ｉ）光励起電力及び電子回路ＤＣオフセット値を得る行程と、 （ｉｉ）少なくとも２つの制御モードのうちの所望のモードを設定し、前記２
    つの制御モードのうちの１つが光励起電力制御であることを特徴とする行程と、 （ｉｉｉ）制御モードが光励起電力制御のとき、励起電流設定値＝０．０及び
    光励起電力設定値＝所望の励起電流、を選択する行程と、 （ｉｖ）光励起電流値を表すデジタル値を得ると共に、電子回路ＤＣオフセッ
    トを減じて修正光励起電力値を生成する行程と、 （ｖ）前記修正光励起電力値を励起光励起電力設定値から減じ、制御装置入力
    信号を生成する行程と、 （ｖｉ）前記制御装置入力信号を制御アルゴリズムによって少なくとも１つの
    励起制御信号のデジタル表現に変換する行程と、 （ｖｉｉ）前記少なくとも１つの励起制御信号の前記デジタル表現を少なくと
    も１つの対応するアナログ励起制御信号に変換する行程と、 （ｖｉｉｉ）前記少なくとも１つのアナログ励起制御信号を駆動回路経由で少
    なくとも１つの励起に供給する行程と、 を含む方法。
  10. 【請求項１０】 光増幅器の利得を制御している間の利得制御モードでのＡＳＥ
    を補償する方法であって、前記方法が、 （ｉ）入力及び出力電力電子回路ＤＣオフセット値を得る行程と、 （ｉｉ）電力設定値＝０．０及び利得設定値＝所望の利得、を選択する行程と
    、 （ｉｉｉ）信号入力値を表すデジタル値を得ると共に、入力電力電子回路ＤＣ
    オフセットを減じて修正入力電力値を生成する行程と、 （ｉｖ）信号出力値を表すデジタル値を得ると共に、出力電力電子回路ＤＣオ
    フセットを減じて修正出力電力値を生成する行程と、 （ｖ）ルックアップテーブルまたは公式のいずれかを利用して前記修正入力電
    力値のＡＳＥ量を得ると共に、前記修正入力電力値からＡＳＥ量を減じてＡＳＥ
    修正出力電力値を生成する行程と、 （ｖｉ）前記利得設定値に前記ＡＳＥ修正入力電力値を掛けてこれを前記ＡＳ
    Ｅ修正出力電力値から減じるか、あるいは前記ＡＳＥ修正入力電力を割るかして
    、利得制御エラー信号を生成する行程と、 （ｖｉｉ）任意の数から前記利得制御エラー信号を減じて制御装置入力信号を
    生成する行程と、 （ｖｉｉｉ）前記制御装置入力信号を制御アルゴリズムによって少なくとも１
    つの励起制御信号のデジタル表現に変換する行程と、 （ｉｘ）前記少なくとも１つの励起制御信号の前記デジタル表現を少なくとも
    １つの対応するアナログ励起制御信号に変換する行程と、 （ｘ）前記少なくとも１つのアナログ励起制御信号を励起駆動回路経由で少な
    くとも１つの励起に供給する行程と、 を含む方法。
  11. 【請求項１１】 増幅器の出力電力制御モードにおけるＡＳＥ補償方法であって
    、前記方法が、 （ｉ）出力電力電子回路ＤＣオフセット値を得る行程と、 （ｉｉ）所望の制御モードが出力電力制御である制御モードを設定する行程と
    、 （ｉｉｉ）制御モードが出力電力制御のとき、出力電力設定値＝所望の電力及
    び利得設定値＝０．０、を選択する行程と、 （ｉｖ）信号出力値を表すデジタル値を得ると共に、出力電力電子回路ＤＣオ
    フセットを減じて修正出力電力値を生成する行程と、 （ｖ）ルックアップテーブルまたは公式を利用して出力電力値からＡＳＥ修正
    出力電力を生成する行程と、 （ｖｉ）前記ＡＳＥ修正出力電力を出力電力設定値から減じて制御装置入力信
    号を生成する行程と、 （ｖｉｉ）前記制御装置入力信号を制御アルゴリズムによって少なくとも１つ
    の励起制御信号のデジタル表現に変換する行程と、 （ｖｉｉｉ）前記少なくとも１つの励起制御信号の前記デジタル表現を少なく
    とも１つの対応するアナログ励起制御信号に変換する行程と、 （ｉｘ）前記少なくとも１つのアナログ励起制御信号を励起駆動回路経由で少
    なくとも１つの励起に供給する行程と、 を含む方法。
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