JP2005294774A - 光増幅器 - Google Patents

Abstract

【課題】光増幅部の前段に可変光減衰器を用い、かつ光増幅器と組合わせた減衰器で内部帰還をかけて、伝送路の瞬時レベル変動を吸収するようにする。また光増幅器への入力レベルを一定に制御して、広い入力ダイナミックレンジを有する光増幅器を得る。
【解決手段】多波長信号光を一括増幅する光増幅器において、光増幅部４の前段に配置する、減衰率が可変の可変光減衰器１と、入力光信号をモニタして上記可変光減衰器を制御する内部に設けた減衰量制御部３、とを備えた。
【選択図】 図１

Description

この発明は多波長の信号光を広範囲のレンジにわたって一括増幅する光増幅器に関するものである。

波長分割多重光伝送システムにおいて、途中の減衰を補う増幅器の構成に種々の方式が提案されている。
例えば第１の従来例として、増幅器の利得レベル変動を補償する特許文献１に示された「光増幅器」がある。
また第２の従来例として、増幅度が波長で異なることを補償する特許文献２に示された「利得等化器及び光増幅器」や、その他に、帯域を広げる方式などがある。
前者の方式として、レベル一定化のために、可変光減衰器と光増幅器とを組合わせた増幅構成が示されている。
後者の方式として、等化特性を補償し、あるいは波長による特性を変更自在にすることを目的とした、図４に示す構成がある。この構成は、伝送用光ファイバを通過した光を光増幅中継器（増幅器）１１８と等化器１２０を縦続接続し、これらの増幅器１１８により光ファイバ１１６を通過した光を波長補償増幅する構成が示されている。

後者の動作として、可変減衰器の減衰率は波長に対して一定であるが、筐体外部からの電気信号または接続されている端局からのコマンド信号により、減衰度が変更できる動作となっている。そして後段に接続された光増幅器の出力が一定目標値になるように光増幅器の励起パワーが制御される動作をする。
特開２００１−１４４３５２号公報 特開２０００−３１９１６号公報

従来の光増幅器は上記のように構成されており、第１の従来例では、前段光増幅部と後段光増幅部の段間に可変光減衰器を挿入しているので、前段光増幅器の飽和による波長間利得偏差の拡大を招かないよう一定レベル以下の光受信レベルに抑える必要があり、入力ダイナミックレンジに制約があるという課題がある。
第２の従来例では、可変減衰器は光増幅器の前に設けられているが、この減衰率は外部から制御されているので、後段の光増幅器の挙動により直ちに減衰器を制御することにはならず、信号が急変する場合には飽和が発生するという課題がある。

この発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、光増幅部の前段に可変光減衰器を用い、かつ光増幅器と組合わせた減衰器で内部帰還をかけて、伝送路の瞬時レベル変動を吸収するようにする。また例えば３０ｄＢの、可変光減衰器の動作範囲内であれば、光増幅器への入力レベルを一定に制御して、広い入力ダイナミックレンジを有する光増幅器を得ることを目的とする。

この発明に係る光増幅器は、多波長信号光を一括増幅する光増幅器において、
光増幅部の前段に配置する、減衰率が可変の可変光減衰器と、
入力光信号をモニタして上記可変光減衰器を制御する内部に設けた光減衰量制御部、とを備えた。

この発明は上記のように構成されており、光増幅器と組合わせた減衰器で内部帰還をかけているので、伝送路の瞬時レベル変動を吸収でき、光増幅器への入力レベルを一定に制御して、広い入力ダイナミックレンジを有する光増幅器が得られる効果がある。

実施の形態１．
光伝送路の瞬時レベル変動を吸収し、かつ光増幅器への入力レベルを一定に制御して、広い入力ダイナミックレンジを有する光増幅器を説明する。
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１における光増幅器の構成を示す図である。図１において、光増幅器は、光伝送路５ａで減衰した光を、可変光減衰器１と、光カプラ２から分岐された光を測定し、その測定量で可変光減衰器１を制御する減衰量制御部３と、光増幅部４とで増幅して、後段の光伝送路５ｂに出力する構成である。
図１（ｂ）は、可変光減衰器１と光増幅部４のレンジを説明する図である。

次に本実施の形態における光増幅器の動作について説明する。
光伝送路５ａから入力された多波長信号光は、光カプラ２により分岐され、一部は減衰量制御部３に入力される。
減衰量制御部３では、光入力信号レベルを測定し、光増幅部４への最適入力レベルとなるよう減衰量を計算して、可変光減衰器１に対して減衰量を指示・設定する。可変光減衰器１は、設定された減衰値を入力信号光に与えて、最適な入力レベルの信号光を光増幅部４に入力する。
光増幅部４は入力信号レベルに対して利得一定制御で増幅し、後段の光伝送路５ｂに出力する。
例えば、光伝送路の損失変動が発生した場合でも、可変光減衰器の出力に変動が出ないように減衰量を変化させるよう減衰量制御部３は動作するため、光増幅部４からの出力レベルは変動することは無い。

可変光減衰器を光増幅器の後段に設ける、または２つの光増幅器の中間に設ける構成の場合は、光増幅器の動作レンジとして−１０ｄＢから−２０ｄＢと、２０ｄＢの減衰器とを組合わせて、全体としてのレンジは１０ｄＢである。対して本構成によれば図１（ｂ）に例を示すように、入力ダイナミックレンジは可変光減衰器１により光増幅部４の入力として−１０ｄＢまで減衰可能な＋１０ｄＢから、光増幅部４の入力下限値である−２０ｄＢまでの、３０ｄＢが適性値となる。こうして可変光減衰器を光増幅器の後段に設ける構成に比べて広いレンジが得られる。
また可変光減衰器１が光増幅部４より前段にあるので、入力光信号に一瞬の変動があった場合も、光増幅部の変動追従速度に比べて早い動作で追従して、光増幅部の飽和を防ぐ効果がある。
こうして本実施の形態の構成によれば、光伝送路からの光信号レベルをモニタし、可変光減衰器１の出力が一定となるよう制御するので、伝送路のロス変動等が発生した場合でも、光増幅部４への入力レベルは常に一定に保たれる為、光増幅部４からの出力も常に一定に保たれる。

実施の形態２．
図２は、本発明の、他の実施の形態における構成を示す図である。
図２において、実施の形態１と異なるのは、減衰量制御部３への分岐光を可変光減衰器１の出力側から得るようにしたことである。
この構成による動作は、測定用の入力が異なるだけであり、図２から動作は容易に類推できるので、記述を省略する。
このように可変光減衰器１の出力信号光を光カプラ２により分岐して、その光レベルが一定となるよう可変光減衰器１を制御することで、誤差の少ない制御が可能となる。
本構成による効果は、実施の形態１と同様である。

実施の形態３．
図３は、本発明の、他の実施の形態における構成を示す図である。
図３において、実施の形態１と異なるのは、光カプラ２により分岐した信号に対してトーン信号を抽出するトーン信号抽出用光バンドパスフィルタ６と、光バンドパスフィルタを通過したトーン信号をＯ／Ｅ変換する受光素子（ＰＤ）７と、受光素子の電気信号からトーン信号のパワーレベルを検出するレベル検出回路８と、検出したレベルを規定値と比較する比較器９を、減衰量制御部３までの間に設けたことである。
この構成の特徴は、光信号に代えて、トーン信号を用いている。トーン信号とは、波長多重光とは異なる波長が割り当てられており、かつトーン周波数により光強度変調を行っている信号である。
従ってその動作は、先の実施の形態と同様であるが、信号としてトーン信号を用いているため、信号波長数の急変に依らず、１波当たりの出力レベルを一定に制御することが可能となる。

この発明の実施の形態１における光増幅器の構成を示し、動作の説明をする図である。 実施の形態２における光増幅器の構成を示す図である。 実施の形態３における光増幅器の構成を示す図である。 従来の光増幅器の構成を示す図である。

符号の説明

１ 可変光減衰器（ＶＯＡ）、２ 光カプラ、３ 減衰量制御部（ＣＮＴ）、４ 光増幅部、５ａ，５ｂ 光伝送路、６ トーン信号抽出用光バンドパスフィルタ、７ 受光素子（ＰＤ）、８ レベル検出回路、９ 比較器。

Claims (3)

1. 多波長信号光を一括増幅する光増幅器において、
   光増幅部の前段に配置する、減衰率が可変の可変光減衰器と、
   入力光信号をモニタして上記可変光減衰器を制御する内部に設けた光減衰量制御部、とを備えたことを特徴とする光増幅器。
2. モニタする入力光を、増幅器入力側の可変光減衰器の前と、増幅器入力側の可変光減衰器の後と、のいずれかから得ることを特徴とする請求項１記載の光増幅器。
3. モニタ対象として光入力信号に代えて、トーン信号を用いることを特徴とする請求項１記載の光増幅器。

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