JP2006166478A - Optical amplifier - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光増幅器および光通信システムに係わり、特に、波長多重光を増幅する光増幅器および波長多重光通信システムに係わる。 The present invention relates to an optical amplifier and an optical communication system, and more particularly, to an optical amplifier and a wavelength multiplexed optical communication system that amplify wavelength multiplexed light.
インターネットや画像伝送サービス等の普及に伴い、ネットワークを介して伝送される情報の量が急速に増加しており、これに対応するために波長多重(WDM:Wavelength Division Multiplex )光通信システムの導入が進められてきている。そして、波長多重光通信システムは、長距離幹線系だけでなく、都市内リング(メトロリング)網にも導入されるようになってきている。 With the spread of the Internet and image transmission services, the amount of information transmitted over the network is rapidly increasing, and in order to cope with this, the introduction of a wavelength division multiplex (WDM) optical communication system has been introduced. It has been advanced. Further, wavelength division multiplexing optical communication systems have been introduced not only in long-distance trunk lines but also in urban ring (metro ring) networks.
長距離幹線系では、通常、所定間隔ごとに光増幅器が設けられており、各光増幅器は、状況に応じて、ALC(Automatic Level Control )モードまたはAGC(Automatic Gain Control )モードで波長多重光を増幅する。ここで、ALCモードは、光増幅器の出力を一定のレベルに保持する動作モードであり、AGCモードは、光増幅器の利得を一定の値に保持する動作モードである。 In a long-haul trunk line system, optical amplifiers are usually provided at predetermined intervals, and each optical amplifier emits wavelength multiplexed light in an ALC (Automatic Level Control) mode or an AGC (Automatic Gain Control) mode depending on the situation. Amplify. Here, the ALC mode is an operation mode in which the output of the optical amplifier is held at a constant level, and the AGC mode is an operation mode in which the gain of the optical amplifier is held at a constant value.
各光増幅器は、通常時は、レベルダイヤを安定させるためにALCモードで動作する。そして、波長多重光の波長数が増加または減少する時に、レベル変動を抑えるために、各光増幅器の動作モードが端局からの制御信号に従ってALCモードからAGCモードに切り替えられる。ここで、ALCの時定数(応答時間)は、ALC回路の実現が容易であり且つPDL(Polarization Dependent Loss )の影響を抑えるために、数10〜数100m秒に設定されている。一方、AGCの時定数(応答時間)は、数10m秒に設定されている。なお、「ALCの時定数(応答時間)」とは、一義的ではないが、例えば、光増幅器の入力/出力レベルが変動した時から、出力レベルが保持すべき一定のレベルに戻るように励起光パワー又は可変減衰器における損失が適切に調整されるまでの時間を意味する。一方、「AGCの時定数(応答時間)」とは、一義的ではないが、例えば、光増幅器の入力/出力レベルが変動した時から、光増幅器の利得が保持すべき一定の値に戻るように励起光パワーが適切に調整されるまでの時間を意味する。ちなみに、ALCモードおよびAGCモードを備える光増幅器は、例えば、特開2000−151515号公報に詳しく記載されている。 Each optical amplifier normally operates in the ALC mode in order to stabilize the level diagram. Then, when the number of wavelengths of wavelength multiplexed light increases or decreases, the operation mode of each optical amplifier is switched from the ALC mode to the AGC mode in accordance with a control signal from the terminal station in order to suppress level fluctuation. Here, the time constant (response time) of ALC is set to several tens to several hundreds of milliseconds in order to easily realize the ALC circuit and suppress the influence of PDL (Polarization Dependent Loss). On the other hand, the time constant (response time) of AGC is set to several tens of milliseconds. The “ALC time constant (response time)” is not unambiguous, but for example, when the input / output level of the optical amplifier fluctuates, it is excited so that the output level returns to a certain level that should be maintained. It means the time until the optical power or loss in the variable attenuator is adjusted appropriately. On the other hand, the “time constant (response time) of AGC” is not unambiguous, but for example, when the input / output level of the optical amplifier changes, the gain of the optical amplifier returns to a constant value that should be maintained. Means the time until the pumping light power is properly adjusted. Incidentally, an optical amplifier having an ALC mode and an AGC mode is described in detail in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-151515.
都市内リング網では、通常、複数の光ノードがリング状に接続されており、各光ノードの中に上述の光増幅器が設けられている。ここで、都市内リング網は、長距離幹線系システムと比べて、以下の理由により、波長多重光の波長数が変更される頻度が高い。 In an urban ring network, a plurality of optical nodes are normally connected in a ring shape, and the above-described optical amplifier is provided in each optical node. Here, in the urban ring network, the number of wavelengths of wavelength division multiplexed light is changed more frequently than the long-distance trunk system for the following reasons.
(1)需要に応じて任意の光ノード間でパスが設定/削除される。
(2)IPネットワークに適したIP over WDMにおいては、WDMシステムによりプロテクション機能が提供されることが望まれている。ここで、このプロテクション機能は、ビットレート無依存性の要望を考慮すると、光レイヤ層で波長を切り替える方式が有力である。しかし、この方式では、波長数の過渡的な増加/減少が生じる。
(1) A path is set / deleted between any optical nodes according to demand.
(2) In IP over WDM suitable for an IP network, it is desired that a protection function be provided by the WDM system. Here, for this protection function, in consideration of a request for bit rate independence, a method of switching wavelengths in the optical layer layer is effective. However, this method causes a transient increase / decrease in the number of wavelengths.
(3)将来的には、波長の時間貸しサービスが行われると見込まれている。この場合、任意の光ノード間で頻繁にパスが設定/削除される。
このように、都市内リング網では、波長多重光の波長数が頻繁に変化する。そして、各光ノードの光増幅器は、波長数が変化するごとに動作モードを適切に切り替えながら波長多重光を増幅する。
Thus, in an urban ring network, the number of wavelengths of wavelength multiplexed light frequently changes. The optical amplifier at each optical node amplifies the wavelength multiplexed light while appropriately switching the operation mode every time the number of wavelengths changes.
ところで、光通信システムの低コスト化を図るためには、基本的には、光ノードまたは光増幅器を構成する部品の低コスト化を図る必要がある。そして、一実施形態としては、受光素子として比較的安価なフォトダイオードを利用する構成が実施されている。 By the way, in order to reduce the cost of an optical communication system, it is basically necessary to reduce the cost of components constituting an optical node or an optical amplifier. In one embodiment, a configuration using a relatively inexpensive photodiode as the light receiving element is implemented.
ところが、このような受光素子は、一般に、ダイナミックレンジが狭く、波長多重光のチルト、光部品の損失特性のばらつき、外部環境の変化などを考慮すると、光増幅器の出力レベルが安定している必要がある。例えば、10Gbpsの信号を光プリアンプで増幅した場合、安価な受光素子のダイナミックレンジは10dB程度である。ここで、光ノードの受信回路に設けられる分波器の損失のばらつきは±2dB程度であり、波長多重光のチルト(光レベルの波長依存性)も±2dB程度である。また、周囲の気温の変化幅が60度であったとすると、伝送路の長さを100kmとした場合、光レベルが最大1.8dB程度変動してしまう。したがって、光増幅器の出力レベルが不安定になると、受信エラーが発生することになる。 However, such a light receiving element generally has a narrow dynamic range, and the output level of the optical amplifier needs to be stable in consideration of tilt of wavelength multiplexed light, variation in loss characteristics of optical components, changes in the external environment, and the like. There is. For example, when a 10 Gbps signal is amplified by an optical preamplifier, the dynamic range of an inexpensive light receiving element is about 10 dB. Here, the variation of the loss of the duplexer provided in the receiving circuit of the optical node is about ± 2 dB, and the tilt of the wavelength multiplexed light (the wavelength dependency of the optical level) is about ± 2 dB. Also, assuming that the change in ambient temperature is 60 degrees, the light level fluctuates up to about 1.8 dB when the length of the transmission path is 100 km. Therefore, when the output level of the optical amplifier becomes unstable, a reception error occurs.
しかし、既存の光増幅器では、以下の理由により、その出力レベルの変動を抑えることが難しかった。
(1)光増幅器は、上述したように、通常時はALCモードで動作し、波長多重光の波長数が変化したときにAGCモードで動作する。このとき、波長数情報は、たとえば、各光ノードを介して伝送される制御信号により通知される。しかし、この制御信号は、通常、各ノードにおいて電気信号に変換されてから解釈され、その後、再び光信号に変換されて3R(信号再生、波形再生、タイミング再生)動作を行いながら次の光ノードに転送されるようになっている。このため、波長多重光の波長数が変化してから波長数情報が各光ノードに到着するまでに、数100m秒〜数秒かかることがあった。一方、ALCモードでは、通常、光増幅器の出力レベルが波長多重光の波長数に対応する一定の値になるように制御される。このとき、波長数は、上述の波長数情報により通知される。したがって、光増幅器は、波長数が変化してから波長数情報が通知されるまでの間(上述の例では、数100m秒〜数秒)は、変化前の波長数に対応する出力レベルを維持するように動作することになり、各波長ごとのレベルが変動してしまう。例えば、波長多重光の波長数が3波長から5波長に増加した場合は、ALCモードで動作している光増幅器は、波長数情報を受信するまでの期間は、3波長が多重されているものとして波長多重光を増幅するので、各波長ごとの出力レベルが大きく低下してしまう。
However, with existing optical amplifiers, it has been difficult to suppress fluctuations in the output level for the following reasons.
(1) As described above, the optical amplifier normally operates in the ALC mode, and operates in the AGC mode when the number of wavelengths of the wavelength multiplexed light changes. At this time, the wavelength number information is notified by a control signal transmitted via each optical node, for example. However, this control signal is usually interpreted after being converted into an electric signal at each node, and then converted into an optical signal again, and the next optical node is subjected to 3R (signal reproduction, waveform reproduction, timing reproduction) operation. To be transferred to. For this reason, it may take several hundred milliseconds to several seconds for the wavelength number information to arrive at each optical node after the wavelength number of the wavelength multiplexed light has changed. On the other hand, in the ALC mode, normally, the output level of the optical amplifier is controlled to be a constant value corresponding to the number of wavelengths of the wavelength multiplexed light. At this time, the number of wavelengths is notified by the above-described wavelength number information. Therefore, the optical amplifier maintains the output level corresponding to the wavelength number before the change from the change of the wavelength number to the notification of the wavelength number information (in the above example, several hundred milliseconds to several seconds). As a result, the level for each wavelength fluctuates. For example, when the number of wavelengths of wavelength multiplexed light increases from 3 wavelengths to 5 wavelengths, the optical amplifier operating in the ALC mode is multiplexed with 3 wavelengths until the wavelength number information is received. As a result, the output level for each wavelength is greatly reduced.
(2)AGCモードでは、入力レベルが変動すると、その変動に応じて励起光パワーが調整されることにより、一定の利得が保持されるように出力パワーが変化する。しかし、AGCモードの時定数としては、一般に、光増幅器の応答時間よりも長い値が設定されている。ここで、「光増幅器の応答時間」とは、一義的ではないが、例えば、光増幅器の増幅媒体に供給される励起光のパワーが変化した時から、その増幅媒体においてその励起光パワーに対応する励起状態が得られるまでの時間を意味する。このため、光増幅器がAGCモードで動作している場合には、入力レベルが変動した時に、励起光パワーがそれに追従できず、過渡的に適切な利得が得られない状態が発生してしまう。例えば、波長多重光の波長数が減少することによりトータル入力パワーが低下した場合は、AGCモードで動作している光増幅器は、励起光パワーが適切に調整されるまでの期間は、トータル入力パワーが低下する前の状態が継続しているものとして波長多重光を増幅するので、各波長ごとの出力レベルが一時的に増加してしまう。 (2) In the AGC mode, when the input level fluctuates, the output power changes so that a constant gain is maintained by adjusting the pumping light power according to the fluctuation. However, in general, a value longer than the response time of the optical amplifier is set as the time constant in the AGC mode. Here, the “response time of the optical amplifier” is not unambiguous, but for example, it corresponds to the pumping light power in the amplification medium since the power of the pumping light supplied to the amplification medium of the optical amplifier changes. It means the time until an excited state is obtained. For this reason, when the optical amplifier is operating in the AGC mode, when the input level fluctuates, the pumping light power cannot follow it, and a state in which an appropriate gain cannot be obtained transiently occurs. For example, when the total input power is reduced due to a decrease in the number of wavelengths of the wavelength multiplexed light, the optical amplifier operating in the AGC mode has a period until the pump light power is properly adjusted. Since the wavelength multiplexed light is amplified on the assumption that the state before the decrease continues, the output level for each wavelength temporarily increases.
(3)AGCモードでは、入力レベルと出力レベルとの比が一定になるように励起光パワーが制御されるが、光増幅媒体(例えば、エルビウム添加ファイバ)において生成されるASE光により、信号利得が目標値からずれてしまう。 (3) In the AGC mode, the pumping light power is controlled so that the ratio between the input level and the output level is constant, but the signal gain is increased by the ASE light generated in the optical amplifying medium (for example, erbium-doped fiber). Deviates from the target value.
(4)AGCモードでは、入力レベルと出力レベルとの比が一定になるように励起光パワーが制御されるので、通信システムのプロテクション動作等において入力光が停止すると、利得制御系が不安定になる。したがって、入力光が停止している状態から信号光が入力される状態に遷ると、サージ(ここでは、光増幅器の出力レベルが一時的に過大になる現象をいう)が発生する可能性がある。 (4) In the AGC mode, the pumping light power is controlled so that the ratio between the input level and the output level is constant, so that the gain control system becomes unstable when the input light stops in the protection operation of the communication system. Become. Therefore, when a transition is made from a state in which the input light is stopped to a state in which the signal light is input, a surge (here, a phenomenon in which the output level of the optical amplifier temporarily becomes excessive) may occur. is there.
このように、既存の光増幅器は、入力レベルが変化した場合(波長多重光の波長数が変化した場合を含む)に、その出力レベルが変動することがあった。
本発明の課題は、波長多重光を増幅する光増幅器において、安定した出力レベルが得られるようにすることである。
As described above, when the input level changes (including the case where the number of wavelengths of wavelength multiplexed light changes), the output level of the existing optical amplifier may fluctuate.
It is an object of the present invention to obtain a stable output level in an optical amplifier that amplifies wavelength multiplexed light.
本発明の光増幅器は、それぞれが光増幅器を備える複数のノード間で波長多重光を伝送すると共にそれら複数のノード間で波長多重光を指示する制御信号を通知する機能を備えた光通信システムにおいて使用される上記複数のノードの中の任意のノードに設けられた光増幅器であって、波長多重光を増幅する光増幅媒体と、上記光増幅媒体の前段または後段に設けられて波長多重光を減衰させる光減衰器と、上記光増幅媒体の利得をモニタする第1のモニタ手段と、当該光増幅器の出力レベルをモニタする第2のモニタ手段と、上記光増幅媒体の利得を一定の値に保持する利得制御回路と、当該光増幅器の出力レベルが、他のノードから通知された上記制御信号が指示する波長多重数に対応する値に保持されるように、上記光減衰器における損失を制御するレベル制御回路、を有する。そして、当該光増幅器の出力レベルが変動したときから上記レベル制御回路が上記光減衰器における損失を制御することによってその変動した出力レベルが上記制御信号の指示する波長多重数に対応するレベルに戻るまでに要する時間である上記レベル制御回路の時定数は、上記制御信号を作成したノードがその制御信号を送信したときから上記光通信システム内の他の全てのノードの光増幅器に通知されるまでに要する時間よりも長く設定される。また、上記利得制御回路は、上記光増幅媒体の入力パワーおよび出力パワーを検出する検出手段と、その検出手段により検出された入力パワーおよび出力パワーに基づいて、上記光増幅媒体の利得を算出する算出手段と、その算出手段により算出された利得に従って上記光増幅媒体に供給すべき励起光のパワーを制御する励起光制御手段、を有する。そして、上記算出手段が、上記光増幅媒体において発生する自然放出光パワーに対応する所定の値が加算された上記入力パワーと、上記出力パワーとの比率に基づいて上記光増幅媒体の利得を算出する。 An optical amplifier according to the present invention is an optical communication system having a function of transmitting wavelength multiplexed light between a plurality of nodes each including an optical amplifier and notifying a control signal indicating wavelength multiplexed light between the plurality of nodes. An optical amplifier provided at an arbitrary node among the plurality of nodes to be used, the optical amplifying medium for amplifying wavelength-multiplexed light, and the wavelength-multiplexed light provided before or after the optical amplifying medium. Attenuating optical attenuator; first monitoring means for monitoring the gain of the optical amplifying medium; second monitoring means for monitoring the output level of the optical amplifier; and gain of the optical amplifying medium at a constant value. In the optical attenuator, the gain control circuit to be held and the output level of the optical amplifier are held at a value corresponding to the wavelength multiplexing number indicated by the control signal notified from another node. Level control circuit for controlling the loss having. Then, when the output level of the optical amplifier changes, the level control circuit controls the loss in the optical attenuator, so that the changed output level returns to a level corresponding to the wavelength multiplexing number indicated by the control signal. The time constant of the level control circuit, which is the time required until the time until the node that created the control signal transmits the control signal until it is notified to the optical amplifiers of all other nodes in the optical communication system It is set longer than the time required for. The gain control circuit calculates a gain of the optical amplifying medium based on detection means for detecting input power and output power of the optical amplifying medium, and input power and output power detected by the detecting means. A calculation unit; and a pumping light control unit that controls the power of the pumping light to be supplied to the optical amplification medium according to the gain calculated by the calculation unit. Then, the calculating means calculates the gain of the optical amplifying medium based on a ratio between the input power obtained by adding a predetermined value corresponding to the spontaneous emission light power generated in the optical amplifying medium and the output power. To do.
入力波長多重光の波長数が変化すると、それに応じて波長多重光の出力レベルが変動する。ただし、このとき、各波長ごとの出力レベルは変動しない。上記レベル制御回路は、波長多重光の出力レベルが変動すると、設定されている時定数に対応する速度で、その出力レベルが元の状態に戻るように上記光減衰器における損失を調整する。この後、上記制御信号により波長多重光の新たな波長数が通知されると、その制御信号に従って当該光増幅器の動作が制御される。ここで、上記レベル制御回路の時定数は、上記制御信号が当該光増幅器に通知されるまでの時間よりも長い。このため、波長多重光の波長数が変化したときから当該光増幅器が上記制御信号を受信するまでの期間に、上記波長多重光の出力レベルは、上記レベル制御回路によって大きく変動することはない。したがって、波長多重光の各波長ごとの出力パワーの変動は小さい。 When the number of wavelengths of the input wavelength multiplexed light changes, the output level of the wavelength multiplexed light changes accordingly. However, at this time, the output level for each wavelength does not fluctuate. The level control circuit adjusts the loss in the optical attenuator so that the output level returns to the original state at a speed corresponding to the set time constant when the output level of the wavelength multiplexed light varies. Thereafter, when the new number of wavelengths of the wavelength multiplexed light is notified by the control signal, the operation of the optical amplifier is controlled according to the control signal. Here, the time constant of the level control circuit is longer than the time until the control signal is notified to the optical amplifier. For this reason, the output level of the wavelength multiplexed light does not fluctuate greatly by the level control circuit during the period from when the number of wavelengths of wavelength multiplexed light changes until the optical amplifier receives the control signal. Therefore, the fluctuation of the output power for each wavelength of the wavelength multiplexed light is small.
上記光増幅器において、上記レベル制御回路は、上記制御信号により波長多重光の波長数が変化したことが通知された時に上記光減衰器における損失を固定するようにしてもよい。この構成によれば、波長多重光の波長数が変化した時に、光増幅器の動作モードが、ALC(自動レベル制御)で動作している状態からAGC(自動利得制御)で動作する状態に遷ることができる。 In the optical amplifier, the level control circuit may fix the loss in the optical attenuator when notified by the control signal that the number of wavelengths of wavelength multiplexed light has changed. According to this configuration, when the number of wavelengths of wavelength division multiplexed light changes, the operation mode of the optical amplifier changes from a state operating in ALC (automatic level control) to a state operating in AGC (automatic gain control). be able to.
光増幅媒体の利得を算出する際に、自然放出光の影響が排除される。このため、出力レベルは、適切な利得に基づいて正確に制御される。また、上記算出手段は、自然放出光パワーに対応する所定の値が加算された入力パワーと出力パワーとの比率に基づいて利得を算出する。したがって、信号入力が停止した状態であっても、算出手段に「ゼロ」が入力されることはなく、レベル制御回路の動作は不安定になることが回避される。 When calculating the gain of the optical amplifying medium, the influence of spontaneous emission light is eliminated. For this reason, the output level is accurately controlled based on an appropriate gain. Further, the calculation means calculates a gain based on a ratio between input power and output power to which a predetermined value corresponding to spontaneous emission light power is added. Therefore, even when the signal input is stopped, “zero” is not input to the calculating means, and it is avoided that the operation of the level control circuit becomes unstable.
本発明によれば、波長多重光を増幅する光増幅器において、波長多重光に含まれている各信号光の出力パワーが安定する。特に、波長多重光の波長数が変化した場合であっても、各信号光の出力パワーが一定の値に保持される。また、自然放出光の影響を排除できるので、レベル制御回路の動作が安定する。 According to the present invention, in an optical amplifier that amplifies wavelength multiplexed light, the output power of each signal light included in the wavelength multiplexed light is stabilized. In particular, even when the number of wavelengths of wavelength multiplexed light changes, the output power of each signal light is held at a constant value. In addition, since the influence of spontaneous emission light can be eliminated, the operation of the level control circuit is stabilized.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施形態の光増幅器が使用される光通信システムの一例の構成図である。ここでは、リング状の伝送路を有する光通信システムを採り上げるが、本発明はこれに限定されるものではなく、2地点あるいは多地点が任意の経路で接続される光通信システムに適用可能である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of an example of an optical communication system in which an optical amplifier according to an embodiment of the present invention is used. Here, an optical communication system having a ring-shaped transmission path is taken, but the present invention is not limited to this, and can be applied to an optical communication system in which two points or multiple points are connected by an arbitrary route. .
この光通信システムは、複数の光ノード1が光ファイバによりリング状に接続された構成である。ここで、各光ノード間は、それぞれ2本の光ファイバ(時計回り回線、反時計回り回線)により接続されており、2重リングが形成されている。そして、時計回り回線および反時計回り回線を介してそれぞれ波長多重光が伝送される。具体的には、時計回り回線では、波長λ2、λ4、λ6、...を利用して現用系の信号が伝送され、波長λ1、λ3、λ5、...を利用して予備系信号(あるいは、優先度の低い信号)が伝送される。一方、反時計回り回線では、波長λ1、λ3、λ5、...を利用して現用系の信号が伝送され、波長λ2、λ4、λ6、...を利用して予備系信号(或いは、優先度の低い信号)が伝送される。
This optical communication system has a configuration in which a plurality of
各光ノード1は、光増幅器を備え、入力された波長多重光を増幅して次の光ノードへ送信する。また、各光ノード1は、それぞれ1以上のクライアント回線を収容することができる。そして、各光ノード1は、幹線系回線(時計回り回線、反時計回り回線)から受信した波長多重光の中の任意の信号光をクライアント回線に導く機能(ドロップ機能)、およびクライアント回線から受信した信号光を幹線系回線に多重する機能(アド機能)を備えている。
Each
図2は、実施形態の光通信システムの制御系を説明する図である。各光ノード1は、それぞれ監視制御(OSC)部10を備えている。ここで、OSC部10は、この光通信システムの動作状態を監視および制御するための監視制御信号を生成/転送すると共に、受信した監視制御信号に従って光増幅器等の動作を制御する。具体的には、受信器11は、対応する光ノードから受信した監視制御信号を電気信号に変換し、それを制御回路に渡す。制御回路12は、受信した監視制御信号に従って自ノード内の光増幅器等を制御すると共に、必要に応じてその監視制御信号を更新する。送信器13は、監視制御信号を光信号に変換して次の光ノードに送信する。ここで、OSC部10は、監視制御信号に対して3R(信号再生、波形再生、タイミング再生)処理を行う。なお、監視制御信号は、予め決められた所定の波長(例えば、1510nm、1625nm)を利用して伝送される。また、この監視制御信号は、少なくとも、幹線系回線を介して伝送される波長多重光の波長数を表す波長数情報を伝送する。
FIG. 2 is a diagram illustrating a control system of the optical communication system according to the embodiment. Each
このように、実施形態の光通信システムは、監視制御信号によりその状態が監視され、また、その動作が制御される。
図3は、光ノードの構成図である。ここで、光ノード1は、上述したように、幹線系回線を介して伝送されてきた波長多重光を増幅する機能、ドロップ機能、およびアド機能を備えている。なお、波長多重光は、複数の信号光および監視制御信号を伝送するOSC光を含んでいる。
Thus, the state of the optical communication system according to the embodiment is monitored by the monitoring control signal, and the operation is controlled.
FIG. 3 is a configuration diagram of an optical node. Here, as described above, the
入力された波長多重光は、光プリアンプ22により増幅された後、分波器23により波長ごとに分波される。なお、光プリアンプ22の前段に設けられているWDMカプラ21は、波長多重光の中に含まれているOSC光を受信器11に導く。分波器23により波長ごとに分波された信号光は、対応する光スイッチ24に導かれる。合波器25は、光スイッチ24から出力される複数の信号光を合波する。そして、合波器25から出力される波長多重光は、ポストアンプ26により増幅された後、幹線系回線に出力される。なお、光プリアンプ26の後段に設けられているWDMカプラ27は、波長多重光にOSC光を合波する。
The input wavelength multiplexed light is amplified by the
光スイッチ31は、2本の幹線系回線(時計回り回線、反時計回り回線)から導かれてくる信号光を選択する。また、トランスポンダ(アド・ドロップ回路)32は、光スイッチ31により選択された信号光をクライアント回線に導くと共に、クライアント回線から受信した信号光を光スプリッタ(分岐カプラ)33を介して光スイッチ34a、34bに導く。光スイッチ34a、34bは、受信した信号光を対応する光スイッチ24に導く。そして、各光スイッチ24は、それぞれ制御回路12からの指示に従って、幹線系回線からの信号光またはクライアント回線からの信号光を選択し、その選択した信号光を合波器25またはトランスポンダ32に導く。
The
図4および図5は、実施形態の光通信システムにおけるプロテクション動作を説明する図である。なお、「プロテクション動作」とは、ここでは、回線障害等が発生した場合に、信号を伝送するためのパスまたは経路を再設定する動作を意味する。 4 and 5 are diagrams for explaining a protection operation in the optical communication system according to the embodiment. Here, “protection operation” means an operation of resetting a path or a route for transmitting a signal when a line failure or the like occurs.
図4は、障害が発生していない状態(非プロテクション状態)を示している。ここで、実線は、現用系信号を伝送するパスを示しており、破線は、予備系信号(または、優先度の低い信号)を伝送するパスを示している。 FIG. 4 shows a state in which no failure has occurred (non-protection state). Here, the solid line indicates a path for transmitting the working system signal, and the broken line indicates a path for transmitting the backup system signal (or a signal having a low priority).
図4において、反時計回り回線には、光ノード1aから光ノード1dへ現用系信号を伝送するための3本のパス(λ#5、λ#7、λ#9)、光ノード1bから光ノード1cへ現用系信号を伝送するための2本のパス(λ#1、λ#3)、および光ノード1aから光ノード1bへ予備系信号を伝送するための2本のパス(λ#2、λ#4)が設定されている。また、時計回り回線には、光ノード1dから光ノード1aへ現用系信号を伝送するための3本のパス(λ#6、λ#8、λ#10)、光ノード1cから光ノード1bへ現用系信号を伝送するための2本のパス(λ#2、λ#4)、および光ノード1bから光ノード1aへ予備系信号を伝送するための2本のパス(λ#1、λ#3)が設定されている。
In FIG. 4, three paths (λ # 5, λ # 7, and λ # 9) for transmitting the working system signal from the optical node 1a to the optical node 1d are connected to the counterclockwise line, and the optical node 1b transmits the optical signal. Two paths (
幹線系回線を介して伝送される波長多重光の波長数は、ロケーションごとに異なっている。例えば、光ノード1bと光ノード1cとの間の反時計回り回線上では、5波長(λ1、λ3、λ5、λ7、λ9)が多重された波長多重光が伝送される。従って、この場合、光ノード1cにおいて反時計回り回線のために設けられている光プリアンプは、5波長が多重された波長多重光を増幅する。一方、光ノード1dと光ノード1aとの間の反時計回り回線上には、パスは設定されていない。従って、この場合、光ノード1aにおいて反時計回り回線のために設けられている光プリアンプには、波長多重光は入力されていない。 The number of wavelengths of wavelength multiplexed light transmitted via the trunk line differs from location to location. For example, wavelength multiplexed light in which five wavelengths (λ1, λ3, λ5, λ7, λ9) are multiplexed is transmitted on the counterclockwise line between the optical node 1b and the optical node 1c. Therefore, in this case, the optical preamplifier provided for the counterclockwise line in the optical node 1c amplifies the wavelength multiplexed light in which the five wavelengths are multiplexed. On the other hand, no path is set on the counterclockwise line between the optical node 1d and the optical node 1a. Therefore, in this case, wavelength multiplexed light is not input to the optical preamplifier provided for the counterclockwise line in the optical node 1a.
図5は、光ノード1aと光ノード1bとの間で障害が発生した状態(プロテクション状態)を示している。この場合、障害が発生した伝送路を利用して設定されていたパスのうち、現用系信号を伝送するためのパスは、他の経路を介して再設定される。具体的には、図4において反時計回り回線上に設定されていた3本のパス(λ#5、λ#7、λ#9)は、時計回り回線上に設定される3本のパス(λ#5、λ#7、λ#9)として再設定される。同様に、図4において時計回り回線上に設定されていた3本のパス(λ#6、λ#8、λ#10)は、反時計回り回線上に設定される3本のパス(λ#6、λ#8、λ#10)として再設定される。一方、障害が発生した伝送路を利用して伝送されていた予備系信号(または、優先度の低い信号)は停止される。 FIG. 5 shows a state in which a failure has occurred between the optical node 1a and the optical node 1b (protection state). In this case, among the paths set using the transmission path in which the failure has occurred, the path for transmitting the working system signal is reset through another path. Specifically, the three paths (λ # 5, λ # 7, λ # 9) set on the counterclockwise line in FIG. 4 are the three paths set on the clockwise line ( λ # 5, λ # 7, λ # 9). Similarly, the three paths (λ # 6, λ # 8, λ # 10) set on the clockwise line in FIG. 4 are the three paths (λ ##) set on the counterclockwise line. 6, λ # 8, λ # 10). On the other hand, standby signals (or signals with low priority) that have been transmitted using the transmission path where the failure has occurred are stopped.
この結果、光ノード1cには、反時計回り回線を介して2波長が多重された波長多重光が入力される。すなわち、図5に示す障害が発生することにより、光ノード1cにおいて反時計回り回線のために設けられている光プリアンプに入力される波長多重光の波長数は、「5」から「2」に減少することになる。一方、光ノード1aには、反時計回り回線を介して3波長が多重された波長多重光が入力される。すなわち、図5に示す障害が発生することにより、光ノード1aにおいて反時計回り回線のために設けられている光プリアンプに入力される波長多重光の波長数は、「0」から「3」に増加することになる。 As a result, wavelength multiplexed light in which two wavelengths are multiplexed is input to the optical node 1c via the counterclockwise line. That is, when the failure shown in FIG. 5 occurs, the number of wavelengths of the wavelength multiplexed light input to the optical preamplifier provided for the counterclockwise line in the optical node 1c is changed from “5” to “2”. Will be reduced. On the other hand, wavelength multiplexed light in which three wavelengths are multiplexed is input to the optical node 1a via a counterclockwise line. That is, when the failure shown in FIG. 5 occurs, the number of wavelengths of the wavelength multiplexed light input to the optical preamplifier provided for the counterclockwise line in the optical node 1a is changed from “0” to “3”. Will increase.
このように、実施形態の光通信システムでは、障害の発生に起因してプロテクションが開始されると、1または複数のノードにおいて、光増幅器に入力される波長多重光の波長数が変動する。そして、実施形態の光増幅器は、このようにして波長多重光の波長数が変動した場合であっても、出力レベルの変動が小さく抑えられる。 Thus, in the optical communication system of the embodiment, when protection is started due to the occurrence of a failure, the number of wavelengths of wavelength multiplexed light input to the optical amplifier varies in one or a plurality of nodes. In the optical amplifier according to the embodiment, even when the number of wavelengths of the wavelength multiplexed light varies in this way, the variation in the output level is suppressed to a small level.
図6は、本発明の実施形態の光増幅器の基本構成を示す図である。なお、この光増幅器は、各光ノードに設けられ、例えば、図3に示す光プリアンプ22または光ポストアンプ26に相当する。そして、AGCモードまたはALCモードで入力された波長多重光を増幅する。
FIG. 6 is a diagram showing a basic configuration of the optical amplifier according to the embodiment of the present invention. This optical amplifier is provided in each optical node and corresponds to, for example, the
この光増幅器は、2段増幅構成であり、光増幅媒体としてのエルビウム添加ファイバ(EDF)41a、41bを備える。なお、光増幅媒体は、エルビウム添加ファイバに限定されるものではなく、他の形態の希土類添加ファイバであってもよい。また、EDF41aとEDF41bとの間には、光レベルを調整する可変減衰器(VATT)42が設けられている。
This optical amplifier has a two-stage amplification configuration and includes erbium-doped fibers (EDF) 41a and 41b as optical amplification media. The optical amplifying medium is not limited to the erbium-doped fiber, but may be another form of rare-earth doped fiber. Further, a variable attenuator (VATT) 42 for adjusting the light level is provided between the
AGC回路43aは、EDF41aに励起光を供給するための励起光源を備える。そして、EDF41aの入力レベル/出力レベルをモニタし、EDF41aの利得が予め決められた一定の値に保持されるように励起光パワーを調整する。同様に、AGC回路43bは、EDF41bに励起光を供給するための励起光源を備える。そして、EDF41bの入力レベル/出力レベルをモニタし、EDF41bの利得が予め決められた一定の値に保持されるように励起光パワーを調整する。ALC回路44は、当該光増幅器の出力レベル(すなわち、EDF41bの出力レベル)が所定の値に保持されるように可変減衰器42における損失を制御する。
The AGC circuit 43a includes an excitation light source for supplying excitation light to the
上記構成の光増幅器がAGCモードで動作するときは、光減衰器42における損失は適切な値に固定される。そして、AGC回路43a、43bは、EDF41a、41bの利得を適切に制御する。一方、この光増幅器がALCモードで動作するときは、ALC回路44は、出力レベルが波長多重光の波長数に対応する値に保持されるように可変減衰器42における損失を制御する。このとき、EDF41a、41bの利得は、AGC回路43a、43bにより適切な値に保持されている。なお、波長多重光の波長数は、図2を参照しながら説明した監視制御信号を利用して通知される。
When the optical amplifier having the above configuration operates in the AGC mode, the loss in the
上記構成の光増幅器において、AGCの時定数およびALCの時定数は、以下のようにして設定される。
(1)AGCの時定数は、EDF41a、41bの応答時間に対して十分に短くする。
In the optical amplifier configured as described above, the time constant of AGC and the time constant of ALC are set as follows.
(1) The AGC time constant is made sufficiently shorter than the response time of the
(2)ALCの時定数は、監視制御信号が各光ノードに伝達されるのに要する時間よりも長くする。
図7は、光増幅媒体の応答時間を説明する図である。光増幅媒体の利得は、励起光により制御される。すなわち、励起光パワーが低下すれば、それに伴って光増幅媒体の利得も小さくなり、励起光パワーが高くなれば、それに伴って光増幅媒体の利得も高くなる。しかし、励起光パワーが変化した時から光増幅媒体の利得がその変化に応じて調整されるまでには一定の時間を要する。そして、この応答時間は、一般に、励起光パワーが増加したときよりも、励起光パワーが低下したときの方が長くなる。なお、光増幅媒体の応答時間は、その材料に依存して決まり、例えば、EDFの場合は数m秒程度である。
(2) The time constant of ALC is set longer than the time required for the supervisory control signal to be transmitted to each optical node.
FIG. 7 is a diagram for explaining the response time of the optical amplification medium. The gain of the optical amplifying medium is controlled by the excitation light. That is, if the pumping light power decreases, the gain of the optical amplifying medium decreases accordingly, and if the pumping light power increases, the gain of the optical amplifying medium increases accordingly. However, it takes a certain time from when the pumping light power changes until the gain of the optical amplifying medium is adjusted according to the change. This response time is generally longer when the pumping light power is lower than when the pumping light power is increased. The response time of the optical amplifying medium is determined depending on the material, and is, for example, about several milliseconds in the case of EDF.
図8は、AGCの時定数を説明する図である。ここでは、AGC回路(43aまたは43b)は、図8(a)に示すように、EDF(41aまたは41b)の入力パワーと出力パワーとの比率に基づいて利得を算出する機能、その算出した利得を参照値と比較する機能、およびその比較結果に対応する励起光を生成する励起光源を備えるものとする。 FIG. 8 is a diagram for explaining the time constant of AGC. Here, as shown in FIG. 8A, the AGC circuit (43a or 43b) calculates the gain based on the ratio between the input power and the output power of the EDF (41a or 41b), and the calculated gain. And a pump light source that generates pump light corresponding to the comparison result.
図8(b)に示すように、入力パワーが安定している期間は、出力パワーも安定しており、利得も一定である。ところが、EDFの利得は、入力パワーに依存する。具体的には、例えば、一定の励起光が与えられているときに入力パワーが低下すると、EDFの利得はそれに応じて高くなる傾向にある。このため、AGC回路は、入力パワーが変化すると、それに応じて励起光パワーを適切に調整する必要がある。ここで、入力パワーが変化した場合であっても、AGC回路が十分に短時間でそれに追従すれば、利得は一定に保たれる。 As shown in FIG. 8B, during the period when the input power is stable, the output power is also stable, and the gain is also constant. However, the gain of the EDF depends on the input power. Specifically, for example, when the input power is reduced when a certain amount of pumping light is applied, the gain of the EDF tends to increase accordingly. For this reason, when the input power changes, the AGC circuit needs to appropriately adjust the pumping light power accordingly. Here, even when the input power changes, the gain is kept constant if the AGC circuit follows it in a sufficiently short time.
励起光パワーは、基本的に、入力パワーおよび出力パワーに基づいて制御される。すなわち、入力パワーの変化に応じて励起光パワーが適切に調整されるためには、入力パワーと出力パワーとの比率に基づいて利得を算出する処理、およびその算出された利得と参照値との差分を求める処理等が必要である。このため、AGC回路の応答時間をゼロにすることは困難である。 The pumping light power is basically controlled based on the input power and the output power. That is, in order for the pumping light power to be adjusted appropriately according to the change in input power, a process for calculating the gain based on the ratio between the input power and the output power, and the calculated gain and reference value A process for obtaining the difference is required. For this reason, it is difficult to make the response time of the AGC circuit zero.
ただし、この応答時間を十分に小さくすることは可能である。すなわち、AGC回路の応答時間は、上記利得を算出するために割り算機として動作するアンプの応答時間、および上記差分を導出するためのアンプの応答時間に大きく依存するので、これらのアンプの高速化を図ることによりAGC回路の応答時間は短縮される。なお、高速なAGC回路を用いてEDFを制御する方式は、たとえば、OFC2001 PD38−1に記載されている。 However, it is possible to make this response time sufficiently small. That is, the response time of the AGC circuit greatly depends on the response time of the amplifier that operates as a divider for calculating the gain and the response time of the amplifier for deriving the difference. As a result, the response time of the AGC circuit is shortened. A method for controlling the EDF using a high-speed AGC circuit is described in, for example, OFC2001 PD38-1.
実施形態の光増幅器では、AGCの時定数(応答時間)は、光増幅媒体の応答時間よりも短くなるように設定される。一例としては、AGCの時定数は、光増幅媒体の応答時間の1/100以下に設定される。したがって、入力パワーが変化した場合であっても、利得は一定に保たれる。すなわち、波長多重光の波長数が変化した場合であっても、1波当たりの入力パワーが変化しなければ、1波当たりの出力パワーも変動しない。 In the optical amplifier of the embodiment, the AGC time constant (response time) is set to be shorter than the response time of the optical amplification medium. As an example, the time constant of AGC is set to 1/100 or less of the response time of the optical amplifying medium. Therefore, even when the input power changes, the gain is kept constant. That is, even if the number of wavelengths of wavelength multiplexed light changes, the output power per wave does not change unless the input power per wave changes.
図9は、ALCの時定数を説明する図である。ここでは、ALC回路(44)は、図9(a)に示すように、出力パワーに基づいて可変減衰器(42)における損失を制御する機能を備えるものとする。 FIG. 9 is a diagram for explaining the time constant of ALC. Here, as shown in FIG. 9A, the ALC circuit (44) has a function of controlling the loss in the variable attenuator (42) based on the output power.
図9(b)に示すように、入力パワーが変化すると、それに応じて出力パワーも変化する。ここで、ALC回路は、出力パワーが一定に保持されるように可変減衰器における損失を調整する。このとき、この損失の変化は、例えば、指数関数を用いて表される。具体的には、損失の変化は、例えば、出力パワーが下式により表されるように定義される。ただし、「ΔP」は、入力パワーが変化した時の総出力パワーの変化量を表し、「T」は所定の時定数を表す。また、「t」は、入力パワーが変化した時点から計時される時間を表し、「α」は、「t=0」における出力パワーを表す。 As shown in FIG. 9B, when the input power changes, the output power changes accordingly. Here, the ALC circuit adjusts the loss in the variable attenuator so that the output power is kept constant. At this time, the change in the loss is expressed using, for example, an exponential function. Specifically, the change in loss is defined, for example, such that the output power is expressed by the following equation. However, “ΔP” represents a change amount of the total output power when the input power is changed, and “T” represents a predetermined time constant. “T” represents a time measured from the time when the input power changes, and “α” represents the output power at “t = 0”.
Pout =ΔP(1−e-t/T)+α
この式によれば、入力パワーが変化したときから時間Tが経過した時点における出力パワーの誤差は、「ΔP/e」にまで小さくなっている。そして、以下では、この時間Tを、「ALCの時定数」または「ALCの応答時間」と呼ぶことがある。
Pout = ΔP (1−e −t / T ) + α
According to this equation, the error in the output power at the time when the time T has elapsed since the change in the input power is as small as “ΔP / e”. Hereinafter, the time T may be referred to as “ALC time constant” or “ALC response time”.
ALCの時定数(応答時間)は、監視制御信号が各光ノードに伝達されるのに要する時間よりも長くなるように設定される。具体的には、たとえば、ALCの時定数は、監視制御信号が各光ノードに伝達されるのに要する時間の10倍以上になるように設定される。ここで、監視制御信号が各光ノードに伝達される時間は、各光ノードにおける遅延時間、信号の伝搬時間、プロテクション時間、波長数処理時間の和により与えられる。なお、各光ノードにおける遅延時間は、3R動作に要する時間を含む。信号の伝搬時間は、伝送路の長さに依存する。プロテクション時間は、例えばSONET等の規格として定義されており、50〜100m秒である。波長数処理時間は、監視制御信号により波長多重光の波長数が通知されたときから、その波長数に応じてALC回路の設定が変更されるまでに要する時間である。 The ALC time constant (response time) is set to be longer than the time required for the supervisory control signal to be transmitted to each optical node. Specifically, for example, the ALC time constant is set to be 10 times or more the time required for the supervisory control signal to be transmitted to each optical node. Here, the time during which the supervisory control signal is transmitted to each optical node is given by the sum of the delay time, signal propagation time, protection time, and wavelength number processing time at each optical node. Note that the delay time in each optical node includes the time required for the 3R operation. The signal propagation time depends on the length of the transmission path. The protection time is defined as a standard such as SONET, and is 50 to 100 milliseconds. The wavelength number processing time is a time required from when the number of wavelengths of wavelength multiplexed light is notified by the monitoring control signal until the setting of the ALC circuit is changed according to the number of wavelengths.
例えば、波長多重光の波長数の最大値が40であり、波長数が変化したときの光増幅器の出力レベルの変動を0.1dB以下に抑えるためには、上記計算式によれば、「T=100秒」が得られる。 For example, in order to suppress the fluctuation of the output level of the optical amplifier when the number of wavelengths of wavelength multiplexed light is 40 and the number of wavelengths changes to 0.1 dB or less, according to the above calculation formula, “T = 100 seconds "is obtained.
なお、光増幅媒体の応答時間とAGCの時定数、または光増幅媒体の応答時間とALCの時定数、またはAGCの時定数とALCの時定数が互いに一致または近接していると、光増幅器の制御系において発振等が発生する可能性がある。しかし、実施形態の光増幅器では、AGCの時定数は、EDFの応答時間に対して十分に短く設定されている。一方、ALCの時定数は、監視制御信号が各光ノードに伝達されるのに要する時間よりも長く設定されるので、EDFの応答時間に対して十分に長くなる。したがって、制御系が発振等により不安定になることはない。 If the response time of the optical amplifying medium and the time constant of AGC, or the response time of the optical amplifying medium and the time constant of ALC, or the time constant of AGC and the time constant of ALC are the same or close to each other, Oscillation or the like may occur in the control system. However, in the optical amplifier of the embodiment, the time constant of AGC is set sufficiently short with respect to the response time of EDF. On the other hand, the ALC time constant is set to be longer than the time required for the supervisory control signal to be transmitted to each optical node, and is sufficiently longer than the response time of the EDF. Therefore, the control system does not become unstable due to oscillation or the like.
図10は、実施形態の光増幅器の構成図である。この光増幅器では、入力された波長多重光は、EDF41a、41bにより増幅されると共に、可変減衰器42によりその出力レベルが調整される。なお、EDF41a、41bの利得はAGC回路43a、43bにより制御され、可変減衰器42における損失はALC回路44により制御される。
FIG. 10 is a configuration diagram of the optical amplifier according to the embodiment. In this optical amplifier, the input wavelength multiplexed light is amplified by the
EDF41aの利得は、EDF41aの入力パワーおよび出力パワーに基づいて制御される。ここで、EDF41aの入力パワーは、受光素子(PD)51aにより検出され、EDF41aの出力パワーは、受光素子(PD)52aにより検出される。
The gain of the
アンプ53aは、上記入力パワーと出力パワーとの比率を求める。ただし、よく知られているように、EDFを用いた増幅では自然放出(ASE:Amplified Spontaneous Emission)が発生する。即ち、EDFへの入力パワーが「Pin」であるとすると、その出力パワーは、「GPin+Pase 」になる。ここで、「G」はEDFの利得を表し、「Pase 」はASE光パワーを表す。従って、もし、検出された入力パワーおよび出力パワーに基づいてEDFの利得を算出すると、下記の値が得られてしまう。
The
利得算出値=出力パワー/入力パワー
=(GPin+Pase )/Pin
=G+Pase /Pin
=G+Pase /mPinch
この式で、「m」は波長多重光の波長数(チャネル数)を表し、「Pinch」は1チャネル当たりの入力パワーを表す。すなわち、受光素子により検出された入力/出力パワーのみを用いて利得を算出しようとすると、ASEに起因する誤差が発生することになる。そして、その誤差は波長多重光の波長数に依存する。
Calculated gain = Output power / Input power
= (GPin + Pase) / Pin
= G + Pase / Pin
= G + Pase / mPinch
In this equation, “m” represents the number of wavelengths (number of channels) of wavelength multiplexed light, and “Pinch” represents the input power per channel. That is, if the gain is calculated using only the input / output power detected by the light receiving element, an error due to ASE occurs. The error depends on the number of wavelengths of wavelength multiplexed light.
よって、この実施形態では、加算機54aにおいて、受光素子51aにより検出された入力パワー値に対して、ASE補正値1が加算される。ここで、ASE補正値1は、EDF41aから出力されるASE光パワーをEDF41aの利得で除算することにより得られる値に相当し、例えば、「NFhνΔf」で与えられる。なお、「NF(=2nsp)」は、ノイズ指数を表し、「hν」は、エネルギーを表し、「Δf」は、帯域を表す。このとき、「NF」は、1チャネル当たりの入力パワーに依存するので、入力パワーに基づいて設定されるようにしてもよい。そして、このようにしてAS補正値1を決定すれば、ASEに起因して発生し且つ波長数に依存する誤差による影響が排除される。
Therefore, in this embodiment, the
アンプ55aは、アンプ53aから出力される利得算出値と予め設定されている所定の利得G1との差分に基づいて、励起光源(LD)56aを駆動する。
このように、AGC回路43aにおいては、受光素子51aにより検出された入力パワー値にASE補正値1が加算される。したがって、EDF41aの利得が適切に検出され、その検出結果を利用してEDF41aの利得が正しく制御される。また、AGC回路43aは、EDF41aへの入力光が停止した場合は、ASE補正値1に相当する光がEDF41aに入力されているものと見なして動作する。従って、AGC回路43aに「ゼロ」が入力される状態が回避され、制御系が安定する。
The
Thus, in the AGC circuit 43a, the
EDF41bの利得を制御するAGC回路43bの構成および動作は、基本的に、AGC回路43aと同じである。したがって、その説明は省略する。
なお、AGC回路43a、43bの応答時間(AGC時定数)は、上述したように、EDF41a、41bの応答時間と比較して十分に短い。そして、このことは、例えば、アンプ53a、53b、55a、55bの高速化により実現される。
The configuration and operation of the
The response time (AGC time constant) of the
ALC回路44は、この光増幅器の出力パワーが波長多重光の波長数に対応する設定値に一致するように可変減衰器42における損失を制御する。ここで、この光増幅器の出力パワーは、受光素子(PD)52bにより検出される。また、波長多重光の波長数は、上述した監視制御信号により通知される。ただし、波長多重光の波長数に対応する設定値は、ASE補正値3により補正される。なお、ASE補正値3は、例えば、特開2000−232433号公報に記載されている方法に従って決定されるようにしてもよい。そして、ALC回路44の出力により、可変減衰器42が制御される。ここで、切替え回路57は、この光増幅器がALCモードで動作しているときは、ALC回路44の出力を選択する。
The
なお、ALC回路44の応答時間(ALC時定数)は、上述したように、監視制御信号が各光ノードに伝達されるのに要する時間よりも長い。
実施形態の光増幅器は、さらにALC補助回路60を備えている。ここで、ALC補助回路60は、アンプ61、63、およびサンプルホールド回路62を含む。そして、アンプ61は、可変減衰器42の入力/出力パワーに基づいて、可変減衰器42における損失を求める。なお、可変減衰器42の入力パワーは受光素子52aにより検出され、出力パワーは受光素子51bにより検出される。サンプルホールド回路62は、所定時間ごとにアンプ61の出力を取り込む。そして、アンプ63は、アンプ61により得られる可変減衰器42における損失をサンプルホールド回路62に保持されている損失値に一致させるための差分データを出力する。
Note that the response time (ALC time constant) of the
The optical amplifier according to the embodiment further includes an ALC
ALC補助回路60は、光増幅器がALCモードで動作しているときに上述のサンプリングを行う。ただし、ALCモードのときは、切替え回路57は、ALC回路44の出力を選択する。一方、光増幅器の動作がALCモードからAGCモードに切り替わると、ALC補助回路60は、上述のサンプリング動作を停止し、サンプルホールド回路62は、最後のサンプリングにより得られたデータを保持する。そして、AGCモードにおいて、可変減衰器42における損失がサンプルホールド回路62に保持されている損失値に一致するように制御系が動作する。なお、AGCモードにおいては、切替え回路57はALC補助回路60の出力を選択する。この後、光増幅器の動作がAGCモードからALCモードに戻ると、可変減衰器42における損失はALC回路44によって制御されるようになり、ALC補助回路60は、再び上述のサンプリングを行うようになる。なお、光増幅器の動作モードに切替えについては、後で詳しく説明する。
The ALC
図11は、図10に示した光増幅器の変形例である。図11に示す光増幅器の基本構成は、図10に示した光増幅器と同じであるが、AGC回路においてASE光を補正する方法が異なる。すなわち、図10に示した光増幅器では、ASE光の影響を排除するために、受光素子51a、51bにより検出された入力パワー値にそれぞれASE補正値1、ASE補正値2が加算される。これに対して、図11に示す光増幅器では、受光素子52a、52bにより検出された出力パワー値からそれぞれASE補正値4、ASE補正値5が差し引かれる構成となっている。なお、ASE補正値4、5は、それぞれEDF41a、41bにおいて発生するASE光パワーに相当する。なお、出力パワーからASE補正値4、5を差引く構成は、例えば、特願平11−112434号公報に開示されている。
FIG. 11 shows a modification of the optical amplifier shown in FIG. The basic configuration of the optical amplifier shown in FIG. 11 is the same as that of the optical amplifier shown in FIG. 10, but the method for correcting the ASE light in the AGC circuit is different. That is, in the optical amplifier shown in FIG. 10, in order to eliminate the influence of ASE light, the
このように、図10に示す光増幅器では、算出利得G=Pout /(Pin+補正値)が参照値に一致するように励起光パワーが制御されるのに対し、図11に示す光増幅器では、算出利得G=(Pout −補正値)/Pinが参照値に一致するように励起光パワーが制御される。したがって、AGCにおいてASEの影響を排除する点では、基本的に同じである。ただし、図11に示す構成では、EDFへの入力光が停止した場合は、AGC回路43aに「ゼロ」が入力されることになる。したがって、制御系の安定性については、図10に示す構成の方が有利である。 Thus, in the optical amplifier shown in FIG. 10, the pumping light power is controlled so that the calculated gain G = Pout / (Pin + correction value) matches the reference value, whereas in the optical amplifier shown in FIG. The pumping light power is controlled so that the calculated gain G = (Pout−correction value) / Pin matches the reference value. Therefore, it is basically the same in eliminating the influence of ASE in AGC. However, in the configuration shown in FIG. 11, when the input light to the EDF stops, “zero” is input to the AGC circuit 43a. Therefore, the configuration shown in FIG. 10 is more advantageous for the stability of the control system.
図12は、実施形態の光増幅器の具体的な構成を示す図である。なお、この光増幅器は、図10に示す構成をベースにしている。
この光増幅器では、様々な制御がDSP71により実行される。なお、DSP71には、光増幅器の入力パワーを表すデジタルデータ、光増幅器の出力パワーを表すデジタルデータ、可変減衰器42における損失を表すデジタルデータ、制御情報が与えられる。ここで、光増幅器の入力パワーを表すデジタルデータは、受光素子51aにより検出されたアナログ値をデジタルデータに変換することにより得られる。光増幅器の出力パワーを表すデジタルデータは、受光素子52bにより検出されたアナログ値をデジタルデータに変換することにより得られる。可変減衰器42における損失を表すデジタルデータは、受光素子52a、51bにより検出された光パワーの比率を表すアナログ値をデジタルデータに変換することにより得られる。制御情報は、波長数情報、動作モード切替え情報、ASE補正量情報を含み、制御回路12から与えられる。なお、これらの情報は、上述した監視制御信号により各光ノードに伝送される。また、DSP71は、ROM72およびEP2ROM73にアクセスすることができる。そして、DSP71は、これらのデータおよび情報に基づいて、可変減衰器42における損失を表す情報を出力する。なお、DSP71の出力は、D/A変換回路によりアナログデータに変換されて可変減衰器42に与えられる。
FIG. 12 is a diagram illustrating a specific configuration of the optical amplifier according to the embodiment. This optical amplifier is based on the configuration shown in FIG.
In this optical amplifier, various controls are executed by the
DSP71は、主に、以下の処理を実行する。
(1)ALCモードにおいて、可変減衰器42に対して指示を与える。
(2)ALCモードにおいて、所定時間ごとに可変減衰器42における損失を検出し、それをEP2ROM73に書き込む。このとき、EP2ROM73は、新たに検出される損失値により随時更新されていく。
The
(1) An instruction is given to the
(2) In the ALC mode, the loss in the
(3)光増幅器の動作モードがALCモードからAGCモード切り替わるときに、EP2ROM73の更新を停止する。これにより、動作モードが切り替わる時点における可変減衰器42における損失を表すデータがEP2ROM73に保存される。なお、上記動作モードの切替えは、例えば、監視制御信号により波長数が変化した旨が通知された時、監視制御信号によりモード切替え指示を受信した時、監視制御信号を所定時間以上受信できなかった時などに発生する。
(3) When the operation mode of the optical amplifier is switched from the ALC mode to the AGC mode, updating of the
(4)光増幅器への信号入力が開始されたときに、AGCモードにおいて、可変減衰器42に対してEP2ROM73に保持されている値を指示する。
上記(1)について詳しく説明する。ALCモードにおける出力パワーは、基本的には、波長多重光の波長数に応じて決定される。ここで、波長多重光の波長数は、上述したように、監視制御信号により通知される。そして、ALCモードにおいて保持すべき目標出力パワーは、基本的には、「1波当たり出力パワー」と「波長数」との積により与えられる。なお、「1波当たり出力パワー」は、予めROM72に格納されている。
(4) When the signal input to the optical amplifier is started, the value held in the
The above (1) will be described in detail. The output power in the ALC mode is basically determined according to the number of wavelengths of wavelength multiplexed light. Here, as described above, the number of wavelengths of the wavelength multiplexed light is notified by the monitoring control signal. The target output power to be held in the ALC mode is basically given by the product of “output power per wave” and “number of wavelengths”. The “output power per wave” is stored in the
DSP71は、図13に示すように、時間ΔTごとに、受光素子52bにより検出される実際の出力パワーと目標出力パワーと差分ΔPを算出し、さらに補正量「ΔP/n」を算出する。ここで、「n」は、1よりも大きな正の値である。図13に示す例では、時刻To において、実際の出力パワーと目標出力パワーと差分として「ΔPo 」が得られている。よって、この場合、DSP71は、実際の出力パワーが「ΔPo /n」だけ上昇するように、可変減衰器42における損失を調整する。続いて、時刻T1 において、実際の出力パワーと目標出力パワーと差分として「ΔP1 」が得られている。よって、この場合、DSP71は、実際の出力パワーが「ΔP1 /n」だけ上昇するように、可変減衰器42における損失を調整する。以降、同様に、時間ΔTごとに可変減衰器42における損失を調整し、実際の出力パワーを徐々に目標出力パワーに近づけていく。なお、出力パワーの調整速度(すなわち、ALC時定数)は、「n」又は「ΔT」を適切に選択することにより、所望の値に設定できる。例えば、「ΔT」を長くすれば、ALC時定数は長くなる。
As shown in FIG. 13, the
なお、目標出力パワーは、基本的には波長多重光の波長数に基づいて決定されるが、ノイズを考慮して決定されるようにしてもよい。この場合、例えば、図14に示すように、監視制御信号により伝送されるノイズ情報が利用される。すなわち、各光増幅器は、下式に従い、自装置で発生するノイズを推定する。 The target output power is basically determined based on the number of wavelengths of the wavelength multiplexed light, but may be determined in consideration of noise. In this case, for example, as shown in FIG. 14, noise information transmitted by the monitoring control signal is used. That is, each optical amplifier estimates noise generated in its own device according to the following equation.
各光ノードで発生するノイズ=1/OSNRi
=NFi hνΔF/Pin
ここで、「OSNRi 」は、i番目の光増幅器における光信号/ノイズ比を表す。「NFi 」は、i番目の光増幅器におけるノイズ指数を表し、例えば、ROM72に予め格納されている。「hν」は、エネルギーを表す。「ΔF」は、規格化された定数であって、例えば0.1nmである。「Pin」は、入力パワーを表す。
Noise generated at each optical node = 1 / OSNRi
= NFi hνΔF / Pin
Here, “OSNR i” represents an optical signal / noise ratio in the i-th optical amplifier. “NFi” represents a noise figure in the i-th optical amplifier, and is stored in the
各光増幅器は、監視制御信号を利用して通知されるノイズ情報に自装置において発生するノイズ情報を加算し、その加算結果を次の光ノードに転送する。例えば、図14に示す例では、ノイズ情報として以下の結果が得られる。
光ノード1a:1/OSNRa
光ノード1b:1/OSNRa +1/OSNRb
光ノード1c:1/OSNRa +1/OSNRb +1/OSNRc
そして、DSP71は、下式に従い、目標出力パワーを決定する。
Each optical amplifier adds the noise information generated in its own device to the noise information notified using the supervisory control signal, and transfers the addition result to the next optical node. For example, in the example shown in FIG. 14, the following results are obtained as noise information.
Optical node 1a: 1 / OSNRa
Optical node 1b: 1 /
Optical node 1c: 1 /
Then, the
目標出力パワー=mPoutch (1+1/OSNR)
ここで、「m」は、波長多重光の波長数を表し、「Poutch 」は、1波当たり出力パワーを表し、「1/OSNR」は、上述のようにして算出された累積ノイズである。
Target output power = mPoutch (1 + 1 / OSNR)
Here, “m” represents the number of wavelengths of wavelength multiplexed light, “Poutch” represents output power per wave, and “1 / OSNR” is cumulative noise calculated as described above.
次に、光増幅器の動作モードの切替えについて説明する。
<第1の実施例>
第1の実施例の光増幅器は、ALCモードを基本モードとして動作し、波長数が変動した場合あるいは障害が発生した場合にAGCモードで動作する。
Next, switching of the operation mode of the optical amplifier will be described.
<First embodiment>
The optical amplifier according to the first embodiment operates using the ALC mode as a basic mode, and operates in the AGC mode when the number of wavelengths varies or when a failure occurs.
図15は、光増幅器の動作モードの遷移を示す図である。光増幅器は、その起動時には、第1のALCモードで動作する。第1のALCモードは、比較的短い時定数が設定されている。そして、第1のALCモードにおいて、光増幅器への入力パワーが安定すると、AGCモードに遷る。なお、入力パワーは、受光素子51aにより検出される。
FIG. 15 is a diagram illustrating transition of operation modes of the optical amplifier. The optical amplifier operates in the first ALC mode when it is activated. In the first ALC mode, a relatively short time constant is set. When the input power to the optical amplifier is stabilized in the first ALC mode, the AGC mode is entered. The input power is detected by the
AGCモードにおいて、波長多重光の波長数が安定している場合は、第2のALCモードに遷る。なお、「波長数」は、監視制御信号により定期的に通知される。従って、通知される「波長数」が一定時間継続して同じであったときに、波長数が安定したものと判断される。 In the AGC mode, when the number of wavelengths of the wavelength multiplexed light is stable, the process proceeds to the second ALC mode. The “number of wavelengths” is periodically notified by a monitoring control signal. Accordingly, it is determined that the number of wavelengths is stable when the notified “number of wavelengths” remains the same for a certain period of time.
第2のALCモードは、長い時定数が設定されている。そして、第2のALCモードにおいて、(1)波長数の変動の通知を受信した場合、(2)監視制御信号の障害が発生した場合、(3)信号入力が停止した場合、または(4)障害(電源の一時停止など)が発生した場合に、AGCモードに遷る。 In the second ALC mode, a long time constant is set. In the second ALC mode, (1) when a notification of a change in the number of wavelengths is received, (2) when a failure of the monitoring control signal occurs, (3) when signal input stops, or (4) When a failure (such as a temporary stop of the power supply) occurs, the AGC mode is entered.
このように、実施形態の光増幅器は、その起動時には、比較的短い時定数を持った第1のALCモードで動作する。したがって、光増幅器の出力パワーは、その起動時に比較的短時間のうちに安定する。 As described above, the optical amplifier according to the embodiment operates in the first ALC mode having a relatively short time constant at the time of activation. Therefore, the output power of the optical amplifier is stabilized within a relatively short time when it is started.
図16は、第1の実施例の制御フローを示す図である。ALCモードにおいては、光増幅器の出力パワー(すなわち、EDF41bの出力パワー)が目標出力パワーに一致するように可変減衰器42における損失が調整される。このとき、可変減衰器42における実際の損失が定期的に検出され、最新の検出値がEP2ROM73に保持される。
FIG. 16 is a diagram showing a control flow of the first embodiment. In the ALC mode, the loss in the
AGCモードにおいては、EP2ROM73の更新が停止される。そして、可変減衰器42における損失は、EP2ROM73に保持されている損失値データに一致するように固定される。
In the AGC mode, updating of the
図17は、ALCモード(図15の「第2のALCモード」に相当する)において波長多重光の波長数が変動した場合の動作を説明する図である。ここでは、時刻T1 において波長多重光の波長数が減少したものとする。この場合、光増幅器の総入力パワー及び総出力パワーが低下する。ただし、1波当たりの出力パワーは変化しない。この後、ALCモードでは、光増幅器の総出力パワーが一定の値に保持されるように可変減衰器42における損失が調整される。しかし、実施形態の光増幅器のALC時定数は十分に長いので、光増幅器の総出力パワーの変化速度は非常に遅い。したがって、1波当たりの出力パワーは、ほぼ一定のままである。
FIG. 17 is a diagram illustrating an operation when the number of wavelengths of wavelength multiplexed light varies in the ALC mode (corresponding to the “second ALC mode” in FIG. 15). Here, it is assumed that the number of wavelengths of wavelength multiplexed light has decreased at time T1. In this case, the total input power and total output power of the optical amplifier are reduced. However, the output power per wave does not change. Thereafter, in the ALC mode, the loss in the
続いて、時刻T2 において、監視制御信号により「波長数の変動」が通知されると、動作モードがALCモードからAGCモードへ切り替えられる。ここで、波長多重光の波長数が変化してから監視制御信号により「波長数」が通知されるまでの時間(時刻T1 〜時刻T2 の期間)は、例えば、数10m秒程度である。これに対して、ALC時定数は数秒程度である。したがって、波長数が変動してから動作モードが切り替えられるまでの期間に、可変減衰器42における損失はほとんど変化せず、1波当たりの出力パワーもほとんど変化しない。
Subsequently, when “change in the number of wavelengths” is notified by the monitoring control signal at time T2, the operation mode is switched from the ALC mode to the AGC mode. Here, the time from the change of the number of wavelengths of the wavelength multiplexed light to the notification of the “number of wavelengths” by the monitoring control signal (period from time T1 to time T2) is, for example, about several tens of milliseconds. On the other hand, the ALC time constant is about several seconds. Therefore, the loss in the
これに対して、もし、ALCの時定数が十分に長くなかったと仮定すると、図18に示すように、波長数が変動してから動作モードが切り替えられるまでの期間に、1波当たりの出力パワーが変動してしまう。すなわち、図18に示す例では、時刻T1 において波長多重光の波長数が変化すると、以降、光増幅器の総出力パワーは、比較的短い時間で時刻T1 以前のレベルに戻ろうとする。したがって、このALC動作により、1波当たりの出力パワーも変動してしまう。 On the other hand, if it is assumed that the time constant of ALC is not sufficiently long, as shown in FIG. 18, the output power per wave during the period from when the number of wavelengths changes until the operation mode is switched. Will fluctuate. That is, in the example shown in FIG. 18, when the number of wavelengths of wavelength multiplexed light changes at time T1, thereafter, the total output power of the optical amplifier attempts to return to the level before time T1 in a relatively short time. Therefore, this ALC operation also changes the output power per wave.
なお、ALCの時定数は、例えば、以下のようにして決定される。すなわち、まず、1波当たりの出力パワー変動の許容値を決定する。続いて、通信システムの構成、各光ノードにおける信号処理時間(3R動作を含む)などに基づいて、監視制御信号が各光ノードに伝達される時間の最大値を見積もる。そして、ALCの時定数は、波長数が変動した時から上述のようにして見積もられた最大時間が経過するまでの間に、1波当たりの出力パワーの変動が上記許容値を越えないように設定される。 The ALC time constant is determined as follows, for example. That is, first, an allowable value of output power fluctuation per wave is determined. Subsequently, based on the configuration of the communication system, the signal processing time (including 3R operation) in each optical node, and the like, the maximum value of the time during which the supervisory control signal is transmitted to each optical node is estimated. The time constant of the ALC is such that the fluctuation of the output power per wave does not exceed the above allowable value during the period from when the number of wavelengths fluctuates until the maximum time estimated as described above elapses. Set to
また、光増幅器の特性は、周囲の温度が変化した場合や、光増幅器を構成する部品の経年劣化などにより変化する。しかし、これらの要因に起因する特性変化の速度は極めて緩やかである。例えば、数時間〜数年の間の1dB程度の変動が発生する程度である。したがって、ALCの時定数を数秒〜数10秒程度に設定しても、これらの要因による出力パワー変動は抑えることができる。 In addition, the characteristics of the optical amplifier change due to changes in ambient temperature, aging of components constituting the optical amplifier, and the like. However, the speed of the characteristic change caused by these factors is extremely slow. For example, a fluctuation of about 1 dB occurs between several hours to several years. Therefore, even if the time constant of ALC is set to about several seconds to several tens of seconds, output power fluctuation due to these factors can be suppressed.
図17に戻る。時刻T2 において動作モードが切り替えられた後は、光増幅器はAGCモードで動作する。ここで、実施形態の光増幅器のAGC時定数は、EDFの応答時間と比べて十分に短い。したがって、光増幅器の利得は、図8を参照しながら説明したように、一定の値に保たれる。すなわち、波長多重光の波長数が変化した場合であっても、1波当たりの出力パワーは変動しない。 Returning to FIG. After the operation mode is switched at time T2, the optical amplifier operates in the AGC mode. Here, the AGC time constant of the optical amplifier of the embodiment is sufficiently shorter than the response time of the EDF. Therefore, the gain of the optical amplifier is maintained at a constant value as described with reference to FIG. That is, even when the number of wavelengths of wavelength multiplexed light changes, the output power per wave does not vary.
これに対して、もし、AGC時定数が十分に短くなかったと仮定すると、波長多重光の波長数が変化したときに、図19に示すように、1波当たりの出力パワーが変動してしまう。すなわち、波長数の変化に伴って入力パワーが低下した時から励起光パワーが適切に調整されるまでの時間が、EDFの応答時間よりも長くなると、励起光パワーの調整が遅れてしまい、一時的にEDFの利得が過大になってしまう。この結果、1波当たりの出力パワーが一時的に大きくなってしまう。すなわち、サージが発生してしまう。 On the other hand, if it is assumed that the AGC time constant is not sufficiently short, the output power per wave varies as shown in FIG. 19 when the number of wavelengths of wavelength multiplexed light changes. That is, if the time from when the input power is reduced with the change in the number of wavelengths until the pumping light power is appropriately adjusted becomes longer than the response time of the EDF, the pumping light power adjustment is delayed. Therefore, the gain of the EDF becomes excessive. As a result, the output power per wave temporarily increases. That is, a surge occurs.
図20は、波長多重光の波長数が変化したときの、動作モードの遷移および1波当たりの出力パワーを示す図である。ここでは、時刻T1 において、波長多重光の波長数が「5」から「3」に減少したものとする。また、ALCモードにおいて、「波長数=5」に対応する目標出力パワーは「50」であり、「波長数=3」に対応する目標出力パワーは「30」であるものとする。なお、図20において、光パワーは、単位のない数値で表されている。 FIG. 20 is a diagram showing the transition of the operation mode and the output power per wave when the number of wavelengths of the wavelength multiplexed light is changed. Here, it is assumed that the number of wavelengths of wavelength multiplexed light has decreased from “5” to “3” at time T1. In the ALC mode, the target output power corresponding to “number of wavelengths = 5” is “50”, and the target output power corresponding to “number of wavelengths = 3” is “30”. In FIG. 20, the optical power is represented by a numerical value without a unit.
時刻T1 以前は、光増幅器はALCモードで動作しており、総出力パワーは、「50」に保持されている。このとき、1波当たりの出力パワーは、「10」である。
時刻T1 において、波長多重光の波長数が「5」から「3」に減少すると、光増幅器の総出力パワーは、「50」から「30」に低下する。このとき、光増幅器は、ALCモードで動作している。したがって、DSP71は、時刻T2 において、波長数情報を含む監視制御信号を受信するまで、光増幅器の総出力パワーが「50」に戻るように可変減衰器42を調整していく。しかし、上述したように、実施形態の光増幅器のALC時定数は十分に長いので、時刻T2 における光増幅器の総出力パワーは、ほぼ「30」のままである。すなわち、時刻T1 〜時刻T2 の期間は、1波当たりの出力パワーは、ほぼ「10」のままである。
Prior to time T1, the optical amplifier operates in the ALC mode, and the total output power is maintained at "50". At this time, the output power per wave is “10”.
At time T1, when the number of wavelengths of wavelength multiplexed light decreases from “5” to “3”, the total output power of the optical amplifier decreases from “50” to “30”. At this time, the optical amplifier is operating in the ALC mode. Accordingly, the
時刻T2 において、光増幅器の動作モードがALCモードからAGCモードに切り替わる。したがって、以降、EP2ROM73には、時刻T2 における可変減衰器42の損失値が保持されることになる。
At time T2, the operation mode of the optical amplifier is switched from the ALC mode to the AGC mode. Therefore, thereafter, the loss value of the
時刻T2 以降、光増幅器は、AGCモードで動作する。このとき、可変減衰器42の損失は、EP2ROM73に保持されている値に従う。また、AGCモードでは、光増幅器の利得が一定に保持されるので、1波当たりの出力パワーは変化しない。すなわち、AGCモードで動作している期間は、1波当たりの出力パワーはほぼ「10」のままであり、また、総出力パワーはほぼ「30」のままである。
After time T2, the optical amplifier operates in the AGC mode. At this time, the loss of the
光増幅器がAGCモードで動作している期間に、一定時間継続して同一の波長数情報(波長数=3)が検出されると、時刻T3 において、動作モードがAGCモードからALCモードに戻る。このとき、目標出力パワーは、受信した波長数情報に従って「30」に設定される。一方、光増幅器がAGCモードで動作している期間は、総出力パワーはほぼ「30」のまま維持されている。すなわち、時刻T3 において、光増幅器の実際の総出力パワーは、ほぼ目標出力パワーに一致していることになる。したがって、時刻T3 以降、可変減衰器42の損失値が大きく調整されることはない。よって、時刻T3 以降も、1波当たりの出力パワーはほぼ「10」のままである。
When the same wavelength number information (wavelength number = 3) is detected for a certain period of time while the optical amplifier is operating in the AGC mode, the operation mode returns from the AGC mode to the ALC mode at time T3. At this time, the target output power is set to “30” according to the received wavelength number information. On the other hand, during the period when the optical amplifier is operating in the AGC mode, the total output power is maintained at substantially “30”. That is, at the time T3, the actual total output power of the optical amplifier substantially matches the target output power. Therefore, the loss value of the
このように、光増幅器から出力される波長多重光に含まれる各信号光の出力パワーは、その波長多重光の波長数が変化しても、ほぼ一定の値に維持される。すなわち、実施形態の光増幅器では、AGC時定数を十分に短くするとともに、ALC時定数を十分に長くしたので、光増幅器から出力される波長多重光に含まれる各信号光の出力パワーは、常に安定している。
<第2の実施例>
第2の実施例の光増幅器は、AGCモードを基本モードとして動作し、定期的にALCモードで動作する。
As described above, the output power of each signal light included in the wavelength multiplexed light output from the optical amplifier is maintained at a substantially constant value even if the number of wavelengths of the wavelength multiplexed light changes. That is, in the optical amplifier of the embodiment, since the AGC time constant is sufficiently shortened and the ALC time constant is sufficiently long, the output power of each signal light included in the wavelength multiplexed light output from the optical amplifier is always stable.
<Second embodiment>
The optical amplifier of the second embodiment operates using the AGC mode as a basic mode and periodically operates in the ALC mode.
図21は、光増幅器の動作モードの遷移を示す図である。なお、光増幅器が起動されたときから、第1のALCモードを経てからAGCモードに遷移するまでの手順は、第1の実施例と同じである。 FIG. 21 is a diagram showing transition of the operation mode of the optical amplifier. Note that the procedure from when the optical amplifier is activated until it transits to the AGC mode after passing through the first ALC mode is the same as in the first embodiment.
AGCモードでは、可変減衰器42における損失は、EP2ROM73に保持されている値に固定される。そして、ALCモードは、定期的にあるいは外部からの指示等により起動される。ALCモードでは、光増幅器の出力パワーが目標パワーに一致するように可変減衰器42における損失が調整され、それに伴ってEP2ROM73が更新される。したがって、動作モードがAGCモードに戻った時に、可変減衰器42における損失は適切に補正されている。
In the AGC mode, the loss in the
このように、可変減衰器42における損失が適切に補正されるので、AGCモードで動作する場合であっても、出力パワーは安定している。
<第3の実施例>
第3の実施例の光増幅器は、第1の実施例と同様に、ALCモードを基本モードとして動作する。ただし、第3の実施例の光増幅器では、第1の実施例の第1のALCモード、第2のALCモード、AGCモードに加え、シャットダウンモードを備える。
Thus, since the loss in the
<Third embodiment>
As in the first embodiment, the optical amplifier according to the third embodiment operates using the ALC mode as a basic mode. However, the optical amplifier of the third embodiment includes a shutdown mode in addition to the first ALC mode, the second ALC mode, and the AGC mode of the first embodiment.
図22は、光増幅器の動作モードの遷移を示す図である。ここで、第1のALCモード、第2のALCモード、AGCモードは、基本的に、第1の実施例と同じなので、説明を省略する。 FIG. 22 is a diagram showing the transition of the operation mode of the optical amplifier. Here, since the first ALC mode, the second ALC mode, and the AGC mode are basically the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.
第3の実施例では、AGCモードまたは第2のALCモードにおいて、(1) 信号入力が停止した場合、または(2) 障害(電源の一時停止など)が発生した場合に、シャットダウンモードに遷る。そして、シャットダウンモードにおいて、信号入力が再開すると、AGCモードに遷る。 In the third embodiment, in the AGC mode or the second ALC mode, (1) when the signal input is stopped, or (2) when a failure (such as a temporary stop of the power supply) occurs, the mode is switched to the shutdown mode. . When the signal input is resumed in the shutdown mode, the AGC mode is entered.
図23は、第3の実施例の制御フローを示す図である。ALCモードにおいては、光増幅器の出力パワーが目標出力パワーに一致するように可変減衰器42における損失が調整される。このとき、可変減衰器42における実際の損失が定期的に検出され、最新の検出値がEP2ROM73に保持される。そして、入力信号が停止すると、シャットダウンモードに遷る。
FIG. 23 is a diagram showing a control flow of the third embodiment. In the ALC mode, the loss in the
シャットダウンモードにおいては、EP2ROM73の更新が停止される。さらに、EDFによる増幅動作が停止される。すなわち、励起光源の駆動を停止する。そして、信号入力が再開すると、AGCモードに遷る。
In the shutdown mode, updating of the
AGCモードにおいては、励起光源を駆動する。また、可変減衰器42における損失は、EP2ROM73に保持されている損失値データに一致するように固定される。そして、所定時間経過後あるいは波長多重光の波長数が安定時点でALCモードに遷る。
In the AGC mode, the excitation light source is driven. Further, the loss in the
このように、第3の実施例では、信号入力が停止すると、シャットダウンモードに遷り、増幅動作が停止する。このため、図11に示す構成であっても、AGC回路に「ゼロ」が入力されることはない。したがって、AGC回路の動作が不安定になることが回避される。
<第4の実施例>
第4の実施例の光増幅器は、図24に示すように、待機(ホットスタンバイ)モードを備える。
Thus, in the third embodiment, when the signal input stops, the operation proceeds to the shutdown mode and the amplification operation stops. Therefore, even in the configuration shown in FIG. 11, “zero” is not input to the AGC circuit. Therefore, the operation of the AGC circuit is prevented from becoming unstable.
<Fourth embodiment>
The optical amplifier of the fourth embodiment has a standby (hot standby) mode as shown in FIG.
実施形態の通信システム内には、多数の光増幅器が存在するが、これらのうちの幾つかは、通常運用時には波長多重光が入力されず、プロテクション時においてのみ波長多重光が入力されることがある。この場合、これらの光増幅器は、通信システムが通常運用状態の場合は、待機モードに設定される。ここで、待機モードでは、通常の増幅動作が行われているときと比べて小さなパワーを持った励起光がEDFに供給される。すなわち、待機モードでは、EDFは低いレベルに励起された状態になっている。そして、待機モードで動作している光増幅器に波長多重光が入力されると、その動作モードが即座にAGCモードに遷る。このとき、EDFは既にある程度励起されているので、AGCモードによる増幅動作が開始されるまでの時間は短い。 There are a large number of optical amplifiers in the communication system of the embodiment, but some of these may not receive wavelength multiplexed light during normal operation, but may receive wavelength multiplexed light only during protection. is there. In this case, these optical amplifiers are set to a standby mode when the communication system is in a normal operation state. Here, in the standby mode, excitation light having a smaller power than that when the normal amplification operation is performed is supplied to the EDF. That is, in the standby mode, the EDF is excited to a low level. When wavelength multiplexed light is input to the optical amplifier operating in the standby mode, the operation mode immediately changes to the AGC mode. At this time, since the EDF is already excited to some extent, the time until the amplification operation in the AGC mode is started is short.
なお、上述の実施形態の光増幅器では、EDF41aおよびEDF41bの利得が個別に制御されているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、図25に示すように、EDF41aおよびEDF41bの利得の和が一定になるように制御される構成であってもよい。この場合、EDF41aおよびEDF41bの利得の和は、この光増幅器全体の利得から、可変減衰器42により損失分を差し引くことにより得られる。そして、励起光源56a、56bは、EDF41aおよびEDF41bの利得の和が一定の目標値になるように制御される。このような構成とすれば、利得のチルトが発生せず、前段増幅部(すなわち、EDF41a)において高出力が必要とされない。
In the optical amplifier of the above-described embodiment, the gains of the
また、上述の実施形態では、1組のエルビウム添加ファイバ光増幅器が設けられているが、それらの代わりにリニア光増幅器を用いてもよい。リニア光増幅器は、共振器の垂直方向にレーザ発振が行われる半導体アンプであって、その利得がクランプされるので、信号に対する利得が入力レベルに依らず一定の値に保持される。この場合、AGC回路を不要とすることができるか、或いは、AGC顔路の構成を簡略化できる。 In the above-described embodiment, a set of erbium-doped fiber optical amplifiers is provided, but linear optical amplifiers may be used instead. The linear optical amplifier is a semiconductor amplifier that performs laser oscillation in the vertical direction of the resonator, and its gain is clamped, so that the gain for a signal is maintained at a constant value regardless of the input level. In this case, the AGC circuit can be omitted or the configuration of the AGC face path can be simplified.
さらに、上述の実施形態の光増幅器は、前段増幅部、後段増幅部、およびそれらの間に設けられる可変減衰器を含む構成であるが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、図26(a)又は図26(b)に示すように、1つの増幅ユニットから構成される光増幅器にも適用される。 Further, the optical amplifier of the above-described embodiment has a configuration including a front-stage amplifying unit, a rear-stage amplifying unit, and a variable attenuator provided therebetween, but the present invention is not limited to this. That is, the present invention is also applied to an optical amplifier composed of one amplification unit, as shown in FIG. 26 (a) or FIG. 26 (b).
(付記1)光増幅媒体および光減衰器を含み、波長多重光を伝送する光通信システムにおいて使用される複数の光増幅器の中の任意の光増幅器であって、
上記光増幅媒体の利得を一定の値に保持する利得制御回路と、
当該光増幅器の出力レベルが、上記光通信システム内の各光増幅器に通知される制御信号に対応する値に保持されるように上記光減衰器における損失を制御するレベル制御回路、を有し、
上記レベル制御回路の時定数が、上記制御信号が上記光通信システム内の各光増幅器に通知されるまでの時間よりも長いことを特徴とする光増幅器。
(Supplementary note 1) An arbitrary optical amplifier among a plurality of optical amplifiers used in an optical communication system for transmitting wavelength division multiplexed light, including an optical amplification medium and an optical attenuator,
A gain control circuit for holding the gain of the optical amplification medium at a constant value;
A level control circuit for controlling the loss in the optical attenuator so that the output level of the optical amplifier is held at a value corresponding to a control signal notified to each optical amplifier in the optical communication system;
An optical amplifier characterized in that a time constant of the level control circuit is longer than a time until the control signal is notified to each optical amplifier in the optical communication system.
(付記2)光増幅媒体および光減衰器を含み、波長多重光を増幅する光増幅器であって、
上記光増幅媒体の利得を一定の値に保持する利得制御回路と、
当該光増幅器の出力レベルが一定の値に保持されるように上記光減衰器における損失を動的に制御する第1の動作モード、または、上記光減衰器における損失として上記第1の動作モードの終了時の損失値を固定的に設定する第2の動作モードを選択的に実行するレベル制御回路、
を有する光増幅器。
(Supplementary note 2) An optical amplifier that includes an optical amplification medium and an optical attenuator and amplifies wavelength multiplexed light,
A gain control circuit for holding the gain of the optical amplification medium at a constant value;
In the first operation mode in which the loss in the optical attenuator is dynamically controlled so that the output level of the optical amplifier is maintained at a constant value, or in the first operation mode as the loss in the optical attenuator. A level control circuit that selectively executes a second operation mode in which a loss value at the end is fixedly set;
An optical amplifier.
(付記3)付記1または2に記載の光増幅器であって、
上記利得制御回路の時定数が、上記光増幅媒体の応答時間よりも短い。
(Appendix 3) The optical amplifier according to
The time constant of the gain control circuit is shorter than the response time of the optical amplification medium.
(付記4)付記1または2に記載の光増幅器であって、
上記利得制御回路は、
上記光増幅媒体の入力パワーおよび出力パワーを検出する検出手段と、
その検出手段により検出された入力パワーおよび出力パワーに基づいて、上記光増幅媒体の利得を算出する算出手段と、
その算出手段により算出された利得に従って上記光増幅媒体に供給すべき励起光のパワーを制御する励起光制御手段と、を有し、
上記算出手段は、上記入力パワーと、上記出力パワーから上記光増幅媒体において発生する自然放出光パワーを差し引いた値との比率に基づいて上記光増幅媒体の利得を算出する。
(Appendix 4) The optical amplifier according to
The gain control circuit is
Detecting means for detecting input power and output power of the optical amplification medium;
Calculation means for calculating the gain of the optical amplification medium based on the input power and the output power detected by the detection means;
Pumping light control means for controlling the power of pumping light to be supplied to the optical amplification medium according to the gain calculated by the calculation means,
The calculation means calculates the gain of the optical amplifying medium based on a ratio between the input power and a value obtained by subtracting the spontaneous emission light power generated in the optical amplifying medium from the output power.
(付記5)光増幅媒体および光減衰器を含み、波長多重光を増幅する光増幅器であって、
上記光増幅媒体の利得を一定の値に保持する利得制御回路と、
当該光増幅器の出力レベルが一定の値に保持されるように上記光減衰器における損失を制御するレベル制御回路と、を有し、
上記利得制御回路が、
上記光増幅媒体の入力パワーおよび出力パワーを検出する検出手段と、
その検出手段により検出された入力パワーおよび出力パワーに基づいて、上記光増幅媒体の利得を算出する算出手段と、
その算出手段により算出された利得に従って上記光増幅媒体に供給すべき励起光のパワーを制御する励起光制御手段と、を有し、
上記算出手段が、上記光増幅媒体において発生する自然放出光パワーに対応する所定の値が加算された上記入力パワーと、上記出力パワーとの比率に基づいて上記光増幅媒体の利得を算出することを特徴とする光増幅器。
(Supplementary Note 5) An optical amplifier that includes an optical amplification medium and an optical attenuator and amplifies wavelength multiplexed light,
A gain control circuit for holding the gain of the optical amplification medium at a constant value;
A level control circuit for controlling the loss in the optical attenuator so that the output level of the optical amplifier is maintained at a constant value,
The gain control circuit is
Detecting means for detecting input power and output power of the optical amplification medium;
Calculation means for calculating the gain of the optical amplification medium based on the input power and the output power detected by the detection means;
Pumping light control means for controlling the power of pumping light to be supplied to the optical amplification medium according to the gain calculated by the calculation means,
The calculating means calculates the gain of the optical amplifying medium based on a ratio between the input power to which a predetermined value corresponding to the spontaneous emission light power generated in the optical amplifying medium is added and the output power. An optical amplifier characterized by.
(付記6)付記1に記載の光増幅器であって、
上記レベル制御回路は、上記制御信号により波長多重光の波長数が変化したことが通知された時に、上記光減衰器における損失を固定する。
(Appendix 6) The optical amplifier according to
The level control circuit fixes the loss in the optical attenuator when notified by the control signal that the number of wavelengths of wavelength multiplexed light has changed.
(付記7)付記6に記載の光増幅器であって、
上記レベル制御回路は、上記光減衰器における損失が固定されているときに波長多重光の波長数が安定すると、当該光増幅器の出力レベルが所定の値に保持されるように上記光減衰器における損失を制御する動作モードに戻る。
(Appendix 7) The optical amplifier according to appendix 6,
In the optical attenuator, the level control circuit is configured to maintain the output level of the optical amplifier at a predetermined value when the number of wavelengths of the wavelength multiplexed light is stabilized when the loss in the optical attenuator is fixed. Return to operating mode to control loss.
(付記8)付記1に記載の光増幅器であって、
上記レベル制御回路は、上記制御信号を所定時間継続して受信できなかった時に、上記光減衰器における損失を固定する。
(Appendix 8) The optical amplifier according to
The level control circuit fixes a loss in the optical attenuator when the control signal cannot be received continuously for a predetermined time.
(付記9)付記1に記載の光増幅器であって、
上記利得制御回路は、当該光増幅器に波長多重光が入力されていないときは、上記光増幅媒体の増幅動作を停止する。
(Supplementary note 9) The optical amplifier according to
The gain control circuit stops the amplification operation of the optical amplification medium when wavelength multiplexed light is not input to the optical amplifier.
(付記10)付記1に記載の光増幅器であって、
上記レベル制御回路は、当該光増幅器の起動時には第1の時定数で動作し、以降は上記第1の時定数よりも長く且つ上記制御信号が上記光通信システム内の各光増幅器に通知されるまでの時間よりも長い第2の時定数で動作する。
(Supplementary note 10) The optical amplifier according to
The level control circuit operates with a first time constant when the optical amplifier is started, and thereafter, the level control circuit is longer than the first time constant and the control signal is notified to each optical amplifier in the optical communication system. It operates with the second time constant longer than the time until.
(付記11)付記1に記載の光増幅器であって、
上記レベル制御回路は、当該光増幅器の出力レベルが、波長多重光が当該光増幅器まで伝送されてくる間に累積したノイズを考慮して決まる値に保持されるように上記光減衰器における損失を制御する。
(Supplementary note 11) The optical amplifier according to
The level control circuit reduces the loss in the optical attenuator so that the output level of the optical amplifier is maintained at a value determined in consideration of noise accumulated while wavelength multiplexed light is transmitted to the optical amplifier. Control.
(付記12)付記1に記載の光増幅器であって、
上記光増幅媒体が第1および第2の光増幅媒体から構成され、
上記利得制御回路は、上記第1および第2の光増幅媒体の利得の和を一定の値に保持する。
(Supplementary note 12) The optical amplifier according to
The optical amplification medium is composed of first and second optical amplification media,
The gain control circuit holds a sum of gains of the first and second optical amplification media at a constant value.
(付記13)波長多重光を伝送する光通信システムにおいて使用される複数の光増幅器の中の任意の光増幅器であって、
入力レベルに依存することなく入力波長多重光を一定の利得で増幅する光増幅媒体と、
上記光増幅媒体の前段または後段に設けられる光減衰器と、
当該光増幅器の出力レベルが、上記光通信システム内の各光増幅器に通知される制御信号に対応する値に保持されるように上記光減衰器における損失を制御するレベル制御回路を備え、
上記レベル制御回路の時定数が、上記制御信号が上記光通信システム内の各光増幅器に通知されるまでの時間よりも長いことを特徴とする光増幅器。
(Supplementary note 13) An arbitrary optical amplifier among a plurality of optical amplifiers used in an optical communication system for transmitting wavelength division multiplexed light,
An optical amplifying medium for amplifying the input wavelength multiplexed light with a constant gain without depending on the input level;
An optical attenuator provided before or after the optical amplification medium;
A level control circuit for controlling a loss in the optical attenuator so that the output level of the optical amplifier is held at a value corresponding to a control signal notified to each optical amplifier in the optical communication system;
An optical amplifier characterized in that a time constant of the level control circuit is longer than a time until the control signal is notified to each optical amplifier in the optical communication system.
(付記14)リング状に接続された複数の光ノードを含む波長多重光通信システムであって、
上記複数の光ノードが、それぞれ付記1に記載の光増幅器を備えることを特徴とする光通信システム。
(Supplementary note 14) A wavelength division multiplexing optical communication system including a plurality of optical nodes connected in a ring shape,
An optical communication system, wherein each of the plurality of optical nodes includes the optical amplifier described in
(付記15)波長多重光を伝送する伝送路上に複数の光増幅器が設けられた光通信システムであって、
上記複数の光増幅器がそれぞれ付記1に記載の光増幅器であることを特徴とする光通信システム。
(Supplementary note 15) An optical communication system in which a plurality of optical amplifiers are provided on a transmission line for transmitting wavelength division multiplexed light,
An optical communication system, wherein each of the plurality of optical amplifiers is the optical amplifier according to
1 光ノード
12 制御回路
41a、41b EDF(エルビウム添加ファイバ)
42 可変減衰器
43a、43b AGC回路
44 ALC回路
56a、56b 励起光源(LD)
62 サンプルホールド回路
71 DSP
72 ROM
73 EP2ROM
1
42
62
72 ROM
73 EP2ROM
Claims (3)
波長多重光を増幅する光増幅媒体と、
上記光増幅媒体の前段または後段に設けられて波長多重光を減衰させる光減衰器と、
上記光増幅媒体の利得をモニタする第1のモニタ手段と、
当該光増幅器の出力レベルをモニタする第2のモニタ手段と、
上記光増幅媒体の利得を一定の値に保持する利得制御回路と、
当該光増幅器の出力レベルが、他のノードから通知された上記制御信号が指示する波長多重数に対応する値に保持されるように、上記光減衰器における損失を制御するレベル制御回路、を有し、
当該光増幅器の出力レベルが変動したときから上記レベル制御回路が上記光減衰器における損失を制御することによってその変動した出力レベルが上記制御信号の指示する波長多重数に対応するレベルに戻るまでに要する時間である上記レベル制御回路の時定数は、上記制御信号を作成したノードがその制御信号を送信したときから上記光通信システム内の他の全てのノードの光増幅器に通知されるまでに要する時間よりも長く設定され、
上記利得制御回路が、
上記光増幅媒体の入力パワーおよび出力パワーを検出する検出手段と、
その検出手段により検出された入力パワーおよび出力パワーに基づいて、上記光増幅媒体の利得を算出する算出手段と、
その算出手段により算出された利得に従って上記光増幅媒体に供給すべき励起光のパワーを制御する励起光制御手段と、を有し、
上記算出手段が、上記光増幅媒体において発生する自然放出光パワーに対応する所定の値が加算された上記入力パワーと、上記出力パワーとの比率に基づいて上記光増幅媒体の利得を算出する
ことを特徴とする光増幅器。 The plurality of nodes used in an optical communication system having a function of transmitting wavelength multiplexed light between a plurality of nodes each including an optical amplifier and notifying a control signal indicating wavelength multiplexed light between the plurality of nodes An optical amplifier provided at an arbitrary node in
An optical amplifying medium for amplifying wavelength multiplexed light;
An optical attenuator that is provided before or after the optical amplification medium and attenuates wavelength multiplexed light;
First monitoring means for monitoring the gain of the optical amplification medium;
Second monitoring means for monitoring the output level of the optical amplifier;
A gain control circuit for holding the gain of the optical amplification medium at a constant value;
A level control circuit for controlling the loss in the optical attenuator so that the output level of the optical amplifier is held at a value corresponding to the number of wavelength multiplexing indicated by the control signal notified from another node; And
From when the output level of the optical amplifier changes, until the level control circuit controls the loss in the optical attenuator until the changed output level returns to a level corresponding to the wavelength multiplexing number indicated by the control signal. The time constant of the level control circuit, which is the time required, is required from when the node that created the control signal transmits the control signal until it is notified to the optical amplifiers of all other nodes in the optical communication system. Set longer than the time,
The gain control circuit is
Detecting means for detecting input power and output power of the optical amplification medium;
Calculation means for calculating the gain of the optical amplification medium based on the input power and the output power detected by the detection means;
Pumping light control means for controlling the power of pumping light to be supplied to the optical amplification medium according to the gain calculated by the calculation means,
The calculating means calculates the gain of the optical amplifying medium based on a ratio between the input power to which a predetermined value corresponding to the spontaneous emission light power generated in the optical amplifying medium is added and the output power; An optical amplifier characterized by.
上記複数のノードにそれぞれ設けられる光増幅器は、
波長多重光を増幅する光増幅媒体と、
上記光増幅媒体の前段または後段に設けられて波長多重光を減衰させる光減衰器と、
上記光増幅媒体の利得をモニタする第1のモニタ手段と、
当該光増幅器の出力レベルをモニタする第2のモニタ手段と、
上記光増幅媒体の利得を一定の値に保持する利得制御回路と、
当該光増幅器の出力レベルが、他のノードから通知された上記制御信号が指示する波長多重数に対応する値に保持されるように、上記光減衰器における損失を制御するレベル制御回路、を有し、
当該光増幅器の出力レベルが変動したときから上記レベル制御回路が上記光減衰器における損失を制御することによってその変動した出力レベルが上記制御信号の指示する波長多重数に対応するレベルに戻るまでに要する時間である上記レベル制御回路の時定数は、上記制御信号を作成したノードがその制御信号を送信したときから上記光通信システム内の他の全てのノードの光増幅器に通知されるまでに要する時間よりも長く設定され、
上記利得制御回路が、
上記光増幅媒体の入力パワーおよび出力パワーを検出する検出手段と、
その検出手段により検出された入力パワーおよび出力パワーに基づいて、上記光増幅媒体の利得を算出する算出手段と、
その算出手段により算出された利得に従って上記光増幅媒体に供給すべき励起光のパワーを制御する励起光制御手段と、を有し、
上記算出手段が、上記光増幅媒体において発生する自然放出光パワーに対応する所定の値が加算された上記入力パワーと、上記出力パワーとの比率に基づいて上記光増幅媒体の利得を算出する
ことを特徴とする光通信システム。 An optical communication system having a function of transmitting wavelength multiplexed light between a plurality of nodes each having an optical amplifier and notifying a control signal indicating wavelength multiplexed light between the plurality of nodes,
The optical amplifier provided in each of the plurality of nodes is
An optical amplifying medium for amplifying wavelength multiplexed light;
An optical attenuator that is provided before or after the optical amplification medium and attenuates wavelength multiplexed light;
First monitoring means for monitoring the gain of the optical amplification medium;
Second monitoring means for monitoring the output level of the optical amplifier;
A gain control circuit for holding the gain of the optical amplification medium at a constant value;
A level control circuit for controlling the loss in the optical attenuator so that the output level of the optical amplifier is held at a value corresponding to the number of wavelength multiplexing indicated by the control signal notified from another node; And
From when the output level of the optical amplifier changes, until the level control circuit controls the loss in the optical attenuator until the changed output level returns to a level corresponding to the wavelength multiplexing number indicated by the control signal. The time constant of the level control circuit, which is the time required, is required from when the node that created the control signal transmits the control signal until it is notified to the optical amplifiers of all other nodes in the optical communication system. Set longer than the time,
The gain control circuit is
Detecting means for detecting input power and output power of the optical amplification medium;
Calculation means for calculating the gain of the optical amplification medium based on the input power and the output power detected by the detection means;
Pumping light control means for controlling the power of pumping light to be supplied to the optical amplification medium according to the gain calculated by the calculation means,
The calculating means calculates the gain of the optical amplifying medium based on a ratio between the input power to which a predetermined value corresponding to the spontaneous emission light power generated in the optical amplifying medium is added and the output power; An optical communication system.
波長多重光を増幅する光増幅媒体の前段または後段に設けられている光減衰器を用いてその波長多重光を減衰させ、
上記光増幅媒体の利得をモニタし、
当該光増幅器の出力レベルをモニタし、
上記光増幅媒体の利得を一定の値に保持し、
レベル制御回路を用いて、当該光増幅器の出力レベルが、他のノードから通知された上記制御信号が指示する波長多重数に対応する値に保持されるように、上記光減衰器における損失を制御し、
当該光増幅器の出力レベルが変動したときから上記レベル制御回路が上記光減衰器における損失を制御することによってその変動した出力レベルが上記制御信号の指示する波長多重数に対応するレベルに戻るまでに要する時間である上記レベル制御回路の時定数を、上記制御信号を作成したノードがその制御信号を送信したときから上記光通信システム内の他の全てのノードの光増幅器に通知されるまでに要する時間よりも長く設定し、
上記利得制御において、
上記光増幅媒体の入力パワーおよび出力パワーを検出し、
検出された入力パワーおよび出力パワーに基づいて、上記光増幅媒体の利得を算出し、
算出された利得に従って上記光増幅媒体に供給すべき励起光のパワーを制御し、
上記光増幅媒体において発生する自然放出光パワーに対応する所定の値が加算された上記入力パワーと、上記出力パワーとの比率に基づいて上記光増幅媒体の利得を算出する
ことを特徴とする光増幅方法。 The plurality of nodes used in an optical communication system having a function of transmitting wavelength multiplexed light between a plurality of nodes each including an optical amplifier and notifying a control signal indicating wavelength multiplexed light between the plurality of nodes An optical amplification method using an optical amplifier provided at an arbitrary node of
Attenuate the wavelength-multiplexed light using an optical attenuator provided at the front or back of the optical amplifying medium that amplifies the wavelength-multiplexed light,
Monitor the gain of the optical amplification medium,
Monitor the output level of the optical amplifier,
Holding the gain of the optical amplification medium at a constant value;
Using a level control circuit, the loss in the optical attenuator is controlled so that the output level of the optical amplifier is maintained at a value corresponding to the number of multiplexed wavelengths indicated by the control signal notified from another node. And
From when the output level of the optical amplifier changes, until the level control circuit controls the loss in the optical attenuator until the changed output level returns to a level corresponding to the wavelength multiplexing number indicated by the control signal. The time constant of the level control circuit, which is the time required, is required from when the node that created the control signal transmits the control signal to the optical amplifiers of all other nodes in the optical communication system. Set longer than the time,
In the above gain control,
Detect input power and output power of the optical amplification medium,
Based on the detected input power and output power, calculate the gain of the optical amplification medium,
Controlling the power of the pumping light to be supplied to the optical amplification medium according to the calculated gain,
A gain of the optical amplification medium is calculated based on a ratio between the input power obtained by adding a predetermined value corresponding to the spontaneous emission light power generated in the optical amplification medium and the output power. Amplification method.
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