JP2006253850A - 光増幅装置及びその動作制御方法並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 波長多重光信号の増幅装置において、波長数変化時と伝送路ロス変動時による入力レベル変動に対して、それぞれ適切なレベル制御を行う。
【解決手段】 入力光信号のレベル変化速度を、入力光パワー変動検出部１８により検出し、この検出速度が大なる場合には、制御部２１において、波長数変化時による入力パワー変動と判断して、光可変減衰器５の減衰量を一定に制御する。逆に、検出速度が小なる場合には、制御部２１において、伝送路ロス変動による入力パワー変動と判断して、出力ポート２における１チャネルあたりの光パワーが一定なるように、光可変減衰器５の減衰量を制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は光増幅装置及びその動作制御方法並びにプログラムに関し、特に波長多重光信号を一括増幅する光増幅装置及びその動作制御方法並びにプログラムに関するものである。

波長多重伝送システムにおいては、中継局において任意の信号光波長を、いわゆるアド／ドロップ（ＡＤＤ／ＤＲＯＰ）する機能すなわち終端機能が設けられるようなシステムが増加している。その際に、光増幅装置には、波長数が変化したときや伝送路ロスが変化したときに、信号光の出力レベル制御が要求される。この様な要求を満たすための光出力レベル制御方式としては、特許文献１に開示の技術がある。

この技術では、波長多重信号光を一括増幅する際に、チャネル数の変化や入力信号光のレベル変化に対して、各チャネルの信号光レベルの平均値を一定にするために、利得一定制御を行う光ファイバ増幅器を２段縦続接続し、更に所定位置に光可変減衰器を挿入した構成とし、信号光レベルと波長多重数（チャネル数）とを検出し、更に各波長の信号光レベルの平均値を求めてそれが一定になるように可変減衰器の光減衰量を制御するようになっている。

特開平９−２１９６９６号公報

特許文献１の技術においては、波長数の変化を検出するために、波長数多重検出回路を光増幅装置に設けることが必要であり、光増幅装置が極めて高価なものとなり、価格面において得策ではないという欠点がある。

そこで、伝送路監視信号（ＳＶ光）から波長数情報を光増幅装置が受信する方式が考えられる。しかしながら、この伝送路監視信号の通信には時間がかかり、従って、実際の光信号の波長数が変化してから、変化後の波長数情報を光増幅装置が受信するまでには、遅延時間を要するという新たな欠点が発生する。

この伝送路監視信号による波長数情報を用いるのをやめて、単に、光増幅装置への入力光信号のレベルの変化に応じて出力光信号レベルの制御を行う方法が考えられるが、この方法では、入力光信号レベルの変化が、波長数の変化時によるものなのか、伝送路ロス変動によるものなのかの判別はできないために、波長数変化時のレベル変動と伝送路ロス変動によるレベル変動とに対して、それぞれ適切なレベル制御ができないという問題が生ずることになる。

本発明の目的は、波長数変化時における入力光信号レベル変動と伝送路ロス変動による入力光信号レベル変動とに対して、それぞれ適切にレベル制御を行うことが可能な光増幅装置を提供することである。

本発明による光増幅装置は、波長多重された光信号のレベルに応じて前記光信号に対する減衰量が変化制御自在な光可変減衰器を含む光増幅装置であって、入力された前記光信号のレベル変化速度を検出してこの検出速度に応じて前記可変減衰器の減衰量制御をなす制御手段を含むことを特徴とする。

また、本発明による光増幅装置の動作制御方法は、波長多重された光信号のレベルに応じて前記光信号に対する減衰量が変化制御自在な光可変減衰器を含む光増幅装置の動作制御方法であって、入力された前記光信号のレベル変化速度を検出してこの検出速度に応じて前記可変減衰器の減衰量制御をなす制御ステップを含むことを特徴とする。

更に、本発明によるプログラムは、波長多重された光信号のレベルに応じて前記光信号に対する減衰量が変化制御自在な光可変減衰器を含む光増幅装置の動作制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、入力された前記光信号のレベル変化速度を検出してこの検出速度に応じて前記可変減衰器の減衰量制御をなす制御処理を含むことを特徴とする。

本発明によれば、極めて簡単な構成により、入力光信号レベルの変化が、波長数変化時によるものなのか、伝送路ロス変動によるものなのかを容易に判別可能として、これ等入力光信号レベル変化に対して、適切なレベル制御が可能になるという効果がある。

以下に、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態のブロック図である。図１を参照すると、１は上流の伝送路からの信号光が入力される入力ポートであり、２は増幅された信号光を下流の伝送路へ出力する出力ポートである。入出力ポート間に、信号光を増幅する増幅媒体３，４（例えば、エルビウムドープファイバ等）が縦続接続されており、その間に、減衰量が可変制御される光可変減衰器５が挿入されている。

増幅媒体３の入出力パワーをモニタしてその利得が一定になるように制御するために、以下の構成とされている。光分岐カプラ６，７は増幅媒体３の入出力をそれぞれ分岐し、光電変換部（ＰＤ）１０，１１はカプラ６，７の出力を電流に変換する。光パワーモニタ部１４，１５は光電変換部１０，１１の出力電流をモニタして制御部１９へ供給する。制御部１９は光パワーモニタ部１４，１５の入力に従って増幅媒体３の利得を一定とする制御信号を生成し、励起光源制御部２３に供給する。励起光源制御部２３は励起光源２５を制御することにより、増幅媒体３の利得制御を行う。

増幅媒体４の入出力パワーをモニタしてその利得が一定になるように制御するために、以下の構成とされている。光分岐カプラ８，９は増幅媒体４の入出力をそれぞれ分岐し、光電変換部１２，１３はカプラ８，９の出力を電流に変換する。光パワーモニタ部１６，１７は光電変換部１２，１３の出力電流をモニタして制御部２０へ供給する。制御部２０は光パワーモニタ部１６，１７の入力に従って増幅媒体４の利得を一定とする制御信号を生成し、励起光源制御部２４に供給する。励起光源制御部２４は励起光源２６を制御することにより、増幅媒体４の利得制御を行う。

更に、光可変減衰器５の減衰量を制御するために、光パワーモニタ部１４の出力を入力として、入力光パワーの変動検出を行う入力光パワー変動検出部１８が設けられており、この入力光パワー変動検出出力と、光パワーモニタ部１７のモニタ出力と、更には伝送路監視信号（ＳＶ光）から得られる波長数情報とを入力とし、光可変減衰器５の制御信号を生成する制御部２１が設けられている。制御部２１は、伝送路監視信号から得られる波長数情報から、光増幅装置の適正な出力パワーを計算して、光パワーモニタ部１７でモニタされた光増幅装置の出力パワーが規定値となるように、光可変減衰器５の減衰量を制御するものである。

信号光波長のアド／ドロップにより波長数が変化するようなシステムにおいては、図１に示した例のように、増幅媒体３，４の利得を一定制御とし、光可変減衰器５において出力パワーを制御するという、２つの制御の組合せにより、光増幅装置の制御を行うことが多い。この場合、波長数が変化した場合と、伝送路ロスが変化した場合とでは、期待される光可変減衰器５の制御態様は異なる。

すなわち、波長数が変化した場合には、光減衰器５の減衰量は変化させることなく一定の減衰量とすることが望ましい。これに対して、伝送路ロスが変動した場合において、伝送路ロスが増加したときには光可変減衰器５の減衰量を減少させ、逆に伝送路ロスが減少したときには増加させるように制御することにより、光増幅装置の１チャネルあたりの出力を一定にする必要がある。なお、増幅媒体３，４の利得は、平坦度特性が最良となる利得値で、常に利得一定制御となるようにすることが必要になる。

この様に、波長数の変動と伝送路ロスの変動とに対する上記の各要求を同時に満たすために、本発明においては、入力光パワー変動検出部１８を設け、光パワーモニタ部１４の出力により、入力光パワーの変化速度を検出し、制御部２１において、その変化速度が一定速度より大なる場合には、波長数変化であると判断して光可変減衰器５の減衰量を一定に制御する。一方、変化速度が一定速度以下の場合には、伝送路ロスによる入力光パワーの変化と判定して、出力ポート２における１チャネルあたりの光パワーが一定となるように、光可変減衰器５の減衰量を制御するのである。

図２は、この場合の制御部２１の制御動作を示すフローチャートであり、ステップＳ１において、入力光パワー変動検出部１８の検出出力に基づいて、入力光パワーの変化速度が一定速度より大の場合には、ステップＳ２へ進み、光減衰器の減衰量を一定に制御する。ステップＳ１において、“ＮＯ”であれば、ステップＳ３へ進み、出力ポートにおける１チャネルあたりの光パワーが一定になるように光可変減衰器の減衰量を制御するのである。

こうすることにより、波長数の変化時と伝送路ロス変化時の入力パワーの変動を判別することができるので、これら両変化時に対する制御の切替えが可能となり、よって光減衰器の出力制御が適切に行えることになる。

入力光パワー変動検出部１８には、微分検出器を用いることができる。また、増幅媒体３，４としては、エルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）のみならず、他の添加物ファイバや半導体構成の増幅器を用いても良く、増幅媒体の段数は２段のみならず、１段でも３段以上であっても良いものである。光可変減衰器についても１段でも複数段でも良い。更に、光可変減衰器５の挿入位置として、図１の例では、増幅媒体３，４の間としているが、１つまたは複数の増幅媒体の前後など、任意の位置とすることが可能である。

制御部２１における光減衰器５の制御の他の例として、図３のフローチャートを参照して説明する。なお、図３において、図２と同等ステップは同一符号により示している。入力光パワーの変化があった場合、そのパワー変動が一定速度より大の場合（ステップＳ１で“ＹＥＳ”）、光可変減衰器５の減衰量を変化させずに一定に制御し（ステップＳ２）、次に、伝送路監視信号から波長数情報が更新されたときに（ステップＳ４）、光増幅装置の出力パワーが、（１チャネルあたりの出力目標値×波長数）のパワーとなるように、可変減衰器５を制御する（ステップＳ５）。こうすることにより、波長数（チャネル数）が変化しても、出力ポートにおける出力パワーが、適切に制御されることになる。

なお、図１に示した制御部１９〜２１は個々のブロックとして示しているが、これらを１つにまとめたＣＰＵ（プロセッサ）として構成することができる。また、図２，３に示した動作フローは、予めその動作手順をＲＯＭなどの記録媒体に格納しておき、これをＣＰＵにより読み取って実行するように構成できることは明らかである。

本発明の実施の形態の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態の制御動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態の制御動作の他の例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 入力ポート
２ 出力ポート
３，４ 増幅媒体
５ 光可変減衰器
６〜９ 光分岐カプラ
１０〜１３ 光電変換部（ＰＤ）
１４〜１７ 光パワーモニタ部
１８ 入力光変動検出部
１９〜２１ 制御部
２３，２４ 励起光源制御部
２５，２６ 励起光源

Claims (9)

1. 波長多重された光信号のレベルに応じて前記光信号に対する減衰量が変化制御自在な光可変減衰器を含む光増幅装置であって、入力された前記光信号のレベル変化速度を検出してこの検出速度に応じて前記可変減衰器の減衰量制御をなす制御手段を含むことを特徴とする光増幅装置。
2. 前記制御手段は、前記変化速度が所定速度より大なる場合に、前記光可変減衰器の減衰量を一定に制御し、前記変化速度が前記所定速度以下の場合に、前記光可変減衰器の減衰量を、出力ポートにおける１波長あたりの光パワーが一定になるよう制御することを特徴とする請求項１記載の光増幅装置。
3. 前記制御手段は、前記変化速度が所定速度より大なる場合に、前記光可変減衰器の減衰量を一定に制御し、更に、波長数更新情報に応答して、前記出力ポートにおける出力パワーが、（１波長あたりの出力目標値×波長数）となるよう前記減衰量を制御することを特徴とする請求項２記載の光増幅装置。
4. 波長多重された光信号のレベルに応じて前記光信号に対する減衰量が変化制御自在な光可変減衰器を含む光増幅装置の動作制御方法であって、入力された前記光信号のレベル変化速度を検出してこの検出速度に応じて前記可変減衰器の減衰量制御をなす制御ステップを含むことを特徴とする動作制御方法。
5. 前記制御ステップは、前記変化速度が所定速度より大なる場合に、前記光可変減衰器の減衰量を一定に制御する第一のステップと、前記変化速度が前記所定速度以下の場合に、前記光可変減衰器の減衰量を、出力ポートにおける１波長あたりの光パワーが一定になるよう制御する第二のステップとを有することを特徴とする請求項４記載の動作制御方法。
6. 前記制御ステップは、前記第二のステップに続いて、波長数更新情報に応答して、前記出力ポートにおける出力パワーが、（１波長あたりの出力目標値×波長数）となるよう前記減衰量を制御する第三のステップを、更に有することを特徴とする請求項５記載の動作制御方法。
7. 波長多重された光信号のレベルに応じて前記光信号に対する減衰量が変化制御自在な光可変減衰器を含む光増幅装置の動作制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、入力された前記光信号のレベル変化速度を検出してこの検出速度に応じて前記可変減衰器の減衰量制御をなす制御処理を含むことを特徴とするプログラム。
8. 前記制御処理は、前記変化速度が所定速度より大なる場合に、前記光可変減衰器の減衰量を一定に制御する第一の処理と、前記変化速度が前記所定速度以下の場合に、前記光可変減衰器の減衰量を、出力ポートにおける１波長あたりの光パワーが一定になるよう制御する第二の処理とを有することを特徴とする請求項７記載のプログラム。
9. 前記制御処理は、前記第二の処理に続いて、波長数更新情報に応答して、前記出力ポートにおける出力パワーが、（１波長あたりの出力目標値×波長数）となるよう前記減衰量を制御する第三の処理を、更に有することを特徴とする請求項８記載のプログラム。

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