JP2007081405A - チャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】チャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置を提供する。
【解決手段】光信号を増幅する光増幅器と、光増幅器の前方及び後方において光信号をポンピングするポンプ部と、光増幅器の入力端に入力される入力光信号のうちの一部により複数個の特定チャンネルを選択し、選択された特定チャンネルの入力光信号から電気信号を検出する第１検出部と、光増幅器の出力端から出力される出力光信号のうちの一部により、第１検出部で選択されるチャンネルと同様の複数個の特定チャンネルを選択し、選択された特定チャンネルに対する出力光信号から電気信号を検出する第２検出部と、第１検出部及び第２検出部から、選択された特定チャンネルに対する電気信号を入力されて、特定チャンネルに対する光信号利得の変化を判断し、光信号利得の変化をなくすように、ポンプ部に入力される印加電流を光信号利得の変化に応じて制御する制御部とから構成される光増幅装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、波長分割光伝送システムに使用される光増幅器に係り、さらに詳細には、自動利得制御、自動出力光パワーレベル制御及びＷＤＭ光チャンネル出力の平坦度維持を具現化し得る光増幅器に関する。
エルビウム添加光ファイバ増幅器（Ｅｒｂｉｕｍ Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：ＥＤＦＡ）や光ファイバラマン増幅器（Ｆｉｂｅｒ Ｒａｍａｎ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：ＦＲＡ）等の光増幅器は、広い利得バンドを有し、波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）光伝送システム（以下、「ＷＤＭ光伝送システム」という。）での増幅器として有用に用いられる重要な技術である。
一方、最近の光伝送システムにおいては、伝送容量とともに、ネットワークとしての適応性を有することが重要な要素となるが、特に、伝送容量を自由に調節することが可能でなければならない。伝送容量は、伝送信号光のチャンネル数によって決定され、伝送中にチャンネルの添加又はドロップによって信号光チャンネルの伝送性能が影響を受けてはならない。
しかし、ＷＤＭ光伝送システムにおいて用いられる光増幅器は、信号光チャンネルの数が変化して入力光パワーが変更されれば、増幅器での利得が変化し、出力において過渡応答特性を示す。このような問題点を解決するために、光ファイバ増幅器では、自動利得制御（ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｇａｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌ：ＡＧＣ）の機能が必須である。
また、ＷＤＭ光伝送システムにおいては、環境的な要因によって、伝送スパンの構成、又は、伝送スパン損失が変更され得る。スパン損失が変更されれば、増幅器の入力が変化して出力が変化するが、スパン損失によって入力が変化しても一定の出力が得られるようにする機能が自動出力光パワーレベル制御（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｌｅｖｅｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＡＬＣ）であって、これもＷＤＭ光ファイバ増幅器では必要な機能である。
光増幅器、特に、エルビウム添加光ファイバ増幅器において前述した自動利得制御及び自動出力光パワーレベル制御の機能を具現化した結果は、Ｋ．モトシマ（K. Motoshima）、IEEE Journal of Lightwave Technology, Vol.19, No.11, pp.1759-1767, Nov. 2001]（非特許文献１）に記載されている。
上記論文では、３段の利得ブロックを有するエルビウム添加光ファイバ増幅器により各利得ブロックの入出力をモニタした後、各利得ブロック別に自動利得制御（ＡＧＣ）回路によりポンプレーザダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）の光パワーを調節することによって、自動利得制御の機能を具現化した。また、最終出力から特定チャンネルの光パワーをフィルタリングして測定した後、該光パワーが一定であるように１段と２段との間に配置された可変減衰器（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ：ＶＯＡ）を調整することによって、自動出力光パワーレベル制御の機能を具現化した。
また、ＷＤＭ光伝送システムでは、ＷＤＭチャンネル間のＳＲＳ（Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ Ｒａｍａｎ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）現象によって、伝送路において、短波長のチャンネルから長波長のチャンネルに光パワー転移が発生する。従って、短波長のチャンネルのパワーがさらに小さく、長波長のチャンネルのパワーは相対的にさらに大きくなって、ＷＤＭチャンネルの光パワースペクトルはある波長領域においてスロープを有するようになる。大容量伝送のために、ＷＤＭ光信号チャンネルの数が多くなるにつれて、伝送路の入力光信号の強度が増大し、伝送路の入力光信号の強度が増大するほど、ＷＤＭチャンネルパワースロープの勾配はより大きくなる。このように発生したＷＤＭチャンネルのパワースペクトルの勾配は、補償されなければならない。しかし、上記論文でのＥＤＦＡ利得制御方式では、このようなチャンネルパワースロープをなくすことはできないという問題点がある。
図１Ａは、従来の光伝送路の構成図、図１Ｂは、図１Ａの第１地点１４０でのＷＤＭチャンネル出力スペクトル、図１Ｃは、図１Ａの第２地点１５０でのＷＤＭチャンネル出力スペクトル、図１Ｄは、ＷＤＭチャンネル出力平坦化機能がない場合における図１Ａの第３地点１６０でのＷＤＭチャンネル出力スペクトルを示す。
図１Ａを参照すると、光信号チャンネルは、第１光増幅器１１０により増幅された後に伝送路１３０を通過する。ここで、伝送路１３０の損失によって光信号チャンネルの出力が減衰するので、さらに第２光増幅器１２０を利用して光信号を増幅した後に次の区間（ｓｐａｎ）に伝えられる。ＷＤＭ方式を利用して多チャンネル伝送をする場合、あらゆるチャンネルの伝送性能を保証するためには、光増幅器出力における各チャンネルの光出力を一定に維持しなければならない。即ち、ＷＤＭチャンネルの出力平坦度を維持しなければならない。
図１Ｂを参照すると、図１Ａの第１地点１４０でのＷＤＭチャンネルの出力スペクトルが表示されており、平坦な出力スペクトルを示すことが分かる。
図１Ｃを参照すると、図１Ａの第２地点１５０でのＷＤＭチャンネルの出力スペクトルが表示されており、ＷＤＭチャンネルは、第１地点１４０と伝送路１３０とを通過しながら、それぞれのチャンネルは、光ファイバ損失によって減衰する。これと同時にＳＲＳ現象によって、短波長のチャンネルから長波長のチャンネルにエネルギー転移が発生する。従って、第２地点１５０でのＷＤＭチャンネルの出力スペクトルは、図１Ｃに示すようになる。ＷＤＭチャンネルの出力スペクトルがチャンネルによって異なり、出力スペクトルの勾配が発生する。ＷＤＭチャンネルの数及び各チャンネルのパワーによって出力勾配の大きさは変わる。
図１Ｄを参照すると、図１Ａの第３地点１６０でのＷＤＭチャンネルの出力スペクトルが表示されており、図１Ａの第２光増幅器１２０を通過した後の第３地点１６０でのＷＤＭチャンネルの出力スペクトルが表示されている。しかし、ＷＤＭチャンネルの出力スペクトルの平坦度が維持されていないことが分かる。
Ｋ．モトシマ（K. Motoshima）、IEEE Journal of Lightwave Technology, Vol.19, No.11, pp.1759-1767, Nov. 2001]
上記従来の技術の問題点を解決するための本発明は、光増幅器の利得を自動的に調節し、自動出力光パワーレベル制御が可能であり、光線路において発生するＳＲＳ現象よるＷＤＭチャンネルの出力スペクトルの勾配を補償することができる光増幅器を提供する。
上記技術的課題を解決するための本発明に係るチャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置は、光信号を増幅する光増幅器と、上記光増幅器の前方及び後方において上記光信号をポンピングするポンプ部と、上記光増幅器の出力のうち分離された出力光信号により複数個の特定チャンネルを選択し、選択された特定チャンネルのそれぞれに対する光信号から電気信号を検出する検出部と、上記検出されたそれぞれの電気信号を入力されて電気信号から換算された光パワー強度が変化したか否かを判断し、上記光パワー強度の変化をなくすように、上記ポンプ部に入力される印加電流を上記光パワー強度の変化に応じて制御する制御部とを備えることを特徴として有する。
また、上記技術的課題を解決するための本発明に係るチャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置は、光信号を増幅する光増幅器と、上記光増幅器の前方及び後方において上記光信号をポンピングするポンプ部と、上記光増幅器の入力端に入力される入力光信号のうちの一部により複数個の特定チャンネルを選択し、上記選択された特定チャンネルのそれぞれに対する入力光信号を電気信号に検出する第１検出部と、上記光増幅器の出力端から出力される出力光信号のうちの一部により上記第１検出部によって選択されるチャンネルと同様の複数個の特定チャンネルを選択し、上記選択された特定チャンネルのそれぞれに対する出力光信号を電気信号に検出する第２検出部と、上記第１検出部及び第２検出部から検出されたそれぞれの特定チャンネルに対する電気信号を入力されて、上記それぞれの特定チャンネルに対する光信号利得の変化を判断し、上記光信号利得の変化をなくすように、上記ポンプ部に入力される印加電流を上記光信号利得の変化に応じて制御する制御部とを備えることを特徴とする。
本発明は、チャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置に係り、次のような効果がある。
本発明によれば、光増幅器により自動出力光パワーレベル制御及びＷＤＭ出力の平坦度維持を同時に具現化できる光増幅装置を提供することができる。
また、光増幅器により自動利得制御及びＷＤＭ出力の平坦度維持を同時に具現化できる光増幅装置を提供することができる。
さらに、光増幅器により自動出力光パワーレベル制御、自動利得制御及びＷＤＭ出力の平坦度維持を同時に具現化できる光増幅装置を提供することができる。
このように、自動出力光パワーレベル制御、自動利得制御だけでなく、ＷＤＭ出力の平坦度が維持できるようにすることにより、伝送路において発生するＳＲＳ現象によるＷＤＭ出力の勾配発生の問題に対する解決策を提示し、十分に速いフィードバックを利用して光信号出力の過渡応答現象を抑制することができる。
以下、添付された図面を参照して、本発明の望ましい実施の形態について詳細に説明する。
図２は、本発明の望ましい実施の一形態に係るチャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置の構成図である。図２を参照すると、チャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置２００は、光増幅器２１０、カプラ２２０、検出部２３０、制御部２４０及びポンプ部２５０から構成される。
ポンプ部２５０は、光増幅器２１０の前方向ポンピングを行う前方ポンプ２５２と、光増幅器２１０の後方ポンピングを行う後方ポンプ２５４とから構成される。
光増幅器２１０は、伝送路を通じて入力光信号を入力されてこれを増幅する。尚、光増幅器２１０は、増幅された出力光信号を伝送路に出力する。
カプラ２２０は、光増幅器２１０の出力光信号の一部を伝送路の外部に分離する。
検出部２３０は、カプラ２２０により分離された出力光信号によって複数個の特定チャンネルを選択し、選択された特定チャンネルのそれぞれに対する出力光信号から電気信号を検出する。
さらに具体的には、検出部２３０は、光フィルタ部２３１及びフォトダイオード部２３６から構成される。光フィルタ部２３１は、複数個の光フィルタからなるが、図２では、光フィルタ部２３１は、第１光フィルタ２３２及び第２光フィルタ２３３からなる。そして、フォトダイオード部２３６は、複数個のフォトダイオードからなるが、図２では、第１フォトダイオード２３７及び第２フォトダイオード２３８からなる。
第１光フィルタ２３２は、カプラ２２０によって分離された出力光信号から第１チャンネルλ１の出力光信号を分離し、第２光フィルタ２３３は、カプラ２２０によって分離された出力光信号から第２チャンネルλ２の出力光信号を分離する。即ち、第１光フィルタ２３２及び第２光フィルタ２３３は、複数個の光チャンネルのうちそれぞれ１個の光チャンネルのみを選択するように製作された光フィルタである。
第１フォトダイオード２３７は、第１光フィルタ２３２により分離された第１チャンネルλ１の出力光信号を電気信号に変換する。
第２フォトダイオード２３８は、第２光フィルタ２３３により分離された第２チャンネルλ２の出力光信号を電気信号に変換する。
制御部２４０は、第１フォトダイオード２３７から第１光フィルタ２３２を通じて選択された第１チャンネルλ１に対する電気信号を入力され、入力された第１チャンネルλ１に対する電気信号から換算された光パワーの強度が変化したか否かを判断する。
また、制御部２４０は、第２フォトダイオード２３８から第２光フィルタ２３３を通じて選択された第２チャンネルλ２に対する電気信号を入力され、入力された第２チャンネルλ２に対する電気信号から換算された光パワーの強度が変化したか否かを判断する。
制御部２４０は、第１フォトダイオード２３７又は第２フォトダイオード２３８から入力された電気信号から換算された光パワーの強度が変化したと判断される場合には、次のような動作を行う。即ち、制御部２４０は、第１フォトダイオード２３７及び第２フォトダイオード２３８からそれぞれ入力された電気信号から換算された光パワーの強度が変化したと判断される場合、変化しただけの光パワー強度を補償するために、ポンプ部２５０に入力される印加電流を変化させるように制御する。これを通じて、制御部２４０は、第１フォトダイオード２３７及び第２フォトダイオード２３８から検出される電気信号から換算された光パワーの強度が一定に維持されるように制御する。
さらに具体的には、制御部２４０は、第１フォトダイオード２３７から入力された電気信号から換算された光パワーの強度が変化したと判断される場合、変化しただけの光パワー強度を補償するために、前方ポンプ２５２に供給する印加電流を変化させる。また、制御部２４０は、第２フォトダイオード２３８から入力された電気信号から換算された光パワーの強度が変化したと判断される場合、変化しただけの光パワー強度を補償するために、後方ポンプ２５４に供給する印加電流を変化させる。
ここでは、第１フォトダイオード２３７から入力された電気信号から換算された光パワーの強度変化である場合は、前方ポンプ２５２に供給される印加電流を変化させ、第２フォトダイオード２３８から入力された電気信号から換算された光パワーの強度変化である場合は、後方ポンプ２５４に供給される印加電流を変化させると説明しているが、反対の場合も可能である。即ち、第１フォトダイオード２３７から入力された電気信号から換算された光パワーの強度変化である場合は、後方ポンプ２５４に供給される印加電流を変化させ、第２フォトダイオード２３８から入力された電気信号から換算された光パワーの強度変化である場合は、前方ポンプ２５２に供給される印加電流を変化させることができる。
制御部２４０において、第１フォトダイオード２３７及び第２フォトダイオード２３８から入力された電気信号から換算された光パワーの強度が変化する時、前方ポンプ２５２及び後方ポンプ２５４に入力される印加電流を決めるフィードバック方式は、ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−Ｉｎｔｅｒｇｒａｌ−Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）又はその他の多様な方法が利用できる。このような構成を通じて、結果的にそれぞれの第１フォトダイオード２３７と第２フォトダイオード２３８とから読んだ値が短時間内に一定の値に回復するように構成することができる。
前述したものをさらに具体的に説明するために、光増幅器２１０がＣ−ｂａｎｄ ＥＤＦＡである場合について説明する。
第１光フィルタ２３２及び第２光フィルタ２３３は、それぞれ光増幅器の出力光パワー利得バンド内の第１チャンネルである短波長チャンネル（λ１＝１５３３．４６ｎｍ）と、第２チャンネルである長波長チャンネル（λ２＝１５５３．３５ｎｍ）とのうちそれぞれ一つずつを選択する。もちろん、第１光フィルタ２３２は、それぞれ光増幅器の出力光パワー利得バンド内の第１チャンネルである長波長チャンネル（λ１＝１５５３．３５ｎｍ）と、第２チャンネルである短波長チャンネル（λ２＝１５３３．４６ｎｍ）とのうちそれぞれ一つずつを選択することも可能である。以下では、前者の場合を例として挙げて説明する。
第１光フィルタ２３２及び第２光フィルタ２３３から出力されるチャンネルの選択は、任意に決めることができるが、最大限に波長間隔が広いほどＷＤＭ出力平坦度を維持するのに有利である。即ち、第１チャンネルである短波長チャンネルと第２チャンネルである長波長チャンネルとの波長間隔が広いほどＷＤＭ出力平坦度を維持するのに有利である。
制御部２４０は、第１チャンネルである短波長チャンネル（λ１＝１５３３．４６ｎｍ）の出力光信号に対して、第１フォトダイオード２３７から検出した電気信号から換算された光パワーの強度変化を、ポンプ部２５０から前方ポンプ２５２に入力される印加電流を制御するフィードバック信号として使用する。また、制御部２４０は、第２チャンネルである長波長チャンネル（λ２＝１５５３．３５ｎｍ）の出力光信号に対して、第２フォトダイオード２３８から検出した電気信号から換算された光パワーの強度変化を、ポンプ部２５０から後方ポンプ２５３に入力される印加電流を制御するフィードバック信号として使用する。
また、制御部２４０は、第１チャンネルである短波長チャンネル（λ１＝１５３３．４６ｎｍ）及び第２チャンネルである長波長チャンネル（λ２＝１５５３．３５ｎｍ）の電気信号から換算された光パワーの強度を等しくすれば、自動的に図４のような平坦なＷＤＭチャンネル出力が得られる。図４は、図２におけるＷＤＭチャンネル出力スペクトルである。
また、制御部２４０は、意図的に第１チャンネルである短波長チャンネル（λ１＝１５５３．４６ｎｍ）及び第２チャンネルである長波長チャンネル（λ２＝１５５３．３５ｎｍ）の電気信号から換算された光パワーの強度を調節することによって、ＷＤＭチャンネル出力に出力光パワーの勾配を作ることも可能である。
図２において説明した方法は、平坦なＷＤＭチャンネル出力が得られると共に、あらゆるチャンネルにおいて一定のチャンネル出力光パワーが得られる。前述したように動作が行われた時、第１チャンネル及び第２チャンネルだけでなく、その他のあらゆるチャンネルにおいて同じチャンネル出力光パワーが得られる。このような方法は、出力光パワーをモニタして一定の出力光パワーを維持するようにフィードバックする方式であるので、伝送路の局所的損失又は損失の変化がある場合に適用することができ、前述の自動出力光パワーレベル制御（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｌｅｖｅｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＡＬＣ）を具現化することができる。
図３は、本発明の他の望ましい実施の一形態に係るチャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置の構成図である。図３を参照すると、チャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置３００は、第１カプラ３１０、第１検出部３２０、光増幅器３３０、第２カプラ３４０、第２検出部３５０、制御部３６０、及び、ポンプ部３７０から構成される。
ポンプ部３７０は、光増幅器３３０の前方向ポンピングを行う前方ポンプ３７２と、光増幅器３３０の後方ポンピングを行う後方ポンプ３７４とから構成される。
光増幅器３３０は、伝送路を通じて入力光信号を入力されてこれを増幅する。そして、光増幅器３３０は、増幅された出力光信号を伝送路に出力する。
第１カプラ３１０は、伝送路を通じて入力される入力光信号の一部を伝送路の外部に分離する。第１カプラ３１０によって分離されない光信号は、光増幅器３３０の入力端に入力される。
第１検出部３２０は、第１カプラ３１０により分離された入力光信号によって複数個の特定チャンネルを選択し、選択された特定チャンネルのそれぞれに対する光信号から電気信号を検出する。
さらに具体的には、第１検出部３２０は、入力光フィルタ部３２１及び入力フォトダイオード部３２６から構成される。光フィルタ部３２１は、複数個の入力光フィルタからなるが、図３では、第１入力光フィルタ３２２及び第２入力光フィルタ３２３からなる。そして、入力フォトダイオード部３２６は、複数個の入力フォトダイオードからなるが、図３では、第１入力フォトダイオード３２７及び第２入力フォトダイオード３２８からなる。
第１入力光フィルタ３２２は、第１カプラ３１０によって分離された入力光信号から第１チャンネルλ１の入力光信号を分離し、第２入力光フィルタ３２３は、第１カプラ３１０によって分離された入力光信号から第２チャンネルλ２の入力光信号を分離する。即ち、第１入力光フィルタ３２２及び第２入力光フィルタ３２３は、様々な光チャンネルのうちそれぞれ一つの光チャンネルのみを選択するように製作された光フィルタである。
第１入力フォトダイオード３２７は、第１入力光フィルタ３２２により分離された第１チャンネルλ１の出力光信号を電気信号に変換する。
第２入力フォトダイオード３２８は、第２入力光フィルタ３２３により分離された第２チャンネルλ２の出力光信号を電気信号に変換する。
第２カプラ３４０は、伝送路を通じて光増幅器３３０の出力端から出力される出力光信号の一部を伝送路の外部に分離する。第２カプラ３４０によって分離されない光信号は、伝送路を通じて外部に出力される。
第２検出部３５０は、第２カプラ３４０により分離された出力光信号によって複数個の特定チャンネルを選択し、選択された特定チャンネルのそれぞれに対する光信号から電気信号を検出する。
さらに具体的には、第２検出部３２０は、出力光フィルタ部３５１及び出力フォトダイオード部３５６から構成される。出力光フィルタ部３５１は、複数個の出力光フィルタからなるが、図３では、第１出力光フィルタ３５２及び第２出力光フィルタ３５３からなる。そして、出力フォトダイオード部３５６は、複数個の出力フォトダイオードからなるが、図３では、第１出力フォトダイオード３５７及び第２出力フォトダイオード３５８からなる。
第１出力光フィルタ３５２は、第２カプラ３４０によって分離された出力光信号から第１チャンネルλ１の出力光信号を分離し、第２出力光フィルタ３５３は、第２カプラ３４０によって分離された出力光信号から第２チャンネルλ２の出力光信号を分離する。即ち、第１出力光フィルタ３５２及び第２出力光フィルタ３５３は、複数の光チャンネルのうちそれぞれ一つの光チャンネルのみを選択するように製作された光フィルタである。
また、第１出力光フィルタ３５２及び第２出力光フィルタ３５３は、第１入力光フィルタ３２２及び第２出力光フィルタ３２３において出力したチャンネルとそれぞれ同じチャンネルの光信号を分離する。
第１出力フォトダイオード３５７は、第１出力光フィルタ３５２により分離された第１チャンネルλ１の出力光信号を電気信号に変換する。
第２出力フォトダイオード３５８は、第２出力光フィルタ３５３により分離された第２チャンネルλ２の出力光信号を電気信号に変換する。
制御部３６０は、第１入力フォトダイオード３２７から第１入力光フィルタ３２２を通じて選択された第１チャンネルλ１に対する電気信号と、第１出力フォトダイオード３５７から第１出力光フィルタ３５２を通じて選択された第１チャンネルλ１に対する電気信号とをそれぞれ入力され、入力された第１チャンネルλ１に対する電気信号から光信号利得を計算して変化したか否かを判断する。
また、制御部３６０は、第２入力フォトダイオード３２８から第２入力光フィルタ３２３を通じて選択された第２チャンネルλ２に対する電気信号と、第２出力フォトダイオード３５８から第２出力光フィルタ３５３を通じて選択された第２チャンネルλ２に対する電気信号とをそれぞれ入力され、入力された第２チャンネルλ２に対する電気信号から光信号利得を計算して変化したか否かを判断する。
制御部３６０は、第１チャンネルλ１に対する光信号利得又は第２チャンネルλ２に対する光信号利得が変化したと判断される場合には、次のような動作を行う。即ち、制御部３６０は、第１チャンネルλ１に対する光信号利得又は第２チャンネルλ２に対する光信号利得が変化したと判断される場合、変化しただけの光信号利得を補償するために、ポンプ部３７０に入力される印加電流を変化させるように制御する。これを通じて制御部３６０は、第１チャンネルλ１に対する光信号利得又は第２チャンネルλ２に対する光信号利得が一定に維持されるように制御する。
さらに具体的には、制御部３６０は、第１チャンネルλ１に対する光信号利得が変化したと判断される場合、変化しただけの光信号利得を補償するために、前方ポンプ３７２に供給する印加電流を変化させる。また、制御部３６０は、第２チャンネルλ２に対する光信号利得が変化したと判断される場合、変化しただけの光信号利得を補償するために、後方ポンプ３７４に供給する印加電流を変化させる。
ここでは、第１チャンネルλ１に対する光信号利得の変化である場合、前方ポンプ３７２に入力される印加電流を変化させ、第２チャンネルλ２に対する光信号利得の変化である場合、後方ポンプ３７４に入力される印加電流を変化させると説明しているが、反対の場合も可能である。即ち、第１チャンネルλ１に対する光信号利得の変化である場合、後方ポンプ３７４に入力される印加電流を変化させ、第２チャンネルλ２に対する光信号利得の変化である場合、前方ポンプ３７２に入力される印加電流を変化させることができる。
制御部３６０により第１チャンネルλ１に対する光信号利得又は第２チャンネルλ２に対する光信号利得が変化したと判断される場合、前方ポンプ３７２及び後方ポンプ３７４に入力される印加電流を決めるフィードバック方式は、ＰＩＤ又はその他の多様な方法が利用できる。
図３において説明した方法は、平坦なＷＤＭチャンネル出力が得られると共に、光増幅器の自動利得制御（ＡＧＣ）を行うことができる。図３において説明したように動作が行われた時、図１ＣのようなＷＤＭチャンネル出力を光増幅器の入力とする場合に、第１チャンネルλ１と第２チャンネルλ２とに対する光信号利得を異なるように設定して、ＷＤＭチャンネル出力の勾配を補償し、それにより、図４のような平坦なＷＤＭチャンネル出力を得ることができる。図４は、図３でのＷＤＭチャンネル出力スペクトルである。このように、図３のような方法を通じて自動利得制御（ＡＧＣ）を具現化することができ、同時にＷＤＭチャンネル出力の勾配を補償することができる。
以上のように、図面及び明細書に最適の実施の形態が開示された。ここで、特定の用語が使用されたが、これは単に、本発明を説明するための目的で使用されたものであり、意味限定や特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使用されたものではない。従って、当業者であれば、これから多様な変形及び均等な他の実施の形態が可能であるという点を理解することができるであろう。従って、本発明の真の技術的な保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想により決定されなければならない。
本発明は、光伝送システム関連の技術分野において効果的に適用可能である。
従来の光伝送路の構成図である。 図１Ａの第１地点におけるＷＤＭチャンネル出力スペクトルである。 図１Ａの第２地点におけるＷＤＭチャンネル出力スペクトルである。 ＷＤＭチャンネル出力平坦化機能がない場合の図１Ａの第３地点におけるＷＤＭチャンネル出力スペクトルである。 本発明の望ましい実施の一形態に係るチャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置の構成図である。 本発明の他の望ましい実施の一形態に係るチャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置の構成図である。 図２及び図３におけるＷＤＭチャンネル出力スペクトルである。
符号の説明
２００ 光増幅装置
２１０ 光増幅器
２２０ カプラ
２３０ 検出部
２３１ 光フィルタ部
２３２ 第１光フィルタ
２３３ 第２光フィルタ
２３６ フォトダイオード部
２３７ 第１フォトダイオード
２３８ 第２フォトダイオード
２４０ 制御部
２５０ ポンプ部
２５２ 前方ポンプ
２５４ 後方ポンプ

Claims (21)

  1. 光信号を増幅する光増幅器と、
    前記光増幅器の前方及び後方において前記光信号をポンピングするポンプ部と、
    前記光増幅器の出力のうち分離された出力光信号により複数個の特定チャンネルを選択し、選択された特定チャンネルのそれぞれに対する光信号から電気信号を検出する検出部と、
    前記検出されたそれぞれの電気信号を入力されて、電気信号から換算された光パワー強度が変化したか否かを判断し、前記光パワー強度の変化をなくすように、前記ポンプ部に入力される印加電流を前記光パワー強度の変化に応じて制御する制御部と、
    を備えることを特徴とするチャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置。
  2. 前記光増幅器の出力の一部の出力光信号を分離して、前記検出部に提供するカプラをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のチャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置。
  3. 前記検出部は、
    前記分離された出力光信号により複数個の特定チャンネルを選択する複数個の光フィルタと、
    前記それぞれの光フィルタによって選択された特定チャンネルにおける電気信号を検出する複数個のフォトダイオードと、
    を備えることを特徴とする請求項１に記載のチャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置。
  4. 前記光フィルタは、前記分離された出力光信号により第１チャンネルを選択する第１光フィルタと、前記分離された出力光信号により第２チャンネルを選択する第２光フィルタとからなり、
    前記フォトダイオードは、第１光フィルタによって選択された第１チャンネルにおける電気信号を検出する第１フォトダイオードと、前記第２光フィルタによって選択された第２チャンネルにおける電気信号を検出する第２フォトダイオードとからなることを特徴とする請求項３に記載のチャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置。
  5. 前記ポンプ部は、
    前記光増幅器の前方において前記光信号をポンピングする前方ポンプと、
    前記光増幅器の後方において前記光信号をポンピングする後方ポンプと、
    からなることを特徴とする請求項１に記載のチャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置。
  6. 前記前方ポンプ及び後方ポンプは、レーザーダイオードからなることを特徴とする請求項５に記載のチャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置。
  7. 前記制御部は、
    前記第１フォトダイオードから入力される電気信号から換算された光パワー強度の変化に応じて、前記前方ポンプに入力される印加電流を制御し、前記第２フォトダイオードから入力される電気信号から換算された光パワー強度の変化に応じて、前記後方ポンプに入力される印加電流を制御することを特徴とする請求項５に記載のチャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置。
  8. 前記第１チャンネルは、前記分離された出力における短波長領域チャンネルであり、前記第２チャンネルは、前記分離された出力における長波長領域チャンネルであり、又は、前記第１チャンネルは、前記分離された出力における長波長領域チャンネルであり、前記第２チャンネルは、前記分離された出力における短波長領域チャンネルであることを特徴とする請求項４に記載のチャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置。
  9. 前記第１チャンネルと前記第２チャンネルとの波長間隔を大きく設定することを特徴とする請求項４に記載のチャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置。
  10. 前記制御部は、
    前記第１チャンネルにおける電気信号から換算された光パワー強度と、前記第２チャンネルにおける電気信号から換算された光パワー強度とが等しくなるように、前記ポンプ部に入力される印加電流を制御することを特徴とする請求項４に記載のチャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置。
  11. 光信号を増幅する光増幅器と、
    前記光増幅器の前方及び後方において前記光信号をポンピングするポンプ部と、
    前記光増幅器の入力端に入力される入力光信号のうちの一部により複数個の特定チャンネルを選択し、前記選択された特定チャンネルのそれぞれに対する入力光信号から電気信号を検出する第１検出部と、
    前記光増幅器の出力端から出力される出力光信号のうちの一部により、前記第１検出部において選択されるチャンネルと同様の複数個の特定チャンネルを選択し、前記選択された特定チャンネルのそれぞれに対する出力光信号から電気信号を検出する第２検出部と、
    前記第１検出部及び第２検出部から、選択されたそれぞれの特定チャンネルに対する電気信号を入力されて、前記それぞれの特定チャンネルに対する光信号利得の変化を判断し、前記光信号利得の変化をなくすように、前記ポンプ部に入力される印加電流を前記光信号利得の変化に応じて制御する制御部と、
    を備えることを特徴とするチャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置。
  12. 前記光増幅器の入力端に入力される入力光信号の一部を分離して、前記第１検出部に提供する第１カプラと、
    前記光増幅器の出力端から出力される出力光信号の一部を分離して、前記第２検出部に提供する第２カプラと、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載のチャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置。
  13. 前記第１検出部は、前記分離された入力光信号により複数個の特定チャンネルを選択する複数個の入力光フィルタと、前記それぞれの光フィルタによって選択された特定チャンネルにおける電気信号を検出する複数個の入力フォトダイオードとを備え、
    前記第２検出部は、前記分離された出力光信号により複数個の特定チャンネルを選択する複数個の出力光フィルタと、前記それぞれの光フィルタによって選択された特定チャンネルにおける電気信号を検出する複数個の出力フォトダイオードとを備えることを特徴とする請求項１１に記載のチャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置。
  14. 前記入力光フィルタは、前記分離された入力光信号により第１チャンネルを選択する第１入力光フィルタと、前記分離された入力光信号により第２チャンネルを選択する第２入力光フィルタとからなり、
    前記入力フォトダイオードは、前記第１入力光フィルタによって選択された第１チャンネルにおける電気信号を検出する第１入力フォトダイオードと、前記第２入力光フィルタによって選択された第２チャンネルにおける電気信号を検出する第２入力フォトダイオードとからなり、
    前記出力光フィルタは、前記分離された出力光信号により前記第１チャンネルを選択する第１出力光フィルタと、前記分離された出力光信号により前記第２チャンネルを選択する第２出力光フィルタとからなり、
    前記出力フォトダイオードは、前記第１出力光フィルタによって選択された前記第１チャンネルにおける電気信号を検出する第１出力フォトダイオードと、前記第２出力光フィルタによって選択された第２チャンネルにおける電気信号を検出する第２出力フォトダイオードとからなることを特徴とする請求項１３に記載のチャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置。
  15. 前記ポンプ部は、
    前記光増幅器の前方において前記光信号をポンピングする前方ポンプと、
    前記光増幅器の後方において前記光信号をポンピングする後方ポンプとからなることを特徴とする請求項１１に記載のチャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置。
  16. 前記前方ポンプ及び後方ポンプは、レーザーダイオードからなることを特徴とする請求項１５に記載のチャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置。
  17. 前記制御部は、
    前記第１入力フォトダイオードから入力される電気信号と、前記第１出力フォトダイオードから入力される電気信号とに対する光信号利得の変化に応じて、前記前方ポンプに入力される印加電流を制御し、
    前記第２入力フォトダイオードから入力される電気信号と、前記第２出力フォトダイオードから入力される電気信号とに対する光信号利得の変化に応じて、前記後方ポンプに入力される印加電流を制御することを特徴とする請求項１５に記載のチャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置。
  18. 前記第１チャンネルは、前記分離された出力における短波長領域チャンネルであり、前記第２チャンネルは、前記分離された出力における長波長領域チャンネルであり、又は、前記第１チャンネルは、前記分離された出力における長波長領域チャンネルであり、前記第２チャンネルは、前記分離された出力における短波長領域チャンネルであることを特徴とする請求項１４に記載のチャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置。
  19. 前記第１チャンネルと前記第２チャンネルとの波長間隔を大きく設定することを特徴とする請求項１４に記載のチャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置。
  20. 前記制御部は、
    前記第１チャンネルにおける光信号利得と前記第２チャンネルにおける光信号利得とを異なるように設定して、前記第１チャンネルと前記第２チャンネルとにおける出力が平坦化されるように、前記ポンプ部に印加される印加電流を制御することを特徴とする請求項１４に記載のチャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置。
  21. 前記光増幅器は、ＷＤＭ光伝送システムに用いられる光増幅器であることを特徴とする請求項１又は請求項１１に記載のチャンネル出力平坦化機能を有する光増幅装置。
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