JP2014230259A - Optical amplifier and photoreceiver using the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a feed forward control optical amplifier that is able to exert control such that an output value is constant relative to burst optical signal inputs of different intensities, the optical amplifier being able to widen an input dynamic range by accurately detecting the intensity of the light signal of an input weak burst signal.SOLUTION: In an optical amplifier 42 in which optical amplifiers for amplifying a light signals are connected in series, when an input light signal is equal to or higher than a first identification value set in advance, the first optical amplifier 42-1 connected to the side to which the light signal is input amplifies the input light signal so that this input light signal has a first target value set in advance, and a second optical amplifier 42-2 connected to the one subsequent to the first optical amplifier 42-1 amplifies the first output light signal, output from the first optical amplifier 42-1, to a second target value set in advance.

Description

本発明は、入力光信号の強度によらず強度が一定である出力光信号を出力する、フィードフォワード制御を行う半導体光増幅器に関する。   The present invention relates to a semiconductor optical amplifier that performs feedforward control that outputs an output optical signal having a constant intensity regardless of the intensity of the input optical signal.

光加入者ネットワークでは、PON(Passive Optical Network)方式が広く採用されている。IEEEでは、すでに商用化されているG−EPON(Gigabit Ethernet(登録商標) PON)はもとより、次世代システムである10G−EPONの標準化を終えている。またITU−Tでも、すでに商用化されているB−PON(Broadband PON)、およびG−PON(Gigabit−capable PON)はもとより、次世代システムであるXG−PONの標準化を終えている。   In an optical subscriber network, a PON (Passive Optical Network) system is widely adopted. In IEEE, standardization of 10G-EPON which is a next generation system as well as G-EPON (Gigabit Ethernet (registered trademark) PON) which has already been commercialized has been completed. In ITU-T, standardization of XG-PON, which is a next-generation system, has been finished as well as B-PON (Broadband PON) and G-PON (Gigabit-capable PON) that have already been commercialized.

これらPONは、収容局と複数の加入者が、所外に配置された光スプリッタを介して、一本の光ファイバで結合されるネットワーク構成であり、上り信号と下り信号が異なる波長により、同一光ファイバ上を双方向に伝送される。下り信号は、加入者ごとの信号が、時分割多重(TDM:Time Division Multiplexing)技術を用いて多重された連続信号であり、加入者に配置される送受信装置(ONU:Optical Network Unit)は、光スプリッタにおいて分岐された連続信号から、自身に必要なタイムスロットの信号を取り出す。また、上り信号は、ONUから間欠的に送信されるバースト信号であり、光スプリッタで結合されてTDM信号となり、収容局に送られる。本システムでは、収容局から光スプリッタまでの光ファイバ、および収容局に配置される送受信装置(OLT:Optical Line Terminal)を、複数の加入者で共用化できることから、ギガを超える高速の光アクセスサービスを、経済的に提供することができる。   These PONs have a network configuration in which a receiving station and a plurality of subscribers are coupled by a single optical fiber via an optical splitter disposed outside the station. The upstream signal and the downstream signal are the same depending on different wavelengths. It is transmitted in both directions on the optical fiber. The downlink signal is a continuous signal in which a signal for each subscriber is multiplexed using time division multiplexing (TDM) technology, and a transmission / reception device (ONU: Optical Network Unit) arranged in the subscriber is: From the continuous signal branched in the optical splitter, the signal of the time slot required for itself is taken out. The upstream signal is a burst signal that is intermittently transmitted from the ONU, is combined by an optical splitter to become a TDM signal, and is sent to the accommodation station. In this system, the optical fiber from the accommodation station to the optical splitter and the transmission / reception device (OLT: Optical Line Terminal) arranged in the accommodation station can be shared by a plurality of subscribers. Can be provided economically.

GE−PON、B−PON、G−PONは、商用システムであるが、システムに許容される伝送路損失の拡大が課題の一つとなっている。これが実現できれば、光スプリッタの分岐数を増やして収容する加入者の数を増したり、伝送距離を長延化して収容エリアを拡げたりして、数的ないしは面的に、収容効率を向上させることが期待できる。これを解決するために、光増幅器を用いて、多分岐スプリッタや、長延化された伝送路の損失を補償する手法が提案されている。   GE-PON, B-PON, and G-PON are commercial systems, but an increase in transmission path loss allowed in the system is one of the problems. If this can be realized, the number of subscribers to be accommodated can be increased by increasing the number of branches of the optical splitter, or the accommodation area can be expanded by extending the transmission distance to improve the accommodation efficiency numerically or planarly. I can expect. In order to solve this problem, a technique has been proposed in which an optical amplifier is used to compensate for the loss of a multi-branch splitter or a lengthened transmission line.

図1に、光増幅器を用いたPONシステムの構成を示す。図1に示される通り、光中継器94は、収容局95に配置される送受信装置(OLT:Optical Line Terminal)91と光スプリッタ93を結合する光ファイバ上に配置される。光増幅器を収容局95外に配置し中継器94として用いる場合、収容局95内に配置し前置増幅器として用いる場合が想定される。挿絵にある通り、光増幅器42は、双方向の上り信号(波長λ)と、下り信号(波長λ)を、2つの合分波器41を利用して個別の光増幅器42により双方向増幅する構成である。使用する光増幅器42として、希土類を添加した光ファイバ増幅器、集中増幅型の光ファイバラマン増幅器、半導体光増幅器(SOA:Semiconductor Optical Amplifier)などを用いることができる。特にSOAは、小型化、経済化、省電力化において、他の光増幅器に比して利点を有し、コスト要件に厳しい光加入者ネットワークでは、期待の大きい光デバイスである。 FIG. 1 shows the configuration of a PON system using an optical amplifier. As shown in FIG. 1, the optical repeater 94 is disposed on an optical fiber that couples a transmission / reception apparatus (OLT: Optical Line Terminal) 91 disposed in the accommodation station 95 and an optical splitter 93. When the optical amplifier is disposed outside the accommodating station 95 and used as the repeater 94, it is assumed that the optical amplifier is disposed within the accommodating station 95 and used as a preamplifier. As shown in the illustration, the optical amplifier 42 transmits the bidirectional upstream signal (wavelength λ 1 ) and the downstream signal (wavelength λ 2 ) bidirectionally using the two optical multiplexers 41. It is the structure to amplify. As the optical amplifier 42 to be used, an optical fiber amplifier to which rare earth is added, a concentrated amplification type optical fiber Raman amplifier, a semiconductor optical amplifier (SOA), or the like can be used. In particular, SOA has advantages over other optical amplifiers in terms of miniaturization, economy, and power saving, and is a highly expected optical device in an optical subscriber network with strict cost requirements.

光増幅器42を用いたPONシステムにおける大きな課題の一つが、上り信号を増幅する光増幅器の実現である。上り信号は、ONU92から光スプリッタ93までの距離の違い、ONU92内の送信器出力の個体差などにより、光増幅器42に入力されるバースト信号の強度にばらつきが生じる。ここで問題となるのが、光強度の小さいバースト信号ではなく、光強度の大きいバースト信号である。光増幅器42に強バースト信号が入力されると、光増幅器42出力は当然のことながら大きくなり、光増幅後の伝送距離がさほど長くない場合、OLT91内の受信器に受信感度の上限を超える上り信号が入力されて、信号が受信できなくなるという問題が生じる。また光増幅器42としてSOAを用いた場合、増幅過程におけるSOAの応答時間は、ギガクラスの信号のビット長と同程度であるため、入力バースト信号の光強度が大きく飽和領域で増幅される場合には、各ビットの立ち上がりにおいて過剰に光増幅され、パターン効果と呼ばれる信号波形劣化が生じるという問題がある。以上を言い換えれば、SOAをベースとした光増幅器42をPONに適用するためには、「(1)入力光強度に依らず、光増幅後の伝送可能距離を一定にする」、「(2)強信号入力に対して、SOAのパターン効果の影響を低減する」、という2つの意味において、入力ダイナミックレンジを拡大することが求められる。   One of the major problems in the PON system using the optical amplifier 42 is the realization of an optical amplifier that amplifies the upstream signal. The upstream signal varies in intensity of the burst signal input to the optical amplifier 42 due to a difference in the distance from the ONU 92 to the optical splitter 93, individual differences in transmitter output in the ONU 92, and the like. The problem here is not a burst signal having a low light intensity but a burst signal having a high light intensity. When a strong burst signal is input to the optical amplifier 42, the output of the optical amplifier 42 naturally increases. When the transmission distance after optical amplification is not so long, the receiver in the OLT 91 exceeds the upper limit of reception sensitivity. There is a problem that a signal is input and the signal cannot be received. When SOA is used as the optical amplifier 42, the response time of the SOA in the amplification process is almost the same as the bit length of the giga-class signal, so that the light intensity of the input burst signal is large and amplified in the saturation region. There is a problem in that signal waveform deterioration called a pattern effect occurs due to excessive optical amplification at the rise of each bit. In other words, in order to apply the SOA-based optical amplifier 42 to the PON, “(1) Make the transmittable distance after optical amplification constant regardless of the input light intensity”, “(2) It is required to expand the input dynamic range in two meanings of “reducing the influence of the SOA pattern effect on the strong signal input”.

前記(1)の意味については、光増幅器42の出力における光強度を一定値に制御することにより解決することができる。目的は異なるが、バースト受信器の入力ダイナミックレンジに対する要求条件を緩和するために、出力値を一定に制御することのできるフィードフォワード制御光増幅器が提案されている(例えば、特許文献1及び非特許文献1参照。)。   The meaning of (1) can be solved by controlling the light intensity at the output of the optical amplifier 42 to a constant value. Although the purpose is different, a feedforward control optical amplifier capable of controlling the output value to be constant has been proposed in order to relax the requirement for the input dynamic range of the burst receiver (for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document). Reference 1).

図2に、非特許文献1による基本構成を示す。本光増幅器は、光分岐器1、光電気変換器2、制御回路3、駆動回路4、SOA5から構成される。光分岐器1は、入力されたバースト光信号の一部を分岐する。光電気変換器2は、分岐されたバースト光信号を電気信号に変換する。制御回路3には、予め取得したSOA5の駆動電流変化に対する入力光強度と出力光強度のデータを基に算出した関係式が格納され、電気信号から読み取った入力光強度に対してSOA5から出力される光強度が目標値となる駆動電流を算出する。駆動回路4は、算出された駆動信号電流を送出する。SOA5は、駆動信号電流により駆動され、入力バースト信号の光強度に応じて利得が調整される。図示はしないが、入力光強度を検出された光信号がSOA5に入力されるタイミングと、SOA5が駆動信号電流により駆動されるタイミングを一致させるために、特許文献1に記載のように、必要に応じて光分岐器1とSOA5の間に遅延線を配置する。以上、フィードフォワード制御方式を利用した構成により、入力バースト光信号の強度を、出力において一定の目標値となるよう制御することができる。   FIG. 2 shows a basic configuration according to Non-Patent Document 1. This optical amplifier includes an optical branching device 1, an optical / electrical converter 2, a control circuit 3, a driving circuit 4, and an SOA 5. The optical branching device 1 branches a part of the input burst optical signal. The photoelectric converter 2 converts the branched burst optical signal into an electrical signal. The control circuit 3 stores a relational expression calculated based on input light intensity and output light intensity data with respect to a change in the drive current of the SOA 5 acquired in advance, and is output from the SOA 5 with respect to the input light intensity read from the electrical signal. The drive current at which the light intensity becomes the target value is calculated. The drive circuit 4 sends out the calculated drive signal current. The SOA 5 is driven by the drive signal current, and the gain is adjusted according to the light intensity of the input burst signal. Although not shown, in order to match the timing at which the optical signal whose input light intensity is detected is input to the SOA 5 and the timing at which the SOA 5 is driven by the drive signal current, as described in Patent Document 1, it is necessary. Accordingly, a delay line is arranged between the optical branching device 1 and the SOA 5. As described above, with the configuration using the feedforward control method, the intensity of the input burst optical signal can be controlled to be a constant target value at the output.

特許文献1では、光増幅機能を有する光増幅器と、光強度調節する光減衰器を分けた構成であるのに対し、非特許文献1に基づいた図2に記載の構成では、両機能を単一のSOA5で実現していることから、用いる光部品の点数を削減することができる。また、強バースト信号が入力された場合、SOA5を駆動する電流を減少させるため、駆動電流を固定した場合に比べてSOA5が飽和しにくくなり、パターン効果の影響が緩和され、前記(2)の意味において入力ダイナミックレンジが拡大される。   In Patent Document 1, an optical amplifier having an optical amplification function and an optical attenuator for adjusting the light intensity are separated, whereas the structure shown in FIG. Since it is realized with one SOA 5, the number of optical components to be used can be reduced. Further, when a strong burst signal is input, the current for driving the SOA 5 is reduced, so that the SOA 5 is less likely to be saturated compared to the case where the driving current is fixed, and the influence of the pattern effect is alleviated. In meaning, the input dynamic range is expanded.

しかしながら図2に示す構成では、分岐光を用いて入力バースト光信号の強度を観測しているため、弱バースト光信号入力に対して、正確に光強度を検出することができないという課題がある。   However, in the configuration shown in FIG. 2, since the intensity of the input burst optical signal is observed using the branched light, there is a problem that the light intensity cannot be accurately detected with respect to the weak burst optical signal input.

特開2010−226685号公報JP 2010-226685 A

N.Cheng,S.−H.Yen,J.Cho,Z.Xu,T.Yang,Y.Tang,and L.G.Kazovsky,“Long Reach Passive Optical Networks with Adaptive Power Equalization Using Semiconductor Optical Amplifiers,” ACP’2009,FS4,2009.N. Cheng, S.M. -H. Yen, J .; Cho, Z .; Xu, T .; Yang, Y. et al. Tang, and L.L. G. Kazovsky, “Long Reach Passive Optical Networks with Adaptive Power Powering Usage Semiconductor Amplifiers,” ACP'2009.

本発明は、強度の異なるバースト光信号入力に対して、出力値を一定に制御することのできるフィードフォワード制御光増幅器において、入力された弱バースト信号の光信号強度を正確に検出することにより、入力ダイナミックレンジを拡大することのできる光増幅器を提供することを目的とする。   The present invention accurately detects the optical signal intensity of an input weak burst signal in a feedforward control optical amplifier capable of controlling the output value to be constant with respect to burst optical signal inputs having different intensities. An object of the present invention is to provide an optical amplifier capable of expanding the input dynamic range.

本発明に係る光増幅器は、
光信号を増幅する光増幅器が縦続に接続されている光増幅器であって、
前記光増幅器のうちの光信号が入力される側に接続されている第一の光増幅器は、入力光信号が予め設定した第一の識別値以上又は前記第一の識別値超である場合、当該入力光信号が予め設定した第一の目標値になるように増幅し、
前記光増幅器のうちの前記第一の光増幅器の後段に接続されている第二の光増幅器は、前記第一の光増幅器から出力された第一の出力光信号の光強度を検出し、検出した光強度に応じて予め設定した第二の目標値になるように増幅する。
An optical amplifier according to the present invention includes:
An optical amplifier in which optical amplifiers for amplifying optical signals are connected in cascade,
The first optical amplifier connected to the optical signal input side of the optical amplifier, when the input optical signal is greater than or equal to a preset first identification value or more than the first identification value, Amplifying the input optical signal so as to be a first target value set in advance,
The second optical amplifier connected to the subsequent stage of the first optical amplifier among the optical amplifiers detects and detects the light intensity of the first output optical signal output from the first optical amplifier. Amplification is performed so that the second target value is set in advance according to the light intensity.

本発明に係る光増幅器では、
前記第一の光増幅器は、
入力光信号を第一の主信号と第一のモニタ光に分岐する第一の分岐器と、
前記第一の主信号を、供給された駆動電流を用いて増幅する第一のSOAと、
前記第一のモニタ光を第一の電気信号に変換する第一の光電気変換器と、
前記第一の電気信号の振幅値が予め設定した第一の識別値以上又は前記第一の識別値超である場合、前記第一の電気信号の振幅値を用いて前記入力光信号の光強度を算出し、算出した光強度の入力光信号が予め設定した第一の目標値になるような前記第一のSOAの駆動電流を算出する第一の制御回路と、
前記第一の電気信号の振幅値が予め設定した第一の識別値以上又は前記第一の識別値超である前記第一の主信号を前記第一のSOAが増幅する際に、前記第一の制御回路の算出した駆動電流を前記第一のSOAへ送出する第一の駆動回路と、
を備え、
前記第二の光増幅器は、
前記第一のSOAから出力された第一の出力光信号を第二の主信号と第二のモニタ光に分岐する第二の分岐器と、
前記第二の主信号を、供給された駆動電流を用いて増幅する第二のSOAと、
前記第二のモニタ光を第二の電気信号に変換する第二の光電気変換器と、
前記第二の電気信号の振幅値を用いて前記第一の出力光信号の光強度を算出し、算出した光強度が予め設定した第二の目標値になるような前記第二のSOAの駆動電流を算出する第二の制御回路と、
前記第二の主信号を前記第二のSOAが増幅する際に、前記第二の制御回路の算出した駆動電流を前記第二のSOAへ送出する第二の駆動回路と、
を備えてもよい。
In the optical amplifier according to the present invention,
The first optical amplifier is:
A first branching device for branching an input optical signal into a first main signal and a first monitor light;
A first SOA for amplifying the first main signal using a supplied drive current;
A first photoelectric converter for converting the first monitor light into a first electrical signal;
When the amplitude value of the first electric signal is greater than or equal to a first identification value set in advance or greater than the first identification value, the light intensity of the input optical signal using the amplitude value of the first electric signal A first control circuit that calculates the drive current of the first SOA so that the input optical signal of the calculated light intensity becomes a preset first target value;
When the first SOA amplifies the first main signal in which the amplitude value of the first electric signal is greater than or equal to a preset first identification value or exceeds the first identification value, the first SOA A first drive circuit for sending the drive current calculated by the control circuit to the first SOA;
With
The second optical amplifier is:
A second branching device for branching the first output optical signal output from the first SOA into a second main signal and a second monitor light;
A second SOA for amplifying the second main signal using the supplied drive current;
A second photoelectric converter that converts the second monitor light into a second electrical signal;
The light intensity of the first output optical signal is calculated using the amplitude value of the second electrical signal, and the second SOA is driven so that the calculated light intensity becomes a preset second target value. A second control circuit for calculating the current;
A second drive circuit that sends the drive current calculated by the second control circuit to the second SOA when the second SOA amplifies the second main signal;
May be provided.

本発明に係る光増幅器では、前記第一の制御回路は、1以上の識別値を有し、前記第一の電気信号の振幅値と各識別値との上下関係を判定し、前記第一の電気信号の振幅値が各識別値を超える又は各識別値以上になる毎に当該識別値における駆動電流よりも少ない一定値の駆動電流を算出してもよい。   In the optical amplifier according to the present invention, the first control circuit has one or more identification values, determines a vertical relationship between an amplitude value of the first electric signal and each identification value, and the first control circuit Each time the amplitude value of the electrical signal exceeds each identification value or exceeds each identification value, a constant driving current smaller than the driving current at the identification value may be calculated.

本発明に係る光増幅器では、前記第一の制御回路および前記第二の制御回路は、共通の制御回路で構成されていてもよい。   In the optical amplifier according to the present invention, the first control circuit and the second control circuit may be configured by a common control circuit.

本発明に係る光増幅器では、前記光信号はバースト光信号であり、前記第二の制御回路は、前記第二の電気信号の振幅値から前記光信号のうちの前記バースト光信号のガードタイムを判定し、前記第二の駆動回路は、前記第二の制御回路の判定したガードタイムが前記第二のSOAを通過する際に前記第二の駆動電流をオフにしてもよい。   In the optical amplifier according to the present invention, the optical signal is a burst optical signal, and the second control circuit calculates a guard time of the burst optical signal of the optical signal from an amplitude value of the second electric signal. The second drive circuit may turn off the second drive current when the guard time determined by the second control circuit passes through the second SOA.

本発明に係る光受信器は、
前記光信号としてバースト光信号が入力される、本発明の光増幅器と、
前記光増幅器から出力されたバースト光信号を電気信号に変換する光受信フロントエンドと、
前記光受信フロントエンドの出力した電気信号を用いて、前記光増幅器に入力されたバースト光信号を受信する信号処理部と、
を備える。
An optical receiver according to the present invention includes:
An optical amplifier according to the present invention, wherein a burst optical signal is input as the optical signal;
An optical reception front end for converting a burst optical signal output from the optical amplifier into an electrical signal;
A signal processing unit that receives a burst optical signal input to the optical amplifier using an electrical signal output from the optical reception front end;
Is provided.

本発明によれば、強度の異なるバースト光信号入力に対して、出力値を一定に制御することのできるフィードフォワード制御光増幅器において、縦続接続した光増幅器を用いて入力された弱バースト信号の光信号強度を正確に検出することにより、入力ダイナミックレンジを拡大することのできる光増幅器を提供することができる。   According to the present invention, in a feedforward control optical amplifier capable of controlling the output value to be constant with respect to burst optical signal inputs having different intensities, the light of a weak burst signal input using cascaded optical amplifiers. An optical amplifier capable of expanding the input dynamic range by accurately detecting the signal intensity can be provided.

光増幅器を用いたPONシステムの一例を示す。1 shows an example of a PON system using an optical amplifier. フィードフォワード制御方式を利用した関連する光増幅器の一例を示す。An example of the related optical amplifier using a feedforward control system is shown. 第一実施形態に係る光増幅器の一例を示す。An example of the optical amplifier which concerns on 1st embodiment is shown. 第一実施形態に係る光増幅器の入力光強度と出力光強度の関係の一例を示す。An example of the relationship between the input light intensity and the output light intensity of the optical amplifier according to the first embodiment is shown. 関連する光増幅器を用いた場合の入力光強度と出力光強度の関係の一例を示す。An example of the relationship between input light intensity and output light intensity when a related optical amplifier is used is shown. 第二実施形態に係る光増幅器を用いた場合の入力光強度と出力光強度の関係の一例を示す。An example of the relationship between input light intensity and output light intensity at the time of using the optical amplifier which concerns on 2nd embodiment is shown. 第三実施形態に係る光増幅器を用いた場合の入力光強度と出力光強度の関係の一例を示す。An example of the relationship between input light intensity and output light intensity at the time of using the optical amplifier which concerns on 3rd embodiment is shown. 第四実施形態に係る光増幅器の一例を示す。An example of the optical amplifier which concerns on 4th embodiment is shown. 偏波ダイバーシティを利用して光ヘテロダイン検波を行う場合の光受信フロントエンドの構成例を示す。The structural example of the optical reception front end in the case of performing optical heterodyne detection using polarization diversity is shown. 偏波ダイバーシティと位相ダイバーシティを利用して光ホモダイン検波を行う場合の光受信フロントエンドの構成例を示す。A configuration example of an optical reception front end when optical homodyne detection is performed using polarization diversity and phase diversity will be described.

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.

(第一実施形態)
図3に、本発明による光増幅器の第一実施形態を示す。本光増幅器42は、縦続に接続されている第一の光増幅器42−1及び第二の光増幅器42−2を備える。第一の光増幅器42−1は、第一の光分岐器1−1、第一の光電気変換器2−1、第一の制御回路3−1、第一の駆動回路4−1及び第一のSOA5−1を備える。第二の光増幅器42−2は、第二の光分岐器1−2、第二の光電気変換器2−2、第二の制御回路3−2、第二の駆動回路4−2、第二のSOA5−2を備える。本実施形態では入力される光信号がバースト光信号である場合について説明するが、本発明はバースト信号に限らず任意の光信号に適用することができる。
(First embodiment)
FIG. 3 shows a first embodiment of an optical amplifier according to the present invention. The present optical amplifier 42 includes a first optical amplifier 42-1 and a second optical amplifier 42-2 connected in cascade. The first optical amplifier 42-1 includes a first optical branch 1-1, a first photoelectric converter 2-1, a first control circuit 3-1, a first drive circuit 4-1, and a first optical circuit 42-1. One SOA 5-1 is provided. The second optical amplifier 42-2 includes a second optical splitter 1-2, a second photoelectric converter 2-2, a second control circuit 3-2, a second drive circuit 4-2, Two SOAs 5-2 are provided. In this embodiment, the case where the input optical signal is a burst optical signal will be described. However, the present invention is not limited to the burst signal and can be applied to any optical signal.

第一の光分岐器1−1は、入力されたバースト光信号の一部を分岐し、第一のモニタ光として第一の光電気変換器2−1に送る。もう一方の分岐光は、第一の主信号として第一のSOA5−1に送られる。第一の光電気変換器2−1は、分岐された第一のモニタ光を第一の電気信号に変換し、第一の制御回路3−1に送る。   The first optical branching device 1-1 branches a part of the input burst optical signal and sends it to the first photoelectric converter 2-1 as the first monitor light. The other branched light is sent to the first SOA 5-1 as the first main signal. The first photoelectric converter 2-1 converts the branched first monitor light into a first electrical signal and sends it to the first control circuit 3-1.

第一の制御回路3−1には、第一のSOA5−1について予め取得した、駆動電流変化に対する入力光強度と出力光強度のデータを基に作成された関係式が格納されており、第一の電気信号の振幅値と、予め設定した識別値との上下関係を判定し、識別値を超える、もしくは以上と判定した場合、振幅値から入力されたバースト光信号の光強度を検出する。   The first control circuit 3-1 stores a relational expression created based on the input light intensity and output light intensity data with respect to the drive current change acquired in advance for the first SOA 5-1. The vertical relationship between the amplitude value of one electrical signal and a preset identification value is determined. If it is determined that the identification value exceeds or exceeds the identification value, the light intensity of the burst optical signal input from the amplitude value is detected.

さらに、第一の制御回路3−1は、検出された入力光強度に対して、第一のSOA5−1から出力される光強度が、予め設定した第一の目標値となる駆動電流を算出し、第一の駆動回路4−1に送る。この場合、駆動電流変化に対する入力光強度と出力光強度のデータを基に作成された関係式は、第一の目標値を出力する駆動電流と入力光強度の関係式である。一方、第一の電気信号の振幅値と、予め設定した識別値との上下関係を判定し、識別値以下、もしくは未満と判定した場合、その旨を第一の駆動回路4−1に伝える。第一の駆動回路4−1は、第一の電気信号の振幅値が識別値を超える、もしくは以上と判定された場合、算出された駆動電流を送出し、第一の電気信号の振幅値が識別値以下、もしくは未満と判定された場合、算出された駆動電流に連続する一定値の駆動電流(以上、第一の駆動電流)を送出する。第一のSOA5−1は、第一の駆動電流により駆動されて、増幅された光バースト信号を第二の光分岐器1−2に入力する。上記の出力光強度制御を行った場合の、入力光強度と出力光強度の関係を図示すると、図4の左図のようになる。   Further, the first control circuit 3-1 calculates a drive current in which the light intensity output from the first SOA 5-1 becomes a preset first target value with respect to the detected input light intensity. And sent to the first drive circuit 4-1. In this case, the relational expression created based on the data of the input light intensity and the output light intensity with respect to the drive current change is a relational expression of the drive current for outputting the first target value and the input light intensity. On the other hand, the vertical relationship between the amplitude value of the first electric signal and the preset identification value is determined, and if it is determined to be less than or less than the identification value, this is communicated to the first drive circuit 4-1. The first drive circuit 4-1 sends out the calculated drive current when the amplitude value of the first electric signal exceeds or exceeds the identification value, and the amplitude value of the first electric signal is When it is determined that the value is equal to or less than the identification value, a constant value of drive current (hereinafter referred to as the first drive current) that is continuous with the calculated drive current is transmitted. The first SOA 5-1 is driven by the first drive current, and inputs the amplified optical burst signal to the second optical splitter 1-2. The relationship between the input light intensity and the output light intensity when the output light intensity control is performed is illustrated as the left diagram in FIG.

第二の光分岐器1−2には第一のSOA5−1から出力されたバースト光信号が入力される。第二の光分岐器1−2は、入力されたバースト光信号の一部を分岐し、第二のモニタ光として第二の光電気変換器2−2に送る。もう一方の分岐光は、第二の主信号として第二のSOA5−2に送られる。第二の光電気変換器2−2は、分岐された第二のモニタ光を第二の電気信号に変換し、第二の制御回路3−2に送る。   The burst optical signal output from the first SOA 5-1 is input to the second optical splitter 1-2. The second optical branching device 1-2 branches a part of the input burst optical signal and sends it to the second photoelectric converter 2-2 as second monitor light. The other branched light is sent to the second SOA 5-2 as a second main signal. The second photoelectric converter 2-2 converts the branched second monitor light into a second electrical signal and sends it to the second control circuit 3-2.

第二の制御回路3−2には、第二のSOA5−2について予め取得した、駆動電流変化に対する入力光強度と出力光強度のデータを基に作成された関係式が格納されており、第二の電気信号の振幅値から入力されたバースト光信号の光強度を検出し、検出された入力光強度に対して、第二のSOA5−2から出力される光強度が、予め設定した第二の目標値となる駆動電流を算出し、第二の駆動回路4−2に送る。この場合、駆動電流変化に対する入力光強度と出力光強度のデータを基に作成された関係式は、第二の目標値を出力する駆動電流と入力光強度の関係式である。第二の駆動回路4−2は、算出された駆動電流(第二の駆動電流)を送出する。第二のSOA5−2は、第二の駆動電流により駆動されて、増幅されて、かつ一定値に制御された光バースト信号を出力する。上記の出力光強度制御を行った場合の、入力光強度と出力光強度の関係を図示すると、図4の右図のようになる。最終的な出力光強度は、図4の右図に示され、本光増幅器の動作入力範囲に対して、一定値の光強度を出力する。   The second control circuit 3-2 stores a relational expression created based on the data of the input light intensity and the output light intensity with respect to the drive current change acquired in advance for the second SOA 5-2. The light intensity of the burst optical signal input from the amplitude value of the second electric signal is detected, and the light intensity output from the second SOA 5-2 is set to the preset second intensity with respect to the detected input light intensity. Is calculated and sent to the second drive circuit 4-2. In this case, the relational expression created based on the data of the input light intensity and the output light intensity with respect to the driving current change is a relational expression of the driving current for outputting the second target value and the input light intensity. The second drive circuit 4-2 sends out the calculated drive current (second drive current). The second SOA 5-2 is driven by the second drive current, and outputs an optical burst signal that is amplified and controlled to a constant value. The relationship between the input light intensity and the output light intensity when the output light intensity control is performed is illustrated as shown on the right side of FIG. The final output light intensity is shown in the right diagram of FIG. 4 and outputs a constant light intensity with respect to the operation input range of the optical amplifier.

関連する光増幅器を用いた場合の入力光強度と出力光強度の関係を、図5に示す。図5に示す通り、関連する光増幅器の構成では、動作入力範囲すべてにおいて入力光の光強度を検出する必要があるため、弱バースト信号入力に対して光強度検出がでないことにより、動作入力範囲の下限値が下げることができず入力ダイナミックレンジが狭くなる。それに対して、本光増幅器では、SOAによる二段増幅構成を採用し、第一のSOA5−1に、予め設定した識別値未満、もしくは以下の弱バースト信号が入力された場合、光強度の検出を行わず、第一のSOA5−1を一定の駆動電流で駆動することにより、動作入力範囲の下限値を下げて入力ダイナミックレンジを広げることができる。また、識別値を超える、もしくは以下のバースト光信号が入力された場合は、第一のSOA5−1の駆動電流を下げて、一定値の光強度が出力されるように制御を行うことで、パターン効果の影響を緩和している。第二のSOA5−2は、動作入力範囲の光入力強度に対して、最終的に一定値の光強度が出力されるように制御すると同時に、二段増幅構成により出力光強度を増加する効果を有する。   FIG. 5 shows the relationship between the input light intensity and the output light intensity when the related optical amplifier is used. As shown in FIG. 5, in the configuration of the related optical amplifier, since it is necessary to detect the light intensity of the input light in the entire operation input range, the light intensity detection is not performed for the weak burst signal input. The lower limit value cannot be lowered and the input dynamic range becomes narrow. On the other hand, this optical amplifier employs a two-stage amplification configuration based on SOA, and detects light intensity when a weak burst signal less than or less than a preset identification value is input to the first SOA 5-1. By driving the first SOA 5-1 with a constant drive current without performing the steps, the lower limit value of the operation input range can be lowered and the input dynamic range can be expanded. In addition, when a burst optical signal exceeding the identification value or the following burst optical signal is input, the drive current of the first SOA 5-1 is lowered, and control is performed so that a constant light intensity is output, Mitigates the effects of pattern effects. The second SOA 5-2 controls the optical input intensity in the operation input range so that a constant optical intensity is finally output, and at the same time, increases the output optical intensity by the two-stage amplification configuration. Have.

本実施形態では、第一の制御回路3−1と第二の制御回路3−2を分けた場合について説明したが、両者を共通化し単一の制御回路により、上記の動作を実現してもよい。   In the present embodiment, the case where the first control circuit 3-1 and the second control circuit 3-2 are separated has been described. However, even if the above operation is realized by a common control circuit and the single control circuit. Good.

(第二実施形態)
図6に、本発明による光増幅器の第二実施形態を用いた場合の入力光強度と出力光強度の関係の一例を示す。本実施形態による光増幅器の構成は、第一実施形態と同じである。また、第一のSOA5−1の制御機構も第一実施形態と同じである。異なるのは、第二のSOA5−2の制御機構である。
(Second embodiment)
FIG. 6 shows an example of the relationship between the input light intensity and the output light intensity when the second embodiment of the optical amplifier according to the present invention is used. The configuration of the optical amplifier according to this embodiment is the same as that of the first embodiment. The control mechanism of the first SOA 5-1 is the same as that of the first embodiment. The difference is the control mechanism of the second SOA 5-2.

各ONU92から出力されるバースト光信号は、他のONU92から出力されるバースト光信号と光学的に干渉しないようにするため、非送信時間の光強度をオフにした状態で送信されるが、光増幅器42により光増幅されると、非送信時間を含むすべての時間において光増幅器42が放出する自然放出光雑音が付加される。光増幅後、伝送されてそのままOLT91の受信器において受信される場合は問題ないが、再度光スプリッタ93を介して複数分岐を結合した後、OLT91の受信器において受信する場合は、他の分岐を経由したバースト光信号に自然放出光雑音が重畳されて、信号のSNR(Signal−to−Noise Ratio)が劣化するという問題が生じる。   The burst optical signal output from each ONU 92 is transmitted with the light intensity during the non-transmission time turned off in order to prevent optical interference with burst optical signals output from other ONUs 92. When optical amplification is performed by the amplifier 42, spontaneous emission light noise emitted by the optical amplifier 42 is added at all times including the non-transmission time. After optical amplification, it is not a problem if it is transmitted and received as it is in the receiver of OLT 91. However, when multiple branches are combined again via optical splitter 93 and then received in the receiver of OLT 91, other branches are connected. A problem arises in that spontaneous emission light noise is superimposed on the burst optical signal that has passed through, and the SNR (Signal-to-Noise Ratio) of the signal deteriorates.

これを回避するため、本実施形態による光増幅器は、第二の制御回路3−2が、予め設定した非送信時間識別値OG未満、もしくは非送信時間識別値OG以下の光信号が入力されたと判定した場合には、第二の駆動回路4−2から出力される駆動電流をオフにする。   In order to avoid this, in the optical amplifier according to the present embodiment, the second control circuit 3-2 receives an optical signal less than the preset non-transmission time identification value OG or less than the non-transmission time identification value OG. If it is determined, the drive current output from the second drive circuit 4-2 is turned off.

例えば、ガードタイムにおいては、バースト信号を増幅しないことが好ましい。そのため、第二の制御回路3−2は、第二の電気信号の振幅値からバースト信号のガードタイムを判定する。ガードタイムの判定には、非送信時間識別値OGを用いる。そして、第二の駆動回路4−2は、第二の制御回路3−2の判定したガードタイムにおける第二の駆動電流をオフにする。   For example, it is preferable not to amplify the burst signal at the guard time. Therefore, the second control circuit 3-2 determines the guard time of the burst signal from the amplitude value of the second electric signal. The non-transmission time identification value OG is used for the guard time determination. Then, the second drive circuit 4-2 turns off the second drive current at the guard time determined by the second control circuit 3-2.

本実施形態の構成により、当該時間における他の分岐を経由したバースト光信号への自然放出光の重畳を防ぐことができる。   With the configuration of the present embodiment, it is possible to prevent the spontaneous emission light from being superimposed on the burst optical signal that has passed through another branch at that time.

なお、本制御を第一のSOA5−1において行おうとすると、非送信時間識別値が極めて低い値となることから非常に困難である。これに対して、非送信時間の検出を第二のSOA5−2の制御に際して行えば、バースト光信号の光強度が第一のSOA5−1により増幅されており、非送信時間識別値OGを高く設定できるため、容易に実現可能となる。   Note that it is very difficult to perform this control in the first SOA 5-1 because the non-transmission time identification value becomes an extremely low value. In contrast, if the non-transmission time is detected when the second SOA 5-2 is controlled, the light intensity of the burst optical signal is amplified by the first SOA 5-1, and the non-transmission time identification value OG is increased. Since it can be set, it can be easily realized.

(第三実施形態)
図7に、本発明による光増幅器の第三実施形態を用いた場合の入力光強度と出力光強度の関係の一例を示す。本実施形態による光増幅器の構成は、第一実施形態と同じである。また、第二のSOA5−2の制御機構も第一実施形態と同じである。異なるのは、第一のSOA5−1の制御機構である。
(Third embodiment)
FIG. 7 shows an example of the relationship between the input light intensity and the output light intensity when the third embodiment of the optical amplifier according to the present invention is used. The configuration of the optical amplifier according to this embodiment is the same as that of the first embodiment. The control mechanism of the second SOA 5-2 is the same as that of the first embodiment. What is different is the control mechanism of the first SOA 5-1.

第一の制御回路3−1は、予め設定した1以上の識別値IT1及びIT2を有し、第一の電気信号の振幅値と各識別値との上下関係を判定する。第一の駆動回路4−1は、第一の電気信号の振幅値が各識別値IT1又はIT2を超える、或いは第一の電気信号の振幅値が各識別値IT1又はIT2以上と判定される毎に、当該識別値における駆動電流よりも減少する一定値LOの駆動電流を送出する。   The first control circuit 3-1 has one or more identification values IT <b> 1 and IT <b> 2 set in advance, and determines the vertical relationship between the amplitude value of the first electrical signal and each identification value. Each time the first drive circuit 4-1 determines that the amplitude value of the first electrical signal exceeds each identification value IT1 or IT2, or the amplitude value of the first electrical signal is greater than or equal to each identification value IT1 or IT2. In addition, a driving current having a constant value LO, which is smaller than the driving current at the identification value, is sent out.

例えば、第一のSOA5−1は、第一のSOA5−1への入力光強度がIL以上IT1未満である場合は入力光強度に応じてOLからOC1へ線形的に増加する出力光強度を出力し、第一のSOA5−1への入力光強度がIT以上IT2未満である場合は入力光強度に応じてOLからOC1へ線形的に増加する出力光強度を出力し、第一のSOA5−1への入力光強度がIT2以上IH未満である場合は入力光強度に応じてOLからOC1へ線形的に増加する出力光強度を出力する。これにより、第一のSOA5−1は、OL以上OC1以下の光強度の光信号を出力する。   For example, the first SOA 5-1 outputs an output light intensity that linearly increases from OL to OC1 according to the input light intensity when the input light intensity to the first SOA 5-1 is greater than IL and less than IT1. If the input light intensity to the first SOA 5-1 is not less than IT and less than IT2, an output light intensity that linearly increases from OL to OC1 according to the input light intensity is output, and the first SOA 5-1 is output. When the input light intensity to IT2 is greater than or equal to IT2 and less than IH, an output light intensity that linearly increases from OL to OC1 according to the input light intensity is output. Thereby, the first SOA 5-1 outputs an optical signal having a light intensity of OL or more and OC1 or less.

第一実施形態と同様、本光増幅器の駆動機構によっても、第一のSOA5−1に、予め設定した最少の識別値未満、もしくは以下の弱バースト信号が入力された場合、光強度の検出を行わず、第一のSOA5−1を一定の駆動電流で駆動することにより、動作入力範囲の下限値を下げて入力ダイナミックレンジを広げることができる。また第一実施形態と同様に、最少の識別値を超える、もしくは以下のバースト光信号が入力された場合は、第一のSOAの駆動電流を下げることにより、パターン効果の影響を緩和する。   Similarly to the first embodiment, the optical amplifier drive mechanism also detects the light intensity when a weak burst signal of less than or equal to the preset minimum identification value is input to the first SOA 5-1. By not driving the first SOA 5-1 with a constant drive current, the lower limit value of the operation input range can be lowered to widen the input dynamic range. Similarly to the first embodiment, when the minimum discriminating value is exceeded or the following burst optical signal is input, the influence of the pattern effect is reduced by lowering the driving current of the first SOA.

図7では、第一のSOA5−1の最大出力光強度が、第一実施形態の場合と同程度のOC1になるよう制御する場合を示したが、IT1及びIT2などの識別値の数を増やして、同一入力光強度における第一のSOA5−1の駆動電流を低減することにより、パターン効果の影響をより緩和することができる。   FIG. 7 shows a case where the maximum output light intensity of the first SOA 5-1 is controlled to be the same OC1 as in the first embodiment, but the number of identification values such as IT1 and IT2 is increased. Thus, by reducing the drive current of the first SOA 5-1 at the same input light intensity, the influence of the pattern effect can be further alleviated.

(第四実施形態)
図8に、本発明による光増幅器を用いた光受信器についての第四実施形態を示す。本実施形態において用いられる光増幅器の構成、および制御機構は、第一の実施形態から第三の実施形態と同様である。本実施形態に係る光受信器は、バースト光信号を受信するために、光受信フロントエンド43、アナログ/デジタル変換器(ADC:Analog−to−Digital Converter)44、デジタル信号処理回路(DSP:Digital Signal Processor)45を備える。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 shows a fourth embodiment of the optical receiver using the optical amplifier according to the present invention. The configuration and control mechanism of the optical amplifier used in this embodiment are the same as those in the first to third embodiments. The optical receiver according to the present embodiment receives an optical reception front end 43, an analog / digital converter (ADC) 44, and a digital signal processing circuit (DSP: Digital) in order to receive a burst optical signal. Signal Processor) 45 is provided.

本実施形態は、PONにおいて通常用いられる強度変調信号はもとより、振幅に限らず、位相や周波数に情報が重畳された、いわゆる光コヒーレント通信において用いられる2値以上の変調信号を想定する。光受信フロントエンド43は、光信号を電気信号に変換する役割を果たすものである。例えば、強度変調信号を受信する場合、光受信フロントエンド43は、通常の光電気変換器を用いる。光コヒーレント通信において用いられる変調信号を受信する場合、光受信フロントエンド43は、偏波ダイバーシティや、位相ダイバーシティを行うため、光電気変換器の前に当該機能を実現する光回路が付与される。   In the present embodiment, not only the intensity modulation signal normally used in the PON, but also a modulation signal having two or more values used in so-called optical coherent communication in which information is superimposed on the phase and frequency is not limited to the amplitude. The optical reception front end 43 plays a role of converting an optical signal into an electric signal. For example, when receiving an intensity modulation signal, the optical reception front end 43 uses a normal photoelectric converter. When receiving a modulated signal used in optical coherent communication, the optical reception front end 43 performs polarization diversity and phase diversity, and thus an optical circuit that realizes the function is provided before the photoelectric converter.

図9に、偏波ダイバーシティを利用して光ヘテロダイン検波を行う場合の光受信フロントエンド43の回路構成の一例を示す。図10に、偏波ダイバーシティと位相ダイバーシティを利用して光ホモダイン検波を行う場合の光受信フロントエンド43の回路構成の一例を示す。光コヒーレント検波を行う場合、受信感度の向上や、多値変調信号の復調を行うために、局発光を利用する。   FIG. 9 shows an example of a circuit configuration of the optical reception front end 43 when optical heterodyne detection is performed using polarization diversity. FIG. 10 shows an example of a circuit configuration of the optical reception front end 43 when optical homodyne detection is performed using polarization diversity and phase diversity. When optical coherent detection is performed, local light is used to improve reception sensitivity and demodulate a multilevel modulation signal.

図9に示す光ヘテロダイン検波では、光信号の光周波数に対して、少なくともシンボルレート分だけ光周波数のずれた局発光を用いるのに対し、図10に示す光ホモダイン検波では、光信号の光周波数とほぼ同じ光周波数の局発光を用いる。偏波ダイバーシティは、光ヘテロダイン検波、光ホモダイン検波を行う際に用いられ、偏波分離器33において、光信号を互いに直交する偏波成分に分離し、各々に同一偏波の局発光を結合することで、光信号と局発光の偏波状態の違いにより、信号が受信できなくなることを防ぐ役割を果たす。   The optical heterodyne detection shown in FIG. 9 uses local light whose optical frequency is shifted by at least the symbol rate with respect to the optical frequency of the optical signal, whereas the optical homodyne detection shown in FIG. 10 uses the optical frequency of the optical signal. And local light with the same optical frequency is used. Polarization diversity is used when optical heterodyne detection and optical homodyne detection are performed. In the polarization separator 33, an optical signal is separated into mutually orthogonal polarization components, and local light of the same polarization is coupled to each. Thus, it serves to prevent the signal from becoming unreceivable due to the difference in the polarization state between the optical signal and the local light.

偏波回転器34は、偏波分離された光信号と局発光の偏波を一致させるためのものであり、図9では、局発光の偏波を90度回転させている。一方、位相ダイバーシティは、光ホモダイン検波を行う際に用いられ、光信号と局発光の光位相の違いにより、信号が受信できなくなることを防ぐ役割を果たす。位相遅延器39X及び39Yは、分岐した局発光の位相を互いにずらすためのものであり、図10では、局発光の光位相を90度遅延させている。   The polarization rotator 34 is for matching the polarization-separated optical signal with the polarization of the local light. In FIG. 9, the polarization of the local light is rotated by 90 degrees. On the other hand, phase diversity is used when optical homodyne detection is performed, and plays a role of preventing signals from becoming unreceivable due to a difference in optical phase between an optical signal and local light. The phase delay devices 39X and 39Y are for shifting the phase of the branched local light from each other. In FIG. 10, the optical phase of the local light is delayed by 90 degrees.

なお、図8では、強度変調信号を受信する場合を想定し、光受信フロントエンド43に備わる光電気変換器の出力が1つの場合を示しているが、偏波ダイバーシティや、位相ダイバーシティを行う場合には、図9及び図10に示すように、用いる光電気変換器は複数個必要となり、それと同数のアナログ電気信号が出力される。なお、図9及び図10に示す回路構成はあくまでも一例であり、様々な回路構成が提案されている。   Note that FIG. 8 shows a case where the output of the photoelectric converter provided in the optical reception front end 43 is one assuming the case of receiving an intensity modulation signal, but in the case of performing polarization diversity or phase diversity As shown in FIGS. 9 and 10, a plurality of photoelectric converters to be used are required, and the same number of analog electrical signals are output. Note that the circuit configurations illustrated in FIGS. 9 and 10 are merely examples, and various circuit configurations have been proposed.

出力されたアナログ電気信号は、ADC44によりサンプリングされてデジタル信号に変換され、DSP45により処理されて受信される。偏波ダイバーシティや、位相ダイバーシティを用いる場合、光受信フロントエンド43に備わる各光電気変換器の後段にADC44が接続され、DSP45には各ADC44から出力されたデジタル信号が送られる。信号受信に際して、DSP45を用いる利点として、多変調信号の復調や、伝送路の波長分散等により劣化した波形の回復を容易に実現できることを挙げることができる。しかし、バースト光信号を受信する場合、異なる光強度に対応したアナログ電気信号がADC44に入力される。このため、ADC44の振幅方向の量子化を強バースト光信号に最適化すると弱バースト光信号の検出ができなくなり、逆に、弱バースト信号に最適化すると強バースト光信号の検出ができなくなるという問題が生じる。このため、光受信フロントエンド43において光信号を電気信号に変換する前に、本発明による光増幅器42を配置することにより、一定値の光強度に制御されたバースト光信号が光受信フロントエンド43に入力されるため、この問題を回避することが可能となる。また、本光増幅器42は、弱バースト信号入力に対しても動作可能であることから、前置増幅器として用いれば、信号を高感度に受信することもできる。なお、本実施形態に係る光受信器は、PONシステムにおける上り信号の光受信器としてだけでなく、PONシステムにおける下り信号の光受信器としても用いることができる。   The output analog electric signal is sampled by the ADC 44, converted into a digital signal, processed by the DSP 45, and received. When using polarization diversity or phase diversity, an ADC 44 is connected to the subsequent stage of each photoelectric converter provided in the optical reception front end 43, and a digital signal output from each ADC 44 is sent to the DSP 45. An advantage of using the DSP 45 at the time of signal reception is that a waveform that has deteriorated due to demodulation of a multi-modulation signal, wavelength dispersion of a transmission line, or the like can be easily realized. However, when receiving a burst optical signal, analog electrical signals corresponding to different light intensities are input to the ADC 44. For this reason, if the quantization of the amplitude direction of the ADC 44 is optimized for a strong burst optical signal, a weak burst optical signal cannot be detected. Conversely, if the ADC 44 is optimized for a weak burst signal, the strong burst optical signal cannot be detected. Occurs. For this reason, the optical amplifier 42 according to the present invention is arranged before the optical reception front end 43 converts the optical signal into an electrical signal, so that a burst optical signal controlled to a constant light intensity can be obtained. Therefore, this problem can be avoided. Further, since the present optical amplifier 42 can operate even for weak burst signal input, if it is used as a preamplifier, it can receive signals with high sensitivity. The optical receiver according to the present embodiment can be used not only as an upstream optical receiver in the PON system but also as an downstream optical receiver in the PON system.

本発明は情報通信産業に適用することができる。   The present invention can be applied to the information communication industry.

1、1−1、1−2:光分岐器
2、2−1、2−2:光電気変換器
3、3−1、3−2:制御回路
4、4−1、4−2:駆動回路
5、5−1、5−2:SOA
31:局発光源
32、37、38X、38Y:分岐器
33:偏波分離器
34:偏波回転器
35X、35Y:結合器
36X、36Y:光電気変換器
39X、39Y:位相遅延器
41:合分波器
42:光増幅器
42−1:第一の光増幅器
42−2:第二の光増幅器
43:光受信フロントエンド
44、44X、44Y:アナログ/デジタル変換器
45:デジタル信号処理回路
91:OLT
92:ONU
93:光スプリッタ
94:光中継器
95:収容局
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1-1, 1-2: Optical splitter 2, 2-1, 2-2: Photoelectric converter 3, 3-1, 3-2: Control circuit 4, 4-1, 4-2: Drive Circuits 5, 5-1, 5-2: SOA
31: Local light source 32, 37, 38X, 38Y: Branch device 33: Polarization separator 34: Polarization rotator 35X, 35Y: Coupler 36X, 36Y: Photoelectric converter 39X, 39Y: Phase delay device 41: Multiplexer / demultiplexer 42: optical amplifier 42-1: first optical amplifier 42-2: second optical amplifier 43: optical reception front ends 44, 44X, 44Y: analog / digital converter 45: digital signal processing circuit 91 : OLT
92: ONU
93: Optical splitter 94: Optical repeater 95: Accommodating station

Claims (6)

光信号を増幅する光増幅器が縦続に接続されている光増幅器であって、
前記光増幅器のうちの光信号が入力される側に接続されている第一の光増幅器は、入力光信号が予め設定した第一の識別値以上又は前記第一の識別値超である場合、当該入力光信号が予め設定した第一の目標値になるように増幅し、
前記光増幅器のうちの前記第一の光増幅器の後段に接続されている第二の光増幅器は、前記第一の光増幅器から出力された第一の出力光信号の光強度を検出し、検出した光強度に応じて予め設定した第二の目標値になるように増幅する、
光増幅器。
An optical amplifier in which optical amplifiers for amplifying optical signals are connected in cascade,
The first optical amplifier connected to the optical signal input side of the optical amplifier, when the input optical signal is greater than or equal to a preset first identification value or more than the first identification value, Amplifying the input optical signal so as to be a first target value set in advance,
The second optical amplifier connected to the subsequent stage of the first optical amplifier among the optical amplifiers detects and detects the light intensity of the first output optical signal output from the first optical amplifier. Amplified to become a second target value set in advance according to the light intensity
Optical amplifier.
前記第一の光増幅器は、
入力光信号を第一の主信号と第一のモニタ光に分岐する第一の分岐器と、
前記第一の主信号を、供給された駆動電流を用いて増幅する第一のSOAと、
前記第一のモニタ光を第一の電気信号に変換する第一の光電気変換器と、
前記第一の電気信号の振幅値が予め設定した第一の識別値以上又は前記第一の識別値超である場合、前記第一の電気信号の振幅値を用いて前記入力光信号の光強度を算出し、算出した光強度の入力光信号が予め設定した第一の目標値になるような前記第一のSOAの駆動電流を算出する第一の制御回路と、
前記第一の電気信号の振幅値が予め設定した第一の識別値以上又は前記第一の識別値超である前記第一の主信号を前記第一のSOAが増幅する際に、前記第一の制御回路の算出した駆動電流を前記第一のSOAへ送出する第一の駆動回路と、
を備え、
前記第二の光増幅器は、
前記第一のSOAから出力された第一の出力光信号を第二の主信号と第二のモニタ光に分岐する第二の分岐器と、
前記第二の主信号を、供給された駆動電流を用いて増幅する第二のSOAと、
前記第二のモニタ光を第二の電気信号に変換する第二の光電気変換器と、
前記第二の電気信号の振幅値を用いて前記第一の出力光信号の光強度を算出し、算出した光強度が予め設定した第二の目標値になるような前記第二のSOAの駆動電流を算出する第二の制御回路と、
前記第二の主信号を前記第二のSOAが増幅する際に、前記第二の制御回路の算出した駆動電流を前記第二のSOAへ送出する第二の駆動回路と、
を備える、
ことを特徴とする請求項1に記載の光増幅器。
The first optical amplifier is:
A first branching device for branching an input optical signal into a first main signal and a first monitor light;
A first SOA for amplifying the first main signal using a supplied drive current;
A first photoelectric converter for converting the first monitor light into a first electrical signal;
When the amplitude value of the first electric signal is greater than or equal to a first identification value set in advance or greater than the first identification value, the light intensity of the input optical signal using the amplitude value of the first electric signal A first control circuit that calculates the drive current of the first SOA so that the input optical signal of the calculated light intensity becomes a preset first target value;
When the first SOA amplifies the first main signal in which the amplitude value of the first electric signal is greater than or equal to a preset first identification value or exceeds the first identification value, the first SOA A first drive circuit for sending the drive current calculated by the control circuit to the first SOA;
With
The second optical amplifier is:
A second branching device for branching the first output optical signal output from the first SOA into a second main signal and a second monitor light;
A second SOA for amplifying the second main signal using the supplied drive current;
A second photoelectric converter that converts the second monitor light into a second electrical signal;
The light intensity of the first output optical signal is calculated using the amplitude value of the second electrical signal, and the second SOA is driven so that the calculated light intensity becomes a preset second target value. A second control circuit for calculating the current;
A second drive circuit that sends the drive current calculated by the second control circuit to the second SOA when the second SOA amplifies the second main signal;
Comprising
The optical amplifier according to claim 1.
前記第一の制御回路は、1以上の識別値を有し、前記第一の電気信号の振幅値と各識別値との上下関係を判定し、前記第一の電気信号の振幅値が各識別値を超える又は各識別値以上になる毎に当該識別値における駆動電流よりも少ない一定値の駆動電流を算出することを特徴とする請求項2に記載の光増幅器。   The first control circuit has one or more identification values, determines a vertical relationship between the amplitude value of the first electric signal and each identification value, and the amplitude value of the first electric signal is each identification value. 3. The optical amplifier according to claim 2, wherein a driving current having a constant value smaller than the driving current at the identification value is calculated every time the value exceeds or exceeds each identification value. 前記第一の制御回路および前記第二の制御回路は、共通の制御回路で構成されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の光増幅器。   4. The optical amplifier according to claim 2, wherein the first control circuit and the second control circuit are configured by a common control circuit. 5. 前記光信号はバースト光信号であり、
前記第二の制御回路は、前記第二の電気信号の振幅値から前記光信号のうちの前記バースト光信号のガードタイムを判定し、
前記第二の駆動回路は、前記第二の制御回路の判定したガードタイムが前記第二のSOAを通過する際に前記第二の駆動電流をオフにすることを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載の光増幅器。
The optical signal is a burst optical signal;
The second control circuit determines a guard time of the burst optical signal among the optical signals from the amplitude value of the second electric signal,
5. The second drive circuit turns off the second drive current when the guard time determined by the second control circuit passes through the second SOA. 6. An optical amplifier according to any one of the above.
前記光信号としてバースト光信号が入力される、請求項1から5のいずれかに記載の光増幅器と、
前記光増幅器から出力されたバースト光信号を電気信号に変換する光受信フロントエンドと、
前記光受信フロントエンドの出力した電気信号を用いて、前記光増幅器に入力されたバースト光信号を受信する信号処理部と、
を備える光受信器。
The optical amplifier according to any one of claims 1 to 5, wherein a burst optical signal is input as the optical signal;
An optical reception front end for converting a burst optical signal output from the optical amplifier into an electrical signal;
A signal processing unit that receives a burst optical signal input to the optical amplifier using an electrical signal output from the optical reception front end;
An optical receiver comprising:
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