JP2550898B2 - 光増幅装置 - Google Patents

光増幅装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光増幅器に係わり、特に
複数の波長の光が多重化された光信号のうち特定の波長
の光を用いて増幅利得の制御を行う光増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムでは、情報を誤り無く伝
送するために送信局から受信局まで光信号を所定の強度
で伝送することが要求される。このため送信局において
は一定のパワーで光信号を送信し、所定の距離ごと設け
られた中継局では、伝送損失によって低下した光のパワ
ーを補うために光信号を増幅するとともに、増幅後の光
のパワーが所定の値になるように増幅利得の制御を行っ
ている。
【０００３】送信局では、光信号の平均パワーを安定化
させるために、送出する光信号の平均パワーが一定にな
るように制御する光出力安定化回路をその送信装置に設
けている。何らかの事情で送信装置への入力信号が断に
なると、この光出力安定化回路が働き、本来無信号であ
るにもかかわらず送出する光出力が増大するようにな
る。このため、受信側に悪影響を及ぼしたり発光ダイオ
ードの劣化を招く。この問題を解決するために送信装置
への入力が無信号であるか否かを検知し、無信号の場合
には光の送出を停止するようにした送信装置が提案され
ている。（特開昭６２─２０３９１号公報） また、光
通信システムのシステムテストでは、伝送路における損
失や中継局での増幅利得制御などがトータルにテストさ
れる。このため送信局からは測定の基準として一定出力
の光信号を送出することが要求される。このようにシス
テムテスト時に伝送路に一定出力の光信号を送出する送
信装置については、特開平１─２４６３０号公報に開示
されている。
【０００４】ところで、中継局では光信号の増幅利得の
安定化が要請されている。このため増幅後の光信号をモ
ニターし、この光の平均パワーが一定になるように光増
幅器にフィードバックをかけて増幅利得を制御すること
が行われている。通常、光信号はその強度を変調するこ
とによって“０”および“１”から成るデジタル情報を
伝送している。このため、“０”または“１”の割合に
よって光信号の平均パワーが変動する。従って増幅後の
光の平均パワーが一定になるように制御しても、光信号
を適切な強度に増幅することはできない。このような問
題を解決するために、送信装置から実際に情報を伝送す
る光にこれと波長が異なり平均パワーの一定した光を合
波して送出し、これを受信側で分波し、平均パワーの一
定した光を増幅利得を制御するための光として使用する
ことが提案されている。このような光通信方式は、特開
昭５６─３９６４１号公報に開示されている。
【０００５】光通信システムでは伝送効率を向上させる
ために、１本の光ファイバに複数の波長の光信号を多重
して伝送する波長多重伝送方式が採られることが多い。
このように複数の波長の光が多重化された光信号を増幅
する場合、多重化された光信号の強度が一定になるよう
に制御しても、安定した増幅利得を得ることはできな
い。たとえば、波長λ1 と波長λ2 の２種の光が多重化
されている光信号を考える。波長λ1 の光が伝送する情
報が”０”の連続するものである場合には、多重化され
た光信号の平均パワーは下がる。この平均パワーの低下
を補うために増幅利得が大きくなるように制御される。
この結果波長λ2 の光信号は不必要に強く増幅されてし
まう。
【０００６】図２は、このような問題点を解決した従来
の光増幅器の構成を表わしている。この光増幅器は、光
信号入力端１１と、光直接増幅器１２と、この光直接増
幅器１２によって増幅された光信号を分岐する光分岐器
１３を備える。この光分岐器１３によって分岐された一
方の光信号は光信号出力端１４から出力され、他方の光
信号は光バンドパスフィルタ１５に入力される。この光
バンドパスフィルタ１５を通過した光は光電変換器１６
に入力される。比較回路１８には光電変換器１６の出力
と基準電圧源１７の出力が入力されている。比較回路１
８の出力は増幅利得制御信号としてレーザダイオード駆
動回路１９に入力されるようになっている。
【０００７】光バンドパスフィルタ１５は複数の波長の
光が多重化された光信号のうち所定の波長の光を通過
し、この所定の波長の光信号を増幅利得を制御する基準
光として使用する。すなわち、光バンドパスフィルタ１
５を通過した所定の波長の光信号の強度を光電変換器１
６によって電圧信号に変換し、この電圧と基準電圧源１
７の出力する基準電圧とを比較回路１８で比較し、比較
結果に基づいた増幅利得制御信号がレーザダイオード駆
動回路１９に入力される。レーザダイオード駆動回路１
９は、光直接増幅器１２に含まれる図示しないレーザダ
イオードを駆動する電流を供給しており、増幅利得制御
信号にもとづいてこれを増減させる。レーザダイオード
が射出する励起光の強度はこの電流量に応じて変化す
る。光直接増幅器の増幅利得は励起光の強度に対応じて
変化するので、光バンドパスフィルタ１５を通過した所
定の波長の光の強度が一定になるように光増幅器１２の
増幅利得が制御される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の光増
幅器では、他の波長の光が正常であっても、増幅利得を
制御するために使用している所定の波長の光が断となっ
た場合には、増幅利得の制御ができなくなる。また、比
較回路はこの光が断となると増幅利得を上げるように増
幅利得制御信号を出力するため他の波長の光信号は不必
要に大きく増幅されることになる。これはレーザダイオ
ードの寿命にも悪影響をおよぼす。
【０００９】そこで本発明の第１の目的は、複数の異な
る波長の光が多重化された光信号のうち増幅利得を制御
するために使用している所定の波長の光が断となった場
合においても、光信号を適正に増幅することのできる光
増幅装置を提供することにある。
【００１０】本発明の第２の目的は、複数の異なる波長
の光が多重化された光信号のうち増幅利得を制御するた
めに使用している所定の波長の光が断となった場合にお
いても、増幅利得の制御が可能な光増幅装置を提供する
ことにある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】請求項１記載の発明で
は、複数の波長の光が多重化された光信号を入力しこれ
を増幅する光増幅器と、この光増幅器によって増幅され
た光信号を入力し復数の波長のうち所定の波長の光を通
過させる光バンドパスフィルタと、この光バンドパスフ
ィルタの出力端における光の強度が所定の一定値になる
ように光増幅器の増幅利得を制御する増幅利得制御手段
と、光バンドパスフィルタの出力端における光の強度を
監視し光の断を検出する光断検出手段と、この光断検出
手段によって光の断が検出されたとき増幅利得制御手段
の制御する増幅利得をこの直前の値に保持する保持手段
と、光断検出手段によって光の断が検出されたとき複数
の波長のうちの所定に波長以外の１つの波長を通過させ
るように光バンドパスフィルタを制御するフィルタ制御
手段と、このフィルタ制御手段の制御によって波長の変
更が行われた状態で増幅利得制御手段が増幅利得を設定
した段階で保持手段の保持した利得をこの新たな増幅利
得に切り換える増幅利得切換手段とを光増幅装置に具備
させる。
【００１２】すなわち請求項１記載の発明では、この増
幅器の増幅利得を光バンドパスフィルタを通過した光の
強度が所定の一定値になるように制御する。この光増幅
器の増幅利得の制御に使用している所定の波長の光が断
となったことが光断検出手段によって検出されたとき、
光増幅器の増幅利得をこの直前の値に保持する。またフ
ィルタ制御手段は、光の断が検出されたとき断となった
所定の波長以外の一つの波長の光を通過させるように光
バンドパスフィルタを制御する。異なる波長の光を使用
して増幅利得制御手段が新たに増幅利得を設定した段階
で、保持手段の保持している利得をこの新たな増幅利得
に切り換える。したがって、異なる波長の光信号を新た
に増幅利得の制御に使用することができる。また光が断
となったのち異なる波長の光信号によって新たな増幅利
得が設定されるまでの間、保持手段によって増幅利得が
保持されるので、適正な利得で光信号の増幅を継続する
ことができる。
【００１３】請求項２記載の発明では、複数の波長の光
が多重化された光信号を入力しこれを増幅する光増幅器
と、この光増幅器によって増幅された光信号を入力し所
定の波長の光を通過させる光バンドパスフィルタと、こ
の光バンドパスフィルタの出力端における光の強度が所
定の一定値になるように光増幅器にその増幅利得を制御
する増幅利得制御信号を供給する増幅利得制御信号供給
手段と、光バンドパスフィルタの出力端における光の強
度を監視し光の到達を検出する光到達検出手段と、光バ
ンドパスフィルタの出力端における光の強度を監視し光
の断を検出する光断検出手段と、光バンドパスフィルタ
の通過波長を所定の帯域幅の間を連続的に往復変化させ
る通過波長制御手段と、光断検出手段によって光バンド
パスフィルタの出力端における光の断が検出されたとき
通過波長制御手段を起動する通過波長制御起動手段と、
光到達検出手段によって光バンドパスフィルタの出力端
における光の到達が検出されたとき通過波長制御手段を
停止させる通過波長制御停止手段と、光断検出手段によ
って光の断が検出されたとき増幅利得制御信号をこの光
の断が検出される直前の値で保持する制御信号保持手段
と、光到達検出手段によって光の到達が検出されたとき
制御信号保持手段による増幅利得制御信号の保持を解除
する保持解除手段とを光増幅装置に具備させる。
【００１４】すなわち請求項２記載の発明では、増幅利
得の制御に使用している所定の波長の光信号の断となっ
たことが光断検出手段によって検出されたとき、通過波
長制御手段を起動し光バンドパスフィルタの通過波長を
所定の帯域幅の間を連続的に往復変化させる。光バンド
パスフィルタの出力端に異なる波長の光信号が到達した
ことが光到達検出手段によって検出されたとき。通過波
長制御手段を停止させ光バンドパスフィルタの通過波長
を固定する。したがって、多重化されている光信号の波
長が既知でなくともその波長が所定の帯域幅の間にあれ
ば異なる光信号を検出することができる。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【００１８】図１は本発明の一実施例における光増幅装
置の構成を表わしたものである。この光増幅装置で光信
号は光信号入力端１１から光増幅器１２に入力され、増
幅後の光信号は光分岐器１３で分岐される。分岐された
光信号の一方は光信号出力端１４から出力され、他方の
光信号は光バンドパスフィルタ１５に入力されるように
なっている。光バンドパスフィルタの出力端には光電変
換器１６が接続されており光信号が電圧信号に変換され
る。変換後の光信号はピーク検出回路２１に入力され
る。ピーク検出回路２１の出力と基準電圧源１７の出力
は比較回路１８に入力され比較されるようになってい
る。比較回路１８の出力は保持回路２２を経てレーザダ
イオード駆動回路１９に入力される。このレーザダイオ
ード駆動回路１９の出力は光増幅器１２に入力され光信
号の増幅が行われる。すなわち、光増幅器１２は図示し
ない希土類添加ファイバとこの希土類添加ファイバに励
起光を供給する半導体レーザで構成されており、レーザ
ダイオド駆動回路１９はこの半導体レーザを駆動する電
流を供給している。ピーク検出回路２１の出力は光断検
出回路２３と、フィルタ制御回路２４に入力されてお
り、光断検出回路２３の出力は、保持回路２２と、フィ
ルタ制御回路２４に入力されている。フィルタ制御回路
２４はピーク検出回路２１の出力と光断検出回路２３の
出力を基に、光バンドパスフィルタ１５の通過波長を制
御するようになっている。
【００１９】このような構成の光増幅装置の動作を説明
する。光信号入力端１１からは複数の異なる波長の光が
多重化された光信号が入力され、この光信号は光増幅器
１２で増幅される。増幅後の光信号は光分岐器１３で分
岐され、分岐された一方の光信号は光バンドパスフィル
タ１５に入力される。この光バンドパスフィルタ１５は
所定の波長の光を通過させる。すなわち複数の異なる波
長の光が多重化された光信号から一つの波長の光を抽出
する。この光バンドパスフィルタ１５が抽出した光の強
度が光電変換器１６によって電圧信号に変換され、この
電圧信号の電圧のピーク値がピーク検出回路２１で検出
される。比較回路１８はこのピーク検出回路２１の出力
と基準電圧源１７の出力を入力し、ピーク検出回路２１
の出力電圧値が基準電圧源１７の出力する基準電圧より
大きい場合は光増幅器１２の増幅利得を下げる増幅利得
制御信号を出力し、小さい場合は増幅利得を上げる増幅
利得制御信号を出力する。比較回路１８が出力する増幅
利得制御信号は保持回路２２介してレーザダイオード駆
動回路１９に入力される。保持回路２２は光断検出回路
２３から保持信号を受けない間は、入力された増幅利得
制御信号のをそのまま出力している。レーザダイオード
駆動回路１９はこの増幅利得制御信号に応じてた電流を
光増幅器１２の内部にある図示しない励起光源に供給す
る。このように光バンドパスフィルタ１５の通過波長と
同一波長の光信号が光電変換器１６に到達している間
は、光増幅器１２の増幅利得の制御がこの波長の光信号
によって行われる。
【００２０】いま、増幅利得の制御に使用している波長
の光が送信側の異常などにより断となった場合を考え
る。光断検出回路２３はピーク検出回路２１の出力を監
視しており、光が断となったことを検知する。光が断す
ると光電変換器１６の出力電圧は極端に低下するので、
このような光断検出回路２３は、ピーク検出回路２１の
出力電圧と所定の電圧値を比較するコンパレータによっ
て実現される。光断検出回路２３が光が断となったこと
を検出すると、これを受けて保持回路２２は光が断する
直前の増幅利得制御信号の値を保持する。これにより、
光増幅器１２の増幅利得を光が断する直前の値に保持で
き、通常の場合には適正な増幅利得で光信号の増幅を継
続することができる。このような保持回路はコンデンサ
とアナログスイッチおよびオペアンプとで構成される一
般的なサンプルホールド回路によって実現することがで
きる。
【００２１】光断検出回路２３によって光の断が検出さ
れると、フィルタ制御回路２４は光バンドパスフィルタ
１５の通過波長の変更を開始する。通過波長の変更は、
光バンドパスフィルタが入力された光を所定の間隔で置
かれた反射板の間を反射させ、この間隔に共振する波長
の光のみを通過させる光共振器であれば、この光共振器
の温度を変化させることにより実現することができる。
すなわち、光共振器の温度を変えると反射板の間隔が伸
縮し、共振器の共振波長が変わる。したがって、共振器
の温度を制御することによって通過波長を連続的に変化
させることができる。このフィルタ制御回路は通過波長
を所定の帯域幅の間を連続的に往復変化させるように制
御する。これにより、その波長が既知でなくとも所定の
帯域幅の間にある光を探し出すことができる。
【００２２】光バンドパスフィルタ１５の通過波長が多
重化されている他の光の波長に近づくと、光電変換器１
６の出力電圧は次第に大きくなる。光バンドパスフィル
タ１５の通過波長がちょうど光信号の波長と一致する
と、光電変換器１６の出力電圧も最大となり、これがピ
ーク検出回路２１によって検出される。ピーク検出回路
２１が電圧のピークを検出すると、フィルタ制御回路２
４は光バンドパスフィルタ１５の通過波長を固定する。
またピーク検出回路２１によってピーク値が検出される
と、光断検出回路２３は保持回路２２による増幅利得制
御信号の保持を解除する。このようにして他の波長の光
を光バンドパスフィルタ１５によって抽出し、この波長
の光をもちいて光増幅器１２の増幅利得が制御される。
【００２３】なお、光バンドパスフィルタは光信号を分
波する回折格子または干渉膜フィルタであっても良い。
この場合フィルタ制御回路は光電変換器の受光面を移動
させることによって、回折格子または干渉膜フィルタに
よって分波された光のうち所定の波長の光信号の強度を
抽出することとなる。また実施例では、連続的に光バン
ドパスフィルタの通過波長を変更することによって他の
光信号を検出することにしたが、多重化されている光信
号の波長が既知の場合には、光バンドパスフィルタの通
過波長をそれらの波長のうちの一つに直接変更すること
も可能である。たとえば、多重化された光信号の波長を
選択するためのデータをＲＯＭ（リードオンリメモリ）
に格納しておき、現在使用中の光の波長が使用できなく
なった場合には、他の１つのデータを呼び出して、この
波長を増幅利得の制御に使用するようにしてもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、利得制御に使用していた波長の光が断となっ
ても、異なる波長の光信号に切り換えて増幅利得を制御
することができ、長期間にわたって適切な利得制御がで
きる。また直前の利得が保持されるので、異なる波長の
光信号の検出が容易になるとともに、増幅利得切換手段
によって新たな増幅利得に切り換えられるまでの間、適
正な増幅利得で光信号を増幅することができる。
【００２５】また請求項２記載の発明によれば、利得制
御に使用していた波長の光が断となっても、異なる波長
の光信号を検出しこれを用いて増幅利得を制御すること
ができ、長期間にわたって適切な利得制御ができる。従
って、多重化されている光信号の波長が既知でなくとも
異なる波長の光信号が検出され増幅利得の制御を行うこ
とができる。
【００２６】
【図面の簡単な説明】
【図１】従来使用された所定の波長の光によって増幅利
得を制御する光増幅装置の構成を表わした概略構成図で
ある。
【図２】本発明の一実施例における光増幅装置の構成を
表わした概略構成図である。
【符号の説明】
１１ 光信号入力端 １２ 増幅器 １３ 光分岐器 １４ 光信号出力端 １５ 光バンドパスフィルタ １６ 光電変換器 １７ 基準電圧源 １８ 比較回路 １９ レーザダイオード駆動回路 ２１ ピーク検出回路 ２２ 保持回路 ２３ 光断検出回路 ２４ フィルタ制御回路

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の波長の光が多重化された光信号を
    入力しこれを増幅する光増幅器と、 この光増幅器によって増幅された光信号を入力し前記複
    数の波長のうち所定の波長の光を通過させる光バンドパ
    スフィルタと、 この光パンドパスフィルタの出力端における光の強度が
    所定の一定値になるように前記光増幅器の増幅利得を制
    御する増幅利得制御手段と、 前記光バンドパスフィルタの出力端における光の強度を
    監視し光の断を検出する光断検出手段と、 この光断検出手段によって光の断が検出されたとき前記
    増幅利得制御手段の制御する増幅利得をこの直前の値に
    保持する保持手段と、 前記光断検出手段によって光の断が検出されたとき前記
    複数の波長のうちの前記所定の波長以外の１つの波長を
    通過させるように前記光バンドパスフィルタを制御する
    フィルタ制御手段と、 このフィルタ制御手段の制御によって波長の変更が行わ
    れた状態で前記増幅利得制御手段が増幅利得を設定した
    段階で前記保持手段の保持した利得をこの新たな増幅利
    得に切り換える増幅利得切換手段とを具備することを特
    徴とする光増幅装置。
  2. 【請求項２】 複数の波長の光が多重化された光信号を
    入力しこれを増幅する光増幅器と、 この光増幅器によって増幅された光信号を入力し所定の
    波長の光を通過させる光バンドパスフィルタと、 この光バンドパスフィルタの出力端における光の強度が
    所定の一定値になるように前記光増幅器にその増幅利得
    を制御する増幅利得制御信号を供給する増幅利得制御信
    号供給手段と、 前記光バンドパスフィルタの出力端における光の強度を
    監視し光の到達を検出する光到達検出手段と、 前記光バンドパスフィルタの出力端における光の強度を
    監視し光の断を検出する光断検出手段と、 前記光バンドパスフィルタの通過波長を所定の帯域幅の
    間を連続的に往復変化させる通過波長制御手段と、 前記光断検出手段によって前記光バンドパスフィルタの
    出力端における光の断が検出されたときこの通過波長制
    御手段を起動する通過波長制御起動手段と、 前記光到達検出手段によって前記光バンドパスフィルタ
    の出力端における光の到達が検出されたとき前記通過波
    長制御手段を停止させる通過波長制御停止手段と、 前記光断検出手段によって光の断が検出されたとき前記
    増幅利得制御信号をこの光の断が検出される直前の値で
    保持する制御信号保持手段と、 前記光到達検出手段によって光の到達が検出されたとき
    この制御信号保持手段による増幅利得制御信号の保持を
    解除する保持解除手段とを具備することを特徴とする光
    増幅装置。
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