JP3075200B2 - 信号光モニタとこれを用いた光増幅器 - Google Patents
信号光モニタとこれを用いた光増幅器Info
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- H04B10/073—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an out-of-service signal
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- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムに
用いられる、信号光モニタおよびこれを用いた光増幅器
に関する。
用いられる、信号光モニタおよびこれを用いた光増幅器
に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信においては、伝送容量を増加させ
る一つの手段として、相異なる波長を有する複数の光信
号を一本の光ファイバで伝送する波長多重光伝送方式が
用いられている。また、長距離伝送への要求も高まりつ
つあり、光ファイバ伝送路に光増幅器を挿入する方式が
一般的になりつつある。光増幅器としては、コア内部に
希土類元素をドープした光ファイバを増幅媒体として使
用する光ファイバ増幅器や、半導体内部での誘導放出現
象を利用した半導体増幅器が知られおり、現在商用に供
されている光増幅器としては光ファイバ増幅器が一般的
である。
る一つの手段として、相異なる波長を有する複数の光信
号を一本の光ファイバで伝送する波長多重光伝送方式が
用いられている。また、長距離伝送への要求も高まりつ
つあり、光ファイバ伝送路に光増幅器を挿入する方式が
一般的になりつつある。光増幅器としては、コア内部に
希土類元素をドープした光ファイバを増幅媒体として使
用する光ファイバ増幅器や、半導体内部での誘導放出現
象を利用した半導体増幅器が知られおり、現在商用に供
されている光増幅器としては光ファイバ増幅器が一般的
である。
【０００３】光通信システムでは、システム保守を容易
にすること等を目的として、光ファイバ伝送路内を伝搬
する光信号のパワー、波長、信号対雑音比、信号光波長
変動等々を、端局装置あるいは光増幅器と光ファイバ伝
送路との接続点でモニタする機能が望まれている。光増
幅器では、光ファイバ伝送路への光送出レベルを一定に
維持し伝送特性を安定化させる為に、その信号光出力を
一定に維持する必要があり、光増幅器の動作制御の観点
からも、信号光をモニタする機能が必要となる。
にすること等を目的として、光ファイバ伝送路内を伝搬
する光信号のパワー、波長、信号対雑音比、信号光波長
変動等々を、端局装置あるいは光増幅器と光ファイバ伝
送路との接続点でモニタする機能が望まれている。光増
幅器では、光ファイバ伝送路への光送出レベルを一定に
維持し伝送特性を安定化させる為に、その信号光出力を
一定に維持する必要があり、光増幅器の動作制御の観点
からも、信号光をモニタする機能が必要となる。
【０００４】従来、このような光信号モニタとしては、
光ファイバ増幅器内部に用いられる光信号パワーモニタ
が代表的である。その一例を図６に示す。光増幅器９１
の光出力部に光分岐器２２を挿入し、光出力の一部を分
岐して受光器５２で受光し、このレベルが一定となるよ
うに励起光源１６０の励起光出力パワーを制御して、光
ファイバ増幅器の光出力を一定に保つことができる。
光ファイバ増幅器内部に用いられる光信号パワーモニタ
が代表的である。その一例を図６に示す。光増幅器９１
の光出力部に光分岐器２２を挿入し、光出力の一部を分
岐して受光器５２で受光し、このレベルが一定となるよ
うに励起光源１６０の励起光出力パワーを制御して、光
ファイバ増幅器の光出力を一定に保つことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】光ファイバ伝送路に光
分岐器を挿入し、分岐光を受光器で受光するという上述
の方式をシステム保守用の信号光モニタへ転用した場
合、モニタできるのは全光パワーのみである。したがっ
て、本方式をシステム保守のための信号光モニタへ転用
しても、信号光の信号対雑音比や、波長多重信号光の信
号光波長毎の信号光パワー、あるいは信号光波長の変動
をモニタすることができない。
分岐器を挿入し、分岐光を受光器で受光するという上述
の方式をシステム保守用の信号光モニタへ転用した場
合、モニタできるのは全光パワーのみである。したがっ
て、本方式をシステム保守のための信号光モニタへ転用
しても、信号光の信号対雑音比や、波長多重信号光の信
号光波長毎の信号光パワー、あるいは信号光波長の変動
をモニタすることができない。
【０００６】また、上述の方式は、光増幅器の制御に用
いるモニタとしても以下のような問題を有している。す
なわち、一般に、光増幅器では増幅された信号光を出力
すると共に、光増幅媒体内で発生する自然放出光も出力
するため、上述のモニタ方式では、純粋に信号光パワー
だけをモニタすることができない。自然放出光パワーが
出力光パワー全体に占める割合は、光増幅器の入力光レ
ベルによって変化するため、受光器でモニタされた出力
光レベルを一定に制御しても、信号光出力パワーは一定
とならない。
いるモニタとしても以下のような問題を有している。す
なわち、一般に、光増幅器では増幅された信号光を出力
すると共に、光増幅媒体内で発生する自然放出光も出力
するため、上述のモニタ方式では、純粋に信号光パワー
だけをモニタすることができない。自然放出光パワーが
出力光パワー全体に占める割合は、光増幅器の入力光レ
ベルによって変化するため、受光器でモニタされた出力
光レベルを一定に制御しても、信号光出力パワーは一定
とならない。
【０００７】本発明の第１の目的は、以下の機能を実現
し得る信号光モニタ手段を提供することにある。すなわ
ち、波長多重信号光の信号光波長毎に各信号光のパワー
をモニタする機能、波長多重信号光の信号光波長をモニ
タする機能を備えるようにすることを目的とする。
し得る信号光モニタ手段を提供することにある。すなわ
ち、波長多重信号光の信号光波長毎に各信号光のパワー
をモニタする機能、波長多重信号光の信号光波長をモニ
タする機能を備えるようにすることを目的とする。
【０００８】また、本発明の第２の目的は、以下の機能
を有する光増幅器を実現することにある。すなわち、自
然放出光に依らず、信号光出力一定制御を精度よく行
え、さらに増幅された波長多重信号光の信号光波長毎の
雑音指数をモニタできる光増幅器を提供することにあ
る。
を有する光増幅器を実現することにある。すなわち、自
然放出光に依らず、信号光出力一定制御を精度よく行
え、さらに増幅された波長多重信号光の信号光波長毎の
雑音指数をモニタできる光増幅器を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の信号光モニタ
は、上記課題を解決するために、光ファイバ伝送路中に
配置され、入力された信号光の一部を分岐して第１の分
岐光を出力する第１の光分岐器と、第１の分岐光うち第
１の特定波長成分を透過して透過光を出力する第１の波
長可変フィルタと、第１の波長可変フィルタの透過中心
波長を第１の特定波長成分の範囲で掃引する第１の掃引
器とを備えている。掃引器から出力される透過光を受光
して電気信号に変換する第１の受光器と、第１の電気信
号をサンプリングして第１のサンプリングデータを出力
する第１のサンプリング器を備え、第１のサンプリング
データの時間変化を記憶した第１の記憶装置から第１の
サンプリングデータに取り出して、第１の電気信号の出
力波形の急峻な変化を検出してその変化の存在により信
号光の存在を識別する。そして、第１の雑音光レベル検
出器により第１の電気信号の背景レベルから雑音光レベ
ルを検出し、第１の信号光レベル算出器により第１の電
気信号のピークレベルと雑音光レベルとの差から第１の
信号光レベルを算出することを特徴とする。
は、上記課題を解決するために、光ファイバ伝送路中に
配置され、入力された信号光の一部を分岐して第１の分
岐光を出力する第１の光分岐器と、第１の分岐光うち第
１の特定波長成分を透過して透過光を出力する第１の波
長可変フィルタと、第１の波長可変フィルタの透過中心
波長を第１の特定波長成分の範囲で掃引する第１の掃引
器とを備えている。掃引器から出力される透過光を受光
して電気信号に変換する第１の受光器と、第１の電気信
号をサンプリングして第１のサンプリングデータを出力
する第１のサンプリング器を備え、第１のサンプリング
データの時間変化を記憶した第１の記憶装置から第１の
サンプリングデータに取り出して、第１の電気信号の出
力波形の急峻な変化を検出してその変化の存在により信
号光の存在を識別する。そして、第１の雑音光レベル検
出器により第１の電気信号の背景レベルから雑音光レベ
ルを検出し、第１の信号光レベル算出器により第１の電
気信号のピークレベルと雑音光レベルとの差から第１の
信号光レベルを算出することを特徴とする。
【００１０】また、上記信号光モニタが、さらに、第１
の電気信号の波形にピークが現われる時間から信号光波
長を測定する第１の演算処理手段を備えていることを特
徴としている。信号光モニタは、さらに、第１の信号光
レベルと雑音光レベルから、信号光の信号対雑音比を算
出する信号対雑音比算出手段を備えていることを特徴と
する。
の電気信号の波形にピークが現われる時間から信号光波
長を測定する第１の演算処理手段を備えていることを特
徴としている。信号光モニタは、さらに、第１の信号光
レベルと雑音光レベルから、信号光の信号対雑音比を算
出する信号対雑音比算出手段を備えていることを特徴と
する。
【００１１】ここで、信号光モニタにおける第１の波長
可変フィルタは、誘電体多層膜を用いた干渉膜フィル
タ、ファブリペローエタロン、導波路、ファイバグレー
ティングのいずれかを含んでいることを特徴とする。
可変フィルタは、誘電体多層膜を用いた干渉膜フィル
タ、ファブリペローエタロン、導波路、ファイバグレー
ティングのいずれかを含んでいることを特徴とする。
【００１２】また、本発明の光増幅器は、入力された信
号光を増幅して増幅信号光を出力する光増幅部を備えた
光増幅器であって、さらに、光増幅部の出力側に上記特
徴を有する信号光モニタの第１の光分岐器が配置されて
いることを特徴としている。本発明の光増幅器は、また
信号光レベルが一定となるように光増幅部の出力を制御
する信号光レベル制御部を備えていることを特徴として
いる。また、光増幅器は、さらに、演算処理装置による
信号光の存在の識別の結果に基づいて、信号光がない場
合には光増幅部の動作を停止させる光増幅停止機能を備
えている。
号光を増幅して増幅信号光を出力する光増幅部を備えた
光増幅器であって、さらに、光増幅部の出力側に上記特
徴を有する信号光モニタの第１の光分岐器が配置されて
いることを特徴としている。本発明の光増幅器は、また
信号光レベルが一定となるように光増幅部の出力を制御
する信号光レベル制御部を備えていることを特徴として
いる。また、光増幅器は、さらに、演算処理装置による
信号光の存在の識別の結果に基づいて、信号光がない場
合には光増幅部の動作を停止させる光増幅停止機能を備
えている。
【００１３】さらに、本発明の光増幅器は、入力された
信号光を増幅して増幅信号光を出力する光増幅部光増幅
器であって、光増幅部の入力側に上記特徴を有する信号
光モニタが配置されていることを特徴としている。
信号光を増幅して増幅信号光を出力する光増幅部光増幅
器であって、光増幅部の入力側に上記特徴を有する信号
光モニタが配置されていることを特徴としている。
【００１４】また、本発明の光増幅器は、上記特徴を有
する信号光モニタを入力側と出力側の双方に備えている
ことを特徴としている。そして、光増幅部へ入力される
信号光の信号光レベルと、出力側の信号光レベルとの比
から光増幅部の利得を算出し、この利得が一定となるよ
うに光増幅部を制御する光増幅利得制御機能を備えてい
ることを特徴とする。
する信号光モニタを入力側と出力側の双方に備えている
ことを特徴としている。そして、光増幅部へ入力される
信号光の信号光レベルと、出力側の信号光レベルとの比
から光増幅部の利得を算出し、この利得が一定となるよ
うに光増幅部を制御する光増幅利得制御機能を備えてい
ることを特徴とする。
【００１５】また、光増幅器は、さらに第２の信号光識
別器の識別結果に基づいて、信号光がない場合には、光
増幅部の動作を停止させる第２の光増幅停止機能を備え
ている。光増幅器は、さらに第２の信号光識別器の識別
結果と第１の信号光識別器の識別結果に基づいて、入力
側の信号光が存在して出力側の信号光が存在しない場合
には、光増幅部を故障と判定する光増幅故障判定機能を
備えている。
別器の識別結果に基づいて、信号光がない場合には、光
増幅部の動作を停止させる第２の光増幅停止機能を備え
ている。光増幅器は、さらに第２の信号光識別器の識別
結果と第１の信号光識別器の識別結果に基づいて、入力
側の信号光が存在して出力側の信号光が存在しない場合
には、光増幅部を故障と判定する光増幅故障判定機能を
備えている。
【００１６】ここで、光増幅器の光増幅部は、希土類元
素を添加した光ファイバを増幅媒体とする光ファイバ増
幅器あるいは半導体の誘導放出現象を利用する半導体光
増幅器であることを特徴とする。
素を添加した光ファイバを増幅媒体とする光ファイバ増
幅器あるいは半導体の誘導放出現象を利用する半導体光
増幅器であることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】まず最初に本発明の信号光モニタ
の基本構成およびその動作原理について説明する。
の基本構成およびその動作原理について説明する。
【００１８】本発明の信号光モニタは、図１に示すよう
に、光ファイバ伝送路１０に挿入された光分岐器２０
と、光分岐器２０で分岐された光に含まれる特定波長光
成分を透過する波長可変フィルタ３０と、波長可変フィ
ルタ３０の透過波長を特定波長領域で掃引する掃引器４
０と、波長可変フィルタ３０の透過光を受光する受光器
５０と、受光器５０の出力をサンプリングするサンプリ
ング装置６０と、サンプリング装置６０の時間変化を記
憶する記憶装置７０と、記憶装置７０に記憶されたデー
タを基に、受光器５０の出力波形を演算処理する演算処
理装置８０とを含んで構成される。
に、光ファイバ伝送路１０に挿入された光分岐器２０
と、光分岐器２０で分岐された光に含まれる特定波長光
成分を透過する波長可変フィルタ３０と、波長可変フィ
ルタ３０の透過波長を特定波長領域で掃引する掃引器４
０と、波長可変フィルタ３０の透過光を受光する受光器
５０と、受光器５０の出力をサンプリングするサンプリ
ング装置６０と、サンプリング装置６０の時間変化を記
憶する記憶装置７０と、記憶装置７０に記憶されたデー
タを基に、受光器５０の出力波形を演算処理する演算処
理装置８０とを含んで構成される。
【００１９】図２を参照して、本発明の信号光モニタの
動作について詳細に説明する。
動作について詳細に説明する。
【００２０】波長多重光通信システムでは、通常、光フ
ァイバ伝送路１０には、図２（ａ）に示すスペクトラム
のように、複数（ｍ個）の信号光と広い波長範囲にほぼ
均等に分布する雑音光とが重畳されて伝送される。
ァイバ伝送路１０には、図２（ａ）に示すスペクトラム
のように、複数（ｍ個）の信号光と広い波長範囲にほぼ
均等に分布する雑音光とが重畳されて伝送される。
【００２１】光ファイバ伝送路１０を伝播するこのよう
な光（以下、「伝送信号光」という。）を、光分岐器２
０で分岐して波長変化フィルタ３０に導き、掃引器４０
により波長可変フィルタ３０の透過中心波長を掃引する
と、受光器５０からは、波長に対する光パワーの変化
（図２（ａ））が出力電流の時間変化（図２（ｂ））と
なって現われる。
な光（以下、「伝送信号光」という。）を、光分岐器２
０で分岐して波長変化フィルタ３０に導き、掃引器４０
により波長可変フィルタ３０の透過中心波長を掃引する
と、受光器５０からは、波長に対する光パワーの変化
（図２（ａ））が出力電流の時間変化（図２（ｂ））と
なって現われる。
【００２２】すなわち、波長可変フィルタ３０の透過中
心波長が各信号光波長と一致したときに、受光器５０の
出力波形にｍ個の急峻なピークが現われる。このピーク
のレベルは、各信号光Ｐｓｋ（ｋ＝１…ｍ）と各信号光
波長における雑音光Ｐｎｋ（ｋ＝１…ｍ）が加算された
光レベルＰｐｋ＝Ｐｓｋ＋Ｐｎｋ（ｋ＝１…ｍ）に相当
する。また、波長可変フィルタ３０の透過中心波長が信
号光波長と一致しないときは、雑音光のみが受光器５０
に入射されるため、雑音光レベルが受光器５０出力波形
の背景レベル（急峻なピーク以外のレベル）となって現
われる。
心波長が各信号光波長と一致したときに、受光器５０の
出力波形にｍ個の急峻なピークが現われる。このピーク
のレベルは、各信号光Ｐｓｋ（ｋ＝１…ｍ）と各信号光
波長における雑音光Ｐｎｋ（ｋ＝１…ｍ）が加算された
光レベルＰｐｋ＝Ｐｓｋ＋Ｐｎｋ（ｋ＝１…ｍ）に相当
する。また、波長可変フィルタ３０の透過中心波長が信
号光波長と一致しないときは、雑音光のみが受光器５０
に入射されるため、雑音光レベルが受光器５０出力波形
の背景レベル（急峻なピーク以外のレベル）となって現
われる。
【００２３】受光器５０の出力を、サンプリング装置６
０でサンプリングし、サンプリング装置６０出力の時間
変化を記憶装置７０に記憶する。
０でサンプリングし、サンプリング装置６０出力の時間
変化を記憶装置７０に記憶する。
【００２４】演算処理装置８０は、記憶装置７０の記憶
された受光器５０の出力波形データを基に、 受光器５の出力ピークの数から、伝送信号光に含まれ
る信号光の数ｍを、 受光器５の出力の各ピークレベルから、伝送信号光に
含まれる各信号光波長成分における光パワーＰｐｋ（ｋ
＝１…ｍ）を、 受光器５の出力の各ピーク近傍のレベルから、各信号
光波長成分に含まれる雑音光パワーの近似値Ｐｎｋ（ｋ
＝１…ｍ）を、 受光器出力の各ピークが現れる時間から、各信号光の
波長λｋ（ｋ＝１…ｍ）を、 検出して出力する。さらに、演算処理装置８０では、Ｐ
ｐｋとＰｎｋより、各信号光波長における信号光パワー
Ｐｓｋ（ｋ＝１…ｍ）、および各信号光の信号対雑音比
ＳＮｋ（ｋ＝１…ｍ）を計算し出力することもできる。
された受光器５０の出力波形データを基に、 受光器５の出力ピークの数から、伝送信号光に含まれ
る信号光の数ｍを、 受光器５の出力の各ピークレベルから、伝送信号光に
含まれる各信号光波長成分における光パワーＰｐｋ（ｋ
＝１…ｍ）を、 受光器５の出力の各ピーク近傍のレベルから、各信号
光波長成分に含まれる雑音光パワーの近似値Ｐｎｋ（ｋ
＝１…ｍ）を、 受光器出力の各ピークが現れる時間から、各信号光の
波長λｋ（ｋ＝１…ｍ）を、 検出して出力する。さらに、演算処理装置８０では、Ｐ
ｐｋとＰｎｋより、各信号光波長における信号光パワー
Ｐｓｋ（ｋ＝１…ｍ）、および各信号光の信号対雑音比
ＳＮｋ（ｋ＝１…ｍ）を計算し出力することもできる。
【００２５】次に、本発明の信号光モニタの第１の実施
例について説明する。図３は、本発明の信号光モニタの
第１の実施例の構成を示した図である。
例について説明する。図３は、本発明の信号光モニタの
第１の実施例の構成を示した図である。
【００２６】光ファイバ伝送路１０には光分岐器２０が
挿入され、光分岐器２０で分岐された光は波長可変フィ
ルタ３０に導かれる。波長可変フィルタ３０の透過中心
波長は、掃引器４０により、一定速度Ｖ（ｎｍ／ｓ）で
特定波長範囲内を掃引される。波長可変フィルタ３０を
透過した光は受光器５０で検出され、受光器５０の出力
はＡ／Ｄ変換回路１００に入力される。Ａ／Ｄ変換回路
１００は、クロック１１０のパルスに同期して受光器５
０の出力を次々にサンプリングして、メモリ１２０へ出
力する。メモリ１２０は、クロック１１０のパルスによ
りアドレスをインクリメントしながら、Ａ／Ｄ変換回路
１００の出力を記憶する。したがって、メモリ１２０に
は、受光器５０の出力波形を、クロック１１０で決まる
時間間隔τでサンプリングした結果が、初期アドレスか
ら順に時系列的に記憶されることになる。演算処理装置
はＣＰＵ１３０と、波形データ処理に必要な定数をあら
かじめ記憶させたメモリ１４０で構成されている。
挿入され、光分岐器２０で分岐された光は波長可変フィ
ルタ３０に導かれる。波長可変フィルタ３０の透過中心
波長は、掃引器４０により、一定速度Ｖ（ｎｍ／ｓ）で
特定波長範囲内を掃引される。波長可変フィルタ３０を
透過した光は受光器５０で検出され、受光器５０の出力
はＡ／Ｄ変換回路１００に入力される。Ａ／Ｄ変換回路
１００は、クロック１１０のパルスに同期して受光器５
０の出力を次々にサンプリングして、メモリ１２０へ出
力する。メモリ１２０は、クロック１１０のパルスによ
りアドレスをインクリメントしながら、Ａ／Ｄ変換回路
１００の出力を記憶する。したがって、メモリ１２０に
は、受光器５０の出力波形を、クロック１１０で決まる
時間間隔τでサンプリングした結果が、初期アドレスか
ら順に時系列的に記憶されることになる。演算処理装置
はＣＰＵ１３０と、波形データ処理に必要な定数をあら
かじめ記憶させたメモリ１４０で構成されている。
【００２７】まず、ＣＰＵ１３０から出力される掃引開
始信号により、掃引器４０による波長可変フィルタ３０
の透過中心波長の掃引動作、およびメモリ１２０の記憶
動作が開始される。掃引が終了すると、掃引器４０から
掃引終了信号がＣＰＵ１３０へ出力され、ＣＰＵ１３０
からの命令によりメモリ１２０の記憶動作が停止する。
これにより、メモリ１２０には、受光器５０の出力波形
を、クロック１１０の出力パルスで決まる時間間隔τで
サンプリングした結果が、時系列的に記憶されることに
なる。このとき、隣接するアドレスに記憶されたデータ
は、波長幅Δλ（＝Ｖ×τ）だけ離れた光パワーに対応
したものとなる。
始信号により、掃引器４０による波長可変フィルタ３０
の透過中心波長の掃引動作、およびメモリ１２０の記憶
動作が開始される。掃引が終了すると、掃引器４０から
掃引終了信号がＣＰＵ１３０へ出力され、ＣＰＵ１３０
からの命令によりメモリ１２０の記憶動作が停止する。
これにより、メモリ１２０には、受光器５０の出力波形
を、クロック１１０の出力パルスで決まる時間間隔τで
サンプリングした結果が、時系列的に記憶されることに
なる。このとき、隣接するアドレスに記憶されたデータ
は、波長幅Δλ（＝Ｖ×τ）だけ離れた光パワーに対応
したものとなる。
【００２８】メモリ１４０には、掃引器４０による波長
可変フィルタ３０の透過中心波長の掃引速度Ｖ、掃引開
始波長λｓ、サンプリング間隔τ、および、Ａ／Ｄ変換
器出力データから光分岐器を通過する光パワーを換算す
るための換算データ等が記憶されており、ＣＰＵ１３０
による波形データ処理に使用される。
可変フィルタ３０の透過中心波長の掃引速度Ｖ、掃引開
始波長λｓ、サンプリング間隔τ、および、Ａ／Ｄ変換
器出力データから光分岐器を通過する光パワーを換算す
るための換算データ等が記憶されており、ＣＰＵ１３０
による波形データ処理に使用される。
【００２９】ＣＰＵ１３０は、以下の処理を行う。
【００３０】 ピークの数ｍのカウント メモリに記憶されたピークレベルデータＤｐｋ（ｋ
＝１…ｍ、以下同じ）の初期アドレスからのオフセット
Ａｋの特定 ピークレベル近傍の雑音レベルデータＤｎｋの特定 Ａｋから波長λｋ（＝λｓ＋Ｖ×τ×Ａｋ）の計算 ＤｐｋおよびＤｎｋから、光分岐器を通過する光パ
ワーＰｐｋおよびＰｎｋへの換算 ＰｐｋおよびＰｎｋから、光分岐器を通過する信号
光パワーＰｓｋの計算 ＰｓｋおよびＰｎｋから、信号対雑音比ＳＮｋの計
算 処理結果に基づき、ＣＰＵ１３０からは、ピーク数すな
わち信号光数ｍ、各信号光波長における信号光パワーＰ
ｓｋ、各信号光の波長λｋ、および各信号光の信号対雑
音比ＳＮｋ等が出力される。尚、これらの値は、掃引器
４０の掃引動作を繰り返せば、掃引終了毎に更新するこ
とができる。
＝１…ｍ、以下同じ）の初期アドレスからのオフセット
Ａｋの特定 ピークレベル近傍の雑音レベルデータＤｎｋの特定 Ａｋから波長λｋ（＝λｓ＋Ｖ×τ×Ａｋ）の計算 ＤｐｋおよびＤｎｋから、光分岐器を通過する光パ
ワーＰｐｋおよびＰｎｋへの換算 ＰｐｋおよびＰｎｋから、光分岐器を通過する信号
光パワーＰｓｋの計算 ＰｓｋおよびＰｎｋから、信号対雑音比ＳＮｋの計
算 処理結果に基づき、ＣＰＵ１３０からは、ピーク数すな
わち信号光数ｍ、各信号光波長における信号光パワーＰ
ｓｋ、各信号光の波長λｋ、および各信号光の信号対雑
音比ＳＮｋ等が出力される。尚、これらの値は、掃引器
４０の掃引動作を繰り返せば、掃引終了毎に更新するこ
とができる。
【００３１】上述した本発明の信号光モニタにおいて、
光分岐器２０として光ファイバ融着型光分岐、波長可変
フィルタ３０として誘電体フィルタをパルスステッピン
グモータで回転させるもの、掃引器４０としてパルスス
テッピングモータを一定速度で回転させるモータ駆動回
路、受光器５０としてＰＩＮホトダイオードを使用する
ことができる。光ファイバ伝送路１０には、相異なる波
長を有する４つの信号光が伝播している。
光分岐器２０として光ファイバ融着型光分岐、波長可変
フィルタ３０として誘電体フィルタをパルスステッピン
グモータで回転させるもの、掃引器４０としてパルスス
テッピングモータを一定速度で回転させるモータ駆動回
路、受光器５０としてＰＩＮホトダイオードを使用する
ことができる。光ファイバ伝送路１０には、相異なる波
長を有する４つの信号光が伝播している。
【００３２】掃引器４０により波長可変フィルタ３０の
透過中心波長を掃引し、受光器５０の出力波形をメモリ
１２０に記憶させる手順は、上述した通りである。
透過中心波長を掃引し、受光器５０の出力波形をメモリ
１２０に記憶させる手順は、上述した通りである。
【００３３】メモリ１４０には、あらかじめ次のような
換算データが記憶されている。
換算データが記憶されている。
【００３４】 掃引器４０による波長可変フィルタ３
０の透過中心波長の掃引速度Ｖ、 掃引開始波長λｓ、 サンプリング間隔τ メモリ１２０に記憶されたＡ／Ｄ変換回路１００の
出力データから、光分子器２０を通過する光パワーを換
算するための比例定数Ｃ 波形ピークを検出するための参照値Ｒ 各信号光について、それらの信号光が取り得る最短
波長λｍｉｎ（ｋ）および最長波長λｍａｘ（ｋ）（ｋ
＝１，２，３，４） 信号光の最大線幅Δλｃ メモリ１７の特定アドレスＡと、これに対応する波長λ
は次のように換算することができる。
０の透過中心波長の掃引速度Ｖ、 掃引開始波長λｓ、 サンプリング間隔τ メモリ１２０に記憶されたＡ／Ｄ変換回路１００の
出力データから、光分子器２０を通過する光パワーを換
算するための比例定数Ｃ 波形ピークを検出するための参照値Ｒ 各信号光について、それらの信号光が取り得る最短
波長λｍｉｎ（ｋ）および最長波長λｍａｘ（ｋ）（ｋ
＝１，２，３，４） 信号光の最大線幅Δλｃ メモリ１７の特定アドレスＡと、これに対応する波長λ
は次のように換算することができる。
【００３５】
【数１】
【００３６】
【数２】
【００３７】演算処理装置１６においては、次の処理を
行う。
行う。
【００３８】（１）ピーク数すなわち信号光波長数の検
出 通常、信号光に対応するピークは急峻な変化を示す。す
なわち、メモリ１２０の隣接アドレスにあるデータの差
は、ピークがあると大きくなる。したがって、次の手順
でピークの数をカウントすることができる。
出 通常、信号光に対応するピークは急峻な変化を示す。す
なわち、メモリ１２０の隣接アドレスにあるデータの差
は、ピークがあると大きくなる。したがって、次の手順
でピークの数をカウントすることができる。
【００３９】 各信号光が取り得る最短波長λｍｉｎ
（ｋ）および最長波長λｍａｘ（ｋ）に対応するアドレ
スＡｍｉｎ（ｋ）およびＡｍａｘ（ｋ）を第２式より求
める。
（ｋ）および最長波長λｍａｘ（ｋ）に対応するアドレ
スＡｍｉｎ（ｋ）およびＡｍａｘ（ｋ）を第２式より求
める。
【００４０】 アドレスＡｍｉｎ（１）からＡｍａｘ
（１）までのデータについて、隣接アドレス間でのデー
タ値の差を計算し、それらの計算結果の中に参照値Ｒを
越える値があれば、λｍｉｎ（１）からλｍａｘ（１）
の波長範囲に信号光ピークが存在すると判定できる。信
号光ピークが存在すると判定した場合は、カウントｍを
１に設定する。
（１）までのデータについて、隣接アドレス間でのデー
タ値の差を計算し、それらの計算結果の中に参照値Ｒを
越える値があれば、λｍｉｎ（１）からλｍａｘ（１）
の波長範囲に信号光ピークが存在すると判定できる。信
号光ピークが存在すると判定した場合は、カウントｍを
１に設定する。
【００４１】 ｋ＝２，３，４のアドレスＡｍｉｎ
（ｋ）およびＡｍａｘ（ｋ）のそれぞれについて、上記
と同様の処理を行い、信号光ピークが存在すると判定
されたら、その都度、ｍをインクリメントする。
（ｋ）およびＡｍａｘ（ｋ）のそれぞれについて、上記
と同様の処理を行い、信号光ピークが存在すると判定
されたら、その都度、ｍをインクリメントする。
【００４２】（２）ピークデータの特定 上記（１）の処理で、信号光ピークの存在が確認された
アドレス区間Ａｍｉｎ（ｋ）〜Ａｍａｘ（ｋ）につい
て、アドレス区間内の最大値データＤｐｋと、そのアド
レスＡｐｋ（ｋ＝１，２，３，４）を求める。
アドレス区間Ａｍｉｎ（ｋ）〜Ａｍａｘ（ｋ）につい
て、アドレス区間内の最大値データＤｐｋと、そのアド
レスＡｐｋ（ｋ＝１，２，３，４）を求める。
【００４３】（３）雑音レベルデータの特定 信号光の最大線幅Δλｃから、次式により、アドレ
スのオフセットΔＡｋを求める。
スのオフセットΔＡｋを求める。
【００４４】
【数３】
【００４５】 雑音レベルデータのアドレスＡｎｋ
を、次式で求める。
を、次式で求める。
【００４６】
【数４】
【００４７】すなわち、アドレスＡｎｋのデータＤｎｋ
は、信号光ピークから信号光線幅だけ離れた波長の光レ
ベルであるため、信号光成分を含まない。したがって、
Ｄｎｋは、信号光波長近傍の雑音光レベルと見ることが
できる。
は、信号光ピークから信号光線幅だけ離れた波長の光レ
ベルであるため、信号光成分を含まない。したがって、
Ｄｎｋは、信号光波長近傍の雑音光レベルと見ることが
できる。
【００４８】（４）各信号光波長における光パワーＰｐ
ｋおよび雑音光パワーＰｎｋの換算メモリ１７に記憶し
てある比例定数Ｃを用い、次式によりＰｐｋおよびＰｎ
ｋを求める。
ｋおよび雑音光パワーＰｎｋの換算メモリ１７に記憶し
てある比例定数Ｃを用い、次式によりＰｐｋおよびＰｎ
ｋを求める。
【００４９】
【数５】
【００５０】
【数６】
【００５１】比例定数Ｃは、光分岐器２０の通過損失、
波長可変フィルタ３０の通過損失、受光器５０の受光感
度等により決まる定数であり、あらかじめ実験的に求め
ることができる。
波長可変フィルタ３０の通過損失、受光器５０の受光感
度等により決まる定数であり、あらかじめ実験的に求め
ることができる。
【００５２】（５）各信号光のパワーＰｓｋの算出 Ｐｎｋは信号光波長近傍の雑音光レベルであり、かつ、
通常、雑音光レベルは波長に対して急激には変化しない
ため、この値を近似的に信号光波長における雑音光レベ
ルと見ることができる。したがって、ＰｐｋおよびＰｎ
ｋから、次式により各信号光のパワーＰｓｋが求まる。
通常、雑音光レベルは波長に対して急激には変化しない
ため、この値を近似的に信号光波長における雑音光レベ
ルと見ることができる。したがって、ＰｐｋおよびＰｎ
ｋから、次式により各信号光のパワーＰｓｋが求まる。
【００５３】
【数７】
【００５４】（６）各信号光の信号対雑音比ＳＮｋの算
出 ＰｓｋおよびＰｎｋから、次式により各信号光のパワー
Ｐｓｋが求まる。
出 ＰｓｋおよびＰｎｋから、次式により各信号光のパワー
Ｐｓｋが求まる。
【００５５】
【数８】
【００５６】ここに、Ｆは、光ファイバ伝送路１０の末
端に接続される光受信機での受信光波長帯域で決まる定
数であり、光通信システム設計時に決まる値である。ま
た、この値をメモリ１４０に記憶させておていも良い。
端に接続される光受信機での受信光波長帯域で決まる定
数であり、光通信システム設計時に決まる値である。ま
た、この値をメモリ１４０に記憶させておていも良い。
【００５７】（７）各信号光の波長の算出 （２）において求めた信号光ピークデータの記憶アドレ
スＡｐｋより、信号光波長λｋを、次式で求めることが
できる。
スＡｐｋより、信号光波長λｋを、次式で求めることが
できる。
【００５８】
【数９】
【００５９】上記の手順で算出された、信号光の数ｍ、
各信号光パワーＰｓｋ、各信号光波長λｓｋ、および各
信号光の信号対雑音比ＳＮｋは、ＣＰＵ１３０でパラレ
ルデータあるいはシリアルデータに加工されて出力され
る。
各信号光パワーＰｓｋ、各信号光波長λｓｋ、および各
信号光の信号対雑音比ＳＮｋは、ＣＰＵ１３０でパラレ
ルデータあるいはシリアルデータに加工されて出力され
る。
【００６０】尚、この例では、掃引器４０として波長可
変フィルタ３０のパルスステッピングモータを一定速度
で回転させるモータ駆動回路を例示したが、直接、ＣＰ
Ｕ１３０からの信号によりパルスステッピングモータを
特定角度だけ回転させても良い。
変フィルタ３０のパルスステッピングモータを一定速度
で回転させるモータ駆動回路を例示したが、直接、ＣＰ
Ｕ１３０からの信号によりパルスステッピングモータを
特定角度だけ回転させても良い。
【００６１】また、波長可変フィルタ３０としては、フ
ァブリペローエタロンを利用したもの、導波路を利用し
たもの、ファイバグレーティングを利用したもの等を用
いることができる。
ァブリペローエタロンを利用したもの、導波路を利用し
たもの、ファイバグレーティングを利用したもの等を用
いることができる。
【００６２】掃引器４０は、波長可変フィルタ３０の透
過中心波長を掃引する機能を有するものであり、使用す
る波長可変フィルタ３０の駆動機構に応じて種々の形態
を採り得ることは言うまでもない。例えば、空隙をキャ
ビティとするファブリペローエタロンの空隙長さを圧電
素子で変化させるものにあっては印加電圧掃引装置、導
波路やファイバグレーティングの温度を電子冷却器によ
り変化させて為る波長可変フィルタでは電子冷却器への
通電電流掃引装置の形態を採り得る。
過中心波長を掃引する機能を有するものであり、使用す
る波長可変フィルタ３０の駆動機構に応じて種々の形態
を採り得ることは言うまでもない。例えば、空隙をキャ
ビティとするファブリペローエタロンの空隙長さを圧電
素子で変化させるものにあっては印加電圧掃引装置、導
波路やファイバグレーティングの温度を電子冷却器によ
り変化させて為る波長可変フィルタでは電子冷却器への
通電電流掃引装置の形態を採り得る。
【００６３】次に、図４を参照して、本発明の光増幅器
の第１の実施例について説明する。
の第１の実施例について説明する。
【００６４】本実施例は、図１に示される信号光モニタ
の光分岐器２０を光増幅器９０の出力部に挿入し、光増
幅器９０の動作を制御する例である。
の光分岐器２０を光増幅器９０の出力部に挿入し、光増
幅器９０の動作を制御する例である。
【００６５】光増幅器９０および制御回路１００以外の
構成要素の動作および具体的な実施例は第１の実施の形
態および第１の実施例で示した通りである。制御回路１
５０は、演算処理装置８０により検出される信号光の数
ｍがゼロ、すなわち信号光が全く無い状態となったとき
に、光増幅器９０の動作を停止し、不要な電力消費の回
避等を行う。また、制御回路１５０は、演算処理装置８
０により算出される特定信号光のレベルが一定となるよ
うに、光増幅部９０の動作を制御する。
構成要素の動作および具体的な実施例は第１の実施の形
態および第１の実施例で示した通りである。制御回路１
５０は、演算処理装置８０により検出される信号光の数
ｍがゼロ、すなわち信号光が全く無い状態となったとき
に、光増幅器９０の動作を停止し、不要な電力消費の回
避等を行う。また、制御回路１５０は、演算処理装置８
０により算出される特定信号光のレベルが一定となるよ
うに、光増幅部９０の動作を制御する。
【００６６】光増幅部９０の制御に使用する特定信号光
レベルとして、各信号光のうちレベルが最も小さい信号
光レベルを使用すれば光増幅器９０から出力される信号
光の最小値レベルが保証され、各信号光のうちレベルが
最も大きい信号光レベルを使用すれば光増幅器９０から
出力される信号光の最大値レベルが保証されることにな
る。
レベルとして、各信号光のうちレベルが最も小さい信号
光レベルを使用すれば光増幅器９０から出力される信号
光の最小値レベルが保証され、各信号光のうちレベルが
最も大きい信号光レベルを使用すれば光増幅器９０から
出力される信号光の最大値レベルが保証されることにな
る。
【００６７】光増幅器としては、希土類元素を添加した
光ファイバを増幅媒体とする光ファイバ増幅器、あるい
は半導体の誘導放出現象を利用する半導体光増幅器を用
いることができる。
光ファイバを増幅媒体とする光ファイバ増幅器、あるい
は半導体の誘導放出現象を利用する半導体光増幅器を用
いることができる。
【００６８】さらに、本発明の光増幅器の第２の実施例
について図５を参照して説明する。
について図５を参照して説明する。
【００６９】本実施例は、図４に示される光増幅器に、
さらに、光増幅部９０の入力部に挿入された光分岐器２
１と、光分岐器２１で分岐された光に含まれる特定波長
光成分を透過する波長可変フィルタ３１と、波長可変フ
ィルタ３１の透過波長を特定波長領域で掃引する掃引器
４１と、波長可変フィルタ３１の透過光を受光する受光
器５１と、受光器５１の出力をサンプリングするサンプ
リング装置６１と、サンプリング装置６１の時間変化を
記憶する記憶装置７１とを有する。
さらに、光増幅部９０の入力部に挿入された光分岐器２
１と、光分岐器２１で分岐された光に含まれる特定波長
光成分を透過する波長可変フィルタ３１と、波長可変フ
ィルタ３１の透過波長を特定波長領域で掃引する掃引器
４１と、波長可変フィルタ３１の透過光を受光する受光
器５１と、受光器５１の出力をサンプリングするサンプ
リング装置６１と、サンプリング装置６１の時間変化を
記憶する記憶装置７１とを有する。
【００７０】演算処理装置８０では、受光器５０で検出
される光増幅器９０の出力光および受光器５１で検出さ
れる光増幅器９０の入力光のそれぞれについて、第１の
実施の形態および第１の実施例で示した処理が行われ
る。
される光増幅器９０の出力光および受光器５１で検出さ
れる光増幅器９０の入力光のそれぞれについて、第１の
実施の形態および第１の実施例で示した処理が行われ
る。
【００７１】制御回路１５０には、第２の実施例で示し
た動作のほか、次のような動作を行わせることができ
る。
た動作のほか、次のような動作を行わせることができ
る。
【００７２】（１）入力光に含まれる信号光の数がゼロ
になったときにも光増幅器９０の動作を停止して、不要
な電力消費の回避等を行うことができる。
になったときにも光増幅器９０の動作を停止して、不要
な電力消費の回避等を行うことができる。
【００７３】（２）入力光と出力光の両方について、そ
れぞれ信号光が含まれているか否かを検出できるため、
光増幅部９０の動作の異常を検出することができる。す
なわち、入力光に信号光が含まれ、出力光に信号が含ま
れている場合には、光増幅部９０の動作が異常であると
判定することができる。
れぞれ信号光が含まれているか否かを検出できるため、
光増幅部９０の動作の異常を検出することができる。す
なわち、入力光に信号光が含まれ、出力光に信号が含ま
れている場合には、光増幅部９０の動作が異常であると
判定することができる。
【００７４】（３）入力光と出力光の両方について、各
信号光のレベルをそれぞれ個別にモニタできるため、各
信号光に関する光増幅部９０の利得を個別に検出するこ
とができる。これにより、特定の信号光の利得をもと
に、その利得が一定なるように光増幅部９０を制御する
ことができる。すなわち、利得の最も小さい信号光の利
得が一定となるように制御すれば、光増幅部９０の最小
利得が、利得の最も大きい信号光の利得が一定となるよ
うに制御すれば、光増幅部９０の最大利得を保証するこ
とができる。
信号光のレベルをそれぞれ個別にモニタできるため、各
信号光に関する光増幅部９０の利得を個別に検出するこ
とができる。これにより、特定の信号光の利得をもと
に、その利得が一定なるように光増幅部９０を制御する
ことができる。すなわち、利得の最も小さい信号光の利
得が一定となるように制御すれば、光増幅部９０の最小
利得が、利得の最も大きい信号光の利得が一定となるよ
うに制御すれば、光増幅部９０の最大利得を保証するこ
とができる。
【００７５】（４）さらに、出力信号光に重畳された光
増幅部９０内部で発生した自然放出光の、各信号光波長
近傍のレベルを雑音光として検出することができる。こ
れにより、各信号光毎に、光増幅部９０における雑音指
数を算出してモニタすることができる。すなわち、ｋ番
目の信号光の入力レベルＰｉｓｋ（ｋ＝１…ｍ）と出力
レベルＰｏｓｋ（ｋ＝１…ｍ）、および出力光に含まれ
るｋ番目の信号光波長近傍の自由放出光レベルＰｎｋ
（ｋ＝１…ｍ）から、ｋ番目の信号光に関する光増幅部
９０の雑音指数ＮＦｋ（ｋ＝１…ｍ）を次式により算出
することができる。
増幅部９０内部で発生した自然放出光の、各信号光波長
近傍のレベルを雑音光として検出することができる。こ
れにより、各信号光毎に、光増幅部９０における雑音指
数を算出してモニタすることができる。すなわち、ｋ番
目の信号光の入力レベルＰｉｓｋ（ｋ＝１…ｍ）と出力
レベルＰｏｓｋ（ｋ＝１…ｍ）、および出力光に含まれ
るｋ番目の信号光波長近傍の自由放出光レベルＰｎｋ
（ｋ＝１…ｍ）から、ｋ番目の信号光に関する光増幅部
９０の雑音指数ＮＦｋ（ｋ＝１…ｍ）を次式により算出
することができる。
【００７６】
【数１０】
【００７７】ここに、ｈはプランク定数、νｋ（＝ｃ／
λｋ、ｃは光の速度）はｋ番目の信号光の光の周波数、
Δν（＝ｃ×Δλｆ／λｋ２、Δλｆは波長可変フィル
タ３０の３ｄＢ透過帯域幅）は波長可変フィルタ３０の
透過帯域幅の周波数換算値である。なお、上式は、例え
ば１９９２年電子通信学会秋季大会予稿集、論文Ｃ−２
６８に示されている。
λｋ、ｃは光の速度）はｋ番目の信号光の光の周波数、
Δν（＝ｃ×Δλｆ／λｋ２、Δλｆは波長可変フィル
タ３０の３ｄＢ透過帯域幅）は波長可変フィルタ３０の
透過帯域幅の周波数換算値である。なお、上式は、例え
ば１９９２年電子通信学会秋季大会予稿集、論文Ｃ−２
６８に示されている。
【００７８】
【発明の効果】本発明の信号光モニタによれば、以下の
ような効果を有する。すなわち、光ファイバ伝送路に挿
入されるのは光分岐器のみであるため、光ファイバ伝送
路内を伝播する伝送信号光に対する損失が少ない。
ような効果を有する。すなわち、光ファイバ伝送路に挿
入されるのは光分岐器のみであるため、光ファイバ伝送
路内を伝播する伝送信号光に対する損失が少ない。
【００７９】また、伝送信号光の波長スペクトラムを、
受光器出力の時間的な変化として取り出すことにより、
伝送信号光に含まれる複数の信号光について、それぞれ
次のような物理量を簡易にモニタすることもできる。す
なわち、信号光の数、各信号光のレベル、各信号
光の信号対雑音比、各信号光の波長をモニタすること
ができる。
受光器出力の時間的な変化として取り出すことにより、
伝送信号光に含まれる複数の信号光について、それぞれ
次のような物理量を簡易にモニタすることもできる。す
なわち、信号光の数、各信号光のレベル、各信号
光の信号対雑音比、各信号光の波長をモニタすること
ができる。
【００８０】さらに、本発明の信号光モニタによれば、
光増幅部の出力光をモニタすることにより、次のような
機能を有する光増幅器を実現することができる。すなわ
ち、 出力信号光が全く存在しない場合に光増幅部動作を
停止する機能、 特定信号光に関する出力一定制御機能、およびこれ
による出力信号光の最小レベルまたは最大レベル保証機
能、である。
光増幅部の出力光をモニタすることにより、次のような
機能を有する光増幅器を実現することができる。すなわ
ち、 出力信号光が全く存在しない場合に光増幅部動作を
停止する機能、 特定信号光に関する出力一定制御機能、およびこれ
による出力信号光の最小レベルまたは最大レベル保証機
能、である。
【００８１】また、本発明の信号光モニタを光増幅部の
入力部および出力部に使用し、光増幅部の入力光および
出力光をそれぞれモニタすることにより、次のような機
能を備えることもできる。すなわち、 入力信号光が全く存在しない場合に光増幅部動作を
停止する機能、 入力光に信号光が含まれ、出力光に信号光が含まれ
ないことから、光増幅部の動作異常を判定する機能、 特定信号光に関する利得一定制御機能、およびこれ
による光増幅部の最大利得または最小利得保証機能、 各信号光に対する利得および各信号光波長近傍の自
然放出光レベルから、各信号光の雑音指数をモニタする
機能、である。
入力部および出力部に使用し、光増幅部の入力光および
出力光をそれぞれモニタすることにより、次のような機
能を備えることもできる。すなわち、 入力信号光が全く存在しない場合に光増幅部動作を
停止する機能、 入力光に信号光が含まれ、出力光に信号光が含まれ
ないことから、光増幅部の動作異常を判定する機能、 特定信号光に関する利得一定制御機能、およびこれ
による光増幅部の最大利得または最小利得保証機能、 各信号光に対する利得および各信号光波長近傍の自
然放出光レベルから、各信号光の雑音指数をモニタする
機能、である。
【図１】本発明の信号光モニタの構成を示すブロック図
である。
である。
【図２】本発明の信号光モニタの動作を説明するための
動作説明図であり、（ａ）は本発明の信号光モニタに入
力される伝送信号光のスペクトラムの一例を示してお
り、（ｂ）は本発明の信号光モニタを構成する受光器の
出力波形の一例を示している。
動作説明図であり、（ａ）は本発明の信号光モニタに入
力される伝送信号光のスペクトラムの一例を示してお
り、（ｂ）は本発明の信号光モニタを構成する受光器の
出力波形の一例を示している。
【図３】本発明の信号光モニタの第１の実施例を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図４】本発明の信号光モニタを用いた光増幅器の第１
の実施例の構成を示すブロック図である。
の実施例の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の信号光モニタを用いた光増幅器の第２
の実施例の構成を示すブロック図である。
の実施例の構成を示すブロック図である。
【図６】従来の光増幅器の構成を示すブロック図であ
る。
る。
１０ 光ファイバ伝送路 ２０，２１，２２ 光分岐器 ３０，３１ 波長可変フィルタ ４０，４１ 掃引器 ５０，５１，５２ 受光器 ６０，６１ サンプリング装置 ７０，７１ 記憶装置 ８０ 演算処理装置 ９０ 光増幅部 １００ 光受光器 １１０ Ａ／Ｄ変換回路 １２０，１４０ メモリ １３０ ＣＰＵ １５０，１５１ 制御回路 １６０ 励起光源 １７０ エルビウム添加光ファイバ １８０ ＷＤＭカプラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 3/10 H04B 10/08 H04J 14/00 H04J 14/02
Claims (19)
- 【請求項１】 入力された信号光を受光して第１の電気
信号に変換する第１の受光器と、 前記第１の電気信号をサンプリングして第１のサンプリ
ングデータを出力する第１のサンプリング手段と、 前記第１のサンプリングデータを前記波長に対応したア
ドレスに順次記憶する第１の記憶装置と、 前記第１の記憶装置における互いに隣接するアドレスに
あるデータの差があらかじめ定められた値より大きいか
を判定して信号光の存在を識別する第１の信号光識別手
段と、 前記第１の電気信号の背景レベルから雑音光レベルを検
出する第１の雑音光レベル検出手段と、 前記第１の電気信号のピークレベルと前記雑音光レベル
との差から第１の信号光レベルを算出する第１の信号光
レベル算出手段とを備えていることを特徴とする信号光
モニタ。 - 【請求項２】 請求項１記載の信号光モニタは、さら
に、光ファイバ伝送路中に配置され、入力された信号光の一
部を分岐して第１の分岐光を出力する第１の光分岐器
と、 前記第１の分岐光うち、第１の特定波長成分を透過して
透過光を出力する第１の波長可変フィルタと、 前記第１の波長可変フィルタの第１の特定波長成分の透
過中心波長を掃引する第１の掃引器と を備え、 前記透過光を前記信号光として前記第１の受光器に出力
することを特徴とする請求項１記載の信号光モニタ。 - 【請求項３】 光ファイバ伝送路中に配置され、入力さ
れた信号光の一部を分岐して第１の分岐光を出力する第
１の光分岐器と、 前記第１の分岐光うち、第１の特定波長成分を透過して
透過光を出力する第１の波長可変フィルタと、 前記第１の波長可変フィルタの第１の特定波長成分の透
過中心波長を掃引する第１の掃引器と、 前記透過光を受光して第１の電気信号に変換する第１の
受光器と、 前記第１の電気信号をサンプリングして第１のサンプリ
ングデータを出力する第１のサンプリング手段と、 前記第１のサンプリングデータの時間変化を記憶する第
１の記憶装置と、 前記第１の記憶装置に記憶された前記第１のサンプリン
グデータに基づいて、前記第１の電気信号の出力波形の
急峻な変化を検出して該変化の存在により信号光の存在
を識別する第１の信号光識別手段と、 前記第１の電気信号の背景レベルから雑音光レベルを検
出する第１の雑音光レベル検出手段と、 前記第１の電気信号のピークレベルと前記雑音光レベル
との差から第１の信号光レベルを算出する第１の信号光
レベル算出手段とを備えていることを特徴とする信号光
モニタ。 - 【請求項４】 請求項３記載の信号光モニタが、さら
に、 前記第１の電気信号の波形にピークが現われる時間から
信号光波長を測定する第１の演算処理手段を備えている
ことを特徴とする信号光モニタ。 - 【請求項５】 前記信号光モニタが、さらに、 前記第１の信号光レベルと前記雑音光レベルから、信号
光の信号対雑音比を算出する信号対雑音比算出手段を備
えていることを特徴とする請求項１から請求項３までの
いずれかの請求項に記載の信号光モニタ。 - 【請求項６】 入力された信号光を増幅して増幅信号光
を出力する光増幅手段を備えた光増幅器であって、さら
に、 前記光増幅手段の出力側に請求項２から請求項５までの
いずれかの請求項に記載の信号光モニタの前記第１の光
分岐器が配置されていることを特徴とする光増幅器。 - 【請求項７】 前記光増幅器は、さらに、 前記信号光レベルが一定となるように前記光増幅手段の
出力を制御する信号光レベル制御手段を備えていること
を特徴とする請求項６記載の光増幅器。 - 【請求項８】 前記光増幅器は、さらに、 前記演算処理装置による信号光の存在の識別の結果に基
づいて、信号光がない場合には前記光増幅手段の動作を
停止させる光増幅停止手段を備えていることを特徴とす
る請求項７に記載の光増幅器。 - 【請求項９】 入力された信号光を増幅して増幅信号光
を出力する光増幅手段を備えた光増幅器であって、さら
に、 前記光増幅手段の入力側に請求項２から請求項５までに
記載のいずれかの請求項に記載の信号光モニタの前記第
１の光分岐器が配置されていることを特徴とする光増幅
器。 - 【請求項１０】 請求項６から請求項８までにいずれか
の請求項に記載の光増幅器は、さらに、 前記光増幅手段の入力側に配置され、入力された信号光
の一部を分岐して第２の分岐光を出力する第２の光分岐
器と、 前記第２の分岐光のうち、第２の特定波長成分を透過す
る第２の波長可変フィルタと、 前記第１の波長可変フィルタの透過中心波長を前記第２
の特定波長の範囲で掃引する第２の掃引器と、 前記第２の波長可変フィルタの出力光を受け第２の電気
信号を出力する第２の受光器と、 前記第２の電気信号をサンプリングして第２のサンプリ
ングデータを出力する第２のサンプリング手段と、 前記第２のサンプリング手段の時間変化を記憶する第２
の記憶手段と、 前記第２の記憶手段に記憶された第２のサンプリングデ
ータに基づいて、前記第２の電気信号の出力波形の急峻
な変化の存在から前記光増幅手段へ入力される光におけ
る信号光の存在を識別する第２の信号光識別手段と、 前記第２の電気信号の出力の背景レベルから雑音光レベ
ルを測定し、前記第２の電気信号の出力のピークレベル
と背景光レベルとの差から第２の信号光レベルを測定す
る第２の演算処理手段とを含む第２の信号光モニタを備
えていることを特徴とする光増幅器。 - 【請求項１１】 請求項９又は請求項１０記載の光増幅
装置は、さらに、 前記光増幅手段へ入力される信号光の前記信号光レベル
と、出力側の前記信号光レベルとの比から前記光増幅手
段の利得を算出し、該利得が一定となるように前記光増
幅手段を制御する光増幅利得制御手段を備えていること
を特徴とする光増幅器。 - 【請求項１２】 請求項９から請求項１１までのいずれ
かの請求項に記載の光増幅器は、さらに、 前記第２の信号光識別手段の識別結果に基づいて、前記
信号光がない場合には、前記光増幅手段の動作を停止さ
せる第２の光増幅停止手段を備えていることを特徴とす
る光増幅器。 - 【請求項１３】 請求項１０又は請求項１１記載の光増
幅器は、さらに、 前記第２の信号光識別手段の識別結果と前記第１の信号
光識別手段の識別結果に基づいて、入力側の信号光が存
在して出力側の信号光が存在しない場合には、光増幅手
段を故障と判定する光増幅故障判定手段を備えているこ
とを特徴とする光増幅器。 - 【請求項１４】 前記第１の波長可変フィルタは、誘電
体多層膜を用いた干渉膜フィルタを含んでいることを特
徴とする請求項２又は請求項３記載の信号光モニタ。 - 【請求項１５】 前記第１の波長可変フィルタは、ファ
ブリペローエタロンを含んでいることを特徴とする請求
項２又は請求項３記載の信号光モニタ。 - 【請求項１６】 前記第１の波長可変フィルタは、導波
路を含んでいることを特徴とする請求項２又は請求項３
記載の信号光モニタ。 - 【請求項１７】 前記第１の波長可変フィルタは、ファ
イバグレーティングを含んでいることを特徴とする請求
項２又は請求項３記載の信号光モニタ。 - 【請求項１８】 光増幅手段は、 希土類元素を添加した光ファイバを増幅媒体とする光フ
ァイバ増幅器であることを特徴とする請求項６から請求
項１２までのいずれかの請求項に記載の光増幅器。 - 【請求項１９】 光増幅手段は、 半導体の誘導放出現象を利用する半導体光増幅器である
ことを特徴とする請求項６から請求項１２のいずれかの
請求項に記載の光増幅器。
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| JP08329801A JP3075200B2 (ja) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | 信号光モニタとこれを用いた光増幅器 |
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