JP3128287B2 - 出力端開放検出回路付光増幅器 - Google Patents
出力端開放検出回路付光増幅器Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は出力端解放検出回路付光
増幅器に関し、特に光増幅器を光送信器の後段において
光ポスト増幅器（光電力増幅器）として用いる場合や、
光中間中継器として用いる場合に、伝送路であるファイ
バと接続されていない開放時に、増幅器からの光出力レ
ベルを減少させる機能を持った光増幅器に関する。
増幅器に関し、特に光増幅器を光送信器の後段において
光ポスト増幅器（光電力増幅器）として用いる場合や、
光中間中継器として用いる場合に、伝送路であるファイ
バと接続されていない開放時に、増幅器からの光出力レ
ベルを減少させる機能を持った光増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】近
年、光増幅器の研究開発が活発化している。光増幅器と
しては、Ｅｒドープファイバ増幅器、半導体光増幅器な
どがあり、適用分野としては、(1) 光増幅中間中継器、
(2) 光ポスト増幅器（ブースタ増幅器）、(3) 光プリン
タなどが考えられている。
年、光増幅器の研究開発が活発化している。光増幅器と
しては、Ｅｒドープファイバ増幅器、半導体光増幅器な
どがあり、適用分野としては、(1) 光増幅中間中継器、
(2) 光ポスト増幅器（ブースタ増幅器）、(3) 光プリン
タなどが考えられている。
【０００３】特に(1),(2) の適用において、光増幅器の
高性能化に伴い光出力レベルが１００ｍＷ近くになる場
合が考えられ、 現場作業者の高光パワーによる障害
等の防止、および 開放端からの反射光の増幅器への
帰還による発振等の防止が、重要な課題となる。従来、
このような問題は光通信装置では起こらず、光増幅器の
適用にともなって発生した新たな課題である。
高性能化に伴い光出力レベルが１００ｍＷ近くになる場
合が考えられ、 現場作業者の高光パワーによる障害
等の防止、および 開放端からの反射光の増幅器への
帰還による発振等の防止が、重要な課題となる。従来、
このような問題は光通信装置では起こらず、光増幅器の
適用にともなって発生した新たな課題である。
【０００４】この課題を解決するためには、次の点に留
意する必要がある。 許容される光出力レベル（Ｐａ）。 開放端からの
光出力レベルをある許容される値以下に下げる必要があ
る。その値は、公的機関によって定められた安全基準、
現場作業者の作業環境、安全対策などによって決定する
必要がある。 開放状態になったことの検出。 光増幅器が動作状
態であり、伝送路と接続された状態から開放される場
合、開放されたことを光増幅器が自動的に検出する機能
が必要である。開放される場所は、光増幅器の出力端の
場合もあれば、一旦伝送路に入り光増幅器から離れた場
所で、コネクタ等により接続された場所が開放される場
合もある。この両方のばあいに対応できる必要がある。
但し、開放端での光出力パワーが上記の許容値以下で
あれば検出できなくてもよい。従って開放端での光出力
パワーをモニタできることが望ましい。更に、通常のコ
ネクタ等で接続されていて正常な場合に誤動作しないこ
とが求められる。 光出力の減少の方法。 出力端が開放されているこ
とが検出された場合に、光増幅器の出力レベルを下げ
て、開放端での出力レベルが許容値以下になるようにす
る。光出力レベルを下げる方法には種々考えられるが、
光増幅器のＡＰＣ（またはＡＧＣ）方式との整合をとる
必要がある。光出力レベルを完全にシャットダウンする
方法も考えられるが、事項の復帰の方法との関連で、光
出力レベルを考える必要がある。 接続された場合の出力レベルの復帰。 開放端が光
増幅器の近傍の場合は、マニュアルで復帰することも可
能である。ただし、光増幅器から離れた場所での開放に
も対応する場合には、自動的に復帰することが求められ
る。 光増幅器からの出力パワーを測定する手段。 出力
端が開放されて出力レベルが減少もしくは、シャットダ
ウンされるとすると、定常動作時の光増幅器の出力パワ
ーを測定する手段が必要になる。その方法についても考
慮が必要。 以上の種々の要求に答えられる方式が求められる。
意する必要がある。 許容される光出力レベル（Ｐａ）。 開放端からの
光出力レベルをある許容される値以下に下げる必要があ
る。その値は、公的機関によって定められた安全基準、
現場作業者の作業環境、安全対策などによって決定する
必要がある。 開放状態になったことの検出。 光増幅器が動作状
態であり、伝送路と接続された状態から開放される場
合、開放されたことを光増幅器が自動的に検出する機能
が必要である。開放される場所は、光増幅器の出力端の
場合もあれば、一旦伝送路に入り光増幅器から離れた場
所で、コネクタ等により接続された場所が開放される場
合もある。この両方のばあいに対応できる必要がある。
但し、開放端での光出力パワーが上記の許容値以下で
あれば検出できなくてもよい。従って開放端での光出力
パワーをモニタできることが望ましい。更に、通常のコ
ネクタ等で接続されていて正常な場合に誤動作しないこ
とが求められる。 光出力の減少の方法。 出力端が開放されているこ
とが検出された場合に、光増幅器の出力レベルを下げ
て、開放端での出力レベルが許容値以下になるようにす
る。光出力レベルを下げる方法には種々考えられるが、
光増幅器のＡＰＣ（またはＡＧＣ）方式との整合をとる
必要がある。光出力レベルを完全にシャットダウンする
方法も考えられるが、事項の復帰の方法との関連で、光
出力レベルを考える必要がある。 接続された場合の出力レベルの復帰。 開放端が光
増幅器の近傍の場合は、マニュアルで復帰することも可
能である。ただし、光増幅器から離れた場所での開放に
も対応する場合には、自動的に復帰することが求められ
る。 光増幅器からの出力パワーを測定する手段。 出力
端が開放されて出力レベルが減少もしくは、シャットダ
ウンされるとすると、定常動作時の光増幅器の出力パワ
ーを測定する手段が必要になる。その方法についても考
慮が必要。 以上の種々の要求に答えられる方式が求められる。
【０００５】
【課題を解決するための手段および作用】図１は本発明
の原理ブロック図である。同図において、１は光増幅
器、２は伝送路、３は伝送路の開放端、４は反射光検出
手段、５は利得制御手段である。光増幅器１の出力が、
伝送路２の光ファイバと持続されていない時に、反射光
検出手段４は開放端３からの反射光の増加を検出する。
利得制御手段（５）は、反射光の増加に応じて光増幅器
１の出力パワーを減少させ、光増幅器１が伝送路２の光
ファイバに再び接続された時に反射光の減少に応じて、
再び光パワーを増加させる。
の原理ブロック図である。同図において、１は光増幅
器、２は伝送路、３は伝送路の開放端、４は反射光検出
手段、５は利得制御手段である。光増幅器１の出力が、
伝送路２の光ファイバと持続されていない時に、反射光
検出手段４は開放端３からの反射光の増加を検出する。
利得制御手段（５）は、反射光の増加に応じて光増幅器
１の出力パワーを減少させ、光増幅器１が伝送路２の光
ファイバに再び接続された時に反射光の減少に応じて、
再び光パワーを増加させる。
【０００６】図２〜図５に本発明の原理の各種の態様を
示し、図１と同一番号は同一部分を示す。図２におい
て、反射光検出手段４は、光増幅器１の出力端に接続さ
れた二入力、二出力の光分岐器もしくは光カプラであ
り、光分岐器もしくは光カプラの出力の一方は伝送路２
の開放端３に接続されるようにし、もう一方は反射光が
戻らないように無反射終端され、光分岐器もしくは光カ
プラの入力側の一方は光増幅器１の出力に接続され、も
う一方は伝送路２の開放端３からの反射光をモニタする
ための反射光検出回路６に接続されており、反射光検出
回路７の出力は利得制御回路５に接続されている。
示し、図１と同一番号は同一部分を示す。図２におい
て、反射光検出手段４は、光増幅器１の出力端に接続さ
れた二入力、二出力の光分岐器もしくは光カプラであ
り、光分岐器もしくは光カプラの出力の一方は伝送路２
の開放端３に接続されるようにし、もう一方は反射光が
戻らないように無反射終端され、光分岐器もしくは光カ
プラの入力側の一方は光増幅器１の出力に接続され、も
う一方は伝送路２の開放端３からの反射光をモニタする
ための反射光検出回路６に接続されており、反射光検出
回路７の出力は利得制御回路５に接続されている。
【０００７】図３に示すように、光分岐器もしくは光カ
プラ４が２個設けられ、光増幅器１の出力に接続された
前段の光カプラ４の出力端子の一方が、光増幅器１の自
動利得もしくは出力パワー制御用の受光器（ＡＰＣ受光
器８）に接続されてもよい。この場合は後段の光カプラ
４の出力端子は反射光検出回路６に接続され、反射光検
出回路の出力は信号処理回路７に接続され、ＡＰＣ用受
光器８および信号処理回路７の出力は利得制御回路５の
入力に接続されている。
プラ４が２個設けられ、光増幅器１の出力に接続された
前段の光カプラ４の出力端子の一方が、光増幅器１の自
動利得もしくは出力パワー制御用の受光器（ＡＰＣ受光
器８）に接続されてもよい。この場合は後段の光カプラ
４の出力端子は反射光検出回路６に接続され、反射光検
出回路の出力は信号処理回路７に接続され、ＡＰＣ用受
光器８および信号処理回路７の出力は利得制御回路５の
入力に接続されている。
【０００８】図４に示すように、光分岐器もしくは光カ
プラ４が２個設けられ、光増幅器１の出力に接続された
前段の光カプラ４の出力端子の一方が、反射光検出回路
６に接続され、反射光検出回路の出力は信号処理回路７
に接続され、後段の光カプラ４の出力端子は光増幅器１
の自動利得もしくは出力パワー制御用の受光器（ＡＰＣ
受光器８）に接続されてもよい。この場合もＡＰＣ用受
光器８および信号処理回路７の出力は利得制御回路５の
入力に接続されている。
プラ４が２個設けられ、光増幅器１の出力に接続された
前段の光カプラ４の出力端子の一方が、反射光検出回路
６に接続され、反射光検出回路の出力は信号処理回路７
に接続され、後段の光カプラ４の出力端子は光増幅器１
の自動利得もしくは出力パワー制御用の受光器（ＡＰＣ
受光器８）に接続されてもよい。この場合もＡＰＣ用受
光器８および信号処理回路７の出力は利得制御回路５の
入力に接続されている。
【０００９】図５に示すように、光増幅器１の出力パワ
ーを増加減少する手段として、光増幅器１に接続された
光カプラ４と、もうひとつの光カプラ４との間に光可変
減衰器９を挿入してもよい。光増幅器１はＥｒドープフ
ァイバ増幅器であり、Ｅｒドープファイバ増幅器の出力
パワーを増加減少する手段として、励起レーザの励起パ
ワーをバイアス電流を可変することによって増減するよ
うにすることが好ましい。
ーを増加減少する手段として、光増幅器１に接続された
光カプラ４と、もうひとつの光カプラ４との間に光可変
減衰器９を挿入してもよい。光増幅器１はＥｒドープフ
ァイバ増幅器であり、Ｅｒドープファイバ増幅器の出力
パワーを増加減少する手段として、励起レーザの励起パ
ワーをバイアス電流を可変することによって増減するよ
うにすることが好ましい。
【００１０】光増幅器１は半導体光増幅器であり、半導
体光増幅器の出力パワーを増減する手段として、バイア
ス電流を可変して増減させるようにしてもよい。開放端
からの反射光の検出信号を、増幅器を用いて所定のレベ
ルまで増幅し、反射光が増加したときに第１の閾値を越
えて一定の出力電圧（Ｖ１）になり、反射光が減少して
第２の閾値を下回った時に一定の電圧（Ｖ２）になるヒ
ステリシス比較器に入力し、光増幅器の出力を増減する
制御信号を得るようにすることが好ましい。
体光増幅器の出力パワーを増減する手段として、バイア
ス電流を可変して増減させるようにしてもよい。開放端
からの反射光の検出信号を、増幅器を用いて所定のレベ
ルまで増幅し、反射光が増加したときに第１の閾値を越
えて一定の出力電圧（Ｖ１）になり、反射光が減少して
第２の閾値を下回った時に一定の電圧（Ｖ２）になるヒ
ステリシス比較器に入力し、光増幅器の出力を増減する
制御信号を得るようにすることが好ましい。
【００１１】ヒステリシス比較器の出力を光増幅器器１
のＡＰＣ回路の基準電圧に帰還して、反射光の増減の間
に、光増幅器の出力パワーを一定に保つようにすること
が好ましい。光増幅部において光出力パワーの制御を行
い、上記制御信号を光可変減衰器に入力するようにする
ことが好ましい。
のＡＰＣ回路の基準電圧に帰還して、反射光の増減の間
に、光増幅器の出力パワーを一定に保つようにすること
が好ましい。光増幅部において光出力パワーの制御を行
い、上記制御信号を光可変減衰器に入力するようにする
ことが好ましい。
【００１２】光可変減衰器はＭＺ強度変調器であっても
よい。増幅器は対数増幅器であってもよい。
よい。増幅器は対数増幅器であってもよい。
【００１３】
【実施例】まず、出力端が開放されたことを検出する手
段としては、通常、光ファイバの障害点検出と同様に出
力端からの反射光を光増幅器内で検出する方法が優れて
いる。通常、開放状態になると光ファイバの出力端は
（洗浄されているとする）、空気にさらされる状態にな
る。光ファイバのガラスの屈折率は約１．４〜１．５で
あり、後方への反射光は、出力光の１４dB減衰した値と
なる。出力端が開放された状況として、まず図６に示し
た構成を考える。
段としては、通常、光ファイバの障害点検出と同様に出
力端からの反射光を光増幅器内で検出する方法が優れて
いる。通常、開放状態になると光ファイバの出力端は
（洗浄されているとする）、空気にさらされる状態にな
る。光ファイバのガラスの屈折率は約１．４〜１．５で
あり、後方への反射光は、出力光の１４dB減衰した値と
なる。出力端が開放された状況として、まず図６に示し
た構成を考える。
【００１４】図６は本発明の実施例における出力端開放
検出条件を考察するための図である。図６において、光
増幅器６０は光増幅部６１と光モニタ用分岐器６２を備
えており、光増幅器６０の出力がPA(dBm) であり、光モ
ニタ用分岐器６２における分岐損がLd(dB)、光減衰媒質
６３における損失がLf(dB)、開放端６４での光出力がPo
(dBm) 、光モニタ用分岐器６２の分岐出力をPmonとす
る。
検出条件を考察するための図である。図６において、光
増幅器６０は光増幅部６１と光モニタ用分岐器６２を備
えており、光増幅器６０の出力がPA(dBm) であり、光モ
ニタ用分岐器６２における分岐損がLd(dB)、光減衰媒質
６３における損失がLf(dB)、開放端６４での光出力がPo
(dBm) 、光モニタ用分岐器６２の分岐出力をPmonとす
る。
【００１５】この時、次の式が成り立つ。 Po = PA - Lf Pmon = Po -14 - Lf - Ld = PA - 14 -2Lf - Ld ここで、Poから14dBm を差し引くのは、光ファイバのガ
ラスの端部における反射が4%と仮定したからである。例
えば、 PA = 20dBm, Ld = 15dBm とすると、Po= 20 -L
f, Pmon = -9 - 2Lfとなる。
ラスの端部における反射が4%と仮定したからである。例
えば、 PA = 20dBm, Ld = 15dBm とすると、Po= 20 -L
f, Pmon = -9 - 2Lfとなる。
【００１６】以下、反射光パワーの検出限界を与える要
因について検討する。 光増幅器後段の接続された光コネクタからの残留反
射 光増幅器の出力端のコネクタでの反射光のモニタ出力を
Pmonc とすると、通常ＰＣ(Physical contact)型のコネ
クタの場合は、ガラス端の場合の14dBm よりも多い反射
減衰量30dB以上( コネクタ端部がよごれていない場合は
40dBm)が期待できる。この場合は、PAを20dBm 、ldを18
dBm とすると、Pmonは次のようになる。 Pmonc = PA - 30 - Ld (= -28) レーリー散乱および誘導ブリルアン散乱 光増幅器の出力パワーが小さい場合は、主に、レーリー
散乱が観測される。そのパワーは、実験値によれば約３
５〜４０ｄＢ減衰した値である。従って、ＰＣコネクタ
からの残留反射である30dBm に比べれば十分小さい。 Pray = PA -(35〜40) - Ld 光増幅器の出力パワーが増大して、ある閾値を越えると
誘導ブリルアン散乱が発生する。このときは、閾値を越
えた全ての光パワーは後方に散乱されて、ＰＣコネクタ
からの残留反射に比べ非常に大きいパワーが帰還するこ
とになる。通常は、光増幅器の出力パワーは、変復調方
式に依存して、誘導ブリルアン散乱の閾値以下に設定さ
れるため問題とはならないと考えられるが注意が必要で
ある。 反射光検出用受光器の熱雑音、暗電流 受信器の熱雑音のレベルは ２０ｐＡ／√Ｈｚ程度であ
り、また、暗電流もＰＩＮを用いると１０〜５０ｎＡ程
度になる。受光器の光電変換係数を１Ａ／Ｗとし、帯域
を１kHz とした時、熱雑音は−４７dBm の光パワーに、
また、暗電流は−４３dBm になると検出が不可能であ
る。のコネクタからの反射が−３１dBm と考えられる
ため、熱雑音および暗電流はコネクタからの反射に比べ
て十分に小さい。以上の検討から、光増幅器の出力端が
開放されたことを検出できる検出限界を与える最大の要
因はの光増幅器近傍の光コネクタの残留反射である。
これに対して光増幅器の出力端を開放したときに、開放
されたことを検出できるためには、この光コネクタの残
留反射値がPmonに比べて十分小さいことが必要である。
従って、 Pmon≫ Pmonc -14 -2Lf ≫ -30 → 8≫Lf … (1) この条件が、開放されたことを検出できる領域の限界を
与える。
因について検討する。 光増幅器後段の接続された光コネクタからの残留反
射 光増幅器の出力端のコネクタでの反射光のモニタ出力を
Pmonc とすると、通常ＰＣ(Physical contact)型のコネ
クタの場合は、ガラス端の場合の14dBm よりも多い反射
減衰量30dB以上( コネクタ端部がよごれていない場合は
40dBm)が期待できる。この場合は、PAを20dBm 、ldを18
dBm とすると、Pmonは次のようになる。 Pmonc = PA - 30 - Ld (= -28) レーリー散乱および誘導ブリルアン散乱 光増幅器の出力パワーが小さい場合は、主に、レーリー
散乱が観測される。そのパワーは、実験値によれば約３
５〜４０ｄＢ減衰した値である。従って、ＰＣコネクタ
からの残留反射である30dBm に比べれば十分小さい。 Pray = PA -(35〜40) - Ld 光増幅器の出力パワーが増大して、ある閾値を越えると
誘導ブリルアン散乱が発生する。このときは、閾値を越
えた全ての光パワーは後方に散乱されて、ＰＣコネクタ
からの残留反射に比べ非常に大きいパワーが帰還するこ
とになる。通常は、光増幅器の出力パワーは、変復調方
式に依存して、誘導ブリルアン散乱の閾値以下に設定さ
れるため問題とはならないと考えられるが注意が必要で
ある。 反射光検出用受光器の熱雑音、暗電流 受信器の熱雑音のレベルは ２０ｐＡ／√Ｈｚ程度であ
り、また、暗電流もＰＩＮを用いると１０〜５０ｎＡ程
度になる。受光器の光電変換係数を１Ａ／Ｗとし、帯域
を１kHz とした時、熱雑音は−４７dBm の光パワーに、
また、暗電流は−４３dBm になると検出が不可能であ
る。のコネクタからの反射が−３１dBm と考えられる
ため、熱雑音および暗電流はコネクタからの反射に比べ
て十分に小さい。以上の検討から、光増幅器の出力端が
開放されたことを検出できる検出限界を与える最大の要
因はの光増幅器近傍の光コネクタの残留反射である。
これに対して光増幅器の出力端を開放したときに、開放
されたことを検出できるためには、この光コネクタの残
留反射値がPmonに比べて十分小さいことが必要である。
従って、 Pmon≫ Pmonc -14 -2Lf ≫ -30 → 8≫Lf … (1) この条件が、開放されたことを検出できる領域の限界を
与える。
【００１７】また、検出限界のときに、Poが許容できる
レベルになっているためには、 Pa ＞ Po ≫ PA - L - 8 の条件を満足する必要がある。例えば、Paが０dBm とす
ると、光増幅部の出力は９dBm 以下となる。通常、現在
問題としている場合は、PAが２０dBm 程度になる場合
で、検出限界からするとPaがかなり高い値になってしま
う。
レベルになっているためには、 Pa ＞ Po ≫ PA - L - 8 の条件を満足する必要がある。例えば、Paが０dBm とす
ると、光増幅部の出力は９dBm 以下となる。通常、現在
問題としている場合は、PAが２０dBm 程度になる場合
で、検出限界からするとPaがかなり高い値になってしま
う。
【００１８】従って、単純に光反射パワーを検出する方
法の場合は、コネクタ等を開放する位置は、(1) 式を満
足する程度に光増幅器の近傍にあり、それ以外の開放箇
所ではPoが許容できる光パワーレベルPa以下になってい
る場合に限られる。光増幅器の出力端が開放されていな
い場合の反射光検出レベルPmonは、光コネクタからの残
留反射レベルPmonc になっている。光増幅器の出力端が
開放されることにより検出レベルがこの値Pmonc より増
加する。この増加により開放されたことを検出する。検
出の閾値Pth1はPmonとPmonc の間に設定する。
法の場合は、コネクタ等を開放する位置は、(1) 式を満
足する程度に光増幅器の近傍にあり、それ以外の開放箇
所ではPoが許容できる光パワーレベルPa以下になってい
る場合に限られる。光増幅器の出力端が開放されていな
い場合の反射光検出レベルPmonは、光コネクタからの残
留反射レベルPmonc になっている。光増幅器の出力端が
開放されることにより検出レベルがこの値Pmonc より増
加する。この増加により開放されたことを検出する。検
出の閾値Pth1はPmonとPmonc の間に設定する。
【００１９】開放を検出すると、光増幅器の出力パワー
を減少させる。減少させる方法は、光増幅器の構成に依
存して決まる。完全にシャットダウンすることも考えら
れるが、開放端が再び結合されたことの検出のために、
光パワーを零にはしない場合を考える。光パワーの設定
値は、許容レベルPaにする(例えば、Pa =０dBm にす
る）。
を減少させる。減少させる方法は、光増幅器の構成に依
存して決まる。完全にシャットダウンすることも考えら
れるが、開放端が再び結合されたことの検出のために、
光パワーを零にはしない場合を考える。光パワーの設定
値は、許容レベルPaにする(例えば、Pa =０dBm にす
る）。
【００２０】光パワーを減少すると、反射光のレベルも
減少する。コネクタからの反射、レーリー散乱等は同じ
量だけを減衰する。受信器の暗電流、熱雑音等は変化し
ないので、検出限界は、コネクタからの反射もしくは、
受信器の暗電流の大きい方で決まる。第二の閾値Pth2
を、開放端からの反射レベルと、上記の検出限界の間に
設定する。再び、開放端が接続されると、反射レベルが
検出限界以下になりPth2を越える。この時、開放端が閉
じられたと判断して、光増幅器の出力パワーを元の状態
に復帰する。その時の反射光レベルは、コネクタからの
残留反射レベルになる。
減少する。コネクタからの反射、レーリー散乱等は同じ
量だけを減衰する。受信器の暗電流、熱雑音等は変化し
ないので、検出限界は、コネクタからの反射もしくは、
受信器の暗電流の大きい方で決まる。第二の閾値Pth2
を、開放端からの反射レベルと、上記の検出限界の間に
設定する。再び、開放端が接続されると、反射レベルが
検出限界以下になりPth2を越える。この時、開放端が閉
じられたと判断して、光増幅器の出力パワーを元の状態
に復帰する。その時の反射光レベルは、コネクタからの
残留反射レベルになる。
【００２１】以上が基本的な動作原理である。その他の
付随する問題に関して以下に述べる。(a) APC について 通常、光増幅器は出力パワー一定の
状態で使用している。従って、上記の光パワーを変化さ
せる場合に、APC の処理をどのようにするかが問題であ
る。反射光の検出レベルを安定化するために、光出力パ
ワーを減少させた場合もAPC 動作をさせたい。
付随する問題に関して以下に述べる。(a) APC について 通常、光増幅器は出力パワー一定の
状態で使用している。従って、上記の光パワーを変化さ
せる場合に、APC の処理をどのようにするかが問題であ
る。反射光の検出レベルを安定化するために、光出力パ
ワーを減少させた場合もAPC 動作をさせたい。
【００２２】以上に対応するために、APC の為の比較演
算回路のレファレンスレベルに、反射光パワーの検出信
号を帰還する方法を用いる。この方法によれば、APC を
止めずに動作させることができる。図７はその原理によ
る本発明の実施例による出力端解放検出回路付光増幅器
の構成を示す図である。図７において、光増幅器７１の
出力は、光信号モニタ用の2 ×2 の光分岐器７２の一方
の入力端に接続されている。光分岐器７２の出力の一方
は伝送路７３に接続され、他方はＡＰＣ用出力光モニタ
受光器７４に入力される。このＡＰＣ用出力光モニタ受
光器７４で光パワーをモニタし、そのモニタ出力は増幅
器７５を介してＡＰＣ制御回路７６に入力され、このＡ
ＰＣ制御回路７６により、ＡＰＣ用出力光モニタ受光器
７４の出力が一定になるようにＡＰＣ動作が行われる。
2 ×2 の光分岐器４の他方の入力端は、反射光モニタ受
光器７７に接続されている。反射光モニタ受光器７７の
モニタの出力は増幅器７８を介してヒステリシス比較器
７９に入力される。
算回路のレファレンスレベルに、反射光パワーの検出信
号を帰還する方法を用いる。この方法によれば、APC を
止めずに動作させることができる。図７はその原理によ
る本発明の実施例による出力端解放検出回路付光増幅器
の構成を示す図である。図７において、光増幅器７１の
出力は、光信号モニタ用の2 ×2 の光分岐器７２の一方
の入力端に接続されている。光分岐器７２の出力の一方
は伝送路７３に接続され、他方はＡＰＣ用出力光モニタ
受光器７４に入力される。このＡＰＣ用出力光モニタ受
光器７４で光パワーをモニタし、そのモニタ出力は増幅
器７５を介してＡＰＣ制御回路７６に入力され、このＡ
ＰＣ制御回路７６により、ＡＰＣ用出力光モニタ受光器
７４の出力が一定になるようにＡＰＣ動作が行われる。
2 ×2 の光分岐器４の他方の入力端は、反射光モニタ受
光器７７に接続されている。反射光モニタ受光器７７の
モニタの出力は増幅器７８を介してヒステリシス比較器
７９に入力される。
【００２３】図８は図７の増幅器の動作を説明するタイ
ムチャートである。図７および図８において、時刻ｔ１
で伝送路７３の端部が開放されて増幅器７８の出力であ
る反射光パワーが増加してPth1を越えると、ヒステリシ
ス比較器７９がスイッチしてその出力のレファレンス電
圧が、Vlowになり、それにより光増幅器７１の出力パワ
ーが減少する。その状態でＡＰＣが働く。また、時刻ｔ
２ｄ 伝送路７３が再接続されて、反射光パワーが減少
してPth2以下になると、ヒステリシス比較器７９は再び
スイッチしてその出力レファレンス電圧がVhigh にな
り、それにより光増幅器７１の出力光パワーが増加す
る。このような動作を行うことにより、ＡＰＣ状態のま
ま光パワーを変化できる。
ムチャートである。図７および図８において、時刻ｔ１
で伝送路７３の端部が開放されて増幅器７８の出力であ
る反射光パワーが増加してPth1を越えると、ヒステリシ
ス比較器７９がスイッチしてその出力のレファレンス電
圧が、Vlowになり、それにより光増幅器７１の出力パワ
ーが減少する。その状態でＡＰＣが働く。また、時刻ｔ
２ｄ 伝送路７３が再接続されて、反射光パワーが減少
してPth2以下になると、ヒステリシス比較器７９は再び
スイッチしてその出力レファレンス電圧がVhigh にな
り、それにより光増幅器７１の出力光パワーが増加す
る。このような動作を行うことにより、ＡＰＣ状態のま
ま光パワーを変化できる。
【００２４】その他のこまかな注意として、2 ×2 の光
分岐は充分方向性が高く、入力端子間の漏話が小さいこ
とが要求される。例えば、2 ×2 の光ファイバカプラが
有効である。分岐比は主信号系の損失を小さくするため
に、例えば、20:1の分岐を用いる。また、ＡＰＣ用の光
モニタからの反射光パワーは充分に小さくなっている必
要がある。例えば、コネクタの残留反射光より10dB以上
小さい値( 従って反射減衰量40dB以上) になっている必
要がある。光パワーモニタの出力には非常に大きいダイ
ナミックレンジが要求されるため、ログアンプ暗電流に
埋もれないようにする必要があり、受信ＳＮを向上する
ために、光増幅器の利得に変調をかけて、同期検波する
構成もある。
分岐は充分方向性が高く、入力端子間の漏話が小さいこ
とが要求される。例えば、2 ×2 の光ファイバカプラが
有効である。分岐比は主信号系の損失を小さくするため
に、例えば、20:1の分岐を用いる。また、ＡＰＣ用の光
モニタからの反射光パワーは充分に小さくなっている必
要がある。例えば、コネクタの残留反射光より10dB以上
小さい値( 従って反射減衰量40dB以上) になっている必
要がある。光パワーモニタの出力には非常に大きいダイ
ナミックレンジが要求されるため、ログアンプ暗電流に
埋もれないようにする必要があり、受信ＳＮを向上する
ために、光増幅器の利得に変調をかけて、同期検波する
構成もある。
【００２５】また、接続時にチャタリングが発生する可
能性があり、反射光モニタ用受光器の出力段に低域ろ波
器を挿入して、平均値を検出するようにするとともに、
ＳＮを向上することが有効である。また、光増幅器の立
ち上げ時に、光出力がどちらの動作状態になるか不定に
なるのを避けるために、ヒステリシス比較器に対して、
その出力がVhigh になるようにリセットする回路が必要
である。
能性があり、反射光モニタ用受光器の出力段に低域ろ波
器を挿入して、平均値を検出するようにするとともに、
ＳＮを向上することが有効である。また、光増幅器の立
ち上げ時に、光出力がどちらの動作状態になるか不定に
なるのを避けるために、ヒステリシス比較器に対して、
その出力がVhigh になるようにリセットする回路が必要
である。
【００２６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、光増幅器の出力が伝送路である光ファイバと
接続されていない開放状態に、光増幅器からの光出力レ
ベルが自動的に減少するので、現場作業者の高光パワー
による障害が防止され、且つ、開放端からの反射光の増
幅器への帰還による発振も防止される。
によれば、光増幅器の出力が伝送路である光ファイバと
接続されていない開放状態に、光増幅器からの光出力レ
ベルが自動的に減少するので、現場作業者の高光パワー
による障害が防止され、且つ、開放端からの反射光の増
幅器への帰還による発振も防止される。
【図１】本発明の原理ブロック図である。
【図２】本発明の原理の第１の態様を示すブロック図で
ある。
ある。
【図３】本発明の原理の第２の態様を示すブロック図で
ある。
ある。
【図４】本発明の原理の第３の態様を示すブロック図で
ある。
ある。
【図５】本発明の原理の第３の態様を示すブロック図で
ある。
ある。
【図６】本発明の実施例における出力端開放検出条件を
考察するための図である。
考察するための図である。
【図７】本発明の実施例による出力端解放検出回路付光
増幅器の構成を示す図である。
増幅器の構成を示す図である。
【図８】図７の増幅器の動作を説明するタイムチャート
である。
である。
１…光増幅器 ２…伝送路 ３…開放端 ４…反射光検出手段 ５…利得制御手段
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−16637（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−206427（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−250042（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−276781（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−291186（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−27824（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−39136（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−28430（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 10/00 - 10/28 H04J 14/00 - 14/08
Claims (9)
- 【請求項１】 光増幅器の出力が、伝送路の光ファイバ
と持続されていない時に、開放端からの反射光の増加を
検出する反射光検出手段と、該反射光の増加に応じて該
光増幅器の出力パワーを減少させ、該光増幅器が該伝送
路の光ファイバに再び接続された時に該反射光検出手段
により反射光の減少を検出して、再び光パワーを増加さ
せる利得制御手段を備えた、出力端解放検出回路付光増
幅器。 - 【請求項２】 該反射光検出手段は、該光増幅器の出力
端に二入力、二出力の光分岐器もしくは光カプラであ
り、該光分岐器もしくは光カプラの出力の一方は伝送路
の開放端に接続されるようにし、もう一方は反射光が戻
らないように無反射終端され、該光分岐器もしくは光カ
プラの入力側の一方は該光増幅器の出力に接続され、も
う一方は該伝送路の開放端からの反射光をモニタするた
めの受光器に光が入射されるようにした請求項の１に記
載の出力端解放検出回路付光増幅器。 - 【請求項３】 該光分岐器もしくは光カプラの出力端子
の一方が、該光増幅器の自動利得もしくは出力パワーー
制御用の受光器に接続された請求項の２に記載の出力端
解放検出回路付光増幅器。 - 【請求項４】 光増幅器の出力パワーを増加減少する手
段として、光増幅部の後段に、光可変減衰器を挿入した
請求項の２または３に記載の出力端解放検出回路付光増
幅器。 - 【請求項５】 該光増幅器はＥｒドープファイバ増幅器
であり、該Ｅｒドープファイバ増幅器の出力パワーを増
加減少する手段として、励起レーザの励起パワーをバイ
アス電流を可変することによって増減するようにした、
請求項の２または３に記載の出力端解放検出回路付光増
幅器。 - 【請求項６】 該光増幅器は半導体光増幅器であり、該
半導体光増幅器の出力パワーを増減する手段として、バ
イアス電流を可変して増減させるようにした、請求項の
２または３に記載の出力端解放検出回路付光増幅器。 - 【請求項７】 該開放端からの反射光の検出信号を、増
幅器を用いて所定のレベルまで増幅し、反射光が増加し
たときに第１の閾値を越えて一定の出力電圧になり、該
反射光が減少して第２の閾値を下回った時に一定の電圧
になるヒステリシス比較器に入力し、光増幅器の出力を
増減する制御信号を得るようにした、請求項の１に記載
の出力端解放検出回路付光増幅器。 - 【請求項８】 該ヒステリシス比較器の出力を該光増幅
器器のＡＰＣ回路の基準電圧に帰還して、反射光の増減
の間に、光増幅器の出力パワーを一定に保つようにし
た、請求項の７に記載の出力端解放検出回路付光増幅
器。 - 【請求項９】 該反射光検出手段は、該光増幅器の出力
端に二入力、二出力の光分岐器もしくは光カプラであ
り、該光分岐器もしくは光カプラの出力の一方は伝送路
の開放端に接続されるようにし、もう一方は反射光が戻
らないように無反射終端され、該光分岐器もしくは光カ
プラの入力側の一方は該光増幅器の出力に接続され、も
う一方は該伝送路の開放端からの反射光をモニタするた
めの受光器に光が入射されるようにし、 該光増幅器の出力パワーを増加減少する手段として、該
光増幅部の後段に、光可変減衰器を挿入し、 該開放端からの反射光の検出信号を、増幅器を用いて所
定のレベルまで増幅し、反射光が増加したときに第１の
閾値を越えて一定の出力電圧になり、該反射光が減少し
て第２の閾値を下回った時に一定の電圧になるヒステリ
シス比較器に入力し、該光増幅器の出力を増減する制御
信号を得るようにし、 該光増幅部において光出力パワーの制御を行い、該制御
信号を該光可変減衰器に入力するようにした、請求項の
１に記載の出力端解放検出回路付光増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03245688A JP3128287B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 出力端開放検出回路付光増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03245688A JP3128287B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 出力端開放検出回路付光増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0583201A JPH0583201A (ja) | 1993-04-02 |
| JP3128287B2 true JP3128287B2 (ja) | 2001-01-29 |
Family
ID=17137339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03245688A Expired - Lifetime JP3128287B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 出力端開放検出回路付光増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3128287B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2546485B2 (ja) * | 1993-04-13 | 1996-10-23 | 日本電気株式会社 | 光増幅装置 |
| JP2546499B2 (ja) * | 1993-06-28 | 1996-10-23 | 日本電気株式会社 | 光信号直接増幅器 |
| JP2696064B2 (ja) * | 1994-02-25 | 1998-01-14 | 沖電気工業株式会社 | 光増幅器 |
| WO2004045116A1 (ja) * | 2002-11-13 | 2004-05-27 | Fujitsu Limited | 光信号のパワーを適切に調節する装置 |
| JP4510576B2 (ja) * | 2004-09-30 | 2010-07-28 | 住友大阪セメント株式会社 | 光送信装置及び光送信方法 |
| JP4908079B2 (ja) * | 2006-06-23 | 2012-04-04 | 株式会社日立製作所 | 光伝送装置および光分岐挿入装置 |
| WO2011129101A1 (ja) * | 2010-04-12 | 2011-10-20 | 三菱電機株式会社 | 光増幅器 |
| JP5190132B2 (ja) * | 2011-05-20 | 2013-04-24 | 株式会社日立製作所 | 光伝送装置 |
-
1991
- 1991-09-25 JP JP03245688A patent/JP3128287B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0583201A (ja) | 1993-04-02 |
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