JP3230499B2 - 波長多重光伝送用光増幅装置とこれを用いた光波ネットワーク装置 - Google Patents
波長多重光伝送用光増幅装置とこれを用いた光波ネットワーク装置Info
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/29—Repeaters
- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
- H04B10/293—Signal power control
- H04B10/294—Signal power control in a multiwavelength system, e.g. gain equalisation
- H04B10/2942—Signal power control in a multiwavelength system, e.g. gain equalisation using automatic gain control [AGC]
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、互いに異なる波長
の複数の信号光が波長多重化された波長多重信号光を光
増幅する光増幅装置に関する。
の複数の信号光が波長多重化された波長多重信号光を光
増幅する光増幅装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】波長多重光伝送は、伝送容量の大容量化
としてのみならず、各波長をチャネルとして扱い、波長
チャネル毎に伝送路に挿入したり、伝送路から分岐でき
る光ＡＤＭ（Ａｄｄ Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅ
ｒ）を用いることにより、波長チャネル毎にルートの設
定の切替えが可能な光波ネットワークの構築にも適して
いる。しかしながら、このような光波ネットワークにお
いては、各ノードにおいて、波長チャネルが挿入、分岐
されたり、あるいは信号を伝送している光送信器の数が
変化することから、伝送路中の信号光のチャネル数が変
化することが起こり得る。このように、伝送路中の信号
光のチャネル数が変化すると、連続して伝送され続ける
チャネル（以下、「存続チャネル」という。）のレベル
が変動を来たし、この結果、伝送特性が劣化する、ある
いはサージが発生するという問題点が生じる。また、チ
ャネル数の変化による伝送特性の劣化は、波長多重する
波長数、すなわち信号光の数が増えるほど顕著になるた
め、今後の波長多重光伝送において多チャネル化がます
ます進展すると、上記問題はさらに深刻なものとなる。
ここで、上記の光波ネットワークにおける問題点の発生
するプロセスについて簡単に説明する。まず、一般的
に、光増幅器の基本的な制御方法として、ＡＬＣ（Ａｕ
ｔｏｍａｔｉｃ Ｌｅｖｅｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）により
光増幅器の励起光源出力を制御して出力を一定とする方
法とＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔ
ｒｏｌ）により励起光源出力を制御して利得を一定とす
る構成とがある。まず最初に、ＡＬＣを用いて光増幅器
の利得を制御した場合について説明すると、伝送される
信号光のチャネル数の変化が生じると、ＡＬＣにより光
増幅器の出力が一定となるように光増幅器の利得が制御
される、あるいは利得の最大値でクランプされるが、い
ずれにしろ１チャネルあたりの出力が変化してしまう。
そこで、このような利得の制御をＡＬＣ制御とした場合
のチャネル数の変化を抑制するために、監視信号（以
下、「ＳＶ信号」という。）によりチャネル数の情報を
光増幅器に送り制御する構成がある。ところが、この方
法によれば、チャネル数の変化と同期して制御がかから
ないため、チャネル変化直後のレベルは補償されないと
いう問題がある。また、”Ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ Ｏｐｔ
ｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ Ｃｈａｉｎｓ”， Ｊ
ｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ， Ｖｏｌ．１６， Ｎｏ．５， Ｍａｙ
１９９８では、ＡＬＣのみによる制御の光増幅器を多段
中継した系において光増幅器の入力レベルが変化した場
合の出力の過渡応答について述べられている。この論文
では、利得制御をＡＬＣのみで制御した場合（但し、最
大利得になるとクランプされる）について説明している
が、ＳＶ信号によるチャネル数情報に応じて出力を変化
させるＡＬＣ制御であっても、過渡応答の初期段階では
ＡＬＣによる制御しか働かないため、同じ動作を示す。
この論文によれば、出力の過渡応答の速度は、中継段数
に比例して増すと記載されている。このため、光増幅器
が多段中継された伝送系においてチャネル数変化が起こ
った場合には、図７に示すように、存続チャネルである
波長λ１のチャネルの伝送特性の劣化が顕著となる。ま
た、ＡＧＣを用いて光増幅器の利得を制御した場合につ
いても、チャネル数変化時に残存チャネルのレベルが変
動することが、例えば”Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ａ
ｎｄ Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏ
ｆ Ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ−Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｓ
ａｎｄ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｈｏｌｅ Ｂｕｒｎｉｎ
ｎｇ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｉｎ Ａｌｌ−Ｏｐｔｉｃａｌ
Ｇａｉｎ−Ｃｌａｍｐｅｄ ＥＤＦＡ’ｓ ｆｏｒ
ＷＤＭ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ”，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｖｏ
ｌ．１６， Ｎｏ．４， Ａｐｒｉｌ １９９８に述べ
られている。上記のようなチャネル数変化時の存続チャ
ネルのレベル変化を抑制する技術について、例えば”Ｆ
ａｓｔ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉ
ｏｎＦｏｒ Ｓｕｒｖｉｖｉｎｇ Ｃｈａｎｎｅｌｓ
ｉｎ Ｍｕｌｔｉｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｏｐｔｉｃａ
ｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ”， ｉｎ Ｐｒｏｃ． ２２ｎ
ｄ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｎｆ． Ｏｐｔｉｃ． Ｃ
ｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ， ＥＣＯＣ’９６， Ｏｓ
ｌｏ， Ｎｏｒｗａｙ， １９９６， ｐｏｓｔｄｅａ
ｄｌｉｎｅ ｐａｐｅｒ ＴｈＣ．３．６に、各ノード
の出力に伝送信号チャネルとは別の波長を用いた出力補
償用チャネルを設けてノードからの出力を一定にすると
いう構成が開示されている。図８は、先行文献の波長多
重光伝送におけるチャネル数変化時の存続チャネルのレ
ベル変化を抑制する波長多重光伝送装置の構成を示す図
である。ノード６１ａからノード６１ｂに向けて伝送さ
れる信号光のチャネル数に変化があっても、出力の一部
を受光素子６４でモニタし、その値が一定となるよう波
長λｃのＬＤから補償用の出力をする。このため、光増
幅器６３に入力される光パワーは一定となり、他チャネ
ルのオン、オフによらず存続チャネルのレベル変動は抑
制される。図９は、先行文献の光波長多重伝送における
信号のスペクトルの一例を示す図である。伝送信号が全
部で８チャネル（λ１〜λ８）と、出力補償用のチャネ
ルが１チャネル（λｃ）となっている。図９Ａは、全８
チャネルが動作している時のスペクトルであり出力補償
用のチャネルは動作していない。図９Ｂは伝送信号が１
チャネルのみ動作しているときのスペクトルを示してお
り、出力補償用のチャネルλｃは全８チャネル動作時の
出力となるよう、７チャネル分のパワーを出力してい
る。
としてのみならず、各波長をチャネルとして扱い、波長
チャネル毎に伝送路に挿入したり、伝送路から分岐でき
る光ＡＤＭ（Ａｄｄ Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅ
ｒ）を用いることにより、波長チャネル毎にルートの設
定の切替えが可能な光波ネットワークの構築にも適して
いる。しかしながら、このような光波ネットワークにお
いては、各ノードにおいて、波長チャネルが挿入、分岐
されたり、あるいは信号を伝送している光送信器の数が
変化することから、伝送路中の信号光のチャネル数が変
化することが起こり得る。このように、伝送路中の信号
光のチャネル数が変化すると、連続して伝送され続ける
チャネル（以下、「存続チャネル」という。）のレベル
が変動を来たし、この結果、伝送特性が劣化する、ある
いはサージが発生するという問題点が生じる。また、チ
ャネル数の変化による伝送特性の劣化は、波長多重する
波長数、すなわち信号光の数が増えるほど顕著になるた
め、今後の波長多重光伝送において多チャネル化がます
ます進展すると、上記問題はさらに深刻なものとなる。
ここで、上記の光波ネットワークにおける問題点の発生
するプロセスについて簡単に説明する。まず、一般的
に、光増幅器の基本的な制御方法として、ＡＬＣ（Ａｕ
ｔｏｍａｔｉｃ Ｌｅｖｅｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）により
光増幅器の励起光源出力を制御して出力を一定とする方
法とＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔ
ｒｏｌ）により励起光源出力を制御して利得を一定とす
る構成とがある。まず最初に、ＡＬＣを用いて光増幅器
の利得を制御した場合について説明すると、伝送される
信号光のチャネル数の変化が生じると、ＡＬＣにより光
増幅器の出力が一定となるように光増幅器の利得が制御
される、あるいは利得の最大値でクランプされるが、い
ずれにしろ１チャネルあたりの出力が変化してしまう。
そこで、このような利得の制御をＡＬＣ制御とした場合
のチャネル数の変化を抑制するために、監視信号（以
下、「ＳＶ信号」という。）によりチャネル数の情報を
光増幅器に送り制御する構成がある。ところが、この方
法によれば、チャネル数の変化と同期して制御がかから
ないため、チャネル変化直後のレベルは補償されないと
いう問題がある。また、”Ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ Ｏｐｔ
ｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ Ｃｈａｉｎｓ”， Ｊ
ｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ， Ｖｏｌ．１６， Ｎｏ．５， Ｍａｙ
１９９８では、ＡＬＣのみによる制御の光増幅器を多段
中継した系において光増幅器の入力レベルが変化した場
合の出力の過渡応答について述べられている。この論文
では、利得制御をＡＬＣのみで制御した場合（但し、最
大利得になるとクランプされる）について説明している
が、ＳＶ信号によるチャネル数情報に応じて出力を変化
させるＡＬＣ制御であっても、過渡応答の初期段階では
ＡＬＣによる制御しか働かないため、同じ動作を示す。
この論文によれば、出力の過渡応答の速度は、中継段数
に比例して増すと記載されている。このため、光増幅器
が多段中継された伝送系においてチャネル数変化が起こ
った場合には、図７に示すように、存続チャネルである
波長λ１のチャネルの伝送特性の劣化が顕著となる。ま
た、ＡＧＣを用いて光増幅器の利得を制御した場合につ
いても、チャネル数変化時に残存チャネルのレベルが変
動することが、例えば”Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ａ
ｎｄ Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏ
ｆ Ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ−Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｓ
ａｎｄ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｈｏｌｅ Ｂｕｒｎｉｎ
ｎｇ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｉｎ Ａｌｌ−Ｏｐｔｉｃａｌ
Ｇａｉｎ−Ｃｌａｍｐｅｄ ＥＤＦＡ’ｓ ｆｏｒ
ＷＤＭ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ”，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｖｏ
ｌ．１６， Ｎｏ．４， Ａｐｒｉｌ １９９８に述べ
られている。上記のようなチャネル数変化時の存続チャ
ネルのレベル変化を抑制する技術について、例えば”Ｆ
ａｓｔ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉ
ｏｎＦｏｒ Ｓｕｒｖｉｖｉｎｇ Ｃｈａｎｎｅｌｓ
ｉｎ Ｍｕｌｔｉｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｏｐｔｉｃａ
ｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ”， ｉｎ Ｐｒｏｃ． ２２ｎ
ｄ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｎｆ． Ｏｐｔｉｃ． Ｃ
ｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ， ＥＣＯＣ’９６， Ｏｓ
ｌｏ， Ｎｏｒｗａｙ， １９９６， ｐｏｓｔｄｅａ
ｄｌｉｎｅ ｐａｐｅｒ ＴｈＣ．３．６に、各ノード
の出力に伝送信号チャネルとは別の波長を用いた出力補
償用チャネルを設けてノードからの出力を一定にすると
いう構成が開示されている。図８は、先行文献の波長多
重光伝送におけるチャネル数変化時の存続チャネルのレ
ベル変化を抑制する波長多重光伝送装置の構成を示す図
である。ノード６１ａからノード６１ｂに向けて伝送さ
れる信号光のチャネル数に変化があっても、出力の一部
を受光素子６４でモニタし、その値が一定となるよう波
長λｃのＬＤから補償用の出力をする。このため、光増
幅器６３に入力される光パワーは一定となり、他チャネ
ルのオン、オフによらず存続チャネルのレベル変動は抑
制される。図９は、先行文献の光波長多重伝送における
信号のスペクトルの一例を示す図である。伝送信号が全
部で８チャネル（λ１〜λ８）と、出力補償用のチャネ
ルが１チャネル（λｃ）となっている。図９Ａは、全８
チャネルが動作している時のスペクトルであり出力補償
用のチャネルは動作していない。図９Ｂは伝送信号が１
チャネルのみ動作しているときのスペクトルを示してお
り、出力補償用のチャネルλｃは全８チャネル動作時の
出力となるよう、７チャネル分のパワーを出力してい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術には次のような問題点がある。すなわち、
まず第一に、光波ネットワークにおける伝送路におい
て、チャネル数の変化時における存続チャネルのレベル
の変動を補償するために、新たな波長帯域を用いて調整
用の信号光を設けると光増幅器の限られた波長帯域がさ
らに制限されてしまう問題がある。
た従来の技術には次のような問題点がある。すなわち、
まず第一に、光波ネットワークにおける伝送路におい
て、チャネル数の変化時における存続チャネルのレベル
の変動を補償するために、新たな波長帯域を用いて調整
用の信号光を設けると光増幅器の限られた波長帯域がさ
らに制限されてしまう問題がある。
【０００４】第二に、伝送路における存続チャネルのレ
ベルの変動を補償するために、伝送チャネルとは別の波
長の信号光を用いることとすると、各チャネルのレベル
を安定化させるためのＬＤが必要ということになる。
ベルの変動を補償するために、伝送チャネルとは別の波
長の信号光を用いることとすると、各チャネルのレベル
を安定化させるためのＬＤが必要ということになる。
【０００５】本発明の波長多重光伝送用光増幅装置は、
波長多重光伝送において、伝送チャネル数が変化して
も、各チャネルのレベルは一定に保たれ、その過渡応答
時においても連続して伝送をつづけるチャネルの信号光
のレベル変動を来さないようにすることを目的としてい
る。また、動作チャネルが０チャネルから１以上のチャ
ネル数に変化した場合にも光サージが発生しないように
することを目的としている。
波長多重光伝送において、伝送チャネル数が変化して
も、各チャネルのレベルは一定に保たれ、その過渡応答
時においても連続して伝送をつづけるチャネルの信号光
のレベル変動を来さないようにすることを目的としてい
る。また、動作チャネルが０チャネルから１以上のチャ
ネル数に変化した場合にも光サージが発生しないように
することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の波長多重光伝送
用光増幅装置は、上述した問題点を解決するために、１
の信号光または互いに異なる複数の波長の光が波長多重
された信号光が入力される入力端子と、増幅用光ファイ
バと、励起光を出力する励起光源と、励起光を増幅用光
ファイバに入力する光合波器とを基本構成として備え、
信号光を光増幅して増幅信号光を出力する。上記構成に
おいて、本発明の光増幅装置はさらに、増幅信号光の一
部を分岐して分岐増幅信号光を増幅用光ファイバに出力
側から逆方向に再入力させる増幅信号光再入力部と、増
幅信号光の出力レベルと増幅用光ファイバに再入力され
光増幅された後の分岐増幅信号光の出力レベルの合計出
力レベルがあらかじめ定められた値となるように分岐増
幅信号光のレベルを制御する分岐増幅信号光レベル制御
回路と、信号光の入力レベルと分岐増幅信号光の増幅用
光ファイバへの再入力前の入力レベルとを検出して増幅
用光ファイバ入力レベルを出力する増幅用光ファイバ入
力パワー検出回路と、増幅信号光の出力レベルと増幅用
光ファイバに再入力され光増幅された後の分岐増幅信号
光の出力レベルを検出して増幅用光ファイバ出力レベル
を出力する増幅用光ファイバ出力パワー検出回路と、増
幅用光ファイバ入力レベルと増幅用光ファイバ出力レベ
ルから利得があらかじめ定められた値に維持されるよう
に制御する利得制御回路とを備えていることを特徴とし
ている。上記利得制御は、例えば励起光源への注入電流
を制御することにより行われる。
用光増幅装置は、上述した問題点を解決するために、１
の信号光または互いに異なる複数の波長の光が波長多重
された信号光が入力される入力端子と、増幅用光ファイ
バと、励起光を出力する励起光源と、励起光を増幅用光
ファイバに入力する光合波器とを基本構成として備え、
信号光を光増幅して増幅信号光を出力する。上記構成に
おいて、本発明の光増幅装置はさらに、増幅信号光の一
部を分岐して分岐増幅信号光を増幅用光ファイバに出力
側から逆方向に再入力させる増幅信号光再入力部と、増
幅信号光の出力レベルと増幅用光ファイバに再入力され
光増幅された後の分岐増幅信号光の出力レベルの合計出
力レベルがあらかじめ定められた値となるように分岐増
幅信号光のレベルを制御する分岐増幅信号光レベル制御
回路と、信号光の入力レベルと分岐増幅信号光の増幅用
光ファイバへの再入力前の入力レベルとを検出して増幅
用光ファイバ入力レベルを出力する増幅用光ファイバ入
力パワー検出回路と、増幅信号光の出力レベルと増幅用
光ファイバに再入力され光増幅された後の分岐増幅信号
光の出力レベルを検出して増幅用光ファイバ出力レベル
を出力する増幅用光ファイバ出力パワー検出回路と、増
幅用光ファイバ入力レベルと増幅用光ファイバ出力レベ
ルから利得があらかじめ定められた値に維持されるよう
に制御する利得制御回路とを備えていることを特徴とし
ている。上記利得制御は、例えば励起光源への注入電流
を制御することにより行われる。
【０００７】増幅信号光再入力部は、増幅信号光の一部
を分岐して分岐増幅信号光を出力する第１の光分岐器
と、減衰量制御信号を受けて分岐増幅信号光の減衰量を
制御する可変減衰器と、可変減衰器を通過した分岐増幅
信号光を反射させる反射器とにより構成される。あるい
は、増幅信号光の一部を分岐して分岐増幅信号光を出力
する第１の光分岐器と、減衰量制御信号を受けて分岐増
幅信号光の反射率を制御して分岐増幅信号光を反射させ
る可変反射器とにより構成することもできるし、減衰量
制御信号を受けて増幅信号光の一部を分岐する分岐比を
設定して分岐増幅信号光を出力する第１の光分岐器と、
分岐増幅信号光を反射させる反射器とにより構成するこ
ともできる。
を分岐して分岐増幅信号光を出力する第１の光分岐器
と、減衰量制御信号を受けて分岐増幅信号光の減衰量を
制御する可変減衰器と、可変減衰器を通過した分岐増幅
信号光を反射させる反射器とにより構成される。あるい
は、増幅信号光の一部を分岐して分岐増幅信号光を出力
する第１の光分岐器と、減衰量制御信号を受けて分岐増
幅信号光の反射率を制御して分岐増幅信号光を反射させ
る可変反射器とにより構成することもできるし、減衰量
制御信号を受けて増幅信号光の一部を分岐する分岐比を
設定して分岐増幅信号光を出力する第１の光分岐器と、
分岐増幅信号光を反射させる反射器とにより構成するこ
ともできる。
【０００８】さらに、増幅信号光再入力部は、増幅信号
光の一部を分岐して分岐増幅信号光を出力する第１の光
分岐器と、減衰量制御信号を受けて分岐増幅信号光の一
部が入力されこの分岐増幅信号光の減衰量を制御する可
変減衰器と、増幅用光ファイバの出力側に配置され可変
減衰器を通過した分岐増幅信号光を前記増幅用光ファイ
バに入力するとともに、前記増幅信号光を伝送路に出力
する第１の光サーキュレータとにより構成することもで
きる。
光の一部を分岐して分岐増幅信号光を出力する第１の光
分岐器と、減衰量制御信号を受けて分岐増幅信号光の一
部が入力されこの分岐増幅信号光の減衰量を制御する可
変減衰器と、増幅用光ファイバの出力側に配置され可変
減衰器を通過した分岐増幅信号光を前記増幅用光ファイ
バに入力するとともに、前記増幅信号光を伝送路に出力
する第１の光サーキュレータとにより構成することもで
きる。
【０００９】分岐増幅信号光レベル制御回路には、増幅
信号光の出力レベルと、増幅用光ファイバに再入力され
光増幅された後の分岐増幅信号光の出力レベルの合計出
力レベルがあらかじめ定められた値となるように減衰量
制御信号を送出する減衰量制御回路を含んでいることを
特徴としている。
信号光の出力レベルと、増幅用光ファイバに再入力され
光増幅された後の分岐増幅信号光の出力レベルの合計出
力レベルがあらかじめ定められた値となるように減衰量
制御信号を送出する減衰量制御回路を含んでいることを
特徴としている。
【００１０】また、増幅用光ファイバ入力パワー検出部
は、増幅用光ファイバの入力側に配置され信号光の一部
を分岐する第２の光分岐器と、増幅用光ファイバの出力
側と増幅信号光再入力手段との間に配置され増幅用光フ
ァイバに向かって進行する分岐増幅信号光の一部を分岐
する第３の光分岐器と、第２の光分岐器と第３の光分岐
器でそれぞれ分岐された光を結合させる第１の光結合器
とにより構成されている。なお、上記第３の光分岐器に
代えて、増幅用光ファイバから出力された増幅信号光を
伝送路に向けて出力するとともに増幅用光ファイバに向
かって進行する分岐増幅信号光の一部を第１の光結合器
に出力する第１の光サーキュレータを配置することもで
きる。
は、増幅用光ファイバの入力側に配置され信号光の一部
を分岐する第２の光分岐器と、増幅用光ファイバの出力
側と増幅信号光再入力手段との間に配置され増幅用光フ
ァイバに向かって進行する分岐増幅信号光の一部を分岐
する第３の光分岐器と、第２の光分岐器と第３の光分岐
器でそれぞれ分岐された光を結合させる第１の光結合器
とにより構成されている。なお、上記第３の光分岐器に
代えて、増幅用光ファイバから出力された増幅信号光を
伝送路に向けて出力するとともに増幅用光ファイバに向
かって進行する分岐増幅信号光の一部を第１の光結合器
に出力する第１の光サーキュレータを配置することもで
きる。
【００１１】増幅用光ファイバ出力パワー検出部は、増
幅用光ファイバの出力側に配置され、増幅信号光の一部
を分岐する第４の光分岐器と、増幅用光ファイバの入力
側に配置され増幅用光ファイバに再入力され光増幅され
た分岐増幅信号光の一部を分岐する第５の光分岐器と、
第４の光分岐器と第５の光分岐器でそれぞれ分岐された
光を結合させる第２の光結合器とにより構成されてい
る。なお、第５の光分岐器に代えて、信号光を増幅用光
ファイバに出力するとともに増幅用光ファイバから出力
された分岐増幅信号光を第２の光結合器に出力する第２
の光サーキュレータを配置することもできる。
幅用光ファイバの出力側に配置され、増幅信号光の一部
を分岐する第４の光分岐器と、増幅用光ファイバの入力
側に配置され増幅用光ファイバに再入力され光増幅され
た分岐増幅信号光の一部を分岐する第５の光分岐器と、
第４の光分岐器と第５の光分岐器でそれぞれ分岐された
光を結合させる第２の光結合器とにより構成されてい
る。なお、第５の光分岐器に代えて、信号光を増幅用光
ファイバに出力するとともに増幅用光ファイバから出力
された分岐増幅信号光を第２の光結合器に出力する第２
の光サーキュレータを配置することもできる。
【００１２】本発明の波長多重光伝送用光増幅装置は、
上記構成において、増幅用光ファイバに入力される信号
光のレベル、増幅用光ファイバから出力される増幅信号
光のレベル、増幅用光ファイバに入力される前記分岐増
幅信号光のレベル、増幅用光ファイバから出力される分
岐増幅信号光のレベルをそれぞれ、Ｐin1 、Ｐout1、Ｐ
in2 、Ｐout2としたときに、第２の光分岐器によって分
岐される前記信号光のレベルＰin1 、第３の光分岐器に
よって分岐される分岐増幅信号光のレベルＰin2 、第４
の光分岐器によって分岐される増幅信号光のレベルＰ
out1 、第５の光分岐器によって分岐される分岐増幅信
号光のレベルＰout2 がそれぞれ、
上記構成において、増幅用光ファイバに入力される信号
光のレベル、増幅用光ファイバから出力される増幅信号
光のレベル、増幅用光ファイバに入力される前記分岐増
幅信号光のレベル、増幅用光ファイバから出力される分
岐増幅信号光のレベルをそれぞれ、Ｐin1 、Ｐout1、Ｐ
in2 、Ｐout2としたときに、第２の光分岐器によって分
岐される前記信号光のレベルＰin1 、第３の光分岐器に
よって分岐される分岐増幅信号光のレベルＰin2 、第４
の光分岐器によって分岐される増幅信号光のレベルＰ
out1 、第５の光分岐器によって分岐される分岐増幅信
号光のレベルＰout2 がそれぞれ、
【００１３】
【数２】 を満たすことを特徴としている。
【００１４】また、本発明の波長多重光伝送用光増幅装
置は、上記構成において、さらに、増幅用光ファイバの
前段に配置され信号光の進行方向にのみ光を通過させ逆
方向に進行する光を阻止する第１の光アイソレータと、
増幅用光ファイバ出力パワー検出手段の後段に配置され
信号光の進行方向にのみ光を通過させ逆方向に進行する
光を阻止する第２の光アイソレータとを備えていること
を特徴としている。
置は、上記構成において、さらに、増幅用光ファイバの
前段に配置され信号光の進行方向にのみ光を通過させ逆
方向に進行する光を阻止する第１の光アイソレータと、
増幅用光ファイバ出力パワー検出手段の後段に配置され
信号光の進行方向にのみ光を通過させ逆方向に進行する
光を阻止する第２の光アイソレータとを備えていること
を特徴としている。
【００１５】第１の光合波器は、増幅用光ファイバの前
段に配置して前方励起タイプとしても、増幅用光ファイ
バの後段に配置して後方励起タイプとしてもよい。ある
いは、さらに、第２の励起光を出力する第２の励起光源
を備え、双方向励起タイプとすることもできる。
段に配置して前方励起タイプとしても、増幅用光ファイ
バの後段に配置して後方励起タイプとしてもよい。ある
いは、さらに、第２の励起光を出力する第２の励起光源
を備え、双方向励起タイプとすることもできる。
【００１６】また、本発明の光波ネットワーク装置は、
互いに異なる波長の信号光を出力する複数の光送信器
と、各信号光を波長多重して波長多重信号光を出力する
波長多重化回路と、波長多重信号光から波長を選定して
特定の信号光を抽出するとともに信号光挿入する光ＡＤ
Ｍとを備え、上記波長多重光伝送用光増幅装置を光増幅
装置に適用していることを特徴としている。
互いに異なる波長の信号光を出力する複数の光送信器
と、各信号光を波長多重して波長多重信号光を出力する
波長多重化回路と、波長多重信号光から波長を選定して
特定の信号光を抽出するとともに信号光挿入する光ＡＤ
Ｍとを備え、上記波長多重光伝送用光増幅装置を光増幅
装置に適用していることを特徴としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の波長多重光伝送用
光増幅装置について、図面を参照して詳細に説明する。
光増幅装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】図１は、本発明の波長多重光伝送用光増幅
装置の第１の実施例の構成を示すブロック図である。
装置の第１の実施例の構成を示すブロック図である。
【００１９】本発明の光増幅装置は、まず基本構成とし
て、増幅用光ファイバであるエルビウムドープ光ファイ
バ１（以下「ＥＤＦ」という。）と励起光を出力する励
起光源１７と励起光を図中左方向から入力される信号光
に合波する光合波器１４とを備えている。また、伝送路
中の反射点からの戻り光による雑音が発生するのを防止
するために、光アイソレータ１５、１６が配置されてい
る。なお、本実施例では、信号光に１．５５μｍ波長帯
の光が用いられており、励起光には波長１．４８μｍあ
るいは０．９８μｍの光が用いられていることから、増
幅用光ファイバには上記の通りＥＤＦが用いられている
が、増幅用光ファイバはこれに限らず、光増幅される信
号光の波長帯域等により種々の希土類元素が添加された
光ファイバが選択され得る。本発明の光増幅装置は、上
記基本構成に加えて、まずＥＤＦ１に入力される信号光
の一部を分岐する光分岐器１１ａ（第２の光分岐器）が
ＥＤＦ１の入力側に配置されている。一方、ＥＤＦ１の
出力側には、ＥＤＦ１で光増幅され出力方向（図中右方
向）に向かって進行する信号光（以下「増幅信号光」と
いう。）の一部を分岐する光分岐器１２ａ（第１の光分
岐器）がＥＤＦ１の出力側に配置されている。また、そ
のさらに出力側には同様に増幅された信号光の一部を分
岐する光分岐器１３（第４の光分岐器）が配置されてい
る。さらに、ＥＤＦ１と光分岐器１２ａの間には入力方
向（図中左方向）に向かって進行する光の一部を分岐す
る光分岐器１１ｂ（第３の光分岐器）が配置されてい
る。なお、以下、光分岐器に代えて光方向性結合器を用
いることもできることはいうまでもない。
て、増幅用光ファイバであるエルビウムドープ光ファイ
バ１（以下「ＥＤＦ」という。）と励起光を出力する励
起光源１７と励起光を図中左方向から入力される信号光
に合波する光合波器１４とを備えている。また、伝送路
中の反射点からの戻り光による雑音が発生するのを防止
するために、光アイソレータ１５、１６が配置されてい
る。なお、本実施例では、信号光に１．５５μｍ波長帯
の光が用いられており、励起光には波長１．４８μｍあ
るいは０．９８μｍの光が用いられていることから、増
幅用光ファイバには上記の通りＥＤＦが用いられている
が、増幅用光ファイバはこれに限らず、光増幅される信
号光の波長帯域等により種々の希土類元素が添加された
光ファイバが選択され得る。本発明の光増幅装置は、上
記基本構成に加えて、まずＥＤＦ１に入力される信号光
の一部を分岐する光分岐器１１ａ（第２の光分岐器）が
ＥＤＦ１の入力側に配置されている。一方、ＥＤＦ１の
出力側には、ＥＤＦ１で光増幅され出力方向（図中右方
向）に向かって進行する信号光（以下「増幅信号光」と
いう。）の一部を分岐する光分岐器１２ａ（第１の光分
岐器）がＥＤＦ１の出力側に配置されている。また、そ
のさらに出力側には同様に増幅された信号光の一部を分
岐する光分岐器１３（第４の光分岐器）が配置されてい
る。さらに、ＥＤＦ１と光分岐器１２ａの間には入力方
向（図中左方向）に向かって進行する光の一部を分岐す
る光分岐器１１ｂ（第３の光分岐器）が配置されてい
る。なお、以下、光分岐器に代えて光方向性結合器を用
いることもできることはいうまでもない。
【００２０】ここで、光分岐器１２ａの分岐された側に
は、可変光減衰器が配置され、さらにその出力側には反
射器９が配置されている。従って、光分岐器１２ａで分
岐された増幅信号光は可変減衰器で光のレベルが制御さ
れた上でここを透過して反射器９に達し、反射される。
反射された信号光は、再び光分岐器１２ａにより伝送路
に逆方向に入力され、ＥＤＦ１によりさらに光増幅さ
れ、入力側（図中左方向）に向けて出力される。再びＥ
ＤＦ１の入力側に戻って、光アイソレータ１５とＥＤＦ
１の間には、信号光の進行とは逆向きに進行する光の一
部を分岐する光分岐器１２ｂ（第５の光分岐器）が配置
されており、ここで上述した反射器９で反射され再度光
増幅された信号光の一部は分岐される。なお、光分岐器
１２ｂには、逆方向に進行する光を取出すのが目的であ
るので、図中左方向から入力された信号光をＥＤＦ１に
出力し、ＥＤＦ１から図中左方向に出力された再度増幅
された信号光を図中した方向に出力する光サーキュレー
タ（第２の光サーキュレータ）を用いることもできる。
は、可変光減衰器が配置され、さらにその出力側には反
射器９が配置されている。従って、光分岐器１２ａで分
岐された増幅信号光は可変減衰器で光のレベルが制御さ
れた上でここを透過して反射器９に達し、反射される。
反射された信号光は、再び光分岐器１２ａにより伝送路
に逆方向に入力され、ＥＤＦ１によりさらに光増幅さ
れ、入力側（図中左方向）に向けて出力される。再びＥ
ＤＦ１の入力側に戻って、光アイソレータ１５とＥＤＦ
１の間には、信号光の進行とは逆向きに進行する光の一
部を分岐する光分岐器１２ｂ（第５の光分岐器）が配置
されており、ここで上述した反射器９で反射され再度光
増幅された信号光の一部は分岐される。なお、光分岐器
１２ｂには、逆方向に進行する光を取出すのが目的であ
るので、図中左方向から入力された信号光をＥＤＦ１に
出力し、ＥＤＦ１から図中左方向に出力された再度増幅
された信号光を図中した方向に出力する光サーキュレー
タ（第２の光サーキュレータ）を用いることもできる。
【００２１】光分岐器１１ａで分岐され取り出された信
号光はさらに分岐され、一方は光増幅器入力パワー検出
回路１９に、他方はモニタ光結合器１１ｃ（第１の光結
合器）に入力される。光分岐器１１ｂで分岐された反射
された増幅信号光は、モニタ光結合器１１ｃのもう一方
から入力され、両者は光結合されてＥＤＦ入力パワー検
出回路２に出力される。
号光はさらに分岐され、一方は光増幅器入力パワー検出
回路１９に、他方はモニタ光結合器１１ｃ（第１の光結
合器）に入力される。光分岐器１１ｂで分岐された反射
された増幅信号光は、モニタ光結合器１１ｃのもう一方
から入力され、両者は光結合されてＥＤＦ入力パワー検
出回路２に出力される。
【００２２】光分岐器１３および光分岐器１２ｂでそれ
ぞれ分岐された増幅信号光あるいは反射され再度増幅さ
れた信号光は、ともに光結合器１２ｃ（第２の光結合
器）に入力され、ここで光結合されてＥＤＦ出力パワー
検出回路４に出力される。光増幅器入力パワー検出回路
１９とＥＤＦ出力パワー検出回路４には可変減衰器制御
回路５が接続されており、両検出回路からの検出結果が
出力される。上述した可変減衰器６は、この可変減衰器
制御回路５からの制御信号を受けて、その減衰量が制御
される。
ぞれ分岐された増幅信号光あるいは反射され再度増幅さ
れた信号光は、ともに光結合器１２ｃ（第２の光結合
器）に入力され、ここで光結合されてＥＤＦ出力パワー
検出回路４に出力される。光増幅器入力パワー検出回路
１９とＥＤＦ出力パワー検出回路４には可変減衰器制御
回路５が接続されており、両検出回路からの検出結果が
出力される。上述した可変減衰器６は、この可変減衰器
制御回路５からの制御信号を受けて、その減衰量が制御
される。
【００２３】ＥＤＦ入力パワー２とＥＤＦ出力パワー検
出回路４には、ＡＧＣ（自動利得制御）回路３が接続さ
れている。ＡＧＣ回路は、ＥＤＦ１に入力される信号光
パワーとＥＤＦ１で光増幅され出力される増幅信号光の
パワーを検出し、両者からＥＤＦ１における利得が一定
になるように制御する。
出回路４には、ＡＧＣ（自動利得制御）回路３が接続さ
れている。ＡＧＣ回路は、ＥＤＦ１に入力される信号光
パワーとＥＤＦ１で光増幅され出力される増幅信号光の
パワーを検出し、両者からＥＤＦ１における利得が一定
になるように制御する。
【００２４】次に、本発明の波長多重光伝送用光増幅装
置の動作について、もう少し詳しく説明する。
置の動作について、もう少し詳しく説明する。
【００２５】図１において、光増幅装置２２には、図中
左方から単一波長からなる１チャネルの信号光または互
いに異なる波長の複数の光が波長多重された複数チャネ
ルの波長多重信号光が入力される（以下、これを「順方
向」とする。）。入力された信号光（以下、波長多重信
号光も含め「信号光」という。）は、まず光分岐器１１
ａにより一部が分岐される。分岐された信号光はさらに
分岐され、一方は光増幅器入力パワー検出回路１９によ
りそのレベルが検出される。他方は、光結合器１１ｃを
介してＥＤＦ入力パワー検出回路２に入力される。な
お、ＥＤＦ１と直列にアイソレータ１５、１６が入って
いるため、逆方向への光出力は抑制され、励起光源１
７、および前段の光増幅器に影響を及ぼさない。
左方から単一波長からなる１チャネルの信号光または互
いに異なる波長の複数の光が波長多重された複数チャネ
ルの波長多重信号光が入力される（以下、これを「順方
向」とする。）。入力された信号光（以下、波長多重信
号光も含め「信号光」という。）は、まず光分岐器１１
ａにより一部が分岐される。分岐された信号光はさらに
分岐され、一方は光増幅器入力パワー検出回路１９によ
りそのレベルが検出される。他方は、光結合器１１ｃを
介してＥＤＦ入力パワー検出回路２に入力される。な
お、ＥＤＦ１と直列にアイソレータ１５、１６が入って
いるため、逆方向への光出力は抑制され、励起光源１
７、および前段の光増幅器に影響を及ぼさない。
【００２６】すでに説明したように、光分岐器１１ａを
通過した本来の信号光は、光合波器１４において励起光
源１７から出力された励起光と合波され、エルビウムド
ープ光ファイバ（以下、「ＥＤＦ」という。）１に入射
され光増幅されて出力される。
通過した本来の信号光は、光合波器１４において励起光
源１７から出力された励起光と合波され、エルビウムド
ープ光ファイバ（以下、「ＥＤＦ」という。）１に入射
され光増幅されて出力される。
【００２７】この増幅信号光の一部は光分岐器１２ａに
より分岐され、可変減衰器６を通過して反射器９に達す
る。ここで反射された増幅信号光は、再びＥＤＦ１に逆
方向から入力される（以下、これを「逆方向」とす
る。）。そして、逆方向から入力された増幅信号光は、
さらにＥＤＦ１において光増幅され、前方（図中左方
向）へ出力される。ＥＤＦ１の前方へ逆方向に出力され
た再度増幅された信号光は、光分岐器（または光サーキ
ュレータ）１２ｂにより図中下方向へ出力される。
より分岐され、可変減衰器６を通過して反射器９に達す
る。ここで反射された増幅信号光は、再びＥＤＦ１に逆
方向から入力される（以下、これを「逆方向」とす
る。）。そして、逆方向から入力された増幅信号光は、
さらにＥＤＦ１において光増幅され、前方（図中左方
向）へ出力される。ＥＤＦ１の前方へ逆方向に出力され
た再度増幅された信号光は、光分岐器（または光サーキ
ュレータ）１２ｂにより図中下方向へ出力される。
【００２８】一方、光分岐器１２ａを通過した増幅信号
光は、光分岐器１３でさらに一部が分岐され、一方はそ
のまま光アイソレータ１６を通過して、本来の信号光と
して伝送路へ出力される。他方は、モニタ光として光結
合器１２ｃに入力され、光分岐器１２ｂから出力された
再度増幅された信号光と結合され、ＥＤＦ出力パワー検
出回路４に入力され、出力レベルが検出される。
光は、光分岐器１３でさらに一部が分岐され、一方はそ
のまま光アイソレータ１６を通過して、本来の信号光と
して伝送路へ出力される。他方は、モニタ光として光結
合器１２ｃに入力され、光分岐器１２ｂから出力された
再度増幅された信号光と結合され、ＥＤＦ出力パワー検
出回路４に入力され、出力レベルが検出される。
【００２９】光分岐器１２ａから逆方向に出力された増
幅信号光は、光分岐器１１ｂで図中下方向に出力され、
光結合器１１ａでＥＤＦ１に入力される前に分岐された
信号光と結合され、ＥＤＦ入力パワー検出回路２に入力
される。ＥＤＦ１の順方向入力と逆方向入力の信号光の
合計出力は、ＥＤＦ入力パワー検出回路２でモニタされ
る。
幅信号光は、光分岐器１１ｂで図中下方向に出力され、
光結合器１１ａでＥＤＦ１に入力される前に分岐された
信号光と結合され、ＥＤＦ入力パワー検出回路２に入力
される。ＥＤＦ１の順方向入力と逆方向入力の信号光の
合計出力は、ＥＤＦ入力パワー検出回路２でモニタされ
る。
【００３０】また、ＥＤＦ１の順方向出力と逆方向出力
の増幅信号光の合計出力は、ＥＤＦ出力パワー検出回路
４でモニタされる。ＥＤＦ１出力パワー検出回路による
モニタに基づいて、可変減衰器制御回路５は、ＥＤＦ１
の順方向と逆方向の増幅信号光の合計出力パワーが一定
となるように、可変減衰器６の減衰量をＡＬＣ（自動レ
ベル制御）制御する。なお、本実施例では、反射器９の
前に可変減衰器６を配置し、可変減衰器６の透過損失を
制御することにより出力レベルの制御を行っているが、
可変減衰器に代えて反射器に反射率を可変制御できるも
のを用い、反射率を制御することによって逆方向出力を
制御してもよい。また、光分岐器１２ａの分岐比自体を
変化させることによって再入力される増幅信号光のレベ
ルを制御してもよい。
の増幅信号光の合計出力は、ＥＤＦ出力パワー検出回路
４でモニタされる。ＥＤＦ１出力パワー検出回路による
モニタに基づいて、可変減衰器制御回路５は、ＥＤＦ１
の順方向と逆方向の増幅信号光の合計出力パワーが一定
となるように、可変減衰器６の減衰量をＡＬＣ（自動レ
ベル制御）制御する。なお、本実施例では、反射器９の
前に可変減衰器６を配置し、可変減衰器６の透過損失を
制御することにより出力レベルの制御を行っているが、
可変減衰器に代えて反射器に反射率を可変制御できるも
のを用い、反射率を制御することによって逆方向出力を
制御してもよい。また、光分岐器１２ａの分岐比自体を
変化させることによって再入力される増幅信号光のレベ
ルを制御してもよい。
【００３１】ＡＧＣ回路３は、ＥＤＦ入力パワー検出回
路２、ＥＤＦ出力パワー検出回路４のモニタ結果に基づ
いて、ＥＤＦ１における光増幅の利得が一定となるよう
に、励起光源１７の出力を制御する。
路２、ＥＤＦ出力パワー検出回路４のモニタ結果に基づ
いて、ＥＤＦ１における光増幅の利得が一定となるよう
に、励起光源１７の出力を制御する。
【００３２】上述した構成によれば、光増幅装置２２か
ら出力される増幅信号光は、ＥＤＦ１の順方向出力、す
なわち、光増幅装置２に入力された信号光があらかじめ
設定された利得だけ増幅されたレベルに制御されたもの
となる。これは、入力される信号光のチャネル数が変化
しても、各チャネルごとのレベルに変化は生じないこと
になる。
ら出力される増幅信号光は、ＥＤＦ１の順方向出力、す
なわち、光増幅装置２に入力された信号光があらかじめ
設定された利得だけ増幅されたレベルに制御されたもの
となる。これは、入力される信号光のチャネル数が変化
しても、各チャネルごとのレベルに変化は生じないこと
になる。
【００３３】また、入力される信号光のチャネル数が、
例えば前段にある光ＡＤＭにおける信号光挿入状態や新
たな光送信器の立ち上げによって変化した場合の過渡応
答時においても、ＡＬＣ制御により可変減衰器６を制御
して、常に利得制御の基準となる入力側のレベルが一定
に維持されるので、存続チャネルのレベル変化は発生し
ない。
例えば前段にある光ＡＤＭにおける信号光挿入状態や新
たな光送信器の立ち上げによって変化した場合の過渡応
答時においても、ＡＬＣ制御により可変減衰器６を制御
して、常に利得制御の基準となる入力側のレベルが一定
に維持されるので、存続チャネルのレベル変化は発生し
ない。
【００３４】さらに、動作チャネルが０チャネル、すな
わち無信号光状態となった場合にでも、光増幅器入力パ
ワー検出回路１９は光増幅装置２２へ入力される信号光
のチャネルが０であることを検出する。そして、この検
出値にもとづき可変減衰器制御回路５は可変減衰器６の
減衰量を最大となるよう制御するため、光伝送が再開さ
れ、信号光が光増幅装置２２に改めて入力されたときに
も光サージは発生しない。
わち無信号光状態となった場合にでも、光増幅器入力パ
ワー検出回路１９は光増幅装置２２へ入力される信号光
のチャネルが０であることを検出する。そして、この検
出値にもとづき可変減衰器制御回路５は可変減衰器６の
減衰量を最大となるよう制御するため、光伝送が再開さ
れ、信号光が光増幅装置２２に改めて入力されたときに
も光サージは発生しない。
【００３５】本発明の光増幅装置による上述した効果に
ついて、以下にさらに詳しく説明する。
ついて、以下にさらに詳しく説明する。
【００３６】図１において、光増幅器２２に入力された
信号は、ＥＤＦ１で増幅される。その一部が光分岐器１
２ａで分岐され、可変減衰器６を通り、反射器９で反射
され、再度可変減衰器６、光分岐器１２ａを経て、ＥＤ
Ｆ１に逆方向から戻り、増幅される。すなわち、ＥＤＦ
１には順方向の入力Ｐin1 に加え、逆方向からの入力Ｐ
in2 があり、それらをともに増幅し、順方向の出力Ｐ
out1、および逆方向の出力Ｐout2とする。
信号は、ＥＤＦ１で増幅される。その一部が光分岐器１
２ａで分岐され、可変減衰器６を通り、反射器９で反射
され、再度可変減衰器６、光分岐器１２ａを経て、ＥＤ
Ｆ１に逆方向から戻り、増幅される。すなわち、ＥＤＦ
１には順方向の入力Ｐin1 に加え、逆方向からの入力Ｐ
in2 があり、それらをともに増幅し、順方向の出力Ｐ
out1、および逆方向の出力Ｐout2とする。
【００３７】ＥＤＦ１の順方向入力Ｐin1 のモニタ値Ｐ
in1mon（光分岐器１１ａ→１８→１１ｃと経由）と逆方
向入力Ｐin2 のモニタ値Ｐin2mon（光分岐器１２ａ→１
１ｂ→１１ｃと経由）の合計値は、ＥＤＦ入力パワー検
出回路２でモニタされる。また、同様にしてＥＤＦ１の
順方向出力Ｐout1のモニタ値Ｐout1mon （光分岐器１３
→１２ｃと経由）と逆方向出力Ｐｏｕｔ２のモニタ値Ｐ
out2mon （光分岐器１２ｂ→１２ｃと経由）の合計値は
ＥＤＦ出力パワー検出回路４でモニタされる。
in1mon（光分岐器１１ａ→１８→１１ｃと経由）と逆方
向入力Ｐin2 のモニタ値Ｐin2mon（光分岐器１２ａ→１
１ｂ→１１ｃと経由）の合計値は、ＥＤＦ入力パワー検
出回路２でモニタされる。また、同様にしてＥＤＦ１の
順方向出力Ｐout1のモニタ値Ｐout1mon （光分岐器１３
→１２ｃと経由）と逆方向出力Ｐｏｕｔ２のモニタ値Ｐ
out2mon （光分岐器１２ｂ→１２ｃと経由）の合計値は
ＥＤＦ出力パワー検出回路４でモニタされる。
【００３８】ここで、光分岐器１１ａ、１１ｂ、１１
ｃ、１２ｂ、１２ｃ、１３、１８の分岐比は、
ｃ、１２ｂ、１２ｃ、１３、１８の分岐比は、
【００３９】
【数３】 を満足するように設定されている。また、光分岐器１１
ｂ、１２ａの分岐比は、ＥＤＦの逆方向入力Ｐin2 に関
係している。このため、動作チャネル１ｃｈ時に可変減
衰器６の減衰量を最小とした場合において、ＥＤＦ１へ
の入力が、全チャネル動作時以上のパワーでなければな
らない。
ｂ、１２ａの分岐比は、ＥＤＦの逆方向入力Ｐin2 に関
係している。このため、動作チャネル１ｃｈ時に可変減
衰器６の減衰量を最小とした場合において、ＥＤＦ１へ
の入力が、全チャネル動作時以上のパワーでなければな
らない。
【００４０】ＡＧＣ回路３は、ＥＤＦ入力パワー検出回
路２、ＥＤＦ出力パワー検出回路４の検出結果、すなわ
ちＥＤＦ１の順方向と逆方向の合計入力パワー、合計出
力パワーに応じて、
路２、ＥＤＦ出力パワー検出回路４の検出結果、すなわ
ちＥＤＦ１の順方向と逆方向の合計入力パワー、合計出
力パワーに応じて、
【００４１】
【数４】 という関係式を満たすように、励起光源１７の出力を制
御する。これにより、光増幅器２２の利得はＡ一定とな
るように制御される。
御する。これにより、光増幅器２２の利得はＡ一定とな
るように制御される。
【００４２】また、可変減衰器制御回路５は、ＥＤＦ出
力パワー検出回路４の検出結果、すなわちＥＤＦ１の順
方向と逆方向の合計出力パワーが、
力パワー検出回路４の検出結果、すなわちＥＤＦ１の順
方向と逆方向の合計出力パワーが、
【００４３】
【数５】 となるよう可変減衰器６の減衰量を制御する。このよう
な制御により、伝送されるチャネル数に変化があって
も、各チャネルのレベルは一定とすることができる。
な制御により、伝送されるチャネル数に変化があって
も、各チャネルのレベルは一定とすることができる。
【００４４】次に、チャネル数が変化した時の過渡応答
の状態について説明する。
の状態について説明する。
【００４５】上述したように、本発明の光増幅装置で
は、ＥＤＦ１の利得のＡＧＣ制御と、順方向出力と逆方
向出力を一定とするＡＬＣ制御という二つの制御が行わ
れている。ＡＧＣ制御は入力によらず、利得を一定とす
るように制御しているため、チャネル数変化時の過渡応
答は、可変減衰器１を含むＡＬＣ制御の応答速度により
決まる。このため、ＡＬＣの応答速度はチャネル変化に
よるパワーの変動に応答できるようなものにする。この
ような構成とすることにより、チャネル数変化の過渡応
答時における存続チャネルのレベルの変動が発生しな
い。
は、ＥＤＦ１の利得のＡＧＣ制御と、順方向出力と逆方
向出力を一定とするＡＬＣ制御という二つの制御が行わ
れている。ＡＧＣ制御は入力によらず、利得を一定とす
るように制御しているため、チャネル数変化時の過渡応
答は、可変減衰器１を含むＡＬＣ制御の応答速度により
決まる。このため、ＡＬＣの応答速度はチャネル変化に
よるパワーの変動に応答できるようなものにする。この
ような構成とすることにより、チャネル数変化の過渡応
答時における存続チャネルのレベルの変動が発生しな
い。
【００４６】上記事項は、動作チャネル数が１以上の場
合の動作について述べたものであるが、以下に動作チャ
ネル数が０、あるいは、動作チャネル数が０から１以上
になる場合の動作について説明する。
合の動作について述べたものであるが、以下に動作チャ
ネル数が０、あるいは、動作チャネル数が０から１以上
になる場合の動作について説明する。
【００４７】入力光を光分岐器１１ａ、１８で分岐して
モニタしている光増幅器入力パワー検出回路１９のモニ
タ値が、設定された入力パワー（動作チャネル数が１チ
ャネル以下の出力）以下となると、可変減衰器制御回路
５は可変減衰器６の減衰量を最大とする。このため、動
作チャネルが０チャネルである場合の光増幅器２２の動
作はＥＤＦのＡＧＣ制御のみによる制御となり、光増幅
器の出力はノイズレベルとなる。
モニタしている光増幅器入力パワー検出回路１９のモニ
タ値が、設定された入力パワー（動作チャネル数が１チ
ャネル以下の出力）以下となると、可変減衰器制御回路
５は可変減衰器６の減衰量を最大とする。このため、動
作チャネルが０チャネルである場合の光増幅器２２の動
作はＥＤＦのＡＧＣ制御のみによる制御となり、光増幅
器の出力はノイズレベルとなる。
【００４８】動作チャネルが０チャネルから、１以上の
チャネル数に変化した場合には、光分岐１１ａ、１８を
経て分岐された入力パワーが１チャネル以上のパワーと
なるため、ＥＤＦ１の利得のＡＧＣ制御に加え、ＡＬＣ
による可変減衰器の制御が行われるようになる。この際
の過渡応答では、ＥＤＦ１の制御はＡＧＣ制御のみによ
り行われるため、動作チャネル数が０から１以上となっ
た場合でもサージは発生しない。また、可変減衰器６の
減衰量を制御するＡＬＣの応答速度は、前述の通りチャ
ネル数変化に対して応答できるようにこのため、動作チ
ャネルのレベル変動も抑制される。
チャネル数に変化した場合には、光分岐１１ａ、１８を
経て分岐された入力パワーが１チャネル以上のパワーと
なるため、ＥＤＦ１の利得のＡＧＣ制御に加え、ＡＬＣ
による可変減衰器の制御が行われるようになる。この際
の過渡応答では、ＥＤＦ１の制御はＡＧＣ制御のみによ
り行われるため、動作チャネル数が０から１以上となっ
た場合でもサージは発生しない。また、可変減衰器６の
減衰量を制御するＡＬＣの応答速度は、前述の通りチャ
ネル数変化に対して応答できるようにこのため、動作チ
ャネルのレベル変動も抑制される。
【００４９】本発明による光増幅器装置は、例えば図２
に示されるような波長チャネル毎に伝送路に挿入、分岐
する光ＡＤＭ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ Ｄｒｏｐ Ｍ
ｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）機能を持つノード含む光波ネ
ットワークにおいても、有効に機能する。例えば、図２
に示される光波ネットワークにおいては、光ＡＤＭ２３
には、複数の光中継装置が接続されており、通常は波長
多重化された信号光が入出力される。いま、例えば、光
送信器２１が新たに起動した場合には、光ＡＤＭ２３を
経てその右側に出力される信号光のチャネル数が１増加
し、チャネル数が変化することになる。
に示されるような波長チャネル毎に伝送路に挿入、分岐
する光ＡＤＭ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ Ｄｒｏｐ Ｍ
ｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）機能を持つノード含む光波ネ
ットワークにおいても、有効に機能する。例えば、図２
に示される光波ネットワークにおいては、光ＡＤＭ２３
には、複数の光中継装置が接続されており、通常は波長
多重化された信号光が入出力される。いま、例えば、光
送信器２１が新たに起動した場合には、光ＡＤＭ２３を
経てその右側に出力される信号光のチャネル数が１増加
し、チャネル数が変化することになる。
【００５０】このような場合であっても、本発明の光増
幅装置によれば、波長多重されているチャネル数が変化
する際、連続して伝送を続けるチャネル（以下、存続チ
ャネル）の伝送特性が他のチャネルのオン、オフに影響
を受けず、安定したレベルで伝送することを可能にな
る。また、本発明による光増幅器は、動作チャネル数が
０チャネルから１チャネル以上となった場合にも、光サ
ージの発生を防ぐことができるようになる。
幅装置によれば、波長多重されているチャネル数が変化
する際、連続して伝送を続けるチャネル（以下、存続チ
ャネル）の伝送特性が他のチャネルのオン、オフに影響
を受けず、安定したレベルで伝送することを可能にな
る。また、本発明による光増幅器は、動作チャネル数が
０チャネルから１チャネル以上となった場合にも、光サ
ージの発生を防ぐことができるようになる。
【００５１】次に、図１の動作について、図３のタイム
チャートを用いて説明する。
チャートを用いて説明する。
【００５２】図３は、一例として、全チャネル４チャネ
ルの信号伝送時に、光増幅器に動作チャネル数が４チャ
ネル（ｔ＜Ｔ１）、１チャネル（Ｔ１＜ｔ＜Ｔ２）、０
チャネル（Ｔ２＜ｔ＜Ｔ３）、１チャネル（Ｔ３＜ｔ＜
Ｔ４）、４チャネル（ｔ＞Ｔ４）と変化した場合におけ
る各波長チャネル毎のレベルの変化を示している。
ルの信号伝送時に、光増幅器に動作チャネル数が４チャ
ネル（ｔ＜Ｔ１）、１チャネル（Ｔ１＜ｔ＜Ｔ２）、０
チャネル（Ｔ２＜ｔ＜Ｔ３）、１チャネル（Ｔ３＜ｔ＜
Ｔ４）、４チャネル（ｔ＞Ｔ４）と変化した場合におけ
る各波長チャネル毎のレベルの変化を示している。
【００５３】図３Ａ−１はＥＤＦ順方向入力Ｐin1 、図
３Ａ−２はＥＤＦ逆方向入力Ｐｉｎ２、図３Ｂ−１はＥ
ＤＦ順方向出力（光増幅器出力）Ｐout1、図３Ｂ−２は
ＥＤＦ逆方向出力Ｐout2、図３Ｂ−３はＥＤＦ両方向出
力（Ｐout1＋Ｐout2）を示している。
３Ａ−２はＥＤＦ逆方向入力Ｐｉｎ２、図３Ｂ−１はＥ
ＤＦ順方向出力（光増幅器出力）Ｐout1、図３Ｂ−２は
ＥＤＦ逆方向出力Ｐout2、図３Ｂ−３はＥＤＦ両方向出
力（Ｐout1＋Ｐout2）を示している。
【００５４】時刻ｔ＜Ｔ１においては、入力チャネルは
４チャネルであるため、ＥＤＦの順方向入力Ｐin1 は４
チャネルとなる。このとき、ＥＤＦへの逆方向入力Ｐ
in2 は、順方向入力Ｐin2 の４チャネル全てが動作して
いるため、可変減衰器のＡＬＣ制御によりどのチャネル
も０となる。このときの光増幅器の出力（Ｐout1）は、
各入力信号チャネルがＡＧＣ制御により設定された利得
倍されたものとなる。
４チャネルであるため、ＥＤＦの順方向入力Ｐin1 は４
チャネルとなる。このとき、ＥＤＦへの逆方向入力Ｐ
in2 は、順方向入力Ｐin2 の４チャネル全てが動作して
いるため、可変減衰器のＡＬＣ制御によりどのチャネル
も０となる。このときの光増幅器の出力（Ｐout1）は、
各入力信号チャネルがＡＧＣ制御により設定された利得
倍されたものとなる。
【００５５】次に、時刻Ｔ１＜ｔ＜Ｔ２においては、入
力はλ１の１チャネルのみとなるので、ＥＤＦの順方向
Ｐin1 の入力は１チャネルのみとなる。このとき、ＥＤ
Ｆの逆方向出力Ｐout2は、図３Ｂ−３のように順方向、
逆方向の合計出力（Ｐout1＋Ｐout2）が一定となるよう
可変減衰器によりＡＬＣ制御されるため、逆方向入力Ｐ
in2 が増加する（図３Ａ−２）。このときも、波長λ１
の入力信号チャネルが利得倍されたものが光増幅装置の
出力となる。
力はλ１の１チャネルのみとなるので、ＥＤＦの順方向
Ｐin1 の入力は１チャネルのみとなる。このとき、ＥＤ
Ｆの逆方向出力Ｐout2は、図３Ｂ−３のように順方向、
逆方向の合計出力（Ｐout1＋Ｐout2）が一定となるよう
可変減衰器によりＡＬＣ制御されるため、逆方向入力Ｐ
in2 が増加する（図３Ａ−２）。このときも、波長λ１
の入力信号チャネルが利得倍されたものが光増幅装置の
出力となる。
【００５６】なお、時刻ｔ＝Ｔ１におけるチャネル数の
変動の過渡応答においては、可変減衰器の減衰量がＡＬ
Ｃ制御されるため、存続チャネルである波長チャネル
（波長：λ１）の光増幅器の出力はレベルの変動がなく
安定している。
変動の過渡応答においては、可変減衰器の減衰量がＡＬ
Ｃ制御されるため、存続チャネルである波長チャネル
（波長：λ１）の光増幅器の出力はレベルの変動がなく
安定している。
【００５７】時刻ｔ＝Ｔ２において、動作チャネル数が
０となると可変減衰器のＡＬＣ制御が止まり減衰量は最
大となり、ＥＤＦのＡＧＣ制御のみがはたらくようにな
る。時刻Ｔ２＜ｔ＜Ｔ３においては、ＥＤＦのＡＧＣ制
御のみが行われるため、光増幅器出力（Ｐout1）はノイ
ズレベルとなる。時刻ｔ＝Ｔ３において、動作チャネル
数が０から１チャネルに変化すると、再び可変減衰器の
ＡＬＣ制御が始まる。この際、ＥＤＦの利得制御はＡＧ
Ｃ制御により行われているため、サージの発生はない。
また、起動したチャネルのレベル変動も可変減衰器のＡ
ＬＣ制御により抑制される。
０となると可変減衰器のＡＬＣ制御が止まり減衰量は最
大となり、ＥＤＦのＡＧＣ制御のみがはたらくようにな
る。時刻Ｔ２＜ｔ＜Ｔ３においては、ＥＤＦのＡＧＣ制
御のみが行われるため、光増幅器出力（Ｐout1）はノイ
ズレベルとなる。時刻ｔ＝Ｔ３において、動作チャネル
数が０から１チャネルに変化すると、再び可変減衰器の
ＡＬＣ制御が始まる。この際、ＥＤＦの利得制御はＡＧ
Ｃ制御により行われているため、サージの発生はない。
また、起動したチャネルのレベル変動も可変減衰器のＡ
ＬＣ制御により抑制される。
【００５８】時刻ｔ＝Ｔ４においても、時刻ｔ＝Ｔ１の
動作と同様、レベルの変動は発生しない。また、時刻ｔ
＞Ｔ４でも、時刻ｔ＜Ｔ１の動作と同様、ＥＤＦの順方
向入力Ｐin1 が４チャネルであるため、Ｐin2 逆方向入
力はされず、各チャネルのレベルは一定に保たれる。
動作と同様、レベルの変動は発生しない。また、時刻ｔ
＞Ｔ４でも、時刻ｔ＜Ｔ１の動作と同様、ＥＤＦの順方
向入力Ｐin1 が４チャネルであるため、Ｐin2 逆方向入
力はされず、各チャネルのレベルは一定に保たれる。
【００５９】次に、本発明の光増幅装置の第２の実施例
について、図面を参照して説明する。
について、図面を参照して説明する。
【００６０】図４は、本発明の波長多重光伝送用光増幅
装置の第２の実施例の構成を示すブロック図である。
装置の第２の実施例の構成を示すブロック図である。
【００６１】励起光源１７が光分岐器１２ｃと光分岐器
１３の間にある光合波器１４から入力される構成となっ
ており、光増幅装置２２は後方励起の配置となっている
点に特徴がある。励起光がＥＤＦ１の後方から入射され
る点を除いては、図１に示される構成と同じで、同様の
効果を得ることができる。なお、光合波器１４は、これ
に代えて、光分岐器１３で分岐された増幅信号光をモニ
タ光として光結合器１２ｃへ導入し、励起光源１７から
出力された励起光を光分岐器１３の方へ向けて出力する
のであれば、光サーキュレータを用いることもできる。
また、このようにせず、光分岐器１３の前段あるいは後
段に光合波器を配置し、ここから逆方向に励起光を入射
するようにしてもよい。
１３の間にある光合波器１４から入力される構成となっ
ており、光増幅装置２２は後方励起の配置となっている
点に特徴がある。励起光がＥＤＦ１の後方から入射され
る点を除いては、図１に示される構成と同じで、同様の
効果を得ることができる。なお、光合波器１４は、これ
に代えて、光分岐器１３で分岐された増幅信号光をモニ
タ光として光結合器１２ｃへ導入し、励起光源１７から
出力された励起光を光分岐器１３の方へ向けて出力する
のであれば、光サーキュレータを用いることもできる。
また、このようにせず、光分岐器１３の前段あるいは後
段に光合波器を配置し、ここから逆方向に励起光を入射
するようにしてもよい。
【００６２】図５は、本発明の波長多重光伝送用光増幅
装置の第３の実施例の構成を示すブロック図である。本
実施例では、光増幅装置は、ＥＤＦの前方、後方の双方
から励起光が入射される双方向励起の配置になっている
点に特徴がある。本実施例においても、図４に示される
のと同様、光合波器１４ｂに代えて光サーキュレータ
（第３の光サーキュレータ）を用いてもよい。また、光
分岐器１３の前段あるいは後段に光合波器を配置し、こ
こから逆方向に励起光を入射するようにしてもよい。図
６は、本発明の波長多重光伝送用光増幅装置の第４の実
施例の構成を示すブロック図である。本実施例では、図
１おける反射器９に代えて、光サーキュレータ７を用い
て、ＥＤＦ１へ逆方向に増幅された信号光の一部を入射
するようにしている点に特徴がある。すなわち、光分岐
器１２ａを通過した増幅信号光は、光サーキュレータ７
を通過してそのまま光アイソレータを通過して光伝送路
へ出力される。一方、光分岐器１２ａで分岐された増幅
信号光の一部はさらに光分岐器８で一部が分岐される。
この分岐された増幅信号光は、可変減衰器６により、す
でに説明したのと同様にＡＬＣ回路５から送出される制
御信号を受けて減衰量が制御され、光サーキューレータ
７（第１の光サーキュレータ）を経てＥＤＦ１に逆方向
に再入力される。本実施例においても、第２、第３の実
施例と同様、光増幅装置は後方励起であっても双方向励
起であってもよい。なお、本実施例では、反射器を用い
ない構成例を示しているが、図６に示される構成に限ら
れるものではない。例えば、光分岐器１２ａから分岐さ
れた増幅信号光を光分岐器８によりさらに分岐する構成
を示したが、光分岐器１２ａの後段または前段に光分岐
器８を配置してもよい。また、光サーキュレータ７も光
分岐器１２ａの後段ではなく前段に配置してもよい。
装置の第３の実施例の構成を示すブロック図である。本
実施例では、光増幅装置は、ＥＤＦの前方、後方の双方
から励起光が入射される双方向励起の配置になっている
点に特徴がある。本実施例においても、図４に示される
のと同様、光合波器１４ｂに代えて光サーキュレータ
（第３の光サーキュレータ）を用いてもよい。また、光
分岐器１３の前段あるいは後段に光合波器を配置し、こ
こから逆方向に励起光を入射するようにしてもよい。図
６は、本発明の波長多重光伝送用光増幅装置の第４の実
施例の構成を示すブロック図である。本実施例では、図
１おける反射器９に代えて、光サーキュレータ７を用い
て、ＥＤＦ１へ逆方向に増幅された信号光の一部を入射
するようにしている点に特徴がある。すなわち、光分岐
器１２ａを通過した増幅信号光は、光サーキュレータ７
を通過してそのまま光アイソレータを通過して光伝送路
へ出力される。一方、光分岐器１２ａで分岐された増幅
信号光の一部はさらに光分岐器８で一部が分岐される。
この分岐された増幅信号光は、可変減衰器６により、す
でに説明したのと同様にＡＬＣ回路５から送出される制
御信号を受けて減衰量が制御され、光サーキューレータ
７（第１の光サーキュレータ）を経てＥＤＦ１に逆方向
に再入力される。本実施例においても、第２、第３の実
施例と同様、光増幅装置は後方励起であっても双方向励
起であってもよい。なお、本実施例では、反射器を用い
ない構成例を示しているが、図６に示される構成に限ら
れるものではない。例えば、光分岐器１２ａから分岐さ
れた増幅信号光を光分岐器８によりさらに分岐する構成
を示したが、光分岐器１２ａの後段または前段に光分岐
器８を配置してもよい。また、光サーキュレータ７も光
分岐器１２ａの後段ではなく前段に配置してもよい。
【００６３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の波長多重
光伝送用光増幅装置は、入力チャネル数に変化があって
も、増幅された信号光の一部をＥＤＦに逆方向から入力
するという構成を採用し、ＥＤＦの合計出力が一定とな
るように可変減衰器をＡＬＣ制御し、またＥＤＦにはＡ
ＧＣ制御をしているので、波長多重光伝送において、伝
送チャネル数が変化しても、各チャネルのレベルは一定
に保たれる。さらに、その過渡応答時においても連続し
て伝送をつづけるチャネルの信号光のレベル変動を来さ
ないという効果もある。
光伝送用光増幅装置は、入力チャネル数に変化があって
も、増幅された信号光の一部をＥＤＦに逆方向から入力
するという構成を採用し、ＥＤＦの合計出力が一定とな
るように可変減衰器をＡＬＣ制御し、またＥＤＦにはＡ
ＧＣ制御をしているので、波長多重光伝送において、伝
送チャネル数が変化しても、各チャネルのレベルは一定
に保たれる。さらに、その過渡応答時においても連続し
て伝送をつづけるチャネルの信号光のレベル変動を来さ
ないという効果もある。
【００６４】チャネル数変化時のレベルの補償をするの
に、増幅された信号光の一部をＥＤＦに逆方向から入力
するという構成を採用しているので、本来の光伝送に必
要なチャネル以外の波長を用いる必要がないので、増幅
可能な波長帯域を全て光伝送用チャネルにあてることが
できるという利点もある。また、存続チャネルのレベル
の変動を補償するために、新たな光源を必要としない。
光合波器、光分波器、ファイバーグレーティング等の波
長選択性がある部品が不要ということも利点としてあげ
られる。
に、増幅された信号光の一部をＥＤＦに逆方向から入力
するという構成を採用しているので、本来の光伝送に必
要なチャネル以外の波長を用いる必要がないので、増幅
可能な波長帯域を全て光伝送用チャネルにあてることが
できるという利点もある。また、存続チャネルのレベル
の変動を補償するために、新たな光源を必要としない。
光合波器、光分波器、ファイバーグレーティング等の波
長選択性がある部品が不要ということも利点としてあげ
られる。
【００６５】さらに、ＥＤＦの利得制御はＡＧＣ制御に
より行われているため、動作チャネルが０チャネルから
１以上のチャネル数に変化した場合にも光サージが発生
しないという効果もある。
より行われているため、動作チャネルが０チャネルから
１以上のチャネル数に変化した場合にも光サージが発生
しないという効果もある。
【図１】図１は、本発明の波長多重光伝送用光増幅装置
の第１の実施例の構成を示すブロック図である。
の第１の実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の波長多重光伝送用光増幅装置
を光ＡＤＭをノードにもつ波長多重光伝送装置に適用し
た一例を示す構成図である。
を光ＡＤＭをノードにもつ波長多重光伝送装置に適用し
た一例を示す構成図である。
【図３】図３は、本発明の波長多重光伝送用光増幅装置
を全チャネル数４チャネルの信号光を伝送している場合
に、動作チャネル数が４チャネル（ｔ＜Ｔ１）、１チャ
ネル（Ｔ１＜ｔ＜Ｔ２）、０チャネル（Ｔ２＜ｔ＜Ｔ
３）、１チャネル（Ｔ３＜ｔ＜Ｔ４）、４チャネル（ｔ
＞Ｔ４）に変化したときの各波長チャネル毎のレベルの
変化を示した図であって、図３Ａ−１はＥＤＦ順方向入
力Ｐin1 、図３Ａ−２はＥＤＦ逆方向入力Ｐin2 、図３
Ｂ−１はＥＤＦ順方向出力（光増幅器出力）Ｐout1、図
３Ｂ−２はＥＤＦ逆方向出力Ｐout2、図３Ｂ−３はＥＤ
Ｆ両方向出力(Pout1+Pout2)をそれぞれ示している。
を全チャネル数４チャネルの信号光を伝送している場合
に、動作チャネル数が４チャネル（ｔ＜Ｔ１）、１チャ
ネル（Ｔ１＜ｔ＜Ｔ２）、０チャネル（Ｔ２＜ｔ＜Ｔ
３）、１チャネル（Ｔ３＜ｔ＜Ｔ４）、４チャネル（ｔ
＞Ｔ４）に変化したときの各波長チャネル毎のレベルの
変化を示した図であって、図３Ａ−１はＥＤＦ順方向入
力Ｐin1 、図３Ａ−２はＥＤＦ逆方向入力Ｐin2 、図３
Ｂ−１はＥＤＦ順方向出力（光増幅器出力）Ｐout1、図
３Ｂ−２はＥＤＦ逆方向出力Ｐout2、図３Ｂ−３はＥＤ
Ｆ両方向出力(Pout1+Pout2)をそれぞれ示している。
【図４】図４は、本発明の波長多重光伝送用光増幅装置
の第２の実施例の構成を示すブロック図である。
の第２の実施例の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の波長多重光伝送用光増幅装置
の第３の実施例の構成を示すブロック図である。
の第３の実施例の構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明の波長多重光伝送用光増幅装置
の第４の実施例の構成を示すブロック図である
の第４の実施例の構成を示すブロック図である
【図７】図７は、光増幅器が多段中継された伝送系にお
いてチャネル数に変化が生じた場合の存続チャネルであ
る波長λ１のチャネルの伝送特性の劣化の様子を示す図
であり、（Ａ）は入力信号のレベルを、（Ｂ）は光増幅
器多段中継後の出力信号のレベル変化の様子を示してい
る。
いてチャネル数に変化が生じた場合の存続チャネルであ
る波長λ１のチャネルの伝送特性の劣化の様子を示す図
であり、（Ａ）は入力信号のレベルを、（Ｂ）は光増幅
器多段中継後の出力信号のレベル変化の様子を示してい
る。
【図８】図８は、従来の波長多重光伝送装置の構成の一
例を示す構成図である。
例を示す構成図である。
【図９】図８は、従来の波長多重光伝送装置における信
号光のスペクトルの一例を示す図であって、（Ａ）は伝
送される信号光全８チャネル（λ１〜λ８）が動作し出
力補償用チャネル（λｃ）が動作していない状態、
（Ｂ）は伝送される信号光は１チャネルのみで出力補償
用のチャネル（λｃ）が動作している状態をそれぞれ示
している。
号光のスペクトルの一例を示す図であって、（Ａ）は伝
送される信号光全８チャネル（λ１〜λ８）が動作し出
力補償用チャネル（λｃ）が動作していない状態、
（Ｂ）は伝送される信号光は１チャネルのみで出力補償
用のチャネル（λｃ）が動作している状態をそれぞれ示
している。
１ ＥＤＦ（エルビウムドープ光ファイバ） ２ ＥＤＦ入力パワー検出回路 ３ ＡＧＣ（自動利得制御）回路 ４ ＥＤＦ出力パワー検出回路 ５ 可変減衰器制御回路 ６ 可変減衰器 光サーキュレータ（第１の光サーキュレータ） 光分岐器 ９ 反射器 １１ａ 光分岐器（第２の光分岐器） １１ｂ 光分岐器（第３の光分岐器） １１ｃ 光結合器（第１の光結合器） １２ａ 光分岐器（第１の光分岐器） １２ｂ 光分岐器（第５の光分岐器）（または光サーキ
ュレータ：第２の光サーキュレータ） １２ｃ 光結合器（第２の光結合器） １３ 光分岐器（第４の光分岐器） 光合波器 １４ａ 光分波器 １４ｂ 光分岐器（または光サーキュレータ：第３の光
サーキュレータ） １５ 光アイソレータ １６ 光アイソレータ １７ 励起光源 １８ 光分岐器 １９ 光増幅器入力パワー検出回路 ２１ 光送信器 ２２ 光増幅装置 ２３ 光ＡＤＭノード ６１ａ，６１ｂ ノード ６２ａ 光合波器 ６２ｂ 光分波器 ６３ 光増幅器 ６２ｃ 光分波器 ６４ 受光素子 ６５ レーザダイオード（ＬＤ） ６６ 制御回路
ュレータ：第２の光サーキュレータ） １２ｃ 光結合器（第２の光結合器） １３ 光分岐器（第４の光分岐器） 光合波器 １４ａ 光分波器 １４ｂ 光分岐器（または光サーキュレータ：第３の光
サーキュレータ） １５ 光アイソレータ １６ 光アイソレータ １７ 励起光源 １８ 光分岐器 １９ 光増幅器入力パワー検出回路 ２１ 光送信器 ２２ 光増幅装置 ２３ 光ＡＤＭノード ６１ａ，６１ｂ ノード ６２ａ 光合波器 ６２ｂ 光分波器 ６３ 光増幅器 ６２ｃ 光分波器 ６４ 受光素子 ６５ レーザダイオード（ＬＤ） ６６ 制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/17
Claims (21)
- 【請求項１】 １の信号光または互いに異なる波長の複
数の光が波長多重された信号光が入力される入力端子
と、増幅用光ファイバと、励起光を出力する励起光源
と、前記励起光を前記増幅用光ファイバに入力する光合
波器とを備え、 前記信号光を光増幅して増幅信号光を出力する波長多重
光伝送用光増幅装置であって、さらに、 前記増幅信号光の一部を分岐して分岐増幅信号光を前記
増幅用光ファイバに出力側から逆方向に再入力させる増
幅信号光再入力手段と、 前記増幅信号光の出力レベルと、前記増幅用光ファイバ
に再入力され光増幅された後の前記分岐増幅信号光の出
力レベルの合計出力レベルがあらかじめ定められた値と
なるように前記分岐増幅信号光のレベルを制御する分岐
増幅信号光レベル制御手段と、 前記信号光の入力レベルと、前記分岐増幅信号光の前記
増幅用光ファイバへの再入力前の入力レベルとを検出し
て増幅用光ファイバ入力レベルを出力する増幅用光ファ
イバ入力パワー検出手段と、 前記増幅信号光の出力レベルと、前記増幅用光ファイバ
に再入力され光増幅された後の前記分岐増幅信号光の出
力レベルを検出して増幅用光ファイバ出力レベルを出力
する増幅用光ファイバ出力パワー検出手段と、 前記増幅用光ファイバ入力レベルと前記増幅用光ファイ
バ出力レベルから利得があらかじめ定められた値に維持
されるように制御する利得制御手段とを備えていること
を特徴とする波長多重光伝送用光増幅装置。 - 【請求項２】前記利得制御手段は、 前記第１の励起光源への注入電流を制御する第１の注入
電流制御手段を備えていることを特徴とする請求項１記
載の波長多重光伝送用光増幅装置。 - 【請求項３】前記増幅信号光再入力手段は、 前記増幅信号光の一部を分岐して前記分岐増幅信号光を
出力する第１の光分岐器と、 減衰量制御信号を受けて前記分岐増幅信号光の減衰量を
制御する可変減衰器と、前記可変減衰器を通過した前記
分岐増幅信号光を反射させる反射器とを備えていること
を特徴とする請求項１または請求項２記載の波長多重光
伝送用光増幅装置。 - 【請求項４】前記増幅信号光再入力手段は、 前記増幅信号光の一部を分岐して前記分岐増幅信号光を
出力する第１の光分岐器と、 減衰量制御信号を受けて前記分岐増幅信号光の反射率を
制御して前記分岐増幅信号光を反射させる可変反射器
と、 を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２
記載の波長多重光伝送用光増幅装置。 - 【請求項５】前記増幅信号光再入力手段は、 減衰量制御信号を受けて前記増幅信号光の一部を分岐す
る分岐比を設定して前記分岐増幅信号光を出力する第１
の光分岐器と、 前記分岐増幅信号光を反射させる反射器とを備えている
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の波長多
重光伝送用光増幅装置。 - 【請求項６】前記増幅信号光再入力手段は、 前記増幅信号光の一部を分岐して前記分岐増幅信号光を
出力する第１の光分岐器と、 減衰量制御信号を受けて前記分岐増幅信号光の一部が入
力され、該分岐増幅信号光の減衰量を制御する可変減衰
器と、 前記増幅用光ファイバの出力側に配置され前記可変減衰
器を通過した前記分岐増幅信号光を前記増幅用光ファイ
バに入力するとともに、前記増幅信号光を伝送路に出力
する第１の光サーキュレータとを備えていることを特徴
とする請求項１または請求項２記載の波長多重光伝送用
光増幅装置。 - 【請求項７】前記分岐増幅信号光レベル制御手段は、 前記増幅信号光の出力レベルと、前記増幅用光ファイバ
に再入力され光増幅された後の前記分岐増幅信号光の出
力レベルの合計出力レベルがあらかじめ定められた値と
なるように前記減衰量制御信号を送出する減衰量制御回
路を含んでいることを特徴とする請求項３から請求項６
までのいずれかの請求項に記載の波長多重光伝送用光増
幅装置。 - 【請求項８】前記増幅用光ファイバ入力パワー検出手段
は、 前記増幅用光ファイバの入力側に配置され、前記信号光
の一部を分岐する第２の光分岐器と、 前記増幅用光ファイバの出力側と前記増幅信号光再入力
手段との間に配置され、 前記増幅用光ファイバに向かって進行する前記分岐増幅
信号光の一部を分岐する第３の光分岐器と、 前記第２の光分岐器と前記第３の光分岐器でそれぞれ分
岐された光を結合させる第１の光結合器とを含んでいる
ことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか
の請求項に記載の波長多重光伝送用光増幅装置。 - 【請求項９】前記増幅用光ファイバ出力パワー検出手段
は、 前記増幅用光ファイバの出力側に配置され、前記増幅信
号光の一部を分岐する第４の光分岐器と、 前記増幅用光ファイバの入力側に配置され、前記増幅用
光ファイバに再入力され光増幅された前記分岐増幅信号
光の一部を分岐する第５の光分岐器と、 前記第４の光分岐器と前記第５の光分岐器でそれぞれ分
岐された光を結合させる第２の光結合器とを含んでいる
ことを特徴とする請求項８記載の波長多重光伝送用光増
幅装置。 - 【請求項１０】前記第５の光分岐器に代えて、前記信号
光を前記増幅用光ファイバに出力するとともに、前記増
幅用光ファイバから出力された前記分岐増幅信号光を前
記第２の光結合器に出力する第２の光サーキュレータを
含んでいることを特徴とする請求項９記載の波長多重光
伝送用光増幅装置。 - 【請求項１１】請求項９記載の波長多重光伝送用光増幅
装置であって、 前記増幅用光ファイバに入力される前記信号光のレベル
をＰin1 とし、 前記増幅用光ファイバから出力される前記増幅信号光の
レベルをＰout1とし、 前記増幅用光ファイバに入力される前記分岐増幅信号光
のレベルをＰin2とし、 前記増幅用光ファイバから出力される前記分岐増幅信号
光のレベルをＰout2としたときに、 前記第２の光分岐器によって分岐される前記信号光のレ
ベルＰin1monと、 前記第３の光分岐器によって分岐される前記分岐増幅信
号光のレベルＰin2monと、 前記第４の光分岐器によって分岐される前記増幅信号光
のレベルＰout1monと、 前記第５の光分岐器によって分岐される前記分岐増幅信
号光のレベルＰout2monがそれぞれ、 Ｐin1：Ｐin2：Ｐout1：Ｐout2＝Ｐin1mon：Ｐin2mon：
Ｐout1mon：Ｐout2monを満たすことを特徴とする波長多
重光伝送用光増幅装置。 - 【請求項１２】請求項１から請求項１１までのいずれか
の請求項に記載の波長多重光伝送用光増幅装置であっ
て、さらに、 前記増幅用光ファイバの前段に配置され、信号光の進行
方向にのみ光を通過させ逆方向に進行する光を阻止する
第１の光アイソレータと、 前記増幅用光ファイバ出力パワー検出手段の後段に配置
され、信号光の進行方向にのみ光を通過させ逆方向に進
行する光を阻止する第２の光アイソレータとを備えてい
ることを特徴とする波長多重光伝送用光増幅装置。 - 【請求項１３】前記第１の光合波器は、前記増幅用光フ
ァイバの前段に配置されていることを特徴とする請求項
１から請求項１２までのいずれかの請求項に記載の波長
多重光伝送用光増幅装置。 - 【請求項１４】前記第１の光合波器は、前記増幅用光フ
ァイバの後段に配置されていることを特徴とする請求項
１から請求項１２までのいずれかの請求項に記載の波長
多重光伝送用光増幅装置。 - 【請求項１５】前記第１の光合波器は、前記第３の光分
岐器と前記第２の光結合器との間に配置されていること
を特徴とする請求項１から請求項１２までのいずれかの
請求項に記載の波長多重光伝送用光増幅装置。 - 【請求項１６】請求項１３記載の第１の光合波器に代え
て、前記増幅信号光を伝送路に出力するとともに、前記
光合波器から出力される前記励起光を前記増幅用光ファ
イバに出力する第３の光サーキュレータが配置されてい
ることを特徴とする請求項１から請求項１１までのいず
れかの請求項に記載の波長多重光伝送用光増幅装置。 - 【請求項１７】 請求項１３記載の波長多重光伝送用光
増幅装置であって、さらに、 第２の励起光を出力する第２の励起光源と、 前記増幅用光ファイバの後段に配置され、前記第２の励
起光を前記増幅用光ファイバに入力する第２の光合波器
とを備え、 前記利得制御手段は、さらに、 前記第２の励起光源への注入電流を制御する第２の注入
電流制御手段を備えていることを特徴とする波長多重光
伝送用光増幅装置。 - 【請求項１８】 請求項１３記載の波長多重光伝送用光
増幅装置であって、さらに、 第２の励起光を出力する第２の励起光源と、 前記第３の光分岐器と前記第２の光結合器との間に配置
され、前記第２の励起光を前記増幅用光ファイバに入力
する第２の光合波器とを備え、 前記利得制御手段は、さらに、 前記第２の励起光源への注入電流を制御する第２の注入
電流制御手段を備えていることを特徴とする波長多重光
伝送用光増幅装置。 - 【請求項１９】 請求項１３記載の波長多重光伝送用光
増幅装置であって、さらに、 第２の励起光を出力する第２の励起光源と、 請求項１８記載の第３の光分岐器に代えて、前記増幅信
号を伝送路に出力するとともに、前記光合波器から出力
される前記励起光を前記増幅用光ファイバに出力する第
３の光サーキュレータとを備え、 前記利得制御手段は、さらに、 前記第２の励起光源への注入電流を制御する第２の注入
電流制御手段を備えていることを特徴とする波長多重光
伝送用光増幅装置。 - 【請求項２０】 互いに異なる波長の信号光を出力する
複数の光送信器と、 前記各信号光を波長多重して波長多重信号光を出力する
波長多重化手段と、 前記波長多重信号光から波長を選定して特定の信号光を
抽出するとともに、信号光挿入する光挿入抽出手段と、 請求項１から請求項１９までのいずれかの請求項に記載
の波長多重光伝送用光増幅装置とを備えていることを特
徴とする光波ネットワーク装置。 - 【請求項２１】 １の信号光または互いに異なる波長の
複数の光が波長多重された信号光が入力される入力端子
と、増幅用光ファイバと、励起光を出力する励起光源
と、前記励起光を前記増幅用光ファイバに入力する光合
波器とを備え、 前記信号光を光増幅して増幅信号光を出力する波長多重
光伝送用光増幅装置であって、さらに、 前記増幅信号光の一部を分岐して分岐増幅信号光を前記
増幅用光ファイバに出力側から逆方向に再入力させる増
幅信号光再入力手段と、 前記信号光をモニタして該信号光のレベルが減少した場
合には前記分岐増幅信号光のレベルを増加させ、前記信
号光のレベルが増加した場合には前記分岐増幅信号光の
レベルを減少させる分岐増幅信号光レベル制御手段とを
備えていることを特徴とする波長多重光伝送用光増幅装
置。
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