JP3258815B2 - 光増幅器 - Google Patents
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
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- H01S3/1301—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude in optical amplifiers
- H01S3/13013—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude in optical amplifiers by controlling the optical pumping
-
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/10007—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating in optical amplifiers
- H01S3/10015—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating in optical amplifiers by monitoring or controlling, e.g. attenuating, the input signal
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信等に利用される
光増幅器に係り、特に、取り扱い上の安全性が高く、危
険の少ない光増幅器に関する。
光増幅器に係り、特に、取り扱い上の安全性が高く、危
険の少ない光増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、光通信等に利用される光増幅器
は、信号光入力値の多少の変動に対して光出力値を変動
させず、光出力が一定となるように制御されている。そ
して、このような制御は、光出力の一部を検出して光出
力が一定になるように励起光源に負帰還をかける方法に
より行われている。但し、前述でいう光入力値、光出力
値は、光増幅器自体の利得変動の時定数より速い、変調
されたμ秒程度の主信号を含む平均的な値である。
は、信号光入力値の多少の変動に対して光出力値を変動
させず、光出力が一定となるように制御されている。そ
して、このような制御は、光出力の一部を検出して光出
力が一定になるように励起光源に負帰還をかける方法に
より行われている。但し、前述でいう光入力値、光出力
値は、光増幅器自体の利得変動の時定数より速い、変調
されたμ秒程度の主信号を含む平均的な値である。
【０００３】また、前述した光増幅器の光出力一定制御
は、変調された主信号への影響を避けるため、光増幅器
の利得変動の時定数（ｍ秒）程度の遅い周波数で行われ
る。
は、変調された主信号への影響を避けるため、光増幅器
の利得変動の時定数（ｍ秒）程度の遅い周波数で行われ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述したように制御さ
れる従来技術による光増幅器は、光入力値が非常に低く
なると、光出力値を一定に保つように帰還が掛けられて
いるために利得が非常に高い状態とされる。このような
低い光入力の状態から元の光入力値に光入力レベルが移
行し、しかも、光入力レベルの移行が、光出力を一定と
する負帰還制御の速度より速いと、光増幅器が高い利得
に保たれているために、光増幅器は、瞬時的に異常に高
い光出力を出力することになる。
れる従来技術による光増幅器は、光入力値が非常に低く
なると、光出力値を一定に保つように帰還が掛けられて
いるために利得が非常に高い状態とされる。このような
低い光入力の状態から元の光入力値に光入力レベルが移
行し、しかも、光入力レベルの移行が、光出力を一定と
する負帰還制御の速度より速いと、光増幅器が高い利得
に保たれているために、光増幅器は、瞬時的に異常に高
い光出力を出力することになる。
【０００５】このため、前述した従来技術による光増幅
器は、この異常に高い瞬時（異常ピーク）光出力により
光ファイバの結合部を溶融させ、あるいは、この光出力
を受ける受光器を破壊してしまうことがあるという問題
点を有している。また、この異常ピーク出力は、場合に
よって、周囲の人に対しても危険である。
器は、この異常に高い瞬時（異常ピーク）光出力により
光ファイバの結合部を溶融させ、あるいは、この光出力
を受ける受光器を破壊してしまうことがあるという問題
点を有している。また、この異常ピーク出力は、場合に
よって、周囲の人に対しても危険である。
【０００６】一般に、光通信システム内に設置された光
増幅器への光入力値の幅（ダイナミックレンジ）はそれ
ほど広くない。このため、光増幅器は、設置される光通
信システムに合わせて、その利得を切り替える光入力値
を通常の光入力から少し低い値に設定することができれ
ば、利得切り替えの光入力値と、復帰時の光入力値との
間に極端な差を生じなくなり、異常ピーク光出力を低く
抑えることができる。
増幅器への光入力値の幅（ダイナミックレンジ）はそれ
ほど広くない。このため、光増幅器は、設置される光通
信システムに合わせて、その利得を切り替える光入力値
を通常の光入力から少し低い値に設定することができれ
ば、利得切り替えの光入力値と、復帰時の光入力値との
間に極端な差を生じなくなり、異常ピーク光出力を低く
抑えることができる。
【０００７】しかし、従来技術による光増幅器のこの切
り替えは、光増幅器が使用される各通信システム毎に通
常使用状態における光入力を測定して、作業者が利得切
り替えの光入力値を設定しなければならず、作業者に煩
雑な作業を行わせなければならないという問題点を有し
ている。
り替えは、光増幅器が使用される各通信システム毎に通
常使用状態における光入力を測定して、作業者が利得切
り替えの光入力値を設定しなければならず、作業者に煩
雑な作業を行わせなければならないという問題点を有し
ている。
【０００８】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決し、通常使用時の光入力に対応して、光増幅器の利
得を低い値に切り換える光入力値を自動的に調節し、人
手を要することなく光増幅器の利得を低い値に切り換え
て異常ピーク光出力を抑え、これにより、光出力により
光ファイバの結合部を溶融させ、あるいは、この光出力
を受ける受光器を破壊してしまうことを防止することが
でき、また、周囲の人に対しても危険を及ぼすことのな
い光増幅器を提供することにある。
解決し、通常使用時の光入力に対応して、光増幅器の利
得を低い値に切り換える光入力値を自動的に調節し、人
手を要することなく光増幅器の利得を低い値に切り換え
て異常ピーク光出力を抑え、これにより、光出力により
光ファイバの結合部を溶融させ、あるいは、この光出力
を受ける受光器を破壊してしまうことを防止することが
でき、また、周囲の人に対しても危険を及ぼすことのな
い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】本発明によれば前記目的
は、定められた時間内の平均的な信号光入力値を検出
し、その平均的な光入力値の最大値を一定時間保持し、
保持された値を基準として相対的に一定レベル下がった
値をしきい値として設定し、該しきい値以下の信号光入
力値を検出した場合、光増幅器の利得を減少させるよう
にすることにより達成される。
は、定められた時間内の平均的な信号光入力値を検出
し、その平均的な光入力値の最大値を一定時間保持し、
保持された値を基準として相対的に一定レベル下がった
値をしきい値として設定し、該しきい値以下の信号光入
力値を検出した場合、光増幅器の利得を減少させるよう
にすることにより達成される。
【００１０】すなわち、前記目的は、具体的には、信号
光入力の一部を分離して受光する受光器回路と、該受光
器回路の出力の変調信号、前段の異常ピークの影響を除
去する低域通過フィルタと、該フィルタを通過した信号
を平均化した値の最大値を保持するピークホールド回路
と、該ピークホールド回路に保持されている値に予め定
めたオフセット値を加算する加算回路と、該加算回路の
出力値と前記受光器回路の出力値とを比較する比較器と
を備え、該比較器による比較結果に基づいて、光増幅器
の利得を減少させることにより達成される。
光入力の一部を分離して受光する受光器回路と、該受光
器回路の出力の変調信号、前段の異常ピークの影響を除
去する低域通過フィルタと、該フィルタを通過した信号
を平均化した値の最大値を保持するピークホールド回路
と、該ピークホールド回路に保持されている値に予め定
めたオフセット値を加算する加算回路と、該加算回路の
出力値と前記受光器回路の出力値とを比較する比較器と
を備え、該比較器による比較結果に基づいて、光増幅器
の利得を減少させることにより達成される。
【００１１】
【作用】本発明は、前述の手段を備えることにより、異
常ピーク緩和のための利得切り替えのための入力値の設
定を回路上で自動的に行うことができる。これにより、
人手を要することなく光増幅器の利得を低い値に切り換
えて異常ピーク光出力を抑え、光出力により光ファイバ
の結合部を溶融させ、あるいは、この光出力を受ける受
光器を破壊してしまうことを防止することができ、ま
た、周囲の人に対して危険を及ぼすことを防止すること
ができる。
常ピーク緩和のための利得切り替えのための入力値の設
定を回路上で自動的に行うことができる。これにより、
人手を要することなく光増幅器の利得を低い値に切り換
えて異常ピーク光出力を抑え、光出力により光ファイバ
の結合部を溶融させ、あるいは、この光出力を受ける受
光器を破壊してしまうことを防止することができ、ま
た、周囲の人に対して危険を及ぼすことを防止すること
ができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明による光増幅器の一実施例を図
面により詳細に説明する。
面により詳細に説明する。
【００１３】図１は本発明の一実施例による光増幅器の
構成を示すブロック図である。図１において、１−１、
１−２は光カプラ、２−１、２−２は受光器回路、３は
低域通過フィルタ、４はピークホールド回路、５は加算
回路、６は波長多重モジュール、７は励起光源、８は励
起光源駆動回路、９は比較器、１０は低利得設定値、１
１は制御方式切り替えスイッチ、１２は出力一定制御回
路、１３は増幅用光ファイバである。
構成を示すブロック図である。図１において、１−１、
１−２は光カプラ、２−１、２−２は受光器回路、３は
低域通過フィルタ、４はピークホールド回路、５は加算
回路、６は波長多重モジュール、７は励起光源、８は励
起光源駆動回路、９は比較器、１０は低利得設定値、１
１は制御方式切り替えスイッチ、１２は出力一定制御回
路、１３は増幅用光ファイバである。
【００１４】図１に示す本発明の一実施例による光増幅
器は、自動的に低い利得への切り替えを行う入力値を設
定する基本構成と、光出力を一定に制御する構成とを備
えている。まず、光出力を一定に制御する構成と動作と
を説明する。
器は、自動的に低い利得への切り替えを行う入力値を設
定する基本構成と、光出力を一定に制御する構成とを備
えている。まず、光出力を一定に制御する構成と動作と
を説明する。
【００１５】図１において、信号光入力２０の一部は、
光カプラ１−１により分離され、主な光信号は、波長多
重モジュール６を経て増幅用光ファイバ１３に達する。
増幅用光ファイバ１３は、信号光入力２０を増幅するも
のであり、励起光源７からの励起光が波長多重モジュ−
ル６を介して入射されている。励起された増幅用光ファ
イバ１３により増幅された光信号（光出力）の一部は、
光カプラ１−２によりその光出力２２に対して特定の比
率で分離されて受光器２−２に入射する。
光カプラ１−１により分離され、主な光信号は、波長多
重モジュール６を経て増幅用光ファイバ１３に達する。
増幅用光ファイバ１３は、信号光入力２０を増幅するも
のであり、励起光源７からの励起光が波長多重モジュ−
ル６を介して入射されている。励起された増幅用光ファ
イバ１３により増幅された光信号（光出力）の一部は、
光カプラ１−２によりその光出力２２に対して特定の比
率で分離されて受光器２−２に入射する。
【００１６】図示光増幅器は、通常の出力一定制御の動
作状態において、受光器２−２に入力される光信号値す
なわち光出力２２の光信号値が、予め設定された一定の
値になるように、出力一定制御回路１２により制御され
ている。このため、受光器２−２の出力信号が、制御方
式切り替えスイッチ（ＳＷ）１１を介して励起光源駆動
回路８に負帰還される。
作状態において、受光器２−２に入力される光信号値す
なわち光出力２２の光信号値が、予め設定された一定の
値になるように、出力一定制御回路１２により制御され
ている。このため、受光器２−２の出力信号が、制御方
式切り替えスイッチ（ＳＷ）１１を介して励起光源駆動
回路８に負帰還される。
【００１７】この結果、図示光増幅器は、信号光入力２
０のレベルが低い場合、励起光源７の電流を大きくして
増幅用用光ファイバ１３を高励起状態に制御し、光信号
光入力２０のレベルが高い場合、逆の制御を行って、受
光器２−２への入力が一定となるように利得が制御され
ることになる。
０のレベルが低い場合、励起光源７の電流を大きくして
増幅用用光ファイバ１３を高励起状態に制御し、光信号
光入力２０のレベルが高い場合、逆の制御を行って、受
光器２−２への入力が一定となるように利得が制御され
ることになる。
【００１８】次に、本発明により光増幅器の利得を低い
利得へ切り替える入力値を自動的に設定して、利得を切
り替えるための構成について説明する。
利得へ切り替える入力値を自動的に設定して、利得を切
り替えるための構成について説明する。
【００１９】光カプラ１−１で分離された信号光入力
は、受光器２−１に入射して電気信号に変換される。信
号光は、増幅用光ファイバの利得変動時定数である数ｍ
秒よりも遥かに速く変調されている。電気に変換された
信号光は、低域通過フィルタ３を通過するすることによ
り増幅用光ファイバの利得変動時定数程度以下の遅い変
動成分のみがピークホールド回路４に伝えられる。
は、受光器２−１に入射して電気信号に変換される。信
号光は、増幅用光ファイバの利得変動時定数である数ｍ
秒よりも遥かに速く変調されている。電気に変換された
信号光は、低域通過フィルタ３を通過するすることによ
り増幅用光ファイバの利得変動時定数程度以下の遅い変
動成分のみがピークホールド回路４に伝えられる。
【００２０】入力信号の最大値を保持するピークホール
ド回路４は、低域通過フィルタ３の出力信号の定められ
た時間内の平均的な値の最大値を保持する。実際の使用
状態では、敷設された通信システムにおける光ファイバ
の損失に対応した強度を持った信号光が入力される。そ
して、通常の稼働時には、光レベルが制御されるため光
入力の最大値は、通常、システム稼働時の光出力レベル
とみなすことができる。
ド回路４は、低域通過フィルタ３の出力信号の定められ
た時間内の平均的な値の最大値を保持する。実際の使用
状態では、敷設された通信システムにおける光ファイバ
の損失に対応した強度を持った信号光が入力される。そ
して、通常の稼働時には、光レベルが制御されるため光
入力の最大値は、通常、システム稼働時の光出力レベル
とみなすことができる。
【００２１】ピークホールド回路４に保持されている平
均された入力の最も高い値は、加算回路５に入力され、
加算回路５は、この値よりオフセット設定電圧Ｖ２だけ
低い値を利得切り替えの信号光入力値として設定する。
この切り換え設定値と、受光器２−１からの信号値と
は、比較器９に入力されてレベル関係が判断される。そ
して、受光器２−１からの信号が切り替え設定値よりも
低くなると、その信号を受けたＳＷ１１は、励起光源駆
動回路８に伝達する信号を、出力一定制御回路１２の信
号から低利得設定値１０の信号に切り替える。
均された入力の最も高い値は、加算回路５に入力され、
加算回路５は、この値よりオフセット設定電圧Ｖ２だけ
低い値を利得切り替えの信号光入力値として設定する。
この切り換え設定値と、受光器２−１からの信号値と
は、比較器９に入力されてレベル関係が判断される。そ
して、受光器２−１からの信号が切り替え設定値よりも
低くなると、その信号を受けたＳＷ１１は、励起光源駆
動回路８に伝達する信号を、出力一定制御回路１２の信
号から低利得設定値１０の信号に切り替える。
【００２２】この結果、本発明の一実施例による光増幅
器は、その利得が低利得設定値１０に予め設定された低
い値に切り替え制御され、一旦低下した信号光入力レベ
ルが、前記利得切り替えの後に瞬時的に通常のレベルに
復帰しても、その利得が低いため光出力２２として異常
ピーク出力を発生させることがない。そして、図示光増
幅器は、信号光入力２０の減少後の瞬時の復帰に対し
て、光出力２２の異常ピーク値をオフセット分の増加に
抑えることができる。
器は、その利得が低利得設定値１０に予め設定された低
い値に切り替え制御され、一旦低下した信号光入力レベ
ルが、前記利得切り替えの後に瞬時的に通常のレベルに
復帰しても、その利得が低いため光出力２２として異常
ピーク出力を発生させることがない。そして、図示光増
幅器は、信号光入力２０の減少後の瞬時の復帰に対し
て、光出力２２の異常ピーク値をオフセット分の増加に
抑えることができる。
【００２３】また、前述した本発明の一実施例による光
増幅器は、前段の光増幅器が動作中に異常ピーク出力を
発生した場合にも、ピークホールド値がその異常ピーク
に設定されることを低域通過フィルタ３により防止する
ことができ、これにより、光増幅器の誤動作を防止する
ことができる。
増幅器は、前段の光増幅器が動作中に異常ピーク出力を
発生した場合にも、ピークホールド値がその異常ピーク
に設定されることを低域通過フィルタ３により防止する
ことができ、これにより、光増幅器の誤動作を防止する
ことができる。
【００２４】すなわち、一般に、異常ピーク信号は、そ
のピーク値が最も高くなるのが入力信号の立上りからμ
秒以下の速い時間であり、その後、減衰時定数が０．０
７ｍ秒程度で減衰していく特性を有している。このた
め、低域通過フィルタ３の通過帯域を１ｋＨｚ以下に設
定すれば、異常ピーク信号による最大値ホールド値の増
大に対する影響を、異常ピーク信号のピーク値の１／１
０以下の増大に抑えることができ、また、低域透過フィ
ルタ３の通過帯域を０．５ｋＨｚ以下に設定すれば、そ
の影響をピーク値の１／２０以下の増大に抑えることが
できる。
のピーク値が最も高くなるのが入力信号の立上りからμ
秒以下の速い時間であり、その後、減衰時定数が０．０
７ｍ秒程度で減衰していく特性を有している。このた
め、低域通過フィルタ３の通過帯域を１ｋＨｚ以下に設
定すれば、異常ピーク信号による最大値ホールド値の増
大に対する影響を、異常ピーク信号のピーク値の１／１
０以下の増大に抑えることができ、また、低域透過フィ
ルタ３の通過帯域を０．５ｋＨｚ以下に設定すれば、そ
の影響をピーク値の１／２０以下の増大に抑えることが
できる。
【００２５】また、ピークホールド回路４には、リセッ
トスイッチＳＷ１が接続されており、このスイッチＳＷ
１を使用することにより、ピークホールド回路４内に保
持されている信号光入力２０の最大値をリセットするこ
とができる。これにより、システム内の光レベルの変
更、使用場所の変更等により、通常の光入力値のレベル
が、前の使用値よりも低くなる等に変更された場合にも
対応することができる。
トスイッチＳＷ１が接続されており、このスイッチＳＷ
１を使用することにより、ピークホールド回路４内に保
持されている信号光入力２０の最大値をリセットするこ
とができる。これにより、システム内の光レベルの変
更、使用場所の変更等により、通常の光入力値のレベル
が、前の使用値よりも低くなる等に変更された場合にも
対応することができる。
【００２６】オフセット値Ｖ２は、入力信号の変動を考
慮して決定されるものであり、例えば、通常動作時の入
力変動として６ｄＢのレベル低下の可能性があるとすれ
ば、マージンを３ｄＢ考慮し、オフセット値として通常
動作時の標準的な入力レベルから９ｄＢだけ低い値に設
定される。この結果、光増幅器の利得を切り替える信号
光入力値は、通常動作時の光入力よりも９ｄＢ低い値と
される。
慮して決定されるものであり、例えば、通常動作時の入
力変動として６ｄＢのレベル低下の可能性があるとすれ
ば、マージンを３ｄＢ考慮し、オフセット値として通常
動作時の標準的な入力レベルから９ｄＢだけ低い値に設
定される。この結果、光増幅器の利得を切り替える信号
光入力値は、通常動作時の光入力よりも９ｄＢ低い値と
される。
【００２７】そして、この場合、図示光増幅器は、信号
光入力２０の減少後、信号光入力２０の大きさが元の値
に瞬時に復帰しても、光出力２２の異常ピーク値を最悪
９ｄＢの増加に抑えることができる。
光入力２０の減少後、信号光入力２０の大きさが元の値
に瞬時に復帰しても、光出力２２の異常ピーク値を最悪
９ｄＢの増加に抑えることができる。
【００２８】図２は前述した本発明の一実施例による光
増幅器を自動的に低い利得への切り替えを行うための構
成部分をアナログ回路で構成した例を示す図である。図
２において、ＰＤ１は受光器、ＬＡ１はログアンプ（対
数増幅器）、Ａ１〜Ａ５はオペアンプであり、他の符号
は図１の場合と同一である。
増幅器を自動的に低い利得への切り替えを行うための構
成部分をアナログ回路で構成した例を示す図である。図
２において、ＰＤ１は受光器、ＬＡ１はログアンプ（対
数増幅器）、Ａ１〜Ａ５はオペアンプであり、他の符号
は図１の場合と同一である。
【００２９】図２には、図１における受光器回路２−
１、低域通過フィルタ３、ピークホールド回路４、加算
回路５、比較器９の回路構成が各ブロック内に示されて
いる。
１、低域通過フィルタ３、ピークホールド回路４、加算
回路５、比較器９の回路構成が各ブロック内に示されて
いる。
【００３０】図２において、受光器ＰＤ１に印加される
電圧Ｖ１は−５．２Ｖであり、光カプラ１−１により分
離された入力光２１は、この受光器ＰＤ１により電気信
号に変換される。受光器ＰＤ１の帯域は１ＭＨｚであ
る。受光器回路２−１内のオペアンプＡ１には、抵抗Ｒ
１（例えば、４．３ｋΩ）が設置されており、受光器Ｐ
Ｄ１からの出力信号は、このオペアンプＡ１により増幅
されてログアンプＬＡ１に入力される。
電圧Ｖ１は−５．２Ｖであり、光カプラ１−１により分
離された入力光２１は、この受光器ＰＤ１により電気信
号に変換される。受光器ＰＤ１の帯域は１ＭＨｚであ
る。受光器回路２−１内のオペアンプＡ１には、抵抗Ｒ
１（例えば、４．３ｋΩ）が設置されており、受光器Ｐ
Ｄ１からの出力信号は、このオペアンプＡ１により増幅
されてログアンプＬＡ１に入力される。
【００３１】ログアンプＬＡ１は、入力信号をｄＢ単位
に置き換えて、その出力を低域通過フィルタ３に入力す
る。このフィルタの特性は、オペアンプＡ２への接続抵
抗Ｒ２（例えば、１０ｋΩ）、抵抗Ｒ３（例えば、１０
ｋΩ）、容量Ｃ１（例えば、０．０３２μＦ）、容量Ｃ
２（例えば、０．０３２μＦ）を設定することにより、
遮断周波数が決定され、括弧内に例示した値とした場合
に、遮断周波数ｆ＝０．５ｋＨｚ以下の周波数成分を通
過させるものとなる。そして、この低域通過フィルタ
は、前述の遮断周波数より高域の信号成分を１２ｄＢ／
オクターブで減衰させる。
に置き換えて、その出力を低域通過フィルタ３に入力す
る。このフィルタの特性は、オペアンプＡ２への接続抵
抗Ｒ２（例えば、１０ｋΩ）、抵抗Ｒ３（例えば、１０
ｋΩ）、容量Ｃ１（例えば、０．０３２μＦ）、容量Ｃ
２（例えば、０．０３２μＦ）を設定することにより、
遮断周波数が決定され、括弧内に例示した値とした場合
に、遮断周波数ｆ＝０．５ｋＨｚ以下の周波数成分を通
過させるものとなる。そして、この低域通過フィルタ
は、前述の遮断周波数より高域の信号成分を１２ｄＢ／
オクターブで減衰させる。
【００３２】この低域通過フィルタ３は、前段で１０ｄ
Ｂ程度高い異常ピーク信号が生じてこの信号が入力され
ても、低域通過フィルタ３を通した検出レベルを１ｄＢ
以内の増加に抑えることができる。なお、ログアンプＬ
Ａ１と低域通過フィルタ３とは、お互いに逆に配置して
もよい。
Ｂ程度高い異常ピーク信号が生じてこの信号が入力され
ても、低域通過フィルタ３を通した検出レベルを１ｄＢ
以内の増加に抑えることができる。なお、ログアンプＬ
Ａ１と低域通過フィルタ３とは、お互いに逆に配置して
もよい。
【００３３】低域通過フィルタ３を通した信号は、次
に、ピークホールド回路４に入力される。ピークホール
ド回路４は、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３を備え、容量
Ｃ３（例えば、０．１μＦ）をオペアンプＡ３の入力段
に接続して構成されている。そして、抵抗Ｒ５（例え
ば、５００ｋΩ）を介して帰還を掛け、ダイオードＤ２
のリーク電流を補償し、抵抗Ｒ４（例えば、２０ｋΩ）
を介して前段のオペアンプＡ２に帰還を掛けることによ
り、オペアンプＡ２のオフセット電圧を補償している。
また、ピークホールド値は、容量Ｃ３に保持され、スイ
ッチＳＷ１を短絡することによりリセットされる。
に、ピークホールド回路４に入力される。ピークホール
ド回路４は、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３を備え、容量
Ｃ３（例えば、０．１μＦ）をオペアンプＡ３の入力段
に接続して構成されている。そして、抵抗Ｒ５（例え
ば、５００ｋΩ）を介して帰還を掛け、ダイオードＤ２
のリーク電流を補償し、抵抗Ｒ４（例えば、２０ｋΩ）
を介して前段のオペアンプＡ２に帰還を掛けることによ
り、オペアンプＡ２のオフセット電圧を補償している。
また、ピークホールド値は、容量Ｃ３に保持され、スイ
ッチＳＷ１を短絡することによりリセットされる。
【００３４】ピークホールド回路４の出力は、加算回路
５に入力され、抵抗Ｒ６（例えば、１０ｋΩ）を介して
オペアンプＡ４に入力される。この入力には、オフセッ
ト電圧Ｖ２（例えば、通常の信号光入力の−１０ｄＢ相
当として−１Ｖ）が抵抗Ｒ７（例えば、１０ｋΩ）を介
して入力される。オペアンプＡ４は、加算回路として動
作させられるため、抵抗Ｒ７と同一値の抵抗Ｒ８（１０
ｋΩ）により帰還がかけられる。この加算回路５の出力
が、光増幅器の利得切り替えのための信号光入力値に対
応するものとなる。
５に入力され、抵抗Ｒ６（例えば、１０ｋΩ）を介して
オペアンプＡ４に入力される。この入力には、オフセッ
ト電圧Ｖ２（例えば、通常の信号光入力の−１０ｄＢ相
当として−１Ｖ）が抵抗Ｒ７（例えば、１０ｋΩ）を介
して入力される。オペアンプＡ４は、加算回路として動
作させられるため、抵抗Ｒ７と同一値の抵抗Ｒ８（１０
ｋΩ）により帰還がかけられる。この加算回路５の出力
が、光増幅器の利得切り替えのための信号光入力値に対
応するものとなる。
【００３５】この加算回路５の出力が比較器９に入力さ
れる。比較器９には、受光器回路２−１からの信号がオ
ペアンプＡ５の反対極性に入力されており、比較器９
は、加算回路５からの信号値との大小を比較する。比較
器９は、開ループであるため、両入力の大小関係が反転
すると、両極性の極限電圧を出力する。この例では、正
常動作時に出力電圧Ｖ３が負の極限電圧となり、信号光
入力値が、光増幅器の利得を切り替える入力値以下に下
がると、出力電圧Ｖ３が正の極限電圧となる。
れる。比較器９には、受光器回路２−１からの信号がオ
ペアンプＡ５の反対極性に入力されており、比較器９
は、加算回路５からの信号値との大小を比較する。比較
器９は、開ループであるため、両入力の大小関係が反転
すると、両極性の極限電圧を出力する。この例では、正
常動作時に出力電圧Ｖ３が負の極限電圧となり、信号光
入力値が、光増幅器の利得を切り替える入力値以下に下
がると、出力電圧Ｖ３が正の極限電圧となる。
【００３６】この比較器９の出力電圧Ｖ３は、図１に示
す制御方式切り替えスイッチ１１を極限電圧の極性に応
じて制御し、励起光源駆動制御の方式を切り替えるため
に使用される。
す制御方式切り替えスイッチ１１を極限電圧の極性に応
じて制御し、励起光源駆動制御の方式を切り替えるため
に使用される。
【００３７】いま、前述のように構成される光増幅器に
おいて、オフセット電圧Ｖ２が、例えば、通常の信号光
入力の−６ｄＢ相当に設定され、通常の使用状態での信
号光入力が−３ｄＢｍであり、光出力が＋１０ｄＢｍで
一定となるように制御されているものとする。そして、
パルス幅１０ｍ秒で−１０ｄＢｍにまで信号光入力のレ
ベルが低下すると、光増幅器が、例えば、８ｄＢの一定
利得状態に切り替え制御されるものとする。
おいて、オフセット電圧Ｖ２が、例えば、通常の信号光
入力の−６ｄＢ相当に設定され、通常の使用状態での信
号光入力が−３ｄＢｍであり、光出力が＋１０ｄＢｍで
一定となるように制御されているものとする。そして、
パルス幅１０ｍ秒で−１０ｄＢｍにまで信号光入力のレ
ベルが低下すると、光増幅器が、例えば、８ｄＢの一定
利得状態に切り替え制御されるものとする。
【００３８】このような状態で、その後、信号光入力
が、瞬時的に−３ｄＢｍの通常のレベルに戻ったとき、
光増幅器は、初期ピーク値が＋５ｄＢｍで７０μ秒の過
渡時定数を有する異常ピーク出力を生じることになる。
この異常ピーク出力は、通常の光出力よりも低く、この
光出力を受ける受光器を破壊し、あるいは、周囲の人に
対して危険を及ぼすこともない。また、前述の構成によ
る光増幅器は、出力光入力の通常のレベルである−３ｄ
Ｂｍへの復帰が緩やかであるほど異常ピーク出力値が小
さなものとなる。
が、瞬時的に−３ｄＢｍの通常のレベルに戻ったとき、
光増幅器は、初期ピーク値が＋５ｄＢｍで７０μ秒の過
渡時定数を有する異常ピーク出力を生じることになる。
この異常ピーク出力は、通常の光出力よりも低く、この
光出力を受ける受光器を破壊し、あるいは、周囲の人に
対して危険を及ぼすこともない。また、前述の構成によ
る光増幅器は、出力光入力の通常のレベルである−３ｄ
Ｂｍへの復帰が緩やかであるほど異常ピーク出力値が小
さなものとなる。
【００３９】なお、一定利得状態に制御された光増幅器
の回路動作の復帰は、異常ピーク緩和時間以上の時間、
信号光入力値の復帰を一定利得への切り替え値の設定と
同様の回路にタイマーを設定して検出し、一定光出力制
御に切り替えるようにすればよい。
の回路動作の復帰は、異常ピーク緩和時間以上の時間、
信号光入力値の復帰を一定利得への切り替え値の設定と
同様の回路にタイマーを設定して検出し、一定光出力制
御に切り替えるようにすればよい。
【００４０】図２により説明した本発明の一実施例は、
アナログ回路により本発明を構成するとして説明した
が、本発明は、図２における受光器回路２−１の後段に
Ａ／Ｄ変換器を設け、変換されたデジタル信号をプログ
ラムを用いて処理することにより、処理速度は遅くなる
がアナログ回路と同様の動作を、デジタル回路により実
現させることができる。
アナログ回路により本発明を構成するとして説明した
が、本発明は、図２における受光器回路２−１の後段に
Ａ／Ｄ変換器を設け、変換されたデジタル信号をプログ
ラムを用いて処理することにより、処理速度は遅くなる
がアナログ回路と同様の動作を、デジタル回路により実
現させることができる。
【００４１】また、前述した本発明の一実施例は、本発
明をファイバ型光増幅器に適用したものとして説明した
が、本発明は、半導体光増幅器にに対しても適用するこ
とができる。
明をファイバ型光増幅器に適用したものとして説明した
が、本発明は、半導体光増幅器にに対しても適用するこ
とができる。
【００４２】前述した本発明の一実施例によれば、平均
的な光入力値の最大値を一定時間保持し、保持された値
から一定レベルだけ下がった入力値をしきい値とし、こ
のしきい値以下の光入力値を検出した場合、増幅器の利
得を減少させるように制御しているので、通常使用時の
光入力に対応して、光増幅器の利得を低い値に切り換え
る光入力値を自動的に調節し、人手を要することなく光
増幅器の利得を低い値に切り換えることができる。
的な光入力値の最大値を一定時間保持し、保持された値
から一定レベルだけ下がった入力値をしきい値とし、こ
のしきい値以下の光入力値を検出した場合、増幅器の利
得を減少させるように制御しているので、通常使用時の
光入力に対応して、光増幅器の利得を低い値に切り換え
る光入力値を自動的に調節し、人手を要することなく光
増幅器の利得を低い値に切り換えることができる。
【００４３】このため、前述した本発明の一実施例によ
れば、異常ピーク光出力を抑えることができ、光出力に
より光ファイバの結合部を溶融させ、あるいは、この光
出力を受ける受光器を破壊してしまうことを防止するこ
とができ、また、周囲の人に対しても危険を及ぼすこと
も防止することができる。
れば、異常ピーク光出力を抑えることができ、光出力に
より光ファイバの結合部を溶融させ、あるいは、この光
出力を受ける受光器を破壊してしまうことを防止するこ
とができ、また、周囲の人に対しても危険を及ぼすこと
も防止することができる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、通
信システム等に使用する光増幅器の異常ピーク光出力を
抑えることができ、光出力により光ファイバの結合部を
溶融させ、あるいは、この光出力を受ける受光器を破壊
してしまうことを防止することができ、また、周囲の人
に対しても危険を及ぼすことも防止することができる汎
用性、安全性の高い光増幅器を提供することができる。
信システム等に使用する光増幅器の異常ピーク光出力を
抑えることができ、光出力により光ファイバの結合部を
溶融させ、あるいは、この光出力を受ける受光器を破壊
してしまうことを防止することができ、また、周囲の人
に対しても危険を及ぼすことも防止することができる汎
用性、安全性の高い光増幅器を提供することができる。
【図１】本発明の一実施例による光増幅器の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】本発明の一実施例による光増幅器を自動的に低
い利得への切り替えを行うための構成部分をアナログ回
路で構成した例を示す図である。
い利得への切り替えを行うための構成部分をアナログ回
路で構成した例を示す図である。
１−１、１−２ 光カプラ ２−１、２−２ 受光器回路 ３ 低域通過フィルタ ４ ピークホールド回路 ５ 加算回路 ６ 波長多重モジュール ７ 励起光源 ８ 励起光源駆動回路 ９ 比較器 １０ 低利得設定値 １１ 制御方式切り替えスイッチ １２ 出力一定制御回路 １３ 増幅用光ファイバ Ａ１〜Ａ５ オペアンプ ＬＡ１ ログアンプ ＰＤ１ 受光器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/17 (72)発明者 横田 一郎 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株式会社 日立製作所 情報通信事業部 内 (72)発明者 小坂 淳也 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株式会社 日立製作所 情報通信事業部 内 (72)発明者 佐藤 良明 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 相田 一夫 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 審査官 深津 始 (56)参考文献 特開 平５−199185（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−107034（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−240717（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−358443（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 10/00 - 10/28 H01S 3/10 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 信号光入力値の多少の変動に対して光出
力値を変動させず、光出力が一定となるように制御され
ている光増幅器において、定められた時間内の平均的な
信号光入力値を検出し、その平均的な光入力値の最大値
を一定時間保持し、保持された値を基準として相対的に
一定レベル下がった値をしきい値として設定し、該しき
い値以下の信号光入力値を検出した場合、光増幅器の利
得を減少させることを特徴とする光増幅器。 - 【請求項２】 信号光入力値の多少の変動に対して光出
力値を変動させず、光出力が一定となるように制御され
ている光増幅器において、信号光入力の一部を分離して
受光する受光器回路と、該受光器回路の出力に含まれる
変調信号あるいは前段からの異常ピークの影響を除去し
て平均化する低域通過フィルタと、該フィルタを通過し
た平均化した信号の値の最大値を保持するピークホール
ド回路と、該ピークホールド回路に保持されている値に
予め定めたオフセット値を加算する加算回路と、該加算
回路の出力値と前記受光器回路の出力値とを比較する比
較器とを備え、該比較器による比較結果に基づいて、光
増幅器の利得を減少させることを特徴とする光増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09867994A JP3258815B2 (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | 光増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09867994A JP3258815B2 (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | 光増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07307704A JPH07307704A (ja) | 1995-11-21 |
| JP3258815B2 true JP3258815B2 (ja) | 2002-02-18 |
Family
ID=14226205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09867994A Expired - Fee Related JP3258815B2 (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | 光増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3258815B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1179937A4 (en) | 1999-05-21 | 2003-09-10 | Fujitsu Ltd | SIGNAL TRANSMISSION APPARATUS |
| JP4783090B2 (ja) * | 2005-08-22 | 2011-09-28 | 住友電気工業株式会社 | 光増幅器 |
| JP4783475B2 (ja) * | 2010-11-25 | 2011-09-28 | 住友電気工業株式会社 | 光増幅器 |
| JP5811546B2 (ja) | 2011-02-23 | 2015-11-11 | 富士通株式会社 | 光受信装置および光増幅装置 |
-
1994
- 1994-05-12 JP JP09867994A patent/JP3258815B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07307704A (ja) | 1995-11-21 |
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Legal Events
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