JP3306713B2 - 光増幅装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の波長の光信
号を多重化して伝送する波長多重光伝送システムに適用
する光増幅装置に関する。エルビウム（Ｅｒ）等の希土
類をドープした光ファイバーを用いて、光信号を直接増
幅する光ファイバー増幅器が知られている。又大容量伝
送を行う為に、複数の波長の光信号を多重化して伝送す
る波長多重光伝送システムも知られている。このような
波長多重光伝送システムに於いて、希土類ドープ光ファ
イバー増幅器を適用する場合、光信号の波長が単一でな
いことによる問題点や、チャネル数（波長数）に対応し
て入力される光パワーが変動する問題点等を解決するこ
とが必要となる。

【０００２】

【従来の技術】波長多重光伝送システムに於ける送信装
置及び中継装置に適用される光増幅装置は、希土類をド
ープした光ファイバー増幅器を用いる場合が一般的であ
り、複数の波長の光信号を合波した波長多重光信号と励
起レーザーダイオードからの励起光とを光ファイバー増
幅器に入力し、その出力光の一部をホトダイオードによ
り検出して励起光パワーを制御し、増幅出力光が所定値
となるように増幅利得を制御する光利得一定制御手段を
設けた構成が知られている。

【０００３】又この光ファイバー増幅器の出力波長多重
光信号を光可変減衰器に入力し、その出力光を検出して
光減衰量を制御し、波長多重光信号レベルを所定値の範
囲とする光出力一定制御手段を設けることも知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】光ファイバー増幅器
は、波長依存性を有することから、波長多重光信号を増
幅する場合、以下のような問題点がある。 ．チャネル数の変化。 ．分散補償光ファイバー等の挿入損失。 ．高出力レベルの光出力一定制御。 しかし、このような問題点〜については、前述の従
来の光ファイバー増幅器に対しては何ら配慮されていな
いものである。

【０００５】即ち、のチャネル数の変化の問題点とし
て、チャネル数は、波長対応のチャネル数の使用，未使
用により増減するものであり、波長多重光信号の受信側
に於ける所望のＳ／Ｎを確保する為に、波長対応に所定
の増幅光出力パワーＰが必要である。例えば、チャネル
数をｎとすると、光ファイバー増幅器の全光出力Ｐｃ
は、ｎ×Ｐになるように制御される。この場合、チャネ
ル数ｎに、＋α又は−αの変動が生じると、即ち、チャ
ネル数の増減があると、全光出力を、（ｎ±α）Ｐとな
るように制御することになる。この切替過程に於いて波
長対応の光パワーの変動が生じるから、非線形劣化やＳ
／Ｎ劣化が生じる問題がある。

【０００６】又の分散補償光ファイバー等の挿入損失
について、例えば、長距離大容量の光伝送システムに於
いては、伝送光ファイバーの分散を補償する為に、光フ
ァイバー増幅器と共に中継装置に分散補償光ファイバー
を設けるものである。その場合、分散補償光ファイバー
の挿入損失があり、その損失のばらつきが、光ファイバ
ー増幅器を含む中継装置の光出力レベルのばらつきとな
る問題がある。

【０００７】又の高出力レベルの光出力一定制御につ
いて、光ファイバー増幅器による増幅光出力レベルが所
定範囲を超えるようなことがあっても、光可変減衰器に
より光出力を一定に維持するものであるが、この光可変
減衰器による減衰量を予め考慮して光ファイバー増幅器
により余分に増幅しておく必要がある。その場合、入力
光信号のレベル変動に対して、光利得一定制御を行う為
の励起用レーザーダイオードの出力パワーをほぼ指数関
数的に制御する必要がある。そのために、比較的大容量
の励起用レーザーダイオードを設けて、指数関数的な制
御に対応できるように構成する必要があり、大容量のレ
ーザーダイオードは高価であるから、経済的な問題があ
る。本発明は、チャネル数が変化した場合、波長多重光
信号の非線形特性の劣化やＳ／Ｎの劣化を抑制可能とし
た光増幅装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の光増幅装置は、
（１）第１の入力端から入力された光信号を増幅して第
１の出力端から第１の光信号を出力する第一の部分１０
００に於ける第１の光増幅部と、この第１の光増幅部の
利得が一定となるように制御する自動光利得制御回路等
の第１制御手段と、第２の入力端から入力された第１の
光信号を増幅して第２の出力端から出力する第三の部分
３０００に於ける第２の光増幅部と、この第２の光増幅
部の利得が一定となるように制御する自動光利得制御回
路等の第２制御手段と、第１の光増幅部の第１の出力端
と、第２の光増幅部の第２の入力端との間に光学的に結
合され、第１の光増幅部からの第１の光信号を第２の光
増幅部の第２の入力端に入力する光デバイスと可変光減
衰器とを設け、光デバイスで生じる損失を補償し、第２
の光増幅部から出力する波長多重光信号がチャネル数に
対応した一定レベルになるように、可変光減衰器の減衰
量を制御する自動レベル制御回路等の第３制御手段とを
備えている。

【０００９】又（２）第１の入力端から入力された光信
号を増幅して第１の出力端から第１の光信号を出力する
第１の光増幅部と、第２の入力端から入力された前記第
１の光信号を増幅して第２の出力端から出力する第２の
光増幅部と、第１の光増幅部の前記第１の出力端と第２
の光増幅部の前記第２の入力端との間に光学的に結合さ
れ、前記第１の光増幅部からの前記第１の光信号を前記
第２の光増幅部の第２の入力端に入力する光デバイス
と、この光デバイスで処理されて前記第１の光信号に与
えられた損失を補償する補償手段とを備えている。この
光光デバイスは、前記第１の光信号に与えられた分散を
補償する分散補償用の光ファイバーとすることができ
る。

【００１０】又（３）第１の入力端から入力された光信
号を増幅して第１の出力端から第１の光信号を出力する
第１の光増幅部と、第２の入力端から入力された前記第
１の光信号を増幅して第２の出力端から出力する第２の
光増幅部と、前記第１の光増幅部の前記第１の出力端と
前記第２の光増幅部の前記第２の入力端との間に光学的
に結合され、前記第１の光増幅部からの前記第１の光信
号の分散を補償して、前記第２の光増幅部の前記第２の
入力端に入力する分散補償手段と、この分散補償手段に
より前記第１の光信号に与えられた損失を補償する補償
手段とを備えている。この補償手段は、前記第２の光増
幅部の前記第２の入力端に入力される前記第１の光信号
が所定レベルとなるように減衰量が制御される光可変減
衰手段とすることができる。

【００１１】又（４）第１の入力端から入力された光信
号を増幅し、光アイソレータを介して第１の出力端から
第１の光信号を出力する第１の光増幅部と、第２の入力
端に前記光アイソレータを介して入力された前記第１の
光信号を増幅して第２の出力端から第２の光信号を出力
する第２の光増幅部と、前記第１の光増幅部の前記第１
の出力端と前記第２の光増幅部の前記第２の入力端との
間に光学的に結合され、前記第１の光増幅部からの前記
第１の光信号を処理して、前記第２の光増幅部の前記第
２の入力端に入力する光デバイスとを備えている。この
光デバイスは、前記第１の光信号に与えられる損失を補
償する構成を備えることができる。

【００１２】又（５）可変チャネル数を有する光信号を
増幅する光増幅器と、前記光信号のチャネル数の変更に
対応して増幅された光信号を制御する制御装置と、制御
され且つ増幅された光信号をチャネル対応の個々の光信
号に分離するデマルチプレクサーと、それぞれ前記個々
の光信号のパワーレベルを制御して、該個々の光信号の
パワーレベルをほぼ一定に維持する自動レベル制御ユニ
ットとを含む構成を備えている。

【００１３】又（６）光信号のパワーレベルをほぼ一定
に保ち、対応する出力光信号を生成する自動レベル制御
ユニットと、この自動レベル制御ユニットの出力光信号
を一定の利得で増幅する光ファイバー増幅器とを備えて
いる。

【００１４】又（７）可変チャネル数を有する光信号を
増幅する光増幅器と、光信号のチャネル数を変更する前
後に於いては、光信号のチャネル数に応じて増幅した光
信号のパワーレベルをほぼ一定のレベルに維持し、光信
号のチャネル数が変更された時に、増幅した光信号をほ
ぼ一定の利得で増幅するように制御する制御装置とを含
む構成を備えている。又制御装置は、増幅した光信号を
通過させ且つ可変光透過率を有する光減衰器及び前記光
信号のチャネル数を変更する前後に於いて前記光減衰器
の光透過率を変化させて前記光信号のチャネル数に応じ
て該光信号のパワーレベルをほぼ一定に維持する自動レ
ベル制御ユニットを含む構成とすることができる。又自
動レベル制御ユニットは、前記光信号のチャネル数が変
更された時に、前記光減衰器の光透過率を一定に維持す
る構成とすることができる。又前記制御装置は、増幅し
た光信号を更に増幅する光増幅器、及び前記光信号のチ
ャネル数を変更する前後に於いて光増幅器の利得を変化
させ、前記光信号のチャネル数に応じて該光信号のパワ
ーレベルをほぼ一定に維持する自動レベル制御ユニット
を含む構成とすることができる。

【００１５】又前記制御装置は、前記光信号のチャネル
数が何時変更されるかを示す通告信号を受信し、前記光
信号をほぼ一定の利得で増幅し始め、前記チャネル数の
変更が完了するまで、ほぼ一定の利得で継続して前記光
信号を増幅する構成とすることができる。又前記通告信
号が前記光信号に含まれ、前記制御装置は、前記光信号
から前記通告信号を抽出する構成とすることができる。
又前記制御装置は、前記光信号のチャネル数が変更され
た時に、前記光信号を所定の時間だけほぼ一定の利得で
増幅し、所定の時間が経過した後に、増幅した光信号の
パワーレベルをほぼ一定のレベルに維持し始める構成と
することができる。又前記制御装置は、光信号のチャネ
ル数の変更が何時完了するかを示す完了信号を受信する
構成とすることができる。又前記制御装置は、光信号の
チャネル数が変更された後に、前記光信号のパワーレベ
ルをほぼ一定のレベルに維持し始めた後に、完了信号を
下流方向に送出して、チャネル数の変更による制御動作
の完了を通知する構成とすることができる。

【００１６】又（８）可変チャネル数を有する光信号を
増幅する光増幅器と、増幅した光信号を通過させ、可変
光透過率を有する光減衰器と、光信号のチャネル数が変
更される前は、前記光減衰器の光透過率を変化させて、
増幅した光信号のパワーレベルをチャネル数が変更され
る前の光信号のチャネル数に応じたほぼ一定のレベルに
維持し、光信号のチャネル数が変更された時は、前記光
減衰器の光透過率を一定に維持し、光信号のチャネル数
が変更された後では、前記光減衰器の光透過率を変化さ
せて、増幅した光信号のパワーレベルをチャネル数が変
更された後の光信号のチャネル数に応じたほぼ一定のレ
ベルに維持する制御装置とを含む構成を備えている。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は波長多重光伝送システムの
説明図であり、波長多重光伝送システムの送信側と受信
側との概要を示し、例えば、一本の光ファイバーにより
４チャネル分を多重化して送信している。送信ユニット
２０ー１〜２０ー４により、波長λ１〜λ４の個々の光
キャリアーは、情報により変調されて送信されるもの
で、波長λ１〜λ４は個々のチャネルを表している。異
なる波長の光信号は光多重化装置２２により多重化され
て波長多重光信号になる。この波長多重光信号は、光フ
ァイバー２４により光多重分離装置（光デマルチプレク
サー）２６に伝送される。この光多重分離装置２６は波
長多重光信号を分離して、波長λ１〜λ４をそれぞれ有
する４個の光信号となり、それぞれの受信ユニット２８
ー１〜２８ー４に入力される。

【００１８】上記の波長多重光伝送システムでは４個の
キャリアーを多重化しているが、４個以上のキャリアー
を多重化することも通常的に行われている。更に多くの
異なるキャリアーを一度に多重化することも出来る。こ
の方法に於いては、相対的に大量のデータを光ファイバ
ーを用いて送信することが出来る。

【００１９】図２は波長多重光伝送システムの光増幅装
置の説明図であり、光増幅装置は、第一の部分１０００
（ここでは、「希土類をドープした光ファイバー増幅器
部」と称する）及び第二の部分２０００（ここでは、
「電気的に制御される光装置部」と称する）を含んでい
る。第一の部分１０００は、希土類をドープした光ファ
イバー（ＥＤＦ）３４、光分岐カプラー３６₁ ，３６
₂ 、光アイソレーター３８ ₁ ，３８₂ 、ホトダイオード
（ＰＤ）４０₁ ，４０₂ 、光波長多重化カプラー４２、
励起レーザーダイオード（ＬＤ）４４及び自動光利得制
御回路（ＡＧＣ）４６を含んでいる。

【００２０】第二の部分２０００は、光分岐カプラー３
６₃ 、電気的に制御される可変光減衰器（ＡＴＴ）４
８、ホトダイオード（ＰＤ）４０₃ 、及び自動レベル制
御回路（ＡＬＣ）５０を含んでいる。例えば、可変光減
衰器４８は、光磁気材料により構成される。しかし、種
々の異なるタイプの可変光減衰器が使用可能である。

【００２１】波長多重光信号は光分岐カプラー３６₁ 、
光アイソレーター３８及び光波長多重化カプラー４２を
通して希土類をドープした光ファイバー３４に送られ
る。励起光ビームは光波長多重化カプラー４２を通じて
励起レーザーダイオード４４から希土類をドープした光
ファイバー３４に送出される。波長多重光信号は希土類
をドープした光ファイバー３４により増幅されて、光ア
イソレーター３８₂ 及び光分岐カプラー３６₂ を通して
可変光減衰器４８に入力される。

【００２２】光分岐カプラー３６₁ により分岐された波
長多重光信号は、ホトダイオード４０₁ により電気信号
に変換され、自動光利得制御回路４６に入力される。光
分岐カプラー３６₂ により分岐された増幅出力波長多重
光信号の一部はホトダイオード４０₂ により電気信号に
変換されて、自動光利得制御回路４６に入力される。励
起レーザーダイオード４４は入力波長多重光信号のレベ
ルと増幅出力波長多重光信号のレベル間の比を所定のレ
ベルに維持するように制御される。

【００２３】更に詳しくは、光利得制御回路４６は、励
起レーザーダイオード４４を制御して、ホトダイオード
４０₁ により電気信号に変換された入力波長多重光信号
のレベルと、ホトダイオード４０₂ により電気信号に変
換された増幅出力波長多重光信号のレベル間の比を一定
に維持する。このようにして、第一の部分１０００は光
利得を一定に制御することにより波長依存性を維持して
いる。光分岐カプラー３６₃ により分岐された出力波長
多重光信号の一部は自動レベル制御回路５０に入力され
る。可変光減衰器４８は波長多重光信号を所定のレベル
に維持するよう制御される。

【００２４】自動レベル制御回路５０は、ホトダイオー
ド４０₃ により波長多重光信号から得られる電気信号を
用いて可変光減衰器４８を制御し、波長多重光信号の出
力レベルを一定に維持する。

【００２５】しかし、図２に示す光増幅装置を使用した
場合には、波長多重光信号のチャネル数を変更するとき
に前述のような問題がある。例えば、受信機の好ましい
Ｓ／Ｎ比を得るためには、一般的に、各波長（チャネ
ル）に対して増幅器の光出力パワーを所定のものにする
必要がある。全体でＮチャネルとすると、波長多重光信
号を増幅するための希土類をドープした光ファイバー増
幅器の全光出力ＰｃはＮ×Ｐに制御される。チャネル数
Ｎに＋α又は−αの変更があった場合には、切替え制御
により全光パワーは（Ｎ±α）Ｐとなる。個々の波長
（チャネル）の光パワーは切替え制御により変化するの
で、直線性が劣化するか、又は信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）
が劣化することになる。

【００２６】更に、第一の部分１０００による光出力
は、第二の部分２０００により一定レベルに維持され
る。従って、第一の部分１０００の光出力が所定のレベ
ルを超えると、第二の部分２０００は光出力を一定レベ
ルに維持する。その結果、可変光減衰器４８を使用する
ことにより、第一の部分１０００による増幅のために他
の手段が必要になり、光利得を一定レベルに維持するた
めの励起レーザーダイオード４４の出力パワーは、入力
波長多重光信号のレベル変化に対して指数的に制御する
必要がある。従って、比較的大容量の励起レーザーダイ
オード４４を用意する必要がある。

【００２７】図３は本発明の実施の形態による光増幅装
置の説明図である。光増幅装置は第一の部分１０００及
び第二の部分２０００を含んでいる。第一の部分１００
０は希土類をドープした光ファイバー（ＥＤＦ）５２
₁ 、光分岐カプラー５４₁ ，５４₂ 、光アイソレーター
５５₁ ，５５₂ 、光波長多重化カプラー５６₁ 、ホトダ
イオード（ＰＤ）５８₁ ，５８₂ 、励起レーザーダイオ
ード（ＬＤ）５９₁ 、及び自動光利得制御回路（ＡＧ
Ｃ）６０₁ を含んでいる。第一の部分１０００は波長依
存性を維持したまま波長多重光信号を増幅する。

【００２８】例として、波長多重光信号は多くの場合、
１．５μｍ帯である。この帯域における光信号の増幅の
ためにはエルビウムをドープした光ファイバーが知られ
ており、それが希土類をドープした光ファイバー（ＥＤ
Ｆ）５２₁ として使用される。又エルビウムをドープし
た光ファイバーで、１．５μｍ帯域の波長多重光信号を
増幅するためには、０．９８μｍ又は１．４８μｍの励
起帯域の励起光を使用することが知られている。従っ
て、励起レーザーダイオード（ＬＤ）５９₁ は、例え
ば、０．９８μｍ又は１．４８μｍの励起光を出力する
構成を採用することになる。

【００２９】又図３は、順方向励起構成を示しており、
励起レーザーダイオード５９₁ により発生される励起光
ビームは波長多重光信号と同方向で希土類をドープした
光ファイバー５２₁ 内を伝送される。しかし、逆方向励
起構成も同様に使用することが出来る。その場合、レー
ザーダイオードが励起光ビームを発生し、この励起光ビ
ームは波長多重光信号と反対方向で希土類をドープした
光ファイバー５２₁ 内を伝送される。更に、双方向励起
構成も同様に使用することが出来、この場合は、二つの
レーザーダイオードが励起光ビームを発生し、この励起
光ビームは希土類をドープした光ファイバー５２₁ の双
方向に伝送される。このように、本発明は方向性励起に
ついて何れの形式も適用可能である。

【００３０】又第二の部分２０００は、電気的に制御さ
れる可変光減衰器（ＡＴＴ）６４、自動レベル制御回路
（ＡＬＣ）６６、光分岐カプラー５４₃ 及びホトダイオ
ード（ＰＤ）５８₃ を含んでいる。この第二の部分２０
００は、波長依存性を維持することなく波長多重光信号
の全光出力を一定レベルに制御している。更に詳しく
は、自動レベル制御回路６６は、可変光減衰器６４の減
衰量又は光透過率を変化させることにより、第一の部分
１０００の出力としての波長多重光信号のパワーを波長
多重光信号のチャネル数に対応して一定に維持する。

【００３１】又波長多重光信号のチャネル数が変更され
た場合は、監視信号処理回路７０により、可変光減衰器
６４の光減衰量又は光透過率を一定に維持する。即ち、
監視信号処理回路７０は一時的に可変光減衰器６４の動
作を「凍結」（停止）させる。チャネル数が変更された
後は、監視信号処理回路７０により、可変光減衰器６４
の減衰量又は光透過率が制御されて、波長多重光信号の
パワーは新しいチャネル数に応じた所定の一定レベルに
維持される。

【００３２】この場合、光増幅装置への波長多重光信号
入力は光分岐カプラー６８₁ により分岐され、この分岐
された光信号はホトダイオード（ＰＤ）５８₄ に与えら
れる。ホトダイオード（ＰＤ）５８₄ は分岐された光信
号を電気信号に変換して、この電気信号を監視信号処理
回路７０に入力する。

【００３３】波長多重化光伝送システムに於けるチャネ
ル数の変更を通告する制御信号は、例えば、振幅変調処
理により、好ましくは低速信号として波長多重光信号に
重畳される。しかし、この制御信号は他の方法によって
伝送することも出来る。監視信号処理回路７０は、この
制御信号を抽出して識別する。そして、監視信号処理回
路７０は、抽出した制御信号に応じて可変光減衰器６４
又は自動レベル制御回路６６を制御する。振幅変調が行
われている場合は、ホトダイオード５８₄ により得られ
る電気信号を復調することによって、制御信号を比較的
簡単に抽出することが出来る。

【００３４】又制御信号を専用の制御チャネル（波長）
を用いて監視信号処理回路７０に送出することも可能で
ある。このような専用の制御チャネルを使用した場合
は、光分岐フィルター（図示を省略）により、主光信号
としての波長多重光信号に多重化された制御信号として
の光信号を（例えば、光分岐カプラー６８₁ により分岐
するような構成により）抽出する。例えば、電気信号に
変換するために、光分岐フィルターにより抽出された制
御チャネルの光信号をホトダイオード５８₄ に入力する
ことにより、制御信号を抽出することが可能である。

【００３５】従って、光分岐カプラー６８₁ により分岐
された波長多重光信号の一部は、ホトダイオード５８₄
により電気信号に変換されて監視信号処理回路７０に加
えられる。この監視信号処理回路７０に於いてチャネル
数の変更を通告する制御信号が抽出されて識別される
と、監視信号処理回路７０は、可変光減衰器６４の動作
を「凍結」( 停止）させる。

【００３６】減衰された波長多重光信号のパワーレベル
を確実にチャネル数に一致させるために、監視信号処理
回路７０はセット電圧（基準電圧）を選択させる。この
セット電圧に対応して、パワーレベルはチャネル数に対
応した一定レベルに制御される。この監視信号処理回路
７０から可変光減衰器６４を制御する方法として次のよ
うな方法がある。その一つの方法は、図３で制御信号６
９として示されているように、可変光減衰器６４が監視
信号処理回路７０により直接制御される。もう一つの方
法としては、図３の点線で示す制御ライン７１を介し
て、可変光減衰器６４が監視信号処理回路７０により間
接的に制御される。

【００３７】チャネル数の変更の通告の後で、チャネル
数が実際に増減される。この例では、チャネル数変更の
完了を示す制御信号は波長多重光信号に重畳されて伝送
される。監視信号処理回路７０はこの制御信号を抽出す
る。又は、制御信号は専用の制御チャネル（波長）によ
って監視信号処理回路７０に送出することも出来る。こ
の制御信号が抽出されて識別されると、監視信号処理回
路７０は可変光減衰器６４に再び制御動作を行わせて、
波長多重光信号のパワーレベルを一定レベルに維持す
る。

【００３８】又チャネル数変更の完了を示す制御信号に
より監視信号処理回路７０を動作させる代わりに、所定
の時間の経過後に、チャネル数変更完了を推定すること
ができる。詳しく言うと、チャネル数変更の通告されて
から、所定の時間が経過した後でチャネル数が実際に増
減される。この例では、チャネル数変更の通告をする制
御信号が監視信号処理回路７０により抽出され、識別さ
れた後で、タイマー（図示を省略）が駆動される。この
タイマーの設定時間が経過すると、可変光減衰器６４は
再起動（「凍結」の解除）されて波長多重光信号のパワ
ーレベルを一定レベルに維持する。

【００３９】制御信号又は所定時間の経過の何れかによ
りチャネル数の変更完了を判定すると、パワーレベルを
制御するセット電圧( 基準電圧）が加えられ、又はチャ
ネル数に関する情報に応じて一つのレベルから他のレベ
ルに切り替えられる。この情報はチャネル数変更を通告
する制御信号に含まれているのが好ましい。従って、全
光出力パワーを一定レベルに維持する制御を再開するこ
とにより、光出力はチャネル数に対応した一定レベルに
維持される。

【００４０】従って、チャネル数の変更に対応して、減
衰量を一定のレベルに固定することにより可変光減衰器
６４は光出力パワーの急激な変化を防ぐことが出来る。
この時、第二の部分２０００は波長多重光信号のパワー
を一定レベルに維持するための動作を行ってはいない。
チャネル数が変更されると、可変光減衰器６４は再び制
御されて波長多重光信号のパワーを一定レベルに維持す
る。可変光減衰器６４は徐々に駆動されるのでチャネル
数に対応した全出力パワーが維持される。この構成によ
り、光出力の変化を抑制することが可能となり、非線形
特性の劣化、Ｓ／Ｎ比の劣化を避けることが出来る。

【００４１】図４の（Ａ），（Ｂ）は、本発明の実施の
形態による光信号のチャネル数Ｎが変化した場合の光増
幅装置の動作を示すグラフである。光信号のチャネル数
Ｎが例えば４チャネルから８チャネルに変更される場合
を示し、又可変光減衰器６４は自動レベル制御回路６６
及び監視信号処理回路７０により制御される光透過率又
は光減衰量を持っている。

【００４２】又チャネル数変更の通告が受信される時刻
ｔ１以前は、自動レベル制御回路６６により、電気的に
制御される可変光減衰器６４の光透過率を変化させて可
変光減衰器６４の出力に実質的に一定の光信号を与えて
いる。従って、時刻ｔ１以前は第二の部分２０００が自
動レベル制御（ＡＬＣ）として動作している。

【００４３】時刻ｔ１にチャネル数変更の通告が受信さ
れると、自動レベル制御回路６６により電気的に制御さ
れる可変光減衰器６４の光透過率を実質的に一定に維持
する。この場合、可変光減衰器６４は、例えば、第一の
部分１０００、又は、更に光信号を増幅する後段( 図示
を省略）に与える一定の利得を有しているかのように見
える。従って、時刻ｔ１後は、自動レベル制御（ＡＬ
Ｃ）ではなく、自動利得制御（ＡＧＣ）が行われる。又
次の時刻ｔ２に、図４の（Ａ）に示すように、チャネル
数が増加したことによる光パワーが増加し、時刻ｔ３で
は、チャネル数の変更の後で、自動レベル制御回路６６
は、電気的に制御される可変光減衰器６４の光透過率を
変化させて、可変光減衰器６４の出力に実質的に一定の
光信号パワーを与えている。詳しくは、時刻ｔ３後、第
二の部分２０００は再び自動レベル制御（ＡＬＣ）を行
う。

【００４４】図４の（Ａ），（Ｂ）から判るように、可
変光減衰器６４は自動レベル制御（ＡＬＣ）を行う。し
かし、チャネル数の変更時に、自動レベル制御（ＡＬ
Ｃ）を一旦停止する。それによって、チャネル数の変更
時に、可変光減衰器６４は一定の光透過率又は減衰量を
有することになる。可変光減衰器６４の動作は、チャネ
ル数が図４の（Ａ），（Ｂ）のように時刻ｔ１及びｔ３
の間で変化する場合は、「凍結」（停止）する。

【００４５】上記のように、時刻ｔ１及びｔ３の間で
は、可変光減衰器６４の出力は、例えば、第一の部分１
０００又は更に光信号を増幅する後段( 図示を省略）に
対して一定利得を有している。又は、以下に詳細に述べ
られる本発明の他の実施の形態に開示されているよう
に、第二の部分２０００は構成の変更が可能であり、チ
ャネル数が変更された場合には、一定の利得（自動レベ
ル制御の代わりとして）を与える事が出来る。この場合
は、第二の部分２０００は利得の制御された増幅器を含
み、時刻ｔ１及びｔ３の間で一定の利得を与えることが
出来る。

【００４６】従って、図４の（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に、光増幅装置は、チャネル数を変更できる波長多重光
信号を増幅する光増幅器( 第一の部分１０００等）を含
んでいる。この波長多重光信号のチャネル数を変更する
前後においては、制御装置（第二の部分２０００等）
は、制御された光透過率で増幅出力波長多重光信号を通
過させて、チャネル数に応じた増幅出力波長多重光信号
のパワーレベルをほぼ一定に維持するレベル制御手段が
動作し、波長多重光信号のチャネル数を変更する時は、
制御装置は、一定の光透過率に制御して、光信号を通過
させるレベル制御手段が動作することになる。

【００４７】図５は一定のレベルで光利得を制御するた
めの自動利得制御回路６０₁ の説明図である。図３と同
一符号は同一部分を示し、自動利得制御回路６０₁ は、
分割器（ＤＶＩＤＥＲ）７２、演算増幅器７４、トラン
ジスタ７６及び抵抗Ｒ１〜Ｒ６を含んでいる。Ｖ_ccは電
源電圧、Ｖ_ref は基準電圧及びＧはアース又はグランド
電位である。

【００４８】図５に示すように、ホトダイオード（Ｐ
Ｄ）５８₁ により波長多重光信号の一部を電気信号に変
換し、分割器７２に加える。ホトダイオード（ＰＤ）５
８₂ は、増幅された波長多重光信号の一部を電気信号に
変換して分割器７２に加える。このようにして、分割器
７２は希土類をドープした光ファイバー（ＥＤＦ）５２
₁ の入力と出力との間の比を得ている。演算増幅器７４
は、基準電圧Ｖ_ref と、分割器７２の入出力光信号レベ
ル差を示す出力信号との差分に応じてトランジスタ７６
を制御し、励起レーザーダイオード５９₁ に供給する電
流を制御し、励起レーザーダイオード５９₁ から発生さ
れる励起光ビームにより、波長多重光信号の増幅利得を
一定としている。図５の自動利得制御回路６０₁ の構成
は自動利得制御回路の多くの構成例の一つに過ぎない。

【００４９】図６は一定レベルの光出力を制御するため
の自動レベル制御回路６６の説明図である。図３と同一
符号は同一部分を示し、自動レベル制御回路６６は、抵
抗Ｒ７〜Ｒ９、演算増幅器７８、トランジスタ８０、コ
ンデンサ等による周波数特性を切替えるスイッチング回
路（ＣＷＣ）８２及び基準電圧回路８４を含んでいる。
Ｖ_ccは電源電圧、Ｖ_ref は基準電圧及びＧはアース又は
グランド電位、ＣＳ１及びＣＳ２は監視信号処理回路７
０より与えられる制御信号である。又制御要素８６は、
可変光減衰器６４の透過率を制御する可変光減衰器６４
の制御要素である。

【００５０】例えば、可変光減衰器６４が光磁気効果に
より動作する場合は、制御要素８６はコイルで構成され
て、トランジスタ８０を介して電流が供給されて磁界を
発生する。又可変光減衰器６４が電気光学効果により動
作する場合は、制御要素８６は電極として形成され、こ
の電極にトランジスタ８０を介して印加される電圧が制
御される。又半導体光増幅器が可変光減衰器６４の代わ
りに使用される場合は、半導体光増幅器の利得を制御す
るバイアス電圧を制御することが出来る。

【００５１】可変光減衰器６４（図３を参照）からの光
信号出力の一部は、光分岐カプラー５４₃ により分岐さ
れ、ホトダイオード（ＰＤ）５８₃ により電気信号に変
換される。図６において、演算増幅器７８は電気信号を
制御信号ＣＳ１に応じて基準電圧回路８４により供給さ
れる基準電圧（セット電圧）Ｖ_ref と比較する。比較の
結果得られる電圧差はトランジスタ８０の駆動に使用さ
れる。制御要素８６に供給される電流を制御することに
より、可変光減衰器６４による減衰量が制御されて光出
力は一定レベルに維持される。

【００５２】図７はスイッチング回路８２の説明図であ
る。図７を参照すると、スイッチング回路８２は制御信
号ＣＳ２により制御されるスイッチＳＷと、これにより
選択されるキャパシターＣ１及びＣ２を含んでいる。従
って、スイッチング回路８２は自動レベル制御回路６６
の周波数特性を制御する。さらには、スイッチング回路
８２は、所定の周波数特性による出力波長多重光信号の
レベルに従ってトランジスタ８０を制御することによ
り、可変光減衰器６４を制御する。監視信号処理回路７
０からの制御信号ＣＳ２は、スイッチング回路８２のキ
ャパシターＣ１及びＣ２を切替えることにより周波数特
性を変化させる。なお、前述の制御信号ＣＳ１はチャネ
ル数に応じて基準電圧のレベルを切替える。

【００５３】スイッチング回路８２は、演算増幅器７
８、抵抗Ｒ７，Ｒ９（図６参照）に接続されて、第一の
低周波フィルターを形成する。この第一の低周波フィル
ターのカットオフ周波数ｆ_c は以下の式で与えられる。 ｆ_c ＝１／（２πＲ９・Ｃ_swc ） ここで、Ｃ_swc は、スイッチＳＷにより選択されたキャ
パシターＣ１又はＣ２を示す。従って、Ｃ_swc の値を大
きくすることにより、図６の制御回路は低周波特性で動
作する。即ち、応答特性は低くなる。

【００５４】このスイッチング回路８２の選択されたキ
ャパシターＣ１又はＣ２の容量に応じて、高周波帯域の
フィルターカットオフ周波数が変化する。例えば、好ま
しい構成は、通常のＡＬＣ動作で１０〜１００ｋＨｚの
オーダーのカットオフ周波数は、可変光減衰器６４が制
御されて一定の減衰量を与える場合には（例えば、チャ
ネル数が変更されたときに一定の利得を与える場合に
は）、０．０１Ｈｚに切替えられる。理想的には、スイ
ッチング回路８２の制御は徐々に行われるが、そのため
にはスイッチング回路８２が簡単な二つのキャパシター
の代わりに、多くのキャパシターを使用して構成するこ
とができる。

【００５５】図６を参照すると、チャネル数の変更が通
告される以前は、カットオフ周波数は高く、チャネル数
の変更を通告する制御信号が受信されると、スイッチン
グ回路８２が制御されてカットオフ周波数は低くなる。
従って、可変光減衰器６４により与えられる減衰量は平
均レベルに固定される。チャネル数の変更が完了する
と、スイッチング回路８２が制御されてカットオフ周波
数は再び高くなる。

【００５６】例えば、監視信号処理回路７０において、
チャネル数の変更を通告する制御信号が抽出され、識別
されると、制御信号ＣＳ２がスイッチング回路８２に供
給されて、自動レベル制御回路６６の周波数特性は低周
波域に切替えられる。その結果、ホトダイオード（Ｐ
Ｄ）５８₃ により検出される信号の変化に従って次の動
作が遅くなる。即ち、光出力の一定レベル制御は一時的
に凍結( 停止）される（例えば、可変光減衰器６４の光
透過率は一定に維持される）。

【００５７】又制御信号ＣＳ１は光信号に含まれるチャ
ネル数に対応し、監視信号処理回路７０は制御信号ＣＳ
１を基準電圧回路８４に供給する。この基準電圧回路８
４はチャネル数に対応する基準電圧Ｖ_ref を供給する。
従って、全光出力は、チャネル数の変更後のチャネル数
に対応したレベルになる。例えば、基準電圧Ｖ_ref は変
化するので、αチャネルが全て最初のＮチャネルに加え
られると、最終的な全チャネルの光出力は（Ｎ＋α）×
Ｐとなる。

【００５８】図６及び図７を参照すると、キャパシタン
スＣ_swc の値は可変光減衰器６４の動作を停止させるの
に十分な値である。一般的には、この目的は、例えば、
カットオフ周波数ｆ_c が１０ｋＨｚから０．０１Ｈｚに
低下させる。これは、１０，０００から１００，０００
の率でカットオフ周波数ｆ_c を低下させることを示すも
のである。

【００５９】通常は、可変光減衰器６４により与えられ
る減衰量は瞬間，瞬間に変化してＡＬＣ動作を行って分
極の変化を補償している。従って、可変光減衰器６４の
減衰量を、急に（例えば、チャネル数が変更したとき
に）あるレベルに固定すると問題が発生すま。そこで、
減衰量を平均レベルに維持するのが好ましい。

【００６０】図８及び図９は本発明のその他の実施の形
態による自動レベル制御回路６６の説明図である。図８
を参照すると、高周波（ｆ_c 〜１０ｋＨｚ）を遮断する
キャパシターＣ及び抵抗Ｒで構成されるフィルター９０
が、スイッチ９２とトランジスタ８０との間に設けられ
るので、自動レベル制御の応答速度は適切となる。又９
４はラッチ回路、９５は演算増幅器であり、他の図６と
同一符号は同一部分を示す。例えば、代表的な、サブ・
ミリセコンドのオーダーの時定数は１０〜１００ミリセ
コンドのオーダーの時定数とすることができる。

【００６１】カットオフ周波数ｆ_c が高周波帯域に切替
えられると、フィルターの応答特性は速くなるので、分
極の変化等の比較的に高速な変化は行われなくなり、可
変光減衰器６４の出力は一定に維持される。

【００６２】又図８においては、ローパスフィルター
（ｆ_c 〜０．０１Ｈｚ）を有するラッチ回路９４が制御
要素８６の電流の平均レベルに対応する電圧を保持し、
演算増幅器９５の＋端子に入力している。ＡＬＣ( 自動
レベル制御）動作中は、制御ループの切替えが行われ
て、一定レベルの駆動電流を制御する制御ループが駆動
される。即ち、制御ループが切替えられると、電流の平
均に対応する電圧がラッチ回路９４にラッチされて基準
電圧となる。ホトダイオード（ＰＤ）５８₃ に一定レベ
ルで入力される光ビームのレベルを維持するために、バ
イアス電流が時間により変化するので「平均レベル」と
いう言葉が使われている。更には、通常の制御ループの
時定数により決まる時間幅で得られる電圧が、ラッチ回
路９４にラッチされる。

【００６３】又ラッチ回路９４は、可変光減衰器６４に
トランジスタ８０を介して流れる電流を、Ａ／Ｄ変換器
を介して読み取り、Ｄ／Ａ変換器を介して演算増幅器９
５の＋端子に入力する構成とすることもできる。

【００６４】図９は図６及び図８の組み合わの構成に相
当し、９６は時定数回路（τ）である。図９を参照する
と、キャパシタンスＣ_swc は、スイッチング回路８２に
より切替えられてカットオフ周波数ｆ_c を低周波帯域に
シフトするので、フィルターの応答特性を遅らせること
になる。ラッチ回路９４は、モニター値に基いて減衰量
を平均値に制御する。

【００６５】又図９において、制御ループの切替えは、
図６に示す制御に応じて通常の制御ループの時定数が増
加した後で行われるので、制御ループの切替えの結果の
ＡＬＣ特性の効果が減少される。

【００６６】上記のように、監視信号処理回路７０は、
チャネル数変更の通告をする制御信号を受信した後にチ
ャネル数変更の完了を通知する制御信号を受信する。あ
るいは、監視信号処理回路７０は、チャネル数変更の通
告をする制御信号を受信した後に、チャネル数変更の完
了を通知する制御信号を受信しないシステムとした場
合、チャネル数の変更を通告する制御信号を受信、識別
した後に、タイマー（図示されない）が起動され、チャ
ネル数変更完了予定時刻に、タイマーからタイムアウト
野信号が出力される構成とし、チャネル数変更完了の通
知の制御信号を受信した場合と同様の制御を行うことが
できる。

【００６７】チャネル数変更の完了を通告する制御信号
が受信された後、又は所定の時間が経過した後に、制御
信号ＣＳ２はスイッチング回路８２を最初の周波数特性
に戻す。これにより、一定の光出力制御が基準電圧回路
８４によりセットされた新しい基準電圧Ｖ_ref に応じて
再開される。

【００６８】従って、全光出力をチャネル数に対応する
一定レベルに維持するための制御は徐々に再開される。
例えば、ホトダイオード（ＰＤ）５８₃ の出力は時定数
回路９６を通じて演算増幅器７８に入力され、 基準電圧
Ｖ_ref は徐々に変化してチャネル数に対応したレベルに
なる。

【００６９】上記の構成により、スイッチング回路８２
による制御の結果として確実に周波数特性は切替えら
れ、光出力の一定レベルの制御は停止されるので、 チャ
ネル数の変更を通告する制御信号が抽出されて識別され
た場合に、ホトダイオード（ＰＤ）５８₃ により信号を
受信保持することが可能となる。

【００７０】この実施の形態では、保持された値は演算
増幅器７８に入力され、光出力の一定レベル制御は停止
される。なお、光出力の一定レベル制御を停止するため
には、他の構成を採用することも可能である。又可変光
減衰器６４を使用して電気的に制御可能な光デバイスを
構成することが可能な場合には、可変光減衰器６４の代
わりに半導体光増幅器を使用することが出来る。この半
導体光増幅器の波長依存性は少ない。従って、半導体光
増幅器を制御することにより、全光出力を一定レベルに
制御することが可能である。

【００７１】図１０は本発明の他の実施の形態の光増幅
装置を示し、この光増幅装置は、第一の部分１０００、
第二の部分２０００及び第三の部分３０００より構成さ
れている。この第三の部分３０００は、希土類をドープ
した光ファイバー（ＥＤＦ）５２₂ 、光分岐カプラー５
４₄ 、光波長多重化カプラー５６₂ 、光アイソレーター
５５₃ ，５５₄ 、ホトダイオード（ＰＤ）５８₅ 、励起
レーザーダイオード（ＬＤ）５９₂ 、及び自動利得制御
回路（ＡＧＣ）６０₂ を含んでいる。又この第三の部分
３０００は、光分岐カプラー５４₃ とホトダイオード
（ＰＤ）５８₃ とを第二の部分２０００とで共通に使用
している。又図３と同一符号は同一部分を示す。

【００７２】第一の部分１０００と共に第三の部分３０
００は、光利得を一定レベルに維持している。更に、第
二の部分２０００は、第三の部分３０００に入力する波
長多重光信号のパワーレベルを一定に制御する。その結
果、第三の部分３０００の光出力パワーレベルも同様に
一定のパワーレベルに維持される。光信号レベルが第二
の部分２０００の可変光減衰器６４により減衰された場
合でも、第三の部分３０００の増幅作用により好ましい
レベルの全光出力が得られる。

【００７３】これにより、第一の部分の励起レーザーダ
イオード５９₁ 及び第三の部分３０００の励起レーザー
ダイオード５９₂ の容量はそれぞれ小さくできるから、
光増幅装置のコストを低減することが出来る。

【００７４】この図１０では、第二の部分２０００と第
三の部分３０００は光分岐カプラー５４₃ とホトダイオ
ード（ＰＤ）５８₃ とを共通使用している。これらは、
第二の部分２０００と第三の部分３０００でそれぞれ別
個に光分岐カプラー及びホトダイオードを設けることも
可能である。

【００７５】又自動利得制御回路６０₁ 及び６０₂ は同
じ構成とすることが出来る。更に、第一の部分１０００
及び第三の部分３０００の光利得を等しくすることも可
能である。又は、利得を、第三の部分３０００で使用さ
れる伝送用光ファイバーの特性に応じて変化させること
も可能である。

【００７６】チャネル数が変更されると、可変光減衰器
６４による光減衰機能は、監視信号処理回路７０又は自
動レベル制御回路６６を制御している監視信号処理回路
７０により直接停止される。図３に示す実施の形態と同
様にして、チャネル数の変更に応じた光出力の変化は確
実に制限されることにより、非線形特性及びＳ／Ｎ比の
劣化が減少する。

【００７７】図１１は本発明の更に他の実施の形態によ
る光増幅装置の説明図であり、図１０と同一符号は同一
部分を示す。図１１を参照すると、光増幅装置は、図１
０に示されるように、第一の部分１０００、第二の部分
２０００及び第三の部分３０００を含んでいる。しか
し、図１１に示す光増幅装置は、第二の部分２０００の
自動レベル制御回路６６を制御し、 補正するためのＡＬ
Ｃ補正回路９８を含んでいる。

【００７８】更に詳しく説明すると、可変光減衰器６４
を介して出力される波長多重光信号の一部は、光分岐カ
プラー５４₃ により分岐されて、ホトダイオード（Ｐ
Ｄ）５８₃ により電気信号に変換され、自動レベル制御
回路６６に入力される。自動レベル制御回路６６は可変
光減衰器６４を制御して、波長多重光信号の全光出力パ
ワーを一定レベルに維持する。しかし、第三の部分３０
００の波長多重光信号の光出力パワーは、自動レベル制
御回路６６には直接入力されない。

【００７９】従って、第三の部分３０００の波長多重光
信号の一部がホトダイオード（ＰＤ）５８₅ により電気
信号に変換され、自動利得制御回路６０₂ と同様にＡＬ
Ｃ補正回路９８に入力される。ＡＬＣ補正回路９８は、
全光出力パワーが所定の範囲に維持されているか否かを
判定する。

【００８０】若し、全光出力パワーが所定の範囲にない
場合には、ＡＬＣ補正回路９８は自動レベル制御回路６
６を制御し、それにより、可変光減衰器６４を制御して
全光出力パワーを所定の範囲に維持している。可変光減
衰器６４の代わりに半導体光増幅器が使用されている場
合には、自動レベル制御回路６６が半導体光増幅器の利
得を制御するので、第三の部分３０００の全光出力は所
定の範囲に維持される。

【００８１】図１２は本発明の更に他の実施の形態によ
る光増幅装置の説明図であり、図１０及び図１１と同一
符号は同一部分を示す。図１２の光増幅装置は、図１０
及び図１１の光増幅装置を組み合わせたものである。図
１２を参照すると、チャネル数が変化した場合は、監視
信号処理回路７０は、光出力を一定レベルに制御する第
二の部分２０００により行われる制御を一時的に停止さ
せるので、光出力の変化が減少する。又ＡＬＣ補正回路
９８は、自動レベル制御回路６６を制御することによ
り、第三の部分３０００の全光出力パワーを所定の範囲
に維持する。

【００８２】図１３は本発明の更に他の実施の形態によ
る光増幅装置の説明図であり、図１０，図１１，図１２
と同一符号は同一部分を示す。図１３の光増幅装置は、
先に説明した実施の形態と同様に動作するが、光分岐カ
プラー５４₅ 、ホトダイオード（ＰＤ）５８₆ 、分散補
償光ファイバー（ＤＣＦ）１００、及び分散補償光ファ
イバー（ＤＣＦ）損失補正回路１０２を含んでいる。光
分岐カプラー５４₅ 及びホトダイオード（ＰＤ）５８₆
は第三の部分３０００に含まれている。この第一の部分
１０００又は第１の部分１０００と第二の部分２０００
とを含めて第１の入力端と第１の出力端とを有する第１
の光増幅部、第三の部分３０００を第２の入力端と第２
の出力端とを有する第２の光増幅部とすると、第１の光
増幅部の第１の出力端と、第２の光増幅部の第２の入力
端との間に、分散補償光ファイバー１００等の光デバイ
スが接続された構成となり、第１の光増幅部の第１の出
力端からの第１の光信号を、光デバイスを介して第２の
入力端から第２の光増幅部に入力し、第２の出力端から
第２の光信号として出力することができる。

【００８３】即ち、光デバイスとしての分散補償光ファ
イバー１００は、第二の部分２０００と第三の部分３０
００との間に接続されている。ＤＣＦ損失補正回路１０
２は自動レベル制御回路６６を制御する。長距離且つ大
容量波長多重光伝送システムに於いて、伝送用光ファイ
バーの分散レベル及び波長多重光信号に関して分散補償
が必要である。このため、分散補償光ファイバー１００
が設けられている。

【００８４】しかし、分散補償光ファイバーの挿入損失
による問題が発生する。詳しく説明すると、分散補償光
ファイバーによる損失が変化した場合、波長多重化光フ
ァイバー増幅器を含む中継器（リピーター）の光出力が
変化する。従って、分散補償光ファイバー１００による
損失を測定し、損失を補償するように自動レベル制御回
路６６をセットすることにより、可変光減衰器６４は一
定の光出力を与えるように制御される。分散補償光ファ
イバー１００による損失は、分散補償レベルに大いに依
存するように見える。従って、自動レベル制御回路６６
による一定光出力制御によっても、第三の部分３０００
への波長多重光信号入力のレベルが変更可能である。

【００８５】分散補償光ファイバー１００から出力さ
れ、光分岐カプラー５４₅ から分岐された波長多重光信
号出力の一部は、ホトダイオード（ＰＤ）５８₆ により
電気信号に変換され、この電気信号は自動利得制御回路
６０₂ とＤＣＦ損失補正回路１０２とに入力される。Ｄ
ＣＦ損失補正回路１０２は、分散補償光ファイバー１０
０から出力される波長多重光信号のレベルが所定の範囲
にあるか否かを判定する。レベルが所定範囲内でない場
合は、ＤＣＦ損失補正回路１０２は補正信号を自動レベ
ル制御回路６６に供給する。例えば、光出力の一定制御
のための基準電圧（セット電圧）が補正されることによ
り光出力パワーが所定の範囲になる。これにより、分散
補償光ファイバー１００を伝送用光ファイバーでの分散
を補償するために必要とする場合、その挿入損失の変化
が補正され、増幅された波長多重光信号の所定の出力レ
ベルが得られる。

【００８６】図１４は本発明の更に他の実施の形態によ
る光増幅装置の説明図であり、図１３と同一符号は同一
部分を示す。監視信号処理回路７０がチャネル数の変更
を通告する制御信号を抽出して識別すると、可変光減衰
器６４の動作を停止させるので（即ち、光透過率又は光
減衰量は一定に維持される）、光信号レベルの急激な変
化が制限される。ＤＣＦ損失補正回路１０２は自動レベ
ル制御回路６６を制御して、光デバイスとしての分散補
償光ファイバー１００による分散補償のレベルに応じて
変化する損失を補正する。こうして、第三の部分３００
０に入力する波長多重光信号のレベルは所定の範囲内に
維持される。

【００８７】図１５は本発明の更に他の実施の形態によ
る光増幅装置の説明図であり、図１４と同一符号は同一
部分を示す。光デバイスの一つとしての分散補償光ファ
イバー１００は、伝送用光ファイバーの分散を補償し、
ＤＣＦ損失補正回路１０２は、分散補償光ファイバー１
００による補償レベルに応じた損失の変化を補正し、Ａ
ＬＣ補正回路９８は、自動レベル制御回路６６を制御し
て第三の部分３０００の出力波長多重光信号のレベルを
所定の範囲に維持する。こうして、波長多重化光伝送シ
ステムの波長多重光信号が増幅される。

【００８８】図１６は本発明の更に他の実施の形態によ
る光増幅装置の説明図であり、図１５と同一符号は同一
部分を示す。監視信号処理回路７０は、チャネル数の変
更を通告する制御信号を抽出し、識別すると、可変光減
衰器６４又は自動レベル制御回路６６を制御して、光出
力の一定レベル制御を中止する。この方法では、光出力
のレベルは急激に変化することが制限されている。更
に、ＤＣＦ損失補正回路１０２は自動レベル回路６６を
制御して、分散補償光ファイバー１００による分散レベ
ルに応じた損失変化を補正する。ＡＬＣ補正回路９８は
自動レベル制御回路６６を制御して、第三の部分３００
０の出力波長多重光信号を所定のレベルに維持する。

【００８９】図１７は本発明の実施の形態による図１６
の光増幅装置の変形例の説明図である。ホトダイオード
（ＰＤ）５８₂ の入力部における光アイソレーター５５
₂ の出力と光分岐カプラー５４₂ の間に、光フィルター
Ａ１が設けられる。又光フィルターＡ２は、ホトダイオ
ード（ＰＤ）５８₅ の入力部における光アイソレーター
５５₄ の出力側と光分岐カプラー５４₄ との間に設けら
れる。光フィルターＡ１及びＡ２は、例えば、米国特許
出願Ｎｏ．０８／６５５，０２７に開示されており、本
発明では、利得の波長依存性を補正するために参照され
ている。

【００９０】図１８の（Ａ）は本発明の実施の形態によ
る図１７の希土類をドープした光ファイバー（ＥＤＦ）
５２₂ の利得対波長特性を示すグラフ、（Ｂ）は図１７
の光フィルターＡ２の透過率対波長特性を示すグラフ、
（Ｃ）は図１７の希土類をドープした光ファイバー（Ｅ
ＤＦ）５２₂ 及び光フィルターＡ２の全体利得を示すグ
ラフである。

【００９１】例えば、希土類をドープした光ファイバー
（ＥＤＦ）５２₂ は、図１８の（Ａ）に示すような波長
依存性の利得特性を有しており、又ホトダイオード（Ｐ
Ｄ）５８₅ の入力の利得補正用の光フィルターＡ２が図
１８の（Ｂ）に示す利得特性を有する。この光フィルタ
ーＡ２から光分岐カプラー５４₄ により分岐された光信
号の一部がホトダイオード５８₅ により電気信号に変換
されて、自動利得制御回路６０₂ とＡＬＣ補正回路９８
とに入力され、図１８の（Ｃ）に示す利得特性を得るこ
とができる。又光フィルターＡ１及び／又はＡ２は希土
類をドープした光ファイバー（ＥＤＦ）５２₁ 及び５２
₂ の使用に応じて、使用したり、又は省くことが出来
る。

【００９２】図１９は本発明の更に他の実施の形態によ
る光増幅装置の説明図であり、前述の各実施の形態と同
一符号は同一部分を示す。図１９に於いては、第一の部
分１０００と第二の部分２０００との位置が、前述の各
実施の形態に対して入れ替わっている。従って、波長多
重光信号は、前段の第二の部分２０００により一定のパ
ワーレベルを持つように制御され、後段の第一の部分１
０００により一定の利得を持つように制御される。

【００９３】更に詳細に説明すると、入力波長多重光信
号は可変光減衰器６４に送られる。この可変光減衰器６
４からの波長多重光信号は、光アイソレーター５５₁ 及
び光波長多重化カプラー５６₁ を介して希土類をドープ
した光ファイバー５２₁ に送られる。この光ファイバー
５２₁ により増幅された波長多重光信号は、光アイソレ
ーター５５₂ 及び光分岐カプラー５４₂ を介して出力さ
れる。

【００９４】光分岐カプラー５４₁ により分岐された波
長多重光信号の一部は、ホトダイオード５８₁ により電
気信号に変換され、自動レベル制御回路６６及び自動利
得制御回路６０₁ に送られる。自動レベル制御回路６６
は、可変光減衰器６４による光信号の減衰を制御してい
るので、波長多重光信号は所定の範囲に制御されたレベ
ルに維持されて第一の部分１０００に送出される。

【００９５】光分岐カプラー５４₂ により分岐された波
長多重光信号の一部は、ホトダイオード５８₂ により電
気信号に変換され、自動利得制御回路６０₁ に送られ
る。この自動利得制御回路６０₁ は、励起レーザーダイ
オード５９₁ を制御しているので、希土類をドープした
光ファイバー５２₁ の入出力波長多重光信号のレベル間
の比は一定に保たれる。

【００９６】従って、光信号入力が伝送用光ファイバー
により大きく変化した場合でも、第二の部分２０００に
より波長多重光信号のレベルを一定にすることが可能で
ある。その結果、一定のレベルの波長多重光信号を第一
の部分１０００に入力することが出来る。従って、自動
利得制御回路６０₁ の制御範囲は小さくなり、構成は相
対的に簡素化される。更に、希土類をドープした光ファ
イバー５２₁ の光信号入力のパワーレベルは所定のレベ
ルを超えることがないから、励起レーザーダイオード５
９₁ から供給される励起レーザービームのレベルを高く
する必要はない。即ち、励起レーザーダイオード５９₁
の容量は小さくてもよいことになる。

【００９７】図２０は本発明の更に他の実施の形態によ
る光増幅装置の説明図であり、図１９と同一符号は同一
部分を示す。図２０に示す光増幅装置は、図１９に示す
光増幅装置と同様であるが、光分岐カプラー５４₃ 、ホ
トダイオード（ＰＤ）５８₃、及び監視信号処理回路７
０を含んでいる。伝送用光ファイバーを通じて供給され
る波長多重光信号は可変光減衰器６４に入力され、光分
岐カプラー５４₃ により分岐されたその一部はホトダイ
オード５８₃ により電気信号に変換され、監視信号処理
回路７０に入力される。

【００９８】チャネル数の変更を通告する制御信号は、
振幅変調により波長多重光信号に重畳されるか又は専用
の制御チャネルにより多重化されて伝送される。チャネ
ル数の変更を通告する制御信号が抽出されて識別される
と、監視信号処理回路７０は自動レベル制御回路６６を
制御して、可変光減衰器６４による光信号の減衰量をそ
の時点の値に維持するので（従って、可変光減衰器６４
の動作を停止させるので）、光出力パワーは一定のレベ
ルには維持されなくなる。

【００９９】チャネル数の変更が完了すると、監視信号
処理回路７０は可変光減衰器６４に制御を再開させて光
出力パワーを一定レベルに維持する。この構成により、
光信号のパワーレベルが急激に変化するのを少なくする
か、避けることが出来る。

【０１００】図２１は本発明の更に他の実施の形態によ
る光増幅装置の説明図であり、図２０と同一符号は同一
部分を示す。図２１の光増幅装置は図１９の光増幅装置
と同様であるが、ＡＬＣ補正回路９０が含まれている。
このＡＬＣ補正回路９８は出力波長多重光信号のパワー
レベルが所定の範囲にあるか否かを判定する。パワーレ
ベルが所定の範囲にない場合には、ＡＬＣ補正回路９８
は自動レベル制御回路６６を制御して、可変光減衰器６
４による光信号の減衰により、出力波長多重光信号が所
定範囲のパワーレベルを持つようにする。

【０１０１】図２２は本発明の更に他の実施の形態によ
る光増幅装置の説明図であり、図２１と同一符号は同一
部分を示す。図２２に示す光増幅装置は、図２０及び図
２１に示す光増幅装置を組み合わせたものである。図２
２を参照すると、ＡＬＣ補正回路９８が自動レベル制御
回路６６を制御することにより、出力波長多重光信号の
パワーレベルが所定の範囲に維持される。チャネル数の
変更を通告する制御信号が抽出され、識別されると、監
視信号処理回路７０は自動レベル制御機能を停止させる
ので、光出力パワーは一定レベルには維持されない。チ
ャネル数の変更完了により、自動レベル制御機能を再開
させるもので、光出力パワーは、変更されたチャネル数
に対応して一定化される。

【０１０２】図２３は本発明の更に他の実施の形態によ
る光増幅装置の説明図であり、前述の各実施の形態と同
一符号は同一部分を示す。図２３を参照すると、チャネ
ル数が変更された場合、一定の減衰量を与えるために可
変光減衰器６４を制御する（停止させる）代わりに、光
増幅器全体をＡＧＣモードに変更する。この変更は可変
光減衰器６４への入力、 又は可変光減衰器６４からの出
力間の比率を一定レベルに制御することにより達成出来
る。この動作は、可変光減衰器６４の利得Ｇ（０＜Ｇ＜
１）又は可変光減衰器６４の光透過率を一定に維持する
ことと同じである。

【０１０３】従って、図２３において、スイッチ１０４
が監視信号処理回路７０に制御されて自動レベル制御回
路６６による自動レベル制御と自動利得制御回路６０₃
による自動利得制御動作を切替える。更に詳しくは、例
えば、図４の（Ａ）に示されるように、監視信号処理回
路７０は、スイッチ１０４に対してチャネル数が変更さ
れる前後で自動レベル制御回路６６を選択させる。チャ
ネル数が変更されている間は、監視信号処理回路７０は
スイッチ１０４を制御して自動利得制御回路６０₃ を選
択させる。

【０１０４】図２３においても、監視信号処理回路７０
に制御されて制御情報を下流側の光中継器等の光装置に
伝送するレーザーダイオード（ＬＤ）１０５を備えてい
る。例えば、以下に詳細に説明されるように、このレー
ザーダイオード（ＬＤ）１０５は監視信号処理回路７０
により制御されて、制御情報（前述のチャネル数の変更
の通知やチャネル数の変更完了の通知等の制御信号）を
下流側の中継器等の光装置に送出する。

【０１０５】図２４は図２３の光増幅装置の一部の詳細
図であり、前述の各実施の形態と同一符号は同一部分を
示し、６０−１，６０−２はＬＯＧ、６０−３〜６０−
５は演算増幅器、Ｒｉ，Ｒｆは抵抗、６６−１，６６−
２，ＯＰＡは演算増幅器を示す。図２４を参照すると、
以下の動作が行われる。 （１）．通常は（即ち、チャネル数が変更されていない
とき）、スイッチ１０４は自動レベル制御回路６６（Ａ
ＬＣＰ側）を選択しているので、可変光減衰器６４から
の光出力のパワーレベルは、ホトダイオード５８₃ を介
してモニターされて、基準電圧Ｖ_ALC に対応して一定レ
ベルに維持される。 （２）．監視信号処理回路７０がチャネル数の変更を通
告する制御信号を受信すると、自動利得制御回路６０₃
の演算増幅器６０−３からの利得モニター信号（ＧＭ）
１０７が読み込まれて１０〜１００ｍｓオーダーの時定
数に従った平均利得（減衰量）が決定される。

【０１０６】（３）．上記（２）で決定した平均利得に
対応する基準電圧Ｖ_AGC が監視信号処理回路７０から自
動利得制御回路６０₃ の演算増幅器６０−５に加えられ
る。 （４）．スイッチ１０４は自動利得制御回路６０₃ （Ａ
ＧＣＰ側）を選択する。 （５）．監視信号処理回路７０は波長多重光信号に含ま
れる新規のチャネル数を示す情報を受信する。 （６）．監視信号処理回路７０は新規のチャネル数に対
応する基準電圧Ｖ_ALC を自動レベル制御回路６６の演算
増幅器６６−２に加える。 （７）．監視信号処理回路７０はチャネル数の変更が完
了したことを示す信号を受信する。または、チャネル数
の変更を通告する信号を受信してから所定の時間が経過
して、チャネル数変更完了を判定する。 （８）．スイッチ１０４は自動レベル制御回路６６（Ａ
ＬＣＰ側）を選択する。

【０１０７】可変光減衰器６４による減衰とトランジス
タ８０による制御装置８６の駆動電流の関係は、動作温
度等のパラメーターにより決まるが、それらは１対１の
関係にある。従って、上記の項目（２）は、モニターさ
れた駆動電流に基いて平均利得（減衰量）を決定するた
めに、駆動電流を（１０〜１００ｍｓのオーダーの時定
数に関して）モニターする処理（演算増幅器ＯＰＡから
の電流モニター信号ＩＭ）と置き換えることが出来る。
可変光減衰器６４の制御電流は制御されるので、その平
均レベルは一定に維持される。

【０１０８】図２５は本発明の実施の形態による光増幅
装置を用いた波長多重光伝送システムの説明図である。
１０８は光送信機（Ｔｘ ｏｒ ｎｏｄｅ）、Ｔｘ（Ｓ
Ｖ）は制御信号送信機、１１０は光受信機（Ｒｘ ｏｒ
ｎｏｄｅ）、１１２は光増幅器（Ｏ−ＡＭＰ）、１１
４は主信号制御部、１１６は監視信号処理部である。光
増幅器（Ｏ−ＡＭＰ）１１２は主光信号（波長多重光信
号）とそれに重畳された制御光信号とを増幅する。主信
号制御部１１４及び監視信号処理部１１６は、光増幅器
１１２を制御して、主光信号と制御光信号とを所望のレ
ベルに増幅して受信側へ送出する。そして、受信側の光
受信機１１０により主光信号を受信処理し、制御信号受
信機Ｒｘ（ＳＶ）により制御光信号を受信処理する。

【０１０９】図２６は、図２５の光増幅器１１２、主信
号制御部１１４、及び監視信号処理部１１６を含む光増
幅装置の構成を示す。図２６の光増幅装置は、図３と同
様な構成であるが、監視用の制御光信号を、送信側から
受信側に向かう下流側に送信するためのレーザーダイオ
ード（ＬＤ）１０５を含んでいる。 さらに詳しくは、監
視信号処理回路７０は、チャネル数変更等に伴う可変光
減衰器６４の減衰量又は光透過率が何時一定に維持され
るか、又は「凍結」されるかを示す情報を、レーザーダ
イオード（ＬＤ）１０５により制御光信号に変換し、主
光信号に多重化して伝送ラインに送出する。

【０１１０】図２７は本発明の実施の形態による複数の
光増幅装置を用いた波長多重光伝送システムを示し、こ
の波長多重光伝送システムは、送信機（Ｔｘ）１２０、
波長多重化光ファイバー増幅器／中継器（ＯＡＭＰ）１
２２及び受信機（Ｒｘ）１２４を含んでいる。 又ＳＶＴ
ｘ，ＳＶＲｘは制御光信号の送信部及び受信部を示し、
監視信号処理回路等の関連構成は図示を省略している。
又矢印ＵＰＳは上流方向、ＤＮＳは下流方向を示す。チ
ャネル数が変更されると、システム内の上流側（又は下
流側）ラインのすべてのＯＡＭＰ１２２は一定の光利得
制御動作にセットされる。

【０１１１】各送信機Ｔｘ１２０内に設けられる波長多
重光後置増幅器（図示されない）及び各受信機Ｒｘ１２
４内に設けられる波長多重光前置増幅器（図示されな
い）は共に一定利得制御動作に制御される。前述の光増
幅装置を備えた全てのＯＡＭＰ１２２が一定利得制御状
態に制御された場合は、受信機（Ｒｘ）１２４内の光受
信装置に入力される光信号パワーは変化することがあ
る。

【０１１２】図２５から図２７に示される光増幅装置を
有する波長多重光伝送システムに於いて、伝送ライン上
の受信機（Ｒｘ）により管理される伝送路内の全ての光
ファイバー増幅器がその減衰量を一定レベルに固定し、
光利得を一定レベルに維持するか否かを決定する事が可
能である。 全ての光ファイバー増幅器が一度その光利得
を一定レベルに維持すると決められた場合には、それを
示す情報が逆方向の伝送路を通じて送信機（Ｔｘ）に送
られ、チャネル数の変更が開始される。

【０１１３】以下は、チャネル数の変更処理のための図
２５〜図２７に示す光増幅装置を有する波長多重光伝送
システムの動作フローの一例である。 （１）．チャネル数の変更を通告する制御信号は上流側
ＳＶ送信部（ＳＶＴｘ）から送出される。 （２）．各ＯＡＭＰの監視信号処理回路７０はチャネル
数の変更を通告する制御信号を受信する。 （３）．各ＯＡＭＰは関連する可変光減衰器の「凍結」
動作を開始する。 （４）．各ＯＡＭＰは関連する可変光減衰器の「凍結」
動作を完了して、モニター信号にその情報を乗せて伝送
することにより（個々のＯＡＭＰを識別するための識別
番号も同様にモニター信号に挿入される）、一定の光利
得制御が開始されたことを示す情報を下流側に送出す
る。

【０１１４】（５）．上流側のＳＶ受信部（ＳＶＲｘ）
は、全ての上流側のＯＡＭＰは一定の光利得状態にある
ことを認識する。 （６）．下流側のＳＶ送信部（ＳＶＴｘ）は、全ての上
流側のＯＡＭＰは一定の光利得状態にあることを通知す
る。 （７）．下流側のＳＶ受信部（ＳＶＲｘ）は、全ての上
流側のＯＡＭＰは一定の光利得状態にあることを認識す
る。 （８）．上流側の送信機（Ｔｘ）は実際にチャネル数を
変更する。 （９）．上流側のＳＶ送信部（ＳＶＴｘ）は、チャネル
数の変更が完了したことを示す情報を発生する。

【０１１５】（１０）．各ＯＡＭＰの監視信号処理回路
７０はチャネル数の変更が完了したことを示す情報を受
信する。 （１１）．各ＯＡＭＰは関連する可変光減衰器の動作を
凍結するための凍結動作を中止させ、光出力を一定に保
つ制御を進める。 （１２）．各ＯＡＭＰは、モニター信号の形で、光出力
を一定に保つ制御への移行が完了したことを示す情報を
下流側に送出する（個々のＯＡＭＰを識別する識別信号
も同様に送出される）。 （１３）．上流側のＳＶ受信部（ＳＶＲｘ）は、全ての
ＯＡＭＰがチャネル数の変更処理を行ったことを示す情
報を受信する。 （１４）．全てのＯＡＭＰがチャネル数の変更処理を行
ったことを示す情報は送信機に送出される。

【０１１６】図２８は上記の動作フローを示すタイミン
グ図である。（ａ）はチャネル数２ｃｈ，４ｃｈ，８ｃ
ｈ等のチャネル数変更を通告するチャネル数情報、
（ｂ）は動作中のチャネル数情報、（ｃ）はＡＬＣ参照
信号、（ｄ）はＡＬＣロック信号、（ｅ）は状態信号、
（ｆ）はＡＬＣ補正動作のＯＮ，ＯＦＦ、（ｇ）は全光
パワー、（ｈ）はチャネル対応の光パワーを示し、この
チャネル対応の光パワーは、予め設定したレベル（ＰＲ
ＥＳＥＴ ＬＥＶＥＬ）を維持する場合を示す。

【０１１７】従って、チャネル数変更の処理において
は、光増幅装置は一時的に自動レベル制御機能（ＡＬ
Ｃ）を実行するのを中止（ＦＲＥＥＺＥ）して、 代わり
に一定利得機能を行うか、又は光増幅装置全体で一定利
得機能を実行させる。しかし、波長多重光伝送システム
においては、通常は光受信装置に供給される光信号のパ
ワーを一定レベルに維持する必要がある。分極の変化に
よる入力パワーの変化は従来の状況下で生ずるが、光増
幅装置の光利得を一定レベルに維持するように制御する
と、光受信装置に供給される光信号のパワーは変化す
る。

【０１１８】この問題は、波長多重光信号を個々のチャ
ネルに多重分離し、個々の多重分離したチャネル毎の光
パワーレベルを制御することにより解決できる。図２９
は本発明の実施の形態による波長多重光伝送システムの
要部の説明図である。この図２９を参照すると、多重分
離装置（ＤＥＭＵＸ）１２５は、波長多重光信号を多重
分離して受信機１２６にそれぞれ入力する。その時、光
前置増幅器１２７及び自動レベル制御ユニット１２８
は、チャネル対応に設けられているので、チャネル対応
の受信機１２６は一定のパワーレベルで光信号を受信で
きるように制御することができる。

【０１１９】本発明の上記実施の形態によれば、可変光
減衰器又は光増幅器は、波長多重光信号のチャネル数が
変更される際に、一定の利得を得るように制御可能であ
る。この場合、利得Ｇは０＜Ｇ＜１の範囲にある。この
ように、可変光減衰器の入力及び出力間の比を一定に維
持することにより、一定の利得を与えるように可変光減
衰器を制御することが出来る。

【０１２０】又本発明の実施の形態によると、光増幅器
内に希土類をドープした光ファイバーが用いられてい
る。この場合、ドーパントはエルビウム（Ｅｒ）であ
る。しかし、本発明はエルビウム（Ｅｒ）がドープされ
た光ファイバーに限定されるものではない。代わりに、
波長に応じて、他の希土類をドープした光ファイバー、
例えば、ネオジウム（Ｎｄ）をドープした光ファイバー
又はプラセオジウム（Ｐｄ）をドープした光ファイバー
等を使用することが出来る。さらに、例えば、ここに開
示された種々のホトダイオードは光トランジスタに代え
ることも出来る。

【０１２１】上記の本発明の実施の形態によれば、自動
利得制御回路及び自動レベル制御回路の特定の実施の形
態が開示される。 しかし、本発明はここに開示されてい
るこれらの回路又は他の回路の特定の回路構成に限定さ
れるものではなく、他の多くの異なる回路構成を使用す
ることも可能である。さらに、本発明の上記の実施の形
態によれば、光減衰機能を用いて光信号に対する減衰量
を可変としている。この可変光減衰器についても、既に
知られている各種の構成の可変光減衰器を適用すること
が可能である。

【０１２２】本発明の幾つかの実施の形態が示され、説
明されているが、この分野の専門知識を有するものにと
っては、特許請求の範囲に述べられている本発明の原理
及び精神から逸脱することなく様々な変更が可能である
ことは明白である。

【０１２３】以下前述の実施の形態をまとめて列記す
る。（１）可変チャネル数を有する光信号を増幅する光
増幅器と、光信号のチャネル数の変化に対応して増幅さ
れた光信号のパワーレベルを制御する制御装置とを含む
光増幅装置。 （２）光信号のチャネル数を変更する前後においては、
制御装置は光透過率を変化させて増幅した光信号を通過
させ、そのパワーレベルを光信号のチャネル数に応じて
ほぼ一定のレベルに維持させ、光信号のチャネル数が変
更された場合は、制御装置は増幅した光信号を一定の光
透過率で通過させて増幅した光信号のパワーレベルを制
御する構成を有する光増幅装置。 （３）光信号のチャネル数を変更する前後においては、
制御装置は光信号のチャネル数に応じて増幅した光信号
のパワーレベルをほぼ一定のレベルに維持し、光信号の
チャネル数が変更された場合は、制御装置は増幅された
光信号をほぼ一定の利得で増幅する光増幅装置。

【０１２４】（４）可変チャネル数を有する光信号を増
幅する光増幅器と、光信号のチャネル数を変更する前後
においては、光透過率を変化させて増幅した光信号を通
過させ、そのパワーレベルを光信号のチャネル数に応じ
てほぼ一定のレベルに維持させ、光信号のチャネル数が
変更された場合は、増幅した光信号を一定の光透過率で
通過させる制御装置とを含む光増幅装置。 （５）光信号のチャネル数を変更する前は、制御装置は
光透過率を変化させて増幅した光信号を通過させて、そ
のパワーレベルをチャネル数を変更する前の光信号のチ
ャネル数に応じたレベルに維持させ、光信号のチャネル
数を変更した後は、制御装置は光透過率を変化させて増
幅した光信号を通過させて、そのパワーレベルをチャネ
ル数を変更した後の光信号のチャネル数に応じたレベル
に維持させる構成を有する光増幅装置。 （６）光増幅器は一定利得で光信号を増幅する希土類を
ドープした光ファイバー増幅器とした光増幅装置。

【０１２５】（７）制御装置は、増幅した光信号を通過
させ、可変光透過率を有する光減衰器と、光信号のチャ
ネル数を変更する前後において、光減衰器の光透過率を
変化させて光信号のチャネル数に応じて増幅した光信号
のパワーレベルをほぼ一定に維持する自動レベル制御ユ
ニットを含む構成を有する光増幅装置。 （８）制御装置は、変更又は一定に維持可能な光透過率
を有する光減衰器を含む構成を有する光増幅装置。 （９）制御装置は、光信号のチャネル数が何時変更され
るかを示す通告信号を受信し、その通告信号を受信する
と、増幅した光信号を一定の光透過率で通過させはじ
め、チャネル数の変更が完了するまでは、増幅した光信
号を一定の光透過率で継続的に通過させる構成を有する
光増幅装置。

【０１２６】（１０）通告信号が光信号に含まれてお
り、制御装置は光信号から通告信号を抽出する構成を有
する光増幅装置。 （１１）光信号のチャネル数を変更する前後において
は、制御装置は光の透過率を変化させて、増幅した光信
号を通過させ、その増幅した光信号のパワーレベルを所
定の範囲に維持させる構成を有する光増幅装置。 （１２）増幅した光信号を伝送する分散補償光ファイバ
ー（ＤＣＦ）を含み、制御装置は、分散補償光ファイバ
ー（ＤＣＦ）による損失変化を検出し、検出された損失
変化を補償するために、増幅した光信号のパワーレベル
を制御する構成を有する光増幅装置。

【０１２７】（１３）増幅した光信号を伝送する分散補
償光ファイバー（ＤＣＦ）、及び損失変化を検出し、光
減衰器の光透過率を制御して検出した変化を補償するよ
うにした損失補償回路を有する光増幅装置。 （１４）損失補償回路は、光減衰器の光透過率を制御し
て増幅した光信号のパワーレベルを所定の範囲に維持す
る構成を有する光増幅装置。 （１５）光信号のチャネル数が変更された場合に、制御
装置は、一定の光透過率で増幅した光信号を所定の時間
だけ通過させ、所定の時間が経過した後で変更した光透
過率で増幅した光信号を通過させはじめる構成を有する
光増幅装置。

【０１２８】（１６）制御装置は、光信号のチャネル数
の変更が何時完了するかを示す完了信号を受信し、その
完了信号を受信すると、変更した光透過率で増幅した光
信号を通過させはじめ、増幅した光信号のパワーレベル
をほぼ一定のレベルに維持する構成を有する光増幅装
置。 （１７）光信号のチャネル数が変更された後に、変更し
た光透過率で増幅した光信号を通過させはじめた後で、
制御装置は完了信号を下流方向に伝送させて、チャネル
数の変更に応じて制御装置が制御動作を完了したことを
示す構成を有する光増幅装置。 （１８）制御装置は、何時光信号のチャネル数が変更さ
れるかを示し、又何時増幅した光信号を一定の光透過率
で通過させるかを示す通告信号を受信し、通告信号が下
流側に送出されることにより下流側光増幅器の各々の出
力を制御する構成を有する光増幅装置。

【０１２９】（１９）複数の光増幅器を含み、各光増幅
器に対しては識別信号を下流方向に送出して光増幅器を
識別する構成を有する光増幅装置。 （２０）制御装置は、光信号のチャネル数の変更の後の
変更した光透過率によって、増幅した光信号を通過させ
始めた後に、完了信号を下流側に送信し、チャネル数の
変更に対応して制御が完了したことを示す構成を有する
光増幅装置。 （２１）各光増幅器に対して、識別信号を下流側に送出
して光増幅器を識別する構成を有する光増幅装置。

【０１３０】（２２）光信号のチャネル数が変更された
場合に、制御装置は、所定の時間だけ一定の光透過率で
増幅した光信号を通過させ、所定の時間が経過した後
は、変更した光透過率で増幅した光信号を通過させ始め
る構成を有する光増幅装置。 （２３）各光増幅器に対して、識別信号を下流側に送出
してそれぞれの光増幅器を識別する構成を有する光増幅
装置。 （２４）光信号のチャネル数が変更された場合に、制御
装置は、所定の時間だけ一定の光透過率で、増幅した光
信号を通過させ、所定の時間が経過した後は、変更した
光透過率で、増幅した光信号を通過させ始める構成を有
する光増幅装置。

【０１３１】（２５）光信号のチャネル数が変更された
場合に、制御装置は、所定の時間だけ一定の光透過率
で、増幅した光信号を通過させ、所定の時間が経過した
後は、変更した光透過率で、増幅した光信号を通過させ
始める構成を有する光増幅装置。 （２６）複数の光増幅器を含み、各光増幅器に対して、
識別信号を下流側に送出してそれぞれの光増幅器を識別
する構成を有する光増幅装置。 （２７）制御装置を通過した後の光信号を個々の信号に
多重分離するデマルチプレクサー（多重分離装置）、及
びそれぞれ個々の信号のパワーレベルを制御して、制御
装置が一定の光透過率で増幅した光信号を通過させた場
合に、個々の信号のパワーレベルをほぼ一定に維持する
自動レベル制御ユニットを有する光増幅装置。

【０１３２】（２８）制御装置を通過した後の光信号を
光信号のチャネル数にそれぞれ対応する個々の信号に多
重分離するデマルチプレクサーと、個々の信号にそれぞ
れ対応し対応する個々の信号を受信する受信器、及び対
応する受信器に受信される前にそれぞれの信号のパワー
レベルを制御して、制御装置が増幅した光信号を一定の
光透過率で通過させた場合の個々の信号のパワーレベル
をほぼ一定に維持する自動レベル制御ユニットを有する
光増幅装置。 （２９）可変チャネル数を有する光信号を増幅する光増
幅器と、光信号のチャネル数の変更に対応して増幅され
た光信号を制御する制御装置と、制御され且つ増幅され
た光信号をチャネル対応の光信号に多重分離するデマル
チプレクサーと、それぞれチャネル対応の光信号のパワ
ーレベルを制御して、個々の光信号のパワーレベルをほ
ぼ一定に維持する自動レベル制御ユニットとを含む構成
を有する光増幅装置。 （３０）光信号のパワーレベルをほぼ一定に保ち、対応
する出力光信号を生成する自動レベル制御ユニットと、
一定の利得で自動レベル制御ユニットの出力光信号を増
幅する光ファイバー増幅器とを含む構成を有する光増幅
装置。

【０１３３】（３１）光信号のチャネル数が変更される
前後では、変更した光透過率で、光ファイバーの増幅器
の増幅された出力光信号を通過させて、光信号のチャネ
ル数に対応して増幅された出力光信号のパワーレベルを
ほぼ一定に維持し、光信号のチャネル数が変更された場
合は、一定の光透過率で光ファイバー増幅器の出力光信
号を通過させる制御装置を含む光増幅装置。 （３２）光信号のチャネル数が変更される前後では、制
御装置は光ファイバー増幅器の増幅された出力光信号を
通過させて、増幅された出力光信号のパワーレベルを所
定の範囲に維持する構成を有する光増幅装置。 （３３）制御装置は、何時光信号のチャネル数が変更さ
れるかを示し、又何時増幅した光信号を一定の光透過率
で通過させるかを示す通告信号を受信する構成を有する
光増幅装置。

【０１３４】（３４）制御装置は、何時光信号のチャネ
ル数が変更されるかを示す完了信号を受信し、この完了
信号により何時増幅した出力光信号を、変更した光透過
率で通過させるかを決めるもので、複数の下流側光増幅
器を含み、完了信号を下流側に送出されることにより下
流側光増幅器の各々の出力を制御する構成を有する光増
幅装置。 （３５）制御装置は、光信号のチャネル数の変更の後の
変更した光透過率で、増幅した光信号を通過させ始めた
後に、完了信号を下流側に送信し、チャネル数の変更に
対応して制御が完了したことを示す構成を有する光増幅
装置。 （３６）制御装置は、光信号のチャネル数の変更の後の
変更した光透過率で、増幅した光信号を通過させ始めた
後に、完了信号を下流側に送信し、チャネル数の変更に
対応して制御が完了したことを示す構成を有する光増幅
装置。

【０１３５】（３７）光信号のチャネル数が変更された
場合に、制御装置は所定の時間だけ一定の光透過率で増
幅した光信号を通過させ、所定の時間が経過した後は、
変更した光透過率で増幅した光信号を通過させ始める構
成を有する光増幅装置。 （３８）光信号のチャネル数が変更された場合に、制御
装置は所定の時間だけ一定の光透過率で増幅した光信号
を通過させ、所定の時間が経過した後は、変更した光透
過率で増幅した光信号を通過させ始める構成を有する光
増幅装置。 （３９）光信号のチャネル数が変更された場合に、制御
装置は所定の時間だけ一定の光透過率で増幅した光信号
を通過させ、所定の時間が経過した後は、変更した光透
過率で増幅した光信号を通過させ始める構成を有する光
増幅装置。

【０１３６】（４０）光信号のチャネル数が変更された
場合に、制御装置は所定の時間だけ一定の光透過率で増
幅した光信号を通過させ、所定の時間が経過した後は、
変更した光透過率で増幅した光信号を通過させ始める構
成を有する光増幅装置。 （４１）複数の光増幅器を含み、各光増幅器に対して、
識別信号を下流側に送出してそれぞれの光増幅器を識別
する構成を有する光増幅装置。 （４２）複数の光増幅器を含み、各光増幅器に対して、
識別信号を下流側に送出してそれぞれの光増幅器を識別
する構成を有する光増幅装置。

【０１３７】（４３）複数の光増幅器を含み、各光増幅
器に対して、識別信号を下流側に送出してそれぞれの光
増幅器を識別する構成を有する光増幅装置。 （４４）複数の光増幅器を含み、各光増幅器に対して、
識別信号を下流側に送出してそれぞれの光増幅器を識別
する構成を有する光増幅装置。 （４５）可変チャネル数を有する光信号を増幅する光増
幅器と、光信号のチャネル数を変更する前後において
は、光信号のチャネル数に応じて増幅した光信号のパワ
ーレベルをほぼ一定のレベルに維持し、光信号のチャネ
ル数が変更された場合は、増幅した光信号をほぼ一定の
利得で増幅する制御装置とを含む構成を有する光増幅装
置。

【０１３８】（４６）制御装置は、増幅した光信号を通
過させ、可変光透過率を有する光減衰器、及び光信号の
チャネル数を変更する前後において、光減衰器の光透過
率を変化させて光信号のチャネル数に応じて、増幅した
光信号のパワーレベルをほぼ一定に維持する自動レベル
制御ユニットを含む構成を有する光増幅装置。 （４７）光信号のチャネル数が変更された場合は、自動
レベル制御ユニットは光減衰器の光透過率を一定に維持
する構成を有する光増幅装置。 （４８）制御装置は、増幅した光信号をさらに増幅する
光増幅器、及び光信号のチャネル数を変更する前後にお
いて、制御装置の光増幅器の利得を変化させて、光信号
のチャネル数応じて、制御装置の光増幅器で増幅された
光信号のパワーレベルをほぼ一定に維持する自動レベル
制御ユニットを含む構成を有する光増幅装置。

【０１３９】（４９）制御装置は、光信号のチャネル数
が何時変更されるかを示す通告信号を受信し、その通告
信号を受信すると、増幅した光信号をほぼ一定の利得で
増幅し始め、チャネル数の変更が完了するまで増幅した
光信号をほぼ一定の利得で継続的に増幅する構成を有す
る光増幅装置。 （５０）通告信号が光信号に含まれており、制御装置は
光信号から通告信号を抽出する構成を有する光増幅装
置。 （５１）増幅した光信号を伝送する分散補償光ファイバ
ー（ＤＣＦ）を含み、制御装置は分散補償光ファイバー
（ＤＣＦ）による損失変化を検出し、増幅した光信号の
パワーレベルを制御して検出した変化を補償する構成を
有する光増幅装置。

【０１４０】（５２）光信号のチャネル数が変更された
場合に、制御装置は増幅した光信号を所定の時間だけほ
ぼ一定の利得で増幅し、所定の時間が経過した後で増幅
した光信号のパワーレベルをほぼ一定のレベルに維持し
始める構成を有する光増幅装置。 （５３）制御装置は、光信号のチャネル数の変更が何時
完了するかを示す完了信号を受信する構成を有する光増
幅装置。 （５４）光信号のチャネル数が変更された後に、増幅し
た光信号のパワーレベルをほぼ一定のレベルに維持しは
じめた後で、制御装置は完了信号を下流方向に伝送させ
て、チャネル数の変更に応じて制御装置が制御動作を完
了したことを示す構成を有する光増幅装置。

【０１４１】（５５）制御装置からの光信号を個々の信
号に多重分離するデマルチプレクサー、及びチャネル対
応の光信号のパワーレベルを制御して、制御装置が増幅
した光信号をほぼ一定の利得で増幅した場合のチャネル
対応の光信号のパワーレベルをほぼ一定に維持する自動
レベル制御ユニットを含む構成を有する光増幅装置。 （５６）可変チャネル数を有する光信号を増幅する光増
幅器と、増幅した光信号を通過させ、可変光透過率を有
する光減衰器と、光信号のチャネル数が変更される前
は、光減衰器の光透過率を変化させて、増幅した光信号
のパワーレベルをチャネル数が変更される前の光信号の
チャネル数に応じたほぼ一定のレベルに維持し、光信号
のチャネル数が変更された時は、光減衰器の光透過率を
一定に維持し、光信号のチャネル数が変更された後で
は、光減衰器の光透過率を変化させて、増幅した光信号
のパワーレベルをチャネル数が変更された後の光信号の
チャネル数に応じたほぼ一定のレベルに維持する制御装
置とを含む構成を有する光増幅装置。

【０１４２】（５７）可変チャネル数を有し、光増幅器
により増幅される光信号を制御するための方法であっ
て、光信号のチャネル数を変更する前後においては、変
更した光透過率で増幅した光信号を通過させて、増幅し
た光信号のパワーレベルを光信号のチャネル数に応じて
ほぼ一定のレベルに維持し、光信号のチャネル数が変更
された時は、一定の光透過率で増幅した光信号を通過さ
せる過程を含む光増幅装置の制御方法。 （５８）可変チャネル数を有し、光増幅器により増幅さ
れる光信号を制御するための方法であって、光信号のチ
ャネル数を変更する前後においては、光信号のチャネル
数に応じて、増幅した光信号のパワーレベルをほぼ一定
レベルに維持し、光信号のチャネル数が変更された時
は、増幅された光信号をほぼ一定の利得で増幅する過程
を含む光増幅装置の制御方法。

【０１４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、可変チ
ャネル数の波長多重光信号を増幅する光ファイバー増幅
器等の光増幅器と、チャネル数の変更時の光信号のパワ
ーレベルを制御する制御装置とを含み、制御装置は、チ
ャネル数の変更前後では、チャネル数に対応した所定の
一定レベルとなるように制御し、チャネル数変更時は、
利得一定制御により、チャネル数に対応したレベルに変
化可能に制御する構成を有し、波長多重光信号としての
チャネル数変更に於ける直線性の劣化及びＳ／Ｎの劣化
を回避し、安定な波長多重光信号の増幅を可能とするこ
とができる利点がある。

【０１４４】又光デバイスとしての分散補償光ファイバ
ーによる損失を補償する構成とし、分散補償光ファイバ
ーの特性のばらつきを補正して、安定な分散補償を可能
とすることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】波長多重光伝送システムの説明図である。

【図２】波長多重光伝送システムの光増幅装置の説明図
である。

【図３】本発明の実施の形態による光増幅装置の説明図
である。

【図４】本発明の実施の形態による光信号のチャネル数
Ｎが変化した場合の光増幅装置の動作を示すグラフであ
る。

【図５】本発明の実施の形態による自動利得制御回路の
説明図である。

【図６】本発明の実施の形態による自動レベル制御回路
の説明図である。

【図７】本発明の実施の形態による自動レベル制御回路
のスイッチング回路の説明図である。

【図８】本発明の他の実施の形態による自動レベル制御
回路の説明図である。

【図９】本発明の他の実施の形態による自動レベル制御
回路の説明図である。

【図１０】本発明の他の実施の形態による光増幅装置の
説明図である。

【図１１】本発明の更に他の実施の形態による光増幅装
置の説明図である。

【図１２】本発明の更に他の実施の形態による光増幅装
置の説明図である。

【図１３】本発明の更に他の実施の形態による光増幅装
置の説明図である。

【図１４】本発明の更に他の実施の形態による光増幅装
置の説明図である。

【図１５】本発明の更に他の実施の形態による光増幅装
置の説明図である。

【図１６】本発明の更に他の実施の形態による光増幅装
置の説明図である。

【図１７】本発明の実施の形態による図１６に示した光
増幅装置の変更例の説明図である。

【図１８】本発明の実施の形態による光増幅装置におけ
る希土類をドープした光ファイバー（ＥＤＦ）の利得−
波長特性，光フィルターの光透過率及び光フィルターの
総合利得の説明図である。

【図１９】本発明の更に他の実施の形態による光増幅装
置の説明図である。

【図２０】本発明の更に他の実施の形態による光増幅装
置の説明図である。

【図２１】本発明の更に他の実施の形態による光増幅装
置の説明図である。

【図２２】本発明の更に他の実施の形態による光増幅装
置の説明図である。

【図２３】本発明の更に他の実施の形態による光増幅装
置の説明図である。

【図２４】本発明の実施の形態による図２３に示す光増
幅装置の一部の詳細図である。

【図２５】本発明の実施の形態による光増幅装置を用い
た波長多重光伝送システムの説明図である。

【図２６】本発明の実施の形態による図２５に示す光増
幅装置を示す詳細図である。

【図２７】本発明の実施の形態による複数の光増幅装置
を用いた波長多重光伝送システムの説明図である。

【図２８】本発明の実施の形態による光増幅装置の動作
を示すタイミング図である。

【図２９】本発明の実施の形態による波長多重光伝送シ
ステムの要部の説明図である。

【符号の説明】

１０００ 第一の部分 ２０００ 第二の部分 ５２₁ 希土類ドープ光ファイバー ５４₁ 〜５４₃ 光分岐カプラー ５５₁ ，５５₂ 光アイソレーター ５６₁ 光波長多重化カプラー ５８₁ 〜５８₄ ホトダイオード（ＰＤ） ５９₁ 励起レーザーダイオード（ＬＤ） ６０₁ 自動光利得制御回路（ＡＧＣ） ６４ 可変光減衰器（ＡＴＴ） ６６ 自動レベル制御回路（ＡＬＣ） ７０ 監視信号処理回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/16 10/17 (56)参考文献 特開 平８−195733（ＪＰ，Ａ) 特開2000−174710（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−95097（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−152526（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−37472（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 10/00 - 10/28 H04J 14/00 - 14/08 H01S 3/10 H01S 3/06

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の入力端から入力された光信号を増
   幅して第１の出力端から第１の光信号を出力する第１の
   光増幅部と、 該第１の光増幅部の利得が一定となるように制御する第
   １制御手段と、 第２の入力端から入力された前記第１の光信号を増幅し
   て第２の出力端から出力する第２の光増幅部と、 該第２の光増幅部の利得が一定となるように制御する第
   ２制御手段と、 前記第１の光増幅部の前記第１の出力端と前記第２の光
   増幅部の前記第２の入力端との間に光学的に結合され、
   前記第１の光増幅部からの前記第１の光信号を前記第２
   の光増幅部の前記第２の入力端に入力する光デバイスと
   可変光減衰器とを設け、 前記光デバイスで生じる損失を補償し、前記第２の光増
   幅部から出力する波長多重光信号がチャネル数に対応し
   た一定レベルになるように前記可変光減衰器の減衰量を
   制御する第３制御手段と を備えたことを特徴とする 光増
   幅装置。
2. 【請求項２】 前記光デバイスは、前記第１の光信号に
   与えられた分散を補償する分散補償用の光ファイバーで
   あることを特徴とする請求項１記載の光増幅装置。
3. 【請求項３】 前記第１の光増幅部は、光アイソレータ
   を介して出力する構成を有することを特徴とする請求項
   １記載の光増幅装置。
4. 【請求項４】 前記光信号は、異なる波長の複数のチャ
   ネルを有し、該チャネルの数は変更可能な波長多重光信
   号であり、前記第３制御手段は、チャネル数変更前後に
   該光増幅装置の出力が光信号チャネル数に対応した一定
   レベルになるように前記可変光減衰器の減衰量を制御
   し、チャネル数変更時は前記可変光減衰器の光透過率を
   一定に維持する制御を行う構成を有することを特徴とす
   る請求項１記載の光増幅装置。
5. 【請求項５】 前記第３制御手段は、チャネル数の変更
   を通知する制御光信号を受信する監視信号処理回路を設
   け、該監視信号処理回路からの信号に基づき前記可変光
   減衰器の減衰量を制御する構成を有することを特徴とす
   る請求項１記 載の光増幅装置。
6. 【請求項６】 前記第３制御手段は、前記可変光減衰器
   の出力と前記第２の光増幅部の出力とを検出し、該光増
   幅装置の出力が光信号チャネル数に対応した一定のレベ
   ルになるように前記可変光減衰器の減衰量を制御する構
   成を有することを特徴とする請求項１記載の光増幅装
   置。
7. 【請求項７】 前記第３制御手段は、チャネル数変更を
   通知する制御光信号を受信する監視信号処理回路を設
   け、該監視信号処理回路からの信号に基づき前記可変光
   減衰器の減衰量を制御し、更に該可変光減衰器の出力と
   前記第２の光増幅部の出力とを検出し、該光増幅装置の
   出力が光信号チャネル数に対応した一定レベルになるよ
   うに該可変光減衰器の減衰量を制御する構成を有するこ
   とを特徴とする請求項１記載の光増幅装置。
8. 【請求項８】 前記第２の光増幅部は、光フィルタを有
   することを特徴とする請求項６又は７記載の光増幅装
   置。