JP3527627B2 - Optical fiber amplifier - Google Patents
Optical fiber amplifierInfo
- Publication number
- JP3527627B2 JP3527627B2 JP26843197A JP26843197A JP3527627B2 JP 3527627 B2 JP3527627 B2 JP 3527627B2 JP 26843197 A JP26843197 A JP 26843197A JP 26843197 A JP26843197 A JP 26843197A JP 3527627 B2 JP3527627 B2 JP 3527627B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gain
- light power
- optical
- optical fiber
- power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Lasers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ通信シ
ステムにおいて線形中継器として用いられる光ファイバ
増幅器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber amplifier used as a linear repeater in an optical fiber communication system.
【0002】[0002]
【従来の技術】光ファイバ通信システムでは、適当な伝
送距離ごとに線形中継器として光ファイバ増幅器を挿入
し、光ファイバ中を伝送して減衰した光信号を増幅する
ことにより、長距離の伝送を可能にしている。誘導放出
を利用した光ファイバ増幅器は、増幅帯域内で波長の異
なる複数の信号光を同時一括増幅できることから、これ
を用いた波長多重光伝送方式(WDM伝送方式)が近年
盛んに開発、研究されている。また、複数の信号の異な
る周波数を経路識別に用いる光波ネットワーク(WDM
伝達方式)も盛んに研究されている。2. Description of the Related Art In an optical fiber communication system, an optical fiber amplifier is inserted as a linear repeater for each appropriate transmission distance, and a long distance transmission is achieved by amplifying an attenuated optical signal transmitted through the optical fiber. It is possible. An optical fiber amplifier using stimulated emission can simultaneously amplify a plurality of signal lights having different wavelengths within an amplification band at the same time. Therefore, a wavelength division multiplexing optical transmission system (WDM transmission system) using this has been actively developed and studied in recent years. ing. In addition, a lightwave network (WDM) that uses different frequencies of a plurality of signals for path identification
The transmission method) is also being actively studied.
【0003】一般にエルビウム・イオン(Er3+)のよ
うな3準位レーザ遷移を用いた光ファイバ増幅器は、入
力信号光強度によって利得スペクトルが変化する。WD
M伝送・伝達システムのように複数の周波数の異なる信
号を増幅する場合には、ある入力信号光強度に対して利
得が平坦になるように最適化しても、入力信号光強度が
変化すると利得偏差が生じ、その結果、各信号光の出力
強度がばらつくことになる。Generally, in an optical fiber amplifier using a three-level laser transition such as erbium ion (Er 3+ ), the gain spectrum changes depending on the input signal light intensity. WD
In the case of amplifying a plurality of signals having different frequencies as in the M transmission / transmission system, even if the gain is optimized to be flat with respect to a certain input signal light intensity, the gain deviation will occur if the input signal light intensity changes. Occurs, and as a result, the output intensity of each signal light varies.
【0004】このチャンネル間のばらつきは、光ファイ
バ増幅器間の伝送可能スパンを縮める結果となる。一般
に、光ファイバ通信における光ファイバ伝送路への入力
信号光強度は、四光波混合、相互位相変調、自己位相変
調、誘導ブリリアン散乱、チャンネル間ラマンクロスト
ークなどの非線形現象による信号劣化が起こらないよう
に上限が設定される。また伝送距離は、各光ファイバ増
幅器への信号光が小さくなって信号/雑音比(SN比)
が悪くならないように設定される。This channel-to-channel variation results in a reduction of the transmittable span between the optical fiber amplifiers. In general, the input signal light intensity to the optical fiber transmission line in optical fiber communication should be such that signal deterioration due to nonlinear phenomena such as four-wave mixing, cross-phase modulation, self-phase modulation, stimulated Brilliant scattering, and Raman crosstalk between channels does not occur. Is set to the upper limit. In addition, the transmission distance is such that the signal light to each optical fiber amplifier becomes small and the signal / noise ratio (SN ratio)
Is set so that it does not get worse.
【0005】ここで、チャンネル間強度にばらつきがあ
る場合には、光ファイバ伝送路への入力信号光強度は1
番強度の強い信号光が入力上限を越えないように決定さ
れ、光ファイバ増幅器入力は、最小強度のチャンネルが
光ファイバ増幅器入力の下限を下回らないように設定さ
れる。伝送可能スパンは、光ファイバ伝送路入力強度/
光ファイバ増幅器入力強度で決定されるが、上記のよう
に信号光強度を設定する場合、最大チャンネルと最小チ
ャンネルの出力強度偏差分だけ、伝送可能スパンが縮ま
ることになる。たとえば、最大チャンネルと最小チャン
ネルの出力偏差が10dBある場合には、伝送可能スパンが
10dB分(約40km)短くなることになる。そのため入力
信号光強度の変化を原因とする利得偏差は、極力抑える
必要がある。Here, if the inter-channel intensity varies, the input signal light intensity to the optical fiber transmission line is 1
The signal light with the highest intensity is determined so as not to exceed the upper input limit, and the optical fiber amplifier input is set so that the channel with the lowest intensity does not fall below the lower limit of the optical fiber amplifier input. The transmittable span is the optical fiber transmission line input strength /
Although it is determined by the input intensity of the optical fiber amplifier, when the signal light intensity is set as described above, the transmittable span is reduced by the output intensity deviation between the maximum channel and the minimum channel. For example, if the output deviation between the maximum and minimum channels is 10 dB, the span that can be transmitted is
It will be shortened by 10 dB (about 40 km). Therefore, it is necessary to suppress the gain deviation due to the change of the input signal light intensity as much as possible.
【0006】これを抑える方法として、光ファイバ増幅
器の利得を一定に制御する方法がある。利得を一定に制
御することにより、入力強度の変動に対しても、チャン
ネル間の出力偏差を一定とすることができる。利得一定
制御の方法としては、(1) 任意の1チャンネルを光フィ
ルタで切り出し、入力と出力の強度比をモニタして励起
源(励起光強度、半導体レーザ用バイアス電流など)に
フィードバックする方法、(2) 全チャンネルの入力と出
力の強度比をモニタして、励起源にフィードバックする
方法、(3) 増幅媒体内でレーザ発振をおこしたり、制御
用の信号光源を用いて入力総強度を一定に保つなどによ
り光学的に利得を一定にする方法、などが一般的であ
る。この中では、制御の簡便さおよびコストの面などか
ら(1)や(2)の方法が有利である。しかし(1) について
は、WDM伝達ネットワークのように、光ファイバ増幅
器に入力される信号波長が任意に変動する可能性がある
ネットワークでは、特定の一波をモニタすることは困難
である。したがって、WDM伝達ネットワークへも適用
できるという点で、上記手法の中で(2) の適用範囲が最
も広く、利得一定制御を精度よく行うことができる。本
発明は(2) の方法に対して適用されるものである。As a method of suppressing this, there is a method of controlling the gain of the optical fiber amplifier to be constant. By controlling the gain to be constant, it is possible to make the output deviation between the channels constant, even if the input intensity varies. As a constant gain control method, (1) any one channel is cut out by an optical filter, and the intensity ratio between the input and output is monitored and fed back to the excitation source (excitation light intensity, semiconductor laser bias current, etc.), (2) A method of monitoring the input-output intensity ratio of all channels and feeding it back to the excitation source, (3) Laser oscillation in the amplification medium, or a control signal light source to keep the total input intensity constant. Generally, a method of making the gain constant optically by keeping it at, or the like. Among them, the methods (1) and (2) are advantageous from the viewpoints of simplicity of control and cost. However, with respect to (1), it is difficult to monitor a specific wave in a network such as a WDM transmission network in which the signal wavelength input to an optical fiber amplifier may fluctuate arbitrarily. Therefore, in the point that it can be applied to a WDM transmission network, the applicable range of (2) is the widest among the above methods, and the constant gain control can be performed accurately. The present invention is applied to the method (2).
【0007】図8は、(2) の方法に対応する従来の光フ
ァイバ増幅器の構成を示す。図において、入力信号光は
光分岐器2−1でその一部が分岐されて光検出器3−1
に入力され、入力信号光強度Pinが検出される。一方、
入力信号光は光ファイバ増幅器1を介して増幅される。
その出力信号光は光分岐器2−2でその一部が分岐され
て光検出器3−2に入力され、出力信号光強度Pout が
検出される。光ファイバ増幅器1は、希土類添加ファイ
バ11と、前方励起を行う励起光源12−1と、後方励
起を行う励起光源12−2と、励起光を希土類添加ファ
イバ11に入力するWDMカプラ13−1,13−2
と、入出力端に配置される光アイソレータ14−1,1
4−2とにより構成される。FIG. 8 shows the configuration of a conventional optical fiber amplifier corresponding to the method (2). In the figure, a part of the input signal light is branched by the optical branching device 2-1 and the light is detected by the photodetector 3-1.
And the input signal light intensity Pin is detected. on the other hand,
The input signal light is amplified via the optical fiber amplifier 1.
A part of the output signal light is branched by the optical branching device 2-2 and input to the photodetector 3-2, and the output signal light intensity Pout is detected. The optical fiber amplifier 1 includes a rare earth-doped fiber 11, a pumping light source 12-1 that performs forward pumping, a pumping light source 12-2 that performs backward pumping, and a WDM coupler 13-1 that inputs pumping light to the rare earth-doped fiber 11. 13-2
And the optical isolators 14-1, 1 arranged at the input and output ends
And 4-2.
【0008】利得検出部4は、入力信号光強度Pinと出
力信号光強度Pout の比Pout /Pinを利得Aとしてモ
ニタする。誤差信号抽出部5は、所定値に対する利得A
の誤差信号を抽出し、利得制御部6はその誤差信号が0
になるように励起光源12−1,12−2から出力され
る励起光強度を制御する。The gain detector 4 monitors the ratio Pout / Pin of the input signal light intensity Pin and the output signal light intensity Pout as the gain A. The error signal extraction unit 5 has a gain A for a predetermined value.
Error signal is extracted and the gain control unit 6 determines that the error signal is 0
The intensity of the excitation light output from the excitation light sources 12-1 and 12-2 is controlled so that
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】ところで、図8に示す
従来の光ファイバ増幅器における利得一定制御では、入
力信号光強度Pinと出力信号光強度Pout の比Pout /
Pin(利得A)をモニタし、それが一定となるように制
御する。しかし、誘導放出を利用する光ファイバ増幅器
の出力光には、増幅された信号光に、必ず増幅された自
然放出光(ASE:Amplified Spontaneous Emission)
が加わる。このとき、図8のような制御を行うと、Pou
t には出力信号光強度とASEが加わったものとなるの
で、Pout/Pinは正確な信号利得ではなくなり、Pout
/Pinを一定に制御しても正確な利得一定制御を行う
ことができない。入力信号光強度が小さく、出力光強度
にしめるASEの割合が大きい場合ほど、その制御の誤
差は大きくなる。By the way, in the constant gain control in the conventional optical fiber amplifier shown in FIG. 8, the ratio Pout / of the input signal light intensity Pin and the output signal light intensity Pout is set.
Pin (gain A) is monitored and controlled so that it is constant. However, the output light of the optical fiber amplifier that uses stimulated emission is the amplified signal light and the amplified spontaneous emission (ASE).
Is added. At this time, if the control shown in FIG.
Since the output signal light intensity and ASE are added to t, Pout / Pin is not an accurate signal gain, and Pout / Pin
Even if / Pin is controlled to be constant, accurate constant gain control cannot be performed. The control error increases as the intensity of the input signal light becomes smaller and the ratio of ASE to the output light intensity increases.
【0010】そこでASEの影響を除く必要があるが、
一般にASEパワーは利得と1:1には対応しない。そ
こで、ASE強度をモニタし、Pout から引算してその
影響を取り除く必要があるが、その制御は煩雑なものと
なる。Therefore, it is necessary to remove the influence of ASE,
In general, ASE power does not correspond 1: 1 with gain. Therefore, it is necessary to monitor the ASE intensity and subtract it from Pout to remove the influence, but the control becomes complicated.
【0011】本発明は、簡単な制御によりASEの影響
を取り除き、精度よく利得一定制御を行うことができる
光ファイバ増幅器を提供することを目的とする。It is an object of the present invention to provide an optical fiber amplifier capable of removing the influence of ASE by simple control and performing constant gain control with high accuracy.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバ増幅
器は、希土類添加ファイバに対して前方励起とする。そ
して、入力信号光パワーPinおよび出力信号光パワーP
out から利得を検出する際に、希土類添加ファイバで発
生する自然放出光パワーに対応する定数値(≠0)とし
てPASE を入力し、(Pout−PASE) /Pinを利得と
し、この利得が一定になるように前方励起光パワーを制
御する(請求項1)。The optical fiber amplifier according to the present invention is forward-pumped to the rare earth-doped fiber. Then, the input signal light power Pin and the output signal light power P
When detecting the gain from out, P ASE is input as a constant value (≠ 0) corresponding to the spontaneous emission light power generated in the rare earth-doped fiber, and (Pout-P ASE ) / Pin is set as the gain. The forward pumping light power is controlled so as to be constant (claim 1).
【0013】また、本発明の光ファイバ増幅器は、希土
類添加ファイバに対して前方励起および後方励起とす
る。そして、入力信号光パワーPinおよび出力信号光パ
ワーPout から利得を検出する際に、同様に(Pout−
PASE) /Pinを利得とし、この利得が一定になるよう
に前方励起光パワーPf および後方励起光パワーPb を
制御する。ただし、常にPf >Pb となるように制御す
る(請求項2)。Further, the optical fiber amplifier of the present invention is forward-pumped and backward-pumped to the rare earth-doped fiber. Then, when the gain is detected from the input signal light power Pin and the output signal light power Pout, (Pout−
P ASE ) / Pin is used as a gain, and the forward pumping light power Pf and the backward pumping light power Pb are controlled so that this gain becomes constant. However, it is controlled so that Pf> Pb always holds (Claim 2).
【0014】また、常にPf >Pb になるように制御す
る際に、入力信号光パワーの変動に対する前方励起光パ
ワー変動ΔPf と後方励起光パワー変動ΔPb が、常に
|ΔPf |<|ΔPb |となるように励起光パワーを変
化させる(請求項3)。また、ΔPf =0としたり(請
求項4)、|ΔPf |=α|ΔPb |(α<1)とする
(請求項5)。Further, when controlling so that Pf> Pb always holds, the forward pumping light power fluctuation ΔPf and the backward pumping light power fluctuation ΔPb with respect to the fluctuation of the input signal light power are always | ΔPf | <| ΔPb | The pumping light power is changed as described above (claim 3). Further, ΔPf = 0 (claim 4) or | ΔPf | = α | ΔPb | (α <1) (claim 5).
【0015】また、常にPf >Pb となるように制御す
る際に、入力信号光パワーの変動に対して、後方励起光
パワーPb が0を含む所定の最小値でなければ前方励起
光パワーPf を所定値に固定した上で後方励起光パワー
Pb を制御し、後方励起光パワーPb が0を含む所定の
最小値になった場合に後方励起光パワーPb を固定した
上で前方励起光パワーPf を制御する(請求項6)。Further, when controlling so that Pf> Pb always holds, the forward pumping light power Pf is not the predetermined minimum value including 0 with respect to the fluctuation of the input signal light power when the backward pumping light power Pb is not a predetermined minimum value. The backward pumping light power Pb is controlled after being fixed to a predetermined value, and when the backward pumping light power Pb reaches a predetermined minimum value including 0, the backward pumping light power Pb is fixed and the forward pumping light power Pf is set. Control (claim 6).
【0016】また、本発明の光ファイバ増幅器は、複数
の光増幅部と、損失が変動しない少なくとも1つの光部
品とを縦続に接続した光ファイバ増幅器において、全体
の入力信号光パワーPinおよび出力信号光パワーPout
から利得を検出する際に、同様に(Pout−PASE) /P
inを利得とし、この利得が一定になるように各光増幅部
の励起光パワーを制御する(請求項7)。Further, the optical fiber amplifier of the present invention is an optical fiber amplifier in which a plurality of optical amplifiers and at least one optical component whose loss does not change are connected in cascade, and the entire input signal optical power Pin and output signal Pin Optical power Pout
Similarly, when detecting the gain from (Pout- PASE ) / P
The gain is set to in, and the pumping light power of each optical amplifier is controlled so that this gain becomes constant (claim 7).
【0017】なお、利得検出部は、入力信号光パワーP
inおよび出力信号光パワーPout を電気信号として入力
し、所定の自然放出光パワーPASE に対応する固定の回
路定数が設定された電気回路により構成する(請求項
8)。Note that the gain detecting section is provided with the input signal light power P.
In and the output signal light power Pout are inputted as an electric signal, and the electric circuit is constituted by an electric circuit in which a fixed circuit constant corresponding to a predetermined spontaneous emission light power P ASE is set (claim 8).
【0018】このように、本発明の光ファイバ増幅器で
は、定数として与えられるASEパワーPASE を用い
る。ただし、実際にはASEの影響を定数とみなすこと
はできない。すなわち、ASEと利得の値は必ずしも1
対1には対応しない。光ファイバ増幅器の場合には、増
幅媒質中の信号光パワーIs とASEパワーIASE の伝
搬の式は、
dIs/dz=(σsN2−σaN1)Is
dIASE/dz=(σsN2−σaN1)IASE+hνσsN2
Δν
となる。ここで、zは増幅媒体の光の進行方向の位置、
N2 ,N1 はそれぞれ増幅準位の上準位,下準位の密
度、σs ,σa はそれぞれ信号光およびASE光の波長
における増幅媒体の誘導放出断面積と誘導吸収断面積、
νとΔνはそれぞれASEの中心周波数広がりを示す
(参考文献:「光増幅器とその応用」石尾、中川、他
オーム社、第5章)。As described above, the optical fiber amplifier of the present invention uses the ASE power P ASE given as a constant. However, in reality, the effect of ASE cannot be regarded as a constant. That is, the value of ASE and the gain are not always 1
It does not correspond to one-to-one. In the case of an optical fiber amplifier, the equation for propagating the signal light power I s and the ASE power I ASE in the amplification medium is dI s / dz = (σ s N 2 −σ a N 1 ) I s dI ASE / dz = (Σ s N 2 −σ a N 1 ) I ASE + hνσ s N 2
Δν. Here, z is the position in the light traveling direction of the amplification medium,
N 2 and N 1 are the densities of the upper and lower levels of the amplification level, σ s and σ a are the stimulated emission cross section and the stimulated absorption cross section of the amplification medium at the wavelengths of the signal light and the ASE light, respectively.
ν and Δν respectively indicate the center frequency spread of ASE (reference: “Optical amplifier and its application” Ishio, Nakagawa, et al.
Ohmsha, Chapter 5).
【0019】この式に示すように、IASE はIs と同様
の増幅を表す式に、自然放出光を示すhνσs N2 Δν
の項が加わっている。この式は、Is の強度(利得)
は、上準位密度,下準位密度の増幅媒体中における分布
に関わらず、増幅媒体全体の上準位密度,下準位密度の
積分値で決定されるのに対し、IASE は上準位密度,下
準位密度の増幅媒体中における分布にも依存することを
示している。すなわち、増幅器の利得と、出力ASEパ
ワーは独立に決定されるわけではなく、出力ASEパワ
ーを定数として扱うことはできない。そのため、通常は
ASEパワーをモニタしてその影響を除くなどの煩雑な
制御が必要となる。As shown in this equation, I ASE is an equation similar to I s that represents amplification, and h ν σ s N 2 Δν indicating spontaneous emission light
Is added. This equation is the intensity (gain) of I s
Is determined by the integrated value of the upper level density and the lower level density of the entire amplification medium regardless of the distribution of the upper level density and the lower level density in the amplifying medium, whereas I ASE is the upper level density. It also shows that it depends on the distributions of the position density and the lower level density in the amplification medium. That is, the gain of the amplifier and the output ASE power are not independently determined, and the output ASE power cannot be treated as a constant. Therefore, it is usually necessary to perform complicated control such as monitoring the ASE power and eliminating its influence.
【0020】ところが、増幅媒体の信号入力側の励起光
パワーを強く保つことにより、利得が一定ならばASE
パワーをほぼ定数として扱うことができる。それは、信
号入力端近傍の増幅媒質中の利得が高い場合、出力され
るASEパワーの大半は、増幅媒体の信号光入力端付近
で発生したASEが増幅媒体を通り増幅される成分で占
められるためである。However, by keeping the pumping light power on the signal input side of the amplification medium strong, if the gain is constant, ASE
Power can be treated as a constant. This is because when the gain in the amplification medium near the signal input end is high, most of the output ASE power is occupied by the component that the ASE generated near the signal light input end of the amplification medium passes through the amplification medium and is amplified. Is.
【0021】本発明はこの知見に基づき、前方励起す
る(請求項1)、前方励起光パワーPf を後方励起光
パワーPb に比べて極力高く設定する(請求項2)、
Pf>Pb の下で、前方励起光パワー変動ΔPf を後方
励起光パワー変動ΔPb に比べて小さく設定する(請求
項3〜5)、Pf >Pb の下で、入力が小さくて後方
励起パワーを0にしても制御しきれないときに前方励起
光パワーにより制御する手順を有する(請求項6)、な
どの励起光の変動のさせ方を制限する。これにより、A
SEパワーを定数として扱うことが可能となる。Based on this finding, the present invention performs forward pumping (claim 1) and sets the forward pumping light power Pf as high as possible compared to the backward pumping light power Pb (claim 2).
Under Pf> Pb, the forward pumping light power fluctuation ΔPf is set smaller than the backward pumping light power fluctuation ΔPb (claims 3 to 5). Under Pf> Pb, the input is small and the backward pumping power is 0. However, when the control cannot be completed, there is a procedure of controlling by the forward pump light power (claim 6), and the method of varying the pump light is limited. This gives A
The SE power can be treated as a constant.
【0022】従来PinとPout をモニタして利得一定制
御をする場合に問題となるASEの影響は、Pout のモ
ニタ値からあらかじめ設定されたPASE を定数として電
気回路上で引き算することにより取り除く。すなわち、
A=(Pout−PASE)/Pinが一定となるように光増幅
部(希土類添加ファイバ)を制御することにより、AS
Eの影響を排除した良好な利得一定制御が可能となる。
また、光ファイバ増幅器を多段接続して、入力信号に累
積したASEが含まれるような状況に対してもそのまま
適用できる。[0022] The ASE of the influence becomes a problem when the monitoring conventional Pin and Pout by automatic gain control, removed by subtracting electric circuits the preset P ASE from the monitor value of Pout as constants. That is,
By controlling the optical amplification section (rare earth-doped fiber) so that A = (Pout− PASE ) / Pin becomes constant, AS
Good gain constant control that eliminates the influence of E becomes possible.
Further, the present invention can be applied as it is even to a situation in which the ASE accumulated in the input signal is included by connecting the optical fiber amplifiers in multiple stages.
【0023】[0023]
(第1の実施形態:請求項1)図1は、本発明の第1の
実施形態を示す。本実施形態は、前方励起型の光増幅部
1Aを用いる。(First Embodiment: Claim 1) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. In the present embodiment, the forward pumping type optical amplification section 1A is used.
【0024】図において、入力信号光は光分岐器2−1
でその一部が分岐されて光検出器3−1に入力され、入
力信号光パワーPinが検出される。一方、入力信号光は
光増幅部1Aを介して増幅される。その出力信号光は光
分岐器2−2でその一部が分岐されて光検出器3−2に
入力され、出力信号光パワーPout が検出される。光増
幅部1Aは、希土類添加ファイバ11と、前方励起を行
う励起光源12と、励起光を希土類添加ファイバ11に
入力するWDMカプラ13と、入出力端に配置される光
アイソレータ14−1,14−2とにより構成される。In the figure, the input signal light is an optical splitter 2-1.
Then, a part of it is branched and input to the photodetector 3-1, and the input signal light power Pin is detected. On the other hand, the input signal light is amplified via the optical amplifier 1A. A part of the output signal light is branched by the optical branching device 2-2 and input to the photodetector 3-2, and the output signal light power Pout is detected. The optical amplification unit 1A includes a rare earth-doped fiber 11, a pumping light source 12 that performs forward pumping, a WDM coupler 13 that inputs pumping light to the rare earth-doped fiber 11, and optical isolators 14-1 and 14 arranged at input and output ends. -2 and.
【0025】利得検出部4Aは、入力信号光パワーPin
と、出力信号光パワーPout と、ASEパワーPASE を
入力し、(Pout−PASE)/Pinを利得Aとしてモニタ
する。なお、PASE は入力によらず一定の定数とし、こ
の値は電気回路により設定する。誤差信号抽出部5は、
所定値に対する利得Aの誤差信号を抽出し、利得制御部
6Aはその誤差信号が0になるように励起光源12から
出力される励起光パワーを変化させ、利得を制御する。The gain detecting section 4A has an input signal light power Pin.
Then, the output signal light power Pout and the ASE power PASE are input, and (Pout- PASE ) / Pin is monitored as the gain A. Note that P ASE is a constant that does not depend on the input, and this value is set by an electric circuit. The error signal extraction unit 5
The error signal of the gain A with respect to the predetermined value is extracted, and the gain control unit 6A changes the pumping light power output from the pumping light source 12 so that the error signal becomes 0, and controls the gain.
【0026】このように、前方励起構成をとることによ
り、希土類添加ファイバ11の信号光入力端近傍で高い
励起状態が得られるため、ASEパワーPASE は利得と
ほぼ1:1の対応がとれた定数として扱うことができ
る。そこで、(Pout−PASE)/Pinを利得検出値とす
ることにより、モニタする際に誤差要因となるASEの
影響を取り除くことができ、良好な利得一定制御が実現
できる。(Pout−PASE)/Pinの計算は電気回路を用
いて実現できるため、時定数1ms以内の高速な制御が
可能となる。As described above, by adopting the forward pumping configuration, a high pumping state can be obtained in the vicinity of the signal light input end of the rare earth-doped fiber 11, so that the ASE power P ASE corresponds to the gain of about 1: 1. Can be treated as a constant. Therefore, by setting (Pout- PASE ) / Pin as the gain detection value, it is possible to remove the influence of ASE that causes an error when monitoring, and it is possible to realize good gain constant control. Since the calculation of (Pout- PASE ) / Pin can be realized using an electric circuit, high-speed control within a time constant of 1 ms becomes possible.
【0027】なお、ASEパワーPASE は初期設定する
必要があるが、次のように求めることができる。PASE
は、実際に増幅された自然放出光のパワーを測定しても
良いが、次のような手順でフィッティングパラメータと
して求めることができる。Although the ASE power P ASE needs to be initialized, it can be obtained as follows. P ASE
May measure the power of the spontaneously emitted light that is actually amplified, but it can be obtained as a fitting parameter by the following procedure.
【0028】まず、制御ループを閉として制御を行わせ
る。そして、想定される最大入力信号パワーにおける所
望の増幅スペクトルを達成する励起光条件を決定し、そ
の際の信号光利得スペクトル(増幅帯域内の2つ以上の
互いに離れた波長における信号利得)を測定する。次に
想定される最小入力信号光パワーにおける信号光利得ス
ペクトルが、最大入力信号光パワー時に測定した信号光
利得スペクトルに一致するようにPASE の入力値を調整
する。PASE の最終値が所定のPASE となる。所定のP
ASE は定数として用いることができ、入力変動に対して
も良好な利得一定制御が可能となる。なお、ASEパワ
ーPASE の初期設定については以下に示す実施形態にお
いても同様である。First, the control loop is closed to perform control. Then, the pumping light condition for achieving the desired amplification spectrum at the assumed maximum input signal power is determined, and the signal light gain spectrum (signal gain at two or more wavelengths apart from each other within the amplification band) at that time is measured. To do. Next, the input value of P ASE is adjusted so that the signal light gain spectrum at the assumed minimum input signal light power matches the signal light gain spectrum measured at the maximum input signal light power. The final value of P ASE is the predetermined P ASE. Predetermined P
ASE can be used as a constant, and good constant gain control is possible even with input fluctuations. The initial setting of the ASE power P ASE is the same in the following embodiments.
【0029】(第2の実施形態:請求項2,3)図2
は、本発明の第2の実施形態を示す。本実施形態は、前
方励起および後方励起型の光増幅部1Bを用いる。(Second Embodiment: Claims 2 and 3) FIG.
Shows a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, a forward pumping type and a backward pumping type optical amplifying section 1B are used.
【0030】図において、入力信号光は光分岐器2−1
でその一部が分岐されて光検出器3−1に入力され、入
力信号光パワーPinが検出される。一方、入力信号光は
光増幅部1Bを介して増幅される。その出力信号光は光
分岐器2−2でその一部が分岐されて光検出器3−2に
入力され、出力信号光パワーPout が検出される。光増
幅部1Bは、希土類添加ファイバ11と、前方励起を行
う励起光源12−1と、後方励起を行う励起光源12−
2と、励起光を希土類添加ファイバ11に入力するWD
Mカプラ13−1,13−2と、入出力端に配置される
光アイソレータ14−1,14−2とにより構成され
る。In the figure, the input signal light is an optical branching device 2-1.
Then, a part of it is branched and input to the photodetector 3-1, and the input signal light power Pin is detected. On the other hand, the input signal light is amplified via the optical amplifier 1B. A part of the output signal light is branched by the optical branching device 2-2 and input to the photodetector 3-2, and the output signal light power Pout is detected. The optical amplification unit 1B includes a rare earth-doped fiber 11, a pumping light source 12-1 that performs forward pumping, and a pumping light source 12- that performs backward pumping.
2 and WD for inputting pumping light into the rare earth-doped fiber 11
It is composed of M couplers 13-1 and 13-2 and optical isolators 14-1 and 14-2 arranged at the input and output ends.
【0031】利得検出部4Aは、入力信号光パワーPin
と、出力信号光パワーPout と、ASEパワーPASE を
入力し、(Pout−PASE)/Pinを利得Aとしてモニタ
する。なお、PASE は入力によらず一定の定数とし、こ
の値は電気回路により設定する。誤差信号抽出部5は、
所定値に対する利得Aの誤差信号を抽出し、利得制御部
6Bはその誤差信号が0になるように励起光源12−
1,12−2から出力される励起光パワーを変化させ、
利得を制御する。The gain detecting section 4A has an input signal light power Pin.
Then, the output signal light power Pout and the ASE power PASE are input, and (Pout- PASE ) / Pin is monitored as the gain A. Note that P ASE is a constant that does not depend on the input, and this value is set by an electric circuit. The error signal extraction unit 5
The error signal of the gain A for a predetermined value is extracted, and the gain control unit 6B sets the pump light source 12- so that the error signal becomes zero.
By changing the pumping light power output from 1, 12-2,
Control the gain.
【0032】本実施形態の特徴は、希土類添加ファイバ
11の両端から励起光を入力する場合に、前方励起光お
よび後方励起光の両方のパワーを同時に変化させる。変
化方法として、前方励起光パワーPf と後方励起光パワ
ーPb をPf >Pb とし、前方励起光パワーを比較的高
くした状態で、前方励起光パワー変動ΔPf と後方励起
光パワー変動ΔPb が|ΔPf|<|ΔPb|となるよう
に制御する。図2(b)には、抽出誤差信号に対する前方
励起光および後方励起光のパワー変動の様子を示す。The feature of this embodiment is that, when pumping light is input from both ends of the rare earth-doped fiber 11, both the powers of the forward pumping light and the backward pumping light are changed simultaneously. As a changing method, the forward pumping light power Pf and the backward pumping light power Pb are set to Pf> Pb, and the forward pumping light power fluctuation ΔPf and the backward pumping light power fluctuation ΔPb are | ΔPf | The control is performed so that <│ΔPb│. FIG. 2B shows how the power of the forward pumping light and the backward pumping light varies with respect to the extraction error signal.
【0033】このように前方励起光パワーと後方励起光
パワーを不均一に変動させ、希土類添加ファイバ11の
信号光入力端付近の反転分布を高く保った上で、定数と
して扱うことができるASEパワーPASE を用いて利得
(Pout−PASE) /Pinを求めることにより、精度よく
利得一定制御が可能となる。また、この励起光の制御法
は、雑音指数を増加させないためにも有効である。In this way, the forward pumping light power and the backward pumping light power are varied non-uniformly, the population inversion near the signal light input end of the rare earth-doped fiber 11 is kept high, and the ASE power can be treated as a constant. by determining the gain (Pout-P ASE) / Pin with P ASE, it is possible to precisely gain control. Further, this pumping light control method is also effective in not increasing the noise figure.
【0034】(第3の実施形態:請求項4)図3は、本
発明の第3の実施形態を示す。本実施形態は、第2の実
施形態と同様の前方励起および後方励起型の光増幅部1
Bを用いる。(Third Embodiment: Claim 4) FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. This embodiment is the same as the second embodiment, in which the forward-pumped and backward-pumped optical amplifier 1 is used.
B is used.
【0035】本実施形態の特徴は、希土類添加ファイバ
11の両端から励起光を入力する場合に、利得制御部6
Cにおいて前方励起光パワーPf を高く一定に保ったま
まとし、後方励起光パワーPb を変化させて利得を制御
する点にある。図3(b) には、抽出誤差信号に対する前
方励起光および後方励起光のパワー変動を示す。The feature of this embodiment is that when the pumping light is input from both ends of the rare earth-doped fiber 11, the gain control unit 6 is provided.
In C, the forward pumping light power Pf is kept high and constant, and the backward pumping light power Pb is changed to control the gain. FIG. 3B shows power fluctuations of the forward pump light and the backward pump light with respect to the extraction error signal.
【0036】これにより、希土類添加ファイバ11の信
号光入力端付近の反転分布は高く保たれ、出力端からの
ASEは入力端付近で発生したASEが増幅されたもの
が主に出力されることになる。よって、ASEパワーは
利得を強く反映したものとなり、利得一定制御下でP
ASE を定数とみなすことができる。この結果、 (Pout
−PASE)/Pinという制御により、PASE を定数として
も精度よく利得一定制御が可能となる。また、この励起
光の制御法は、雑音指数を増加させないためにも有効で
ある。As a result, the population inversion near the signal light input end of the rare earth-doped fiber 11 is kept high, and the ASE from the output end is mainly the amplified ASE generated near the input end. Become. Therefore, the ASE power strongly reflects the gain, and P
ASE can be regarded as a constant. As a result, (Pout
By controlling −P ASE ) / Pin, it is possible to accurately control the constant gain even if P ASE is a constant. Further, this pumping light control method is also effective in not increasing the noise figure.
【0037】(第4の実施形態:請求項5)図4は、本
発明の第4の実施形態を示す。本実施形態は、第2の実
施形態と同様の前方励起および後方励起型の光増幅部1
Bを用いる。(Fourth Embodiment: Claim 5) FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention. This embodiment is the same as the second embodiment, in which the forward-pumped and backward-pumped optical amplifier 1 is used.
B is used.
【0038】本実施形態の特徴は、希土類添加ファイバ
11の両端から励起光を入力する場合に、前方励起光お
よび後方励起光の両方のパワーを同時に変化させる。変
化方法として、前方励起光パワーPf と後方励起光パワ
ーPb をPf >Pb とし、前方励起光パワーを比較的高
くした状態で、前方励起光パワー変動ΔPf と後方励起
光パワー変動ΔPb をΔPf <ΔPb となるように制御
する。ここまでは第2の実施形態と同様であるが、本実
施形態ではΔPf とΔPb の関係について、利得制御部
6Dにおいて、
|ΔPf |=α|ΔPb |(ただし、α<1)
となるように制御する。The feature of this embodiment is that, when pumping light is input from both ends of the rare earth-doped fiber 11, both the powers of the forward pumping light and the backward pumping light are changed simultaneously. As a changing method, the forward pumping light power Pf and the backward pumping light power Pb are set to Pf> Pb, and the forward pumping light power fluctuation ΔPf and the backward pumping light power fluctuation ΔPb are set to ΔPf <ΔPb while the forward pumping light power is relatively high. Control so that. The process up to this point is the same as in the second embodiment, but in the present embodiment, regarding the relationship between ΔPf and ΔPb, in the gain control unit 6D, | ΔPf | = α | ΔPb | (where α <1) Control.
【0039】たとえば、後方励起光パワーPb を0から
Pbmaxまで変化させた場合に、前方励起光パワーPf を
Pf =(Pfmax−Pfmin)×Pb/Pbmax+Pfmin (Pfmin>0)
=α×Pb +β(α<1)
という関係式に応じて変化させる。図4(b) には、抽出
誤差信号に対する前方励起光および後方励起光のパワー
変動を示す。ここで、PfmaxおよびPbmaxをそれぞれ前
方励起光と後方励起光の最大励起光パワーとする。この
場合、信号光の入力が許容入力レベルの最小値のとき前
方励起光パワーがPfminとなり、後方励起光パワーが0
となり入力端付近の励起光パワーが高くなっている。ま
た、入力光が変化した場合にも、必ず前方励起光パワー
が後方励起光パワーに比べて大きくなる。For example, when the backward pumping light power Pb is changed from 0 to Pb max , the forward pumping light power Pf is Pf = (Pf max −Pf min ) × Pb / Pb max + Pf min (Pf min > 0) = Α × Pb + β (α <1) according to the relational expression. FIG. 4B shows the power fluctuations of the forward pump light and the backward pump light with respect to the extraction error signal. Here, Pf max and Pb max are the maximum pumping light powers of the forward pumping light and the backward pumping light, respectively. In this case, when the input signal light is at the minimum allowable input level, the forward pumping light power becomes Pf min and the backward pumping light power becomes 0.
The pumping light power near the input end is high. Further, even when the input light changes, the forward pumping light power always becomes larger than the backward pumping light power.
【0040】このように、前方励起光および後方励起光
の両方のパワーを動かす場合にも、それぞれの動かし方
の割合を上記のようにすることにより、希土類添加ファ
イバ11の信号光入力端付近の反転分布は高く保たれ、
(Pout−PASE)/Pinという制御により、精度よく利得
一定制御が可能となる。この制御法は、両方の励起光パ
ワーを変動させるため、大きな入力変動に対応できる
上、制御も簡便である。また、この励起光の制御法は、
雑音指数を増加させないためにも有効である。As described above, even when the powers of both the forward pumping light and the backward pumping light are moved, the ratios of the respective moving methods are set as described above, so that the signal light input end of the rare earth-doped fiber 11 near the input end. The population inversion is kept high,
By the control of (Pout- PASE ) / Pin, the constant gain control can be accurately performed. Since this control method fluctuates both pumping light powers, it is possible to cope with a large input fluctuation and the control is simple. Moreover, the control method of this excitation light is
It is also effective in not increasing the noise figure.
【0041】(第5の実施形態:請求項6)図5は、本
発明の第5の実施形態を示す。本実施形態は、第2の実
施形態と同様の前方励起および後方励起型の光増幅部1
Bを用いる。(Fifth Embodiment: Claim 6) FIG. 5 shows a fifth embodiment of the present invention. This embodiment is the same as the second embodiment, in which the forward-pumped and backward-pumped optical amplifier 1 is used.
B is used.
【0042】本実施形態の特徴は、利得制御部6Eにお
いて、前方励起光パワーPf と後方励起光パワーPb を
Pf >Pb とし、希土類添加ファイバ11の両端から励
起光を入力する場合に、後方励起光パワーPb が0を含
む所定の最小値でなければ、前方励起光パワーPf を固
定して後方励起光パワーPb を制御する。後方励起光パ
ワーPb が0を含む所定の最小値になった場合には、前
方励起光パワーPf を制御する。すなわち、励起光パワ
ーの変化のさせ方に優先順位をつけるものである。図5
(b),(c) には、抽出誤差信号に対する前方励起光および
後方励起光のパワー変動を示す。The feature of this embodiment is that in the gain control section 6E, when the forward pumping light power Pf and the backward pumping light power Pb are Pf> Pb and the pumping light is inputted from both ends of the rare earth-doped fiber 11, the backward pumping light is supplied. If the optical power Pb is not a predetermined minimum value including 0, the forward pumping light power Pf is fixed and the backward pumping light power Pb is controlled. When the backward pumping light power Pb reaches a predetermined minimum value including 0, the forward pumping light power Pf is controlled. That is, the method of changing the pumping light power is prioritized. Figure 5
(b) and (c) show the power fluctuations of the forward pump light and the backward pump light with respect to the extraction error signal.
【0043】これにより、希土類添加ファイバ11の信
号光入力端付近の反転分布は高く保たれ、(Pout−P
ASE)/Pinという制御により、精度よく利得一定制御
が可能となる。また、この励起光の制御法は、雑音指数
を増加させないためにも有効である。As a result, the population inversion in the vicinity of the signal light input end of the rare earth-doped fiber 11 is kept high and (Pout-P
By the control of ASE ) / Pin, the gain constant control can be accurately performed. Further, this pumping light control method is also effective in not increasing the noise figure.
【0044】(第6の実施形態:請求項7)図6は、本
発明の第6の実施形態を示す。本実施形態は、複数の光
増幅部を縦続に接続した構成に適用される。(Sixth Embodiment: Claim 7) FIG. 6 shows a sixth embodiment of the present invention. The present embodiment is applied to a configuration in which a plurality of optical amplification units are connected in cascade.
【0045】本実施形態の特徴は、複数の光増幅部1B
(または1A)および光アイソレータ等の損失が変動し
ない光部品8を縦続に接続し、増幅器全体の入力端と出
力端に、PinモニタおよびPout モニタを1対設置し、
その検出値に応じて利得一定制御を行うところにある。
本実施形態のように、損失が変動しない光部品8が挿入
されている場合には、第1の実施形態から第5の実施形
態に示した方法により、(Pout−PASE)/Pinが一定
となる制御を行うことにより、利得一定制御が可能とな
る。この場合にも、各光増幅部において希土類添加ファ
イバ11の信号光入力端付近の励起光パワーを高くして
おくことにより制御精度を高めることができる。また、
これは雑音指数を増加させないためにも有効である。The feature of this embodiment is that a plurality of optical amplifiers 1B are provided.
(Or 1 A) and optical components 8 such as an optical isolator whose loss does not change are connected in cascade, and a pair of Pin monitor and Pout monitor are installed at the input and output ends of the entire amplifier,
The constant gain control is performed according to the detected value.
When the optical component 8 whose loss does not change is inserted as in the present embodiment, (Pout- PASE ) / Pin is kept constant by the methods shown in the first to fifth embodiments. By performing such control, it becomes possible to perform constant gain control. Also in this case, the control accuracy can be improved by increasing the pumping light power in the vicinity of the signal light input end of the rare earth-doped fiber 11 in each optical amplifier. Also,
This is also effective in not increasing the noise figure.
【0046】(第7の実施形態)図7は、本発明の第7
の実施形態を示す。本実施形態は、複数の光増幅部を縦
続に接続した構成に適用される。(Seventh Embodiment) FIG. 7 shows a seventh embodiment of the present invention.
2 shows an embodiment of the present invention. The present embodiment is applied to a configuration in which a plurality of optical amplification units are connected in cascade.
【0047】本実施形態の特徴は、複数の光増幅部1B
(または1A)および損失が変動する光部品9を縦続に
接続した場合に、第1の実施形態から第5の実施形態に
示した方法により、各光増幅部ごとに利得一定制御を行
うところにある。The feature of this embodiment is that a plurality of optical amplifiers 1B are provided.
(Or 1 A) and the optical components 9 with variable loss are connected in cascade, the constant gain control is performed for each optical amplification unit by the method described in the first to fifth embodiments. is there.
【0048】すなわち、各光増幅部間に損失が変動する
光部品9が挿入されている場合には、それぞれの光増幅
部において、(Pout−PASE)/Pinが一定となる制御
を行うことにより、増幅器全体の利得一定制御が可能と
なる。この場合にも、第1の実施形態から第5の実施形
態に示した方法で、希土類添加ファイバ11の信号光入
力端付近の励起光パワーを高くしておくことにより制御
精度を高めることができる。また、これは雑音指数を増
加させないためにも有効である。That is, when the optical component 9 with variable loss is inserted between the optical amplifiers, the control such that (Pout- PASE ) / Pin is constant is performed in each optical amplifier. This enables constant gain control of the entire amplifier. Also in this case, the control accuracy can be improved by increasing the pumping light power in the vicinity of the signal light input end of the rare earth-doped fiber 11 by the method shown in the first to fifth embodiments. . This is also effective in not increasing the noise figure.
【0049】第7の実施形態では、各光ファイバ増幅器
間に、損失が変動する光部品9として光アッテネータが
挿入されることがよくある。光アッテネータを挿入する
ことにより、各光ファイバ増幅器への入力光強度が高い
場合にも、後段の光ファイバ増幅器の入力が高くなりす
ぎて利得一定制御がかからなくなることを防ぐことがで
きる。すなわち、光ファイバ増幅器の入力ダイナミック
レンジを上げることができる。このような場合には、光
ファイバ増幅器のPin,Pout をモニタして利得一定制
御をかけることはできないが、それぞれの光ファイバ増
幅器について第1の実施形態から第5の実施形態に示し
た方法で利得一定制御を行えば、良好に利得偏差を抑え
た制御が可能となる。In the seventh embodiment, an optical attenuator is often inserted between the optical fiber amplifiers as the optical component 9 whose loss varies. By inserting the optical attenuator, even when the input light intensity to each optical fiber amplifier is high, it is possible to prevent the input of the optical fiber amplifier in the subsequent stage from becoming too high and losing the constant gain control. That is, the input dynamic range of the optical fiber amplifier can be increased. In such a case, it is not possible to monitor Pin and Pout of the optical fiber amplifier and perform constant gain control. However, the method shown in the first to fifth embodiments is applied to each optical fiber amplifier. If constant gain control is performed, it is possible to perform control with the gain deviation suppressed satisfactorily.
【0050】[0050]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ファイ
バ増幅器は、前方励起をとることにより、または前方励
起および後方励起をとる場合でも前方励起光パワーを大
きくすることにより、希土類添加ファイバの信号光入力
端近傍で高い励起状態が得られ、ASEパワーPASE を
利得に対応がとれた定数として扱うことができる。した
がって、利得は(Pout−PASE)/Pinにより検出する
ことができ、ASEの影響を取り除いた良好な利得一定
制御を実現することができる。As described above, the optical fiber amplifier according to the present invention can be used for rare-earth-doped fibers by performing forward pumping, or by increasing forward pumping light power even when performing forward pumping and backward pumping. A high pumping state is obtained near the signal light input end, and the ASE power P ASE can be treated as a constant corresponding to the gain. Therefore, the gain can be detected by (Pout- PASE ) / Pin, and good constant gain control can be realized by removing the influence of ASE.
【図1】本発明の光ファイバ増幅器の第1の実施形態を
示す図。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of an optical fiber amplifier according to the present invention.
【図2】本発明の光ファイバ増幅器の第2の実施形態を
示す図。FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the optical fiber amplifier according to the present invention.
【図3】本発明の光ファイバ増幅器の第3の実施形態を
示す図。FIG. 3 is a diagram showing a third embodiment of the optical fiber amplifier according to the present invention.
【図4】本発明の光ファイバ増幅器の第4の実施形態を
示す図。FIG. 4 is a diagram showing a fourth embodiment of the optical fiber amplifier according to the present invention.
【図5】本発明の光ファイバ増幅器の第5の実施形態を
示す図。FIG. 5 is a diagram showing a fifth embodiment of the optical fiber amplifier according to the present invention.
【図6】本発明の光ファイバ増幅器の第6の実施形態を
示す図。FIG. 6 is a diagram showing a sixth embodiment of the optical fiber amplifier according to the present invention.
【図7】本発明の光ファイバ増幅器の第7の実施形態を
示す図。FIG. 7 is a diagram showing a seventh embodiment of the optical fiber amplifier according to the present invention.
【図8】従来の光ファイバ増幅器の利得一定制御回路の
構成を示す図。FIG. 8 is a diagram showing the configuration of a conventional constant gain control circuit for an optical fiber amplifier.
1A 前方励起型の光増幅部 1B 前方励起および後方励起型の光増幅部 2 光分岐器 3 光検出器 4,4A 利得検出部 5 誤差信号抽出部 6,6A,6B,6C,6D,6E 利得制御部 8 損失が変動しない光部品 9 損失が変動する光部品 11 希土類添加ファイバ 12 励起光源 13 WDMカプラ 14 光アイソレータ 1A Forward pump type optical amplifier 1B Forward pumping and backward pumping type optical amplifier 2 Optical splitter 3 Photodetector 4,4A gain detector 5 Error signal extraction unit 6,6A, 6B, 6C, 6D, 6E Gain control unit 8 Optical components whose loss does not fluctuate 9 Optical components with variable loss 11 Rare earth doped fiber 12 Excitation light source 13 WDM coupler 14 Optical isolator
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−162476(JP,A) 特開 平6−308548(JP,A) 特開 平7−38187(JP,A) 特開 平5−292036(JP,A) 特開 平8−111664(JP,A)Continued front page (56) Reference JP-A-9-162476 (JP, A) JP-A-6-308548 (JP, A) JP-A-7-38187 (JP, A) JP-A-5-292036 (JP, A) JP-A-8-111664 (JP, A)
Claims (8)
バと、この希土類添加ファイバの入力端から前方励起光
を入力する励起手段を含む光増幅部と、 前記光増幅部の入力信号光パワーPinおよび出力信号光
パワーPout を検出する光検出手段と、 前記光検出手段の検出値から前記光増幅部における利得
を検出する利得検出部と、 前記利得検出部で検出された利得と予め設定した所定の
利得との誤差信号を抽出する誤差信号抽出部と、 前記誤差信号に応じて前記前方励起光パワーを変動さ
せ、前記光増幅部における利得が一定になるように制御
する利得制御部とを備えた光ファイバ増幅器において、前記利得制御部は、前記前方励起パワーを制御すること
により所定の利得で前記光増幅部が動作時に発生する自
然放出光パワーP ASE を定数値(≠0)とする構成であ
り、 前記利得検出部は、前記定数値の自然放出光パワーP
ASE を入力し、(Pout−PASE)/Pinを前記光増幅部
の検出利得として前記誤差信号抽出部に出力する構成で
あることを特徴とする光ファイバ増幅器。1. A rare earth-doped fiber used as an amplification medium, an optical amplifier including a pumping means for inputting forward pumping light from an input end of the rare earth-doped fiber, an input signal optical power Pin and an output signal of the optical amplifier. A light detecting unit that detects the optical power Pout, a gain detecting unit that detects a gain in the optical amplifying unit from a detection value of the light detecting unit, a gain detected by the gain detecting unit, and a preset predetermined gain. An optical fiber including an error signal extraction unit that extracts the error signal of (1), and a gain control unit that controls the forward pumping light power according to the error signal to control the gain in the optical amplification unit to be constant. In the amplifier, the gain control unit controls the forward pump power.
Is generated by the optical amplifier with a predetermined gain during operation.
Naturally, the emitted light power P ASE is a constant value (≠ 0).
And the gain detection unit controls the spontaneous emission light power P of the constant value.
An optical fiber amplifier having a configuration in which ASE is input and (Pout- PASE ) / Pin is output to the error signal extraction unit as a detection gain of the optical amplification unit.
バと、この希土類添加ファイバの入力端と出力端の双方
から前方励起光および後方励起光を入力する励起手段を
含む光増幅部と、 前記光増幅部の入力信号光パワーPinおよび出力信号光
パワーPout を検出する光検出手段と、 前記光検出手段の検出値から前記光増幅部における利得
を検出する利得検出部と、 前記利得検出部で検出された利得と予め設定した所定の
利得との誤差信号を抽出する誤差信号抽出部と、 前記誤差信号に応じて前記前方励起光パワーPf および
前記後方励起光パワーPb を変動させ、前記光増幅部に
おける利得が一定になるように制御する利得制御部とを
備えた光ファイバ増幅器において、 前記利得制御部は、前記前方励起光パワーP f および前
記後方励起光パワーP b を常にPf >Pb となるように
制御することにより、所定の利得で前記光増幅部が動作
時に発生する自然放出光パワーP ASE を定数値(≠0)
とする構成であり、 前記利得検出部は、前記定数値の自然放出光パワーP
ASE を入力し、(Pout−PASE)/Pinを前記光増幅部
の検出利得として前記誤差信号抽出部に出力する構成で
あることを特徴とする光ファイバ増幅器。2. A rare earth-doped fiber used as an amplification medium, and an optical amplifier including a pumping means for inputting forward pumping light and backward pumping light from both an input end and an output end of the rare earth-doped fiber, and the optical amplifier. Of the input signal light power Pin and the output signal light power Pout, a gain detector for detecting the gain in the optical amplifier from the detection value of the light detector, and a gain detector for detecting the gain. An error signal extraction unit that extracts an error signal between a gain and a preset predetermined gain, and a gain in the optical amplification unit that varies the forward pumping light power Pf and the backward pumping light power Pb according to the error signal. In the optical fiber amplifier, the gain control section controls the forward pumping light power P f and the forward pumping light power P f to be constant.
By controlling the serial backward pumping light power P b to always be Pf> Pb, the optical amplification unit is operating in the predetermined gain
The spontaneous emission light power P ASE sometimes generated is a constant value (≠ 0)
And the gain detection unit is configured such that the spontaneous emission light power P having the constant value is
An optical fiber amplifier having a configuration in which ASE is input and (Pout- PASE ) / Pin is output to the error signal extraction unit as a detection gain of the optical amplification unit.
いて、 利得制御部は、入力信号光パワーの変動に対する前方励
起光パワー変動ΔPfと後方励起光パワー変動ΔPb
が、常に|ΔPf |<|ΔPb |となるように励起手段
を制御する構成であることを特徴とする光ファイバ増幅
器。3. The optical fiber amplifier according to claim 2, wherein the gain control section has a forward pumping light power fluctuation ΔPf and a backward pumping light power fluctuation ΔPb with respect to a fluctuation of the input signal light power.
The optical fiber amplifier is characterized in that the pumping means is controlled so that | ΔPf | <| ΔPb | always holds.
いて、 利得制御部は、ΔPf =0とすることを特徴とする光フ
ァイバ増幅器。4. The optical fiber amplifier according to claim 3, wherein the gain controller sets ΔPf = 0.
いて、 利得制御部は、|ΔPf |=α|ΔPb |(ただし、α
<1)となるように励起手段を制御する構成であること
を特徴とする光ファイバ増幅器。5. The optical fiber amplifier according to claim 3, wherein the gain controller includes | ΔPf | = α | ΔPb |
An optical fiber amplifier characterized in that the pumping means is controlled so as to satisfy <1).
いて、 利得制御部は、入力信号光パワーの変動に対して、後方
励起光パワーPb が0を含む所定の最小値でなければ前
方励起光パワーPf を所定値に固定した上で後方励起光
パワーPb を制御し、後方励起光パワーPb が0を含む
所定の最小値になった場合に後方励起光パワーPb を固
定した上で前方励起光パワーPf を制御する構成である
ことを特徴とする光ファイバ増幅器。6. The optical fiber amplifier according to claim 2, wherein the gain control unit does not respond to fluctuations in the input signal light power unless the backward pump light power Pb is a predetermined minimum value including 0. The backward pumping light power Pb is controlled after fixing the power Pf to a predetermined value, and when the backward pumping light power Pb reaches a predetermined minimum value including 0, the backward pumping light power Pb is fixed and then the forward pumping light Pb. An optical fiber amplifier having a structure for controlling power Pf.
光増幅部と、損失が変動しない少なくとも1つの光部品
とを縦続に接続した光ファイバ増幅器において、 前記複数の光増幅部全体の入力信号光パワーPinおよび
出力信号光パワーPout を検出する光検出手段と、 前記光検出手段の検出値と、あらかじめ設定した所定の
利得で前記各光増幅部が動作時に発生する自然放出光パ
ワーに対応する定数値(≠0)としてPASE を入力し、
(Pout−PASE) /Pinを前記複数の光増幅部全体にお
ける検出利得として出力する利得検出部と、 前記利得検出部で検出された利得と予め設定した所定の
利得との誤差信号を抽出する誤差信号抽出部と、 前記誤差信号に応じて、前記各光増幅部の前記前方励起
光パワーPf および前記後方励起光パワーPb を請求項
2から請求項6のいずれかに記載の制御法に基づいて変
動させ、前記複数の光増幅部全体の利得が一定になるよ
うに制御する利得制御部とを備えたことを特徴とする光
ファイバ増幅器。7. An optical fiber amplifier in which a plurality of optical amplification units according to claim 1 or 2 and at least one optical component whose loss does not change are connected in cascade. The light detection means for detecting the input signal light power Pin and the output signal light power Pout, the detection value of the light detection means, and the spontaneous emission light power generated at the time of operation of each of the light amplification parts with a predetermined gain set in advance. Enter P ASE as the corresponding constant value (≠ 0),
A gain detection unit that outputs (Pout- PASE ) / Pin as a detection gain in the plurality of optical amplification units as a whole, and an error signal between the gain detected by the gain detection unit and a preset predetermined gain is extracted. An error signal extraction unit, and the forward pumping light power Pf and the backward pumping light power Pb of each of the optical amplifying units based on the control method according to any one of claims 2 to 6 according to the error signal. And a gain control unit that controls the gains of the plurality of optical amplification units to be constant.
ファイバ増幅器において、 利得検出部は、光検出手段で検出される入力信号光パワ
ーPinおよび出力信号光パワーPout を電気信号として
入力し、所定の自然放出光パワーPASE に対応する固定
の回路定数が設定された電気回路により構成されたこと
を特徴とする光ファイバ増幅器。8. The optical fiber amplifier according to claim 1, wherein the gain detecting section uses the input signal light power Pin and the output signal light power Pout detected by the light detecting means as electric signals. An optical fiber amplifier characterized by comprising an electric circuit in which a fixed circuit constant corresponding to a predetermined spontaneous emission light power P ASE is set.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26843197A JP3527627B2 (en) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | Optical fiber amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26843197A JP3527627B2 (en) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | Optical fiber amplifier |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11112434A JPH11112434A (en) | 1999-04-23 |
JP3527627B2 true JP3527627B2 (en) | 2004-05-17 |
Family
ID=17458404
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26843197A Expired - Lifetime JP3527627B2 (en) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | Optical fiber amplifier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3527627B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11165501B2 (en) | 2016-02-19 | 2021-11-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Excitation light source apparatus and optical transmission system |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1085683A1 (en) | 1999-09-15 | 2001-03-21 | TELEFONAKTIEBOLAGET L M ERICSSON (publ) | WDM optical communication system |
KR100322008B1 (en) * | 2000-02-02 | 2004-09-07 | 삼성전자 주식회사 | Reference wavelength establishing equipment in optical channel monitoring module |
KR100321993B1 (en) * | 2000-02-02 | 2004-09-07 | 삼성전자 주식회사 | Reference wavelength establishing equipment in optical channel monitoring module |
US6519081B2 (en) * | 2000-04-13 | 2003-02-11 | Corning Incorporated | Method of operating a noise-compensating gain controller for an optical amplifier |
JP4628523B2 (en) * | 2000-06-13 | 2011-02-09 | 富士通株式会社 | Method, apparatus and system for evaluating characteristics of optical fiber transmission line |
JP4689015B2 (en) | 2000-08-14 | 2011-05-25 | 富士通株式会社 | Optical amplification device, optical amplification method, and optical communication system |
JP4588282B2 (en) * | 2000-08-31 | 2010-11-24 | 富士通株式会社 | Optical communication system startup method, channel increase / decrease method, and computer-readable recording medium |
WO2002021203A1 (en) * | 2000-09-07 | 2002-03-14 | Fujitsu Limited | Optical amplifier and optical communication system |
JP2002198601A (en) | 2000-12-22 | 2002-07-12 | Nec Corp | Optical amplifier and optical amplification method |
JP4481540B2 (en) | 2001-12-07 | 2010-06-16 | 富士通株式会社 | Optical amplifier |
GB2389957A (en) * | 2002-06-19 | 2003-12-24 | Kamelian Ltd | Automatic power control of a semiconductor optical amplifier |
EP1557916A4 (en) * | 2002-11-01 | 2009-12-16 | Fujitsu Ltd | Controlling device of optical amplifier and controlling method |
WO2004068658A1 (en) * | 2003-01-30 | 2004-08-12 | Fujitsu Limited | Optical amplifier |
JP2005150435A (en) * | 2003-11-17 | 2005-06-09 | Fujitsu Ltd | Optical amplifier and control method thereof |
US7592580B2 (en) | 2004-05-26 | 2009-09-22 | Mitsubishi Electric Corporation | Optical amplifier and gain control method |
JP4774846B2 (en) * | 2005-07-19 | 2011-09-14 | 住友電気工業株式会社 | Optical amplification device and control method thereof |
JP4727485B2 (en) * | 2006-03-31 | 2011-07-20 | 富士通株式会社 | Optical transmission equipment |
JP2007318043A (en) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Optical amplifier device, and optical transmission system |
JP5211796B2 (en) * | 2008-03-26 | 2013-06-12 | 日本電気株式会社 | Optical amplifier, input light level calculation method, and optical amplifier controller |
JP5625415B2 (en) | 2010-03-19 | 2014-11-19 | 富士通株式会社 | Optical amplification device, gain control method, optical transmission device, and gain control device |
WO2019187051A1 (en) | 2018-03-30 | 2019-10-03 | 日本電気株式会社 | Optical amplifier, optical amplifier control method, and optical communication system |
-
1997
- 1997-10-01 JP JP26843197A patent/JP3527627B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11165501B2 (en) | 2016-02-19 | 2021-11-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Excitation light source apparatus and optical transmission system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11112434A (en) | 1999-04-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3527627B2 (en) | Optical fiber amplifier | |
JP4388705B2 (en) | Optical amplifier | |
EP2209232B1 (en) | Gain and signal level adjustments of cascaded optical amplifiers | |
US5633750A (en) | Optical fiber amplifier | |
US7142356B2 (en) | Fast dynamic gain control in an optical fiber amplifier | |
US7085043B2 (en) | Optical amplifier | |
US7038841B2 (en) | Fiber amplifier and control method thereof | |
US6373625B1 (en) | Method, apparatus, and system for optical amplification | |
JPH11275021A (en) | Optical amplifier | |
US7898732B2 (en) | Fast dynamic gain control in a bidirectionally-pumped Raman fiber amplifier | |
US20050099676A1 (en) | Raman amplifier and optical relay transmission system | |
US7554719B2 (en) | Fast dynamic gain control in an optical fiber amplifier | |
JP2001094181A (en) | Optical amplifier | |
EP1696524B1 (en) | Fast dynamic gain control in an optical fiber amplifier | |
US20050179992A1 (en) | Optical amplifier using delayed phase matching fiber | |
US6483634B1 (en) | Optical amplifier | |
JP3845210B2 (en) | Optical amplifier | |
KR100567317B1 (en) | Optical fiber amplification method and apparatus for controlling gain | |
US7280269B2 (en) | Fast dynamic gain control in cascaded Raman fiber amplifiers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040119 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040217 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040220 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080227 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090227 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090227 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100227 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110227 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110227 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120227 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130227 Year of fee payment: 9 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |