JP3823764B2 - 光直接増幅装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は光直接増幅装置に関し、特に光直接増幅装置の監視回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、光直接増幅装置においては、図5に示すように、上り信号入力端から順に希土類添加ファイバ1a、WDM(Wavelength DivisionMultiplexing)カプラ3a、光アイソレ−タ4a、光合分波器5aが接続されて上り信号出力端に至っている。同様に、下り信号入力端からも順に、希土類添加ファイバ1b、WDMカプラ3b、光アイソレ−タ4b、光合分波器5bが接続されて下り信号出力端に至っている。
【0003】
レ−ザダイオ−ド(LD:Laser Diode)6a,6bは制御回路8に接続され、制御回路8によってその出力が制御される。このレ−ザダイオ−ド6a,6bは光合分波器7の2つの入力端に接続され、光合分波器7の2つの出力端はそれぞれWDMカプラ3a,3bの上記の入出力経路以外のもう一方の入力端に接続される。
【0004】
また、光合分波器5aの2つの分岐ポ−トはそれぞれ光合分波器10a,10bに、光合分波器5bの2つの分岐ポ−トもそれぞれ光合分波器10a,10bに接続され、これらの光合分波器10a,10bの互いの分岐ポ−トが接続されている。上記の光直接増幅装置の上り/下り回路において、光アイソレ−タ4a,4bより後段の光合分波器5a,5bの接続部分が光直接増幅装置の監視回路となっている。
【0005】
この監視回路を搭載した光直接増幅システムにおける光直接増幅装置の監視は、端局から監視信号を送信して光直接増幅装置内で光信号の一部を反対側のラインに折り返し(例えば、上りラインから下りラインへ)、折り返されて戻ってくる監視信号を端局で受信する方法が採られている。一般的には、監視信号波長における当該光直接増幅装置の監視信号出力低下量によって光出力異常である光直接増幅装置を検出する方法が用いられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したの従来の光直接増幅装置の監視回路では、例えば図5に示すレ−ザダイオ−ド6a,6bの1つがオフ(OFF)となった場合に、希土類添加ファイバ1a,1bの特性や監視信号波長によっては、当該光直接増幅装置の監視信号出力低下量が小さく、光出力異常である光直接増幅装置を検出することが困難であるという問題がある。
【0007】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、ライン折り返しによる光直接増幅装置監視方式を用いる場合でも、電気回路を使用することなく、励起光源の故障検出を行うことができる光直接増幅装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明による光直接増幅装置は、入力された信号光と、当該信号光と異なる波長の監視信号光とを増幅する希土類添加ファイバから成る第1の光増幅器と、一方の側のポート1に入力される前記第1の光増幅器の出力は、他方の側のポート3,4へ分岐して出力するとともに、前記ポート4に入力される複数のレーザダイオードから出力される励起光を合波して出力する光合分波器の出力は、前記一方の側のポート1及び2へ分岐して出力する第1のカプラと、前記第1のカプラの前記ポート3から出力された前記信号光と監視信号光とを入力して他方の側から出力する光アイソレータと、一方の側のポート1より前記光アイソレータの出力が入力され分岐されて他方の側の外部出力を行うポート3及び希土類添加ファイバから成る第2の光増幅器と入出力を行うポート4へ出力されるとともに、前記ポート4から入力される前記第2の光増幅器からの光信号を前記一方の側のポート2へ出力する第1の分岐手段と、前記第2の光増幅器から一方の側に入力された光信号を前記第2の光増幅器へ反射するとともに、前記第1のカプラのポート2から出力された励起光を他方の側から入力し、前記第2の光増幅器の励起光として前記一方の側から出力する監視信号反射手段と、からなる構成を、上り及び下り双方の伝送路で備えた光直接増幅装置であって、前記双方の伝送路の第1の分岐手段のポート2同士を接続し、下り又は上りの伝送路においてそれぞれ前記上り又は下りの伝送路から入力された監視信号光のレベルを監視することで、励起光源の故障検出を可能とすることを特徴としている。
【0009】
すなわち、本発明の光直接増幅装置は、光直接増幅システムにおける高精度な光直接増幅装置の励起光源の故障検出を行うことを可能とすることを特徴としている。
【0010】
より具体的に説明すると、本発明の光直接増幅装置では、第1及び第2の伝送路の信号を増幅する第1及び第2の光増幅器の構成がそれぞれ、希土類添加ファイバ、WDMカプラ、光アイソレ−タ及び光合分波器を直列に接続したものであり、信号光と異なる波長の監視光波長のみを分岐して他方の伝送路に結合する監視回路と、希土類添加ファイバに入射される励起光の一部を抽出するための光合分波器とを持っている。
【0011】
本発明の光直接増幅装置では、監視回路に、監視光を増幅する希土類添加ファイバを持ち、希土類添加ファイバに入射する励起光が光合分波器にて抽出された励起光であり、この励起光を希土類添加ファイバに結合するためのWDMカプラを持っている。
【0012】
ここで、2つのレ−ザダイオ−ドのうち1つが故障した場合、希土類添加ファイバに入射される励起光パワ−が減少することで、希土類添加ファイバの通過損失が通常状態よりも大きくなり、監視信号波長における当該光直接増幅装置の監視信号出力低下量が大きくなる。
【0013】
上記の構成と動作とを用いることで、ライン折り返しによる光直接増幅装置監視方式を用いた光直接増幅システムにおいて、電気回路を使用せずに、高精度な光直接増幅装置の励起光源の故障検出が可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施例による光直接増幅装置の構成を示す基本回路構成図である。図1において、本発明の一実施例による光直接増幅装置は希土類添加ファイバ1a,1b,2a,2bと、WDM(Wavelength Division Multiplexing)カプラ3a,3bと、光アイソレ−タ4a,4bと、光合分波器5a,5b,7と、レ−ザダイオ−ド(LD:Laser Diode)6a,6bと、制御回路8と、監視信号反射器9a,9bとから構成されている。
【0015】
本発明の一実施例による光直接増幅装置においては、上り信号入力端から順に希土類添加ファイバ1a、WDMカプラ3a、光アイソレ−タ4a、光合分波器5aが接続されて上り信号出力端に至っている。
【0016】
同様に、本発明の一実施例による光直接増幅装置においては、下り信号入力端からも順に希土類添加ファイバ1b、WDMカプラ3b、光アイソレ−タ4b、光合分波器5bが接続されて下り信号出力端に至っている。
【0017】
ここで、WDMカプラ3a,3bは励起光を希土類添加ファイバ1a,1bへ入力するためのカプラである。レ−ザダイオ−ド6a,6bは制御回路8に接続され、その出力が制御回路8によって制御される。このレ−ザダイオ−ド6a,6bは光合分波器7の2つの入力端に接続され、光合分波器7の2つの出力端はそれぞれWDMカプラ3a,3bの上記の入出力経路以外のもう一方の入力端に接続される。
【0018】
また、上りの光アイソレ−タ4a及び下りの光アイソレ−タ4bよりも後段の光合分波器5a,5b等の光部品接続からなる光直接増幅装置の監視回路において、光合分波器5a,5bの信号光方向の分岐ポ−トにそれぞれ励起光パワ−によって利得が可変可能な希土類添加ファイバ2a,2bと、その後段にファイバグレ−ティング等による監視信号反射器9a,9bとを接続し、また、WDMカプラ3a,3bの励起方向の分岐ポ−トをそれぞれ監視信号反射器9a,9bの後段と接続することによって、希土類添加ファイバ2a,2bへ励起光を入射する。さらに、光合分波器5a,5bの反信号光方向の分岐ポ−トは互いに接続される。
【0019】
この図1を参照して本発明の一実施例による光直接増幅装置の動作について説明する。本発明の一実施例による光直接増幅装置において、レ−ザダイオ−ド6a,6bからの励起光出力を光合分波器7にて合分波し、WDMカプラ3a,3bにてそれぞれ上りの希土類添加ファイバ1aと下りの希土類添加ファイバ1bとに信号と逆方向から入射する。この動作によって、入力端から入射した光信号は希土類添加ファイバ1a,1bを介して増幅され、出力端から出力される。この時、各レ−ザダイオ−ド6a,6bは制御回路8によって出力制御されている。
【0020】
UP_IN側から入力される上りシステムの監視信号は光合分波器5aによって分岐され、希土類添加ファイバ2aを通過後、監視信号反射器9aにて反射され、光合分波器5bを介してDOWN_OUTから出力される。DOWN_IN側から入力される下りシステムの監視信号は光合分波器5bによって分岐され、希土類添加ファイバ2bを通過後、監視信号反射器9bにて反射され、光合分波器5aを介してUP_OUTから出力される。
【0021】
また、希土類添加ファイバ1a,1bに入射される励起光のうち、WDMカプラ3a,3bからの分岐側からの励起光はそれぞれ監視信号反射器9a,9bを通過して希土類添加ファイバ2a,2bに入射される。この動作によって、希土類添加ファイバ2a,2bは光増幅器となる。希土類添加ファイバ2a,2bの分岐励起光による利得は予めある値(例えば、0dB)となるように設定されている。
【0022】
ここで、2つのレ−ザダイオ−ド6a,6bのうちの1つに障害が発生して出力オフ(OFF)となった場合を考える。この場合、光合分波器7から出力される励起光出力が減少する。したがって、WDMカプラ3a,3bから分岐される励起光も減少するため、希土類添加ファイバ2a,2bの利得も減少し(例えば、−3dB)、監視回路における折り返し経路(例えば、上りラインから下りラインへの折り返し経路)の通過損失が通常状態よりも大きくなる。
【0023】
このライン折り返しによる監視回路を搭載した光直接増幅システムにおける光直接増幅装置の監視は、図示せぬ端局から監視信号を送信して光直接増幅装置内で光信号の一部を反対側のラインに折り返し、折り返されて戻ってくる監視信号を端局で受信する監視方式であり、一般的には、監視信号波長における当該光直接増幅装置の監視信号出力低下量によって光出力異常である光直接増幅装置を検出する方法が用いられる。
【0024】
上記の本発明の一実施例による光直接増幅装置では、障害が発生した光直接増幅装置の監視信号出力低下量が大きくなり、高精度な光直接増幅装置の障害検出が可能となる。
【0025】
このように、光直接増幅装置の監視回路に、希土類添加ファイバと、励起光を分岐する手段と、励起光を入射する手段とを接続しているので、複数のレ−ザダイオ−ド6a,6bのうちの1つが故障した場合、監視回路内の希土類添加ファイバに入射される励起光パワ−が減少することで、通過損失が通常状態よりも大きくなり、よって当該光直接増幅装置の監視信号出力低下量が大きくなるため、ライン折り返しによる光直接増幅装置監視方式を用いた光直接増幅システムにおける高精度な光直接増幅装置の励起光源の故障検出が可能となる。
【0026】
また、従来の光直接増幅装置と本発明の一実施例による光直接増幅装置とでは、部品点数の増加が最小で2つ(基本的に、希土類添加ファイバ2a,2b)の構成となり、また電気回路の追加も必要としないので、光直接増幅装置の障害検出の高精度化に伴う追加回路を低減することができる。
【0027】
図2は本発明の他の実施例による光直接増幅装置の構成を示す基本回路構成図である。図2において、本発明の他の実施例による光直接増幅装置は監視信号反射器9a,9bの後段にWDMカプラ3a,3bからの励起光入射方向にのみ信号を通過させる光アイソレ−タ13a,13bを接続した以外は図1に示す本発明の一実施例による光直接増幅装置と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。また、同一構成要素の動作は本発明の一実施例と同様である。
【0028】
本発明の他の実施例による光直接増幅装置では、上記のように、監視信号反射器9a,9bの後段にWDMカプラ3a,3bからの励起光入射方向にのみ信号を通過させる光アイソレ−タ13a,13bを接続している。
【0029】
これら光アイソレ−タ13a,13bを接続することによって、監視信号反射器9a,9bを通過する監視信号波長以外の信号を減衰させることができる。また、光アイソレ−タ13a,13bは励起光のみを通過する光フィルタでもよい。これによって、本発明の他の実施例による光直接増幅装置でも、本発明の一実施例による光直接増幅装置と同様の効果を得ることができる。
【0030】
図3は本発明の別の実施例による光直接増幅装置の構成を示す基本回路構成図である。図3において、本発明の別の実施例による光直接増幅装置はレ−ザダイオ−ド6a,6bからの励起光出力を光合分波器7aにて合分波し、WDMカプラ3a,3bにてそれぞれ上りの希土類添加ファイバ1a及び下りの希土類添加ファイバ1bに信号と逆方向から入射し、またレ−ザダイオ−ド6c,6dからの励起光出力を光合分波器7bにて合分波し、WDMカプラ11a,11bにてそれぞれ上りの希土類添加ファイバ1a及び下りの希土類添加ファイバ1bに信号と同方向から入射するようにした以外は図1に示す本発明の一実施例による光直接増幅装置と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。また、同一構成要素の動作は本発明の一実施例と同様である。
【0031】
本発明の別の実施例による光直接増幅装置では、上記のように、レ−ザダイオ−ド6a,6bからの励起光出力を光合分波器7aにて合分波し、WDMカプラ3a,3bにてそれぞれ上りの希土類添加ファイバ1a及び下りの希土類添加ファイバ1bに信号と逆方向から入射し、またレ−ザダイオ−ド6c,6dからの励起光出力を光合分波器7bにて合分波し、WDMカプラ11a,11bにてそれぞれ上りの希土類添加ファイバ1a及び下りの希土類添加ファイバ1bに信号と同方向から入射するようにしている。
【0032】
この動作によって、本発明の別の実施例による光直接増幅装置では入力端から入射した光信号が希土類添加ファイバ1a,1bを介して増幅され、出力端から出力される。この時、各レ−ザダイオ−ド6a,6bは制御回路8a,8bによって出力制御されている。
【0033】
UP_IN側から入力される上りシステムの監視信号は光合分波器5aによって分岐され、希土類添加ファイバ2aを通過後、監視信号反射器9aにて反射されて、光合分波器5bを介してDOWN_OUTから出力される。DOWN_IN側から入力される下りシステムの監視信号は光合分波器5bによって分岐され、希土類添加ファイバ2bを通過後、監視信号反射器9bにて反射されて、光合分波器5aを介してUP_OUTから出力される。
【0034】
また、希土類添加ファイバ1a,1bに入射される励起光のうち、WDMカプラ3a,11a及びWDMカプラ3b,11bからの分岐側からの励起光はそれぞれ光合分波器12a,12bによって合波されて監視信号反射器9a,9bを通過して希土類添加ファイバ2a,2bに入射される。この動作によって、希土類添加ファイバ2a,2bは光増幅器となる。希土類添加ファイバ2a,2bの分岐励起光による利得は予めある値(例えば、0dB)となるように設定されている。
【0035】
ここで、4つのレ−ザダイオ−ド6a〜6dのうちの1つに障害が発生して出力オフ(OFF)となった場合を考える。この場合、光合分波器7aまたは光合分波器7bから出力される励起光出力が減少する。したがって、WDMカプラ3a,3bまたはWDMカプラ11a,11bから分岐される励起光も減少するため、希土類添加ファイバ2a,2bの利得も減少し(例えば、−3dB)、監視回路における折り返し経路(例えば、上りラインから下りラインへの折り返し経路)の通過損失が通常状態よりも大きくなる。
【0036】
同様に、4つのレ−ザダイオ−ド6a〜6dのうちの2つに障害が発生して出力オフ(OFF)となった場合には希土類添加ファイバ2a,2bの利得が減少し(例えば、−5dB)、4つのレ−ザダイオ−ド6a〜6dのうちの3つに障害が発生して出力オフ(OFF)となった場合には希土類添加ファイバ2a,2bの利得がさらに減少し(例えば、−6dB)、監視回路における折り返し経路(例えば、上りラインから下りラインへの折り返し経路)の通過損失が通常状態よりも大きくなる。
【0037】
このように構成することで、励起光源が3つ以上となった場合でも、本発明の別の実施例による光直接増幅装置では、上述した本発明の一実施例による光直接増幅装置と同様の効果を得ることができる。
【0038】
図4は本発明のさらに別の実施例による光直接増幅装置の構成を示す基本回路構成図である。図4において、本発明のさらに別の実施例による光直接増幅装置はレ−ザダイオ−ド6a,6bからの励起光出力をそれぞれ光合分波器15a,15bにて分波し、一方をそれぞれWDMカプラ3a,3bにてそれぞれ上りの希土類添加ファイバ1a及び下りの希土類添加ファイバ1bに信号と逆方向から入射し、もう一方をそれぞれWDMカプラ14a,14bにてそれぞれ監視回路の希土類添加ファイバ2a,2bに入射するようにした以外は図1に示す本発明の一実施例による光直接増幅装置と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。また、同一構成要素の動作は本発明の一実施例と同様である。
【0039】
本発明のさらに別の実施例による光直接増幅装置では、上記のように、レ−ザダイオ−ド6a,6bからの励起光出力をそれぞれ光合分波器15a,15bにて分波し、一方をそれぞれWDMカプラ3a,3bにてそれぞれ上りの希土類添加ファイバ1a及び下りの希土類添加ファイバ1bに信号と逆方向から入射し、もう一方をそれぞれWDMカプラ14a,14bにてそれぞれ監視回路の希土類添加ファイバ2a,2bに入射するようにしている。
【0040】
この時、各レ−ザダイオ−ド6a,6bは制御回路8a,8bによって出力制御されている。希土類添加ファイバ2a,2bを有する監視回路内の光増幅器の利得は予めある値(例えば、0dB)となるように設定されている。
【0041】
このように構成することで、本発明のさらに別の実施例による光直接増幅装置では、上述した本発明の一実施例による光直接増幅装置と同様の効果を得ることができる。
【0042】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、第1及び第2の伝送路の信号光をそれぞれ増幅する第1及び第2の光増幅器を含む光直接増幅装置において、信号光とは異なる波長の監視光波長のみを分岐して他方の伝送路に結合する監視回路と、光増幅器を構成する希土類添加ファイバに入射される励起光の一部を抽出する抽出手段とを設けることによって、ライン折り返しによる光直接増幅装置監視方式を用いる場合でも、電気回路を使用することなく、励起光源の故障検出を行うことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による光直接増幅装置の構成を示す基本回路構成図である。
【図2】本発明の他の実施例による光直接増幅装置の構成を示す基本回路構成図である。
【図3】本発明の別の実施例による光直接増幅装置の構成を示す基本回路構成図である。
【図4】本発明のさらに別の実施例による光直接増幅装置の構成を示す基本回路構成図である。
【図5】従来の光直接増幅装置の構成を示す基本回路構成図である。
【符号の説明】
1a,1b,2a,2b 希土類添加ファイバ
3a,3b,11a,11b,
14a,14b WDMカプラ
4a,4b,13a,13b 光アイソレ−タ
5a,5b,7,7a,7b,
12a,12b,15a,15b 光合分波器
6a〜6d レ−ザダイオ−ド
8 制御回路
9a,9b 監視信号反射器
Claims (1)
- 入力された信号光と、当該信号光と異なる波長の監視信号光とを増幅する希土類添加ファイバから成る第1の光増幅器と、
一方の側のポート1に入力される前記第1の光増幅器の出力は、他方の側のポート3,4へ分岐して出力するとともに、前記ポート4に入力される複数のレーザダイオードから出力される励起光を合波して出力する光合分波器の出力は、前記一方の側のポート1及び2へ分岐して出力する第1のカプラと、
前記第1のカプラの前記ポート3から出力された前記信号光と監視信号光とを入力して他方の側から出力する光アイソレータと、
一方の側のポート1より前記光アイソレータの出力が入力され分岐されて他方の側の外部出力を行うポート3及び希土類添加ファイバから成る第2の光増幅器と入出力を行うポート4へ出力されるとともに、前記ポート4から入力される前記第2の光増幅器からの光信号を前記一方の側のポート2へ出力する第1の分岐手段と、
前記第2の光増幅器から一方の側に入力された光信号を前記第2の光増幅器へ反射するとともに、前記第1のカプラのポート2から出力された励起光を他方の側から入力し、前記第2の光増幅器の励起光として前記一方の側から出力する監視信号反射手段と、からなる構成を、上り及び下り双方の伝送路で備えた光直接増幅装置であって、
前記双方の伝送路の第1の分岐手段のポート2同士を接続し、下り又は上りの伝送路においてそれぞれ前記上り又は下りの伝送路から入力された監視信号光のレベルを監視することで、励起光源の故障検出を可能とする光直接増幅装置。
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