JP3949503B2 - Optical amplifier and optical communication system using the amplifier - Google Patents

Optical amplifier and optical communication system using the amplifier Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動電流制御(以下、「ACC」という)回路と、自動出力レベル制御(以下、「ALC」という)回路または自動利得制御(以下、「AGC」という)回路を有し、障害回復後に光の出力パワーを所定レベルに制御して出力する光増幅器およびその増幅器を用いた光通信システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の光通信システムでは、伝送距離の長距離化、伝送容量の増大に伴いレーザ光を用いるのが主流になっている。この光通信システムでは、レーザ光の変調によって出力される光信号を、光ファイバを用いて伝搬している。図8は、この光通信システムの従来例の構成を示す構成図であり、通信局10と通信局20間を下りと上りの光ファイバ1,2で接続し、光ファイバ1,2を伝送される光信号を光増幅器(OFA)11,12および21,22で増幅して、通信局間で双方向の光伝送を行うものがある。
【0003】
この光通信システムを構築する通信局10は、下りと上りの光ファイバ1,2に接続されるB−OFA11,P−OFA12と、このB−OFA11の入力端に接続される例えばWDM(光分割多重装置)の光合波器13と、このP−OFA12の出力端に接続される例えばWDMの光分波器14と、この光合波器13に例えば波長毎に光信号を送信する光送信器15a〜15dと、この光分波器14で波長毎に分波された光信号を受信する複数の光受信器16a〜16dと、光ファイバ1,2や局内の機器の監視を行う監視モジュール(SV)17とから構成されている。
【0004】
また、通信局20は、下りと上りの光ファイバ1,2に接続されるP−OFA21,B−OFA22と、このP−OFA21の出力端に接続される例えばWDMの光分波器23と、このB−OFA22の入力端に接続される例えばWDMの光合波器24と、この光分波器23で例えば波長毎に分波された光信号を受信する複数の光受信器25a〜25dと、この光合波器23に例えば波長毎に光信号を送信する光送信器26a〜26dと、光ファイバ1,2や局内の機器の監視を行うSV27とから構成されている。
【0005】
このような光通信システムでは、レーザ光のパワーは、需要者の要求などによって非常に強くなっており、OFA11,12,21,22で増幅された後の光出力は、光の強度が非常に強くなりつつある。このため、上記レーザ光が人体、特に作業者などの目に入ると危険であり、例えばこの光ファイバが何らかの障害によって切断され、この切断されたファイバ端面から放出されるレーザ光によって作業者が被爆する恐れが高まりつつあった。このように光通信システムを安全にかつ的確に運用していくには、人体に対する安全上の配慮が必要であった。
【0006】
この通信システムでは、図8に示すように、例えば光ファイバ2に断線が発生した場合に、その光ファイバ2の断線を検出し、安全上の理由から、オートマティック・レーザ・シャットダウン(ALS)機能が働いて光出力を強制的に停止させていた。
【0007】
そして、この光通信システムでは、メンテナンスによって光ファイバの断線を修復し、この光ファイバが光信号の通信が可能な状態に復旧された場合には、オートマティック・リスタート・コントロール(ARC)機能が働いて、自動的にOFAから光を出力させて、光信号を増幅させ、光通信が可能な状態にしていた。
【0008】
すなわち、光ファイバ2が断線した場合における通信局10側の通信の復旧動作を図9のフローチャートに基づいて説明すると、SV17が光ファイバ2の断線を検出すると(ステップ101)、ALS機能によってOFA11,12を含むシステムを安全上の理由によりシャットダウンする(ステップ102)。
【0009】
次に、図10の構成図に示すように、光ファイバ2の断線状態が修復され、この光ファイバが光信号の通信が可能な状態に復旧されると、ARC機能が働いて自動的に送信器やOFA11,12を動作させて、光信号を通信できるように制御する(ステップ103)。
【0010】
このARC機能では、所定パルス幅で所定光出力パワーの第1の光パルス(以下、「第1のリスタートパルス」という)がB−OFA11を介して通信局10の例えば送信器15dから送出される。通信局20では、この第1のリスタートパルスを例えば受信器25dで受信されると、SV27はこれを検出し、この第1のリスタートパルスが送られてきた通信局10に向けて、例えば送信器26dから所定パルス幅で所定光出力パワーの第2の光パルス(以下、「第2のリスタートパルス」という)がB−OFA22を介して送出される。
【0011】
通信局10では、この第2のリスタートパルスが例えば受信器16dで受信されると、SV17はこれを認識する(ステップ104)。ただし、このSV17の認識動作では、受信器16dで受信された第2のリスタートパルスが、送信器15dによる第1のリスタートパルスの送出中に受信された場合にのみ、光ファイバ2が正常に復旧したと認識する。また、第1のリスタートパルスの送出中に戻りの第2のリスタートパルスが受信器16dで受信できない場合には、通信不可能と判断してOFA11,12の出力動作を停止させ、再びステップ103に戻って光ファイバ2の復旧確認を行う。
【0012】
ここで、光ファイバ2が正常に復旧されたことを確認すると、SV17は、上記のパルス出力から通信可能な光出力パワー(連続出力)に切り替えて、光出力を行うとともに、この他に接続された通信局があれば、その局の光出力も再開させて、システムの通常運用を行う(ステップ105)。
【0013】
しかしながら、上記従来例では、光ファイバの断線部分から光パルスの出力パワーが安全基準を超えて出力される可能性がある。そこで、IEC:60825−1(2000年版)の安全規格では、例えば光通信方式に用いられる波長が1.55μm帯の場合においては、光レベルが10dBm以下は、クラス1と呼ばれて障害発生時に光出力を一時的に停止するシャットダウン機能などの安全機能が規定されていないが、この光レベルが17dBm以下は、クラス3Aと呼ばれて上記の安全機能や図11と図12のリスタートパルスのパルス幅と光パワーの関係に示すように、人体に対する安全上の機能が追加されている。
【0014】
この安全規格を満足させるため、上記従来例の光増幅器では、OFAをAGCやALCで制御することで、一方の通信局の送信器から伝送されるリスタートパルスを取り込み、このパルスを光増幅して他方の通信局の受信器に送出している。図13は、従来の光増幅器の一例を示す構成図であり、ここでは代表してOFA21を制御する場合を示す。この光増幅器では、光ファイバ1上に設けられたOFA21の光入力パワーと光出力パワーをそれぞれ光カプラ30,31で分岐させた後に、ホトダイオード(PD)32,33で検出し、この検出された光パワーの比が常に所望の値(利得)になるように、AGC回路34によって励起レーザダイオード(LD)35の駆動電流を制御することによって、OFA21の利得制御を行っている。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来例の光増幅器において、OFAをAGCやALCの制御回路によって制御した場合には、障害発生時のシャットダウン状態から所望の光出力パワーを出力させようとすると、この所望の光出力パワーを出力させるまでの時間が長くなってしまう。これは、一方の通信局の送信器から他方の通信局の受信器までリスタートパルスを伝送させる時、途中の光増幅器では、このパルスを受信し、その光出力パワーを増幅させて受信器側の光ファイバに送出するが、光出力の立ち上がりが遅いと、パルス幅が減少してしまい、このパルス幅の減少の度合いによっては、このパルスが受信器で受信できない状態が発生するためである。
【0016】
そこで、このようにシャットダウン状態から所望の光出力パワーを出力させるまでの時間が長くなってしまうと、このリスタートパルスのパルス幅を広くしなければならない。しかしながら、このパルスが広がってしまうと、上述したリスタートパルスのパルス幅と光パワーの安全規格の関係から、出力できる光出力パワーが低くなり、光ファイバを伝送するリスタートパルスの伝送可能距離に制限ができてしまい、長い距離の光通信ができなくなるという問題点があった。
【0017】
この発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、シャットダウン状態から所望の光パワーの出力までの立ち上がりを迅速に行い、光信号の長距離伝送を可能にする増幅器およびその増幅器を用いた光通信システムを提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明では、励起光源を有し、入力する光信号を該励起光源からの光と合波することによって光増幅して出力するとともに、障害回復後のリスタート時に入力する光の出力制御を行う光増幅器において、前記励起光源の駆動電流を一定に制御する電流制御手段と、前記光増幅器に入力される光の光パワーを検出する第1の検出手段と、前記光増幅器から出力される光の光パワーを検出する第2の検出手段と、前記第1および第2の検出手段で検出された前記光パワーをもとに前記励起光源からの光の出力レベルを制御するレベル制御手段と、前記リスタート時に、リスタートパルスのパルス幅と光パワーとの安全規格の関係から規定される第1光パワーレベル以下になるように前記電流制御手段による電流制御を一定時間実行させ、該一定時間後に前記第1光パワーレベルより高い前記第2光パワーレベルになるように前記レベル制御手段による光出力レベルの制御を実行させる制御実行手段と、を備えたことを特徴とする光増幅器が提供される。
【0019】
この発明によれば、電流制御手段とレベル制御手段とを備え、障害回復後のリスタート時には、電流制御手段を用いて迅速に光源の駆動電流値を一定に制御させ、このリスタートから一定時間後に、制御方式を切り替え、レベル制御手段を用いて励起光源から出力される光出力レベルの制御を実行させて、光出力の迅速な立ち上がりを図る。
【0020】
この発明の請求項2では、上記発明において、前記レベル制御手段は、前記第1および第2の検出手段に基づき、前記励起光源からの光の信号強度変化に対して利得制御を行い、前記制御実行手段は、前記一定時間後に前記レベル制御手段による利得制御を実行させることを特徴とする。
【0021】
この発明によれば、電流制御手段と光の信号強度変化に対して利得制御を行うレベル制御手段とを備え、図1のシャットダウン状態から光増幅器の立ち上げ直後の光出力パワーの状態を示す状態図のように、光伝送路の障害復旧後のリスタート時は、まず領域1(T1〜T2間)において、P1の光出力パワーを目標に立ち上げる。このP1の光レベルは、励起光源に流す駆動電流値で決まるので、予めその電流値を設定しておく。次に、領域2(T2〜T3間)において、電流制御手段を用いて迅速に励起光源の駆動電流値を一定にして光出力パワーP1の一定制御を行い、このリスタートから一定時間T3後に、P2の光出力パワーを目標に励起光源の出力を変化させていき(領域3(T3〜T4間))、次に領域4(T4以降)において、制御方式を切り替えてレベル制御手段によって励起光源からの光に対して利得制御を実行させて、光出力パワーP2の一定制御を行い、光出力の迅速な立ち上がりを図る。なお、「光出力パワーP1」は、リスタート時の光パワーレベルで、第1光パワーレベルに相当する。また、「光出力パワーP2」は、このリスタートから一定時間後の光パワーレベルで、第2光パワーレベルに相当する。
【0022】
この発明の請求項3では、上記発明において、前記レベル制御手段は、前記第1および第2の検出手段に基づき、前記励起光源からの光の入力振幅変化に対して前記光出力レベルの制御を行い、前記制御実行手段は、前記一定時間後に前記レベル制御手段による光出力レベルの制御を実行させることを特徴とする。
【0023】
この発明では、電流制御手段と光の入力振幅変化に対して光出力レベル制御を行うレベル制御手段とを備え、このリスタートから一定時間後に、制御方式を切り替え、レベル制御手段によって励起光源からの光の入力振幅変化に対して光出力レベルの制御を実行させて、光出力の迅速な立ち上がりを図る。
【0024】
この発明の請求項4では、前記励起光源は、前記電流制御手段における駆動電流の制御によって障害復旧に使用する所定レベルの光パルスを出力させることを特徴とする。
【0025】
この発明によれば、リスタート時の光出力の立ち上げに対して、安全規格をクリアする所定の光出力パワーP1の光パルスを出力させるように、電流制御手段による制御を行い、迅速な光出力の立ち上げを図る。
【0026】
この発明の請求項5では、上記発明において、前記励起光源は、前記レベル制御手段における利得制御によって通信に適した光を出力させることを特徴とする。
【0027】
この発明によれば、電流制御手段による光パルスの光出力パワーの出力一定制御後に、レベル制御手段による利得制御を行い、通信に適した所望の光出力パワーP2の光パルスを出力させる。
【0028】
この発明の請求項6では、上記発明において、前記励起光源は、前記レベル制御手段における前記光の出力レベル制御によって通信に適した光を出力させることを特徴とする。
【0029】
この発明によれば、電流制御手段による励起光源の駆動電流の出力一定制御後に、レベル制御手段による光出力レベルの制御を行い、通信に適した所望の光出力パワーP2の光を出力させる。
【0030】
この発明の請求項7では、光信号を伝送させる光通信システムにおいて、前記リスタート時に所定レベルの光を出力する請求項1〜6の少なくとも一つに記載の光増幅器を備えたことを特徴とする光通信システムが提供される。
【0031】
この発明によれば、請求項1〜6に記載の光増幅器を用いてリスタート時に所望の光パワーを迅速に得られるようにして、シャットダウン状態から所望の光パワーの出力までの立ち上がりを迅速に行う。
【0032】
この発明の請求項8では、光信号を伝送させる光通信システムにおいて、請求項1〜6の少なくとも1つに記載の光増幅器を備えるとともに、光伝送路を介して接続された複数の通信局を有し、該通信局間でリスタート時に前記光増幅器から所定レベルの光を出力させることを特徴とする光通信システムが提供される。
【0033】
この発明によれば、光信号の通信を行う通信局に請求項1〜6に記載の光増幅器を備え、リスタート時に通信局でこの光増幅器を用いて所望の光パワーを迅速に得られるようにして、シャットダウン状態から所望の光パワーの出力までの立ち上がりを迅速に行う。
【0034】
【発明の実施の形態】
以下の添付図面を参照して、この発明にかかる光増幅器およびその増幅器を用いた光通信システムの好適な実施の形態を説明する。なお、以下の図において、図13と同様の構成部分に関しては、説明の都合上、同一符号を付記するものとする。また、光通信システム全体の構成は、図8、図10とほぼ同様の構成である。
【0035】
(実施例1)
図2は、この発明にかかる光増幅器の実施例1の構成を示す構成図である。なお、ここでは、代表してOFA21を制御する場合を示す。図において、この実施例では、図8の従来例と同様のOFA21、光カプラ30,31、PD32,33、AGC回路34、LD35の他に、OFA21からの光出力パワーのレベルを制御するACC回路36と、制御実行部38とから構成されている。
【0036】
ACC回路36は、安全規格を超えない光出力パワーP1を保持するように、励起LD35に一定の駆動電流を流す電流制御を行っている。すなわち、ACC回路36は、送信器からの光出力に対して、光出力パワーがP1のリスタートパルスをOFA21が送出するように、励起LD35の駆動電流制御を行っている。この励起LDへ流す駆動電流値と励起LDの光出力パワーの一般的な関係は、図3の励起LDの電流−光出力の特性図に示す関係にあり、一般的な閾値電流は10〜100mAで、例えば駆動電流値400mAで光出力パワーの光レベルが100mWに設定されている。
【0037】
AGC回路34は、OFA21の利得制御を行っている。つまり、光ファイバ1上に設けられたOFA21の光入力パワーと光出力パワーは、それぞれ光カプラ30,31で分岐された後に、PD32,33で検出されており、これら検出された光パワーの比が常に所望の利得になるように、AGC回路34は、励起LD35の駆動電流を制御している。
【0038】
制御実行部38は、PD33で検出されるOFA21からの光出力パワーのレベルに応じて、ACC回路36とAGC回路34の切り替え制御を行っている。つまり、制御実行部38は、この光入出力パワーをモニタしており、光ファイバの障害復旧後のリスタートパルス入力を検出すると、ACC回路36を動作制御して、OFA21の光出力パワーを目標のP1に立ち上げている。また、制御実行部38は、内部に図示しないタイマ回路を有しており、図1に示した時間T3までの一定時間(領域1と領域2を加えた時間)、光出力パワーP1の一定制御を行った後、AGC回路34に切り替えて光出力パワーを目標のP2に立ち上げている。
【0039】
なお、この制御実行部38は、通信局内のSVで構成しても良いし、SVからの制御信号によって切り替え制御を行うように構成しても良い。例えば、この制御実行部38をSVで構成させる場合には、PD32で検出される光入力パワーをモニタして、この光入力の有無によってシャットダウンの動作を行っている。以下の説明では、制御実行部38をSVで構成した場合を説明する。
【0040】
次に、この光増幅器の光通信の復旧動作を、図4のフローチャートに基づいて説明する。なお、ここでは、図8と同様に、光ファイバ2の断線に対する復旧動作を説明する。図において、制御実行部38は、PD32で検出されるリスタートパルスの光入力パワーをモニタしており(ステップ201)、この光入力の有無を認識して、光ファイバが光通信可能な正常状態であるか否かの判断を行っている(ステップ202)。
【0041】
ここで、この光入力が認識できない場合には、図5の光ファイバ異常時の光出力パワーの状態図に示すように、隣り合う通信局(この実施例では、図8に示す通信局10)からリスタートパルスの応答がないので、領域5(時間T5)の経過後に光増幅器21をシャットダウン状態にする(ステップ203)。なお、この光入力の認識では、従来例と同様に、自局からのリスタートパルスの送出中に隣り合う通信局から戻りのリスタートパルスが受信器で受信できるか否かで、通信状態を判断している。このシャットダウン状態では、領域6のある一定時間(時間T6)経過後に、光ファイバ2が復旧したかどうかを判断するために、再びリスタートパルスを隣り合う通信局に送出している。
【0042】
また光入力を認識した場合には、内部のタイマ回路をリセットしてタイマの時間T=0にする(ステップ204)。そして、制御実行部38は、励起LD35に初期電流値を流す。この初期電流値とは、安全規格で規定されるリスタート時の光パルスの光出力パワーを超えないように、OFA21から光出力パワーP1を出力させるための電流値である。
【0043】
図1に示した領域1(T=T1〜T2)の時には、この光出力パワーP1を目標に励起LD35を起動させて光出力を立ち上げる。なお、光出力パワーP1の光レベルは、励起LD35に流す電流値で決まるので、例えば図3に示した特性図から予めその初期電流値を設定しておく。この励起LD35の出力パワーが確認できれば、OFA21の光出力パワーも決まってくる。
【0044】
次に、領域2(T=T2〜T3)では、ACC回路による制御を行い、励起LD35に流した初期電流値を保持する(ステップ205)。この初期電流値を保持する時間は、ARC制御のための光パルス幅よりも長く設定する必要がある。そこで、この実施例では、ACC回路の制御時間(T2〜T3)を1秒以上とし、送信器やOFAの出力の立ち上がり特性を考慮してリスタートパルスのパルス幅(領域5)を1秒に設定し、このリスタートパルスのパルス幅が1秒の時には、図11と図12に示した安全規格からT2〜T3の光出力パワーは、12.55dBm以下に設定される。
【0045】
次に、制御実行部38は、光パルス(リスタートパルス)の入力があるかどうか判断する(ステップ206)。すなわち、この領域2では、リスタートパルスを送出中であるので、光入力がなくなるということは、ACC回路36で制御された光が受信側の通信局で受信されない状態にあるということで、つまり障害状態にあるということである。したがって、光入力がない場合には、ステップ203でシャットダウン状態になり、また光入力がある場合には、次に時間T>T0かどうか判断する(ステップ207)。
【0046】
ここで、T0とは領域1と領域2を加えた時間であり、ここではタイマ回路の時間Tが、一定時間T3に到ったかどうか判断している。このタイマ時間Tがまだ時間T3に到っていない場合には、ステップ205に戻って初期電流値を流す。また、このタイマ時間Tが一定時間T3に到ると、制御実行部38は、ACC回路36による駆動電流の制御を終了させ、制御をAGC回路34に切り替えてPD32,33で検出される光入力パワーおよび光出力パワーをモニタし、通信に適した利得制御を行う(ステップ208)。
【0047】
そして、制御実行部38は、PD32で検出される光入力パワーがあるかどうか判断し(ステップ209)、光入力がある場合には、ステップ208に戻ってAGC回路34による利得制御を続行させ、また光入力がない場合には、障害が発生したものと判断してシャットダウン状態に移行する(ステップ203)。
【0048】
このように、この実施例では、リスタート時にACC回路36による電流制御を行うことによって、光出力パワーのモニタが必要なくなるので、モニタ監視による認識時間が不要になり、光増幅器11の立ち上がり時間(T1−T2間)を短くすることが可能となる。この立ち上がり時間の短縮によってリスタートパルスのパルス幅も短くなり、これによってリスタートパルスの光出力パワーを高くでき、より長距離の光通信にも適用することが可能となる。
【0049】
(実施例2)
次に、この光増幅器における光通信の復旧動作の他の実施例を、図6のフローチャートに基づいて説明する。この実施例は、SVと制御実行部38が別に構成されて場合に、送信器からの光が常に出力されている状態において、SVからの制御信号入力によって、リスタートパルスを光増幅器で出力させたときの復旧動作を示すものである。
【0050】
すなわち、この実施例では、光入力は常にあるので、実施例1のように光入力の有無をモニタしているのでは、リスタートパルスを出力させるタイミングを判断できない。そこで、この実施例では、SVからの制御信号入力により、リスタートパルスの出力制御を行うように動作させる。なお、この実施例によるOFA21の光出力パワーの状態としては、図1と図5に示した状態図と同様である。
【0051】
図6において、制御実行部38は、光増幅器21をシャットダウン状態にしており(ステップ301)、このシャットダウン状態では、領域6のある一定時間(時間T6)経過後に(図5参照)、光ファイバ2が復旧したかどうかを判断するために、励起LD35に初期電流を流す(ステップ302)。この初期電流値は、実施例1と同様に、OFA21から光出力パワーP1を出力させるための電流値である。
【0052】
次に、制御実行部38は、内部の図示しないタイマ回路をリセットして第1のタイマ時間Ta=0にしてカウントを行い(ステップ303)、OFA35の光出力パワーが、安全規格で規定されるリスタート時の光パルスの光出力パワーを超えないように、ACC回路36による駆動電流の制御を行い(ステップ304)、SVからの解除信号の待ち状態になる(ステップ305)。
【0053】
そして、SVからの解除信号の有無を検出し(ステップ306)、SVから解除信号が入力される場合には、ACC回路36による駆動電流の制御を終了させ、制御をAGC回路34に切り替えてPD32,33で検出される光入力パワーおよび光出力パワーをモニタし、通信に適した利得制御を行う(ステップ307)。
【0054】
次に、制御実行部38は、光ファイバ断線などの障害発生があるかどうか判断し(ステップ308)、障害発生がない場合には、ステップ307に戻ってAGC回路34による利得制御を続行させ、また障害発生がある場合には、ステップ301に戻って光増幅器21をシャットダウン状態にする。
【0055】
また、ステップ306において、SVから解除信号がない場合には、次に第1のタイマ時間Ta>T0かどうか判断する(ステップ309)。ここで、T0とは実施例1と同様に、領域1と領域2を加えた時間であり、ここではタイマ回路の時間Taが、一定時間T3に到ったかどうか判断している。この第1のタイマ時間TaがまだT3に到っていない場合には、ステップ302に戻って初期電流値を流す。また、この第1のタイマ時間Taが一定時間T3に到ると、制御実行部38は、タイマ回路をリセットして第2のタイマ時間Tb=0にしてカウントを行い(ステップ310)、ACC回路36による駆動電流の制御を終了させ、SVの制御信号の制御により、励起LD35への電流の供給を停止させ、光増幅器21をシャットダウン状態にする(ステップ311)。次に、制御実行部38は、第2のタイマ時間Tb>Tかどうか判断する(ステップ312)。なお、この第1のタイマ時間Taは、ACC回路の動作時間を規定するためのもので、この第2のタイマ時間Tbは、シャットダウン状態の時間を規定するためのものである。
【0056】
ここで、Tとは図5に示した領域6の時間であり、ここでは第2のタイマ時間Tbが一定時間T6に到ったかどうか判断している。このタイマ時間TbがまたT6に到っていない場合には、ステップ311に戻ってACC回路36の制御終了を続行する。また、このタイマ時間Tbが一定時間T6に到ると、ステップ302に戻って再び初期電流値を流し、シャットダウン状態からリスタート状態に移行する。
【0057】
このように、この実施例では、SVからの制御信号によってACC回路36によるリスタートパルスの出力を可能とするので、光ファイバからの光入力が常にある場合でも、実施例1と同様に、光増幅器の立ち上がり時間を短くすることができ、これによってリスタートパルスのパルス幅が短く、かつ光出力パワーを高くでき、より長距離の光通信にも適用することが可能となる。
【0058】
この発明は、これら実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。例えば図7に示すように、AGC回路の代わりにALC回路37を設けて、励起LD35からの光出力に対して通信に適した光出力パワーの光レベルを出力するように、励起LDの駆動電流を制御して光レベルの一定制御を行うようにすることも可能である。
【0059】
この場合も、リスタート時にACC回路36による電流制御を行い、この電流制御後にALCによる光レベルの一定制御を行うので、上述した実施例と同様に、光増幅器の立ち上がり時間が短縮され、リスタートパルスのパルス幅の短縮および光出力パワーを高めることができ、より長距離の光通信にも適用できるという効果を奏することができる。
【0060】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の請求項1では、励起光源を有し、入力する光信号を該励起光源からの光と合波することによって光増幅して出力するとともに、障害回復後のリスタート時に入力する光の出力制御を行う光増幅器において、電流制御手段とレベル制御手段とを備え、障害回復後のリスタート時に、電流制御手段による電流制御を行い、ある一定時間後にレベル制御手段によるレベル制御を行うので、シャットダウン状態から所望の光パワーの出力までの立ち上がりを迅速に行い、光信号の長距離伝送を可能にする。
【0061】
この発明の請求項2では、障害回復後のリスタート時に、電流制御手段による電流制御を行い、ある一定時間後にレベル制御手段による利得制御に切り替えるので、シャットダウン状態から所望の光パワーの出力までの立ち上がりを迅速に行い、光信号の長距離伝送を可能にする。
【0062】
この発明の請求項3では、障害回復後のリスタート時に、電流制御手段による電流制御を行い、ある一定時間後にレベル制御手段による光の入力振幅変化に対する光出力レベルの制御に切り替えるので、シャットダウン状態から所望の光パワーの出力までの立ち上がりを迅速に行い、光信号の長距離伝送を可能にする。
【0063】
この発明の請求項4〜6では、励起光源は、リスタート時の電流制御手段の光出力の立ち上げに対して、安全規格をクリアする所定の光出力パワーの光パルスを出力させるとともに、レベル制御手段による利得制御または光の入力振幅変化に対する光出力レベル制御によって、通信に適した光を出力させるので、人体に対する影響を配慮し、安全かつ的確に運用していくことができる。
【0064】
この発明の請求項7では、光通信システムに請求項1〜6の光増幅器を備え、所望の光パワーを迅速に得られるようにしたので、シャットダウン状態から所望の光パワーの出力までの立ち上がりを迅速に行うことができる。
【0065】
この発明の請求項8では、光伝送路に接続される通信局に請求項1〜6の光増幅器を備え、リスタート時に所望の光パワーを迅速に得られるようにして、シャットダウン状態から所望の光パワーの出力までの立ち上がりを迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】シャットダウン状態から光増幅器の立ち上げ直後の光出力パワーの状態を示す状態図である。
【図2】この発明にかかる光増幅器の実施例1の構成を示す構成図である。
【図3】図2に示した励起LDの電流と光出力の特性を示す特性図である。
【図4】図2に示した光増幅器における光通信の復旧動作の一実施例を説明するためのフローチャートである。
【図5】シャットダウン状態から光ファイバ異常時の光出力パワーの状態を示す状態図である。
【図6】図2に示した光増幅器における光通信の復旧動作の他の実施例を説明するためのフローチャートである。
【図7】この発明にかかる光増幅器の実施例2の構成を示す構成図である。
【図8】光通信システムの全体構成を示す構成図である。
【図9】図8に示した通信局の光通信の復旧動作を説明するためのフローチャートである。
【図10】障害回復後のARCの動作を説明するために用いられる光通信システムの構成図である。
【図11】リスタートパルスのパルス幅と光パワーの関係を表記した図である。
【図12】同じく、リスタートパルスのパルス幅と光パワーの関係を示す図である。
【図13】従来の光増幅器の構成の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
1,2 光ファイバ
10,20 通信局
11,12,21,22 光増幅器(OFA)
13,24 光合波器
14,23 光分波器
15a〜15d,26a〜26d 送信器
16a〜16d,25a〜25d 受信器
30,31 光カプラ
32,33 PD
34 AGC回路
35 励起LD
36 ACC回路
37 ALC回路
38 制御実行部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention includes an automatic current control (hereinafter referred to as “ACC”) circuit and an automatic output level control (hereinafter referred to as “ALC”) circuit or an automatic gain control (hereinafter referred to as “AGC”) circuit. The present invention relates to an optical amplifier that outputs and controls the output power of light to a predetermined level later, and an optical communication system using the amplifier.
[0002]
[Prior art]
In the conventional optical communication system, the use of laser light has become mainstream as the transmission distance becomes longer and the transmission capacity increases. In this optical communication system, an optical signal output by modulation of laser light is propagated using an optical fiber. FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a conventional example of this optical communication system, in which the communication station 10 and the communication station 20 are connected by the downstream and upstream optical fibers 1 and 2, and the optical fibers 1 and 2 are transmitted. Some optical signals are amplified by optical amplifiers (OFAs) 11, 12 and 21, 22 to perform bidirectional optical transmission between communication stations.
[0003]
A communication station 10 that constructs this optical communication system includes a B-OFA 11 and a P-OFA 12 connected to the downstream and upstream optical fibers 1 and 2, and a WDM (optical division) connected to the input end of the B-OFA 11. Multiplex apparatus), an optical multiplexer 13 connected to the output end of the P-OFA 12, and an optical transmitter 15a for transmitting an optical signal to the optical multiplexer 13 for each wavelength, for example. To 15d, a plurality of optical receivers 16a to 16d that receive the optical signals demultiplexed for each wavelength by the optical demultiplexer 14, and a monitoring module (SV) for monitoring the optical fibers 1 and 2 and the devices in the station ) 17.
[0004]
The communication station 20 includes P-OFA 21 and B-OFA 22 connected to the downstream and upstream optical fibers 1 and 2, and a WDM optical demultiplexer 23 connected to the output end of the P-OFA 21, for example. For example, a WDM optical multiplexer 24 connected to the input end of the B-OFA 22, and a plurality of optical receivers 25 a to 25 d that receive optical signals demultiplexed by wavelength, for example, by the optical demultiplexer 23, The optical multiplexer 23 includes, for example, optical transmitters 26a to 26d that transmit optical signals for each wavelength, and an SV 27 that monitors the optical fibers 1 and 2 and the devices in the station.
[0005]
In such an optical communication system, the power of laser light is very strong due to demands of customers, etc., and the light output after being amplified by the OFAs 11, 12, 21, 22 has very high light intensity. It is getting stronger. For this reason, it is dangerous if the laser beam enters the eyes of a human body, especially an operator. For example, the optical fiber is cut by some obstacle, and the operator is exposed to the laser beam emitted from the end face of the cut fiber. The fear of doing was increasing. Thus, in order to operate the optical communication system safely and accurately, it is necessary to consider the safety of the human body.
[0006]
In this communication system, as shown in FIG. 8, for example, when a break occurs in the optical fiber 2, the disconnection of the optical fiber 2 is detected, and for safety reasons, an automatic laser shutdown (ALS) function is provided. The light output was forcibly stopped by working.
[0007]
In this optical communication system, the automatic restart control (ARC) function works when the optical fiber breakage is repaired by maintenance and the optical fiber is restored to a state where optical signal communication is possible. Thus, light is automatically output from the OFA to amplify the optical signal so that optical communication is possible.
[0008]
That is, the communication recovery operation on the communication station 10 side when the optical fiber 2 is disconnected will be described based on the flowchart of FIG. 9. When the SV 17 detects the disconnection of the optical fiber 2 (step 101), the OFS 11, 12 is shut down for safety reasons (step 102).
[0009]
Next, as shown in the configuration diagram of FIG. 10, when the disconnection state of the optical fiber 2 is repaired and the optical fiber is restored to a state in which optical signal communication is possible, the ARC function is activated and transmission is automatically performed. And control so that the optical signal can be communicated (step 103).
[0010]
In this ARC function, a first optical pulse having a predetermined pulse width and a predetermined optical output power (hereinafter referred to as “first restart pulse”) is transmitted from, for example, the transmitter 15 d of the communication station 10 via the B-OFA 11. The In the communication station 20, when the first restart pulse is received by, for example, the receiver 25d, the SV 27 detects this, and toward the communication station 10 to which the first restart pulse has been sent, for example, A second optical pulse having a predetermined pulse width and a predetermined optical output power (hereinafter referred to as “second restart pulse”) is transmitted from the transmitter 26d via the B-OFA 22.
[0011]
In the communication station 10, when the second restart pulse is received by the receiver 16d, for example, the SV 17 recognizes this (step 104). However, in the recognition operation of the SV 17, the optical fiber 2 is normal only when the second restart pulse received by the receiver 16d is received during the transmission of the first restart pulse by the transmitter 15d. Recognize that it has recovered. If the second restart pulse returned during transmission of the first restart pulse cannot be received by the receiver 16d, it is determined that communication is impossible, the output operation of the OFAs 11 and 12 is stopped, and the step again Returning to 103, the restoration of the optical fiber 2 is confirmed.
[0012]
Here, when it is confirmed that the optical fiber 2 has been normally restored, the SV 17 switches from the pulse output to the communicable optical output power (continuous output) to perform optical output, and is connected to the other. If there is a communication station, the optical output of the station is restarted to perform normal operation of the system (step 105).
[0013]
However, in the above conventional example, there is a possibility that the output power of the optical pulse exceeds the safety standard from the disconnected portion of the optical fiber. Therefore, in the safety standard of IEC: 60825-1 (2000 version), for example, when the wavelength used for the optical communication system is 1.55 μm band, the optical level is 10 dBm or less, which is called class 1 and is called when a failure occurs. Although a safety function such as a shutdown function for temporarily stopping the optical output is not stipulated, this light level of 17 dBm or less is called class 3A, and the above safety function or the restart pulse of FIGS. 11 and 12 is used. As shown in the relationship between the pulse width and the optical power, a safety function for the human body is added.
[0014]
In order to satisfy this safety standard, in the above-mentioned conventional optical amplifier, the OFA is controlled by AGC or ALC to capture the restart pulse transmitted from the transmitter of one communication station, and this pulse is optically amplified. To the receiver of the other communication station. FIG. 13 is a block diagram showing an example of a conventional optical amplifier. Here, a case where the OFA 21 is controlled as a representative is shown. In this optical amplifier, the optical input power and the optical output power of the OFA 21 provided on the optical fiber 1 are branched by optical couplers 30 and 31, respectively, and then detected by photodiodes (PD) 32 and 33. The gain of the OFA 21 is controlled by controlling the drive current of the pump laser diode (LD) 35 by the AGC circuit 34 so that the optical power ratio is always a desired value (gain).
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the OFA is controlled by the AGC or ALC control circuit in the conventional optical amplifier, if the desired optical output power is output from the shutdown state at the time of failure, the desired optical output power is obtained. It takes a long time to output. This is because when a restart pulse is transmitted from the transmitter of one communication station to the receiver of the other communication station, the intermediate optical amplifier receives this pulse and amplifies its optical output power to receive the restart side. This is because if the rise of the optical output is slow, the pulse width decreases, and depending on the degree of the decrease in the pulse width, a state in which this pulse cannot be received by the receiver occurs.
[0016]
Therefore, if the time until the desired optical output power is output from the shutdown state becomes longer, the pulse width of the restart pulse must be increased. However, if this pulse spreads, the optical output power that can be output becomes lower due to the relationship between the pulse width of the restart pulse and the optical power safety standard, and the transmission distance of the restart pulse that transmits the optical fiber is reduced. There was a problem that the optical communication over a long distance could not be performed because of the limitation.
[0017]
The present invention has been made in view of the above problems, and an amplifier capable of rapidly rising from a shutdown state to an output of a desired optical power and enabling long-distance transmission of an optical signal, and optical communication using the amplifier The purpose is to provide a system.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the present invention has a pumping light source, optically amplifies the input optical signal by combining it with the light from the pumping light source, and outputs it at the time of restart after recovery from a fault. In the optical amplifier for controlling the output of the light to be emitted, the current control means for controlling the drive current of the excitation light source to be constant, the first detection means for detecting the optical power of the light input to the optical amplifier, and the light Second detection means for detecting the optical power of light output from the amplifier, and the first and second detection meansThe output level of light from the excitation light source is controlled based on the optical power detected in stepLevel control means, and at the time of restart,To be below the first optical power level specified from the safety standard relationship between the pulse width of the restart pulse and the optical powerCurrent control by the current control meansFixed timeAnd after a certain timeThe second optical power level is higher than the first optical power level.Control of light output level by the level control meansExecuteAnd an optical amplifier comprising a control execution means.
[0019]
According to the present invention, the current control means and the level control means are provided, and at the time of restart after recovery from a fault, the current control means is used to quickly control the drive current value of the light source to be constant, and after this restart, the constant time has elapsed. Later, the control method is switched, and the control of the light output level output from the pumping light source is executed using the level control means, so that the light output is quickly raised.
[0020]
According to a second aspect of the present invention, in the above invention, the level control means performs gain control on a signal intensity change of light from the excitation light source based on the first and second detection means, and the control The executing means executes the gain control by the level control means after the predetermined time.
[0021]
  According to the present invention, the current control means and the level control means for controlling the gain with respect to the change in the optical signal intensity are provided, and the state showing the state of the optical output power immediately after the optical amplifier is started up from the shutdown state of FIG. As shown in the figure, at the time of restart after recovery from the failure of the optical transmission line, first, in the region 1 (between T1 and T2), the optical output power of P1 is set up as a target. Since the light level of P1 is determined by the drive current value that flows to the excitation light source, the current value is set in advance. Next, in region 2 (between T2 and T3), the current control means is used to quickly make the drive current value of the pumping light source constant and perform constant control of the optical output power P1, and after a certain time T3 from this restart, The output of the excitation light source is changed with the optical output power of P2 as a target (region 3 (between T3 and T4)), and then in region 4 (after T4), the control method is switched and the level control means switches from the excitation light source. The gain control is executed for the light of, and constant control of the light output power P2 is performed, so that the light output is quickly raised.The “optical output power P1” is an optical power level at the time of restart and corresponds to the first optical power level. The “optical output power P2” is an optical power level after a certain time from the restart, and corresponds to the second optical power level.
[0022]
According to a third aspect of the present invention, in the above invention, the level control means controls the light output level with respect to a change in input amplitude of light from the excitation light source based on the first and second detection means. And the control execution means controls the light output level by the level control means after the predetermined time.
[0023]
The present invention includes a current control means and a level control means for performing light output level control in response to a change in light input amplitude. After a certain time from the restart, the control method is switched, and the level control means The light output level is controlled in response to a change in the light input amplitude, and the light output is quickly raised.
[0024]
According to a fourth aspect of the present invention, the excitation light source outputs a light pulse of a predetermined level used for recovery from a failure by controlling the drive current in the current control means.
[0025]
According to the present invention, the control by the current control means is performed so that the optical pulse of the predetermined optical output power P1 that clears the safety standard is output with respect to the start of the optical output at the time of restart, and the rapid light Start up the output.
[0026]
According to claim 5 of the present invention, in the above invention, the excitation light source outputs light suitable for communication by gain control in the level control means.
[0027]
According to this invention, after the constant output control of the optical output power of the optical pulse by the current control means, the gain control by the level control means is performed to output the optical pulse of the desired optical output power P2 suitable for communication.
[0028]
According to claim 6 of the present invention, in the above invention, the excitation light source outputs light suitable for communication by output level control of the light in the level control means.
[0029]
According to the present invention, after the output control of the drive current of the excitation light source by the current control unit is controlled, the light output level is controlled by the level control unit, and light having a desired optical output power P2 suitable for communication is output.
[0030]
According to a seventh aspect of the present invention, in an optical communication system for transmitting an optical signal, the optical amplifier according to at least one of the first to sixth aspects that outputs a predetermined level of light upon the restart is provided. An optical communication system is provided.
[0031]
According to the present invention, the optical amplifier according to any one of claims 1 to 6 can be used to quickly obtain a desired optical power at the time of restart, so that the rise from the shutdown state to the output of the desired optical power can be performed quickly. Do.
[0032]
According to an eighth aspect of the present invention, in an optical communication system for transmitting an optical signal, the optical amplifier according to at least one of the first to sixth aspects is provided, and a plurality of communication stations connected via an optical transmission line are provided. And providing a predetermined level of light from the optical amplifier upon restarting between the communication stations.
[0033]
According to the present invention, the optical amplifier according to any one of claims 1 to 6 is provided in a communication station that performs optical signal communication, and a desired optical power can be quickly obtained by using the optical amplifier in the communication station at the time of restart. Thus, the rising from the shutdown state to the output of the desired optical power is performed quickly.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Exemplary embodiments of an optical amplifier according to the present invention and an optical communication system using the amplifier will be described with reference to the accompanying drawings. In the following drawings, the same components as those in FIG. 13 are denoted by the same reference numerals for convenience of explanation. The overall configuration of the optical communication system is substantially the same as that shown in FIGS.
[0035]
Example 1
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the optical amplifier according to the first embodiment of the present invention. Here, the case where the OFA 21 is controlled is shown as a representative. In this figure, in this embodiment, in addition to the OFA 21, optical couplers 30 and 31, PDs 32 and 33, AGC circuit 34 and LD 35 similar to the conventional example of FIG. 8, an ACC circuit for controlling the level of optical output power from the OFA 21. 36 and a control execution unit 38.
[0036]
The ACC circuit 36 performs current control to flow a constant drive current to the pumping LD 35 so as to maintain the optical output power P1 that does not exceed the safety standard. In other words, the ACC circuit 36 controls the drive current of the pump LD 35 so that the OFA 21 sends out a restart pulse having an optical output power P1 with respect to the optical output from the transmitter. The general relationship between the drive current value flowing to the pumping LD and the optical output power of the pumping LD is the relationship shown in the current-optical output characteristic diagram of the pumping LD in FIG. 3, and the general threshold current is 10 to 100 mA. Thus, for example, the optical level of the optical output power is set to 100 mW at a drive current value of 400 mA.
[0037]
The AGC circuit 34 performs gain control of the OFA 21. That is, the optical input power and the optical output power of the OFA 21 provided on the optical fiber 1 are detected by the PDs 32 and 33 after being branched by the optical couplers 30 and 31, respectively, and the ratio of the detected optical powers. The AGC circuit 34 controls the drive current of the excitation LD 35 so that the gain always becomes a desired gain.
[0038]
The control execution unit 38 performs switching control between the ACC circuit 36 and the AGC circuit 34 in accordance with the level of optical output power from the OFA 21 detected by the PD 33. That is, the control execution unit 38 monitors the optical input / output power, and when detecting the restart pulse input after recovery from the optical fiber failure, controls the operation of the ACC circuit 36 to target the optical output power of the OFA 21. Is launched at P1. Further, the control execution unit 38 has a timer circuit (not shown) inside, and performs a constant control of the optical output power P1 for a certain period of time up to the time T3 shown in FIG. Then, the AGC circuit 34 is switched to raise the optical output power to the target P2.
[0039]
In addition, this control execution part 38 may be comprised by SV in a communication station, and may be comprised so that switching control may be performed with the control signal from SV. For example, when the control execution unit 38 is configured by SV, the optical input power detected by the PD 32 is monitored, and the shutdown operation is performed depending on the presence or absence of the optical input. In the following description, a case where the control execution unit 38 is configured by SV will be described.
[0040]
Next, the recovery operation of the optical communication of this optical amplifier will be described based on the flowchart of FIG. Here, as in FIG. 8, the recovery operation for the disconnection of the optical fiber 2 will be described. In the figure, the control execution unit 38 monitors the optical input power of the restart pulse detected by the PD 32 (step 201), recognizes the presence or absence of this optical input, and is in a normal state in which the optical fiber can perform optical communication. Is determined (step 202).
[0041]
Here, when this optical input cannot be recognized, as shown in the state diagram of the optical output power when the optical fiber is abnormal in FIG. 5, adjacent communication stations (in this embodiment, the communication station 10 shown in FIG. 8). Since there is no response from the restart pulse, the optical amplifier 21 is shut down after the lapse of the region 5 (time T5) (step 203). In the recognition of this optical input, as in the conventional example, the communication state is determined by whether or not the restart pulse returned from the adjacent communication station can be received by the receiver during the transmission of the restart pulse from the own station. Deciding. In this shutdown state, after a certain period of time (time T6) has passed in the region 6, a restart pulse is sent again to the adjacent communication station in order to determine whether or not the optical fiber 2 has been restored.
[0042]
If the optical input is recognized, the internal timer circuit is reset to set the timer time T = 0 (step 204). Then, the control execution unit 38 causes an initial current value to flow through the excitation LD 35. The initial current value is a current value for outputting the optical output power P1 from the OFA 21 so as not to exceed the optical output power of the optical pulse at the time of restart specified by the safety standard.
[0043]
In the region 1 (T = T1 to T2) shown in FIG. 1, the pumping LD 35 is activated with the optical output power P1 as a target to raise the optical output. Note that the light level of the optical output power P1 is determined by the value of the current flowing through the pumping LD 35. Therefore, for example, the initial current value is set in advance from the characteristic diagram shown in FIG. If the output power of the pump LD 35 can be confirmed, the optical output power of the OFA 21 is also determined.
[0044]
Next, in region 2 (T = T2 to T3), control by the ACC circuit is performed, and the initial current value passed through the excitation LD 35 is held (step 205). The time for holding this initial current value needs to be set longer than the optical pulse width for ARC control. Therefore, in this embodiment, the control time (T2 to T3) of the ACC circuit is set to 1 second or more, and the pulse width of the restart pulse (region 5) is set to 1 second in consideration of the rising characteristics of the transmitter and OFA output. When the pulse width of this restart pulse is 1 second, the optical output power of T2 to T3 is set to 12.55 dBm or less from the safety standards shown in FIGS.
[0045]
Next, the control execution unit 38 determines whether or not an optical pulse (restart pulse) is input (step 206). That is, in this region 2, since the restart pulse is being transmitted, the fact that the optical input is lost means that the light controlled by the ACC circuit 36 is not received by the receiving communication station, that is, It means that it is in a fault state. Therefore, if there is no optical input, the shutdown state is entered in step 203, and if there is an optical input, it is next determined whether or not time T> T0 (step 207).
[0046]
Here, T0 is a time obtained by adding the region 1 and the region 2, and here, it is determined whether or not the time T of the timer circuit has reached a certain time T3. If the timer time T has not yet reached the time T3, the process returns to step 205 to flow the initial current value. When the timer time T reaches a certain time T3, the control execution unit 38 ends the control of the drive current by the ACC circuit 36, switches the control to the AGC circuit 34, and detects the light input detected by the PDs 32 and 33. The power and optical output power are monitored, and gain control suitable for communication is performed (step 208).
[0047]
Then, the control execution unit 38 determines whether there is optical input power detected by the PD 32 (step 209). If there is optical input, the control execution unit 38 returns to step 208 to continue gain control by the AGC circuit 34, If there is no light input, it is determined that a failure has occurred, and a shutdown state is entered (step 203).
[0048]
Thus, in this embodiment, since the current control by the ACC circuit 36 is performed at the time of restart, it becomes unnecessary to monitor the optical output power. Therefore, the recognition time by the monitor monitoring becomes unnecessary, and the rise time of the optical amplifier 11 ( (T1-T2) can be shortened. By shortening the rise time, the pulse width of the restart pulse is also shortened, whereby the optical output power of the restart pulse can be increased, and it can be applied to longer-distance optical communications.
[0049]
(Example 2)
Next, another embodiment of the optical communication recovery operation in this optical amplifier will be described based on the flowchart of FIG. In this embodiment, when the SV and the control execution unit 38 are separately configured, the restart pulse is output by the optical amplifier by the control signal input from the SV in a state where the light from the transmitter is always output. The recovery operation at the time of failure is shown.
[0050]
That is, in this embodiment, since there is always light input, the timing for outputting the restart pulse cannot be determined by monitoring the presence or absence of light input as in the first embodiment. Therefore, in this embodiment, the operation is performed so that the output of the restart pulse is controlled by the control signal input from the SV. The state of the optical output power of the OFA 21 according to this embodiment is the same as the state diagram shown in FIGS.
[0051]
In FIG. 6, the control execution unit 38 is in the shutdown state of the optical amplifier 21 (step 301). In this shutdown state, after a certain time (time T6) in the region 6 has elapsed (see FIG. 5), the optical fiber 2 In order to determine whether or not has recovered, an initial current is passed through the excitation LD 35 (step 302). This initial current value is a current value for outputting the optical output power P1 from the OFA 21 as in the first embodiment.
[0052]
Next, the control execution unit 38 resets an internal timer circuit (not shown) and counts the first timer time Ta = 0 (step 303), and the optical output power of the OFA 35 is defined by the safety standard. The drive current is controlled by the ACC circuit 36 so as not to exceed the optical output power of the optical pulse at the time of restart (step 304), and a release signal from the SV is waited (step 305).
[0053]
Then, the presence / absence of a release signal from the SV is detected (step 306). When the release signal is input from the SV, the control of the drive current by the ACC circuit 36 is terminated, the control is switched to the AGC circuit 34, and the PD 32 , 33 to monitor the optical input power and optical output power, and perform gain control suitable for communication (step 307).
[0054]
Next, the control execution unit 38 determines whether or not a failure such as an optical fiber disconnection has occurred (step 308). If there is no failure, the control execution unit 38 returns to step 307 to continue gain control by the AGC circuit 34, If a failure has occurred, the process returns to step 301 to put the optical amplifier 21 into a shutdown state.
[0055]
If there is no release signal from SV in step 306, it is next determined whether or not the first timer time Ta> T0 (step 309). Here, T0 is the time obtained by adding the region 1 and the region 2 as in the first embodiment. Here, it is determined whether or not the time Ta of the timer circuit has reached a certain time T3. When the first timer time Ta has not yet reached T3, the process returns to step 302 to flow the initial current value. When the first timer time Ta reaches the predetermined time T3, the control execution unit 38 resets the timer circuit to perform the counting with the second timer time Tb = 0 (step 310), and the ACC circuit The control of the drive current by 36 is terminated, the supply of current to the pumping LD 35 is stopped by the control of the SV control signal, and the optical amplifier 21 is brought into a shutdown state (step 311). Next, the control execution unit 38 determines whether or not the second timer time Tb> T (step 312). The first timer time Ta is for defining the operating time of the ACC circuit, and the second timer time Tb is for defining the time of the shutdown state.
[0056]
Here, T is the time of the region 6 shown in FIG. 5, and it is determined here whether or not the second timer time Tb has reached a certain time T6. If the timer time Tb has not reached T6 again, the process returns to step 311 to continue the control of the ACC circuit 36. When the timer time Tb reaches a certain time T6, the process returns to step 302 and the initial current value is supplied again to shift from the shutdown state to the restart state.
[0057]
In this way, in this embodiment, the restart pulse can be output by the ACC circuit 36 by the control signal from the SV. Therefore, even when there is always light input from the optical fiber, The rise time of the amplifier can be shortened, whereby the pulse width of the restart pulse can be shortened, the optical output power can be increased, and it can be applied to longer-distance optical communications.
[0058]
The present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, as shown in FIG. 7, an ALC circuit 37 is provided instead of the AGC circuit, and the drive current of the pump LD is output so that the optical level of the optical output power suitable for communication is output with respect to the optical output from the pump LD 35. It is also possible to control the light level to be constant.
[0059]
Also in this case, current control by the ACC circuit 36 is performed at the time of restart, and constant light level control by ALC is performed after this current control, so that the rise time of the optical amplifier is shortened and restarted as in the above-described embodiment. The pulse width of the pulse can be shortened and the optical output power can be increased, and an effect that it can be applied to longer-distance optical communication can be achieved.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, an excitation light source is provided, and an optical signal to be input is combined with the light from the excitation light source to be amplified and output, and after the failure recovery, An optical amplifier that performs output control of light input at the time of start-up includes a current control means and a level control means, performs current control by the current control means at the time of restart after recovery from a failure, and by a level control means after a certain time Since the level control is performed, the rising from the shutdown state to the output of the desired optical power is quickly performed, and the optical signal can be transmitted over a long distance.
[0061]
According to the second aspect of the present invention, the current control by the current control means is performed at the restart after recovery from the failure, and the gain control by the level control means is switched after a certain time. Therefore, from the shutdown state to the output of the desired optical power Rapid start-up enables long-distance transmission of optical signals.
[0062]
According to the third aspect of the present invention, the current control by the current control means is performed at the time of restart after recovery from the failure, and after a certain period of time, the control is switched to the control of the light output level with respect to the change in the light input amplitude by the level control means. To a desired optical power output quickly, enabling long-distance transmission of optical signals.
[0063]
In the fourth to sixth aspects of the present invention, the excitation light source outputs an optical pulse having a predetermined optical output power that clears the safety standard with respect to the rise of the optical output of the current control means at the time of restart, and the level. Since the light suitable for communication is output by the gain control by the control means or the optical output level control with respect to the change in the input amplitude of the light, the influence on the human body can be taken into consideration and the operation can be performed safely and accurately.
[0064]
According to the seventh aspect of the present invention, the optical communication system includes the optical amplifier according to any one of the first to sixth aspects so that a desired optical power can be obtained quickly, so that the rise from the shutdown state to the output of the desired optical power can be achieved. Can be done quickly.
[0065]
According to an eighth aspect of the present invention, the communication station connected to the optical transmission line includes the optical amplifier according to any one of the first to sixth aspects so that a desired optical power can be quickly obtained at the time of restart. It is possible to quickly start up to the output of optical power.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a state diagram showing a state of optical output power immediately after startup of an optical amplifier from a shutdown state.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration of a first embodiment of an optical amplifier according to the present invention;
FIG. 3 is a characteristic diagram showing characteristics of current and light output of the pumping LD shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a flowchart for explaining an embodiment of an optical communication restoration operation in the optical amplifier shown in FIG. 2;
FIG. 5 is a state diagram showing a state of optical output power when an optical fiber is abnormal from a shutdown state.
6 is a flowchart for explaining another embodiment of the optical communication restoration operation in the optical amplifier shown in FIG. 2; FIG.
FIG. 7 is a configuration diagram showing a configuration of Embodiment 2 of an optical amplifier according to the present invention;
FIG. 8 is a configuration diagram showing an overall configuration of an optical communication system.
9 is a flowchart for explaining an optical communication recovery operation of the communication station shown in FIG. 8;
FIG. 10 is a configuration diagram of an optical communication system used for explaining an ARC operation after failure recovery;
FIG. 11 is a diagram representing the relationship between the pulse width of the restart pulse and the optical power.
FIG. 12 is a diagram similarly showing the relationship between the pulse width of the restart pulse and the optical power.
FIG. 13 is a configuration diagram showing an example of a configuration of a conventional optical amplifier.
[Explanation of symbols]
1, 2 Optical fiber
10, 20 Communication station
11, 12, 21, 22 Optical amplifier (OFA)
13, 24 Optical multiplexer
14,23 Optical demultiplexer
15a-15d, 26a-26d Transmitter
16a-16d, 25a-25d Receiver
30, 31 Optical coupler
32, 33 PD
34 AGC circuit
35 Excited LD
36 ACC circuit
37 ALC circuit
38 Control execution part

Claims (8)

励起光源を有し、入力する光信号を該励起光源からの光と合波することによって光増幅して出力するとともに、障害回復後のリスタート時に入力する光の出力制御を行う光増幅器において、
前記励起光源の駆動電流を一定に制御する電流制御手段と、
前記光増幅器に入力される光の光パワーを検出する第1の検出手段と、
前記光増幅器から出力される光の光パワーを検出する第2の検出手段と、
前記第1および第2の検出手段で検出された前記光パワーをもとに前記励起光源からの光の出力レベルを制御するレベル制御手段と、
前記リスタート時に、リスタートパルスのパルス幅と光パワーとの安全規格の関係から規定される第1光パワーレベル以下になるように前記電流制御手段による電流制御を一定時間実行させ、該一定時間後に前記第1光パワーレベルより高い前記第2光パワーレベルになるように前記レベル制御手段による光出力レベルの制御を実行させる制御実行手段と、
を備えたことを特徴とする光増幅器。
In an optical amplifier having a pumping light source, optically amplifying and outputting an input optical signal by combining with the light from the pumping light source, and controlling output of light input at the time of restart after failure recovery,
Current control means for controlling the drive current of the excitation light source to be constant;
First detection means for detecting the optical power of light input to the optical amplifier;
Second detection means for detecting the optical power of the light output from the optical amplifier;
Level control means for controlling an output level of light from the excitation light source based on the optical power detected by the first and second detection means;
At the time of the restart , the current control by the current control means is executed for a predetermined time so as to be equal to or lower than the first optical power level defined from the relationship of the safety standard between the pulse width of the restart pulse and the optical power. Control execution means for executing control of the optical output level by the level control means so that the second optical power level is higher than the first optical power level later;
An optical amplifier comprising:
前記レベル制御手段は、前記第1および第2の検出手段に基づき、前記励起光源からの光の信号強度変化に対して利得制御を行い、前記制御実行手段は、前記一定時間後に前記レベル制御手段による利得制御を実行させることを特徴とする請求項1に記載の光増幅器。  The level control means performs gain control with respect to a change in signal intensity of light from the excitation light source based on the first and second detection means, and the control execution means includes the level control means after the predetermined time. The optical amplifier according to claim 1, wherein the gain control is executed by. 前記レベル制御手段は、前記第1および第2の検出手段に基づき、前記励起光源からの光の入力振幅変化に対して前記光出力レベルの制御を行い、前記制御実行手段は、前記一定時間後に前記レベル制御手段による光出力レベルの制御を実行させることを特徴とする請求項1に記載の光増幅器。  The level control means controls the light output level with respect to a change in the input amplitude of light from the excitation light source based on the first and second detection means, and the control execution means 2. The optical amplifier according to claim 1, wherein control of the optical output level by the level control means is executed. 前記励起光源は、前記電流制御手段における駆動電流の制御によって障害復旧に使用する所定レベルの光パルスを出力させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の光増幅器。  4. The optical amplifier according to claim 1, wherein the excitation light source outputs a predetermined level of an optical pulse used for failure recovery by controlling a drive current in the current control unit. 5. 前記励起光源は、前記レベル制御手段における利得制御によって通信に適した光を出力させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の光増幅器。  The optical amplifier according to claim 1, wherein the excitation light source outputs light suitable for communication by gain control in the level control means. 前記励起光源は、前記レベル制御手段における前記光の出力レベル制御によって通信に適した光を出力させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の光増幅器。  5. The optical amplifier according to claim 1, wherein the excitation light source outputs light suitable for communication by output level control of the light in the level control means. 光信号を増幅して伝送させる光通信システムにおいて、
前記リスタート時に所定レベルの光を光伝送路を介して出力する請求項1〜6の少なくとも一つに記載の光増幅器を備えたことを特徴とする光通信システム。
In an optical communication system for amplifying and transmitting an optical signal,
7. An optical communication system comprising the optical amplifier according to claim 1, wherein a predetermined level of light is output through an optical transmission line at the time of restart.
光信号を伝送させる光通信システムにおいて、
請求項1〜6の少なくとも1つに記載の光増幅器を備えるとともに、光伝送路を介して接続された複数の通信局を有し、該通信局間でリスタート時に前記光増幅器から所定レベルの光を出力させることを特徴とする光通信システム。
In an optical communication system for transmitting an optical signal,
The optical amplifier according to claim 1, further comprising a plurality of communication stations connected via an optical transmission line, and having a predetermined level from the optical amplifier upon restarting between the communication stations An optical communication system characterized by outputting light.
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