JP4312577B2 - 光ファイバ増幅器 - Google Patents

Description

本発明は、各種の光伝送システムに適用される光増幅器に関し、特に、希土類ドープファイバに励起光を供給することで信号光の増幅を行う光ファイバ増幅器に関する。

一般的な光伝送システムの１つの構成として、例えば図１１に示すように、送信端局１０１および受信端局１０２の間を光伝送路１０３で接続すると共に、該光伝送路１０３上に所要の間隔で中継局１０４を配置して、送信端局１０１から光伝送路１０３に送出された信号光を各中継局１０４で多段中継して受信端局１０２まで伝送する長距離光伝送システムが知られている。このような長距離光伝送システムにおいて、各中継局１０４内に設けられる光増幅器１０４Ａや、送信端局１０１内のポストアンプ１０１Ａ、受信端局内のプリアンプ１０２Ａには、例えば、エルビウム等の希土類元素をドープした光ファイバに励起光を供給して信号光の増幅を行う光ファイバ増幅器が広く利用されている。

上記のような光ファイバ増幅器に対して求められる主に利得などの特性は、適用されるシステムの伝送方式や各中継区間の伝送距離などの違いに応じて異なったものとなる。上記の図１１に示したシステム構成の場合、長さＬ１の光伝送路１０３Ａに信号光を送出する光増幅器１０１Ａと、長さＬ２（≠Ｌ１）の光伝送路１０３Ｂに信号光を送出する光増幅器１０４Ａと、受信部に信号光を出力する光増幅器１０２Ａとでは、出力光の伝送距離やレベル設定に応じて要求される利得が相違したものとなる。

このように要求される特性が光ファイバ増幅器ごとに異なる場合、各々の特性に対応させて、使用する希土類ドープファイバや励起光源の出力設定などを変えることが必要になる。このため、１つの長距離光伝送システムを構築するのに品種の異なる光ファイバ増幅器を搭載したユニットを複数準備しなければならなくなる。これにより、光ファイバ増幅器ユニットの開発費が増大すると共に、製造後における光ファイバ増幅器ユニットの管理費も必要となるため、コスト的には非常に不利である。また、システム変更などを行う場合には、各々の光ファイバ増幅器ユニットについて設定の変更や交換などの作業がそれぞれ必要になり、その作業は光ファイバ増幅器ユニットの品種が多くなるほど煩雑なものになってしまうという欠点もある。

１台の光ファイバ増幅器の汎用性を向上させるための従来技術としては、例えば、光増幅状態を監視するモニタ信号に応じて、出力レベルや利得が一定となるように励起光源の駆動状態を帰還制御する構成について、モニタ信号の帰還アルゴリズムをソフトウェア的に定めることで、アルゴリズム変更時にハードウェアを変えなくて済むようにして、高い柔軟性と汎用性を実現させた技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、波長に対する利得のばらつきを平坦化する機能を備えた光ファイバ増幅器について、希土類ドープファイバの増幅波長帯域内の波長を有する調整光を信号光に合波することによって、入力光パワー等の条件が変化しても調整光を変化させるだけで対応できるようにして、利得平坦化用光フィルタを各々の条件に合わせて作製することを不要にする技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平５−２３５４５８号公報 特開平１０−２０９５３９号公報

しかしながら、上記のような従来技術については次のような問題点がある。すなわち、長距離光伝送システムに用いられる光ファイバ増幅器に対して要求される利得等の特性は、非常に広範囲に亘る場合が多い。そのような広範囲の特性に対して励起光源の駆動状態を制御するだけで対応することは励起光源の定格パワー値等の制約を受けるため難しく、現実的には、特性に応じて希土類ドープファイバの長さ等の設計パラメータを調整することが必要になる。通常、希土類ドープファイバは、スプライス等によって信号光の光路上に固定的に接続されるため、その長さ等を要求される特性に応じて変更することはアセンブリ後の段階においては容易なことではない。

希土類ドープファイバの長さ等の変更を容易にするための１つの手段としては、例えば、希土類ドープファイバをモジュール化して光ファイバ増幅器の本体部分に光コネクタ等を介して着脱自由に接続させる構成が考えられる。このようにすれば、長さ等の異なる希土類ドープファイバモジュールを複数用意しておき、要求される特性に応じて最適な希土類ドープファイバモジュールを取り付けるようにすることで、希土類ドープファイバ以外の部分は基本的に同一の構成にできるため、光ファイバ増幅器ユニットの品種を減らすのに有効である。

しかし、上記のように希土類ドープファイバをモジュール化した場合、光ファイバ増幅器ごとに最適化された個々の希土類ドープファイバには、増幅波長帯域内の利得のばらつきが最も小さくなるような望ましい励起光パワーというものが各々の長さ等に対応して存在する。上記の従来技術のように励起光源の駆動状態を帰還制御することによって、出力光レベルや利得を所望の値とすることはできるものの、そのような制御によって実際に希土類ドープファイバに供給される励起光パワーは、上記の利得のばらつきを最小にする望ましい励起光パワーとは大きく異なってしまう可能性があり、波長に対する利得のばらつきが大きくなり過ぎて、光フィルタ等により平坦化可能な範囲を超えてしまうといった状況が想定される。このような状況に対処するため、例えば、前述した従来技術のように調整光を与えることで平坦化しようとすれば、高出力の光源が励起光源以外にも必要になるため、光ファイバ増幅器の高コスト化および消費電力の増大を招いてしまう。したがって、希土類ドープファイバをモジュール化した場合には、使用する希土類ドープファイバの長さ等を認識して、望ましい励起光パワーがどの程度のものなのかを自動的に判断できることが重要になる。

また、希土類ドープファイバモジュール内での断線や希土類ドープファイバモジュールと本体側との接続不具合などが発生した場合、出力レベルを一定にする制御（ＡＬＣ）が行われていると、所望の出力レベルが得られないために励起光源の出力パワーが上昇し続け、断線箇所や接続不具合箇所から外部に非常に大きなパワーの励起光が放射されてしまうおそれがある。さらに、希土類ドープファイバモジュールと本体の間における接続損失が大きい場合で、かつ、信号光が光ファイバ増幅器に入力されている状態においては、増幅後の信号光パワーが所望のレベルに達するように、過大なパワーの励起光が希土類ドープファイバに供給されることになる。このような状態のときに上記の接続損失が何等かのきっかけで正常な値に戻った場合には、希土類ドープファイバに対して大きなパワーの信号光が急に入力されることになり、高い反転分布率で励起された希土類ドープファイバから大きな利得で増幅された信号光が出力され、光サージの発生に近い状況になってしまうことも想定される。したがって、希土類ドープファイバをモジュール化する際には、上記のような事態の発生を未然に回避するための対策も必要になる。

本発明は上記の点に着目してなされたもので、広範囲に亘る利得等の特性に対応可能であって波長に対する利得のばらつきを抑えることのできる低コストで安全な光ファイバ増幅器を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の光ファイバ増幅器は、希土類ドープファイバと、前記希土類ドープファイバに励起光を供給する励起光供給手段と、前記希土類ドープファイバに対して入出力される信号光のパワーを測定する信号光パワー測定手段と、前記信号光パワー測定手段の測定結果に基づいて、前記励起光供給手段から前記希土類ドープファイバに供給される励起光のパワーを制御する励起光制御手段と、前記励起光供給手段、前記信号光パワー測定手段および前記励起光制御手段を有する本体部に対して、前記希土類ドープファイバを着脱自由に接続することが可能な希土類ドープファイバモジュールと、前記希土類ドープファイバの非励起状態における損失波長特性に応じて予め設定された波長帯域内の計測光を発生し、前記本体部に接続された希土類ドープファイバモジュールに対して前記計測光を与え、前記希土類ドープファイバモジュールを通過した計測光のパワーを検出し、前記検出結果を基に前記希土類ドープファイバモジュールで生じる損失を計測する損失計測手段と、を備え、前記励起光制御手段は、前記損失計測手段で計測される希土類ドープファイバモジュールの損失に基づき得られる最適励起光パワーを基準として前記励起光供給手段の動作を制御し、前記予め設定された前記計測光の前記波長帯域は、前記計測光が前記損失計測手段により前記パワーを検出可能であり、かつ、前記損失計測手段により計測される前記希土類ドープファイバモジュールで生じる前記損失に基づき、前記希土類ドープファイバの長さを認識可能である波長帯域である。

また、前記励起光制御手段は、前記損失計測手段で計測される希土類ドープファイバモジュールの損失が予め設定した閾値よりも大きいとき、前記励起光供給手段をシャットダウン制御するようにしてもよい。
さらに、前記希土類ドープファイバモジュールは、前記本体部との接続を検出する複数の端子を有し、前記複数の端子の接触位置により判別される前記希土類ドープファイバ長により前記計測光の損失の閾値が求められるようにすることも可能である。

加えて、上記の光ファイバ増幅器については、信号光とは波長の異なる監視制御信号光を生成し、前記監視制御信号光を増幅後の信号光に合波して出力する監視制御信号光送信手段を備え、前記損失計測手段は、前記希土類ドープファイバモジュールの損失計測時に、前記監視制御信号光送信手段で生成される光を前記計測光として用いるようにしてもよい。
また、上記の光ファイバ増幅器の具体的な構成として、前記希土類ドープファイバはエルビウムドープファイバであり、前記予め設定された前記計測光の前記波長帯域は、１５７０ｎｍ乃至１５９０ｎｍであってもよい。

本発明の光ファイバ増幅器によれば、本体部に対して着脱自由に接続可能な希土類ドープファイバモジュールにおける損失を、非励起状態における損失波長特性に応じて予め設定された波長帯域内の計測光を用いて計測し、その損失に応じて最適な励起光パワーが自動的に判断されるようにしたことで、希土類ドープファイバをモジュール化した場合においても、波長に対する利得のばらつきを最小に抑えることのできる最適励起光パワーを基準として励起光制御が行われるようになるため、広範囲に亘る特性に対して希土類ドープファイバモジュールの交換という簡易な方法により対応することが可能であり、かつ、平坦な利得波長特性を実現することができる。よって、多数の品種の光ファイバ増幅器を設計する必要がなくなり、光ファイバ増幅器の低コスト化を図ることが可能になる。

また、希土類ドープファイバモジュールの損失が予め設定した閾値よりも大きくなったときに励起光供給手段をシャットダウン制御するようにしたことで、希土類ドープファイバモジュールの接続不具合や希土類ドープファイバの断線等が発生した場合でも、大きなパワーの励起光が外部に放射されるようなことは回避されるため、光ファイバ増幅器の安全性を向上させることができる。

さらに、希土類ドープファイバモジュールに設けた複数の端子を利用して本体部で希土類ドープファイバの長さを判別し、その希土類ドープファイバ長により計測光の損失の閾値を求めるようにしたことで、希土類ドープファイバモジュールの接続が適切であるかの判断をより正確に行うことができる。
加えて、監視制御信号光を送信するための光源を損失計測用の光源として利用することにより、通常の運用時には使用されない損失計測用の光源を別途設ける必要がなくなるため、より低コストの光ファイバ増幅器を実現することが可能になる。

以下、本発明の光ファイバ増幅器を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、全図を通して同一の符号は同一または相当部分を示すものとする。
図１は、本発明の第１実施形態による光ファイバ増幅器の構成を示すブロック図である。

図１において、本光ファイバ増幅器は、例えば、本体部１およびその本体部１に着脱自由に接続することが可能なＥＤＦモジュール５を備える。
本体部１は、例えば、励起光ＬｐをＥＤＦモジュール５に供給する励起光供給手段としての励起光源１１、駆動制御回路１２および光カプラ１３と、ＥＤＦモジュール５に対して入出力される信号光Ｌｓのパワーを測定する信号光パワー測定手段としての光カプラ２１Ａ，２１Ｂ、モニタＰＤ２２Ａ，２２Ｂ、ＩＶ変換回路２３Ａ，２３ＢおよびＡＤ変換回路２４Ａ，２４Ｂと、計測光ＬｍをＥＤＦモジュール５に与えてＥＤＦモジュール５における損失を計測する損失計測手段としての計測用光源３１、駆動制御回路３２および光カプラ３３と、計測光Ｌｍの入出力パワーを基にＥＤＦモジュール５における損失を演算し、その演算結果に応じてＥＤＦモジュール５に対する励起光Ｌｐの供給パワーを最適化すると共に、信号光Ｌｓの入出力パワーのモニタ結果に基づいて出力一定制御（ＡＬＣ）または利得一定制御（ＡＧＣ）を行う励起光制御手段としての演算処理回路４１および記憶回路（ＥＥＰＲＯＭ）４２と、を有する。計測光Ｌｍの波長については後述する。また、ＥＤＦモジュール５は、例えば、エルビウムを光ファイバのコア部分にドープしたエルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）５１と、そのＥＤＦ５１の両端にそれぞれ設けられた光コネクタ５２Ａ，５２Ｂとを有する。

励起光源１１は、ＥＤＦモジュール５内のＥＤＦ５１に対応した波長帯（例えば、９８０ｎｍ帯や１４８０ｎｍ帯等）の励起光Ｌｐを発生する半導体レーザ等を用いた公知の光源である。駆動制御回路１２は、励起光源１１を駆動するための駆動電流を生成する。この駆動電流は、演算処理回路４１から出力される制御信号に従って制御される。光カプラ１３は、励起光源１１から出力される励起光Ｌｐを信号光Ｌｓと合波する一般的なＷＤＭカプラである。この光カプラ１３で合波された励起光Ｌｐは、アダプタ１６Ｂに取り付けられた光コネクタ５２Ｂを介してＥＤＦ５１の後方側から供給される。なお、ここでは後方励起型の構成例を示したが、前方励起型若しくは双方向励起型の構成とすることも可能である。

光カプラ２１Ａは、光ファイバ増幅器の入力ポートＩＮに与えられる信号光Ｌｓの一部を分岐し、その分岐光を入力モニタ光Ｌs1としてモニタＰＤ２２Ａに送る。モニタＰＤ２２Ａは、光カプラ２１Ａで分岐された入力モニタ光Ｌs1を受光して電気信号に変換する一般的な受光素子である。ＩＶ変換回路２３Ａは、モニタＰＤ２２Ａから出力されるフォトカレントを電圧信号に変換してＡＤ変換回路２４Ａに出力する。ＡＤ変換回路２４Ａは、ＩＶ変換回路２３Ａから出力されるアナログの電圧信号をディジタル信号に変換して演算処理回路４１に出力する。

光カプラ２１Ｂは、ＥＤＦモジュール５および光カプラ１３を通過して光ファイバ増幅器の出力ポートＯＵＴに送られる信号光Ｌｓの一部を分岐し、その分岐光を出力モニタ光Ｌs2としてモニタＰＤ２２Ｂに送る。また、この光カプラ２１Ｂは、ＥＤＦモジュール５の損失計測時には、ＥＤＦモジュール５および光カプラ１３を通過した計測光Ｌｍの一部を分岐してモニタＰＤ２２Ｂに送る。モニタＰＤ２２Ｂは、光カプラ２１Ｂで分岐された出力モニタ光Ｌs2または計測光Ｌｍを受光して電気信号に変換する一般的な受光素子である。ＩＶ変換回路２３Ｂは、モニタＰＤ２２Ｂから出力されるフォトカレントを電圧信号に変換してＡＤ変換回路２４Ｂに出力する。ＡＤ変換回路２４Ｂは、ＩＶ変換回路２３Ｂから出力されるアナログの電圧信号をディジタル信号に変換して演算処理回路４１に出力する。

計測用光源３１は、ＥＤＦモジュール５において発生する損失の計測を行うための計測光Ｌｍを発生する。この計測光Ｌｍの波長は、後で詳しく説明するようにＥＤＦ５１の損失波長特性を考慮して損失の計測に適した波長帯域に予め設定されている。駆動制御回路３２は、計測用光源３１を駆動するための駆動電流を生成する。計測用光源３１の出力パワーについては後述する。この駆動電流のオン／オフは、演算処理回路４１から出力される信号に従って制御される。光カプラ３３は、計測用光源３１から出力される計測光Ｌｍを信号光Ｌｓと合波し、アダプタ１６Ａに取り付けられた光コネクタ５２Ａを介してＥＤＦ５１に与える。なお、光カプラ３３の前段には、光アイソレータ１５が設けられている。この光アイソレータ１５は、光カプラ２１Ａを通った信号光Ｌｓを透過して光カプラ３３に伝える一方、ＥＤＦモジュール５および光カプラ３３を通過して信号光Ｌｓとは逆方向に伝搬する励起光Ｌｐの通過を阻止する。

演算処理回路４１は、ＡＤ変換回路２４Ａ，２４Ｂからそれぞれ出力されるディジタル信号が入力され、それらの入力信号および記憶回路４２に記憶されたデータに基づいて、ＥＤＦモジュール５の損失に応じた最適励起光パワーを判断すると共に、その最適励起光パワーを基準としてＡＬＣまたはＡＧＣを行う。なお、この演算処理回路４１における具体的な演算処理の内容については後述する。

ＥＤＦ５１は、長さ等の設計パラメータが要求される利得に応じた値に設定されており、本体部１との着脱が容易となるように箱等に収納されている。光コネクタ５２Ａ，５２Ｂは、例えば、バックワイヤードボード（ＢＷＢ）光接続に使用されるＭＵプラグイン型光コネクタなどのように、本体部１への実装と同時に自律的に光接続が行われる公知の光コネクタが用いられる。ただし、光コネクタ５２Ａ，５２Ｂの種類は上記の一例に限定されるものではない。

図２は、上記のような構成の光ファイバ増幅器の具体的な実装例を示す概略図である。図２の具体例では、本体部１の各構成要素が光回路部分と制御回路部分とに大別されて１つの制御基板上に実装されている。また、ＥＤＦモジュール５は、本体部１との着脱を容易に行うことができるように、例えば制御基板上に設けたレール等に沿って取り付けられている。

次に、本実施形態による光ファイバ増幅器の動作について説明する。
本光ファイバ増幅器では、要求される利得等の特性に応じて、その利得等を実現するのに最適な長さ等の設計パラメータを有するＥＤＦモジュール５が本体部１に接続される。また、要求される利得等に変更が生じた場合には、ＥＤＦモジュール５だけを最適なものに交換し、本体部１の構成は要求される利得等にかかわらず共通のものとされる。本体部１に対して新規にＥＤＦモジュール５が接続されるときや、ＥＤＦモジュール５の交換が行われるときには、接続後のＥＤＦモジュール５の設計パラメータが自動的に認識され、その認識結果に基づいて、波長に対する利得のばらつきが最も小さくなるように、ＥＤＦモジュール５に対する励起光Ｌｐの供給パワーが最適化される。具体的に、ここでは信号光Ｌｓおよび励起光Ｌｐとは異なる計測光Ｌｍを利用してＥＤＦモジュール５で生じる損失の計測を行うことによりＥＤＦ５１の長さが間接的に認識され、その結果を基に本体部１に実際に接続されたＥＤＦ５１に対する最適励起光パワーが判断される。

ＥＤＦ５１の長さを計測光Ｌｍの損失計測により高い精度で計測するために、計測光Ｌｍの波長は次のようにして最適化されている。すなわち、一般的なＥＤＦは、１４８０ｎｍ付近の波長では光を最も吸収して励起状態（反転分布状態）に遷移するが、１５５０ｎｍ付近のいわゆるＣ−バンドと称される信号光の波長帯域でも大きな吸収を生じる。このため、１５５０ｎｍ帯の信号光が非励起状態のＥＤＦを伝搬すると比較的大きな損失が発生する。

図３は、一般的なＥＤＦについての１５５０ｎｍ付近における損失波長特性の一例を示した図である。このように、ＥＤＦの単位長さあたりの損失を表す損失率（ｄＢ／ｍ）は、１５３０ｎｍ付近では比較的大きな値となり、波長が長くなるのに伴って徐々に減少してゆく。光ファイバ増幅器で使用されるＥＤＦの長さは、通常、１０ｍ〜数１０ｍ程度であるので、１５５０ｎｍ付近の光を非励起状態のＥＤＦに与えた場合、その光に対して発生する損失は３０〜１００ｄＢと非常に大きくなる。このため、計測光Ｌｍの波長を１５５０ｎｍ付近に設定してしまうと、ＥＤＦモジュール５を通過した後の計測光ＬｍのパワーをモニタＰＤ２２Ｂで検出できなくなり、損失の計測が困難になる。

一方、図３において損失率の小さい１６００ｎｍ付近に計測光Ｌｍの波長を設定した場合には、ＥＤＦモジュール５通過後の計測光パワーをモニタＰＤ２２Ｂで検出することは可能にはなるが、発生する損失自体が２〜１０ｄＢ程度と小さくなってしまう。このため、ＥＤＦ長の違いによる損失差が小さくなると共に、ＥＤＦモジュール５で発生する全損失に占める光コネクタ５２Ａ，５２Ｂの接続損失（通常、最大値で０．５ｄＢ×２＝１ｄＢ程度）の割合が大きくなるため、ＥＤＦ５１の長さを正しく認識することが難しくなる。

したがって、計測光Ｌｍの最適な波長設定としては、上記のようなＥＤＦ５１で発生する損失のバランスを考慮すると、図３の破線で囲んだ領域に示すように１５７０ｎｍ〜１５９０ｎｍの波長帯域内に設定するのが望ましい。
計測光源３１より出力される計測光Ｌｍのパワーは、モニタＰＤ２２Ｂによりモジュール通過後の計測光Ｌｍが検出され、ＥＤＦモジュール５の利得特性に影響を与えない強度に定められる。

ここで、例えばＥＤＦモジュール５の交換を行う際に実行される一連の処理について、図４のフローチャートを参照しながら詳しく説明する。
本光ファイバ増幅器に対して要求される利得等に変更が生じた場合、まず、図４のステップ１０１（図中Ｓ１０１で示し、以下同様とする）において、それまで本体部１に接続されていたＥＤＦモジュール５の取り外しが行われる。ステップ１０２では、ＥＤＦモジュール５が外れたか否かが検出される。なお、このステップ１０２における検出動作は、後述する第２実施形態で具体例を示して説明するが、ＥＤＦモジュール５に設けたＧＮＤ端子を利用して、ＥＤＦモジュール５の接続状態が判断されるものとする。ＥＤＦモジュール５の外れが検出されると、ステップ１０３で励起光源１１による励起光Ｌｐの供給をシャットダウンさせる制御信号が演算処理回路４１から駆動制御回路１２に出力され、駆動制御回路１２では、演算処理回路４１からの制御信号がＤＡ変換されて励起光源１１に対する駆動電流の供給が停止される。

そして、ステップ１０４では、本体部１に対する新しいＥＤＦモジュール５の接続が行われる。ステップ１０５では、ＥＤＦモジュール５が接続された否かの検出が、前述したステップ１０２の場合と同様にして行われる。ＥＤＦモジュール５の接続が検出されると、ステップ１０６で計測用光源３１を点灯させるための制御信号が演算処理回路４１から駆動制御回路３２に出力され、駆動制御回路３２では、演算処理回路４１からの制御信号がＤＡ変換されて計測用光源３１に対する駆動電流の供給が開始される。なお、この際、励起光源１１は消灯したままとする。

ステップ１０７では、計測用光源３１から出力され、光カプラ３３、ＥＤＦモジュール５および光カプラ１３を順に通過した計測光Ｌｍのパワーが、光カプラ２１ＢおよびモニタＰＤ２２Ｂによって検出され、その検出結果を示す信号がＩＶ変換回路２３ＢおよびＡＤ変換回路２４Ｂを介して演算処理回路４１に送られる。ステップ１０８では、演算処理回路４１において、計測用光源３１から送出された計測光Ｌｍのパワーと、モニタＰＤ２２Ｂによって検出された計測光Ｌｍのパワーとを基に、ＥＤＦモジュール５の通過によって生じた損失が計算される。なお、各光カプラ３３，１３，２１Ｂの損失、並びに、アダプタ１６Ａ，１６Ｂおよび光コネクタ５２Ａ，５２Ｂ間の接続損失については、予め設定した所定値またはアダプタ１６Ａ，１６Ｂ間を直接接続した状態にして事前に測定した値を用いて補正を行うようにするのがよい。

ステップ１０９では、ステップ１０７で計算された損失が妥当な値であるか否かの判定が行われる。具体的には、計測時の損失値が予め設定した閾値以上の場合、または、モニタＰＤ２２Ｂで計測光Ｌｍを検出できない場合には、光コネクタ５２Ａ，５２Ｂの接続不具合、若しくは、ＥＤＦモジュール５内でのＥＤＦ５１の断線等が想定される。このような場合には、以降、励起光Ｌｐの供給が開始されないようにすると共に、例えば「ＥＤＦモジュール異常アラーム」を発出するようにする。一方、計測時の損失値が閾値よりも小さく妥当な値となっていれば、ステップ１１０に進んで、計測用光源３１をシャットダウンさせる制御信号が演算処理回路４１から駆動制御回路３２に出力される。

ステップ１１１では、記憶回路４２に予め記憶された、ＥＤＦモジュール５の損失値に対応する励起光パワーの最適値を示すデータが演算処理回路４１に読み出される。そして、ステップ１１２では、前述のステップ１０８で計算された損失値に対応するデータの選択が行われる。なお、計測時の損失値に一致するデータが存在しないときには、その損失値に最も近いデータを選択するか、若しくは、損失値の前後のデータを用いて損失値に対応するデータの補完を行うようにする。

ステップ１１３では、ステップ１１２で選択されたデータに従って、励起光源１１を最適パワーで駆動させるための制御信号が演算処理回路４１から駆動制御回路１２に出力される。これにより、本体部１に接続されたＥＤＦモジュール５内のＥＤＦ５１が、波長に対する利得ばらつきを抑えることのできる望ましいパワーの励起光Ｌｐによって励起されるようになる。なお、ステップ１０９において、ステップ１０８で計算される損失に基づく上記の望ましい励起光パワーの値が、本体部１に実装された励起光源１１の定格パワー値を超えてしまうような場合には、励起光源１１の駆動制御を中断して、例えば「ＥＤＦモジュール不適合アラーム」を発出するようにし、再度計測光Ｌｍによる計測を行う。

そして、ステップ１１４では、信号光Ｌｓが入力ポートＩＮに入力され、励起状態のＥＤＦ５１において信号光Ｌｓの増幅が行われる。このとき、信号光Ｌｓの入力パワーおよび出力パワーが各モニタＰＤ２２Ａ，２２Ｂで検出され、各々の検出結果を示す信号がＩＶ変換回路２３Ａ，２３ＢおよびＡＤ変換回路２４Ａ，２４Ｂを介して演算処理回路４１に送られる。演算処理回路４１では、信号光Ｌｓの入出力パワーのモニタ値に基づいて、光ファイバ増幅器の出力レベルが一定となるように、または、光ファイバ増幅器の利得が一定となるように励起光源１１の駆動状態をフィードバック制御する信号が生成されて駆動制御回路１２に出力される。これにより、光ファイバ増幅器のＡＬＣまたはＡＧＣがステップ１１３で設定された望ましい励起光パワーを基準として実行されるようになる。

ここで望ましい励起光パワーを供給しても光増幅器から所望の出力パワーが得られない場合もあり得る。そこでステップ１１５では、出力パワーが妥当であるかの判断を行い、妥当でない場合には、ＥＤＦモジュール５と励起光源１１との接続不良により励起光パワーがＥＤＦ５１に充分に供給できていない可能性があるため「接続不良アラーム」を発出するとともに、励起光源１１をシャットダウンさせる。

上記のように第１実施形態の光ファイバ増幅器によれば、本体部１に着脱自由に接続されるＥＤＦモジュール５における損失をＥＤＦ５１の損失波長特性に応じて定められる波長の計測光Ｌｍを用いて計測し、その損失に応じて励起光Ｌｐの供給パワーを自動的に最適化するようにしたことで、波長に対する利得のばらつきを抑えることのできる望ましいパワーの励起光ＬｐによってＥＤＦ５１を励起することが可能になる。また、光コネクタ５２Ａ，５２Ｂの接続不具合やＥＤＦ５１の断線等が発生した場合には、励起光ＬｐがＥＤＦモジュール５に供給されることなく、「ＥＤＦモジュール異常アラーム」が発出されるようになるため、大きなパワーの励起光Ｌｐが外部に放射されたり、光コネクタ５２Ａ，５２Ｂの接続不具合が何等かのきっかけで正常な接続状態に戻った場合に光サージが発生したりするような不都合な事態を未然に回避することもできる。よって、広範囲に亘って要求される利得等の特性に対して、最適なＥＤＦモジュール５を本体部１に接続するだけで対応可能になるため、多数の品種の光ファイバ増幅器を設計する必要がなくなり開発費を大幅に削減することができると共に、製造後の光ファイバ増幅器の管理費も抑えることが可能になる。また、要求される特性に変更が生じた場合には、ＥＤＦモジュール５の交換を行うだけで自動的に対処することが可能になるため、設計変更の手間が極端に小さくなるほか、ＥＤＦモジュール５の交換作業自体も非常に簡単に行うことができ、加えて、交換後の保守作業も殆ど不要となる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図５は、第２実施形態の光ファイバ増幅器の要部構成を示す図である。
図５において、本光ファイバ増幅器に適用されるＥＤＦモジュール５は、上述した第１実施形態の構成について、本体部１への接続状態およびその種別を自動的に検出可能にする複数（ここでは、例えば最大で５本とする）のＧＮＤ端子５３を設けたものである。また、このＧＮＤ端子５３に対応させて、本体部１には電気コネクタ１７が設けられる。なお、ＥＤＦモジュール５のＧＮＤ端子５３以外の構成および本体部１の電気コネクタ１７以外の構成は、第１実施形態の場合と同様であるため、ここでの説明を省略する。

各ＧＮＤ端子５３は、各々の一端がＥＤＦモジュール５の内部で接地されており、他端が本体部１への接続時に電気コネクタ１７に挿入される。ここでは、ＥＤＦモジュール５の光コネクタ５２Ａ，５２Ｂの間に１列に並べられた５本のＧＮＤ端子５３のうちの両端に位置するＧＮＤ端子５３（図中でハッチングを施した端子）が、本体部１に対してＥＤＦモジュール５が正常に接続された否かを検出するために用いられ、その両端のＧＮＤ端子５３の間に位置する３本のＧＮＤ端子が、各々の位置や組み合わせによってＥＤＦモジュール５の種別（例えば、ＥＤＦ５１の長さ等を表す）を検出するために用いられる。

図６は、５本のＧＮＤ端子５３の具体的な配置例を示す図である。
図６の（Ａ−１）〜（Ａ−３）は、種別の検出に用いられる３本のＧＮＤ端子５３のうちの１箇所だけにＧＮＤ端子５３を配置し、そのＧＮＤ端子５３の位置によってＥＤＦモジュール５の種別を検出できるようにした一例である。また、図６の（Ｂ−１）〜（Ｂ−３）は、種別の検出に用いられる３本のＧＮＤ端子５３のうちのすべて若しくは２箇所にＧＮＤ端子５３を配置し、それらＧＮＤ端子５３の組み合わせの配置によってＥＤＦモジュール５の種別を検出できるようにした一例である。

なお、ここでは５本のＧＮＤ端子５３を利用してＥＤＦモジュール５の接続状態と種別の検出を行うようにしたが、ＧＮＤ端子５３の本数は上記の一例に限定されるものではなく、ＥＤＦモジュールの品種に応じて任意に設定することが可能である。また、複数のＧＮＤ端子５３の配置は１列（１次元配列）だけでなく２次元配列としても構わない。
上記のような構成の光ファイバ増幅器では、例えば、前述の図４に示したＥＤＦモジュール５の交換時のシーケンスにおいて、ステップ１０２やステップ１０５で実行される処理として、両端の２本のＧＮＤ端子５３が電気コネクタ１７に接続されたことを本体部１側で確認することによって、ＥＤＦモジュール５が正常に実装されたことが検出される。なお、両端の２本のＧＮＤ端子５３の接続が確認できない場合には、異常状態として励起光Ｌｐの供給が開始されないようにする。また、ＥＤＦモジュール５の接続状態の検出と同時に、両端の２本のＧＮＤ端子の間に設けられたＧＮＤ端子５３の配置に応じて、本体部１に接続されたＥＤＦモジュール５の種別が検出される。この種別の検出によってＥＤＦモジュール５内に設けられたＥＤＦ５１の長さ等の設計の基準値が演算処理回路４１で認識される。このＥＤＦモジュール５の種別検出に応じて前述の損失計測時に損失値が妥当であるかの閾値を変化させることにより、ＥＤＦモジュール５の接続が適切であるかの判断をより正確にすることができる。さらに、第１実施形態の場合と同様にして計測光Ｌｍを用いた損失の検出によって、製造誤差等による設計基準値からのずれの補正が行われるようになる。

このように第２実施形態の光ファイバ増幅器によれば、ＥＤＦモジュール５に設けた複数のＧＮＤ端子５３を利用して、本体部１に対する接続状態だけでなくＥＤＦモジュール５の種別までを検出できるようにしたことで、使用されるＥＤＦモジュール５の特性に対応した励起光パワーの制御をより確実に行うことが可能になる。
次に、本発明の第３実施形態について説明する。

上述した第１および第２実施形態に用いられる計測用光源３１および駆動制御回路３２は、ＥＤＦモジュール５の新規装着および交換時にのみ使用され、通常の運用時には使用されないものであるため、従来の光ファイバ増幅器と比べて光源およびその駆動制御回路を１組余分に搭載する必要が生じる。そこで、第３実施形態では、長距離光伝送システム等への適用を考えた場合に光ファイバ増幅器に必ず搭載されることになる監視制御信号光（ＯＳＣ）用の光源およびその駆動制御回路を計測光用としても兼用するようにした応用例を説明する。

図７は、第３実施形態による光ファイバ増幅器の構成を示すブロック図である。
図７において、本光ファイバ増幅器の構成が上述の図１に示した第１実施形態の場合と異なる部分は、監視制御信号光Ｌoscを生成して増幅後の信号光Ｌｓに合波して出力するＯＳＣ用光源６１、駆動制御回路６２および光カプラ６３を追加すると共に、そのＯＳＣ用光源６１および駆動制御回路６２を第１実施形態における測定光用光源３１および駆動制御回路３２として利用するために光スイッチ６４を設けた部分である。上記以外の他の部分の構成は、第１実施形態の場合と同様であるため、ここでの説明を省略する。

ＯＳＣ用光源６１は、信号光Ｌｓおよび励起光Ｌｐとは波長の異なる光を発生する半導体レーザ等の一般的な光源であって、その波長は上述の図３を参照して説明したように、１５７０ｎｍ〜１５９０ｎｍの波長帯域内に設定されているものとする。駆動制御回路６２は、演算処理回路４１から出力される制御信号に応じて、監視制御信号光Ｌoscを出力する場合には監視制御情報に従って変調された駆動電流をＯＳＣ用光源６１に与え、一方、ＥＤＦモジュール５の損失を計測するための計測光Ｌｍを出力する場合には、一定の値の駆動電流をＯＳＣ用光源６１に与える。光カプラ６３は、ＯＳＣ用光源６１から光スイッチ６４を介して送られてきた監視制御光Ｌoscを、ＥＤＦモジュール５で増幅され光カプラ１３，２１Ｂを通過した信号光Ｌｓに合波して出力ポートＯＵＴに出力するものである。

光スイッチ６４は、演算処理回路４１から出力される切り替え制御信号に従って、ＯＳＣ用光源６１から監視制御信号光Ｌoscが出力されるときには、その監視制御信号光Ｌoscを光カプラ６３側（以下、０側とする）に伝達し、ＯＳＣ用光源６１から計測光Ｌｍが出力されるときには、その計測Ｌｍを光カプラ３３側（以下、１側とする）に伝達する。なお、光スイッチ６４で１側に伝達された計測光Ｌｍは光カプラ３３を介してＥＤＦモジュール５の光コネクタ５２Ａに与えられる。

次に、上記のような構成の光ファイバ増幅器においてＥＤＦモジュール５の交換を行う際に実行される一連の処理について、図８のフローチャートを参照しながら詳しく説明する。
本光ファイバ増幅器では、ＥＤＦモジュール５の交換を行う直前まで、図８のステップ２０１に示すように、ＯＳＣ用光源６１において監視制御信号光Ｌoscが生成され、その監視制御信号光Ｌoscが、光スイッチ６４を介して光カプラ６３に送られ、光カプラ６３で増幅後の信号光Ｌｓと合波されて、出力ポートＯＵＴから下流の装置に向けて送出される。そして、ＥＤＦモジュール５の交換を行う際には、まず、ステップ２０２において、それまで本体部１に接続されていたＥＤＦモジュール５の取り外しが行われる。ステップ２０３では、ＥＤＦモジュール５が外れたか否かが検出される。ＥＤＦモジュール５の外れが検出されると、ステップ２０４で励起光源１１による励起光Ｌｐの供給がシャットダウンされる。この際、ＯＳＣ用光源６１はそのままの駆動状態に維持される。

そして、ステップ２０５では、本体部１に対する新しいＥＤＦモジュール５の接続が行われる。ステップ２０６では、ＥＤＦモジュール５が接続された否かの検出が行われる。ＥＤＦモジュール５の接続が検出されると、ステップ２０７で光スイッチ６４の接点を０側から１側に切り替えるための信号が演算処理回路４１から光スイッチ６４に出力される。光スイッチ６４の接点の切り替えが完了すると、ステップ２０８でＯＳＣ用光源６１の駆動状態を連続発振モードに切り替えるための制御信号が演算処理回路４１から駆動制御回路６２に出力される。これにより、モジュール通過後にモニタＰＤ２２Ｂによって検出可能かつＥＤＦ５１の利得特性に影響を与えない一定レベルに制御された計測光ＬｍがＯＳＣ用光源６１から出力されるようになり、その計測光Ｌｍが光スイッチ６４を介して光カプラ３３に送られる。

ステップ２０９では、光カプラ３３、ＥＤＦモジュール５および光カプラ１３を順に通過した計測光Ｌｍのパワーが、光カプラ２１ＢおよびモニタＰＤ２２Ｂによって検出され、その検出結果を示す信号がＩＶ変換回路２３ＢおよびＡＤ変換回路２４Ｂを介して演算処理回路４１に送られる。ステップ２１０では、光スイッチ６４の接点を１側から０側に切り替えるための信号が演算処理回路４１から光スイッチ６４に出力される。光スイッチ６４の接点の切り替えが完了すると、ステップ２１１でＯＳＣ用光源６１の駆動状態を変調モードに切り替えるための制御信号が演算処理回路４１から駆動制御回路６２に出力される。これにより、ＯＳＣ用光源６１から再び監視制御信号光Ｌoscが出力されるようになり、その監視制御信号光Ｌoscが光スイッチ６４を介して光カプラ６３に送られる。

次に、ステップ２１２では、演算処理回路４１において、ＯＳＣ用光源６１から送出された計測光Ｌｍのパワーと、モニタＰＤ２２Ｂによって検出された計測光Ｌｍのパワーとを基に、ＥＤＦモジュール５の通過によって生じた損失が計算される。そして、ステップ２１３では、ステップ２１２で計算された損失が妥当な値であるか否かの判定が行われ、る。具体的には、計測時の損失値が予め設定した閾値以上の場合には、以降、励起光Ｌｐの供給が開始されないように、例えば「ＥＤＦモジュール異常アラーム」が発出される。一方、計測時の損失値が閾値よりも小さく妥当な値となっていれば、ステップ２１４に進んで、記憶回路４２に予め記憶された、ＥＤＦモジュール５の損失値に対応する励起光パワーの最適値を示すデータが演算処理回路４１に読み出される。そして、ステップ２１５では、前述のステップ２１２で計算された損失値に対応するデータの選択が行われる。

ステップ２１６では、ステップ２１５で選択されたデータに従って、励起光源１１が最適パワーで駆動される。そして、ステップ２１７では、信号光Ｌｓが入力ポートＩＮに入力され、励起状態のＥＤＦ５１において信号光Ｌｓの増幅が行われる。このとき、信号光Ｌｓの入力パワーおよび出力パワーが各モニタＰＤ２２Ａ，２２Ｂで検出され、各々の検出結果を示す信号がＩＶ変換回路２３Ａ，２３ＢおよびＡＤ変換回路２４，２４Ｂを介して演算処理回路４１に送られる。演算処理回路４１では、信号光Ｌｓの入出力パワーのモニタ値に基づいて、光ファイバ増幅器の出力レベルが一定となるように、または、光ファイバ増幅器の利得が一定となるように励起光源１１の駆動状態をフィードバック制御する信号が生成されて駆動制御回路１２に出力される。これにより、光ファイバ増幅器のＡＬＣまたはＡＧＣがステップ２１６で設定された最適励起光パワーを基準として実行されるようになる。

また、第１実施形態の場合と同様に、望ましい励起光パワーを供給しても光増幅器から所望の出力パワーが得られない場合もあり得る。そこで、ステップ２１８では出力パワーが妥当であるかの判断を行い、妥当でない場合には接続不良により励起光源１１からの励起光がＥＤＦモジュール５に充分に供給できていない可能性があるため「接続不良アラーム」を発出するとともに、励起光源１１をシャットダウンさせる。

上記のような第３実施形態の光ファイバ増幅器によれば、監視制御信号光Ｌoscを送信するための光源６１および駆動制御回路６２を利用して計測光Ｌｍを発生させるようにしたことで、ＥＤＦモジュール５の損失を計測するための光源および駆動制御回路を別途用意する必要がなくなるため、より低コストの光ファイバ増幅器を実現することが可能になる。

次に、本発明の第４実施形態について説明する。
上述した第１〜第３実施形態では、本体部１に接続されるＥＤＦモジュール５の種別に対応させて励起光Ｌｐの供給パワーを最適化することにより、波長に対する利得のばらつきが抑えられるようにして、利得のばらつきを平坦化するための利得等化器等を特に設けない構成例を示した。第４実施形態では、上記利得のばらつきをより平坦化させるために利得等化器を設けるようにした場合の応用例について説明する。

図９は、第４実施形態の光ファイバ増幅器に用いられるＥＤＦモジュールの構成を示す図である。
図９に示すＥＤＦモジュール５は、例えば、入力側の光コネクタ５２Ａが一端に接続されたＥＤＦ５１の他端と、出力側の光コネクタ５２Ｂとの間に、光アイソレータ５４および利得等化器（ＧＥＱ）５５を順に接続して構成される。光アイソレータ５４は、ＥＤＦ５１の他端から利得等化器５５の方向に伝搬する光を通過させ、それとは逆方向に伝搬する光の通過を阻止する。この光アイソレータ５４は、利得等化器５５において反射された信号光Ｌｓ等が前段側に伝達されないようにするためのものである。なお、上記の光アイソレータ５４を設けたことにより、ここでは図示しないが本体部１の構成が前方励起型に変更されているものとする。

利得等化器５５は、ＥＤＦ５１の利得波長特性とは逆の損失波長特性を有する光フィルタ等を用いた公知の利得等化器である。具体的に、ＥＤＦ５１の長さ等に対応させた最適励起光パワーにより励起されたＥＤＦ５１の利得波長特性が、例えば図１０（Ａ）に示すような特性であったとすると、利得等化器５５の損失波長特性は、図１０（Ｂ）に示すような逆特性となるように設計される。このような損失波長特性を有する利得等化器５５を使用することにより、ＥＤＦモジュール５全体としての利得波長特性は図１０（Ｃ）に示すような平坦な特性が得られるようになる。

上記のような構成の光ファイバ増幅器では、ＥＤＦモジュール５の内部に利得等化器５５を設けるようにしたことで、モジュール５内のＥＤＦ５１と、そのＥＤＦ５１の長さ等に応じて損失波長特性が最適設計された利得等化器５５とが必ずペアで使用されるようになる。利得等化器５５の使用が必要となるような波長帯域の広い光ファイバ増幅器において、交換可能なＥＤＦモジュール５の外部に利得等化器が設けられていると、ＥＤＦモジュール５の交換を行ってその前後で利得波長特性が変化した場合には、利得等化器も含めた光ファイバ増幅器全体での利得波長特性に偏差が生じてしまう可能性が高い。しかし、本光ファイバ増幅器では、ＥＤＦモジュール５内にＥＤＦ５１および利得等化器５５が内蔵されおり、ＥＤＦモジュール５の交換の際に特性上のペアは崩されないため、より平坦な波長特性の増幅光を得ることが可能になる。

また、本光ファイバ増幅器では、上述した第１〜第３実施形態の場合と同様にしてＥＤＦモジュール５の交換を行った直後に損失の計測が行われるが、利得等化器５５の損失波長特性は比較的自由に設計することが可能であるため、測定光Ｌｍの波長付近で損失が極端に大きくならないように予め設計しておくことにより、ＥＤＦモジュール５内に利得等化器５５を設けたことによる影響を最小限に抑えることができる。

以上、本明細書で開示した主な発明について以下にまとめる。

（付記１）希土類ドープファイバと、該希土類ドープファイバに励起光を供給する励起光供給手段と、前記希土類ドープファイバに対して入出力される信号光のパワーを測定するする信号光パワー測定手段と、該信号光パワー測定手段の測定結果に基づいて、前記励起光供給手段から前記希土類ドープファイバに供給される励起光のパワーを制御する励起光制御手段と、を備えた光ファイバ増幅器において、
前記励起光供給手段、前記信号光パワー測定手段および前記励起光制御手段を有する本体部に対して、前記希土類ドープファイバを着脱自由に接続することが可能な希土類ドープファイバモジュールと、
前記希土類ドープファイバの損失波長特性に応じて予め設定した波長帯域内の計測光を発生し、前記本体部に接続された希土類ドープファイバモジュールに対して前記計測光を与え、前記希土類ドープファイバモジュールを通過した計測光のパワーを検出し、該検出結果を基に前記希土類ドープファイバモジュールで生じる損失を計測する損失計測手段と、を備えて構成され、
前記励起光制御手段は、前記損失計測手段で計測される希土類ドープファイバモジュールの損失に従って、前記希土類ドープファイバにおける増幅波長帯域内の利得のばらつきが最も小さくなる最適励起光パワーを判断し、該最適励起光パワーを基準として前記励起光供給手段の動作を制御することを特徴とする光ファイバ増幅器。

（付記２）前記希土類ドープファイバがエルビウムドープファイバであるとき、
前記計測光の波長は、１５７０ｎｍ〜１５９０ｎｍの波長帯域内に設定されることを特徴とする付記１に記載の光ファイバ増幅器。

（付記３）前記希土類ドープファイバモジュールは、前記希土類ドープファイバの両端にそれぞれ設けた光コネクタを有し、
前記本体部は、前記希土類ドープファイバモジュールの各光コネクタに対応したアダプタを有することを特徴とする付記１または２に記載の光ファイバ増幅器。

（付記４）前記励起光制御手段は、前記損失計測手段で計測される希土類ドープファイバモジュールの損失が予め設定した閾値よりも大きいとき、前記励起光供給手段をシャットダウン制御することを特徴とする付記１〜３のいずれか１つに記載の光ファイバ増幅器。

（付記５）前記励起光制御手段は、前記損失計測手段で計測される希土類ドープファイバモジュールの損失が前記閾値よりも大きいとき、異常アラームを発出することを特徴とする付記４に記載の光ファイバ増幅器。

（付記６）前記励起光制御手段は、前記希土類ドープファイバモジュールの損失に対する前記最適励起光パワーの関係を示すデータを予め記憶させた記憶回路を有し、該記憶回路の記憶データのうちから前記損失計測手段で計測される希土類ドープファイバモジュールの損失に対応したデータを選択して、前記最適励起光パワーを判断することを特徴とする付記１〜５のいずれか１つに記載の光ファイバ増幅器。

（付記７）前記励起光制御手段は、前記記憶回路の記憶データを参照して判断した最適励起光パワーの値が、前記励起光供給手段に含まれる励起光源の定格パワー値を超えたとき、不適合アラームを発出することを特徴とする付記６に記載の光ファイバ増幅器。

（付記８）前記希土類ドープファイバモジュールは、前記本体部との接続時に、前記本体部の所定の位置に接触する少なくとも１つの端子を有し、
前記励起光制御手段は、前記端子の接触状態に基づいて前記希土類ドープファイバモジュールが接続されているか否かを検出することを特徴とする付記１〜７のいずれか１つに記載の光ファイバ増幅器。

（付記９）前記希土類ドープファイバモジュールは、前記本体部との接続を検出する複数の端子を有し、前記複数の端子の接触位置により判別される前記希土類ドープファイバ長により前記計測光の損失の閾値が求められることを特徴とする付記４に記載の光ファイバ増幅器。

（付記１０）運用時に信号光とは波長の異なる監視制御信号光を生成し、該監視制御信号光を増幅後の信号光に合波して出力する監視制御信号光送信手段を備え、
前記損失計測手段は、前記希土類ドープファイバモジュールの損失計測時に、前記監視制御信号光送信手段で生成される光を前記計測光として用いることを特徴とする付記１〜９のいずれか１つに記載の光ファイバ増幅器。

（付記１１）前記希土類ドープファイバモジュールは、希土類ドープファイバが前記最適励起光パワーで励起されたときの利得波長特性とは逆の損失波長特性を有する利得等化器を備えたことを特徴とする付記１〜１０のいずれか１つに記載の光ファイバ増幅器。

本発明の第１実施形態による光ファイバ増幅器の構成を示すブロック図である。 上記第１実施形態の具体的な実装例を示す概略図である。 一般的なＥＤＦについての１５５０ｎｍ付近における損失波長特性の一例を示す図である。 上記第１実施形態におけるＥＤＦモジュールの交換時の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第２実施形態による光ファイバ増幅器の要部構成を示す図である。 上記第２実施形態におけるＧＮＤ端子の具体的な配置例を示す図である。 本発明の第３実施形態による光ファイバ増幅器の構成を示すブロック図である。 上記第３実施形態におけるＥＤＦモジュールの交換時の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第４実施形態による光ファイバ増幅器に用いられるＥＤＦモジュールの構成を示す図である。 上記第４実施形態における利得等化器の損失波長特性を説明するための図である。 一般的な長距離光伝送システムの構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１…本体部
５…ＥＤＦモジュール
１１…励起光源
１２，３２，６２…駆動制御回路
１３，２１Ａ，２１Ｂ，３３，６３…光カプラ
１５，５４…光アイソレータ
１６Ａ，１６Ｂ…アダプタ
２２Ａ，２２Ｂ…モニタＰＤ
２３Ａ，２３Ｂ…ＩＶ変換回路
２４Ａ，２４Ｂ…ＡＤ変換回路
３１…計測用光源
４１…演算処理回路
４２…記憶回路
５１…エルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）
５２Ａ，５２Ｂ…光コネクタ
５３…ＧＮＤ端子
５５…利得等化器（ＧＥＱ）
６１…ＯＳＣ用光源
６４…光カプラ

Claims (5)

1. 希土類ドープファイバと、
   前記希土類ドープファイバに励起光を供給する励起光供給手段と、
   前記希土類ドープファイバに対して入出力される信号光のパワーを測定する信号光パワー測定手段と、
   前記信号光パワー測定手段の測定結果に基づいて、前記励起光供給手段から前記希土類ドープファイバに供給される励起光のパワーを制御する励起光制御手段と、
   前記励起光供給手段、前記信号光パワー測定手段および前記励起光制御手段を有する本体部に対して、前記希土類ドープファイバを着脱自由に接続することが可能な希土類ドープファイバモジュールと、
   前記希土類ドープファイバの非励起状態における損失波長特性に応じて予め設定された波長帯域内の計測光を発生し、前記本体部に接続された希土類ドープファイバモジュールに対して前記計測光を与え、前記希土類ドープファイバモジュールを通過した計測光のパワーを検出し、前記検出結果を基に前記希土類ドープファイバモジュールで生じる損失を計測する損失計測手段と、を備え、
   前記励起光制御手段は、前記損失計測手段で計測される希土類ドープファイバモジュールの損失に基づき得られる最適励起光パワーを基準として前記励起光供給手段の動作を制御し、
   前記予め設定された前記計測光の前記波長帯域は、前記計測光が前記損失計測手段により前記パワーを検出可能であり、かつ、前記損失計測手段により計測される前記希土類ドープファイバモジュールで生じる前記損失に基づき、前記希土類ドープファイバの長さを認識可能である波長帯域であることを特徴とする光ファイバ増幅器。
2. 前記励起光制御手段は、前記損失計測手段で計測される希土類ドープファイバモジュールの損失が予め設定した閾値よりも大きいとき、前記励起光供給手段をシャットダウン制御することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ増幅器。
3. 前記希土類ドープファイバモジュールは、前記本体部との接続を検出する複数の端子を有し、前記複数の端子の接触位置により判別される前記希土類ドープファイバ長により前記計測光の損失の閾値が求められることを特徴とする請求項２に記載の光ファイバ増幅器。
4. 信号光とは波長の異なる監視制御信号光を生成し、前記監視制御信号光を増幅後の信号光に合波して出力する監視制御信号光送信手段を備え、
   前記損失計測手段は、前記希土類ドープファイバモジュールの損失計測時に、前記監視制御信号光送信手段で生成される光を前記計測光として用いることを特徴とする請求項１乃至３に記載の光ファイバ増幅器。
5. 前記希土類ドープファイバはエルビウムドープファイバであり、前記予め設定された前記計測光の前記波長帯域は、１５７０ｎｍ乃至１５９０ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ増幅器。

Images