JP4499132B2

JP4499132B2 - 光源およびｗｄｍ光通信システム

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Publication number: JP4499132B2
Application number: JP2007119363A
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Inventors: 智久石川
Original assignee: Fujitsu Ltd
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Description

この発明は、ＷＤＭ光通信システムおよびこのＷＤＭ光通信システムに用いられる光源に関する。

光伝送システムの一方式として、波長分割多重（ＷＤＭ：ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘ）方式が知られている。図９は、従来のＷＤＭ方式に用いられる光源の構成を示すブロック図である。図９に示すように、従来の光源１は、モニタ用のフォトダイオード（以下、ＰＤとする）２およびＬＤ出力光モニタ３によりレーザーダイオード（以下、ＬＤとする）４の出力光パワーを監視し、波長ロッカ５および波長モニタ６により出力光の波長を監視する。そして、光出力アラーム検出部７または波長アラーム検出部８が出力光パワーのモニタ値または波長のモニタ値の異常を検出すると、光パワー制御部９により光出力が瞬時に遮断（シャットダウン）される。

ところで、ＷＤＭ方式では、伝送距離の長距離化を図るために、伝送線路内にＥＤＦ（ＥｒｂｉｕｍＤｏｐｅｄＦｉｂｅｒ）光増幅器が配置される。このＥＤＦ光増幅器には、波長の異なる複数の出力光が合波されて入力される。光送信側で波長多重された光信号は、ＥＤＦ光増幅器において増幅される。ＥＤＦ光増幅器では、自動利得制御（ＡＧＣ：ＡｕｔｏｍａｔｉｃＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ）機能により、入力波（あるいは入力光パワー）が増えるとＥＤＦに注入する励起光の量が増え、入力波長数が減ると励起光の量が減ることによって、出力光パワーが一定になるように制御される。

図１０は、従来の光源を用いた場合の伝送線路における光変動を説明する模式図である。図１０に示すように、ある波長の光源において、出力光パワーのモニタ値に異常が検出されると、その異常が検出された光源のＬＤモジュールの出力光パワー１１が瞬時に遮断される。それによって、ＥＤＦ光増幅器への入力光パワー１２が、遮断された光源の出力光パワー分だけ急激に下がる。

ＥＤＦ光増幅器への入力光パワーが下がっても、その下がった分の励起光がＥＤＦ内から放出されるまでに時間（ＥＤＦ励起放出時定数）がかかり、その間、ＥＤＦ光増幅器は、増幅率の高い状態となる。そのため、ＥＤＦ光増幅器の出力光パワー１３が一時的に高い状態になる。その後、自動利得制御機能が正常に機能するまでの期間（自動利得制御回路追従時定数）、ＥＤＦ光増幅器の出力光パワー１３が不安定になる。その影響で、ＥＤＦ光増幅器の出力光パワーにおける、遮断された光源以外の出力光パワー１４が一時的に変動する。

しかし、ＷＤＭ方式の光伝送システムでは、ある波長の光源において異常が発生しても、他の波長の出力光パワーに影響を及ぼさないことが要求される。そのためには、ある波長の光源の光出力が遮断されても、ＥＤＦ光増幅器の出力光パワーが大きく変動しないようにする必要がある。そこで、ＥＤＦ光増幅器の光入力段に光減衰器と光入力モニタを設け、ＥＤＦ光増幅器への入力光パワーの変動量に基づいて光減衰器を可変させることによって、入力光パワーの急激な変動を吸収し、ＥＤＦ光増幅器の出力光パワーの一時的な変動を抑圧するようにしたＥＤＦ光増幅器が公知である（例えば、特許文献１参照。）。

特開平１１−１１２４３５号公報

しかしながら、上述した従来の光源では、モニタ値の異常を検出した場合、その原因が各種モニタの異常にあり、ＬＤの光出力が制御可能な状態にある場合でも、一律に光出力が遮断される。そのため、前記特許文献１に記載された構成のＥＤＦ光増幅器を用いない場合には、ＬＤの光出力を制御できる状態にあるにもかかわらず、ＥＤＦ光増幅器で一時的に大きなレベル変動が発生するという問題がある。また、前記特許文献１に記載された構成のＥＤＦ光増幅器を用いる場合には、ＥＤＦ光増幅器の光入力段に光減衰器と光入力モニタを設ける必要があり、部品点数が増え、構成が複雑になるという問題がある。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、モニタ値の異常検出時に、その異常の状態に合わせてＬＤの光出力を制御することができる光源を提供することを目的とする。また、この発明は、モニタ値の異常検出による光出力の遮断が原因で発生するＥＤＦ光増幅器の出力光パワーのレベル変動を簡易な構成で抑制することができる光源およびＷＤＭ光通信システムを提供することを目的とする。

本発明にかかる光源は、出力パワーが一定になるように制御しても、入力パワーが急激に変化した場合には前記出力パワーが変化し、当該出力パワーが一定値に復帰するまでに一定の時間を要するエルビウムドープ光ファイバ増幅器を具備するＷＤＭ光通信システムの信号伝送用光源として用いられる光源において、レーザーダイオードと、前記レーザーダイオードの動作状態に関する第１の特性を監視する第１の監視手段と、前記レーザーダイオードの動作状態に関する、前記第１の特性とは異なる第２の特性を監視する第２の監視手段と、前記第１および第２の監視手段の監視結果に基づき前記レーザーダイオードの動作を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記第１の特性の値および前記第２の特性の値の両方の異常を検出したとき、前記レーザーダイオードの光出力を瞬時に減衰させ、前記第１の特性の値および前記第２の特性の値のいずれか一方のみが異常である場合に、前記レーザーダイオードの光出力が前記エルビウムドープ光ファイバ増幅器の出力パワーが前記一定値に復帰するまでの前記一定の時間より長い時間を経過後遮断されるように、前記レーザーダイオードの光出力を徐々に減衰させることを特徴とする。

また、本発明にかかる光源は、ＬＤの出力光の波長と、ＬＤの温度を、独立して監視し、その両方または一方が異常であるときに、上述した判断と同様の判断により、ＬＤの光出力を制御する。あるいは、本発明にかかる光源は、波長チューニング素子により調整されたＬＤの出力光の波長と、波長チューニング素子の印加電圧を、独立して監視し、その両方または一方が異常であるときに、上述した判断と同様の判断により、ＬＤの光出力を制御する。

この発明によれば、異なる２系統でＬＤの動作状態を監視するので、モニタ値の異常を検出した場合に、実際にＬＤの動作状態が異常であるのか、あるいは、ＬＤは正常に動作しているが、モニタ系統に異常が起こっているのか、ということを判断することができる。従って、その判断に応じて、ＬＤの光出力を瞬時に減衰させたり、ＬＤの光出力を徐々に減衰させたりすることができる。ＬＤの光出力を徐々に減衰させる場合、ＬＤの光出力減衰時定数がＷＤＭ光通信システムに設けられたＥＤＦ光増幅器の追従時定数以上になるように減衰させることにより、当該ＬＤの出力光の消滅に起因してＥＤＦ中に励起光が残留するのを防ぐことができる。従って、ＥＤＦ光増幅器の出力光パワーにおける、他のＷＤＭ光の光源の出力光パワーが一時的に変動するのを防ぐことができる。

本発明によれば、モニタ値の異常検出時に、その異常の状態に合わせてＬＤの光出力を制御することができるという効果を奏する。また、この発明は、モニタ値の異常検出による光出力の遮断が原因で発生するＷＤＭ通信システムのＥＤＦ光増幅器の出力光パワーのレベル変動を簡易な構成で抑制することができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光源およびＷＤＭ光通信システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の説明において、同様の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１にかかる光源の構成を示すブロック図である。図１に示すように、光源２１は、レーザー光を出力するＬＤモジュール２２、ＬＤモジュール２２の動作を制御するＬＤ制御ブロック２３、ＬＤモジュール２２の出力光を変調する外部変調器であるＬＮ変調器２４、ＬＮ変調器２４の動作を制御するＬＮ制御ブロック２５、および異常の発生を検出するアラーム検出制御ブロック２６を備えている。

ＬＤモジュール２２は、ＬＤ３１およびモニタ用のＰＤ３２を備えている。ＬＤ３１は、前方へ主出力光を出力するとともに、後方へモニタ用出力光を出力する。ここで、ＬＤ３１の前方とは、ＬＤモジュール２２から出力光を出力する側のことである。ＰＤ３２は、モニタ用出力光を電流信号に変換する。この電流信号は、モニタ用出力光のパワーに応じて変化する。

前記ＬＤ制御ブロック２３は、ＬＤ出力光モニタ３３、ＬＤドライバ３４、電流モニタ３５および光パワー制御部３６を備えている。ＬＤ出力光モニタ３３は、ＰＤ３２の出力信号に基づいて、モニタ用出力光のパワーを監視する。従って、ＰＤ３２およびＬＤ出力光モニタ３３は、第１の監視手段としての機能を有する。ＬＤドライバ３４は、ＬＤ３１を動作させるための駆動信号を出力する。ＬＤ３１の出力パワーは、この駆動信号により制御される。

電流モニタ３５は、ＬＤドライバ３４の出力電流を監視する。光パワー制御部３６は、ＬＤ出力光モニタ３３の出力信号および電流モニタ３５の出力信号に基づいて、制御信号を出力する。ＬＤドライバ３４は、この制御信号に基づいて、ＬＤ３１の駆動信号を出力する。通常の定常安定動作状態においては、ＰＤ３２、ＬＤ出力光モニタ３３、光パワー制御部３６およびＬＤドライバ３４による自動出力制御（ＡＰＣ：ＡｕｔｏｍａｔｉｃＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ）が行われている。

前記ＬＮ変調器２４は、マッハツェンダー構成の変調部３７およびモニタ用のＰＤ３８を備えている。変調部３７は、ＬＤ３１の主出力光を変調する。ＰＤ３８は、位相変調部３７の出力光を電流信号に変換する。この電流信号は、位相変調部３７の出力光パワーに応じて変化する。

前記ＬＮ制御ブロック２５は、変調器出力モニタ３９、バイアス制御部４０、バイアス回路４１および変調信号ドライバ４２を備えている。変調器出力モニタ３９は、ＰＤ３８の出力信号に基づいて、位相変調部３７の出力光パワーを監視する。従って、ＰＤ３８および変調器出力モニタ３９は、第２の監視手段としての機能を有する。バイアス制御部４０は、変調器出力モニタ３９の出力信号に基づいて、制御信号を出力する。

バイアス回路４１は、バイアス制御部４０の出力信号に基づいて、位相変調部３７にバイアス電圧を印加する。通常の定常安定動作状態においては、ＰＤ３８、変調器出力モニタ３９、バイアス制御部４０およびバイアス回路４１による自動バイアス制御（ＡＢＣ）が行われている。また、バイアス回路４１は、変調信号ドライバ４２から供給される変調信号に基づいて、位相変調部３７におけるＬＤ３１の主出力光の位相を制御する。この主出力光の位相制御によって、主出力光が変調される。

前記アラーム検出制御ブロック２６は、光出力アラーム検出部４３を備えている。光出力アラーム検出部４３は、ＬＤ出力光モニタ３３の出力信号および変調器出力モニタ３９の出力信号に基づいて、光源２１の異常を検出する。そして、光出力アラーム検出部４３は、検出した異常の内容に応じて、ＬＤ３１の光出力を瞬時に減衰させるか、またはＬＤ３１の光出力を徐々に減衰させるか、を判断する。従って、光出力アラーム検出部４３は、検出手段としての機能を有する。光出力アラーム検出部４３は、その判断の結果に基づいて、光パワー制御部３６に制御信号を出力する。

光パワー制御部３６は、光出力アラーム検出部４３の出力信号に基づいて、ＬＤ３１の光出力を瞬時に減衰させるか、またはＬＤ３１の光出力を徐々に減衰させる。ＬＤ３１の光出力を徐々に減衰させる場合、光パワー制御部３６は、前記ＥＤＦ励起放出時定数と前記自動利得制御回路追従時定数を足した時定数以上の時定数で、ＬＤ３１の光出力を徐々に減衰させる。

図２は、この発明の実施の形態１にかかる光源の異常検出時の光出力停止処理手順を示すフローチャートである。図２に示すように、通常の定常安定動作状態においては、上述した自動出力制御（ＡＰＣ）が行われており、ＬＤ３１の出力光パワーは安定している（ステップＳ１）。この状態で、光出力アラーム検出部４３は、ＬＤ出力光モニタ３３の値を取得し（ステップＳ２）、出力光パワーのモニタ値の異常を検出したか否かを判断する（ステップＳ３）。出力光パワーのモニタ値の異常を検出できない場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、ステップＳ１に戻る。

出力光パワーのモニタ値の異常を検出した場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、光出力アラーム検出部４３は、光パワー制御部３６がＬＤドライバ３４に印加する電圧を、異常検出直前の値に固定化する（ステップＳ４）。これによって、出力光パワーのフィードバック制御（ＡＰＣ）が停止する。次いで、光出力アラーム検出部４３は、変調器出力モニタ３９の値を取得し、確認する（ステップＳ５）。次いで、光出力アラーム検出部４３は、変調器出力モニタ３９の値が正常範囲内にあるか否かを判断する（ステップＳ６）。

正常範囲内である場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、光出力アラーム検出部４３は、ＬＤ出力光モニタ機能の異常であると判断する。この場合、ＬＤ３１は、光パワー制御部３６およびＬＤドライバ３４による制御が可能な状態にあると推測される。従って、光出力アラーム検出部４３は、前記ＥＤＦ励起放出時定数と前記自動利得制御回路追従時定数を足した時定数以上の時定数で、ＬＤ３１の出力光が徐々に減衰するように、光パワー制御部３６がＬＤドライバ３４に印加する電圧を制御する（ステップＳ７）。これによって、ＬＤ３１の出力光を徐々に減衰させて停止させることができる（ステップＳ９）。

一方、変調器出力モニタ３９の値が正常範囲外である場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、光出力アラーム検出部４３は、ＬＤ出力制御機能の異常であると判断する。この場合には、ＬＤ３１は、光パワー制御部３６およびＬＤドライバ３４による制御が不能な状態にあると推測される。従って、光出力アラーム検出部４３は、ＬＤ３１の出力光が瞬時に減衰するように、光パワー制御部３６がＬＤドライバ３４に印加する電圧を制御する（ステップＳ８）。これによって、ＬＤ３１の出力光を瞬時に停止させることができる（ステップＳ９）。

図３は、この発明の実施の形態１にかかる光源を用いたシステムの伝送線路における光変動を説明する模式図である。図３に示すように、ある波長の光源において、出力光パワーのモニタ値が上昇して閾値に達し、異常が検出されると、異常状態診断期間の後、その異常が検出された光源のＬＤモジュールの出力光パワー５１が、前記ＥＤＦ励起放出時定数と前記自動利得制御回路追従時定数を足した時定数以上の時定数で、徐々に低下し、出力光が停止する。

それによって、異常状態診断期間の後、ＥＤＦ光増幅器への入力光パワー５２が徐々に下がり、異常のあった光源の出力光パワー分だけ低くなる。それに伴って、ＥＤＦ光増幅器の出力光パワー５３も、異常状態診断期間の後、徐々に下がり、異常のあった光源の出力光パワー分だけ低くなる。この間、ＥＤＦ光増幅器の出力光パワーにおける、異常のあった光源以外の出力光パワー５４は、一定のままである。

実施の形態１によれば、モニタ用出力光のパワーのモニタ値が異常であることを検出した場合に、主出力光のパワーのモニタ値を確認することにより、実際にＬＤ３１の動作状態が異常であるのか、あるいは、ＬＤ３１は正常に動作しているが、モニタ系統に異常が起こっているのか、ということを判断することができる。その判断結果に基づいて、ＬＤ３１は正常であるが、モニタ系統が異常である場合には、ＬＤ３１の光出力を徐々に減衰させることができるので、当該ＬＤ３１の出力光の消滅に起因してＥＤＦ中に励起光が残留するのを防ぐことができる。

従って、ＥＤＦ光増幅器の出力光パワーにおける、他の光源の出力光パワーが一時的に変動するのを防ぐことができる。また、主出力光のパワーのモニタ値が異常であるが、モニタ用出力光のパワーのモニタ値が正常である場合も、ＬＤ３１は正常であるが、モニタ系統が異常であると判断できるので、ＬＤ３１の光出力を徐々に減衰させることができる。なお、ＬＮ変調器２４およびＬＮ制御ブロック２５とは別に、主出力光のパワーの監視を行うモニタ機能を設けてもよい。

（実施の形態２）
図４は、この発明の実施の形態２にかかる光源の構成を示すブロック図である。図４に示すように、実施の形態２の光源６１では、実施の形態１の光源の構成に加えて、ＬＤモジュール２２に、波長によって透過率が変化するフィルタ等で構成される波長ロッカ６２、ペルチェ素子等の熱電クーラ（ＴＥＣ：ＴｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃＣｏｏｌｅｒ）６３、およびサーミスタ抵抗（Ｒｔｈ）等の温度センサ６４が設けられている。また、ＬＤ制御ブロック２３に、熱電クーラドライバ（ＴＥＣドライバ）６５、温度モニタ６６、波長モニタ６７および波長制御部６８が設けられている。また、アラーム検出制御ブロック２６には、光出力アラーム検出部の代わりに、波長アラーム検出部６９が設けられている。

波長モニタ６７は、波長ロッカ６２の出力信号に基づいて、ＬＤ３１の出力光の波長を監視する。従って、波長ロッカ６２および波長モニタ６７は、第１の監視手段としての機能を有する。温度モニタ６６は、温度センサ６４の出力信号に基づいて、熱電クーラ６３の温度を監視する。ＬＤ３１は、熱電クーラ６３の上に設置されているので、熱電クーラ６３の温度は、ＬＤ３１の温度に等しい。従って、温度センサ６４および温度モニタ６６は、第２の監視手段としての機能を有する。

波長制御部６８は、温度モニタ６６の出力信号および波長モニタ６７の出力信号に基づいて、制御信号を出力する。熱電クーラドライバ６５は、この制御信号に基づいて、熱電クーラ６３の駆動信号を出力する。通常の定常安定動作状態においては、波長ロッカ６２、波長モニタ６７、温度センサ６４、温度モニタ６６、波長制御部６８、熱電クーラドライバ６５および熱電クーラ６３による自動周波数制御（ＡＦＣ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｔｒｏｌ）が行われている。

波長アラーム検出部６９は、波長モニタ６７の出力信号および温度モニタ６６の出力信号に基づいて、光源６１の異常を検出する。そして、波長アラーム検出部６９は、検出した異常の内容に応じて、ＬＤ３１の光出力を瞬時に減衰させるか、またはＬＤ３１の光出力を徐々に減衰させるか、を判断する。従って、波長アラーム検出部６９は、検出手段としての機能を有する。波長アラーム検出部６９は、その判断の結果に基づいて、光パワー制御部３６に制御信号を出力する。

光パワー制御部３６は、波長アラーム検出部６９の出力信号に基づいて、ＬＤ３１の光出力を瞬時に減衰させるか、または前記ＥＤＦ励起放出時定数と前記自動利得制御回路追従時定数を足した時定数以上の時定数で、ＬＤ３１の光出力を徐々に減衰させる。なお、実施の形態２では、光出力アラーム検出部が設けられていないので、ＬＤ出力光モニタ３３の出力信号および変調器出力モニタ３９の出力信号に基づく光源６１の異常検出は、行われない。

ただし、実施の形態２においても、ＰＤ３２、ＬＤ出力光モニタ３３、光パワー制御部３６およびＬＤドライバ３４による自動出力制御（ＡＰＣ）と、ＰＤ３８、変調器出力モニタ３９、バイアス制御部４０およびバイアス回路４１による自動バイアス制御（ＡＢＣ）は、行われる。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

図５は、この発明の実施の形態２にかかる光源の異常検出時の光出力停止処理手順を示すフローチャートである。図５に示すように、通常の定常安定動作状態においては、上述した自動周波数制御（ＡＦＣ）が行われており、ＬＤ３１の出力光の波長は安定している（ステップＳ１１）。この状態で、波長アラーム検出部６９は、波長モニタ６７の値を取得し（ステップＳ１２）、光出力波長のモニタ値の異常を検出したか否かを判断する（ステップＳ１３）。光出力波長のモニタ値の異常を検出できない場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、ステップＳ１１に戻る。

光出力波長のモニタ値の異常を検出した場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、波長アラーム検出部６９は、波長制御部６８が熱電クーラドライバ６５に印加する電圧を、異常検出直前の値に固定化する（ステップＳ１４）。これによって、光出力波長のフィードバック制御（ＡＦＣ）が停止する。次いで、波長アラーム検出部６９は、温度モニタ６６の値を取得し、確認する（ステップＳ１５）。次いで、波長アラーム検出部６９は、温度モニタ６６の値が正常範囲内にあるか否かを判断する（ステップＳ１６）。

正常範囲内である場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、波長アラーム検出部６９は、光出力波長モニタ機能の異常であると判断する。この場合、ＬＤ３１は、光パワー制御部３６およびＬＤドライバ３４による制御が可能な状態にあると推測される。従って、波長アラーム検出部６９は、前記ＥＤＦ励起放出時定数と前記自動利得制御回路追従時定数を足した時定数以上の時定数で、ＬＤ３１の出力光が徐々に減衰するように、光パワー制御部３６がＬＤドライバ３４に印加する電圧を制御する（ステップＳ１７）。これによって、ＬＤ３１の出力光を徐々に減衰させて停止させることができる（ステップＳ１９）。

一方、温度モニタ６６の値が正常範囲外である場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）、波長アラーム検出部６９は、光出力波長モニタ機能は正常であるが、光出力波長が異常であると判断する。つまり、波長アラーム検出部６９は、熱電クーラ（ＴＥＣ）出力制御機能の異常であると判断する。この場合には、波長アラーム検出部６９は、ＬＤ３１の出力光が瞬時に減衰するように、光パワー制御部３６がＬＤドライバ３４に印加する電圧を制御する（ステップＳ１８）。これによって、ＬＤ３１の出力光を瞬時に停止させることができる（ステップＳ１９）。

図６は、この発明の実施の形態２にかかる光源を用いたシステムの伝送線路における光変動を説明する模式図である。図６に示すように、ある波長の光源において、光出力波長のモニタ値が上昇して閾値に達し、異常が検出されると、異常状態診断期間の後、その異常が検出された光源の出力光パワー７２が、前記ＥＤＦ励起放出時定数と前記自動利得制御回路追従時定数を足した時定数以上の時定数で、徐々に低下し、出力光が停止する。

それによって、異常状態診断期間の後、ＥＤＦ光増幅器への入力光パワー７３が徐々に下がり、異常のあった光源の出力光パワー分だけ低くなる。それに伴って、ＥＤＦ光増幅器の出力光パワー７４も、異常状態診断期間の後、徐々に下がり、異常のあった光源の出力光パワー分だけ低くなる。この間、ＥＤＦ光増幅器の出力光パワーにおける、異常のあった光源以外の出力光パワー７５は、一定のままである。

なお、図６において、最上段の特性図は、異常が検出された光源のＬＤモジュールの光出力波長７１を示す図であり、λｃは目標波長である。この光出力波長７１の特性図に示すように、異常状態診断期間の後、異常のあった光源の出力光が停止するまで、波長は、高いままである。異常が検出された光源の出力光が停止した後には、波長が検出されなくなる。この波長を検出できない状態は、図６の光出力波長７１の特性図では、横軸近辺の低いレベルとして表されている。

実施の形態２によれば、光出力波長のモニタ値が異常であることを検出した場合に、熱電クーラ６３の温度のモニタ値を確認することにより、実際にＬＤ３１の動作状態が異常であるのか、あるいは、ＬＤ３１は正常に動作しているが、モニタ系統に異常が起こっているのか、ということを判断することができる。また、熱電クーラ６３の温度のモニタ値が異常であるが、光出力波長のモニタ値が正常である場合も、ＬＤ３１は正常であるが、モニタ系統が異常であると判断できる。従って、実施の形態１と同様の効果が得られる。

（実施の形態３）
図７は、この発明の実施の形態３にかかる光源の構成を示すブロック図である。図７に示すように、実施の形態３の光源８１では、実施の形態２の光源の構成に加えて、ＬＤモジュール２２に、印加電圧に応じてＬＤ３１の出力波長を制御可能な波長チューニング素子８２が設けられている。また、ＬＤ制御ブロック２３に、波長ドライバ８３および電圧モニタ８４が設けられている。その代わり、実施の形態３の光源８１には、実施の形態２の光源に設けられていた熱電クーラ、温度センサおよび熱電クーラドライバがない。

実施の形態３においても、波長ロッカ６２および波長モニタ６７は、第１の監視手段としての機能を有する。波長ドライバ８３は、波長チューニング素子８２に印加する電圧を出力する。電圧モニタ８４は、波長ドライバ８３の出力電圧、すなわち波長チューニング素子８２への印加電圧を監視する。この印加電圧に応じてＬＤ３１の出力波長が制御されるので、電圧モニタ８４は、第２の監視手段としての機能を有する。

波長制御部６８は、電圧モニタ８４の出力信号および波長モニタ６７の出力信号に基づいて、制御信号を出力する。波長ドライバ８３は、この制御信号に基づいて、波長チューニング素子８２への印加電圧を出力する。通常の定常安定動作状態においては、波長ロッカ６２、波長モニタ６７、電圧モニタ８４、波長制御部６８、波長ドライバ８３および波長チューニング素子８２による自動周波数制御（ＡＦＣ）が行われている。波長アラーム検出部６９は、波長モニタ６７の出力信号および電圧モニタ８４の出力信号に基づいて、光源８１の異常を検出する。その他の構成は、実施の形態２と同様である。

図８は、この発明の実施の形態３にかかる光源の異常検出時の光出力停止処理手順を示すフローチャートである。図８に示すように、通常の定常安定動作状態においては、上述した自動周波数制御（ＡＦＣ）が行われており、ＬＤ３１の出力光の波長は安定している（ステップＳ２１）。この状態で、波長アラーム検出部６９は、波長モニタ６７の値を取得し（ステップＳ２２）、光出力波長のモニタ値の異常を検出したか否かを判断する（ステップＳ２３）。光出力波長のモニタ値の異常を検出できない場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）、ステップＳ２１に戻る。

光出力波長のモニタ値の異常を検出した場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、波長アラーム検出部６９は、波長制御部６８が波長ドライバ８３に印加する電圧を、異常検出直前の値に固定化する（ステップＳ２４）。これによって、光出力波長のフィードバック制御（ＡＦＣ）が停止する。次いで、波長アラーム検出部６９は、電圧モニタ８４の値、すなわち波長チューニング素子８２への印加電圧の値を取得し、確認する（ステップＳ２５）。次いで、波長アラーム検出部６９は、電圧モニタ８４の値が正常範囲内にあるか否かを判断する（ステップＳ２６）。

正常範囲内である場合（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）、波長アラーム検出部６９は、光出力波長モニタ機能の異常であると判断する。この場合、ＬＤ３１は、光パワー制御部３６およびＬＤドライバ３４による制御が可能な状態にあると推測される。従って、波長アラーム検出部６９は、前記ＥＤＦ励起放出時定数と前記自動利得制御回路追従時定数を足した時定数以上の時定数で、ＬＤ３１の出力光が徐々に減衰するように、光パワー制御部３６がＬＤドライバ３４に印加する電圧を制御する（ステップＳ２７）。これによって、ＬＤ３１の出力光を徐々に減衰させて停止させることができる（ステップＳ２９）。

一方、電圧モニタ８４の値が正常範囲外である場合（ステップＳ２６：Ｎｏ）、波長アラーム検出部６９は、光出力波長モニタ機能は正常であるが、光出力波長が異常であると判断する。つまり、波長アラーム検出部６９は、波長チューニング素子８２による波長出力制御機能の異常であると判断する。この場合には、波長アラーム検出部６９は、ＬＤ３１の出力光が瞬時に減衰するように、光パワー制御部３６がＬＤドライバ３４に印加する電圧を制御する（ステップＳ２８）。これによって、ＬＤ３１の出力光を瞬時に停止させることができる（ステップＳ２９）。実施の形態３にかかる光源を用いたシステムの伝送線路における光変動については、図６と同様である。

実施の形態３によれば、光出力波長のモニタ値が異常であることを検出した場合に、波長チューニング素子８２への印加電圧を、電圧モニタ８４により確認することにより、実際にＬＤ３１の動作状態が異常であるのか、あるいは、ＬＤ３１は正常に動作しているが、モニタ系統に異常が起こっているのか、ということを判断することができる。また、電圧モニタ８４のモニタ値が異常であるが、光出力波長のモニタ値が正常である場合も、ＬＤ３１は正常であるが、モニタ系統が異常であると判断できる。従って、実施の形態１と同様の効果が得られる。

以上のように、本発明にかかる光源は、光伝送システムに有用であり、特に、ＷＤＭ方式による光伝送システムに適している。

この発明の実施の形態１にかかる光源の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態１にかかる光源の異常検出時の光出力停止処理手順を示すフローチャートである。この発明の実施の形態１にかかる光源を用いたシステムの伝送線路における光変動を説明する模式図である。この発明の実施の形態２にかかる光源の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態２にかかる光源の異常検出時の光出力停止処理手順を示すフローチャートである。この発明の実施の形態２にかかる光源を用いたシステムの伝送線路における光変動を説明する模式図である。この発明の実施の形態３にかかる光源の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態３にかかる光源の異常検出時の光出力停止処理手順を示すフローチャートである。従来の光源の構成を示すブロック図である。従来の光源を用いたシステムの伝送線路における光変動を説明する模式図である。

符号の説明

２１，６１，８１光源
３１ＬＤ
３２，３８ＰＤ
３３ＬＤ出力光モニタ
３６光パワー制御部
３９ＬＮ出力光モニタ
４３光出力アラーム検出部
６２波長ロッカ
６４温度センサ
６６温度モニタ
６７波長モニタ
６９波長アラーム検出部
８２波長チューニング素子
８４電圧モニタ

Claims

出力パワーが一定になるように制御しても、入力パワーが急激に変化した場合には前記出力パワーが変化し、当該出力パワーが一定値に復帰するまでに一定の時間を要するエルビウムドープ光ファイバ増幅器を具備するＷＤＭ光通信システムの信号伝送用光源として用いられる光源において、
レーザーダイオードと、
前記レーザーダイオードの動作状態に関する第１の特性を監視する第１の監視手段と、
前記レーザーダイオードの動作状態に関する、前記第１の特性とは異なる第２の特性を監視する第２の監視手段と、
前記第１および第２の監視手段の監視結果に基づき前記レーザーダイオードの動作を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記第１の特性の値および前記第２の特性の値の両方の異常を検出したとき、前記レーザーダイオードの光出力を瞬時に減衰させ、前記第１の特性の値および前記第２の特性の値のいずれか一方のみが異常である場合に、前記レーザーダイオードの光出力が前記エルビウムドープ光ファイバ増幅器の出力パワーが前記一定値に復帰するまでの前記一定の時間より長い時間を経過後遮断されるように、前記レーザーダイオードの光出力を徐々に減衰させることを特徴とする光源。
前記第１の監視手段は、前記レーザーダイオードの後方へ出力されるモニタ用出力光のパワーを監視し、
前記第２の監視手段は、前記レーザーダイオードの前方へ出力される主出力光のパワーを監視することを特徴とする請求項１に記載の光源。
前記第１の監視手段は、前記レーザーダイオードの出力光の波長を監視し、
前記第２の監視手段は、前記レーザーダイオードの温度を監視することを特徴とする請求項１に記載の光源。
印加される電圧に応じて前記レーザーダイオードの出力光の波長を変化させる波長チューニング素子をさらに備え、
前記第１の監視手段は、前記波長チューニング素子により調整された前記レーザーダイオードの出力光の波長を監視し、
前記第２の監視手段は、前記波長チューニング素子の印加電圧を監視することを特徴とする請求項１に記載の光源。
光伝送信号用の光源と、
出力パワーが一定になるように制御しても、入力パワーが急激に変化した場合には前記出力パワーが変化し、当該出力パワーが一定値に復帰するまでに一定の時間を要するエルビウムドープ光ファイバ増幅器と、を具備するＷＤＭ光通信システムにおいて、
前記光源は、
レーザーダイオードと、
前記レーザーダイオードの動作状態に関する第１の特性を監視する第１の監視手段と、
前記レーザーダイオードの動作状態に関する、前記第１の特性とは異なる第２の特性を監視する第２の監視手段と、
前記第１および第２の監視手段の監視結果に基づき前記レーザーダイオードの動作を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記第１の特性の値および前記第２の特性の値の両方の異常を検出したとき、前記レーザーダイオードの光出力を瞬時に減衰させ、前記第１の特性の値および前記第２の特性の値のいずれか一方のみが異常である場合に、前記レーザーダイオードの光出力が前記エルビウムドープ光ファイバ増幅器の出力パワーが前記一定値に復帰するまでの前記一定の時間より長い時間を経過後遮断されるように、前記レーザーダイオードの光出力を徐々に減衰させることを特徴とするＷＤＭ光通信システム。