JP4839954B2 - Wavelength multiplexed signal optical receiver and optical amplification method thereof - Google Patents
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Description
本発明は波長多重信号光受信装置及びその光増幅方法に関し、特に波長多重光信号を受信してこれを増幅する光増幅装置の改良に関するものである。 The present invention relates to a wavelength division multiplexed signal light receiving apparatus and an optical amplification method therefor , and more particularly to an improvement in an optical amplification apparatus that receives a wavelength multiplexed optical signal and amplifies it.
複数の光増幅器を多段接続して、光波長多重信号を伝送するようにした光通信ネットワークシステムにおいて、光増幅器からの出力レベルを安定に保つことが、信号光の品質を高く維持するために重要である。特に、要求される信号容量に応じて波長多重数を変更するシステムでは、波長多重数が変化しても、一波長あたりの信号光レベルを変化させないようにする制御が必須である。 In an optical communication network system in which multiple optical amplifiers are connected in multiple stages to transmit optical wavelength division multiplexed signals, keeping the output level from the optical amplifier stable is important for maintaining high signal light quality. It is. In particular, in a system that changes the number of wavelength multiplexing according to the required signal capacity, it is essential to control the signal light level per wavelength so as not to change even if the wavelength multiplexing number changes.
従来、一波長あたりの信号光レベルを一定に維持するための光増幅器の出力制御としては、波長多重数(N)と一波長あたりの信号光レベル(Sp)とを、単純に掛け合わせたレベル(N・Sp)に制御する方法が一般的である。 Conventionally, as output control of an optical amplifier for maintaining the signal light level per wavelength constant, a level obtained by simply multiplying the wavelength multiplexing number (N) and the signal light level (Sp) per wavelength. A method of controlling to (N · Sp) is common.
図4は、この様な光増幅器の出力制御を採用した従来例を示す図であり、波長多重信号光受信装置1の光増幅部11は波長多重信号光入力部からの信号光を増幅して、光波長分離部12へ供給するものである。この光波長分離部12により分離された各波長信号光は、対応する信号光受信部13〜15へそれぞれ入力され、受信処理される。一方、光増幅部11の出力は分岐されて演算部21へ入力されて演算処理され、出力制御部22を介して光増幅部11の増幅制御がなされるようになっている。
FIG. 4 is a diagram showing a conventional example employing such output control of an optical amplifier. The optical amplifying
なお、この様な構成の光受信装置の例は、特許文献1に開示されている。また、特許文献2には、光増幅器の出力を光波長分離部で分離した後、各波長信号光を可変減衰器を用いてそれぞれにレベル制御する技術が開示されている。
An example of the optical receiver having such a configuration is disclosed in
図4に示した波長多重信号光受信装置1では、波長多重数(N)と一波長あたりの信号光レベル(Sp)とを、単純に掛け合わせたレベル(N・Sp)に制御するものであるから、次のような問題がある。波長多重数が少なく、光増幅器が多段接続された状態においては、累積する雑音光、すなわち自然放出光(ASE光)のレベルが大きくなり、信号光レベルが相対的に小さくなってしまうことにより、波長分離後の信号光レベルが低下してしまい、よって受信器の入力レンジを広く確保することが必要になるという問題がある。
In the wavelength multiplexing signal
また、特許文献2に開示のように、多重信号光を分離した後に、個々の信号光毎にレベル制御を行う構成では、多重数が多ければ、それだけ可変減衰器も増大し、また全ての信号光のレベルを均一に制御することも困難になってくるという問題がある。
Also, as disclosed in
本発明の目的は、光増幅器を多段接続した場合に生ずるASE光の累積によって、受信端で光波長多重信号の各信号光レベルが相対的に小さくなることを防止して、ASE光によらず一波長あたりの信号光レベルを一定に制御することが可能な波長多重信号光受信装置及びその光増幅方法を提供することである。 An object of the present invention is to prevent the signal light level of an optical wavelength multiplexed signal from becoming relatively small at the receiving end due to accumulation of ASE light that occurs when optical amplifiers are connected in multiple stages. It is an object of the present invention to provide a wavelength multiplexed signal light receiving apparatus capable of controlling the signal light level per wavelength to be constant and an optical amplification method thereof .
本発明の他の目的は、波長多重数によらず一波長あたりの信号光レベルを一定に制御して高品質でかつ安定的に信号を供給することが可能な波長多重信号光受信装置及びその光増幅方法を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a wavelength-multiplexed signal light receiving apparatus capable of stably supplying a signal with high quality by controlling the signal light level per wavelength to be constant regardless of the number of wavelength multiplexing, and its An optical amplification method is provided.
本発明による波長多重信号光受信装置は、
波長多重信号光を増幅する増幅手段と、この増幅出力を個々の波長信号光に分離する分離手段と、この分離後の各信号光を受信処理する信号光受信手段とを含む波長多重信号光受信装置であって、
前記分離後の各信号光を分岐してこれら分岐信号光のレベルの平均値を算出してこの平均値が一定になるよう前記増幅手段を制御する制御手段を含むことを特徴とする。
The wavelength division multiplexing optical signal receiver according to the present invention is:
Wavelength multiplexed signal light reception including amplification means for amplifying wavelength multiplexed signal light, separation means for separating the amplified output into individual wavelength signal lights, and signal light receiving means for receiving and processing each separated signal light A device,
Characterized in that it comprises a control means for the mean value by calculating the average of the levels of these branched signal light branches each signal light after the separation to control the amplification means so as to be constant.
本発明による増幅方法は、
波長多重信号光を増幅する増幅手段と、この増幅出力を個々の波長信号光に分離する分離手段と、この分離後の各信号光を受信処理する信号光受信手段とを含む波長多重信号光受信装置における光増幅方法であって、
前記分離後の各信号光を分岐してこれら分岐信号光のレベルの平均値を算出してこの平均値が一定になるよう前記増幅手段を制御する制御ステップを含むことを特徴とする。
The amplification method according to the present invention comprises:
Wavelength multiplexed signal light reception including amplification means for amplifying wavelength multiplexed signal light, separation means for separating the amplified output into individual wavelength signal lights, and signal light receiving means for receiving and processing each separated signal light An optical amplification method in an apparatus, comprising:
Characterized in that it comprises a control step of this average value by calculating the average of the levels of these branched signal light branches each signal light after the separation to control the amplification means so as to be constant.
本発明によれば、光増幅装置において、波長多重数によらず一波長あたりの信号光レベルを一定に制御することができるという効果がある。また、ASE光レベルによらず一波長あたりの信号光レベルを一定に制御することができるという効果もあり、更に、信号光レベルを一定に維持することにより、高品質でかつ安定的に信号を供給できるという効果もある。 According to the present invention, in the optical amplifying device, there is an effect that the signal light level per wavelength can be controlled to be constant regardless of the number of wavelength multiplexing. In addition, there is an effect that the signal light level per wavelength can be controlled to be constant regardless of the ASE light level. Furthermore, by maintaining the signal light level constant, the signal can be stably output with high quality. There is also an effect that it can be supplied.
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1を参照すると、本発明の実施の形態による光増幅装置を含む波長多重信号光受信装置1の機能ブロック図であり、図4と同等部分は同一符号により示している。図1において、図示せぬ光伝送路から入力された波長多重信号光は、光増幅部11において増幅され、この増幅出力は光波長分離部12によって個別の信号光に分離される。分離された各信号光の一部は、図示せぬ光分岐器によって分岐されて光/電気変換部16〜18へそれぞれ入力され、残りは信号光受信部13〜15へそれぞれ入力される。信号光受信部13〜15においては、各信号光の受信処理が行われる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Referring to FIG. 1, there is shown a functional block diagram of a wavelength multiplexed signal
各光/電気変換部16〜18では、各信号光のレベルに応じた電気信号に変換されて演算部19へ入力される。演算部19は、入力された各信号光レベルに応じた電気信号から、平均値を算出してこの値が一定になるように、出力制御部20を介して、光増幅部11に対してフィードバック制御(利得制御)をかけるようになっている。なお、入力されている波長多重信号光の波長数を示す情報は、波長多重信号光の一部に重畳されている監視信号光によって、波長多重信号光受信装置1へ転送されているものとする。
In each of the optical /
なお、図1において、本発明の光増幅装置は、光増幅部11と、光波長分離部12と、光/電気変換部16〜18と、演算部19と、出力制御部20とからなるものとし、波長多重信号光受信装置1はこの光増幅装置により増幅された信号光を、信号光受信部13〜15にてそれぞれ受信処理するものである。
In FIG. 1, the optical amplifying device of the present invention includes an optical amplifying
図2は信号光の波長多重数と光増幅装置(波長多重信号光受信装置1の光増幅部11に対応)から出力される一波長あたりの信号光レベルとの関係を示す図である。図2(a)は光増幅装置から出力される波長多重信号光のトータルレベルを一波長あたりの信号光レベルに波長多重数を乗じたレベルに出力制御した場合(従来例の場合)であって、(a−1)はASE光レベルが小さい場合、(a−2)はASE光レベルが大きい場合である。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the number of multiplexed signal lights and the level of signal light per wavelength output from the optical amplifying apparatus (corresponding to the optical amplifying
この場合の算出条件は以下のとおりである。光SNRは、(a−1)において30dB/0.1nm、(a−2)において20dB/0.1nmであり、光増幅装置出力は1mW×波長数であり、ASE算出波長帯域は30nm(帯域内レベルは一定、帯域外レベルは考慮せず)である。 The calculation conditions in this case are as follows. The optical SNR is 30 dB / 0.1 nm in (a-1), 20 dB / 0.1 nm in (a-2), the output of the optical amplifier is 1 mW × number of wavelengths, and the ASE calculation wavelength band is 30 nm (bandwidth). The inner level is constant and the out-of-band level is not considered).
図2(a)に示す如く、ASE光のレベルが小さい場合は、波長多重数が減少しても一波長あたりの信号光レベルの低下が小さいが(a−1)、ASE光のレベルが大きくなると、波長数が少ない場合に一波長あたりの信号光レベルの低下が大きくなっていることが判る(a−2)。 As shown in FIG. 2A, when the level of the ASE light is small, the decrease in the signal light level per wavelength is small even if the number of wavelength multiplexing decreases (a-1), but the level of the ASE light is large. Thus, it can be seen that when the number of wavelengths is small, the decrease in the signal light level per wavelength is large (a-2).
この様な減少を定量的に説明すると以下のようになる。光増幅装置から出力される光のトータルレベル(Pout )を一波長あたりの信号光レベル(Ps 、設定目標値)に波長多重数(N)を乗じたレベルに出力制御した場合、光増幅装置の出力レベルPout は、
Pout =Ps ×N
で表わされる。
This decrease can be explained quantitatively as follows. When the output level of the total level (Pout) of light output from the optical amplifying device is controlled to a level obtained by multiplying the signal light level per wavelength (Ps, set target value) by the number of multiplexed wavelengths (N), The output level Pout is
Pout = Ps × N
It is represented by
このとき、光増幅装置からの出力がASE光を含まず信号光のみであれば、一波長あたりの信号光レベルはPs となる(Ps =Pout /N)。しかしながら、実際の光増幅装置からの出力には、ASE光(Pase )が含まれているので、実際に得られる信号光のレベルPs ’は、
Ps ’=(Ps ×N−Pase )/N
=Ps −Pase /N
となる。
At this time, if the output from the optical amplifying device does not include ASE light but only signal light, the signal light level per wavelength is Ps (Ps = Pout / N). However, since the ASE light (Pase) is included in the output from the actual optical amplifying device, the level Ps ′ of the signal light actually obtained is
Ps' = (Ps × N-Pase) / N
= Ps -Pase / N
It becomes.
このとき光増幅装置から出力されるASE光は、波長多重数によらず一定となるために、波長多重数が少ないほどASE光の影響を受けることが判る。 At this time, since the ASE light output from the optical amplifying device is constant regardless of the number of wavelength multiplexing, it can be seen that the smaller the number of wavelength multiplexing, the more affected by the ASE light.
これに対して、本発明では、光増幅装置から出力された波長多重信号光を光波長分離部12により個別の信号光波長に分離して各信号光レベルの平均値が一定になるように制御しているので、図2(b)に示すようになり、ASE光レベル、波長多重数によらず一波長あたりの信号光レベルは一定になる。これは、光波長分離部12が、信号光以外の波長(ASE光も含む)をブロックするので、ASE光を含まない信号光レベルによって出力制御が実施され、ASE光のレベルに影響を受けないことによる。
On the other hand, in the present invention, the wavelength multiplexed signal light output from the optical amplifying device is separated into individual signal light wavelengths by the optical
図3は図1に示した波長多重信号光受信装置1を、ネットワークに適用した場合のブロック図であり、図1と同等部分は同一符号により示している。図3において、波長多重信号光送信装置2からの送信信号光は、光ファイバ伝送路3、光増幅部4、光ファイバ伝送路5、光増幅部6により、多段増幅されて、本発明による光増幅装置を有する波長多重信号光受信装置1へ入力される。
FIG. 3 is a block diagram when the wavelength division multiplexing
1 波長多重信号光受信装置
2 波長多重信号光送信装置
3,5 光ファイバ伝送路
4,6,11 光増幅部
12 光波長分離部
13〜15 信号光受信部
16〜18 光/電気変換部
19 演算部
20 出力制御部
1 Wavelength multiplexed signal optical receiver
2 Wavelength division multiplexed
12 Optical wavelength demultiplexing unit 13-15 Signal light receiving unit 16-18 Optical / electrical conversion unit
19 Calculation unit
20 Output controller
Claims (4)
前記分離後の各信号光を分岐してこれら分岐信号光の各レベルの平均値を算出してこの平均値が一定になるよう前記増幅手段を制御する制御手段を含むことを特徴とする波長多重信号光受信装置。 Wavelength multiplexed signal light reception including amplification means for amplifying wavelength multiplexed signal light, separation means for separating the amplified output into individual wavelength signal lights, and signal light receiving means for receiving and processing each separated signal light A device,
Wavelength multiplexing, characterized in that it comprises a control means for the mean value by calculating an average value of each level of branching signal light is branched signal lights after the separation to control the amplification means so as to be constant Signal light receiver .
前記分離後の各信号光を分岐してこれら分岐信号光の各レベルの平均値を算出してこの平均値が一定になるよう前記増幅手段を制御する制御ステップを含むことを特徴とする光増幅方法。 Wavelength multiplexed signal light reception including amplification means for amplifying wavelength multiplexed signal light, separation means for separating the amplified output into individual wavelength signal lights, and signal light receiving means for receiving and processing each separated signal light An optical amplification method in an apparatus, comprising:
Optical amplification, characterized in that it comprises a control step of this average value by calculating an average value of each level of branching signal light is branched signal lights after the separation to control the amplification means so as to be constant Method.
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