JP6020640B2 - 光増幅装置 - Google Patents
光増幅装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6020640B2 JP6020640B2 JP2015077366A JP2015077366A JP6020640B2 JP 6020640 B2 JP6020640 B2 JP 6020640B2 JP 2015077366 A JP2015077366 A JP 2015077366A JP 2015077366 A JP2015077366 A JP 2015077366A JP 6020640 B2 JP6020640 B2 JP 6020640B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gain
- wavelength
- optical
- loss
- dgeq
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Lasers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
さらに、簡易な構成で、かつ、雑音特性を劣化させることなく、SHB(Spectral Hole Burning)やSRS(Stimulated Raman Scattering)による信号レベルの過渡変動を高速に抑圧することで、光増幅器の更なる多段化を可能とし、ひいては、光分岐挿入装置を含む伝送システムの長距離化を図る光増幅器の制御装置が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
[第1の実施の形態]
図1は、第1の実施の形態に係る光増幅装置の一例を示した図である。図1に示すように、光増幅装置は、光増幅器1、等化器2、および制御部3を有している。
等化器2は、光増幅器1によって増幅された光信号の損失を波長ごとに可変する等化器である。
次に、第2の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図2は、第2の実施の形態に係る光増幅装置を適用した光伝送システムの一例を示した図である。図2に示すように、光伝送システムは、例えば、WDM光伝送システムであり、送信局10、インラインアンプ21〜23、受信局30、および伝送路36を有している。送信局10、インラインアンプ21〜23、および受信局30は、例えば、光ファイバの伝送路36を介して接続されている。
合波器12は、光送信機11a〜11nから出力される光信号を合波し、WDM信号としてポストアンプ13に出力する。合波器12は、例えば、AWG(Arrayed Waveguide Grating)である。
インラインアンプ21〜23は、伝送路36中で減衰した光信号を増幅する。光信号の光パワーが小さすぎると、OSNR(Optical Signal to Noise Ratio)が悪化するからである。インラインアンプ21〜23は、通常、10km〜100km程度ごとに、伝送路36に挿入され、光信号は、再び所定のレベルまで増幅される。
分波器32は、WDM信号を各波長の光信号に分波する。分波器32は、例えば、AWGである。
図2に示すような、光−電気変換、電気−光変換を行わずに光増幅装置で中継する光伝送システムは、線形中継システムと呼ばれている。線形中継システムは、長距離大容量伝送システムに用いられ、例えば、1000km以上伝送可能な光伝送システムに適用されている。
BS42は、アイソレータ41から出力される光信号を分岐して、PD43とカプラ45とに出力する。
カプラ45は、BS42から出力される光信号にLD44から出力される励起光を合波する。カプラ45は、例えば、WDMカプラである。
アイソレータ47は、光信号がEDF46側に逆流するのを防止する。
図4は、EDFの利得波長特性の一例を示した図である。図4の横軸は波長を示し、縦軸は利得を示す。図4に示す波形W11は、EDF46の利得波長特性を示している。
図5に示す波長a11〜a12は、図4と同様にWDM信号帯域を示している。波形W12は、図4で示した波形W11と同様の変化をする損失波長特性を有している。すなわち、波形W12は、図4で示した波形W11と反対の特性を有している。
y1=Gtilt_ref(λ) …(1)
式(1)のλに波長を代入すると、その波長に対応する利得チルトが求まる。
このように、EDF46は、利得を可変すると利得チルトが生じる。そのため、EDF46の設定される利得に応じて、GEQ48の出力の利得は、各波長において平坦にならなくなる。
OCM50は、BS49から出力される光信号の各波長の光パワーをモニタする。モニタされた光パワーは、DGEQ制御部57に出力される。信号のない波長は、例えば、EDF46で発生するASE(Amplified Spontaneous Emission)をモニタしてもよい。
BS52は、DGEQ51から出力される光信号を分岐し、OCM53とBS54とに出力する。
BS54は、BS52から出力される光信号を分岐し、PD55と図示しない伝送路とに出力する。
AGC制御部56は、PD43によってモニタされた光信号の光パワーと、PD55によってモニタされた光信号の光パワーとに基づいて、EDF46の利得が、設定された利得で一定となるようにLD44の励起光パワーを制御する。例えば、EDF46の利得は、PD43によってモニタされた光信号の光パワーと、PD55によってモニタされた光信号の光パワーとに基づいて算出できる。AGC制御部56は、算出したEDF46の利得が、設定された利得で一定となるようにLD44の励起光パワーを制御する。
従って、DGEQ制御部57は、DGEQ51を、式(3)に示す利得に対応した損失を有するように制御すれば、DGEQ51の出力利得は、各波長において平坦となる。DGEQ51を制御する損失波長特性の式は、次の式(4)で示される。
すなわち、DGEQ制御部57は、EDF46の利得がGsetに設定されたとき、各波長において、式(4)に示す損失を有するようにDGEQ51を制御することにより、DGEQ51の出力の利得を各波長において平坦にすることができる。
図7は、Gsetに対する損失波長特性の一例を示した図である。図7の横軸は波長を示し、縦軸は利得を示している。図7に示す各波形は、EDF46の利得を30dB,28dB,…,10dBに設定したときのDGEQ51を制御する損失波長特性を示している。
図8は、DGEQのブロックの一例を示した図のその1である。図8に示すように、DGEQ51は、コリメータ61,65、回折格子62、レンズ63、およびMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラー64を有している。
図9に示す矢印は、光の経路を示している。DGEQ51に入力された光は、コリメータ61を介して回折格子62に照射される。回折格子62に照射された光は分光され、レンズ63を介してMEMSミラー64に照射される。
図10は、DGEQのブロックの一例を示した図のその2である。図10に示すように、DGEQ51は、コリメータ71,76、レンズ72、ミラー73、回折格子74、およびDMD(Digital Micro mirror Device)75を有している。
図11に示す矢印は、光の経路を示している。DGEQ51に入力された光は、コリメータ71、レンズ72、およびミラー73を介して回折格子74に照射される。回折格子74に照射された光は光分され、ミラー73を介してDMD75に照射される。
図13に示す矢印は、光の経路を示している。DGEQ51に入力された光は、コリメータ81、偏波ダイバーシティデバイス82、レンズ83、およびミラー84を介して回折格子85に照射される。回折格子85に照射された光は分光され、ミラー84を介してLCOS86に照射される。
図14は、DGEQのブロックの一例を示した図のその4である。図14に示すように、DGEQ51は、コリメータ91,98、偏波ダイバーシティデバイス92、レンズ93、ミラー94、回折格子95、偏光子96、およびLCOS97を有している。
図15に示す矢印は、光の経路を示している。DGEQ51に入力された光は、コリメータ91、偏波ダイバーシティデバイス92、レンズ93、およびミラー94を介して回折格子95に照射される。回折格子95に照射された光は分光され、ミラー94および偏光子96を介してLCOS97に照射される。
[S1]AGC制御部56は、EDF46の目標利得Gsetが設定される。
[S2]AGC制御部56は、AGCループか否か判断する。例えば、AGC制御部56は、AGC制御をする期間か否か判断する。AGC制御部56は、AGCループである場合、S3に進む。AGC制御部56は、AGCループでない場合、処理を終了する。
[S4]AGC制御部56は、S3で取得したEDF46の入出力パワーからEDF46の動作利得を計算する。動作利得は、例えば、次の式(5)によって算出することができる。
Poutは、図3のPD55によってモニタされた光パワーである。Pinは、図3のPD43によってモニタされた光パワーである。
Paseは、EDF46で発生するASEパワーを示す。また、A=Pase/Gsetとし、次の式(7)から動作利得を算出してもよい。
[S5]AGC制御部56は、EDF46の動作利得が、目標利得Gsetになったか否か判断する。AGC制御部56は、EDF46の動作利得が、目標利得Gsetになった場合、S2へ進む。AGC制御部56は、EDF46の動作利得が、目標利得Gsetになっていない場合、S6へ進む。
図17は、DGEQ制御部の動作の一例を示したフローチャートである。
[S14]DGEQ制御部57は、S13によって取得されたDGEQ51の入出力における波長特性から、DGEQ51の損失波長特性を計算する。DGEQ51の入出力における損失波長特性は、例えば、次の式(8)によって算出することができる。
OCM2(λ)は、図3のOCM53によってモニタされた光パワーの波長特性である。OCM1(λ)は、図3のOCM50によってモニタされた光パワーの波長特性である。
[S16]DGEQ制御部57は、DGEQ51の損失波長特性が、S11で計算した損失波長特性となるようにDGEQ51を制御する。
次に、第3の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。第3の実施の形態では、2つのEDFを備え、高利得の設定が可能な光増幅装置について説明する。
BS102は、アイソレータ101から出力される光信号を分岐し、PD103とカプラ105とに出力する。
LD104は、AGC制御部121の制御に基づいて、励起光をカプラ105に出力する。
EDF106は、カプラ105から出力される光信号を増幅する。EDF106は、カプラ105によって合波されたLD104の励起光によって、光信号を増幅する。
GEQ108は、光信号の利得等化を行う。すなわち、GEQ108は、当該光増幅装置の出力利得(BS119の出力での利得)が、各波長において平坦となるようにする。GEQ108は、例えば、誘電体多層膜によって形成され、損失波長特性は固定されている。
OCM110は、BS109から出力される光信号の各波長の光パワーをモニタする。モニタされた光パワーは、DGEQ制御部122に出力される。信号のない波長は、例えば、EDF106で発生するASEをモニタしてもよい。
OCM113は、BS112から出力される光信号の各波長の光パワーをモニタする。モニタされた光パワーは、DGEQ制御部122に出力される。
LD115は、AGC制御部121の制御に基づいて、励起光をカプラ116に出力する。
EDF117は、カプラ116から出力される光信号を増幅する。EDF117は、カプラ116によって合波されたLD115の励起光によって、光信号を増幅する。
BS119は、アイソレータ118から出力される光信号を分岐し、PD120と図示しない伝送路とに出力する。
AGC制御部121は、PD103によってモニタされた光信号の光パワーと、PD120によってモニタされた光信号の光パワーとに基づいて、EDF106,117の利得(EDF106の入力に対するEDF117の出力の利得)が、設定された利得で一定となるようにLD104,115の励起光パワーを制御する。例えば、EDF106,117の利得は、PD103によってモニタされた光信号の光パワーと、PD120によってモニタされた光信号の光パワーとに基づいて算出できる。AGC制御部121は、算出したEDF106,117の利得が、設定された利得で一定となるようにLD104,115の励起光パワーを制御する。
[第4の実施の形態]
次に、第4の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。第3の実施の形態では、2つのEDFを備え、その2つのEDFをAGC制御するようにした。第4の実施の形態では、2つのEDFのそれぞれを独立してAGC制御する場合について説明する。
BS132は、アイソレータ131から出力される光信号を分岐し、PD133とカプラ135とに出力する。
LD134は、AGC制御部156の制御に基づいて、励起光をカプラ135に出力する。
EDF136は、カプラ135から出力される光信号を増幅する。EDF136は、カプラ135によって合波されたLD134の励起光によって、光信号を増幅する。
GEQ138は、光信号の利得等化を行う。すなわち、GEQ138は、BS139の出力での利得が、各波長において平坦となるようにする。GEQ138は、例えば、誘電体多層膜によって形成され、損失波長特性は固定されている。
PD140は、BS139から出力される光信号の光パワーをモニタする。モニタされた光パワーは、AGC制御部156に出力される。
OCM142は、BS141から出力される光信号の各波長の光パワーをモニタする。モニタされた光パワーは、DGEQ制御部158に出力される。信号のない波長は、例えば、EDF136で発生するASEをモニタしてもよい。
OCM145は、BS144から出力される光信号の各波長の光パワーをモニタする。モニタされた光パワーは、DGEQ制御部158に出力される。
BS147,154、PD148,155、LD149、カプラ150、EDF151、アイソレータ152、およびGEQ153は、BS132,139、PD133,140、LD134、カプラ135、EDF136、アイソレータ137、およびGEQ138と同様であり、その説明を省略する。
Gset=Gset1+Gset2 …(10)
Gset1は、AGC制御部156がEDF136に設定する利得を示し、Gset2は、AGC制御部157がEDF151に設定する利得を示す。また、EDF136,151の単位あたりの利得チルトは同様であり、図20に示していないメモリには、例えば、EDF136,151の一方の単位あたりの利得チルトが記憶されている。または、図20に示していないメモリには、例えば、EDF136,151の一方のGsetに対する損失波長特性が予め算出され、記憶されている。
[第5の実施の形態]
次に、第5の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。第5の実施の形態では、AGC制御およびDGEQ制御に加え、ALC(Automatic Level Control)を行う。
ALC制御部161は、式(11)のΔPout(λ)が小さくなるように、DGEQ51の損失波長特性を制御する。例えば、ALC制御部161は、次の式(12)により、損失波長特性を算出し、DGEQ51を制御する。
Loss_mon(λ)は、式(8)で算出でき、また、式(4)で代用してもよい。
図22、図23は、DGEQ制御部とALC制御部の動作の一例を示したフローチャートである。
[S22]ALC制御部161は、光増幅装置から出力される光パワーの目標出力波長特性を設定する。
[S30]ALC制御部161は、S29で取得した出力波長特性と、S22で設定された目標出力波長特性との出力偏差ΔPoutを算出する。例えば、式(11)によって、出力偏差を算出する。
また、ALC制御を行うことによって、例えば、EDF46やGEQ48の製造誤差によって生じる利得偏差を補償することができる。
図24に示すように、EDF46やGEQ48の製造ばらつきによって、GEQ48の出力では、例えば、1dB程度の利得偏差が生じる。この場合、光増幅装置の利得は、各波長において平坦とならず、例えば、インラインアンプを多段中継する長距離大容量伝送システムでは、このような利得偏差が累積して伝送品質に劣化が生じる。しかし、図21に示した光増幅器は、ALC制御部161によって、OCM53の出力波長特性が目標出力波長特性となるようにALC制御を行うので、利得偏差を補償することができる。
[第6の実施の形態]
次に、第6の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。第6の実施の形態では、第5の実施の形態において2つのEDFを備え、高利得の設定が可能な光増幅装置について説明する。
OCM172は、BS171から出力される光信号の各波長の光パワーをモニタする。モニタされた光パワーは、ALC制御部173に出力される。
次に、第7の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。第6の実施の形態では、2つのEDFを備え、その2つのEDFをAGC制御するようにした。第7の実施の形態では、2つのEDFのそれぞれを独立してAGC制御する場合について説明する。
OCM182は、BS181から出力される光信号の各波長の光パワーをモニタする。モニタされた光パワーは、ALC制御部183に出力される。
2 等化器
3 制御部
Claims (4)
- 入力波長多重光のトータルパワーを検出する第1の光検出器と、
目標利得に基づき、前記入力波長多重光を増幅して、第1の波長多重光を出力する光増幅器と、
前記目標利得に対応した損失波長特性に基づき、前記第1の波長多重光の損失を制御して、第2の波長多重光を出力する等化器と、
前記第2の波長多重光のトータルパワーを検出する第2の光検出器と、
前記第1の波長多重光のパワーを波長毎に検出する第3の光検出器と、
前記第2の波長多重光のパワーを波長毎に検出する第4の光検出器と、
前記光増幅器の利得を減少させたときに生じる、各波長の単位当たりの利得チルトを記憶する記憶部と、
前記光増幅器に設定される利得に応じて、該利得が平坦となるように前記等化器を制御する等化制御部と、
を備え、
前記光増幅器は、前記第1の光検出器と前記第2の光検出器によって得られた検出結果に基づいて、前記目標利得を得るように前記入力波長多重光を増幅し、
前記等化制御部は、
前記光増幅器の利得が変更された場合、前記光増幅器に設定される最大利得から変更後の利得を減算した減算値と、前記記憶部に記憶された前記利得チルトとから、第1の損失波長特性を算出し、
前記第3、第4の光検出器によって得られた検出結果に基づいて、第2の損失波長特性を計算し、
前記第2の損失波長特性が、前記第1の損失波長特性と等しくなるように、前記等化器を制御する、
ことを特徴とする光増幅装置。 - 前記第3の光検出器と前記第4の光検出器とから前記等化器の入出力における光パワーの入出力波長特性を取得し、前記入出力波長特性から算出した前記損失波長特性を有するように前記等化器を制御する等化制御部をさらに有することを特徴とする請求項1記載の光増幅装置。
- 前記第4の光検出器から前記等化器の出力における光パワーの出力波長特性を取得して、前記出力波長特性と目標出力波長特性との偏差を算出し、前記偏差が小さくなるように算出した前記損失波長特性を有するように前記等化器を制御するレベル制御部をさらに有することを特徴とする請求項1または2記載の光増幅装置。
- 前記等化制御部は、
前記最大利得をGmax、前記変更後の利得をGset、波長λに対する前記利得チルトをGtilt ref(λ)とすれば、前記光増幅器の利得をndB減少させたときの前記第1の損失波長特性Loss(λ、Gset)を
Loss(λ、Gset)=Gtilt ref(λ)×n×(Gmax−Gset)
で算出し、
前記第3の光検出器の光パワーの波長特性をOCM1(λ)、前記第4の光検出器の光パワーの波長特性をOCM2(λ)とすれば、前記第2の損失波長特性Loss_mon(λ)を
Loss_mon(λ)=OCM2(λ)−OCM1(λ)
で算出することを特徴とする請求項1記載の光増幅装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015077366A JP6020640B2 (ja) | 2015-04-06 | 2015-04-06 | 光増幅装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015077366A JP6020640B2 (ja) | 2015-04-06 | 2015-04-06 | 光増幅装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011013660A Division JP2012156285A (ja) | 2011-01-26 | 2011-01-26 | 光増幅装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015133519A JP2015133519A (ja) | 2015-07-23 |
JP6020640B2 true JP6020640B2 (ja) | 2016-11-02 |
Family
ID=53900461
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015077366A Expired - Fee Related JP6020640B2 (ja) | 2015-04-06 | 2015-04-06 | 光増幅装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6020640B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10923875B2 (en) * | 2018-02-06 | 2021-02-16 | Lumentum Operations Llc | Integrated component for an optical amplifier |
CN114553360B (zh) * | 2021-12-30 | 2023-05-26 | 广州芯泰通信技术有限公司 | 一种智能化自动控制的wdm波分设备 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001168841A (ja) * | 1999-12-09 | 2001-06-22 | Nec Corp | 波長多重光増幅器 |
JP2003046169A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-14 | Nec Corp | 利得等化器 |
JP4026458B2 (ja) * | 2002-09-19 | 2007-12-26 | 日本電気株式会社 | 利得等化装置とwdm光中継システム |
JP2006286918A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光増幅装置 |
-
2015
- 2015-04-06 JP JP2015077366A patent/JP6020640B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015133519A (ja) | 2015-07-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7715093B2 (en) | Individual band gain equalizer for optical amplifiers | |
US6151158A (en) | Method and device for optical amplification and system having the device | |
US9065570B2 (en) | Optical amplifier with feedback to obtain set gain and gain tilt | |
US7715092B2 (en) | Dynamic raman tilt compensation | |
JP5245747B2 (ja) | 光増幅器および光受信モジュール | |
US8873972B2 (en) | Optical transmission apparatus and optical transmission system | |
JP2009159290A (ja) | 光伝送装置および光通信システム | |
US9887778B2 (en) | Optical amplifier, optical transmission apparatus, and optical repeating apparatus | |
US8351112B2 (en) | Optical amplifier | |
US7660530B2 (en) | Optical transmission apparatus, optical transmission system, and optical transmission control method | |
JP6020640B2 (ja) | 光増幅装置 | |
JP5584143B2 (ja) | 光増幅器 | |
US9520694B2 (en) | Optical amplifier with loss adjustment unit based on gain | |
JP4666364B2 (ja) | 光増幅器 | |
US7158288B2 (en) | Long-wavelength-band gain-controlled optical amplifier | |
JP2009164565A (ja) | 利得等化器、光増幅器および光増幅方法 | |
JP2004119979A (ja) | 長波長光ファイバ増幅器 | |
JPWO2003079584A1 (ja) | ラマン増幅を用いた光ファイバ伝送のための方法及びシステム | |
US8379299B2 (en) | Optical amplifier | |
US8681420B2 (en) | Optical transmission system | |
JP4083942B2 (ja) | 光増幅装置 | |
JP2013236115A (ja) | 光増幅器及び光増幅方法 | |
JP2012043934A (ja) | 増幅装置、通信システムおよび増幅方法 | |
JP2013026295A (ja) | 光増幅器及び光増幅器の制御方法 | |
JP2006253782A (ja) | 分布増幅を用いた光ファイバ通信システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160127 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160223 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160420 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160906 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160919 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6020640 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |