JP6031870B2 - 光増幅器及び光信号の異常検出方法 - Google Patents

Description

本明細書で論じられる実施態様は、光通信装置で使用される光増幅器にて発生する光信号の異常検出に関する。

光増幅器に関連する技術として、希土類ドープファイバ及び励起光源を備える光増幅器が知られている。光分岐カプラ及びホトダイオードをそれぞれ有する光入力モニタ部と出力モニタ部で検出される光レベルの比、すなわち光利得が、自動利得制御によって一定に保たれる。

自然放出光の増大を検出する技術として、光増幅器から出力される自然放出光の増大を検出する光増幅器警報回路が知られている。バンドパスフィルタを通過して光信号の波長成分を除いた所定波長帯域の信号成分のパワーが閾値と比較される。閾値を超えるパワーが検出されたとき自然放出光が増大したとして出力異常警報が出力される。

光伝送システムを構成する装置の故障を検知する技術として、受光した光電力が所定の閾値より小さい場合を異常と判定する構成が知られている。伝送光から信号光波長成分と所定の雑音光成分とをそれぞれ抽出し、その光電力の比を所定の値と比較してからその伝送品質の劣化を検知する。

特開２００２−３６８６９８号公報 特開２００４−６８８７号公報 特開平１０−２０９９６７号公報 特開平１１−１８６９６２号公報

光増幅器の光部品に損失増加故障が発生すると、光出力が低下するか、信号成分のパワーに対するASE(Amplified Spontaneous Emission:自然放出光)成分のパワーの比が増大する。しかし、信号成分のパワーに対するASE成分のパワーの比は、光増幅器の故障以外の理由で増大することもある。他の要因の一例として、光増幅器間の伝送路損失の増加が挙げられる。このため、信号成分とASE成分とのパワー比を検出しても、光増幅器以外の他の要因を光増幅器の異常と検出するおそれがある。

本明細書に開示される装置又は方法は、光増幅器にて発生する光信号異常の誤検出を低減することを目的とする。

装置の一観点によれば、複数の信号成分を含む信号光を増幅する光増幅器が与えられる。光増幅器は、信号光を増幅する希土類ドープファイバと、希土類ドープファイバの光利得を制御する利得制御回路と、信号光を希土類ドープファイバで増幅して得られた増幅光に含まれる自然放出光のうち、信号成分が含まれる波長領域よりも短い第１波長の波長成分の強度と、信号成分が含まれる波長領域よりも長い第２波長の波長成分の強度とを検出する光検出器と、第１波長の波長成分の強度と第２波長の波長成分の強度との比又は差が許容範囲を超えた場合に、光増幅器の光部品の故障発生を示す信号を出力する異常検出回路とを備える。

方法の一観点によれば、自動利得制御によって利得が制御される希土類ドープファイバにより増幅される信号光の異常検出方法が与えられる。異常検出方法は、信号光を希土類ドープファイバで増幅して得られた増幅光に含まれる自然放出光のうち、信号成分が含まれる波長領域よりも短い第１波長の波長成分の強度と、信号成分が含まれる波長領域よりも長い第２波長の波長成分の強度とを検出することと、第１波長の波長成分の強度と前記第２波長の波長成分の強度との比又は差が許容範囲を超えた場合に、前記光増幅器の光部品の故障発生を示す信号を出力することを含む。

本明細書に開示される装置又は方法によれば、光増幅器にて発生する光信号異常の誤検出が低減される。

光増幅器の第１実施例のハードウエア構成図である。 （Ａ）は光増幅器の出力スペクトルの模式図であり、（Ｂ）は異常時の光増幅器の出力スペクトルの模式図である。 希土類ドープファイバの反転分布率と利得波長特性の関係の説明図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、伝送路損失の増加に伴うASE成分の増加の説明図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、異常検出に使用される波長成分の説明図である。 （Ａ）及び（Ｂ）はバンドパスフィルタの通過帯域の一例の説明図であり、（Ｃ）はイコライザの等化特性の一例の説明図である。 異常検出回路の機能構成の一例の説明図である。 光増幅器の動作の一例の説明図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、信号を含まない波長領域の第１例及び第２例の説明図である。 光増幅器の第２実施例のハードウエア構成図である。

＜１．第１実施例＞
＜１．１．ハードウエア構成＞
以下、添付する図面を参照して好ましい実施例について説明する。図１は、光増幅器の第１実施例のハードウエア構成図である。光増幅器１は、光分岐カプラ１０、１１、１２及び２１と、ホトダイオード１３、１４、２４及び２５と、励起光源１５と、光カプラ１６と、希土類ドープファイバ１７を備える。また光増幅器１は、イコライザ１８と、光アイソレータ１９及び２０と、バンドパスフィルタ２２及び２３を備える。光増幅器１は、異常検出回路３０と制御回路３１を備える。

異常検出回路３０と制御回路３１は、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）やFPGA（Field-Programming Gate Array）等の論理回路を含む。また、異常検出回路３０と制御回路３１は、ホトダイオード１３、１４、２４及び２５の検出信号を読み取るためのアンプ回路やアナログデジタル変換回路、励起光源１５を駆動するためのデジタルアナログ変換回路や駆動回路を含んでいてもよい。

なお、添付図面においてホトダイオード、励起光源、イコライザ及びバンドパスフィルタを、それぞれ「PD」、「PS」、「EQ」及び「BPF」と表記することがある。なお、図１に示すハードウエア構成は、実施例の説明のための例示にすぎない。以下に記載される動作を実行可能なハードウエア構成であれば、どのような構成を採用して本明細書に記載の光増幅器を実現してもよい。図１０のハードウエア構成においても同様である。

ホトダイオード１３は、光分岐カプラ１０から分岐した光増幅器１の入力光信号の光パワーを検出して制御回路３１に入力する。ホトダイオード１４は、光分岐カプラ１１から分岐し光カプラ１２を通過した光増幅器１の出力光信号の光パワーを検出して制御回路３１に入力する。制御回路３１は、入力光信号と出力光信号の光パワーの比、すなわち光利得が一定になるように励起光源１５をフィードバック制御する。光カプラ１６は、光分岐カプラ１０から光アイソレータ１９を経由して入力される信号光と励起光源１５からの励起光とを合波して希土類ドープファイバ１７に入射する。

イコライザ１８は、希土類ドープファイバ１７によって増幅された信号光の波長特性を等化する。イコライザ１８には、予め定められた光利得に対応する反転分布率に応じた希土類ドープファイバ１７の利得波長特性と逆特性の透過特性が与えられている。イコライザ１８の出力は、光アイソレータ２０及び光分岐カプラ１１を経由して光増幅器１から出力される。

光分岐カプラ１１から分岐した光増幅器１の出力光信号は、光分岐カプラ１２により更に分岐されて、光分岐カプラ２１に入射する。光分岐カプラ２１は入射光をさらに分岐してバンドパスフィルタ２２及び２３に入射する。バンドパスフィルタ２２及び２３は、それぞれ異なる波長λ１及びλ２の波長成分を抽出しホトダイオード２４及び２５に入力する。

ホトダイオード２４及び２５は、これら入射光、すなわち光増幅器１の出力光信号の波長λ１及びλ２の波長成分の光パワーを検出して、異常検出回路３０に入力する。異常検出回路３０は、これらの波長成分の光パワーに基づいて光増幅器１の光部品の損失増加故障により生じた光信号の異常を検出する。

＜１．２．損失発生時の出力スペクトル＞
以下、異常検出回路３０による光信号の異常検出について説明する。図２の（Ａ）は光増幅器１の出力スペクトルの模式図である。光増幅器１の出力スペクトルは、複数の信号成分３５…３６とASE成分３７を含んでいる。光増幅器１内の光部品の損失増加故障が発生すると信号成分３５…３６が低下する。しかし、故障した光部品が光分岐カプラ１１と希土類ドープファイバ１７との間の光部品である場合には、制御回路３１は出力光パワーの維持のために希土類ドープファイバ１７の利得を高める。この結果ASE成分が増加する。この状態を図２の（Ｂ）に示す。

図２の（Ｂ）に示すとおり、光部品の損失増加故障により増加したASE成分は、波長が長くなるにつれて小さくなる特性を有する。図３を参照してこの理由を説明する。図３は、様々な反転分布率における希土類ドープファイバの利得波長特性を示す。光通信で使用されるＣバンド（1530〜1565nm）及びＬバンド（1565nm〜1625nm）の波長帯では、波長が長くなるにつれて利得が小さくなる。かつ、反転分布率がより大きい状態ほどその傾向が大きくなる。

光部品の損失増加故障時に、希土類ドープファイバの利得が増大すると、すなわち反転分布率が増加すると、イコライザ１８による等化が不足する。このため、波長が長くなるにつれて利得が小さくなる利得波長特性が生じ、波長が長くなるにつれてASE成分のパワーは小さくなる。

次に、伝送路損失の増加時のASE成分の波長特性を説明する。図４の（Ａ）及び図４の（Ｂ）は、それぞれ小さな伝送路損失及び大きな伝送路損失を被った波長多重信号光のスペクトルの模式図である。図４の（Ａ）及び図４の（Ｂ）に示す通り伝送路損失が大きいほど信号対ASE比が小さくなる。しかし、希土類ドープファイバの反転分布率が上昇した場合のような長波長領域でASE成分が小さくなる特性は現れない。

＜１．３．異常検出＞
そこで、異常検出回路３０は、希土類ドープファイバ１７により増幅された光の異なる波長λ１及びλ２の波長成分の光パワーの比に基づいて光信号の異常を検出する。図５の（Ａ）は、希土類ドープファイバ１７により増幅されイコライザ１８によって等化された光のスペクトルの模式図である。イコライザ１８によって等化された光は、光分岐カプラ１１、１２及び２１によってバンドパスフィルタ２２及び２３に導かれ、それぞれ波長λ１及びλ２の波長成分のみが抽出される。

図５の（Ｂ）及び図５の（Ｃ）は、それぞれバンドパスフィルタ２２及び２３によって抽出される波長λ１及びλ２の波長成分のスペクトルの模式図である。波長λ１及びλ２の波長成分の光パワーｐ１及びｐ２がホトダイオード２４及び２５によって検出され、異常検出回路３０に入力される。

異常検出回路３０は、光パワーｐ１とｐ２に基づいて波長が長くなるにつれてASE成分が小さくなるか否かを判断する。異常検出回路３０は、波長が長くなるにつれてASE成分が小さくなる場合に光部品の損失増加故障を検出する。例えば異常検出回路３０は、光パワー比ｒ＝ｐ１／ｐ２が所定の閾値に比べて大きい場合に光部品の損失増加故障を検出する。

バンドパスフィルタ２２及び２３の通過帯域の一例を、図６の（Ａ）及び（Ｂ）に示す。波長λ１及びλ２の波長成分を抽出するために、バンドパスフィルタ２２及び２３は、それぞれ波長λ１及びλ２の波長領域のみを通過させる。λ１及びλ２は、信号成分を含まない波長領域に設定される。例えば図６の（Ａ）及び（Ｂ）は、波長λ１は信号成分を含む波長領域よりも短い波長であり、波長λ２は信号成分を含む波長領域よりも長い波長である。

図６の（Ｃ）は、イコライザ１８の等化特性の一例の説明図である。イコライザ１８による等化領域は波長λ１及びλ２をカバーする。光部品の損失増加故障が発生していない状態で光パワーｐ１とｐ２との差が大きくなり光部品の損失増加故障が誤検出されないようにするためである。

図７を参照して、異常検出回路３０の機能構成の一例を説明する。異常検出回路３０は、パワー検出信号受信部４０及び４１と、比較部４２と、判定部４３と、警報出力部４４を備える。パワー検出信号受信部４０及び４１は、波長λ１及びλ２の光パワーの値ｐ１及びｐ２を示すパワー検出信号をホトダイオード２４及び２５から受信する。

比較部４２は、波長λ１及びλ２の光パワーの値ｐ１及びｐ２の値を比較し、光パワーｐ２に対する光パワーｐ１の比ｒ＝ｒ１／ｒ２を算出する。判定部４３は、光パワー比ｒが閾値Ｔｈを超える場合に、波長が長くなるにつれてASE成分が小さくなっており、光部品の損失増加故障の発生により光信号に異常が生じたと判断する。光パワー比ｒが閾値Ｔｈを超えない場合に、判定部４３は、光信号に異常が生じたと判断しない。

光信号の異常が検出された場合に警報出力部４４は、光部品の損失増加故障が発生し、それにより光信号に異常が生じたことを示す所定の警報信号を出力する。警報信号は、異常の発生を視覚的に通知する可視信号であってよい。例えば警報信号は、ランプやＬＥＤの点滅や、画像表示装置や文字表示装置によるメッセージやアイコンの表示でもよい。また警報信号は、異常の発生を聴覚的に通知するメッセージやブザー等の可聴信号であってもよい。また警報信号は、光増幅器１の動作を中断させるためや他の装置に異常の発生を知らせるための電磁的信号であってもよい。

＜１．４．動作説明＞
図８を参照して光増幅器１の動作の一例を説明する。なお、図８を参照して説明する一連の動作は複数の手順を含む方法と解釈してもよい。この場合に「オペレーション」を「ステップ」と読み替えてもよい。

オペレーションＡＡにおいて光分岐カプラ１１、１２及び２１は、希土類ドープファイバ１７により増幅された光を分岐して、バンドパスフィルタ２２及び２３へ導く。オペレーションＡＢにおいてバンドパスフィルタ２２及び２３は、入射光の中からそれぞれ波長λ１及びλ２の波長成分のみを抽出する。オペレーションＡＣにおいてホトダイオード２４及び２５によって検出は、波長λ１及びλ２の波長成分の光パワーｐ１及びｐ２を検出する。

オペレーションＡＤにおいて比較部４２は、光パワーｐ２に対する光パワーｐ１の比ｒ＝ｒ１／ｒ２を算出する。オペレーションＡＥにおいて判定部４３は、光パワー比ｒが閾値Ｔｈを超えるか否かを判定する。光パワー比ｒが閾値Ｔｈを超える場合（オペレーションＡＥ：Ｙ）に動作はオペレーションＡＧへ進む。光パワー比ｒが閾値Ｔｈを超えない場合（オペレーションＡＥ：Ｎ）に動作はオペレーションＡＦへ進む。

オペレーションＡＦにおいて判定部４３は、光部品は正常であると判断する。その後に動作はオペレーションＡＡへ戻る。オペレーションＡＧにおいて判定部４３は、光部品の損失増加故障が発生し、光信号が異常であると判断する。その後に動作はオペレーションＡＨへ進む。オペレーションＡＨにおいて警報出力部４４は、所定の警報信号を出力する。その後に動作はオペレーションＡＡへ戻る。

＜１．５．実施例の効果＞
本実施例によれば、ASE成分の増加により光信号の異常が検出された場合に、それが光増幅器内の光部品の故障に起因する異常か、それ以外の要因に起因するのかを判断することができる。このため、光増幅器にて発生する光信号異常の誤検出を低減することができ、故障箇所の特定を容易にすることが可能となる。

＜１．６．変形例＞
続いて、本実施例の変形例について説明する。なお、後述の第２実施例においても以下の変形例と同様の実施例の変形が可能である。比較部４２にて光パワー値が比較される波長λ１及びλ２は、信号成分を含まない波長領域内の波長である。図９の（Ａ）は、信号を含まない波長領域の第１例の説明図である。上記実施例では、信号を含む波長領域Ｒ１の波長よりも短い波長の領域Ｒ２１や、信号を含む波長領域Ｒ１の波長よりも長い波長の領域Ｒ２２から、波長λ１及びλ２を選択する。

図９の（Ｂ）は、信号を含まない波長領域の第２例の説明図である。信号成分を含まない波長領域Ｒ２３は、例えば、信号を含む波長領域Ｒ１１及びＲ１２に挟まれた領域に設けてもよい。すなわち、波長λ１及びλ２は信号を含む波長領域Ｒ１１とＲ１２の間の波長であってもよい。また、信号を含む波長領域を時間的に切り替え、波長λ１及びλ２に信号が含まれない期間の間に光パワーの値ｐ１及びｐ２を検出してもよい。

また、例えば、Ｏバンド（1260〜1360nm）及びＳバンド（1460nm〜1530nm）の波長帯では、光部品の損失増加故障時に波長が長くなるにつれてASE成分のパワーが大きくなる。したがって、異常検出回路３０は、これらの波長帯で使用される光増幅器の場合には、波長が長くなるにつれてASE成分が大きくなる場合に、光部品の損失増加故障の発生により光信号に異常が生じたと判断してもよい。例えば、異常検出回路３０は、光パワーｐ１に対する光パワーｐ２の比ｒ＝ｒ２／ｒ１が閾値を超えたときに光部品の損失増加故障の発生により光信号に異常が生じたと判断してもよい。また、異常検出回路３０は、波長が長くなるにつれてASE成分のパワーが小さくなる場合と、波長が長くなるにつれてASE成分のパワーが大きくなる場合のいずれが生じても光部品の損失増加故障の発生を検出してもよい。すなわち、異常検出回路３０は、希土類ドープファイバ１７により増幅されイコライザ１８によって等化された光に含まれるASE成分の波長強度特性に応じて光部品の損失増加故障の発生を検出してもよい。例えば、光パワーｐ１と光パワーｐ２の比が所定の許容範囲を超えたとき光部品の損失増加故障の発生により光信号に異常が生じたと判断してもよい。

また、光パワーｐ１と光パワーｐ２の比の代わりに、光パワーｐ１と光パワーｐ２の差が閾値を超えたときに光部品の損失増加故障の発生により光信号に異常が生じたと判断してもよい。また、λ１及びλ２の波長成分をそれぞれ検出するバンドパスフィルタ２２及び２３は分離されたフィルタであってもよく、一体化されたフィルタであってもよい。

＜２．第２実施例＞
続いて、光増幅器１の他の実施例について説明する。図１０は、光増幅器１の第２実施例のハードウエア構成図である。光増幅器１は、入力ポート５０と、光分岐カプラ５１、５２、６０、６１、６２及び９０と、ホトダイオード５３、５４、６３、６４、９３及び９４を備える。光増幅器１は、励起光源５５及び６５と、光カプラ５６及び６６と、希土類ドープファイバ５７及び６７と、出力ポート７０を備える。光増幅器１は、イコライザ５８と、光アイソレータ５９及び６９と、可変光減衰器６８と、バンドパスフィルタ９１及び９２を備える。また、光増幅器１は、アンプ回路７１、７２、７３、７４、９５及び９７、アナログデジタル変換回路７５、７６、７７、７８、９６及び９８を備える。光増幅器１は、駆動回路７９、８０及び８３と、デジタルアナログ変換回路８１、８３及び８４を備える。

また、光増幅器１は、自動利得制御回路１００、自動レベル制御回路１０１及び異常検出回路１０２を備える。自動利得制御回路１００、自動レベル制御回路１０１及び異常検出回路１０２は、ASICやFPGA等の論理回路を含む。なお、添付図面において、アナログデジタル変換回路、デジタルアナログ変換回路、自動利得制御及び自動レベル制御を、それぞれ「ADC」、「DAC」、「AGC」及び「ALC」と表記することがある。また、下記説明においてを可変光減衰器を「VOA」と表記することがある。

光分岐カプラ５１及び５２と、ホトダイオード５３及び５４と、励起光源５５及び光カプラ５６と、希土類ドープファイバ５７と、光アイソレータ５９と、自動利得制御回路１００は、前段光増幅部を構成する。前段光増幅部は、アンプ回路７１及び７２と、アナログデジタル変換器７５及び７６と、駆動回路７９と、デジタルアナログ変換器８１も備える。

ホトダイオード５３及び５４は、光分岐カプラ５１及び５２から分岐した前段光増幅部の入力光及び出力光の光パワーを検出して自動利得制御回路１００に入力する。自動利得制御回路１００は、前段光増幅部の入力光と出力光の光パワーの比が一定になるように励起光源５５をフィードバック制御する。光カプラ５６は、光分岐カプラ５１から光アイソレータ５９を経由して入力される信号光と励起光源５５からの励起光とを合波して希土類ドープファイバ５７に入射する。

アンプ回路７１及び７２は、ホトダイオード５３及び５４の検出信号を増幅し、アナログデジタル変換器７５及び７６は増幅された検出信号をデジタル信号へ変換して自動利得制御回路１００へ入力する。デジタルアナログ変換器８１は、自動利得制御回路１００が出力する励起光源５５の制御信号をアナログ形式の駆動信号に変換し、駆動回路７９は、駆動信号を増幅して励起光源５５に供給する。

一方、光分岐カプラ６０、６１及び６２と、ホトダイオード６３及び６４と、励起光源６５及び光カプラ６６と、希土類ドープファイバ６７と、光アイソレータ６９と、自動利得制御回路１００は、後段光増幅部を構成する。後段光増幅部は、アンプ回路７３及び７４と、アナログデジタル変換器７７及び７８と、駆動回路８０と、デジタルアナログ変換器８２も備える。

ホトダイオード６３は、光分岐カプラ６０から分岐した後段光増幅部の光パワーを検出して自動利得制御回路１００に入力する。ホトダイオード６４は、光分岐カプラ６１から分岐し、光分岐カプラ６２を通過した後段光増幅部の出力光の光パワーを検出して自動利得制御回路１００に入力する。自動利得制御回路１００は、後段光増幅部の入力光と出力光の光パワーの比が一定になるように励起光源６５をフィードバック制御する。光カプラ６６は、光分岐カプラ６０から光アイソレータ６９を経由して入力される信号光と励起光源６５からの励起光とを合波して希土類ドープファイバ６７に入射する。

アンプ回路７３及び７４は、ホトダイオード６３及び６４の検出信号を増幅し、アナログデジタル変換器７７及び７８は増幅された検出信号をデジタル信号へ変換して自動利得制御回路１００へ入力する。デジタルアナログ変換器８２は、自動利得制御回路１００が出力する励起光源６５の制御信号をアナログ形式の駆動信号に変換し、駆動回路８０は、駆動信号を増幅して励起光源６５に供給する。

イコライザ５８は、希土類ドープファイバ５７及び６７によって増幅される信号光の波長特性を等化する。イコライザ５８には、予め定められた光利得に対応する反転分布率に応じた希土類ドープファイバ５７及び６７の利得波長特性と逆特性の透過特性が与えられている。

光増幅器１は、前段増幅部と後段増幅部の間にVOA６８を配置する段間VOA構成を備える。自動レベル制御回路１０１は、ホトダイオード６４によって検出される光増幅器１の出力光のパワーに基づいて光信号の減衰量を加減することにより、光増幅器１の出力光を一定に保つ。デジタルアナログ変換器８４は、自動レベル制御回路１０１が出力するVOA６８の制御信号をアナログ形式の駆動信号に変換し、駆動回路８３は、駆動信号を増幅してVOA６８に供給する。

光分岐カプラ６１から分岐した光増幅器１の出力光信号は、光分岐カプラ６２により更に分岐されて、光分岐カプラ９０に入射する。光分岐カプラ９０は入射光をさらに分岐してバンドパスフィルタ９１及び９２に入射する。バンドパスフィルタ９１及び９２は、それぞれ異なる波長λ１及びλ２の波長成分を抽出しホトダイオード９３及び９４に入力する。

ホトダイオード９３及び９４は、これら入射光、すなわち光増幅器１の出力光信号の波長λ１及びλ２の波長成分の光パワーを検出して、異常検出回路１０２に入力する。アンプ回路９５及び９７は、ホトダイオード９３及び９４の検出信号を増幅し、アナログデジタル変換器９６及び９６は増幅された検出信号をデジタル信号へ変換して異常検出回路１０２へ入力する。

異常検出回路１０２は、これらの波長成分の光パワーに基づいて光増幅器１の光部品の損失増加故障により生じた光信号の異常を検出する。異常検出回路１０２の動作は、図７及び図８を参照して説明した異常検出回路３０の動作と同様であってよい。

上記の段間VOA構成を有する光増幅器１は、光増幅器１へ入射する光を伝送する伝送路ファイバの異常損失によって入力光が低下した場合に、VOA６８の減衰量を変えることによって出力光のレベルを一定に保つことができる。このため、前段増幅部と後段増幅部の希土類ドープファイバ５７及び６７の信号利得を換えずに出力光のレベルを一定に保つことができる。

伝送路ファイバの異常損失が発生してVOA６８の減衰量が低減すると、図４の（Ｂ）に示すように、光増幅器１の出力光のASE成分が増大し信号対ASE比が低下する。しかし、希土類ドープファイバ５７及び６７の信号利得は、異常が発生していない状態の利得から変わらないため、ASE成分には長波長領域でより小さくなる特性が現れない。このため、異常検出回路１０２は光部品の損失増加故障が発生したと判断しない。

一方で、光部品の損失増加故障が発生した場合には、上記の通り、光増幅器１の出力光のASE成分には、長波長領域でより小さくなる特性が現れる。このため、異常検出回路１０２は光部品の損失増加故障が発生したと判断し、光信号に異常が生じたと判断する。

本実施例によれば、段間VOA構成を有する光増幅器において光信号の異常が発生した場合に、光信号の異常が光増幅器内の光部品の故障に起因する異常か、それ以外の要因に起因するのかを判断することができる。このため、光増幅器にて発生する光信号異常の誤検出を低減することができ、故障箇所の特定を容易にすることが可能となる。

１ 光増幅器
１３、１４、２４、２５ ホトダイオード
１５ 励起光源
１７ 希土類ドープファイバ
１８ イコライザ
１０、１１、１２、２１ 光分岐カプラ
２２、２３ バンドパスフィルタ
３０ 異常検出回路

Claims (6)

1. 複数の信号成分を含む信号光を増幅する光増幅器であって、
   前記信号光を増幅する希土類ドープファイバと、
   前記希土類ドープファイバの光利得を制御する利得制御回路と、
   前記信号光を前記希土類ドープファイバで増幅して得られた増幅光に含まれる自然放出光のうち、前記信号成分が含まれる波長領域よりも短い第１波長の波長成分の強度と、前記信号成分が含まれる波長領域よりも長い第２波長の波長成分の強度とを検出する光検出器と、
   前記第１波長の波長成分の強度と前記第２波長の波長成分の強度との比又は差が許容範囲を超えた場合に、前記光増幅器の光部品の故障発生を示す信号を出力する異常検出回路と、
   を備えることを特徴とする光増幅器。
2. ある増幅反転率における前記希土類ドープファイバの利得波長特性を等化する等化器を備え、
   前記光検出器は、前記希土類ドープファイバで増幅され前記等化器にて等化された光の前記第１波長の波長成分の強度と前記第２波長の波長成分との強度を検出し、
   前記等化器により等化される波長領域は前記第１波長の波長成分と前記第２波長の波長成分とを含む請求項１に記載の光増幅器。
3. 前記信号光を前記希土類ドープファイバで増幅して得られた光の強度を検出する第２の光検出器と、
   前記信号光を減衰させる可変減衰器と、
   前記第２の光検出器による検出強度に応じて前記可変減衰器の減衰量を制御する制御回路と、
   を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の光増幅器。
4. 前記光検出器は、
   前記信号光を前記希土類ドープファイバで増幅して得られた光から前記第１波長の波長成分と前記第２波長の波長成分とを抽出するバンドパスフィルタを備え、
   前記バンドパスを通過した前記第１波長の波長成分の強度と前記第２波長の波長成分との強度を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光増幅器。
5. 前記第１波長の波長成分と前記第２波長の波長成分のそれぞれを抽出する複数のバンドパスフィルタと、
   前記信号光を前記希土類ドープファイバで増幅して得られた光を、前記複数のバントパスフィルタに入射する光へ分岐する分波器と、
   を備えることを特徴とする請求項４に記載の光増幅器。
6. 自動利得制御によって利得が制御される希土類ドープファイバにより増幅される信号光の異常検出方法であって、
   信号光を前記希土類ドープファイバで増幅して得られた増幅光に含まれる自然放出光のうち、前記信号成分が含まれる波長領域よりも短い第１波長の波長成分の強度と、前記信号成分が含まれる波長領域よりも長い第２波長の波長成分の強度とを検出し、
   前記第１波長の波長成分の強度と前記第２波長の波長成分の強度との比又は差が許容範囲を超えた場合に、前記光増幅器の光部品の故障発生を示す信号を出力することを特徴とする異常検出方法。

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