JP6891957B2 - Fiber optic amplifier and fiber optic amplification system - Google Patents

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Description

本発明は、光信号の信号強度を増幅させる光ファイバ増幅器および光ファイバ増幅システムに関する。 The present invention relates to an optical fiber amplifier and an optical fiber amplification system that amplify the signal intensity of an optical signal.

光信号の信号強度を増幅させる光ファイバ増幅器の例が、特許文献1に記載されている。特許文献1には、光信号が入力される希土類添加ファイバに、励起光源から出力される励起光を入力することで、光信号の信号強度を増幅する構成が記載されている。特許文献2にも同様の構成が記載されている。 An example of an optical fiber amplifier that amplifies the signal intensity of an optical signal is described in Patent Document 1. Patent Document 1 describes a configuration in which the signal intensity of an optical signal is amplified by inputting excitation light output from an excitation light source into a rare earth-added fiber into which an optical signal is input. Patent Document 2 also describes a similar configuration.

このような光ファイバ増幅器は、高効率・高利得であり、利得がほぼ偏波無依存であることから光ファイバ通信システムの光信号中継用の増幅器として用いられる。 Such an optical fiber amplifier is used as an amplifier for optical signal relay in an optical fiber communication system because it has high efficiency and high gain and the gain is almost polarization-independent.

また、特許文献3には、入力される光信号が1.55μm帯の光信号であることが開示され、励起光が1.48μm帯の光であることが開示されている。また、特許文献3には、現用励起光源と待機用励起光源とを備える構成が開示されている。 Further, Patent Document 3 discloses that the input optical signal is an optical signal in the 1.55 μm band, and discloses that the excitation light is light in the 1.48 μm band. Further, Patent Document 3 discloses a configuration including a working excitation light source and a standby excitation light source.

特開平11−112434号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-12434 特開平9−116506号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-116506 特開平6−326383号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-326383

一般的な光ファイバ増幅器の例として、図9に例示する光ファイバ増幅器が考えられる。図9に例示する光ファイバ121は、希土類イオンが添加された光ファイバである。ここでは、光ファイバ121にエルビウムイオンが添加された場合を例にして説明する。なお、ここでは、図9に示す位置Aから位置Bまでの範囲に、エルビウムイオンが添加されているものとして説明する。光ファイバ121には、図9に示すように、第1の光アイソレータ171と、第1の信号強度モニタ101と、光合波器141と、第2の信号強度モニタ102と、第2の光アイソレータ172とが設けられる。 As an example of a general optical fiber amplifier, the optical fiber amplifier illustrated in FIG. 9 can be considered. The optical fiber 121 illustrated in FIG. 9 is an optical fiber to which rare earth ions are added. Here, a case where erbium ions are added to the optical fiber 121 will be described as an example. Here, it is assumed that the erbium ion is added to the range from the position A to the position B shown in FIG. As shown in FIG. 9, the optical fiber 121 includes a first optical isolator 171, a first signal intensity monitor 101, an optical combiner 141, a second signal intensity monitor 102, and a second optical isolator. 172 and are provided.

また、光ファイバ増幅器は、利得制御回路151と、1つの励起光源131と、光源駆動回路161とを備える。 Further, the optical fiber amplifier includes a gain control circuit 151, one excitation light source 131, and a light source drive circuit 161.

光ファイバ121には、光信号Linが入力され、信号強度増幅後の光信号Loutが出力される。第1の光アイソレータ171および第2の光アイソレータ172は、光信号の伝搬方向を一定方向に制限する。 An optical signal Lin is input to the optical fiber 121, and an optical signal Lout after signal intensity amplification is output. The first optical isolator 171 and the second optical isolator 172 limit the propagation direction of the optical signal to a certain direction.

第1の信号強度モニタ101は、入力される光信号Linの信号強度をモニタし、利得制御回路151にその信号強度を通知する。利得制御回路151は、出力される光信号Loutの信号強度が一定になるように、光信号Linの信号強度と、一定とすべき信号強度との利得を算出する。なお、第2の信号強度モニタ102は、光信号Loutの信号強度をモニタし、利得制御回路151にその信号強度を通知する。利得制御回路151は、第2の信号強度モニタ102から通知された信号強度によって、光信号Loutの信号強度が所定の一定値になっていることを確認する。 The first signal strength monitor 101 monitors the signal strength of the input optical signal Lin, and notifies the gain control circuit 151 of the signal strength. The gain control circuit 151 calculates the gain between the signal strength of the optical signal Lin and the signal strength to be constant so that the signal strength of the output optical signal Lout becomes constant. The second signal strength monitor 102 monitors the signal strength of the optical signal Lout and notifies the gain control circuit 151 of the signal strength. The gain control circuit 151 confirms that the signal strength of the optical signal Lout is at a predetermined constant value by the signal strength notified from the second signal strength monitor 102.

利得制御回路151は、上記のように算出した利得を光源駆動回路161に通知する。光源駆動回路161は、励起光源131を駆動し、利得に応じた励起光出力強度で、励起光源131から励起光を出力させる。 The gain control circuit 151 notifies the light source drive circuit 161 of the gain calculated as described above. The light source drive circuit 161 drives the excitation light source 131 to output the excitation light from the excitation light source 131 with the excitation light output intensity corresponding to the gain.

光合波器141は、励起光源131から出力された励起光を光信号Linに合成させる。エルビウムイオンが添加された光ファイバ121において、光信号Linに励起光が合成されることで、光信号Linの信号強度が増幅され、信号強度増幅後の光信号Loutが出力される。 The optical combiner 141 synthesizes the excitation light output from the excitation light source 131 into the optical signal Lin. In the optical fiber 121 to which the erbium ion is added, the excitation light is synthesized with the optical signal Lin, so that the signal intensity of the optical signal Lin is amplified and the optical signal Lout after the signal intensity amplification is output.

光信号は、一般的に、1.55μm帯の光信号である。また、励起光は、一般的に、1.48μm帯の光または0.98μm帯の光である。 The optical signal is generally an optical signal in the 1.55 μm band. The excitation light is generally 1.48 μm band light or 0.98 μm band light.

図9に例示する一般的な光ファイバ増幅器が用いられる光ファイバ通信システムは、通信の高速化および大容量化に重要な役割を担っている。そして、通信容量の増大に対応できるように、波長多重化の関連技術の開発が盛んに行われている。 The optical fiber communication system in which the general optical fiber amplifier illustrated in FIG. 9 is used plays an important role in increasing the speed and capacity of communication. And, in order to cope with the increase in communication capacity, the development of wavelength multiplexing related technology is being actively carried out.

そして、光ファイバ増幅器を長期にわたり効率よく運用するために、運用初期には、「信号伝達に用いられる帯域」を狭くし、トラフィックの増大に合わせて、波長多重化によって「信号伝達に用いられる帯域」を広くする手法がとられる。このように、運用開始後のトラフィックの増大に合わせて、「信号伝達に用いられる帯域」が変化する。なお、「信号伝達に用いられる帯域」は、スペクトラム、WDM(Wavelength Division Multiplexing)の信号使用率、あるいは、波長充填率とも称することができる。以下、「信号伝達に用いられる帯域」を、単に、帯域と記す場合がある。 Then, in order to operate the optical fiber amplifier efficiently over a long period of time, the "band used for signal transmission" is narrowed at the initial stage of operation, and as the traffic increases, the "band used for signal transmission" is performed by wavelength multiplexing. Is taken. In this way, the "bandwidth used for signal transmission" changes as the traffic increases after the start of operation. The "band used for signal transmission" can also be referred to as a spectrum, a WDM (Wavelength Division Multiplexing) signal usage rate, or a wavelength packing factor. Hereinafter, the "band used for signal transmission" may be simply referred to as a band.

図9に示す光ファイバ増幅器は、1つの励起光源131を備える。そして、励起光源131は、光信号の最大の帯域に合わせて設計される。すなわち、「信号伝達に用いられる帯域」が広くなった場合に、励起光出力強度が高い励起光を出力できるように、励起光源131は設計される。図10は、そのような励起光源131の励起光出力強度対消費電力特性を示す模式図である。図10に示す横軸は、励起光源の励起光出力強度である。なお、励起光出力強度は、ほぼ「信号伝達に用いられる帯域」に比例すると言える。また、図10に示す縦軸は、励起光源の消費電力である。上記のように、「信号伝達に用いられる帯域」が広くなった場合に、励起光出力強度が高い励起光を出力できるように設計された励起光源131では、帯域が狭い場合でも、消費電力はそれほど低下しない。すると、例えば、運用開始後のように、帯域を狭くした状態では、消費電力が大きくなってしまう。 The optical fiber amplifier shown in FIG. 9 includes one excitation light source 131. The excitation light source 131 is designed according to the maximum band of the optical signal. That is, the excitation light source 131 is designed so that the excitation light having a high excitation light output intensity can be output when the "band used for signal transmission" becomes wide. FIG. 10 is a schematic diagram showing the excitation light output intensity vs. power consumption characteristics of such an excitation light source 131. The horizontal axis shown in FIG. 10 is the excitation light output intensity of the excitation light source. It can be said that the excitation light output intensity is almost proportional to the "band used for signal transmission". The vertical axis shown in FIG. 10 is the power consumption of the excitation light source. As described above, the excitation light source 131 designed to output excitation light with high excitation light output intensity when the "band used for signal transmission" becomes wide, consumes power even when the band is narrow. It doesn't drop that much. Then, for example, in a state where the band is narrowed, such as after the start of operation, the power consumption becomes large.

図10に破線に示すように、消費電力が励起光出力強度に比例することが好ましい。しかし、上述のように、帯域が狭い場合でも、消費電力はそれほど低下せず、帯域を狭くした状態では、消費電力が大きくなってしまう。 As shown by the broken line in FIG. 10, it is preferable that the power consumption is proportional to the excitation light output intensity. However, as described above, even when the band is narrow, the power consumption does not decrease so much, and when the band is narrowed, the power consumption becomes large.

また、低消費電力化を優先し、帯域を狭くした状態で消費電力が小さくなるように設計した場合には、帯域を広くしたときに、励起光出力強度が高い励起光を出力できない。 Further, when the power consumption is prioritized and the power consumption is designed to be small in a state where the band is narrowed, the excitation light having a high excitation light output intensity cannot be output when the band is widened.

そこで、本発明は、高い電力利用効率を実現可能な光ファイバ増幅器および光ファイバ増幅システムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an optical fiber amplifier and an optical fiber amplification system capable of realizing high power utilization efficiency.

本発明による光ファイバ増幅器は、光信号を通過させ、その光信号に励起光が合成されると、その光信号の信号強度を増幅する光ファイバと、励起光を出力する複数の光源であって、励起光出力強度対消費電力特性がそれぞれ異なる複数の光源と、光源から励起光を出力させる光源駆動手段と、光源から出力された励起光を光信号に合成させる合成手段と、個々の光源毎に光源に対応する励起光の入力端を有し、励起光を合成手段に出力するための出力端を有するスイッチと、スイッチにおいて出力端に接続させる入力端を制御するスイッチ制御手段と、光源から出力される励起光の励起光出力強度をモニタし、その励起光出力強度が、その光源に対して定められている励起光出力強度の範囲の境界値となったときに、光源駆動手段に、励起光を出力させる光源の切り替えを指示するとともに、スイッチ制御手段に、切り替え後の光源に対応する入力端を出力端に接続させるように指示する切り替え指示手段とを備えることを特徴とする。 The optical fiber amplifier according to the present invention is an optical fiber that amplifies the signal intensity of an optical signal when an optical signal is passed and excitation light is synthesized with the optical signal, and a plurality of light sources that output excitation light. , Multiple light sources with different excitation light output intensity vs. power consumption characteristics, light source driving means for outputting excitation light from the light source, synthesis means for synthesizing excitation light output from the light source into an optical signal, and each individual light source From the light source, a switch having an input end of excitation light corresponding to the light source and having an output end for outputting the excitation light to the synthesis means, a switch control means for controlling the input end connected to the output end in the switch, and the light source. When the excitation light output intensity of the output excitation light is monitored and the excitation light output intensity reaches the boundary value within the range of the excitation light output intensity defined for the light source, the light source driving means is used. The switch control means is provided with a switching instruction means for instructing the switching of the light source for outputting the excitation light and for instructing the switch control means to connect the input end corresponding to the light source after the switching to the output end .

本発明によれば、高い電力利用効率を実現することができる。 According to the present invention, high power utilization efficiency can be realized.

本発明の第1の実施形態の光ファイバ増幅器の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the optical fiber amplifier of 1st Embodiment of this invention. 複数の励起光源の励起光出力強度対消費電力特性を表す模式図である。It is a schematic diagram which shows the excitation light output intensity vs. power consumption characteristic of a plurality of excitation light sources. 一般的な光ファイバ増幅器と、本発明による光ファイバ増幅器との消費電力の差を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the difference of the power consumption between the general optical fiber amplifier and the optical fiber amplifier by this invention. 本発明の第2の実施形態の光ファイバ増幅器の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the optical fiber amplifier of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態の光ファイバ増幅器の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the optical fiber amplifier of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態の光ファイバ増幅システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the optical fiber amplification system of 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態の光ファイバ増幅器の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the optical fiber amplifier of the 5th Embodiment of this invention. 本発明の概要を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of this invention. 一般的な光ファイバ増幅器の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the general optical fiber amplifier. 一般的な光ファイバ増幅器に設けられる励起光源の励起光出力強度対消費電力特性を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the excitation light output intensity vs. power consumption characteristic of the excitation light source provided in a general optical fiber amplifier.

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

前述の場合と同様に、各実施形態において、「信号伝達に用いられる帯域」を、単に、帯域と記す場合がある。前述のように、「信号伝達に用いられる帯域」は、スペクトラム、WDMの信号使用率、あるいは、波長充填率とも称することができる。 Similar to the above case, in each embodiment, the "band used for signal transmission" may be simply referred to as a band. As described above, the "band used for signal transmission" can also be referred to as spectrum, WDM signal utilization, or wavelength packing factor.

実施形態1.
図1は、本発明の第1の実施形態の光ファイバ増幅器の構成例を示すブロック図である。第1の実施形態の光ファイバ増幅器は、第1の信号強度モニタ1と、第2の信号強度モニタ2と、帯域モニタ3と、第1の光アイソレータ11と、第2の光アイソレータ12と、光ファイバ21と、複数の励起光源31〜3Nと、光合波器41と、利得制御回路51と、光源駆動回路61と、スイッチ71と、出力モニタ81と、スイッチ制御回路91とを備える。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an optical fiber amplifier according to the first embodiment of the present invention. The optical fiber amplifier of the first embodiment includes a first signal strength monitor 1, a second signal strength monitor 2, a band monitor 3, a first optical isolator 11, a second optical isolator 12, and the like. It includes an optical fiber 21, a plurality of excitation light sources 31 to 3N, an optical combiner 41, a gain control circuit 51, a light source drive circuit 61, a switch 71, an output monitor 81, and a switch control circuit 91.

光ファイバ21は、希土類イオンが添加された光ファイバである。ここでは、光ファイバ21にエルビウムイオンが添加されている場合を例にして説明する。また、図1に示す位置Aから位置Bまでの範囲に、エルビウムイオンが添加されているものとして説明する。 The optical fiber 21 is an optical fiber to which rare earth ions are added. Here, a case where erbium ions are added to the optical fiber 21 will be described as an example. Further, it is assumed that the erbium ion is added to the range from the position A to the position B shown in FIG.

また、第1の実施形態の光ファイバ増幅器は1本の光ファイバ21を備える。本実施形態において、光ファイバ21は、1本のコアを含む。 Further, the optical fiber amplifier of the first embodiment includes one optical fiber 21. In this embodiment, the optical fiber 21 includes one core.

光ファイバ21は、光信号を通過させる。光ファイバ21に、希土類イオン(本例では、エルビウムイオン)が添加されていることによって、その光信号に励起光が合成されると、その光信号の信号強度は増幅される。 The optical fiber 21 passes an optical signal. When a rare earth ion (erbium ion in this example) is added to the optical fiber 21 and excitation light is synthesized with the optical signal, the signal intensity of the optical signal is amplified.

すなわち、光ファイバ21は、光信号を通過させ、その光信号に励起光が合成されると、その光信号の信号強度を増幅する光ファイバである。 That is, the optical fiber 21 is an optical fiber that amplifies the signal intensity of the optical signal when the optical signal is passed through and the excitation light is synthesized with the optical signal.

図1に示す例において、光ファイバ21に入力される光信号をLinと記す。また、光ファイバから出力される増幅後の光信号をLoutと記す。また、便宜的に、光ファイバ21において、光信号Linが入力される側を上流側と記し、光信号Loutが出力される側を下流側と記す。 In the example shown in FIG. 1, the optical signal input to the optical fiber 21 is referred to as Lin. Further, the amplified optical signal output from the optical fiber is referred to as Lout. Further, for convenience, in the optical fiber 21, the side where the optical signal Lin is input is referred to as the upstream side, and the side where the optical signal Lout is output is referred to as the downstream side.

光ファイバ21において、エルビウムイオンの添加範囲の開始位置Aよりも上流側に、第1の信号強度モニタ1が接続され、さらに上流側に第1の光アイソレータ11が接続されている。また、光ファイバ21において、エルビウムイオンの添加範囲の終了位置Bよりも下流側に第2の信号強度モニタ2が接続され、さらに下流側に第2の光アイソレータが接続されている。 In the optical fiber 21, the first signal intensity monitor 1 is connected to the upstream side of the start position A of the erbium ion addition range, and the first optical isolator 11 is further connected to the upstream side. Further, in the optical fiber 21, the second signal intensity monitor 2 is connected to the downstream side of the end position B of the erbium ion addition range, and the second optical isolator is further connected to the downstream side.

また、第1の信号強度モニタ1および第2の信号強度モニタ2はそれぞれ、利得制御回路51に接続されている。さらに、利得制御回路51は、光源駆動回路61に接続されている。 Further, the first signal strength monitor 1 and the second signal strength monitor 2 are connected to the gain control circuit 51, respectively. Further, the gain control circuit 51 is connected to the light source drive circuit 61.

また、第1の光アイソレータ11と第1の信号強度モニタ1との間に、帯域モニタ3が接続されている。さらに、帯域モニタ3は、光源駆動回路61に接続されている。 Further, a band monitor 3 is connected between the first optical isolator 11 and the first signal strength monitor 1. Further, the band monitor 3 is connected to the light source drive circuit 61.

光源駆動回路61には、各励起光源31〜3Nが接続されている。 Each excitation light source 31 to 3N is connected to the light source drive circuit 61.

スイッチ71は、個々の励起光源毎に、励起光源に対応する励起光の入力端を備える。図1に示す例では、スイッチ71は、入力端I1〜INを備える。例えば、入力端I1は励起光源31に対応し、入力端I2は励起光源32に対応している。スイッチ71の他の入力端もそれぞれ1つの励起光源に対応している。 The switch 71 is provided with an excitation light input terminal corresponding to the excitation light source for each excitation light source. In the example shown in FIG. 1, the switch 71 includes input terminals I1 to IN. For example, the input end I1 corresponds to the excitation light source 31, and the input end I2 corresponds to the excitation light source 32. The other input ends of the switch 71 also correspond to one excitation light source.

各励起光源31〜3Nの光出力端は、スイッチ71の対応する入力端I1〜INに接続されている。例えば、励起光源31の光出力端は、スイッチ71の入力端I1に接続されている。 The light output ends of each of the excitation light sources 31 to 3N are connected to the corresponding input ends I1 to IN of the switch 71. For example, the light output end of the excitation light source 31 is connected to the input end I1 of the switch 71.

また、スイッチ71は、入力された励起光を光合波器41に出力するための出力端O1を備えている。本実施形態では、スイッチ71は、1つの出力端O1を備えている。出力端O1は、光合波器41に接続されている。また、光合波器41は、光ファイバ21におけるエルビウムイオンの添加範囲内に設けられている。 Further, the switch 71 includes an output terminal O1 for outputting the input excitation light to the optical combiner 41. In this embodiment, the switch 71 includes one output terminal O1. The output end O1 is connected to the optical combiner 41. Further, the optical combiner 41 is provided within the range of addition of erbium ions in the optical fiber 21.

また、各励起光源31〜3Nの光出力端は、出力モニタ81に接続されている。 Further, the light output ends of the excitation light sources 31 to 3N are connected to the output monitor 81.

出力モニタ81は、光源駆動回路61およびスイッチ制御回路91に接続されている。スイッチ制御回路91は、スイッチ71に接続されている。 The output monitor 81 is connected to the light source drive circuit 61 and the switch control circuit 91. The switch control circuit 91 is connected to the switch 71.

次に、個々の要素について説明する。 Next, each element will be described.

各励起光源31〜3Nは、それぞれ、励起光出力強度対消費電力特性が異なる励起光源である。図2は、複数の励起光源の励起光出力強度対消費電力特性を表す模式図である。図2に示す横軸は、励起光源の励起光出力強度である。なお、励起光出力強度は、ほぼ「信号伝達に用いられる帯域」に比例すると言える。後述のように、利得制御回路51によって算出される利得はあまり変化しない傾向があるためである。図2に示す縦軸は、励起光源の消費電力である。図2では、励起光源31〜35の特性の例を模式的に示している。消費電力が小さいほど、励起光出力強度の上限値が小さい。例えば、図2に示す例では、低消費電力化の観点からは、励起光源31,32,33,34,35の順に好ましい。ただし、励起光源31は、励起光出力強度R1までの励起光を出力できるが、それ以上の励起光出力強度の励起光は出力できない。同様に、励起光源32,33,34が出力できる励起光の励起光出力強度の上限は、それぞれR2,R3,R4である。 Each of the excitation light sources 31 to 3N is an excitation light source having different excitation light output intensity vs. power consumption characteristics. FIG. 2 is a schematic diagram showing the excitation light output intensity vs. power consumption characteristics of a plurality of excitation light sources. The horizontal axis shown in FIG. 2 is the excitation light output intensity of the excitation light source. It can be said that the excitation light output intensity is almost proportional to the "band used for signal transmission". This is because, as will be described later, the gain calculated by the gain control circuit 51 tends not to change much. The vertical axis shown in FIG. 2 is the power consumption of the excitation light source. FIG. 2 schematically shows an example of the characteristics of the excitation light sources 31 to 35. The smaller the power consumption, the smaller the upper limit of the excitation light output intensity. For example, in the example shown in FIG. 2, from the viewpoint of reducing power consumption, the excitation light sources 31, 32, 33, 34, and 35 are preferable in this order. However, the excitation light source 31 can output excitation light up to the excitation light output intensity R1, but cannot output excitation light having an excitation light output intensity higher than that. Similarly, the upper limits of the excitation light output intensity of the excitation light that can be output by the excitation light sources 32, 33, and 34 are R2, R3, and R4, respectively.

例えば、励起光出力強度a(図2参照)の励起光を出力する場合、消費電力が最も小さい励起光源31から励起光を出力することが好ましい。また、励起光出力強度b(図2参照)の励起光を出力する場合、R1<bであるので、励起光源31は使用できない。この場合、励起光源31以外で最も消費電力が小さい励起光源32から励起光を出力することが好ましい。 For example, when outputting the excitation light having the excitation light output intensity a (see FIG. 2), it is preferable to output the excitation light from the excitation light source 31 having the lowest power consumption. Further, when the excitation light having the excitation light output intensity b (see FIG. 2) is output, the excitation light source 31 cannot be used because R1 <b. In this case, it is preferable to output the excitation light from the excitation light source 32 having the lowest power consumption other than the excitation light source 31.

本発明では、励起光出力強度対消費電力特性がそれぞれ異なる複数の励起光源の中から適切な励起光源を選択することによって、高い電力利用効率を実現する。 In the present invention, high power utilization efficiency is realized by selecting an appropriate excitation light source from a plurality of excitation light sources having different excitation light output intensity vs. power consumption characteristics.

また、個々の励起光源31〜3Nは、それぞれペルチエ冷却器を備える。そして、個々の励起光源に対応する個々のペルチエ冷却器の最大吸熱量は、それぞれ異なる。このように、励起光源に設けられるペルチエ冷却器の最大吸熱量をそれぞれ異なるようにすることで、各励起光源31〜3Nの励起光出力強度対消費電力特性を変えることができる。ただし、ペルチエ冷却器の最大吸熱量だけでなく、他の要素も変化させて、各励起光源31〜3Nの励起光出力強度対消費電力特性を変えてもよい。 Further, each of the excitation light sources 31 to 3N is provided with a Pertier cooler. The maximum heat absorption of each Pertier cooler corresponding to each excitation light source is different. By making the maximum heat absorption amount of the Pertier cooler provided in the excitation light source different in this way, the excitation light output intensity vs. power consumption characteristics of each excitation light source 31 to 3N can be changed. However, not only the maximum heat absorption amount of the Pertier cooler but also other factors may be changed to change the excitation light output intensity vs. power consumption characteristics of each excitation light source 31 to 3N.

各励起光源31〜3Nが出力する励起光の波長は共通である。例えば、各励起光源31〜3Nが出力する励起光の波長は、1.48μm帯で共通である。また、例えば、各励起光源31〜3Nが出力する励起光の波長は、0.98μm帯で共通であってもよい。 The wavelength of the excitation light output by each excitation light source 31 to 3N is common. For example, the wavelength of the excitation light output by each excitation light source 31 to 3N is common in the 1.48 μm band. Further, for example, the wavelength of the excitation light output by each excitation light source 31 to 3N may be common in the 0.98 μm band.

入力される光信号をLinの波長は、1.55μm帯である。 The wavelength of Lin of the input optical signal is in the 1.55 μm band.

第1の光アイソレータ11および第2の光アイソレータ12は、光信号の伝搬方向を一定方向に制限する。 The first optical isolator 11 and the second optical isolator 12 limit the propagation direction of the optical signal to a certain direction.

第1の信号強度モニタ1は、入力される光信号Linの信号強度をモニタし、利得制御回路51にその信号強度を通知する。 The first signal strength monitor 1 monitors the signal strength of the input optical signal Lin and notifies the gain control circuit 51 of the signal strength.

利得制御回路51は、出力される光信号Loutの信号強度が一定になるように、第1の信号強度モニタ1から通知された光信号Linの信号強度と、一定とすべき信号強度との利得を算出する。換言すれば、利得制御回路51は、光ファイバ21内で光信号Linの信号強度を所定の信号強度に増幅する際の利得を算出する。利得制御回路51は、増幅後における一定とすべき信号強度の値を予め記憶しておき、利得制御回路51は、光信号Linの信号強度とその信号強度との利得を算出すればよい。 The gain control circuit 51 is a gain between the signal strength of the optical signal Lin notified from the first signal strength monitor 1 and the signal strength to be constant so that the signal strength of the output optical signal Lout becomes constant. Is calculated. In other words, the gain control circuit 51 calculates the gain when amplifying the signal strength of the optical signal Lin to a predetermined signal strength in the optical fiber 21. The gain control circuit 51 may store in advance the value of the signal strength to be constant after amplification, and the gain control circuit 51 may calculate the gain between the signal strength of the optical signal Lin and the signal strength thereof.

また、第2の信号強度モニタ2は、出力される光信号Loutの信号強度をモニタし、利得制御回路51にその信号強度を通知する。利得制御回路51は、第2の信号強度モニタ2から通知された信号強度によって、光信号Loutの信号強度が所定の一定値になっていることを確認する。光信号Loutの信号強度が所定の一定値になっていなければ、利得制御回路51は、算出した利得を調整する。例えば、光信号Loutの信号強度を100で一定にすべきであるとする。第2の信号強度モニタ2から通知された実際の光信号Loutの信号強度が100より大きければ、利得制御回路51は、算出した利得の値を小さくするように調整する。また、第2の信号強度モニタ2から通知された実際の光信号Loutの信号強度が100より小さければ、利得制御回路51は、算出した利得の値を大きくするように調整する。 Further, the second signal strength monitor 2 monitors the signal strength of the output optical signal Lout and notifies the gain control circuit 51 of the signal strength. The gain control circuit 51 confirms that the signal strength of the optical signal Lout is at a predetermined constant value by the signal strength notified from the second signal strength monitor 2. If the signal intensity of the optical signal Lout is not a predetermined constant value, the gain control circuit 51 adjusts the calculated gain. For example, assume that the signal strength of the optical signal Lout should be constant at 100. If the signal intensity of the actual optical signal Lout notified from the second signal intensity monitor 2 is greater than 100, the gain control circuit 51 adjusts so as to reduce the calculated gain value. Further, if the signal intensity of the actual optical signal Lout notified from the second signal intensity monitor 2 is less than 100, the gain control circuit 51 adjusts so as to increase the calculated gain value.

利得制御回路51は、算出した利得を光源駆動回路61に通知する。 The gain control circuit 51 notifies the light source drive circuit 61 of the calculated gain.

帯域モニタ3は、光ファイバ21を通過する光信号Linの帯域(信号伝達に用いられる帯域)をモニタし、光源駆動回路61にその帯域を通知する。 The band monitor 3 monitors the band (band used for signal transmission) of the optical signal Lin passing through the optical fiber 21 and notifies the light source drive circuit 61 of the band.

光源駆動回路61は、利得制御回路51から通知された利得と、帯域モニタ3から通知された帯域との積を算出する。そして、光源駆動回路61は、その利得と帯域との積に基づいて、励起光を出力させる励起光源を、複数の励起光源31〜3Nの中から1つ選択する。 The light source drive circuit 61 calculates the product of the gain notified from the gain control circuit 51 and the band notified from the band monitor 3. Then, the light source drive circuit 61 selects one of the plurality of excitation light sources 31 to 3N to output the excitation light based on the product of the gain and the band.

光源駆動回路61は、利得と帯域との積の範囲(数値範囲)と、選択する励起光源との対応関係を予め記憶している。光源駆動回路61は、例えば、範囲“0以上T1未満”と励起光源31とが対応し、範囲“T1以上T2未満”と励起光源32とが対応する等の対応関係を示す情報を予め記憶している。ここで、各範囲は重複せず境界を挟んで連続するように定められる。また、値の小さい範囲ほど、消費電力が小さな励起光源に対応付けられる。 The light source drive circuit 61 stores in advance the correspondence between the product range (numerical range) of the gain and the band and the selected excitation light source. The light source drive circuit 61 stores in advance information indicating a correspondence relationship, for example, the range “0 or more and less than T1” corresponds to the excitation light source 31, and the range “T1 or more and less than T2” corresponds to the excitation light source 32. ing. Here, each range is defined so as not to overlap and to be continuous across a boundary. Further, the smaller the value range, the smaller the power consumption is associated with the excitation light source.

例えば、上記の例において、利得と帯域との積が範囲“0以上T1未満”に属しているとする。この場合、光源駆動回路61は、範囲“0以上T1未満”に対応する励起光源31を選択する。 For example, in the above example, it is assumed that the product of the gain and the band belongs to the range “0 or more and less than T1”. In this case, the light source drive circuit 61 selects the excitation light source 31 corresponding to the range “0 or more and less than T1”.

光源駆動回路61は、選択した1つの励起光源を駆動し、その励起光源に励起光を出力させる。このとき、光源駆動回路61は、利得と帯域との積に応じた励起光出力強度で、その励起光源から励起光を出力させる。光源駆動回路61は、利得と帯域との積の値が大きいほど、励起光出力強度を高くし、利得と帯域との積の値が小さいほど、励起光出力強度を低くする。 The light source drive circuit 61 drives one selected excitation light source and causes the excitation light source to output excitation light. At this time, the light source drive circuit 61 outputs the excitation light from the excitation light source with the excitation light output intensity corresponding to the product of the gain and the band. In the light source drive circuit 61, the larger the value of the product of the gain and the band, the higher the excitation light output intensity, and the smaller the value of the product of the gain and the band, the lower the excitation light output intensity.

光源駆動回路61は、一旦、利得と帯域との積に基づいて1つの励起光源を選択した後には、出力モニタ81の指示に従って、励起光を出力させる励起光源を切り替える。 The light source drive circuit 61 once selects one excitation light source based on the product of the gain and the band, and then switches the excitation light source to output the excitation light according to the instruction of the output monitor 81.

利得制御回路51は、例えば、定期的に利得を光源駆動回路61に通知する。帯域モニタ3も、例えば、定期的に帯域を光源駆動回路61に通知する。光源駆動回路61は、新たに利得および帯域が通知された場合、励起光を出力させている励起光源からの励起光の励起光出力強度を、その利得と帯域の積に応じて変化させる。上記のように、光源駆動回路61は、一旦、利得と帯域との積に基づいて1つの励起光源を選択した後には、出力モニタ81の指示に従って、励起光を出力させる励起光源を切り替える。従って、新たに利得および帯域が通知された場合、光源駆動回路61は、励起光出力強度を制御するが、励起光を出力させる励起光源を選択し直すことはしない。 The gain control circuit 51 periodically notifies the light source drive circuit 61 of the gain, for example. The band monitor 3 also periodically notifies the light source drive circuit 61 of the band, for example. When a gain and a band are newly notified, the light source drive circuit 61 changes the excitation light output intensity of the excitation light from the excitation light source that outputs the excitation light according to the product of the gain and the band. As described above, the light source drive circuit 61 once selects one excitation light source based on the product of the gain and the band, and then switches the excitation light source to output the excitation light according to the instruction of the output monitor 81. Therefore, when the gain and the band are newly notified, the light source drive circuit 61 controls the excitation light output intensity, but does not reselect the excitation light source that outputs the excitation light.

出力モニタ81は、励起光源31〜3Nの光出力端から出力される励起光の励起光出力強度をモニタする。出力モニタ81は、励起光出力強度をモニタするためのセンサとして、例えば、フォトダイオードを備えていればよい。ただし、励起光出力強度をモニタするためのセンサは、フォトダイオード以外のセンサであってもよい。 The output monitor 81 monitors the excitation light output intensity of the excitation light output from the light output ends of the excitation light sources 31 to 3N. The output monitor 81 may include, for example, a photodiode as a sensor for monitoring the excitation light output intensity. However, the sensor for monitoring the excitation light output intensity may be a sensor other than the photodiode.

具体的には、出力モニタ81は、光源駆動回路61によって駆動されている励起光源から出力される励起光の励起光出力強度をモニタする。 Specifically, the output monitor 81 monitors the excitation light output intensity of the excitation light output from the excitation light source driven by the light source drive circuit 61.

また、出力モニタ81は、予め励起光源毎に定められた励起光出力強度の範囲を記憶している。出力モニタ81は、例えば、励起光源31に定められた励起光出力強度の範囲“0以上R1未満(図2参照)”、励起光源32に定められた励起光出力強度の範囲“R1以上R2未満(図2参照)”、励起光源33に定められた励起光出力強度の範囲“R2以上R3未満(図2参照)”等を予め記憶している。励起光源毎に定められた励起光出力強度の範囲は、重複せず境界を挟んで連続するように定められる。 Further, the output monitor 81 stores a range of excitation light output intensity predetermined for each excitation light source. The output monitor 81 has, for example, an excitation light output intensity range “0 or more and less than R1 (see FIG. 2)” defined for the excitation light source 31, and an excitation light output intensity range “R1 or more and less than R2” defined for the excitation light source 32. (See FIG. 2) ”, the range of excitation light output intensity defined in the excitation light source 33“ R2 or more and less than R3 (see FIG. 2) ”and the like are stored in advance. The range of excitation light output intensity determined for each excitation light source is defined so as not to overlap and to be continuous across a boundary.

利得制御回路51が算出した利得と帯域モニタ3がモニタした光信号Linの帯域のうち、いずれか一方、または、両方が変化することによって、利得と帯域との積が変化したとする。すると、光源駆動回路61は、変化後の積に応じて、励起光を出力させている励起光源からの励起光の励起光出力強度を変化させる。出力モニタ81は、光源駆動回路61によって駆動されている励起光源から出力される励起光の励起光出力強度が、その励起光源に対して定められている励起光出力強度の範囲の境界値になると、励起光を出力させる励起光源を、その範囲の隣りの範囲に対応する励起光源に切り替えるように光源駆動回路61に対して指示する。また、出力モニタ81は、スイッチ制御回路91に対して、切り替え後の励起光源に対応するスイッチ71の入力端と、スイッチ71の出力端O1とを接続させることを指示する。 It is assumed that the product of the gain and the band changes due to a change in either one or both of the gain calculated by the gain control circuit 51 and the band of the optical signal Lin monitored by the band monitor 3. Then, the light source drive circuit 61 changes the excitation light output intensity of the excitation light from the excitation light source that outputs the excitation light according to the product after the change. When the excitation light output intensity of the excitation light output from the excitation light source driven by the light source drive circuit 61 becomes the boundary value in the range of the excitation light output intensity defined for the excitation light source, the output monitor 81 The light source drive circuit 61 is instructed to switch the excitation light source for outputting the excitation light to the excitation light source corresponding to the range adjacent to the range. Further, the output monitor 81 instructs the switch control circuit 91 to connect the input end of the switch 71 corresponding to the excitation light source after switching and the output end O1 of the switch 71.

光源駆動回路61は、出力モニタ81の指示に従って、励起光を出力させる励起光源を切り替える。 The light source drive circuit 61 switches the excitation light source to output the excitation light according to the instruction of the output monitor 81.

また、スイッチ制御回路91は、出力モニタ81の指示に従って、切り替え後の励起光源に対応するスイッチ71の入力端と、スイッチ71の出力端O1とを接続させる。なお、スイッチ71の入力端と出力端とを接続させるとは、その入力端に入力された励起光がその出力端から出力される状態にすることを意味する。スイッチ制御回路91は出力端O1に接続させる入力端を制御していると言うことができる。 Further, the switch control circuit 91 connects the input end of the switch 71 corresponding to the excitation light source after switching and the output end O1 of the switch 71 according to the instruction of the output monitor 81. Note that connecting the input end and the output end of the switch 71 means that the excitation light input to the input end is output from the output end. It can be said that the switch control circuit 91 controls the input terminal connected to the output terminal O1.

以下、図1に示すように、N個の入力端と1個の出力端O1とを備えるスイッチ71を、N×1スイッチ71と記す。 Hereinafter, as shown in FIG. 1, a switch 71 having N input ends and one output end O1 is referred to as an N × 1 switch 71.

なお、N×1スイッチ71は、0.98μm帯の励起光または1.48μm帯の励起光、あるいは、その両方に対して動作可能なスイッチであり、最大挿入損失が1dB以下のスイッチである。 The N × 1 switch 71 is a switch that can operate with respect to excitation light in the 0.98 μm band, excitation light in the 1.48 μm band, or both, and has a maximum insertion loss of 1 dB or less.

光合波器41は、N×1スイッチ71の出力端O1から出力された励起光を、光信号Linに合成させる。 The optical combiner 41 synthesizes the excitation light output from the output terminal O1 of the N × 1 switch 71 into the optical signal Lin.

個々の励起光源31〜3Nはそれぞれ、例えば、半導体レーザダイオードによって実現される。第1の信号強度モニタ1、第2の信号強度モニタ2、および、帯域モニタ3は、それぞれ専用のセンサによって実現される。 Each of the individual excitation light sources 31 to 3N is realized by, for example, a semiconductor laser diode. The first signal strength monitor 1, the second signal strength monitor 2, and the band monitor 3 are each realized by dedicated sensors.

また、利得制御回路51、光源駆動回路61、出力モニタ81、および、スイッチ制御回路91は、例えば、それぞれ専用のプロセッサによって実現される。出力モニタ81として動作するプロセッサは、励起光出力強度をモニタするためのセンサを含む。また、利得制御回路51、光源駆動回路61、出力モニタ81、および、スイッチ制御回路91が、それぞれの要素の機能を有する1つのプロセッサによって実現されてもよい。 Further, the gain control circuit 51, the light source drive circuit 61, the output monitor 81, and the switch control circuit 91 are realized by, for example, dedicated processors. The processor operating as the output monitor 81 includes a sensor for monitoring the excitation light output intensity. Further, the gain control circuit 51, the light source drive circuit 61, the output monitor 81, and the switch control circuit 91 may be realized by one processor having the functions of the respective elements.

次に、第1の実施形態の光ファイバ増幅器の動作の例について説明する。 Next, an example of the operation of the optical fiber amplifier of the first embodiment will be described.

光ファイバ21には、光信号Linが入力される。光信号をLinの波長は、1.55μm帯である。第1の光アイソレータ11は、光信号の伝搬方向を一定方向に制限する。 An optical signal Lin is input to the optical fiber 21. The wavelength of the Lin of the optical signal is in the 1.55 μm band. The first optical isolator 11 limits the propagation direction of the optical signal to a certain direction.

帯域モニタ3は、光ファイバ21を通過する光信号Linの帯域(信号伝達に用いられる帯域)をモニタし、光源駆動回路61にその帯域を通知する。ここで、光ファイバ増幅器の運用初期段階では、光信号によるトラフィック(通信量)が少なく、帯域モニタ3によってモニタされる帯域の値も小さい値である。 The band monitor 3 monitors the band (band used for signal transmission) of the optical signal Lin passing through the optical fiber 21 and notifies the light source drive circuit 61 of the band. Here, in the initial stage of operation of the optical fiber amplifier, the traffic (communication amount) by the optical signal is small, and the value of the band monitored by the band monitor 3 is also a small value.

また、第1の信号強度モニタ1は、光信号Linの信号強度をモニタし、利得制御回路51にその信号強度を通知する。 Further, the first signal strength monitor 1 monitors the signal strength of the optical signal Lin and notifies the gain control circuit 51 of the signal strength.

利得制御回路51は、出力される光信号Loutの信号強度が一定になるように、第1の信号強度モニタ1から通知された光信号Linの信号強度と、一定とすべき信号強度との利得(すなわち、光信号Linの信号強度を所定の信号強度に増幅する際の利得)を算出する。前述のように、利得制御回路51は、増幅後における一定とすべき信号強度の値を予め記憶しておき、利得制御回路51は、光信号Linの信号強度とその信号強度との利得を算出すればよい。利得制御回路51は、算出した利得を光源駆動回路61に通知する。 The gain control circuit 51 is a gain between the signal strength of the optical signal Lin notified from the first signal strength monitor 1 and the signal strength to be constant so that the signal strength of the output optical signal Lout becomes constant. (That is, the gain when amplifying the signal strength of the optical signal Lin to a predetermined signal strength) is calculated. As described above, the gain control circuit 51 stores in advance the value of the signal strength to be constant after amplification, and the gain control circuit 51 calculates the gain between the signal strength of the optical signal Lin and the signal strength thereof. do it. The gain control circuit 51 notifies the light source drive circuit 61 of the calculated gain.

なお、運用時間の経過に伴い、トラフィックが増加し、光信号Linの帯域(信号伝達に用いられる帯域)は増加する傾向がある。また、利得制御回路51によって算出される利得はあまり変化しない傾向がある。ただし、光信号Linの帯域が減少することがあってもよい。また、利得は全く変化しないとは限らない。 As the operating time elapses, the traffic tends to increase, and the band of the optical signal Lin (the band used for signal transmission) tends to increase. Further, the gain calculated by the gain control circuit 51 tends not to change much. However, the band of the optical signal Lin may be reduced. Also, the gain does not always change at all.

光源駆動回路61は、利得制御回路51から通知された利得と、帯域モニタ3から通知された帯域との積を算出する。既に説明したように、光源駆動回路61は、例えば、範囲“0以上T1未満”と励起光源31とが対応し、範囲“T1以上T2未満”と励起光源32とが対応する等の対応関係を示す情報を予め記憶している。また、値の小さい範囲ほど、消費電力が小さな励起光源に対応付けられる。光源駆動回路61は、算出した積が属する範囲に対応する励起光源を、複数の励起光源31〜3Nの中から1つ選択する。 The light source drive circuit 61 calculates the product of the gain notified from the gain control circuit 51 and the band notified from the band monitor 3. As described above, in the light source drive circuit 61, for example, the range “0 or more and less than T1” corresponds to the excitation light source 31, and the range “T1 or more and less than T2” corresponds to the excitation light source 32. The information to be shown is stored in advance. Further, the smaller the value range, the smaller the power consumption is associated with the excitation light source. The light source drive circuit 61 selects one of a plurality of excitation light sources 31 to 3N as an excitation light source corresponding to the range to which the calculated product belongs.

ここでは、光ファイバ増幅器は運用開始初期の状態であり、入力される光信号Linの帯域の値は、小さい値であるとする。そして、利得と帯域の積も小さく、利得と帯域の積は、範囲“0以上T1未満”に属しているものとする。このとき、光源駆動回路61は、範囲“0以上T1未満”に対応する励起光源31を選択する。 Here, it is assumed that the optical fiber amplifier is in the initial state of the start of operation, and the value of the band of the input optical signal Lin is a small value. Then, it is assumed that the product of the gain and the band is also small, and the product of the gain and the band belongs to the range "0 or more and less than T1". At this time, the light source drive circuit 61 selects the excitation light source 31 corresponding to the range “0 or more and less than T1”.

そして、光源駆動回路61は、選択した励起光源31を駆動し、利得と帯域との積に応じた励起光出力強度で、励起光源31から励起光を出力させる。既に説明したように、光源駆動回路61は、利得と帯域との積の値が大きいほど、励起光出力強度を高くし、利得と帯域との積の値が小さいほど、励起光出力強度を低くする。 Then, the light source drive circuit 61 drives the selected excitation light source 31 to output the excitation light from the excitation light source 31 with the excitation light output intensity corresponding to the product of the gain and the band. As described above, in the light source drive circuit 61, the larger the value of the product of the gain and the band, the higher the excitation light output intensity, and the smaller the value of the product of the gain and the band, the lower the excitation light output intensity. To do.

ここで、光源駆動回路61によって選択された励起光源31は、利得と帯域との積に応じた励起光出力強度の励起光を出力する際に、励起光出力強度対消費電力特性が最も高効率となる励起光源である。既に説明したように、消費電力が励起光出力強度に比例することが好ましい。そして、励起光出力強度と消費電力とが理想的な比例関係にあると仮定した場合、その比例関係は、図2に破線で示す直線19で表すことができる。定められた励起光出力強度のもとで、励起光出力強度対消費電力特性が最も高効率となる励起光源とは、(定められた励起光出力強度,消費電力)で表される座標が、その直線に最も近い励起光源である。 Here, the excitation light source 31 selected by the light source drive circuit 61 has the highest efficiency of the excitation light output intensity vs. power consumption characteristic when outputting the excitation light of the excitation light output intensity corresponding to the product of the gain and the band. It is an excitation light source. As described above, it is preferable that the power consumption is proportional to the excitation light output intensity. Assuming that the excitation light output intensity and the power consumption have an ideal proportional relationship, the proportional relationship can be represented by a straight line 19 shown by a broken line in FIG. Under the specified excitation light output intensity, the excitation light source with the highest efficiency of excitation light output intensity vs. power consumption characteristic is the coordinate represented by (specified excitation light output intensity, power consumption). It is the excitation light source closest to the straight line.

例えば、利得と帯域との積に応じた励起光出力強度の値が図2に示す“a”であるとする。励起光出力強度aの励起光を出力する場合、励起光源31の消費電力が最も小さい。励起光出力強度a付近において、励起光源毎に定まる(a,消費電力)という座標の中で、励起光源31に対応する(a,消費電力)という座標が、直線19に最も近い。従って、利得と帯域との積の値が小さく、励起光出力強度も小さくする場合、励起光源31の励起光出力強度対消費電力特性が最も高効率となる。 For example, it is assumed that the value of the excitation light output intensity according to the product of the gain and the band is “a” shown in FIG. When the excitation light having the excitation light output intensity a is output, the power consumption of the excitation light source 31 is the smallest. In the vicinity of the excitation light output intensity a, among the coordinates determined for each excitation light source (a, power consumption), the coordinates corresponding to the excitation light source 31 (a, power consumption) are closest to the straight line 19. Therefore, when the value of the product of the gain and the band is small and the excitation light output intensity is also small, the excitation light output intensity vs. power consumption characteristic of the excitation light source 31 becomes the most efficient.

なお、運用初期段階では光信号によるトラフィックが少ないことに基づいて、N×1スイッチ71において、初期状態で入力端I1と出力端O1とが接続されていてもよい。あるいは、光源駆動回路61が利得と帯域との積に基づいて励起光源を選択した場合には、光源駆動回路61がその励起光源に対応する入力端と出力端O1との接続をスイッチ制御回路91に指示し、スイッチ制御回路91はその指示に従って、指示された入力端と出力端O1とを接続させてもよい。この場合、光源駆動回路61とスイッチ制御回路91とが接続される構成となる。 In the initial stage of operation, the input terminal I1 and the output terminal O1 may be connected in the N × 1 switch 71 based on the fact that the traffic due to the optical signal is small. Alternatively, when the light source drive circuit 61 selects an excitation light source based on the product of the gain and the band, the light source drive circuit 61 connects the input end and the output end O1 corresponding to the excitation light source to the switch control circuit 91. The switch control circuit 91 may connect the instructed input end and the output end O1 in accordance with the instruction. In this case, the light source drive circuit 61 and the switch control circuit 91 are connected.

励起光源31は、光源駆動回路61によって駆動され、光源駆動回路61が定めた励起光出力強度の励起光を出力する。その励起光はN×1スイッチ71において、励起光源31に対応する入力端I1に入力され、N×1スイッチ71は、入力端I1に入力されたその励起光を出力端O1から出力する。N×1スイッチ71は、最大挿入損失が1dB以下のスイッチであるので、入力端から入力された励起光は、ほとんど全部、出力端O1から出力される。 The excitation light source 31 is driven by the light source drive circuit 61, and outputs excitation light having an excitation light output intensity determined by the light source drive circuit 61. The excitation light is input to the input terminal I1 corresponding to the excitation light source 31 at the N × 1 switch 71, and the N × 1 switch 71 outputs the excitation light input to the input terminal I1 from the output terminal O1. Since the N × 1 switch 71 is a switch having a maximum insertion loss of 1 dB or less, almost all the excitation light input from the input terminal is output from the output terminal O1.

光合波器41は、N×1スイッチ71の出力端O1から出力された励起光を、光信号Linに合成させる。 The optical combiner 41 synthesizes the excitation light output from the output terminal O1 of the N × 1 switch 71 into the optical signal Lin.

光合波器41が励起光を光信号に合成させる態様は、コア個別方式であっても、他の方式であってもよい。コア個別方式は、励起光を、光ファイバ21内のコアに入力することによって、コア内を通過する光信号に励起光を合成する方式である。あるいは、光合波器41は、光ファイバ21において、コアの周囲に存在するクラッドに励起光を入力することによって、コア内を通過する光信号に励起光を合成させてもよい。 The mode in which the optical combiner 41 synthesizes the excitation light into the optical signal may be a core individual method or another method. The core individual method is a method in which excitation light is synthesized into an optical signal passing through the core by inputting excitation light to the core in the optical fiber 21. Alternatively, the optical combiner 41 may synthesize the excitation light with the optical signal passing through the core by inputting the excitation light into the cladding existing around the core in the optical fiber 21.

励起光が合成された光信号Linが、光ファイバ21における希土類イオン(本例ではエルビウムイオン)の添加範囲を通過することで、光信号Linの信号強度は増幅される。光信号Linには、光信号Linの帯域および利得制御回路51によって算出された利得の積に応じた励起光出力強度の励起光が合成される。この結果、光信号Linの信号強度は一定の信号強度に増幅され、光信号Loutとして出力される。 The signal intensity of the optical signal Lin is amplified when the optical signal Lin in which the excitation light is synthesized passes through the addition range of the rare earth ion (erbium ion in this example) in the optical fiber 21. Excitation light having an excitation light output intensity corresponding to the product of the band of the optical signal Lin and the gain calculated by the gain control circuit 51 is synthesized in the optical signal Lin. As a result, the signal strength of the optical signal Lin is amplified to a constant signal strength and output as an optical signal Lout.

このとき、第2の信号強度モニタ2は、光信号Loutの信号強度をモニタし、利得制御回路51にその信号強度を通知する。利得制御回路51は、第2の信号強度モニタ2から通知された信号強度によって、光信号Loutの信号強度が所定の一定値になっていることを確認する。光信号Loutの信号強度が所定の一定値になっていなければ、利得制御回路51は、以後、算出した利得を調整する。 At this time, the second signal strength monitor 2 monitors the signal strength of the optical signal Lout and notifies the gain control circuit 51 of the signal strength. The gain control circuit 51 confirms that the signal strength of the optical signal Lout is at a predetermined constant value by the signal strength notified from the second signal strength monitor 2. If the signal intensity of the optical signal Lout is not a predetermined constant value, the gain control circuit 51 subsequently adjusts the calculated gain.

また、第2の光アイソレータ12は、光信号の伝搬方向を一定方向に制限する。 Further, the second optical isolator 12 limits the propagation direction of the optical signal to a certain direction.

利得制御回路51は、例えば、定期的に利得を光源駆動回路61に通知する。帯域モニタ3も、例えば、定期的に帯域を光源駆動回路61に通知する。すると、光源駆動回路61は、励起光を出力させている励起光源からの励起光の励起光出力強度を、その利得と帯域の積に応じて制御する。従って、利得と帯域の積が変化すると、光源駆動回路61によって駆動されている励起光源から出力される励起光の励起光出力強度も変化する。 The gain control circuit 51 periodically notifies the light source drive circuit 61 of the gain, for example. The band monitor 3 also periodically notifies the light source drive circuit 61 of the band, for example. Then, the light source drive circuit 61 controls the excitation light output intensity of the excitation light from the excitation light source that outputs the excitation light according to the product of the gain and the band. Therefore, when the product of the gain and the band changes, the excitation light output intensity of the excitation light output from the excitation light source driven by the light source drive circuit 61 also changes.

出力モニタ81は、各励起光源31〜3Nの光出力端から出力される励起光の励起光出力強度をモニタする。そして、出力モニタ81は、励起光を出力している励起光源の励起光の励起光出力強度が、その励起光源に対して定められた励起光出力強度の範囲の境界値になったときに、光源駆動回路61に対して、励起光を出力する励起光源を、その境界値を介した隣りの励起光出力強度の範囲に対応する励起光源に切り替えることを指示する。光源駆動回路61は、その指示に従って、励起光を出力させる励起光源を切り替える。 The output monitor 81 monitors the excitation light output intensity of the excitation light output from the light output ends of each excitation light source 31 to 3N. Then, when the excitation light output intensity of the excitation light of the excitation light source outputting the excitation light reaches the boundary value in the range of the excitation light output intensity defined for the excitation light source, the output monitor 81 determines. The light source drive circuit 61 is instructed to switch the excitation light source that outputs the excitation light to the excitation light source corresponding to the range of the adjacent excitation light output intensity via the boundary value thereof. The light source drive circuit 61 switches the excitation light source for outputting the excitation light according to the instruction.

また、出力モニタ81は、スイッチ制御回路91に対して、切り替え後の励起光源に対応するスイッチ71の入力端と、スイッチ71の出力端O1とを接続させることを指示する。スイッチ制御回路91は、その指示に従って、切り替え後の励起光源に対応するスイッチ71の入力端と、スイッチ71の出力端O1とを接続させる。 Further, the output monitor 81 instructs the switch control circuit 91 to connect the input end of the switch 71 corresponding to the excitation light source after switching and the output end O1 of the switch 71. The switch control circuit 91 connects the input end of the switch 71 corresponding to the excitation light source after switching and the output end O1 of the switch 71 according to the instruction.

以下、図2を参照して、出力モニタ81の指示に基づく励起光源の切り替えの例を説明する。例えば、利得と帯域の積が増加したことによって、光源駆動回路61が、励起光源31に出力させる励起光の励起光出力強度を増加させ、励起光出力強度が境界値R1(図2参照)になったとする。そして、励起光源31に定められた励起光出力強度の範囲“0以上R1未満(図2参照)”からみて、境界値R1を介した隣りの範囲は、“R1以上R2未満(図2参照)”であり、この範囲“R1以上R2未満”は、励起光源32に定められた範囲である。従って、出力モニタ81は、励起光を出力する励起光源を、励起光源31から励起光源32に切り替えることを光源駆動回路61に指示し、光源駆動回路61は、励起光を出力する励起光源を、励起光源31から励起光源32に切り替える。 Hereinafter, an example of switching the excitation light source based on the instruction of the output monitor 81 will be described with reference to FIG. For example, as the product of the gain and the band increases, the light source drive circuit 61 increases the excitation light output intensity of the excitation light output to the excitation light source 31, and the excitation light output intensity reaches the boundary value R1 (see FIG. 2). Suppose it becomes. Then, from the range of the excitation light output intensity defined for the excitation light source 31 "0 or more and less than R1 (see FIG. 2)", the adjacent range via the boundary value R1 is "R1 or more and less than R2 (see FIG. 2)". ", And this range" R1 or more and less than R2 "is a range defined for the excitation light source 32. Therefore, the output monitor 81 instructs the light source drive circuit 61 to switch the excitation light source that outputs the excitation light from the excitation light source 31 to the excitation light source 32, and the light source drive circuit 61 sets the excitation light source that outputs the excitation light. The excitation light source 31 is switched to the excitation light source 32.

このとき、出力モニタ81は、スイッチ制御回路91に対して、切り替え後の励起光源32に対応するスイッチ71の入力端I2と、スイッチ71の出力端O1とを接続させることを指示し、スイッチ制御回路91は、入力端I2と出力端O1とを接続させる。 At this time, the output monitor 81 instructs the switch control circuit 91 to connect the input terminal I2 of the switch 71 corresponding to the excitation light source 32 after switching and the output terminal O1 of the switch 71, and controls the switch. The circuit 91 connects the input terminal I2 and the output terminal O1.

この結果、利得と帯域の積が増加し、励起光出力強度が境界値R1を超える場合、励起光を出力する励起光源が、励起光源31から励起光源32に切り替えられる。そして、励起光源32が出力する励起光が光合波器41によって光信号Linに合成される。 As a result, when the product of the gain and the band increases and the excitation light output intensity exceeds the boundary value R1, the excitation light source that outputs the excitation light is switched from the excitation light source 31 to the excitation light source 32. Then, the excitation light output from the excitation light source 32 is combined with the optical signal Lin by the optical combiner 41.

上記の例では、励起光出力強度を増加させる場合の例を示したが、励起光出力強度を減少させる場合の励起光源の切り替えも同様である。例えば、励起光源32が励起光源を出力しているとする。そして、利得と帯域の積が減少したことによって、励起光出力強度が境界値R1(図2参照)になったとする。励起光源32に定められた励起光出力強度の範囲“R1以上R2未満(図2参照)”からみて、境界値R1を介した隣りの範囲は、“0以上R1未満(図2参照)”であり、この範囲“0以上R1未満”は、励起光源31に定められた範囲である。従って、出力モニタ81は、励起光を出力する励起光源を、励起光源32から励起光源31に切り替えることを光源駆動回路61に指示し、光源駆動回路61は、励起光を出力する励起光源を、励起光源32から励起光源31に切り替える。 In the above example, an example in which the excitation light output intensity is increased is shown, but the switching of the excitation light source in the case of decreasing the excitation light output intensity is also the same. For example, it is assumed that the excitation light source 32 outputs the excitation light source. Then, it is assumed that the excitation light output intensity reaches the boundary value R1 (see FIG. 2) due to the decrease in the product of the gain and the band. From the range of excitation light output intensity defined for the excitation light source 32, "R1 or more and less than R2 (see FIG. 2)", the adjacent range via the boundary value R1 is "0 or more and less than R1 (see FIG. 2)". Yes, this range "0 or more and less than R1" is a range defined for the excitation light source 31. Therefore, the output monitor 81 instructs the light source drive circuit 61 to switch the excitation light source that outputs the excitation light from the excitation light source 32 to the excitation light source 31, and the light source drive circuit 61 sets the excitation light source that outputs the excitation light. The excitation light source 32 is switched to the excitation light source 31.

このとき、出力モニタ81は、スイッチ制御回路91に対して、切り替え後の励起光源31に対応するスイッチ71の入力端I1と、スイッチ71の出力端O1とを接続させることを指示し、スイッチ制御回路91は、入力端I1と出力端O1とを接続させる。 At this time, the output monitor 81 instructs the switch control circuit 91 to connect the input terminal I1 of the switch 71 corresponding to the excitation light source 31 after switching and the output terminal O1 of the switch 71, and controls the switch. The circuit 91 connects the input end I1 and the output end O1.

この結果、利得と帯域の積が減少し、励起光出力強度が境界値R1を超える場合、励起光を出力する励起光源が、励起光源32から励起光源31に切り替えられる。そして、励起光源31が出力する励起光が光合波器41によって光信号Linに合成される。 As a result, when the product of the gain and the band decreases and the excitation light output intensity exceeds the boundary value R1, the excitation light source that outputs the excitation light is switched from the excitation light source 32 to the excitation light source 31. Then, the excitation light output from the excitation light source 31 is combined with the optical signal Lin by the optical combiner 41.

なお、利得と帯域の積が変化する態様としては、帯域のみが変化することで積が変化する態様、利得のみが変化することで積が変化する態様、利得と帯域の両方が変化することで積が変化する態様がある。利得と帯域の積が変化する態様は、これらのいずれでもよい。 As the mode in which the product of the gain and the band changes, the product changes by changing only the band, the product changes by changing only the gain, and both the gain and the band change. There is an aspect in which the product changes. Any of these modes may be used in which the product of the gain and the band changes.

本実施形態によれば、光ファイバ増幅器は、励起光出力強度対消費電力特性がそれぞれ異なる複数の励起光源を備える。そして、光源駆動回路61は、利得制御回路51から通知された利得と帯域モニタ3から通知された帯域(入力光Linの帯域)との積に基づいて1つの励起光源を選択する。従って、光源駆動回路61は、励起光出力強度対消費電力特性が最も高効率となる励起光源から励起光を出力させることができる。よって、高い電力利用効率を実現することができる。 According to the present embodiment, the optical fiber amplifier includes a plurality of excitation light sources having different excitation light output intensity vs. power consumption characteristics. Then, the light source drive circuit 61 selects one excitation light source based on the product of the gain notified from the gain control circuit 51 and the band notified from the band monitor 3 (the band of the input light Lin). Therefore, the light source drive circuit 61 can output the excitation light from the excitation light source having the highest efficiency of the excitation light output intensity vs. the power consumption characteristic. Therefore, high power utilization efficiency can be realized.

さらに、光源駆動回路61は、励起光源から、上記の積に応じた励起光出力強度で励起光を出力させる。利得と帯域との積が変化し、励起光出力強度が励起光源に定められた励起光出力強度の範囲の境界値になると、出力モニタ81が、光源駆動回路61に励起光源の切り替えを指示する。さらに、出力モニタ81は、スイッチ制御回路91に対して、切り替え後の励起光源31に対応するスイッチ71の入力端I1と、スイッチ71の出力端O1とを接続させることを指示する。従って、利得と帯域との積の変化に応じて励起光出力強度が変化しても、光ファイバ増幅器は、励起光出力強度対消費電力特性が最も高効率となる励起光源から励起光を出力させることができる。この点においても、高い電力利用効率を実現することができる。 Further, the light source drive circuit 61 outputs the excitation light from the excitation light source with the excitation light output intensity corresponding to the above product. When the product of the gain and the band changes and the excitation light output intensity reaches the boundary value in the range of the excitation light output intensity defined for the excitation light source, the output monitor 81 instructs the light source drive circuit 61 to switch the excitation light source. .. Further, the output monitor 81 instructs the switch control circuit 91 to connect the input terminal I1 of the switch 71 corresponding to the excitation light source 31 after switching and the output terminal O1 of the switch 71. Therefore, even if the excitation light output intensity changes according to the change in the product of the gain and the band, the optical fiber amplifier outputs the excitation light from the excitation light source having the highest efficiency of the excitation light output intensity vs. power consumption characteristic. be able to. In this respect as well, high power utilization efficiency can be realized.

図3は、図9に示す一般的な光ファイバ増幅器と、本発明による光ファイバ増幅器との消費電力の差を示す模式図である。図3に示す横軸は、時間(年)の経過を示す。左側の縦軸は、トラフィックを示す。トラフィックが増大すると、信号伝達に用いられる帯域も増大する。右側の縦軸は消費電力を示す。また、図3に示す実線のグラフは、トラフィックの変化を示す。一般に、光ファイバ増幅器の運用開始後、時間の経過とともにトラフィックは増加し、入力信号Linの帯域も増加する。また、図3に示すような、災害等による一時的なトラフィックの増加も起こり得る。図3に示す一点鎖線のグラフは、図3に示すトラフィックの変化に応じた一般的な光ファイバ増幅器(図9参照)における消費電力の変化を模式的に示す。図3に示す破線のグラフは、図3に示すトラフィックの変化に応じた本発明の消費電力の変化を模式的に示す。本発明の消費電力の方が、図9に示す一般的な光ファイバ増幅器よりも低く、本発明によれば、高い電力利用効率を実現できる。 FIG. 3 is a schematic diagram showing the difference in power consumption between the general optical fiber amplifier shown in FIG. 9 and the optical fiber amplifier according to the present invention. The horizontal axis shown in FIG. 3 indicates the passage of time (year). The vertical axis on the left shows traffic. As traffic increases, so does the bandwidth used for signal transduction. The vertical axis on the right side shows power consumption. The solid line graph shown in FIG. 3 shows the change in traffic. Generally, after the start of operation of the optical fiber amplifier, the traffic increases with the passage of time, and the band of the input signal Lin also increases. In addition, as shown in FIG. 3, a temporary increase in traffic due to a disaster or the like may occur. The alternate long and short dash line graph shown in FIG. 3 schematically shows the change in power consumption in a general optical fiber amplifier (see FIG. 9) in response to the change in traffic shown in FIG. The broken line graph shown in FIG. 3 schematically shows the change in power consumption of the present invention in response to the change in traffic shown in FIG. The power consumption of the present invention is lower than that of the general optical fiber amplifier shown in FIG. 9, and according to the present invention, high power utilization efficiency can be realized.

次に、第1の実施形態の変形例を説明する。以下に示す変形例は、後述の各実施形態に適用可能である。前述のように、利得制御回路51によって算出される利得はあまり変化しない傾向がある。このため、光源駆動回路61は、帯域モニタ3から通知された帯域のみに基づいて、励起光源を選択してもよい。ただし、光源駆動回路61は、選択した励起光源から、利得と帯域との積に応じた励起光出力強度で励起光を出力させる。 Next, a modified example of the first embodiment will be described. The modifications shown below can be applied to each embodiment described later. As described above, the gain calculated by the gain control circuit 51 tends not to change much. Therefore, the light source drive circuit 61 may select the excitation light source based only on the band notified from the band monitor 3. However, the light source drive circuit 61 outputs the excitation light from the selected excitation light source with the excitation light output intensity corresponding to the product of the gain and the band.

この場合、光源駆動回路61は、帯域の範囲(数値範囲)と、選択する励起光源との対応関係を予め記憶している。光源駆動回路61は、例えば、範囲“0以上W1未満”と励起光源31とが対応し、範囲“W1以上W2未満”と励起光源32とが対応する等の対応関係を示す情報を予め記憶する。ここで、各範囲は重複せず境界を挟んで連続するように定められる。また、値の小さい範囲ほど、消費電力が小さな励起光源に対応付けられる。 In this case, the light source drive circuit 61 stores in advance the correspondence between the band range (numerical range) and the selected excitation light source. The light source drive circuit 61 stores in advance information indicating a correspondence relationship, for example, the range “0 or more and less than W1” corresponds to the excitation light source 31, and the range “W1 or more and less than W2” corresponds to the excitation light source 32. .. Here, each range is defined so as not to overlap and to be continuous across a boundary. Further, the smaller the value range, the smaller the power consumption is associated with the excitation light source.

例えば、上記の例において、帯域モニタ3から通知された入力信号Linの帯域(信号伝達に用いられる帯域)の値が、範囲“0以上W1未満”に属しているとする。この場合、光源駆動回路61は、範囲“0以上W1未満”に対応する励起光源31を選択する。そして、光源駆動回路61は、その励起光源31から、利得(利得制御回路51から通知された利得)とその帯域との積に応じた励起光出力強度で励起光を出力させる。 For example, in the above example, it is assumed that the value of the band (band used for signal transmission) of the input signal Lin notified from the band monitor 3 belongs to the range "0 or more and less than W1". In this case, the light source drive circuit 61 selects the excitation light source 31 corresponding to the range “0 or more and less than W1”. Then, the light source drive circuit 61 outputs the excitation light from the excitation light source 31 with the excitation light output intensity corresponding to the product of the gain (gain notified from the gain control circuit 51) and the band thereof.

この場合においても、第1の実施形態と同様の効果が得られる。 Also in this case, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

なお、上記の変形例において、帯域モニタ3から通知された帯域の値が小さく、例えば、励起光源31が選択されたとする。また、利得制御回路51から通知された利得が大きく、利得と帯域の積の値が大きくなり、利得と帯域の積に応じた励起光出力強度が、励起光源31に定められた励起光出力強度の上限よりも大きいとする。すると、光源駆動回路61は、選択した励起光源31に、励起光出力強度R1で励起光を出力させ、その結果、出力モニタ81が、直ちに、励起光を出力する励起光源の切り替えを指示する。このように、上記の変形例では、光源駆動回路61が励起光源を選択し、その励起光源から励起光を出力させた後、直ちに、出力モニタ81が励起光源の切り替えを指示する場合があり得る。 In the above modification, it is assumed that the value of the band notified from the band monitor 3 is small, and for example, the excitation light source 31 is selected. Further, the gain notified from the gain control circuit 51 is large, the value of the product of the gain and the band is large, and the excitation light output intensity according to the product of the gain and the band is the excitation light output intensity defined in the excitation light source 31. Is greater than the upper limit of. Then, the light source drive circuit 61 causes the selected excitation light source 31 to output the excitation light with the excitation light output intensity R1, and as a result, the output monitor 81 immediately instructs the selection of the excitation light source to output the excitation light. As described above, in the above modification, the output monitor 81 may instruct the switching of the excitation light source immediately after the light source drive circuit 61 selects the excitation light source and outputs the excitation light from the excitation light source. ..

実施形態2.
図4は、本発明の第2の実施形態の光ファイバ増幅器の構成例を示すブロック図である。第1の実施形態と同様の構成要素には、図1と同一の符号を付し、説明を省略する。
Embodiment 2.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of the optical fiber amplifier according to the second embodiment of the present invention. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals as those in FIG. 1, and the description thereof will be omitted.

第2の実施形態の光ファイバ増幅器は、第1の実施形態における出力モニタ81の代わりに、切り替え指示回路83および複数の励起光出力強度モニタ82を備える。励起光出力強度モニタ82と励起光源31〜3Nは、一対一に対応し、個々の励起光出力強度モニタ82は、対応する励起光源に集積される。 The optical fiber amplifier of the second embodiment includes a switching instruction circuit 83 and a plurality of excitation light output intensity monitors 82 instead of the output monitor 81 of the first embodiment. The excitation light output intensity monitor 82 and the excitation light sources 31 to 3N have a one-to-one correspondence, and the individual excitation light output intensity monitors 82 are integrated in the corresponding excitation light sources.

各励起光出力強度モニタ82は、切り替え指示回路83に接続されている。切り替え指示回路83は、光源駆動回路61およびスイッチ制御回路91に接続されている。 Each excitation light output intensity monitor 82 is connected to a switching instruction circuit 83. The switching instruction circuit 83 is connected to the light source drive circuit 61 and the switch control circuit 91.

そして、個々の励起光出力強度モニタ82は、対応する励起光源の光出力端から出力される励起光の励起光出力強度をモニタし、そのモニタ結果(出力される励起光の励起光出力強度)を切り替え指示回路83に通知する。 Then, each excitation light output intensity monitor 82 monitors the excitation light output intensity of the excitation light output from the light output end of the corresponding excitation light source, and the monitoring result (excitation light output intensity of the output excitation light). Is notified to the switching instruction circuit 83.

切り替え指示回路83は、予め励起光源毎に定められた励起光出力強度の範囲を記憶している。切り替え指示回路83は、例えば、励起光源31に定められた励起光出力強度の範囲“0以上R1未満(図2参照)”、励起光源32に定められた励起光出力強度の範囲“R1以上R2未満(図2参照)”、励起光源33に定められた励起光出力強度の範囲“R2以上R3未満(図2参照)”等を予め記憶している。この点は、第1の実施形態における出力モニタ81と同様である。 The switching instruction circuit 83 stores a range of excitation light output intensity predetermined for each excitation light source. In the switching instruction circuit 83, for example, the excitation light output intensity range “0 or more and less than R1 (see FIG. 2)” defined in the excitation light source 31 and the excitation light output intensity range “R1 or more R2” defined in the excitation light source 32. Less than (see FIG. 2) ”, the range of excitation light output intensity defined in the excitation light source 33“ R2 or more and less than R3 (see FIG. 2) ”and the like are stored in advance. This point is the same as that of the output monitor 81 in the first embodiment.

そして、切り替え指示回路83は、励起光を出力している励起光源に対応する励起光出力強度モニタ82から励起光出力強度の通知を受ける。そして、切り替え指示回路83は、その励起光出力強度が、その励起光源に対して定められた励起光出力強度の範囲の境界値になったときに、光源駆動回路61に対して、励起光を出力する励起光源を、その境界値を介した隣りの励起光出力強度の範囲に対応する励起光源に切り替えることを指示する。光源駆動回路61は、その指示に従って、励起光を出力させる励起光源を切り替える。 Then, the switching instruction circuit 83 receives the notification of the excitation light output intensity from the excitation light output intensity monitor 82 corresponding to the excitation light source that outputs the excitation light. Then, when the excitation light output intensity reaches the boundary value in the range of the excitation light output intensity defined for the excitation light source, the switching instruction circuit 83 sends the excitation light to the light source drive circuit 61. It is instructed to switch the output excitation light source to the excitation light source corresponding to the range of the adjacent excitation light output intensity via the boundary value. The light source drive circuit 61 switches the excitation light source for outputting the excitation light according to the instruction.

また、スイッチ制御回路91に対して、切り替え後の励起光源に対応するスイッチ71の入力端と、スイッチ71の出力端O1とを接続させることを指示する。スイッチ制御回路91は、その指示に従って、切り替え後の励起光源に対応するスイッチ71の入力端と、スイッチ71の出力端O1とを接続させる。 Further, the switch control circuit 91 is instructed to connect the input end of the switch 71 corresponding to the excitation light source after switching and the output end O1 of the switch 71. The switch control circuit 91 connects the input end of the switch 71 corresponding to the excitation light source after switching and the output end O1 of the switch 71 according to the instruction.

切り替え指示回路83および複数の励起光出力強度モニタ82は、第1の実施形態における出力モニタ81を、励起光の励起光出力強度をモニタする部分(複数の励起光出力強度モニタ82)と、それ以外の機能を実現する部分(切り替え指示回路83)とに分離した構成である。切り替え指示回路83と複数の励起光出力強度モニタ82とを含む部分の機能は、第1の実施形態における出力モニタ81の機能と同様である。 The switching instruction circuit 83 and the plurality of excitation light output intensity monitors 82 use the output monitor 81 in the first embodiment as a portion for monitoring the excitation light output intensity of the excitation light (plurality of excitation light output intensity monitors 82). The configuration is separated from the portion (switching instruction circuit 83) that realizes functions other than the above. The function of the portion including the switching instruction circuit 83 and the plurality of excitation light output intensity monitors 82 is the same as the function of the output monitor 81 in the first embodiment.

各励起光出力強度モニタ82は、例えば、フォトダイオードで実現される。切り替え指示回路83は、例えば、専用のプロセッサによって実現される。利得制御回路51、光源駆動回路61、切り替え指示回路83、および、スイッチ制御回路91が、それぞれの要素の機能を有する1つのプロセッサによって実現されていてもよい。 Each excitation light output intensity monitor 82 is realized by, for example, a photodiode. The switching instruction circuit 83 is realized by, for example, a dedicated processor. The gain control circuit 51, the light source drive circuit 61, the switching instruction circuit 83, and the switch control circuit 91 may be realized by one processor having the functions of the respective elements.

第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果が得られる。 In the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

出力モニタ81の代わりに、切り替え指示回路83および複数の励起光出力強度モニタ82を備える構成とすることは、後述の各実施形態にも適用可能である。 The configuration including the switching instruction circuit 83 and the plurality of excitation light output intensity monitors 82 instead of the output monitor 81 is also applicable to each embodiment described later.

実施形態3.
図5は、本発明の第3の実施形態の光ファイバ増幅器の構成例を示すブロック図である。第1の実施形態と同様の構成要素には、図1と同一の符号を付し、説明を省略する。
Embodiment 3.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of the optical fiber amplifier according to the third embodiment of the present invention. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals as those in FIG. 1, and the description thereof will be omitted.

第3の実施形態の光ファイバ増幅器は、第1の実施形態における光ファイバ21の代わりに、1本の光ファイバ21aを備える。第1の実施形態における光ファイバ21が1本のコアを含む光ファイバであるのに対して、第3の実施形態における光ファイバ21aは、複数本のコアを含むマルチコア光ファイバである。本実施形態では、光ファイバ21aがK本のコアを含んでいるものとして説明する。 The optical fiber amplifier of the third embodiment includes one optical fiber 21a instead of the optical fiber 21 of the first embodiment. The optical fiber 21 in the first embodiment is an optical fiber including one core, whereas the optical fiber 21a in the third embodiment is a multi-core optical fiber including a plurality of cores. In the present embodiment, it is assumed that the optical fiber 21a includes K cores.

光ファイバ21aには、希土類イオン(ここでは、エルビウムイオンとする。)が添加されている。ここでは、図5に示す位置Aから位置Bまでの範囲にエルビウムイオンが添加されているものとして説明する。 Rare earth ions (here, erbium ions) are added to the optical fiber 21a. Here, it is assumed that the erbium ion is added in the range from the position A to the position B shown in FIG.

また、本実施形態の光ファイバ増幅器には、複数の光信号Lin1〜LinKが入力される。そして、光ファイバ増幅器は、各光信号を増幅し、増幅後の光信号を、光信号Lout1〜LoutKとして出力する。 Further, a plurality of optical signals Lin1 to LinK are input to the optical fiber amplifier of the present embodiment. Then, the optical fiber amplifier amplifies each optical signal and outputs the amplified optical signal as optical signals Lout1 to LoutK.

本実施形態では、第1の信号強度モニタ1の上流側にファイババンドルファンアウト87が設けられ、ファイババンドルファンアウト87を介して、光ファイバ21aと、K本の光ファイバ911〜91Kとが接続されている。K本の光ファイバ911〜91Kはそれぞれ、1本のコアを含む。また、K本の光ファイバ911〜91Kには、それぞれ別個に、第1の光アイソレータ111,112,・・・,11Kが接続されている(図5参照)。 In the present embodiment, the fiber bundle fan-out 87 is provided on the upstream side of the first signal strength monitor 1, and the optical fiber 21a and the K optical fibers 911 to 91K are connected via the fiber bundle fan-out 87. Has been done. Each of the K optical fibers 911 to 91K includes one core. Further, the first optical isolators 111, 112, ..., 11K are separately connected to the K optical fibers 911 to 91K (see FIG. 5).

同様に、第2の信号強度モニタ2の下流側にはファイババンドルファンイン88が設けられ、ファイババンドルファンイン88を介して、光ファイバ21aと、K本の光ファイバ921〜92Kとが接続されている。K本の光ファイバ921〜92Kはそれぞれ、1本のコアを含む。また、K本の光ファイバ921〜92Kには、それぞれ別個に、第2の光アイソレータ121,122,・・・,12Kが接続されている(図5参照。) Similarly, a fiber bundle fan-in 88 is provided on the downstream side of the second signal strength monitor 2, and the optical fiber 21a and K optical fibers 921 to 92K are connected via the fiber bundle fan-in 88. ing. Each of the K optical fibers 921 to 92K contains one core. Further, the second optical isolators 121, 122, ..., 12K are separately connected to the K optical fibers 921 to 92K (see FIG. 5).

ファイババンドルファンアウト87およびファイババンドルファンイン88は、共通の構成の部材である。ファイババンドルファンアウト87およびファイババンドルファンイン88は、いずれも、それぞれが1本のコアを含む複数の光ファイバと、複数のコアを含む1本の光ファイバ21aとを接続させる部材である。より具体的には、複数の光ファイバ内にそれぞれ含まれている1本のコアと、1本の光ファイバ21a内に含まれている個々のコアとを、一対一に接続させる部材である。ファイババンドルファンアウト87では、K本の光ファイバ911〜91Kが上流側に存在し、1本の光ファイバ21aが下流側に存在する(図5参照)。また、ファイババンドルファンイン88では、1本の光ファイバ21aが上流側に存在し、K本の光ファイバ921〜92Kが下流側に存在する(図5参照)。 The fiber bundle fan-out 87 and the fiber bundle fan-in 88 are members having a common configuration. Each of the fiber bundle fan-out 87 and the fiber bundle fan-in 88 is a member for connecting a plurality of optical fibers each including one core and one optical fiber 21a including the plurality of cores. More specifically, it is a member that connects one core contained in each of a plurality of optical fibers and individual cores contained in one optical fiber 21a in a one-to-one manner. In the fiber bundle fan-out 87, K optical fibers 911 to 91K exist on the upstream side, and one optical fiber 21a exists on the downstream side (see FIG. 5). Further, in the fiber bundle fan-in 88, one optical fiber 21a exists on the upstream side, and K optical fibers 921 to 92K exist on the downstream side (see FIG. 5).

入力される光信号Lin1〜LinKは、光ファイバ911〜91Kに別個に入力される。 The input optical signals Lin1 to LinK are separately input to the optical fibers 911 to 91K.

同様に、出力される光信号Lout1〜LoutKは、光ファイバ921〜92Kから別個に出力される。 Similarly, the output optical signals Lout1 to LoutK are output separately from the optical fibers 921 to 92K.

また、本実施形態における光合波器41aは、複数本のコアを含む光ファイバ21aに対して励起光を、クラッド一括方式によって合成する光合波器である。光ファイバ21aは、クラッド内に複数本のコアが設けられる構成となっている。クラッド一括方式は、クラッドに励起光を入力することによって、光ファイバ21a内のそれぞれのコアを通過する光信号に励起光を合成させる方式である。 Further, the optical combiner 41a in the present embodiment is an optical combiner that synthesizes excitation light with respect to an optical fiber 21a including a plurality of cores by a clad batch method. The optical fiber 21a has a configuration in which a plurality of cores are provided in the clad. The clad batch method is a method in which excitation light is combined with an optical signal passing through each core in the optical fiber 21a by inputting excitation light into the clad.

第3の実施形態では、光信号Lin1〜LinKがそれぞれ光ファイバ911〜91Kに別個に入力される。各光ファイバ911〜91Kにそれぞれ設けられた第1の光アイソレータ111〜11Kは、入力された光信号の伝搬方向を一定方向に制限する。 In the third embodiment, the optical signals Lin1 to LinK are separately input to the optical fibers 911 to 91K, respectively. The first optical isolators 111 to 11K provided in each optical fiber 911 to 91K limit the propagation direction of the input optical signal in a certain direction.

K本の光ファイバ911〜91Kに入力された光信号Lin1〜LinKは、ファイババンドルファンアウト87を通過することによって、1本の光ファイバ21a内に存在するそれぞれ別々のコアを通過する。 The optical signals Lin1 to LinK input to the K optical fibers 911 to 91K pass through different cores existing in one optical fiber 21a by passing through the fiber bundle fanout 87.

上記のように、光信号Lin1〜LinKが1本の光ファイバ21a内を通過する状態で、帯域モニタ3は、光ファイバ21aを通過する光信号Lin1〜LinK全体の帯域(信号伝達に用いられる帯域)をモニタし、光源駆動回路61にその帯域を通知する。 As described above, in a state where the optical signals Lin1 to LinK pass through one optical fiber 21a, the band monitor 3 determines the entire band of the optical signals Lin1 to LinK passing through the optical fiber 21a (the band used for signal transmission). ) Is monitored, and the band is notified to the light source drive circuit 61.

また、第1の信号強度モニタ1は、光ファイバ21aを通過する光信号Lin1〜LinK全体の信号強度をモニタし、利得制御回路51にその信号強度を通知する。 Further, the first signal strength monitor 1 monitors the signal strength of the entire optical signals Lin1 to LinK passing through the optical fiber 21a, and notifies the gain control circuit 51 of the signal strength.

以降の利得制御回路51、光源駆動回路61、励起光源31〜3N、出力モニタ81、スイッチ制御回路91、N×1スイッチ71、および光合波器41aの動作は、第1の実施形態における利得制御回路51、光源駆動回路61、励起光源31〜3N、出力モニタ81、スイッチ制御回路91、N×1スイッチ71、および光合波器41の動作と同様である。スイッチ制御回路91は、第1の実施形態と同様に、1つの励起光源を選択する。 Subsequent operations of the gain control circuit 51, the light source drive circuit 61, the excitation light sources 31 to 3N, the output monitor 81, the switch control circuit 91, the N × 1 switch 71, and the optical combiner 41a are the gain control in the first embodiment. The operation is the same as that of the circuit 51, the light source drive circuit 61, the excitation light sources 31 to 3N, the output monitor 81, the switch control circuit 91, the N × 1 switch 71, and the optical combiner 41. The switch control circuit 91 selects one excitation light source as in the first embodiment.

ただし、本実施形態では、光合波器41aは、光ファイバ21a内のそれぞれのコアを通過する光信号に対して、クラッド一括方式によって励起光を合成させる。 However, in the present embodiment, the optical combiner 41a synthesizes the excitation light by the clad batch method with respect to the optical signal passing through each core in the optical fiber 21a.

また、本実施形態では、十分な励起光出力強度を得られるようにするため、励起光源31〜3Nとして、それぞれマルチモード出力の励起光源を用いることが好ましい。この場合、N×1スイッチ71は、マルチモード出力の励起光源とともに使用される。また、N×1スイッチ71の挿入損失は小さいことが好ましい。そのため、N×1スイッチ71は、例えば、ピエゾアクチュエータ等を用いた機械式制御の光スイッチであることが好ましい。 Further, in the present embodiment, in order to obtain a sufficient excitation light output intensity, it is preferable to use an excitation light source having a multi-mode output as the excitation light sources 31 to 3N. In this case, the N × 1 switch 71 is used together with the excitation light source of the multimode output. Further, it is preferable that the insertion loss of the N × 1 switch 71 is small. Therefore, the N × 1 switch 71 is preferably a mechanically controlled optical switch using, for example, a piezo actuator or the like.

また、第2の信号強度モニタ2は、光ファイバ21aを通過する増幅後の光信号Lout1〜LoutK全体の信号強度をモニタし、利得制御回路51にその信号強度を通知する。利得制御回路51は、第2の信号強度モニタ2から通知された信号強度によって、増幅後の光信号全体の信号強度が所定の一定値になっていることを確認する。増幅後の光信号全体の信号強度が所定の一定値になっていなければ、利得制御回路51は、算出した利得を調整する。この点は、第1の実施形態と同様である。 Further, the second signal strength monitor 2 monitors the signal strength of the entire amplified optical signals Lout1 to LoutK passing through the optical fiber 21a, and notifies the gain control circuit 51 of the signal strength. The gain control circuit 51 confirms that the signal strength of the entire amplified optical signal is at a predetermined constant value by the signal strength notified from the second signal strength monitor 2. If the signal intensity of the entire amplified optical signal does not reach a predetermined constant value, the gain control circuit 51 adjusts the calculated gain. This point is the same as that of the first embodiment.

光ファイバ21a内で増幅された光信号Lout1〜LoutKは、ファイババンドルファンイン88を通過することによって、1本の光ファイバ21aから分岐して、それぞれ別々の光ファイバ921〜92K内を通過して行く。 The optical signals Lout1 to LoutK amplified in the optical fiber 21a are branched from one optical fiber 21a by passing through the fiber bundle fan-in 88, and each pass through the separate optical fibers 921 to 92K. go.

本実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、高い電力利用効率を実現できる。さらに、複数の光信号に対して、同時に、信号強度を増幅させることができる。 According to the present embodiment, high power utilization efficiency can be realized as in the first embodiment. Further, the signal strength can be amplified at the same time for a plurality of optical signals.

実施形態4
図6は、本発明の第4の実施形態の光ファイバ増幅システムの構成例を示すブロック図である。本実施形態の光ファイバ増幅システムは、本発明の第1の実施形態の光ファイバ増幅器、または、本発明の第2の実施形態の光ファイバ増幅器を、複数個備える。光ファイバ増幅器の数をK個とする。
Embodiment 4
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of the optical fiber amplification system according to the fourth embodiment of the present invention. The optical fiber amplification system of the present embodiment includes a plurality of the optical fiber amplifiers of the first embodiment of the present invention or the optical fiber amplifiers of the second embodiment of the present invention. Let the number of optical fiber amplifiers be K.

図6に示す光ファイバ増幅システムは、複数の光ファイバ増幅器10を備える。各光ファイバ増幅器10は、本発明の第1の実施形態の光ファイバ増幅器(図1参照)であっても、本発明の第2の実施形態の光ファイバ増幅器(図4参照)であってもよい。 The optical fiber amplification system shown in FIG. 6 includes a plurality of optical fiber amplifiers 10. Each optical fiber amplifier 10 may be the optical fiber amplifier of the first embodiment of the present invention (see FIG. 1) or the optical fiber amplifier of the second embodiment of the present invention (see FIG. 4). Good.

本実施形態の光ファイバ増幅システムは、複数の光ファイバ増幅器10に加えて、光ファイバ221を備える。以下、各光ファイバ増幅器10が内部に備える光ファイバ21(図1、図4を参照)と区別して、光ファイバ221を外部光ファイバ221と記す。 The optical fiber amplification system of this embodiment includes an optical fiber 221 in addition to the plurality of optical fiber amplifiers 10. Hereinafter, the optical fiber 221 will be referred to as an external optical fiber 221 to distinguish it from the optical fiber 21 (see FIGS. 1 and 4) provided inside each optical fiber amplifier 10.

また、光ファイバ増幅システムは、第1の信号強度モニタ201と、第2の信号強度モニタ202と、利得制御回路251と、光源駆動回路261と、光合波器241とを備える。以下、第1の信号強度モニタ201、第2の信号強度モニタ202、利得制御回路251、光源駆動回路261および光合波器241をそれぞれ、各光ファイバ増幅器10に設けられている同様の要素と区別して、第1の外部信号強度モニタ201、第2の外部信号強度モニタ202、外部利得制御回路251、外部光源駆動回路261、外部光合波器241と記す。光ファイバ増幅システムは、各光ファイバ増幅器10の外部に、1つの励起光源231を備える。 Further, the optical fiber amplification system includes a first signal intensity monitor 201, a second signal intensity monitor 202, a gain control circuit 251, a light source drive circuit 261 and an optical combiner 241. Hereinafter, the first signal strength monitor 201, the second signal strength monitor 202, the gain control circuit 251 and the light source drive circuit 261 and the optical combiner 241 are respectively provided with similar elements and sections of the optical fiber amplifier 10. Separately, the first external signal strength monitor 201, the second external signal strength monitor 202, the external gain control circuit 251 and the external light source drive circuit 261 and the external optical combiner 241 are described. The optical fiber amplification system includes one excitation light source 231 outside each optical fiber amplifier 10.

さらに、光ファイバ増幅システムは、ファイババンドルファンアウト287と、ファイババンドルファンイン288と、ファイババンドルファンアウト287の上流側に接続される複数の光ファイバ931〜93Kとを備える。以下、ファイババンドルファンアウト287の上流側に接続される光ファイバの本数がKであるものとして説明する。 Further, the optical fiber amplification system includes a fiber bundle fan-out 287, a fiber bundle fan-in 288, and a plurality of optical fibers 931 to 93K connected to the upstream side of the fiber bundle fan-out 287. Hereinafter, it is assumed that the number of optical fibers connected to the upstream side of the fiber bundle fanout 287 is K.

外部光ファイバ221は、1本であり、その外部光ファイバ221は、複数本のコアを含むマルチコア光ファイバである。以下、外部光ファイバ221がK本のコアを含んでいるものとして説明する。 The external optical fiber 221 is one, and the external optical fiber 221 is a multi-core optical fiber including a plurality of cores. Hereinafter, it is assumed that the external optical fiber 221 includes K cores.

外部光ファイバ221には、希土類イオン(ここでは、エルビウムイオンとする。)が添加されている。ここでは、図6に示す位置A’から位置B’までの範囲にエルビウムイオンが添加されているものとして説明する。 Rare earth ions (here, erbium ions) are added to the external optical fiber 221. Here, it is assumed that the erbium ion is added in the range from the position A'to the position B'shown in FIG.

また、本実施形態では、複数の光信号Lin1〜LinKが入力される。入力される光信号Lin1〜LinKは、光ファイバ931〜93Kに別個に入力される。K本の光ファイバ931〜93Kは、それぞれ1本のコアを含む。 Further, in the present embodiment, a plurality of optical signals Lin1 to LinK are input. The input optical signals Lin1 to LinK are separately input to the optical fibers 931 to 93K. Each of the K optical fibers 931 to 93K contains one core.

外部光ファイバ221において、エルビウムイオンの添加範囲の開始位置A’よりも上流側に、第1の外部信号強度モニタ201が接続されている。さらに上流側にはファイババンドルファンアウト287が設けられている。ファイババンドルファンアウト287によって、K本の光ファイバ931〜93Kと、外部光ファイバ221とが接続される。また、K本の光ファイバ931〜93Kには、それぞれ個別に、光アイソレータ211,212,・・・,21Kが接続されている(図6参照)。以下、光アイソレータ221〜21Kを、各光ファイバ増幅器10に設けられている第1の光アイソレータ11および第2の光アイソレータ12と区別して、外部光アイソレータ211〜21Kと記す。 In the external optical fiber 221, the first external signal strength monitor 201 is connected to the upstream side of the start position A'of the erbium ion addition range. A fiber bundle fanout 287 is provided on the upstream side. The fiber bundle fan-out 287 connects the K optical fibers 913 to 93K and the external optical fiber 221. Further, optical isolators 211, 212, ..., 21K are individually connected to the K optical fibers 913 to 93K (see FIG. 6). Hereinafter, the optical isolators 221 to 21K will be referred to as external optical isolators 211 to 21K to distinguish them from the first optical isolator 11 and the second optical isolator 12 provided in each optical fiber amplifier 10.

また、第2の外部信号強度モニタ202の下流側にはファイババンドルファンイン288が設けられ、ファイババンドルファンイン288によって、外部光ファイバ221と、各光ファイバ増幅器10の光ファイバ21とが接続される。すなわち、外部光ファイバ221内のK本のコアは、K個のそれぞれの光ファイバ増幅器10内の光ファイバ21内のコアと対応していて、対応しているコア同士がファイババンドルファンイン288によって接続されている。 Further, a fiber bundle fan-in 288 is provided on the downstream side of the second external signal strength monitor 202, and the external optical fiber 221 and the optical fiber 21 of each optical fiber amplifier 10 are connected by the fiber bundle fan-in 288. To. That is, the K cores in the external optical fiber 221 correspond to the cores in the optical fiber 21 in each of the K optical fiber amplifiers 10, and the corresponding cores correspond to each other by the fiber bundle fan-in 288. It is connected.

前述のように、ファイババンドルファンアウトおよびファイババンドルファンインは、共通の構成の部材である。具体的には、複数の光ファイバ内にそれぞれ含まれている1本のコアと、1本の光ファイバ(ここでは、外部光ファイバ221)内に含まれている個々のコアとを、一対一に接続させる部材である。 As described above, the fiber bundle fan-out and the fiber bundle fan-in are members having a common configuration. Specifically, one core contained in each of a plurality of optical fibers and individual cores contained in one optical fiber (here, an external optical fiber 221) are arranged one-to-one. It is a member to be connected to.

また、第1の外部信号強度モニタ201および第2の外部信号強度モニタ202は、それぞれ外部利得制御回路251に接続されている。さらに、外部利得制御回路251は、外部光光源駆動回路261に接続されている。 Further, the first external signal strength monitor 201 and the second external signal strength monitor 202 are each connected to the external gain control circuit 251. Further, the external gain control circuit 251 is connected to the external light source drive circuit 261.

外部光光源駆動回路261は、励起光源231に接続され、励起光源231は、外部光合波器241に接続されている。 The external light source drive circuit 261 is connected to the excitation light source 231 and the excitation light source 231 is connected to the external light combiner 241.

第1の外部信号強度モニタ201および第2の外部信号強度モニタ202は、外部光ファイバ221を通過する光信号の信号強度をモニタし、その信号強度を、外部利得制御回路251に通知する。外部利得制御回路251は、増幅後の各光信号全体の信号強度が一定値になるように、光信号Lin1〜LinK全体の信号強度と、一定とすべき信号強度との利得を算出する。外部利得制御回路251は、その利得を外部光源駆動回路261に通知する。 The first external signal strength monitor 201 and the second external signal strength monitor 202 monitor the signal strength of the optical signal passing through the external optical fiber 221 and notify the signal strength to the external gain control circuit 251. The external gain control circuit 251 calculates the gain between the signal strength of the entire optical signals Lin1 to LinK and the signal strength to be constant so that the signal strength of each of the amplified optical signals becomes a constant value. The external gain control circuit 251 notifies the external light source drive circuit 261 of the gain.

外部利得制御回路251および外部光光源駆動回路261は、例えば、それぞれ専用のプロセッサで実現される。また、例えば、外部利得制御回路251および外部光光源駆動回路261が、それぞれの要素の機能を有する1つのプロセッサによって実現されてもよい。 The external gain control circuit 251 and the external light source drive circuit 261 are realized by, for example, dedicated processors. Further, for example, the external gain control circuit 251 and the external light source drive circuit 261 may be realized by one processor having the functions of the respective elements.

第6の実施形態における動作の例を説明する。 An example of the operation in the sixth embodiment will be described.

まず、光信号Lin1〜LinKが光ファイバ931〜93Kに別個に入力される。各光ファイバ931〜93Kにそれぞれ設けられた外部光アイソレータ211〜21Kは、入力された光信号伝搬方向を一定方向に制限する。 First, the optical signals Lin1 to LinK are separately input to the optical fibers 913 to 93K. The external optical isolators 211 to 21K provided in each optical fiber 913 to 93K limit the input optical signal propagation direction to a certain direction.

K本の光ファイバ931〜93Kに別個に入力された光信号Lin1〜LinKは、ファイババンドルファンアウト287を通過することによって、1本の外部光ファイバ221内に存在するそれぞれ別々のコアを通過する。 The optical signals Lin1 to LinK separately input to the K optical fibers 913 to 93K pass through the separate cores existing in one external optical fiber 221 by passing through the fiber bundle fanout 287. ..

上記のように、光信号Lin1〜LinKが1本の外部光ファイバ221内を通過する状態で、第1の信号強度モニタ201は、光信号Lin1〜LinK全体の信号強度をモニタし、外部利得制御回路251にその信号強度を通知する。 As described above, the first signal strength monitor 201 monitors the signal strength of the entire optical signals Lin1 to LinK in a state where the optical signals Lin1 to LinK pass through one external optical fiber 221 and controls the external gain. Notify the circuit 251 of its signal strength.

外部利得制御回路251は、増幅後の各光信号全体の信号強度が一定になるように、第1の信号強度モニタ201から通知された信号強度と、一定とすべき信号強度との利得を算出する。換言すれば、外部利得制御回路251は、光信号Lin1〜LinK全体の信号強度を所定の信号強度に増幅する際の利得を算出する。外部利得制御回路251は、増幅後における一定とすべき信号強度の値を予め記憶しておき、外部利得制御回路251は、第1の信号強度モニタ201から通知された信号強度と、その信号強度との利得を算出すればよい。 The external gain control circuit 251 calculates the gain between the signal strength notified from the first signal strength monitor 201 and the signal strength to be constant so that the signal strength of the entire amplified optical signal becomes constant. To do. In other words, the external gain control circuit 251 calculates the gain when amplifying the signal strength of the entire optical signals Lin1 to LinK to a predetermined signal strength. The external gain control circuit 251 stores in advance the value of the signal strength to be constant after amplification, and the external gain control circuit 251 has the signal strength notified from the first signal strength monitor 201 and its signal strength. And the gain may be calculated.

外部光源駆動回路261は励起光源231のみを駆動する。外部光源駆動回路261は、外部利得制御回路251から通知された利得に応じた励起光出力強度で、励起光源231から励起光を出力させる。外部光源駆動回路261は、利得の値が大きいほど励起光出力強度を高くし、利得の値が小さいほど励起光出力強度を低くする。 The external light source drive circuit 261 drives only the excitation light source 231. The external light source drive circuit 261 outputs the excitation light from the excitation light source 231 with the excitation light output intensity corresponding to the gain notified from the external gain control circuit 251. The external light source drive circuit 261 increases the excitation light output intensity as the gain value increases, and decreases the excitation light output intensity as the gain value decreases.

励起光源231が出力した励起光は、外部光合波器241に入力される。外部光合波器241は、外部光ファイバ221内のそれぞれのコアを通過する光信号に対して、クラッド一括方式によって励起光を合成させる。すなわち、外部光合波器241は、外部光ファイバ221のクラッドに励起光を入力することによって、励起光を各光信号Lin1〜LinKに合成させる。 The excitation light output by the excitation light source 231 is input to the external optical combiner 241. The external optical combiner 241 synthesizes excitation light for an optical signal passing through each core in the external optical fiber 221 by a clad batch method. That is, the external optical combiner 241 inputs the excitation light into the cladding of the external optical fiber 221 to synthesize the excitation light into the respective optical signals Lin1 to LinK.

励起光が合成された各光信号が、外部光ファイバ221におけるエルビウムイオンの添加範囲を通過することで、各光信号の信号強度は増幅される。 The signal intensity of each optical signal is amplified by passing each optical signal in which the excitation light is synthesized passes through the addition range of erbium ions in the external optical fiber 221.

また、第2の外部信号強度モニタ202は、増幅後の各光信号全体の信号強度をモニタし、外部利得制御回路251にその信号強度を通知する。外部利得制御回路251は、第2の信号強度モニタ2から通知された信号強度によって、増幅後の各光信号の信号強度が所定の一定になっていることを確認する。その信号強度が所定の一定値になっていなければ、外部利得制御回路251は、算出した利得を調整する。この動作は、各光ファイバ増幅器10に設けられた利得制御回路51の動作と同様である。 Further, the second external signal strength monitor 202 monitors the signal strength of each optical signal after amplification, and notifies the external gain control circuit 251 of the signal strength. The external gain control circuit 251 confirms that the signal strength of each optical signal after amplification is a predetermined constant by the signal strength notified from the second signal strength monitor 2. If the signal strength does not reach a predetermined constant value, the external gain control circuit 251 adjusts the calculated gain. This operation is the same as the operation of the gain control circuit 51 provided in each optical fiber amplifier 10.

外部光ファイバ221内で増幅された各光信号は、ファイババンドルファンイン288を通過することによって、1本の外部光ファイバ221から分岐して、それぞれ別々のK個の光ファイバ増幅器10に入力される。 Each optical signal amplified in the external optical fiber 221 is branched from one external optical fiber 221 by passing through the fiber bundle fan-in 288, and is input to each of K separate optical fiber amplifiers 10. To.

ファイババンドルファンイン288を通過することによって分岐した個々の光信号は、第1の実施形態または第2の実施形態における光信号Linに相当する。 The individual optical signals branched by passing through the fiber bundle fan-in 288 correspond to the optical signal Lin in the first or second embodiment.

光信号が入力された各光ファイバ増幅器10の動作は、第1の実施形態の光ファイバ増幅器の動作、または、第2の実施形態の光ファイバ増幅器の動作と同様である。 The operation of each optical fiber amplifier 10 to which the optical signal is input is the same as the operation of the optical fiber amplifier of the first embodiment or the operation of the optical fiber amplifier of the second embodiment.

各光ファイバ増幅器10は、それぞれ1本の光ファイバ21(図1、図4を参照)を備え、その光ファイバ21は1本のコアを含む。光ファイバ増幅器10内の光合波器41(図1、図4参照)は、例えば、コア個別方式で励起光を光信号に合成させる。 Each optical fiber amplifier 10 includes one optical fiber 21 (see FIGS. 1 and 4), and the optical fiber 21 includes one core. The optical combiner 41 (see FIGS. 1 and 4) in the optical fiber amplifier 10 synthesizes excitation light into an optical signal by, for example, a core individual method.

K個の光ファイバ増幅器10それぞれから出力される光信号を、光信号Lout1〜LoutKとする。 The optical signals output from each of the K optical fiber amplifiers 10 are referred to as optical signals Lout1 to LoutK.

本実施形態では、光信号Lin1〜LinKは、1本の外部光ファイバ221で増幅された後、それぞれ別々のK個の光ファイバ増幅器10で再度、増幅され、光信号Lout1〜LoutKとして出力される。 In the present embodiment, the optical signals Lin1 to LinK are amplified by one external optical fiber 221 and then amplified again by K separate optical fiber amplifiers 10 and output as optical signals Lout1 to LoutK. ..

本実施形態の光ファイバ増幅システムは、第1の実施形態または第2の実施形態の光ファイバ増幅器10を備える。従って、第1の実施形態や第2の実施形態と同様の効果が得られる。 The optical fiber amplification system of the present embodiment includes the optical fiber amplifier 10 of the first embodiment or the second embodiment. Therefore, the same effect as that of the first embodiment and the second embodiment can be obtained.

本実施形態では、外部光ファイバ221に対して励起光を出力する励起光源231は1つである。すると、外部光ファイバ221内での各光信号Lin1〜LinKの増幅にばらつきが生じ得る。しかし、その後、各光信号は、それぞれK個の光ファイバ増幅器10で再度、増幅される。従って、外部光ファイバ221内で各光信号に生じた増幅のばらつきを、それぞれの光ファイバ増幅器10で調整することができる。 In this embodiment, there is only one excitation light source 231 that outputs excitation light to the external optical fiber 221. Then, the amplification of each optical signal Lin1 to LinK in the external optical fiber 221 may vary. However, after that, each optical signal is amplified again by K optical fiber amplifiers 10. Therefore, the variation in amplification generated in each optical signal in the external optical fiber 221 can be adjusted by each optical fiber amplifier 10.

実施形態5.
図7は、本発明の第5の実施形態の光ファイバ増幅器の構成例を示すブロック図である。第5の実施形態の光ファイバ増幅器には、複数の光信号Lin1〜LinKが入力され、その各光信号は、増幅後に、光信号Lout1〜LoutKとして出力される。各光信号は、それぞれ、別々の光ファイバを通過する。
Embodiment 5.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of the optical fiber amplifier according to the fifth embodiment of the present invention. A plurality of optical signals Lin1 to LinK are input to the optical fiber amplifier of the fifth embodiment, and each optical signal is output as optical signals Lout1 to LoutK after amplification. Each optical signal passes through a separate optical fiber.

以下、第5の実施形態では、複数の光信号として、光信号Lin1〜LinKが光ファイバ増幅器に入力され、光ファイバ増幅器は、K本の光ファイバ271〜27Kを備えている場合を例にして説明する。 Hereinafter, in the fifth embodiment, as an example, the optical signals Lin1 to LinK are input to the optical fiber amplifier as a plurality of optical signals, and the optical fiber amplifier includes K optical fibers 271-27K as an example. explain.

光ファイバ271〜27Kは、いずれも1本のコアを含む。 Each of the optical fibers 271-27K includes one core.

また、光ファイバ271〜27Kにはそれぞれ、希土類イオン(ここでは、エルビウムイオンとする。)が添加されている。個々の光ファイバにおけるエルビウムイオンの添加範囲は、第1の実施形態における光ファイバ21におけるエルビウムイオンの添加範囲と同様である。 In addition, rare earth ions (here, erbium ions) are added to each of the optical fibers 271-27K. The addition range of erbium ions in each optical fiber is the same as the addition range of erbium ions in the optical fiber 21 in the first embodiment.

また、第5の実施形態では、光ファイバ増幅器は、光ファイバ毎に、第1の光アイソレータ、第1の信号強度モニタ、光合波器、第2の信号強度モニタ、第2の光アイソレータおよび利得制御回路を備える。 Further, in the fifth embodiment, the optical fiber amplifier is a first optical isolator, a first signal intensity monitor, an optical combiner, a second signal intensity monitor, a second optical isolator and a gain for each optical fiber. It has a control circuit.

従って、光ファイバ増幅器は、K個の第1の光アイソレータ311〜31Kと、K個の第1の信号強度モニタ811〜81Kと、K個の光合波器411〜41Kと、K個の第2の信号強度モニタ821〜82Kと、K個の第2の光アイソレータ321〜32Kと、K個の利得制御回路511〜51Kとを備える。 Therefore, the optical fiber amplifier includes K first optical isolators 31 to 31K, K first signal intensity monitors 810 to 81K, K optical combiners 411 to 41K, and K second. The signal strength monitors 821 to 82K, K second optical isolators 3213 to 22K, and K gain control circuits 511 to 51K are provided.

第1の光アイソレータ311〜31Kはいずれも、第1の実施形態における第1の光アイソレータ11と同様である。また、第2の光アイソレータ321〜32Kはいずれも、第1の実施形態における第2の光アイソレータ12と同様である。第1の信号強度モニタ811〜81Kはいずれも、第1の実施形態における第1の信号強度モニタ1と同様である。また、第2の信号強度モニタ821〜82Kはいずれも、第1の実施形態における第2の信号強度モニタ2と同様である。光合波器411〜41Kはいずれも、第1の実施形態における光合波器41と同様である。また、利得制御回路511〜51Kはいずれも、第1の実施形態における利得制御回路51と同様である。第1の実施形態と同様の上記の要素については説明を省略する。 The first optical isolators 31 to 31K are all the same as the first optical isolator 11 in the first embodiment. Further, the second optical isolators 321 to 322K are all the same as the second optical isolator 12 in the first embodiment. All of the first signal strength monitors 811 to 81K are the same as the first signal strength monitor 1 in the first embodiment. Further, the second signal strength monitors 821 to 82K are all the same as the second signal strength monitor 2 in the first embodiment. All of the optical combiners 411 to 41K are the same as the optical combiner 41 in the first embodiment. Further, the gain control circuits 511 to 51K are all the same as the gain control circuit 51 in the first embodiment. The above-mentioned elements similar to those of the first embodiment will not be described.

また、個々の光ファイバ271〜27Kにおける第1の光アイソレータ、第1の信号強度モニタ、光合波器、第2の信号強度モニタ、第2の光アイソレータおよび利得制御回路の接続態様は、第1の実施形態におけるそれらの要素の接続態様と同様である。例えば、光ファイバ271において、エルビウムイオンの添加範囲の開始位置(図7において図示略)よりも上流側に、第1の信号強度モニタ811が接続され、さらに上流側に第1の光アイソレータ311が接続されている。また、光ファイバ271において、エルビウムイオンの添加範囲の終了位置(図7において図示略)よりも下流側に第2の信号強度モニタ821が接続され、さらに下流側に第2の光アイソレータ321が接続されている。また、第1の信号強度モニタ811および第2の信号強度モニタ821はそれぞれ、利得制御回路511に接続されている。また、光ファイバ271におけるエルビウムイオンの添加範囲内に光合波器411が設けられている。ここでは、光ファイバ271を例にして説明したが、他の光ファイバ272〜27Kでも同様である。 Further, the connection mode of the first optical isolator, the first signal intensity monitor, the optical combiner, the second signal intensity monitor, the second optical isolator and the gain control circuit in the individual optical fibers 271-27K is the first. It is similar to the connection mode of those elements in the embodiment of. For example, in the optical fiber 271, the first signal intensity monitor 811 is connected to the upstream side of the start position of the erbium ion addition range (not shown in FIG. 7), and the first optical isolator 311 is further upstream. It is connected. Further, in the optical fiber 271, the second signal intensity monitor 821 is connected to the downstream side of the end position of the erbium ion addition range (not shown in FIG. 7), and the second optical isolator 321 is further connected to the downstream side. Has been done. Further, the first signal strength monitor 811 and the second signal strength monitor 821 are each connected to the gain control circuit 511. Further, the optical combiner 411 is provided within the range of addition of erbium ions in the optical fiber 271. Here, the optical fiber 271 has been described as an example, but the same applies to other optical fibers 272 to 27K.

また、第5の実施形態では、光ファイバ増幅器は、帯域モニタ53と、光源駆動回路561と、複数(ここではM個とする。)の励起光源31〜3Mと、出力モニタ581と、スイッチ制御回路591と、M×Kスイッチ571とを備える。 Further, in the fifth embodiment, the optical fiber amplifier includes a band monitor 53, a light source drive circuit 561, a plurality of (here, M) excitation light sources 31 to 3M, an output monitor 581, and switch control. It includes a circuit 591 and an M × K switch 571.

帯域モニタ53は、各光ファイバ271〜27Kにおける第1の光アイソレータと第1の信号強度モニタとの間に接続されている。さらに、帯域モニタ53は、光源駆動回路561に接続されている。また、各利得制御回路511〜51Kも光源駆動回路561に接続されている。 The band monitor 53 is connected between the first optical isolator and the first signal strength monitor in each optical fiber 271-27K. Further, the band monitor 53 is connected to the light source drive circuit 561. Further, each gain control circuit 511 to 51K is also connected to the light source drive circuit 561.

光源駆動回路561には、各励起光源31〜3Mが接続されている。第1の実施形態と同様に、各励起光源31〜3Mは、それぞれ、励起光出力強度対消費電力特性が異なる励起光源である。各励起光源31〜3Mの励起光出力強度対消費電力特性は、例えば、個々の励起光源に設けられるペルチエ冷却器の最大吸熱量を変えることで変化させればよい。 Each excitation light source 31 to 3M is connected to the light source drive circuit 561. Similar to the first embodiment, each of the excitation light sources 31 to 3M is an excitation light source having different excitation light output intensity vs. power consumption characteristics. The excitation light output intensity vs. power consumption characteristics of each excitation light source 31 to 3M may be changed, for example, by changing the maximum heat absorption amount of the Pertier cooler provided in each excitation light source.

M×Kスイッチ571は、励起光の入力端をM個有し、励起光の出力端をK個有しているスイッチである。M×Kスイッチ571の入力端I1〜IMは、励起光源31〜3Mと一対一に対応し、各入力端I1〜IMは、対応する励起光源に接続されている。また、M×Kスイッチ571の出力端O1〜OKは、光ファイバ271〜27Kと一対一に対応し、各出力端O1〜OKは、対応する光ファイバに設けられた光合波器411〜41Kに接続されている。ただし、本実施形態において、MとKの大小関係は、K<MまたはK=Mである。 The M × K switch 571 is a switch having M input ends of excitation light and K output ends of excitation light. The input terminals I1 to IM of the M × K switch 571 have a one-to-one correspondence with the excitation light sources 31 to 3M, and each input terminal I1 to IM is connected to the corresponding excitation light source. Further, the output ends O1 to OK of the M × K switch 571 correspond one-to-one with the optical fibers 271 to 27K, and each output end O1 to OK corresponds to the optical combiner 411 to 41K provided in the corresponding optical fiber. It is connected. However, in the present embodiment, the magnitude relationship between M and K is K <M or K = M.

出力モニタ581は、光源駆動回路561およびスイッチ制御回路591に接続されている。また、光源駆動回路561はスイッチ制御回路591に接続されている。スイッチ制御回路591は、M×Kスイッチ571に接続されている。 The output monitor 581 is connected to the light source drive circuit 561 and the switch control circuit 591. Further, the light source drive circuit 561 is connected to the switch control circuit 591. The switch control circuit 591 is connected to the M × K switch 571.

帯域モニタ53は、光ファイバ271〜27K毎に、光ファイバ内を通過する光信号の帯域(信号伝達に用いられる帯域)をモニタし、光ファイバ271〜27K毎に得られた光信号の帯域をそれぞれ光源駆動回路561に通知する。 The band monitor 53 monitors the band of the optical signal passing through the optical fiber (band used for signal transmission) for each optical fiber 271-27K, and determines the band of the optical signal obtained for each optical fiber 271-227K. Notify the light source drive circuit 561 respectively.

また、各利得制御回路511〜51Kはそれぞれ、算出した利得を光源駆動回路561に通知する。 Further, each of the gain control circuits 511 to 51K notifies the light source drive circuit 561 of the calculated gain.

この結果、光源駆動回路561は、光ファイバ毎に、利得と帯域との組を得る。そして、光源駆動回路561は、光ファイバ毎に、利得と待機の積を算出する。光源駆動回路561は、利得と待機の積に基づいて、光ファイバ毎に、励起光を出力すべき1つの励起光源を選択する。従って、光源駆動回路561は、K個の励起光源を選択することになる。 As a result, the light source drive circuit 561 obtains a pair of gain and band for each optical fiber. Then, the light source drive circuit 561 calculates the product of the gain and the standby for each optical fiber. The light source drive circuit 561 selects one excitation light source to output excitation light for each optical fiber based on the product of gain and standby. Therefore, the light source drive circuit 561 selects K excitation light sources.

光源駆動回路561が、個々の光ファイバ毎に、1つの励起光源を選択する方法は、第1の実施形態と同様である。すなわち、光源駆動回路561は、利得と帯域との積の範囲(数値範囲)と、選択する励起光源との対応関係を予め記憶している。光源駆動回路561は、例えば、範囲“0以上T1未満”と励起光源31とが対応し、範囲“T1以上T2未満”と励起光源32とが対応する等の対応関係を示す情報を予め記憶している。 The method in which the light source drive circuit 561 selects one excitation light source for each optical fiber is the same as in the first embodiment. That is, the light source drive circuit 561 stores in advance the correspondence between the range of the product of the gain and the band (numerical range) and the selected excitation light source. The light source drive circuit 561 stores in advance information indicating a correspondence relationship, for example, the range "0 or more and less than T1" corresponds to the excitation light source 31, and the range "T1 or more and less than T2" corresponds to the excitation light source 32. ing.

例えば、光ファイバ271から得られた利得と帯域の積が範囲“0以上T1未満”に属しているとする。この場合、光源駆動回路561は、光ファイバ271に励起光を出力する励起光源として、範囲“0以上T1未満”に対応する励起光源31を選択する。また、例えば、光ファイバ272から得られた利得と帯域の積が範囲“T1以上T2未満”に属しているとする。この場合、光源駆動回路561は、光ファイバ272に励起光を出力する励起光源として、範囲“T1以上T2未満” に対応する励起光源32を選択する。 For example, it is assumed that the product of the gain obtained from the optical fiber 271 and the band belongs to the range “0 or more and less than T1”. In this case, the light source drive circuit 561 selects the excitation light source 31 corresponding to the range “0 or more and less than T1” as the excitation light source that outputs the excitation light to the optical fiber 271. Further, for example, it is assumed that the product of the gain obtained from the optical fiber 272 and the band belongs to the range “T1 or more and less than T2”. In this case, the light source drive circuit 561 selects the excitation light source 32 corresponding to the range “T1 or more and less than T2” as the excitation light source that outputs the excitation light to the optical fiber 272.

光源駆動回路561は、選択したそれぞれの励起光源を駆動し、その励起光源に励起光を出力させる。このとき、光源駆動回路561は、励起光源に対応する光ファイバから得られた利得と帯域との積に応じた励起光出力強度で、励起光源から励起光を出力させる。例えば、光源駆動回路561は、光ファイバ271に励起光を出力する励起光源として、励起光源31を選択したとする。この場合、光源駆動回路561は、光ファイバ271から得られた利得と帯域との積に応じた励起光出力強度で、励起光源31から励起光を出力させる。光源駆動回路561は、利得と帯域との積の値が大きいほど、励起光出力強度を高くし、利得と帯域との積の値が小さいほど、励起光出力強度を低くする。光源駆動回路561は、選択した他の励起光源についても同様に駆動する。 The light source drive circuit 561 drives each of the selected excitation light sources and causes the excitation light source to output the excitation light. At this time, the light source drive circuit 561 outputs the excitation light from the excitation light source with the excitation light output intensity corresponding to the product of the gain obtained from the optical fiber corresponding to the excitation light source and the band. For example, it is assumed that the light source drive circuit 561 selects the excitation light source 31 as the excitation light source that outputs the excitation light to the optical fiber 271. In this case, the light source drive circuit 561 outputs the excitation light from the excitation light source 31 with the excitation light output intensity corresponding to the product of the gain obtained from the optical fiber 271 and the band. In the light source drive circuit 561, the larger the value of the product of the gain and the band, the higher the excitation light output intensity, and the smaller the value of the product of the gain and the band, the lower the excitation light output intensity. The light source drive circuit 561 drives the other selected excitation light sources in the same manner.

さらに、光源駆動回路561は、光ファイバ毎に励起光源を選択すると、その励起光源に対応するM×Kスイッチ71の入力端と、光ファイバに設けられた光合波器に対応するM×Kスイッチ71の出力端とを接続させることを、スイッチ制御回路591に指示する。例えば、上記のように、光ファイバ271に励起光を出力する励起光源として、励起光源31を選択したとする。この場合、光源駆動回路561は、励起光源31に対応する入力端I1と、光ファイバ271に設けられた光合波器411に対応する出力端O1とを接続させることをスイッチ制御回路591に指示する。光源駆動回路561は、スイッチ制御回路591に対して、入力端と出力端の接続の指示をK組分行う。スイッチ制御回路591は、光源駆動回路561の指示に従って、指定された入力端と出力端とを接続させる。 Further, when the excitation light source is selected for each optical fiber, the light source drive circuit 561 has an input terminal of the M × K switch 71 corresponding to the excitation light source and an M × K switch corresponding to the optical combiner provided in the optical fiber. The switch control circuit 591 is instructed to connect to the output terminal of 71. For example, as described above, it is assumed that the excitation light source 31 is selected as the excitation light source that outputs the excitation light to the optical fiber 271. In this case, the light source drive circuit 561 instructs the switch control circuit 591 to connect the input end I1 corresponding to the excitation light source 31 and the output end O1 corresponding to the optical combiner 411 provided in the optical fiber 271. .. The light source drive circuit 561 instructs the switch control circuit 591 to connect the input end and the output end for K groups. The switch control circuit 591 connects the designated input end and the output end according to the instruction of the light source drive circuit 561.

光源駆動回路561は、一旦、個々の光ファイバ毎に励起光源を選択した後には、出力モニタ581の指示に従って、励起光を出力させる励起光源を切り替える。 The light source drive circuit 561 once selects an excitation light source for each optical fiber, and then switches the excitation light source to output the excitation light according to the instruction of the output monitor 581.

出力モニタ581は、励起光源31〜3Mの光出力端から出力される励起光の励起光出力強度をモニタする。具体的には、出力モニタ581は、光源駆動回路561によって駆動されているK個の励起光源から出力される励起光の励起光出力強度をモニタする。 The output monitor 581 monitors the excitation light output intensity of the excitation light output from the light output ends of the excitation light sources 31 to 3M. Specifically, the output monitor 581 monitors the excitation light output intensity of the excitation light output from the K excitation light sources driven by the light source drive circuit 561.

また、出力モニタ581は、予め励起光源毎に定められた励起光出力強度の範囲を記憶している。出力モニタ581は、例えば、励起光源31に定められた励起光出力強度の範囲“0以上R1未満(図2参照)”、励起光源32に定められた励起光出力強度の範囲“R1以上R2未満(図2参照)”、励起光源33に定められた励起光出力強度の範囲“R2以上R3未満(図2参照)”等を予め記憶している。この点は、第1の実施形態と同様である。 Further, the output monitor 581 stores a range of excitation light output intensity predetermined for each excitation light source. The output monitor 581 is, for example, a range of excitation light output intensity defined for the excitation light source 31 “0 or more and less than R1 (see FIG. 2)” and a range of excitation light output intensity defined for the excitation light source 32 “R1 or more and less than R2”. (See FIG. 2) ”, the range of excitation light output intensity defined in the excitation light source 33“ R2 or more and less than R3 (see FIG. 2) ”and the like are stored in advance. This point is the same as that of the first embodiment.

光源駆動回路561は、光ファイバ毎に、光ファイバから得られる利得および帯域のいずれか一方または両方が変化したことによって、利得と帯域の積が変化した場合に、その光ファイバに励起光を出力する励起光源における励起光出力強度を変化させる。出力モニタ581は、励起光を出力しているいずれかの励起光源から出力される励起光の励起光出力強度が、その励起光源に対して定められている励起光出力強度の範囲の境界値になると、励起光を出力させる励起光源を、その範囲の隣りの範囲に対応する励起光源に切り替えるように光源駆動回路561に指示する。光源駆動回路561は、その指示に従って、励起光を出力させる励起光源を切り替える。 The light source drive circuit 561 outputs excitation light to the optical fiber when the product of the gain and the band changes due to a change in either or both of the gain and the band obtained from the optical fiber for each optical fiber. The excitation light output intensity of the excitation light source is changed. The output monitor 581 sets the excitation light output intensity of the excitation light output from any of the excitation light sources that output the excitation light to the boundary value in the range of the excitation light output intensity defined for the excitation light source. Then, the light source drive circuit 561 is instructed to switch the excitation light source for outputting the excitation light to the excitation light source corresponding to the range adjacent to the range. The light source drive circuit 561 switches the excitation light source for outputting the excitation light according to the instruction.

また、出力モニタ581は、スイッチ制御回路591に対して、切り替え前の励起光源に対応する入力端が接続されていた出力端と、切り替え後の励起光源に対応する入力端とを接続させるように指示する。スイッチ制御回路591は、その指示に従って、M×Kスイッチの入力端と出力端との接続を切り替える。 Further, the output monitor 581 connects the switch control circuit 591 to the output end to which the input end corresponding to the excitation light source before switching is connected and the input end corresponding to the excitation light source after switching. Instruct. The switch control circuit 591 switches the connection between the input end and the output end of the M × K switch according to the instruction.

本実施形態において、利得制御回路511〜51K、光源駆動回路561、出力モニタ581、および、スイッチ制御回路591は、例えば、それぞれ専用のプロセッサによって実現される。また、利得制御回路511〜51K、光源駆動回路561、出力モニタ581、および、スイッチ制御回路591が、それぞれの要素の機能を有する1つのプロセッサによって実現されてもよい。 In the present embodiment, the gain control circuit 511 to 51K, the light source drive circuit 561, the output monitor 581, and the switch control circuit 591 are realized by, for example, dedicated processors. Further, the gain control circuit 511 to 51K, the light source drive circuit 561, the output monitor 581, and the switch control circuit 591 may be realized by one processor having the functions of the respective elements.

第5の実施形態の光ファイバ増幅器は、入力されるそれぞれの光信号Lin1〜LinKに対して同様の処理を行う。以下、光信号Lin1を例にして、第5の実施形態の動作の例を説明する。なお、第1の実施形態で既に説明した事項については、適宜説明を省略する。 The optical fiber amplifier of the fifth embodiment performs the same processing on each input optical signal Lin1 to LinK. Hereinafter, an example of the operation of the fifth embodiment will be described by taking the optical signal Lin1 as an example. The matters already described in the first embodiment will be omitted as appropriate.

光ファイバ271に光信号Lin1が入力されると、第1の光アイソレータ311は、その光信号の伝搬方向を一定方向に制限する。 When the optical signal Lin1 is input to the optical fiber 271, the first optical isolator 311 limits the propagation direction of the optical signal to a certain direction.

帯域モニタ53は、光ファイバ271を通過する光信号Lin1の帯域をモニタし、光源駆動回路561にその帯域を通知する。 The band monitor 53 monitors the band of the optical signal Lin1 passing through the optical fiber 271 and notifies the light source drive circuit 561 of the band.

また、第1の信号強度モニタ811は、光信号Lin1の信号強度をモニタし、利得制御回路511にその信号強度を通知する。利得制御回路511は、出力される光信号Lout1の信号強度が一定になるように、第1の信号強度モニタ811から通知された光信号Lin1の信号強度と、一定とすべき信号強度との利得(すなわち、光信号Lin1の信号強度を所定の信号強度に増幅する際の利得)を算出する。利得制御回路511は、算出した利得を光源駆動回路561に通知する。 Further, the first signal strength monitor 811 monitors the signal strength of the optical signal Lin1 and notifies the gain control circuit 511 of the signal strength. The gain control circuit 511 gains between the signal strength of the optical signal Lin1 notified from the first signal strength monitor 811 and the signal strength to be constant so that the signal strength of the output optical signal Lout1 becomes constant. (That is, the gain when amplifying the signal strength of the optical signal Lin1 to a predetermined signal strength) is calculated. The gain control circuit 511 notifies the light source drive circuit 561 of the calculated gain.

光源駆動回路561は、通知された利得と帯域との積を算出し、その積に応じて、光ファイバ271に対して励起光を出力する励起光源を選択する。ここでは、光源駆動回路561が励起光源31を選択したものして説明する。 The light source drive circuit 561 calculates the product of the notified gain and the band, and selects an excitation light source that outputs excitation light to the optical fiber 271 according to the product. Here, the light source drive circuit 561 will be described with the excitation light source 31 selected.

そして、光源駆動回路561は、励起光源31に対応するM×Kスイッチ571の入力端I1と、光ファイバ271に設けられた光合波器411に対応する出力端O1とを接続させることを、スイッチ制御回路591に指示する。スイッチ制御回路591は、その指示に従って、入力端I1と出力端O1とを接続させる。 Then, the light source drive circuit 561 switches to connect the input end I1 of the M × K switch 571 corresponding to the excitation light source 31 and the output end O1 corresponding to the optical combiner 411 provided in the optical fiber 271. Instruct the control circuit 591. The switch control circuit 591 connects the input terminal I1 and the output terminal O1 according to the instruction.

さらに、光源駆動回路561は、上記の利得と帯域との積に応じた励起光出力強度で、励起光源31から励起光を出力させる。その励起光は、M×Kスイッチ571の入力端I1に入力され、出力端O1から出力される。光合波器411は、その励起光を、光信号Lin1に合成させる。この結果、光信号Lin1の信号強度は一定の信号強度に増幅され、光信号Lout1として出力される。 Further, the light source drive circuit 561 outputs excitation light from the excitation light source 31 with an excitation light output intensity corresponding to the product of the above gain and band. The excitation light is input to the input terminal I1 of the M × K switch 571 and output from the output terminal O1. The optical combiner 411 synthesizes the excitation light with the optical signal Lin1. As a result, the signal strength of the optical signal Lin1 is amplified to a constant signal strength and output as the optical signal Lout1.

このとき、第2の信号強度モニタ821は、光信号Lout1の信号強度をモニタし、利得制御回路511にその信号強度を通知する。利得制御回路511は、第2の信号強度モニタ821から通知された信号強度によって、光信号Lout1の信号強度が所定の一定値になっていることを確認する。光信号Loutの信号強度が所定の一定値になっていなければ、利得制御回路511は、以後、算出した利得を調整する。 At this time, the second signal strength monitor 821 monitors the signal strength of the optical signal Lout1 and notifies the gain control circuit 511 of the signal strength. The gain control circuit 511 confirms that the signal strength of the optical signal Lout1 is set to a predetermined constant value by the signal strength notified from the second signal strength monitor 821. If the signal intensity of the optical signal Lout is not a predetermined constant value, the gain control circuit 511 subsequently adjusts the calculated gain.

また、第2の光アイソレータ321は、光信号Lout1の伝搬方向を一定方向に制限する。 Further, the second optical isolator 321 limits the propagation direction of the optical signal Lout1 to a certain direction.

光ファイバ増幅器は、入力される他の光信号Lin2〜LinKに関しても同様の処理を行う。この結果、入力される各光信号Lin1〜LinKは、それぞれ増幅される。 The optical fiber amplifier performs the same processing for other input optical signals Lin2 to LinK. As a result, each of the input optical signals Lin1 to LinK is amplified.

また、出力モニタ581は、励起光を出力しているいずれかの励起光源から出力される励起光の励起光出力強度が、その励起光源に対して定められている励起光出力強度の範囲の境界値になると、励起光を出力させる励起光源を、その範囲の隣りの範囲に対応する励起光源に切り替えるように光源駆動回路561に指示する。光源駆動回路561は、その指示に従って、励起光を出力させる励起光源を切り替える。例えば、励起光源31から出力される励起光の励起光出力強度がR1(図2参照)になったとする。ここで、M×Kスイッチ571において、入力端I1と出力端O1とが接続されているとする。出力モニタ581は、励起光源31から出力される励起光の励起光出力強度がR1になったことに基づいて、励起光を出力する励起光源を、励起光源31から励起光源32に切り替えることを光源駆動回路561に指示する。光源駆動回路561は、励起光を出力する励起光源を、励起光源31から励起光源32に切り替える。 Further, in the output monitor 581, the excitation light output intensity of the excitation light output from any of the excitation light sources that output the excitation light is the boundary of the range of the excitation light output intensity defined for the excitation light source. When the value is reached, the light source drive circuit 561 is instructed to switch the excitation light source for outputting the excitation light to the excitation light source corresponding to the range adjacent to the range. The light source drive circuit 561 switches the excitation light source for outputting the excitation light according to the instruction. For example, it is assumed that the excitation light output intensity of the excitation light output from the excitation light source 31 becomes R1 (see FIG. 2). Here, it is assumed that the input end I1 and the output end O1 are connected in the M × K switch 571. The output monitor 581 switches the excitation light source for outputting the excitation light from the excitation light source 31 to the excitation light source 32 based on the excitation light output intensity of the excitation light output from the excitation light source 31 becoming R1. Instruct the drive circuit 561. The light source drive circuit 561 switches the excitation light source that outputs the excitation light from the excitation light source 31 to the excitation light source 32.

また、出力モニタ581は、出力端O1と切り替え後の励起光源32に対応する入力端I2とを接続させることを、スイッチ制御回路591に指示する。スイッチ制御回路591は、その指示に従い、入力端I1と出力端O1との接続を切り、M×Kスイッチ571の入力端I2と出力端O1とを接続させる。この結果、励起光源32から出力された励起光が光合波器411によって光信号Lin1に合成され、光信号Lin1の信号強度が増幅される。 Further, the output monitor 581 instructs the switch control circuit 591 to connect the output terminal O1 and the input terminal I2 corresponding to the excitation light source 32 after switching. The switch control circuit 591 disconnects the input terminal I1 and the output terminal O1 according to the instruction, and connects the input terminal I2 and the output terminal O1 of the M × K switch 571. As a result, the excitation light output from the excitation light source 32 is combined with the optical signal Lin1 by the optical combiner 411, and the signal intensity of the optical signal Lin1 is amplified.

上記の説明では、光ファイバ271に励起光を出力する励起光源の切り替えを例に説明した。他の光ファイバに励起光を出力する励起光源の切り替える場合における出力モニタ581、光源駆動回路561およびスイッチ制御回路591の動作も上記と同様である。 In the above description, switching of the excitation light source that outputs the excitation light to the optical fiber 271 has been described as an example. The operations of the output monitor 581, the light source drive circuit 561 and the switch control circuit 591 when switching the excitation light source that outputs the excitation light to another optical fiber are the same as described above.

本実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果が得られる。 Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

さらに、本実施形態によれば、複数の光信号Lin1〜LinKの信号強度を個別に増幅させることができる。 Further, according to the present embodiment, the signal intensities of the plurality of optical signals Lin1 to LinK can be individually amplified.

さらに、本実施形態の光ファイバ増幅器は、M×Kスイッチ571を備える。従って、励起光源の数の増加を防止することができる。例えば、第1の実施形態におけるN×1スイッチを用いた場合には、1本の光ファイバ毎に、N個の励起光源が必要になるため、光ファイバの本数がK本であれば、N×K個の励起光源が必要になる。本実施形態では、M×Kスイッチ571を用いるので、K<MまたはK=Mを満足していれば、K本の光ファイバに対してM個の励起光源を設ければよく、励起光源の数の増加を防止できる。 Further, the optical fiber amplifier of this embodiment includes an M × K switch 571. Therefore, it is possible to prevent an increase in the number of excitation light sources. For example, when the N × 1 switch in the first embodiment is used, N excitation light sources are required for each optical fiber. Therefore, if the number of optical fibers is K, N × K excitation light sources are required. In this embodiment, since the M × K switch 571 is used, if K <M or K = M is satisfied, M excitation light sources may be provided for K optical fibers, and the excitation light sources may be provided. The increase in number can be prevented.

また、上記の各実施形態では、光合波器を、光ファイバにおけるエルビウムイオンの添加範囲内における上流側に配置して、光ファイバ内において光信号と励起光が同一方向に伝搬する場合を例にして説明した。このような態様で光信号の信号強度を増幅する態様を前方励起と呼ぶ。 Further, in each of the above embodiments, the case where the optical combiner is arranged on the upstream side within the addition range of erbium ions in the optical fiber and the optical signal and the excitation light propagate in the same direction in the optical fiber is taken as an example. I explained. A mode for amplifying the signal intensity of an optical signal in such a mode is called forward excitation.

本発明の各実施形態は、光合波器を、光ファイバにおけるエルビウムイオンの添加範囲内における下流側に配置して、光ファイバ内において光信号の伝搬方向と、励起光の伝搬方向とが逆方向になるように、光合波器が励起光を光ファイバに入力してもよい。このような態様で光信号の信号強度を増幅する態様を後方励起と呼ぶ。本発明の各実施形態において、後方励起を採用してもよい。 In each embodiment of the present invention, the optical combiner is arranged on the downstream side within the addition range of erbium ions in the optical fiber, and the propagation direction of the optical signal and the propagation direction of the excitation light are opposite in the optical fiber. The optical combiner may input the excitation light into the optical fiber so as to be. A mode for amplifying the signal intensity of an optical signal in such a mode is called backward excitation. Backward excitation may be employed in each embodiment of the present invention.

また、各実施形態では、光ファイバにおけるエルビウムイオンの添加範囲内に光合波器を設ける場合を例にして説明した。上記の各実施形態で、光ファイバにおけるエルビウムイオンの添加範囲外に光合波器が設けられてもよい。例えば、前方励起を採用する場合では、光ファイバにおけるエルビウムイオンの添加範囲の開始位置(例えば、図1に例示する位置A)よりも上流側に光合波器が設けられてもよい。また、例えば、後方励起を採用する場合では、光ファイバにおけるエルビウムイオンの添加範囲の終了位置(例えば、図1に例示する位置B)よりも下流側に光合波器が設けられてもよい。 Further, in each embodiment, the case where the optical combiner is provided within the addition range of the erbium ion in the optical fiber has been described as an example. In each of the above embodiments, the optical combiner may be provided outside the addition range of erbium ions in the optical fiber. For example, in the case of adopting forward excitation, an optical combiner may be provided on the upstream side of the start position of the erbium ion addition range in the optical fiber (for example, the position A illustrated in FIG. 1). Further, for example, in the case of adopting backward excitation, an optical combiner may be provided on the downstream side of the end position of the addition range of erbium ions in the optical fiber (for example, the position B illustrated in FIG. 1).

また、上記の各実施形態で示した光アイソレータは、光信号の多重反射に起因する光ファイバ増幅器の発振を防止する目的で設けられる。上記の各実施形態において、光ファイバとして長尺の光ファイバを用いることで反射減衰量が高い状態が保たれている場合には、光アイソレータを設けない構成としてもよい。 Further, the optical isolators shown in the above embodiments are provided for the purpose of preventing oscillation of the optical fiber amplifier due to multiple reflection of optical signals. In each of the above embodiments, if a long optical fiber is used as the optical fiber to maintain a high reflection attenuation amount, an optical isolator may not be provided.

次に、本発明の概要について説明する。図8は、本発明の概要を示すブロック図である。本発明の光ファイバ増幅器は、光ファイバ1021と、複数の光源1031〜103Nと、光源駆動手段1061と、合成手段1041と、スイッチ1071とを備える。 Next, the outline of the present invention will be described. FIG. 8 is a block diagram showing an outline of the present invention. The optical fiber amplifier of the present invention includes an optical fiber 1021, a plurality of light sources 1031 to 103N, a light source driving means 1061, a synthesis means 1041, and a switch 1071.

光ファイバ1021(例えば、光ファイバ21、光ファイバ21a、光ファイバ271〜27K等)は、光信号を通過させ、その光信号に励起光が合成されると、その光信号の信号強度を増幅する光ファイバである。 An optical fiber 1021 (for example, an optical fiber 21, an optical fiber 21a, an optical fiber 271-27K, etc.) passes an optical signal, and when excitation light is synthesized with the optical signal, the signal intensity of the optical signal is amplified. It is an optical fiber.

光源1031〜103N(例えば、励起光源31〜3N、励起光源31〜3M等)は、励起光を出力する複数の光源であって、励起光出力強度対消費電力特性がそれぞれ異なる複数の光源である。 The light sources 1031 to 103N (for example, excitation light sources 31 to 3N, excitation light sources 31 to 3M, etc.) are a plurality of light sources that output excitation light, and are a plurality of light sources having different excitation light output intensity vs. power consumption characteristics. ..

光源駆動手段1061(例えば、光源駆動回路61、光源駆動回路561等)は、光源から励起光を出力させる。 The light source driving means 1061 (for example, the light source driving circuit 61, the light source driving circuit 561, etc.) outputs excitation light from the light source.

合成手段1041(例えば、光合波器41、光合波器41a、光合波器411〜41K等)は、光源から出力された励起光を光信号に合成させる。 The synthesizing means 1041 (for example, an optical combiner 41, an optical combiner 41a, an optical combiner 411 to 41K, etc.) synthesizes the excitation light output from the light source into an optical signal.

スイッチ1071(例えば、N×1スイッチ71、M×Kスイッチ571等)は、個々の光源毎に光源に対応する励起光の入力端を有し、励起光を合成手段1041に出力するための出力端を有する。 The switch 1071 (for example, N × 1 switch 71, M × K switch 571, etc.) has an input end of excitation light corresponding to each light source for each light source, and is an output for outputting the excitation light to the synthesis means 1041. Has an end.

そのような構成によって、高い電力利用効率を実現することができる。 With such a configuration, high power utilization efficiency can be realized.

上記の本発明の各実施形態は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下に限定されるわけではない。 Each embodiment of the present invention described above may also be described as in the appendix below, but is not limited to:

(付記1)
光信号を通過させ、前記光信号に励起光が合成されると、前記光信号の信号強度を増幅する光ファイバと、
前記励起光を出力する複数の光源であって、励起光出力強度対消費電力特性がそれぞれ異なる複数の光源と、
光源から励起光を出力させる光源駆動手段と、
前記光源から出力された励起光を前記光信号に合成させる合成手段と、
個々の光源毎に光源に対応する励起光の入力端を有し、励起光を前記合成手段に出力するための出力端を有するスイッチとを備える
ことを特徴とする光ファイバ増幅器。
(Appendix 1)
An optical fiber that amplifies the signal intensity of the optical signal when the excitation light is synthesized with the optical signal after passing the optical signal.
A plurality of light sources that output the excitation light, and a plurality of light sources having different excitation light output intensity vs. power consumption characteristics.
A light source driving means that outputs excitation light from the light source,
A synthesis means for synthesizing the excitation light output from the light source into the optical signal,
An optical fiber amplifier comprising an input end of excitation light corresponding to a light source for each individual light source, and a switch having an output end for outputting the excitation light to the synthesis means.

(付記2)
スイッチにおいて出力端に接続させる入力端を制御するスイッチ制御手段を備え、
光源から出力される励起光の励起光出力強度をモニタし、前記励起光出力強度が、前記光源に対して定められている励起光出力強度の範囲の境界値となったときに、光源駆動手段に、励起光を出力させる光源の切り替えを指示するとともに、前記スイッチ制御手段に、切り替え後の光源に対応する入力端を出力端に接続させるように指示する切り替え指示手段を備える
付記1に記載の光ファイバ増幅器。
(Appendix 2)
A switch control means for controlling the input end connected to the output end of the switch is provided.
The excitation light output intensity of the excitation light output from the light source is monitored, and when the excitation light output intensity reaches a boundary value within the range of the excitation light output intensity defined for the light source, the light source driving means. 2. The switch control means is provided with a switching instruction means for instructing the switch control means to connect the input end corresponding to the light source after the switching to the output end, as well as instructing the switching of the light source for outputting the excitation light. Optical fiber amplifier.

(付記3)
複数の光源は、それぞれペルチエ冷却器を備え、個々の光源に対応する個々のペルチエ冷却器の最大吸熱量はそれぞれ異なる
付記1または付記2に記載の光ファイバ増幅器。
(Appendix 3)
The optical fiber amplifier according to Appendix 1 or Appendix 2, wherein each of the plurality of light sources is provided with a Pertier cooler, and the maximum heat absorption of each Pertier cooler corresponding to each light source is different.

(付記4)
光ファイバに入力される光信号の信号強度と、所定の信号強度との利得を算出する利得算出手段と、
光ファイバに入力される光信号における、信号伝達に用いられる帯域をモニタする帯域モニタ手段とを備え、
光源駆動手段は、少なくとも前記帯域に基づいて、励起光を出力させる光源を選択し、前記光源から、前記利得と前記帯域との積に応じた励起光出力強度で、励起光を出力させる
付記1から付記3のうちのいずれかに記載の光ファイバ増幅器。
(Appendix 4)
A gain calculation means for calculating the gain between the signal strength of an optical signal input to an optical fiber and a predetermined signal strength, and
It is provided with a band monitoring means for monitoring the band used for signal transmission in the optical signal input to the optical fiber.
The light source driving means selects a light source to output the excitation light based on at least the band, and outputs the excitation light from the light source with the excitation light output intensity corresponding to the product of the gain and the band. The optical fiber amplifier according to any one of Appendix 3.

(付記5)
光ファイバに入力される光信号の信号強度と、所定の信号強度との利得を算出する利得算出手段と、
光ファイバに入力される光信号における、信号伝達に用いられる帯域をモニタする帯域モニタ手段とを備え、
光源駆動手段は、前記利得と前記帯域との積に基づいて、励起光を出力させる光源を選択し、前記光源から、前記利得と前記帯域との積に応じた励起光出力強度で、励起光を出力させる
付記1から付記4のうちのいずれかに記載の光ファイバ増幅器。
(Appendix 5)
A gain calculation means for calculating the gain between the signal strength of an optical signal input to an optical fiber and a predetermined signal strength, and
It is provided with a band monitoring means for monitoring the band used for signal transmission in the optical signal input to the optical fiber.
The light source driving means selects a light source that outputs excitation light based on the product of the gain and the band, and excite light from the light source with an excitation light output intensity corresponding to the product of the gain and the band. The optical fiber amplifier according to any one of Supplementary note 1 to Supplementary note 4.

(付記6)
1本のコアを有する1本の光ファイバを備え、
光源駆動手段は、励起光を出力させる光源を1つ選択する
付記4または付記5に記載の光ファイバ増幅器。
(Appendix 6)
With one optical fiber with one core
The optical fiber amplifier according to Appendix 4 or Appendix 5, wherein the light source driving means selects one light source for outputting excitation light.

(付記7)
合成手段は、コア個別方式によって、光信号に励起光を合成させる
付記6に記載の光ファイバ増幅器。
(Appendix 7)
The optical fiber amplifier according to Appendix 6, wherein the synthesizing means synthesizes excitation light with an optical signal by a core individual method.

(付記8)
複数本のコアを有する1本の光ファイバを備え、
光源駆動手段は、励起光を出力させる光源を1つ選択する
付記4または付記5に記載の光ファイバ増幅器。
(Appendix 8)
Equipped with one optical fiber with multiple cores,
The optical fiber amplifier according to Appendix 4 or Appendix 5, wherein the light source driving means selects one light source for outputting excitation light.

(付記9)
合成手段は、クラッド一括方式によって、光信号に励起光を合成させる
付記8に記載の光ファイバ増幅器。
(Appendix 9)
The optical fiber amplifier according to Appendix 8, wherein the synthesizing means synthesizes excitation light with an optical signal by a clad batch method.

(付記10)
1本のコアを有する複数本の光ファイバを備え、
光ファイバ毎に合成手段を備え、
スイッチは、個々の合成手段毎に合成手段に対応する出力端を有し、
光源駆動手段は、光ファイバ毎に、励起光を出力させる光源を1つ選択する
付記4または付記5に記載の光ファイバ増幅器。
(Appendix 10)
Equipped with multiple optical fibers with one core,
Each optical fiber is equipped with a synthesis means
The switch has an output end corresponding to the synthesis means for each individual synthesis means.
The optical fiber amplifier according to Appendix 4 or Appendix 5, wherein the light source driving means selects one light source for outputting excitation light for each optical fiber.

(付記11)
光ファイバは、希土類イオンが添加された光ファイバである
付記1から付記10のうちのいずれかに記載の光ファイバ増幅器。
(Appendix 11)
The optical fiber amplifier according to any one of Appendix 1 to Appendix 10, wherein the optical fiber is an optical fiber to which rare earth ions are added.

(付記12)
付記6または付記7に記載の光ファイバ増幅器を複数備え、
それぞれの光ファイバ増幅器内の光ファイバ内のコアに対応する複数のコアを含み、複数の光ファイバ増幅器の外部に設けられる1本の外部光ファイバを備え、
前記外部光ファイバに対して励起光を出力する1つの外部光源を備える
ことを特徴とする光ファイバ増幅システム。
(Appendix 12)
A plurality of optical fiber amplifiers according to Appendix 6 or Appendix 7 are provided.
It includes a plurality of cores corresponding to the cores in the optical fiber in each optical fiber amplifier, and includes one external optical fiber provided outside the plurality of optical fiber amplifiers.
An optical fiber amplification system including one external light source that outputs excitation light to the external optical fiber.

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記の実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。 Although the invention of the present application has been described above with reference to the embodiments, the invention of the present application is not limited to the above-described embodiment. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made within the scope of the present invention in terms of the structure and details of the present invention.

この出願は、2017年6月28日に出願された日本特許出願2017−126622を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。 This application claims priority on the basis of Japanese Patent Application 2017-126622 filed on June 28, 2017, and incorporates all of its disclosures herein.

産業上の利用の可能性Possibility of industrial use

本発明は、光信号の信号強度を増幅させる光ファイバ増幅器および光ファイバ増幅システムに好適に適用される。 The present invention is suitably applied to an optical fiber amplifier and an optical fiber amplification system that amplify the signal intensity of an optical signal.

1 第1の信号強度モニタ
2 第2の信号強度モニタ
3 帯域モニタ
11 第1の光アイソレータ
12 第2の光アイソレータ
21 光ファイバ
31〜3N 励起光源
41 光合波器
51 利得制御回路
61 光源駆動回路
71 スイッチ
81 出力モニタ
91 スイッチ制御回路
1 1st signal intensity monitor 2 2nd signal intensity monitor 3 Band monitor 11 1st optical isolator 12 2nd optical isolator 21 Optical fiber 31 to 3N excitation light source 41 Optical combiner 51 Gain control circuit 61 Light source drive circuit 71 Switch 81 Output monitor 91 Switch control circuit

Claims (9)

光信号を通過させ、前記光信号に励起光が合成されると、前記光信号の信号強度を増幅する光ファイバと、
前記励起光を出力する複数の光源であって、励起光出力強度対消費電力特性がそれぞれ異なる複数の光源と、
光源から励起光を出力させる光源駆動手段と、
前記光源から出力された励起光を前記光信号に合成させる合成手段と、
個々の光源毎に光源に対応する励起光の入力端を有し、励起光を前記合成手段に出力するための出力端を有するスイッチと
前記スイッチにおいて出力端に接続させる入力端を制御するスイッチ制御手段と、
光源から出力される励起光の励起光出力強度をモニタし、前記励起光出力強度が、前記光源に対して定められている励起光出力強度の範囲の境界値となったときに、前記光源駆動手段に、励起光を出力させる光源の切り替えを指示するとともに、前記スイッチ制御手段に、切り替え後の光源に対応する入力端を出力端に接続させるように指示する切り替え指示手段とを備える
ことを特徴とする光ファイバ増幅器。
An optical fiber that amplifies the signal intensity of the optical signal when the excitation light is synthesized with the optical signal after passing the optical signal.
A plurality of light sources that output the excitation light, and a plurality of light sources having different excitation light output intensity vs. power consumption characteristics.
A light source driving means that outputs excitation light from the light source,
A synthesis means for synthesizing the excitation light output from the light source into the optical signal,
A switch having an input end of excitation light corresponding to the light source for each individual light source and an output end for outputting the excitation light to the synthesis means .
A switch control means for controlling an input end connected to an output end in the switch,
The excitation light output intensity of the excitation light output from the light source is monitored, and when the excitation light output intensity reaches a boundary value within the range of the excitation light output intensity defined for the light source, the light source drive is performed. The means is provided with a switching instruction means for instructing the switching of the light source for outputting the excitation light and instructing the switch control means to connect the input end corresponding to the light source after the switching to the output end. Optical fiber amplifier.
複数の光源は、それぞれペルチエ冷却器を備え、個々の光源に対応する個々のペルチエ冷却器の最大吸熱量はそれぞれ異なる
請求項1に記載の光ファイバ増幅器。
Each of the multiple light sources has a Pertier cooler, and the maximum heat absorption of each Pertier cooler corresponding to each light source is different.
The optical fiber amplifier according to claim 1.
光ファイバに入力される光信号の信号強度と、所定の信号強度との利得を算出する利得算出手段と、
光ファイバに入力される光信号における、信号伝達に用いられる帯域をモニタする帯域モニタ手段とを備え、
光源駆動手段は、少なくとも前記帯域に基づいて、励起光を出力させる光源を選択し、前記光源から、前記利得と前記帯域との積に応じた励起光出力強度で、励起光を出力させる
請求項1または請求項2に記載の光ファイバ増幅器。
A gain calculation means for calculating the gain between the signal strength of an optical signal input to an optical fiber and a predetermined signal strength, and
It is provided with a band monitoring means for monitoring the band used for signal transmission in the optical signal input to the optical fiber.
The light source driving means selects a light source to output the excitation light based on at least the band, and outputs the excitation light from the light source with the excitation light output intensity corresponding to the product of the gain and the band.
The optical fiber amplifier according to claim 1 or 2.
光ファイバに入力される光信号の信号強度と、所定の信号強度との利得を算出する利得算出手段と、
光ファイバに入力される光信号における、信号伝達に用いられる帯域をモニタする帯域モニタ手段とを備え、
光源駆動手段は、前記利得と前記帯域との積に基づいて、励起光を出力させる光源を選択し、前記光源から、前記利得と前記帯域との積に応じた励起光出力強度で、励起光を出力させる
請求項1から請求項のうちのいずれか1項に記載の光ファイバ増幅器。
A gain calculation means for calculating the gain between the signal strength of an optical signal input to an optical fiber and a predetermined signal strength, and
It is provided with a band monitoring means for monitoring the band used for signal transmission in the optical signal input to the optical fiber.
The light source driving means selects a light source that outputs excitation light based on the product of the gain and the band, and excite light from the light source with an excitation light output intensity corresponding to the product of the gain and the band. The optical fiber amplifier according to any one of claims 1 to 3.
前記光ファイバは、1本のコアを有する1本の光ファイバであり
光源駆動手段は、励起光を出力させる光源を1つ選択する
請求項または請求項に記載の光ファイバ増幅器。
It said optical fiber is a single optical fiber having a single core,
The optical fiber amplifier according to claim 3 or 4 , wherein the light source driving means selects one light source for outputting excitation light.
前記光ファイバは、複数本のコアを有する1本の光ファイバであり
光源駆動手段は、励起光を出力させる光源を1つ選択する
請求項または請求項に記載の光ファイバ増幅器。
It said optical fiber is a single optical fiber having a plurality of cores,
The optical fiber amplifier according to claim 3 or 4 , wherein the light source driving means selects one light source for outputting excitation light.
前記光ファイバは、1本のコアを有する複数本の光ファイバであり
光ファイバ毎に合成手段を備え、
スイッチは、個々の合成手段毎に合成手段に対応する出力端を有し、
光源駆動手段は、光ファイバ毎に、励起光を出力させる光源を1つ選択する
請求項または請求項に記載の光ファイバ増幅器。
It said optical fiber is a plurality of optical fibers having a single core,
Each optical fiber is equipped with a synthesis means
The switch has an output end corresponding to the synthesis means for each individual synthesis means.
The optical fiber amplifier according to claim 3 or 4 , wherein the light source driving means selects one light source for outputting excitation light for each optical fiber.
前記光ファイバは、希土類イオンが添加された光ファイバである
請求項1から請求項のうちのいずれか1項に記載の光ファイバ増幅器。
The optical fiber amplifier according to any one of claims 1 to 7 , wherein the optical fiber is an optical fiber to which rare earth ions are added.
請求項に記載の光ファイバ増幅器を複数備え、
それぞれの光ファイバ増幅器内の光ファイバ内のコアに対応する複数のコアを含み、複数の光ファイバ増幅器の外部に設けられる1本の外部光ファイバを備え、
前記外部光ファイバに対して励起光を出力する1つの外部光源を備える
ことを特徴とする光ファイバ増幅システム。
A plurality of optical fiber amplifiers according to claim 5 are provided.
It includes a plurality of cores corresponding to the cores in the optical fiber in each optical fiber amplifier, and includes one external optical fiber provided outside the plurality of optical fiber amplifiers.
An optical fiber amplification system including one external light source that outputs excitation light to the external optical fiber.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6904108B2 (en) * 2017-06-28 2021-07-14 日本電気株式会社 Fiber optic amplifier and fiber optic amplification system
WO2023017585A1 (en) * 2021-08-11 2023-02-16 日本電気株式会社 Optical amplification system, optical amplification method, and storage medium

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3631354B2 (en) * 1997-07-01 2005-03-23 三菱電機株式会社 Optical amplifier
JP4821037B2 (en) * 2000-08-25 2011-11-24 富士通株式会社 Optical amplifier and Raman pump light source using Raman amplification
DE10153744B4 (en) * 2001-10-31 2008-02-28 Nokia Siemens Networks Gmbh & Co.Kg Pump source with multiple pump lasers for Raman amplification of a WDM signal with minimized four-wave mixing
JP2006173526A (en) * 2004-12-20 2006-06-29 Topcon Corp Solid laser equipment
JP5481977B2 (en) * 2009-07-10 2014-04-23 富士通株式会社 Temperature control method, temperature control apparatus, and optical device
JP5643418B2 (en) * 2010-03-16 2014-12-17 オーエフエス ファイテル,エルエルシー Multi-core fiber for transmission and amplification, and mechanism for emitting pump light to amplifier core
JP5614327B2 (en) * 2011-02-24 2014-10-29 日本電気株式会社 Optical amplifier controller
JP5785475B2 (en) * 2011-11-02 2015-09-30 日本電信電話株式会社 Optical amplifier system and optical amplification method
JP5767147B2 (en) * 2011-11-07 2015-08-19 日本電信電話株式会社 Optical amplifier system and optical amplification method
JP2015200728A (en) * 2014-04-07 2015-11-12 富士通株式会社 Optical branch unit, optical amplification device, and optical amplification method
JP6482126B2 (en) * 2015-07-31 2019-03-13 日本電信電話株式会社 Optical amplifier

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