JPH04204719A - 光増幅器出力安定化方法及びそれを用いた光増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 、　　本発明は波長多重光伝送システムにおいて使用さ
れる光増幅器の出力安定化装置に関する。

【従来の技術〕

従来、光増幅器の出力安定化方式については、文献「電
子情報通信学会、技術研究報告、光通信システム０Ｃ３
８９−３２、山本周他（１９８９年）」、第６７頁〜第
７２頁に記載されているように、光増幅器出力の一部を
検知し、この値が一定となるように光増幅器の注入電流
を変化させろことにより制御している。第７図は、従来
の光増幅器出力安定化装置の構成図である。入力光は光
増幅器１により増幅された後、分岐器５へ送出される。 この分岐器５では光増幅器ｌの増幅光を一部分岐して光
電変換器３により電気信号とする。 利得制御回路４では、光電変換器３の出力が一定となる
ように光増幅器１の利得を制御する。 ［発明が解決しようとする課題］ 上記従来知られている光増幅器出力安定化装置は、単一
光波長信号を用いた光伝送システムにおいて、光増幅器
の利得変動に対して、出力光強度を安定化させる場合に
は有効である。しかし、複数の光波長の信号を用いた波
長多重光伝送システムにおいては、各チャネルの信号に
対する利得が一定となることが要求されるが、一般に、
光増幅器の利得は波長に対して異なるため、従来方式で
は、各チャネルの出力を一定に制御することは不可能で
あった。このため、次段に光増幅器を縦続接続する場合
、特に、光増幅器を光中継器として光伝送路中に多段接
続する場合には、利得が必要以上に大きなチャネルが原
因で、光増幅器や光受信器の利得飽和による波形歪が引
き起こされ、伝送特性が劣化する問題があった。各段の
光増幅器がほぼ同じ波長依存性を有するため、利得の波
長依存性が累積され、過大な光電力を持つチャネルはま
すます強調され波形歪の増大による伝送不能等の致命的
な問題を生じる。 本発明の目的は、光増幅器の利得が最大となる波長帯の
単一または複数チャネルを選択的に検知することにより
、光増幅器の出力或いは利得を一定に保つと共に、光波
長の異なる各チャネルに対して出力信号の平坦化を可能
とする光増幅器出力安定化装置を実現することである。 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するため、本発明の光増幅器出力安定化
装置では、光増幅器出力のうち、利得の最も高くなる波
長の単一または複数チャネルの増幅信号光の一部を検知
し、この検知出力を用いて光増幅器出力が一定となるよ
うに、注入電流或いは温度調節等の手段を用い、光増幅
器の利得を制御するようにした。 Ｅ作用〕 上述の本発明による光増幅器出力安定化装置では、光増
幅器出力の大きなチャネルの信号の一部を検出して、こ
れを一定にするように光増幅器の利得を制御する。光増
幅器の利得変動による出力変動は、各チャネルに対して
同様であるため、ある特定のチャネルのみを選択して光
増幅器出力が一定となるように、光増幅器の利得を制御
した場合でも、光増幅器の各チャネル出力を安定化でき
る。また、光電力の大きなチャネルの信号の一部を利得
制御に用いて減衰させるため、光波長に対する光増幅器
利得を等測的に光波長に対して平坦化し、光波長の異な
る各チャネルの信号の光出力を一様化できる。さらに、
不必要に大きな特定のチャネルの光信号電力が原因で発
生する、次段の光増幅器の利得飽和や光受信器の利得飽
和による伝送特性劣化を回避できる。 ［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。 第１図は本発明による光増幅器出力安定化装置の第１の
実施例の構成図である。上記光増幅器出力安定化装置の
入力光は、波長多重信号光であり、異なった光波長（λ
１．λ３．・・・λｎ）の複数のチャネルからなる。ま
た、これらの各チャネルの入力光電力レベルは一般的に
ほぼ同じである。これらの入力光は光増幅器ｌにより一
括増幅された後、分波／分岐器２へ送出される。この光
増幅器１は、光波長λ、〜λｎのチャネルに対して、は
ぼ平坦な利得特性を有し、光波長λ、のチャネル１に対
してのみ数ｄＢ程度高い利得を有する。第２図（ａ）。 （ｂ）に分波／分岐器２の構成を示す。第２図（ａ）の
構成要素は、分波器２１、分岐器２２、合波器２３及び
全反射ミラー２４である。入力としては、光波長λ３〜
λｎから成る１１個のチャネルの光信号である。この入
力信号はまず、分波器２１により光波長λ、の信号と光
波長λ４〜λＩ】の信号とに分波される、分波された光
波長λ、の信号電力は、分岐器２２により分岐され一部
はモニタ出力として取り出される。もう一方の分岐器２
２出力は全反射ミラー２４により光路を変更した後、合
波器２３に入力される。合波器２３では、分波器２１か
ら出力された光波長λ３〜・λｎの信号と分岐器２２か
ら出力された光波長λ１の信号とが合波され、出力され
る。第２図（ｂ）の構成要素は干渉膜フィルタ２５のみ
であるが、機能としては第２図（ａ）と同様である。入
力としては、光波長＾１〜λｎから成るｎ個のチャネル
の光信号である。この入力信号は干渉膜フィルタ２５に
入射され、光波長λ、の信号と光波長λ１〜λＤの信号
とに分波される。このとき、光波長λ１　の信号電力が
、一部分だけ反射され、残りの信号電力は他の光波長λ
、〜λｎの信号と共に出力されるような特性を持つ干渉
膜フィルタを使用する。また、この干渉膜フィルタは、
同じ機能を有する回折格子で代用することも出来る。し
たがって、分波／分岐器２では光増幅器１の利得が最も
高いチャネル１の増幅光のみを分波し、その一部を分岐
したモニタ出力が得られる。チャネル１の光電力のうち
モニタ出力として取り出されなかった光電力はそのまま
ほかのチャネルと共に出力される。分波／分岐器２の出
力は光増幅器１の出力が最も大きかったチャネル１の光
電力が一部分波されているため減衰し、波長分岐比を調
整することでチャネル１を他のチャネルの光電力レベル
に合わせることができる。一方、分波／分岐器２のモニ
タ出力からはチャネルｌの光電力の一部だけが取り出さ
れ光電変換器３により電気信号に変換される。利得制御
回路４では、光電変換器３の出力が一定となるように光
増幅器１の利得を制御する。光増幅器ｌの利得制御は、
光フアイバ増幅器の場合は励起光源の注入電流、半導体
光増幅器の場合は増幅器の注入電流にフィードバックす
ることにより可能であり、波長の異なる全チャネルに対
する利得制御が同時にできる。第３図（ａ）はエルビウ
ム°ドープ光ファイバ増幅器の典型的な利得特性（波長
依存性）を示す。この図のように、特定の光波長λ１の
チャネル１だけが高い利得であるときでも、第１図に示
した実施例によれば全チャネルの光出力を安定化できる
と共に、第３図（ｂ）のように各チャネルに対して光出
力の平坦化を行うことができる。 第４図に本発明による光増幅器出力安定化装置の第２の
実施例の構成図を示す。上記光増幅器出力安定化装置の
入力光は、波長多重信号光であり異なった光波長（λ１
．λ、、・・・λｎ）の複数のチャネルからなる。この
入力光は分波／分岐器２ａを経て光増幅器１により一括
増幅された後、分波／分岐器２ｂへ送出される。この分
波／分岐器２ａ及び２ｂでは光増幅器１の利得が最も高
いチャネル（ここでは光波長λ１のチャネルｌとする）
の増幅光を一部分波する。分波／分岐器２ａ及び２ｂの
出力は光増幅器１の利得が最も高いチャネルｌの光電力
が一部分波されているため減衰し２、分配比を調整する
ことで、出力光を他のチャネルの光電力レベルに合わせ
ることができる。一方、分波／分岐器２ａ及び２ｂのモ
ニタ出力からはチャネルｌの光電力の一部だけが取り出
されそれぞれ光電変換器３ａ及び３ｂにより電気信号と
する。 利得制御回路４′では、光電変換器３ｂと光電変換器３
ａの出力比が一定となるように光増幅器１の利得を制御
する。第４図に示した実施例によれば全チャネルに対す
る光増幅器の利得を安定化できると共に、各チャネルに
対して利得の平坦化を行うことができる。 第５図は本発明による光増幅器出力安定化装置の第４の
実施例の構成図である。上記光増幅器出力安定化装置の
入力光は、波長多重信号光であり異なった光波長（λ１
．λ１．・・・λｎ）の複数のチャネルからなる。この
入力光は光増幅器１により一括増幅された後、分波／分
岐器２ｃへ送出される。 この分波／分岐器２ｃでは光増幅器ｌの利得が最も高い
波長帯の複数チャネル（ここでは光波長λ１〜λ、のチ
ャネル１〜３とする）の増幅光を一部分波する。分波／
分岐器２ｃの出力は光増幅器ｌの出力が最も大きかった
波長帯のチャネルｌ〜３の光電力が一部分波されている
ため滅哀し、分岐比を調整することで他のチャネルの光
電力レベルに合わせることができる。一方、分波／分岐
器２ｃのモニタ出力からはチャネル１〜３の光電力の一
部だけが取り出され光電変換器３により電気信号とする
。利得制御回路４では、光電変換器３の出力が一定とな
るように光増幅器１の利得を制御する。第６図（ａ）の
ように、特定の光波長λ、〜λ、の複数のチャネル１〜
３だけが高い利得であるときでも、第５図に示した実施
例によれば全チャネルの光出力を安定化できると共に、
第６図（ｂ）のように各チャネルに対して光出力の平坦
化を行うことができる。 〔発明の効果〕 本発明によれば、光増幅器出力の大きなチャネルの信号
の一部を検出して光増幅器出力が一定となるように、光
増幅器の利得を制御するするため、光増幅器に波長依存
性がある場合でも、光波長に対する光増幅器利得を等測
的に平坦化して、光波長の異なる各チャネルの信号の光
出力を一様化して各チャネル８力を同時に安定化できる
。さらに、不必要に大きな特定のチャネルの光信号電力
力＜原因で発生する、次段の光増幅器の利得飽和や光受
信器の利得飽和による伝送特性劣化を回避できる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光増幅器出力安定化装置の一実施
例の構成図、第２図は分波／分岐器の構成図、第３図は
エルビウム・ドープ光フアイバ増幅器の典型的な利得特
性図及び本発明により平坦化された利得特性図、第４図
は本発明による光増幅器出力安定化装置の第２の実施例
の構成図、第５図は本発明による光増幅器出力安定化装
置の第３の実施例の構成図、第６図は光増幅器の他の利
得特性図及び本発明により平坦化された利得特性図、第
７図は従来の光増幅器出力安定化装置の構成図である。 ■・・・光増幅器、２・・・分波／分岐器、２ａ・・・
分波／分岐器、２ｂ・・・分波／分岐器、２Ｃ・・・分
波／分岐器、３・・・光電変換器、４，４′・・・利得
制御回路、５・・・分岐器、２１・・・分派器、２２川
分岐器、２３・・・合波器、２４・・・全反射ミラー、
２５・・・干渉膜フ第　　１　　図 ！ 纂　２　図 承　３　図 尤１長 （レフ 尤・及夫 ■　５　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光増幅器を用いた波長多重光伝送システムにおいて
   、該光増幅器の利得が最も高い波長の単一チャネルの増
   幅光電力を分波かつ分岐して検知し、この検知出力を安
   定化することにより、光増幅器出力を安定化させるべく
   利得制御を行うことを特徴とする光増幅器出力安定化方
   法。 ２、特許請求の範囲第１項において述べた光増幅器出力
   安定化方法を用いた光増幅装置。 ３、特許請求の範囲第２項において述べた光増幅光増幅
   装置を用いた光伝送システム。 ４、光増幅装置を用いた波長多重光伝送システムにおい
   て、該光増幅装置が光増幅器、分波／分岐器、光電変換
   器、及び利得制御回路からなり、該光増幅器の利得が最
   も高い波長の単一チャネルの増幅光電力を該分波／分岐
   器により分波かつ分岐して光電変換器で検知し、この検
   知出力を用いて該利得制御回路により該光増幅器出力を
   安定化させるべく利得制御を行い、上記単一チャネルの
   該光増幅装置出力光が他チャネルの出力光と同じレベル
   になるべく該分波／分岐器の波長分岐比が調整されてい
   ることを特徴とする光増幅器出力安定化装置。 ５、特許請求の範囲第４項において述べた光増幅光増幅
   装置を用いた光伝送システム。 ６、光増幅器を用いた波長多重光伝送システムにおいて
   、該光増幅器の利得が最も高い波長帯の複数チャネルの
   増幅光電力を分波かつ分岐し、この検知出力を安定化す
   ることにより、光増幅器出力を安定化させるべく利得制
   御を行うことを特徴とする光増幅器出力安定化方法。 ７、特許請求の範囲第６項において述べた光増幅器出力
   安定化方法を用いた光増幅装置。 ８、特許請求の範囲第７項において述べた光増幅光増幅
   装置を用いた光伝送システム。 ９、光増幅装置を用いた波長多重光伝送システムにおい
   て、該光増幅装置が光増幅器、分波／分岐器、光電変換
   器、及び利得制御回路からなり、該光増幅器の利得が最
   も高い気の利得が最も高い波長帯の複数チャネルの増幅
   光を分波かつ分岐して光電変換器で検知し、この検知出
   力を用いて該利得制御回路により該光増幅器出力を安定
   化させるべく利得制御を行い、上記複数チャネルの該光
   増幅装置出力光が他チャネルの出力光と同じレベルにな
   るべく該分波／分岐器の波長分岐比が調整されているこ
   とを特徴とする光増幅器出力安定化装置。 １０、特許請求の範囲第９項において述べた光増幅光増
   幅装置を用いた光伝送システム。