JPH04235423A - 光増幅中継装置の光出力電力制御方法並びに該方法の実施に使用する光送信装置、光増幅中継装置及び光増幅中継システム - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光増幅中継装置の光出力
電力制御方法並びに該方法の実施に使用する光送信装置
、光増幅中継装置及び光増幅中継システムに関する。

【０００２】光増幅中継装置は再生中継装置と異なり信
号の透過性を有しているので、光通信システムにおいて
複数の光増幅中継装置が使用されている場合には、送信
装置から送出した信号はそのままの形で全ての中継装置
に伝達される。このため、監視制御のために主信号に重
畳した信号は、各中継装置で検出、再生及び主信号への
再重畳を行うことなく次々に中継されていき、特に監視
制御信号の伝送について回路を付加する必要はない。こ
のことを利用して、光増幅中継装置を送信装置から遠隔
制御する方法が検討されている。

【０００３】また、光増幅中継装置はビットレートフリ
ーであり、端局装置（光送信装置及び光受信装置）を置
き換えることにより伝送信号のビットレートを容易に上
げることができる。この場合、システムの十分な特性を
得ようとすると、光増幅中継装置における出力電力や受
信電力等のレベル配分を再構成する必要がある。特に、
海底中継方式が採用されている場合には、中継装置を直
接調整することが困難であるため、光増幅中継装置を端
局装置から遠隔制御する方法の実現が要望されている。 さらに、障害によるある程度のファイバ損失の増大であ
れば、障害点の前段の光増幅中継装置の出力電力を増大
することにより障害を救済することができる。

【０００４】

【従来の技術】図８は従来の光増幅中継装置の構成例を
示すブロック図である。この図を用いて従来の光増幅中
継装置の光出力電力制御方法を説明する。

【０００５】光伝送路により伝送された信号光は、励起
光源２からの励起光と光合波回路４で合波され、この合
波された光が希土類元素をドープしてなる光ファイバ（
希土類ドープファイバ）６を通る間に信号光の増幅がな
される。この増幅された信号光は、光分岐回路８で分岐
され、一方は出力光信号として下流側の光伝送路に送出
される。光分岐回路８で分岐された他方の光は、光−電
気変換回路１０で電気信号に変換され、パイロット信号
検出回路１２において、主信号に重畳されたパイロット
信号が検出される。検出されたパイロット信号の振幅は
、基準電源１４からの基準電圧と比較回路１６で比較さ
れ、パイロット信号の振幅が一定になるように、励起光
源の駆動回路１８に制御信号が送られる。駆動回路１８
は、入力された制御信号に基づいて、半導体レーザ等か
らなる励起光源のバイアス電流を調整し、光ファイバア
ンプにおける利得を制御する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来技術によると、光
の反射や信号のスペクトル分布等の影響により、信号光
の光電力とパイロット信号の振幅が必ずしも同じように
変化しないことがあり、光出力電力の安定度が低いとい
う問題があった。

【０００７】また、複数の光増幅中継装置を個別に制御
するためには、複数の異なる周波数のパイロット信号を
主信号に重畳することが要求されるが、主信号へ与える
影響（パワペナルティ等）を考慮すると、複数のパイロ
ット信号の主信号への重畳は事実上困難である。

【０００８】本発明はこのような点に鑑みて創作された
もので、光増幅中継装置の光出力電力を制御するに際し
て、光出力電力の安定度を高め、且つ複数の光増幅中継
装置に対する制御を容易にすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の光増幅中継装置
の光出力電力制御方法は、光送信装置において、主信号
により変調された信号光を、該主信号より低速であって
制御信号により符号化されたキャリアにより変調するス
テップと、光増幅中継装置において、光出力電力を検出
し、該検出値が上記制御信号を復号化して得られる光出
力電力設定値に一致するように光増幅器の利得を制御す
るステップとを含んでなる。

【００１０】本発明方法の実施に使用する光送信装置の
構成として、２つの構成が提供される。

【００１１】図１は本発明の光送信装置の第１の構成を
示す図である。

【００１２】この光送信装置は、電気−光変換器２０と
、主信号に基づき上記電気−光変換器２０を強度変調駆
動する駆動回路２２と、主信号より低速なキャリアを発
生するキャリア発生回路２４と、該キャリアを制御信号
により符号化する符号化回路２６と、該符号化されたキ
ャリアを上記主信号に重畳するキャリア重畳回路２８と
を備えて構成される。

【００１３】図２は本発明の光送信装置の第２の構成を
示す図である。

【００１４】この光送信装置は、電気−光変換器２０と
、主信号に基づき上記電気−光変換器２０を強度変調駆
動する駆動回路２２と、主信号より低速なキャリアを発
生するキャリア発生回路２４と、該キャリアを制御信号
により符号化する符号化回路２６と、該符号化されたキ
ャリアに基づき上記電気−光変換器２０からの光を強度
変調する外部変調器３０とを備えて構成される。

【００１５】図３は本発明方法の実施に使用する光増幅
中継装置の構成を示す図である。

【００１６】この光増幅中継装置は、信号光を増幅する
光増幅器３２と、該光増幅器３２からの光を分岐する光
分岐回路３４と、該光分岐回路３４により分岐された光
の一方を光−電気変換する光−電気変換器３６と、該光
−電気変換器３６の出力に基づき光出力電力を検出する
光出力電力検出回路３８と、上記光−電気変換器３６の
出力に含まれる制御信号を復号化して得られる光出力電
力設定値と上記光出力電力検出回路３８で検出された光
出力電力とが一致するように上記光増幅器３２の利得を
制御する利得制御回路４０とを備えて構成される。

【００１７】本発明の光増幅中継システムは、図４に示
すように、本発明の第１又は第２の構成に係る光送信装
置４２と、光送信装置４２からの信号光を受信側に伝送
する光伝送路４４と、光伝送路４４の途中に単一又は複
数設けられた本発明の光増幅中継装置４６とを備えて構
成される。

【００１８】

【作用】本発明方法においては、主信号よりも低速なキ
ャリアを制御信号により符号化し、この符号化されたキ
ャリアにより、強度変調された信号光をさらに変調する
ようにしている。ここで、上記制御信号は、各中継装置
に割り当てられたアドレスや光出力電力の設定値につい
ての情報を含むデジタル信号である。従って、光増幅中
継装置において、制御信号を復号化して光出力電力設定
値を得、光出力電力の検出値が光出力電力設定値に一致
するように光増幅器の利得を制御すると、光増幅中継装
置の光出力電力の直接の制御が可能になり、従来のよう
にパイロット信号を用いた制御と比較して、光出力電力
の安定度が高まる。また、複数の光増幅中継装置につい
ての制御信号を伝送するのは容易であり、パワーペナル
ティの増大等の悪影響を生じさせることなしに、複数の
光増幅中継装置に対する制御を容易に行うことができる
ようになる。

【００１９】

【実施例】以下本発明の実施例を説明する。

【００２０】本発明の光送信装置の第１又は第２の構成
を実施する場合、電気−光変換器２０としては、半導体
レーザを用いることができる。この場合、半導体レーザ
を発振しきい値近傍に電流バイアスしておき、主信号と
しての電流パルスを上記電流バイアスに重畳することに
よって、この半導体レーザを駆動することができる。主
信号のビットレートが例えば１Ｇｂｉｔｓ／ｓである場
合、キャリアの周波数は例えば数百ＫＨｚに設定するこ
とができる。

【００２１】キャリアを符号化する制御信号は、光増幅
中継装置の光出力電力設定値や制御対象となる光増幅中
継装置を特定するためのアドレスに関するものである。

【００２２】第２の構成における外部変調器３０として
は、例えばマッハツェンダ型光変調器を用いることがで
きる。

【００２３】図５は本発明の実施例における光送信装置
の各部分の波形の説明図である。（ａ）はキャリア発生
回路２４で生成されるキャリアの波形であり、この波形
としては例えば正弦波が採用される。（ｂ）は制御信号
の波形であり、図示された例では「１０１０１１」のデ
ジタル信号になっている。尚、光増幅中継装置のアドレ
スや光出力電力設定値に関する情報はこのデジタル信号
に含まれることとなる。（ｃ）は制御信号によって符号
化されたキャリアの波形である。（ｄ）は符号化された
キャリアによって変調された信号光強度波形である。 尚、図による表現の便宜上、各信号の周期はこれらの大
小関係を除いて実際とは異なる。

【００２４】図６は本発明の実施例における光増幅中継
装置のブロック図である。

【００２５】この実施例では、光ファイバアンプが用い
られており、この光増幅器３２は、励起光（例えば波長
１．４８μｍ）を出力する半導体レーザ等からなる励起
光源４８と、励起光と信号光（例えば波長１．５５μｍ
）を合波する合波器５０と、合波器５０で合波された光
が導波される希土類ドープファイバ５２とを備えて構成
される。合波器５０としては、ファイバ融着型のものを
用いることができ、希土類ドープファイバ５２における
ドープ元素としては、上述の信号光及び励起光の波長に
対してはＥｒ（エルビウム）が採用される。

【００２６】また、利得制御回路４０は、光−電気変換
器３６からの信号に基づいてキャリアの周波数成分を検
出するキャリア検出回路５４と、検出された符号化され
ているキャリアに基づいて制御信号のうち光出力電力設
定値に関するコマンド信号を復号化するコマンド信号復
号回路５６と、コマンド信号に基づいて基準電圧を設定
する基準電圧設定回路５８と、光出力電力検出回路３８
により検出された光出力電力と上記基準電圧とを比較し
て光出力電力が基準電圧に対して一定のレベルになるよ
うに励起光源の駆動回路６２を制御する比較回路６０と
を備えて構成される。

【００２７】本発明の第１又は第２の構成に係る光送信
装置と図６に示した光増幅中継装置とを備えて光増幅中
継システムを構築した場合、光増幅中継装置の光出力電
力を検出してこれを直接遠隔制御することができるので
、光増幅中継装置の光出力電力を所要の値に安定に維持
することができる。また、複数の光増幅中継装置が用い
られている場合には、各中継装置に適当なコマンド信号
を割り当てておくことによって、独立した遠隔制御が可
能になる。

【００２８】図７は本発明の他の実施例を示す光増幅中
継装置のブロック図である。この実施例では、前実施例
における光ファイバアンプに代えて、光増幅器３２とし
て半導体光増幅器６６を用いている。そして、その利得
は、比較回路６０に接続された駆動回路６４から与えら
れるバイアス電流値により制御される。この構成によっ
ても前実施例におけるのと同様に本発明の目的が達成さ
れる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
光増幅中継装置の光出力電力を制御するに際し、光出力
電力の安定度が高まり、しかも複数の光増幅中継装置に
対する制御が容易になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光送信装置の第１の構成を示す図であ
る。

【図２】本発明の光送信装置の第２の構成を示す図であ
る。

【図３】本発明の光増幅中継装置の構成を示す図である
。

【図４】本発明の光増幅中継システムの構成を示す図で
ある。

【図５】本発明の実施例における各波形の説明図である
。

【図６】本発明の実施例における光増幅中継装置のブロ
ック図である。

【図７】本発明の他の実施例における光増幅中継装置の
ブロック図である。

【図８】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

２０　　電気−光変換器 ２２　　駆動回路 ２４　　キャリア発生回路 ２６　　符号化回路 ２８　　キャリア重畳回路 ３０　　外部変調器 ３２　　光増幅器 ３４　　光分岐回路 ３６　　光−電気変換器 ３８　　光出力電力検出回路 ４０　　利得制御回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　光送信装置（４２）において、主信号
   により変調された信号光を、該主信号より低速であって
   制御信号により符号化されたキャリアにより変調するス
   テップと、光増幅中継装置（４６）において、光出力電
   力を検出し、該検出値が上記制御信号を復号化して得ら
   れる光出力電力設定値に一致するように光増幅器（３２
   ）の利得を制御するステップとを含んでなることを特徴
   とする光増幅中継装置の光出力電力制御方法。
2. 【請求項２】　　請求項１に記載の方法の実施に使用す
   る光送信装置であって、電気−光変換器（２０）と、主
   信号に基づき上記電気−光変換器（２０）を強度変調駆
   動する駆動回路（２２）と、主信号より低速なキャリア
   を発生するキャリア発生回路（２４）と、該キャリアを
   制御信号により符号化する符号化回路（２６）と、該符
   号化されたキャリアを上記主信号に重畳するキャリア重
   畳回路（２８）とを備えたことを特徴とする光送信装置
   。
3. 【請求項３】　　請求項１に記載の方法の実施に使用す
   る光送信装置であって、電気−光変換器（２０）と、主
   信号に基づき上記電気−光変換器（２０）を強度変調駆
   動する駆動回路（２２）と、主信号より低速なキャリア
   を発生するキャリア発生回路（２４）と、該キャリアを
   制御信号により符号化する符号化回路（２６）と、該符
   号化されたキャリアに基づき上記電気−光変換器（２０
   ）からの光を強度変調する外部変調器（３０）とを備え
   たことを特徴とする光送信装置。
4. 【請求項４】　　請求項１に記載の方法の実施に使用す
   る光増幅中継装置であって、信号光を増幅する光増幅器
   （３２）と、該光増幅器（３２）からの光を分岐する光
   分岐回路（３４）と、該光分岐回路（３４）により分岐
   された光の一方を光−電気変換する光−電気変換器（３
   ６）と、該光−電気変換器（３６）の出力に基づき光出
   力電力を検出する光出力電力検出回路（３８）と、上記
   光−電気変換器（３６）の出力に含まれる制御信号を復
   号化して得られる光出力電力設定値と上記光出力電力検
   出回路（３８）で検出された光出力電力とが一致するよ
   うに上記光増幅器（３２）の利得を制御する利得制御回
   路（４０）とを備えたことを特徴とする光増幅中継装置
   。
5. 【請求項５】　　請求項２又は３に記載の光送信装置（
   ４２）と、該光送信装置からの信号光を受信側に伝送す
   る光伝送路（４４）と、該光伝送路（４４）の途中に単
   一又は複数設けられた請求項４に記載の光増幅中継装置
   （４６）とを備えたことを特徴とする光増幅中継システ
   ム。