JPH05199184A - 光増幅中継器 - Google Patents

光増幅中継器

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JPH05199184A
JPH05199184A JP4007098A JP709892A JPH05199184A JP H05199184 A JPH05199184 A JP H05199184A JP 4007098 A JP4007098 A JP 4007098A JP 709892 A JP709892 A JP 709892A JP H05199184 A JPH05199184 A JP H05199184A
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optical
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Haruo Fujiwara
春生 藤原
Takashi Miyazaki
敬史 宮崎
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エルビウムドープファイバを使用した光増幅
中継器に関し、光増幅中継器の監視制御における応答信
号の変調度をほぼ一定にする光増幅中継器を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 監視制御信号に対応する応答信号を出力する
監視制御部900 と、入力光信号をＬＤ600 による励起作
用により光増幅して出力する一対の光増幅部100と、光
増幅部100 の光出力レベルが一定になるようにＬＤ駆動
の直流電流ＩDCを出力する一対の光出力安定化部500
と、監視制御部900 から応答信号を入力してＬＤ駆動の
交流電流ＩACを出力する一対の増幅部700 とを有する光
増幅中継器において、それぞれの増幅部700 と光出力安
定化部500 の間に、ＩDCとＩACとが、ＩAC＝ａ×ＩDC＋
ｂ、（ａ、ｂは定数）の関係を満たすように増幅部700
の利得を制御する制御信号ＶCONTを出力する利得制御部
110 を設け、主信号に対する応答信号の変調度が一定に
なるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエルビウムドープファイ
バを使用した光増幅中継器の監視に係わり、中継器の動
作状態をモニタして端局へ通知するために応答信号を主
信号に重畳するための変調回路の構成方法の改良に関す
るものである。
【０００２】この際、光増幅中継器の監視制御における
応答信号の変調度をほぼ一定にする変調回路を具備した
光増幅中継器が要望されている。
【０００３】
【従来の技術】図３は一例の変調波による主信号の変調
方法を説明するための図である。図４は従来例の変調回
路の構成を示すブロック図である。
【０００４】図４において、例えば上りの光伝送路（光
ファイバ）から入力した光信号を光増幅機能を有するエ
ルビウムドープファイバ1-1 に加え、励起用のレーザー
ダイオード（以下ＬＤと称する）6-1により励起して光
増幅した後、波長多重用合波器（以下ＷＤＭと称する）
2-1、ビームスプリッタ（以下ＢＳと称する）3-1を介し
て大部分は後段の回路（図示しない）に出力し、一部は
分岐してフォトダイオード（以下ＰＤと称する）4-1に
加える。ＰＤ4-1で入力の光信号を電気信号に変換した
後分岐して一方を光出力安定化回路5-1 に、他方を中心
周波数がｆ1 の帯域通過フィルタ（以下ＢＰＦと称す
る）8-1に加える。
【０００５】ＢＰＦ8-1で、監視制御信号により変調さ
れた周波数ｆ1 （例えば10ＭHz）のサブキャリアだけを
抽出して監視制御回路9-1 に加え、監視制御回路9-1 で
このサブキャリアを復調して端局（図示しない）から送
られてきた監視制御信号を再生する。そして、この監視
制御信号により、光増幅中継器の入出力レベルモニタ、
励起用のＬＤ6-1 、6-2の駆動電流モニタ、温度モニ
タ、励起用のＬＤ6-1 、6-2の現用／予備の切替え、光
ループバック等を行う。
【０００６】そして、図３のに示すように、この監視
制御信号に対して例えば周波数が50b/s でＲＺ方式の応
答信号を発生して、これを下りの伝送路のための監視制
御回路9-2 に加える。監視制御回路9-2 で、図３のに
示すように、例えば10ＫHzの正弦波信号を発生する発振
器（ＯＳＣ）10-2の出力の正弦波信号をこの応答信号で
変調して、下りの伝送路のための利得可変増幅器7-2 に
加える。利得可変増幅器7-2 で予め設定した一定の利得
（Ｇ2 ）によりこれを増幅してＬＤ6-2 を駆動するＡＣ
電流ＩACとして出力する。
【０００７】一方、下りの伝送路（光ファイバ）から入
力した光信号を光増幅機能を有するエルビウムドープフ
ァイバ1-2 に加え、励起用のＬＤ6-2により励起して光
増幅した後、ＷＤＭ2-2、ＢＳ3-2を介して大部分は後段
の回路（図示しない）に出力し、一部は分岐してＰＤ4-
2に加える。ＰＤ4-2で入力の光信号を電気信号に変換し
た後分岐して一方を光出力安定化回路5-2 に、他方を中
心周波数がｆ1 のＢＰＦ8-2に加える。
【０００８】光出力安定化回路5-2 で、入力信号の平均
値を求めこの平均値と予め設定された基準値とを比較し
て両者の差を求め、この差の電圧に比例し、ＬＤ6-2を
駆動するための直流電流ＩDCを出力する。そして、この
直流電流ＩDCに応答信号による交流電流ＩACを重畳して
ＬＤ6-2 を駆動して、ＬＤ6-2 の出力光をＷＤＭ2-2に
加える。
【０００９】今、上り及び下りの光伝送路から入力され
る光信号の波長を例えば1.55μｍ、ＬＤ6-1 及び6-2の
出力光波長を1.48μｍとすると、上述したＷＤＭ2-1 、
2-2は1.55μｍ帯の光信号を透過し1.48μｍの光信号を
反射する特性を有するものとする。すると、下りの光伝
送路から入力された光信号はＷＤＭ2-2を透過してＢＳ3
-2 に加えられ、ＬＤ6-2 からの出力光はＷＤＭ2-2 で
反射してエルビウムドープファイバ1-2 に加えられる。
【００１０】エルビウムドープファイバ1-2 では前述し
たＬＤ6-2 の出力光により入力光信号の光増幅を行う。
この場合、下りの伝送路から入力される光信号の主信号
は図３のに示すように、例えば周波数が2.5 Ｇb/s で
ＮＲＺ方式で変調した信号であり、これを時間軸の範囲
を例えばｍｓオーダーにすると同図のに示すようにな
る。図３のに示すように、この主信号（その振幅をＡ
とする）に前述した応答信号による変調波（その振幅を
Ｂとする）を重畳し、その変調度Ｂ／Ａを例えば１％に
した信号の光増幅を行う。そして、前述した光出力安定
化回路5-2 を介したフィードバックループにより、エル
ビウムドープファイバ1-2 による光増幅器の出力光のレ
ベルを一定にし、同時に主信号に重畳した応答信号の振
幅を一定にして、下りの伝送路を介して監視制御信号を
送出した端局（図示しない）に返送していた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
変調回路の構成においては、光増幅中継器の出力光レベ
ルを一定に保つために、光出力信号の一部をモニタして
それが一定になるように励起用のＬＤの出力光パワーを
制御して、光増幅器（エルビウムドープファイバ）の利
得を制御している。このため、変調信号の振幅を一定と
した時、光増幅中継器の入力信号レベル、温度等が変化
した時、応答信号の変調度が変化する。
【００１２】つまり、応答信号の変調信号振幅（Ｂ、こ
れはＩACに比例する）を一定とした時、光増幅中継器の
入力信号レベルが変化すると励起用のＬＤの駆動電流の
直流成分ＩDCが変化し、応答信号の変調度（ＩAC／ＩDC
に依存する）が変化する。
【００１３】又、温度が変化すると励起用のＬＤの駆動
電流（直流成分ＩDC）対出力特性が変化するため、応答
信号の変調度が変化する。応答信号の変調度が変化して
一定の範囲を越えると、端局で応答信号を受信できなく
なるという問題点があった。
【００１４】したがって本発明の目的は、光増幅中継器
の監視制御における応答信号の変調度をほぼ一定にする
変調回路を具備した光増幅中継器を提供することにあ
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記問題点は図１に示す
回路の構成によって解決される。即ち図１において、一
対の光伝送路に接続され、それぞれの光伝送路から入力
した光信号の主信号に重畳された監視制御信号成分を受
信して、監視制御信号成分に対応する応答信号成分を出
力する監視制御部900 と、光伝送路から入力した光信号
をレーザーダイオード600 の出力光の励起作用により光
増幅して出力する一対の光増幅部100 と、光増幅部100
の出力を入力して光増幅部100 の光出力レベルが一定に
なるようにレーザーダイオード600 の駆動電流の直流成
分（ＩDC）を出力する一対の光出力安定化部500 と、監
視制御部900 の出力の応答信号成分を入力して増幅し、
レーザーダイオード600 を駆動する駆動電流の交流成分
（Ｉ AC）として出力する一対の増幅部700 とを有し、一
方の光伝送路から入力して監視制御部900 で受信した監
視制御信号成分に対応する応答信号成分出力を、他方の
光伝送路から入力した光信号の主信号に重畳して他方の
光伝送路に送出する光増幅中継器において、前記それぞ
れの増幅部700 と光出力安定化部500 の間に、前記光出
力安定化部500 の出力の駆動電流の直流成分（ＩDC）を
入力して、前記直流成分（ＩDC）と前記増幅部700 の出
力の交流成分（ＩAC）とが、ＩAC＝ａ×ＩDC＋ｂ、
（ａ、ｂは定数）の関係を満たすように前記増幅部700
の利得を制御する制御信号（ＶCONT）を出力する利得制
御部110 を設ける。
【００１６】そして、前記増幅部700 でＩAC＝ａ×ＩDC
＋ｂを満たすように交流成分（ＩAC）を出力して、前記
主信号に対する応答信号成分の変調度が一定になるよう
に構成する。
【００１７】
【作用】図１において、利得制御部110 に、レーザーダ
イオード600 を駆動する駆動電流の直流成分（ＩDC）を
分岐して入力するとともに定数ａ、ｂを予め設定する。
そして、この直流成分（ＩDC）と交流成分（ＩAC）とが
ＩAC＝ａ×ＩDC＋ｂの関係を満たすように演算を行い、
演算結果としての制御信号（ＶCONT）を出力する。
【００１８】これは、例えば駆動電流の直流成分
（ＩDC）及び交流成分（ＩAC）に対応する電圧をそれぞ
れＶDC及びＶACとすると、ＶCONT＝（ａ×ＶDC＋ｂ）／
ｃ、（ｃは定数）を満たすように制御信号ＶCONTを求め
る。そして、この制御信号ＶCONTを増幅部700 に出力す
る。増幅部700 では、ＶAC＝ｃ×ＶCONT＝ａ×ＶDC＋ｂ
によりＶACを求め、このＶACに対応する駆動電流の交流
成分（ＩAC）を出力して、前述した直流成分（ＩDC）に
重畳し、レーザーダイオード600 を駆動する。
【００１９】そして、レーザーダイオード600 の出力光
により光増幅部100 を励起して他方の光伝送路から入力
した光信号を増幅することにより、主信号と同じ割合で
応答信号成分も増幅されるため、光増幅中継器の入力信
号レベル、温度等が変化した時にも主信号に対する応答
信号成分の変調度を一定とすることが可能となる。
【００２０】
【実施例】図２は本発明の実施例の変調回路の構成を示
すブロック図である。全図を通じて同一符号は同一対象
物を示す。
【００２１】本発明が従来の技術と異なる点は、励起用
のＬＤを駆動する駆動電流の交流成分（ＩAC）が、駆動
電流の直流成分（ＩDC）に対して、ＩAC＝ａ×ＩDC＋
ｂ、（ａ、ｂは定数）の関係式で決まるように制御し
て、応答信号の変調度がほぼ一定となるようにしたこと
にある。以下に詳しく説明する。
【００２２】図２において、例えば上りの伝送路（光フ
ァイバ）から入力した光信号を光増幅機能を有するエル
ビウムドープファイバ1-1 に加え、励起用のＬＤ6-1の
出力光により励起して光増幅した後、ＷＤＭ（波長多重
用合波器）2-1、ＢＳ（ビームスプリッタ）3-1を介して
大部分は後段の回路（図示しない）に出力し、一部は分
岐してＰＤ（フォトダイオード）4-1に加える。ＰＤ4-1
で入力の光信号を電気信号に変換した後分岐して一方を
光出力安定化回路5-1 に、他方を中心周波数がｆ1 のＢ
ＰＦ8-1に加える。
【００２３】ＢＰＦ8-1で、監視制御信号により変調さ
れた周波数ｆ1 （例えば10ＭHz）のサブキャリアだけを
抽出して監視制御回路9-1 に加え、監視制御回路9-1 で
このサブキャリアを復調して端局（図示しない）から送
られてきた監視制御信号を再生する。そして、この監視
制御信号により、光増幅中継器の入出力レベルモニタ、
励起用のＬＤ6-1 、6-2の駆動電流モニタ、温度モニ
タ、励起用のＬＤ6-1 、6-2の現用／予備の切替え、光
ループバック等を行う。
【００２４】そして、図３のに示すように、この監視
制御信号に対して例えば周波数が50b/s でＲＺ方式の応
答信号を発生して、これを下りの伝送路のための監視制
御回路9-2 に加える。監視制御回路9-2 で、図３のに
示すように、例えば10ＫHzの正弦波信号を発生する発振
器（ＯＳＣ）10-2の出力の正弦波信号をこの応答信号で
変調して、下りの伝送路のための利得可変増幅器7-2 に
加える。
【００２５】一方、下りの伝送路（光ファイバ）から入
力した光信号を光増幅機能を有するエルビウムドープフ
ァイバ1-2 に加え、励起用のＬＤ6-2の出力光により励
起して光増幅した後、ＷＤＭ2-2、ＢＳ3-2を介して大部
分は後段の回路（図示しない）に出力し、一部は分岐し
てＰＤ4-2に加える。ＰＤ4-2で入力の光信号を電気信号
に変換した後分岐して一方を光出力安定化回路5-2 に、
他方を中心周波数がｆ1 のＢＰＦ8-2に加える。光出力
安定化回路5-2 で、入力信号の平均値を求め、この平均
値と予め設定された基準値とを比較して両者の差を求
め、この差の電圧に比例し、ＬＤ6-2を駆動するための
直流電流ＩDCを出力してＬＤ6-2 に加えるとともに演算
増幅器11-2に加える。
【００２６】演算増幅器11-2で、ＩDCに対応する電圧Ｖ
DCに対して ＶCONT＝（ａ×ＶDC＋ｂ）／ｃ、（ａ、ｂ、ｃは定数） の式を満足する制御信号電圧（ＶCONT）を演算により求
め、利得可変増幅器7-2に加える。そして、利得可変増
幅器7-2 で、前述した監視制御回路9-2 の出力の応答信
号により変調した10ＫHzの正弦波信号に対して、ＬＤ6-
2 の駆動電流の交流成分（ＩAC）に対応する電圧
（ＶAC）がＶAC＝ｃ×ＶCONT＝ａ×ＶDC＋ｂとなるよう
に、利得を制御してＩACを出力する。そして、前述した
ＩDCにＩACを重畳してＬＤ6-2 を駆動する。ＬＤ6-2 の
出力光をＷＤＭ2-2 を介してエルビウムドープファイバ
1-2 に加え、下りの伝送路から入力した光信号を増幅し
同時に応答信号成分も同じ割合で増幅する。
【００２７】この結果、光増幅中継器の入力信号レベ
ル、温度等が変化した時にも主信号に対する応答信号成
分の変調度がほぼ一定にされて（変調度〜ＩAC／ＩDC＝
ＶAC／ＶDC）、下りの伝送路を介して前述した監視信号
を送出した端局（図示しない）に返送される。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
増幅中継器の監視制御において光増幅部100 で主信号と
同じ割合で応答信号成分も増幅されるため、光増幅中継
器の入力信号レベル、温度等が変化した時にも、主信号
に対する応答信号成分の変調度をほぼ一定とすることが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は本発明の原理図、
【図２】は本発明の実施例の変調回路の構成を示すブロ
ック図、
【図３】は一例の変調波による主信号の変調方法を説明
するための図、
【図４】は従来例の変調回路の構成を示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
100 は光増幅部、110 は利得制御部、500 は光出力安定
化部、600 はレーザーダイオード、700 は増幅部、900
は監視制御部を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/094 3/13 8934−4Ｍ Ｈ０４Ｂ 17/00 Ｔ 7170−5Ｋ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一対の光伝送路に接続され、それぞれの
    光伝送路から入力した光信号の主信号に重畳された監視
    制御信号成分を受信して、該監視制御信号成分に対応す
    る応答信号成分を出力する監視制御部(900) と、該光伝
    送路から入力した光信号をレーザーダイオード(600) の
    出力光の励起作用により光増幅して出力する一対の光増
    幅部(100) と、該光増幅部(100) の出力を入力して該光
    増幅部(100) の光出力レベルが一定になるように該レー
    ザーダイオード(600) の駆動電流の直流成分（ＩDC）を
    出力する一対の光出力安定化部(500) と、該監視制御部
    (900) の出力の応答信号成分を入力して増幅し、該レー
    ザーダイオード(600) を駆動する駆動電流の交流成分
    （ＩAC）として出力する一対の増幅部(700) とを有し、
    一方の光伝送路から入力して該監視制御部(900) で受信
    した監視制御信号成分に対応する応答信号成分出力を、
    他方の光伝送路から入力した光信号の主信号に重畳して
    該他方の光伝送路に送出する光増幅中継器において、 前記それぞれの増幅部(700) と光出力安定化部(500) の
    間に、 前記光出力安定化部(500) の出力の駆動電流の直流成分
    （ＩDC）を入力して、前記直流成分（ＩDC）と前記増幅
    部(700) の出力の交流成分（ＩAC）とが、ＩAC＝ａ×Ｉ
    DC＋ｂ、（ａ、ｂは定数）の関係を満たすように前記増
    幅部(700) の利得を制御する制御信号（ＶCONT）を出力
    する利得制御部(110) を設け、 前記増幅部(700) でＩAC＝ａ×ＩDC＋ｂを満たすように
    交流成分（ＩAC）を出力して、前記主信号に対する応答
    信号成分の変調度が一定になるようにしたことを特徴と
    する光増幅中継器。
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