JPH0697883A - 光ブースタアンプおよび光送信回路 - Google Patents

光ブースタアンプおよび光送信回路

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JPH0697883A
JPH0697883A JP4241518A JP24151892A JPH0697883A JP H0697883 A JPH0697883 A JP H0697883A JP 4241518 A JP4241518 A JP 4241518A JP 24151892 A JP24151892 A JP 24151892A JP H0697883 A JPH0697883 A JP H0697883A
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Minoru Shikada
實 鹿田
Arihide Noda
有秀 野田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】光信号のマーク率変動があっても、電流駆動系
の動作余裕を適正に保ち、励起光源の寿命への悪影響を
少なくする。 【構成】光信号発生器6aは、光信号S3aを光ファイ
バアンプ4に供給するとともにこの光信号S3aのマー
ク率を示す補正出力S5aを励起光源28に供給する。
光ファイバアンプ4は、この光信号S3aを増幅して送
信信号S4を伝送路に送信し、また光信号S4の出力平
均値を示す監視出力S6を励起光源28に供給する。励
起光源28は、補正出力S5aと監視出力S6とに応答
して現用および予備励起光源21,22のそれぞれが出
力する励起光を制御し、送信信号S4のピーク値を一定
にする。ここで、光信号S3aのマーク率が高くなると
予備励起光源22もを動作させて、現用励起光源21の
出力不足を補っている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光ファイバ通信等の
分野において光信号を増幅する光ブースタアンプおよび
上記光ブースタアンプを含む光送信回路に関し、特に上
記光ブースタアンプの励起方法の改善に関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバ通信装置は高速変調特性や長
距離伝送特性に優れ、次世代の通信装置として急速な普
及と技術改良がなされている。特に光ファイバアンプ等
の光アンプを用いた光ファイバ通信装置は、高送信出力
化,高受信感度化による長距離通信系の構築や、波長多
重通信による高密度周波数多重通信の構築等が可能であ
り、将来通信システムの極めて重要な構成要素として注
目されている。
【0003】上述の光ファイバ通信装置,特に光ファイ
バアンプを送信ブースタアンプとして用いた装置では、
光信号を100mW程度まで増幅できることが確認され
ており、その長距離通信システムへの適用が期待されて
いる。
【0004】ところで、ディジタル通信を行う光ファイ
バ通信装置では、一般に符号のマーク率(“1”,
“0”の2値のうち“1”が出現する割合)は必らずし
も0.5ではなく、例えば幹線伝送系では短時間的には
0.25から0.75程度まで、LAN等の情報伝送系
ではそれ以上変動するといわれている。このような光信
号のパルスピーク値は光送信回路の出力端において一定
値にする必要があるので、光ブースタアンプから出力さ
れる光信号の出力平均値が上述の符号マーク率において
0.5ないし1.5倍まで変動することになる。
【0005】上述した光送信回路は、光信号の平均出力
変動を吸収してピーク値一定の光信号を出力するため、
上記ブースタアンプに光ファイバアンプを用いると、こ
の光ファイバアンプの励起光出力を0.5ないし1.5
倍の範囲に出力制御する必要がある。しかし上記励起光
を発生する励起光源は、光信号のパルスピーク値が1.
0倍の通常の動作状態でも相当の出力で動作しており、
さらに高い1.5倍の励起光を出力させるには上記励起
光源の電流駆動系に相当の動作余裕が必要である。従っ
て、励起光源に上述のような高出力動作をさせると、励
起光源の寿命が大きく短縮される等の問題点があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、上述のような従来技術による光ブースタアンプの問
題点を排除し、光信号にマーク率変動がある場合でも、
励起光源の電流駆動系の動作余裕があり、しかも励起光
源の寿命への悪影響が少ない光ブースタアンプおよび上
記光ブースタアンプを光信号の増幅器とする光送信回路
を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の光ブースタアン
プは、ディジタル信号によって振幅変調された入力光信
号を励起光に励起されて増幅する光アンプと、前記励起
光を前記光アンプに供給する少なくとも二つの励起光源
と、前記ディジタル信号のマーク率に応じて前記二つの
励起光源からの励起光の供給率を変化させる励起光源制
御回路とを含んでいる。
【0008】また、上記光ブースタアンプは、前記入力
光信号が、互いに波長の異なる複数の光信号であっても
よい。
【0009】さらに、光ブースタアンプを含む光送信回
路は、ディジタル信号によって振幅変調された光信号を
生ずる光信号発生器と、前記光信号を励起光に励起され
て増幅する光アンプと、前記励起光を前記光アンプに供
給する第1および第2の励起光源と、前記光信号発生器
の生ずる前記光信号のマーク率を検出するマーク率検出
器と、前記第1の励起光源からの励起光を前記マーク率
に対応する強度に制御し前記マーク率が予め定められた
所定値より高いときには前記第2の励起光源も動作させ
てこの第2の励起光源からの励起光を前記マーク率に対
応する強度に制御する励起光強度制御回路とを備えてい
る。
【0010】
【作用】本発明は、光ファイバ通信システム等に用いら
れ高出力の励起光を必要とする光アンプが一般に励起光
源として現用(第1)および予備(第2)励起光源を有
することに着目してなされたものであり、予備励起光源
を光信号のマーク率が高くなった瞬時だけ動作させ、高
マーク率時における現用励起光源の励起出力不足を補う
ものである。上述のように二つあるいはそれ以上の励起
光源に負荷を分担させると、光信号の高マーク率時にお
いても現用励起光源に要求される負荷が適正になり、現
用(第1)励起光源の電流駆動系に動作余裕が大きくな
り、これらの励起光源の寿命への悪影響も減少する。
【0011】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
【0012】図1は本発明の第1の実施例のブロック図
である。また、図2はこの実施例における現用励起電源
と予備励起光源の動作範囲を示す説明図である。
【0013】図1の光送信回路は、光信号発生器6aが
波長1.55μmの光信号S3aを生じ、光ファイバア
ンプ4がこの光信号S3aを増幅して送信信号S4を光
ファイバ通信システムの伝送路(図示せず)に出力す
る。励起光源28は、光信号発生器6aからの補正出力
S5aおよび光ファイバアンプ4からの監視出力S6と
に応答して励起光S7を光ファイバアンプ4に供給す
る。
【0014】光信号発生器6aにおいて、分布帰還型の
半導体レーザ1は、パルス駆動回路2からのパルス信号
電流およびバイアス電流源3からの直流のバイアス電流
S1によって駆動され、上記光信号S3aを発生する。
パルス駆動回路2には2.4Gb/sのパルス信号電流
S2がマーク率検出器5を介して印加されている。マー
ク率検出器5は、パルス信号電流S2のうち、論理
“1”の出現割合(マーク率)を検出し、このマーク率
に比例した補正出力S5aを励起光源28に供給する。
【0015】光ファイバアンプ4は、光信号S3aを増
幅するEr添加光ファイバ20と、励起光源28からの
励起光S7をEr添加光ファイバ20に導入する多重分
波回路24と、Er添加光ファイバ20の前後に配置さ
れ光信号S3aおよび送信信号S4の反射を防止する光
アイソレータ25a,25bと、送信信号S4の一部か
らこの送信信号S4の平均出力を監視する光検出器10
とを含む。この光ファイバアンプ4は、通常の動作状態
では約10dBの利得を有し、平均出力10mWの送信
信号S4を出力している。この送信信号S4の一部は、
光検出器10により検出されて監視出力S6を生じ、即
ちこの光送信回路の平均出力レベルが監視される。
【0016】励起光源28は、光信号発生器6aからの
補正出力S5aと光ファイバアンプ4からの監視出力S
6を演算回路9に入力する。演算回路9は、これら補正
出力S5aと監視出力S6とに応答して現用励起光源2
1の電流駆動源12および予備励起光源22の電流駆動
源12を制御し、送信信号11のピーク出力を一定値に
保つ。なお現用励起光源21は波長1.48μmの励起
光を出力し、予備励起光源22は同じ波長の励起光を出
力する。これらの励起光は、光合波回路23により偏波
面多重され、励起光S7として光ファイバアンプ4の多
重分波回路24に供給される。
【0017】現用励起光源21は、図2に示すように、
光信号S3aのマーク率0.6以下の領域でその出力す
る励起光で光ファイバアンプ4の動作を全面的に制御す
る。マーク率が0.6を越えると、演算回路9が予備電
流駆動源13も動作させ、従って予備励起光源22も励
起光を供給する。
【0018】なお、光信号S3aのマーク率0.6から
0.75までの領域において、光ファイバアンプ4の励
起光を現用励起光源21単独で賄うためには、電流駆動
源12の駆動能力を800mAから1A以上にし、また
現用励起光源21の動作出力を100mW以上に増大さ
せる必要がある。すると、現用電流駆動源12の駆動能
力を1.5倍にする必要が生じ、この現用電流駆動源1
2を大型化する必要も生じる。しかも励起光源21には
予備光源22を併用する場合に比べてほぼ2倍の信頼性
が要求されることになる。
【0019】図1の実施例では、光信号S3aの高マー
ク率時に予備励起光源22を補足的に使うことにより、
電流駆動源12,13の駆動能力,励起光源21,22
の励起光出力レベルを小さく抑えることができ、また、
これらの回路12,13,21,22に高信頼性を要求
する必要がなくなった。なお、この実施例の光送信回路
は、現用励起光源21の動作電流が素子劣化等により初
期設定値の1.5倍に上昇すると、これを予備励起光源
22に切り替えて使用するが(このような切り替え機構
については公知であるので精細な説明は省略する)、こ
の切り替えに際して、上述したマーク率の補正出力S5
aによる励起光S7レベルの制御も予備電流駆動源22
側に切り替えられることは当然である。この場合には、
マーク率が0.6以上になると、現用励起光源21を逆
に高マーク率時に使用する。
【0020】図3は本発明の第2の実施例のブロック図
である。
【0021】この光送信回路は、図1の光送信回路が、
一つの光信号S3aのみを取り扱うのに対して、互いに
波長の異なる複数の光信号S3aないしS3cを取り扱
い、いわゆる周波数多重通信方式の光送信回路を構成し
ている。光信号発生器6a,6b,6cからの光信号S
3a,S3b,S3cは、光多重回路26で多重化さ
れ、光ファイバアンプ4に供給される。これら多重化さ
れた光信号S3a,S3b,S3cは光ファイバアンプ
4により共通に増幅され、送信信号S4になる。励起光
源28aの演算回路9aは、各光信号発生器6a,6
b,6cのマーク率検出回路8からの各マーク率S5
a,S5b,S5cと光ファイバアンプ4の光検出器1
0からの監視出力S6とを処理し、現用および予備電流
駆動源12,13を制御し、送信信号S4のピーク出力
を一定値に保つ。
【0022】図3の実施例における個個の構成要素の回
路動作は、第1の実施例と同様なので説明を省略する。
この実施例においても、各光信号S3aないしS3cの
マーク率の変動にかかわらずピーク光出力が一定な送信
信号S4が得られることは図1の実施例と同様である。
しかもこの実施例では、一部の光信号発生器6aないし
6cのいずれかが光信号S3の送信を停止しても、他の
光信号発生器6による送信信号S4のピーク値は常に一
定出力に保たれることになる。
【0023】本発明は、上記実施例に限られることはな
く、上記実施例を変形することは勿論可能である。図1
および図3の実施例では、光信号S3の増幅素子(光ア
ンプ)としてEr添加光ファイバ20を用いているが、
この光アンプは、他の種類の稀土類添加光ファイバアン
プを用いてもよく、導波路アンプであってもよい。光の
波長も光信号S3の1.55μmや励起光の1.48μ
mに限られないのは当然である。また励起光源21およ
び22は、現用と予備に区分けをしているが、必らずし
も冗長構成を意味するものではなく、現用光源と補償光
源といった考え方で構成してよく、主要な光源は常に現
用光源のみであってもよい。また予備励起光源22の動
作閾値を光信号S3のマーク率0.6に設定したが、こ
の閾値は自由に選んでよい。例えば、閾値を0.48と
すれば、予備励起光源22も常に微少動作することにな
る。励起光S7は、図1および図3のいずれの実施例に
おいても、Er添加光ファイバ20の信号出力側から励
起しているが、信号入力側からの励起や、入出力双方か
らの励起であってもよい。励起光源数も、実施例では二
つであるが、さらに多くてよいことは勿論である。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、光ブース
タアンプに入力される光信号のマーク率に変動がある
と、上記光ブースタアンプへ供給する励起光の強度を上
記マーク率に応じて二つ以上の励起光源にそれぞれ設定
するので、上記励起光源の電流駆動系の動作余裕を適正
に保つのみならず、上記励起光源の寿命への悪影響を少
なくする効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例のブロック図である。
【図2】図1の実施例における現用励起光源と予備励起
光源の動作範囲を説明する図である。
【図3】本発明の第2の実施例のブロック図である。
【符号の説明】
1 半導体レーザ 2 パルス駆動回路 4 光ファイバアンプ 5 マーク率検出器 6a,6b,6c 光信号発生器 9,9a 演算回路 10 光検出器 12 現用電流駆動源 13 予備電流駆動源 20 Er添加光ファイバ 21 現用励起光源 22 予備励起光源 23 光合波回路 24 多重分波回路 25a,25b 光アイソレータ 26 光多重回路 28,28a 励起光源
───────────────────────────────────────────────────── 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 3/10 Z 8934−4M 3/17 8934−4M H04B 10/16 8220−5K H04B 9/00 J

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディジタル信号によって振幅変調された
    入力光信号を励起光に励起されて増幅する光アンプと、
    前記励起光を前記光アンプに供給する少なくとも二つの
    励起光源と、前記ディジタル信号のマーク率に応じて前
    記二つの励起光源からの励起光の供給率を変化させる励
    起光源制御回路とを含むことを特徴とする光ブースタア
    ンプ。
  2. 【請求項2】 前記入力光信号が、互いに波長の異なる
    複数の光信号であることを特徴とする請求項1記載の光
    ブースタアンプ。
  3. 【請求項3】 ディジタル信号によって振幅変調された
    光信号を生ずる光信号発生器と、前記光信号を励起光に
    励起されて増幅する光アンプと、前記励起光を前記光ア
    ンプに供給する第1および第2の励起光源と、前記光信
    号発生器の生ずる前記光信号のマーク率を検出するマー
    ク率検出器と、前記第1の励起光源からの励起光を前記
    マーク率に対応する強度に制御し前記マーク率が予め定
    められた所定値より高いときには前記第2の励起光源も
    動作させてこの第2の励起光源からの励起光を前記マー
    ク率に対応する強度に制御する励起光強度制御回路とを
    含むことを特徴とする光送信回路。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999040695A1 (fr) * 1998-02-06 1999-08-12 Fujitsu Limited Amplificateur optique, procede de commande de la source de lumiere d'excitation dans un amplificateur optique et procede de commande de l'amplificateur optique

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