JPH0779199A - 光受信装置 - Google Patents
光受信装置Info
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- JPH0779199A JPH0779199A JP5178075A JP17807593A JPH0779199A JP H0779199 A JPH0779199 A JP H0779199A JP 5178075 A JP5178075 A JP 5178075A JP 17807593 A JP17807593 A JP 17807593A JP H0779199 A JPH0779199 A JP H0779199A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 受光ダイナミックレンジが大きく、且つ、受
光電力によらずほぼ一定の雑音指数をもつ光ファイバ増
幅器を有する光受信装置を得ることを目的とする。 【構成】 光受信装置の受信入力光と光ファイバの励起
用レーザ２の出力光とを光合波器３で合波してＥｒ光フ
ァイバ１を励起し、その出力光を光フィルタ４を介して
光受信器３１に送り、該光受信器３１の入力光電力に比
例した電圧を取出し、それが規定電圧を越えたときは負
帰還利得制御により励起光電力を下げて光ファイバ増幅
器３０ｂの利得を下げ出力光電力を所定値以下にし、且
つ、光受信器３１から取出した電圧が規定電圧以下のと
きは振幅制限器により上記負帰還の利得制御をせず、Ｅ
ｒ光ファイバの励起光電力を一定に維持し光ファイバ増
幅器３０ｂの利得を一定に保つ。
光電力によらずほぼ一定の雑音指数をもつ光ファイバ増
幅器を有する光受信装置を得ることを目的とする。 【構成】 光受信装置の受信入力光と光ファイバの励起
用レーザ２の出力光とを光合波器３で合波してＥｒ光フ
ァイバ１を励起し、その出力光を光フィルタ４を介して
光受信器３１に送り、該光受信器３１の入力光電力に比
例した電圧を取出し、それが規定電圧を越えたときは負
帰還利得制御により励起光電力を下げて光ファイバ増幅
器３０ｂの利得を下げ出力光電力を所定値以下にし、且
つ、光受信器３１から取出した電圧が規定電圧以下のと
きは振幅制限器により上記負帰還の利得制御をせず、Ｅ
ｒ光ファイバの励起光電力を一定に維持し光ファイバ増
幅器３０ｂの利得を一定に保つ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は希土類添加光ファイバ
を有する光ファイバ増幅器を前置増幅器としてもつ光受
信装置に関するもので、特に受光ダイナミックレンジが
大きく、且つ、光受信装置の受光電力によらず雑音指数
（ＮＦ）がほぼ一定の光受信装置に関する。
を有する光ファイバ増幅器を前置増幅器としてもつ光受
信装置に関するもので、特に受光ダイナミックレンジが
大きく、且つ、光受信装置の受光電力によらず雑音指数
（ＮＦ）がほぼ一定の光受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】希土類添加光ファイバ、特にエルビウム
添加光ファイバ（以下、Ｅｒ光ファイバと略す）を有す
る光ファイバ増幅器を前置増幅器としてもつ光受信装置
は、１Ｇｂ／ｓを越える高速のディジタル光通信システ
ムを実現する上で高受信感度を有し低雑音の光デバイス
として注目されている。従来、この種の光受信装置とし
て、例えば、特開平３−１９１６２５に示されたものが
あり、図５は上記文献に示された従来の光受信装置の構
成ブロック図である。図６は図５の光受信装置の光ファ
イバ増幅器単独の入出力特性を例示する図である。図７
は図５の光受信装置の光ファイバ増幅器の利得Ｇ、及び
雑音指数ＮＦの受光電力依存性を例示する図である。
添加光ファイバ（以下、Ｅｒ光ファイバと略す）を有す
る光ファイバ増幅器を前置増幅器としてもつ光受信装置
は、１Ｇｂ／ｓを越える高速のディジタル光通信システ
ムを実現する上で高受信感度を有し低雑音の光デバイス
として注目されている。従来、この種の光受信装置とし
て、例えば、特開平３−１９１６２５に示されたものが
あり、図５は上記文献に示された従来の光受信装置の構
成ブロック図である。図６は図５の光受信装置の光ファ
イバ増幅器単独の入出力特性を例示する図である。図７
は図５の光受信装置の光ファイバ増幅器の利得Ｇ、及び
雑音指数ＮＦの受光電力依存性を例示する図である。
【０００３】図５において、１はＥｒ光ファイバ、２は
光ファイバ励起用の半導体レーザ（以下、励起用ＬＤと
略す）、３は光合波器（以下、ＷＤＭと略す）、４は光
フィルタ、５は受光素子、６は電気増幅器、７，８は光
アイソレータ、１９はピーク検波器、１０は比較器、１
１は基準電圧入力端子、１２は励起用ＬＤ駆動回路、３
０は光ファイバ増幅器、３１は光受信器である。
光ファイバ励起用の半導体レーザ（以下、励起用ＬＤと
略す）、３は光合波器（以下、ＷＤＭと略す）、４は光
フィルタ、５は受光素子、６は電気増幅器、７，８は光
アイソレータ、１９はピーク検波器、１０は比較器、１
１は基準電圧入力端子、１２は励起用ＬＤ駆動回路、３
０は光ファイバ増幅器、３１は光受信器である。
【０００４】次に、図５の光受信装置の動作について説
明する。図において、光受信装置の受信光信号は光アイ
ソレータ７を介して光合波器３（以下、ＷＤＭと略す）
で励起光（励起用ＬＤ２の出力）と合波され、Ｅｒ光フ
ァイバ１で低雑音増幅される。Ｅｒ光ファイバ１からの
出力光は光アイソレータ８を介して光フィルタ４によっ
てＥｒ光ファイバ１の中で発生した自然放出光雑音（以
下、ＡＳＥと略す）が除去された後、光受信器３１の受
光素子５で光／電気変換され、電気増幅器６で所定の振
幅に増幅される。光アイソレータ７，８は光ファイバや
各光デバイスの接続点で生じる反射光が戻り、不安定動
作するのを回避するために設けられている。
明する。図において、光受信装置の受信光信号は光アイ
ソレータ７を介して光合波器３（以下、ＷＤＭと略す）
で励起光（励起用ＬＤ２の出力）と合波され、Ｅｒ光フ
ァイバ１で低雑音増幅される。Ｅｒ光ファイバ１からの
出力光は光アイソレータ８を介して光フィルタ４によっ
てＥｒ光ファイバ１の中で発生した自然放出光雑音（以
下、ＡＳＥと略す）が除去された後、光受信器３１の受
光素子５で光／電気変換され、電気増幅器６で所定の振
幅に増幅される。光アイソレータ７，８は光ファイバや
各光デバイスの接続点で生じる反射光が戻り、不安定動
作するのを回避するために設けられている。
【０００５】この光受信装置の高受信感度化を実現する
ために、光ファイバ増幅器３０ａに縦続接続する光受信
器３１の電気増幅器６で発生する雑音を無視できるだけ
の大きな利得を光ファイバ増幅器３０ａにもたせる必要
がある。一般に、Ｇｂ／ｓ領域で使用する光ファイバ増
幅器としては２０ｄＢ以上の利得が必要がある。
ために、光ファイバ増幅器３０ａに縦続接続する光受信
器３１の電気増幅器６で発生する雑音を無視できるだけ
の大きな利得を光ファイバ増幅器３０ａにもたせる必要
がある。一般に、Ｇｂ／ｓ領域で使用する光ファイバ増
幅器としては２０ｄＢ以上の利得が必要がある。
【０００６】図６の光受信装置の光ファイバ増幅器の単
独の入出力特性が示すように、光ファイバ増幅器３０ａ
の利得は、光ファイバ増幅器の入力光電力に依存し入力
光電力が大きくなるにつれて利得は小さくなる。これは
利得飽和現象と呼ばれる。図６において、直線２０は利
得飽和がなく一様と仮定したときの光ファイバ増幅器の
入出力特性、２１は実際の光ファイバ増幅器３０ａの入
出力特性を示しており、２２は光ファイバ増幅器３０ａ
の出力光を受ける光受信器３１の受光素子５の許容最大
入力光電力（受光素子が過大電流により破壊されるレベ
ル）を示している。上記の利得飽和現象により、光ファ
イバ増幅器３０ａに縦続接続する光受信器３１の受光素
子５の入力光電力は抑えられ、許容最大入力光電力は３
ｄＢ程度改善されるが、その改善度合いは僅かであり、
実際の光通信システムでは送信出力電力が０ｄＢｍ程度
であることを考えると、光受信装置の受光ダイナミック
レンジとして狭く、光受信器３１の入力光電力を抑える
自動利得制御（以下、ＡＧＣと略す）機能が必要とな
る。図５において、ピーク検波器１９、比較器１０、励
起用ＬＤ駆動回路１２によって負帰還の利得制御ループ
が形成され、ピーク検波器１９の出力電圧が比較器１０
の基準電圧入力端子に与えられる規定電圧に等しくなる
よう、光ファイバ増幅器３０ａの利得が制御される。従
って、光受信装置３０ａの受光電力によらず光受信器３
１の入力光電力はほぼ一定となり、光受信装置の受光ダ
イナミックレンジは著しく改善される。
独の入出力特性が示すように、光ファイバ増幅器３０ａ
の利得は、光ファイバ増幅器の入力光電力に依存し入力
光電力が大きくなるにつれて利得は小さくなる。これは
利得飽和現象と呼ばれる。図６において、直線２０は利
得飽和がなく一様と仮定したときの光ファイバ増幅器の
入出力特性、２１は実際の光ファイバ増幅器３０ａの入
出力特性を示しており、２２は光ファイバ増幅器３０ａ
の出力光を受ける光受信器３１の受光素子５の許容最大
入力光電力（受光素子が過大電流により破壊されるレベ
ル）を示している。上記の利得飽和現象により、光ファ
イバ増幅器３０ａに縦続接続する光受信器３１の受光素
子５の入力光電力は抑えられ、許容最大入力光電力は３
ｄＢ程度改善されるが、その改善度合いは僅かであり、
実際の光通信システムでは送信出力電力が０ｄＢｍ程度
であることを考えると、光受信装置の受光ダイナミック
レンジとして狭く、光受信器３１の入力光電力を抑える
自動利得制御（以下、ＡＧＣと略す）機能が必要とな
る。図５において、ピーク検波器１９、比較器１０、励
起用ＬＤ駆動回路１２によって負帰還の利得制御ループ
が形成され、ピーク検波器１９の出力電圧が比較器１０
の基準電圧入力端子に与えられる規定電圧に等しくなる
よう、光ファイバ増幅器３０ａの利得が制御される。従
って、光受信装置３０ａの受光電力によらず光受信器３
１の入力光電力はほぼ一定となり、光受信装置の受光ダ
イナミックレンジは著しく改善される。
【０００７】以下、光受信装置の光ファイバ増幅器３０
ａの利得と雑音特性について考える。先ず、光ファイバ
増幅器の利得Ｇについて考える。光ファイバ増幅器３０
ａの利得Ｇ［ｄＢ］は、利得係数γを用いて以下の式で
表される。 Ｇ＝１０［ｌｏｇ｛ｅｘｐ（γ・Ｌ）｝］ ＝４．３４・γ・Ｌ （１） ここで、ＬはＥｒ光ファイバの長さ、励起状態は光ファ
イバの長手方向に対して一様であると仮定する。利得係
数γは光ファイバ中の希土類イオンの密度ρ［個／
ｍ3 ］、誘導吸収断面積σａ［ｍ2 ］、誘導放出断面積
σｅ［ｍ2 ］、希土類イオン分布と光強度分布の重なり
積分(Overlapping Integral)をΓ、及び基底準位にある
希土類イオンの割合をＮ1 、励起準位にある希土類イオ
ンの割合をＮ2 として以下の式で表される。 γ＝γｅ−γａ ＝Γ・ρ（σｅ・Ｎ2 −σａ・Ｎ1 ） （２） ここで、γｅ，γａは、それぞれ放出係数，吸収係数と
呼ぶ係数で、それぞれＮ2 ，Ｎ1 に比例する値である。
ａの利得と雑音特性について考える。先ず、光ファイバ
増幅器の利得Ｇについて考える。光ファイバ増幅器３０
ａの利得Ｇ［ｄＢ］は、利得係数γを用いて以下の式で
表される。 Ｇ＝１０［ｌｏｇ｛ｅｘｐ（γ・Ｌ）｝］ ＝４．３４・γ・Ｌ （１） ここで、ＬはＥｒ光ファイバの長さ、励起状態は光ファ
イバの長手方向に対して一様であると仮定する。利得係
数γは光ファイバ中の希土類イオンの密度ρ［個／
ｍ3 ］、誘導吸収断面積σａ［ｍ2 ］、誘導放出断面積
σｅ［ｍ2 ］、希土類イオン分布と光強度分布の重なり
積分(Overlapping Integral)をΓ、及び基底準位にある
希土類イオンの割合をＮ1 、励起準位にある希土類イオ
ンの割合をＮ2 として以下の式で表される。 γ＝γｅ−γａ ＝Γ・ρ（σｅ・Ｎ2 −σａ・Ｎ1 ） （２） ここで、γｅ，γａは、それぞれ放出係数，吸収係数と
呼ぶ係数で、それぞれＮ2 ，Ｎ1 に比例する値である。
【０００８】図５の光受信装置において、光ファイバ増
幅器３０ａの利得Ｇ［ｄＢ］は、ＡＧＣ機能により、光
ファイバ増幅器３０ａの入力光電力（ここでは光受信装
置の受光電力に等しい）Ｐin［ｄＢｍ］に依存し、以下
の式で表される。 Ｇ＝Ｇmax ＋Ｐin,min−Ｐin ＝ＰPD−Ｐin （３） ここで、Ｇmax は光ファイバ増幅器３０ａの最大利得、
Ｐin,minはデータ誤りを生じない光ファイバ増幅器３０
ａの最小入力光電力、ＰPDは光受信器３１の入力光電力
である。光ファイバ増幅器３０ａの入力光電力Ｐinが大
きくなると、ピーク検波器１９、比較器１０、励起用Ｌ
Ｄ駆動回路１２により光ファイバ励起用ＬＤ２の出力光
電力が低下しＮ2 が減少することにより、光ファイバ増
幅器３０ａの利得Ｇは式３にしたがい小さくなる。図７
の直線２３は光ファイバ増幅器３０ａの入力光電力Ｐin
に対する利得Ｇを示す図である。
幅器３０ａの利得Ｇ［ｄＢ］は、ＡＧＣ機能により、光
ファイバ増幅器３０ａの入力光電力（ここでは光受信装
置の受光電力に等しい）Ｐin［ｄＢｍ］に依存し、以下
の式で表される。 Ｇ＝Ｇmax ＋Ｐin,min−Ｐin ＝ＰPD−Ｐin （３） ここで、Ｇmax は光ファイバ増幅器３０ａの最大利得、
Ｐin,minはデータ誤りを生じない光ファイバ増幅器３０
ａの最小入力光電力、ＰPDは光受信器３１の入力光電力
である。光ファイバ増幅器３０ａの入力光電力Ｐinが大
きくなると、ピーク検波器１９、比較器１０、励起用Ｌ
Ｄ駆動回路１２により光ファイバ励起用ＬＤ２の出力光
電力が低下しＮ2 が減少することにより、光ファイバ増
幅器３０ａの利得Ｇは式３にしたがい小さくなる。図７
の直線２３は光ファイバ増幅器３０ａの入力光電力Ｐin
に対する利得Ｇを示す図である。
【０００９】次に、光ファイバ増幅器の雑音指数（Ｎ
Ｆ）について考える。光ファイバ増幅器３０ａのＮＦは
自然放出係数ｎspを用いて以下の式で表される。 ＮＦ＝１０・ｌｏｇ（２・ｎsp） （４） ここで、自然放出係数ｎspは放出係数γｅ，吸収係数γ
ａにより以下の式で表される。 ｎsp＝γｅ／（γｅ−γａ） （５） 式４，５から、光ファイバ増幅器３０ａの雑音指数（Ｎ
Ｆ）は放出係数γｅ，吸収係数γａに依存し、従って、
光ファイバ増幅器３０ａの入力光電力Ｐinに依存する。
式１，２，３，４，５からをまとめると光ファイバ増幅
器３０ａの雑音指数（ＮＦ）は以下の式で表せる。 ＮＦ＝１０・ｌｏｇ｛１＋（Ｇmax ／Ｇ）｝（６） 以上により、ＡＧＣにより光ファイバ増幅器３０ａの利
得Ｇが変動すると光ファイバ増幅器３０ａの雑音指数Ｎ
Ｆが変動することが分かる。図７の曲線２４は光ファイ
バ増幅器３０ａの雑音指数（ＮＦ）の入力光電力Ｐin依
存性を示す図である。
Ｆ）について考える。光ファイバ増幅器３０ａのＮＦは
自然放出係数ｎspを用いて以下の式で表される。 ＮＦ＝１０・ｌｏｇ（２・ｎsp） （４） ここで、自然放出係数ｎspは放出係数γｅ，吸収係数γ
ａにより以下の式で表される。 ｎsp＝γｅ／（γｅ−γａ） （５） 式４，５から、光ファイバ増幅器３０ａの雑音指数（Ｎ
Ｆ）は放出係数γｅ，吸収係数γａに依存し、従って、
光ファイバ増幅器３０ａの入力光電力Ｐinに依存する。
式１，２，３，４，５からをまとめると光ファイバ増幅
器３０ａの雑音指数（ＮＦ）は以下の式で表せる。 ＮＦ＝１０・ｌｏｇ｛１＋（Ｇmax ／Ｇ）｝（６） 以上により、ＡＧＣにより光ファイバ増幅器３０ａの利
得Ｇが変動すると光ファイバ増幅器３０ａの雑音指数Ｎ
Ｆが変動することが分かる。図７の曲線２４は光ファイ
バ増幅器３０ａの雑音指数（ＮＦ）の入力光電力Ｐin依
存性を示す図である。
【００１０】以上では、光受信装置の入力光が１チャン
ネルの場合を説明しているが、入力光が多チャンネルの
場合は雑音指数ＮＦの入力光電力依存性の影響が大きく
なる。入力光が多チャンネルの場合，ピーク検波器１
９，比較器１０，励起用ＬＤ駆動回路１２からなる負帰
還の利得制御ループにより各信号波長の光ファイバ増幅
器出力電力の和が一定となるように光ファイバ増幅器３
０を制御される。一般に、多チャンネル伝送システムで
は信号電力が信号波長により必ずしも同一でなく、各チ
ャンネルのＳ／Ｎは信号電力に比例する。従って、信号
電力の大きいチャンネルがあると、光ファイバ増幅器３
０ａの利得は式３によって低く抑えられ、雑音指数ＮＦ
は式６によって大きくなり、信号電力の小さい他のチャ
ンネルのＳ／Ｎが劣化してしまう。
ネルの場合を説明しているが、入力光が多チャンネルの
場合は雑音指数ＮＦの入力光電力依存性の影響が大きく
なる。入力光が多チャンネルの場合，ピーク検波器１
９，比較器１０，励起用ＬＤ駆動回路１２からなる負帰
還の利得制御ループにより各信号波長の光ファイバ増幅
器出力電力の和が一定となるように光ファイバ増幅器３
０を制御される。一般に、多チャンネル伝送システムで
は信号電力が信号波長により必ずしも同一でなく、各チ
ャンネルのＳ／Ｎは信号電力に比例する。従って、信号
電力の大きいチャンネルがあると、光ファイバ増幅器３
０ａの利得は式３によって低く抑えられ、雑音指数ＮＦ
は式６によって大きくなり、信号電力の小さい他のチャ
ンネルのＳ／Ｎが劣化してしまう。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来の光受信装置は以
上にように構成されているので、光受信装置の受光電力
の変動に対して、ＡＧＣ手段により光ファイバ増幅器の
出力光電力、即ち光受信器の入力光電力は一定に保たれ
るが、光ファイバ増幅器の雑音指数（ＮＦ）は光受信装
置の受光電力により変化するため、例えば、波長多重伝
送などで特定波長のチャネルの受光電力が大きい場合、
他のチャネルの波長の受信特性が大きく劣化するという
課題があった。
上にように構成されているので、光受信装置の受光電力
の変動に対して、ＡＧＣ手段により光ファイバ増幅器の
出力光電力、即ち光受信器の入力光電力は一定に保たれ
るが、光ファイバ増幅器の雑音指数（ＮＦ）は光受信装
置の受光電力により変化するため、例えば、波長多重伝
送などで特定波長のチャネルの受光電力が大きい場合、
他のチャネルの波長の受信特性が大きく劣化するという
課題があった。
【００１２】この発明はかかる課題を解決するためにな
されたもので、受光ダイナミックレンジが大きく、且
つ、受光電力によらず略一定の雑音指数（ＮＦ）をもつ
光ファイバ増幅器を有する光受信装置を得ることを目的
とする。
されたもので、受光ダイナミックレンジが大きく、且
つ、受光電力によらず略一定の雑音指数（ＮＦ）をもつ
光ファイバ増幅器を有する光受信装置を得ることを目的
とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この光受信装置は希土類添加光ファイバを有する
光ファイバ増幅器を前置増幅器としてもつ光受信装置で
あって、希土類添加光ファイバと、上記希土類添加光フ
ァイバを励起する励起用半導体レーザと、当該光受信装
置の受信入力光と上記励起用半導体レーザの出力光とを
合波する光合波器と、上記希土類添加光ファイバの出力
光を光フィルタを介して入力し電気信号に変換する光受
信器と、上記光受信器で入力光電力に比例した電圧を取
出し規定電圧を越えたときは上記希土類添加光ファイバ
を励起する励起用半導体レーザの励起光電力を下げて光
ファイバ増幅器の利得を下げる手段と、一方、上記光受
信器で入力光電力に比例した電圧を取出し規定電圧以下
のときは上記希土類添加光ファイバの励起光電力を一定
に保ち光ファイバ増幅器の利得を一定に保つ手段と、を
備えたものである。
めに、この光受信装置は希土類添加光ファイバを有する
光ファイバ増幅器を前置増幅器としてもつ光受信装置で
あって、希土類添加光ファイバと、上記希土類添加光フ
ァイバを励起する励起用半導体レーザと、当該光受信装
置の受信入力光と上記励起用半導体レーザの出力光とを
合波する光合波器と、上記希土類添加光ファイバの出力
光を光フィルタを介して入力し電気信号に変換する光受
信器と、上記光受信器で入力光電力に比例した電圧を取
出し規定電圧を越えたときは上記希土類添加光ファイバ
を励起する励起用半導体レーザの励起光電力を下げて光
ファイバ増幅器の利得を下げる手段と、一方、上記光受
信器で入力光電力に比例した電圧を取出し規定電圧以下
のときは上記希土類添加光ファイバの励起光電力を一定
に保ち光ファイバ増幅器の利得を一定に保つ手段と、を
備えたものである。
【００１４】
【作用】以上のように構成されたこの発明の光受信装置
では、希土類添加光ファイバを用いた光ファイバ増幅器
に縦続接続する光受信器の入力光電力に比例した電圧を
取出しそれが規定電圧を越えたときは、上記希土類添加
光ファイバの励起光電力を下げて光ファイバ増幅器の利
得を下げ、光ファイバ増幅器の出力光電力を所定値以下
にすることにより、光受信装置のダイナミックレンジを
大きくすることができ、且つ、光受信器の入力光電力に
比例した電圧を取出しそれが規定電圧以下のときは、比
較回路に縦続接続して設けた振幅制限器により、希土類
添加光ファイバの励起光電力を一定に保ち光ファイバ増
幅器の利得を一定に保つことにより、光ファイバ増幅器
の雑音指数ＮＦを一定に保つことができる。
では、希土類添加光ファイバを用いた光ファイバ増幅器
に縦続接続する光受信器の入力光電力に比例した電圧を
取出しそれが規定電圧を越えたときは、上記希土類添加
光ファイバの励起光電力を下げて光ファイバ増幅器の利
得を下げ、光ファイバ増幅器の出力光電力を所定値以下
にすることにより、光受信装置のダイナミックレンジを
大きくすることができ、且つ、光受信器の入力光電力に
比例した電圧を取出しそれが規定電圧以下のときは、比
較回路に縦続接続して設けた振幅制限器により、希土類
添加光ファイバの励起光電力を一定に保ち光ファイバ増
幅器の利得を一定に保つことにより、光ファイバ増幅器
の雑音指数ＮＦを一定に保つことができる。
【００１５】
実施例１．以下、実施例１について図を参照して説明す
る。図１は、この発明の実施例１を示す光受信装置の構
成ブロック図である。光受信装置は光ファイバ増幅器３
０ｂと光受信器３１とを備えている。図において、９は
受光電力検出器、１３は振幅制限回路である。従来例と
同一部分には同一符号を付し説明を省く。
る。図１は、この発明の実施例１を示す光受信装置の構
成ブロック図である。光受信装置は光ファイバ増幅器３
０ｂと光受信器３１とを備えている。図において、９は
受光電力検出器、１３は振幅制限回路である。従来例と
同一部分には同一符号を付し説明を省く。
【００１６】次に、この光受信装置の動作について図１
を参照して説明する。図１において、この光受信装置の
光ファイバ増幅器３０ｂの出力光を光受信器３１が受
け、光受信器３１の受光電力検出器９から光受信器３１
の受光電力に比例した電圧を出力する。受光電力検出器
９では、例えば受光素子５に直列に抵抗を挿入し、その
抵抗の端子間電圧を検出することにより、光受信器３１
の受光電力に比例した電圧を得られる。上記の受光電力
検出器９の出力電圧は比較器１０で規定電圧と比較さ
れ、増幅されて振幅制限回路１３に送られる。
を参照して説明する。図１において、この光受信装置の
光ファイバ増幅器３０ｂの出力光を光受信器３１が受
け、光受信器３１の受光電力検出器９から光受信器３１
の受光電力に比例した電圧を出力する。受光電力検出器
９では、例えば受光素子５に直列に抵抗を挿入し、その
抵抗の端子間電圧を検出することにより、光受信器３１
の受光電力に比例した電圧を得られる。上記の受光電力
検出器９の出力電圧は比較器１０で規定電圧と比較さ
れ、増幅されて振幅制限回路１３に送られる。
【００１７】図２は図１の上記振幅制限回路１３の入出
力特性を示す図である。図２に示すように、入力電圧Ｖ
inが規定電圧Ｖ1 以下のときには、一定の電圧Ｖｃを振
幅制限回路１３の出力Ｖout として出力し、入力電圧Ｖ
inが規定電圧Ｖ1 を越えるときは入力電圧Ｖinを振幅制
限回路１３の出力Ｖout として出力する。即ち、振幅制
限回路１３の出力Ｖout は以下の式で表される。 ここで、Ｖｃは所望の光ファイバ増幅器３０ｂの利得Ｇ
が得られるようＥｒ光ファイバの励起用ＬＤ２を駆動す
る励起用ＬＤ駆動回路１２の入力電圧として設定され、
Ｖ1 は比較器１０の出力電圧の範囲内に設定される。
力特性を示す図である。図２に示すように、入力電圧Ｖ
inが規定電圧Ｖ1 以下のときには、一定の電圧Ｖｃを振
幅制限回路１３の出力Ｖout として出力し、入力電圧Ｖ
inが規定電圧Ｖ1 を越えるときは入力電圧Ｖinを振幅制
限回路１３の出力Ｖout として出力する。即ち、振幅制
限回路１３の出力Ｖout は以下の式で表される。 ここで、Ｖｃは所望の光ファイバ増幅器３０ｂの利得Ｇ
が得られるようＥｒ光ファイバの励起用ＬＤ２を駆動す
る励起用ＬＤ駆動回路１２の入力電圧として設定され、
Ｖ1 は比較器１０の出力電圧の範囲内に設定される。
【００１８】図３は、図１の受光電力検出器９、比較器
１０、及び振幅制限回路１３の各出力電圧の光受信装置
の受光電力依存性を、及び励起用ＬＤ出力光電力の光受
信装置の受光電力依存性を示す図である。図３におい
て、光受信装置の受光電力（実施例では光ファイバ増幅
器３０ｂの入力光電力に等しい）の規定入力レベルＰｓ
は、比較器１０の出力がＶ1 となる受光電力レベルで定
義する。光ファイバ増幅器３０ｂの入力光電力が規定入
力レベルＰｓ以下のときは、式７により、振幅制限回路
１３の出力がＶｃ一定であるため、Ｅｒ光ファイバ１の
励起光レベルは一定であり、放出係数γｅ，吸収係数γ
ａも一定となる。従って、式１，２，６により、光ファ
イバ増幅器３０ｂの利得Ｇと、雑音指数ＮＦはほぼ一定
となる（図示していない）。
１０、及び振幅制限回路１３の各出力電圧の光受信装置
の受光電力依存性を、及び励起用ＬＤ出力光電力の光受
信装置の受光電力依存性を示す図である。図３におい
て、光受信装置の受光電力（実施例では光ファイバ増幅
器３０ｂの入力光電力に等しい）の規定入力レベルＰｓ
は、比較器１０の出力がＶ1 となる受光電力レベルで定
義する。光ファイバ増幅器３０ｂの入力光電力が規定入
力レベルＰｓ以下のときは、式７により、振幅制限回路
１３の出力がＶｃ一定であるため、Ｅｒ光ファイバ１の
励起光レベルは一定であり、放出係数γｅ，吸収係数γ
ａも一定となる。従って、式１，２，６により、光ファ
イバ増幅器３０ｂの利得Ｇと、雑音指数ＮＦはほぼ一定
となる（図示していない）。
【００１９】一方、光受信装置の受光電力が規定入力レ
ベルＰS を越えたときは、式７により、Ｖin＞Ｖ1 とな
り、受光電力検出器９、比較器１０、振幅制限回路１
３、励起用ＬＤ駆動回路１２からなる負帰還ループによ
り、比較器１０の入力電圧と基準電圧との差が０になる
よう、光ファイバ増幅器３０ｂの利得が制御される。従
って、光ファイバ増幅器３０ｂの利得が制御され、受光
ダイナミックレンジが大きくなり、過大な受光電力によ
る受光素子５の破壊を回避できる。
ベルＰS を越えたときは、式７により、Ｖin＞Ｖ1 とな
り、受光電力検出器９、比較器１０、振幅制限回路１
３、励起用ＬＤ駆動回路１２からなる負帰還ループによ
り、比較器１０の入力電圧と基準電圧との差が０になる
よう、光ファイバ増幅器３０ｂの利得が制御される。従
って、光ファイバ増幅器３０ｂの利得が制御され、受光
ダイナミックレンジが大きくなり、過大な受光電力によ
る受光素子５の破壊を回避できる。
【００２０】実施例２．図４はこの発明の実施例２を示
す光受信装置を示す構成ブロック図である。この実施例
２では実施例１を構成する光受信器３１の受光電力検出
器９の代りに、光受信器３１の電気増幅器６の出力電圧
を入力とするピーク検波回路１９を使用して、光ファイ
バ増幅器３０ｂの出力光電力（即ち、光受信器３１の入
力光電力）に比例した電圧を出力する。その他の動作は
図１の実施例と同様である。
す光受信装置を示す構成ブロック図である。この実施例
２では実施例１を構成する光受信器３１の受光電力検出
器９の代りに、光受信器３１の電気増幅器６の出力電圧
を入力とするピーク検波回路１９を使用して、光ファイ
バ増幅器３０ｂの出力光電力（即ち、光受信器３１の入
力光電力）に比例した電圧を出力する。その他の動作は
図１の実施例と同様である。
【００２１】以上の実施例１，２では励起光が信号光と
同方向に伝搬する例について説明したが、励起光が信号
光と逆方向に伝搬する（逆方向励起）の場合でも同様の
効果が得られることは明らかである。
同方向に伝搬する例について説明したが、励起光が信号
光と逆方向に伝搬する（逆方向励起）の場合でも同様の
効果が得られることは明らかである。
【００２２】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、受光ダ
イナミックレンジが大きく、且つ、受光電力によらず略
一定の雑音指数（ＮＦ）をもつ光ファイバ増幅器を有す
る光受信装置を得ることができる。
イナミックレンジが大きく、且つ、受光電力によらず略
一定の雑音指数（ＮＦ）をもつ光ファイバ増幅器を有す
る光受信装置を得ることができる。
【図１】この発明の実施例１を示す光受信装置の構成ブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】図１の振幅制限回路の入出力特性を示す図であ
る。
る。
【図３】図１の受光電力検出器、比較器、振幅制限回路
の各出力電圧の光受信装置の受光電力依存性を示す図、
及び励起用ＬＤの出力光電力の光受信装置の受光電力依
存性を示す図である。
の各出力電圧の光受信装置の受光電力依存性を示す図、
及び励起用ＬＤの出力光電力の光受信装置の受光電力依
存性を示す図である。
【図４】この発明の実施例２を示す光受信装置の構成ブ
ロック図である。
ロック図である。
【図５】従来の光受信装置を示す構成ブロック図であ
る。
る。
【図６】図５の光ファイバ増幅器の単独の入出力特性を
示す図である。
示す図である。
【図７】図５の光ファイバ増幅器の利得、雑音指数の光
受信装置の受光電力依存性を示す図である。
受信装置の受光電力依存性を示す図である。
１ Ｅｒ光ファイバ ２ 励起用ＬＤ ３ 光合波器（ＷＤＭ） ４ 光フィルタ ５ 受光素子 ６ 電気増幅器 ７，８ 光アイソレータ ９ 受光素子電流検出器 １０ 比較器 １１ 基準電圧入力端子 １２ 励起用ＬＤ駆動回路 １３ 振幅制限回路 １９ ピーク検波器 ３０ 光ファイバ増幅器 ３１ 光受信器
Claims (1)
- 【請求項１】 希土類添加光ファイバを有する光ファイ
バ増幅器を前置増幅器としてもつ光受信装置であって、 希土類添加光ファイバと、上記希土類添加光ファイバを
励起する励起用半導体レーザと、当該光受信装置の受信
入力光と上記励起用半導体レーザの出力光とを合波する
光合波器と、上記希土類添加光ファイバの出力光を光フ
ィルタを介して入力し電気信号に変換する光受信器と、
上記光受信器で入力光電力に比例した電圧を取出し規定
電圧を越えたときは上記希土類添加光ファイバを励起す
る励起用半導体レーザの励起光電力を下げて光ファイバ
増幅器の利得を下げる手段と、一方、上記光受信器で入
力光電力に比例した電圧を取出し規定電圧以下のときは
上記希土類添加光ファイバの励起光電力を一定に保ち光
ファイバ増幅器の利得を一定に保つ手段と、を備えたこ
とを特徴とする光受信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5178075A JPH0779199A (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | 光受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5178075A JPH0779199A (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | 光受信装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0779199A true JPH0779199A (ja) | 1995-03-20 |
Family
ID=16042188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5178075A Pending JPH0779199A (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | 光受信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0779199A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100343141B1 (ko) * | 1999-12-29 | 2002-07-05 | 윤종용 | 전송 에러를 보상하는 광 전송 시스템 |
-
1993
- 1993-07-19 JP JP5178075A patent/JPH0779199A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100343141B1 (ko) * | 1999-12-29 | 2002-07-05 | 윤종용 | 전송 에러를 보상하는 광 전송 시스템 |
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