JPH0795160A - 光増幅器の応答信号変調方法 - Google Patents

光増幅器の応答信号変調方法

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JPH0795160A
JPH0795160A JP5233637A JP23363793A JPH0795160A JP H0795160 A JPH0795160 A JP H0795160A JP 5233637 A JP5233637 A JP 5233637A JP 23363793 A JP23363793 A JP 23363793A JP H0795160 A JPH0795160 A JP H0795160A
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laser diode
optical amplifier
modulating
optical
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Kazuyuki Tanigawa
和幸 谷川
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザダイオードを使用して光を直接増幅す
る光増幅器の応答信号変調方法に関し、経年変化や温度
変化等によりレーザダイオードの飽和領域になっても、
応答信号を正確に変調することを目的とする。 【構成】 レーザダイオードＬＤを使用して光を直接増
幅し、所定の応答信号ＳＶを該増幅された光信号に変調
するようにした光増幅器の応答信号変調方法であって、
前記応答信号ＳＶを、前記レーザダイオードＬＤの飽和
特性を打ち消すように、該応答信号ＳＶ自身を制御する
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】本発明は光増幅器の応答信号変調
方法に関し、特に、レーザダイオードを使用して光を直
接増幅する光増幅器の応答信号変調方法に関する。近
年、エルビウム（Ｅr)・ドープ・ファイバに励起光を印
加して光を直接増幅する光増幅器が実用化されつつあ
る。このような、光増幅器において、経年変化或いは温
度変化によるレーザダイオードの特性劣化に関わらず、
応答信号（スーパーバイザ信号）を正確に変調すること
のできる光増幅器の応答信号変調方法が要望されてい
る。
【０００２】
【従来の技術】図３はレーザダイオードを使用して光を
直接増幅する光増幅器の一例を示すブロック図であり、
例えば、海底ケーブルの中継器に使用する光増幅器を示
すものである。同図において、参照符号１は光合波器、
２は光分波器、３はフォトダイオード（ＰＤ）、４はオ
ート・レベル・コントローラ（ＡＬＣ）、５はバンド・
パス・フィルタ（ＢＰＦ）、そして、６は監視回路を示
している。さらに、参照符号71は第１のドライブ回路、
72は第２のドライブ回路、81は第１のレーザダイオー
ド、82は第２のレーザダイオード、９は偏波カプラ、そ
して、10はエルビウム・ドープ・ファイバ（ＥＤＦ）を
示している。ここで、第１のドライブ回路71および第１
のレーザダイオード81は現用のものであり、また、第２
のドライブ回路72および第2 のレーザダイオード83は予
備のものである。
【０００３】図３に示す光増幅器は、エルビウム・ドー
プ・ファイバ10を介して伝えられる光の一部を光分波器
２で取り出し、フォトダイオード３で電気信号に変換す
る。さらに、オート・レベル・コントローラ４により、
フォトダイオード３の出力（光増幅器の出力パワーに対
応）が一定となるように、ドライブ回路71(72)を介して
レーザダイオード81(82)の出力光を制御する。そして、
レーザダイオード81(82)の出力光は、偏波カプラ９およ
び光合波器１を介してエルビウム・ドープ・ファイバ10
に供給される。
【０００４】図５はレーザダイオードの特性劣化の補償
を説明するための図であり、同図(a) はレーザダイオー
ドの特性の劣化と該特性劣化に対してオート・レベル・
コントローラ４により制御されたレーザダイオードのバ
イアス電流との関係を示し、また、同図(b) は該レーザ
ダイオードの特性劣化と上記オート・レベル・コントロ
ーラ４により制御されたバイアス電流により駆動された
レーザダイオードによって励起された光増幅器の出力パ
ワーとの関係を示している。
【０００５】図５(a) に示すように、例えば、経年変化
や温度変化により光増幅器の特性が劣化すると、エルビ
ウム・ドープ・ファイバ10の光の強度を光分波器２およ
びフォトダイオード３を介して認識しているオート・レ
ベル・コントローラ４により、該レーザダイオード81(8
2)のバイアス電流が制御される。すなわち、光増幅器の
特性が劣化して飽和領域に近づくと、該レーザダイオー
ド81(82)のバイアス電流を増大して、図５(b) に示すよ
うに、光増幅器の出力パワーを一定に保つようになって
いる。
【０００６】フォトダイオード３の出力は、バンド・パ
ス・フィルタ５にも供給され、該バンド・パス・フィル
タ５で所定帯域の信号が濾波されて、スーパーバイザ信
号（監視信号：ＳＶ）が取り出される。このスーパーバ
イザ信号は、監視回路６に供給され、所定の制御が行わ
れる。また、監視回路６は、例えば、海底ケーブルの中
継器の状態をモニタし、該モニタ結果を局に送る応答信
号（スーパーバイザ応答信号：ＳＶ）を、ドライブ回路
（重畳回路）により主信号にＡＭ変調をかけて局まで転
送するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、例え
ば、海底ケーブルの中継器に使用される応答信号（スー
パーバイザ応答信号）は、通常、励起光に振幅変調を重
畳させることで主信号にＡＭ変調をかけるようにして、
局まで転送されるようになっている。図４は光増幅器に
おけるレーザダイオードの飽和特性を説明するための図
である。
【０００８】図４に示されるように、レーザダイオード
81(82)は、例えば、経年変化や温度変化等により出力特
性が劣化する。すなわち、レーザダイオードの特性が劣
化すると、該レーザダイオード81に対して大きな電流を
流しても、飽和により出力波形が歪んでしまうことがあ
った。このように、例えば、経年変化や温度変化等によ
りレーザダイオードの特性が劣化し、該レーザダイオー
ドの飽和特性により光増幅器の出力（振幅）が十分に得
られない場合、海底ケーブルの中継器から出力される応
答信号を正確に局まで転送することが困難となることが
あった。
【０００９】本発明は、上述した課題に鑑み、たとえ、
経年変化や温度変化等によりレーザダイオードの飽和領
域になっても、応答信号を正確に変調することを目的と
する。或いは、温度または他の何らかの要因に対しても
光増幅器の出力パワーを一定にすべくレーザダイオード
に流す電流を増やしたいとき、たとえ、レーザダイオー
ドの飽和領域になったとしても、応答信号を正確に変調
することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、レーザ
ダイオードＬＤを使用して光を直接増幅し、所定の応答
信号ＳＶを該増幅された光信号に変調するようにした光
増幅器の応答信号変調方法であって、前記応答信号ＳＶ
を、前記レーザダイオードＬＤの飽和特性を打ち消すよ
うに、該応答信号ＳＶ自身を制御するようにしたことを
特徴とする光増幅器の応答信号変調方法が提供される。
【００１１】
【作用】本発明の光増幅器の応答信号変調方法によれ
ば、応答信号ＳＶは、レーザダイオードＬＤの特性劣化
を打ち消すように制御され、これによって、経年変化や
温度変化等によりレーザダイオードの飽和領域になって
も、応答信号を正確に変調することができる。
【００１２】
【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る光増幅器
の応答信号変調方法の実施例を説明する。図１は本発明
に係る光増幅器の応答信号変調方法が適用される中継器
の一例を示すブロック図であり、例えば、海底ケーブル
の中継器に使用する光増幅器を示すものである。同図に
おいて、参照符号１は光合波器、２は光分波器、３はフ
ォトダイオード（ＰＤ）、４はオート・レベル・コント
ローラ（ＡＬＣ）、９は偏波カプラ、そして、10はエル
ビウム・ドープ・ファイバ（ＥＤＦ）を示している。さ
らに、参照符号71は第１のドライブ回路、72は第２のド
ライブ回路、101 は第１の重畳回路、102 は第２の重畳
回路、81は第１のレーザダイオード、82は第２のレーザ
ダイオード、そして、100 は応答信号作成回路を示して
いる。ここで、第１のドライブ回路71, 第１の重畳回路
101,および, 第１のレーザダイオード81は現用のもので
あり、また、第2 のドライブ回路72, 第２の重畳回路10
2,および, 第２のレーザダイオード83は予備のものであ
る。尚、図１においては、図３に示したバンド・パス・
フィルタ（ＢＰＦ）５および監視回路６は省略されてい
るが、これらの動作は、前述した図３のものと同様であ
る。
【００１３】図１に示す光増幅器は、エルビウム・ドー
プ・ファイバ10を介して伝えられる光の一部を光分波器
２で取り出し、フォトダイオード３で電気信号に変換す
る。さらに、オート・レベル・コントローラ４により、
フォトダイオード３の出力（光増幅器の出力パワーに対
応）が一定となるように、ドライブ回路71(72)を介して
レーザダイオード81(82)の出力光を制御する。そして、
レーザダイオード81(82)の出力光は、偏波カプラ９およ
び光合波器１を介してエルビウム・ドープ・ファイバ10
に供給される。
【００１４】ドライブ回路71(72)からのバイアス電流モ
ニタ電圧は応答信号作成回路100 へ供給され、これによ
り、応答信号作成回路100 は、オート・レベル・コント
ローラ４により制御されたドライブ回路71(72)における
バイアス電流の値を認識するようになっている。そし
て、応答信号作成回路100 は、ドライブ回路71(72)にお
けるバイアス電流の値に応じて、重畳回路101(102)を制
御して主信号に重畳（変調）される応答信号（スーパー
バイザ応答信号：ＳＶ）を制御するようになっている。
ここで、応答信号は、例えば、海底ケーブルの中継器の
状態をモニタし、該モニタ結果を局に送るための信号で
あり、例えば、重畳回路101(102)により主信号にＡＭ変
調して局まで転送されるものである。
【００１５】ここで、本発明の光増幅器の応答信号変調
方法では、まず、レーザダイオード81(82)により出力さ
れた光信号に変調する応答信号の振幅を、該レーザダイ
オード81(82)の特性劣化に応じて段階的に増大するよう
に制御する。具体的に、例えば、応答信号作成回路100
がドライブ回路71(72)におけるバイアス電流の値を認識
し、レーザダイオードの特性曲線の直線領域と飽和領域
とで重畳回路101(102)により主信号にＡＭ変調する応答
信号ＳＶの振幅を２段階に制御するようになっている。
すなわち、レーザダイオード81(82)から一定の出力を得
るのに、バイアス電流（駆動電流）が図４に示す特性曲
線の直線領域にある場合の重畳回路101(102)における応
答信号ＳＶの変調度よりも、バイアス電流が図４に示す
特性曲線の飽和領域にある場合の重畳回路101(102)にお
ける応答信号ＳＶの変調度を大きくするように制御す
る。
【００１６】或いは、応答信号作成回路100 がドライブ
回路71(72)におけるバイアス電流の値を認識し、該ドラ
イブ回路71(72)におけるバイアス電流の値が大きくなる
に従って、重畳回路101(102)により主信号にＡＭ変調す
る応答信号ＳＶの振幅を徐々に増大するように連続的に
制御する。以上により、経年変化や温度変化等によりレ
ーザダイオードの飽和領域になっても、応答信号を正確
に主信号に重畳（変調）することができる。
【００１７】図２は本発明の光増幅器の応答信号変調方
法を説明するための波形図であり、同図(a) は応答信号
の制御を飽和する側の周期を通常よりも長くするもので
あり、また、同図(b) は応答信号の本来の正弦波曲線を
所定レベルで切断するものである。本発明の光増幅器の
応答信号変調方法は、例えば、経年変化或いは温度変化
によりレーザダイオード81(82)の特性が劣化するが、こ
のレーザダイオードの飽和特性を見越して、応答信号
（ＳＶ）自身を該レーザダイオード81(82)の飽和特性を
打ち消すように制御するものである。すなわち、レーザ
ダイオード81(82)の飽和特性で振幅が小さくなることを
あらかじめ予測した原信号により応答信号ＳＶを変調す
る。
【００１８】具体的には、まず、図２(a) に示すよう
に、応答信号（ＳＶ）の制御を、レーザダイオード81(8
2)の飽和特性による振幅の減少を打ち消すために、該飽
和する側（正方向）の周期Ａを、本来の応答信号の周期
または飽和しない側（負方向）の周期Ｂよりも長くなる
ように制御する。或いは、図２(b) に示すように、応答
信号（ＳＶ）の制御を、該応答信号の本来の正弦波曲線
から、飽和する側の所定レベルＣで切断する。この応答
信号（ＳＶ）を所定レベルで切断するには、例えば、半
波整流回路を使用してレーザダイオード81(82)の特性曲
線の飽和する側を取り除いてやればよい。
【００１９】以上により、経年変化や温度変化等により
レーザダイオードの飽和領域になっても、応答信号を正
確に主信号に重畳（変調）することができる。
【００２０】
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明の光増幅
器の応答信号変調方法によれば、応答信号は、レーザダ
イオードの飽和特性を打ち消すように該応答信号自身を
制御することによって、たとえ、経年変化や温度変化等
によりレーザダイオードの飽和領域になっても、応答信
号を正確に変調することができる。或いは、本発明の光
増幅器の応答信号変調方法によれば、温度または他の何
らかの要因に対しても光増幅器の出力パワーを一定にす
べくレーザダイオードに流す電流を増やしたいとき、た
とえ、レーザダイオードの飽和領域になったとしても、
応答信号を正確に変調することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光増幅器の応答信号変調方法が適
用される中継器の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の光増幅器の応答信号変調方法を説明す
るための波形図である。
【図３】レーザダイオードを使用して光を直接増幅する
光増幅器の一例を示すブロック図である。
【図４】光増幅器におけるレーザダイオードの飽和特性
を説明するための図である。
【図５】レーザダイオードの特性劣化の補償を説明する
ための図である。
【符号の説明】
１…光合波器 ２…光分波器 ３…フォトダイオード（ＰＤ） ４…オート・レベル・コントローラ（ＡＬＣ） ５…バンド・パス・フィルタ（ＢＰＦ） ６…監視回路 71…第１のドライブ回路（現用） 81…第１のレーザダイオード（ＬＤ：現用） 72…第２のドライブ回路（予備） 82…第２のレーザダイオード（ＬＤ：予備） ９…偏波カプラ 10…エルビウム・ドープ・ファイバ（ＥＤＦ） 100 …応答信号作成回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/06 10/17 10/16

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 レーザダイオード（ＬＤ）を使用して光
    を直接増幅し、所定の応答信号（ＳＶ）を該増幅された
    光信号に変調するようにした光増幅器の応答信号変調方
    法であって、 前記応答信号（ＳＶ）を、前記レーザダイオード（Ｌ
    Ｄ）の飽和特性を打ち消すように、該応答信号（ＳＶ）
    自身を制御するようにしたことを特徴とする光増幅器の
    応答信号変調方法。
  2. 【請求項２】 前記応答信号（ＳＶ）の制御を、前記レ
    ーザダイオード（ＬＤ）の飽和特性による振幅の減少を
    打ち消すために、該飽和する側の周期を通常よりも長く
    するようにしたことを特徴とする請求項１の光増幅器の
    応答信号変調方法。
  3. 【請求項３】 前記応答信号（ＳＶ）の制御を、該応答
    信号の本来の正弦波曲線から、前記飽和する側の所定レ
    ベルで切断するようにした請求項１の光増幅器の応答信
    号変調方法。
  4. 【請求項４】 前記応答信号（ＳＶ）の所定レベルでの
    切断を、半波整流回路を使用して行うようにした請求項
    ３の光増幅器の応答信号変調方法。
  5. 【請求項５】 前記応答信号（ＳＶ）の制御を、前記レ
    ーザダイオード（ＬＤ）により出力された光信号に変調
    する該応答信号の振幅を該レーザダイオード（ＬＤ）の
    バイアス電流に応じて段階的に増大するようにしたこと
    を特徴とする請求項１の光増幅器の応答信号変調方法。
  6. 【請求項６】 前記応答信号の変調振幅を、前記レーザ
    ダイオード（ＬＤ）のバイアス電流に応じて２段階で制
    御するようにしたことを特徴とする請求項５の光増幅器
    の応答信号変調方法。
  7. 【請求項７】 前記応答信号（ＳＶ）の制御を、前記レ
    ーザダイオード（ＬＤ）により出力された光信号に変調
    する該応答信号の振幅を該レーザダイオード（ＬＤ）の
    バイアス電流に応じて連続的に増大するようにしたこと
    を特徴とする請求項１の光増幅器の応答信号変調方法。
  8. 【請求項８】 前記光増幅器は、エルビウム・ドープ・
    ファイバに励起光を印加して光を直接増幅するようにな
    っている請求項１〜７のいずれかの光増幅器の応答信号
    変調方法。
  9. 【請求項９】 前記光増幅器は、海底ケーブルの中継器
    に使用され、且つ、前記応答信号（ＳＶ）は、該中継器
    の状態をモニタして該モニタ結果を局に送るスーパーバ
    イザ応答信号である請求項１〜７のいずれかの光増幅器
    の応答信号変調方法。
JP5233637A 1993-09-20 1993-09-20 光増幅器の応答信号変調方法 Withdrawn JPH0795160A (ja)

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FR9401619A FR2710479B1 (fr) 1993-09-20 1994-02-14 Procédé de modulation de signal de réaction dans un amplificateur optique.

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