JPH0818136A - 光増幅器 - Google Patents
光増幅器Info
- Publication number
- JPH0818136A JPH0818136A JP6144557A JP14455794A JPH0818136A JP H0818136 A JPH0818136 A JP H0818136A JP 6144557 A JP6144557 A JP 6144557A JP 14455794 A JP14455794 A JP 14455794A JP H0818136 A JPH0818136 A JP H0818136A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】分岐カプラ３、フォトダイオード４を経て出力
モニタアンプ５から観測出力パワを出力誤差アンプ６に
入力し、利得検出部７を経て利得モニタアンプ８から観
測利得を利得誤差アンプ９に入力し、出力誤差アンプ６
が出力する観測出力パワと設定出力値の差である出力誤
差と、利得誤差アンプ９が出力する観測利得と設定利得
値の差である利得誤差の、どちらか大きい方の値を基に
して励起用レーザダイオード１３を制御する。 【効果】自動出力制御（ＡＬＣ）機能と自動利得制御
（ＡＧＣ）機能とが常時並列動作し、遷移も滑らかにな
る。また、ＡＬＣ動作中の急速な入力変化に対しても利
得を制限してサージを抑圧できる。
モニタアンプ５から観測出力パワを出力誤差アンプ６に
入力し、利得検出部７を経て利得モニタアンプ８から観
測利得を利得誤差アンプ９に入力し、出力誤差アンプ６
が出力する観測出力パワと設定出力値の差である出力誤
差と、利得誤差アンプ９が出力する観測利得と設定利得
値の差である利得誤差の、どちらか大きい方の値を基に
して励起用レーザダイオード１３を制御する。 【効果】自動出力制御（ＡＬＣ）機能と自動利得制御
（ＡＧＣ）機能とが常時並列動作し、遷移も滑らかにな
る。また、ＡＬＣ動作中の急速な入力変化に対しても利
得を制限してサージを抑圧できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光伝送ネットワークに用
いる光増幅器に関する。
いる光増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】エルビウム ドープド ファイバ（Erbi
um Doped Fiber、以下ＥＤＦと記す）の開発により、光
信号を電気信号に変換することなく増幅可能な光増幅器
が実用化された。これによって、再生中継器を光増幅器
に置き換えることができ、終端装置間の伝送距離の拡大
が可能になった。また、光増幅器自体が伝送速度に依存
しないことから、より柔軟な伝送ネットワークの構成が
可能になってきた。
um Doped Fiber、以下ＥＤＦと記す）の開発により、光
信号を電気信号に変換することなく増幅可能な光増幅器
が実用化された。これによって、再生中継器を光増幅器
に置き換えることができ、終端装置間の伝送距離の拡大
が可能になった。また、光増幅器自体が伝送速度に依存
しないことから、より柔軟な伝送ネットワークの構成が
可能になってきた。
【０００３】光増幅器を実際の伝送網で使用するために
は、出力パワを一定にするため、１９９２年電子情報通
信学会春季大会講演論文集４−８８に示されている自動
出力制御（Automatic Level Control、以下ＡＬＣと記
す）機能が必要である。また、低入力時に利得を制限す
るため、例えば特開平３−５７３１号公報に示されてい
る自動利得制御（Automatic Gain Control、以下ＡＧＣ
と記す）機能が必要である。
は、出力パワを一定にするため、１９９２年電子情報通
信学会春季大会講演論文集４−８８に示されている自動
出力制御（Automatic Level Control、以下ＡＬＣと記
す）機能が必要である。また、低入力時に利得を制限す
るため、例えば特開平３−５７３１号公報に示されてい
る自動利得制御（Automatic Gain Control、以下ＡＧＣ
と記す）機能が必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＡＬＣとＡＧＣの両方
を用いる場合、入力パワレベルによる動作切り替えでは
切り替え時の動作が安定しない。また、ＡＬＣ動作中で
も、短時間での入力レベルの低下に対しては利得リミッ
タが動作する必要がある。
を用いる場合、入力パワレベルによる動作切り替えでは
切り替え時の動作が安定しない。また、ＡＬＣ動作中で
も、短時間での入力レベルの低下に対しては利得リミッ
タが動作する必要がある。
【０００５】本発明の目的は、ＡＬＣ動作とＡＧＣ動作
の切り替え動作が安定して行われ、ＡＬＣ動作中の入力
レベルの低下に対して利得リミッタが動作する光増幅器
を提供することにある。
の切り替え動作が安定して行われ、ＡＬＣ動作中の入力
レベルの低下に対して利得リミッタが動作する光増幅器
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、観測出力パワと設定出力値の差である
出力誤差と、観測利得と設定利得値である利得誤差のい
ずれか大きい方の値を基にして励起光源の励起電流また
は励起パワを制御する。
め、本発明では、観測出力パワと設定出力値の差である
出力誤差と、観測利得と設定利得値である利得誤差のい
ずれか大きい方の値を基にして励起光源の励起電流また
は励起パワを制御する。
【０００７】
【作用】上記構成により、ＡＬＣループとＡＧＣループ
とは常に並列に動作するので、ＡＬＣ動作とＡＧＣ動作
とを滑らかに遷移する。また、入力の急激な変化に対し
ても、ＡＧＣ動作により確実に利得を制限できる。
とは常に並列に動作するので、ＡＬＣ動作とＡＧＣ動作
とを滑らかに遷移する。また、入力の急激な変化に対し
ても、ＡＧＣ動作により確実に利得を制限できる。
【０００８】
【実施例】以下に本発明に基づく実施例を詳細に説明す
る。
る。
【０００９】図１に本発明に基づく光増幅器の一実施例
の構成を示す。図において、１は光入力信号の励起光を
合波する合波器、２はＥＤＦ、３は出力パワをモニタす
るための分岐カプラである。４は出力モニタ光を電流に
変換するフォトダイオード、５は制御に必要なレベルに
出力モニタ値を増幅して観測出力とするモニタアンプ、
６は出力設定値と観測出力との差を増幅する出力誤差ア
ンプである。ここで、出力モニタアンプ５は出力測定値
とオフセット及びスケールが対応するよう調整する。７
は電子情報通信学会誌'92/5 Vol.J75-B-I NO.5 pp.298-
303で示されている利得検出部である。利得観測として
は入力パワと出力パワの比を取る方法もあるが、対数変
換が必要なため、ここでは直接ｄＢ値として観測できる
側方向ＳＥ（スポンテイニアス エミッション）検出に
よる利得観測を用いた。８は制御に必要なレベルに利得
モニタ値を増幅して観測利得とする利得モニタアンプ、
９は利得設定値と観測利得との差を増幅する利得誤差ア
ンプである。ここで、利得モニタアンプ８は利得設定値
とオフセット及びスケールが対応するよう調整する。１
０は利得誤差と出力誤差の大きい方を取る最大値回路、
１１は積分器、１２は電圧−電流変換回路、１３は励起
用レーザダイオードである。ＥＤＦ２を励起するために
は、０．９８μｍまたは１．４８μｍの波長のレーザを
用いる。図１は光信号の伝搬方向と同一方向に励起光を
伝搬させる前方励起の例であるが、逆の後方励起、また
は両方を用いる双方励起においても励起レーザのいずれ
かまたは全ての電流を制御することで同様の制御が可能
である。また、偏波合成などにより同一方向に複数のレ
ーザで励起する場合にも、いずれかまたは全ての電流を
制御することで同様の制御が可能である。図２に最大値
回路１０の一例を示す。また、図３に積分器１１の一例
を、図４に電圧−電流変換回路１２の一例を示す。制御
回路の帯域は高々１ＭＨｚなので、どの回路も通常のオ
ペアンプで構成できる。
の構成を示す。図において、１は光入力信号の励起光を
合波する合波器、２はＥＤＦ、３は出力パワをモニタす
るための分岐カプラである。４は出力モニタ光を電流に
変換するフォトダイオード、５は制御に必要なレベルに
出力モニタ値を増幅して観測出力とするモニタアンプ、
６は出力設定値と観測出力との差を増幅する出力誤差ア
ンプである。ここで、出力モニタアンプ５は出力測定値
とオフセット及びスケールが対応するよう調整する。７
は電子情報通信学会誌'92/5 Vol.J75-B-I NO.5 pp.298-
303で示されている利得検出部である。利得観測として
は入力パワと出力パワの比を取る方法もあるが、対数変
換が必要なため、ここでは直接ｄＢ値として観測できる
側方向ＳＥ（スポンテイニアス エミッション）検出に
よる利得観測を用いた。８は制御に必要なレベルに利得
モニタ値を増幅して観測利得とする利得モニタアンプ、
９は利得設定値と観測利得との差を増幅する利得誤差ア
ンプである。ここで、利得モニタアンプ８は利得設定値
とオフセット及びスケールが対応するよう調整する。１
０は利得誤差と出力誤差の大きい方を取る最大値回路、
１１は積分器、１２は電圧−電流変換回路、１３は励起
用レーザダイオードである。ＥＤＦ２を励起するために
は、０．９８μｍまたは１．４８μｍの波長のレーザを
用いる。図１は光信号の伝搬方向と同一方向に励起光を
伝搬させる前方励起の例であるが、逆の後方励起、また
は両方を用いる双方励起においても励起レーザのいずれ
かまたは全ての電流を制御することで同様の制御が可能
である。また、偏波合成などにより同一方向に複数のレ
ーザで励起する場合にも、いずれかまたは全ての電流を
制御することで同様の制御が可能である。図２に最大値
回路１０の一例を示す。また、図３に積分器１１の一例
を、図４に電圧−電流変換回路１２の一例を示す。制御
回路の帯域は高々１ＭＨｚなので、どの回路も通常のオ
ペアンプで構成できる。
【００１０】図１において最大値回路１０を無視して、
ＡＬＣループとＡＧＣループの動作はを独立に説明す
る。ＡＬＣループの動作は、観測出力と出力設定値との
差を出力誤差アンプ６により求め、その誤差を積分して
励起用レーザダイオード１３を駆動する。観測出力と出
力設定値に差がある限り、出力誤差アンプ６の出力は０
にならないので、励起用レーザダイオード１３の電流は
観測出力と出力設定値が一致するある値に収束する。Ａ
ＧＣループの動作は、観測利得と利得設定値との差を利
得誤差アンプ９により求め、その誤差を積分して励起用
レーザダイオード１３を駆動する。観測利得と利得設定
値に差がある限り、利得誤差アンプ６の出力は０になら
ないので、励起用レーザダイオード１３の電流は観測利
得と利得設定値が一致するある値に収束する。なお、Ａ
ＬＣ及びＡＧＣを安定に動作させるためには、誤差アン
プ６、９の利得及び積分器１１の利得はＥＤＦの特性に
基づいて調整する必要がある。
ＡＬＣループとＡＧＣループの動作はを独立に説明す
る。ＡＬＣループの動作は、観測出力と出力設定値との
差を出力誤差アンプ６により求め、その誤差を積分して
励起用レーザダイオード１３を駆動する。観測出力と出
力設定値に差がある限り、出力誤差アンプ６の出力は０
にならないので、励起用レーザダイオード１３の電流は
観測出力と出力設定値が一致するある値に収束する。Ａ
ＧＣループの動作は、観測利得と利得設定値との差を利
得誤差アンプ９により求め、その誤差を積分して励起用
レーザダイオード１３を駆動する。観測利得と利得設定
値に差がある限り、利得誤差アンプ６の出力は０になら
ないので、励起用レーザダイオード１３の電流は観測利
得と利得設定値が一致するある値に収束する。なお、Ａ
ＬＣ及びＡＧＣを安定に動作させるためには、誤差アン
プ６、９の利得及び積分器１１の利得はＥＤＦの特性に
基づいて調整する必要がある。
【００１１】次に、図５を用いて定常状態における最大
値回路１０の動作と光増幅器の制御を説明する。
値回路１０の動作と光増幅器の制御を説明する。
【００１２】本発明では、入力パワが大きいときには出
力パワを一定にし、小さいときには利得を制限する機能
を有する光増幅器を前提にするので、入出力特性は図５
（ａ）に示すようになる。従って、光増幅器の制御は入
力パワによりＡＬＣ動作領域とＡＧＣ動作領域とに分け
られる。入力パワに対する出力誤差と利得誤差を図５
（ｂ）に示す。ここで利得誤差は利得検出部７が対数特
性であるので、ＡＬＣ領域で入力パワ〔ｄＢｍ〕に対し
て直線になる。一方、出力パワを検出するフォトダイオ
ード４はリニア特性なので、出力誤差はＡＧＣ領域で入
力パワ〔ｄＢｍ〕に対して直線にならない。図５（ｂ）
より双方の誤差の最大値を積分器１１で積分して励起電
流を制御すれば図５（ａ）の特性を得られることが分か
る。本発明によれば、ＡＧＣ動作とＡＬＣ動作の切り替
えは入力レベルを基準としているのではないので、遷移
が滑らかに行われかつ切り替え時に制御が不安定になる
ことはない。また、温度・電源電圧の環境変化や経時変
化に対しても切り替え点で出方パワの不連続を起こさな
い。
力パワを一定にし、小さいときには利得を制限する機能
を有する光増幅器を前提にするので、入出力特性は図５
（ａ）に示すようになる。従って、光増幅器の制御は入
力パワによりＡＬＣ動作領域とＡＧＣ動作領域とに分け
られる。入力パワに対する出力誤差と利得誤差を図５
（ｂ）に示す。ここで利得誤差は利得検出部７が対数特
性であるので、ＡＬＣ領域で入力パワ〔ｄＢｍ〕に対し
て直線になる。一方、出力パワを検出するフォトダイオ
ード４はリニア特性なので、出力誤差はＡＧＣ領域で入
力パワ〔ｄＢｍ〕に対して直線にならない。図５（ｂ）
より双方の誤差の最大値を積分器１１で積分して励起電
流を制御すれば図５（ａ）の特性を得られることが分か
る。本発明によれば、ＡＧＣ動作とＡＬＣ動作の切り替
えは入力レベルを基準としているのではないので、遷移
が滑らかに行われかつ切り替え時に制御が不安定になる
ことはない。また、温度・電源電圧の環境変化や経時変
化に対しても切り替え点で出方パワの不連続を起こさな
い。
【００１３】次に、過渡応答を図６を用いて説明する。
入力が急速に低下した場合、ＡＬＣ動作のみの光増幅器
では、出力を一定にすべく利得はＥＤＦが持ち得る最大
利得まで上昇する。そして、入力が復帰した場合には上
昇した利得分が過剰となるので、出力にサージを発生す
る。また、入力レベルによってＡＧＣ動作とＡＬＣ動作
を切り替える方式では、切り替え時の安定動作のために
切り替えレベルにヒステリシスを設けたり時定数を長く
する必要があるので、急激な入力変化ではサージを抑圧
するのは難しい。一方、本発明に基づく光増幅器では、
入力低下時のＡＬＣによる利得の上昇をＡＧＣによる利
得リミッタ動作で設定利得に抑えられる。従って、設定
利得で決まる以上のサージを発生しない。
入力が急速に低下した場合、ＡＬＣ動作のみの光増幅器
では、出力を一定にすべく利得はＥＤＦが持ち得る最大
利得まで上昇する。そして、入力が復帰した場合には上
昇した利得分が過剰となるので、出力にサージを発生す
る。また、入力レベルによってＡＧＣ動作とＡＬＣ動作
を切り替える方式では、切り替え時の安定動作のために
切り替えレベルにヒステリシスを設けたり時定数を長く
する必要があるので、急激な入力変化ではサージを抑圧
するのは難しい。一方、本発明に基づく光増幅器では、
入力低下時のＡＬＣによる利得の上昇をＡＧＣによる利
得リミッタ動作で設定利得に抑えられる。従って、設定
利得で決まる以上のサージを発生しない。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、入力パワを検出するこ
となく安定にＡＧＣ動作とＡＬＣ動作を遷移する光増幅
器の制御が可能である。また、急激に変化する入力に対
しても利得を制限してサージを抑圧することができる。
となく安定にＡＧＣ動作とＡＬＣ動作を遷移する光増幅
器の制御が可能である。また、急激に変化する入力に対
しても利得を制限してサージを抑圧することができる。
【図１】本発明に基づく光増幅器の一実施例の構成を示
す図である。
す図である。
【図２】図１中の最大値回路の構成例を示す図である。
【図３】図１中の積分器の構成例を示す図である。
【図４】図１中の電圧−電流変換回路の構成例を示す図
である。
である。
【図５】本発明に基づく光増幅器の定常時の入出力特性
を示す図である。
を示す図である。
【図６】本発明に基づく光増幅器の過渡応答を示す図で
ある。
ある。
１ 合波器 ２ ＥＤＦ ３ 分岐カプラ ４ フォトダイオード ５ 出力モニタアンプ ６ 出力誤差アンプ ７ 利得検出部 ８ 利得モニタアンプ ９ 利得誤差アンプ １０ 最大値回路 １１ 積分器 １２ 電圧−電流変換回路、 １３ 励起用レーザダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 榊田 尚弘 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所情報通信事業部内 (72)発明者 相田 一夫 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 佐藤 良明 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】希土類元素添加光ファイバを用いた光増幅
器において、出力パワを観測する手段と光増幅器の利得
を観測する手段とを有し、観測出力パワと設定出力値の
差である出力誤差と、観測利得と設定利得値の差である
利得誤差のいずれか大きい方の値を基にして励起光源の
励起電流または励起パワを制御することを特徴とする光
増幅器。 - 【請求項２】請求項１に記載の光増幅器において、出力
誤差と利得誤差のいずれか大きい方の値を積分し、該積
分値により励起光源の励起電流または励起パワを制御す
ることを特徴とする光増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6144557A JPH0818136A (ja) | 1994-06-27 | 1994-06-27 | 光増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6144557A JPH0818136A (ja) | 1994-06-27 | 1994-06-27 | 光増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0818136A true JPH0818136A (ja) | 1996-01-19 |
Family
ID=15365044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6144557A Pending JPH0818136A (ja) | 1994-06-27 | 1994-06-27 | 光増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0818136A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6373610B1 (en) | 1998-01-14 | 2002-04-16 | Nec Corporation | Optical surge suppressing apparatus |
| US7034996B2 (en) | 2003-12-26 | 2006-04-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical transmission apparatus |
| US7308208B2 (en) | 2004-03-24 | 2007-12-11 | Fujitsu Limited | Gain monitoring method for optical amplifier and apparatus thereof |
-
1994
- 1994-06-27 JP JP6144557A patent/JPH0818136A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6373610B1 (en) | 1998-01-14 | 2002-04-16 | Nec Corporation | Optical surge suppressing apparatus |
| US7034996B2 (en) | 2003-12-26 | 2006-04-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical transmission apparatus |
| US7308208B2 (en) | 2004-03-24 | 2007-12-11 | Fujitsu Limited | Gain monitoring method for optical amplifier and apparatus thereof |
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