JPH0895097A - 波長多重光増幅器 - Google Patents
波長多重光増幅器Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】波長多重光信号を増幅するための波長多重光増
幅器に関し、各波長の信号光出力レベルが常に適切にな
るようにし、また２波長の信号光に対する利得差を減少
させるようにすることを目的とする。 【構成】波長多重光増幅器においては、複数の異なる波
長の光信号を多重してなる波長多重光信号を増幅する。
この際、光増幅器の光出力レベルを、波長多重光信号に
おける多重信号数に応じて変化させるように制御するこ
とによって、各波長の信号光出力レベルが常に適切なレ
ベルになるようにする。
幅器に関し、各波長の信号光出力レベルが常に適切にな
るようにし、また２波長の信号光に対する利得差を減少
させるようにすることを目的とする。 【構成】波長多重光増幅器においては、複数の異なる波
長の光信号を多重してなる波長多重光信号を増幅する。
この際、光増幅器の光出力レベルを、波長多重光信号に
おける多重信号数に応じて変化させるように制御するこ
とによって、各波長の信号光出力レベルが常に適切なレ
ベルになるようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、波長多重光信号を増幅
するための波長多重光増幅器に関し、特に各波長の信号
光出力レベルを個々に制御することを可能にするための
出力制御方式または出力制御回路に関するものである。
するための波長多重光増幅器に関し、特に各波長の信号
光出力レベルを個々に制御することを可能にするための
出力制御方式または出力制御回路に関するものである。
【０００２】波長多重光伝送方式は、異なる波長の光信
号を多重して光ファイバに伝送することによって、多重
信号数に応じて、光ファイバの伝送容量を増加すること
ができるものである。
号を多重して光ファイバに伝送することによって、多重
信号数に応じて、光ファイバの伝送容量を増加すること
ができるものである。
【０００３】このような波長多重光信号を増幅するため
の波長多重光増幅器においては、各波長の信号光出力レ
ベルが常に適切になるようにし、または２波長の信号光
に対する利得差を減少させるようにすることが必要であ
る。
の波長多重光増幅器においては、各波長の信号光出力レ
ベルが常に適切になるようにし、または２波長の信号光
に対する利得差を減少させるようにすることが必要であ
る。
【０００４】
【従来の技術】光増幅器は、エルビウム（Ｅｒ）ドープ
ドファイバを用いるものが、実用化が進められている。
これは、光ファイバが低損失であるため、光通信システ
ムにおいて広く用いられている１．５５μｍ帯の光増幅
を行なうことができるため、光通信装置における送信器
のポストアンプや、受信器のプリアンプあるいは中間中
継器としてのインラインアンプ等に適用して、伝送距離
拡大を低コストで実現できる有力な手段として注目を浴
びている。
ドファイバを用いるものが、実用化が進められている。
これは、光ファイバが低損失であるため、光通信システ
ムにおいて広く用いられている１．５５μｍ帯の光増幅
を行なうことができるため、光通信装置における送信器
のポストアンプや、受信器のプリアンプあるいは中間中
継器としてのインラインアンプ等に適用して、伝送距離
拡大を低コストで実現できる有力な手段として注目を浴
びている。
【０００５】また波長多重方式は、伝送容量増大を簡易
に実現することができる技術として、特に上述の１．５
５μｍ帯での波長多重が有望視されているが、異なる波
長光の多重，分離のために挿入する光デバイスでの損失
が伝送距離を減少させるという問題を有していた。そこ
でこの際における損失を補う意味でも、光増幅器を適用
することが効果的であり、波長多重技術と光増幅器との
組み合わせは、長距離かつ大容量の光信号伝送を可能に
する有力な手段として期待されている。
に実現することができる技術として、特に上述の１．５
５μｍ帯での波長多重が有望視されているが、異なる波
長光の多重，分離のために挿入する光デバイスでの損失
が伝送距離を減少させるという問題を有していた。そこ
でこの際における損失を補う意味でも、光増幅器を適用
することが効果的であり、波長多重技術と光増幅器との
組み合わせは、長距離かつ大容量の光信号伝送を可能に
する有力な手段として期待されている。
【０００６】従来の光増幅器の光出力制御方法として
は、光出力一定制御方式が一般的に用いられている。図
１２は、従来の光増幅器制御方式の例を示したものであ
って、１はエルビウムドープドファイバ（ＥＤＦ）、２
はＥＤＦ１に励起光を供給する励起レーザダイオード
（ＬＤ）、３は信号光と励起ＬＤ２からの励起光とを合
波し、信号光出力を分波するための合分波器、４は励起
ＬＤ２を駆動するための駆動回路である。
は、光出力一定制御方式が一般的に用いられている。図
１２は、従来の光増幅器制御方式の例を示したものであ
って、１はエルビウムドープドファイバ（ＥＤＦ）、２
はＥＤＦ１に励起光を供給する励起レーザダイオード
（ＬＤ）、３は信号光と励起ＬＤ２からの励起光とを合
波し、信号光出力を分波するための合分波器、４は励起
ＬＤ２を駆動するための駆動回路である。
【０００７】信号光入力は、入力側とＥＤＦ１とを分離
するためのアイソレータ５を経てＥＤＦ１に入力され
る。ＥＤＦ１においては、合分波器３を経て加えられて
いる励起光の存在状態で、信号光を増幅して出力する。
増幅された信号光によって、アイソレータ６を経て信号
光出力を発生する。
するためのアイソレータ５を経てＥＤＦ１に入力され
る。ＥＤＦ１においては、合分波器３を経て加えられて
いる励起光の存在状態で、信号光を増幅して出力する。
増幅された信号光によって、アイソレータ６を経て信号
光出力を発生する。
【０００８】出力側に挿入された分岐器７を介して光出
力の一部を分岐し、受光素子８で電気信号に変換し、レ
ベル検出器９によってそのレベルを検出する。そして比
較器１０において検出されたレベルと基準電圧ＶREF と
を比較して、誤差に応じて駆動回路４を制御して励起Ｌ
Ｄ２を駆動することによって、励起ＬＤ２からの励起光
の強度を制御して、信号光出力を一定に保つ。
力の一部を分岐し、受光素子８で電気信号に変換し、レ
ベル検出器９によってそのレベルを検出する。そして比
較器１０において検出されたレベルと基準電圧ＶREF と
を比較して、誤差に応じて駆動回路４を制御して励起Ｌ
Ｄ２を駆動することによって、励起ＬＤ２からの励起光
の強度を制御して、信号光出力を一定に保つ。
【０００９】この際、入力側に挿入された分岐器１１を
経て光入力の一部を分岐し、受光素子１２で電気信号に
変換し、入力断検出回路１３でそのレベルをチェックす
ることによって、光入力の断を検出したとき、シャット
ダウン信号を発生して駆動回路４の動作を停止させて、
励起ＬＤ２からの励起光をオフにする。これは光入力が
ない場合には、光出力を一定にするための制御系の利得
が増大して、雑音のみを増幅する状態となるが、この状
態で光入力が復旧すると、過大な光出力が発生して、受
信側に悪影響を生じるおそれがあるためである。
経て光入力の一部を分岐し、受光素子１２で電気信号に
変換し、入力断検出回路１３でそのレベルをチェックす
ることによって、光入力の断を検出したとき、シャット
ダウン信号を発生して駆動回路４の動作を停止させて、
励起ＬＤ２からの励起光をオフにする。これは光入力が
ない場合には、光出力を一定にするための制御系の利得
が増大して、雑音のみを増幅する状態となるが、この状
態で光入力が復旧すると、過大な光出力が発生して、受
信側に悪影響を生じるおそれがあるためである。
【００１０】図１３は、従来の波長多重光増幅器の例を
示したものであって、１４は光ファイバ、１５は半導体
レーザ増幅器、１６は半導体レーザ増幅器１５の光出力
の一部を分岐する分岐器である。１７は半導体レーザ増
幅器１５を駆動する駆動回路、１８は分岐器１６で分岐
された光から一部の信号光を分離する分波器、１９は光
入力を電気信号に変換する受光素子、２０は半導体レー
ザ増幅器１５の利得を制御する利得制御回路である。
示したものであって、１４は光ファイバ、１５は半導体
レーザ増幅器、１６は半導体レーザ増幅器１５の光出力
の一部を分岐する分岐器である。１７は半導体レーザ増
幅器１５を駆動する駆動回路、１８は分岐器１６で分岐
された光から一部の信号光を分離する分波器、１９は光
入力を電気信号に変換する受光素子、２０は半導体レー
ザ増幅器１５の利得を制御する利得制御回路である。
【００１１】信号光入力には、波長多重光信号λ1,λ2
の他にモニタ光λm を含んでいる。分波器１８は分岐器
１６で分岐された信号光出力からモニタ光λm を分離
し、受光素子１９はこれを電気信号に変換する。利得制
御回路２０はこの電気信号のレベルを図示されない基準
電圧と比較して、誤差信号に応じて駆動回路１７を制御
することによって、半導体レーザ増幅器１５の利得が一
定になるようにする。
の他にモニタ光λm を含んでいる。分波器１８は分岐器
１６で分岐された信号光出力からモニタ光λm を分離
し、受光素子１９はこれを電気信号に変換する。利得制
御回路２０はこの電気信号のレベルを図示されない基準
電圧と比較して、誤差信号に応じて駆動回路１７を制御
することによって、半導体レーザ増幅器１５の利得が一
定になるようにする。
【００１２】このように従来の波長多重光増幅器におい
ては、単一波長の光増幅器と同様に、光出力を一定とす
る制御方式が用いられており、従って全体としての光出
力レベルは常に一定である。
ては、単一波長の光増幅器と同様に、光出力を一定とす
る制御方式が用いられており、従って全体としての光出
力レベルは常に一定である。
【００１３】また従来、２波長の信号光の増幅を行なう
波長多重光増幅器において、波長１．５３５μｍ帯の信
号光と、波長１．５５μｍ帯の信号光とを使用するもの
が知られている。これは、エルビウムドープドファイバ
を用いた光増幅器の場合、１．５４μｍ付近を境とし
て、１．５２〜１．５４μｍの領域と、１．５４μｍ〜
１．５７μｍの領域とに利得の高い部分があるためであ
る。
波長多重光増幅器において、波長１．５３５μｍ帯の信
号光と、波長１．５５μｍ帯の信号光とを使用するもの
が知られている。これは、エルビウムドープドファイバ
を用いた光増幅器の場合、１．５４μｍ付近を境とし
て、１．５２〜１．５４μｍの領域と、１．５４μｍ〜
１．５７μｍの領域とに利得の高い部分があるためであ
る。
【００１４】図１４は、従来の２波長多重光増幅器の構
成例を示したものであって、図１２におけると同じもの
を同じ番号で示し、２１は波長１．５３５μｍ帯の信号
光と波長１．５５μｍ帯の信号光とを合波する合波器、
２２は波長多重光信号と励起光との合分波を行なう波長
多重（ＷＤＭ）カプラである。
成例を示したものであって、図１２におけると同じもの
を同じ番号で示し、２１は波長１．５３５μｍ帯の信号
光と波長１．５５μｍ帯の信号光とを合波する合波器、
２２は波長多重光信号と励起光との合分波を行なう波長
多重（ＷＤＭ）カプラである。
【００１５】合波器２１において、波長１．５３５μｍ
帯の信号光１と、波長１．５５μｍ帯の信号光２とを合
波し、アイソレータ５を経てＥＤＦ１に入力する。励起
ＬＤ２からの励起光をＷＤＭカプラ２２を経てＥＤＦ１
に入力した状態で、信号光１と信号光２の増幅が行なわ
れ、アイソレータ６を経て光出力を発生する。
帯の信号光１と、波長１．５５μｍ帯の信号光２とを合
波し、アイソレータ５を経てＥＤＦ１に入力する。励起
ＬＤ２からの励起光をＷＤＭカプラ２２を経てＥＤＦ１
に入力した状態で、信号光１と信号光２の増幅が行なわ
れ、アイソレータ６を経て光出力を発生する。
【００１６】図１５は、図１４に示された２波長多重光
増幅器における利得特性を示したものであって、（ａ）
は波長１．４８μｍ帯の励起光による励起（以下１．４
８μｍ励起と略す）を行なった場合の利得特性を示し、
（ｂ）は波長０．９８μｍ帯の励起光による励起（以下
０．９８μｍ励起と略す）を行なった場合の利得特性を
示している。１．４８μｍ励振を行なった場合は、
（ａ）に示すように１．５５μｍ帯側の利得が大きくな
る結果、１．５３５μｍ帯側の光伝送が困難になるおそ
れがある。また、０．９８μｍ励振を行なった場合は、
１．５３５μｍ帯側の利得が大きくなる結果、１．５５
μｍ帯側の光伝送が困難になるおそれがある。
増幅器における利得特性を示したものであって、（ａ）
は波長１．４８μｍ帯の励起光による励起（以下１．４
８μｍ励起と略す）を行なった場合の利得特性を示し、
（ｂ）は波長０．９８μｍ帯の励起光による励起（以下
０．９８μｍ励起と略す）を行なった場合の利得特性を
示している。１．４８μｍ励振を行なった場合は、
（ａ）に示すように１．５５μｍ帯側の利得が大きくな
る結果、１．５３５μｍ帯側の光伝送が困難になるおそ
れがある。また、０．９８μｍ励振を行なった場合は、
１．５３５μｍ帯側の利得が大きくなる結果、１．５５
μｍ帯側の光伝送が困難になるおそれがある。
【００１７】図１６は、波長多重光増幅器における利得
測定系の構成例を示したものであって、図１４における
と同じものを同じ番号で示し、２３は光出力のスペクト
ル分布を測定する光スペクトルアナライザである。
測定系の構成例を示したものであって、図１４における
と同じものを同じ番号で示し、２３は光出力のスペクト
ル分布を測定する光スペクトルアナライザである。
【００１８】合波器２１において、信号光１（λ＝１．
５６μｍ）と、信号光２（λ＝１．５３μｍ〜１．５７
μｍ）とを合波し、アイソレータ５を経てＥＤＦ１に入
力する。励起ＬＤ２からの励起光（λ＝１．４８μｍま
たは０．９８μｍ）をＷＤＭカプラ２２を経てＥＤＦ１
に入力した状態で、信号光２の増幅が行なわれて、増幅
された信号光２はアイソレータ６を経て光スペクトルア
ナライザ２３に入力され、光スペクトルを分離してそれ
ぞれの光出力レベルを測定される。
５６μｍ）と、信号光２（λ＝１．５３μｍ〜１．５７
μｍ）とを合波し、アイソレータ５を経てＥＤＦ１に入
力する。励起ＬＤ２からの励起光（λ＝１．４８μｍま
たは０．９８μｍ）をＷＤＭカプラ２２を経てＥＤＦ１
に入力した状態で、信号光２の増幅が行なわれて、増幅
された信号光２はアイソレータ６を経て光スペクトルア
ナライザ２３に入力され、光スペクトルを分離してそれ
ぞれの光出力レベルを測定される。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】図１２に示された従来
の光増幅器をそのまま波長多重光の増幅に使用した場合
は、トータルとしての光出力レベルが一定であるため、
１信号光あたりの光レベルは、（１／多重信号数）とな
る。従ってこのまま光信号伝送を行なうと、受信部にお
いて所要光レベルを確保できないことがあるという問題
を生じる。また、システム運用中に、何らかの原因によ
って、ある波長の光信号が断になった場合には、光増幅
器においてその分のパワーが他の波長の信号光に配分さ
れるので、受信光レベル変動（増大）を生じて、受信部
においてエラーを発生する可能性がある。逆に波長増設
を行なう場合には、他の波長信号光のレベル変動（減
少）を引き起こす。これは従来の波長多重光増幅器にお
ける第１の問題点である。
の光増幅器をそのまま波長多重光の増幅に使用した場合
は、トータルとしての光出力レベルが一定であるため、
１信号光あたりの光レベルは、（１／多重信号数）とな
る。従ってこのまま光信号伝送を行なうと、受信部にお
いて所要光レベルを確保できないことがあるという問題
を生じる。また、システム運用中に、何らかの原因によ
って、ある波長の光信号が断になった場合には、光増幅
器においてその分のパワーが他の波長の信号光に配分さ
れるので、受信光レベル変動（増大）を生じて、受信部
においてエラーを発生する可能性がある。逆に波長増設
を行なう場合には、他の波長信号光のレベル変動（減
少）を引き起こす。これは従来の波長多重光増幅器にお
ける第１の問題点である。
【００２０】また、波長多重光信号に対する光増幅器の
動作として、現状では利得の波長依存性を無視すること
ができない。さらに、光端局装置の送信光源出力のばら
つきや、合分波器の挿入損失のばらつき、あるいは伝送
路ファイバの損失のばらつき等が加算されることによっ
て、受信側において各波長光のレベル差を生じ、受信部
において所要受信レベルを得ることができない場合が生
じるという問題がある。一般的には、レベルの低い波長
信号光の方が受信エラーを発生しやすい。これは従来の
波長多重光増幅器における第２の問題点である。
動作として、現状では利得の波長依存性を無視すること
ができない。さらに、光端局装置の送信光源出力のばら
つきや、合分波器の挿入損失のばらつき、あるいは伝送
路ファイバの損失のばらつき等が加算されることによっ
て、受信側において各波長光のレベル差を生じ、受信部
において所要受信レベルを得ることができない場合が生
じるという問題がある。一般的には、レベルの低い波長
信号光の方が受信エラーを発生しやすい。これは従来の
波長多重光増幅器における第２の問題点である。
【００２１】図１３に示された従来の波長多重光増幅器
においては、モニタ光のレベルを監視することによっ
て、トータルの光出力が一定になるように制御している
が、上記第２の問題点によって、必ずしも主信号とモニ
タ光の利得が一致しないために、光出力が一定にならな
い場合がある。また信号光以外にモニタ光が必要なため
コスト増となるだけでなく、主信号系が正常でも、モニ
タ系が故障すると、制御不能になる等の問題がある。
においては、モニタ光のレベルを監視することによっ
て、トータルの光出力が一定になるように制御している
が、上記第２の問題点によって、必ずしも主信号とモニ
タ光の利得が一致しないために、光出力が一定にならな
い場合がある。また信号光以外にモニタ光が必要なため
コスト増となるだけでなく、主信号系が正常でも、モニ
タ系が故障すると、制御不能になる等の問題がある。
【００２２】図１７は、波長多重光増幅器における利得
特性を説明するものであって、（ａ）はＮ2 ／（Ｎ2 −
Ｎ1 ）が小さい場合、（ｂ）はＮ2 ／（Ｎ2 −Ｎ1 ）が
大きい場合を示している。ここでＮ1 は基底状態にある
光子数、Ｎ2 は励起状態にある光子数である。また、縦
軸は放射エネルギーＮ2 σe （σe は放射断面積）と吸
収エネルギーＮ1 σa （σa は吸収断面積）とを示し、
横軸は信号光波長（μｍ）である。
特性を説明するものであって、（ａ）はＮ2 ／（Ｎ2 −
Ｎ1 ）が小さい場合、（ｂ）はＮ2 ／（Ｎ2 −Ｎ1 ）が
大きい場合を示している。ここでＮ1 は基底状態にある
光子数、Ｎ2 は励起状態にある光子数である。また、縦
軸は放射エネルギーＮ2 σe （σe は放射断面積）と吸
収エネルギーＮ1 σa （σa は吸収断面積）とを示し、
横軸は信号光波長（μｍ）である。
【００２３】図１７において、放射エネルギーＮ2 σe
と吸収エネルギーＮ1 σa との差は、光増幅器の利得を
示している。図示のように、Ｎ2 ／（Ｎ2 −Ｎ1 ）が小
さい場合、すなわち基底状態の分布が十分小さく、励起
状態の分布が十分大きいときは、波長１．５３５μｍ付
近の利得ｇ（λ＝１．５３５μｍ）が、波長１．５５μ
ｍ付近の利得ｇ（λ＝１．５５μｍ）より大きくなる。
逆にＮ2 ／（Ｎ2 −Ｎ 1 ）が大きい場合、すなわち励起
状態の分布が十分大きくないときは、ｇ（λ＝１．５３
５μｍ）がｇ（λ＝１．５５μｍ）より小さくなる。
と吸収エネルギーＮ1 σa との差は、光増幅器の利得を
示している。図示のように、Ｎ2 ／（Ｎ2 −Ｎ1 ）が小
さい場合、すなわち基底状態の分布が十分小さく、励起
状態の分布が十分大きいときは、波長１．５３５μｍ付
近の利得ｇ（λ＝１．５３５μｍ）が、波長１．５５μ
ｍ付近の利得ｇ（λ＝１．５５μｍ）より大きくなる。
逆にＮ2 ／（Ｎ2 −Ｎ 1 ）が大きい場合、すなわち励起
状態の分布が十分大きくないときは、ｇ（λ＝１．５３
５μｍ）がｇ（λ＝１．５５μｍ）より小さくなる。
【００２４】励起光として、波長１．４８μｍ帯の光を
使用する場合は、放射断面積が１．４５μｍ付近まで裾
をひいているため、基底状態の分布を０に近づけること
が難しい。特に２波長多重でポストアンプに適用する場
合は、Ｎ2 ／（Ｎ2 −Ｎ1 ）が大きくなり、ｇ（λ＝
１．５３５μｍ）が、ｇ（λ＝１．５５μｍ）より小さ
くなってゲインチルトを生じる。
使用する場合は、放射断面積が１．４５μｍ付近まで裾
をひいているため、基底状態の分布を０に近づけること
が難しい。特に２波長多重でポストアンプに適用する場
合は、Ｎ2 ／（Ｎ2 −Ｎ1 ）が大きくなり、ｇ（λ＝
１．５３５μｍ）が、ｇ（λ＝１．５５μｍ）より小さ
くなってゲインチルトを生じる。
【００２５】図１８は、ゲインチルトの例を示したもの
であって、１．４８μｍ励振で信号光１と信号光２の一
括増幅を行なう場合を示し、縦軸は信号光２の光出力、
横軸は信号光２の波長である。図中において、Ａは信号
光１を入射せずに信号光２のみの波長を変化させた場合
を示し、Ｂは信号光１の波長を１．５６μｍで固定して
入射し、信号光２の波長を１．５３μｍから１．５７μ
ｍまで変化させた場合を示している。
であって、１．４８μｍ励振で信号光１と信号光２の一
括増幅を行なう場合を示し、縦軸は信号光２の光出力、
横軸は信号光２の波長である。図中において、Ａは信号
光１を入射せずに信号光２のみの波長を変化させた場合
を示し、Ｂは信号光１の波長を１．５６μｍで固定して
入射し、信号光２の波長を１．５３μｍから１．５７μ
ｍまで変化させた場合を示している。
【００２６】このように、単一信号光のみの場合はほぼ
平坦な増幅特性を示すのに対し、２波長一括増幅の場合
は、波長が短い領域において信号光２の光出力が低下し
て、ゲインチルトを生じる。
平坦な増幅特性を示すのに対し、２波長一括増幅の場合
は、波長が短い領域において信号光２の光出力が低下し
て、ゲインチルトを生じる。
【００２７】一方、励起光として、波長０．９８μｍ帯
の光を使用する場合は、基底状態の分布を十分小さくす
ることができ、利得の波長特性は図１７に示された放射
断面積の形に近づく。これは、波長０．９８μｍ帯の励
起光に対しては、波長１．４８μｍ帯の励起光の場合と
異なり、励起波長付近の放射がないためである。
の光を使用する場合は、基底状態の分布を十分小さくす
ることができ、利得の波長特性は図１７に示された放射
断面積の形に近づく。これは、波長０．９８μｍ帯の励
起光に対しては、波長１．４８μｍ帯の励起光の場合と
異なり、励起波長付近の放射がないためである。
【００２８】図１９は、波長多重光増幅器における利得
特性の変化を示したものであって、０．９８μｍ励振の
場合を示している。（ａ）は信号光小または励起光大の
状態を示し、（ｂ）は信号光大または励起光小の状態を
示している。
特性の変化を示したものであって、０．９８μｍ励振の
場合を示している。（ａ）は信号光小または励起光大の
状態を示し、（ｂ）は信号光大または励起光小の状態を
示している。
【００２９】図１９において（ａ）に示すように、信号
光小または励起光大の状態では、１．５３５μｍ付近の
利得が、１．５５７μｍ付近の利得より大きくなり、
（ｂ）に示すように、信号光大または励起光小の状態で
は、１．５３５μｍ付近の利得が、１．５５μｍ付近の
利得より小さくなる。
光小または励起光大の状態では、１．５３５μｍ付近の
利得が、１．５５７μｍ付近の利得より大きくなり、
（ｂ）に示すように、信号光大または励起光小の状態で
は、１．５３５μｍ付近の利得が、１．５５μｍ付近の
利得より小さくなる。
【００３０】図２０は、励振波長の変化によるｄＧ／ｄ
λの変化の傾向を示したものである。１．４８μｍ励振
の場合は、基底状態へ戻る遷移確率がある分、信号光パ
ワーを大きくしていったとき、図１９における（ａ）の
領域から（ｂ）の領域に移行するのが、０．９８μｍ励
振の場合と比較して早い。
λの変化の傾向を示したものである。１．４８μｍ励振
の場合は、基底状態へ戻る遷移確率がある分、信号光パ
ワーを大きくしていったとき、図１９における（ａ）の
領域から（ｂ）の領域に移行するのが、０．９８μｍ励
振の場合と比較して早い。
【００３１】図２０において、点線で示す領域では、
０．９８μｍ励振の場合は、図１９（ａ）に示された形
を保っているが、１．４８μｍ励振の場合はゲインチル
トを生じる、図１９（ｂ）に示された形となる。
０．９８μｍ励振の場合は、図１９（ａ）に示された形
を保っているが、１．４８μｍ励振の場合はゲインチル
トを生じる、図１９（ｂ）に示された形となる。
【００３２】本発明は、このような従来技術の課題を解
決しようとするものであって、波長多重光増幅器におい
て、各波長の信号光出力レベルが常に適切になるように
し、または２波長の信号光に対する利得差を減少させる
ことができるようにすることを目的としている。
決しようとするものであって、波長多重光増幅器におい
て、各波長の信号光出力レベルが常に適切になるように
し、または２波長の信号光に対する利得差を減少させる
ことができるようにすることを目的としている。
【００３３】
【課題を解決するための手段】図１は、本発明の原理的
構成(1) を示したものであって、上記各図におけると同
じものを同じ番号で示し、２５は光出力を制御するため
の光出力制御回路である。
構成(1) を示したものであって、上記各図におけると同
じものを同じ番号で示し、２５は光出力を制御するため
の光出力制御回路である。
【００３４】信号光入力を、アイソレータ５を経てＥＤ
Ｆ１に入力することによって、ＥＤＦ１は、ＷＤＭカプ
ラ２２を経て加えられている励起光の存在状態で、信号
光を増幅して出力する。増幅された信号光によって、ア
イソレータ６を経て信号光出力を発生する。
Ｆ１に入力することによって、ＥＤＦ１は、ＷＤＭカプ
ラ２２を経て加えられている励起光の存在状態で、信号
光を増幅して出力する。増幅された信号光によって、ア
イソレータ６を経て信号光出力を発生する。
【００３５】出力側に挿入された分岐器７を介して信号
光出力の一部を分岐し、受光素子８で電気信号に変換し
て、光出力制御回路２５に入力することによって、可変
リファレンス電圧と比較して、誤差に応じて駆動回路４
を制御して励起ＬＤ２に対する駆動電流を発生する。励
起ＬＤ２は、これによって強度を制御された励起光を発
生し、これによって光出力が可変リファレンス電圧に応
じたレベルで一定に保たれる。
光出力の一部を分岐し、受光素子８で電気信号に変換し
て、光出力制御回路２５に入力することによって、可変
リファレンス電圧と比較して、誤差に応じて駆動回路４
を制御して励起ＬＤ２に対する駆動電流を発生する。励
起ＬＤ２は、これによって強度を制御された励起光を発
生し、これによって光出力が可変リファレンス電圧に応
じたレベルで一定に保たれる。
【００３６】この際、入力側に挿入された分岐器１１を
経て信号光入力の一部を分岐し、受光素子１２で電気信
号に変換し、図示されない入力断検出回路でそのレベル
をチェックすることによって、信号光入力の断を検出し
たとき、シャットダウン信号を発生して駆動回路４の動
作を停止させて、励起ＬＤ２からの励起光をオフにす
る。
経て信号光入力の一部を分岐し、受光素子１２で電気信
号に変換し、図示されない入力断検出回路でそのレベル
をチェックすることによって、信号光入力の断を検出し
たとき、シャットダウン信号を発生して駆動回路４の動
作を停止させて、励起ＬＤ２からの励起光をオフにす
る。
【００３７】図１の構成においては、光出力レベルを決
定する可変リファレンス電圧を、多重信号数に応じて変
化させることによって、光出力レベルを変化させるよう
にする。
定する可変リファレンス電圧を、多重信号数に応じて変
化させることによって、光出力レベルを変化させるよう
にする。
【００３８】この際における出力制御方法は、１信号あ
たりの光出力レベルを常に一定にするものとする。すな
わち、１信号あたりＰout の光レベルの出力が必要な場
合に、Ｎ本の信号の多重を行なうときは、光増幅器の光
出力レベルを（Ｐout ×Ｎ）とする。
たりの光出力レベルを常に一定にするものとする。すな
わち、１信号あたりＰout の光レベルの出力が必要な場
合に、Ｎ本の信号の多重を行なうときは、光増幅器の光
出力レベルを（Ｐout ×Ｎ）とする。
【００３９】図２は、本発明の原理的構成(2) を示した
ものであって、図１におけると同じものを同じ番号で示
し、２７は信号光入力における多重信号数に対応するリ
ファレンス電圧を発生するリファレンス電圧発生回路で
ある。
ものであって、図１におけると同じものを同じ番号で示
し、２７は信号光入力における多重信号数に対応するリ
ファレンス電圧を発生するリファレンス電圧発生回路で
ある。
【００４０】リファレンス電圧発生回路２７は、外部か
ら入力される多重信号数情報に応じたリファレンス電圧
を発生して、これを光出力制御回路２５に与える。光出
力制御回路２５は、受光素子８から入力された信号光出
力レベルに対応する電気信号と可変リファレンス電圧と
を比較して、誤差に応じて駆動回路４を制御して、励起
ＬＤ２に対する駆動電流を出力させる。励起ＬＤ２は、
駆動電流に応じて強度を制御された励起光を発生し、こ
れによって光出力が多重信号数に応じたレベルで一定に
保たれる。
ら入力される多重信号数情報に応じたリファレンス電圧
を発生して、これを光出力制御回路２５に与える。光出
力制御回路２５は、受光素子８から入力された信号光出
力レベルに対応する電気信号と可変リファレンス電圧と
を比較して、誤差に応じて駆動回路４を制御して、励起
ＬＤ２に対する駆動電流を出力させる。励起ＬＤ２は、
駆動電流に応じて強度を制御された励起光を発生し、こ
れによって光出力が多重信号数に応じたレベルで一定に
保たれる。
【００４１】図３は、本発明の原理的構成(3) を示した
ものであって、図２におけると同じものを同じ番号で示
し、２８は信号光入力を分岐する分岐器、２９は波長多
重光を各波長λ1 〜λN の成分光に分離する波長分離
（ＷＤＭ）フィルタ、３０1 〜３０N はそれぞれ波長λ
1 〜λN の成分光を電気信号に変換する受光素子、３１
1 〜３１N はそれぞれ波長λ1 〜λN の成分光の入力断
を検出する入力断検出回路、３２は各入力断検出回路３
１1 〜３１N の検出出力から多重信号数の情報を発生す
る多重信号数情報発生回路である。
ものであって、図２におけると同じものを同じ番号で示
し、２８は信号光入力を分岐する分岐器、２９は波長多
重光を各波長λ1 〜λN の成分光に分離する波長分離
（ＷＤＭ）フィルタ、３０1 〜３０N はそれぞれ波長λ
1 〜λN の成分光を電気信号に変換する受光素子、３１
1 〜３１N はそれぞれ波長λ1 〜λN の成分光の入力断
を検出する入力断検出回路、３２は各入力断検出回路３
１1 〜３１N の検出出力から多重信号数の情報を発生す
る多重信号数情報発生回路である。
【００４２】図３に示された構成においては、信号光入
力のモニタ部にＷＤＭフィルタ２９を備えて、波長多重
光信号をそれぞれの成分光に分離して受光素子によって
電気信号に変換し、入力断検出回路によってそれぞれの
波長の信号光が入力されているか否かを監視する。そし
て監視結果に基づいて多重信号数情報発生回路３２で多
重信号数情報を発生し、リファレンス電圧発生回路２７
でこの多重信号数情報をもとに光出力制御のためのリフ
ァレンス電圧を作成して、光出力制御回路２５を介して
励起ＬＤ２の励起光の強度を制御する。これによって、
光出力が多重信号数に応じたレベルで一定に保たれる。
力のモニタ部にＷＤＭフィルタ２９を備えて、波長多重
光信号をそれぞれの成分光に分離して受光素子によって
電気信号に変換し、入力断検出回路によってそれぞれの
波長の信号光が入力されているか否かを監視する。そし
て監視結果に基づいて多重信号数情報発生回路３２で多
重信号数情報を発生し、リファレンス電圧発生回路２７
でこの多重信号数情報をもとに光出力制御のためのリフ
ァレンス電圧を作成して、光出力制御回路２５を介して
励起ＬＤ２の励起光の強度を制御する。これによって、
光出力が多重信号数に応じたレベルで一定に保たれる。
【００４３】図４は、本発明の原理的構成(4) を示した
ものであって、図１４におけると同じものを同じ番号で
示し、３５は波長１．４８μｍ帯の励起光を発生する励
起ＬＤ、３６は波長０．９８μｍ帯の励起光を発生する
励起ＬＤ、３７は合波器である。また図５は、原理的構
成(4) の場合の利得特性を示したものである。
ものであって、図１４におけると同じものを同じ番号で
示し、３５は波長１．４８μｍ帯の励起光を発生する励
起ＬＤ、３６は波長０．９８μｍ帯の励起光を発生する
励起ＬＤ、３７は合波器である。また図５は、原理的構
成(4) の場合の利得特性を示したものである。
【００４４】図４に示された構成においては、波長１．
４８μｍ帯の励起光と波長０．９８μｍ帯の励起光と
を、合波器３７を介して合波してＥＤＦ１に入射するこ
とによって、図１５において（ａ）に示された利得特性
と（ｂ）に示された利得特性との中間の利得特性が得ら
れるので、２波長多重光増幅器における波長１．５３５
μｍ帯の信号光１と波長１．５５μｍ帯の信号光２とに
対する利得差を小さくすることができる。
４８μｍ帯の励起光と波長０．９８μｍ帯の励起光と
を、合波器３７を介して合波してＥＤＦ１に入射するこ
とによって、図１５において（ａ）に示された利得特性
と（ｂ）に示された利得特性との中間の利得特性が得ら
れるので、２波長多重光増幅器における波長１．５３５
μｍ帯の信号光１と波長１．５５μｍ帯の信号光２とに
対する利得差を小さくすることができる。
【００４５】
(1) 本発明の波長多重光増幅器においては、波長多重光
信号を増幅する際に、光増幅器の光出力レベルを、波長
多重光信号の多重信号数に応じて変化させるように制御
する。
信号を増幅する際に、光増幅器の光出力レベルを、波長
多重光信号の多重信号数に応じて変化させるように制御
する。
【００４６】従って、受信側において、信号光入力が所
要レベルに達しない状態になることを避けることができ
る。またある周波数の信号光が断になった場合に、レベ
ル増大を生じて受信エラーを発生することを防止でき
る。
要レベルに達しない状態になることを避けることができ
る。またある周波数の信号光が断になった場合に、レベ
ル増大を生じて受信エラーを発生することを防止でき
る。
【００４７】(2) (1) の場合における光増幅器の光出力
レベルの制御は、光増幅器に対する励起光のパワーを制
御することによって行なうことができる。
レベルの制御は、光増幅器に対する励起光のパワーを制
御することによって行なうことができる。
【００４８】(3) (1) の場合における光増幅器の光出力
レベルの制御方法としては、波長多重光信号における１
信号あたりの光出力が一定になるように、光増幅器の光
出力レベルを制御するようにしてもよい。
レベルの制御方法としては、波長多重光信号における１
信号あたりの光出力が一定になるように、光増幅器の光
出力レベルを制御するようにしてもよい。
【００４９】(4) (1) の場合における光増幅器の光出力
レベルの制御方法としては、多重信号数に応じた基準入
力を外部から与えることによって、光増幅器の光出力レ
ベルを変化させるようにしてもよい。
レベルの制御方法としては、多重信号数に応じた基準入
力を外部から与えることによって、光増幅器の光出力レ
ベルを変化させるようにしてもよい。
【００５０】(5) (4) の場合の基準入力は、外部からス
イッチで切り替えて与えるようにすることができる。
イッチで切り替えて与えるようにすることができる。
【００５１】(6) (1) の場合における光増幅器の光出力
レベルの制御方法としては、信号光入力における多重信
号数を検出して、検出された多重信号数に応じて光増幅
器の光出力レベルを変化させるようにしてもよい。
レベルの制御方法としては、信号光入力における多重信
号数を検出して、検出された多重信号数に応じて光増幅
器の光出力レベルを変化させるようにしてもよい。
【００５２】(7) (6) の場合における多重信号数の判定
は、信号光入力を分岐して波長分離フィルタによって多
重されている各波長の信号光を分離して、各波長の信号
光の有無を検出することによって行なうことができる。
は、信号光入力を分岐して波長分離フィルタによって多
重されている各波長の信号光を分離して、各波長の信号
光の有無を検出することによって行なうことができる。
【００５３】(8) (6) の場合における多重信号数の判定
は、各波長の信号光に対して予めそれぞれ異なる周波数
の変調を施すとともに、光増幅器内において入力光信号
を電気信号に変換して得られた信号から各変調周波数の
成分を分離して、各変調周波数成分の有無を検出するこ
とによって行なうことができる。
は、各波長の信号光に対して予めそれぞれ異なる周波数
の変調を施すとともに、光増幅器内において入力光信号
を電気信号に変換して得られた信号から各変調周波数の
成分を分離して、各変調周波数成分の有無を検出するこ
とによって行なうことができる。
【００５４】(9) (8) の場合における信号光を変調する
変調周波数として、その波長多重光信号を伝送する光フ
ァイバで発生する誘導ブリルアン散乱を抑圧するのに適
した周波数とすることによって、誘導ブリルアン散乱の
発生を同時に防止することができる。
変調周波数として、その波長多重光信号を伝送する光フ
ァイバで発生する誘導ブリルアン散乱を抑圧するのに適
した周波数とすることによって、誘導ブリルアン散乱の
発生を同時に防止することができる。
【００５５】(10) 本発明の波長多重光増幅器において
は、多重されている各波長の信号光のレベルを検出し
て、最低レベルの波長の信号光が所要レベルとなるよう
に光増幅器の利得を制御することによって、すべての波
長の信号光の出力レベルが所定値以上になるようにす
る。
は、多重されている各波長の信号光のレベルを検出し
て、最低レベルの波長の信号光が所要レベルとなるよう
に光増幅器の利得を制御することによって、すべての波
長の信号光の出力レベルが所定値以上になるようにす
る。
【００５６】従って波長多重光増幅器において利得の波
長依存性がある場合でも、どの波長の信号光でも、受信
レベルが所要レベル以下となるために、受信不能になる
ことはない。
長依存性がある場合でも、どの波長の信号光でも、受信
レベルが所要レベル以下となるために、受信不能になる
ことはない。
【００５７】(11) (10)の場合における各波長の信号光
のレベルの検出は、各波長の信号光を波長分離フィルタ
によって分離して、分離された各波長の信号光を電気信
号に変換してそのレベルを検出することによって行なう
ことができる。
のレベルの検出は、各波長の信号光を波長分離フィルタ
によって分離して、分離された各波長の信号光を電気信
号に変換してそのレベルを検出することによって行なう
ことができる。
【００５８】(12) (10)の場合における各波長の信号光
のレベルの検出は、各波長の信号光に対して予めそれぞ
れ異なる周波数の変調を施すとともに、光増幅器内にお
いて入力光信号を電気信号に変換して得られた信号から
各変調周波数の成分を分離して、各変調周波数成分のレ
ベルを計測することによって行なうことができる。
のレベルの検出は、各波長の信号光に対して予めそれぞ
れ異なる周波数の変調を施すとともに、光増幅器内にお
いて入力光信号を電気信号に変換して得られた信号から
各変調周波数の成分を分離して、各変調周波数成分のレ
ベルを計測することによって行なうことができる。
【００５９】(13) (10)の場合に、検出された各波長の
信号光の有無を検出する手段を設け、入力がないことを
検出された波長の信号光を除いて、最低レベルの波長の
信号光が所要レベルとなるように光増幅器の利得を制御
することによって、入力があるすべての波長の信号光の
出力レベルが所定値以上となるようにしてもよい。
信号光の有無を検出する手段を設け、入力がないことを
検出された波長の信号光を除いて、最低レベルの波長の
信号光が所要レベルとなるように光増幅器の利得を制御
することによって、入力があるすべての波長の信号光の
出力レベルが所定値以上となるようにしてもよい。
【００６０】(14) 光増幅器においては、波長１．５３
５μｍ帯の信号光と波長１．５５μｍ帯の信号光とをエ
ルビウムドープドファイバからなる信号光ラインに伝送
する際に、この信号光ラインに波長０．９８μｍ帯の光
を入射して励起したときは、波長１．５３５μｍ帯の信
号光に対する利得が波長１．５５μｍ帯の信号光に対す
る利得より大きくなり、この信号光ラインに波長１．４
８μｍ帯の光を入射して励起したときは、波長１．５３
５μｍ帯の信号光に対する利得が波長１．５５μｍ帯の
信号光に対する利得より小さくなる現象がある。
５μｍ帯の信号光と波長１．５５μｍ帯の信号光とをエ
ルビウムドープドファイバからなる信号光ラインに伝送
する際に、この信号光ラインに波長０．９８μｍ帯の光
を入射して励起したときは、波長１．５３５μｍ帯の信
号光に対する利得が波長１．５５μｍ帯の信号光に対す
る利得より大きくなり、この信号光ラインに波長１．４
８μｍ帯の光を入射して励起したときは、波長１．５３
５μｍ帯の信号光に対する利得が波長１．５５μｍ帯の
信号光に対する利得より小さくなる現象がある。
【００６１】本発明の波長多重光増幅器においては、こ
のような場合に波長０．９８μｍ帯の光と波長１．４８
μｍ帯の光とを同時に信号光ラインに入射して励起する
ようにしたので、波長１．５３５μｍ帯の信号光に対す
る利得と、波長１．５５μｍ帯の信号光に対する利得と
を同等にすることができる。
のような場合に波長０．９８μｍ帯の光と波長１．４８
μｍ帯の光とを同時に信号光ラインに入射して励起する
ようにしたので、波長１．５３５μｍ帯の信号光に対す
る利得と、波長１．５５μｍ帯の信号光に対する利得と
を同等にすることができる。
【００６２】(15) (14)の場合に、波長０．９８μｍ帯
の光と波長１．４８μｍ帯の光とを合波したのちに、信
号光ラインに入射して励起するようにしてもよい。
の光と波長１．４８μｍ帯の光とを合波したのちに、信
号光ラインに入射して励起するようにしてもよい。
【００６３】(16) (14)の場合に、波長０．９８μｍ帯
の光と波長１．４８μｍ帯の光とを、それぞれ信号光ラ
インの異なる位置において入射して励起するようにして
もよい。
の光と波長１．４８μｍ帯の光とを、それぞれ信号光ラ
インの異なる位置において入射して励起するようにして
もよい。
【００６４】
【実施例】図６は、本発明の実施例(1) を示したもので
あって、図３におけると同じものを同じ番号で示し、４
１は多重信号数情報に対応する電圧信号を加算する加算
回路、４２は多重信号数情報に対応する電圧信号をリフ
ァレンス電圧に変換するレベル変換回路であって、これ
らはリファレンス電圧発生回路２７を形成している。４
３は励起ＬＤ２を駆動するトランジスタである。
あって、図３におけると同じものを同じ番号で示し、４
１は多重信号数情報に対応する電圧信号を加算する加算
回路、４２は多重信号数情報に対応する電圧信号をリフ
ァレンス電圧に変換するレベル変換回路であって、これ
らはリファレンス電圧発生回路２７を形成している。４
３は励起ＬＤ２を駆動するトランジスタである。
【００６５】分岐器２８で分岐された光入力を、ＷＤＭ
フィルタ２９で各波長λ1 〜λN の成分光に分離し、受
光素子３０1 〜３０N で、各波長λ1 〜λN の成分光の
レベルを示す電気信号に変換する。入力断検出回路３１
1 〜３１N は、それぞれ波長λ1 〜λN の成分光のレベ
ルを、正常時には１Ｖ、断時には０Ｖに正規化して出力
する。加算回路４１は入力断検出回路３１1 〜３１N か
らの出力を加算することによって、波長多重光信号にお
ける、多重信号数情報に対応する電圧を発生する。
フィルタ２９で各波長λ1 〜λN の成分光に分離し、受
光素子３０1 〜３０N で、各波長λ1 〜λN の成分光の
レベルを示す電気信号に変換する。入力断検出回路３１
1 〜３１N は、それぞれ波長λ1 〜λN の成分光のレベ
ルを、正常時には１Ｖ、断時には０Ｖに正規化して出力
する。加算回路４１は入力断検出回路３１1 〜３１N か
らの出力を加算することによって、波長多重光信号にお
ける、多重信号数情報に対応する電圧を発生する。
【００６６】レベル変換回路４２は、多重信号数情報に
対応する電圧をレベル変換してリファレンス電圧を発生
する。光出力制御回路２５は、受光素子８からの光出力
レベルを検出した出力電圧と、レベル変換回路４２から
のリファレンス電圧とを比較して、誤差電圧に応じてト
ランジスタ４３を制御して、励起ＬＤ２に対する駆動電
流を発生させる。励起ＬＤ２は、これによって強度を制
御された励起光を発生し、これによって信号光出力が、
多重信号数に応じたレベルで常に一定に保たれる。
対応する電圧をレベル変換してリファレンス電圧を発生
する。光出力制御回路２５は、受光素子８からの光出力
レベルを検出した出力電圧と、レベル変換回路４２から
のリファレンス電圧とを比較して、誤差電圧に応じてト
ランジスタ４３を制御して、励起ＬＤ２に対する駆動電
流を発生させる。励起ＬＤ２は、これによって強度を制
御された励起光を発生し、これによって信号光出力が、
多重信号数に応じたレベルで常に一定に保たれる。
【００６７】図７は、本発明の実施例(2) を示したもの
であって、波長多重光信号における各波長信号の有無を
検出する方式の例を示したものである。光端局装置側に
おいて、４６1 は波長λ1 の光を周波数ｆ1 で変調して
変調光信号を発生する変調光信号発生部、４６2 は波長
λ2 の光を周波数ｆ2 で変調して変調光信号を発生する
変調光信号発生部、４７は各波長の光信号を合成して波
長多重光信号を発生する波長多重部（ＷＤＭ ＭＵＸ）
である。４８は光信号を伝送する光ファイバである。光
増幅器側において、４９は分岐器２８で分岐された光信
号を電気信号に変換する受光素子、５０1 は変換された
電気信号から周波数ｆ1 の信号を抽出する帯域通過フィ
ルタ（ＢＰＦ）、５０2 は変換された電気信号から周波
数ｆ2 の信号を抽出する帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）、
５１1 は周波数ｆ1 の信号のレベルを判定して、波長λ
1 の光信号の有無を示す情報を発生するレベル判定部、
５１2 は周波数ｆ2 の信号のレベルを判定して、波長λ
2 の光信号の有無を示す情報を発生するレベル判定部で
ある。
であって、波長多重光信号における各波長信号の有無を
検出する方式の例を示したものである。光端局装置側に
おいて、４６1 は波長λ1 の光を周波数ｆ1 で変調して
変調光信号を発生する変調光信号発生部、４６2 は波長
λ2 の光を周波数ｆ2 で変調して変調光信号を発生する
変調光信号発生部、４７は各波長の光信号を合成して波
長多重光信号を発生する波長多重部（ＷＤＭ ＭＵＸ）
である。４８は光信号を伝送する光ファイバである。光
増幅器側において、４９は分岐器２８で分岐された光信
号を電気信号に変換する受光素子、５０1 は変換された
電気信号から周波数ｆ1 の信号を抽出する帯域通過フィ
ルタ（ＢＰＦ）、５０2 は変換された電気信号から周波
数ｆ2 の信号を抽出する帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）、
５１1 は周波数ｆ1 の信号のレベルを判定して、波長λ
1 の光信号の有無を示す情報を発生するレベル判定部、
５１2 は周波数ｆ2 の信号のレベルを判定して、波長λ
2 の光信号の有無を示す情報を発生するレベル判定部で
ある。
【００６８】光端局装置側において、送信信号ごとに波
長識別用の周波数（位相）変調を与える。すなわち波長
λ1 の送信信号には周波数ｆ1 の変調を与え、波長λ2
の送信信号には周波数ｆ2 の変調を与えて、ＷＤＭ Ｍ
ＵＸ４７を経て波長多重光信号として送出する。
長識別用の周波数（位相）変調を与える。すなわち波長
λ1 の送信信号には周波数ｆ1 の変調を与え、波長λ2
の送信信号には周波数ｆ2 の変調を与えて、ＷＤＭ Ｍ
ＵＸ４７を経て波長多重光信号として送出する。
【００６９】光増幅器側において、信号光入力の一部を
電気信号に変換し、それぞれ帯域通過フィルタによって
周波数ｆ1,ｆ2 の成分を抽出し、それぞれの周波数信号
のレベル判定を行なって、各波長の信号光の有無を示す
情報を発生する。一般的には、実施例(1) のようにＷＤ
Ｍフィルタによって、各波長の信号光を分離するより
も、実施例(2) のように電気フィルタによって検出する
方式の方が、コスト的には有利であると思われる。
電気信号に変換し、それぞれ帯域通過フィルタによって
周波数ｆ1,ｆ2 の成分を抽出し、それぞれの周波数信号
のレベル判定を行なって、各波長の信号光の有無を示す
情報を発生する。一般的には、実施例(1) のようにＷＤ
Ｍフィルタによって、各波長の信号光を分離するより
も、実施例(2) のように電気フィルタによって検出する
方式の方が、コスト的には有利であると思われる。
【００７０】なお、光ファイバにおいては、伝送光のス
ペクトル純度が高くかつそのレベルがある閾値以上の場
合、誘導ブリルアン散乱が発生して、光の伝送が妨げら
れるようになるが、これに対して、信号光に位相または
周波数変調を与えてスペクトル帯域を広くすることによ
って、誘導ブリルアン散乱を抑制しながら、伝送光のレ
ベルを高くすることができるので、実施例(2) のように
することによって、誘導ブリルアン散乱の発生を防止す
る作用を兼ねさせることもできる。
ペクトル純度が高くかつそのレベルがある閾値以上の場
合、誘導ブリルアン散乱が発生して、光の伝送が妨げら
れるようになるが、これに対して、信号光に位相または
周波数変調を与えてスペクトル帯域を広くすることによ
って、誘導ブリルアン散乱を抑制しながら、伝送光のレ
ベルを高くすることができるので、実施例(2) のように
することによって、誘導ブリルアン散乱の発生を防止す
る作用を兼ねさせることもできる。
【００７１】この場合における変調周波数は、ある程度
高くないと誘導ブリルアン散乱を有効に抑制することが
できないとともに、またあまり周波数が高いと、変調光
信号発生部において、ＬＤの駆動電流を振幅変調するこ
とによって、ＬＤの発生光の周波数変調を行なう際の、
振幅変調／周波数変調の変換効率が低下し、周波数変調
幅が狭くなって、誘導ブリルアン散乱抑制の効果が低下
する。そこで、実施例(2) を実現する変調周波数も、こ
のような、誘導ブリルアン散乱抑制のために適した周波
数とすることが望ましい。
高くないと誘導ブリルアン散乱を有効に抑制することが
できないとともに、またあまり周波数が高いと、変調光
信号発生部において、ＬＤの駆動電流を振幅変調するこ
とによって、ＬＤの発生光の周波数変調を行なう際の、
振幅変調／周波数変調の変換効率が低下し、周波数変調
幅が狭くなって、誘導ブリルアン散乱抑制の効果が低下
する。そこで、実施例(2) を実現する変調周波数も、こ
のような、誘導ブリルアン散乱抑制のために適した周波
数とすることが望ましい。
【００７２】図８は、本発明の実施例(3) を示したもの
であって、ポストアンプとして用いられた場合の波長多
重光増幅器を示している。図３および図７におけると同
じものを同じ番号で示し、５５は波長多重光信号を各波
長の光信号に分離するＷＤＭフィルタ、５６1,５６2 は
それぞれ波長λ1 ，λ2 の光信号を電気信号に変換する
受光素子、５７1,５７2 はそれぞれ受光素子５６1,５６
2 の出力信号のレベルを検出するレベル検出器、５８，
５９は比較器、６０〜６３はダイオードである。
であって、ポストアンプとして用いられた場合の波長多
重光増幅器を示している。図３および図７におけると同
じものを同じ番号で示し、５５は波長多重光信号を各波
長の光信号に分離するＷＤＭフィルタ、５６1,５６2 は
それぞれ波長λ1 ，λ2 の光信号を電気信号に変換する
受光素子、５７1,５７2 はそれぞれ受光素子５６1,５６
2 の出力信号のレベルを検出するレベル検出器、５８，
５９は比較器、６０〜６３はダイオードである。
【００７３】図８においては、簡単のため２波多重の場
合を示している。ＷＤＭフィルタ５５は、分岐器７で分
岐された光出力から波長λ1 の光信号と波長λ2 の光信
号とを分離し、受光素子５６1,５６2 はそれぞれの光信
号を電気信号に変換し、レベル検出器５７1,５７2 は、
それぞれの電気信号のレベルを検出する。
合を示している。ＷＤＭフィルタ５５は、分岐器７で分
岐された光出力から波長λ1 の光信号と波長λ2 の光信
号とを分離し、受光素子５６1,５６2 はそれぞれの光信
号を電気信号に変換し、レベル検出器５７1,５７2 は、
それぞれの電気信号のレベルを検出する。
【００７４】一方、ＷＤＭフィルタ２９は、分岐器２８
で分岐された光入力から波長λ1 の光信号と波長λ2 の
光信号とを分離し、受光素子３０1,３０2 はそれぞれの
光信号を電気信号に変換し、入力断検出回路３１1,３１
2 は、それぞれの電気信号のレベルによって、各波長λ
1 ，λ2 の光信号の断を検出する。
で分岐された光入力から波長λ1 の光信号と波長λ2 の
光信号とを分離し、受光素子３０1,３０2 はそれぞれの
光信号を電気信号に変換し、入力断検出回路３１1,３１
2 は、それぞれの電気信号のレベルによって、各波長λ
1 ，λ2 の光信号の断を検出する。
【００７５】比較器５８，５９は、それぞれレベル検出
器５７1,５７2 で検出された各波長の光信号のレベル
を、基準レベルＶREF1, ＶREF2と比較して、比較結果を
ダイオード６２，６３からなる論理回路を経て出力し
て、駆動回路４を制御する。これによって、最も利得を
必要とする波長の光信号によって、励起ＬＤ２が出力す
る励起光の強度にフィードバックがかかって、各波長の
光信号のレベル差が少なくなるように制御が行なわれ
る。
器５７1,５７2 で検出された各波長の光信号のレベル
を、基準レベルＶREF1, ＶREF2と比較して、比較結果を
ダイオード６２，６３からなる論理回路を経て出力し
て、駆動回路４を制御する。これによって、最も利得を
必要とする波長の光信号によって、励起ＬＤ２が出力す
る励起光の強度にフィードバックがかかって、各波長の
光信号のレベル差が少なくなるように制御が行なわれ
る。
【００７６】また、入力断検出回路３１1,３１2 のいず
れかにおいて、対応する波長の光入力の断が検出され
て、その出力が０Ｖになると、ダイオード６０，６１か
らなる論理回路によって、断になった波長の光入力に対
応する比較器の出力レベルが低下する。その結果、駆動
回路４は、光出力が存在する波長の光信号に対応するフ
ィードバック制御に応じて動作して励起ＬＤを駆動し、
これによって、ＥＤＦ１が過大な励起状態になることが
防止される。
れかにおいて、対応する波長の光入力の断が検出され
て、その出力が０Ｖになると、ダイオード６０，６１か
らなる論理回路によって、断になった波長の光入力に対
応する比較器の出力レベルが低下する。その結果、駆動
回路４は、光出力が存在する波長の光信号に対応するフ
ィードバック制御に応じて動作して励起ＬＤを駆動し、
これによって、ＥＤＦ１が過大な励起状態になることが
防止される。
【００７７】従って、図８に示された実施例によれば、
前述の第２の問題点である利得の波長依存性に基づく信
号レベル低下を補償することが可能となる。
前述の第２の問題点である利得の波長依存性に基づく信
号レベル低下を補償することが可能となる。
【００７８】図９は、本発明の実施例(4) を示したもの
であって、 図４におけると同じものを同じ番号で示し
ている。
であって、 図４におけると同じものを同じ番号で示し
ている。
【００７９】図９に示された実施例においては、波長
１．５３５μｍの信号光１と波長１．５５７μｍの信号
光２とからなる波長多重光信号を、アイソレータ５を経
てＥＤＦ１に入力する。一方、励起ＬＤ３５からの波長
１．４８μｍの励起光と、励起ＬＤ３６からの波長０．
９８μｍの励起光とを合波器３７を介して合波して、Ｗ
ＤＭカプラ２２を介して、ＥＤＦ１に入力して励起状態
にする。
１．５３５μｍの信号光１と波長１．５５７μｍの信号
光２とからなる波長多重光信号を、アイソレータ５を経
てＥＤＦ１に入力する。一方、励起ＬＤ３５からの波長
１．４８μｍの励起光と、励起ＬＤ３６からの波長０．
９８μｍの励起光とを合波器３７を介して合波して、Ｗ
ＤＭカプラ２２を介して、ＥＤＦ１に入力して励起状態
にする。
【００８０】これによってＥＤＦ１において波長多重光
信号入力に対する増幅作用が行なわれ、増幅された波長
多重光信号によって、アイソレータ６を経て信号光出力
を発生する。
信号入力に対する増幅作用が行なわれ、増幅された波長
多重光信号によって、アイソレータ６を経て信号光出力
を発生する。
【００８１】この際、ＥＤＦ１は波長１．４８μｍの励
起光と波長０．９８μｍの励起光とによって励起されて
いるので、図５に示されたように平坦な利得特性によっ
て、波長１．５３５μｍの信号光と波長１．５５７μｍ
の信号光とからなる波長多重光信号を増幅することがで
きる。
起光と波長０．９８μｍの励起光とによって励起されて
いるので、図５に示されたように平坦な利得特性によっ
て、波長１．５３５μｍの信号光と波長１．５５７μｍ
の信号光とからなる波長多重光信号を増幅することがで
きる。
【００８２】図１０は、本発明の実施例(5) を示したも
のであって、 図９におけると同じものを同じ番号で示
し、６５はＷＤＭカプラである。
のであって、 図９におけると同じものを同じ番号で示
し、６５はＷＤＭカプラである。
【００８３】図１０において、励起ＬＤ３５からの波長
１．４８μｍの励起光は、ＷＤＭカプラ２２を介して後
方からＥＤＦ１に入射され、励起ＬＤ３６からの波長
０．９８μｍの励起光は、ＷＤＭカプラ６５を介して前
方からＥＤＦ１に入射される。
１．４８μｍの励起光は、ＷＤＭカプラ２２を介して後
方からＥＤＦ１に入射され、励起ＬＤ３６からの波長
０．９８μｍの励起光は、ＷＤＭカプラ６５を介して前
方からＥＤＦ１に入射される。
【００８４】これによって、ＥＤＦ１は波長１．４８μ
ｍの励起光と波長０．９８μｍの励起光とによって励起
されるので、図５に示されたように平坦な利得特性によ
って、波長１．５３５μｍの信号光と波長１．５５７μ
ｍの信号光とからなる波長多重光信号を増幅することが
できる。
ｍの励起光と波長０．９８μｍの励起光とによって励起
されるので、図５に示されたように平坦な利得特性によ
って、波長１．５３５μｍの信号光と波長１．５５７μ
ｍの信号光とからなる波長多重光信号を増幅することが
できる。
【００８５】図１１は、本発明の実施例(6) を示したも
のであって、図９におけると同じものを同じ番号で示
し、６７は信号光出力を分岐する分岐器、６８は波長
１．５３５μｍの信号光と波長１．５５７μｍの信号光
と分離するＷＤＭフィルタ、６９，７０はそれぞれ波長
１．５３５μｍの信号光と波長１．５５７μの信号光を
電気信号に変換する受光素子、７１は受光素子６９，７
０の出力信号レベルを比較する比較器、７２は、比較器
７１における比較結果に応じて、波長１．４８μｍの励
起光を発生する励起ＬＤ３５と、波長０．９８μｍの励
起光を発生する励起ＬＤ３６とのいずれか一方の励起光
強度を大きくするように制御するコントローラである。
のであって、図９におけると同じものを同じ番号で示
し、６７は信号光出力を分岐する分岐器、６８は波長
１．５３５μｍの信号光と波長１．５５７μｍの信号光
と分離するＷＤＭフィルタ、６９，７０はそれぞれ波長
１．５３５μｍの信号光と波長１．５５７μの信号光を
電気信号に変換する受光素子、７１は受光素子６９，７
０の出力信号レベルを比較する比較器、７２は、比較器
７１における比較結果に応じて、波長１．４８μｍの励
起光を発生する励起ＬＤ３５と、波長０．９８μｍの励
起光を発生する励起ＬＤ３６とのいずれか一方の励起光
強度を大きくするように制御するコントローラである。
【００８６】信号光出力を分岐器６７で分岐して、ＷＤ
Ｍフィルタ６８を介して波長１．５３５μｍの信号光と
波長１．５５７μｍの信号光とに分離し、電気信号に変
換して比較器７１においてそれぞれのレベルを比較す
る。比較の結果、例えば、波長１．５３５μｍの信号光
の方が光レベルが高い場合は、励起ＬＤ３５を制御して
波長１．４８μｍの励起光の強度を増大させ、逆に、波
長１．５５７μｍの信号光の方が光レベルが高い場合
は、励起ＬＤ３６を制御して波長０．９８μｍの励起光
の強度を増大させるように制御する。
Ｍフィルタ６８を介して波長１．５３５μｍの信号光と
波長１．５５７μｍの信号光とに分離し、電気信号に変
換して比較器７１においてそれぞれのレベルを比較す
る。比較の結果、例えば、波長１．５３５μｍの信号光
の方が光レベルが高い場合は、励起ＬＤ３５を制御して
波長１．４８μｍの励起光の強度を増大させ、逆に、波
長１．５５７μｍの信号光の方が光レベルが高い場合
は、励起ＬＤ３６を制御して波長０．９８μｍの励起光
の強度を増大させるように制御する。
【００８７】このようにすることによって、信号光出力
における波長１．５３５μｍの信号光のレベルと、波長
１．５５７μｍの信号光のレベルとの差を最小に保つこ
とができる。
における波長１．５３５μｍの信号光のレベルと、波長
１．５５７μｍの信号光のレベルとの差を最小に保つこ
とができる。
【００８８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、波
長多重光増幅器において、多重する信号光の本数に応じ
た光出力レベルになるように、励起ＬＤの励起光パワー
を制御するので、受信側において、所要受信光レベルを
確保できなくなったり、または受信光レベルが過大にな
ってエラーを発生する等の悪影響が生じることを防止で
きる。
長多重光増幅器において、多重する信号光の本数に応じ
た光出力レベルになるように、励起ＬＤの励起光パワー
を制御するので、受信側において、所要受信光レベルを
確保できなくなったり、または受信光レベルが過大にな
ってエラーを発生する等の悪影響が生じることを防止で
きる。
【００８９】また本発明によれば、波長多重光増幅器に
おいて、波長１．４８μｍ帯の励起光と波長０．９８μ
ｍ帯の励起光とを使用することによって、波長１．５３
５μｍ帯の信号光と波長１．５５μｍ帯の信号光とに対
する利得の波長依存性を小さくして、受信側における各
波長の光信号のレベル差を減少させ、従って、一方の波
長の信号光のレベルが過少となって受信エラーを生じる
ことを防止できるようになる。
おいて、波長１．４８μｍ帯の励起光と波長０．９８μ
ｍ帯の励起光とを使用することによって、波長１．５３
５μｍ帯の信号光と波長１．５５μｍ帯の信号光とに対
する利得の波長依存性を小さくして、受信側における各
波長の光信号のレベル差を減少させ、従って、一方の波
長の信号光のレベルが過少となって受信エラーを生じる
ことを防止できるようになる。
【図１】本発明の原理的構成(1) を示す図である。
【図２】本発明の原理的構成(2) を示す図である。
【図３】本発明の原理的構成(3) を示す図である。
【図４】本発明の原理的構成(4) を示す図である。
【図５】原理的構成(4) の場合の利得特性を示す図であ
る。
る。
【図６】本発明の実施例(1) を示す図である。
【図７】本発明の実施例(2) を示す図である。
【図８】本発明の実施例(3) を示す図である。
【図９】本発明の実施例(4) を示す図である。
【図１０】本発明の実施例(5) を示す図である。
【図１１】本発明の実施例(6) を示す図である。
【図１２】従来の光増幅器制御方式の例を示す図であ
る。
る。
【図１３】従来の波長多重光増幅器の例を示す図であ
る。
る。
【図１４】従来の２波長多重光増幅器の構成例を示す図
である。
である。
【図１５】図１４に示された２波長多重光増幅器におけ
る利得特性を示す図であって、（ａ）は１．４８μｍ励
振を行なった場合の利得特性を示し、（ｂ）は０．９８
μｍ励振を行なった場合の利得特性を示す。
る利得特性を示す図であって、（ａ）は１．４８μｍ励
振を行なった場合の利得特性を示し、（ｂ）は０．９８
μｍ励振を行なった場合の利得特性を示す。
【図１６】波長多重光増幅器における利得測定系の構成
例を示す図である。
例を示す図である。
【図１７】波長多重光増幅器における利得特性を説明す
る図であって、（ａ）はＮ2 ／（Ｎ2 −Ｎ1 ）が小さい
場合、（ｂ）はＮ2 ／（Ｎ2 −Ｎ1 ）が大きい場合を示
す。
る図であって、（ａ）はＮ2 ／（Ｎ2 −Ｎ1 ）が小さい
場合、（ｂ）はＮ2 ／（Ｎ2 −Ｎ1 ）が大きい場合を示
す。
【図１８】ゲインチルトの例を示す図である。
【図１９】波長多重光増幅器における利得特性の変化を
示す図であって、（ａ）は信号光小または励起光大の状
態を示し、（ｂ）は信号光大または励起光小の状態を示
す。
示す図であって、（ａ）は信号光小または励起光大の状
態を示し、（ｂ）は信号光大または励起光小の状態を示
す。
【図２０】励振波長の変化によるｄＧ／ｄλの変化の傾
向を示す図である。
向を示す図である。
１ エルビウムドープドファイバ（ＥＤＦ） ２ 励起レーザダイオード（ＬＤ） ４ 駆動回路 ５ アイソレータ ６ アイソレータ ７ 分岐器 ８ 受光素子 ２２ 波長多重（ＷＤＭ）カプラ ２５ 光出力制御回路
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０４Ｊ 14/00 14/02 (72)発明者 田川 憲治 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 稲垣 真也 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 宿南 宣文 北海道札幌市中央区北一条西２丁目１番地 富士通北海道ディジタル・テクノロジ株 式会社内
Claims (16)
- 【請求項１】 複数の異なる波長の光信号を多重してな
る波長多重光信号を増幅する光増幅器において、 該光増幅器の光出力レベルを該波長多重光信号における
多重信号数に応じて変化させるように制御することを特
徴とする波長多重光増幅器。 - 【請求項２】 請求項１に記載の波長多重光増幅器にお
いて、該光増幅器における励起光のパワーを制御するこ
とによって該光増幅器の光出力レベルを変化させること
を特徴とする波長多重光増幅器。 - 【請求項３】 請求項１に記載の波長多重光増幅器にお
いて、前記波長多重光信号における１信号あたりの光出
力が一定になるように該光増幅器の光出力レベルを制御
することを特徴とする波長多重光増幅器。 - 【請求項４】 請求項１に記載の波長多重光増幅器にお
いて、多重信号数に応じた基準入力を外部から与えるこ
とによって該光増幅器の光出力レベルを変化させるよう
に制御することを特徴とする波長多重光増幅器。 - 【請求項５】 請求項４に記載の波長多重光増幅器にお
いて、スイッチで切り替えることによって、前記多重信
号数に応じた基準入力を外部から与えることを特徴とす
る波長多重光増幅器。 - 【請求項６】 請求項１に記載の波長多重光増幅器にお
いて、信号光入力における多重信号数を検出し、該検出
された多重信号数に応じて該光増幅器の光出力レベルを
変化させるように制御することを特徴とする波長多重光
増幅器。 - 【請求項７】 請求項６に記載の波長多重光増幅器にお
いて、信号光入力を分岐して波長分離フィルタによって
多重されている各波長の信号光を分離し、該分離された
各波長の信号光の有無を検出することによって前記多重
信号数を判定することを特徴とする波長多重光増幅器。 - 【請求項８】 請求項６に記載の波長多重光増幅器にお
いて、各波長の信号光に対して予めそれぞれ異なる周波
数の変調を施すとともに、該光増幅器内において入力光
信号を電気信号に変換して得られた信号から各変調周波
数の成分を分離し、該各変調周波数成分の有無を検出す
ることによって前記多重信号数を判定することを特徴と
する波長多重光増幅器。 - 【請求項９】 請求項８に記載の波長多重光増幅器にお
いて、前記変調周波数を、該波長多重光信号を伝送する
光ファイバにおける誘導ブリルアン散乱を抑圧するのに
適した周波数とすることを特徴とする波長多重光増幅
器。 - 【請求項１０】 複数の異なる波長の光信号を多重して
なる波長多重光信号を増幅する光増幅器において、 多重されている各波長の信号光のレベルを検出して、最
低レベルの波長の信号光が所要レベルとなるように光増
幅器の利得を制御することによって、すべての波長の信
号光の出力レベルが所定値以上となるようにすることを
特徴とする波長多重光増幅器。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の波長多重光増幅器
において、各波長の信号光を波長分離フィルタによって
分離して、該分離された各波長の信号光を電気信号に変
換してそのレベルを検出することによって、各波長の信
号光のレベルを検出することを特徴とする波長多重光増
幅器。 - 【請求項１２】 請求項１０に記載の波長多重光増幅器
において、各波長の信号光に対して予めそれぞれ異なる
周波数の変調を施すとともに、該光増幅器内において入
力光信号を電気信号に変換して得られた信号から各変調
周波数の成分を分離し、該各変調周波数成分のレベルを
計測することによって、各波長の信号光のレベルを検出
することを特徴とする波長多重光増幅器。 - 【請求項１３】 請求項１０に記載の波長多重光増幅器
において、検出された各波長の信号光の有無を検出する
手段を設け、入力がないことを検出された波長の信号光
を除いて前記制御を行なうことによって、入力があるす
べての波長の信号光の出力レベルが所定値以上となるよ
うにすることを特徴とする波長多重光増幅器。 - 【請求項１４】 波長１．５３５μｍ帯の信号光と波長
１．５５μｍ帯の信号光とをエルビウムドープドファイ
バからなる信号光ラインに伝送するとともに、該信号光
ラインに波長０．９８μｍ帯の光を入射して励起したと
き、波長１．５３５μｍ帯の信号光に対する利得が波長
１．５５μｍ帯の信号光に対する利得より大きく、該信
号光ラインに波長１．４８μｍ帯の光を入射して励起し
たとき、波長１．５３５μｍ帯の信号光に対する利得が
波長１．５５μｍ帯の信号光に対する利得より小さくな
る光増幅器において、前記波長０．９８μｍ帯の光と波
長１．４８μｍ帯の光とを同時に前記信号光ラインに入
射して励起するようにしたことを特徴とする波長多重光
増幅器。 - 【請求項１５】 請求項１４に記載の波長多重光増幅器
において、前記波長０．９８μｍ帯の光と波長１．４８
μｍ帯の光とを合波したのちに前記信号光ラインに入射
して励起することを特徴とする波長多重光増幅器。 - 【請求項１６】 請求項１４に記載の波長多重光増幅器
において、前記波長０．９８μｍ帯の光と波長１．４８
μｍ帯の光とを、それぞれ前記信号光ラインの異なる位
置において入射して励起することを特徴とする波長多重
光増幅器。
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