JPH09247093A - 光受信装置 - Google Patents

光受信装置

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JPH09247093A
JPH09247093A JP8080788A JP8078896A JPH09247093A JP H09247093 A JPH09247093 A JP H09247093A JP 8080788 A JP8080788 A JP 8080788A JP 8078896 A JP8078896 A JP 8078896A JP H09247093 A JPH09247093 A JP H09247093A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】光受信回路における光過大入力に対して、受光
素子の破壊を防ぐようにした装置の提供。 【解決手段】光直接増幅器1と光/電気変換回路10と
の間に挿入される光入力保護回路2は、光入力部に光カ
プラ3と電圧制御型光減衰器9が直列に接続し、光/電
気変換回路10に接続され、光カプラ3で分岐した光信
号は光を電気に変換する受光素子4と電流/電圧変換器
5と、分岐した光信号の電圧と基準電圧とを比較する比
較器6と、電圧制御型光減衰器9を駆動する駆動回路7
と、時間的制御を行う時定数回路8と、が直列形態に接
続し、時定数回路8を介して電圧制御型光減衰器9のオ
ン時間を遅延制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光直接増幅器を用
いた光通信装置に関し、特に光受信回路に光過大入力の
保護回路を有する光受信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】長距離伝送を行う光通信システムにおい
て、光信号の減衰を補償したり波形のひずみを補償して
整形するなどの3R機能(すなわち入力信号の波形を等
化(Reshaping)する機能、等化波形から2進情報の識
別・再生(Regenerating)する機能、及び送出された入
力信号から正しいクロックを再生するクロック再生(Re
timing)する機能)を具備した中継器が必要とされる。
【0003】そして、このような中継器として、光直接
増幅手段を用いた光通信システムが注目されている。図
3は、光直接増手段を用いた従来の光受信装置の構成を
模式的に示したものであり、光入力は、入力した信号光
を電気信号に変換することなく直接増幅する光直接増幅
器1により増幅され、光/電気変換回路10にて電気信
号に変換される。
【0004】この光直接増幅手段を用いた光受信装置を
実現する手法として、光直接増幅手段の出力レベルを一
定に制御する方法は盛んに検討されているが、光受信装
置において、光信号の入力レベル変動に対する受光素子
の保護については、従来殆ど検討が為されていないとい
うのが実状である。
【0005】光直接増幅器は、増幅用光ファイバ、励起
用半導体レーザ、励起用半導体レーザからの出力光と光
信号を光合波させる光合波器、及び光アイソレータ等か
ら構成される。
【0006】増幅用光ファイバに入射された光信号は、
励起用半導体レーザからの励起光により光増幅されて出
力される。ここで、波長1.55μm帯の光信号に対し
て、通常、1.48μmや0.98μmの励起光が用い
られる。また、増幅用光ファイバとしては好ましくはエ
ルビウム添加ファイバ(EDF;Erbium Doped Fiber)
が用いられる。
【0007】そして、励起用半導体レーザの駆動には、
通常、直流電流を注入して、連続光を出力させる方法が
用いられている。なお、励起用半導体レーザの駆動方法
については、例えば文献(木村康郎、中沢正隆、OPT
RONICS(1990)、No.11、第47〜53
頁)の記載が参照される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の光受信装置においては、光信号の過大入力に対
する保護回路を具備していないことから、光信号の入力
断状態から回復したときなど、受光素子に急激な光入力
が行われ、受光素子を破壊してしまうおそれがある。
【0009】従って、本発明は、上記事情に鑑みて為さ
れたものであって、光受信回路における光過大入力に対
して、受光素子の破壊を確実に回避することを可能とし
た光受信装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、入力信号光を直接増幅する光直接増幅手
段と、該光直接増幅手段の出力光を入力し光信号を電気
信号に変換する光/電気変換手段と、の間に光入力保護
手段を挿入し、前記光入力保護手段が、前記光直接増幅
手段の出力光を分岐する光分岐手段と、前記光分岐手段
で分岐された一方の出力光を入力し前記光/電気変換手
段への通過(オン)/遮断(オフ)を切替え制御する光
スイッチ手段と、前記光分岐手段で分岐された他方の出
力光のレベルを監視し、光入力断状態から回復状態へ遷
移した際、該分岐された他方の出力光のレベルが予め定
めた所定のレベルを超えた際に、前記光スイッチ手段に
おけるオフ状態からオン状態への切替タイミングを遅延
させて、前記光/電気変換手段に対して前記分岐手段で
分岐された一方の出力光を供給するように制御する手段
を備えたことを特徴とする光受信装置を提供する。
【0011】また、本発明は、入力された信号光を光直
接増幅する光直接増幅手段と、前記光直接増幅手段の出
力光を分岐する光分岐手段と、前記光分岐手段で分岐さ
れた一方の出力光を入力し、その出力をオン/オフする
光スイッチ手段と、前記光分岐手段で分岐された他方の
出力光を電気信号に変換する手段と、前記電気信号のレ
ベルと予め定めた所定の基準レベルとを比較する比較手
段と、前記光スイッチ手段のオン/オフを制御する光ス
イッチ駆動手段と、前記光スイッチ手段のオン/オフ時
間を遅延させる遅延手段と、前記光スイッチ手段の出力
光を入力とし光信号を電気信号に変換する光/電気変換
手段と、を備えたことを特徴とする光受信装置を提供す
る。
【0012】上記構成のもと、本発明によれば、光受信
装置における光直接増幅器の出力光を入力とする光/電
気変換回路の受光素子への急激な光入力を防ぐために、
電圧制御型光減衰器と時定数回路とを有し、電圧制御型
光減衰器の減衰量をこの時定数回路で制御しながら光受
信装置への入力光を増加させ、これにより、例えば光直
接増幅器で発生した光サージ、光/電気変換回路に、直
接入力されることを回避するようにしたものである。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して以下に詳細に説明する。
【0014】図1は、本発明の一実施形態の構成を示す
図である。図1を参照して、本発明の実施の形態は、光
入力を増幅する光直接増幅器1と、光/電気変換回路1
0との間に光入力保護回路2を挿入したことを特徴とし
たものであり、光入力保護回路2は、光直接増幅器1の
出力光を分岐する光分岐手段である光カプラ3と、光分
岐手段3で分岐された一方の出力光を入力し、その出力
をオン/オフする光スイッチ手段として作用する電圧制
御型光減衰器9と、光分岐手段3で分岐された他方の出
力光を電圧信号に変換する手段(受光素子4と電流電圧
変換手段5からなる)と、電圧信号を予め定めた所定の
基準電圧と比較する比較手段6と、光スイッチ手段9の
オン/オフを制御する光スイッチ駆動手段7と、光スイ
ッチ手段9のオン/オフ時間を遅延させる時定数回路か
らなる遅延手段8と、光スイッチ手段9の出力光を入力
とし光信号を電気信号に変換する光/電気変換回路10
から構成される。本発明の実施の形態においては、光/
電気変換回路10の受光素子(不図示)への急激な光入
力を防ぐために、光スイッチ手段として機能する電圧制
御型光減衰器9と、時定数回路8とを有し、電圧制御型
光減衰器9の減衰量を時定数回路8で制御しながら、光
/電気変換回路10への入力光を増加させるようにした
ものである。
【0015】すなわち、本発明の実施の形態において
は、光入力信号断状態でオフ状態(減衰量最大)とされ
る電圧制御を光減衰器(光スイッチ手段)9を、光信号
回復時において、時定数回路8により所定の時間差を持
たせてオン状態(減衰量最小)とし、光/電気変換回路
10へ入力される光パワーを制御するものである。
【0016】なお、光直接増幅手段1としては、好まし
くは希土類イオン添加ファイバ、特にエルビウム添加フ
ァイバ(EDF)から構成される。なお、図1に示す光
直接増幅手段には、このEDFの他、励起光源、励起光
源からの励起光をエルビウム添加ファイバに接続するカ
プラ(合波器)、励起光源の駆動回路、光アイソレータ
等が含まれる。
【0017】また、光スイッチ手段9としては、電圧制
御型光減衰器の他にも、電流制御型ファラデー回転素
子、又はポッケルス効果等を有する電圧制御型光学素子
で構成してもよい。
【0018】
【実施例】図1を参照して、光入力保護回路2の具体的
な実施例を説明する。
【0019】光入力保護回路2は、光入力部側(光直接
増幅器1の出力端)に、光カプラ3と、電圧制御型光減
衰器9と、が直列形態に接続され、光/電気変換回路1
0の入力端に接続されている。光カプラ3において分岐
した一方の光信号は、光を電流信号に変換するフォトダ
イオード等の受光素子4に入力され、受光素子4の出力
電流は電流/電圧変換器5に入力されて電圧信号に変換
される。
【0020】分岐された光信号の電圧は比較器6の一方
の入力端に入力され、予め設定された基準電圧と比較さ
れ、比較器6の比較結果は、電圧制御型光減衰器9を駆
動するための駆動回路7に制御信号として入力されてい
る。
【0021】そして、駆動回路7は、時間的制御を行う
時定数回路8を介して、電圧制御型光減衰器9の制御を
行う(すなわち電圧印加による減衰率の制御)。なお、
駆動回路7の出力信号を遅延させる時定数回路8は、抵
抗(R)及び容量(C)にて時定数が定められるCR積
分回路の他にも、各種遅延素子、デイレイライン(遅延
線)等を用いてもよい。
【0022】次に、本発明の実施例の動作を説明する。
【0023】光入力信号は、光直接増幅器1により光直
接増幅される。光直接増幅器1からの出力光は、光カプ
ラ3に入力され、2方向に分岐される。光カプラ3にて
分岐した一方の出力光は、電圧制御により光減衰量を可
変し、光スイッチとして作用する電圧制御型光減衰器9
に入力される。光カプラ3にて分岐した他方の出力光
は、受光素子4により光/電気変換される。受光素子4
の出力電流信号は電流/電圧変換器5に入力され、次に
比較器6で基準電圧と比較され、さらに駆動回路7にて
電圧制御型光減衰器9のオン/オフを制御させる。
【0024】その際、時定数回路8により、電圧制御型
光減衰器9をオンさせるまでの時間差を持たせるように
している。電圧制御型光減衰器9の出力は光/電気変換
回路10に接続される。
【0025】本実施例においては、電圧制御型光減衰器
9は、好ましくは、その初期状態において、減衰量を最
大としておき、光出力を遮断(オフ)する状態に設定し
ておく。そして光入力信号回復時において、入力された
光信号は、光カプラ3で分岐した光出力の受光素子4に
流れる電流が増え電流電圧変換器5による電圧信号が上
昇し、比較器6において基準電圧を超えた際に、時定数
回路8の時定数により、駆動回路7の出力を遅延させ、
時間差を設けて電圧制御型光減衰器9の減衰量を下げて
オン状態とし、光/電気変換回路10に入力される光パ
ワーを制御し、これにより光過大入力による破壊を防い
でいる。
【0026】このような構成により、光入力断状態から
回復状態となった際に、光直接増幅器1で生じる光サー
ジが、直接、短時間に、光/電気変換回路10に入力さ
れることを防いでいる。
【0027】図2は、光入力保護回路の別の実施例を説
明するための図である。図2を参照して、光入力保護回
路2は、光入力部(光直接増幅器1の出力端)に、光カ
プラ3と、電流制御型ファラデー回転素子又はポッケル
ス効果を有する電圧制御型電気光学素子11と、が直列
に接続され、光/電気変換回路10の入力端に接続され
ている。
【0028】光カプラ3で分岐した光信号は、光信号を
電気信号に変換する受光素子4に入力され、受光素子4
の出力は電流/電圧変換器5に入力されて電圧信号に変
換されて比較器6の一の入力端に入力される。
【0029】比較器6では、光信号の電圧と基準電圧と
を比較し、比較結果信号は、電流制御型ファラデー回転
素子又はポッケルス効果を有する電圧制御型電気光学素
子11を駆動させる駆動回路7に入力され、駆動回路7
の出力は、時間的制御を行う時定数回路8を介して、電
圧制御型電気光学素子11の制御を行う。
【0030】図2において、光入力信号は、光直接増幅
器1により光直接増幅される。この出力光は光カプラ3
に入力され、2方向に分岐される。光カプラ3にて分岐
された一方の出力光は電流又は電圧制御により光減衰量
を可変し、光スイッチのような動作が期待される電流制
御型ファラデー回転素子又はポッケルス効果を有する電
圧制御型電気光学素子11に入力される。
【0031】光カプラ3にて分岐された他方の出力光
は、受光素子4により光/電気変換される。受光素子4
の出力電気信号は電流/電圧変換器5に入力され、電流
/電圧変換器5の電圧信号は比較器6で基準電圧と比較
され、さらに駆動回路7にて電圧制御型電気光学素子1
1をオン/オフさせる。その際、駆動回路7の出力信号
は、時定数回路8により、電流制御型ファラデー回転素
子又はポッケルス効果を有する電圧制御型電気光学素子
11をオンさせるまでの時間差を持たせている。
【0032】そして、電流制御型ファラデー回転素子又
はポッケルス効果を有する電圧制御型電気光学素子11
の出力は光/電気変換回路10に接続される。
【0033】このような構成により、光入力断状態から
回復状態になったときの光直接増幅器1で生じる光サー
ジが、直接、短時間に、光/電気変換回路10に入力さ
れることを防いでいる。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光スイッチ手段で受光素子への光入力を遮断しておき、
遅延手段によって、光スイッチ手段の減衰量を制御する
ことにより、光受信装置への入力光を徐々に増大させる
ことが可能となり、受光素子への急激な光過大入力を防
ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態及び実施例を説明するため
の図である。
【図2】本発明の別の実施例を説明するための図であ
る。
【図3】従来例を示す図である。
【符号の説明】
1 光直接増幅器 2 光過大入力保護回路 3 光カプラ 4 受光素子 5 電流/電圧変換器 6 比較器 7 駆動回路 8 時定数回路 9 電圧制御型光減衰器 10 光/電気変換回路 11 電流制御型ファラデー回転素子又は電圧制御型電
気光学素子

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力信号光を直接増幅する光直接増幅手段
    と、該光直接増幅手段の出力光を入力し光信号を電気信
    号に変換する光/電気変換手段と、の間に光入力保護手
    段を挿入し、 前記光入力保護手段が、前記光直接増幅手段の出力光を
    分岐する光分岐手段と、 前記光分岐手段で分岐された一方の出力光を入力し前記
    光/電気変換手段への通過(オン)/遮断(オフ)を切
    替え制御する光スイッチ手段と、 前記光分岐手段で分岐された他方の出力光のレベルを監
    視し、光入力断状態から回復状態へ遷移した際、該分岐
    された他方の出力光のレベルが予め定めた所定のレベル
    を超えた際に、前記光スイッチ手段におけるオフ状態か
    らオン状態への切替タイミングを遅延させて、前記光/
    電気変換手段に対して前記分岐手段で分岐された一方の
    出力光を供給するように制御する手段を備えたことを特
    徴とする光受信装置。
  2. 【請求項2】入力された信号光を光直接増幅する光直接
    増幅手段と、 前記光直接増幅手段の出力光を分岐する光分岐手段と、 前記光分岐手段で分岐された一方の出力光を入力し、そ
    の出力をオン/オフする光スイッチ手段と、 前記光分岐手段で分岐された他方の出力光を電気信号に
    変換する手段と、 前記電気信号のレベルと予め定めた所定の基準レベルと
    を比較する比較手段と、 前記光スイッチ手段のオン/オフを制御する光スイッチ
    駆動手段と、 前記光スイッチ手段のオン/オフ時間を遅延させる遅延
    手段と、 前記光スイッチ手段の出力光を入力とし光信号を電気信
    号に変換する光/電気変換手段と、 を備えたことを特徴とする光受信装置。
  3. 【請求項3】入力光を分岐する光分岐手段と、 前記光分岐手段で分岐された一方の出力光を入力し、そ
    の出力をオン/オフする光スイッチ手段と、 前記光分岐手段で分岐された他方の出力光を電気信号に
    変換する手段と、 前記電気信号のレベルと予め定めた所定の基準レベルと
    を比較する比較手段と、 前記光スイッチ手段のオン/オフを制御する光スイッチ
    駆動手段と、 前記光スイッチ手段のオン/オフ時間を遅延させる遅延
    手段と、 から構成される光入力保護手段を備えたことを特徴とす
    る光受信装置。
  4. 【請求項4】光入力信号断状態から回復状態に遷移した
    場合、前記光スイッチ駆動手段からの出力信号を前記遅
    延手段を介して遅延させ前記光スイッチ手段がオンする
    までの時間差をもたせ、光直接増幅手段で発生した光サ
    ージが、前記光/電気変換手段に、直接入力されないよ
    うに制御することを特徴とする請求項2又は3記載の光
    受信装置。
  5. 【請求項5】初期状態で光出力を遮断しておき、入力信
    号回復時に、前記遅延手段で前記光スイッチ手段に時間
    差を設け、前記光/電気変換手段の光過大入力による破
    壊を防ぐ特徴を有する請求項2記載の光受信装置。
  6. 【請求項6】前記光直接増幅手段が、エルビウム添加フ
    ァイバからなることを特徴とする請求項1〜5のいずれ
    か一に記載の光受信装置。
  7. 【請求項7】前記光スイッチ手段が、電圧制御型光減衰
    器からなることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一
    に記載の光受信装置。
  8. 【請求項8】前記光スイッチ手段が、電流制御型ファラ
    デー回転素子又は電圧制御型光学素子からなることを特
    徴とする請求項1〜5のいずれか一に記載の光受信装
    置。
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