JPH09289503A - 光増幅装置とこれを用いた波長多重光伝送装置 - Google Patents

光増幅装置とこれを用いた波長多重光伝送装置

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JPH09289503A
JPH09289503A JP8100911A JP10091196A JPH09289503A JP H09289503 A JPH09289503 A JP H09289503A JP 8100911 A JP8100911 A JP 8100911A JP 10091196 A JP10091196 A JP 10091196A JP H09289503 A JPH09289503 A JP H09289503A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 波長多重数が変化した場合でも、一波長あた
りの出力レベルを一定に制御できるようにする。 【解決手段】 光信号を増幅する光増幅器と、光増幅器
の出力に光学的に接続された第１及び第２の光分岐器
と、これらの光分岐器によって分岐された光を受光する
第１及び第２の受光器とを備えている。第２の光分岐と
第２の受光器との間には波長可変フィルタが配置されて
おり、また波長可変フィルタの透過中心波長を掃引する
ためのフィルタ駆動回路と、第２の受光器の出力ピーク
の数をカウントするカウンタ回路と、第１の受光器出力
が一定となるように光増幅器の出力を制御する出力制御
回路を備えている。出力制御回路はカウンタ回路の出力
電圧を制御のための基準電圧として使用して、カウンタ
の数すなわち信号光波長数に応じて光増幅器の光出力パ
ワーを変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光増幅装置に関
し、特に波長多重化された波長の異なる複数の光信号を
増幅する光増幅装置と、これを用いた波長多重光伝送装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、波長の異なる複数の信号光を一つ
の伝送路に入力することにより、伝送情報を大容量化す
る方式が普及しつつある。このような大容量光伝送方式
では、中継装置の低コスト化のために、光ファイバ増幅
装置などの光直接増幅装置を用いる必要がある。
【０００３】現在、一般に実用に供されている光ファイ
バ増幅装置は、その光出力を一定に保つため、光ファイ
バ増幅器の出力部に光分岐が設けられ、光分岐に接続さ
れた受光器の光入力レベルが一定となるように光出力が
制御されている。ここで、波長の異なる複数の光信号が
上述のように波長多重化された光信号である場合には、
多重化光信号に各々の光信号の波長とは別にダミー光を
重畳し、光増幅器の出力部でのダミー光パワーレベルか
ら光増幅器の出力を一定に制御する構成が考えられてい
る。このような構成は、例えば特願平４−７８８２７号
に記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の光ファイバ増幅
装置をそのまま波長多重光通信装置に用いた場合、波長
多重された光信号の出力レベルの総和を一定に保つこと
になる。このため、光送信機の増設や、光送信機の異常
等により、伝送される光の波長多重数が増加あるいは減
少した場合には、伝送される光信号の１波長あたりの信
号光レベルが減少あるいは増加し、これが光信号の伝送
品質を劣化させる。
【０００５】すなわち、波長多重光伝送装置では、各波
長の光信号の伝送出力レベルを一定に保つ必要がある。
しかしながら、従来の光ファイバ増幅装置では、光出力
総パワーを一定にする制御を行っているため、波長多重
数が変化した場合には、各波長の伝送出力レベルが変化
し、伝送特性が劣化するという欠点がある。
【０００６】また、上述したダミー光を信号光に重畳す
る構成では、送信機にダミー光光源が必要なためコスト
高となり、かつダミー光光源が故障した場合には、光増
幅装置の動作が不安定になるという欠点がある。
【０００７】本発明の目的は、波長多重数が変化した場
合でも、一波長あたりの出力レベルを安定かつ一定に制
御し得る光増幅装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の従来の光増幅装置
の欠点を除去するため、本発明の光増幅装置は、光信号
を増幅する増幅光信号を出力する光増幅器と、増幅光信
号のピーク出力の数を検出するピーク出力カウント回路
と、ピーク出力カウント数に応じて光増幅手段の出力を
制御する出力制御回路とを備えている。
【０００９】また、本発明の光増幅装置は、光信号を増
幅する増幅光信号を出力する第１の光増幅器と、増幅光
信号の一部を分岐して第１の分岐光信号を出力する第１
の光分岐器と、増幅光信号の一部を分岐して第２の分岐
光信号を出力する第２の光分岐器と、第１の分岐光信号
を受光して第１の電気信号に変換する第１の受光器とを
備えている。そして、第２の分岐光信号のうち特定の波
長帯域の光を選択的に透過させて選択分岐光信号を出力
する波長可変フィルタと、選択分岐光信号を受光して第
２の電気信号に変換する第２の受光器と、波長可変フィ
ルタの透過中心波長を掃引するフィルタ駆動回路と、第
２の電気信号のピーク出力の数を検出してその数に応じ
たカウント信号を出力するカウンタ回路と、カウント信
号に基づいて光増幅器の出力の基準値を設定する基準値
設定回路と、第１の電気信号が前記基準値に対して一定
になるように前記光増幅器の出力を制御する出力制御回
路とを備えていることを特徴としている。
【００１０】上記構成は、第１の光分岐器と第２の光分
岐器はともに光伝送路上に配置されているが、第２の光
分岐器を第１の光分岐器の分岐された側に配置してもよ
い。
【００１１】ここで、第１の光分岐器は、第２の光分岐
器と波長可変フィルタとの間に配置されているか、ある
いは他の構成として、第２の光分岐器は、光増幅器の入
力側に配置されていることを特徴としている。
【００１２】本発明の光増幅装置はさらに、第１の光増
幅器に直列に配置される第２の光増幅器を備え、第１の
光増幅器と第２の光増幅器との間に第２の光分岐器が配
置されていることを特徴としている。
【００１３】また、上記本発明の光増幅器の構成におい
て、波長可変フィルタは、誘電体多層膜を有する干渉膜
フィルタ、あるいはファブリペローエタロンを含んでい
ることを特徴としている。また、波長可変フィルタは、
導波路を含んでいることを特徴としている。
【００１４】さらに、本発明の波長多重光伝送装置は、
互いに異なる波長の複数の光信号を送出する光送信器
と、これらの複数の光信号を波長多重して多重化光信号
を光伝送路の一端に送出する光合波器とを含む光送信装
置と、光伝送路の他端から出力される多重化光信号を波
長毎に分離して波長分離光信号を出力する波長分離器
と、波長分離信号を受信する光受信器とを含む光受信装
置と、光送信装置と光受信装置の間に配置される光増幅
装置とを備えている。そして、光増幅装置は、多重化光
信号を増幅する増幅光信号を出力する光増幅器と、増幅
光信号のピーク出力の数を検出するピーク出力カウント
回路と、ピーク出力カウント数に応じて光増幅手段の出
力を制御する出力制御回路とを備えている。
【００１５】また、本発明の波長多重光伝送装置は、上
記光送信装置と光受信装置と光増幅装置とを備え、光増
幅装置は、多重化光信号を増幅する増幅光信号を出力す
る第１の光増幅器と、増幅光信号の一部を分岐して第１
の分岐光信号を出力する第１の光分岐器と、増幅光信号
の一部を分岐して第２の分岐光信号を出力する第２の光
分岐器と、第１の分岐光信号を受光して第１の電気信号
に変換する第１の受光器と、第２の分岐光信号のうち特
定の波長帯域の光を選択的に透過させて選択分岐光信号
を出力する波長可変フィルタと、選択分岐光信号を受光
して第２の電気信号に変換する第２の受光器とを備えて
いる。さらに、波長可変フィルタの透過中心波長を掃引
するフィルタ駆動回路と、第２の電気信号のピーク出力
の数を検出してその数に応じたカウント信号を出力する
カウンタ回路と、カウント信号に基づいて基準値を設定
する基準値設定回路と、第１の電気信号が基準値に対し
て一定になるように光増幅器の出力を制御する出力制御
回路とを備えていることを特徴としている。
【００１６】ここで、波長分離器は、入力された光を分
岐して分岐光を出力する第３の光分岐器と、分岐光から
特定の波長を選択して透過させる光帯域透過フィルタと
を含んでいる。
【００１７】本発明の光増幅器は、増幅された波長多重
信号光の一部を分岐して波長可変フィルタに入力し、波
長可変フィルタの透過中心波長を掃引することにより、
信号光の波長数を透過光ピークの数としてカウントして
光出力制御回路の基準電圧を変化させる。
【００１８】
【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。
【００１９】図１は、本発明の光増幅器の第１の実施例
の構成を示す図である。光増幅器１は、エルビウム（Ｅ
ｒ）添加ファイバ２と励起光源３と光合波器４を備えて
いる。光増幅器１で増幅された波長多重信号光は、第１
の光分岐器５および第２の光分岐器６を介して光伝送路
に出力される。光分岐器６で分岐された光は波長可変フ
ィルタ７を介して受光器８へ、光分岐器５で分岐された
光は受光器９へ導かれる。
【００２０】受光器９の出力は、差動増幅器１０によ
り、そのレベルが基準電圧と等しくなるように、光増幅
器１の励起光源駆動トランジスタ１１へフィードバック
される。
【００２１】受光器９へは、波長多重された信号光のす
べてが入力されているため、差動増幅器１０によるフィ
ードバック制御では、信号光の数を考慮しない全光パワ
ーを一定とする制御となる。
【００２２】波長可変フィルタ７は、フィルタ駆動回路
１２により、その透過中心波長が、波長多重信号光の波
長帯域内で繰り返し掃引されるように制御されている。
【００２３】受光器８の出力はカウンタ回路１３に入力
される。カウンタ回路１３では、受光器８の出力ピーク
の数がカウントされ、カウント数に比例した電圧が差動
増幅器１０の基準電圧端子に出力される。
【００２４】受光器８へ入射される光のパワーは、波長
可変フィルタ７の透過中心波長と信号光波長が一致する
毎にピークを有する。したがって、波長可変フィルタ７
の透過中心波長が１回掃引される間での受光器８の出力
ピークの数をカウントすることにより、波長多重信号光
に含まれる信号光の数を知ることができる。
【００２５】図２は、受光器８で受光された出力のピー
ク数をカウントするカウンタ回路の構成の一例を示して
いる。受光器８からの電気信号はコンパレータ２０１に
より、ピーク検出基準電圧と比較され、一つのピークに
対し一つのパルスをカウンタ回路２０２に送出される。
カウンタ回路では、入力されたパルスをカウントし、レ
ジスタ２０３に計数結果を出力する。
【００２６】カウンタ回路の計数結果は、波長可変フィ
ルタ駆動回路１２からの同期信号の立ち上がり波形によ
りレジスタ２０３で記憶され、前記同期信号の立ち下が
り波形によりクリアされる。レジスタ２０３の記憶デー
タはＡ／Ｄ変換器２０４でアナログ信号に変換され、差
動増幅器１０の基準電圧端子に出力されて、励起光源の
出力パワーを変化させる。
【００２７】上述した本発明の光増幅器によれば、例え
ば、信号光波長数がＮからＭに変化した場合には、カウ
ンタ回路１３から差動増幅器１０の基準電圧端子に印加
される電圧がＭ／Ｎ倍となり、受光器９に入る全光パワ
ーの値がＭ／Ｎ倍になるような制御が行われることにな
る。その結果、Ｎ波のときもＭ波のときも、光伝送路へ
送出される信号光１波長あたりの光パワーは一定に保た
れることになる。
【００２８】続いて、本発明の光増幅装置の第２の実施
例について説明する。
【００２９】図３は本発明の光増幅装置の第２の実施例
の構成を示す図である。本実施例では、上述した全出力
光パワー制御を行うための光分岐器５は、光分岐器６と
波長可変フィルタ７の間に挿入されている。基本動作は
第１の実施例と変わらないが、本実施例の構成の適用に
より、光増幅器と光伝送路の間に挿入される光部品が少
なくなるため、光伝送路に所要光パワーを送出する場合
に光増幅器に要求される光出力パワーが、図１に示され
る第１の実施例の構成に比べて低減されるという利点が
ある。
【００３０】また、上述した光分岐器５および６は、光
増幅器の信号光入力部に挿入することもできる。さら
に、光分岐器６は、光増幅器が２段で構成されている場
合には、２つの光増幅器の間に配置することもできる。
【００３１】第２の実施例では、光増幅器として光ファ
イバ増幅器を例に説明したが、光半導体増幅器を光増幅
器として使用することもできる。
【００３２】上述の波長可変フィルタ７としては、誘電
体多層膜による干渉膜フィルタを利用したもの、ファブ
リペローエタロンを利用したもの、導波路を利用したも
の等を用いることができる。
【００３３】次に、上述した本発明の光増幅器を適用し
た波長多重光伝送装置について説明する。
【００３４】図４は、本発明の光増幅器を用いた波長多
重光伝送装置の一実施例の構成を示す図である。波長の
異なる複数の光送信機１４１〜１４４と、光送信器１４
１〜１４４から出力される光信号を１本の光伝送路１５
の一端に送出するための光合波器１６と、この光伝送路
の他端から送出される光信号を波長毎に分離して出力す
る波長分離器１７と、波長分離器１７から出力される各
々の光信号を受信するための光受信器１８１〜１８４と
を備えている。そして、光送信器１４１〜１４４がある
光送信装置と、光受信機１８１〜１８４がある光受信装
置との間に上述した本発明の光増幅装置１９が１つまた
は複数配置されている。
【００３５】互いに異なる複数の波長の光信号を波長多
重化する波長多重光伝送装置であって、光増幅器を含む
中継器を有している場合でも、本発明の光増幅装置を適
用した光伝送装置では、各中継器では多重化される光信
号の数によらず安定した光増幅を得ることができる。
【００３６】なお、波長分離器１７は、１×４光分岐器
と４個の光帯域透過フィルタとで構成することができ
る。
【００３７】
【発明の効果】増幅された波長多重信号光の一部を分岐
して波長可変フィルタに入力し、波長可変フィルタの透
過中心波長を掃引することにより、信号光の波長数を透
過光ピークの数としてをカウントして光出力制御回路の
基準電圧を変化させる構成となっている。このため、多
波長信号増幅時の入力信号波長数の変動が生じた場合で
も、一波長あたりの出力レベルを一定に制御することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光増幅器の第１の実施例の構成を示す
図である。
【図２】受光された出力のピーク数をカウントするカウ
ンタ回路の構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の光増幅器の第２の実施例の構成を示す
図である。
【図４】本発明の光増幅器を用いた波長多重光伝送装置
の一実施例の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 光増幅器 ２ Ｅｒ添加ファイバ ３ 励起光源 ４ 光合波器 ５，６ 光分岐器 ７ 波長可変フィルタ ８，９ 光受光器 １０ 差動増幅器 １１ 励起光源駆動トランジスタ １２ 波長可変フィルタ駆動回路 １３ カウンタ回路 １４１〜１４４ 光送信機 １５ 光伝送路 １６ 光合波器 １７ 波長分離器 １８１〜１８４ 光受信機 １９ 光増幅器 ２０１ コンパレータ ２０２ カウンタ回路 ２０３ レジスタ ２０４ Ａ／Ｄ変換器

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光信号を増幅する増幅光信号を出力する
    光増幅手段と、 前記増幅光信号のピーク出力の数を検出するピーク出力
    カウント手段と、 前記ピーク出力カウント数に応じて前記光増幅手段の出
    力を制御する出力制御手段とを備えていることを特徴と
    する光増幅装置。
  2. 【請求項２】 光信号を増幅する増幅光信号を出力する
    第１の光増幅器と、 前記増幅光信号の一部を分岐して第１の分岐光信号を出
    力する第１の光分岐器と、 前記増幅光信号の一部を分岐して第２の分岐光信号を出
    力する第２の光分岐器と、 前記第１の分岐光信号を受光して第１の電気信号に変換
    する第１の受光器と、 前記第２の分岐光信号のうち特定の波長帯域の光を選択
    的に透過させて選択分岐光信号を出力する波長可変フィ
    ルタと、 前記選択分岐光信号を受光して第２の電気信号に変換す
    る第２の受光器と、 前記波長可変フィルタの透過中心波長を掃引するフィル
    タ駆動回路と、 前記第２の電気信号のピーク出力の数を検出してその数
    に応じたカウント信号を出力するカウンタ回路と、 前記カウント信号に基づいて前記第１の光増幅器の出力
    の基準値を設定する基準値設定回路と、 前記第１の電気信号が前記基準値に対して一定になるよ
    うに前記光増幅器の出力を制御する出力制御回路とを備
    えていることを特徴とする光増幅装置。
  3. 【請求項３】 光信号を増幅する増幅光信号を出力する
    第１の光増幅器と、 前記増幅光信号の一部を分岐して第１の分岐光信号を出
    力する第１の光分岐器と、 前記第１の分岐光信号の一部を分岐して第２の分岐光信
    号を出力する第２の光分岐器と、 前記第１の分岐光信号を受光して第１の電気信号に変換
    する第１の受光器と、 前記第２の分岐光信号のうち特定の波長帯域の光を選択
    的に透過させて選択分岐光信号を出力する波長可変フィ
    ルタと、 前記選択分岐光信号を受光して第２の電気信号に変換す
    る第２の受光器と、 前記波長可変フィルタの透過中心波長を掃引するフィル
    タ駆動回路と、 前記第２の電気信号のピーク出力の数を検出してその数
    に応じたカウント信号を出力するカウンタ回路と、 前記カウント信号に基づいて前記第１の光増幅器の出力
    の基準値を設定する基準値設定回路と、 前記第１の電気信号が前記基準値に対して一定になるよ
    うに前記光増幅器の出力を制御する出力制御回路とを備
    えていることを特徴とする光増幅装置。
  4. 【請求項４】 前記第２の光分岐器は、前記光増幅器の
    入力側に配置されていることを特徴とする請求項２記載
    の光増幅装置。
  5. 【請求項５】 前記光増幅装置はさらに、 前記第１の光増幅器に直列に配置される第２の光増幅器
    を備え、 前記第１の光増幅器と前記第２の光増幅器との間に前記
    第２の光分岐器が配置されていることを特徴とする請求
    項２記載の光増幅装置。
  6. 【請求項６】 前記光増幅装置はさらに、 前記第１の光増幅器に直列に配置される第２の光増幅器
    を備え、 前記第１の光増幅器と前記第２の光増幅器との間に前記
    第１の光分岐器が配置されていることを特徴とする請求
    項３記載の光増幅装置。
  7. 【請求項７】 前記波長可変フィルタは、誘電体多層膜
    を有する干渉膜フィルタを含んでいることを特徴とする
    請求項２または請求項３または請求項４または請求項５
    記載の光増幅装置。
  8. 【請求項８】 前記波長可変フィルタは、ファブリペロ
    ーエタロンを含んでいることを特徴とする請求項２また
    は請求項３または請求項４または請求項５記載の光増幅
    装置。
  9. 【請求項９】 前記波長可変フィルタは、導波路を含ん
    でいることを特徴とする請求項２または請求項３または
    請求項４または請求項５記載の光増幅装置。
  10. 【請求項１０】 互いに異なる波長の複数の光信号を送
    出する光送信器と、前記複数の光信号を波長多重して多
    重化光信号を光伝送路の一端に送出する光合波器とを含
    む光送信装置と、 前記光伝送路の他端から出力される前記多重化光信号を
    前記波長毎に分離して波長分離光信号を出力する波長分
    離手段と、前記波長分離信号を受信する光受信器とを含
    む光受信装置と、 前記光送信装置と前記光受信装置の間に配置される、少
    なくとも一つの光増幅装置とを備え、 前記光増幅装置は、 前記多重化光信号を増幅する増幅光信号を出力する光増
    幅手段と、 前記増幅光信号のピーク出力の数を検出するピーク出力
    カウント手段と、 前記ピーク出力カウント数に応じて前記光増幅手段の出
    力を制御する出力制御手段とを備えていることを特徴と
    する波長多重光伝送装置。
  11. 【請求項１１】 互いに異なる波長の複数の光信号を送
    出する光送信器と、前記複数の光信号を波長多重して多
    重化光信号を光伝送路の一端に送出する光合波器とを含
    む光送信装置と、 前記光伝送路の他端から出力される前記多重化光信号を
    前記波長毎に分離して波長分離光信号を出力する波長分
    離手段と、前記波長分離信号を受信する光受信器とを含
    む光受信装置と、 前記光送信装置と前記光受信装置の間に配置される、少
    なくとも光増幅装置とを備え、 前記光増幅装置は、 前記多重化光信号を増幅する増幅光信号を出力する第１
    の光増幅器と、 前記増幅光信号の一部を分岐して第１の分岐光信号を出
    力する第１の光分岐器と、 前記増幅光信号の一部を分岐して第２の分岐光信号を出
    力する第２の光分岐器と、 前記第１の分岐光信号を受光して第１の電気信号に変換
    する第１の受光器と、 前記第２の分岐光信号のうち特定の波長帯域の光を選択
    的に透過させて選択分岐光信号を出力する波長可変フィ
    ルタと、 前記選択分岐光信号を受光して第２の電気信号に変換す
    る第２の受光器と、 前記波長可変フィルタの透過中心波長を掃引するフィル
    タ駆動回路と、 前記第２の電気信号のピーク出力の数を検出してその数
    に応じたカウント信号を出力するカウンタ回路と、 前記カウント信号に基づいて基準値を設定する基準値設
    定回路と、 前記第１の電気信号が前記基準値に対して一定になるよ
    うに前記光増幅器の出力を制御する出力制御回路とを備
    えていることを特徴とする波長多重光伝送装置。
  12. 【請求項１２】 前記波長分離手段は、 入力された光を分岐して分岐光を出力する第３の光分岐
    器と、 前記分岐光から特定の波長を選択して透過させる光帯域
    透過フィルタとを含んでいることを特徴とする請求項９
    または請求項１０記載の波長多重光伝送装置。
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