JPH10336118A

JPH10336118A - 光直接増幅器

Info

Publication number: JPH10336118A
Application number: JP9138986A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Hamada; 聡濱田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-05-28
Filing date: 1997-05-28
Publication date: 1998-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】入力光（または出力光）での各信号光波長ご
とのＳ／Ｎ比を検出することにより、Ｓ／Ｎ比の劣化を
監視し、Ｓ／Ｎ比が劣化した場合に、このことを報知す
る光直接増幅器を提供する。【解決手段】波長多重信号光を分岐する光分岐結合手
段１と、分岐された信号光を直接増幅し出力する光直接
増幅手段２と、分岐された他方の信号光の波長多重信号
光成分と雑音光成分を分離して通過させる信号光／雑音
光分波手段３と、信号光成分を受光し信号光レベルを検
出する第１受光手段１１と、雑音光成分を受光し雑音光
レベルを検出する第２受光手段２１と、波長毎の信号光
レベルと信号光各々に対応する雑音光レベルに基づきＳ
／Ｎ比を演算し出力するＳ／Ｎ比演算手段５１と、この
Ｓ／Ｎ比を基準値と比較し該Ｓ／Ｎ比が劣化した場合に
警報を発生するＳ／Ｎ比劣化検出手段７とを備えたこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光直接増幅器に属
し、特に、波長分割多重光中継伝送系の光線形中継器、
光ＡＤＤ／ＤＲＯＰノードにおける各信号光のＳ／Ｎ比
劣化検出方式等に用いて好適な光直接増幅器に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光直接増幅器においては、波長多
重光伝送系への適応を考慮して、広い波長帯域にわたっ
て利得が均一となる広帯域化（例えば、吉田誠史他；
１９９６年電子情報通信学会総合大会、Ｂ−１１４７参
照）が図られている。広帯域化された光直接増幅器を用
いると、波長分割多重された信号光を一括して増幅する
ことが可能となり、また多段中継した際にも波長多重さ
れた各信号間のＳ／Ｎ比の差を抑制することができるた
め、長距離の中継伝送が可能になる。

【０００３】また、広帯域かつ低雑音の特徴を利用して
光クロスコネクトシステム等への線形中継器としての応
用や線形中継を行う光クロスコネクトノードへの適応が
検討されている。

【０００４】図８は光クロスコネクトを用いたネットワ
ークの一例を示す概略構成図、図９は光クロスコネクト
を用いたネットワークにおけるスペクトルの一例を示す
図であり、図において、７１〜７３は光送信器、７４〜
７９は線形中継器（または線形中継を行なうノード）、
８０は光受信器である。なお、図９中の光パワー及び波
長の単位は任意である。

【０００５】このネットワークでは、光送信機７１から
の波長λAの信号光は線形中継器（または線形中継を行
うノード）７４〜７６を経由して線形中継器（または線
形中継を行うノード）７７に至る。同様に、送信機７２
からの波長λBの信号光は線形中継器（または線形中継
を行うノード）７８、７６を経由して線形中継器（また
は線形中継を行うノード）７７に、また送信機７３から
の波長λCの信号光は線形中継器（または線形中継を行
うノード）７９、７６を経由して線形中継器（または線
形中継を行うノード）７７に至る。

【０００６】この場合、送信機７１からの信号光は線形
中継器（または線形中継を行うノード）７７に至るまで
に線形中継器（または線形中継を行うノード）を３段経
由しており、送信機７２および７３からの信号光は線形
中継器（または線形中継を行うノード）を２段経由して
いる。

【０００７】このため、線形中継器（または線形中継を
行うノード）７７の入力部（図８中のスペクトル規定点
Ｐ）における光のスペクトルは、図９に模式的に示すよ
うにλAの信号光付近の波長域における自然放出光の蓄
積による雑音成分が増加し、波長λAの信号光のｓ／Ｎ
比は劣化している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の光直
接増幅器においては、波長分割多重伝送において伝送路
からの波長多重信号を一括して増幅し、要求される出力
光電力として伝送路に出力することが可能になることか
ら、電気信号を終端することなく中継伝送することが可
能になる。しかしながら、光直接増幅器による線形中継
を行った場合においては、光直接増幅器が発生させる自
然放出光によりＳ／Ｎ比が劣化するため、多段中継伝送
時には終端点の受信機において必要な受信感度を得るＳ
／Ｎ比を確保するために中継段数の制限が生じる。

【０００９】特に、光クロスコネクトを用いたネットワ
ーク等においては、各波長の信号光は異なる光パスを経
由して多重されることがあるために、それぞれの信号光
は線形中継時における光直接増幅器の雑音指数のばらつ
きおよび光中継された段数の相違によりＳ／Ｎ比も異な
る。したがって、Ｓ／Ｎ比の劣化を検出するには、波長
多重されている信号光それぞれについて行う必要があ
る。したがって、光中継器では、波長多重されているそ
れぞれの信号光について個々にＳ／Ｎ比を検出して監視
し、Ｓ／Ｎ比が劣化しているチャンネルについては警報
を発生する等の機能が必要となる。

【００１０】このように、光クロスコネクトを用いたネ
ットワーク等に光直接増幅器を用いる場合には、波長多
重された各信号光ごとにＳ／Ｎ比の劣化を監視する機能
が不可欠であるが、従来の光直接増幅器では、Ｓ／Ｎ比
を検出する手段を用いていないために、中継器での各波
長のＳ／Ｎ比を監視することができないという問題点が
あった。

【００１１】本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、特に波長分割多重
光伝送系において、光直接増幅器を多段に接続した場合
に、入力光（または出力光）での各信号光波長ごとのＳ
／Ｎ比を検出することにより、Ｓ／Ｎ比の劣化を監視
し、Ｓ／Ｎ比が劣化した場合に、このことを報知する光
直接増幅器を提供する点にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために、本発明に係る光直接増幅器は、入力す
る波長多重された信号光の一部を分岐する光分岐結合手
段と、分岐された一方の信号光を直接増幅して出力する
光直接増幅手段と、分岐された他方の信号光の波長多重
された信号光成分と該信号光成分に対応する雑音光成分
を分離して通過させる信号光／雑音光分波手段と、分離
した信号光成分を受光し信号光レベルを検出する第１の
受光手段と、分離した雑音光成分を受光し雑音光レベル
を検出する第２の受光手段と、前記第１及び第２の受光
手段より出力されるそれぞれの波長の信号光レベルと該
信号光各々に対応する雑音光レベルに基づきＳ／Ｎ比
（信号対雑音比）を演算して出力するＳ／Ｎ比演算手段
と、入力されたＳ／Ｎ比を基準値と比較し該Ｓ／Ｎ比が
劣化したと判断した場合に警報を発生するＳ／Ｎ比劣化
検出手段とを備えている。また、入力する波長多重され
た信号光の一部を分岐する光分岐結合手段と、分岐され
た一方の信号光を直接増幅して出力する光直接増幅手段
と、分岐された他方の信号光を波長多重された信号光の
複数倍に分岐し、それぞれの信号光波長成分に分離し通
過されるとともに、それぞれの信号光成分に対応する雑
音光成分を分離し通過させる信号光／雑音光分波手段
と、分離したそれぞれの信号光成分を受光しそれぞれの
信号光レベルを検出する複数の第１の受光手段と、分離
したそれぞれの雑音光成分を受光しそれぞれの雑音光レ
ベルを検出する複数の第２の受光手段と、複数の前記第
１及び第２の受光手段それぞれより出力されるそれぞれ
の信号光の信号光レベルと該信号光各々に対応する雑音
光レベルを入力しＳ／Ｎ比（信号対雑音比）を演算して
出力する複数のＳ／Ｎ比演算手段と、入力されたそれぞ
れの信号光のＳ／Ｎ比を基準値と比較しＳ／Ｎ比が劣化
したと判断した場合に警報を発生するＳ／Ｎ比劣化検出
手段とを備えた光直接増幅器とすることもできる。ま
た、入力する波長多重された信号光の一部を分岐する光
分岐結合手段と、分岐された一方の信号光を直接増幅し
て出力する光直接増幅手段と、分岐された他方の信号光
の波長多重されたそれぞれの信号光成分と該信号光成分
に対応する雑音光成分を時系列で通過させる波長可変透
過手段と、該波長可変透過手段の通過中心波長を変化さ
せる駆動手段と、前記波長可変透過手段を通過した信号
光成分と雑音光成分を時系列で受光し各光成分のレベル
を検出する受光手段と、前記受光手段より出力されるそ
れぞれの波長の信号光レベルと該信号光各々に対応する
雑音光レベルに基づきＳ／Ｎ比（信号対雑音比）を演算
して出力するＳ／Ｎ比演算手段と、入力されたＳ／Ｎ比
を基準値と比較し該Ｓ／Ｎ比が劣化したと判断した場合
に警報を発生するＳ／Ｎ比劣化検出手段とを備えた光直
接増幅器とすることもできる。

【００１３】本発明の請求項１、１６ないし２１のいず
れか１項記載の光直接増幅器では、分岐された信号光の
波長多重された信号光成分と該信号光成分に対応する雑
音光成分を分離して通過させる信号光／雑音光分波手段
と、それぞれの波長の信号光レベルと該信号光各々に対
応する雑音光レベルに基づきＳ／Ｎ比を演算して出力す
るＳ／Ｎ比演算手段と、入力されたＳ／Ｎ比を基準値と
比較し該Ｓ／Ｎ比が劣化したと判断した場合に警報を発
生するＳ／Ｎ比劣化検出手段とを備えたことにより、入
力光（または出力光）での各信号光波長ごとのＳ／Ｎ比
の劣化を監視し、Ｓ／Ｎ比が基準値と比べて劣化した場
合に報知することが可能になる。

【００１４】請求項２記載の光直接増幅器では、前記光
分岐結合手段を前記光直接増幅手段の出力側に設けたこ
とにより、前記光直接増幅手段は入力する波長多重され
た信号光を直接増幅して出力し、前記光分岐結合手段は
直接増幅された波長多重信号光の一部を分岐する。これ
により、光直接増幅器の出力部分における信号光のＳ／
Ｎ比を検出することが可能になる。

【００１５】請求項３記載の光直接増幅器では、分岐さ
れた信号光を波長多重された信号光の複数倍に分岐し、
それぞれの信号光波長成分に分離し通過されるととも
に、それぞれの信号光成分に対応する雑音光成分を分離
し通過させる信号光／雑音光分波手段と、それぞれの信
号光の信号光レベルと該信号光各々に対応する雑音光レ
ベルを入力しＳ／Ｎ比（信号対雑音比）を演算して出力
する複数のＳ／Ｎ比演算手段と、入力されたそれぞれの
信号光のＳ／Ｎ比を基準値と比較しＳ／Ｎ比が劣化した
と判断した場合に警報を発生するＳ／Ｎ比劣化検出手段
とを備えたことにより、入力光（または出力光）での各
信号光波長ごとのＳ／Ｎ比の劣化を監視し、Ｓ／Ｎ比が
基準値と比べて劣化した場合に報知することが可能にな
る。

【００１６】請求項４ないし７のいずれか１項記載の光
直接増幅器では、波長多重信号光のそれぞれの信号光波
長成分のみを通過させる複数の第１の光フィルタと、そ
れぞれの信号光波長成分に対応する雑音光成分のみを通
過させる複数の第２の光フィルタとを備えたことによ
り、信号光の波長を通過中心波長とする侠帯域の光フィ
ルタで信号光成分のみを通過させて検出する機能と、信
号光近傍の波長を通過中心波長とする侠帯域の光フィル
タで雑音光成分のみを通過させて検出する機能を有する
こととなり、光信号レベルと雑音光レベルから該当する
信号に対するＳ／Ｎ比を算出することが可能になる。

【００１７】請求項８記載の光直接増幅器では、アレイ
導波路格子フィルタを用いたことにより、低損失、小型
化が可能になる。

【００１８】請求項９ないし１５のいずれか１項記載の
光直接増幅器では、分岐された信号光の波長多重された
それぞれの信号光成分と該信号光成分に対応する雑音光
成分を時系列で通過させる波長可変透過手段を用いたこ
とにより、波長可変透過手段の中心波長を所望の信号光
波長に固定することにより、波長多重された入力信号光
の一部から前記信号光波長成分のみを通過させて検出す
る機能と、波長可変透過手段の中心波長を前記信号光の
雑音成分の波長に固定することにより、雑音成分のみを
通過させて検出する機能を有することとなり、検出した
光信号レベルと雑音光レベルから該当する信号光に対す
るＳ／Ｎ比を算出することが可能になる。

【００１９】そして、波長可変透過手段の中心波長を順
次、次の信号光波長および対応する雑音光の波長に切り
替えることにより、個々の信号光毎にＳ／Ｎ比を測定す
ることが可能になる。これにより、入力光（または出力
光）での各信号光波長ごとのＳ／Ｎ比の劣化を監視し、
Ｓ／Ｎ比が劣化した場合に報知することが可能になる。
また、波長可変透過手段を用いているため、信号光数ま
たは信号光波長に対する柔軟性があり、低損失、小型化
を図ることが可能になる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００２１】−第１の実施形態− 図１は、本発明の第１の実施形態の光直接増幅器を示す
ブロック図である。この光直接増幅器は、入力する波長
多重された信号光の一部を分岐する光カプラ１と、分岐
された一方の信号光を直接増幅して出力する光直接増幅
手段２と、光カプラ１により分岐された信号光を入力し
波長多重されたそれぞれの信号光成分およびその信号光
に対応する雑音光成分を分離して通過させる信号光／雑
音光分波手段３と、分離した信号光成分を受光し信号光
レベルを検出するフォトダイオード１１と、分離した雑
音光成分を受光して雑音光レベルを検出するフォトダイ
オード２１とを有する。

【００２２】そして、それぞれの波長成分の信号光レベ
ルと信号光に対応する雑音光レベルを入力してＳ／Ｎ比
を計算して出力するＳ／Ｎ比計算手段（Ｓ／Ｎ比演算手
段）５１と、入力されたＳ／Ｎ比を基準値と比較して劣
化を検出した場合に警報を発生するＳ／Ｎ比劣化検出回
路（Ｓ／Ｎ比劣化検出手段）７とを有する。

【００２３】光カプラ１は、光デバイダ（光分岐器）ま
たは光分岐結合器（狭義の）に置き換えてもよい。

【００２４】また、光直接増幅手段２としては、希土類
添加光ファイバ増幅器が好適であり使用される波長帯域
により、エルビウム添加光ファイバ増幅器、ネオジム添
加光ファイバ増幅器、プラセオジム添加光ファイバ増幅
器等を選択使用すればよい。

【００２５】また、フォトダイオード１１、２１の換わ
りにアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）を用いて
もよい。

【００２６】この光直接増幅器では、入力光の一部は信
号光／雑音光分波手段３で信号光成分と雑音光成分に分
波される。図２は信号光／雑音光分波手段３の信号光成
分のスペクトルの模式図であり、信号光の波長成分を通
過させる機能を示したもので、斜線部の波長成分のみを
通過させる。この通過光をフォトダイオード１１で受光
して光電変換することにより、信号光レベルを検出する
ことができる。また、図３は信号光／雑音光分波手段３
の雑音光成分のスペクトルの模式図であり、雑音光の波
長成分を通過させる機能を示したもので、斜線部の波長
成分のみを通過させる。

【００２７】信号光を含まない信号光波長近傍の雑音光
成分のみを通過させることで信号光波長における雑音光
のレベルを近似することができる。したがって、この通
過光をフォトダイオード２１で受光して光電変換するこ
とにより、雑音光レベルを検出することができる。

【００２８】フォトダイオード１１で検出した信号光レ
ベルおよびフォトダイオード２１で検出した雑音光レベ
ルをＳ／Ｎ比計算手段５１に入力し計算を行なうことに
より、Ｓ／Ｎ比を得る。得られた信号光のＳ／Ｎ比計算
値はＳ／Ｎ比劣化検出回路７に入力され、規定したＳ
／Ｎ比基準値と比較を行い、得られたＳ／Ｎ比が基準値
よりも劣化している場合には警報を発生する。

【００２９】この光直接増幅器によれば、入力光（また
は出力光）での各信号光波長ごとのＳ／Ｎ比の劣化を監
視し、Ｓ／Ｎ比が劣化した場合に報知することができ
る。

【００３０】したがって、特定の波長の信号光のみのＳ
／Ｎ比が劣化した場合にも、このＳ／Ｎ比の劣化を検出
して警報を発生させることができる。

【００３１】−第２の実施形態− 図４は、本発明の第２の実施形態の光直接増幅器を示す
ブロック図である。この光直接増幅器は、入力する波長
多重された信号光の一部を分岐する光カプラ１と、分岐
された一方の信号光を直接増幅して出力する光直接増幅
手段２と、光カプラ１からの信号光を波長多重された信
号の２倍の数に分岐するスターカプラ４と、スターカプ
ラ４により分岐された入力光のうちの一つを入力しそれ
ぞれ１つの信号光波長成分のみを通過させる光バンドパ
スフィルタ３１〜３２とを有する。

【００３２】そして、光バンドパスフィルタ３１〜３２
からの信号光を受光し信号光レベルを検出するフォトダ
イオード１１〜１２と、スターカプラ４により分岐され
た入力光のうちの一つを入力しそれぞれ１つの信号光波
長近傍の自然放出光のみを通過させる光バンドパスフィ
ルタ４１〜４２と、光バンドパスフィルタ４１〜４２か
らの信号光を受光し雑音光レベルを検出するフォトダイ
オード２１〜２２を有する。

【００３３】更に、それぞれ対応する信号光についてフ
ォトダイオード１１〜１２からの信号光レベルとフォト
ダイオード２１〜２２からの雑音光レベルを入力してＳ
／Ｎ比を計算して出力するＳ／Ｎ比計算手段５１〜５２
と、それぞれの信号光のＳ／Ｎ比を基準値と比較して劣
化を検出した場合に警報を発生するＳ／Ｎ比劣化検出回
路７を有する。

【００３４】スターカプラ４は、反射型スターカプラ、
透過型スターカプラのいずれを用いてもよい。また、場
合によっては、光方向性結合器を準用してもよい。

【００３５】この光直接増幅器では、スターカプラ４で
波長多重された信号の２倍の数に分岐された波長多重信
号光のうちの１つは、第一の波長の信号光を通過させる
光バンドパスフィルタ３１により第一の信号光成分のみ
となり、これをフォトダイオード１１で受光することで
第一の信号光レベルを検出する。また、分岐された波長
多重信号の他の１つは、第一の信号光波長近傍の成分の
みを通過させる光バンドパスフィルタ４１により第一の
信号光に対応する雑音光成分のみとなり、これをフォト
ダイオード２１で受光することで第一の信号の雑音光レ
ベルを検出する。同様にして、第二以降の信号光につい
ても信号光レベルおよび雑音光レベルを検出する。

【００３６】また、検出したそれぞれの信号光レベルと
雑音光レベルの組をＳ／Ｎ比計算手段５１〜５２に入力
し、各信号光ごとにＳ／Ｎ比を計算する。得られた信号
光のＳ／Ｎ比計算値はＳ／Ｎ比劣化検出回路７に入力さ
れ、それぞれの信号光ごとに規定したＳ／Ｎ比基準値と
比較を行い、得られたＳ／Ｎ比が基準値よりも劣化して
いる場合には警報を発生する。

【００３７】この光直接増幅器においても、第１の実施
形態の光直接増幅器と同様の効果を奏することができ
る。

【００３８】−第３の実施形態− 図５は、本発明の第３の実施形態の光直接増幅器を示す
ブロック図である。この光直接増幅器は、入力する波長
多重された信号光の一部を分岐する光カプラ１と、分岐
された一方の信号光を直接増幅して出力する光直接増幅
手段２と、光カプラ１からの信号光を波長多重されたそ
れぞれの信号光成分およびそれぞれの信号光成分に対応
した信号光波長近傍の雑音光成分に波長分離するアレイ
導波路格子フィルタ５と、このアレイ導波路格子フィル
タ５から出力されるそれぞれの信号光成分を受光して信
号光レベルを検出するフォトダイオード１１〜１２と、
アレイ導波路格子フィルタ５から出力されるそれぞれの
雑音光成分を受光して雑音光レベルを検出するフォトダ
イオード２１〜２２を有する。

【００３９】また、それぞれ対応する信号光についてフ
ォトダイオード１１〜１２からの信号光レベルとフォト
ダイオード２１〜２２からの雑音光レベルを入力してＳ
／Ｎ比を計算して出力するＳ／Ｎ比計算手段５１〜５２
を有し、それぞれの信号光のＳ／Ｎ比を基準値と比較し
てＳ／Ｎ比が劣化したことを検出した場合に警報を発生
するＳ／Ｎ比劣化検出回路７を有する。

【００４０】この光直接増幅器においても、第１及び第
２の実施形態の光直接増幅器と同様の効果を奏すること
ができる。

【００４１】しかも、アレイ導波路格子フィルタ５を用
いているので、低損失、小型化を図ることができる。

【００４２】−第４の実施形態− 図６は、本発明の第４の実施形態の光直接増幅器を示す
ブロック図である。この光直接増幅器は、入力する波長
多重された信号光の一部を分岐する光カプラ１と、分岐
された一方の信号光を直接増幅して出力する光直接増幅
手段２と、光カプラ１からの波長多重信号光から時系列
でそれぞれの信号光成分および雑音光成分を通過させる
波長可変フィルタ６１と、波長可変フィルタ６１の通過
中心波長を変化させる波長可変フィルタ駆動回路（波長
可変フィルタ駆動手段）６２とを有する。

【００４３】また、波長可変フィルタ６１を通過した信
号光成分または雑音光成分を受光し各光成分のレベルを
検出するフォトダイオード６３と、波長可変フィルタ６
１の波長を変化させて信号光または雑音光を通過させる
とともにＳ／Ｎ比計算手段６４のサンプル・ホールド回
路（サンプル・ホールド手段）を動作させＳ／Ｎ比を計
算する光波長設定回路（光波長設定手段）６５と、それ
ぞれの信号光のＳ／Ｎ比を基準値と比較してＳ／Ｎ比が
劣化したことを検出した場合に警報を発生するＳ／Ｎ比
劣化検出回路７を有する。

【００４４】波長可変フィルタ６１は、音響光学波長可
変フィルタ（ＡＯＴＦ）、可変波長型光バンドパスフィ
ルタ等、が好適に用いられる。

【００４５】光波長設定回路６５は波長可変フィルタ６
１の通過中心波長が第一の信号光波長となるように波長
可変フィルタ駆動回路６２を制御し、波長可変フィルタ
６１を通過してフォトダイオード６３で検出された第一
の信号光レベルを保持するようにＳ／Ｎ比計算手段６４
を制御する。次に、光波長設定回路６５は波長可変フィ
ルタ６１の通過中心波長が第一の信号光波長近傍の雑音
光波長となるように波長可変フィルタ駆動回路６２を制
御し、波長可変フィルタ６１を通過してフォトダイオー
ド６３で検出された第一の信号光に対応する雑音光レベ
ルを保持するようにＳ／Ｎ比計算手段６４を制御する。
Ｓ／Ｎ比計算手段６４は保持された信号光レベルと雑音
光レベルからＳ／Ｎ比を計算して出力する。

【００４６】同様にして、光波長設定回路６５は波長可
変フィルタ６１の通過中心波長を順次変化させて波長多
重されているすべての信号光について信号光レベルと信
号光波長に対応する雑音光レベルを検出し、Ｓ／Ｎ比を
計算するようにＳ／Ｎ比計算手段６４を制御する。

【００４７】それぞれの信号光のＳ／Ｎ比を基準値と比
較してＳ／Ｎ比が劣化していることを検出した場合に警
報を発生するＳ／Ｎ比劣化検出回路７を有する。

【００４８】この光直接増幅器においても、第１〜第３
の実施形態の光直接増幅器と同様の効果を奏することが
できる。

【００４９】しかも、波長可変フィルタ６１を用いてい
るので、信号光の波数または信号光波長に対する柔軟性
があり、低損失、小型化を図ることができる。

【００５０】−第５の実施形態− 図７は、本発明の第５の実施形態の光直接増幅器を示す
ブロック図である。この光直接増幅器が、第１の実施形
態の光直接増幅器と異なる点は、入力する波長多重され
た信号光の一部を分岐する光カプラ１を、光直接増幅手
段２の出力側に接続することにより、光直接増幅手段２
により入力する波長多重された信号光を直接増幅して出
力し、光カプラ１により直接増幅された波長多重信号光
の一部を分岐する点である。

【００５１】この光直接増幅器では、光直接増幅器の出
力部分における信号光のＳ／Ｎ比を検出することができ
る。

【００５２】

【発明の効果】本発明の請求項１、１４ないし１９のい
ずれか１項記載の光直接増幅器によれば、分岐された信
号光の波長多重された信号光成分と該信号光成分に対応
する雑音光成分を分離して通過させる信号光／雑音光分
波手段と、それぞれの波長の信号光レベルと該信号光各
々に対応する雑音光レベルに基づきＳ／Ｎ比を演算して
出力するＳ／Ｎ比演算手段と、入力されたＳ／Ｎ比を基
準値と比較し該Ｓ／Ｎ比が劣化したと判断した場合に警
報を発生するＳ／Ｎ比劣化検出手段とを備えたので、入
力光（または出力光）での各信号光波長ごとのＳ／Ｎ比
の劣化を監視し、Ｓ／Ｎ比が基準値に比べて劣化した場
合に報知することができる。

【００５３】請求項２記載の光直接増幅器によれば、前
記光分岐結合手段を前記光直接増幅手段の出力側に設け
たので、光直接増幅器の出力部分における信号光のＳ／
Ｎ比を検出することができる。

【００５４】請求項３記載の光直接増幅器によれば、分
岐された信号光を波長多重された信号光の複数倍に分岐
し、それぞれの信号光波長成分に分離し通過されるとと
もに、それぞれの信号光成分に対応する雑音光成分を分
離し通過させる信号光／雑音光分波手段と、それぞれの
信号光の信号光レベルと該信号光各々に対応する雑音光
レベルを入力しＳ／Ｎ比を演算して出力する複数のＳ／
Ｎ比演算手段と、入力されたそれぞれの信号光のＳ／Ｎ
比を基準値と比較しＳ／Ｎ比が劣化したと判断した場合
に警報を発生するＳ／Ｎ比劣化検出手段とを備えたの
で、入力光（または出力光）での各信号光波長ごとのＳ
／Ｎ比の劣化を監視し、Ｓ／Ｎ比が基準値と比べて劣化
した場合に報知することが可能になる。

【００５５】請求項４ないし７のいずれか１項記載の光
直接増幅器によれば、波長多重信号光のそれぞれの信号
光波長成分のみを通過させる複数の第１の光フィルタ
と、それぞれの信号光波長成分に対応する雑音光成分の
みを通過させる複数の第２の光フィルタとを備えたの
で、信号光の波長を通過中心波長とする侠帯域の光フィ
ルタで信号光成分のみを通過させて検出する機能と、信
号光近傍の波長を通過中心波長とする侠帯域の光フィル
タで雑音光成分のみを通過させて検出する機能を有し、
光信号レベルと雑音光レベルから該当する信号に対する
Ｓ／Ｎ比を算出することができる。

【００５６】請求項８記載の光直接増幅器によれば、ア
レイ導波路格子フィルタを用いたので、低損失、小型化
を図ることができる。

【００５７】請求項９ないし１５のいずれか１項記載の
光直接増幅器によれば、分岐された信号光の波長多重さ
れたそれぞれの信号光成分と該信号光成分に対応する雑
音光成分を時系列で通過させる波長可変透過手段を用い
たので、波長可変透過手段の中心波長を所望の信号光波
長に固定することにより、波長多重された入力信号光の
一部から前記信号光波長成分のみを通過させて検出する
機能と、波長可変透過手段の中心波長を前記信号光の雑
音成分の波長に固定することにより、雑音成分のみを通
過させて検出する機能を有することとなり、検出した光
信号レベルと雑音光レベルから該当する信号光に対する
Ｓ／Ｎ比を算出することができる。

【００５８】そして、波長可変透過手段の中心波長を順
次、次の信号光波長および対応する雑音光の波長に切り
替えることにより、個々の信号光毎にＳ／Ｎ比を測定す
ることができる。したがって、入力光（または出力光）
での各信号光波長ごとのＳ／Ｎ比の劣化を監視し、Ｓ／
Ｎ比が基準値と比べて劣化した場合に報知することが可
能になる。

【００５９】しかも、波長可変透過手段を用いているの
で、信号光の波数または信号光波長に対する柔軟性があ
り、低損失、小型化を図ることができる。

【００６０】以上により、光直接増幅器の入力光におけ
るＳ／Ｎ比を検出することが可能となり、線形中継を行
うような場合にＳ／Ｎ比劣化による伝送特性劣化の発生
区間の特定が可能となることである。また、特に波長分
割多重伝送系において光クロスコネクトシステムや光Ａ
ＤＤ／ＤＲＯＰマルチプレクサ等への光直接増幅器の応
用を考慮した場合に、波長多重されている各信号光成分
ごとにＳ／Ｎ比を監視することが可能となり、特定の波
長の信号光のみのＳ／Ｎ比が劣化した場合にも劣化を検
出して警報を発生することができる。

【００６１】このことにより、例えば光クロスコネクト
システムに応用した場合、Ｓ／Ｎ劣化を検出した波長の
信号を再生中継を行うノードを経由するようなルートに
変更する等の動作のトリガとして警報を利用し、信頼性
の高いシステムを構築することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の光直接増幅器を示す
ブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施形態の光直接増幅器の信号
光／雑音光分波手段の信号光成分のスペクトルの模式図
である。

【図３】本発明の第１の実施形態の光直接増幅器の信号
光／雑音光分波手段の雑音光成分のスペクトルの模式図
である。

【図４】本発明の第２の実施形態の光直接増幅器を示す
ブロック図である。

【図５】本発明の第３の実施形態の光直接増幅器を示す
ブロック図である。

【図６】本発明の第４の実施形態の光直接増幅器を示す
ブロック図である。

【図７】本発明の第５の実施形態の光直接増幅器を示す
ブロック図である。

【図８】従来の光クロスコネクトを用いたネットワーク
の一例を示す概略構成図である。

【図９】光クロスコネクトを用いたネットワークにおけ
るスペクトルの一例を示す図である。

【符号の説明】

１光カプラ２光直接増幅手段３信号光／雑音光分波手段４スターカプラ５アレイ導波路格子フィルタ７Ｓ／Ｎ比劣化検出回路（Ｓ／Ｎ比劣化検出手段）１１、１２フォトダイオード２１、２２フォトダイオード３１、３２光バンドパスフィルタ４１、４２光バンドパスフィルタ５１、５２Ｓ／Ｎ比計算手段（Ｓ／Ｎ比演算手段）６１波長可変フィルタ６２波長可変フィルタ駆動回路（波長可変フィルタ駆
動手段）６３フォトダイオード６４Ｓ／Ｎ比計算手段（Ｓ／Ｎ比演算手段）６５光波長設定回路（光波長設定手段）７１〜７３光送信器７４〜７９線形中継器（または線形中継を行なうノー
ド）８０光受信器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力する波長多重された信号光の一部を
分岐する光分岐結合手段と、分岐された一方の信号光を
直接増幅して出力する光直接増幅手段と、分岐された他
方の信号光の波長多重された信号光成分と該信号光成分
に対応する雑音光成分を分離して通過させる信号光／雑
音光分波手段と、分離した信号光成分を受光し信号光レ
ベルを検出する第１の受光手段と、分離した雑音光成分
を受光し雑音光レベルを検出する第２の受光手段と、前
記第１及び第２の受光手段より出力されるそれぞれの波
長の信号光レベルと該信号光各々に対応する雑音光レベ
ルに基づきＳ／Ｎ比（信号対雑音比）を演算して出力す
るＳ／Ｎ比演算手段と、入力されたＳ／Ｎ比を基準値と
比較し該Ｓ／Ｎ比が劣化したと判断した場合に警報を発
生するＳ／Ｎ比劣化検出手段とを備えたことを特徴とす
る光直接増幅器。
【請求項２】前記光分岐結合手段は、前記光直接増幅
手段の出力側に設けられていることを特徴とする請求項
１記載の光直接増幅器。
【請求項３】入力する波長多重された信号光の一部を
分岐する光分岐結合手段と、分岐された一方の信号光を
直接増幅して出力する光直接増幅手段と、分岐された他
方の信号光を波長多重された信号光の複数倍に分岐し、
それぞれの信号光波長成分に分離し通過されるととも
に、それぞれの信号光成分に対応する雑音光成分を分離
し通過させる信号光／雑音光分波手段と、分離したそれ
ぞれの信号光成分を受光しそれぞれの信号光レベルを検
出する複数の第１の受光手段と、分離したそれぞれの雑
音光成分を受光しそれぞれの雑音光レベルを検出する複
数の第２の受光手段と、複数の前記第１及び第２の受光
手段それぞれより出力されるそれぞれの信号光の信号光
レベルと該信号光各々に対応する雑音光レベルを入力し
Ｓ／Ｎ比（信号対雑音比）を演算して出力する複数のＳ
／Ｎ比演算手段と、入力されたそれぞれの信号光のＳ／
Ｎ比を基準値と比較しＳ／Ｎ比が劣化したと判断した場
合に警報を発生するＳ／Ｎ比劣化検出手段とを備えたこ
とを特徴とする光直接増幅器。
【請求項４】前記信号光／雑音光分波手段は、分岐さ
れた他方の波長多重された信号光を２倍の波長多重信号
光に分岐する光分岐結合手段と、前記波長多重信号光の
それぞれの信号光波長成分のみを通過させる複数の第１
の光フィルタと、それぞれの信号光波長成分に対応する
雑音光成分のみを通過させる複数の第２の光フィルタと
を備えたことを特徴とする請求項３記載の光直接増幅
器。
【請求項５】前記光分岐結合手段は、光分岐結合器で
あることを特徴とする請求項４記載の光直接増幅器。
【請求項６】前記光分岐結合器は、スターカプラであ
ることを特徴とする請求項５記載の光直接増幅器。
【請求項７】前記第１の光フィルタは、１つの信号光
波長成分のみを通過させる光バンドパスフィルタであ
り、前記第２の光フィルタは、１つの信号光波長成分近
傍の自然放出光のみを通過させる光バンドパスフィルタ
であることを特徴とする請求項４記載の光直接増幅器。
【請求項８】前記信号光／雑音光分波手段は、前記波
長多重された信号光をそれぞれの信号光波長成分に分波
するとともに、それぞれの信号光波長成分に対応する信
号光波長近傍の自然放出光を通過させることにより雑音
光成分を分離するアレイ導波路格子フィルタからなるこ
とを特徴とする請求項３記載の光直接増幅器。
【請求項９】入力する波長多重された信号光の一部を
分岐する光分岐結合手段と、分岐された一方の信号光を
直接増幅して出力する光直接増幅手段と、分岐された他
方の信号光の波長多重されたそれぞれの信号光成分と該
信号光成分に対応する雑音光成分を時系列で通過させる
波長可変透過手段と、該波長可変透過手段の通過中心波
長を変化させる駆動手段と、前記波長可変透過手段を通
過した信号光成分と雑音光成分を時系列で受光し各光成
分のレベルを検出する受光手段と、前記受光手段より出
力されるそれぞれの波長の信号光レベルと該信号光各々
に対応する雑音光レベルに基づきＳ／Ｎ比（信号対雑音
比）を演算して出力するＳ／Ｎ比演算手段と、入力され
たＳ／Ｎ比を基準値と比較し該Ｓ／Ｎ比が劣化したと判
断した場合に警報を発生するＳ／Ｎ比劣化検出手段とを
備えたことを特徴とする光直接増幅器。
【請求項１０】前記駆動手段及びＳ／Ｎ比演算手段
に、前記波長可変透過手段の通過中心波長が所定の信号
光波長または該信号光波長近傍の雑音光波長のいずれか
となるように前記駆動手段を制御し、かつ、前記受光手
段により検出された信号光レベルと雑音光レベルを保持
するようにＳ／Ｎ比演算手段を制御する光波長設定手段
を設けたことを特徴とする請求項９記載の光直接増幅
器。
【請求項１１】前記Ｓ／Ｎ比演算手段は、入力値をサ
ンプル・ホールドするサンプル・ホールド手段を有する
ことを特徴とする請求項１０記載の光直接増幅器。
【請求項１２】前記波長可変透過手段は、波長可変フ
ィルタであることを特徴とする請求項９記載の光直接増
幅器。
【請求項１３】前記波長可変フィルタは、音響光学波
長可変フィルタであることを特徴とする請求項１２記載
の光直接増幅器。
【請求項１４】前記波長可変フィルタは、可変波長型
光バンドパスフィルタであることを特徴とする請求項１
２記載の光直接増幅器。
【請求項１５】前記駆動手段は、波長可変フィルタ駆
動手段であることを特徴とする請求項９記載の光直接増
幅器。
【請求項１６】前記光分岐結合手段は、光分岐結合器
であることを特徴とする請求項１、３または９記載の光
直接増幅器。
【請求項１７】前記光分岐結合器は、光カプラである
ことを特徴とする請求項１６記載の光直接増幅器。
【請求項１８】前記光直接増幅手段は、希土類添加光
ファイバ増幅器であることを特徴とする請求項１、３ま
たは９記載の光直接増幅器。
【請求項１９】前記希土類添加光ファイバ増幅器は、
エルビウム添加光ファイバ増幅器、ネオジム添加光ファ
イバ増幅器またはプラセオジム添加光ファイバ増幅器の
いずれかであることを特徴とする請求項１８記載の光直
接増幅器。
【請求項２０】前記受光手段は、受光器であることを
特徴とする請求項１、３または９記載の光直接増幅器。
【請求項２１】前記受光器は、フォトダイオードまた
はアバランシェフォトダイオードのいずれかであること
を特徴とする請求項２０記載の光直接増幅器。