JPH11275021A - 光増幅装置 - Google Patents
光増幅装置Info
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- JPH11275021A JPH11275021A JP10072434A JP7243498A JPH11275021A JP H11275021 A JPH11275021 A JP H11275021A JP 10072434 A JP10072434 A JP 10072434A JP 7243498 A JP7243498 A JP 7243498A JP H11275021 A JPH11275021 A JP H11275021A
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- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
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- H04B2210/00—Indexing scheme relating to optical transmission systems
- H04B2210/25—Distortion or dispersion compensation
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Abstract
(57)【要約】
【課題】波長多重された信号光を一括して増幅する光増
幅装置において、広い入力ダイナミックレンジの入力信
号光に対して飽和することなく増幅動作し、利得の波長
依存性の影響を抑制した光増幅装置を提供する。 【解決手段】本光増幅装置は、縦続接続された３つの光
増幅部１，３，５と、光増幅部３に入力される信号光の
パワーレベルを調整して光増幅部５から出力される信号
光ＯＵＴのレベルを一定に制御する光減衰部７と、光増
幅部３，５の間に設けられた分散補償ファイバ８と、か
ら構成され、各光増幅部１，３，５はＡＧＣ回路１９，
３９，６０によって利得が一定に制御される。光増幅部
を３段構成としたことで初段の光増幅部１の利得を小さ
く設定できるため、パワーレベルの高い信号光ＩＮが入
力されても光増幅部１が飽和することなく利得一定制御
が行われる。
幅装置において、広い入力ダイナミックレンジの入力信
号光に対して飽和することなく増幅動作し、利得の波長
依存性の影響を抑制した光増幅装置を提供する。 【解決手段】本光増幅装置は、縦続接続された３つの光
増幅部１，３，５と、光増幅部３に入力される信号光の
パワーレベルを調整して光増幅部５から出力される信号
光ＯＵＴのレベルを一定に制御する光減衰部７と、光増
幅部３，５の間に設けられた分散補償ファイバ８と、か
ら構成され、各光増幅部１，３，５はＡＧＣ回路１９，
３９，６０によって利得が一定に制御される。光増幅部
を３段構成としたことで初段の光増幅部１の利得を小さ
く設定できるため、パワーレベルの高い信号光ＩＮが入
力されても光増幅部１が飽和することなく利得一定制御
が行われる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重された信
号光を一括して増幅する光増幅装置に関し、特に、利得
の波長依存性による影響を低減させた光増幅装置に関す
る。
号光を一括して増幅する光増幅装置に関し、特に、利得
の波長依存性による影響を低減させた光増幅装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の光増幅装置としては、例えば、エ
ルビウム（Ｅｒ）等の希土類元素をドープした光ファイ
バ等を用いて光の直接増幅を行なうものがある。この希
土類ドープファイバ等を用いた光増幅装置は、利得に波
長依存性があるため、複数の波長の信号光が多重化され
た波長多重信号光を一括して増幅するような場合に各波
長間の利得偏差が問題となる。光増幅装置における複数
の波長間の利得の傾き（ゲインチルト）は、光増幅装置
の利得に応じて変化することが知られている。このゲイ
ンチルトの変化を抑制するために、例えば、光増幅装置
の利得を一定に制御する自動利得制御（ＡＧＣ）を行な
う方式等が提案されている。
ルビウム（Ｅｒ）等の希土類元素をドープした光ファイ
バ等を用いて光の直接増幅を行なうものがある。この希
土類ドープファイバ等を用いた光増幅装置は、利得に波
長依存性があるため、複数の波長の信号光が多重化され
た波長多重信号光を一括して増幅するような場合に各波
長間の利得偏差が問題となる。光増幅装置における複数
の波長間の利得の傾き（ゲインチルト）は、光増幅装置
の利得に応じて変化することが知られている。このゲイ
ンチルトの変化を抑制するために、例えば、光増幅装置
の利得を一定に制御する自動利得制御（ＡＧＣ）を行な
う方式等が提案されている。
【０００３】このような従来の光増幅装置としては、例
えば、本出願人の先願である特開平８−２４８４５５号
公報に記載された波長多重用光増幅器がある。この波長
多重用光増幅器は、ＡＧＣを行なった２段の光増幅器を
縦続接続することで互いの光増幅器の利得の波長依存性
を相殺させたものである。また例えば、特開平９−２１
９６９６号公報等でも、ＡＧＣを行なった２段構成の光
増幅装置が提案されている。
えば、本出願人の先願である特開平８−２４８４５５号
公報に記載された波長多重用光増幅器がある。この波長
多重用光増幅器は、ＡＧＣを行なった２段の光増幅器を
縦続接続することで互いの光増幅器の利得の波長依存性
を相殺させたものである。また例えば、特開平９−２１
９６９６号公報等でも、ＡＧＣを行なった２段構成の光
増幅装置が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光増幅装置では、入力光パワーが増加した場合、光
増幅装置に供給される励起パワーが限界となって光増幅
装置が飽和してしまうため、正常なＡＧＣ動作ができな
くなる。このような場合、光増幅装置の利得の波長依存
性により、出力光の波長間のゲインチルトが増大してし
まう。このため、光増幅装置としては十分な入力ダイナ
ミックレンジが確保できないという問題が発生する。
来の光増幅装置では、入力光パワーが増加した場合、光
増幅装置に供給される励起パワーが限界となって光増幅
装置が飽和してしまうため、正常なＡＧＣ動作ができな
くなる。このような場合、光増幅装置の利得の波長依存
性により、出力光の波長間のゲインチルトが増大してし
まう。このため、光増幅装置としては十分な入力ダイナ
ミックレンジが確保できないという問題が発生する。
【０００５】例えば、図８に示すようなＡＧＣ回路１０
１，２０１の設けられた２段構成の光増幅器１００，２
００を用いた光増幅装置を考える。ただし、ここでは前
段の光増幅器１００及び後段の光増幅器２００の間に、
可変光減衰器３００及び分散補償ファイバ（ＤＣＦ）４
００が設けられていて、可変光減衰器３００には出力信
号光ＯＵＴのレベルを一定にする自動レベル制御（ＡＬ
Ｃ）回路３０１が設けられているものとする。この光増
幅装置のレベルダイヤを図９に示す。
１，２０１の設けられた２段構成の光増幅器１００，２
００を用いた光増幅装置を考える。ただし、ここでは前
段の光増幅器１００及び後段の光増幅器２００の間に、
可変光減衰器３００及び分散補償ファイバ（ＤＣＦ）４
００が設けられていて、可変光減衰器３００には出力信
号光ＯＵＴのレベルを一定にする自動レベル制御（ＡＬ
Ｃ）回路３０１が設けられているものとする。この光増
幅装置のレベルダイヤを図９に示す。
【０００６】図９では、各光増幅器１００，２００の出
力光パワーの飽和レベルがＳ１，Ｓ２で示してある。こ
こでは、光増幅器２００の出力光パワーが飽和レベルＳ
２付近で一定となるように可変光減衰器３００の減衰量
がＡＬＣ回路３０１により制御されている。ＡＧＣ回路
１０１によって光増幅器１００の利得が一定に制御され
るので、光増幅器１００の入出力間の信号光レベルの傾
きは入力信号光ＩＮがレベルＰｉ(MIN) 〜Ｐｉ(MAX) の
範囲で変化しても一定となる。したがって、図に点線で
示すように入力信号光ＩＮの最大レベルＰｉ(MAX) が大
きくなると、光増幅器１００の出力光が飽和してしま
う。このため、前述した波長間のゲインチルトの増大を
防ぐためには、図に実線で示すような狭い入力ダイナミ
ックレンジしか確保できなくなってしまう。
力光パワーの飽和レベルがＳ１，Ｓ２で示してある。こ
こでは、光増幅器２００の出力光パワーが飽和レベルＳ
２付近で一定となるように可変光減衰器３００の減衰量
がＡＬＣ回路３０１により制御されている。ＡＧＣ回路
１０１によって光増幅器１００の利得が一定に制御され
るので、光増幅器１００の入出力間の信号光レベルの傾
きは入力信号光ＩＮがレベルＰｉ(MIN) 〜Ｐｉ(MAX) の
範囲で変化しても一定となる。したがって、図に点線で
示すように入力信号光ＩＮの最大レベルＰｉ(MAX) が大
きくなると、光増幅器１００の出力光が飽和してしま
う。このため、前述した波長間のゲインチルトの増大を
防ぐためには、図に実線で示すような狭い入力ダイナミ
ックレンジしか確保できなくなってしまう。
【０００７】本発明は上記問題点に着目してなされたも
ので、広い入力ダイナミックレンジで多波長の信号光を
一括して増幅しても、出力信号光の各波長間のゲインチ
ルトの増大を抑制できる光増幅装置を提供することを目
的とする。
ので、広い入力ダイナミックレンジで多波長の信号光を
一括して増幅しても、出力信号光の各波長間のゲインチ
ルトの増大を抑制できる光増幅装置を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このため本発明の光増幅
装置の１つの態様は、波長多重された信号光を一括して
増幅する第１光増幅手段と、該第１光増幅手段に縦続接
続され、前記第１光増幅手段から出力される信号光を増
幅して出力する第２光増幅手段と、を備えた光増幅装置
において、前記第１光増幅手段が、信号光を増幅する縦
続接続された少なくとも２つの光増幅部を含み、該光増
幅部のうちの初段の光増幅部が、第１光増幅手段に設定
された所定の利得よりも小さな利得で信号光を増幅する
構成とする。
装置の１つの態様は、波長多重された信号光を一括して
増幅する第１光増幅手段と、該第１光増幅手段に縦続接
続され、前記第１光増幅手段から出力される信号光を増
幅して出力する第２光増幅手段と、を備えた光増幅装置
において、前記第１光増幅手段が、信号光を増幅する縦
続接続された少なくとも２つの光増幅部を含み、該光増
幅部のうちの初段の光増幅部が、第１光増幅手段に設定
された所定の利得よりも小さな利得で信号光を増幅する
構成とする。
【０００９】かかる構成では、波長多重された信号光
が、まず第１光増幅手段の各光増幅部によって増幅さ
れ、次に第２光増幅手段で増幅される。第１光増幅手段
に少なくとも２つの光増幅部を設けて３段以上の光増幅
構成としたことで、第１光増幅手段の初段の光増幅部の
利得が、第１光増幅手段全体として設定された所定の利
得よりも小さく設定されるため、より高いパワーレベル
の信号光が初段の光増幅部に入力されても、初段の光増
幅部が飽和することなく光増幅動作するようになる。
が、まず第１光増幅手段の各光増幅部によって増幅さ
れ、次に第２光増幅手段で増幅される。第１光増幅手段
に少なくとも２つの光増幅部を設けて３段以上の光増幅
構成としたことで、第１光増幅手段の初段の光増幅部の
利得が、第１光増幅手段全体として設定された所定の利
得よりも小さく設定されるため、より高いパワーレベル
の信号光が初段の光増幅部に入力されても、初段の光増
幅部が飽和することなく光増幅動作するようになる。
【００１０】また、上記光増幅装置について、前記第１
光増幅手段の各光増幅部及び前記第２光増幅手段が、各
々の利得をそれぞれ略一定に制御する利得制御部をそれ
ぞれ備えるようにしてもよい。これにより、各増幅部及
び第２光増幅手段の利得が利得制御部により略一定に制
御されることで利得の波長依存性が抑制されるため、各
波長間の利得偏差の小さい出力信号光が得られるように
なる。
光増幅手段の各光増幅部及び前記第２光増幅手段が、各
々の利得をそれぞれ略一定に制御する利得制御部をそれ
ぞれ備えるようにしてもよい。これにより、各増幅部及
び第２光増幅手段の利得が利得制御部により略一定に制
御されることで利得の波長依存性が抑制されるため、各
波長間の利得偏差の小さい出力信号光が得られるように
なる。
【００１１】さらに、前記第１光増幅手段の２段目以降
の光増幅部に入力される信号光及び前記第２光増幅手段
に入力される信号光のうちの少なくとも１つの信号光を
減衰させる光減衰手段と、該光減衰手段の減衰量を調整
して、前記第２光増幅手段から出力される信号光のパワ
ーレベルを略一定に制御するレベル制御手段と、を備え
て構成してもよい。かかる構成によれば、本光増幅装置
から出力される信号光のパワーレベルが略一定に制御さ
れるようになる。
の光増幅部に入力される信号光及び前記第２光増幅手段
に入力される信号光のうちの少なくとも１つの信号光を
減衰させる光減衰手段と、該光減衰手段の減衰量を調整
して、前記第２光増幅手段から出力される信号光のパワ
ーレベルを略一定に制御するレベル制御手段と、を備え
て構成してもよい。かかる構成によれば、本光増幅装置
から出力される信号光のパワーレベルが略一定に制御さ
れるようになる。
【００１２】また、本発明の光増幅装置の他の態様は、
波長多重された信号光を一括して増幅する第１光増幅手
段と、該第１光増幅手段に縦続接続され、前記第１光増
幅手段から出力される信号光を増幅して出力する第２光
増幅手段と、を備えた光増幅装置において、前記第１光
増幅手段に入力される信号光を減衰させる光減衰手段
と、前記第２光増幅手段から出力される信号光のパワー
レベルを基に前記光減衰手段の減衰量を調整して、前記
第１光増幅手段に入力される信号光のパワーレベルが、
前記第１光増幅手段が飽和状態となるレベルより小さく
なるように制御するレベル制御手段と、を備えて構成さ
れる。
波長多重された信号光を一括して増幅する第１光増幅手
段と、該第１光増幅手段に縦続接続され、前記第１光増
幅手段から出力される信号光を増幅して出力する第２光
増幅手段と、を備えた光増幅装置において、前記第１光
増幅手段に入力される信号光を減衰させる光減衰手段
と、前記第２光増幅手段から出力される信号光のパワー
レベルを基に前記光減衰手段の減衰量を調整して、前記
第１光増幅手段に入力される信号光のパワーレベルが、
前記第１光増幅手段が飽和状態となるレベルより小さく
なるように制御するレベル制御手段と、を備えて構成さ
れる。
【００１３】かかる構成では、波長多重された信号光
が、光減衰手段を通った後に第１光増幅手段によって増
幅され、さらに第２光増幅手段で増幅される。光減衰手
段の減衰量は、第１光増幅手段に入力される信号光のパ
ワーレベルが第１光増幅手段が飽和状態となるレベルよ
り小さくなるように、第２光増幅手段から出力される信
号光のパワーレベルを基にしてレベル制御手段によって
調整される。これにより、第１光増幅手段が飽和するよ
うな高いパワーレベルの信号光は、光減衰手段で減衰さ
れた後に第１光増幅手段に入力されるため、第１光増幅
手段が飽和することなく増幅動作するようになる。
が、光減衰手段を通った後に第１光増幅手段によって増
幅され、さらに第２光増幅手段で増幅される。光減衰手
段の減衰量は、第１光増幅手段に入力される信号光のパ
ワーレベルが第１光増幅手段が飽和状態となるレベルよ
り小さくなるように、第２光増幅手段から出力される信
号光のパワーレベルを基にしてレベル制御手段によって
調整される。これにより、第１光増幅手段が飽和するよ
うな高いパワーレベルの信号光は、光減衰手段で減衰さ
れた後に第１光増幅手段に入力されるため、第１光増幅
手段が飽和することなく増幅動作するようになる。
【００１４】また、前記レベル制御手段が、前記第２光
増幅手段から出力される信号光のパワーレベルを略一定
に制御するようにしてもよい。さらに、前記光減衰手段
が、前記第１、２光増幅手段に入力される各信号光を減
衰させるようにすることもできる。このようにすれば、
本光増幅装置から出力される信号光のパワーレベルが略
一定に制御されるようになる。
増幅手段から出力される信号光のパワーレベルを略一定
に制御するようにしてもよい。さらに、前記光減衰手段
が、前記第１、２光増幅手段に入力される各信号光を減
衰させるようにすることもできる。このようにすれば、
本光増幅装置から出力される信号光のパワーレベルが略
一定に制御されるようになる。
【００１５】さらに、本発明の光増幅装置の他の態様
は、波長多重された信号光を一括して増幅する第１光増
幅手段と、該第１光増幅手段に縦続接続され、前記第１
光増幅手段から出力される信号光を増幅して出力する第
２光増幅手段と、を備えた光増幅装置において、前記第
１光増幅手段に入力される信号光を減衰させる第１光減
衰手段と、該第１光減衰手段から出力される信号光のパ
ワーレベルを検出する光パワー検出手段と、該光パワー
検出手段の検出結果を基に前記第１光減衰手段の減衰量
を調整して、前記第１光増幅手段に入力される信号光の
パワーレベルが、前記第１光増幅手段が飽和状態となる
レベルより小さくなるように制御する第１レベル制御手
段と、を備えて構成される。
は、波長多重された信号光を一括して増幅する第１光増
幅手段と、該第１光増幅手段に縦続接続され、前記第１
光増幅手段から出力される信号光を増幅して出力する第
２光増幅手段と、を備えた光増幅装置において、前記第
１光増幅手段に入力される信号光を減衰させる第１光減
衰手段と、該第１光減衰手段から出力される信号光のパ
ワーレベルを検出する光パワー検出手段と、該光パワー
検出手段の検出結果を基に前記第１光減衰手段の減衰量
を調整して、前記第１光増幅手段に入力される信号光の
パワーレベルが、前記第１光増幅手段が飽和状態となる
レベルより小さくなるように制御する第１レベル制御手
段と、を備えて構成される。
【００１６】かかる構成によれば、第１光増幅手段に入
力される信号光のパワーレベルが光パワー検出手段で検
出され、その検出結果を基にして、第１光減衰手段の減
衰量が、第１光増幅手段に入力される信号光のパワーレ
ベルが第１光増幅手段が飽和状態となるレベルより小さ
くなるように第１レベル制御手段によって調整される。
これにより、第１光増幅手段が飽和するような高いパワ
ーレベルの信号光は、第１光減衰手段で減衰された後に
第１光増幅手段に入力されるため、第１光増幅手段が飽
和することなく増幅動作するようになる。
力される信号光のパワーレベルが光パワー検出手段で検
出され、その検出結果を基にして、第１光減衰手段の減
衰量が、第１光増幅手段に入力される信号光のパワーレ
ベルが第１光増幅手段が飽和状態となるレベルより小さ
くなるように第１レベル制御手段によって調整される。
これにより、第１光増幅手段が飽和するような高いパワ
ーレベルの信号光は、第１光減衰手段で減衰された後に
第１光増幅手段に入力されるため、第１光増幅手段が飽
和することなく増幅動作するようになる。
【００１７】加えて、上記の光増幅装置は、前記第２光
増幅手段に入力される信号光を減衰させる第２光減衰手
段と、該第２光減衰手段の減衰量を調整して、前記第２
光増幅手段から出力される信号光のパワーレベルを略一
定に制御する第２レベル制御手段と、を備えて構成され
てもよい。このようにすることで、光増幅装置から出力
される信号光のパワーレベルが略一定に制御されるよう
になる。
増幅手段に入力される信号光を減衰させる第２光減衰手
段と、該第２光減衰手段の減衰量を調整して、前記第２
光増幅手段から出力される信号光のパワーレベルを略一
定に制御する第２レベル制御手段と、を備えて構成され
てもよい。このようにすることで、光増幅装置から出力
される信号光のパワーレベルが略一定に制御されるよう
になる。
【００１８】また、上述した光増幅装置の他の態様それ
ぞれについて、前記第１、２光増幅手段が、各々の利得
をそれぞれ略一定に制御する利得制御部をそれぞれ備え
るようにしてもよい。これにより、各光増幅手段の利得
が利得制御部により略一定に制御されることで、利得の
波長依存性が抑制されるため、各波長間の利得偏差の小
さい出力信号光が得られるようになる。
ぞれについて、前記第１、２光増幅手段が、各々の利得
をそれぞれ略一定に制御する利得制御部をそれぞれ備え
るようにしてもよい。これにより、各光増幅手段の利得
が利得制御部により略一定に制御されることで、利得の
波長依存性が抑制されるため、各波長間の利得偏差の小
さい出力信号光が得られるようになる。
【００１９】さらに、上述した光増幅装置の他の態様そ
れぞれについて、前記第１、２光増幅手段の間に縦続接
続された少なくとも１つの中間光増幅手段を備えて構成
してもよい。第１、２光増幅手段及び中間光増幅手段の
３段以上の構成においても、第１光増幅手段が飽和する
ことなく増幅動作し、波長多重された信号光が各光増幅
手段で増幅されるようになる。
れぞれについて、前記第１、２光増幅手段の間に縦続接
続された少なくとも１つの中間光増幅手段を備えて構成
してもよい。第１、２光増幅手段及び中間光増幅手段の
３段以上の構成においても、第１光増幅手段が飽和する
ことなく増幅動作し、波長多重された信号光が各光増幅
手段で増幅されるようになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、第１の実施形態の光増幅装
置の構成を示すブロック図である。図１において、本光
増幅装置は、例えば、波長多重された入力信号光ＩＮを
利得一定で増幅して出力する光増幅部１と、光増幅部１
から出力される信号光を光減衰部７を介して入力し利得
一定で増幅して出力する光増幅部３と、光増幅部３から
出力される信号光を分散補償ファイバ（ＤＣＦ）８を介
して入力し利得一定で増幅して出力する第２光増幅手段
としての光増幅部５と、を備えた３段構成とする。ここ
では、光増幅部１，３が第１光増幅手段として機能す
る。
基づいて説明する。図１は、第１の実施形態の光増幅装
置の構成を示すブロック図である。図１において、本光
増幅装置は、例えば、波長多重された入力信号光ＩＮを
利得一定で増幅して出力する光増幅部１と、光増幅部１
から出力される信号光を光減衰部７を介して入力し利得
一定で増幅して出力する光増幅部３と、光増幅部３から
出力される信号光を分散補償ファイバ（ＤＣＦ）８を介
して入力し利得一定で増幅して出力する第２光増幅手段
としての光増幅部５と、を備えた３段構成とする。ここ
では、光増幅部１，３が第１光増幅手段として機能す
る。
【００２１】光増幅部１では、例えば、入力信号光ＩＮ
が光カプラ１０、光アイソレータ１１及び光カプラ１２
を介してＥｒドープファイバ（ＥＤＦ）１３に送られ
る。光カプラ１０は、入力信号光の一部を２分岐して、
その一方を光アイソレータ１１に送り、他方を後述する
受光器（ＰＤ）１７に送る。光アイソレータ１１は、光
カプラ１０から光カプラ１２への方向に進む信号光を透
過し、逆方向の信号光の通過を阻止する。光カプラ１２
は、光アイソレータ１１からの信号光と後述する励起光
源（ＬＤ）２０からの励起光を合波してＥＤＦ１３に送
る。ＥＤＦ１３は、Ｅｒやアルミニウム（Ａｌ）等が添
加された光ファイバで、光カプラ１２からの励起光によ
って反転分布状態となり誘導放出作用によって入力され
る信号光を増幅する。
が光カプラ１０、光アイソレータ１１及び光カプラ１２
を介してＥｒドープファイバ（ＥＤＦ）１３に送られ
る。光カプラ１０は、入力信号光の一部を２分岐して、
その一方を光アイソレータ１１に送り、他方を後述する
受光器（ＰＤ）１７に送る。光アイソレータ１１は、光
カプラ１０から光カプラ１２への方向に進む信号光を透
過し、逆方向の信号光の通過を阻止する。光カプラ１２
は、光アイソレータ１１からの信号光と後述する励起光
源（ＬＤ）２０からの励起光を合波してＥＤＦ１３に送
る。ＥＤＦ１３は、Ｅｒやアルミニウム（Ａｌ）等が添
加された光ファイバで、光カプラ１２からの励起光によ
って反転分布状態となり誘導放出作用によって入力され
る信号光を増幅する。
【００２２】ＥＤＦ１３から出力される信号光は、光ア
イソレータ１４、光フィルタ１５及び光カプラ１６を介
して光減衰部７に出力される。光アイソレータ１４は、
光アイソレータ１１と同様にＥＤＦ１３から光カプラ１
６に進む信号光のみを透過する。光フィルタ１５は、Ｅ
ＤＦ１３の波長依存性を補正するためのフィルタであ
る。光カプラ１６は、光フィルタ１５から出力された信
号光を２分岐して、その一方を光減衰部７に送り、他方
を受光器（ＰＤ）１８に送る。前述の受光器１７，１８
は、各光カプラ１０，１６で分岐された信号光を電気信
号に変換して、利得制御部としての自動利得制御（ＡＧ
Ｃ）回路１９に送る。ＡＧＣ回路１９は、各受光器１
７，１８からの電気信号を基に光増幅部１の入出力光レ
ベルを監視して、光増幅部１における利得が一定となる
ように励起光源２０の動作を制御する。励起光源２０と
しては、例えば、波長９８０nm等の光源を使用して、低
雑音の光増幅部１とすることが望ましい。
イソレータ１４、光フィルタ１５及び光カプラ１６を介
して光減衰部７に出力される。光アイソレータ１４は、
光アイソレータ１１と同様にＥＤＦ１３から光カプラ１
６に進む信号光のみを透過する。光フィルタ１５は、Ｅ
ＤＦ１３の波長依存性を補正するためのフィルタであ
る。光カプラ１６は、光フィルタ１５から出力された信
号光を２分岐して、その一方を光減衰部７に送り、他方
を受光器（ＰＤ）１８に送る。前述の受光器１７，１８
は、各光カプラ１０，１６で分岐された信号光を電気信
号に変換して、利得制御部としての自動利得制御（ＡＧ
Ｃ）回路１９に送る。ＡＧＣ回路１９は、各受光器１
７，１８からの電気信号を基に光増幅部１の入出力光レ
ベルを監視して、光増幅部１における利得が一定となる
ように励起光源２０の動作を制御する。励起光源２０と
しては、例えば、波長９８０nm等の光源を使用して、低
雑音の光増幅部１とすることが望ましい。
【００２３】光増幅部３は、光増幅部１と同様の構成で
ある。ただし、後述する光減衰部７により一定のパワー
の信号光が入力される。ＤＣＦ８は、本光増幅装置に接
続される伝送路の分散特性を補償するために適宜設けら
れる。分散補償の必要がない場合には、固定光減衰器を
設けたり、または、光増幅部３の出力信号光を光増幅部
５に直接入力させることもできる。
ある。ただし、後述する光減衰部７により一定のパワー
の信号光が入力される。ＤＣＦ８は、本光増幅装置に接
続される伝送路の分散特性を補償するために適宜設けら
れる。分散補償の必要がない場合には、固定光減衰器を
設けたり、または、光増幅部３の出力信号光を光増幅部
５に直接入力させることもできる。
【００２４】光増幅部５では、ＤＣＦ８からの信号光が
光カプラ５０、光フィルタ５１、光アイソレータ５２及
び光カプラ５３を介してＥＤＦ５４に送られる。光カプ
ラ５０は、光カプラ１０と同様に、光増幅部５への入力
信号光の一部を受光器５８を介してＡＧＣ回路６０に送
るために設けられている。光フィルタ５１は、ＥＤＦ５
４の波長依存性を補正するためのフィルタであり、ここ
ではＥＤＦ５４の前段側等に設けてある。光アイソレー
タ５２は、光アイソレータ１４と同様に、光フィルタ５
１から光カプラ５３に進む信号光のみを透過する。光カ
プラ５３は、励起光源６１からの前方励起光を光アイソ
レータ５２からの信号光に合波してＥＤＦ５４に出力す
る。ＥＤＦ５４は、ＥＤＦ１３と同様であるが、ここで
は、高出力の信号光が得られるように光カプラ５３で合
波された前方励起光及び光カプラ５５で合波される励起
光源６２からの後方励起光が入力される。前方励起光及
び後方励起光の波長は、例えば、１４８０nm等として高
出力な光増幅部５とすることが望ましい。
光カプラ５０、光フィルタ５１、光アイソレータ５２及
び光カプラ５３を介してＥＤＦ５４に送られる。光カプ
ラ５０は、光カプラ１０と同様に、光増幅部５への入力
信号光の一部を受光器５８を介してＡＧＣ回路６０に送
るために設けられている。光フィルタ５１は、ＥＤＦ５
４の波長依存性を補正するためのフィルタであり、ここ
ではＥＤＦ５４の前段側等に設けてある。光アイソレー
タ５２は、光アイソレータ１４と同様に、光フィルタ５
１から光カプラ５３に進む信号光のみを透過する。光カ
プラ５３は、励起光源６１からの前方励起光を光アイソ
レータ５２からの信号光に合波してＥＤＦ５４に出力す
る。ＥＤＦ５４は、ＥＤＦ１３と同様であるが、ここで
は、高出力の信号光が得られるように光カプラ５３で合
波された前方励起光及び光カプラ５５で合波される励起
光源６２からの後方励起光が入力される。前方励起光及
び後方励起光の波長は、例えば、１４８０nm等として高
出力な光増幅部５とすることが望ましい。
【００２５】ＥＤＦ５４から出力される信号光は、光カ
プラ５５、光アイソレータ５６及び光カプラ５７を介し
て外部に出力信号光ＯＵＴとして出力される。光アイソ
レータ５６は、光アイソレータ５２と同様に、光カプラ
５５から光カプラ５７に進む信号光のみを透過する。光
カプラ５７は、光アイソレータ５６からの信号光を２分
岐し、その一方を外部に出力し、他方を受光器５９に送
る。受光器５９は、光カプラ５７で分岐された信号光を
電気信号に変換して、ＡＧＣ回路６０に出力するととも
に、光減衰部７にも送る。利得制御部としてのＡＧＣ回
路６０は、ＡＧＣ回路１９と同様に、各受光器５８，５
９からの電気信号を基に光増幅部５の入出力光レベルを
監視して、光増幅部５における利得が一定となるように
励起光源６１，６２から出力される各励起光のパワーを
制御する。
プラ５５、光アイソレータ５６及び光カプラ５７を介し
て外部に出力信号光ＯＵＴとして出力される。光アイソ
レータ５６は、光アイソレータ５２と同様に、光カプラ
５５から光カプラ５７に進む信号光のみを透過する。光
カプラ５７は、光アイソレータ５６からの信号光を２分
岐し、その一方を外部に出力し、他方を受光器５９に送
る。受光器５９は、光カプラ５７で分岐された信号光を
電気信号に変換して、ＡＧＣ回路６０に出力するととも
に、光減衰部７にも送る。利得制御部としてのＡＧＣ回
路６０は、ＡＧＣ回路１９と同様に、各受光器５８，５
９からの電気信号を基に光増幅部５の入出力光レベルを
監視して、光増幅部５における利得が一定となるように
励起光源６１，６２から出力される各励起光のパワーを
制御する。
【００２６】光減衰部７は、例えば、光減衰手段として
の可変光減衰器（ＡＴＴ）７１と、レベル制御手段とし
ての自動レベル制御（ＡＬＣ）回路７２とから構成され
る。可変光減衰器７１には、光増幅部１から出力された
信号光が入力され、ＡＬＣ回路７２から送られるレベル
制御信号に応じて入力信号光を減衰させて光増幅部３に
送る。ＡＬＣ回路７２は、光増幅部５の受光器５９から
の電気信号を基に出力信号光ＯＵＴのパワーを監視し
て、そのレベルが一定になるように可変光減衰器７１の
減衰量を調整するレベル制御信号を生成する。このＡＬ
Ｃ回路による制御は、従来の２段構成の光増幅装置等で
行なわれているＡＬＣと同様である。
の可変光減衰器（ＡＴＴ）７１と、レベル制御手段とし
ての自動レベル制御（ＡＬＣ）回路７２とから構成され
る。可変光減衰器７１には、光増幅部１から出力された
信号光が入力され、ＡＬＣ回路７２から送られるレベル
制御信号に応じて入力信号光を減衰させて光増幅部３に
送る。ＡＬＣ回路７２は、光増幅部５の受光器５９から
の電気信号を基に出力信号光ＯＵＴのパワーを監視し
て、そのレベルが一定になるように可変光減衰器７１の
減衰量を調整するレベル制御信号を生成する。このＡＬ
Ｃ回路による制御は、従来の２段構成の光増幅装置等で
行なわれているＡＬＣと同様である。
【００２７】次に、本実施形態の動作について説明す
る。図２は、本光増幅装置を通過する信号光のレベルダ
イヤを示す。図２において、入力信号光ＩＮのパワーレ
ベルＰｉは、ここではシステム設計段階で想定されるあ
る決まった範囲（Ｐｉ(MIN) 〜Ｐｉ(MAX) ）を有するも
のとする。このような入力信号光ＩＮが本装置に送られ
ると、まず、入力信号光ＩＮは光増幅部１によって増幅
される。光増幅部１では、入力信号光ＩＮのパワーレベ
ルＰｉが変化しても利得が一定になるように、ＡＧＣ回
路１９によって励起光源２０の動作が制御される。これ
により、光増幅部１の入出力間における信号光レベルの
傾きが、入力信号光ＩＮのパワーレベルＰｉに依らずに
一定となる。また、光増幅部１の利得は、光増幅部を３
段構成としたことによって、従来の２段構成の光増幅装
置における前段の光増幅部の利得と比べて小さく設定で
きる。即ち、従来では前段の光増幅部で稼いでいた利得
を、本装置では２つの光増幅部１、３によって得ればよ
いため、初段の光増幅部１の利得を小さくできる。これ
により、光増幅部１における信号光レベルの傾きが小さ
くなるため、光増幅部１の出力信号光が飽和レベルに達
するまでの最大入力信号光パワーＰｉ(MAX) の許容範囲
が拡大する。
る。図２は、本光増幅装置を通過する信号光のレベルダ
イヤを示す。図２において、入力信号光ＩＮのパワーレ
ベルＰｉは、ここではシステム設計段階で想定されるあ
る決まった範囲（Ｐｉ(MIN) 〜Ｐｉ(MAX) ）を有するも
のとする。このような入力信号光ＩＮが本装置に送られ
ると、まず、入力信号光ＩＮは光増幅部１によって増幅
される。光増幅部１では、入力信号光ＩＮのパワーレベ
ルＰｉが変化しても利得が一定になるように、ＡＧＣ回
路１９によって励起光源２０の動作が制御される。これ
により、光増幅部１の入出力間における信号光レベルの
傾きが、入力信号光ＩＮのパワーレベルＰｉに依らずに
一定となる。また、光増幅部１の利得は、光増幅部を３
段構成としたことによって、従来の２段構成の光増幅装
置における前段の光増幅部の利得と比べて小さく設定で
きる。即ち、従来では前段の光増幅部で稼いでいた利得
を、本装置では２つの光増幅部１、３によって得ればよ
いため、初段の光増幅部１の利得を小さくできる。これ
により、光増幅部１における信号光レベルの傾きが小さ
くなるため、光増幅部１の出力信号光が飽和レベルに達
するまでの最大入力信号光パワーＰｉ(MAX) の許容範囲
が拡大する。
【００２８】光増幅部１において一定の利得で飽和する
ことなく増幅された信号光は、光減衰部７の可変光減衰
器７１によって減衰された後に光増幅部３に送られる。
光減衰部７では、最終段の光増幅部５からの出力信号光
ＯＵＴのパワーレベルＰｏが一定となるように可変光減
衰器７１の減衰量が制御されるため、光増幅部３への入
力信号光のパワーも一定レベルに制御される。この光増
幅部３へ入力される信号光のパワーレベルは、光増幅部
３の出力光が飽和レベルに達することなく、かつ、雑音
指数を考慮して低すぎることのないレベルとなるように
設定される。
ことなく増幅された信号光は、光減衰部７の可変光減衰
器７１によって減衰された後に光増幅部３に送られる。
光減衰部７では、最終段の光増幅部５からの出力信号光
ＯＵＴのパワーレベルＰｏが一定となるように可変光減
衰器７１の減衰量が制御されるため、光増幅部３への入
力信号光のパワーも一定レベルに制御される。この光増
幅部３へ入力される信号光のパワーレベルは、光増幅部
３の出力光が飽和レベルに達することなく、かつ、雑音
指数を考慮して低すぎることのないレベルとなるように
設定される。
【００２９】光増幅部３では、光増幅部１の動作と同様
にして、入力された信号光が一定の利得で飽和すること
なく増幅されてＤＣＦ８に送られる。ただし、光増幅部
３の利得は、ＤＣＦ８で非線形効果の影響が生じないよ
うな出力光レベルとなるように設定されている。光増幅
部３から出力された信号光は、ＤＣＦ８を通過すること
で分散補償が行なわれた後に光増幅部５に送られる。な
お、ＤＣＦ８は一定の挿入損失を有するため、ＤＣＦ８
を通過した信号光のパワーレベルは一定量低下する。
にして、入力された信号光が一定の利得で飽和すること
なく増幅されてＤＣＦ８に送られる。ただし、光増幅部
３の利得は、ＤＣＦ８で非線形効果の影響が生じないよ
うな出力光レベルとなるように設定されている。光増幅
部３から出力された信号光は、ＤＣＦ８を通過すること
で分散補償が行なわれた後に光増幅部５に送られる。な
お、ＤＣＦ８は一定の挿入損失を有するため、ＤＣＦ８
を通過した信号光のパワーレベルは一定量低下する。
【００３０】光増幅部５に送られた信号光は、従来の２
段構成の光増幅装置の後段光増幅部の動作と同様に、光
増幅部５の飽和レベルに達する直前まで一定の利得で増
幅された後に出力信号光ＯＵＴとして出力される。この
出力信号光ＯＵＴの一部が光カプラ５７で分岐され受光
器５９で電気信号に変換されてＡＧＣ回路６０及びＡＬ
Ｃ回路７２に送られる。
段構成の光増幅装置の後段光増幅部の動作と同様に、光
増幅部５の飽和レベルに達する直前まで一定の利得で増
幅された後に出力信号光ＯＵＴとして出力される。この
出力信号光ＯＵＴの一部が光カプラ５７で分岐され受光
器５９で電気信号に変換されてＡＧＣ回路６０及びＡＬ
Ｃ回路７２に送られる。
【００３１】ここで、本光増幅装置のＡＬＣ動作につい
て具体的に説明する。パワーレベルＰｉ（Ｐｉ(MIN) ≦
Ｐｉ≦Ｐｉ(MAX) ）[dBm] の入力信号光ＩＮが本装置に
入力され、各部を通って増幅された出力信号光ＯＵＴが
出力されると、その出力信号光ＯＵＴの一部が光カプラ
５７及び受光器５９を介してＡＬＣ回路７１に送られ
る。ＡＬＣ回路７１では、受光器５９からの電気信号を
基に出力信号光ＯＵＴのパワーレベルＰｏ[dBm] を検出
する。ここで、各光増幅部１，３，５の一定に制御され
た利得をＧ１，Ｇ３，Ｇ５[dB]とし、ＤＣＦ８の挿入損
失をＬｃ[dB]とすると、可変光減衰器７１の減衰量Ｌａ
[dB]と出力信号光Ｐｏとの間には次の関係が成り立つ。
て具体的に説明する。パワーレベルＰｉ（Ｐｉ(MIN) ≦
Ｐｉ≦Ｐｉ(MAX) ）[dBm] の入力信号光ＩＮが本装置に
入力され、各部を通って増幅された出力信号光ＯＵＴが
出力されると、その出力信号光ＯＵＴの一部が光カプラ
５７及び受光器５９を介してＡＬＣ回路７１に送られ
る。ＡＬＣ回路７１では、受光器５９からの電気信号を
基に出力信号光ＯＵＴのパワーレベルＰｏ[dBm] を検出
する。ここで、各光増幅部１，３，５の一定に制御され
た利得をＧ１，Ｇ３，Ｇ５[dB]とし、ＤＣＦ８の挿入損
失をＬｃ[dB]とすると、可変光減衰器７１の減衰量Ｌａ
[dB]と出力信号光Ｐｏとの間には次の関係が成り立つ。
【００３２】 Ｌａ＝Ｐｏ−（Ｐｉ＋Ｇ１＋Ｇ３＋Ｇ５−Ｌｃ） …(1) そして、入力信号光ＩＮのレベルが変化して出力信号光
ＯＵＴのレベルがＰｏ’となった場合には、可変光減衰
器７１の減衰量Ｌａが次の減衰量Ｌａ’になるように制
御される。 Ｌａ’＝Ｐｏ’−（Ｐｉ＋Ｇ１＋Ｇ３＋Ｇ５−Ｌｃ） …(2) 即ち、可変光減衰器７１の減衰量の変化ΔＬａは式(1)
(2)より、 ΔＬａ＝Ｌａ’−Ｌａ＝Ｐｏ’−Ｐｏ …(3) となって、可変光減衰器７１の減衰量を出力信号光ＯＵ
Ｔのレベル変化量と同じだけ変えてやることで、出力信
号光レベルを一定にするＡＬＣ動作が行なわれる。
ＯＵＴのレベルがＰｏ’となった場合には、可変光減衰
器７１の減衰量Ｌａが次の減衰量Ｌａ’になるように制
御される。 Ｌａ’＝Ｐｏ’−（Ｐｉ＋Ｇ１＋Ｇ３＋Ｇ５−Ｌｃ） …(2) 即ち、可変光減衰器７１の減衰量の変化ΔＬａは式(1)
(2)より、 ΔＬａ＝Ｌａ’−Ｌａ＝Ｐｏ’−Ｐｏ …(3) となって、可変光減衰器７１の減衰量を出力信号光ＯＵ
Ｔのレベル変化量と同じだけ変えてやることで、出力信
号光レベルを一定にするＡＬＣ動作が行なわれる。
【００３３】このように第１の実施形態によれば、光増
幅部を３段構成として１段目の光増幅部１の利得を低く
設定し、従来の２段構成の光増幅装置において前段の光
増幅部で稼いでいた利得を光増幅部１，３の両方によっ
て得るようにしたことで、従来の光増幅装置よりも高い
パワーレベルの入力信号光ＩＮに対しても光増幅部１が
飽和することなくＡＧＣ動作することが可能となる。そ
の結果、本光増幅装置の入力ダイナミックレンジをより
広くすることができる。
幅部を３段構成として１段目の光増幅部１の利得を低く
設定し、従来の２段構成の光増幅装置において前段の光
増幅部で稼いでいた利得を光増幅部１，３の両方によっ
て得るようにしたことで、従来の光増幅装置よりも高い
パワーレベルの入力信号光ＩＮに対しても光増幅部１が
飽和することなくＡＧＣ動作することが可能となる。そ
の結果、本光増幅装置の入力ダイナミックレンジをより
広くすることができる。
【００３４】なお、第１の実施形態では、光増幅部１，
３の間に光減衰部７を設け、光増幅部３，５の間にＤＣ
Ｆ８を設ける構成としたが、本発明はこれに限らず、例
えば図３に示すように、光増幅部１，３の間にＤＣＦ８
を設け、光増幅部３，５の間に光減衰部７を設けるよう
にしても構わない。ただし、この場合には、入力信号光
ＩＮのパワーレベル範囲内で光増幅部３が飽和しないよ
うに各光増幅部１，３の利得を設定する必要がある。こ
のような構成とすることで、光増幅装置全体の雑音指数
は大きくなるものの、出力信号光レベルをより高くする
ことが可能となる。
３の間に光減衰部７を設け、光増幅部３，５の間にＤＣ
Ｆ８を設ける構成としたが、本発明はこれに限らず、例
えば図３に示すように、光増幅部１，３の間にＤＣＦ８
を設け、光増幅部３，５の間に光減衰部７を設けるよう
にしても構わない。ただし、この場合には、入力信号光
ＩＮのパワーレベル範囲内で光増幅部３が飽和しないよ
うに各光増幅部１，３の利得を設定する必要がある。こ
のような構成とすることで、光増幅装置全体の雑音指数
は大きくなるものの、出力信号光レベルをより高くする
ことが可能となる。
【００３５】また、例えば図４に示すように、各光増幅
部の間に光減衰部７をそれぞれ設け、２つの光減衰部７
で出力信号光のレベル一定制御を行なう構成としてもよ
い。この場合のＡＬＣ動作は基本的には上述したＡＬＣ
動作と同様であるが、各光減衰部７での減衰量の配分を
設定する際、各光増幅部３，５が飽和レベルに達しない
こと及び後段の光減衰部７の減衰量を優先的に増加さ
せ、後段で不足した分を前段の光減衰部７で補うように
することに考慮する。このように後段の光減衰部の減衰
量を優先的に増加させることにより雑音指数がより小さ
くなる等の利点がある。
部の間に光減衰部７をそれぞれ設け、２つの光減衰部７
で出力信号光のレベル一定制御を行なう構成としてもよ
い。この場合のＡＬＣ動作は基本的には上述したＡＬＣ
動作と同様であるが、各光減衰部７での減衰量の配分を
設定する際、各光増幅部３，５が飽和レベルに達しない
こと及び後段の光減衰部７の減衰量を優先的に増加さ
せ、後段で不足した分を前段の光減衰部７で補うように
することに考慮する。このように後段の光減衰部の減衰
量を優先的に増加させることにより雑音指数がより小さ
くなる等の利点がある。
【００３６】さらに、従来の２段構成の光増幅装置を３
段構成とした場合について説明したが、本発明は３段構
成に限られるものではない。従来、飽和を防ぐために入
力ダイナミックレンジを狭くせざるを得なかった光増幅
部を複数の光増幅部に分割して、初段の光増幅部の設定
利得を低くすることで入力ダイナミックレンジを拡大さ
せるものであれば、光増幅部を４段以上とした構成であ
っても構わない。
段構成とした場合について説明したが、本発明は３段構
成に限られるものではない。従来、飽和を防ぐために入
力ダイナミックレンジを狭くせざるを得なかった光増幅
部を複数の光増幅部に分割して、初段の光増幅部の設定
利得を低くすることで入力ダイナミックレンジを拡大さ
せるものであれば、光増幅部を４段以上とした構成であ
っても構わない。
【００３７】次に、第２の実施形態について説明する。
図５は、第２の実施形態の光増幅装置の構成を示すブロ
ック図である。ただし、第１の実施形態の構成と同一の
部分には同じ符号が付してある。図５において、本光増
幅装置は、例えば、ＤＣＦ８を介して接続された２段構
成の光増幅部１，５について、光増幅部１の前段に光減
衰部７’を備えた構成とする。光減衰部７’は、第１の
実施形態の光減衰部７と同様に、光減衰手段としての可
変光減衰器（ＡＴＴ）７１’と、レベル制御手段として
のＡＬＣ御回路７２’とから構成される。この光減衰部
７’で行なわれるＡＬＣ動作も基本的に光減衰部７で行
なわれるＡＬＣ動作と同様である。本実施形態の特徴
は、パワーの大きな信号光の入力があった場合にも光増
幅部１が飽和しないように、光減衰部７’を光増幅部１
の前段に配置した点である。
図５は、第２の実施形態の光増幅装置の構成を示すブロ
ック図である。ただし、第１の実施形態の構成と同一の
部分には同じ符号が付してある。図５において、本光増
幅装置は、例えば、ＤＣＦ８を介して接続された２段構
成の光増幅部１，５について、光増幅部１の前段に光減
衰部７’を備えた構成とする。光減衰部７’は、第１の
実施形態の光減衰部７と同様に、光減衰手段としての可
変光減衰器（ＡＴＴ）７１’と、レベル制御手段として
のＡＬＣ御回路７２’とから構成される。この光減衰部
７’で行なわれるＡＬＣ動作も基本的に光減衰部７で行
なわれるＡＬＣ動作と同様である。本実施形態の特徴
は、パワーの大きな信号光の入力があった場合にも光増
幅部１が飽和しないように、光減衰部７’を光増幅部１
の前段に配置した点である。
【００３８】上述したように、光増幅部１に入力される
信号光のパワーが増加してあるレベルを超えると光増幅
部１から出力される信号光レベルが飽和する。光増幅部
１の出力光が飽和レベルに達したとき、その出力光はＤ
ＣＦ８及び光増幅部５を通って本装置の出力信号光ＯＵ
Ｔとして出力されるわけであるが、そのパワーレベルＰ
ｏは、ＤＣＦ８の挿入損失及び光増幅部５の利得が一定
であるため、ある決まったレベルとなる。ここでは、こ
の出力信号光ＯＵＴのパワーレベルを飽和出力光レベル
とする。
信号光のパワーが増加してあるレベルを超えると光増幅
部１から出力される信号光レベルが飽和する。光増幅部
１の出力光が飽和レベルに達したとき、その出力光はＤ
ＣＦ８及び光増幅部５を通って本装置の出力信号光ＯＵ
Ｔとして出力されるわけであるが、そのパワーレベルＰ
ｏは、ＤＣＦ８の挿入損失及び光増幅部５の利得が一定
であるため、ある決まったレベルとなる。ここでは、こ
の出力信号光ＯＵＴのパワーレベルを飽和出力光レベル
とする。
【００３９】上記のように光減衰部７’を光増幅部１の
前段に配置し、第１の実施形態の場合と同様にして光減
衰部７’でＡＬＣ動作を行なうとき、ＡＬＣ御回路７
２’で一定に制御する出力信号光ＯＵＴのパワーレベル
Ｐｏを上記飽和出力光レベルよりも小さく設定すること
で、光増幅部１の飽和を防止できる。即ち、入力信号光
ＩＮのパワーレベルＰｉが増大した場合でも、出力信号
光ＯＵＴのパワーレベルＰｏが飽和出力光レベルより小
さくなるように、可変光減衰器７１’の減衰量が大きく
されるため、光増幅部１の出力光が飽和レベルに達する
ような信号光が光増幅部１に入力されることはない。
前段に配置し、第１の実施形態の場合と同様にして光減
衰部７’でＡＬＣ動作を行なうとき、ＡＬＣ御回路７
２’で一定に制御する出力信号光ＯＵＴのパワーレベル
Ｐｏを上記飽和出力光レベルよりも小さく設定すること
で、光増幅部１の飽和を防止できる。即ち、入力信号光
ＩＮのパワーレベルＰｉが増大した場合でも、出力信号
光ＯＵＴのパワーレベルＰｏが飽和出力光レベルより小
さくなるように、可変光減衰器７１’の減衰量が大きく
されるため、光増幅部１の出力光が飽和レベルに達する
ような信号光が光増幅部１に入力されることはない。
【００４０】このように第２の実施形態によれば、光減
衰部７’を光増幅部１の前段に配置したことによって、
２段構成の光増幅部を用いた光増幅装置においても、入
力ダイナミックレンジをより広くすることが可能であ
る。ただし、このような構成では、第１の実施形態の場
合と比較して、後段の光増幅部５に入力される信号光の
レベルが低くなるため、光増幅装置全体としての雑音指
数は悪くなる。したがって、雑音特性に関して比較的余
裕のあるシステム等に用いる光増幅装置として第２の実
施形態の構成を適用することは、光増幅部の段数を増や
すことなく入力ダイナミックレンジを拡大できるため、
コスト面等において有利である。
衰部７’を光増幅部１の前段に配置したことによって、
２段構成の光増幅部を用いた光増幅装置においても、入
力ダイナミックレンジをより広くすることが可能であ
る。ただし、このような構成では、第１の実施形態の場
合と比較して、後段の光増幅部５に入力される信号光の
レベルが低くなるため、光増幅装置全体としての雑音指
数は悪くなる。したがって、雑音特性に関して比較的余
裕のあるシステム等に用いる光増幅装置として第２の実
施形態の構成を適用することは、光増幅部の段数を増や
すことなく入力ダイナミックレンジを拡大できるため、
コスト面等において有利である。
【００４１】なお、第２の実施形態では、光増幅部１，
５の間にＤＣＦ８を設ける構成としたが、このＤＣＦ８
は分散補償を行なう必要性がある場合に設ければよく、
特に分散補償の必要がない場合には、ＤＣＦ８に代えて
固定光減衰器を設けたり、または、光増幅部１の出力信
号光を光増幅部５に直接入力させるようにしても構わな
い。さらに例えば、図６に示すように、光増幅部１，５
の間にも光減衰部７’を設け、２つの光減衰部７’で出
力信号光のレベル一定制御を行なう構成としてもよい。
この場合のＡＬＣ動作は、上述の図４に関して説明した
場合と同様にである。
５の間にＤＣＦ８を設ける構成としたが、このＤＣＦ８
は分散補償を行なう必要性がある場合に設ければよく、
特に分散補償の必要がない場合には、ＤＣＦ８に代えて
固定光減衰器を設けたり、または、光増幅部１の出力信
号光を光増幅部５に直接入力させるようにしても構わな
い。さらに例えば、図６に示すように、光増幅部１，５
の間にも光減衰部７’を設け、２つの光減衰部７’で出
力信号光のレベル一定制御を行なう構成としてもよい。
この場合のＡＬＣ動作は、上述の図４に関して説明した
場合と同様にである。
【００４２】次に、第３の実施形態について説明する。
図７は、第３の実施形態の光増幅装置の構成を示すブロ
ック図である。ただし、第１の実施形態の構成と同一の
部分には同じ符号が付してある。図７において、本光増
幅装置は、例えば、２段構成の光増幅部１，５につい
て、光増幅部１の前段に、可変光減衰器（ＡＴＴ）９１
及び光パワー検出手段としての光パワーモニタ９２を設
け、光増幅部１，５の間に、第１の実施形態の場合と同
様な光減衰部７を備えた構成とする。可変光減衰器９１
は、光パワーモニタ９２で検出された光パワーレベルに
応じて、光増幅部１に入力される信号光パワーが光増幅
部１の飽和レベルに達しないように、入力信号光ＩＮを
減衰させるものである。ここでは、可変光減衰器９１
が、第１光減衰手段及び第１レベル制御手段として機能
する。また、光減衰部７の可変光減衰器７１及びＡＬＣ
回路７２が、第２光減衰手段及び第２レベル制御手段と
して機能する。
図７は、第３の実施形態の光増幅装置の構成を示すブロ
ック図である。ただし、第１の実施形態の構成と同一の
部分には同じ符号が付してある。図７において、本光増
幅装置は、例えば、２段構成の光増幅部１，５につい
て、光増幅部１の前段に、可変光減衰器（ＡＴＴ）９１
及び光パワー検出手段としての光パワーモニタ９２を設
け、光増幅部１，５の間に、第１の実施形態の場合と同
様な光減衰部７を備えた構成とする。可変光減衰器９１
は、光パワーモニタ９２で検出された光パワーレベルに
応じて、光増幅部１に入力される信号光パワーが光増幅
部１の飽和レベルに達しないように、入力信号光ＩＮを
減衰させるものである。ここでは、可変光減衰器９１
が、第１光減衰手段及び第１レベル制御手段として機能
する。また、光減衰部７の可変光減衰器７１及びＡＬＣ
回路７２が、第２光減衰手段及び第２レベル制御手段と
して機能する。
【００４３】このような構成の光増幅装置では、可変光
減衰器９１を介して光増幅部１に入力される信号光のパ
ワーレベルが光パワーモニタ９２でモニタされ、光増幅
部１が飽和するような高い光パワーレベルの入力があっ
た場合に、可変光減衰器９１の減衰量が制御されて、光
増幅部１には飽和レベル以下の信号光が入力されるよう
になる。また、光増幅部２からの光出力レベルに基づい
て光減衰部７が動作することにより、本光増幅装置の光
出力レベルが一定に保たれる。
減衰器９１を介して光増幅部１に入力される信号光のパ
ワーレベルが光パワーモニタ９２でモニタされ、光増幅
部１が飽和するような高い光パワーレベルの入力があっ
た場合に、可変光減衰器９１の減衰量が制御されて、光
増幅部１には飽和レベル以下の信号光が入力されるよう
になる。また、光増幅部２からの光出力レベルに基づい
て光減衰部７が動作することにより、本光増幅装置の光
出力レベルが一定に保たれる。
【００４４】上記のように第３の実施形態によれば、第
１の実施形態と比較して雑音特性は劣化するものの、第
２の実施形態の場合と同様に、想定されたレベルを超え
る信号光が本光増幅装置に入力された場合でも、ゲイン
チルトの発生を抑制できるため、入力ダイナミックレン
ジの拡大が可能となる。なお、上記第３の実施形態で
は、光増幅部１，５の間に光減衰部７を設けてＡＬＣを
行なう構成としたが、ＡＬＣ回路による制御は必ずしも
必要ではない。それは、光増幅部１，５が利得一定動作
をしているため、入力側でレベル調整を行なうこうとに
より、光増幅部５からの光出力レベルが略一定になるた
めである。もちろん、ＡＬＣ回路を設けた方が光出力レ
ベル制御の精度は高くなる。
１の実施形態と比較して雑音特性は劣化するものの、第
２の実施形態の場合と同様に、想定されたレベルを超え
る信号光が本光増幅装置に入力された場合でも、ゲイン
チルトの発生を抑制できるため、入力ダイナミックレン
ジの拡大が可能となる。なお、上記第３の実施形態で
は、光増幅部１，５の間に光減衰部７を設けてＡＬＣを
行なう構成としたが、ＡＬＣ回路による制御は必ずしも
必要ではない。それは、光増幅部１，５が利得一定動作
をしているため、入力側でレベル調整を行なうこうとに
より、光増幅部５からの光出力レベルが略一定になるた
めである。もちろん、ＡＬＣ回路を設けた方が光出力レ
ベル制御の精度は高くなる。
【００４５】また、上述した第２、３の実施形態では、
光増幅部を２段構成とする場合を説明したが、光増幅部
を３段以上で構成する場合であっても、光減衰部７’ま
たは可変光減衰器９１及び光パワーモニタ９２を初段の
光増幅部の前段に配置することで、上記と同様に入力ダ
イナミックレンジの拡大を図ることが可能である。
光増幅部を２段構成とする場合を説明したが、光増幅部
を３段以上で構成する場合であっても、光減衰部７’ま
たは可変光減衰器９１及び光パワーモニタ９２を初段の
光増幅部の前段に配置することで、上記と同様に入力ダ
イナミックレンジの拡大を図ることが可能である。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の１つの態
様では、第１光増幅手段に少なくとも２つの光増幅部を
設けて３段以上の光増幅構成としたことによって、第１
光増幅手段の初段の光増幅部の利得を低く設定できるよ
うになるため、より高いパワーレベルの入力信号光に対
しても、初段の光増幅部が飽和することなく増幅動作可
能となる。したがって、入力ダイナミックレンジの広い
光増幅装置を提供することができる。
様では、第１光増幅手段に少なくとも２つの光増幅部を
設けて３段以上の光増幅構成としたことによって、第１
光増幅手段の初段の光増幅部の利得を低く設定できるよ
うになるため、より高いパワーレベルの入力信号光に対
しても、初段の光増幅部が飽和することなく増幅動作可
能となる。したがって、入力ダイナミックレンジの広い
光増幅装置を提供することができる。
【００４７】また、各光増幅部及び第２光増幅手段に利
得制御部を設けたことにより、それぞれにおける利得が
略一定に制御されて利得の波長依存性が抑制されるた
め、各波長間の利得偏差の小さい出力信号光を得ること
ができる。さらに、光減衰手段及びレベル制御手段を設
けて、第２光増幅手段から出力される信号光のパワーレ
ベルを略一定に制御するようにしたことで、増幅動作の
より安定した光増幅装置とすることができる。
得制御部を設けたことにより、それぞれにおける利得が
略一定に制御されて利得の波長依存性が抑制されるた
め、各波長間の利得偏差の小さい出力信号光を得ること
ができる。さらに、光減衰手段及びレベル制御手段を設
けて、第２光増幅手段から出力される信号光のパワーレ
ベルを略一定に制御するようにしたことで、増幅動作の
より安定した光増幅装置とすることができる。
【００４８】本発明の他の態様では、第１光増幅手段の
前段に光減衰手段（または第１光減衰手段）を設け、そ
の減衰量をレベル制御手段（または第１レベル制御手
段）で調整して、第１光増幅手段に入力される信号光の
パワーレベルが、第１光増幅手段が飽和状態となるレベ
ルより小さくなるように制御するようにしたことで、第
１光増幅手段を飽和させるような高いパワーレベルの信
号光は、減衰されて第１光増幅手段に入力されるため、
入力ダイナミックレンジの広い光増幅装置を提供するこ
とができる。このことは、第１、２光増幅手段の間に中
間光増幅手段を設けて光増幅手段を３段以上の構成とし
た場合でも同様である。
前段に光減衰手段（または第１光減衰手段）を設け、そ
の減衰量をレベル制御手段（または第１レベル制御手
段）で調整して、第１光増幅手段に入力される信号光の
パワーレベルが、第１光増幅手段が飽和状態となるレベ
ルより小さくなるように制御するようにしたことで、第
１光増幅手段を飽和させるような高いパワーレベルの信
号光は、減衰されて第１光増幅手段に入力されるため、
入力ダイナミックレンジの広い光増幅装置を提供するこ
とができる。このことは、第１、２光増幅手段の間に中
間光増幅手段を設けて光増幅手段を３段以上の構成とし
た場合でも同様である。
【００４９】また、レベル制御手段あるいは第２レベル
制御手段が、第２光増幅手段から出力される信号光のパ
ワーレベルを略一定に制御するようにしたことで、増幅
動作のより安定した光増幅装置を提供できる。さらに、
第１、２光増幅手段に利得制御部を設けたことにより、
それぞれの光増幅手段の利得が略一定に制御されて利得
の波長依存性が抑制されるため、各波長間の利得偏差の
小さい出力信号光を得ることができる。
制御手段が、第２光増幅手段から出力される信号光のパ
ワーレベルを略一定に制御するようにしたことで、増幅
動作のより安定した光増幅装置を提供できる。さらに、
第１、２光増幅手段に利得制御部を設けたことにより、
それぞれの光増幅手段の利得が略一定に制御されて利得
の波長依存性が抑制されるため、各波長間の利得偏差の
小さい出力信号光を得ることができる。
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図２】同上第１の実施形態の光増幅装置を通過する信
号光のレベルダイヤである。
号光のレベルダイヤである。
【図３】同上第１の実施形態に関し、光減衰部の配置を
変えた他の構成例を示すブロック図である。
変えた他の構成例を示すブロック図である。
【図４】同上第１の実施形態に関し、光減衰部を各光増
幅部の間に配置した他の構成例を示すブロック図であ
る。
幅部の間に配置した他の構成例を示すブロック図であ
る。
【図５】本発明の第２の実施形態の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図６】同上第２の実施形態に関し、光減衰部を各光増
幅部の間にも配置した他の構成例を示すブロック図であ
る。
幅部の間にも配置した他の構成例を示すブロック図であ
る。
【図７】本発明の第３の実施形態の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図８】従来の光増幅装置の構成の一例を示すブロック
図である。
図である。
【図９】従来の光増幅装置を通過する信号光のレベルダ
イヤである。
イヤである。
１, ３, ５…光増幅部 ７, ７’…光減衰部 ８…分散補償ファイバ（ＤＣＦ） 10,12,16,30,32,36,50,53,55,57 …光カプラ 11,14,31,34,52,56 …光アイソレータ 13,33,54…Ｅｒドープファイバ（ＥＤＦ） 15,35,51…光フィルタ（ＦＩＬ） 17,18,37,38,58,59 …受光器（ＰＤ） 19,39,60…自動利得制御（ＡＧＣ）回路 20,40,61,62 …励起光源（ＬＤ） 71,71',91 …可変光減衰器（ＡＴＴ） 72,72'…自動レベル制御（ＡＬＣ）回路 92…光パワーモニタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/17 10/16
Claims (10)
- 【請求項１】波長多重された信号光を一括して増幅する
第１光増幅手段と、該第１光増幅手段に縦続接続され、
前記第１光増幅手段から出力される信号光を増幅して出
力する第２光増幅手段と、を備えた光増幅装置におい
て、 前記第１光増幅手段が、信号光を増幅する縦続接続され
た少なくとも２つの光増幅部を含み、該光増幅部のうち
の初段の光増幅部が、第１光増幅手段に設定された所定
の利得よりも小さな利得で信号光を増幅する構成とした
ことを特徴とする光増幅装置。 - 【請求項２】前記第１光増幅手段の各光増幅部及び前記
第２光増幅手段が、各々の利得をそれぞれ略一定に制御
する利得制御部をそれぞれ備えたことを特徴とする請求
項１記載の光増幅装置。 - 【請求項３】前記第１光増幅手段の２段目以降の光増幅
部に入力される信号光及び前記第２光増幅手段に入力さ
れる信号光のうちの少なくとも１つの信号光を減衰させ
る光減衰手段と、 該光減衰手段の減衰量を調整して、前記第２光増幅手段
から出力される信号光のパワーレベルを略一定に制御す
るレベル制御手段と、 を備えて構成されたことを特徴とする請求項１または２
記載の光増幅装置。 - 【請求項４】波長多重された信号光を一括して増幅する
第１光増幅手段と、該第１光増幅手段に縦続接続され、
前記第１光増幅手段から出力される信号光を増幅して出
力する第２光増幅手段と、を備えた光増幅装置におい
て、 前記第１光増幅手段に入力される信号光を減衰させる光
減衰手段と、 前記第２光増幅手段から出力される信号光のパワーレベ
ルを基に前記光減衰手段の減衰量を調整して、前記第１
光増幅手段に入力される信号光のパワーレベルが、前記
第１光増幅手段が飽和状態となるレベルより小さくなる
ように制御するレベル制御手段と、 を備えて構成されたことを特徴とする光増幅装置。 - 【請求項５】前記レベル制御手段が、前記第２光増幅手
段から出力される信号光のパワーレベルを略一定に制御
することを特徴とする請求項４記載の光増幅装置。 - 【請求項６】前記光減衰手段が、前記第１、２光増幅手
段に入力される各信号光を減衰させることを特徴とする
請求項５記載の光増幅装置。 - 【請求項７】波長多重された信号光を一括して増幅する
第１光増幅手段と、該第１光増幅手段に縦続接続され、
前記第１光増幅手段から出力される信号光を増幅して出
力する第２光増幅手段と、を備えた光増幅装置におい
て、 前記第１光増幅手段に入力される信号光を減衰させる第
１光減衰手段と、 該第１光減衰手段から出力される信号光のパワーレベル
を検出する光パワー検出手段と、 該光パワー検出手段の検出結果を基に前記第１光減衰手
段の減衰量を調整して、前記第１光増幅手段に入力され
る信号光のパワーレベルが、前記第１光増幅手段が飽和
状態となるレベルより小さくなるように制御する第１レ
ベル制御手段と、 を備えて構成されたことを特徴とする光増幅装置。 - 【請求項８】前記第２光増幅手段に入力される信号光を
減衰させる第２光減衰手段と、 該第２光減衰手段の減衰量を調整して、前記第２光増幅
手段から出力される信号光のパワーレベルを略一定に制
御する第２レベル制御手段と、 を備えて構成されたことを特徴とする請求項７記載の光
増幅装置。 - 【請求項９】前記第１、２光増幅手段が、各々の利得を
それぞれ略一定に制御する利得制御部をそれぞれ備えた
ことを特徴とする請求項４〜８のいずれか１つに記載の
光増幅装置。 - 【請求項１０】前記第１、２光増幅手段の間に縦続接続
された少なくとも１つの中間光増幅手段を備えて構成さ
れたことを特徴とする請求項４〜９のいずれか１つに記
載の光増幅装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10072434A JPH11275021A (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 光増幅装置 |
| US09/143,404 US6055094A (en) | 1998-03-20 | 1998-08-28 | Optical amplifying apparatus |
| DE69834382T DE69834382T2 (de) | 1998-03-20 | 1998-09-10 | Optische Verstärkungseinrichtung für Wellenlängenmultiplexsignale |
| EP98117180A EP0944188B1 (en) | 1998-03-20 | 1998-09-10 | Optical amplifying apparatus for wavelength division multiplexed signals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10072434A JPH11275021A (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 光増幅装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11275021A true JPH11275021A (ja) | 1999-10-08 |
Family
ID=13489205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10072434A Pending JPH11275021A (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 光増幅装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6055094A (ja) |
| EP (1) | EP0944188B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11275021A (ja) |
| DE (1) | DE69834382T2 (ja) |
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| US6411429B1 (en) * | 1999-10-19 | 2002-06-25 | Fujitsu Limited | Optical amplifying apparatus, wide-band optical amplifying apparatus, and optical communication system |
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