JPH07190887A

JPH07190887A - 光増幅器の光出力自動低下回路

Info

Publication number: JPH07190887A
Application number: JP33265393A
Authority: JP
Inventors: Tadayuki Iwano; 忠行岩野
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 1995-07-28
Anticipated expiration: 2013-05-20
Also published as: JP2755147B2

Abstract

(57)【要約】【目的】操作性や保守性が良好で、しかもコンパクト
化が図れるようにした光ファイバ増幅器の光出力自動低
下回路を提供することを目的とする。【構成】光ファイバ増幅器の光出力の一部を光出力モ
ニタ回路３で監視して光出力モニタ信号と光出力コネク
タからの反射光の一部を反射光モニタ回路４で監視した
反射光モニタ信号を常時比較する比較器５と、この比較
器の比較出力に基づいて動作するスイッチ６３と、この
スイッチの動作により第１または第２基準電圧に応じた
前記光ファイバ増幅器の増幅出力を得るバイアス回路７
とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光増幅器の光出力自動低
下回路に係り、光通信システムを構成する光ファイバ増
幅器から出力される光出力に対して、特に人間の眼など
を保護する機能がある光増幅器の出力端開放時の光増幅
器の光出力自動低下回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に光増幅器には、半導体光増幅器、
希土類添加ファイバ光増幅器及びラマン光増幅器の３つ
の光増幅器がある。半導体光増幅器はレーザダイオード
と同様に、電流注入による半導体活性層の利得機構を利
用し、デバイスを発振しきい値以下で動作させて、外部
からの注入光に対する光増幅作用を得るものである。ま
た希土類添加ファイバ光増幅器は、ファイバのコア部に
Ｅｄ^3-、Ｅｒ³⁺などの土類元素を添加した光ファイバを
増幅媒質として用いるもので、特にＥｄ³⁺添加光ファイ
バは波長1.55μm 帯にレーザ遷移周波数を有しており、
その波長域での光増幅ができるから、光通信システムへ
の適用が期待できる。さらに、ラマン光増幅器では非線
形光学効果である誘導ラマン散乱現象を利用して励起光
から信号光への光パワー変換過程によって増幅作用を得
るものである。これらの光増幅器の光通信システムへの
適用形態としては、光増幅中継器、光前置増幅器及び光
ブースタ増幅器などに適用される。

【０００３】ところで、これらの光増幅器を用いて光送
信器の出力を増幅しながら出力する場合には、光増幅器
出力に数１０〜数１００ｍＷの高出力光が出射されるこ
とになるため、人間の目を傷つけるおそれがあり、何ら
かの手段を用いて目等を保護する必要がある。そこで、
従来から光増幅器の光出力を自動的に低下させるための
光出力自動低下回路が用いられていた。

【０００４】図２は、このような従来の光出力自動低下
回路の一例を示すブロック図である。この図で光送信器
１００の送信端には光ブースタアンプ１０２が接続さ
れ、この光ブースタアンプ１０２の一方の出力ポートに
は光受信器（図示省略）が受信端が接続されている。こ
の光ブースタアンプ１０２は、波長多重（ＷＤＭ）カプ
ラ１２１、Ｅｒ³⁺添加ファイバ１２２、このＥｒ³⁺添加
ファイバ１２２の出力を増幅して出力する光カプラ１２
３から構成される。その光カプラ１２３の一方の出力端
に光出力を監視する光出力モニタ回路１０３、第２基準
電圧を発生する第２基準電圧発生回路１６３を介して増
幅器１６０の一方の入力ポートが接続されている。この
光出力モニタ回路１０３は、受光素子１３１と信号変換
回路１３２から構成される。この光出力モニタ回路１０
３では、光出力があるレベル以上あることを確認したと
きには、光カプラ１２３から出射された光を受光素子１
３１で受光したのち、信号変換回路１３２で電気信号に
変換する。また第２基準電圧発生回路１６２では、信号
変換回路１３２の出力に基づいて第２の基準電圧を出力
し、その基準電圧を増幅器１６０に入力する。

【０００５】また光カプラ１２３の他方の出力端には、
反射光を監視する反射光モニタ回路１０４、第１基準電
圧を発生する第１基準電圧発生回路１６１を介して増幅
器１６０の他方の入力ポートが接続される。この反射光
モニタ回路は、受光素子１４１と信号変換回路１４２か
ら構成される。この反射光モニタ回路では、反射光があ
るレベル以上にあることを確認したときには、光カプラ
１２３から出射された光を受光素子１３１で受光させた
のち、信号変換回路１４２で電気信号に変換する。また
第１基準電圧発生回路１６１では、信号変換回路１４２
の出力に基づいて第１の基準電圧を出力し、その基準電
圧を増幅器１６０に入力する。

【０００６】比較器１５１の一方の入力ポートには、基
準電圧発生回路１５２からの基準電圧が入力し、また比
較１５１の他方の入力ポートには増幅器１６０の出力電
圧が入力する。この比較器１５１の出力ポートには、光
出力制御回路１０６、駆動回路１０７、励起レーザダイ
オード１０８を経て光ブースタアンプ１０２のＷＤＭカ
プラ１２１が接続されている。その光出力制御回路１０
６では、比較器１５１の比較された出力電圧に基づいて
光出力の制御が行われる。

【０００７】また駆動回路１０７では光出力制御回路１
０６の制御信号に基づいて励起レーザダイオード１０８
を駆動させる。従って、光ブースタアンプ１０２では、
駆動回路１０７が駆動するとき、例えば２０ｄＢｍの増
幅率を持つ増幅出力が得られるので、光ブースタアンプ
１０６から光受信器１１０に供給される出力電圧はその
利得分だけ低くなるので、光出力を自動的に低下させる
ことができる。なお、駆動回路１０７が駆動しないとき
には、光送信器１００から光ブースタアンプ１０２を経
て光受信器（図示省略）に光信号が送出されない。

【０００８】図３は図２の光ファイバ増幅器の光出力自
動低下回路よりブロック構成を平易にしたブロック図の
例である。なお、図２と同一の構成については同一の符
号を付しここでは詳しい説明を省略する。

【０００９】図３おいて、光カプラ１２３の出力端には
反射光モニタ回路１０４が接続され、励起光源モニタ回
路１０９は光カプラ１２３の出力端に接続されていな
い。この励起光源モニタ回路１０９の入力端には、励起
レーザダイオード１０８の出力端からレーザ光が入射す
る。この励起光源モニタ回路１０９は、受光素子１９１
と信号変換回路１９２から構成され、レーザダイオード
１０８から出射された光を受光素子１９１で受光したの
ち、信号変換回路１９２で電気信号に変換する。

【００１０】また基準電圧発生回路１５２では、信号変
換回路１９２の出力に基づいて基準電圧を出力し、その
基準電圧を増幅器１５１に入力する。この比較器１５１
は基準電圧発生回路１５２と信号変換回路１４２の出力
に基づいて比較電圧を出力する。このときには、駆動回
路１０７が駆動して励起レーザダイオード１０８が発光
することにより、励起光源モニタ回路１０９を動作させ
るとともに、光ブースタアンプ２が例えば２０ｄＢｍの
増幅率を持つようにすることができ、その利得分だけ出
力電圧を低くすることができる。それ故に、図３の光フ
ァイバ増幅器の光出力自動低下回路においても、図２の
光ファイバ増幅器の光出力自動低下回路と同様に光出力
を自動的に低下させることができるので、光ファイバ増
幅器を取り扱う人間の目などに悪影響がないようにする
ことができる。

【００１１】以上のような光ファイバ増幅器の光出力自
動低下回路の例としては、特開平４ー３２４３３５号公
報などがある。この特開平４ー３２４３３５号公報に記
載された光ファイバ増幅器の光出力自動低下回路では、
図２および図３に記載の光ファイバ増幅器の光出力自動
低下回路と同様に、光増幅器の出力端側が開放された場
合に自動的にこの出力端側より高光出力が出射されない
ようにすることができるから、高光出力を誤って目に入
れるなどの虞をなくすことができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】これらの光ファイバ増
幅器の光出力自動低下回路では、光出力モニタ回路で検
出された信号光の大きさと、反射光モニタ回路で検出さ
れた反射戻り光の大きさのレベル差を差動増幅器により
求め、光増幅器の出力端の開放状態でのレベル差と、接
続状態でのレベル差のほぼ中間に設定した基準電圧との
差を比較器で比較することにより、光増幅器の出力端が
開放状態にあるか、または接続状態にあるかの判定をし
ていた。そのため、この種の光出力自動低下回路では、
光増幅器の出力端の開放状態でのレベル差を求めるため
に対数増幅器と、接続状態でのレベル差のほぼ中間に設
定した基準電圧との差を比較器で比較するため基準電圧
発生回路が必要となり、回路構成が複雑になるという不
具合があった。

【００１３】また、この種光出力自動低下回路では、励
起光源の状態を監視する励起光源モニタ回路と反射戻り
光を監視する反射光モニタ回路を用いた場合に、差動増
幅器が不要となるものの、反射光モニタ回路で検出した
反射戻り光の大きさから、光増幅器の出力端の開放状態
と接続状態を判定するための基準電圧が必要になる。ま
たこの光出力自動低下回路では、励起光源の状態により
基準電圧を２種類発生させる必要があるため、そのため
の２つの基準電圧発生回路を設けなければならず、これ
らの回路の専有面積も考慮しなければならず、小型化し
ようとする場合に問題があった。

【００１４】そこで、本発明は、操作性や保守性が良好
で、しかもコンパクト化が図れるようにした光ファイバ
増幅器の光出力自動低下回路を提供することを目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、光送信器から供給される
光信号を増幅する光ファイバ増幅器と、その光信号を監
視する光出力モニタ回路と、光ファイバ増幅器の出力端
の光出力コネクタからの反射光を監視する反射光モニタ
回路とを含む光増幅器の光出力自動低下回路であって、
その光ファイバ増幅器の光出力の一部を前記光出力モニ
タ回路で監視して信号変換した光出力モニタ信号と光出
力コネクタからの反射光の一部を反射光モニタ回路で監
視し信号変換した反射光モニタ信号を常時比較する比較
器と、この比較器の比較出力に基づいていずれかの基準
電圧を出力するか選択するスイッチと、このスイッチの
動作に基づいて第１または第２基準電圧に応じた前記光
ファイバ増幅器の増幅度を制御する。

【００１６】請求項２記載の発明では、バイアス回路に
励起レーザダイオードとそのダイオードのバイアス電流
を低減させる駆動回路を備えた。

【００１７】請求項３記載の発明では、光出力コネクタ
は、コネクタの外れが回復した時に自動的に励起レーザ
ダイオードのバイアス電流と光送信器から送信される光
出力の復旧が行なわれるように構成する。

【００１８】請求項４記載の発明では、光ファイバ増幅
器には、光増幅器の出力と前記反射光モニタ回路および
光出力モニタ回路の光ー電気変換効率に基づいて出力分
岐比が決定される入力ポートと複数の出力ポートを有す
る光カプラを設けた。

【００１９】

【作用】請求項１によれば、図１に示す反射光モニタ回
路で反射光モニタ電圧が光出力コネクタの状態が開放状
態であるか接続状態であるかにより、３０ｄＢｍ程度の
電圧変動が期待できる。また光出力モニタ回路では、光
出力モニタ電圧の設定レベルを選択することにより、光
コネクタが開放状態にあるか接続状態にあるかのいずれ
かを選択するかにより、光出力モニタ電圧と反射光モニ
タ電圧の出力レベルの関係が逆転する。比較器では、反
射光モニタ回路の出力である反射光モニタ電圧と光出力
モニタ回路の出力である光出力モニタ電圧の２つの電圧
レベルを常時比較することにより比較出力が得られる。
光出力制御回路では、その比較器の比較出力に基づい
て、光出力コネクタが接続状態あると、正常時基準電圧
を基準電圧とし、また光出力コネクタが開放状態にある
と眼などに影響を与えない光出力レベルで、かつ光出力
パワーが自動復旧可能なレベルの基準電圧となるように
スイッチを切り換える。このようにして選択した基準電
圧と光出力モニタ電圧に基づいて自動的に光出力を制御
する。

【００２０】請求項２によれば、バイアス回路に励起レ
ーザダイオードとそのダイオードのバイアス電流を低減
させる駆動回路を備えることにより、光出力を一定のレ
ベルにすることができる。

【００２１】請求項３記載の発明では、光出力コネクタ
は、コネクタの外れが回復した時に自動的に励起レーザ
ダイオードのバイアス電流と光送信器から送信される光
出力の復旧が行なえるから、保守作業員などの保守作業
が円滑に行える。

【００２２】請求項４の発明では、光ファイバ増幅器
に、光増幅器の出力と反射光モニタ回路および光出力モ
ニタ回路の光ー電気変換効率に基づいて出力分岐比が決
定される入力ポートと複数の出力ポートを有する光カプ
ラを設けたことにより、光出力の分岐を容易に行うこと
ができる。

【００２３】

【実施例】次に、本発明の光ファイバ増幅器の光出力自
動低下回路について図１を参照して説明する。図１は、
本発明光ファイバ増幅器の光出力自動低下回路の一実施
例のを示すブロック図である。この実施例においては、
光増幅器は光ファイバ増幅器であり、その光ファイバ増
幅器としてＥｒ³⁺添加ファイバを用い、これを光ブース
タアンプに適用した場合の例を挙げて説明する。

【００２４】図１において、光送信器１の送信端には光
ブースタアンプ２が接続され、この光ブースタアンプ２
の一方の出力ポートには光受信器１０の受信端が接続さ
れている。この光ブースタアンプ２は、波長多重（ＷＤ
Ｍ）カプラ２１、Ｅｒ³⁺添加ファイバ２２、このＥｒ³⁺
添加ファイバ２２の出力を増幅して出力する光カプラ２
３とから構成される。

【００２５】この光カプラ２３には、４つのポートが設
けられており、入力ポートがポート２３ａで、その他の
ポート２３ｂ〜２３ｄが出力ポートである。この光カプ
ラ２３のポート２３ａには、光ファイバ増幅器からの光
出力が入力し、光カプラ２３のポート２３ｂ，２３ｃに
は、光信号を電気信号に変換してそれぞれの信号がある
レベル以上になることを監視する光出力モニタ回路３お
よび反射光モニタ回路４が接続されている。また光カプ
ラ２３の出力ポートには、光ファイバ増幅器の出力端に
光コネクタが設けられている。

【００２６】その光カプラ２３の入力ポート２３ａに
は、光ファイバ増幅器の出力信号が出力ポート２３ｄと
出力ポート２３ｃにおいては出力ポート２３ｄが『１
０』に対して出力ポート２３ｃに『１』の割合で分岐出
力が得られる。また光カプラ２３の入力ポート２３ａに
は、光コネクタからの反射戻り光が入力ポート『１』に
対して出力ポート２３ｂに『１０』の割合で分岐出力が
得られる。なお、光カプラ２３の分岐比は、光ファイバ
増幅器の出力および光モニタ回路の光ー電気変換効率に
より決定されるから、これら以外の分岐比とすることも
できる。

【００２７】また光カプラ２３の一方の出力端には、光
出力を監視する光出力モニタ回路３を介して比較器５の
一方の入力ポートが接続されている。この光出力モニタ
回路３は、受光素子３１と信号変換回路３２から構成さ
れる。この光出力モニタ回路３では、光ファイバ増幅器
からの信号の大きさが監視される。この光出力モニタ回
路３では、光出力があるレベル以上あることを確認した
ときには、光カプラ２３から出射された光を受光素子３
１で受光したのち、信号変換増幅回路３２で電流から電
圧に変換された増幅出力が得られる。

【００２８】光カプラ２３の他方の出力端には、反射光
を監視する反射光モニタ回路４を介して比較器５の他方
の入力ポートが接続される。この反射光モニタ回路４
は、受光素子４１と信号変換回路４２から構成される。
この反射光モニタ回路４では、光ファイバ増幅器の出力
端の光コネクタからの反射戻り光の大きさが監視され
る。反射光があるレベル以上にあることを確認したとき
には、光カプラ２３から出射された光を受光素子３１で
受光して電気信号に変換したのち、信号変換増幅回路４
２で電流から電圧に変換された増幅出力が得られる。

【００２９】また比較器５一方の入力ポートには、反射
光モニタ回路４のモニタ出力が入力し、他方の入力ポー
トには光出力モニタ回路３のモニタ出力が入力する。こ
の比較鵜器５では、反射光モニタ回路４からの出力と光
出力モニタ回路３からの出力に基づいた比較出力を光出
力制御回路６に出力する。

【００３０】この光出力制御回路６は、比較器５の比較
出力に基づいて第１基準電圧を発生する第１基順電圧発
生回路６１と、第２基準電圧を発生する第２基準電圧発
生回路６２と、第１基準電圧発生回路６１と第２基準電
圧発生回路６２の切り換えをするスイッチ６３と、この
スイッチ６３の切り換え動作により発生する第１または
第２基準電圧を一方の入力ポートに入力するとともに他
方の入力ポートに光出力モニタ回路３の出力を供給する
増幅器６４とから構成される。

【００３１】また駆動回路７では光出力制御回路６の制
御信号に基づいて励起レーザダイオード８を駆動させ
る。従って、光ブースタアンプ２では、駆動回路７が駆
動するとき、例えば２０ｄＢｍの増幅率を持つ増幅出力
が得られるので、光ブースタアンプ６から光受信器１０
に供給される出力電圧はその利得分だけ低くなるので、
光出力を自動的に低下させることができる。なお、駆動
回路７が駆動しないときには、光送信器１０から光ブー
スタアンプ２を経て光受信器１０に光信号が送出されな
い。

【００３２】それ故に、図１の光ファイバ増幅器の光出
力自動低下回路においては、光出力を自動的に低下させ
ることができるので、光ファイバ増幅器を取り扱う人間
の目などに悪影響がないようにすることができるだけで
なく、回路構成をコンパクトにすることができる。

【００３３】次に、本発明の動作を図１に基づいて説明
する。いま光送信器１から入力された信号は、光ファイ
バ増幅器により出力端で＋１５ｄＢｍを出力するものと
する。また光ファイバ増幅器の出力端である光コネクタ
が伝送路に接続されている場合には、その出力端からの
反射戻り光は、−１４ｄＢ（約0.1 ％の戻り光）とな
り、開放されている場合には−１４ｄＢ（約４％の戻り
光）となるものとして説明を行い、光ファイバ２２の接
続損失および光カプラ２３の挿入損失は簡単のため無視
する。また、光モニタ回路３，４内の受光素子３１，
４１の光ー電気変換効率は、ともに１Ａ／Ｗであるもの
とし、２つの光モニタ回路３，４の出力は、光コネクタ
回路の出力は光コネクタの開放状態または接続状態によ
り、大小関係が逆転するように２つの電流ー電圧変換増
幅器のインピーダンス利得を光出力モニタ用では、例え
ば、1.27ｋΩとし、反射光モニタ用では4.39ｋΩとす
る。

【００３４】初めに、光コネクタ出力が＋１５ｄＢｍｎ
のとき、光増幅器の出力端が伝送路に接続された状態で
あれば、光出力モニタ電圧は−４Ｖで、反射光モニタ電
圧は−0.1 Ｖとなり、光出力モニタ電圧に比べて反射光
モニタ電圧の方が電圧が大きくなる。このとき比較器５
の出力制御信号から光出力制御回路６では、第１基準電
圧を選択するものとし、光コネクタ出力として＋１５ｄ
Ｂｍが出力されるように励起レーザダイオード８の駆動
電流を制御する。

【００３５】次に、光コネクタが開放状態になった瞬間
に、反射戻り光が増加することで反射光モノタ電圧は、
−5.0 Ｖとなり、光出力モニタ電圧と反射光モニタ電圧
の大小関係が逆転する。これにより、比較器５の出力制
御信号が変化し、光出力制御回路６は第２基準電圧を専
科鵜するものとし、光ファイバ増幅器より出力される出
力レベルを低下させるように、駆動回路７を駆動させて
励起レーザダイオード８の駆動電流を制御する。ここで
は、＋５ｄＢｍの出力に一定制御するものとする。この
時の光出力レベルは、人体に影響を与えないレベルに制
御するものであり、＋５ｄＢｍに限定されるものではな
く、人体に影響を与えないレベルであればよい。

【００３６】次に、再度光コネクタが伝送路に接続され
た瞬間、反射戻り光は減少することで反射光モニタ電圧
は−0.01Ｖ、光出力モニタ電圧が−0.4 Ｖとなり、光出
力モニタ電圧と反射光モニタ電圧の大小関係が再度逆転
する。これにより光出力制御回路６は、再度光コネクタ
出力として＋１５ｄＢｍの一定出力が得られるように駆
動回路７を駆動させて、励起レーザダイオード８の駆動
電流を制御する。

【００３７】上述したように、本実施例では、光出力モ
ニタ電圧と反射光モニタ電圧は、常時大小関係が比較器
５で比較されており、その大小関係が逆転することで光
出力制御回路６の光出力制御信号が変化する。この光出
力制御回路６では、その光出力制御信号が通常レベルと
低出力レベルの２つの出力レベルのどちらかを選択して
出力する。

【００３８】本実施例の光出力制御回路６では、光出力
が一定になるように制御した光ファイバ増幅器としたか
ら、１つの基準電圧を用いたが、これに限定されるもの
ではなく、例えば、光送信器１のデータ信号『１』とデ
ータ信号『０』の割合であるマーク率を補償する場合に
は、マーク率情報を持った電圧を基準電圧として用いる
ことにより、マーク率の補償出力が一定に制御できる光
ファイバ増幅器にも適用できるものである。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように請求項１から請求項
４までの光ファイバ増幅器の光出力自動低下回路では、
光ファイバ増幅器の出力端である光コネクタが開放状態
にあるときには、光出力レベルを自動的に低下させるこ
とができるから、光コネクタの取り付けおよび取り外し
などの作業により誤って高レベルのレーザを直視すると
いったおそれを回避することができ、また再び伝送路へ
接続することで自動的に通常レベルに復帰させることが
できるので、装置電源の切入が不要となるから、操作性
を向上させることができ、さらに光コネクタの開放状態
または接続状態の判定に対数増幅器および基準電圧発生
回路が不要となるので、回路構成を平易にすることがで
きる。

【００４０】特に請求項１記載の発明では、自動的に光
出力が制御できるから操作性を向上させることおよび回
路構成を平易にすることができる。

【００４１】また、請求項２記載の発明によれば、バイ
アス回路に励起レーザダイオードとそのダイオードのバ
イアス電流を低減させる駆動回路を備えることにより、
光出力を一定のレベルにすることができる。

【００４２】更に、請求項３記載の発明によれば、コネ
クタの外れが回復した時に自動的に励起レーザダイオー
ドのバイアス電流と光送信器から送信される光出力の復
旧が行なえるから、保守作業員などの保守作業が円滑に
行える。また、請求項４記載の発明によれば、光出力の
分岐を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ファイバ増幅器の光出力自動低下回
路の一実施例ののブロック図である。

【図２】従来の光ファイバ増幅器の光出力自動低下回路
の一例を示すブロック図である。

【図３】従来の光ファイバ増幅器の光出力自動低下回路
の一例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１光送信器２光ブースタアンプ３光出力モニタ回路４反射光モニタ回路５比較器６光出力制御回路７駆動回路８励起レーザダイオード１０光受信器

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年２月３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】光増幅器の光出力自動低下回路

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【０００４】図２および図３は、従来の光出力自動低
下回路の例を示すブロック図である。これらの図ではと
もに光送信器１の送信端に光ブースタアンプ２が接続さ
れ、この光ブースタアンプ２の出力ポートに光伝送路
（図示省略）が接続されている。

【０００５】光ブースタアンプ２は、光送信器１から出
力される信号光と励起光源８から出力される励起光を入
力する波長多重（ＷＤＭ）カプラ２１、Ｅｒ³⁺添加ファ
イバ２２および光カプラ２３から構成されている。

【０００６】まず図２の光出力自動低下回路は、光ブー
スタアンプ２から出力される信号光の大きさをモニタす
る光出力モニタ回路３と、光ブースタアンプ２の出力端
からの反射戻り光の大きさをモニタする反射光モニタ回
路４と、光出力モニタ回路３および反射光モニタ回路４
で検出した受光電力を対数変換する対数増幅器１０１、
１０２と、これら対数増幅器１０１、１０２から出力さ
れた光出力の大きさと反射光の大きさの差分を求める演
算回路１００と、所定の基準電圧を出力する基準電圧発
生回路５２と、演算回路１００で求めた差分値と所定の
基準電圧とを比較する演算回路５１と、演算回路５１の
出力により励起光源に供給する電流を制御する駆動回路
７から構成されていた。

【０００７】また図３の光出力自動低下回路は、光ブー
スタアンプ２の励起光源８の状態をモニタする励起光源
モニタ回路９と、光ブースタアンプ２の出力端からの反
射戻り光の大きさをモニタする反射光モニタ回路４と、
励起光源モニタ回路９でモニタされた励起光源８の光出
力レベル、つまり光ブースタアンプ２の光出力レベルに
応じた大きさの基準値を発生する基準値発生回路５２
と、反射光モニタ回路４で検出された反射光の大きさを
基準値発生回路５２からの基準値と比較する演算回路５
１と、この演算回路５１の出力により励起光源８に供給
する電流を制御する駆動回路７から構成されていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図２に示した従来の光
増幅器の光出力自動低下回路では、光ブースタアンプ２
の出力端の接続や解放の状態を判定するために光出力モ
ニタ回路３でモニタした信号光の大きさと反射光モニタ
回路４でモニタした反射戻り光の大きさとの差分を求
め、接続や解放それぞれの状態における差分出力のほぼ
中間に基準電圧を設定し、この２つの信号を比較するこ
とで接続や解放の状態判定を行う必要がある。

【０００９】つまり光出力モニタ回路３で受光した信号
光の大きさと反射光モニタ回路４で受光した反射戻り光
の大きさの差分を求めるために対数演算増幅器が必要で
あり、さらに接続と解放いずれかの状態であるかを判定
するための基準電圧を発生させる基準値発生回路が必要
であり、回路が複雑になるという問題点があった。

【００１０】また図３に示した光増幅器の光出力自動低
下回路では、光ブースタアンプ２の出力端での接続や解
放の状態を、反射戻り光をモニタする反射光モニタ回路
４からの反射戻り光の大きさと基準電圧発生回路５２か
ら出力される基準電圧とを比較することで判定してい
る。

【００１１】この基準電圧発生回路５２は、光ブースタ
アンプ２の光出力と励起光源８の光出力との相関関係を
利用して励起光源９の光出力の大きさをモニタする励起
光源モニタ回路９の出力信号に基づいて基準電圧を発生
させている。

【００１２】つまり基準電圧は光ブースタアンプ２の光
出力レベルに応じた出力端での接続および解放での反射
戻り光レベルの中間に設定している。

【００１３】このように光ブースタアンプ２の光出力を
励起光源８の光出力をモニタすることで相関関係により
求めているため、波長多重（ＷＤＭ）カプラ２１などの
温度特性や励起光源８の劣化により基準電圧がずれ、出
力端の接続や解放の状態を誤判定するという問題点があ
った。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の光増幅器の光出
力自動低下回路は、光送信器から供給される光信号を光
のまま増幅する光増幅器と、光増幅器からの光信号およ
び出力端からの反射戻り光を一定の割合で分岐する光分
岐と、分岐した光増幅器の光信号を光−電気信号変換す
る光出力モニタ回路と、分岐した出力端からの反射戻り
光を光−電気信号変換する反射光モニタ回路と、この光
出力モニタ回路で検出した光信号の大きさと反射光モニ
タ回路で検出した反射戻り光の大きさとを比較する比較
器と、この比較器の出力信号レベルに基づいて光増幅器
の光信号の出力レベルを制御する光出力制御回路とから
構成される。

【００１５】ここで光出力制御回路は、光増幅器の光信
号出力レベルに応じた基準電圧を発生する第１および第
２の基準電圧発生回路と、比較器の出力信号レベルに基
づいて第１基準電圧もしくは第２基準電圧のいずれかを
基準電圧として選択するスイッチと、このスイッチによ
り選択された基準電圧に基づいて光増幅器の増幅度を制
御する光増幅器駆動回路から構成される。

【００１６】

【実施例】本発明の光増幅器の光出力自動低下回路につ
いて図１を参照して説明する。図１は、本発明の光増幅
器の光出力自動低下回路の一実施例を示すブロック図で
ある。本実施例では、光増幅器にＥｒ³⁺添加ファイバを
用いた光ファイバ増幅器を光ブースタアンプに適用した
場合について説明する。

【００１７】図１において、光送信器１の送信端に光ブ
ースタアンプ２が接続され、この光ブースタアンプ２の
出力端には、伝送路が接続されている。この光ブースタ
アンプ２は、波長多重（ＷＤＭ）カプラ２１、Ｅｒ³⁺添
加ファイバ２２、励起光源（励起レーザ）８および光カ
プラ２３から構成される。

【００１８】この光カプラ２３には４つのポートが設け
られており、ポート「１」はＥｒ³⁺添加ファイバに接続
されており、ポート「２」は出力端に接続されており、
ポート「３」は光出力モニタ回路３に接続されており、
ポート「４」は反射光モニタ回路４に接続されている。
ここでポート「１」から入射される光信号は、一定の割
合でポート「２」，ポート「３」に分岐される。ここで
はポート「２」に９０、ポート「３」に１０の割合で分
岐するものとする。またポート「２」から入射される反
射戻り光は、同様に一定の割合でポート「１」，ポート
「４」に分岐される。ここでは、ポート「１」に１０、
ポート「４」には９０の割合で分岐するものとする。な
お光カプラの分岐比は、光出力モニタ回路３および反射
光モニタ回路内４の光−電気変換効率により決定するた
め、本実施例の分岐に限らない。

【００１９】いま光送信器１から入力された信号光は光
ファイバ増幅器により出力端で＋１５ｄＢｍを出力する
ものとする。また光ファイバ増幅器の出力端である光コ
ネクタが伝送路に接続されている場合には、出力端から
の反射戻り光は−３０ｄＢ（約０．１％の戻り光）、解
放されている場合には−１４ｄＢ（約４％の戻り光）と
なるものとして説明を行い、光ファイバの接続損失およ
び光カプラの挿入損失は簡単のため無視する。

【００２０】光ファイバ増幅器から出力される信号光お
よび反射戻り光は、受光素子で光−電気変換され、さら
に各電流−電圧変換増幅器にて光出力モニタ電圧および
反射光モニタ電圧として出力される。２つのモニタ電圧
は比較器５に入力され大小を比較することで光コネクタ
の解放あるいは接続状態を判定する。

【００２１】光モニタ回路３、４内の受光素子の光−電
気変換効率は、ともに１Ａ／Ｗであるものとし、２つの
光モニタ回路３、４の出力は光コネクタの解放と接続状
態により、大小関係が逆転するように２つの電流−電圧
変換増幅器３２、４２のトランスインピーダンス利得を
光出力モニタ用は１．２７ｋΩ、反射光モニタ用は４．
３９ｋΩとした。

【００２２】以下、本実施例の光ブースタアンプの各状
態での動作について述べる。

【００２３】はじめに光コネクタ出力が＋１５ｄＢｍの
とき、出力端が伝送路に接続された状態であれば光出力
モニタ電圧は−４Ｖ、反射光モニタ電圧は−０．１Ｖと
なり、光出力モニタ電圧に比べ反射光モニタ電圧の方が
大きくなる。

【００２４】このとき比較器５の出力制御信号から光出
力一定制御回路は基準電圧１を選択するものとし、光コ
ネクタ出力として＋１５ｄＢｍ一定出力するように励起
レーザダイオードの駆動電流を制御する。

【００２５】つぎに光コネクタが解放状態となった瞬
間、反射戻り光が増加することで反射光モニタ電圧は−
０．５Ｖとなり、光出力モニタ電圧と反射光モニタ電圧
の大小関係は逆転する。これにより比較器５の出力制御
信号が変化し、光出力一定制御回路は基準電圧２を選択
するものとし、光ファイバ増幅器より出力される出力レ
ベルを低下させるように励起レーザダイオードの駆動電
流を制御する。ここでは＋５ｄＢｍの出力に一定制御す
るものとする。

【００２６】この時、光出力モニタ電圧は−０．４Ｖ、
反射光モニタ電圧は−０．５Ｖとなり、＋５ｄＢｍの出
力一定制御は持続される。

【００２７】つぎにこの時の光出力レベルは、人体に影
響を与えないレベルに制御するものであり、＋５ｄＢｍ
に限らない。

【００２８】つぎに再度、光コネクタが伝送路に接続さ
れた瞬間、反射戻り光は減少することで反射光モニタ電
圧は−０．０１Ｖ、光出力モニタ電圧は−０．４Ｖとな
り、光出力モニタ電圧と反射光モニタ電圧の大小関係は
再度逆転する。これにより光出力一定制御回路は再度、
光コネクタ出力として＋１５ｄＢｍ一定出力するように
励起レーザダイオードの駆動電流を制御する。

【００２９】上述したように、光出力モニタ電圧と反射
光モニタ電圧は、常時大小比較しており、関係が逆転す
ることで比較器の出力制御信号が変化する。この信号に
より光出力一定制御回路は通常レベルと低出力レベルの
２つの出力レベルのどちらかを選択して出力する。

【００３０】本実施例の光出力一定制御回路の基準電圧
は、光出力一定制御の光ファイバ増幅器としたため、一
つの基準電圧を用いたが、光送信器のデータ信号“１”
と“０”の割合であるマーク率を補償する場合には、マ
ーク率情報を持った電圧を基準電圧として用いること
で、マーク率補償出力一定制御の光ファイバ増幅器にも
適用可能である。

【００３１】

【発明の効果】このように本発明の光ファイバ増幅器の
光出力一定制御回路は、光ファイバ増幅器の出力端であ
る光コネクタが解放状態になった時、光出力レベルを自
動的に低下させるため、光コネクタの取り付けおよび取
り外し等の作業で誤って高レベルなレーザを直視すると
いった危険を回避でき、さらに再び伝送路へ接続するこ
とで自動的に通常光出力レベルに復帰するため、装置電
源の切入が不要となり非常に取り扱い易くなるという効
果がある。また光コネクタの解放／接続状態の判定に対
数増幅器および基準電圧発生回路が不要となり、回路構
成が簡単になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【符号の説明】１光送信器２光ブースタアンプ３光出力モニタ回路４反射光モニタ回路５比較器６光出力制御回路７駆動回路８励起レーザダイオード１０光受信器

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【図１】

【図３】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光送信器から供給される光信号を増幅す
る光ファイバ増幅器と、その光信号を監視する光出力モニタ回路と、前記光ファイバ増幅器の出力端の光出力コネクタからの
反射光を監視する反射光モニタ回路と、その光ファイバ増幅器の光出力の一部を前記光出力モニ
タ回路で監視して信号変換した光出力モニタ信号と前記
光出力コネクタからの反射光の一部を前記反射光モニタ
回路で監視し信号変換した反射光モニタ信号を常時比較
する比較器と、この比較器の比較出力に基いていずれかの基準電圧を出
力するか選択するスイッチと、このスイッチの動作に基づいて第１または第２基準電圧
に応じた基準電圧を出力し前記光ファイバ増幅器の増幅
度を制御するバイアス供給回路とを具備することを特徴
とする光増幅器の光出力自動低下回路。
【請求項２】前記バイアス回路には、励起レーザダイ
オードとそのダイオードのバイアス電流を低減させる駆
動回路を備えたことを特徴とする請求項１記載の光増幅
器の光出力自動低下回路。
【請求項３】前記光出力コネクタは、コネクタの外れ
が回復した時に自動的に前記励起レーザダイオードのバ
イアス電流と前記光送信器から送信される光出力の復旧
が行なわれることを特徴とする請求項１あるいは請求項
２記載の光増幅器の光出力自動低下回路。
【請求項４】前記光ファイバ増幅器には、前記光増幅
器の出力と前記反射光モニタ回路および光出力モニタ回
路の光ー電気変換効率に基づいて出力分岐比が決定され
る入力ポートと複数の出力ポートを有する光カプラを設
けたことを特徴とする請求項１〜請求項３記載の光増幅
器の光出力自動低下回路。