JPH09153865A - 光増幅器及び該光増幅器を備えた光通信システム - Google Patents
光増幅器及び該光増幅器を備えた光通信システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は光増幅媒体を備えた光増幅器に関
し、利得の波長依存性が小さい光増幅器の提供を目的と
する。 【構成】 光増幅媒体３と、ポンプ光源４と、ポンプ光
を光増幅媒体３へ供給する手段５と、波長が増幅帯域に
含まれるプローブ光を出力するプローブ光源３１と、プ
ローブ光を光増幅媒体へ供給する手段３２と、入力信号
光及びプローブ光のパワーをそれぞれ検出する検出手段
３３及び３４と、検出手段３３及び３４の出力に基づき
プローブ光のパワーを制御する手段３５とから構成す
る。
し、利得の波長依存性が小さい光増幅器の提供を目的と
する。 【構成】 光増幅媒体３と、ポンプ光源４と、ポンプ光
を光増幅媒体３へ供給する手段５と、波長が増幅帯域に
含まれるプローブ光を出力するプローブ光源３１と、プ
ローブ光を光増幅媒体へ供給する手段３２と、入力信号
光及びプローブ光のパワーをそれぞれ検出する検出手段
３３及び３４と、検出手段３３及び３４の出力に基づき
プローブ光のパワーを制御する手段３５とから構成す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、波長分割多重された複
数の信号光の一括増幅に適した光増幅器に関し、さら
に、この光増幅器の光通信システムへの適用に関する。
数の信号光の一括増幅に適した光増幅器に関し、さら
に、この光増幅器の光通信システムへの適用に関する。
【０００２】将来のマルチメディアネットワークを構築
するため、さらなる大容量の光通信システムが要求され
ている。超大容量化を実現するための光通信システムと
して、時分割(Time-Division Multiplexing:ＴＤＭ）シ
ステム、光領域での時分割多重(Optical Time-Division
Multiplexing:ＯＴＤＭ）システム、波長分割多重(Wav
elength-Division Multiplexing:ＷＤＭ) システム等に
関する研究が盛んに行われている。これらのうち、ＷＤ
Ｍシステムは、エルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤ
ＦＡ）の広い利得帯域を活用し光領域でのクロスコネク
トや分岐／挿入或いは異種サービスの多重化を行う柔軟
な光波ネットワークを実現するものとして期待されてい
る。
するため、さらなる大容量の光通信システムが要求され
ている。超大容量化を実現するための光通信システムと
して、時分割(Time-Division Multiplexing:ＴＤＭ）シ
ステム、光領域での時分割多重(Optical Time-Division
Multiplexing:ＯＴＤＭ）システム、波長分割多重(Wav
elength-Division Multiplexing:ＷＤＭ) システム等に
関する研究が盛んに行われている。これらのうち、ＷＤ
Ｍシステムは、エルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤ
ＦＡ）の広い利得帯域を活用し光領域でのクロスコネク
トや分岐／挿入或いは異種サービスの多重化を行う柔軟
な光波ネットワークを実現するものとして期待されてい
る。
【０００３】
【従来の技術】ＷＤＭシステムは、現在世界的に最も普
及している既設の１．３μｍ帯零分散シングルモードフ
ァイバネットワークを用いて超大容量伝送を行う場合
に、他のシステムと比較して有利であると考えられてい
る。これは、各光キャリア当たりの伝送速度が低く、波
長分散許容値や光ファイバの非線形効果で制限される光
入力パワーの許容値を比較的大きく設定することができ
るからである。
及している既設の１．３μｍ帯零分散シングルモードフ
ァイバネットワークを用いて超大容量伝送を行う場合
に、他のシステムと比較して有利であると考えられてい
る。これは、各光キャリア当たりの伝送速度が低く、波
長分散許容値や光ファイバの非線形効果で制限される光
入力パワーの許容値を比較的大きく設定することができ
るからである。
【０００４】ＷＤＭシステムを実現するためには、広帯
域にわたり一定の増幅利得を持つ光増幅器が必要にな
る。ＥＦＤＡは、１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍ程度にわ
たり増幅帯域（利得帯域）を有しているが、その利得は
波長に対して必ずしも一定ではない。即ち、ＥＤＦＡの
利得は信号光の波長に依存して変化するのである。
域にわたり一定の増幅利得を持つ光増幅器が必要にな
る。ＥＦＤＡは、１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍ程度にわ
たり増幅帯域（利得帯域）を有しているが、その利得は
波長に対して必ずしも一定ではない。即ち、ＥＤＦＡの
利得は信号光の波長に依存して変化するのである。
【０００５】ＥＤＦＡの利得の波長依存性を低減させる
技術として、ＡｌをＥｒと共に添加したドープファイバ
の使用が提案されている（C. G. Atkins et al., Elect
ronLett., Vol. 25, pp910-911 (1989)）。また、ＥＤ
ＦＡの動作点を最適化する方法（M. Suyama et al., OA
A '93, MB5-1(1993)）や、光フィルタを使用して利得特
性をフラットにする方法（H. Toba et al., IEEE Photo
n. Technol. Lett., Vol. 5, No.2, pp248(1993)）が提
案されている。
技術として、ＡｌをＥｒと共に添加したドープファイバ
の使用が提案されている（C. G. Atkins et al., Elect
ronLett., Vol. 25, pp910-911 (1989)）。また、ＥＤ
ＦＡの動作点を最適化する方法（M. Suyama et al., OA
A '93, MB5-1(1993)）や、光フィルタを使用して利得特
性をフラットにする方法（H. Toba et al., IEEE Photo
n. Technol. Lett., Vol. 5, No.2, pp248(1993)）が提
案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、利得の
波長依存性を低減させるための上述した従来の各技術
は、それぞれが有する固有の問題の存在により、信号光
の入力パワーやＷＤＭのチャネル数が変化したときに利
得の波長依存性が大きくなることがある、という欠点を
有している。
波長依存性を低減させるための上述した従来の各技術
は、それぞれが有する固有の問題の存在により、信号光
の入力パワーやＷＤＭのチャネル数が変化したときに利
得の波長依存性が大きくなることがある、という欠点を
有している。
【０００７】よって、本発明の目的は、入力パワーやＷ
ＤＭのチャネル数の変化に係わらず利得の波長依存性が
小さい光増幅器を提供することにある。本発明の他の目
的は、この光増幅器が適用される光通信システムを提供
することにある。
ＤＭのチャネル数の変化に係わらず利得の波長依存性が
小さい光増幅器を提供することにある。本発明の他の目
的は、この光増幅器が適用される光通信システムを提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の側面によ
ると、入力信号光に対する増幅帯域を有し、増幅された
信号光を出力する光増幅器であって、上記入力信号光が
供給される光増幅媒体と、ポンプ光を出力するポンプ光
源と、上記光増幅媒体及び上記ポンプ光源に動作的に接
続され上記ポンプ光を上記光増幅媒体へ導入する第１の
光結合手段と、波長が上記増幅帯域に含まれるプローブ
光を出力するプローブ光源と、上記光増幅媒体及び上記
プローブ光源に動作的に接続され上記プローブ光を上記
光増幅媒体へ導入する第２の光結合手段と、上記入力信
号光のパワーを検出する第１のパワー検出手段と、上記
プローブ光のパワーを検出する第２のパワー検出手段
と、上記第１及び第２のパワー検出手段の出力に基づき
上記プローブ光のパワーを制御して上記入力信号光に対
する増幅利得を一定に保つ制御手段とを備えた光増幅器
が提供される。
ると、入力信号光に対する増幅帯域を有し、増幅された
信号光を出力する光増幅器であって、上記入力信号光が
供給される光増幅媒体と、ポンプ光を出力するポンプ光
源と、上記光増幅媒体及び上記ポンプ光源に動作的に接
続され上記ポンプ光を上記光増幅媒体へ導入する第１の
光結合手段と、波長が上記増幅帯域に含まれるプローブ
光を出力するプローブ光源と、上記光増幅媒体及び上記
プローブ光源に動作的に接続され上記プローブ光を上記
光増幅媒体へ導入する第２の光結合手段と、上記入力信
号光のパワーを検出する第１のパワー検出手段と、上記
プローブ光のパワーを検出する第２のパワー検出手段
と、上記第１及び第２のパワー検出手段の出力に基づき
上記プローブ光のパワーを制御して上記入力信号光に対
する増幅利得を一定に保つ制御手段とを備えた光増幅器
が提供される。
【０００９】望ましくは、上記入力信号光は、波長分割
多重された複数の信号光からなる。また、望ましくは、
この光増幅器は、増幅された信号光のパワーを検出する
第３のパワー検出手段と、第３のパワー検出手段の出力
が一定になるようにポンプ光のパワーを制御する手段と
をさらに備えている。
多重された複数の信号光からなる。また、望ましくは、
この光増幅器は、増幅された信号光のパワーを検出する
第３のパワー検出手段と、第３のパワー検出手段の出力
が一定になるようにポンプ光のパワーを制御する手段と
をさらに備えている。
【００１０】本発明の第２の側面によると、波長分割多
重信号光を増幅して出力する光増幅器であって、上記波
長分割多重信号光が供給される光増幅媒体と、該光増幅
媒体をポンピングする手段と、上記光増幅媒体から出力
する増幅された波長分割多重信号光のスペクトラムを検
出するモニタ手段と、該検出されたスペクトラムに基づ
き、上記光増幅媒体の利得と波長との関係を表す利得特
性が依存するパラメータを制御し、上記波長分割多重信
号光のそれぞれの波長を含む帯域における上記利得特性
がフラットになるようにするパラメータ制御手段とを備
えた光増幅器が提供される。
重信号光を増幅して出力する光増幅器であって、上記波
長分割多重信号光が供給される光増幅媒体と、該光増幅
媒体をポンピングする手段と、上記光増幅媒体から出力
する増幅された波長分割多重信号光のスペクトラムを検
出するモニタ手段と、該検出されたスペクトラムに基づ
き、上記光増幅媒体の利得と波長との関係を表す利得特
性が依存するパラメータを制御し、上記波長分割多重信
号光のそれぞれの波長を含む帯域における上記利得特性
がフラットになるようにするパラメータ制御手段とを備
えた光増幅器が提供される。
【００１１】本発明の光通信システムは、波長分割多重
信号光を出力する第１の端局と、該波長分割多重信号光
を増幅して出力する光中継器と、該光中継器から出力さ
れる増幅された波長分割多重信号光を受ける第２の端局
とを備えている。
信号光を出力する第１の端局と、該波長分割多重信号光
を増幅して出力する光中継器と、該光中継器から出力さ
れる増幅された波長分割多重信号光を受ける第２の端局
とを備えている。
【００１２】第１の端局は、波長分割多重信号光の少な
くとも２つのチャネルをそれぞれ異なる周波数のパイロ
ット信号で変調する手段を含む。光中継器は、本発明の
第２の側面による光増幅器を含む。そしてそのモニタ手
段は、各パイロット信号に対応する成分を検出する手段
を含み、パラメータ制御手段は、検出された各成分の振
幅がほぼ一定になるように制御する手段を含む。
くとも２つのチャネルをそれぞれ異なる周波数のパイロ
ット信号で変調する手段を含む。光中継器は、本発明の
第２の側面による光増幅器を含む。そしてそのモニタ手
段は、各パイロット信号に対応する成分を検出する手段
を含み、パラメータ制御手段は、検出された各成分の振
幅がほぼ一定になるように制御する手段を含む。
【００１３】
【作用】本発明の第１の側面による光増幅器において
は、入力信号光及びプローブ光のパワーの検出結果に基
づきプローブ光のパワーを制御して入力光に対する増幅
利得を一定に保つようにしているので、入力パワー等の
変化に係わらずある特定の帯域における利得の波長依存
性を実質的になくすことができる。
は、入力信号光及びプローブ光のパワーの検出結果に基
づきプローブ光のパワーを制御して入力光に対する増幅
利得を一定に保つようにしているので、入力パワー等の
変化に係わらずある特定の帯域における利得の波長依存
性を実質的になくすことができる。
【００１４】本発明の第２の側面による光増幅器におい
ては、増幅された波長分割多重信号光のスペクトラムが
検出され、この検出されたスペクトラムに基づく制御が
行われるので、入力パワーやＷＤＭのチャネル数の変化
に係わらず利得の波長依存性を実質的になくすことがで
きる。
ては、増幅された波長分割多重信号光のスペクトラムが
検出され、この検出されたスペクトラムに基づく制御が
行われるので、入力パワーやＷＤＭのチャネル数の変化
に係わらず利得の波長依存性を実質的になくすことがで
きる。
【００１５】本発明の光通信システムにおいては、波長
分割多重信号光の少なくとも２つのチャネルがそれぞれ
異なる周波数のパイロット信号により変調されているの
で、光中継器において各パイロット信号に対応する成分
を検出することによって、増幅された波長分割多重信号
光のスペクトラムの概要をモニタリングすることができ
る。
分割多重信号光の少なくとも２つのチャネルがそれぞれ
異なる周波数のパイロット信号により変調されているの
で、光中継器において各パイロット信号に対応する成分
を検出することによって、増幅された波長分割多重信号
光のスペクトラムの概要をモニタリングすることができ
る。
【００１６】尚、各パイロット信号は、第１の端局にお
ける波長分割多重信号光の波長安定化のために使用され
る低周波重畳信号と兼用することができる。
ける波長分割多重信号光の波長安定化のために使用され
る低周波重畳信号と兼用することができる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に従って詳
細に説明する。図１は本発明を適用可能な光増幅器の基
本構成を示すブロック図である。この光増幅器は、入力
ポート１への入力信号光に対する増幅帯域を有してお
り、増幅された信号光を出力ポート２から出力する。
細に説明する。図１は本発明を適用可能な光増幅器の基
本構成を示すブロック図である。この光増幅器は、入力
ポート１への入力信号光に対する増幅帯域を有してお
り、増幅された信号光を出力ポート２から出力する。
【００１８】入力信号光は光増幅媒体３へ供給される。
光増幅媒体３は、一般的には、Ｅｒ（エルビウム）等の
希土類元素がドープされたドープファイバである。ポン
プ光源４からのポンプ光が光結合手段５を介して光増幅
媒体３へ導入される。これにより光増幅媒体３がポンピ
ング状態となり、波長が特定の帯域に含まれる信号光に
対する増幅作用が生じる。エルビウムドープファイバを
波長０．９８μｍのポンプ光でポンピングした場合、
１．５５μｍ帯の信号光が増幅される。
光増幅媒体３は、一般的には、Ｅｒ（エルビウム）等の
希土類元素がドープされたドープファイバである。ポン
プ光源４からのポンプ光が光結合手段５を介して光増幅
媒体３へ導入される。これにより光増幅媒体３がポンピ
ング状態となり、波長が特定の帯域に含まれる信号光に
対する増幅作用が生じる。エルビウムドープファイバを
波長０．９８μｍのポンプ光でポンピングした場合、
１．５５μｍ帯の信号光が増幅される。
【００１９】信号光とポンプ光とを光増幅媒体３内で同
じ方向に伝搬させる場合には、光結合手段５は例えば入
力ポート１と光増幅媒体３の間に設けられるＷＤＭカプ
ラを含み、信号光とポンプ光とを光増幅媒体内で互いに
逆方向に伝搬させる場合には、光結合手段５は例えば光
増幅媒体３と出力ポート２の間に設けられるＷＤＭカプ
ラを含む。
じ方向に伝搬させる場合には、光結合手段５は例えば入
力ポート１と光増幅媒体３の間に設けられるＷＤＭカプ
ラを含み、信号光とポンプ光とを光増幅媒体内で互いに
逆方向に伝搬させる場合には、光結合手段５は例えば光
増幅媒体３と出力ポート２の間に設けられるＷＤＭカプ
ラを含む。
【００２０】以下、エルビウムドープファイバ増幅器
（ＥＤＦＡ）を例に取り、その特性等について説明す
る。図２は、ＥＤＦＡにおける典型的なＡＳＥ（Amplif
ied Spontaneous Emisson)のスペクトラムを示す図であ
る。縦軸はパワー（ｄＢｍ）、横軸は波長（μｍ）であ
る。
（ＥＤＦＡ）を例に取り、その特性等について説明す
る。図２は、ＥＤＦＡにおける典型的なＡＳＥ（Amplif
ied Spontaneous Emisson)のスペクトラムを示す図であ
る。縦軸はパワー（ｄＢｍ）、横軸は波長（μｍ）であ
る。
【００２１】ＡＳＥスペクトラムは、光増幅器の小信号
に対する利得特性をほぼ反映していることが知られてい
る。ここで、利得特性は、光増幅媒体における利得と入
力信号光の波長との関係を表すものである。
に対する利得特性をほぼ反映していることが知られてい
る。ここで、利得特性は、光増幅媒体における利得と入
力信号光の波長との関係を表すものである。
【００２２】図２から理解されるように、１．５３５μ
ｍ近辺に利得のピークがあり、利得特性はフラットでは
ない。図３は、光増幅器の利得と光出力パワーとの関係
を示す図である。ＮＳＲで示す非飽和領域は、ＥＤＦＡ
において反転分布状態となっているＥｒイオンの割合が
大きく、出力光パワーの変化に係わらず一定利得が得ら
れる状態に対応している。
ｍ近辺に利得のピークがあり、利得特性はフラットでは
ない。図３は、光増幅器の利得と光出力パワーとの関係
を示す図である。ＮＳＲで示す非飽和領域は、ＥＤＦＡ
において反転分布状態となっているＥｒイオンの割合が
大きく、出力光パワーの変化に係わらず一定利得が得ら
れる状態に対応している。
【００２３】ＳＲで示される飽和領域は、反転分布状態
のＥｒイオンの割合が減少し、光出力パワーが増大する
のに従って利得が急激に低下している状態を示してい
る。非飽和領域にあるか飽和領域にあるかは、例えばポ
ンプ光のパワーによって決定される。入力パワーに対し
てポンプ光のパワーが十分にある場合には、反転分布状
態となっているＥｒイオンの割合が大きくなり非飽和領
域となり、一方、入力パワーに対してポンプ光のパワー
が小さい場合には、反転分布状態のＥｒイオンの割合が
減少し、飽和領域となる。
のＥｒイオンの割合が減少し、光出力パワーが増大する
のに従って利得が急激に低下している状態を示してい
る。非飽和領域にあるか飽和領域にあるかは、例えばポ
ンプ光のパワーによって決定される。入力パワーに対し
てポンプ光のパワーが十分にある場合には、反転分布状
態となっているＥｒイオンの割合が大きくなり非飽和領
域となり、一方、入力パワーに対してポンプ光のパワー
が小さい場合には、反転分布状態のＥｒイオンの割合が
減少し、飽和領域となる。
【００２４】非飽和領域及び飽和領域で動作している光
増幅器をそれぞれ複数直列に接続したときのＡＳＥ帯域
を測定した例を図４により説明する。図４は、ＡＳＥの
３ｄＢ帯域幅（ｎｍ）と、光増幅器の段数との関係を示
す図である。３ｄＢ帯域幅が大きいほど、利得特性がフ
ラットとなる。
増幅器をそれぞれ複数直列に接続したときのＡＳＥ帯域
を測定した例を図４により説明する。図４は、ＡＳＥの
３ｄＢ帯域幅（ｎｍ）と、光増幅器の段数との関係を示
す図である。３ｄＢ帯域幅が大きいほど、利得特性がフ
ラットとなる。
【００２５】光増幅器の段数が増大すると、非飽和領域
で動作している場合には３ｄＢ帯域幅の減少は少ない
が、飽和領域で動作している場合には、３ｄＢ帯域幅が
急激に減少していることがわかる。このことは、光送信
機を含む第１の端局と光受信機を含む第２の端局とこれ
らの間に設けられる複数の光増幅器（光中継器）とを備
えた多段中継システムにＷＤＭを適用したときに、利得
特性がフラットでないことによる受信感度の低下等の致
命的な影響が現れることを示している。
で動作している場合には３ｄＢ帯域幅の減少は少ない
が、飽和領域で動作している場合には、３ｄＢ帯域幅が
急激に減少していることがわかる。このことは、光送信
機を含む第１の端局と光受信機を含む第２の端局とこれ
らの間に設けられる複数の光増幅器（光中継器）とを備
えた多段中継システムにＷＤＭを適用したときに、利得
特性がフラットでないことによる受信感度の低下等の致
命的な影響が現れることを示している。
【００２６】図５は反転分布状態をパラメータとした利
得特性の変化を説明するための図である。縦軸はローカ
ル利得（ｄＢ／ｍ）、横軸は波長（ｎｍ）である。反転
分布状態を表すパラメータＮ２／Ｎｔは、反転分布状態
にあるＥｒイオンの全Ｅｒイオンに対する割合を示して
いる。Ｎ２／Ｎｔ＝１である場合、全Ｅｒのイオンが上
位の準位に遷移して完全な反転分布が得られていること
になる。
得特性の変化を説明するための図である。縦軸はローカ
ル利得（ｄＢ／ｍ）、横軸は波長（ｎｍ）である。反転
分布状態を表すパラメータＮ２／Ｎｔは、反転分布状態
にあるＥｒイオンの全Ｅｒイオンに対する割合を示して
いる。Ｎ２／Ｎｔ＝１である場合、全Ｅｒのイオンが上
位の準位に遷移して完全な反転分布が得られていること
になる。
【００２７】Ｎ２／Ｎｔが変化するのに従って、利得特
性が連続的に変化していることが明らかである。典型的
なＥＤＦＡにおいては、ポンプ光のパワーは、光出力パ
ワーが一定になるように制御されている。また、ＥＤＦ
Ａへ入力する信号光のパワーは、システムの使用条件や
経時劣化により変化する。この変化に追従して前述のよ
うに光出力パワーが一定になるような制御を行うと、反
転分布状態が変化することになり、利得特性、即ち利得
の波長依存性が大きく変化してしまうのである。なぜな
らば、図３による説明にあったように、利得特性がポン
プ光のパワーに大きく依存するからである。
性が連続的に変化していることが明らかである。典型的
なＥＤＦＡにおいては、ポンプ光のパワーは、光出力パ
ワーが一定になるように制御されている。また、ＥＤＦ
Ａへ入力する信号光のパワーは、システムの使用条件や
経時劣化により変化する。この変化に追従して前述のよ
うに光出力パワーが一定になるような制御を行うと、反
転分布状態が変化することになり、利得特性、即ち利得
の波長依存性が大きく変化してしまうのである。なぜな
らば、図３による説明にあったように、利得特性がポン
プ光のパワーに大きく依存するからである。
【００２８】従って、光フィルタを用いて利得特性をフ
ラットにする従来の技術は、入力光パワーに応じて光フ
ィルタの特性を変化させる制御を必要とし、システムが
著しく複雑化することになる。
ラットにする従来の技術は、入力光パワーに応じて光フ
ィルタの特性を変化させる制御を必要とし、システムが
著しく複雑化することになる。
【００２９】図５において、Ｎ２／Ｎｔ＝０．７の近傍
で１５４０〜１５６０ｎｍの帯域に対してフラットな利
得特性が得られることがわかる。従って、常にＥＤＦＡ
の動作状態をこの反転分布状態に維持することができれ
ば、利得の波長依存性をなくせることになる。
で１５４０〜１５６０ｎｍの帯域に対してフラットな利
得特性が得られることがわかる。従って、常にＥＤＦＡ
の動作状態をこの反転分布状態に維持することができれ
ば、利得の波長依存性をなくせることになる。
【００３０】例えば、ポンプ光のパワーを最適に制御す
ることによって、光増幅器の利得を一定に保つ技術が、
電子情報通信学会技術研究報告、OCS94-66,pp31-36に示
されている。
ることによって、光増幅器の利得を一定に保つ技術が、
電子情報通信学会技術研究報告、OCS94-66,pp31-36に示
されている。
【００３１】図６は利得を一定に保つ従来技術を示すブ
ロック図である。入力ポート１１からの信号光は、光ア
イソレータ１２を介してＷＤＭカプラ１３へ供給され
る。ポンプＬＤ１４からのポンプ光がＷＤＭカプラ１３
において信号光と加え合わされ、信号光及びポンプ光は
ＥＤＦ（エルビウムドープファイバ）１５に入力する。
ロック図である。入力ポート１１からの信号光は、光ア
イソレータ１２を介してＷＤＭカプラ１３へ供給され
る。ポンプＬＤ１４からのポンプ光がＷＤＭカプラ１３
において信号光と加え合わされ、信号光及びポンプ光は
ＥＤＦ（エルビウムドープファイバ）１５に入力する。
【００３２】ＥＤＦ１５において増幅された信号光は、
光アイソレータ１６、光減衰器１７及び光カプラ１８を
この順に通って出力ポート１９から出力される。ポンプ
ＬＤ１４の駆動電流は自動ファイバ利得コントローラ
（ＡＦＧＣ）２０によって制御される。利得コントロー
ラ２０は、ＥＤＦ１５から出力されるＡＳＥのパワー等
に基づき、ＥＤＦ１５における利得が一定になるように
ポンプ光のパワーを制御する。
光アイソレータ１６、光減衰器１７及び光カプラ１８を
この順に通って出力ポート１９から出力される。ポンプ
ＬＤ１４の駆動電流は自動ファイバ利得コントローラ
（ＡＦＧＣ）２０によって制御される。利得コントロー
ラ２０は、ＥＤＦ１５から出力されるＡＳＥのパワー等
に基づき、ＥＤＦ１５における利得が一定になるように
ポンプ光のパワーを制御する。
【００３３】増幅された信号光の一部は光カプラ１８に
おいて分岐され、この分岐光はフォトディテクタ２１に
よって電気信号に変換される。自動パワーコントローラ
（ＡＰＣ）２２は、フォトディテクタ２１の出力信号の
レベルが一定になるように光減衰器の減衰率を制御す
る。
おいて分岐され、この分岐光はフォトディテクタ２１に
よって電気信号に変換される。自動パワーコントローラ
（ＡＰＣ）２２は、フォトディテクタ２１の出力信号の
レベルが一定になるように光減衰器の減衰率を制御す
る。
【００３４】図６に示される光増幅器において注目すべ
き点は、ＥＤＦ１５における利得を一定に保つために、
ポンプ光のパワーを制御しているところにある。このこ
とにより光増幅器の出力パワーを一定に保つ自動パワー
制御（ＡＰＣ）を行うために、ＥＤＦ１５で増幅された
信号光を減衰率が制御される光減衰器１７によりわざわ
ざ減衰させているのである。
き点は、ＥＤＦ１５における利得を一定に保つために、
ポンプ光のパワーを制御しているところにある。このこ
とにより光増幅器の出力パワーを一定に保つ自動パワー
制御（ＡＰＣ）を行うために、ＥＤＦ１５で増幅された
信号光を減衰率が制御される光減衰器１７によりわざわ
ざ減衰させているのである。
【００３５】従って、この従来技術は、光減衰器の使用
による最大光出力パワーの低下や、減衰率可変型の光減
衰器を使用することによるコストの増大といった欠点を
有している。
による最大光出力パワーの低下や、減衰率可変型の光減
衰器を使用することによるコストの増大といった欠点を
有している。
【００３６】図７は本発明の第１の側面による光増幅器
の基本構成を示すブロック図である。この光増幅器は、
図１の構成と同様に、入力ポート１及び２とこれらの間
の主光路に設けられる光増幅媒体３とを備えており、ポ
ンプ光源４からのポンプ光は、第１の光結合手段５によ
って光増幅媒体３へ導入される。
の基本構成を示すブロック図である。この光増幅器は、
図１の構成と同様に、入力ポート１及び２とこれらの間
の主光路に設けられる光増幅媒体３とを備えており、ポ
ンプ光源４からのポンプ光は、第１の光結合手段５によ
って光増幅媒体３へ導入される。
【００３７】図７の基本構成は、さらに、プローブ光を
出力するプローブ光源３１と、プローブ光を光増幅媒体
３へ導入する第２の光結合手段３２と、入力信号光のパ
ワーを検出する第１のパワー検出手段３３と、プローブ
光のパワーを検出する第２のパワー検出手段３４と、パ
ワー検出手段３３及び３４の出力に基づきプローブ光の
パワーを制御する制御手段３５とを備えている。
出力するプローブ光源３１と、プローブ光を光増幅媒体
３へ導入する第２の光結合手段３２と、入力信号光のパ
ワーを検出する第１のパワー検出手段３３と、プローブ
光のパワーを検出する第２のパワー検出手段３４と、パ
ワー検出手段３３及び３４の出力に基づきプローブ光の
パワーを制御する制御手段３５とを備えている。
【００３８】プローブ光源３１から出力されるプローブ
光の波長は、光増幅媒体の増幅帯域に含まれており、こ
の波長は望ましくは信号光の波長とは異なる。制御手段
３５による制御の結果、入力信号光に対する光増幅媒体
の増幅利得は一定に保たれる。
光の波長は、光増幅媒体の増幅帯域に含まれており、こ
の波長は望ましくは信号光の波長とは異なる。制御手段
３５による制御の結果、入力信号光に対する光増幅媒体
の増幅利得は一定に保たれる。
【００３９】望ましくは、この基本構成は、光増幅媒体
で増幅された信号光のパワーを検出する第３のパワー検
出手段３６と、パワー検出手段３６の出力が一定になる
ようにポンプ光のパワーを制御する手段３７とをさらに
備えている。
で増幅された信号光のパワーを検出する第３のパワー検
出手段３６と、パワー検出手段３６の出力が一定になる
ようにポンプ光のパワーを制御する手段３７とをさらに
備えている。
【００４０】また、望ましくは、制御手段３５は、パワ
ー検出手段３３及び３４の出力に基づく演算を行ってそ
の演算結果を出力する演算手段３８と、演算手段３８の
出力が一定になるようにプローブ光源３１を制御する手
段３９とを含む。
ー検出手段３３及び３４の出力に基づく演算を行ってそ
の演算結果を出力する演算手段３８と、演算手段３８の
出力が一定になるようにプローブ光源３１を制御する手
段３９とを含む。
【００４１】演算手段３８は、例えば、第１のパワー検
出手段３３の出力Ｓ1 に第１の定数ａを乗じた値ａＳ1
を、第２のパワー検出手段３４の出力Ｓ2 に第２の定数
ｂを乗じた値ｂＳ2 に加えて、その値に対応したレベル
を有する信号を出力する。そして、そのレベルが一定に
なるように、手段３９がプローブ光源３１を制御する。
出手段３３の出力Ｓ1 に第１の定数ａを乗じた値ａＳ1
を、第２のパワー検出手段３４の出力Ｓ2 に第２の定数
ｂを乗じた値ｂＳ2 に加えて、その値に対応したレベル
を有する信号を出力する。そして、そのレベルが一定に
なるように、手段３９がプローブ光源３１を制御する。
【００４２】手段３６及び３７は、この光増幅器の出力
パワーを一定に保つＡＰＣを行うためのものである。こ
こでは、ＡＰＣによってポンプ光のパワーが制御されて
いるので、これに伴い反転分布の割合Ｎ２／Ｎｔが変化
してしまう。その結果、図５から明らかなように、ＡＰ
Ｃのために制御されたポンプ光のパワーは利得の波長依
存性を変化させる。
パワーを一定に保つＡＰＣを行うためのものである。こ
こでは、ＡＰＣによってポンプ光のパワーが制御されて
いるので、これに伴い反転分布の割合Ｎ２／Ｎｔが変化
してしまう。その結果、図５から明らかなように、ＡＰ
Ｃのために制御されたポンプ光のパワーは利得の波長依
存性を変化させる。
【００４３】本発明の第１の側面によると、利得の波長
依存性を一定に保つために、プローブ光のパワーが制御
される。即ち、ＡＰＣのためのポンプ光のパワー制御に
起因するＮ２／Ｎｔの変化とは独立に、プローブ光のパ
ワーによってＮ２／Ｎｔを変化させることによって、利
得の波長依存性を一定にしているのである。
依存性を一定に保つために、プローブ光のパワーが制御
される。即ち、ＡＰＣのためのポンプ光のパワー制御に
起因するＮ２／Ｎｔの変化とは独立に、プローブ光のパ
ワーによってＮ２／Ｎｔを変化させることによって、利
得の波長依存性を一定にしているのである。
【００４４】条件の設定は具体的には例えば次のように
なされる。入力信号光のパワーの変化（ＷＤＭが適用さ
れている場合におけるチャネル数の変化によるものを含
む）の最大値と最小値のほぼ中間のときに、プローブ光
のパワーが制御可能な範囲の中間程度となるようにして
おく。この設定の下で、光増幅器の出力パワーが予め定
められた値となり、且つ、利得特性がフラットになるよ
うに、光増幅媒体３のパラメータやポンプ光のパワーが
設定される。光増幅媒体３のパラメータは、例えばＥＤ
Ｆの長さやドープされたＥｒイオンの濃度である。
なされる。入力信号光のパワーの変化（ＷＤＭが適用さ
れている場合におけるチャネル数の変化によるものを含
む）の最大値と最小値のほぼ中間のときに、プローブ光
のパワーが制御可能な範囲の中間程度となるようにして
おく。この設定の下で、光増幅器の出力パワーが予め定
められた値となり、且つ、利得特性がフラットになるよ
うに、光増幅媒体３のパラメータやポンプ光のパワーが
設定される。光増幅媒体３のパラメータは、例えばＥＤ
Ｆの長さやドープされたＥｒイオンの濃度である。
【００４５】尚、ポンプ光源４の最大出力については、
入力信号光のパワーが最小値となった場合であっても上
述の予め定められたパワーの光出力が得られるように余
力を残しておくことが望ましい。
入力信号光のパワーが最小値となった場合であっても上
述の予め定められたパワーの光出力が得られるように余
力を残しておくことが望ましい。
【００４６】このような設定により、図５において例え
ばＮ２／Ｎｔが０．７で一定になるような制御を行うこ
とができる。Ｎ２／Ｎｔがほぼ０．７で一定に保たれる
と、ＦＧＲで示される平坦利得領域に波長が含まれる信
号光に対して一定の利得特性を得ることができる。図５
の例では、平坦利得領域ＦＧＲは１５４０〜１５６０ｎ
ｍの範囲である。
ばＮ２／Ｎｔが０．７で一定になるような制御を行うこ
とができる。Ｎ２／Ｎｔがほぼ０．７で一定に保たれる
と、ＦＧＲで示される平坦利得領域に波長が含まれる信
号光に対して一定の利得特性を得ることができる。図５
の例では、平坦利得領域ＦＧＲは１５４０〜１５６０ｎ
ｍの範囲である。
【００４７】入力信号光のパワーが小さくなる方向に変
化した場合、反転分布状態にあるＥｒイオンの数が増加
してＮ２／Ｎｔの値が大きくなるので、長波長側の利得
に対して短波長側の利得が相対的に大きくなる（図５参
照）。そこで、入力信号のパワーが減少するのに従って
プローブ光のパワーを増大させることによって、Ｎ２／
Ｎｔの値が０．７に戻るようにし、これによりフラット
な利得特性が保たれる。
化した場合、反転分布状態にあるＥｒイオンの数が増加
してＮ２／Ｎｔの値が大きくなるので、長波長側の利得
に対して短波長側の利得が相対的に大きくなる（図５参
照）。そこで、入力信号のパワーが減少するのに従って
プローブ光のパワーを増大させることによって、Ｎ２／
Ｎｔの値が０．７に戻るようにし、これによりフラット
な利得特性が保たれる。
【００４８】一方、入力信号光のパワーが大きくなる方
向に変化した場合には、反転分布状態にあるＥｒイオン
の数が減少してＮ２／Ｎｔの値が小さくなるので（図５
参照）、長波長側の利得が短波長側の利得と比べて相対
的に大きくなる。そこで、入力信号光のパワーが増加す
るのに従ってプローブ光のパワーを減少させることによ
って、Ｎ２／Ｎｔの値が０．７で保たれる。
向に変化した場合には、反転分布状態にあるＥｒイオン
の数が減少してＮ２／Ｎｔの値が小さくなるので（図５
参照）、長波長側の利得が短波長側の利得と比べて相対
的に大きくなる。そこで、入力信号光のパワーが増加す
るのに従ってプローブ光のパワーを減少させることによ
って、Ｎ２／Ｎｔの値が０．７で保たれる。
【００４９】光増幅媒体３へ供給される信号光及びプロ
ーブ光のパワーがほぼ一定になるような制御を行うこと
によって、Ｎ２／Ｎｔをほぼ一定に保つことができる。
演算手段３８における前述した演算の例示は、このよう
な制御をロスの補償等を行いつつ実現するために適切な
ものである。
ーブ光のパワーがほぼ一定になるような制御を行うこと
によって、Ｎ２／Ｎｔをほぼ一定に保つことができる。
演算手段３８における前述した演算の例示は、このよう
な制御をロスの補償等を行いつつ実現するために適切な
ものである。
【００５０】図８は図７の光増幅器の第１実施例を示す
ブロック図である。入力ポート１と出力ポート２の間に
は、光アイソレータ４１、光カプラ４２、ＷＤＭカブラ
４３、光カプラ４４、ＥＤＦ４５、光アイソレータ４
６、光バンドパスフィルタ４７及び光カプラ４８がこの
順に光学的に接続されており、これにより信号光の主光
路が形成されている。
ブロック図である。入力ポート１と出力ポート２の間に
は、光アイソレータ４１、光カプラ４２、ＷＤＭカブラ
４３、光カプラ４４、ＥＤＦ４５、光アイソレータ４
６、光バンドパスフィルタ４７及び光カプラ４８がこの
順に光学的に接続されており、これにより信号光の主光
路が形成されている。
【００５１】光カプラ４２は入力信号光の一部を主光路
から分岐するためのものであり、この分岐光はフォトデ
ィテクタ（フォトダイオード）４９によって電気信号に
変換され増幅器５０を介して制御回路５１へ供給され
る。
から分岐するためのものであり、この分岐光はフォトデ
ィテクタ（フォトダイオード）４９によって電気信号に
変換され増幅器５０を介して制御回路５１へ供給され
る。
【００５２】ポンプ駆動回路５２によって駆動されてい
るレーザダイオード５３からのポンプ光が、ＷＤＭカプ
ラによって主光路に導入され、このポンプ光は光カプラ
４４を経てＥＤＦ４５の第１端へ供給される。ＥＤＦ４
５の第１端は主光路の上流側に、第２端は下流側にあ
る。
るレーザダイオード５３からのポンプ光が、ＷＤＭカプ
ラによって主光路に導入され、このポンプ光は光カプラ
４４を経てＥＤＦ４５の第１端へ供給される。ＥＤＦ４
５の第１端は主光路の上流側に、第２端は下流側にあ
る。
【００５３】プローブ駆動回路５４によって駆動されて
いるレーザダイオード５５からのプローブ光は、光カプ
ラ４４によって主光路に導入され、ＥＤＦ４５の第１端
へ供給される。
いるレーザダイオード５５からのプローブ光は、光カプ
ラ４４によって主光路に導入され、ＥＤＦ４５の第１端
へ供給される。
【００５４】レーザダイオード５５は、パワーが互いに
等しく或いは比例して変化するフォワード光及びバック
ワード光を出力し、この例ではフォワード光がプローブ
光として用いられる。バックワード光はフォトディテク
タ５６により電気信号に変換され、この電気信号は増幅
器５７で増幅されて制御回路５１へ供給される。
等しく或いは比例して変化するフォワード光及びバック
ワード光を出力し、この例ではフォワード光がプローブ
光として用いられる。バックワード光はフォトディテク
タ５６により電気信号に変換され、この電気信号は増幅
器５７で増幅されて制御回路５１へ供給される。
【００５５】光バンドパスフィルタ４７は、ＥＤＦ４５
で増幅された信号光を通過させ、増幅されたプローブ光
を実質的に遮断する。光バンドパスフィルタ４７は、さ
らに、ＥＤＦ４５における光増幅過程で消費されなかっ
たポンプ光を遮断する。
で増幅された信号光を通過させ、増幅されたプローブ光
を実質的に遮断する。光バンドパスフィルタ４７は、さ
らに、ＥＤＦ４５における光増幅過程で消費されなかっ
たポンプ光を遮断する。
【００５６】光バンドパスフィルタ４７を通過した光の
一部は、光カプラ４８で分岐され、フォトディテクタ５
８により電気信号に変換される。この電気信号は増幅器
５９で増幅されてＡＰＣ回路６０へ供給される。
一部は、光カプラ４８で分岐され、フォトディテクタ５
８により電気信号に変換される。この電気信号は増幅器
５９で増幅されてＡＰＣ回路６０へ供給される。
【００５７】プローブ駆動回路５４がレーザダイオード
５５へ供給する電流は、制御回路５１によって制御さ
れ、ポンプ駆動回路５２がレーザダイオード５３へ供給
する電流は、ＡＰＣ回路６０によって制御される。
５５へ供給する電流は、制御回路５１によって制御さ
れ、ポンプ駆動回路５２がレーザダイオード５３へ供給
する電流は、ＡＰＣ回路６０によって制御される。
【００５８】各図において実質的に同一の部分には同一
の符号が付されている。図７及び図８の各部分の対応関
係は次の通りである。第１のパワー検出手段３３は光カ
プラ４２、フォトディテクタ４９及び増幅器５０に対応
し、第２のパワー検出手段３４はフォトディテクタ５６
及び増幅器５７に対応し、制御手段３５は制御回路５１
に対応し、プローブ光源３１はプローブ駆動回路５４及
びレーザダイオード５５に対応し、第２の光結合手段３
２は光カプラ４４に対応し、光増幅媒体３はＥＤＦ４５
に対応し、第１の光結合手段５はＷＤＭカプラ４３に対
応し、ポンプ光源４はポンプ駆動回路５２及びレーザダ
イオード５３に対応し、第３のパワー検出手段３６は光
バンドパスフィルタ４７、光カプラ４８、フォトディテ
クタ５８及び増幅器５９に対応し、手段３７はＡＰＣ回
路６０に対応している。
の符号が付されている。図７及び図８の各部分の対応関
係は次の通りである。第１のパワー検出手段３３は光カ
プラ４２、フォトディテクタ４９及び増幅器５０に対応
し、第２のパワー検出手段３４はフォトディテクタ５６
及び増幅器５７に対応し、制御手段３５は制御回路５１
に対応し、プローブ光源３１はプローブ駆動回路５４及
びレーザダイオード５５に対応し、第２の光結合手段３
２は光カプラ４４に対応し、光増幅媒体３はＥＤＦ４５
に対応し、第１の光結合手段５はＷＤＭカプラ４３に対
応し、ポンプ光源４はポンプ駆動回路５２及びレーザダ
イオード５３に対応し、第３のパワー検出手段３６は光
バンドパスフィルタ４７、光カプラ４８、フォトディテ
クタ５８及び増幅器５９に対応し、手段３７はＡＰＣ回
路６０に対応している。
【００５９】図７に示される演算手段３８が既に例示さ
れている演算を行う場合において、Ｎ２／Ｎｔを正確に
一定に保つためには、増幅された信号光及びプローブ光
のパワーと光増幅媒体から出力されるＡＳＥ成分のパワ
ーとを検出し、これらの総和が一定になるような制御を
行うことが要求される。このとき、光増幅媒体への総入
力パワーはプローブ光の制御により一定に保たれ、且
つ、光増幅器の光出力の総和も一定に保たれるので、こ
の光増幅器は結局一定の利得を保つこととなり、Ｎ２／
Ｎｔは一定に保たれる。
れている演算を行う場合において、Ｎ２／Ｎｔを正確に
一定に保つためには、増幅された信号光及びプローブ光
のパワーと光増幅媒体から出力されるＡＳＥ成分のパワ
ーとを検出し、これらの総和が一定になるような制御を
行うことが要求される。このとき、光増幅媒体への総入
力パワーはプローブ光の制御により一定に保たれ、且
つ、光増幅器の光出力の総和も一定に保たれるので、こ
の光増幅器は結局一定の利得を保つこととなり、Ｎ２／
Ｎｔは一定に保たれる。
【００６０】図８の実施例においては、第３のパワー検
出手段３６（図７参照）が光バンドパスフィルタ４７を
含んでおり、光バンドパスフィルタ４７は増幅されたプ
ローブ光を除去するので、ＡＰＣ回路６０は、光バンド
パスフィルタ４７を通過した増幅された信号光及びその
波長付近の帯域で発生しているＡＳＥ成分のパワーが一
定に保たれるようにポンプ光を制御することとなる。そ
の結果、入力信号光のパワーのダイナミックレンジが大
きい場合には、Ｎ２／Ｎｔを常に一定に保つことが困難
になる可能性がある。この問題に対処するための実施例
を図９により説明する。
出手段３６（図７参照）が光バンドパスフィルタ４７を
含んでおり、光バンドパスフィルタ４７は増幅されたプ
ローブ光を除去するので、ＡＰＣ回路６０は、光バンド
パスフィルタ４７を通過した増幅された信号光及びその
波長付近の帯域で発生しているＡＳＥ成分のパワーが一
定に保たれるようにポンプ光を制御することとなる。そ
の結果、入力信号光のパワーのダイナミックレンジが大
きい場合には、Ｎ２／Ｎｔを常に一定に保つことが困難
になる可能性がある。この問題に対処するための実施例
を図９により説明する。
【００６１】図９は図７の光増幅器の第２実施例を示す
ブロック図である。この光増幅器は、図８の第１実施例
と対比して、補正回路７１を付加的に設けてある点で特
徴付けられる。補正回路７１は、増幅器５０の出力信
号、即ち第１のパワー検出手段３３（図７参照）の出力
信号を受け、プローブ駆動回路５４がレーザダイオード
５５へ供給する電流を補正する。これにより、ＥＤＦ４
５へ供給されるプローブ光のパワーが補正され、増幅利
得が波長に依存して変化しない帯域を実質的に拡大する
ことができる。
ブロック図である。この光増幅器は、図８の第１実施例
と対比して、補正回路７１を付加的に設けてある点で特
徴付けられる。補正回路７１は、増幅器５０の出力信
号、即ち第１のパワー検出手段３３（図７参照）の出力
信号を受け、プローブ駆動回路５４がレーザダイオード
５５へ供給する電流を補正する。これにより、ＥＤＦ４
５へ供給されるプローブ光のパワーが補正され、増幅利
得が波長に依存して変化しない帯域を実質的に拡大する
ことができる。
【００６２】図１０は図７の光増幅器の第３実施例を示
すブロック図である。この光増幅器を図８の第１実施例
と対比したときの特徴点は以下の通りである。第１に、
ポンプ光源４（図７参照）がレーザダイオード５３の他
に、ポンプ駆動回路８１によって駆動されるレーザダイ
オード８２を含んでおり、これに伴いレーザダイオード
８２からのポンプ光をＥＤＦ４５へその第２端から導入
するためにＷＤＭカプラ８３を設けていることである。
ＷＤＭカプラ８３はＥＤＦ４５と光アイソレータ４６と
の間に設けられている。この例では、ＷＤＭカプラ４３
及び８３が図７の第１の光結合手段５に対応している。
すブロック図である。この光増幅器を図８の第１実施例
と対比したときの特徴点は以下の通りである。第１に、
ポンプ光源４（図７参照）がレーザダイオード５３の他
に、ポンプ駆動回路８１によって駆動されるレーザダイ
オード８２を含んでおり、これに伴いレーザダイオード
８２からのポンプ光をＥＤＦ４５へその第２端から導入
するためにＷＤＭカプラ８３を設けていることである。
ＷＤＭカプラ８３はＥＤＦ４５と光アイソレータ４６と
の間に設けられている。この例では、ＷＤＭカプラ４３
及び８３が図７の第１の光結合手段５に対応している。
【００６３】この実施例の第２の特徴点は、制御手段３
５が予め定められたプログラムに従ってプローブ光の最
適パワーを算出するＣＰＵ（中央演算ユニット）８４を
含んでいるところにある。ポンプ駆動回路５２及び８１
並びにプローブ駆動回路５４の入力信号及び出力信号並
びに増幅器５０及び５９の出力信号はアナログ信号であ
るから、これをＣＰＵ８４におけるデジタル信号処理に
適合させるために、制御手段３５は、アナログ／デジタ
ル変換及びデジタル／アナログ変換を行うためのコンバ
ータ８５をさらに含んでいる。
５が予め定められたプログラムに従ってプローブ光の最
適パワーを算出するＣＰＵ（中央演算ユニット）８４を
含んでいるところにある。ポンプ駆動回路５２及び８１
並びにプローブ駆動回路５４の入力信号及び出力信号並
びに増幅器５０及び５９の出力信号はアナログ信号であ
るから、これをＣＰＵ８４におけるデジタル信号処理に
適合させるために、制御手段３５は、アナログ／デジタ
ル変換及びデジタル／アナログ変換を行うためのコンバ
ータ８５をさらに含んでいる。
【００６４】また、ＣＰＵ８４は、プログラムを恒久的
に記憶するためのＲＯＭ及び計算結果等を一時的に記憶
するためのＲＡＭを含むメモリ回路８６に接続されてい
る。尚、ＣＰＵ８４は、プローブ光の最適パワーを算出
するだけでなく、ＡＰＣのためのポンプ光のパワーの制
御にも供される。
に記憶するためのＲＯＭ及び計算結果等を一時的に記憶
するためのＲＡＭを含むメモリ回路８６に接続されてい
る。尚、ＣＰＵ８４は、プローブ光の最適パワーを算出
するだけでなく、ＡＰＣのためのポンプ光のパワーの制
御にも供される。
【００６５】ＷＤＭカプラ４３、ポンプ駆動回路５２及
びレーザダイオード５３を省略することによって、ポン
プ光がＥＤＦ４５へその第２端のみから供給されるよう
にしてもよい。
びレーザダイオード５３を省略することによって、ポン
プ光がＥＤＦ４５へその第２端のみから供給されるよう
にしてもよい。
【００６６】図１１は図７の光増幅器の第４実施例を示
すブロック図である。第１の光結合手段５（図７参照）
がＷＤＭカプラ４３及び８３を含んでいる点は図１０の
第３実施例と同じである。
すブロック図である。第１の光結合手段５（図７参照）
がＷＤＭカプラ４３及び８３を含んでいる点は図１０の
第３実施例と同じである。
【００６７】図１１の光増幅器は、図１０の第３実施例
と対比して、第２の光結合手段３２（図７参照）がＥＤ
Ｆ４５と動作的に接続される光カプラ４４′を含んでい
る点で特徴付けられる。本願明細書において、光学部品
同士が動作的に接続されるというのは、ファイバ接続或
いはコリメートビームを用いた空間接続により直接接続
される場合を含み、さらに光フィルタ等の他の光学部品
を介して接続される場合を含む。
と対比して、第２の光結合手段３２（図７参照）がＥＤ
Ｆ４５と動作的に接続される光カプラ４４′を含んでい
る点で特徴付けられる。本願明細書において、光学部品
同士が動作的に接続されるというのは、ファイバ接続或
いはコリメートビームを用いた空間接続により直接接続
される場合を含み、さらに光フィルタ等の他の光学部品
を介して接続される場合を含む。
【００６８】光カプラ４４′はＷＤＭカプラ８３と光ア
イソレータ４６の間に設けられる。レーザダイオード５
５からのプローブ光は、光カプラ４４′及びＷＤＭカプ
ラ８３をこの順に通ってＥＤＦ４５へその第２端から供
給される。プローブ光のパワーの制御はこれまでの実施
例におけるのと同様である。
イソレータ４６の間に設けられる。レーザダイオード５
５からのプローブ光は、光カプラ４４′及びＷＤＭカプ
ラ８３をこの順に通ってＥＤＦ４５へその第２端から供
給される。プローブ光のパワーの制御はこれまでの実施
例におけるのと同様である。
【００６９】この実施例においては、光カプラ４４′が
主光路におけるＥＤＦ４５の下流側に設けられているの
で、プローブ光は主光路において信号光と逆方向に伝搬
し、従って、出力ポート２又はフォトディテクタ５８に
対するプローブ光の遮断が容易である。具体的には、プ
ローブ光の波長と信号光の波長とが極めて近い場合に、
光バンドパスフィルタ４７の通過帯域の設計精度が緩和
される。
主光路におけるＥＤＦ４５の下流側に設けられているの
で、プローブ光は主光路において信号光と逆方向に伝搬
し、従って、出力ポート２又はフォトディテクタ５８に
対するプローブ光の遮断が容易である。具体的には、プ
ローブ光の波長と信号光の波長とが極めて近い場合に、
光バンドパスフィルタ４７の通過帯域の設計精度が緩和
される。
【００７０】また、主光路におけるＥＤＦ４５の上流側
に光カプラ４４（図１０参照）が不要になるので、ＥＤ
Ｆ４５へ供給される入力信号光のロスが小さくなり、良
好な雑音指数を得ることができる。
に光カプラ４４（図１０参照）が不要になるので、ＥＤ
Ｆ４５へ供給される入力信号光のロスが小さくなり、良
好な雑音指数を得ることができる。
【００７１】しかしながら、ＥＤＦ４５における信号光
の伝搬方向とプローブ光の伝搬方向とが逆になるので、
ＥＤＦ４５における空間的な反転分布の状態が本来増幅
したい信号光のパワー分布と異なり、前に例示した演算
では広い帯域に渡って利得特性をフラットにすることが
困難になるかも知れない。
の伝搬方向とプローブ光の伝搬方向とが逆になるので、
ＥＤＦ４５における空間的な反転分布の状態が本来増幅
したい信号光のパワー分布と異なり、前に例示した演算
では広い帯域に渡って利得特性をフラットにすることが
困難になるかも知れない。
【００７２】このような困難が予想される場合には、入
力信号光のパワーに応じてプローブ光のパワーをきめ細
かく補正すれば対処可能であり、例えば図１１の光増幅
器においては、入力信号光のパワーに応じた最適なプロ
ーブ光のパワーのデータテーブルをメモリ回路８６に作
成しておき、このテーブルに基づいてプローブ光の制御
を行えばよい。
力信号光のパワーに応じてプローブ光のパワーをきめ細
かく補正すれば対処可能であり、例えば図１１の光増幅
器においては、入力信号光のパワーに応じた最適なプロ
ーブ光のパワーのデータテーブルをメモリ回路８６に作
成しておき、このテーブルに基づいてプローブ光の制御
を行えばよい。
【００７３】これまでに説明した本発明の第１の側面に
よる光増幅器は、波長分割多重された複数の信号光から
なるＷＤＭ信号光の伝送に適しているが、この光増幅器
はＷＤＭシステムへの適用に限定されない。単一波長の
信号光を増幅する場合にも、フラットな利得特性は波長
変動に伴う伝送特性の劣化を排除し得る。
よる光増幅器は、波長分割多重された複数の信号光から
なるＷＤＭ信号光の伝送に適しているが、この光増幅器
はＷＤＭシステムへの適用に限定されない。単一波長の
信号光を増幅する場合にも、フラットな利得特性は波長
変動に伴う伝送特性の劣化を排除し得る。
【００７４】次に、ＷＤＭシステムに限定的に適用され
るのに適した光増幅器について説明する。図１２は本発
明の第２の側面による光増幅器の基本構成を説明するた
めのブロック図である。この光増幅器は、入力ポート１
へ供給されたＷＤＭ信号光を増幅して出力ポート２から
出力する。
るのに適した光増幅器について説明する。図１２は本発
明の第２の側面による光増幅器の基本構成を説明するた
めのブロック図である。この光増幅器は、入力ポート１
へ供給されたＷＤＭ信号光を増幅して出力ポート２から
出力する。
【００７５】ＷＤＭ信号光を増幅するために、光増幅媒
体３と光増幅媒体３をポンピングする手段１０１とを備
えている。この光増幅器は、さらに、光増幅媒体３から
出力する増幅されたＷＤＭ信号光のスペクトラムを検出
するモニタ手段１０２と、検出されたスペクトラムに基
づき光増幅媒体３の利得特性が依存するパラメータを制
御しＷＤＭ信号光の波長を含む帯域における利得特性が
フラットになるようにするパラメータ制御手段１０３と
を備えている。
体３と光増幅媒体３をポンピングする手段１０１とを備
えている。この光増幅器は、さらに、光増幅媒体３から
出力する増幅されたＷＤＭ信号光のスペクトラムを検出
するモニタ手段１０２と、検出されたスペクトラムに基
づき光増幅媒体３の利得特性が依存するパラメータを制
御しＷＤＭ信号光の波長を含む帯域における利得特性が
フラットになるようにするパラメータ制御手段１０３と
を備えている。
【００７６】ポンピング手段１０１は、例えば、ポンプ
光を出力するポンプ光源４と、ポンプ光を光増幅媒体３
へ導入する光結合手段５とを含む。この場合、パラメー
タ制御手段１０３によって制御されるパラメータとして
は、ポンプ光のパワーを採用することができる。
光を出力するポンプ光源４と、ポンプ光を光増幅媒体３
へ導入する光結合手段５とを含む。この場合、パラメー
タ制御手段１０３によって制御されるパラメータとして
は、ポンプ光のパワーを採用することができる。
【００７７】制御されるパラメータがポンプ光のパワー
である場合、望ましくは、この光増幅器は、さらに、光
増幅媒体３から出力する増幅されたＷＤＭ信号光が供給
される可変光減衰器１０４と、可変光減衰器から出力さ
れる光のパワーを検出するパワー検出手段１０５と、検
出されたパワーが一定になるように可変光減衰器１０４
の減衰率を制御する手段１０６とを備える。
である場合、望ましくは、この光増幅器は、さらに、光
増幅媒体３から出力する増幅されたＷＤＭ信号光が供給
される可変光減衰器１０４と、可変光減衰器から出力さ
れる光のパワーを検出するパワー検出手段１０５と、検
出されたパワーが一定になるように可変光減衰器１０４
の減衰率を制御する手段１０６とを備える。
【００７８】図１２に示される光増幅器においては、パ
ラメータ制御手段１０３の制御対象がポンプ光のパワー
であるので、ＡＰＣを行うために可変光減衰器１０４が
用いられているが、本発明の第２の側面による光増幅器
の基本構成は図示された例に限定されない。例えば、本
発明の第１の側面による光増幅器におけるのと同じよう
にプローブ光源を用い、プローブ光のパワーをパラメー
タ制御手段１０３の制御対象としてもよい。この場合、
ポンプ光のパワーを用いてＡＰＣを行うことができる。
ラメータ制御手段１０３の制御対象がポンプ光のパワー
であるので、ＡＰＣを行うために可変光減衰器１０４が
用いられているが、本発明の第２の側面による光増幅器
の基本構成は図示された例に限定されない。例えば、本
発明の第１の側面による光増幅器におけるのと同じよう
にプローブ光源を用い、プローブ光のパワーをパラメー
タ制御手段１０３の制御対象としてもよい。この場合、
ポンプ光のパワーを用いてＡＰＣを行うことができる。
【００７９】図１３は図１２の基本構成の第１実施例を
示す光増幅器のブロック図である。この光増幅器は、図
１１の実施例におけるハードウェアを含んでおり、ＣＰ
Ｕ８４及び記憶装置８６におけるプログラムが本発明の
第２の側面に従って変更されている。この光増幅器は、
さらに、主光路における光カプラ４８と出力ポート２の
間に設けられる光カプラ１１０と、モニタ手段１０２と
を含む。
示す光増幅器のブロック図である。この光増幅器は、図
１１の実施例におけるハードウェアを含んでおり、ＣＰ
Ｕ８４及び記憶装置８６におけるプログラムが本発明の
第２の側面に従って変更されている。この光増幅器は、
さらに、主光路における光カプラ４８と出力ポート２の
間に設けられる光カプラ１１０と、モニタ手段１０２と
を含む。
【００８０】光カプラ１１０はＥＤＦ４５で増幅された
ＷＤＭ信号光を二分岐する。第１の分岐光は出力ポート
２から出力され、第２の分岐光がモニタ手段１０２へ供
給される。
ＷＤＭ信号光を二分岐する。第１の分岐光は出力ポート
２から出力され、第２の分岐光がモニタ手段１０２へ供
給される。
【００８１】パラメータ制御手段１０３（図１２参照）
の制御対象は、レーザダイオード５５から出力されるプ
ローブ光のパワーであり、レーザダイオード５３及び５
５から出力されるポンプ光はＡＰＣに用いられる。尚、
パラメータ制御手段１０３はＣＰＵ８４に含まれるもの
として理解される。
の制御対象は、レーザダイオード５５から出力されるプ
ローブ光のパワーであり、レーザダイオード５３及び５
５から出力されるポンプ光はＡＰＣに用いられる。尚、
パラメータ制御手段１０３はＣＰＵ８４に含まれるもの
として理解される。
【００８２】モニタ手段１０２は、グレーティング１１
１と、光カプラ１１０からの第２の分岐光のビームパラ
メータを変換してグレーティング１１１の全面に照射す
るためのレンズ１１２と、複数の受光エレメントを有す
るフォトセンサアレイ１１３と、グレーティング１１１
での回折光をフォトセンサアレイの受光面上に収束させ
るためのレンズ１１４とを含む。
１と、光カプラ１１０からの第２の分岐光のビームパラ
メータを変換してグレーティング１１１の全面に照射す
るためのレンズ１１２と、複数の受光エレメントを有す
るフォトセンサアレイ１１３と、グレーティング１１１
での回折光をフォトセンサアレイの受光面上に収束させ
るためのレンズ１１４とを含む。
【００８３】グレーティング１１１における回折角は波
長によって異なるので、この回折角の違いに基づきフォ
トセンサアレイ１１３で得られるパワー分布を用いるこ
とによって、ＷＤＭ信号光のスペクトラムを検出するこ
とができる。フォトセンサアレイ１１３における光パワ
ー分布は、リード回路によって読み出され、リード回路
１１５の出力信号は、信号処理回路１１６によって取り
扱い易い形に変換された後、コンバータ８５を介して或
いは直接ＣＰＵ８４へ供給される。
長によって異なるので、この回折角の違いに基づきフォ
トセンサアレイ１１３で得られるパワー分布を用いるこ
とによって、ＷＤＭ信号光のスペクトラムを検出するこ
とができる。フォトセンサアレイ１１３における光パワ
ー分布は、リード回路によって読み出され、リード回路
１１５の出力信号は、信号処理回路１１６によって取り
扱い易い形に変換された後、コンバータ８５を介して或
いは直接ＣＰＵ８４へ供給される。
【００８４】信号処理回路１１６は、例えば、ＷＤＭ信
号光の各チャネルに対応するスペクトルピークの値を算
出する。この場合、ＣＰＵ８４は、例えば、各ピークの
高さがほぼ等しくなるようにプローブ光のパワーを制御
する。図１４は図１２の基本構成の第２実施例を示す光
増幅器のブロック図である。この光増幅器は本発明の光
通信システムに適用可能である。この光増幅器は、図１
３の実施例と対比して、モニタ手段１０２及びパラメー
タ制御手段１０３（図１２参照）の構成及び動作が異な
る点で特徴付けられる。その詳細については後述する。
号光の各チャネルに対応するスペクトルピークの値を算
出する。この場合、ＣＰＵ８４は、例えば、各ピークの
高さがほぼ等しくなるようにプローブ光のパワーを制御
する。図１４は図１２の基本構成の第２実施例を示す光
増幅器のブロック図である。この光増幅器は本発明の光
通信システムに適用可能である。この光増幅器は、図１
３の実施例と対比して、モニタ手段１０２及びパラメー
タ制御手段１０３（図１２参照）の構成及び動作が異な
る点で特徴付けられる。その詳細については後述する。
【００８５】図１５は本発明の光通信システムのブロッ
ク図である。このシステムは、第１の端局１２１と第２
の端局１２２との間に光ファイバ等からなる光伝送路１
２３を敷設し、その途中に複数の光中継器１２４を挿入
して構成されている。各光中継器１２４は、本発明の第
２の側面による光増幅器（例えば図１４の光増幅器）を
含む。
ク図である。このシステムは、第１の端局１２１と第２
の端局１２２との間に光ファイバ等からなる光伝送路１
２３を敷設し、その途中に複数の光中継器１２４を挿入
して構成されている。各光中継器１２４は、本発明の第
２の側面による光増幅器（例えば図１４の光増幅器）を
含む。
【００８６】第１の端局１２１はＷＤＭ信号光を出力す
る。各光中継器は、ＷＤＭ信号光を受けこれを増幅して
出力する。各光中継器１２４によって中継されたＷＤＭ
信号光は、第２の端局１２２で受信される。
る。各光中継器は、ＷＤＭ信号光を受けこれを増幅して
出力する。各光中継器１２４によって中継されたＷＤＭ
信号光は、第２の端局１２２で受信される。
【００８７】第１の端局１２１は、ＷＤＭ信号光の少な
くとも２つのチャネルをそれぞれ異なる周波数のパイロ
ット信号で変調する手段を含む。各光増幅器１２５にお
いて、モニタ手段１０２（図１２参照）は、各パイロッ
ット信号を検出する手段を含み、パラメータ制御手段１
０３（図１２参照）は、検出された各成分の振幅がほぼ
等しくなるように制御する手段を含む。
くとも２つのチャネルをそれぞれ異なる周波数のパイロ
ット信号で変調する手段を含む。各光増幅器１２５にお
いて、モニタ手段１０２（図１２参照）は、各パイロッ
ット信号を検出する手段を含み、パラメータ制御手段１
０３（図１２参照）は、検出された各成分の振幅がほぼ
等しくなるように制御する手段を含む。
【００８８】図１６及び図１７は、それぞれ第１の端局
１２１及び第２の端局１２２の実施例を示すブロック図
である。第１の端局１２１において、送信光源となるレ
ーザダイオード１３１（＃１，２，…，ｎ）はそれぞれ
駆動回路１３２（＃１，２，…，ｎ）によって駆動され
ている。レーザダイオード１３１（＃１，２，…，ｎ）
はそれぞれ波長λ1 ，λ 2 ，…，λn の信号光を出力
し、これらの信号光はそれぞれ高速化に適した外部変調
器１３３（＃１，２，…，ｎ）によって伝送データに基
づく変調を受けた後、光マルチプレクサ１３４で合流さ
れる。
１２１及び第２の端局１２２の実施例を示すブロック図
である。第１の端局１２１において、送信光源となるレ
ーザダイオード１３１（＃１，２，…，ｎ）はそれぞれ
駆動回路１３２（＃１，２，…，ｎ）によって駆動され
ている。レーザダイオード１３１（＃１，２，…，ｎ）
はそれぞれ波長λ1 ，λ 2 ，…，λn の信号光を出力
し、これらの信号光はそれぞれ高速化に適した外部変調
器１３３（＃１，２，…，ｎ）によって伝送データに基
づく変調を受けた後、光マルチプレクサ１３４で合流さ
れる。
【００８９】光マルチプレクサ１３４は２つの出力ポー
ト１３４Ａ及び１３４Ｂを有しており、合流した信号光
（ＷＤＭ信号光）の大部分は出力ポート１３４Ａからこ
の端局の出力ポート１４０を経て光伝送路１２３（図１
５参照）へ送出される。外部変調器１３３（＃１，２，
…，ｎ）における伝送データによる変調は、この例では
強度変調である。
ト１３４Ａ及び１３４Ｂを有しており、合流した信号光
（ＷＤＭ信号光）の大部分は出力ポート１３４Ａからこ
の端局の出力ポート１４０を経て光伝送路１２３（図１
５参照）へ送出される。外部変調器１３３（＃１，２，
…，ｎ）における伝送データによる変調は、この例では
強度変調である。
【００９０】発振器１３５（＃１，２，…，ｎ）はそれ
ぞれ周波数ｆ1 ，ｆ2 ，…，ｆn のパイロット信号（ト
ーン信号）を生成する。各パイロット信号はそれぞれ駆
動回路１３２（＃１，２，…，ｎ）へ供給され、これに
よりレーザダイオード１３１（＃１，２，…，ｎ）はそ
れぞれ周波数ｆ1 ，ｆ2 ，…，ｆn で周波数変調され
る。
ぞれ周波数ｆ1 ，ｆ2 ，…，ｆn のパイロット信号（ト
ーン信号）を生成する。各パイロット信号はそれぞれ駆
動回路１３２（＃１，２，…，ｎ）へ供給され、これに
よりレーザダイオード１３１（＃１，２，…，ｎ）はそ
れぞれ周波数ｆ1 ，ｆ2 ，…，ｆn で周波数変調され
る。
【００９１】各パイロット信号はまた同期検波回路を有
する制御回路１３６へも供給されている。光マルチプレ
クサの出力ポート１３４Ｂから出力されたＷＤＭ信号光
の一部は、ファブリペロ干渉計等からなる周波数分別器
１３７を経てフォトディテクタ１３８へ供給される。Ｗ
ＤＭ信号光が周波数分別器１３７を通ったことにより、
フォトディテクタ１３８の出力には各パイロット信号の
成分が表れ、この成分は増幅器１３９で増幅された後制
御回路１３６へ供給される。
する制御回路１３６へも供給されている。光マルチプレ
クサの出力ポート１３４Ｂから出力されたＷＤＭ信号光
の一部は、ファブリペロ干渉計等からなる周波数分別器
１３７を経てフォトディテクタ１３８へ供給される。Ｗ
ＤＭ信号光が周波数分別器１３７を通ったことにより、
フォトディテクタ１３８の出力には各パイロット信号の
成分が表れ、この成分は増幅器１３９で増幅された後制
御回路１３６へ供給される。
【００９２】制御回路１３６は、一般的な同期検波の原
理に従って、駆動回路１３２（＃１，２，…，ｎ）がレ
ーザダイオード１３１（＃１，２，…，ｎ）へ供給する
駆動電流を制御して、レーザダイオード１３１（＃１，
２，…，ｎ）が出力する信号光の波長を安定化する。
理に従って、駆動回路１３２（＃１，２，…，ｎ）がレ
ーザダイオード１３１（＃１，２，…，ｎ）へ供給する
駆動電流を制御して、レーザダイオード１３１（＃１，
２，…，ｎ）が出力する信号光の波長を安定化する。
【００９３】パイロット信号の周波数は、伝送データに
よる主信号に影響を与えず、且つパイロット信号の検出
が容易になるように、例えば１ＫＨｚ〜１０ＫＨｚで互
いに異なるように設定される。
よる主信号に影響を与えず、且つパイロット信号の検出
が容易になるように、例えば１ＫＨｚ〜１０ＫＨｚで互
いに異なるように設定される。
【００９４】図１７に示されるように、第２の端局１２
２は、ＷＤＭ信号光を受ける入力ポート１４１を有して
いる。受けたＷＤＭ信号光は、光デマルチプレクサ１４
２でチャネル数分に分岐され、それぞれ光バンドパスフ
ィルタ１４３（＃１，２，…，ｎ）へ供給される。光バ
ンドパスフィルタ１４３（＃１，２，…，ｎ）はそれぞ
れ波長λ1 ，λ2 ，…，λn の信号光を選択的に透過す
る。
２は、ＷＤＭ信号光を受ける入力ポート１４１を有して
いる。受けたＷＤＭ信号光は、光デマルチプレクサ１４
２でチャネル数分に分岐され、それぞれ光バンドパスフ
ィルタ１４３（＃１，２，…，ｎ）へ供給される。光バ
ンドパスフィルタ１４３（＃１，２，…，ｎ）はそれぞ
れ波長λ1 ，λ2 ，…，λn の信号光を選択的に透過す
る。
【００９５】各信号光は、光増幅器１４４（＃１，２，
…，ｎ）で増幅された後、フォトディテクタを含む光／
電気変換器１４５（＃１，２，…，ｎ）で電気信号に変
換され、これらの電気信号に基づき各チャネルの伝送デ
ータが再生される。
…，ｎ）で増幅された後、フォトディテクタを含む光／
電気変換器１４５（＃１，２，…，ｎ）で電気信号に変
換され、これらの電気信号に基づき各チャネルの伝送デ
ータが再生される。
【００９６】図１５の光中継器１２４に適用可能な光増
幅器の例を図１４により説明する。光カプラ１１０で分
岐される増幅されたＷＤＭ信号光の一部は、そのスペク
トラムを検出するためのモニタ手段１０２へ供給され
る。供給されたＷＤＭ信号光は、ファブリペロ干渉計等
からなる周波数弁別器１５１を通ってフォトディテクタ
１５２へ供給される。ＷＤＭ信号光が周波数弁別器１５
１を通ったことにより、フォトディテクタ１５２の出力
にはパイロット信号の各成分が表れる。各成分は増幅器
１５３で増幅された後、バンドパスフィルタ１５４（＃
１，２，…，ｎ）へ供給される。
幅器の例を図１４により説明する。光カプラ１１０で分
岐される増幅されたＷＤＭ信号光の一部は、そのスペク
トラムを検出するためのモニタ手段１０２へ供給され
る。供給されたＷＤＭ信号光は、ファブリペロ干渉計等
からなる周波数弁別器１５１を通ってフォトディテクタ
１５２へ供給される。ＷＤＭ信号光が周波数弁別器１５
１を通ったことにより、フォトディテクタ１５２の出力
にはパイロット信号の各成分が表れる。各成分は増幅器
１５３で増幅された後、バンドパスフィルタ１５４（＃
１，２，…，ｎ）へ供給される。
【００９７】バンドパスフィルタ１５４（＃１，２，
…，ｎ）は、それぞれ周波数ｆ1 ，ｆ 2 ，…，ｆn の信
号成分を選択的に通過させる。通過した各信号成分は、
比較的高速な伝送データによる変調成分と比較的低速な
パイロット信号に基づく成分とを含んでいるので、これ
らのうちパイロット信号に基づく成分の振幅を検出する
ために、包絡線検波器１５５（＃１，２，…，ｎ）が設
けられている。
…，ｎ）は、それぞれ周波数ｆ1 ，ｆ 2 ，…，ｆn の信
号成分を選択的に通過させる。通過した各信号成分は、
比較的高速な伝送データによる変調成分と比較的低速な
パイロット信号に基づく成分とを含んでいるので、これ
らのうちパイロット信号に基づく成分の振幅を検出する
ために、包絡線検波器１５５（＃１，２，…，ｎ）が設
けられている。
【００９８】包絡線検波器１５５（＃１，２，…，ｎ）
の出力信号はそれぞれローパスフィルタ１５６（＃１，
２，…，ｎ）を介してコンバータ８５へ供給される。パ
ラメータ制御手段１０３（図１２参照）の機能を含むＣ
ＰＵ８４は、モニタ手段１０２で検出されたパイロット
信号に対応する各成分の振幅がほぼ等しくなるか或いは
予め定められた関係になるように、プローブ光のパワー
を制御する。これにより光増幅器のフラットな利得特性
を得ることができる。
の出力信号はそれぞれローパスフィルタ１５６（＃１，
２，…，ｎ）を介してコンバータ８５へ供給される。パ
ラメータ制御手段１０３（図１２参照）の機能を含むＣ
ＰＵ８４は、モニタ手段１０２で検出されたパイロット
信号に対応する各成分の振幅がほぼ等しくなるか或いは
予め定められた関係になるように、プローブ光のパワー
を制御する。これにより光増幅器のフラットな利得特性
を得ることができる。
【００９９】特に図１５に示されるシステムのように、
光中継器１２４を複数備えている場合には、利得特性が
フラットでないことによる伝送品質の劣化が顕著になる
ので、本発明による光増幅器における利得特性の改善
は、このようなシステムに有効である。
光中継器１２４を複数備えている場合には、利得特性が
フラットでないことによる伝送品質の劣化が顕著になる
ので、本発明による光増幅器における利得特性の改善
は、このようなシステムに有効である。
【０１００】図１６に例示した第１の端局１２１の構成
においては、パイロット信号を各信号光の波長安定化に
も用いているので、すべてのチャネルの信号光がパイロ
ット信号によって変調されている。
においては、パイロット信号を各信号光の波長安定化に
も用いているので、すべてのチャネルの信号光がパイロ
ット信号によって変調されている。
【０１０１】しかしながら、光増幅器における利得特性
の平坦化のみを目的とするのであれば、ＷＤＭ信号光に
おける２つのチャネルだけをパイロット信号で変調して
もよい。この２つのチャネルは、例えば、ＷＤＭ信号光
における最短波長のチャネルと最長波長のチャネルであ
る。
の平坦化のみを目的とするのであれば、ＷＤＭ信号光に
おける２つのチャネルだけをパイロット信号で変調して
もよい。この２つのチャネルは、例えば、ＷＤＭ信号光
における最短波長のチャネルと最長波長のチャネルであ
る。
【０１０２】また、図１６の実施例においては、各信号
光をパイロット信号により周波数変調しているが、伝送
データに比べて低速なパイロット信号を用いる場合に
は、各信号光をパイロット信号により強度変調してもよ
い。
光をパイロット信号により周波数変調しているが、伝送
データに比べて低速なパイロット信号を用いる場合に
は、各信号光をパイロット信号により強度変調してもよ
い。
【０１０３】一般に、送信光源がレーザダイオードであ
る場合、その駆動電流にパイロット信号を重畳すること
で容易に信号光の周波数変調を行うことができるが、こ
れと同時に、信号光が強度変調されている点に注目す
る。
る場合、その駆動電流にパイロット信号を重畳すること
で容易に信号光の周波数変調を行うことができるが、こ
れと同時に、信号光が強度変調されている点に注目す
る。
【０１０４】このように信号光がパイロット信号により
強度変調されている場合には、図１４のモニタ手段１０
２における周波数弁別器１５１は不要である。
強度変調されている場合には、図１４のモニタ手段１０
２における周波数弁別器１５１は不要である。
【０１０５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
入力パワーやＷＤＭのチャネル数の変化に係わらず利得
の波長依存性が小さい光増幅器及び光通信システムの提
供が可能になるという効果が生じる。
入力パワーやＷＤＭのチャネル数の変化に係わらず利得
の波長依存性が小さい光増幅器及び光通信システムの提
供が可能になるという効果が生じる。
【図１】本発明を適用可能な光増幅器の基本構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】典型的なＡＳＥのスペクトラムを示す図であ
る。
る。
【図３】利得と光出力パワーの関係を示す図である。
【図４】ＡＳＥ ３ｄＢ帯域幅と光増幅器段数の関係を
示す図である。
示す図である。
【図５】反転分布の割合（Ｎ２／Ｎｔ）をパラメータと
した利得特性の変化を示す図である。
した利得特性の変化を示す図である。
【図６】利得を一定に保つ従来例を示すブロック図であ
る。
る。
【図７】本発明の第１の側面による光増幅器の基本構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図８】図７の光増幅器の第１実施例を示すブロック図
である。
である。
【図９】図７の光増幅器の第２実施例を示すブロック図
である。
である。
【図１０】図７の光増幅器の第３実施例を示すブロック
図である。
図である。
【図１１】図７の光増幅器の第４実施例を示すブロック
図である。
図である。
【図１２】本発明の第２の側面による光増幅器の基本構
成を説明するためのブロック図である。
成を説明するためのブロック図である。
【図１３】図１２の基本構成の第１実施例を示す光増幅
器のブロック図である。
器のブロック図である。
【図１４】図１２の基本構成の第２実施例を示す光増幅
器のブロック図である。
器のブロック図である。
【図１５】本発明の光通信システムのブロック図であ
る。
る。
【図１６】第１の端局の実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図１７】第２の端局の実施例を示すブロック図であ
る。
る。
３ 光増幅媒体 ４ ポンプ光源 ３１ プローブ光源 ３５ 制御手段 １０２ モニタ手段 １０３ パラメータ制御手段 １２１ 第１の端局 １２２ 第２の端局 １２４ 光中継器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/12
Claims (21)
- 【請求項１】 入力信号光に対する増幅帯域を有し、増
幅された信号光を出力する光増幅器であって、 上記入力信号光が供給される光増幅媒体と、 ポンプ光を出力するポンプ光源と、 上記光増幅媒体及び上記ポンプ光源に動作的に接続され
上記ポンプ光を上記光増幅媒体へ導入する第１の光結合
手段と、 波長が上記増幅帯域に含まれるプローブ光を出力するプ
ローブ光源と、 上記光増幅媒体及び上記プローブ光源に動作的に接続さ
れ上記プローブ光を上記光増幅媒体へ導入する第２の光
結合手段と、 上記入力信号光のパワーを検出する第１のパワー検出手
段と、 上記プローブ光のパワーを検出する第２のパワー検出手
段と、 上記第１及び第２のパワー検出手段の出力に基づき上記
プローブ光のパワーを制御して上記入力信号光に対する
増幅利得を一定に保つ制御手段とを備えた光増幅器。 - 【請求項２】 上記入力信号光は波長分割多重された複
数の信号光からなる請求項１に記載の光増幅器。 - 【請求項３】 上記増幅された信号光のパワーを検出す
る第３のパワー検出手段と、 該第３のパワー検出手段の出力が一定になるように上記
ポンプ光のパワーを制御する手段とを更に備えた請求項
１に記載の光増幅器。 - 【請求項４】 上記第３のパワー検出手段は、 上記光増幅媒体に動作的に接続され上記増幅された信号
光を通過させ上記プローブ光を実質的に遮断する光バン
ドパスフィルタと、 該光バンドパスフィルタから出力された光を第１及び第
２の分岐光に分岐する手段と、 該第１の分岐光を受けそのパワーに応じた電気信号を出
力するフォトディテクタとを含み、 上記第２の分岐光がこの光増幅器から出力される請求項
３に記載の光増幅器。 - 【請求項５】 上記第１のパワー検出手段は、上記第１
の光結合手段に動作的に接続され上記入力信号光を第１
及び第２の分岐光に分岐する手段と、該第１の分岐光を
受けそのパワーに応じた電気信号を出力する第１のフォ
トディテクタとを含み、該第２の分岐光が上記光増幅媒
体に供給され、 上記プローブ光源はフォワード光及びバックワード光を
出力するレーザダイオードからなり、該フォワード光が
上記光増幅媒体に供給され、 上記第２のパワー検出手段は、上記バックワード光を受
けそのパワーに応じた電気信号を出力する第２のフォト
ダイオードを含む請求項１に記載の光増幅器。 - 【請求項６】 上記制御手段は、 上記第１及び第２のパワー検出手段に動作的に接続され
該第１及び第２のパワー検出手段の出力に基づく演算を
行ってその演算結果を出力する演算手段と、 該演算手段の出力が一定になるように上記プローブ光源
を制御する手段とを含む請求項１に記載の光増幅器。 - 【請求項７】 上記演算手段は、 上記第１のパワー検出手段の出力に第１の定数を乗じた
値を、上記第２のパワー検出手段の出力に第２の定数を
乗じた値に加えて出力する請求項６に記載の光増幅器。 - 【請求項８】 上記制御手段は、 上記第１のパワー検出手段の出力に基づき上記プローブ
光のパワーを補正して上記増幅利得が波長に依存して変
化しない帯域を実質的に拡大する手段をさらに含む請求
項６に記載の光増幅器。 - 【請求項９】 上記制御手段は、 上記第１及び第２のパワー検出手段の出力をそれぞれデ
ジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器と、 上記デジタル信号を受け予め定められたプログラムに従
って上記プローブ光の最適パワーを算出するプロセッサ
とを含む請求項１に記載の光増幅器。 - 【請求項１０】 上記光増幅媒体は希土類元素がドープ
されたドープファイバからなり、 該ドープファイバは上記入力信号光が供給される第１端
と上記増幅された信号光を出力する第２端とを有してい
る請求項１に記載の光増幅器。 - 【請求項１１】 上記希土類元素はエルビウムである請
求項１０に記載の光増幅器。 - 【請求項１２】 上記第１の光結合手段は、上記ポンプ
光を上記ドープファイバの第１端及び第２端のいずれか
一方に供給する手段を含む請求項１０に記載の光増幅
器。 - 【請求項１３】 上記ポンプ光源は第１及び第２のレー
ザダイオードを含み、 上記第１の光結合手段は、上記第１のレーザダイオード
からの光を上記ドープファイバの第１端に供給する手段
と、上記第２のレーザダイオードからの光を上記ドープ
ファイバの第２端に供給する手段とを含む請求項１０に
記載の光増幅器。 - 【請求項１４】 上記第２の光結合手段は、上記プロー
ブ光を上記ドープファイバの第１端及び第２端のいずれ
か一方に供給する手段を含む請求項１０に記載の光増幅
器。 - 【請求項１５】 波長分割多重信号光を増幅して出力す
る光増幅器であって、 上記波長分割多重信号光が供給される光増幅媒体と、 該光増幅媒体をポンピングする手段と、 上記光増幅媒体から出力する増幅された波長分割多重信
号光のスペクトラムを検出するモニタ手段と、 該検出されたスペクトラムに基づき、上記光増幅媒体の
利得と波長との関係を表す利得特性が依存するパラメー
タを制御し、上記波長分割多重信号光のそれぞれの波長
を含む帯域における上記利得特性がフラットになるよう
にするパラメータ制御手段とを備えた光増幅器。 - 【請求項１６】 上記ポンピング手段は、ポンプ光を出
力するポンプ光源と、該ポンプ光を上記光増幅媒体へ導
入する手段とを含み、 上記パラメータは上記ポンプ光のパワーである請求項１
５に記載の光増幅器。 - 【請求項１７】 上記光増幅媒体から出力する増幅され
た波長分割多重信号光が供給される可変光減衰器と、 該可変光減衰器から出力される光のパワーを検出する手
段と、 該検出されたパワーが一定になるように上記可変光減衰
器の減衰率を制御する手段とをさらに備えた請求項１６
に記載の光増幅器。 - 【請求項１８】 上記光増幅媒体の増幅帯域にその波長
が含まれるプローブ光を出力するプローブ光源と、 該プローブ光を上記光増幅媒体へ導入する手段とをさら
に備え、 上記パラメータは上記プローブ光のパワーである請求項
１５に記載の光増幅器。 - 【請求項１９】 波長分割多重信号光を出力する第１の
端局と、 該波長分割多重信号光を受け、これを増幅して出力する
光中継器と、 該光中継器から出力される増幅された波長分割多重信号
光を受ける第２の端局とを備え、 上記第１の端局は、上記波長分割多重信号光の少なくと
も２つのチャネルをそれぞれ異なる周波数のパイロット
信号で変調する手段を含み、 上記光中継器は請求項１５に記載の光増幅器を含み、 上記モニタ手段は、上記各パイロット信号に対応する成
分を検出する手段を含み、 上記パラメータ制御手段は、上記検出された各成分の振
幅がほぼ等しくなるように制御する手段を含む光通信シ
ステム。 - 【請求項２０】 上記第１の端局は、上記各パイロット
信号に基づき上記波長分割多重信号光の各チャネルの波
長を安定化する手段を含む請求項１９に記載の光通信シ
ステム。 - 【請求項２１】 上記光中継器は複数あり、これらは直
列に接続される請求項１９に記載の光通信システム。
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP31121295A JP3739453B2 (ja) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | 光増幅器及び該光増幅器を備えた光通信システム |
| US08/754,843 US6067187A (en) | 1995-11-29 | 1996-11-22 | Optical amplifier and optical communication system employing the same |
| DE69638125T DE69638125D1 (de) | 1995-11-29 | 1996-11-27 | Optischer Verstärker und optisches Übertragungssystem unter Verwendung dieses Verstärkers |
| EP06007902A EP1675284A3 (en) | 1995-11-29 | 1996-11-27 | Optical amplifier and optical communication system employing the same |
| EP96118992A EP0777346B1 (en) | 1995-11-29 | 1996-11-27 | Optical amplifier |
| DE69634235T DE69634235T2 (de) | 1995-11-29 | 1996-11-27 | Optischer Verstärker |
| EP04006085A EP1427119B1 (en) | 1995-11-29 | 1996-11-27 | Optical amplifier and optical communication system employing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31121295A JP3739453B2 (ja) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | 光増幅器及び該光増幅器を備えた光通信システム |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005131226A Division JP3917628B2 (ja) | 2005-04-28 | 2005-04-28 | 光増幅器及び該光増幅器を備えた光通信システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09153865A true JPH09153865A (ja) | 1997-06-10 |
| JP3739453B2 JP3739453B2 (ja) | 2006-01-25 |
Family
ID=18014458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31121295A Expired - Fee Related JP3739453B2 (ja) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | 光増幅器及び該光増幅器を備えた光通信システム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6067187A (ja) |
| EP (3) | EP1675284A3 (ja) |
| JP (1) | JP3739453B2 (ja) |
| DE (2) | DE69638125D1 (ja) |
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