JPH1075002A - 光フィルタを備えた光ファイバ増幅装置及び光フィルタ調整方法 - Google Patents

光フィルタを備えた光ファイバ増幅装置及び光フィルタ調整方法

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JPH1075002A
JPH1075002A JP9199024A JP19902497A JPH1075002A JP H1075002 A JPH1075002 A JP H1075002A JP 9199024 A JP9199024 A JP 9199024A JP 19902497 A JP19902497 A JP 19902497A JP H1075002 A JPH1075002 A JP H1075002A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 動作中の波長変化にも追従対処可能で最善の
増幅処理を実行可能な光ファイバ増幅装置を提供する。 【解決手段】 光フィルタ通過後の光信号強度に基づい
て光フィルタ２１２の中心波長を調整する波長調整部２
２４を備える。光フィルタを通過した光信号から分離タ
ップ２１４により分離した分離光をフォトダイオード２
１６へ入力して監視用信号を発生し、該監視用信号に基
づいて光信号強度を波長調整部２２４が判断する。波長
調整部２２４はマイクロプロセッサで、フォトダイオー
ド２１４の出力信号をＡ／Ｄ変換器２２８でディジタル
変換して受けて判断し、これによる中心波長調整用の制
御信号はＤ／Ａ変換器２２６でアナログ変換されて光フ
ィルタ２１２へ提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光増幅装置に関し、
特に、光増幅装置の特性による雑音を防止するために出
力端に装着された光フィルタ(optical filter)をもつ光
ファイバ増幅装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１に、シングルポンピング(single pu
mping)式の光ファイバ増幅装置の構成をブロック図で示
す。
【０００３】図示のように、入力コネクタにより内部フ
ァイバへ引き込まれた光信号は、分離タップ２で一定比
で分離され、入力側フォトダイオード１２と光アイソレ
ータ４に入力される。このフォトダイオード１２によ
り、入力される光信号の大きさが監視される。光アイソ
レータ４は、後続のドープファイバであるＥＤＦ(Erbiu
m Doped Fiber)１６から発生するＡＳＥ(Amplified Spo
ntaneous Emission)の逆流をせき止め、入力される光信
号の歪みを防ぐ。光アイソレータ４から出力される光信
号は波長分割多重化器ＷＤＭ(Wavelength Division Mul
tiplexer) ６に入力される。この波長分割多重化器６
は、互いに異なる２つの波長の光信号を受けて１出力端
から出力する機能をもつ。例えば、増幅対象の光信号の
波長が１５５０ｎｍである場合、励起光の波長は９８０
ｎｍあるいは１４８０ｎｍである。
【０００４】そして、波長分割多重化器６の出力光、例
えば９８０ｎｍの波長を有する励起光と１５５０ｎｍの
光信号は、ＥＤＦ６へ入力される。このＥＤＦ１６は、
光ファイバに希土類金属のエルビウム(Erbium)を添加し
たもので、入力される光信号を増幅する。ＥＤＦ１６の
出力光は光アイソレータ８を経て分離タップ１０へ送ら
れ、終端の出力コネクタから後につながる通信光ファイ
バへ出力される。光アイソレータ８は、タップ１０や出
力コネクタの連結部位で反射されて戻ってくる光を遮る
ために設けられる。また分離タップ１０は、光アイソレ
ータ８の出力光から監視用を分離する。その分離光は、
出力側フォトダイオード１４に入力される。
【０００５】入力側フォトダイオード１２から出力され
る監視用信号及び出力側フォトダイオード１４から出力
される監視用信号は、各アナログ増幅部２０，２２によ
り増幅されて電子調整部２４へ入力される。これら監視
用信号に基づいて電子調整部２４がポンプ（励起）レー
ザダイオード１８の出力を調整する。
【０００６】最後に、波長固定フィルタ（＝手動変更フ
ィルタ）２６は、分離タップ１０を通じた出力光から、
伝送対象の波長以外の雑音成分を除去するために設けら
れている。このフィルタ２６の中心波長は、図２のグラ
フのように１５５０ｎｍの伝送光２８に合わせられたと
きに、増幅装置の固有雑音成分２９を効果的に除去する
ことができる。これにより除去が行われた状態がグラフ
３０のようになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のような光増幅装
置では、増幅する光信号が常時一定というわけではな
く、増幅装置の構成要素に応じて変化するものであるた
め、長期動作のうちに増幅光波長の変化が発生したり、
周辺の温度でも変動が生じたりする可能性がある。した
がって、そのような場合に備えて手動調節可能なフィル
タを設けるようにしているが、これでは増幅動作中の一
時的な波長変化に追従するものではないので対応でき
ず、その分の損失が発生するという未解決の課題があ
る。
【０００８】本発明は、このような課題に着目したもの
で、動作中の波長変化にも追従対処可能で最善の増幅処
理を実行可能な光ファイバ増幅装置を提供するものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的のため日本発明
によれば、増幅後の光信号を光フィルタに通して雑音除
去するようにした光ファイバ増幅装置において、光フィ
ルタ通過後の光信号強度に基づいて光フィルタの中心波
長を調整する波長調整部を備えることを特徴とする。こ
の場合、光フィルタを通過した光信号から分離タップに
より分離した分離光をフォトダイオードへ入力して監視
用信号を発生し、該監視用信号に基づいて光信号強度を
波長調整部が判断する構成とすることができる。また、
フォトダイオードの出力信号をディジタル変換して波長
調整部へ提供するＡ／Ｄ変換器を設ければ、波長調整部
はディジタル処置のマイクロプロセッサにしておくこと
ができる。この場合さらに、波長調節部から出力される
中心波長調整用の制御信号をアナログ変換して光フィル
タへ提供するＤ／Ａ変換器を設けるとよい。このような
波長調整部は、増幅前の光信号強度及び光フィルタ通過
後の光信号強度に基づいて励起光源の制御も行うように
しておくことができる。
【００１０】また、本発明では、光信号の雑音を除去す
る光フィルタの中心波長を調整する光フィルタ調整方法
として、光フィルタの中心波長を複数の段階値に変化さ
せてその各段階値におけるフィルタ後の光信号強度を測
定し、光信号強度が最大値となる段階値を求める段階値
調整過程と、この段階値調整過程で求められた段階値前
後で光フィルタの中心波長を微調整してフィルタ後の光
信号強度が最高となるようにし、光信号の波長に追従す
る追従過程と、を実施することを特徴とする光フィルタ
調整方法を提供する。上記光ファイバ増幅装置の波長調
整部がマイクロプロセッサであれば、このような光フィ
ルタ調整方法をプログラム実行するようにしておくこと
ができる。
【００１１】その追従過程は、段階値調整過程で求めら
れた段階値から所定量ずらした調整値を設定し、該調整
値を前記段階値へ近付けつつフィルタ後の光信号強度を
測定していき最高値を求め、このときの調整値を光フィ
ルタの中心波長とする過程とするとよく、より詳細に
は、段階値調整過程で求められた段階値から１段階分低
い調整値を設定し、該調整値を微増させつつフィルタ後
の光信号強度を測定するとともにその微増前の光信号強
度測定結果と微増後の光信号強度測定結果とを比較し、
その結果、微増後の光信号強度測定結果の方が小さい場
合には調整値を微減させてフィルタ後の光信号強度を測
定するとともにその微減前の光信号強度測定結果と微減
後の光信号強度測定結果とを比較することにより最高値
を求める過程とすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき添
付図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】図３に、光信号波長を自動追従してフィル
タを実行する本例の光ファイバ増幅装置についてブロッ
ク図で示してある。図示の分離タップ２０２，２１４、
光アイソレータ２０４，２０８、波長分割多重化器２０
６、ＥＤＦ２１０、光フィルタ２１２、フォトダイオー
ド２１６，２２０、ポンプレーザダイオード２１８は、
従来同様の構成をもつ。
【００１４】この例の光増幅装置においては、監視用信
号に基づきポンプレーザダイオード２１８の出力を調整
する波長調整部として、マイクロプロセッサ２２４を使
用している。そしてこれに伴い、入力側及び出力側のフ
ォトダイオード２１６，２２０の各出力をディジタル変
換するＡ／Ｄ変換器２２２，２２８を設けている。
【００１５】マイクロプロセッサ２２４は、フォトダイ
オード２１６，２２０による監視用信号に基づいてレー
ザダイオード２１８の出力パワーを調節し、また、これ
らにより増幅対象の光信号の波長を感知して、光フィル
タ２１２の中心波長が光信号波長に一致するように調節
する機能をもつ。本例の光フィルタ２１２は、出力側光
アイソレータ２０８と分離タップ２１４との間に設けら
れ、Ｄ／Ａ変換器２２６によりアナログ変換したマイク
ロプロセッサ２２４の制御信号に従いフィルタ波長を変
えられるものである。
【００１６】図４は、光フィルタの中心波長とフィルタ
出力光の強度との関係を示したグラフであり、１５５０
ｎｍの光信号波長と光フィルタ２１２の中心波長とを一
致させたときに最大値の光強度で出力され、図中左右に
０．５ｎｍずつずらしていくと、出力値の減衰が生じる
ことがわかる。
【００１７】図５は、光信号の波長を自動追従してフィ
ルタをかけるフィルタ制御のフローチャートである。
【００１８】５０２段階でマイクロプロセッサ２２４は
システムの初期化を行い、そして５０４段階で、光信号
波長に従い調整する光フィルタ２１２の段階値Ｖｈｅｘ
を設定する。この段階値Ｖｈｅｘは、１５４０ｎｍから
１５６０ｎｍまでの波長で、例えば１５４０，１５４
５，１５５０，……というように一定値おきの段階で設
定する。続いて５０６〜５０８段階でマイクロプロセッ
サ２２４は、設定した段階値Ｖｈｅｘの最初の段階値か
ら１段階値ずつ順次に（Ｖｈｅｘ＋１）光フィルタ２１
２の中心波長を調整してフィルタ出力光の強度を測定
し、記憶していく。このときの出力光強度は出力側フォ
トダイオード２１６による監視用信号から測定可能であ
る。５１０段階では増加させた段階値が最終段階値かど
うかを確認しており、最終段階値でなければ５０６段階
へ戻って次の段階値に光フィルタ２１２の中心波長を調
整して光信号強度測定を行い、一方、最終段階値であれ
ば５１２段階へ進んで、測定の終わった段階値のいずれ
かに出力光強度の最大値ｍａｘをもつ段階値があるかど
うかを確認する。もし段階値のいずれにも強度最大値ｍ
ａｘがなければ、５０４段階に戻って光フィルタ２１２
の中心波長調整段階値の再設定を行う。
【００１９】５１２段階で出力光強度の最大値ｍａｘを
もつ段階値がみつかれば、５１４段階へ進んでマイクロ
プロセッサ２２４は、その段階値に基づく光フィルタ２
１２の中心波長追従モードを実行に移す。この追従モー
ドに入った５１６段階でマイクロプロセッサ２２４はま
ず、強度最大値ｍａｘとなった段階値よりも小さい出力
光強度を発生する１段階下の段階値を光フィルタの調整
値に設定して出力光強度を測定し、次いで５１８段階
で、その段階値から微増（例えば０．５ｎｍずつ）させ
て出力光強度を測定する。そして５２０段階でマイクロ
プロセッサ２２４は、微増前の出力光強度と微増後の出
力光強度とを比較する。これにより、微増後の出力光強
度の方が大きければ５１８段階を再実行して微増前後強
度比較を行う。一方、微増後の出力光強度の方が小さく
なれば、段階５２２へ進むことになる。
【００２０】５２２段階でマイクロプロセッサ２２４
は、光フィルタ２１２の中心波長調整値を微減（微増前
の値）させて出力光強度を測定し、５２４段階で微減前
の出力光強度と微減後の出力光強度とを比較する。この
ときもし微減前の出力光強度の方が小さくなれば、５２
２段階へ戻って再度光フィルタ２１２の中心波長調整値
を微減させ、出力光強度を測定する。一方、５２４段階
で微減前の出力光強度の方が大きくなれば５２６段階へ
進み、始めに記憶した光出力強度の最大値ｍａｘから現
在の調整値による光出力強度を引いた値が有効範囲（通
常５ｄＢ程度）内に収まっているかどうかを検出する。
そして、有効範囲内を外れていれば５０４段階へ戻って
中心波長段階値を再設定して以降の過程を繰り返す。有
効範囲内に入っていれば現在の調整値を光フィルタ２１
２の中心波長としてセットし、５１８段階にルーチンを
戻して続く伝送光の波長へ追従すべく光フィルタ２１２
の中心波長を微調整する。なお、微増、微減の関係はど
ちらを先にもってきてもよいものである。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、マイクロプロセッサに
よる判断で光フィルタの中心波長をリアルタイム調整す
ることができるので、変動する光信号に対する最適波長
へフィルタを常に最適調整することができ、信頼性向上
に寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光ファイバ増幅装置のブロック図。
【図２】従来の手法による光フィルタの雑音除去を説明
するグラフ。
【図３】本発明による光ファイバ増幅装置のブロック
図。
【図４】光フィルタの中心波長と出力光強度の関係を示
すグラフ。
【図５】本発明による光フィルタ調整方法を説明するフ
ローチャート。
【符号の説明】
２１２ 光フィルタ ２２４ マイクロプロセッサ（波長調整部）

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 増幅後の光信号を光フィルタに通して雑
    音除去するようにした光ファイバ増幅装置において、 光フィルタ通過後の光信号強度に基づいて光フィルタの
    中心波長を調整する波長調整部を備えることを特徴とす
    る光ファイバ増幅装置。
  2. 【請求項２】 光フィルタを通過した光信号から分離タ
    ップにより分離した分離光をフォトダイオードへ入力し
    て監視用信号を発生し、該監視用信号に基づいて光信号
    強度を波長調整部が判断する請求項１記載の光ファイバ
    増幅装置。
  3. 【請求項３】 フォトダイオードの出力信号をディジタ
    ル変換して波長調整部へ提供するＡ／Ｄ変換器をもつ請
    求項２記載の光ファイバ増幅装置。
  4. 【請求項４】 波長調節部から出力される中心波長調整
    用の制御信号をアナログ変換して光フィルタへ提供する
    Ｄ／Ａ変換器をもつ請求項３記載の光ファイバ増幅装
    置。
  5. 【請求項５】 波長調整部は、増幅前の光信号強度及び
    光フィルタ通過後の光信号強度に基づいて励起光源の制
    御も行う請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ファイ
    バ増幅装置。
  6. 【請求項６】 光信号の雑音を除去する光フィルタの中
    心波長を調整する光フィルタ調整方法であって、 光フィルタの中心波長を複数の段階値に変化させてその
    各段階値におけるフィルタ後の光信号強度を測定し、光
    信号強度が最大値となる段階値を求める段階値調整過程
    と、この段階値調整過程で求められた段階値前後で光フ
    ィルタの中心波長を微調整してフィルタ後の光信号強度
    が最高となるようにし、光信号の波長に追従する追従過
    程と、を実施することを特徴とする光フィルタ調整方
    法。
  7. 【請求項７】 追従過程は、段階値調整過程で求められ
    た段階値から所定量ずらした調整値を設定し、該調整値
    を前記段階値へ近付けつつフィルタ後の光信号強度を測
    定していき最高値を求め、このときの調整値を光フィル
    タの中心波長とする請求項６記載の光フィルタ調整方
    法。
  8. 【請求項８】 段階値調整過程で求められた段階値から
    １段階分低い調整値を設定し、該調整値を微増させつつ
    フィルタ後の光信号強度を測定するとともにその微増前
    の光信号強度測定結果と微増後の光信号強度測定結果と
    を比較し、その結果、微増後の光信号強度測定結果の方
    が小さい場合には調整値を微減させてフィルタ後の光信
    号強度を測定するとともにその微減前の光信号強度測定
    結果と微減後の光信号強度測定結果とを比較することに
    より最高値を求める請求項７記載の光フィルタ調整方
    法。
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